KR101055013B1 - 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

태양전지 모듈이 개시된다. 태양전지 모듈은 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바; 상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하는 프레임; 상기 프레임 내측에 배치되는 케이블; 및 상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하며, 상기 프레임 내측에 배치되는 접속부재를 포함한다.
태양전지, 모듈, 정션, 박스, 프레임

Description

태양전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
실시예는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
광전 변환 효과를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전 모듈은 지구 환경의 보전에 기여하는 무공해 에너지를 얻는 수단으로 널리 사용되고 있다.
태양 전지의 광전 변환 효율이 개선됨에 따라, 태양광 발전 모듈을 구비한 많은 태양광 발전 시스템이 주거 용도로까지 설치되기에 이르렀다.
일광으로부터 전력을 발생시키는 태양 전지를 구비하는 태양광 발전 모듈로부터 발생된 전력을 외부로 출력시키기 위해, 양 전극 및 음 전극의 기능을 하는 전도체들이 태양광 발전 모듈에 배치되며, 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블이 연결되는 접속 단자들로서, 전도체들의 단부들이 광기전성 모듈의 외부로 꺼내어진다.
접속 단자들과 케이블 사이의 연결된 부품들은, 접속된 부품들을 보호하기 위한 목적으로 그리고 전류의 누설을 방지하기 위해 단자 박스라고 불리는 하우징 안에 수용된다.
이러한 단자 박스는 태양광 발전 모듈의 외관을 손상시키고, 태양광 발전 모듈의 슬림화를 방해한다.
실시예는 단락이 방지되고, 슬림하며, 간단한 구조를 가지는 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바; 상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하는 프레임; 상기 프레임 내측에 배치되는 케이블; 및 상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하며, 상기 프레임 내측에 배치되는 접속부재를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 프레임은 상기 태양전지 패널의 측면을 둘러싸는 제 1 프레임; 및 상기 제 1 프레임에 인접하며, 상기 케이블을 수용하는 제 2 프레임을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제 2 프레임은 상기 태양전지 패널 및 상기 케이블 사이에 개재되는 제 1 서포트; 상기 제 1 서포트로부터 연장되어, 상기 케이블의 측면에 배치되는 제 2 서포트; 및 상기 제 2 서포트로부터 연장되어, 상기 케이블 아래에 배치되는 제 3 서포트를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 접속부재는 상기 제 1 서포트를 관통하여 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 접속부재는 도전체; 및 상기 도전체를 둘러싸며, 상기 도전체를 노출하는 제 1 오픈 영역 및 제 2 오픈 영역을 포함하는 절연부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 버스 바는 상기 제 1 오픈 영역을 통해서, 상기 도전체에 접촉하고, 상기 케이블은 상기 제 2 오픈 영역을 통해서 상기 도전체에 접촉할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 태양전지 패널 및 상기 프레임 사이에 개재되는 실링부재를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블을 상기 프레임 내측에 삽입하고, 상기 프레임 내측에 배치된 상기 접속부재를 통하여, 상기 케이블을 상기 버스 바와 연결시킨다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블과 상기 버스 바를 연결하기 위한 정션 박스(junction box) 등과 같은 단자 박스를 구비할 필요가 없다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지는 향상된 외관을 가지고, 슬림한 구조를 가질 수 있으며, 간단한 구조를 가진다.
또한, 상기 프레임은 상기 태양전지 패널과 상기 케이블을 분리하여 수용하므로, 상기 태양전지 패널을 고정하기 위한 실링부재에 의해서, 상기 케이블과 상기 접속부재가 단락되는 것이 방지된다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 단락을 방지할 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 바, 프레임(100), 기판, 홈 또는 필름 등이 각 패널, 바, 기판, 홈 또는 필름 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다. 도 2는 태양전지 패널을 도시한 평면도이다. 도 3은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 버스 바, 접속부재 및 케이블이 연결된 상태를 도시한 도면이다. 도 5는 버스 바, 접속부재 및 케이블이 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 태양전지 모듈은 프레임(100), 태양전지 패널(200), 보호기판(300), 완충 시트(400), 버스 바(500), 케이블(600) 및 접속부재(700)를 포함한다.
상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200) 외측에 배치된다. 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300), 상기 완충 시트(400) 및 상기 케이블(600)을 수용한다. 더 자세하게, 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200)의 측면을 둘러싼다.
