KR101061523B1 - 기와형 태양전지 모듈 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따르면, 지붕이 설치되는 지붕틀 위에 서로 이격되어 지붕의 경사 방향을 따라 고정되며, 양측에 슬라이딩 홈이 형성된 복수의 프로파일(Profile); 및 상부 프레임, 하부 프레임, 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임의 양단에 각각 고정되며 외측이 상기 슬라이딩 홈에 각각 슬라이딩되어 고정되는 한 쌍의 측면 프레임, 그리고 상기 4개의 프레임들의 내측에 고정되어 태양광을 집광하는 태양전지판을 구비하는 복수의 태양전지 모듈 패널을 포함하되, 상기 하부 프레임은, 아래쪽에 인접하는 태양전지 모듈 패널의 상부 프레임의 상부를 덮도록 상측에 누수방지부를 구비하는 기와형 태양전지 모듈 조립체가 제공된다. 본 발명에 따르면, 태양전지 모듈 패널들이 2개의 프로파일의 슬라이딩 홈 사이에서 차례로 기와처럼 슬라이딩되어 적층되므로 시공이 간편하다.
프레임, 프로파일, 태양전지 모듈 패널, 누수방지부

Description

기와형 태양전지 모듈 조립체 {Assembly of solar cell module of roofing tile type}
본 발명은 태양전지 모듈 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기와 형상의 태양전지 모듈 조립체에 관한 것이다.
최근 석유 에너지의 가격 불안정 때문에 친환경적 대체 에너지에 대한 관심이 어느 때보다도 높아지고 있다. 이러한 대체 에너지 중에서 건물의 에너지 공급용으로 가장 연구개발이 활발히 되고 있는 분야가 바로 태양 에너지 관련 분야이다.
특히, 건물에서 태양 에너지를 이용하기 위해서는 태양전지판이 반드시 태양광을 향해야 하기 때문에, 태양전지판의 가장 이상적인 설치 위치는 건물의 지붕이다. 더욱 바람직하게는 태양전지판이 자동으로 태양을 추적하며 태양광을 집광하는 것이지만, 설치비가 고가이므로 일반적으로는 지붕 고정형 태양전지가 설치된다.
이렇게 태양전지판을 지붕에 고정 설치하기 위해서 종래에는 두가지 방식이 적용된다. 첫째, 이미 설치된 건물의 지붕 위에 태양전지가 설치될 수 있는 프레임을 설치하고, 그 프레임 위에 태양전지판을 배열하여 태양전지판에 의해 생성된 전 기 에너지를 건물 내부에서 사용하는 방식이 있다.
둘째, 태양전지판이 구비된 패널을 다수 조립하여 지붕 본래의 역할과 태양전지판의 역할을 동시에 할 수 있는 태양전지 패널을 사용하는 방식이 있다.
첫번째 방식은 이미 완성된 건물에도 태양전지를 설치할 수 있으므로 편리한 점은 있지만, 기능상, 미관상 불리한 점이 많아서 앞으로 계획적인 태양 에너지의 사용을 위해서는 지양해야 할 방식이다.
한편, 두번째 방식은 기능상, 미관상 유리한 점이 있지만, 태양전지 패널의 접합부에서 누수가 일어나기 쉬워 자칫 설치비보다 하자보수 비용이 더 발생할 수 있다. 따라서, 건물의 계획 단계에서부터 세심한 고려가 필요한 방식이다.
본 발명은 누수를 방지할 수 있는 기와형 태양전지 모듈 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기와형 태양전지 모듈 조립체는 지붕이 설치되는 지붕틀 위에 서로 이격되어 지붕의 경사 방향을 따라 고정되며, 양측에 슬라이딩 홈이 형성된 복수의 프로파일(Profile); 및 상부 프레임, 하부 프레임, 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임의 양단에 각각 고정되며 외측이 상기 슬라이딩 홈에 각각 슬라이딩되어 고정되는 한 쌍의 측면 프레임, 그리고 상기 4개의 프레임들의 내측에 고정되어 태양광을 집광하는 태양전지판을 구비하는 복수의 태양전지 모듈 패널을 포함하되, 상기 하부 프레임은, 아래쪽에 인접하는 태양전지 모듈 패널의 상부 프레임의 상부를 덮도록 상측에 누수방지부를 구비한다.
