[发明专利]用于屋顶太阳能安装的可互换的安装系统

说明书

本申请要求分别在2012年9月4日和2012年9月11日提交的美国临时专利申请US 61/632,412和US 61/699,546的权益，所述申请案所揭示的内容通过引用的方式并入本文中。

背景技术

本发明的许多实施例涉及用于建筑物屋顶上的太阳能面板的安装结构。此类太阳能面板可以包括光伏面板、太阳能热力面板以及其它太阳能捕获装置。

建筑物拥有者和居住者越来越多地安装屋顶太阳能系统以便减少他们的电力花费、将电力售回给电网，并且提高他们的公司可持续发展态势。随着太阳能系统变得越来越受欢迎，安装者已经开发出用于将太阳能模块或太阳能模块的阵列紧固到建筑物的屋顶的若干系统。将太阳能模块阵列紧固到建筑物屋顶是防止由风力、地震、建筑物振动和其它外力引起的移动所造成的损伤所必需的。一些安装方法包含：使用重量将太阳能阵列固持在适当的位置；将太阳能阵列粘附到屋顶膜；以及使用屋顶穿透连接件(例如，螺钉)来紧固太阳能阵列。

发明内容

本发明的许多实施例涉及太阳能模块(或模块框架)以及用于这些模块的屋顶安装的安装底座，所述安装底座具有标准化连接点使得不同类型的安装底座可以互换，允许所述模块通过任何数目的不同固定方法固定到屋顶。太阳能模块框架可以使框架的一部分延伸超过太阳能模块，以充当用于安装底座的连接点。在所有情况下，所有模块或模块框架具有连接点，所述连接点具有到安装底座的相同位置、间距、取向和连接类型(固定方法)。类似地，所有安装底座，无论它们的在屋顶上的固定方法(压载、粘接或栓接或其它刚性附接)如何，都具有到模块或模块框架的相同位置、间距、取向和连接类型(固定方法)的连接点。所有连接都可以是可释放的。因此所有安装底座类型上的连接点可以与所有太阳能模块连接点类型进行连接。连接点可以允许在太阳能模块与安装底座之间沿X、Y和Z方向上进行有限的空间移动。此有限移动将允许安装底座和太阳能模块的不同组件在不平坦表面上连接到邻近的安装底座和太阳能模块。

许多实施例涉及安装底座类型，所述安装底座类型可以包括：使用重量(例如，压载)以将太阳能模块固定到屋顶的安装底座；黏附到屋顶膜的安装底座；以及允许固定连接到刚性屋顶结构的安装底座，所述刚性屋顶结构例如是屋顶穿透管道、螺栓、空气调节管道、矮墙或类似结构。压载类型安装底座可以包括托盘，在所述托盘中放置压载(例如，混凝土砖)，其中压载托盘与屋顶之间的重量和摩擦力以简单方式固定太阳能阵列。粘附类型安装底座可以包括类似于屋顶膜的材料，以允许安装底座通过适当的粘合剂牢固地粘附到所述屋顶膜。刚性附接类型安装底座可以包括横杆、管道或交叉结构以允许从安装底座连接到位于屋顶上的刚性结构。

本发明的许多实施例包括安装在不同类型的安装底座上的连接托盘。所述连接托盘具有内部托盘壁和外部托盘壁。所述内部托盘壁使用焊接、铆接、螺接、钉接、机械弯曲或其它固定方法连接到安装底座。例如太阳能模块等待安装到连接托盘的装置具有用于靠在连接托盘中的突出部。连接托盘能够在任一端上容纳多个安装装置，使得每个连接托盘可以将四个或更多个组件固定在其中。穿过内部托盘壁和外部托盘壁的安装狭槽容纳机械类型紧固件以连接待安装的装置。安装狭槽可以是圆形形状的，或狭槽状的以允许一些移动的自由。每个连接托盘可以在任一端上具有多个安装狭槽，以便容纳用于待安装的装置的一系列安装位置。穿过连接托盘的孔隙允许待连接的附加物品安装在安装底座的下侧上，例如，安装在牺牲磨损材料上。

对于相同太阳能模块框架具有可互换安装底座类型的能力以及使用各安装底座类型的组合以用于诸多太阳能模块的阵列的能力是优于现有技术的相当大的优势。此系统的益处包括(但不限于)使用固定太阳能模块的多种方法以用于单个屋顶阵列、简化的构造和拆卸以及对于安装者的更容易的管理各部件的能力。另外，单个太阳能模块框架可以制造成与所有安装底座类型一起使用，这消除了用于不同建筑物屋顶类型的专用安装底座的需要。可互换的安装底座允许安装者以任何优选的方法将相同的太阳能模块框架固定到屋顶。安装底座可以在到达安装位置之前(例如，在工厂)安装，或者由安装者在屋顶上当场安装。具有标准框架的太阳能模块的阵列可以采用单个安装底座类型或安装底座类型的组合以最佳地将太阳能阵列固定到该特定屋顶。本发明还提供制造和分配方面的益处，其中单个太阳能框架设计用于所有安装底座类型。

在本发明的许多实施例中，延伸托架或支架可以附接到太阳能模块框架并且进行连接，其方式为提供与同所有安装底座类型的连接的连接点相同的连接类型、取向和位置。