用于大型太阳能模组的固定结构和太阳能模组 技术领域 本发明涉及用于将大型太阳能模组 (solar module) 固定到底座 (substructure) 的结构, 该结构具有能够被固定到太阳能模组和底座中的一部件上的至少两个保持轮廓构 件。
背景技术
光电太阳能模组的使用在近些年已经明显增加。由于日益增加地使用太阳能, 太 阳能模组被越来越多地使用, 在私人方面和商业发电方面都是如此。实践证明特别是大型 太阳能模组变得日趋重要。 这源于如下事实 : 当使用大型太阳能模组时, 与组装和线缆铺设 相关的成本能够被显著减小。 然而, 实践还证明这种大型太阳能模组的装卸 ( 特别是组装 ) 相对困难。具体而言, 传统的组装辅助设备, 例如进行装配的固有稳定框架, 在大型太阳能 模组的情况下较少使用, 这是因为一方面, 它们由于这种太阳能模组的尺寸而更加昂贵, 另 一方面, 它们导致诸如出现扭曲等问题, 而这些问题在最坏的情况下可致使太阳能模组损坏。 随着大型光电太阳能模组的使用增加, 特别是近来的发展, 因此也需要新的方法 用于将这种太阳能模组装配到屋顶或底座上的托架结构, 这要考虑这种光电太阳能模组的 尺寸及其重量。
德国实用新型 DE 9401741U1 公开了一种用于太阳能模组的固定结构。细长的固 定元件被装配到无框架太阳能模组的后侧并被提供有倾斜腿。在所述腿中形成有孔, 通过 这些孔太阳能模组能够被螺纹旋到托架结构上。实践证明在这种类型的设置结构的情况 下, 在固定元件与底座之间必须遵守精确的公差。 如果不遵守, 太阳能模组可能会不正确地 对准或者发生扭曲, 这最终可能致使太阳能模组损坏。德国实用新型 DE 20207008614U1 公 开了一种用于太阳能模组的托架设置结构, 其特别适用于将太阳能模组装配到屋顶上。在 太阳能模组的后侧装配有单个钩子和支架, 钩子被钩在紧固到屋顶的管状模块托架中, 支 架最终与对应的模块托架形成接合。 该设置结构导致各个太阳能模组在局部更重地装载在 钩子或支架的装配点处, 这也能够导致可能最终引起太阳能模组故障的扭曲的发生。
此外, 德国实用新型 DE 20 2007 008 659 U1 示出这样一种设置结构 : 无框架太 阳能模组被提供有包括弹性材料的边缘保护元件, 且随后被插入具有接合区域的框架轮廓 构件中。这种方案适用于小型太阳能模组。然而, 当它们被用于大型太阳能模组时, 在该系 统组装期间出现在太阳能模组中的扭曲可能导致高故障率。在该方案的情况下, 没有用于 太阳能模组的支撑结构, 例如后托架。
发明内容 本发明的目的在于提供一种用于大型太阳能模组的固定结构, 其具有简单和成本 低廉的构造, 允许简单的组装而避免以上关于现有技术所述的缺点。
该目的通过在技术领域中所提及类型的固定结构而实现, 该固定结构具有能
够各自在与所述保持轮廓构件的相对位置对应的相互相对位置被固定到所述太阳能 模组和所述底座的另一部件上的至少两个接纳轮廓构件, 所述保持轮廓构件和所述接 纳轮廓构件具有相互互补的轮廓形状, 以使所述保持轮廓构件能够以基本上强制联锁 (positive-locking) 的方式被接纳在所述接纳轮廓构件中, 在包括相互接合的保持轮廓构 件和接纳轮廓构件的至少一对上提供有相互对应的接合形成部, 通过所述接合形成部, 所 述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件以锁定的方式彼此接合。
根据本发明, 在所述太阳能模组上优选设置细长的轮廓构件或独立的轮廓构件, 也就是接纳轮廓构件或者保持轮廓构件, 其沿所述太阳能模组的一个方向在大区域上延 伸。 这些轮廓构件随后与所述保持轮廓构件和接纳轮廓构件的对应的另一部件形成强制联 锁的接合。 由此确保所述太阳能模组在大区域上被支撑, 也就是说, 沿直接装配到该太阳能 模组的轮廓构件被支撑, 并且还以可靠的方式被保持, 也就是通过所述强制联锁的方式被 保持。 在组装方面, 优选使所述太阳能模组和直接连接到该太阳能模组的轮廓构件倾斜, 如 将在下文参照本发明的各个改进方案更详细地解释的那样。
此外, 所述相互对应的接合形成部确保两个轮廓构件的可靠的相互锁定, 以使太 阳能模组被紧固地保持在底座上。由此不需要额外的固定元件, 但这些额外的固定元件在 组装期间仍然能够随后被装配作为安全装置, 例如作为防盗保护。然而, 理论上, 本发明的 理念在于 : 用于将大型太阳能模组装配到底座上的两个相互接合的轮廓构件适于将太阳能 模组相对于底座充分的固定和定向, 而不需要会增加组装复杂性的额外的元件。 本发明说明书上下文中的术语 “太阳能模组” 意在包括用于产生能量的传统光电 太阳能模组。然而, 也包括使用例如介入式能量载体 ( 例如水 ) 的平面结构。
在本发明的改进方案中, 保持轮廓构件被提供有相对于所述保持轮廓构件的纵向 方向优选横向渐缩的部分, 并且通过该部分, 所述保持轮廓构件能够被插入从而被定位在 所述接纳轮廓构件的对应的加宽部分中。 所述渐缩部分和所述对应的加宽部分使保持轮廓 构件和接纳轮廓构件的位置能够用于实现太阳能模组以期望的姿态的期望的定向。 就此而 言, 优选使所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件分别至少在该部分中以梯形方式构造。 例如, 所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件在其整个轮廓深度上可为梯形, 或者可仅具 有梯形部分。可替代梯形配置结构的是, 可使所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件分别 在至少一个部分中被构造为圆形轮廓构件。
为了确保所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件的相互强制联锁, 在本发明的改 进方案中这样设置 : 当从相对于所述纵向方向正交的剖面观看时, 所述接纳轮廓构件具有 底切, 且所述保持轮廓构件具有对应的突起, 所述接纳轮廓构件能够弹性地打开, 使得所述 保持轮廓构件能够通过弹性变形被插入所述接纳轮廓构件中, 由此所述突起与所述底切中 的一个接合在另一个的后面。 由此甚至可以在组装期间以锁定连接的方式将所述保持轮廓 构件和所述接纳轮廓构件彼此紧固地连接, 从而组装后的太阳能模组仅能够通过非常大的 力从底座上移除。 这特别适用于工业太阳能发电场, 在工业太阳能发电场中, 多个太阳能模 组被安装在大表面面积中, 因而诸如盗窃等非特意的移除不能够被完全防止, 或者只有通 过高水平的监视才能够防止。 在这种情况下, 致力于防止将太阳能模组从底座拆卸, 或者至 少相当困难地使用结构化装置将太阳能模组从底座拆卸。就此而言, 所述接纳轮廓构件可 被设置为能够通过组装工具被打开。也就是说, 在该构造变型中无法在不使用专用组装工
具的情况下打开接纳轮廓构件, 从而使太阳能模组的移除变得甚至更为困难。
对于所述接合形成部, 根据本发明提供了各种方案。 根据本发明的一个构造变型, 所述保持轮廓构件可被提供有至少一个凸缘, 并且所述接纳轮廓构件可被提供有至少一个 对应设置的互补凸缘, 所述凸缘和所述互补凸缘一起形成所述接合形成部。凸缘和互补凸 缘因此被局部地形成在所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件上。 这可通过使用传统成形 技术 ( 就此而言为金属片处理操作 ) 以相对较低水平的制造复杂性执行。为了这些凸缘或 互补凸缘的稳定构造, 可提供多个紧邻的凸缘和互补凸缘以形成所述接合形成部, 所述凸 缘和所述互补凸缘分别表现为锥形表面的一部分。 然而, 可替代地, 它们还可以被制造为圆 柱表面的一部分的形式。应该注意到, 根据本发明, 在凸缘的区域中, 轮廓构件材料还可被 局部打断。因此, 还可以提供成组的数个相邻的倾斜的凸缘。独立的或成组的凸缘还可以 以楔状的方式构造。
