KR100680052B1 - 유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템 - Google Patents

Abstract

유리창형 태양 전지판을 건축물의 마감재로 형성하여 별도의 설치공간이 필요없이 설치공간을 최소화할 수 있는 유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템을 제공하기 위하여,

태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양 전지판;

상기 태양 전지판에서 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 사용처로 공급하는 인버터를 포함하고,

상기 태양 전지판은 태양 전지판은 투명하거나 반투명한 유리창의 구조로 형성되고, 건물에 고정된 고정부재에 고정 지지되어 설치된 상태를 유지하는 유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템을 제공한다.

유리창형 태양전지, 건물외장형, 태양광시스템

Description

유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템{BUILDING INTEGRATED PHOTOVOLTAICS}

도 1은 본 발명에 따른 태양광 시스템을 구성하는 유리창형 태양전지 어레이가 설치된 건물의 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 태양광 시스템을 구성하는 태양 전지판이 조립되는 과정을 나타내는 부분확대 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 태양광 시스템을 구성하는 태양 전지판이 조립 완료된 상태를 나타내는 부분확대 사시도.

도 4는 도 3의 A-A선 단면도.

도 5는 도 3의 B-B선 단면도.

본 발명은 태양광 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리창형 태양 전지판을 건축물의 마감재로 지지프레임에 구획 설치하여 건축물의 실내공간에서 탁트인 시야를 확보할 수 있는 유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 시스템은, 태양전지를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 시스템으로서, 일반 가정이나 산업용의 독립 전력원으로 이용되거나, 상용 교류전원의 계통과 연계되어 보조 전력원으로 이용된다.

이러한 태양광을 이용한 에너지 생산 시스템은, 다른 발전 시스템인 화력발전이나 원자력 발전에 비해 안전하며 공해를 발생하지 않고 ,수력발전과 같이 많은 공사비가 소요되지 않는 장점이 있다.

또한 태양광 시스템은, 무한하고 무공해인 태양 에너지를 이용하므로, 화력이나 원자력 발전에 의하여 발생하는 대기오염이나 폐기물 발생이 없으며, 기계적인 진동과 소음이 발생하지 않고, 발전 시스템을 반자동화 또는 자동화시키기에 용이하며, 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화할 수 있는 장점도 지니고 있다.

통상적으로 사용되고 있는 건물외장형으로 사용되는 계통연계형 태양광 시스템은, 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 다수의 태양 전지판(Solar Cell Array)과, 상기 태양 전지판에서 변환된 전기에너지인 직류전원을 교류전원으로 변환하여 사용처로 공급하는 인버터(Inverter) 등으로 구성된다.

이러한 태양광 시스템은 태양광의 에너지를 얻기 위해 설치되는 태양 전지판의 설치가 시스템의 구성에 있어서 가장 중요한 요소이며, 이러한 태양 전지판의 설치는 별도로 확보된 부지에 설치하거나 또는 건물의 옥상 등에 설치하게 된다.

태양광 시스템의 출력은 태양 전지판이 절대적인 역할을 하며, 이것을 보다 많이 설치할수록 더 높은 출력을 얻을 수 있게된다.

그러나, 이와 같은 종래의 태양광 시스템은, 위에서 언급한 바와 같이 태양 전지판의 설치를 위하여 별도로 확보된 설치공간이 반드시 있어야 되므로 설치가 어려운 문제점이 있다.

따라서 건물에 태양광 시스템을 설치하려면 별도의 공간이 확보되어야 하는데, 통상적으로 건물의 옥상에는 냉방장치를 구성하는 냉각탑이 설치되어 있으므로 태양 전지판을 설치하기 위한 장소가 협소하고 한정되어 태양 전지판의 설치에 제한을 받게되고 설치작업이 어렵게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유리창형 태양 전지판을 건축물의 마감재로 형성하여 별도의 설치공간이 필요없이 설치공간을 최소화할 수 있는 유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 제안하는 유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템은,

태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 유리창형 태양 전지판;

상기 태양 전지판에서 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 사용처로 공급하는 인버터를 포함하고,

상기 태양 전지판은 태양 전지판은 투명하거나 반투명한 유리창의 구조로 형성되고, 건물에 고정된 고정부재에 고정 지지되어 설치된 상태를 유지하는 유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 건물 외장형 태양광 시스템이 제공된 건물의 외형도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 건물 외장형 태양광 시스템을 구성하는 태양 전지판이 설치된 상태를 나타내는 부분확대 사시도로서, 부호 100은 건물을 나타낸다.

상기 건물(100)은 실내공간을 외부로부터 차단하도록 외측면이 외벽으로 이루어지거나 유리창이 설치되며, 외벽으로 이루어진 경우에는 그 외측에 외벽 마감재인 외장재가 더욱 설치될 수 있다.

