太阳能阵列配置制造技术

提供给了一种能够作为单元安装到支撑结构上的光伏（PV）阵列。还提供了一种能够通过将电连接器压在一起或将其互相紧密接近地安装来用插头插入相邻层压件的电连接器中的太阳能板层压件。另外，提供了包括阵列构架的PV阵列，该阵列构架包括被预制成与太阳能板层压件的框架匹配的多个横构件。还提供了用于PV阵列的支撑结构，其包括支撑结构，所述支撑结构包括压载物。还提供了PV电力发电厂、以及用于使来自PV阵列的功率输出最优化的系统和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能阵列配置相关申请的交叉引用 本申请要求2010年4月26日提交的美国临时申请序号61/327，930的优先权和权益；其被整体地通过弓I用结合到本文中。
技术介绍
本申请一般地涉及太阳能收集。更具体地，提供了太阳能板和太阳能板阵列的配置，其在实现高效能量转换的同时促进太阳能发电厂的构造和安装。—般通过在形成固定或枢轴支撑结构的一部分的刚性网格状构架上一次一个地将多个太阳能板层压件(laminate)(也称为太阳能板或模块)组合来构造光伏(PV)阵列。构架上的层压件根据操作员的功率输出要求而被并联地或串联地电连接。在当前实践的过程中，在两部分过程中实现将太阳能板层压件安装在适当位置处，由此，在工厂处将围绕在整个层压件周围的挤压铝材框架压配合或附着于板层压件，并且然后在现场将此框架附着于被附着于地面(或又被附着于地面的建筑物或结构)的单独和附加安装系统。在历史上，已安装太阳能发电系统是相当小的，并且很少超过约10kW。现在，典型的板层压件设计具有每个约200W或以上的额定容量，因此IOkW系统要求完成约50个板层压件。然而，对太阳能发电的兴趣在过去十年期间已经呈指数扩展，并且在额定容量方面超过15MW的较大实用规模装置正在变得更加常见。朝向较大规模项目的此趋势预期在未来将持续并加速。在2009年为了完成具有15MW的额定容量的典型系统，要求超过75000个板层压件(并且每个将必须单独地搬运并在现场安装)。减少安装此类层压件阵列所需的劳动的系统将是期望的。本专利技术提供了此类系统以及使得PV阵列的安装和使用更加简单且更加高效的其他系统。
技术实现思路
在本文中提供了 PV阵列、支撑结构、PV电力发电厂以及可用于PV系统的高效构造和使用的系统。在某些实施例中，提供了 PV阵列。该PV阵列包括阵列构架和被耦合到该阵列构架的多个电耦合太阳能板层压件。在这些实施例中，每个太阳能板层压件包括多个电耦合太阳能电池；接地装置；绝缘盖和背衬(backing);以及电连接器。这些实施例的PV阵列能够作为单元被安装到支撑结构上以在日光照射在安装的光伏阵列上时产生电。还提供了太阳能板层压件。该太阳能层压件包括多个电耦合太阳能电池；接地装置；绝缘盖和背衬；以及电连接器。在这些实施例中，可以通过从层压件突出的电连接器或限定层压件范围的框架将太阳能板层压件电耦合到相邻层压件，使得可以通过将电连接器压在一起或将其相互紧密接近地安装来将层压件的电连接器用插头插入相邻层压件的电连接器中。另外，提供了包括阵列构架和被耦合到阵列构架的多个电耦合太阳能板层压件的光伏PV阵列。阵列中的每个太阳能板层压件包括多个电耦合太阳能电池；接地装置；绝缘盖和背衬；以及电连接器。在这些实施例中，每个太阳能板层压件还包括限定层压件范围的框架，其中，该框架包括第一轴和第二轴。该阵列构架包括多个横构件，其中，每个横构件被接合到多于一个层压件的框架。该横构件被预制成与太阳能板层压件的框架匹配，使得该层压件在一个预先设计、可重复定向上被耦合至横构件，其中在太阳能板层压件之间具有预先设计的可重复间距。此外，提供了用于PV阵列的支撑结构。