여기서, 상기 프로파일은, 중앙부에 길이 방향을 따라 배치되고, 상면에 제1 삽입홈이 각각 형성된 한 쌍의 격벽; 상기 격벽들의 상부에 결합되고, 하측에 한 쌍의 제2 삽입홈이 형성된 캡; 및 수분의 유입을 방지하기 위하여 상기 한 쌍의 격벽과 상기 캡의 사이에 배치되며, 상기 제1 삽입홈에 삽입되는 제1 돌기가 하측에, 상기 제2 삽입홈에 삽입되는 제2 돌기가 상측에 각각 구비된 실링부재를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 실링부재는, 유입수가 상기 격벽들 사이로 침투하는 것을 방지하도록 상기 격벽의 외측 하방으로 노출된 빗물유도부를 양측에 더 포함할 수 있 다. 게다가, 상기 제1 돌기는, 하단이 화살촉 모양으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 누수방지부는, 하부에 고정홈이 형성되고, 상기 경사방향과 직교하는 방향으로 연장되고, 상기 고정홈에 삽입되며, 신축성 있는 완충부재를 하부에 더 구비할 수 있다.
나아가, 상기 상부, 하부 및 측면 프레임은, 상기 태양전지판이 안착되도록 ㄴ자를 형성하는 하판과 측판을 각각 일체로 구비하고, 상기 하판의 상면에는 고정홈이 형성되며, 상기 고정홈에 삽입되고, 상기 태양전지판과의 충격을 흡수하기 위해 각각의 길이방향으로 연장되며, 신축성 있는 완충부재를 더 구비할 수 있다. 게다가, 상기 태양전지판의 측면과 상기 측판의 측면의 사이 공간에는, 기밀을 위해 상기 경사방향으로 연장되는 보조 실링부재와, 상기 보조 실링부재를 덮는 우레탄 폼이 더 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 기와형 태양전지 모듈 조립체에 의하면,
첫째, 태양전지 모듈 패널들이 2개의 프로파일의 슬라이딩 홈 사이에서 차례로 기와처럼 슬라이딩되어 적층되므로 시공이 간편하다.
둘째, 태양전지 모듈 패널의 하부 프레임의 누수방지부가 바로 아래쪽에 인접하는 태양전지 모듈 패널의 상부 프레임의 상부를 덮으므로 누수를 방지할 수 있다.
셋째, 프로파일이 제1, 제2 돌기와 빗물유도부를 구비하는 실링부재를 구비하는 경우, 프로파일과 태양전지 모듈 패널의 사이로의 누수를 더욱 안정적으로 방 지할 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기와형 태양전지 모듈 조립체가 설치된 지붕의 종단면도, 도 2는 도 1의 태양전지 모듈 패널의 사시도, 도 3은 도 2의 태양전지 모듈 패널의 평면도, 도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도, 도 5는 도 3의 B-B 선에 따른 단면도, 도 6은 도 1의 C의 부분확대도, 도 7은 도 5의 D의 부분확대도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 기와형 태양전지 모듈 조립체는 복수의 프로파일(Profile; 100) 및 복수의 태양전지 모듈 패널(200)을 포함한다.
프로파일들(Profile; 100)은 지붕이 설치되는 지붕틀(RF) 위에 서로 이격되 어 지붕의 경사 방향을 따라 고정된다. 태양전지 모듈 패널들(200)이 슬라이딩 가능하도록 프로파일(100)의 양측에는 슬라이딩 홈(110)이 형성되어 있다. 즉, 프로파일들(100)은 태양전지 모듈 패널들(200)이 고정, 설치되는 고정틀이 되는 것이다.