作为凸缘 ( 其中轮廓构件材料不被打断或者仅局部打断 ) 的一种可替代形式, 进 一步可以将所述保持轮廓构件设置为具有凹进和片, 并且将所述接纳轮廓构件设置为具有 对应设置的互补凹进和片, 所述凹进和片以及所述互补凹进和片一起形成所述接合形成 部。 也就是说, 在该构造变型中, 保持轮廓构件和接纳轮廓构件的材料在相对长的部分周界 区域上被局部凹进, 并通过被弯出的片而变形。 然而, 所述片也可仍然在从轮廓构件弯曲的 区域中被部分地连接到其余的轮廓构件材料, 且仅部分地与其分离。 在另一可替代方案中, 将所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件的至少一个部件 设置为具有切口, 且将所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件的另一部件设置为具有对应 设置的接纳区域, 所述接纳区域特别是指凹进或者被构造为凹进, 且所述切口和所述接纳 区域一起形成所述接合形成部。 所述切口可以被构造为钩状、 角状或勺状片, 这些切口接合 在所述接纳区域中或所述接纳区域上。 所述接纳区域能够通过对应形状的凹进或通过局部 材料变形而制造。为了更易于组装, 本发明的改进方案将所述接纳区域设置为具有用于所 述切口的加宽引入部分和用于紧固地保持所述切口的固定部分。
上面提出的构造所述接合形成部的所有可能性一方面使保持轮廓构件和接纳轮 廓构件以强制联锁的方式相互接合, 另一方面通过凸缘、 片状切口、 螺栓等使保持轮廓构件 和接纳轮廓构件彼此直接接合。 这能够用于调节保持轮廓构件和对应的接纳轮廓构件相对 于彼此的期望的相对位置。
在这一点上, 本发明的改进方案将所述接合形成部 ( 特别是所述凸缘或片 ) 设置 为相对于所述接纳轮廓构件和所述保持轮廓构件的纵向轴线至少部分地倾斜和 / 或具有 弯曲路径, 从而相互接合的程度随着所述相互接合的继续而增加。 也就是说, 所述接合形成 部形成倾斜的张紧面, 该倾斜张紧面的作用在于, 随着接纳轮廓构件和保持轮廓构件在相 对运动之后继续相互接合, 接纳轮廓构件和保持轮廓构件朝向彼此推进, 且因而除了上面 已经提到的强制联锁之外还相互互锁或楔入。该作用特别在如下情况下增大 : 所述接合形 成部的路径以倾斜的方式被定向, 使得当所述太阳能模组被组装时, 引起张紧效果的相对 运动由重力的作用支撑。 也就是说, 接合形成部的路径以如下方式确定 : 以倾斜方式设置的 太阳能模组的重力的作用提供一种自加固的作用, 并进一步增加张紧效果。
上面已经特别描述了接合形成部, 其中保持轮廓构件和 / 或接纳轮廓构件必须至 少局部凹进, 其表面被 “损坏” 。 作为可替代方案, 本发明的改进方案使相应的轮廓构件不会
通过切割或冲压而被损坏, 取而代之的是接合形成部通过表面的局部三维变形的成形而制 造。可将所述保持轮廓构件设置为具有局部变形部, 并且将所述接纳轮廓构件设置为具有 互补或对应的局部变形部, 所述保持轮廓构件在组装位置利用该保持轮廓构件的所述局部 变形部的相对于该保持轮廓构件的纵向方向横向地突出的区域, 能够相对于该保持轮廓构 件的纵向方向被横向地插入所述接纳轮廓构件的区域中, 所述接纳轮廓构件因此相对于该 接纳轮廓构件的纵向方向横向地打开, 在所述保持轮廓构件和接纳轮廓构件之间沿其纵向 方向相对移位之后, 所述保持轮廓构件的突出区域以强制联锁的方式接合在接纳所述保持 轮廓构件的所述接纳轮廓构件的凹进区域的后面。 在该变型中, 优选如下设置 : 所述保持轮 廓构件和所述接纳轮廓构件被构造为在所述局部变形部的所述区域中为连续的轮廓构件, 而材料不中断。 因此, 可以例如通过涂覆或电镀来防止轮廓构件 腐蚀, 而随后不会对其表面 造成损坏, 且不会以不期望的方式使它们的腐蚀保护移除。
在接合形成部简单地通过成形法制造的该变型中, 强制联锁组件根据钥匙 / 锁的 原理而实现。 接纳轮廓构件和保持轮廓构件的这种强制联锁的相互接合能够简单地通过在 局部变形区域中成形而实现。 在组装情况下的装配在一起通过相对于轮廓构件的纵向方向 横向地插入和随后的移位而执行, 以实现沿轮廓构件的纵向方向的强制联锁。
在本发明的改进方案中, 斜坡形成部和 / 或止动元件被提供在所述保持轮廓构件 和 / 或所述接纳轮廓构件上, 并沿所述轮廓构件的纵向方向或相对于所述轮廓构件的纵向 方向横向地固定所述接纳轮廓构件和所述保持轮廓构件相对于彼此的预定位置。 尽管由于 保持轮廓构件和接纳轮廓构件的强制联锁的相互接合而已经形成以期望姿态的相互对齐, 但除了该对齐效果之外, 这些止动元件能够例如通过在该期望位置的接合等而确定限定的 期望位置。由此还可以防止接纳轮廓构件的不期望的打开。
如上所述, 太阳能模组的大区域由装配到该太阳能模组的接纳轮廓构件或保持轮 廓构件支撑。被直接装配到太阳能模组的轮廓构件因此能够被构造为较薄弱。在这一点 上, 所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件的被直接装配到所述太阳能模组的部件可以被 构造为在所述轮廓构件的所述纵向方向上比另一部件长。并且, 所述保持轮廓构件和所述 接纳轮廓构件的被直接装配到所述太阳能模组的部件可以被构造为当沿相对于所述太阳 能模组正交的方向观看时具有比所述另一部件的深度小的深度。其优点在于, 较大数量的 太阳能模组能够在预定的存储空间中被堆叠以进行运输。 不直接装配到太阳能模组的较深 的轮廓构件能够被堆叠在另一个的内部, 以节省空间。
为了将保持轮廓构件或接纳轮廓构件装配到太阳能模组, 可提供耐热粘合剂层。 在本发明的改进中, 将粘合剂层设置为具有最小 2mm 的厚度, 并以弹性方式构造。由于弹性 变形的可能性, 粘合剂层能够补偿所应用情况中的制造公差、 组装公差和不同的热膨胀。 对 于粘合剂, 其可使用例如耐热硅团。
作为凸缘或片的可替代方案, 还应该加入的是, 所述保持轮廓构件和所述接纳轮 廓构件的至少一个部件可进一步被提供有螺栓, 特别是带头螺栓, 并且所述保持轮廓构件 和所述接纳轮廓构件的另一部件被提供有对应设置的接纳区域, 所述螺栓和所述接纳区域 一起形成所述接合形成部。 为了实现上述张紧效果, 在这一点上, 可将接纳区域设置为具有 倾斜路径。
实践进一步证实, 当保持轮廓构件与接纳轮廓构件之间的连接形成时, 对于制造公差优选的是, 在形成与接纳轮廓构件的连接之前, 接纳轮廓构件以一定的移动间隙被预 组装在底座上。该运动间隙能够例如通过如下方式形成 : 利用与接纳轮廓构件紧固地连接 的螺钉以及还没有拧上的螺母或者至少还没有紧固地拧到螺钉上的螺母, 将接纳轮廓构件 插入底座的对应固定孔中。接纳轨道的运动间隙则由底座中的固定孔的形状和尺寸限定。 运动间隙不应该大到使保持轮廓构件和接纳轮廓构件不再正确地装配在一起。 由于制造公 差往往由移动间隙补偿, 因此最佳运动间隙在待补偿的最大制造分配的范围内。在保持轮 廓构件已经被引入接纳轮廓构件中并且强制联锁连接已经形成在保持轮廓构件和接纳轮 廓构件之间之后, 底座和接纳轮廓构件之间的运动间隙能够通过拧紧上面提到的螺钉 / 螺 母连接而得到限制或完全消除。
如上所述, 根据本发明可使所述保持轮廓构件和所述接纳轮廓构件中的每一个都 相对于水平倾斜。根据太阳能模组利用根据本发明的固定结构被定位的位置, 可选择更大 或更小的倾斜程度。 传统上, 在赤道附近的太阳能模组以较平坦的方式设置, 或者相对于水 平根本不倾斜, 然而, 在远离赤道的安装位置, 倾斜增大以获得足够的太阳能照射。
在本发明的说明书上下文中, 已经解释了细长的轨道状的保持轮廓构件或独立的 保持轮廓构件元件能够设置在太阳能模组的后侧。在后一种情况下, 根据本发明可使多个 保持轮廓构件元件相对于彼此以线性方式对齐在所述太阳能模组的后侧, 或者被装配到共 用的保持轮廓构件轨道上。对于独立的保持轮廓构件元件的具体构造, 可将所述保持轮廓 构件元件设置为具有头状突起, 所述头状突起延伸远离所述太阳能模组并能够利用底切被 接纳在互补的接纳轮廓构件中。 所述头状突起可被构造为旋转对称或者相对于所述突起的 方向横向延伸 为了永久地确保装配到太阳能模组的后侧的保持轮廓构件相对于太阳能模组的 预定相对位置, 本发明的改进方案提供用于与太阳能模组的前侧接合的至少一个抓片。优 选地, 将所述至少一个抓片设置在所述保持轮廓构件上。也就是说, 相应的保持轮廓构件 利用采用拐角的方式的抓片局部地接合在太阳能模组周围, 并因此确保预定定向。在如下 情况下这可能也是优选的, 例如, 当保持轮廓构件通过粘合剂层被装配到太阳能模组的后 侧时, 这是因为当粘合剂层还没有干时保持轮廓构件因此相对于太阳能模组维持在预定定 向。 由此还可以防止例如在粘合剂层由于粘合剂的热损伤而失效时太阳能模组的不期望的 滑动或者缓慢 “迁移” 。
在这一点上, 本发明的一个配置结构设置如下 : 所述至少一个抓片从所述保持轮 廓构件的被装配到所述太阳能模组的所述后侧的部分延伸到所述前侧, 并延伸为部分地围 绕所述前侧。也可为每一个保持轮廓构件提供多个抓片。