该支撑结构包括基本上垂直的第一支撑构件和基本上垂直的第二支撑构件，其中，第一支撑构件和第二支撑构件中的每一个包括上端和下端，该下端被耦合到基底且该基底被设置于地面、附着于地面或掩埋到地面、地板或建筑物元件中。该支撑结构还包括跨越第一垂直支撑构件和第二垂直支撑构件的可旋转底座，其中，所述可旋转底座被稱合到位于第一支撑构件的上端处的第一轴承(bearing)和位于第二支撑构件的上端处的第二轴承。该可旋转底座能够耦合到PV阵列或多个太阳能板层压件，并且所述PV阵列通过设置于可旋转底座上的矩形管或块而被耦合到可旋转底座。还提供了用于PV阵列的支撑结构。该支撑结构包括基本上垂直的第一支撑构件，其包括第一上端和第一下端，该下端被耦合至第一基底。在这些实施例中，支撑构件的基底包括第一压载物(ballast)。在附加实施例中，提供了 PV电力发电厂。该发电厂包括多个任何上述支撑结构和设置于每个支撑结构的可旋转底座上的PV阵列。在发电厂中，所述多个支撑结构的基底被锚定、以压载物稳定或掩埋到其中PV阵列被暴露于日光的区域中。另外提供了一种用于使来自PV阵列的功率输出最优化的系统，其中，PV阵列被安装在支撑结构上并包括至少一个太阳能板层压件。在这些系统中，所述太阳能板层压件包括多个电耦合太阳能电池；接地装置、绝缘盖和背衬；以及电连接器，并且所述支撑结构包括基本上垂直的第一支撑构件，其包括第一上端和第一下端，该下端被耦合到第一基底；以及用于使PV绕轴旋转的装置，其中，该轴是基本上水平的轴或处于与水平线成所选倾斜角。该系统包括用于在使PV阵列绕着轴旋转小于5度之前和之后测量PV阵列的功率输出的装置；用于确定在使PV阵列绕着轴旋转小于5度之前或之后的PV阵列的功率输出是否更大的装置；以及用于使PV阵列旋转至其中功率输出更大的位置的装置。还提供了一种使来自光伏(PV)阵列的功率输出最优化的方法，其中，PV阵列被安装在支撑结构上且包括至少一个太阳能板层压件。该太阳能板层压件包括多个电耦合太阳能电池；接地装置；绝缘盖和背衬；电连接器；以及用于测量来自阵列的功率输出的装置，并且该支撑结构包括:基本上垂直的第一支撑构件，其包括第一上端和第一下端，该下端被耦合至第一基底；以及用于使PV绕着轴旋转的装置，其中，该轴是基本上水平的轴或与水平线成所选倾斜角。该方法包括在使PV阵列绕着轴旋转小于5度之前和之后测量PV阵列的功率输出；确定在使PV阵列绕着轴旋转小于5度之前或之后的PV阵列的功率输出是否更大；以及使PV阵列旋转至其中功率输出更大的位置。附图说明图1是根据说明性实施例的PV阵列的透视图。图2是根据说明性实施例的设置于支撑结构上的PV阵列的剖面图。图3是根据说明性实施例的设置于支撑结构上的PV阵列的透视图。图4是根据说明性实施例的设置于支撑结构上的PV阵列的侧透视图。图5是根据说明性实施例的设置于支撑结构上的两个PV阵列的前透视图。图6是根据说明性实施例的设置于支撑结构上的三个PV阵列的底透视图。图7是根据说明性实施例的设置于支撑结构上的PV阵列的一部分的透视图。图8是根据说明性实施例的方法的流程图。具体实施例方式在本文中所使用的术语仅仅用于描述特定实施例且并不意图限制本专利技术。如在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。另外，如在本文中所参考的那样，模块被定义为用于执行特定功能的硬件、软件和/或其组合。软件被定义为包括但不限于目标代码、汇编代码以及机器代码的计算机可执行指令。硬件可以包括但不限于一个或多个处理器/微处理器、电子电路以及其他物理部件。还将理解的是当在本说明书和/或权利要求中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。