[发明专利]太阳能阵列配置

说明书

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；其被整体地通过引用结合到本文中。

背景技术

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。

一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10kW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。本发明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。

发明内容

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，所述可旋转底座被耦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。