이와 같은 건물(100)에는 태양광 시스템이 설치될 수 있는데, 이 태양광 시스템은 태양전지를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 건물에 필요한 전력으로 사용하는 시스템으로서, 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양 전지판과, 상기 태양전지판에서 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 사용처로 공급하는 인버터 등으로 구성되는 통상적인 시스템이나 이와 유사한 구조의 시스템으로 이루어질 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

이러한 태양광 시스템에 있어서, 본 발명의 특징은 태양광 시스템을 구성하는 주요 요소인 유리창형 태양 전지판(2)들이 건물(100)의 외벽 마감재로 설치된다.

이렇게 태양 전지판(2)을 건물 외벽의 마감재로 설치할 수 있으면, 태양 전지판을 설치하기 위한 별도로 공간을 확보하지 않아도 되고, 또 비교적 넓은 면적 에 설치할 수 있으므로 태양광 시스템의 출력을 높일 수 있다.

상기 태양 전지판(2)은 일정한 크기를 갖는 사각형상으로 이루어지고, 건물(100)의 내부와 외부를 구분하는 위치에 설치되는 유리창 형태로 이루어질 수 있다.

이와 같은 태양 전지판(2)은 투명하거나 반투명한 형태로 이루어질 수 있으며, 건물(100)의 천장 등에 길이방향으로 그 단부가 고정된 고정지지부재에 고정 지지되어 설치된 상태를 유지할 수 있다.

상기 고정지지부재는 태양 전지판(2)들이 소정의 간격을 유지하며 설치될 수 있도록 건물(100)에 고정 설치되는 프레임(4)과, 상기 프레임(4)에 고정되어 태양 전지판(2)의 일측면을 지지하는 플레이트(6)와, 상기 태양 전지판(2)들 사이에 설치되어 이음부를 덮어주는 슬릿(8)과, 상기 플레이트(6)의 외측에 조립되어 태양 전지판(2)의 타측면을 지지하면서 슬릿(8)을 고정하는 커버(10)로 구성된다.

상기 플레이트(6)에는 태양 전지판(2)이 안착되어 지지되는 걸림부(12)가 형성되며, 이러한 플레이트(6)에는 볼트와 같은 고정부재(14)를 통하여 커버(10)가 분리 가능하게 고정된다.

이러한 플레이트(6)와 커버(10)의 조립으로 걸림부(12)에 놓여진 태양 전지판(2)이 설치된 상태를 유지하게 되는데, 태양 전지판(2)은 여러 개를 직렬과 병렬 형태로 연결되어 사용하기 때문에 각각의 태양 전지판(2)끼리의 전기적 연결을 위하여 전선(15)이 사용되며, 이 전선(15)은 플레이트(6)와 커버(10) 및 슬릿(8)의 내측에 확보된 공간으로 위치하도록 배치된 상태로 서로 연결되고, 그 끝단부는 전 선(15)을 통하여 인버터와 연결된다.

그리고 이렇게 조립된 태양 전지판(2)의 층과 층 사이의 수평부분은 빗물 등의 누수방지를 위해 도 1 및 도 4에서와 같이 실리콘으로 실런트(16)를 처리할 수 있으며, 도 5에서와 같이 슬릿(8)과 태양 전지판(2) 틈 사이도 방수를 위해 실리콘 등으로 실런트(18) 처리를 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 건물 외장형 태양광 시스템은, 햇빛이 태양 전지판(2)을 비추면, 이 태양 전지판(2)에서 태양에너지를 흡수하여 직류의 전기에너지로 변환시킨 후, 변환된 전기에너지는 전선(15)을 따라서 배전반을 통하여 계통연계장치인 인버터에 전달된다.

그리고, 태양전지판에서 발생된 직류전원은 인버터를 통하여 교류전원으로 변환되며, 이렇게 변환된 전력을 이용하여 건물에 필요한 전력 에너지로 사용하면 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 태양광 시스템은, 유리창형 태양 전지판을 건축물의 지지프레임에 구획 설치하여 건축물의 실내공간에서 탁트인 시야를 확보할 수 있고, 태양 전지판을 지지프레임에 간단하게 조립하는 것으로 손쉽게 설치할 수 있으므로 태양광 시스템의 시공비용을 절감할 수 있다.

Claims (3)

1. 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 다수의 태양 전지판;

   상기 태양 전지판에서 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환하여 사용처로 공급하는 인버터; 를 포함하고,

   상기 태양 전지판은 투명하거나 반투명한 유리창의 구조로 형성되면서, 건물에 고정된 고정지지부재에 고정 및 지지되어 설치된 상태를 유지하도록 구성되고,

   상기 고정지지부재는 양단부가 건물에 고정되는 프레임과, 상기 프레임의 전면에 고정되어 태양 전지판들의 일측면이 안착되어 지지되는 걸림부가 형성된 플레이트와, 상기 태양 전지판들 사이의 이음부를 덮어주는 슬릿과, 상기 플레이트의 외측에 조립되어 태양 전지판들의 타측면을 지지하면서 슬릿의 단부를 고정하는 커버로 이루어진 유리창형 태양전지를 이용한 건물 외장형 태양광 시스템.
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