[发明专利]具有抗滑动特征的改良光伏建筑物覆盖元件

说明书

本发明在能源部(Department of Energy)资助合同DE-FC36-07G017054下利用美国政府支持完成。美国政府在本发明中具有一定权利。

优先权要求

本申请要求2011年3月22日提交的美国临时申请号61/466,241的优先权，所述临时申请通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及能够贴附在建筑物结构上的改良的光伏屋顶或建筑物光伏覆盖(sheathing)元件，所述屋顶或建筑物覆盖元件至少包括：面板形式的光伏电池组件，附着于所述光伏电池组件的一个或多个部分上的主体部分，安置在所述光伏覆盖元件的相反侧面上的至少第一和第二连接器组件，其中所述主体部分包括一个或多个适合于在安装之前接合竖直毗邻器件的几何特征。

背景技术

改良光伏(PV)器件、特别是整合到建筑物结构中的那些器件(例如光伏覆盖元件、间隔片、边缘片)以使成功应用的尝试应该满足多种标准。PV器件以及安装的阵列应该耐用(例如耐久，密封对抗湿气及其他环境条件)，并在产品的期望寿命(优选至少10年、更优选地至少25年)期间进行防护以免于机械损伤。所述器件应该容易安装在器件阵列中(例如类似于常规屋顶板或外墙面层的安装)或更换(例如如果受损的话)。它还应该被设计成尽可能地防止水到达器件下方和器件所贴附的建筑物表面。

为了使得这整个组合件适合消费者需要，以及为了得到市场的广泛接受，所述系统的建造和安装应该是经济的。这可以帮助促进降低能量的产生费用，使得PV技术相对于其他的发电手段更具竞争力。

现有技术的PV器件系统可以允许所述器件直接安装到建筑物结构上或者它们可以将所述器件固定到建筑物外部(例如屋顶盖板或外贴面)上方的板条、沟槽或“栏杆”(“护栏(stand-offs)”)上。这些系统可能是复杂的，通常不能像常规包覆材料(例如屋顶板或墙板)那样安装，因此安装可能是昂贵的。此外，因为它们看起来不像常规建筑材料，因此它们可能没有视觉上的吸引力。可能需要每2-4英尺的“护栏”来安装PV器件。因此，安装成本可能与制品的成本一样高或更高。它们也可能受到与环境条件相关问题的困扰，例如翘曲、褪色和物理性能的劣化。

据信，目前使用的大多数标准屋顶板使用沥青胶结料构造。这可能含有矿物颗粒和玻璃纤维毡，但是模量适当地低，以允许顺应屋顶上的不规则处。这种材料也被设计成允许在屋顶板的层之间粘合，以抵抗风和气候影响透过所述层。它们在其原始建筑材料与可能位于背侧的胶粘条之间提供高摩擦表面。

在开发具有更高耐用性的新的屋顶板或板片的过程中，建筑材料将发生改变。特别是在太阳能屋顶板的情形中，标准的沥青基材料不适用。使用具有或不具有无机填料的聚合材料例如聚烯烃来建造屋顶板、板片、瓦片或太阳能器件可能是理想的。这种材料成本低，耐湿气损伤，并且可以被设计成具有多种物理性能和颜色。当使用这些材料时，由于它们的低摩擦系数和在屋顶上修复或改造的能力，可能出现几个问题。

低摩擦系数的具体问题可能在屋顶高跨比变高(大于3：12)并且当太阳能器件被整合时加剧。在这些情形中，如果安装者不格外小心，屋顶板可能在安装期间从屋顶滑落。这不像标准的沥青屋顶板，后者将粘着并顺应于其他覆盖元件，并在安装期间倾向于保留在适当位置。太阳能屋顶产品的成本、重量和易碎性质可能使这一问题更加重要。由于太阳能屋顶产品可能含有易碎材料例如玻璃、太阳能电池和电连接器，如果它从屋顶滑落将非常可能损坏。这些材料还可能具有较高的重量和较大的尺寸，使得它们更难以在安装之前保持在屋顶上。

当在屋顶产品上使用高含量的无机填料或非弹性体聚合物时，可能还希望在部件中产生预弯曲，以便迫使底部边缘在钉住后进入屋顶板，以协助防风和水密封。由于在施加钉入力之前不接触关键钉入点处的屋顶，这可能使将屋顶产品保持在其正确位置中变得更加困难。这可能引起屋顶板在完全钉牢入位之前逐渐偏离其预定位置。

涉及这种技术的文献中包括以下专利文献：US20040206035A1，WO2010151777A2，WO2010144226A1，EP2216829A1和WO1998036139A1，其全部为所有目的通过引用并入本文

发明概述