[发明专利]光伏阵列、框架及其安装和使用方法

说明书

本发明要求提交于2007年12月21日的美国临时申请61/015,829、提交于2008年10月13日的美国临时申请61/104,834、提交于2008年10月13日的美国临时申请61/104,838以及提交于2008年10月13日的美国临时申请61/104,841的优先权，这些专利申请均以引用方式并入本文。

发明领域

本发明涉及具有互连的非导电框架的光伏阵列、该光伏阵列的组装方法及其使用方法。该光伏阵列可不电气接地。

发明背景

可商购获得的太阳能光伏阵列涉及大量需要接地的导电金属结构组件。以下文献给出了一些实例：

授予Erling等人的美国专利7,012,188公开了用于住宅区屋顶安装式塑封光伏模块的系统。

授予Mapes等人的美国专利6,617,507公开了具有挤出树脂构造的细长轨条的系统，该挤出树脂构造具有用于固定光伏模块的凹槽。

授予Metten等人的美国专利公布2007/0157963公开了包括通过模塑和挤出工艺制备的复合材料瓦的模块系统、用于连接瓦与屋顶的轨道系统、以及用于将光伏模块集成到轨道和瓦系统的接线系统。

授予Garvison等人的美国专利6,465,724公开了将框架系统与光伏电气系统组合和集成在一起的多功能光伏模块框架系统。该系统的某些组件可由塑料制成。接地线夹可直接连接到框架系统。

发明概述

在一个方面，本发明提供了包括多个互连的非导电框架元件的框架，这些元件被设置成以支撑方式接纳和互连多个光伏模块，并且每个框架元件包括：

--一对大致平行的轨条和一对大致平行并与轨条互连的竖框，其中至少一个轨条和/或竖框为具有内部的非导电中空构件，该内部限定了全封闭的导轨；

--一个或多个设置在至少一个导轨内的纵向延伸的导电构件；

--一个或多个设置在所述至少一个中空构件内部的电连接器；

--其中导电构件和所述至少一个连接器的组合被设置成在安装到框架元件内之后将框架元件电气互连到另一个框架元件或一个或多个光伏模块，从而形成光伏阵列。

在另一方面，本发明提供了光伏阵列，其包括：

--具有多个互连的非导电框架元件的框架，其中框架元件被设置成以支撑方式接纳和互连多个光伏模块；

--以支撑方式设置在多个框架元件上并与之互连的多个光伏模块，每个光伏模块均具有一个或多个限定周边的边缘；以及，

--介于光伏阵列和外部电力负载之间的电连接；并且，

其中每个框架元件均包括：

--一对大致平行的轨条和一对大致平行并与轨条互连的竖框，其中至少一个轨条和/或竖框为具有内部的非导电中空构件，该内部限定了全封闭的导轨；

--设置在至少一个导轨内的纵向延伸的导电构件；

--一个或多个设置在所述至少一个中空构件内部的电连接器；并且，

--其中纵向延伸的导电构件和所述至少一个连接器的组合将框架元件和光伏模块彼此电气互连，并且将框架元件和光伏模块电气互连到电气输出连接，该电气输出连接设置成允许将光伏阵列电连接到外部电力负载。

本发明还涉及包括以下步骤的方法：

--以支撑方式将多个光伏模块设置在具有多个互连的非导电框架元件的支撑框架内，其中每个光伏模块均具有一个或多个限定周边的边缘；

--在每个光伏模块和框架或另一个光伏模块之间形成电气互连，从而形成互连的光伏模块的阵列；以及，

--为框架提供电气输出连接以将阵列连接到外部电力负载；其中每个框架元件均包括：

--一对大致平行的轨条和一对大致平行并与轨条互连的竖框，其中至少一个轨条和/或竖框为具有内部的非导电中空构件，该内部限定了全封闭的导轨；

--设置在至少一个导轨内的纵向延伸的导电构件；

--一个或多个设置在所述至少一个中空构件内部的电连接器；并且，

--其中纵向延伸的导电构件和所述至少一个连接器的组合将框架元件和光伏模块彼此电气互连，并且将框架元件和光伏模块电气互连到电气输出连接，该电气输出连接被设置成允许将光伏阵列电连接到外部电力负载。

在另一个方面，本发明提供了一种方法，该方法包括用阳光照射光伏阵列，从而从光伏阵列产生电流，该光伏阵列包括：

--具有多个互连的非导电框架元件的框架，其中框架元件被设置成以支撑方式接纳和互连多个光伏模块；

--以支撑方式设置在多个框架元件上并与之互连的多个光伏模块，每个光伏模块均具有一个或多个限定周边的边缘；以及，