作为以该方式将至少一个抓片装配到保持轮廓构件的可替代方案, 根据本发明可 进一步设置如下 : 所述至少一个抓片从所述保持轮廓构件的被设置为远离所述太阳能模组 的所述后侧的部分延伸到所述前侧, 并延伸为部分地围绕所述前侧。
如上所述, 根据本发明的固定结构的特征在于, 接纳轮廓构件和保持轮廓构件沿 其纵向方向上在大区域中相互接合, 并因此确保太阳能模组的紧固保持力。这能够通过平 面强制联锁或者通过在多个位置的局部接合而实现。在本发明的改进方案中, 在所述保持 轮廓构件或 / 和所述接纳轮廓构件上提供有局部突起, 所述局部突起提供所述保持轮廓构 件和所述接纳轮廓构件之间的最小间距。该最小间距为小缝隙, 其大小仅足以允许空气循
环和水流走。由此防止长期的腐蚀效应。这种局部突起可沿轮廓构件的纵向方向提供更多 或更少的数量。 接纳轮廓构件和保持轮廓构件在这些局部突起的区域中的邻接部为了稳定 应该为平面。特别是, 邻接面可以以高台或环的形式构造。在这一点上, 本发明的改进方案 在所述局部突起的中心提供凹进或缺口, 所述局部突起和所述保持轮廓构件或接纳轮廓构 件的与所述局部突起接合的部分之间的邻接部形成在所述局部突起的围绕所述凹进的环 形边缘区域中。 也就是说, 局部突起不是点状的定位, 而是定位在另一轮廓构件的面对突起 的面处的封闭环形面上。凹进促进空气循环以及水的排放。
还为了在太阳能模组通过根据本发明的固定结构被组装时形成安全的电连接, 在 根据本发明的固定结构中在每种情况下还提供装配到所述保持轮廓构件的电连接器和装 配到所述接纳轮廓构件的互补电连接器, 当所述接纳轮廓构件和所述保持轮廓构件以锁定 方式相互接合时, 所述电连接器和所述互补电连接器处于接合的接触状态。
本发明进一步涉及用于前述类型的固定结构的保持轮廓构件, 其具有上面针对独 立的保持轮廓构件描述的特征。
本发明进一步涉及用于前述类型的固定结构的接纳轮廓构件, 其具有专门针对上 面提出的接纳轮廓构件的特征。最后, 本发明还涉及具有前述类型的保持轮廓构件或接纳 轮廓构件的底座。 本发明进一步涉及一种太阳能模组, 特别是大型太阳能模组, 其具有上述类型的 固定结构。
附图说明
下文中参照所附附图通过示例的方式解释本发明, 在附图中 : 图 1 为带有底座的太阳能模组的解释性概貌 ; 图 2 为带有保持轮廓构件的太阳能模组的前视图 ; 图 3 为带有保持轮廓构件的太阳能模组的修改方案的前视图 ; 图 4 为带有保持轮廓构件的太阳能模组的另一修改方案的示意图 ; 图 5a 至图 5c 为根据图 4 的太阳能模组的不同组装阶段的示意性图示 ; 图 6a 至图 6c 为根据图 5a 至图 5c 的带有组装工具的视图 ; 图 7 为根据图 1 的用于解释本发明的视图 ; 图 8 为可替代轮廓构件的示意性图示 ; 图 9 为图 8 的可替代方案 ; 图 10 为图 8 和图 9 的另一可替代方案 ; 图 11 为本发明的另一实施例的示意性图示 ; 图 12a 和图 12b 为根据图 11 的实施例的轮廓构件的前视图 ; 图 13 为本发明的另一实施例的示意性图示 ; 图 14a 和图 14b 为根据图 11 的实施例的轮廓构件的前视图 ; 图 15 为本发明的另一实施例的透视图 ; 图 16 为本发明的另一实施例的透视图 ; 图 17a 为本发明的另一实施例的两个轮廓构件的透视图 ; 图 17b 为根据图 17a 的轮廓构件的前视图 ;图 17c 为根据图 17a 的但处于组装状态的视图 ;
图 17d 为根据图 17b 的但处于组装状态的视图 ;
图 18a 为本发明的另一实施例的透视图 ;
图 18b 为根据图 18a 的配置结构的前视图 ;
图 19a 至图 19d 例示出在本发明的另一配置结构的组装期间的各种状态 ;
图 20a 至图 20c 为根据图 19a 至图 19d 的配置结构的组装透视图 ;
图 21 为本发明的另一配置结构 ;
图 22 为本发明的另一配置结构 ;
图 23 为本发明的另一配置结构 ;
图 24 为本发明的另一配置结构 ;
图 25 为类似于图 7 的本发明的另一配置结构的视图 ;
图 26a 为本发明的另一配置结构的保持轮廓构件 ;
图 26b 为用于根据图 26a 的保持轮廓构件的接纳轮廓构件的侧面图 ;
图 27a、 图 27b、 图 27c 例示出在保持轮廓构件与具有防盗保护的接纳轮廓构件的 组装期间的各种阶段 ; 图 28 为本发明的另一配置结构 ;
图 29a、 图 29b、 图 29c 例示出根据图 28 的实施例的各种变形状况 ;
图 30a、 图 30b 为根据图 28 的实施例的具有固定结构的太阳能模组的与节省空间 运输相关的视图 ;
图 31a、 图 31b、 图 31c 例示出根据本发明的太阳能模组在被装配到屋顶时的各种 组装状况 ;
图 32 为根据本发明的具有固定结构的太阳能模组的另一实施例 ;
图 33 为根据图 32 的配置结构的固定元件的放大透视图 ;
图 34 例示出具有对应的太阳能模组的本发明的另一配置结构 ;
图 35 为根据图 34 的固定元件的放大透视图 ;
图 36 例示出与根据图 34 的构造变型相关的接纳轮廓构件和保持轮廓构件的协 作;
图 37a 例示出在组装前的本发明的另一配置结构 ;
图 37b 例示出处于组装状态的根据图 37a 的配置结构 ;
图 38 为在接纳轮廓构件和保持轮廓构件的相互接合区域中的轴向正交剖视图 ;
图 39 为根据图 34 的配置结构的可替代方案 ;
图 40 为具有根据本发明的固定元件的可替代配置结构的根据图 35 的放大透视 图;
图 41 为带有局部突起的接纳轮廓构件的拐角区域 ;
图 42 为透明地绘制出与保持轮廓构件的改进方案相关的太阳能模组的透视图 ;
图 43 为根据图 42 的配置结构的可替代实施例 ;
图 44 为根据图 42 和图 43 的配置结构的可替代实施例 ;
图 45 为根据本发明的接合形成部的部件的细节图 ;
图 45a 为另一部件中的与根据图 45 的接合形成部协作的开口的细节图 ;
图 46 例示出在组装前的本发明的另一配置结构 ; 图 46a 为设置在保持轮廓构件上的根据图 46 的配置结构的接合形成部的细节 图 46b 为设置在接纳轮廓构件上的根据图 46 的配置结构的接合形成部的细节 图 47 例示出组装后的图 46 中例示的本发明的配置结构 ; 图 48a 为根据本发明的改进方案的用于装配到太阳能模组的后侧的接纳轮廓构 图 48b 为图 48a 的接纳轮廓构件的可替代配置结构的轴向正交剖视图 ; 图 49 为能够与图 48a 的接纳轮廓构件协作的保持轮廓构件 ; 以及 图 50 示出根据图 48 的接纳轮廓构件和根据图 49 的保持轮廓构件的安装状态。图;
图;
件;
具体实施方式
图 1 例示出用于通常使用在例如光电太阳能发电站中的太阳能模组的设置结构 10。可以看出太阳能模组 12 被设置在底座 14 上。太阳能模组 14 通过太阳 16 被照射以 UV 射线 18。太阳能模组 12 如本质上已知的那样将 UV 辐射光电地转变为电流。本发明基本上 涉及用于太阳能模组 12 的固定结构。
太阳能模组 12 被构造为不具有框架, 并且相对较大, 例如具有 2.6m×2.2m 的尺 寸。这种大型太阳能模组必须在其后侧得到支撑。为此, 纵向轮廓构件 20 以相对于彼此规 则的间距被固定到太阳能模组 12 的后侧, 并沿 Y 方向基本上彼此平行地延伸。在相对于该 图的平面正交的 X 方向上, 横向托架 22、 24 延伸并被提供为将太阳能模组 12 装配到底座 14 上。
将太阳能模组 12 固定到底座存在各种要求。因此太阳能模组需要以基本上无张 力的方式被支撑在底座 14 上。此外, 太阳能模组 12 应该能够以简单的方式被安装, 并且如 果可能的话, 应该能够被永久地固定到底座 14, 而不需要任何辅助固定装置或者仅需要少 量的辅助固定装置。这是本发明的目的。
图 2 例示出根据本发明的太阳能模组 12 的配置结构, 仅沿 X 方向例示出太阳能模 组 12 的一部分。可以看出梯形轮廓构件 26、 28 被装配在太阳能模组 12 的下侧。这些梯形 轮廓构件 26、 28 利用几毫米厚的粘合剂层 30 被连接到太阳能模组 12 的下侧。如果更详细 地考虑轮廓构件 26 和 28, 可以看出轮廓构件 26 和 28 在其最窄的区域中具有宽度 d1, 并且 在到达侧向翼 32、 34 的过渡区域中具有较大宽度 d2。 根据太阳能模组 10 的尺寸, 多个这种 轮廓构件优选以 60cm 的间距被装配到太阳能模组的下侧。然而, 也可选择更大或更小的间 距。