상기 프레임(100)은 예를 들어, 금속 프레임(100)일 수 있다. 예를 들어, 상 기 프레임(100)은 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 철 등을 포함할 수 있다.
상기 프레임(100)은 측면 서포트(110), 상부 서포트(120), 중간 서포트들(130, 140, 150) 및 하부 서포트(160)을 포함한다.
상기 측면 서포트(110)는 상기 태양전지 패널(200)의 측면에 배치된다. 더 자세하게, 상기 태양전지 패널(200)의 측면을 둘러싼다.
상기 상부 서포트(120)는 상기 측면 서포트(110)로부터 연장된다. 더 자세하게, 상기 상부 서포트(120)는 상기 측면 서포트(110)의 상부로부터 안쪽으로 절곡 또는 완곡되어 연장된다. 상기 상부 서포트(120)는 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 상부 서포트(120)는 상기 보호기판(300) 상에 배치되며, 상기 보호기판(300)의 상면을 지지한다.
상기 중간 서포트들(130, 140, 150)은 상기 측면 서포트(110)로부터 연장된다. 상기 중간 서포트들(130, 140, 150)은 상기 케이블(600)을 둘러싼다. 상기 중간 서포트들(130, 140, 150)은 제 1 중간 서포트(130), 제 2 중간 서포트(140) 및 제 3 중간 서포트(150)이다.
상기 제 1 중간 서포트(130)는 상기 측면 서포트(110)로부터 연장되며, 상기 케이블(600) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이에 개재된다. 더 자세하게, 상기 제 1 중간 서포트(130)는 상기 측면 서포트(110)의 중간으로부터 안쪽으로 연장된다.
상기 제 2 중간 서포트(140)는 상기 제 1 중간 서포트(130)로부터 하방으로 연장된다. 상기 제 2 중간 서포트(140)는 상기 케이블(600)의 측면에 배치된다.
상기 제 3 중간 서포트(150)는 상기 제 2 중간 서포트(140)부로터 바깥 방향 으로 연장된다. 상기 제 3 중간 서포트(150)는 상기 케이블(600) 아래에 배치된다.
상기 하부 서포트(160)는 상기 측면 서포트(110)의 하부로부터 안쪽으로 연장된다. 상기 하부 서포트(160)는 상기 제 3 중간 서포트(150) 아래에 배치된다.
상기 측면 서포트(110), 상기 상부 서포트(120), 상기 중간 서포트들(130, 140, 150) 및 상기 하부 서포트(160)는 일체로 형성될 수 있다.
상기 프레임(100)은 제 1 프레임 및 제 2 프레임을 포함한다.
상기 제 1 프레임은 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)를 수용한다. 더 자세하게, 상기 제 1 프레임은 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)의 측면을 수용한다.
상기 제 1 프레임은 상기 측면 서포트(110), 상기 상부 서포트(120) 및 상기 제 1 중간 서포트(130)로 구성된다.
상기 제 2 프레임은 상기 케이블(600)을 수용한다. 상기 제 2 프레임은 상기 측면서포트, 상기 제 1 중간 서포트(130), 상기 제 2 중간 서포트(140) 및 상기 제 3 중간 서포트(150)로 구성된다.
상기 태양전지 패널(200)은 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 상기 태양전지 패널(200)은 플레이트 형상을 가지며, 다수 개의 태양전지들(210)을 포함한다.
상기 태양전지들(210)은 예를 들어, CIGS계 태양전지, 실리콘 계열 태양전지, 연료감응 계열 태양전지, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 태양전지 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 태양전지일 수 있다.
또한, 상기 태양전지들(210)은 유리기판 등과 같은 투명한 기판 상에 배치될 수 있다.
상기 태양전지들(210)은 스트라이프(stripe) 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 태양전지들(210)은 매트릭스(matrix) 형태 등 다양한 형태로 배치될 수 있다.
상기 보호기판(300)은 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 보호기판(300)은 상기 태양전지 패널(200)에 대향되어 배치된다.
상기 보호기판(300)은 투명하며, 높은 강도를 가진다. 상기 보호기판(300)으로 사용되는 물질의 예로서는 강화 유리 등을 들 수 있다.
