[发明专利]光伏电池到氟聚合物结构膜上的附接系统

说明书

相关申请

本申请要求于2010年2月18日提交的美国专利申请号12/707,876，2009年2月19日提交的美国序列号61/153,786以及2009年8月4日提交的美国序列号61/231,184的权益，将其内容通过引用整体地结合在此。

技术领域

本发明总体上涉及一种可伸展的建筑膜系统，一个光伏器件通过钩和毛圈(hook and loop)式织物或其等效物可拆除地附接在该膜系统上。

背景技术

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用途的电能。许多建筑具有对于太阳能电池或太阳能模块布置而言所希望的屋顶。

传统地，光伏系统的安装涉及到用机械搭扣(例如螺栓或螺钉)将该器件附接到一个屋顶上。尽管这可以有效地固定器件，但是在安装过程中可能发生对屋顶的损害。例如，这些孔洞可能泄漏，这些孔洞可能是其他最后失败(例如撕裂或开裂)的来源和/或螺钉或螺栓的安装可能是耗时的并且要求搭扣孔洞的精确的测量和钻孔。或许更重要的是，机械搭扣是相对永久性的，并且光伏器件可能不容易在不留下受损的屋顶部分时进行移动或拆除。

在屋顶具有“张紧的”或空气支撑型的构造时，此种与将光伏器件固定到屋顶上有关的问题被加重。建筑膜被用于张紧或空气支撑型的构造中，其中该膜横跨这些支撑性构件而被拉伸(置于张力下)。将一个光电装置通过螺钉或搭扣固定到此种建筑膜上将导致该膜因撕裂而完全失效或者至少提供了将允许泄漏的孔洞。

因此，对于将光伏器件固定到建筑膜上的方式存在着需要，这些膜不会危害其抗水特性并且被整合在屋顶系统之中。

发明内容

本发明出乎意料地提供了一种光伏器件/建筑膜系统，该系统有利地具有可伸展的特性，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，可以理解的是在下面的建筑膜具有符合给定的大气条件(热、冷、雨、雪、风、等)的物理属性，而该光伏器件总体上是欠柔性的。然而，通过系统的独特构造，这种建筑膜可以顺应这些变化而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，其中该建筑被支撑在会吸收由于地震产生的变形的一系列滚轮/弹簧上，而该建筑的其余部分无需符合。类似地，在下面的建筑膜系统可以适应于天气有关的条件，而不要求该光伏器件这样做。

该系统包括：一个第一层，该第一层是氟聚合物包封的增强物与布置在该第一层的一个第二侧上的第一可粘结层的组合；一个第二层，该第二层是一种氟聚合物包封的增强物的一个组合，使得一个第一侧提供了一个未包封的增强物表面并且一个第二侧具有布置在其上的一个第二可粘结层，这样该第二层的第二侧与该第一层的第二侧进行粘结；一个第三层，该第三层包括布置在该第二层的未包封的增强物表面上的一种粘合剂；一个第四层，该第四层是布置在该第三层上的一个钩和毛圈搭扣；一个第五层，该第五层包括布置在该第四层上的一种粘合剂；以及布置在该第五层上的光伏器件。

典型地，该第一层的氟聚合物是聚四氟乙烯(PTFE)，氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)，四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)或一种全氟烷氧基树脂(PFA)。

该第一层的增强物一般是一种耐高温的纤维，例如玻璃、聚芳酰胺、聚酯、碳或金属纤维如织物、网眼织物、或非纺织的材料。

在一个方面，该第一可粘结层是PFA、THV、PVDF、ETFE或FEP。该第一可粘结层可以是在第一和第二侧两者上。

在另一个方面，该第二层的氟聚合物是聚四氟乙烯(PTFE)，氟化的乙烯丙烯共聚物(FEP)，四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物(THV)或一种全氟烷氧基树脂(PFA)。

在另一个实施方案中，该第二层的增强物包括一种玻璃、聚芳酰胺、聚酯、碳纤维或金属纤维如织物、网眼织物、或非纺织的材料。该第二层是“单面的(sided)”；该增强物的一侧保持是未被该氟聚合物包封的。

在又一个实施方案中，该第二层的第二可粘结层是PFA、THV、ETFE、PVDF或FEP。这在该第二层的氟聚合物部分上发现。

在又一个实施方案中，该第二层的未包封的增强物表面是处于与该第三层(一个粘合剂层)的接触中。示例性的粘合剂包括例如一种氯丁橡胶、一种两部分的环氧物、丁基橡胶或一种聚氨酯粘合剂。

在又一个实施方案中，该第四层是布置在该第三粘合剂层上的一个钩和毛圈搭扣。