여기서, 프로파일(100)은 격벽(120), 캡(130) 및 실링부재(140)를 포함한다. 도 5 및 도 7을 참조하면, 프로파일(100)의 단면 중앙부에는 격벽(120) 2개가 길이 방향을 따라 배치되고, 각각의 격벽(120)의 상면에는 제1 삽입홈(120a)이 형성된다. 또한, 캡(130)은 격벽들(120)의 상부에 결합되고, 하측에 한 쌍의 제2 삽입홈(130a)이 형성된다.
실링부재(140)는 수분의 유입을 방지하기 위하여 한 쌍의 격벽(120)과 상기 캡(130)의 사이에 배치된다. 실링부재(140)는 제1 삽입홈(120a)에 삽입되는 제1 돌기(141)가 하측에, 제2 삽입홈(130a)에 삽입되는 제2 돌기(142)가 상측에 각각 구비된다. 또한, 실링부재(140)는, 유입수가 상기 격벽들(120) 사이로 침투하는 것을 방지하도록 상기 격벽(120)의 외측 하방으로 노출된 빗물유도부(143)를 양측에 더 포함할 수 있다. 게다가, 상기 제1 돌기(141)는, 고정을 위해 하단이 화살촉 모양으로 형성된다.
도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 태양전지 모듈 패널(200)은 상부 프레임(210), 하부 프레임(220), 한 쌍의 측면 프레임(230), 그리고 태양전지판(240)을 구비한다.
상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)은 각각 태양전지 모듈 패널(200)의 상 부와 하부에 배치된다. 하부 프레임(220)은 바로 아래쪽에 인접하는 태양전지 모듈 패널(200)의 상부 프레임(210)의 상부를 덮도록 상측에 누수방지부(221)를 구비한다. 도 6을 참조하면, 누수방지부(221)는 하부에 고정홈(221a)이 형성되어 있다. 누수방지부(221)는 그 하부에 완충부재(221b)를 구비한다. 완충부재(221b)는 신축성 있는 재질로, 고정홈(221a)에 삽입되며 경사방향과 직교하는 방향으로 연장된다. 완충부재(221b)는 누수방지부(221)와 태양전지판(240) 사이에 완충 역할과 우수 등의 유입 방지 역할을 겸하게 된다.
2개의 측면 프레임(230)은 상부 프레임(210)과 하부 프레임(220)의 양단에 각각 고정되며, 외측이 전술한 프로파일(100)의 슬라이딩 홈(110)에 각각 슬라이딩되어 고정된다. 즉, 도 1을 참조하면 태양전지 모듈 패널들(200)은 2개의 프로파일(100)의 슬라이딩 홈(110) 사이에서 차례로 슬라이딩되어 적층된다. 이때, 하부 프레임(220)의 누수방지부(221)는 바로 아래쪽에 인접하는 태양전지 모듈 패널(200)의 상부 프레임(210)의 상부를 마치 "기와"처럼 덮게 된다.
태양전지판(240)은 상기 4개의 프레임들(210,220,230)의 내측에 고정되어 태양광을 집광하게 된다. 태양전지판(240)은 필요에 따라 전력이 필요하면 태양광 집광판이 될 수도 있고, 온열이 필요하면 태양열 집열판이 될 수도 있다.
또한, 도 6 및 도 7을 참조하면, 상부, 하부 및 측면 프레임(210,220,230) 각각은, 상기 태양전지판(240)이 안착되도록 ㄴ자를 형성하는 하판(LP)과 측판(SP)을 각각 일체로 구비한다.
각각의 하판(LP)의 상면에는 고정홈(FG)이 형성되어 있다. 또한, 하판(LP)은 고정홈(FG)에 삽입되는 신축성 있는 완충부재(AB)를 구비한다. 완충부재(AB)는 태양전지판(240)과의 충격을 흡수하기 위해 각각의 길이방향으로 연장된다. 완충부재(AB) 역시 각각의 프레임들(210,220,230)과 태양전지판(240) 사이에 완충 역할과 우수 등의 유입 방지 역할을 겸하게 된다.