상기 완충 시트(400)는 상기 보호기판(300) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이에 개재된다. 상기 완충 시트(400)는 상기 태양전지 패널(200)을 외부의 물리적인 충격으로부터 보호한다. 또한, 상기 완충 시트(400)는 상기 보호기판(300) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이의 충돌을 방지한다.
상기 완충 시트(400)는 상기 태양전지 패널(200)에 보다 많은 광이 입사되도록 반사 방지 기능을 수행할 수 있다.
상기 완충 시트(400)로 사용되는 물질의 예로서는 에틸렌비닐아세테이트 수지(ethylenevinylacetate resin;EVA resin) 등을 들 수 있다.
상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)는 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 더 자세하게, 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)의 측면은 상기 프레임(100)에 삽입되어 고정된다.
더 자세하게, 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)의 측면은 상기 제 1 프레임에 삽입되어 고정된다.
또한, 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)와 상기 프레임(100) 사이의 공간에는 실링재(101)가 주입된다. 상기 실링재(101)에 의해서, 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)는 상기 프레임(100)에 더 견고하게 고정된다.
또한, 상기 실링재(101)는 상기 프레임(100)에 인가되는 물리적인 충격을 흡수하여, 상기 태양전지 패널(200) 등을 보호할 수 있다.
상기 버스 바(500)는 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 상기 버스 바(500)는 상기 태양전지들(210) 중 둘의 상면에 접촉하고, 상기 태양전지들(210)과 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 상기 버스 바(500)는 제 1 버스 바(510) 및 제 2 버스 바(520)를 포함한다.
상기 제 1 버스 바(510)는 상기 태양전지들(210) 중에 한쪽 끝의 태양전지(211)의 상면과 접촉하고, 상기 제 2 버스 바(520)는 상기 태양전지들(210) 중 다른 쪽 끝의 태양전지(212)의 상면과 접촉한다.
상기 버스 바(500)는 도전체(710)이며, 상기 버스 바(500)로 사용되는 물질의 예로서는 구리 등을 들 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 케이블(600)은 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 더 자세하게, 상기 케이블(600)은 상기 제 1 프레임 내측에 배치된다.
상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700) 및 상기 버스 바(500)를 통하여, 상기 태양전지 패널(200)과 전기적으로 접속된다. 즉, 상기 케이블(600)은 상기 태양 전지 패널(200)로부터 생성된 전기에너지를 정류 장치 및/또는 축전 장치 등에 전달한다.
또한, 상기 케이블(600)은 인접하는 태양전지 모듈과 연결될 수 있다. 즉, 다수 개의 태양전지 모듈이 서로 케이블에 의해서 연결될 수 있다.
상기 접속부재(700)는 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 특히, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 접속부재(700)는 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임에 걸쳐서 배치된다. 상기 접속부재(700)는 상기 제 1 중간 서포트(130)를 관통하여 배치된다. 즉, 상기 제 1 중간 서포트(130)에는 홀이 형성되고, 상기 홀 내측에 상기 접속부재(700)가 배치된다.
상기 접속부재(700)는 상기 버스 바(500) 및 상기 케이블(600)을 연결한다. 즉, 상기 버스 바(500)는 상기 접속부재(700)의 한쪽 끝에 연결되고, 상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700)의 다른 쪽 끝에 연결된다. 상기 접속부재(700)는 도전체(710) 및 절연체(720)를 포함한다.
상기 버스 바(500) 및 상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700)에 솔더 페이스트 등에 의해서 접속될 수 있다.
상기 도전체(710)는 상기 버스 바(500) 및 상기 케이블(600)에 연결된다. 상기 절연체(720)는 상기 도전체(710)를 둘러싸며, 상기 도전체(710)의 일부를 노출하는 제 1 콘택홀 및 제 2 콘택홀을 포함한다.
상기 버스 바(500)는 상기 제 1 콘택홀을 통해서, 상기 도전체(710)에 접속된다. 또한, 상기 케이블(600)은 상기 제 2 콘택홀을 통해서, 상기 접속부재(700) 에 접속된다.
또한, 상기 프레임(100)에는 일부가 절단되어 형성되는 오픈 영역을 가진다. 상기 오픈 영역을 통해서, 상기 실링재(101)가 주입될 수 있으며, 상기 접속부재(700)가 상기 프레임(100)에 조립될 수 있다. 또한, 상기 오픈 영역을 통하여, 상기 접속부재(700) 및 상기 버스 바(500)가 용이하게 연결될 수 있다.