在本文中提供了标准化、易于安装且允许其中PV阵列先前已不是选项或高效选项的安装的光伏(PV)层压件、阵列、支撑结构和发电厂。如在本文中所使用的，也称为太阳能板或太阳能模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏（PV）阵列，包括：阵列构架；以及多个电耦合太阳能板层压件，其被耦合至所述阵列构架，每个太阳能板层压件包括：  多个电耦合太阳能电池；  接地装置；  绝缘盖和背衬；以及  电连接器，其中，所述PV阵列能够作为单元安装到支撑结构上以在日光照射在所安装的光伏阵列上时产生电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.26 US 61/3279301.一种光伏(PV)阵列，包括: 阵列构架；以及 多个电耦合太阳能板层压件，其被耦合至所述阵列构架，每个太阳能板层压件包括: 多个电耦合太阳能电池； 接地装置； 绝缘盖和背衬；以及 电连接器， 其中，所述PV阵列 能够作为单元安装到支撑结构上以在日光照射在所安装的光伏阵列上时产生电。2.权利要求1的PV阵列，其中，所述阵列构架是金属。3.权利要求1的PV阵列，其中，每个太阳能板层压件还包括限定所述层压件范围的框架,该框架包括第一轴和第二轴。4.权利要求3的PV阵列，其中，所述框架向所述太阳能板层压件给予至少每平方英尺50磅的设计强度。5.权利要求3的PV阵列，其中，所述框架是挤压铝材。6.权利要求3的PV阵列，其中，所述阵列构架包括多个横构件，其中，每个横构件被接合至多个层压件的框架。7.权利要求6的PV阵列，其中，所述横构件被预制成与所述太阳能板层压件的框架匹配，使得所述层压件在一个预先设计、可重复定向上被耦合至所述横构件，其中在太阳能板层压件之间具有预先设计的可重复间距。8.权利要求7的PV阵列，其中，所述横构件在所述横构件和所述太阳能板层压件的框架中预制有预钻孔，使得通过使所述预钻孔对准并用紧固件将所述横构件与框架接合来将所述层压件耦合。9.权利要求8的PV阵列，其中，所述紧固件是夹具、焊接、螺钉或螺栓。10.权利要求6的PV阵列，其中，所述横构件和框架还包括视觉引导件或凹口以提供定向提示或配合结构，以便保证横构件与框架的适当定向。11.权利要求6的PV阵列，包括沿着每个层压件的第一轴在互连的不少于两个点处被耦合至每个层压件的框架的两个横构件。12.权利要求1的PV阵列，其中，所述阵列的设计强度能够耐受至少每平方英尺60磅的风载荷和达到130mph的阵风。13.权利要求1的PV阵列，其中，所述阵列的设计强度能够耐受至少每平方英尺60磅的静载荷。14.权利要求1的PV阵列，其中，每个太阳能板层压件在STC(Pm)下能够产生至少IOOff015.权利要求1的PV阵列，其中，所述PV阵列能够产生至少500W。16.权利要求1的PV阵列，其中，所述PV阵列能够产生至少20kW。17.权利要求6的PV阵列，其中，所述横构件中的至少一些是导电的。18.权利要求6的PV阵列，其中，至少一个接地装置是横构件。19.权利要求6的PV阵列，其中，所述接地装置不是横构件。20.权利要求1的PV阵列，其中，所述太阳能电池由碲化镉、铜铟、硒化物/硫化物或砷化镓制成。21.权利要求1的PV阵列，其中，所述太阳能电池由硅制成。22.权利要求22的PV阵列，其中，所述硅是晶体硅或非晶硅。23.权利要求1的PV阵列，其中，每个太阳能板层压件被透明材料覆盖。24.权利要求23的PV阵列，其中，所述透明材料是玻璃。25.权利要求1的PV 阵列，其中，每个太阳能板层压件包括至少10个太阳能电池。26.权利要求1的PV阵列，包括至少2个太阳能板层压件。