轮廓构件 26 和 28 在下文中被称为保持轮廓构件, 这是因为它们被提供用于保持 太阳能模组 10。
图 3 例示出这种太阳能模组 12 的另一配置结构。 同样通过粘合剂层 30, 圆滑中空 轮廓构件 36 被提供在太阳能模组 12 上。可以看出中空轮廓构件 36 具有两个宽度, 也就是 说, 在其最窄的区域中的宽度 d1 以及在其最宽的区域中的宽度 d2。两个翼 38 和 40 向内弯 曲。轮廓构件 36 也用作保持轮廓构件, 如下文详细指出的那样。图 4 例示出本发明的另一配置结构, 其具有与图 2 和图 3 不同的另一轮廓形状。 多 个保持轮廓构件 42 同样通过几毫米厚的粘合剂层 30 被装配到太阳能模组 12。 保持轮廓构 件 42 在其下部区域以与保持轮廓构件 26 类似的方式以梯形方式构造。然而, 保持轮廓构 件 42 在其两侧具有形成底切的凹进区域 44。两个翼 46 和 48 接着从该凹进区域 44 延伸, 且保持轮廓构件 42 通过两个翼 46 和 48 被装配到太阳能模组 10。
在所有三个附图图 2 至图 4 中, 可以看到绘制出了参照 X 和 Z 轴的定向。此外, 对 于所有三个配置结构, 还应该注意到, 粘合剂层 30 在每种情况下均为弹性的, 并因此能够 确保相应的保持轮廓构件与太阳能模组 12 之间的相对位置的微小补偿以及针对由于保持 轮廓构件 42 与太阳能模组 12 的不同材料导致的不同热膨胀的补偿。
基于根据图 4 的配置结构并参照根据图 5a 至图 5c 的图示, 可以看出被装配到未 在图 5a 至图 5c 中示出的太阳能模组的保持轮廓构件 42 能够被插入对应的接纳轮廓构件 50 中。接纳轮廓构件 50 具有基本对应的轮廓形状, 但比保持轮廓构件 42 延伸较大的高度 h, 由此接纳轮廓构件 50 相对于其纵向轴线正交的扭曲刚度和挠曲强度增加。如下文详细 解释的那样, 接纳轮廓构件 50 被连接到底座。
在根据图 5a 的状态下, 保持轮廓构件 42 恰好坐落在接纳轮廓构件 50 上。通过将 可与例如作用在太阳能模组上的重力基本上对应的联结力 F 作用在接纳轮廓构件 50 上, 接 纳轮廓构件 50 沿箭头 52 被弹性打开。初始状态以虚线表示在图 5b 中, 相反打开状态以实 线例示出。为了便于引入, 接纳轮廓构件 50 在其自由端处具有折叠的倾斜引入面 54。
最后, 保持轮廓构件 42 被推入接纳轮廓构件 50 中, 从而折叠的倾斜引入面 54 能 够接合在区域 44 中, 并因此以强制联锁的方式接合在保持轮廓构件 42 周围。在此状态下, 保持轮廓构件 42 被接纳轮廓构件 50 以强制联锁的方式保持。保持轮廓构件 42 在 X 方向 和 Z 方向上都被侧向地支撑在接纳轮廓构件 50 上。在接纳轮廓构件 50 与保持轮廓构件 42 产生可靠的保持功能, 并因此在连接到接纳轮廓构件 50 的底座和连接到保持轮廓构件 42 的太阳能模组之间产生可靠的保持功能。该连接容易形成, 不承受应力或仅承受被传递到 太阳能模组且用于补偿公差的很小应力。此外, 强制联锁导致太阳能模组被定位在相对于 底座的期望的位置上。
图 6a 至图 6c 例示出与图 5a 至图 5c 相应的组装操作。然而, 区别仅在于, 在步骤 6b 中, 接纳轮廓构件 50 利用辅助组装工具 56 被打开, 并且沿箭头 52 的弹性变形不必通过 挤压保持轮廓构件 42 进行, 而是接纳轮廓构件 50 已经被 “预先打开” 。
图 7 基于图 1 的图示例示出根据本发明的结构, 保持轮廓构件 ( 例如根据图 2 的 梯形保持轮廓构件 26) 通过粘合剂层被装配到太阳能模组 12。保持轮廓构件 26 被接纳在 具有相对较大高度 h 的对应的梯形接纳轮廓构件 60 中。接纳轮廓构件 60 例如通过螺纹连 接被连接到横向托架 22 和 24。
利用图 7 例示的结构, 大型太阳能模组 12 也能够容易地被装配到底座 14。 该结构 不会带来在传统方案中由于螺纹连接而可能引起的扭曲的发生。如果需要, 保持轮廓构件 60 能够沿 ( 在图 7 中与该图的平面正交的 )X 方向以一定间隙度被装配到横向托架 22 和 24, 以允许补偿公差。然而, 当以传统的精确度制造时, 通过粘合剂层 30 的弹性得到的公差 补偿是足够的。
参照图 7, 应该注意到, 接纳轮廓构件 60 的沿该轮廓构件的纵向轴线的长度能够被选择为比保持轮廓构件 26 的长度短, 有时甚至短很多。这源于如下事实 : 保持轮廓构件 26 致力于在沿 Y 方向的大区域上支撑太阳能模组 12。相反, 接纳轮廓构件 60 致力于向底 座 14 上的保持轮廓构件 26 提供足够的保持力, 并还可提供表面支撑效果。此外, 应该注意 到, 保持轮廓构件 26 和接纳轮廓构件 60 彼此互补。保持轮廓构件 26 支撑太阳能模组 12 的大区域。然而, 挠曲强度基本上通过显著较深的接纳轮廓构件 60 得到。其长度和高度 / 深度能够适于特殊应用 ( 被雪、 风等加载 )。 对于根据要求选择尺寸的相对平坦的保持轮廓 构件 26 与相对深的接纳轮廓构件 60 之间的区分的优点在于, 被提供有保持轮廓构件 26 的 太阳能模组 12 能够以节省空间的方式被堆叠并因此被运输。深的接纳轮廓构件能够被插 入另一个的一侧并因此被堆叠用于运输。 接纳轮廓构件因此也能够以节省空间的方式被运 输。此外, 标准化的太阳能模组能够使用同一保持轮廓构件 26, 并且仅仅接纳轮廓构件 60 能够按照要求适应于预期的负载。
参照图 8 至图 21、 图 22、 图 26a 和图 26b, 下文将阐述与各种实施例以及接纳轮廓 构件和保持轮廓构件的配置结构相关的细节以及由此获得的效果。
应该注意到, 下文的说明不是对根据本发明的接纳轮廓构件和保持轮廓构件的限 定性列举, 而是例示出优选的实施例, 这些优选的实施例还能够被本领域技术人员按照需 要进行修改或彼此组合, 同时仍然包括在本专利权利要求的保护范围内。所有这些轮廓构 件被提供用于以上面本质上描述的方式 ( 例如通过粘结结合 ) 被固定到太阳能模组, 并带 有或不带有公差补偿地被装配到底座。 图 8 例示出具有梯形基本形状的保持轮廓构件 62。在倾斜的梯形面的区域中, 提 供有在纵向方向上沿轮廓构件的纵向轴线 ( 平行于 Y 轴线 ) 延伸且通过成形法制造的突结 或凸缘 64。突结或凸缘 64 可平行于轮廓构件的纵向轴线延伸或者以相对于轮廓构件的纵 向轴线倾斜的方式延伸, 以实现将在下文详细解释的张紧效果。
图 8 例示出沿向上的方向打开的对应的接纳轮廓构件 66。 在与倾斜的梯形面对应 的倾斜面处提供有突结 68, 其通过成形法制造, 并在图 8 例示的组装位置中接合在突结 64 中。所述组装分别参照图 5a 至图 5c 和图 6a 至图 6c 解释的那样执行。
图 9 例示出相对于图 8 进行修改的实施例。接纳轮廓构件 66 与图 8 的接纳轮廓 构件 66 相比保持基本不变。只是在自由上端区域处提供翼部 70, 修改的保持轮廓构件 72 坐落在翼部 70 上。保持轮廓构件 72 也为梯形, 且在其倾斜的梯形面处具有向外突出的突 结部分 74。利用这些突结部分 74, 保持轮廓构件 72 与接纳轮廓构件 66 的突结部分 68 接 合。所述组装分别参照图 5a 至图 5c 和图 6a 至图 6c 解释的那样执行。
图 10 的配置结构是如图 8 例示的接纳轮廓构件 66 与已描述的通过成形法制造且 向内突出的部分 68 的组合。保持轮廓构件 42 被插入该接纳轮廓构件 66 中并在其基本配 置结构方面基本上对应于根据图 4 的保持轮廓构件 42。接纳轮廓构件 66 的折叠部分 68 接 合在保持轮廓构件 42 上的底切 44 中。
图 11、 图 12a 和图 12b 例示出本发明的另一实施例。保持轮廓构件 80 和接纳轮廓 构件 82 从图 11 可见。保持轮廓构件和接纳轮廓构件均具有凹进区域 84、 86, 片 88、 90 从 凹进区域 84、 86 弯曲。可以观察到凹进区域 84、 86 和从凹进区域 84、 86 弯曲的片 88、 90 不 以平行的方式延伸, 而是以相对于轮廓构件的相应纵向轴线 A 或 B 的方向倾斜的方式延伸。 还可观察到对于接纳轮廓构件 82, 片 90 沿向内轮廓方向弯曲, 但对于保持轮廓构件 80, 片
