[发明专利]用于太阳能板安装的模块结构系统

说明书

交叉引用相关申请

本案主张美国临时案的利益，美国临时案的序列号为61/684,813并提交于2012年11月08日，名称为“用于具有降低框架至屋顶的干扰的太阳能板的框架”，并且主张美国临时案的利益，美国临时案的序列号为61/775,700并提交于2013年03月11日，名称为“用于降低太阳能光伏系统的安装成本

的框架构件”，上述两者的全部的内容被引用并入本文的参考文献。

技术领域

本公开一般涉及在屋顶上装置安装的技术领域，并且在一个实施例中，本公开内容涉及安装太阳能板以及用于在屋顶上的太阳能板的支撑结构的方法、装置以及系统。

背景技术

在太阳能光伏产业的发展初期，系统的主要成本的构件是光伏电池。随着时间的推移，光伏电池的成本大幅度下降。因此，“系统平衡”的成本是现今购买以及安装太阳能系统的较大成本。“系统平衡”的成本包括使用技术劳工以及其它硬体成本。

由于壳体是耐用的并具有长寿命，因此光伏太阳能系统能在一给定屋顶安装上运用较长的时间，屋面的寿命与任何太阳能安装的寿命是不一致。瓦片屋顶特别难以改造成具有太阳能光伏，因为在瓦片中钻孔是困难的以及容易造成瓦片的破损。然而，住宅的屋顶是一个很好的目标市场，而不是商业屋顶，因为住宅的屋顶在外面以及里面通常有大量的未使用的空间可容易进入配线。

现有的方法借由需要支撑以及布线管路以通过屋顶的主要部分在屋顶上安装，其也往往会损坏屋顶的完整性。此外，现有的安装技术并未设计用于光伏系统或屋顶的耐用性。许多太阳能安装使用借由紧固件刺穿屋瓦(Roof Shingle)及屋椽以固定至壳体结构的支架。屋顶面在屋顶顶点之间借由面积超过生活区的招牌(Fascia)以至屋顶前缘(Lip)。然而，在屋顶面中所制成的任何孔洞会减低屋顶寿命并且相较于没有被破坏的屋顶倾向于导致渗漏以及完整性的问题。针对光伏系统的升级或维修，技术劳工需要中断光伏系统的高压电线。此外，因为紧固于建筑物结构的支架数量以及因为许多的用于保持光伏太阳能板的轨道(Rail)、托架(Bracket)以及紧固件(Fastener)，光伏系统的拆卸是耗时且辛苦的。

除了清洁能源的需求，现代社会对传输频宽的需求永无止境。4G/长期演进技(Long Term Evolution,LTE)的蜂窝频宽已募足，并为了创造更多行动(move)至更小的小室(cell)是必需的及/或更高的频率。不幸的是更高的频率(等于或高于25千兆赫(GHz))不能穿透建筑物，以及人们反对蜂窝塔(cell towers)在他们的后院。

发明内容

一种用于在一具有斜坡的屋顶上的屋顶安装装置的支撑结构(尤其用于太阳能板)的装置、系统以及安装方法。预制模块，然后降低其到使用单一孔洞的屋顶或在屋顶中的接入点，以连接该模块至建筑物结构，并耦接线路至电力负载，或在家中或在模块之上两者任一，或至一电网(Grid)。利用一孔洞在屋顶的顶点，其结构的影响最小并将来自任何泄漏的潜在的危险减到最低。落入屋顶空间的部分模块包含电力电子器件(Power Electronic)。密封以及保护在顶点中的入口孔洞，使得水不会通过其穿透。夹持结构(Clamping Structure)固定至在屋顶空间中的部分的框架中，其夹持其至屋顶材料或屋顶支撑件。一个模块可以具有任意尺寸面板的任意数量，着重在用于(从顶点至沟槽(Gutter))的运输以及与屋顶的公众尺寸相符的成本效益的大小。在一个宽的屋顶，可以安装多个独立的单元。

支架(Standoff)固定至框架(Framing)以保持其离屋顶表面所需的距离，但其不固定至屋顶。支架由挠性材料所制成以吸收在屋顶材料中的变化。将转变未调节的面板电源至稳压电源的电力电子器件(Power Electronics)固定在屋顶空间中的主支撑物片(Main Support Piece)之间，因为这是在屋顶之下，典型地是在内部建筑物空间中，如一个阁楼，其能在(与一个被认为外盒的NEMA 4相比下)较便宜的内部等级壳体(Interior-Grade Housing)中保护元件。电力电子器件的壳体包括一大型的(挤压成的(extruded))铝散热器(Heat Sink)，其多功能地耦接在框架的立柱。当夹持梁(Clamp Beam)降低至地方后，夹持梁固定至在框架的任一侧或两侧上的框架以固定其至屋顶。