27.权利要求1的PV阵列，其中，雨不能通过所述PV阵列。28.权利要求1的PV阵列，其中，光不能通过所述PV阵列。29.权利要求1的PV阵列，其中，所述太阳能板层压件通过层压件上的或接近于所述层压件的表面上的电连接器被电耦合，其中，所述电连接器是来自接线盒的引线。30.权利要求1的PV阵列，其中，每个太阳能板层压件的电连接器从每个层压件或限定每个层压件范围的框架的边缘突出，使得能够通过将电连接器压在一起来将每个层压件的电连接器用插头插入相邻层压件的电连接器中。31.权利要求30的PV阵列，其中，通过将层压件压在一起来耦合电连接器。32.—种太阳能板层压件，包括: 多个电耦合太阳能电池； 接地装置； 绝缘盖和背衬；以及 电连接器， 其中，能够通过设置于层压件或限定层压件范围的框架上、中或与其邻近的电连接器将太阳能板层压件电耦合至相邻层压件，使得能够通过将电连接器压在一起或将它们相互紧密接近地安装来将层压件的电连接器耦合至相邻层压件的电连接器。33.一种用于光伏(PV)阵列的支撑结构，该支撑结构包括: 基本上垂直的第一支撑构件和基本上垂直的第二支撑构件，其中，所述第一支撑构件和第二支撑构件中的每一个都包括上端和下端，该下端被耦合到基底且该基底被设置在地面、地板或建筑物元件上；附着于地面、地板或建筑物元件；或掩埋于地面、地板或建筑物元件中；以及 可旋转底座，其跨越所述第一垂直支撑构件和第二垂直支撑构件，所述可旋转底座被耦合至位于第一支撑构件的上端处的第一轴承和位于第二支撑构件的上端处的第二轴承， 其中，所述可旋转底座能够耦合到PV阵列或多个太阳能板层压件，以及 其中，所述PV阵列或多个太阳能板层压件通过设置在所述可旋转底座上的矩形管或块被耦合至所述可旋转底座。34.权利要求33的支撑结构，还包括设置在可旋转底座上的PV阵列。35.权利要求33的支撑结构，其中，所述矩形管或块包括比所述可旋转底座的直径更宽的宽维度，并且在该宽维度跨越所述可旋转底座的情况下被设置于所述可旋转底座上。36.权利要求34的支撑结构，其中，所述支撑结构被设置于地面上或掩埋到地面中。37.权利要求36的支撑结构，其中，每个支撑构件的基底包括压载物，其具有足够的重量和直径以在每平方英尺60磅的风载荷和达到130mph的阵风下在所述支撑结构上承载PV阵列。38.权利要求37的支撑结构，其中，所述压载物未进入地面。39.权利要求37的支撑结构，其中，所述压载物未进入地面多于10英寸。40.权利要求1的PV阵列，包括至少12个太阳能板层压件。41.权利要求38的支撑结构，其中，所述压载物覆盖大于4平方英尺的面积。42.权利要求36的支撑结构，其中，所述压载物包括水泥或混凝土。43.权利要求34的支撑结构，其中，雨不能通过所述PV阵列。44.权利要求43的支撑结构，还包括墙壁以形成封闭结构。45.权利要求34的支撑结构，其中，光不能通过所述PV阵列。46.权利要求43的支撑结构，其中，每个支撑构件的上端被提高为地面、地板或建筑物元件之上至少6英尺。47.权利要求43的支撑结构，其中，每个支撑构件的上端被提高为地面、地板或建筑物元件之上至少10英尺。48.权利要求43的支撑结构，其中，每个支撑构件的上端被提高为地面、地板或建筑物元件之上至少16英尺。49.权利要求34的支撑结构，其中，所述PV阵列是权利要求1一 32中的任一项的PV阵列。50.权利要求33的支撑结构，其中，所述可旋转底座是基本上圆筒形管。51.权利要求50的支撑结构，其中，所述可旋转底座是镀锌管或铝管。52.权利要求33的支撑结构，其中，所述可旋转底座为约25英尺长。53.权利要求33的支撑结构，能够在至少每平方英尺60磅的风载荷和达到130mph的阵风下支撑PV阵列。