88 沿向外轮廓方向弯曲。如图 12a 所示, 这导致当保持轮廓构件 80 被插入接纳轮廓构件 82 中时, 片 88 和 90 被致使彼此协作并最终在彼此上滑动。
在组装期间, 保持轮廓构件 80 以片 88 接合在片 90 后面以及反之亦然的方式被插 入接纳轮廓构件 82 中, 使得片 88 到达接纳轮廓构件的凹进区域 86, 接纳轮廓构件的片 90 同时到达保持轮廓构件的凹进区域 84。
如果当两个轮廓构件 80 和 82 被结合在一起时同时发生例如箭头 P 和 Q 所示的相 对运动, 则如图 7 例示的那样使得 : 太阳能模组以相对于水平倾斜的方式被装配到底座, 并 且由于其重力而沿箭头 P 相对于接纳轮廓构件 82 移动, 各个片 88 和 90 在彼此上滑动并用 作楔子或者倾斜张紧面, 从而轮廓构件 80 和 82 均被拉向彼此并由于楔子效用而被楔在一 起。最后, 如图 12b 所例示, 达到如下状态 : 两个轮廓构件 80 和 82 被彼此固定地结合, 并且 由于片 88 和 90 以及接纳区域 84 和 86 的相互接合, 两个轮廓构件 80 和 82 能够仅在施加 很大的力的情况下被彼此分开。
图 13、 图 14a 和图 14b 例示出与参照图 11、 图 12a 和图 12b 描述的方案类似的方 案, 片仅从轮廓构件稍微弯曲。可以看出, 保持轮廓构件 92 和接纳轮廓构件 94 分别被构造 有片 96 和 98。操作方法在原理上与参照 11、 图 12a 和图 12b 详细描述的原理相同。 应该注意到, 片 96 和 98 还能够完全由凸缘代替, 而不损坏轮廓构件材料, 也就是 说, 以与上述的片和凹进相同的方式协作的完全压模部分。同样, 片 96、 98 或压模部分的路 径分别相对于轮廓构件的纵向轴线 A 和 B 倾斜, 使得例如在组装期间, 由于重力而实现如上 所述的两个轮廓构件的相互张紧效果。
图 15 例示出本发明的另一配置结构。在该配置结构中, 片从梯形保持轮廓构件 100 的在其翼 102 的区域中的轮廓平面稍微弯曲, 并接合接纳轮廓构件 104 的侧向边缘。 由 此可防止不期望的打开效果。这种片还能够用于如上参照图 8 至图 14 描述的轮廓构件。
图 16 例示出根据图 15 的配置结构的可替代方案。在该配置结构中, 提供在接纳 轮廓构件 108 的侧向部分上并在组装期间接合在保持轮廓构件 110 的对应的凹进 112 中的 片 106 可防止不期望的打开的发生。
图 17a 至图 17d 例示出根据图 11、 图 12a 和图 12b 的配置结构的改进方案。保持 轮廓构件 118 和接纳轮廓构件 120 的通过切割和弯曲形成的片 114 和 116 以钩状的方式构 造, 如也能从图 17b 清楚看到的那样。在图 17c 和图 17d 中, 可以看出这些钩状片随后接合 在凹进中并几乎围绕凹进, 使得接纳轮廓构件和保持轮廓构件的相互保持力能够被进一步 增大。同样, 片以相对于轮廓构件的纵向轴线倾斜的方式延伸, 以实现上述张紧效果。
图 18a 和图 18b 例示出本发明的另一配置结构, 其中成行的凸缘 130 和 132 分别 设置在保持轮廓构件 124 和接纳轮廓构件 126 上。这些凸缘是从保持轮廓构件 124 向外延 伸和从接纳轮廓构件 126 向内延伸的局部变形。各个凸缘基本上采用半球部分的形式, 凸 缘的每行 130、 132 终止于图 18a 中以虚线表示的假想线 I。由此产生邻接区域, 也就是说, 沿凸缘的相应行 130 和 132 的限定线 I 产生邻接区域, 所述凸缘能够以与参照图 11 或图 13 描述的方式相同的方式彼此形成接合。
图 19a 至图 19d 例示出本发明的另一配置结构在组装期间的不同阶段。在该配置 结构中, 向内弯曲的片 141 被提供在接纳轮廓构件 140 上, 但不以相对于轮廓构件的纵向轴 线倾斜的方式延伸, 而是平行于轮廓构件的纵向轴线延伸。这些片 141 被插入保持轮廓构
件 144 中的对应凹进 142 中, 如图 20a 至图 20c 例示的那样。为了在轮廓构件的相互相对 运动的情况下实现上述张紧效果, 这些凹进 142 还具有倾斜部分 146, 片 141 能够在张紧效 果下在倾斜部分 146 上滑动, 直到片 141 被接纳在限定预定期望位置的接纳槽 148 中为止。 已经到达期望位置的状态例示在图 20c 中。
图 21 例示出本发明的另一配置结构, 其中致力于防止接纳轮廓构件打开。为此, 楔状凸缘 152 被提供在接纳轮廓构件 150 上、 位于该轮廓构件的上侧, 并与保持轮廓构件 156 上的对应的楔状凸缘 154 接合。 该接合还在由于保持轮廓构件 156 和接纳轮廓构件 150 之间的相对运动而进行组装期间因重力而增加。
最后, 图 22 例示出本发明的另一配置结构。可以看出, 保持轮廓构件 160 通过粘 合剂层 30 被装配到太阳能模组 12, 并且保持轮廓构件 160 在粘合剂层 30 的靠近倾斜梯形 面的过渡部的区域中具有沿该轮廓构件的纵向方向延伸的凹进 162。该保持轮廓构件 160 被接纳在接纳轮廓构件 164 中, 接纳轮廓构件 164 的上部自由端被折叠成锐角 166。 利用该 折叠区域 166, 接纳轮廓构件 164 接合在保持轮廓构件 160 的凹进 162 与倾斜梯形面之间。 由此防止接纳轮廓构件 164 打开。此外, 可以观察到在倾斜梯形面上的如上所述的接合结 构, 例如片或凸缘。
图 23 以类似于图 2 的视图例示出本发明的另一实施例, 接纳轮廓构件 170 被装配 到太阳能模组 12。接纳轮廓构件 170 仅具有相对较小的高度 h。接纳轮廓构件 170 接纳被 构造为具有显著较大高度 H 的保持轮廓构件 172, 以实现高水平的挠曲强度。 该高度 H 至少 是高度 h 的 1.5 倍。保持轮廓构件 172 自身被固定到底座的横向支柱 174。
图 24 例示出如图 17a 至图 17c 例示的实施例, 由于保持轮廓构件 178 与接纳轮廓 构件 180 之间的多个连接位置 176, 连接的强度能够按照需要而增大。 这导致与在机械工程 领域中熟知的双 T 托架的弯曲行为相比更有利的固定结构的弯曲行为。
图 25 例示出类似于图 7 的根据本发明的另一设置结构, 但具有两个或更多个较小 的太阳能模组 12 和 13, 在太阳能模组 12 和 13 上设置有保持轮廓构件 26 和 27, 保持轮廓 构件 26 和 27 被设置在同一接纳轮廓构件 60 上。
利用根据图 26a 和图 26b 的本发明的配置结构, 带有头部的 T 螺栓 192 在每种 情况下在太阳能模组侧被装配到保持轮廓构件 190, 并能够被接纳在对应的接纳轮廓构件 196( 示于图 26 中的侧视图中 ) 上的对应的接纳开口 194 中。每个接纳开口 194 具有直径 很大的引入部分 198 和直径减小的导向部分 200, 被引入的 T 螺栓 192 的头部接合在导向部 分 200 的后面。由于导向部分 200 的倾斜路径, 可实现上面多次提到的张紧效果。
图 27a 至图 27c 例示出锁定结构 202, 对应的锁定突起 204、 206 被装配到保持轮廓 构件 208 和接纳轮廓构件 210。当这两个轮廓构件 204、 206 在太阳能模组被组装时而结合 在一起时, 锁定突起可通过弹性变形滑过彼此 ( 图 27a、 27b) 并最终彼此接合 ( 图 27c)。连 接因此形成, 该连接仅能够在相当大的力下被松脱, 并可提供防止盗窃的格外优良的保护。
图 28 例示出根据本发明的太阳能模组 12 的另一配置结构, 其中接纳轮廓构件 220 被装配到太阳能模组 12 的后侧。接纳轮廓构件 220 具有 W 形配置结构, 带有两个翼部 222 和 224, 两个翼部 222 和 224 通过粘合剂层 30 被装配到太阳能模组 12 的后侧。在两个翼 状部分 222 和 224 之间, 接纳部分基本居中地延伸, 并且紧固地装配到底座上的保持轮廓构 件 226 以强制联锁的方式被接纳在该接纳部分中。该保持轮廓构件 226 为梯形, 基本上如参照图 2 描述的那样。