상기 케이블(600)은 상기 프레임(100) 내측에 삽입되고, 상기 프레임(100) 내측에 배치된 상기 접속부재(700)를 통하여, 상기 버스 바(500)와 연결된다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블(600)과 상기 버스 바(500)를 연결하기 위한 정션 박스(junction box) 등과 같은 단자 박스를 구비할 필요가 없다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지는 향상된 외관을 가지고, 슬림한 구조를 가질 수 있으며, 간단한 구조를 가진다.
또한, 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200)과 상기 케이블(600)을 분리하여 수용하므로, 상기 태양전지 패널(200)을 고정하기 위한 실링부재에 의해서, 상기 케이블(600)과 상기 접속부재(700)가 단락되는 것이 방지된다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 단락을 방지할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 태양전지 패널을 도시한 평면도이다.
도 3은 실시예에 따른 태양전지 모듈의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 버스 바, 접속부재 및 케이블이 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 버스 바, 접속부재 및 케이블이 연결된 상태를 도시한 도면이다.

Claims (7)

  1. 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널;
    상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바;
    상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하는 프레임;
    상기 프레임 내측에 배치되는 케이블; 및
    상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하며, 상기 프레임 내측에 배치되는 접속부재를 포함하고,
    상기 프레임은
    상기 태양전지 패널 및 상기 케이블의 측면에 배치되는 측면 서포트;
    상기 측면 서포트로부터 연장되고, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 상부 서포트;
    상기 측면 서포트로부터 연장되고, 상기 케이블 및 상기 태양전지 패널 사이에 배치되는 제 1 중간 서포트를 포함하고,
    상기 접속부재는 상기 제 1 중간 서포트를 관통하는 태양전지 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 프레임은
    상기 제 1 중간 서포트로부터 연장되고, 상기 케이블을 사이에 두고 상기 측면 서포트와 마주보는 제 2 중간 서포트; 및
    상기 제 2 중간 서포트로부터 연장되고, 상기 케이블을 사이에 두고 상기 제 1 중간 서포트와 마주보는 제 3 중간 서포트를 포함하는 태양전지 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 프레임은 상기 측면 서포트로부터 연장되어 상기 제 3 중간 서포트 아래에 배치되는 하부 서포트를 포함하는 태양전지 모듈.
  4. 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널;
    상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바;
    상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하는 프레임;
    상기 프레임 내측에 배치되는 케이블; 및
    상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하며, 상기 프레임 내측에 배치되는 접속부재를 포함하고,
    상기 프레임은
    상기 태양전지 패널의 측면을 둘러싸는 제 1 프레임; 및
    상기 제 1 프레임에 인접하며, 상기 케이블을 수용하는 제 2 프레임을 포함하고,
    상기 제 2 프레임은
    상기 태양전지 패널 및 상기 케이블 사이에 개재되는 제 1 서포트;
    상기 제 1 서포트로부터 연장되어, 상기 케이블의 측면에 배치되는 제 2 서포트; 및
    상기 제 2 서포트로부터 연장되어, 상기 케이블 아래에 배치되는 제 3 서포트를 포함하고,
    상기 접속부재는 상기 제 1 서포트를 관통하여 배치되는 태양전지 모듈.
  5. 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널;
    상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바;
    상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하는 프레임;
    상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 케이블; 및
    상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하며, 상기 프레임 내측에 배치되는 접속부재를 포함하고,
    상기 프레임은
    상기 태양전지 패널 및 상기 케이블의 측면에 배치되는 측면 서포트; 및
    상기 측면 서포트로부터 연장되고, 상기 태양전지 패널 및 상기 케이블 사이에 배치되는 중간 서포트를 포함하고,
    상기 접속부재는
    도전체; 및
    상기 도전체를 둘러싸며, 상기 도전체를 노출하는 제 1 콘택홀 및 제 2 콘택홀을 포함하는 절연체를 포함하는 태양전지 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 버스 바는 상기 제 1 콘택홀 통해서, 상기 도전체에 접촉하고,
    상기 케이블은 상기 제 2 콘택홀을 통해서 상기 도전체에 접촉하는 태양전지 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 콘택홀은 상기 중간 서포트 상에 배치되고,
    상기 제 2 콘택홀은 상기 중간 서포트 아래에 배치되는 태양전지 모듈.
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