[发明专利]光伏电池到氟聚合物结构隔膜上的附接系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年9月1日提交的美国专利申请号12/873,426的优先权并且还根据35U.S.C.§119(e)要求于2009年9月9日提交的名称为“Attachment System of Photovoltaic Cells to Fluoropolymer Structural Membrane”的美国序列号61/240,843、以及于2010年2月18日提交的名称为“Attachment System of Photovoltaic Cells to Fluoropolymer Structural Membrane”的美国序列号61/305,640的权益，出于所有的目的将它们的内容通过引用以其全文结合在此。

发明领域

本发明总体上涉及一种可伸展的建筑隔膜系统，一个光伏器件被固定在该建筑隔膜系统上。该器件被一个氟聚合物薄膜保护层如ETFE覆盖，并且绕着其周界被一个外壳经由一种可粘合的材料固定到该氟聚合物薄膜和隔膜上，或可替代地通过将该氟聚合物薄膜直接密封到该隔膜上并且牢固地包住该光伏器件。

发明背景

光伏器件(也称为太阳能电池或太阳能模块)可以附于建筑物结构的屋顶上。这些器件将来自太阳的光能转化成可以被使用或被存储而用于后面使用的电。许多建筑具有对于太阳能电池或太阳能模块安置而言所希望的屋顶。

传统上，光伏系统的安装涉及到使用机械紧固件(例如螺栓或螺钉)将该器件附接到屋顶上。尽管这对于固定器件来说可以是有效的，但是在安装的过程中可能发生对屋顶的损害。例如，这些孔洞可能会泄漏，这些孔洞可能是其他最后失效(例如撕裂或开裂)的根源和/或螺钉或螺栓的安装可能是耗时的并且要求紧固件孔洞的精确测量和钻孔。或许更重要的是，机械紧固件是相对永久性的，并且光伏器件可能不容易在不留下受损的屋顶部分的情况下进行移动或拆除。

在屋顶具有“张紧的”或空气支撑类型的构造的地方，此类关于将光伏器件固定到屋顶上的问题被加重。建筑隔膜被用于张紧或空气支撑类型的构造中，在这种构造中该隔膜被拉伸(被置于张力下)横跨多个支撑构件。将一个光伏器件通过螺钉或紧固件固定到此种建筑隔膜上总是或者导致该隔膜因撕裂而完全失效亦或最起码提供了往往允许泄漏的孔洞。

因此，对于将光伏器件固定到建筑隔膜上的方式存在着需要，这些隔膜不会损害其抗水特性并且被整合到该盖屋顶系统之中。

发明简述

本发明出乎意料地提供了一种光伏器件/建筑隔膜系统，它有利地具有了可伸展的特性，使得该系统具有延长/伸展/收缩/变形而不损害该光伏器件的能力。在一个方面，可以理解的是位于下面的建筑隔膜具有符合给定的大气条件(热、冷、雨、雪、风、等)的物理属性，而该光伏器件一般是较不柔性的。然而，通过该系统的独特构造，这种建筑隔膜可以顺应这些变化同时该光伏器件保持是相对不可伸展的。作为一种隐喻，它可以被认为是类似于加利福尼亚的抗震建筑物，其中该建筑物被支持在一系列会吸收由于地震产生的变形的滚轮/弹簧上，而该建筑物的其余部分无需顺应。类似地，位于下面的建筑隔膜系统可以适应于所施加的应力以及和天气有关的条件，但是却不要求该光伏器件这样做。

该系统包括一个光伏器件/建筑隔膜系统，该光伏器件/建筑隔膜系统包括：一种氟聚合物包封的增强物层、一个与该氟聚合物包封的增强物层接触的光伏器件、一个覆盖并且伸展超过该光伏器件周界的氟聚合物层如乙烯四氟乙烯共聚物层(ETFE)或FEP(一个覆盖层)、以及一个在该氟聚合物覆盖层与该氟聚合物包封的增强物层之间的可粘合的层。该可粘合的层将该光伏器件密封在该覆盖层与该氟聚合物包封的增强物层之间，从而使得该器件被固定但是随着该氟聚合物包封的增强物层伸展和拉伸可以在不同的方向移动。

本发明还提供了一个光伏器件/建筑隔膜系统，该光伏器件/建筑隔膜系统包括：一种氟聚合物包封的增强物层、一个与该氟聚合物包封的增强物层接触的光伏器件、以及一个覆盖并且伸展超过该光伏器件周界的氟聚合物覆盖层，如乙烯四氟乙烯共聚物层(ETFE)或FEP。伸展超过该光伏器件的这些尺寸的氟聚合物覆盖层的周界部分被粘结到该氟聚合物包封的增强物层上。该氟聚合物覆盖层，如一个ETFE或FEP层，因此将该光伏器件密封在该覆盖层与该氟聚合物包封的增强物层之间，从而使得该器件被固定但是随着该氟聚合物包封的增强物层伸展和拉伸可以在不同的方向移动。