在太阳能模组侧的接纳轮廓构件 220 具有多个部分。从两个翼部开始, 首先延伸 的是以相对于翼部 222、 224 倾斜的方式定位的区域 228、 230。区域 228、 230 并入到基本上 平行于翼部 222、 224 延伸的部分 232、 234, 以倾斜的方式向内延伸的两个部分 236、 238 与部 分 232、 234 邻接。以倾斜的方式延伸的这两个部分 236 和 238 随后并入到基本上平行于翼 部 222、 224 延伸的中心部分 240。部分 236、 238 和 240 形成用于保持轮廓构件 226 的接纳 区域。
从图 28 可以看出, 与翼部 222 和 224 相对的区域 240 向下凹进, 使得在中心部分 240 与太阳能模组 12 的后侧之间产生间距 s。也就是说, 中心部分 240 相对于太阳能模组 12 不受约束, 并能够在轮廓构件 220 的弹性变形期间移动, 而不接触太阳能模组 12。
保持轮廓构件 226 与接纳轮廓构件 220 之间的连接以与上面针对不同实施例描述 的方式相同的方式执行, 也就是说, 通过对应的底切、 凸缘等执行。
在图 29a 至图 29c 中, 可以观察到以稍微夸张的比例绘制出的变形的不同示例。 图 29a 例示的是例如当多个保持轮廓构件 226 设置在不同的高度上时, 可以对接纳轮廓构 件 220 在 Z 方向上进行公差补偿。因此, 接纳轮廓构件 220 以如下方式变形 : 两个部分 232 和 234 向上偏转, 因此高度差能够沿双向箭头得到补偿, 而太阳能模组 12 基本保持在相同 的位置。根据图 29a 的双向箭头表示公差补偿还可发生在向下的方向上。
图 29b 例示出在 X 方向上的侧向公差补偿的可能性。例如, 在这种公差补偿的情 况下, 当保持轮廓构件 226 不处于其 X 方向上的期望位置时, 保持轮廓构件 220 能够变得弹 性变形, 并因此足以接纳保持轮廓构件 226。
最后, 图 29c 的例示出对在底座上稍微旋转或偏斜的保持轮廓构件 226 的公差补 偿的可能性。接纳轮廓构件 220 的柔性或弹性变形性能够根据需要进行调节。因此可以通 过合适地选择材料、 调节材料的厚度、 几何变形 ( 通过尖锐边缘或柔和过渡以及通过装配 凸缘等 ) 来根据需要调节部分 222 和 240 之间的连接区域。因此, 例如可以使用能够稍微 弹性变形的薄壁材料, 以确保利用较弱的力得到根据图 29a 至图 29c 的公差补偿。另一方 面, 通过将接纳轮廓构件构造为具有对应的较大壁厚, 部分 222 至 240 之间的过渡区域能够 被构造为更刚性。各个部分 228 至 240 还能够按照要求被构造为具有更大或更小的壁厚, 并带有或不带有加固肋或凸缘, 或者通过部分地移除材料来按照要求具体地调节其变形行 为。
根据图 28 的接纳轮廓构件 220 的几何形状还具有与运输多个太阳能模组相关的 优点。例如, 图 30a 例示的是两个太阳能模组 121 和 122 分别通过关联的接纳轮廓构件 2201 和 2202 以两个接纳轮廓构件 2201 和 2202 彼此面对且相互接合的方式被装配到彼此。这些 太阳能模组因此能够以节省空间的方式一个堆叠在另一个的顶部上且不存在彼此损坏的 风险。
图 30b 中例示出太阳能模组 121 和 122 在相同方向上一个堆叠在另一个的顶部上 的另一设置结构。在该图示中, 可以看出为了保护下部太阳能模组 122 的表面, 提供诸如泡 沫层等弹性减震材料的垫子或元件 242。
图 31a 例示出多个太阳能模组 121、 122、 123 被装配到屋顶 244 的设置结构。在屋 顶上提供有横向支柱 246, 横向支柱 246 将细长的接纳轮廓构件 248 固定到屋顶 244。保持轮廓构件具有如上所述的接合形成部 250。还可进一步看到, 保持轮廓构件 2521、 2522、 2523 被分别装配到太阳能模块 121、 122、 123。这些保持轮廓构件 2521、 2522、 2523 具有在纵向和向 上的方向上减小的高度, 使得关联的太阳能模组的相应下部被定位为距保持轮廓构件 248 的上部的间距比与其邻接的太阳能模组的上侧距保持轮廓构件 248 的上部的间距大。由 此, 太阳能模组 121、 122、 123 以鱼鳞的方式设置在屋顶 244 上, 并在彼此的顶部上的重叠区 域 254 中重叠, 这特别是在屋顶上的设置结构的情况下优选。由此, 雨水能够从屋顶流走, 而不流过相邻的模组之间的水平中间空间。 因此, 屋顶能够理想地完全由太阳能模组覆盖。
图 31b 例示出与图 31a 类似的情况, 但接纳轮廓构件 2481、 2482、 2483 被构造为在 向上的方向上具有减小的高度, 从而形成已参照图 31a 描述的倾斜位置。
最后, 在图 31c 中可以观察到如下设置结构 : 分立的接纳轮廓构件 2481、 2482、 2483 分别与太阳能模组 121、 122、 123 关联。它们被提供有支撑元件 256, 该支撑元件 256 提供接 纳轮廓构件 2481、 2482、 2483 相对于屋顶 244 的平面的倾斜定位, 从而同样实现分立的太阳 能模组 121、 122 和 123 的鱼鳞状设置结构。
图 32 例示出另一太阳能模组 12, 在其后侧设置有独立的保持轮廓构件 260。这些 保持轮廓构件 260 沿虚线延伸, 并沿这些线对齐从而彼此对齐。图 33 详细例示出这种保持 轮廓构件元件 260。其具有固定板 262, 固定板 262 能够通过粘结结合被装配到太阳能模组 12 的后侧。保持轮廓构件元件 260 在其中心区域中具有盒状中空突起 264, 盒状中空突起 264 的侧向壁 266、 268 以倾斜的方式设置。在每种情况下在侧壁中提供有凹进。该倾斜设 置结构和该凹进也应用于未在图 33 中示出的隐藏侧壁。如上面针对细长保持轮廓构件阐 述的那样, 这种保持轮廓构件元件 260 被类似地接纳在对应的接纳轮廓构件中, 并以上述 方式经由凹进 270、 272 固定。
类似的设置结构还例示在图 34 中。在该情况下, 太阳能模组 12 以与参照图 32 描 述的方式相同的方式被提供有保持轮廓构件元件 280。 图 35 为这种保持轮廓构件元件的放 大视图。保持轮廓构件元件也具有固定板 282, 通过固定板 282, 保持轮廓构件元件通过粘 结结合被固定到太阳能模组 12 的下侧。在该板 282 的中心区域中, 一突起向下延伸, 并首 先从板 282 延伸到圆滑部分 284 中, 且随后连续地并入到锥台部分 286 中。该突起终止于 高台 288。从高台 288 开始, 圆柱部分 290 延伸, 圆锥头 292 与圆柱部分 290 邻接, 圆锥头 292 的基本尺寸显著大于圆柱部分 290 的尺寸, 使得在头 292 的后侧形成底切。
如图 36 所例示, 这种保持轮廓构件元件 280 能够被插入在其上侧 296 具有凹进 298 的接纳轮廓构件 294 中。这些凹进 298 具有宽部 300, 宽部 300 经由倾斜引入面平滑地 延续到窄部 302。开口 298 的宽部的尺寸使得保持轮廓构件元件 280 的头 292 能够带有间 隙地被插入。因此, 保持轮廓构件元件 280 根据图 36 的箭头沿接纳轮廓构件 294 移位, 使 得圆柱部分接合在开口 298 的窄部 302 中, 头 292 通过其底切接合在开口后面, 使得保持轮 廓构件元件 280 以钥匙 / 锁的原理被紧固地锚定在接纳轮廓构件 294 中。开口 298 能够以 相对于接纳轮廓构件 294 的纵向轴线倾斜的方式设置, 使得当头 292 根据图 36 的箭头被插 入到开口 298 中时实现张紧效果, 通过该张紧效果, 当头 292 被进一步推入开口的窄部 302 中时, 太阳能模组 12 被更有力地拉向接纳轮廓构件 294。在根据图 34 至图 36 的配置结构 中, 保持轮廓构件元件 280 可由塑性材料、 金属、 橡胶或其它材料制造。其可具有弹性特性, 从而因此实现公差补偿。在图 36 中, 可进一步看到, 在被装配到太阳能模组 12 的保持轮廓构件元件 280 的 一侧, 提供具有预定高度 x 的成行的局部突起 281。 当保持轮廓构件元件 280 被粘结结合到 太阳能模组 12 时, 这些突起 281 用于实现相对于太阳能模组 12 的预定间距 x。也就是说, 突起 281 的高度 x 限定太阳能模组 12 与保持轮廓构件元件 280 之间的粘合剂层的厚度。
应该注意到, 多个保持轮廓构件元件 280 也能够分别被装配到窄带或轨道 330, 窄 带或轨道 330 随后整个被装配到太阳能模组 12 的后侧。该原理可见于图 39。图 39 中示出 的箭头例示出分别根据图 34 或图 36 的优选的组装方向。