태양전지판(240)의 측면과 각각의 측판(SP)의 측면과의 사이 공간에는 기밀을 위해 경사방향으로 연장되는 보조 실링부재(SS)를 구비한다. 또한, 보조 실링부재(SS)의 상측에는 기밀을 더 확실하게 하기 위해 보조 실링부재(SS)를 덮는 우레탄 폼(UF)이 더 구비될 수 있다.
이렇게 본 발명의 실시예에 따르면, 태양전지 모듈 패널들(200)이 2개의 프로파일(100)의 슬라이딩 홈(110) 사이에서 차례로 기와처럼 슬라이딩되어 적층되므로 시공이 간편하다. 실링부재(140)의 제1, 제2 돌기(141, 142)와 빗물유도부(143)에 의해 프로파일(100)과 태양전지 모듈 패널(200)의 사이로의 누수를 더욱 안정적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기와형 태양전지 모듈 조립체가 설치된 지붕의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 태양전지 모듈 패널의 사시도이다.
도 3은 도 2의 태양전지 모듈 패널의 평면도이다.
도 4는 도 3의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B 선에 따른 단면도이다.
도 6은 도 1의 C의 부분확대도이다.
도 7은 도 5의 D의 부분확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>
100...프로파일 200...태양전지 모듈 패널
210...상부 프레임 220...하부 프레임
230...측면 프레임 240...태양전지판

Claims (7)

  1. 지붕이 설치되는 지붕틀 위에 서로 이격되어 지붕의 경사 방향을 따라 고정되며, 양측에 슬라이딩 홈이 형성된 복수의 프로파일(Profile); 및
    상부 프레임, 하부 프레임, 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임의 양단에 각각 고정되며 외측이 상기 슬라이딩 홈에 각각 슬라이딩되어 고정되는 한 쌍의 측면 프레임, 그리고 상기 4개의 프레임들의 내측에 고정되어 태양광을 집광하는 태양전지판을 구비하는 복수의 태양전지 모듈 패널을 포함하되,
    상기 하부 프레임은,
    아래쪽에 인접하는 태양전지 모듈 패널의 상부 프레임의 상부를 덮도록 상측에 누수방지부를 구비하고,
    상기 누수방지부는,
    하부에 고정홈이 형성되고,
    상기 경사방향과 직교하는 방향으로 연장되고, 상기 고정홈에 삽입되며, 신축성 있는 완충부재를 하부에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기와형 태양전지 모듈 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로파일은,
    중앙부에 길이 방향을 따라 배치되고, 상면에 제1 삽입홈이 각각 형성된 한 쌍의 격벽;
    상기 격벽들의 상부에 결합되고, 하측에 한 쌍의 제2 삽입홈이 형성된 캡; 및
    수분의 유입을 방지하기 위하여 상기 한 쌍의 격벽과 상기 캡의 사이에 배치되며, 상기 제1 삽입홈에 삽입되는 제1 돌기가 하측에, 상기 제2 삽입홈에 삽입되 는 제2 돌기가 상측에 각각 구비된 실링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 기와형 태양전지 모듈 조립체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 실링부재는,
    유입수가 상기 격벽들 사이로 침투하는 것을 방지하도록 상기 격벽의 외측 하방으로 노출된 빗물유도부를 양측에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기와형 태양전지 모듈 조립체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 돌기는,
    하단이 화살촉 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 기와형 태양전지 모듈 조립체.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부, 하부 및 측면 프레임은,
    상기 태양전지판이 안착되도록 ㄴ자를 형성하는 하판과 측판을 각각 일체로 구비하고,
    상기 하판의 상면에는 고정홈이 형성되며,
    상기 고정홈에 삽입되고, 상기 태양전지판과의 충격을 흡수하기 위해 각각의 길이방향으로 연장되며, 신축성 있는 완충부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기와형 태양전지 모듈 조립체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 태양전지판의 측면과 상기 측판의 측면의 사이 공간에는,
    기밀을 위해 상기 경사방향으로 연장되는 보조 실링부재와, 상기 보조 실링부재를 덮는 우레탄 폼이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 기와형 태양전지 모듈 조립체.
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