54.权利要求33的支撑结构，还包括: 基本上垂直的第三支撑构件，该第三支撑构件包括上端和下端，该下端被耦合至基底且该基底被设置在地面、地板或建筑物元件上；附着到地面、地板或建筑物元件或掩埋到地面、地板或建筑物元件中；以及 可旋转底座，其被耦合到位于所述第三支撑构件的上端处的第三轴承。55.权利要求33的支撑结构，还包括: 基本上垂直的第三支撑构件，该第三支撑构件包括上端和下端，该下端被耦合到基底； 第二可旋转底座，其跨越所述第二垂直支撑构件和第三垂直支撑构件，所述第二可旋转底座被耦合到第二轴承和第三轴承，该第三轴承位于所述第三支撑构件的上端处。56.权利要求50的支撑结构，其中，每个轴承是轴台轴承。57.权利要求33的支撑结构，其中，能够使所述可旋转底座相对于沿着所述可旋转底座的第一轴旋转，其中，该轴是基本上水平的轴或处于与水平线成所选倾斜角。58.权利要求50的支撑结构，其中，能够沿着基本上垂直于第一轴的第二轴调整所述可旋转底座。59.权利要求58的支撑结构，其中，能够相对于地面、地板或建筑物元件抬高或降低第一支撑构件和第二支撑构件中的至少一个的上端以沿着第二水平轴调整所述可旋转底座。60.权利要求57的支撑结构，其中，所述可旋转底座被固定在与水平线成所选倾斜角处。61.权利要求57的支撑结构，还包括设置于所述可旋转底座上且被附着于轴承的PV阵列。62.权利要求34的支撑结构，还包括用于使所述可旋转底座绕着第一轴旋转的驱动装置，其中，所述第一轴是基本上水平的或者与水平线成所选倾斜角。63.权利要求62的支撑结构，其中，所述第一轴是基本上水平的。64.权利要求62的支撑结构，其中，所述驱动装置使设置于所述可旋转底座上的PV阵列从由第一支撑构件和第二支撑构件形成的垂直平面沿着每个旋转方向旋转至少30度。65.权利要求61的支撑结构，其中，所述驱动装置包括被耦合到可旋转底座的液压臂或齿轮。66.权利要求65的支撑结构，其中，所述液压臂或齿轮被机械耦合至电动机。67.权利要求33的支撑结构，其中， 所述可旋转底座是约25英尺长的挤压铝材或镀锌钢圆管； 其中，所述可旋转底座包括能够在其上安装PV阵列的平面， 该支撑结构还包括设置于所述可旋转底座的平面上的PV阵列。68.权利要求67的支撑结构，还包括驱动装置，其包括被机械耦合至液压臂或齿轮的可逆电动机，所述液压臂或齿轮被机械耦合至所述可旋转底座，其中，所述驱动装置能够使PV阵列在每个方向上从水平旋转至少30度。69.权利要求33的支撑结构，还包括用于调整在所述可旋转底座上或在垂直支撑体中的至少一个上的PV阵列的方位的装置。70.权利要求69的支撑结构，其中，用于调整PV阵列的方位的装置是用于轴承的安装表面，其接受垫片以提供垂直调整并提供用于水平调整的水平移动。71.权利要求69的支撑结构，其中，用于调整PV阵列的方位的装置与垂直支撑体或轴承中的至少一个成一整体。72.权利要求60的支撑结构，其中，所述基底被锚定或掩埋在其中所述PV阵列被暴露于日光的区域中，使得使所述可旋转底座旋转以将PV阵列移动至面向基本上东西方向。73.权利要求33的支撑结构，其中， 所述轴承是轴台轴承； 所述可旋转底座是约25英尺长的铝或镀锌圆管；以及 所述支撑结构还包括: 驱动装置，其用于使所述可旋转底座绕着第一基本上水平的轴或与水平线成所选倾斜角旋转， 所述驱动装置包括被耦合至可旋转底座的液压臂或齿轮，该液压臂或齿轮被机械耦合至电动机， 其中，所述驱动装置能够使所述可旋转底座在每个方向上从水平旋转至少30度。74.一种用于光伏(PV)阵列的...

【专利技术属性】
技术研发人员：托徳·罗伯茨，
申请(专利权)人：托徳·罗伯茨，
类型：发明
国别省市：美国;US