在图 37a、 图 37b 中, 可见本发明的另一配置结构, 其中能够通过粘结结合的方式 被装配到未例示出的太阳能模组的后侧的基本平坦的保持轮廓构件 310 被提供有切口, 该 切口形成一种袋 312。接纳轮廓构件 314 在其上侧 316 具有凹进 318, 凹进 318 的宽度被构 造为凹进 318 能够在其宽度内带间隙地接纳从保持轮廓构件 310 向下突出的袋 312。舌片 320 伸到开口 318 中, 但在接纳轮廓构件 314 的上侧 316 的平面中延伸。
这些舌片渐缩到一点。类似地, 袋 312 也以圆锥的方式向上渐缩。
从图 37b 可以看到包括保持轮廓构件 310 和接纳轮廓构件 314 的组装状态, 舌片 320 以强制联锁的方式接合在袋 312 中。 图 38 以剖面例示出该状况, 袋 312 接合在舌片 320 后面, 并因此将保持轮廓构件 310 紧固地保持在接纳轮廓构件 314 上。同样, 由于舌片 320 和袋 314 的圆锥配置结构, 能够实现张紧效果, 这由作用在提供有保持轮廓构件 310 的太阳 能模组上的重力支撑。
图 40 例示出保持轮廓构件元件 340 的可替代配置结构, 其以与图 35 的保持轮廓 构件元件 280 类似的方式构造。然而, 与图 35 的保持轮廓构件元件 280 相比, 保持轮廓构 件元件 340 不具有任何固定板 342, 保持轮廓构件元件 340 利用固定板 342 通过粘结结合 被紧固到太阳能模组 12 的下侧。取而代之的是, 保持轮廓构件元件 340 通过其椭圆形部分 344 被直接粘结结合到太阳能模组 12。保持轮廓构件元件 340 随后从该部分 344 开始连续 地延伸到具有椭圆表面面积的渐缩部分 346 中。渐缩部分 346 终止于高台 348。具有椭圆 表面面积的圆柱部分 350 从高台 348 延伸, 对应的头 352 与圆柱部分 350 邻接。头 352 的 基部延伸超过圆柱 350 的表面面积, 使得在头 352 的面对高台 348 的后侧形成底切。
该保持轮廓构件元件 340 能够以与参照图 34 或 39 描述的方式相同的方式被装配 到太阳能模组 12 的后侧。然而, 其优点在于, 如果太阳能模组沿箭头表示的运动方向相对 于接纳轮廓构件移位, 使得保持轮廓构件元件 340 以锚定的方式接合在接纳轮廓构件中, 则由于圆柱部分 350 的椭圆形或细长表面面积, 在组装期间在接纳轮廓构件 294 中的对应 开口 ( 见图 36 中附图标记 302) 中形成针对太阳能模组的更好的导向。另外, 由于相对大 的机械有效区域, 较大的力能够作用在保持轮廓构件元件 340 上。
图 41 例示出接纳轮廓构件的拐角区域, 该接纳轮廓构件在其形状方面大体上例 如以与图 13 的接纳轮廓构件 94 相同的方式构造。然而, 在每种情况下该接纳轮廓构件在 与装配到太阳能模组 12 的保持轮廓构件协作的表面上被提供有局部突起 360。 这些局部突 起从围绕它们的面突出很小的高度 h, 且可以以封闭高台状的方式被构造, 或者如所例示的 那样具有开口 362, 开口 362 在例示的实施例中被居中地设置但也能够被偏心地定位。 局部 突起 360 可为圆形, 中心开口 362 被圆形的基本平坦的高台 364 围绕。从围绕突起 360 的 面到高台 364 以及从高台 364 到中心开口 362 的过渡部以恒定且柔和的方式构造, 从而没有尖锐边缘。
局部突起 360 能够通过对轮廓构件的材料成形而制造。然而, 还可以随后通过例 如焊接或粘结结合来装配对应的盘状构件而制造这些突起。 局部突起在每种情况下还能够 被另外地或可替代地装配到其它轮廓构件, 在当前情况下是装配到保持轮廓构件。局部突 起能够被相对大量地提供, 且在相应的轮廓构件的纵向方向上具有规则的间距。
局部突起 360 具有如下优点 : 它们使接纳轮廓构件与保持轮廓构件彼此之间保持 具有相对于彼此最小的间距。由此, 可以使由于降水或热力学过程而积累的诸如冷凝水等 水分通过接纳轮廓构件与保持轮廓构件之间的小缝隙流走。此外, 空气能够在这些轮廓构 件之间循环, 从而可以防止在接纳轮廓构件与保持轮廓构件之间永久积累水分, 并由此可 以长期防止腐蚀效应。此外, 中心开口 362 确保水的具体排放并增加空气循环。确定缝隙 的尺寸的高度 h 被选择为较小 ( 在 1mm 的范围内 ), 使得接纳轮廓构件与保持轮廓构件的邻 接和保持特性不被削弱, 而是足够确保防止腐蚀的空气循环和水的排放。
图 42 至图 44 例示出根据本发明的接纳轮廓构件的改进方案, 其被装配到以透明 的方式例示出的太阳能模组 12。 可以观察到, 在每种情况下抓片 372 从图 42 的接纳轮廓构 件 370 的远离太阳能模组 12 的部分以倾斜的方式向太阳能模组 12 延伸, 并在太阳能模组 的前侧 376 与角部 374 接合。由此, 保持轮廓构件 370 可以被保持在相对于太阳能模组 12 的预定相对位置。特别是当具有角部 374 的对应的保持片 362 被设置在保持轮廓构件 370 的相反端 ( 未示出 ) 且接合在太阳能模组 12 的相对前侧周围时, 这得到确保。由此, 可以 永久地实现保持轮廓构件 370 相对于太阳能模组的预定定位。还确保的是, 该定位还在太 阳能模组的整个使用寿命中得到保持, 且不会由于例如通过保持功能性能下降的粘合剂层 将保持轮廓构件 370 非优化地装配到太阳能模组 12 而发生不希望的迁移。此外, 由此还可 以防止构成太阳能模组的且通过层压彼此固定的各个层的相互移位。
为了完整, 应该提到的是, 接纳保持轮廓构件 370 的接纳轮廓构件 378 在图 42 中 仍然能够以轮廓线的形式观察到。出于简化附图的原因, 图 42 至图 44 中没有例示出接合 形成部。
图 43 例示出保持轮廓构件 380 的可替代配置结构, 其中装配到太阳能模组 12 的 两个腿部被分别提供在抓片 382 和 384 的端部, 抓片 382 和 384 沿朝向太阳能模组 12 的前 侧的方向延伸, 并具有在每种情况下接合在前侧 376 周围的角部 386、 388。该效果与参照 图 42 描述的效果相同。保持轮廓构件 380 与太阳能模组 12 之间的预定相对位置能够永久 实现, 并且被层压在一起以形成太阳能模组的板的不期望的移位被防止。此外, 角部 386 和 388 还用作在运输和组装期间对太阳能模组 12 的边缘或前侧 376 的边缘保护。例如, 太阳 能模组 12 能够被定位在角部 386、 388 上, 而不存在其前侧 376 被损坏的任何风险。
图 44 例示出与图 43 类似的配置结构。在该配置结构中, 保持轮廓构件 390 同样 被提供有两个抓片 392、 294, 抓片 392、 294 通过角部 396 和 398 接合在太阳能模组 12 的前 侧 376 周围。图 43 的配置结构与图 44 的配置结构的区别在于, 角部 396 和 398 被构造为 相对短, 并且保持轮廓构件 390 具有以相对于角部 396、 398 倾斜的方式延伸的轮廓构件部 分 400 和 402。轮廓构件部分 400 在用于装配到太阳能模组 12 的区域的平面中延伸。轮廓 构件部分 402 以倾斜的方式从窄基底区域延伸到角部区域 396 或 398。
图 45 例示出在接纳轮廓构件或保持轮廓构件上的勺状片 410 的几何形状。根据图 45 的接合形成部已经通过冲孔和材料变形的组合而实现。 自由区域 414 已经从接纳轮廓 构件或保持轮廓构件 412 冲出。因此形成具有连续圆滑轮廓的舌状片 410。该片 410 通过 成形过程从保持轮廓构件 412 的围绕材料的材料平面弯曲大约高度 g, 并通过连接板 420 被 连接到基底区域 418 中的该围绕材料。从该围绕轮廓构件的材料平面的路径由轮廓线 411 示出。片 410 具有凸起的下侧腹 416 和在顶点 424 处相交的基本线性的上侧腹 422。
接纳轮廓构件和保持轮廓构件中的另一个轮廓构件具有开口 429, 如图 45a 和图 20a 例示的那样。为了组装, 一个轮廓构件的片 410 被移动到另一轮廓构件的开口 429 中, 并通过轮廓构件的相互相对移位而移位, 使得连接区域 420 被引入到对应的接纳槽 421 中。 片 410 接合在与接纳槽 421 邻接的轮廓构件的保持部分 423 的后面, 并因此确保保持轮廓 构件与接纳轮廓构件的紧固相互保持力。
图 46 例示出本发明的另一配置结构, 其中接合形成部 430 和 432 被分别构造在接 纳轮廓构件 440 和保持轮廓构件 431 的轮廓上, 并参照图 46a 和图 46b 进行详细描述。在 图 46 中, 接纳轮廓构件 440 和保持轮廓构件 431 被例示为处于预组装的状态, 相比之下接 纳轮廓构件 440 在图 47 中接纳保持轮廓构件 431, 两个接合形成部 430 和 432 相互接合。
在图 46a 中例示出的被构造作为保持轮廓构件 431 的一部分的接合形成部 430 被 设置在局部圆滑曲率部 433 的区域中。接合形成部 430 包括凹进 434, 在图 46a 中该凹进 434 的下部外形以阶梯方式构造。 保持轮廓构件 431 的材料在该区域中被压模, 从而形成阶 梯斜坡 435, 阶梯斜坡 435 具有相对于该轮廓构件的纵向轴线陡峭地倾斜的第一邻接部分 436、 较平坦的张紧部分 437 和弯曲末端部分 438。末端部分 438 被构造为具有略微的凹进 并柔和地并入槽 439。
接纳轮廓构件 440 上的接合形成部 432 以互补的方式构造。其也具有与凹进 442 邻接的局部圆滑曲率部 441。该凹进 442 具有阶梯斜坡 443, 该阶梯斜坡 443 具有相对于纵 向轴线陡峭地倾斜的邻接部分 444 和较不陡峭地倾斜的张紧部分 445。圆滑末端部分 446 也与张紧部分 445 邻接, 斜坡轮廓构件经由小凹进通过该圆滑末端部分 446 柔和地终止且 并入槽 447 中。
如果两个轮廓构件 431 和 440 中的一个放置在另一个的内侧, 如图 46 例示的处于 预组装 ( 见箭头 ) 的状态下, 则可以观察到两个曲率部 433 和 441 以相对于彼此凹入的方 式构造。这可以将向外突出的斜坡轮廓构件 435 插入相对于斜坡轮廓构件 435 凹入的曲率 部 441 的区域中, 并将向内突出的斜坡轮廓构件 443 插入相对于斜坡轮廓构件 443 凹入的 曲率部 433 的区域中, 而不会妨碍接纳轮廓构件 440 和保持轮廓构件 431 在斜坡轮廓构件 435 和 443 上的接触。
因此, 接合形成部 430 和 432 随后均能够朝向彼此移动, 使得较小倾斜的斜坡部分 437 和 445 最终形成接触。 接纳轮廓构件与保持轮廓构件之间的对应的相对运动由图 47 中 的箭头例示出。两个斜坡轮廓构件 435 和 443 中的一个接合在另一个的后面, 直到两个末 端部分 438 和 446 最后分别与另一轮廓构件的相面对的、 更为倾斜的斜坡部分 436 和 444 接触。 接纳轮廓构件 440 和保持轮廓构件 431 因此到达预定端位置, 两个斜坡轮廓构件 435 和 443 提供限定的邻接部。
在本发明的改进方案中, 可以将过渡边缘 448 和 449 构造为在陡峭地倾斜的斜坡 部分 436 或 444 与较不陡峭地倾斜的的斜坡部分 437 或 445( 未示出 ) 之间具有微小突起。该微小突起能够以锁定连接的方式接合在末端部分 438 或 446 中的柔和凹进中, 并因而提 供限定的端位置。
根据图 46、 图 46a、 图 46b 和图 47 的配置结构的特点在于特别易于组装。明显的 是, 接合轮廓构件 430 和 432 被设置在相应的轮廓构件的两侧, 并被提供有较大和对应的数 量, 且沿相应的轮廓构件的长度相对于彼此具有固定的轴向间距。 由此, 可以在相互接合的 接纳轮廓构件和保持轮廓构件的整个长度上实现限定且固定的联结。 由于彼此接合的倾斜 部分 445 和 437, 从而实现了机械张紧效果, 也就是说, 当一个轮廓构件利用滑过彼此的楔 而插入另一个轮廓构件时, 两个轮廓构件被因此向彼此挤压。当装配到保持轮廓构件 431 的太阳能模组 ( 未示出 ) 被设置为相对于水平倾斜时, 由该倾斜与以倾斜方式延伸的斜坡 部分 437 和 445 的组合产生的向下的力提供强有力的永久张紧效果。然而例如当要对太阳 能模组要被维修或更换时, 保持轮廓构件 431 能够容易地从接纳轮廓构件 440 移除, 而不会 被毁坏。
图 48 至图 50 例示出另一配置结构, 图 48 例示出装配到太阳能模组的接纳轮廓构 件 460, 图 49 例示出装配到底座结构的保持轮廓构件 462。图 50 例示出保持轮廓构件 462 与接纳轮廓构件 460 之间的组装状态。
详细而言, 根据图 48 的接纳轮廓构件 460 具有两个水平延伸的轮廓构件部分 464 和 466, 其可通过粘结结合被装配到太阳能模组的后侧。 这些轮廓构件部分 464 和 466 经由 倾斜的轮廓构件部分 468 和 470 并入接纳区域, 该接纳区域具有由竖直腿 472、 474 和水平 腿 476 形成的盒状轮廓。该盒状轮廓沿向下的方向打开。变形部分 478 被例示为基本上位 于图 48 的轮廓构件剖面的中心区域中。该变形部分 478 具有第一圆锥部分 480, 圆锥形渐 缩面被提供在竖直薄板 472 和 474 的区域中以及水平薄板 476 的区域中。在变形区域 478 的相对端, 也就是说区域 482 处, 也提供圆锥面。然而, 该区域在竖直薄板 472 和 474 处均 具有突出壁 484。壁 484 被构造为使得相对于纵向方向横向地延伸的轮廓线 486 具有 S 形 路径, 其具有突出的圆滑部分 488 和对应的凹进圆滑部分 490。
图 49 例示出能够被装配到图 7 的底座结构的保持轮廓构件。该保持轮廓构件以 盒状方式构造。在其下部区域, 该保持轮廓构件具有底切凹进 500, 带头螺钉或具有螺纹的 对应的盘状元件能够被可移位地接纳在该底切凹进 500 中, 以将其装配到底座结构, 从而 可在预装配的状态下移位, 但在固定螺钉已被拧紧之后紧固。
在相对的上部, 保持轮廓构件 462 具有带有底切 504 的头部区域 502。头部区域 502 以圆滑的方式构造。在根据图 49 的轮廓构件剖面的中心区域中, 头部区域还被提供有 变形部分 506。该变形部分在其中心部分中具有直的盒状部分 508。以对应地倾斜的方式 延伸的面从该盒状线性部分延伸到头状部分 502。 应该特别注意到过渡区域, 该过渡区域的 特征在于具有束状轮廓线 510 和 512, 束状轮廓线 510 和 512 从盒状部分 508 并入到头部区 域 502 的圆滑拐角区域 514 和 516。
为了组装, 太阳能模组通过接纳轮廓构件 460 以变形区域 478 接合在盒状区域 506 中的方式被定位在保持轮廓构件 462 上。因此, 太阳能模组沿保持轮廓构件 462 的纵向方 向移位。壁 484 的内侧与区域 510 接合, 直到与保持轮廓构件的区域 510 邻接的圆形区域 514 的一部分最终接合壁状区域 484 为止。由此确保接纳轮廓构件与保持轮廓构件之间的 强制联锁接合, 这防止太阳能模组上升并提供紧固的接合。两个或更多个这种变形区域可沿每个轮廓构件的纵向方向提供在每个轮廓构件 上, 保持轮廓构件和接纳轮廓构件上的这些区域的间距对应。 在组装期间, 由此在各个轮廓 构件的纵向方向上形成多个接合位置, 多个接合位置提供轮廓构件之间紧固的相互保持力 以及因此与底座上的太阳能模组之间紧固的相互保持力。
图 48b 为接纳轮廓构件 460 的前视图, 其与图 48a 的接纳轮廓构件的不同之处仅 在于, 在竖直腿 472 和 474 的区域中, 提供沿纵向方向延伸的压折 473 和 475。 这些压折 473 和 475 用于促进变形部分 478 的技术成形。也就是说, 压折 473 和 475 致力于被视为所谓 的 “材料预留” 的方式, 以允许在变形部分 478 的区域中发生显著变形, 以利于制造复杂性, 而接纳轮廓构件 460 的壁厚不会被过度地减少或者甚至局部毁坏。
如上所述, 各个配置结构也可以彼此组合。 特别是, 用于防止相应的接纳轮廓构件 打开的特征可以与带来上面多次描述的张紧效果的特征组合。
理论上, 还可以组合底座的多个轮廓构件, 以形成单个轮廓构件。例如, 可考虑图 34 至图 36 的配置结构。因此可以将图 36 的两个接纳轮廓构件 294 组合以形成单个轮廓构 件, 具有带有对应凹进 298 的平行上侧 296 的两个平行的材料薄板通过连接轮廓构件部分 而连接在一起。通过连接轮廓构件部分而以简单的方式将多个接纳轮廓构件 296 连接在一 起的这种构造包含在所附专利权利要求中。
本发明提供一种简单且可靠的可能性, 用于以紧固的方式将大型太阳能模组装配 到底座上, 而在组装期间不存在毁坏的风险。