KR101106940B1 - 태양전지모듈용 라미네이팅 장치 및 그 장치를 이용한 라미네이팅 방법 - Google Patents

태양전지모듈용 라미네이팅 장치 및 그 장치를 이용한 라미네이팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하측에 배치된 커버유리부재와, 융착부재, 스트링, 융착부재 및 후면시트가 순차적으로 적층되어 레이업된 태양전지모듈을 융착시키는 라미네이팅 장치에 있어서, 상기 태양전지모듈이 로딩되는 로딩부와, 상기 로딩부에 로딩된 상기 레이업된 태양전지모듈을 인입시키도록 일측이 상기 로딩부와 인접하게 설치되며, 상기 융착부재를 멜팅시켜 상기 태양전지모듈을 융착하되, 다수의 상기 태양전지모듈을 동시에 융착하는 라미네이팅부와, 상기 라미네이팅부의 타측과 인접하게 설치되어 상기 라미네이팅부에서 융착된 상기 태양전지모듈을 반출하는 언로딩부 및 상기 로딩부와 라미네이팅 및 언로딩부의 구동을 제어하는 제어부;가 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치에 관한 것이다.
이에, 본 발명은 다수의 라미네팅부에서 동시에 다수의 태양전지모듈을 라미네이팅할 수 있으므로 공정의 생산성이 증대되고 수직으로 다수 개 적층되어 각각 다른 높이를 갖는 라미네이팅부에 승하강 가능한 로딩부에 의해 각각 다수의 태양전지모듈이 인입됨에 따라 다수의 라미네팅공정이 진행될 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

태양전지모듈용 라미네이팅 장치 및 그 장치를 이용한 라미네이팅 방법 { Laminator for photovoltaic module and the using Laminating method }
본 발명은 태양전지모듈을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지모듈을 진공상태에서 가열하여 압착하는 라미네이팅부가 다단으로 배치되어 동시에 다수의 태양전지모듈을 라미네이팅 하는 공정을 수행할 수 있도록 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치 및 라미네이팅 방법에 관한 것이다.
액화 천연가스와 석유 등과 같은 화석 연료는 전세계에서 에너지원으로서 가장 많이 사용되고 있다. 이러한 화석 연료는 공업화 및 산업화에 큰 영향을 미치고 있으나, 최근 들어 이 화석 연료의 고갈에 대한 염려와 함께 환경 오염 등 심각한 문제가 대두되어 이를 대체할 연료에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.
여러 가지 대체 연료 중에서 태양에너지는 무공해, 무한정, 무진동, 무소음의 특성을 가지고 있기 때문에 미래의 대체 에너지로서 많은 연구가 행해지고 있으며, 근래에 들어 태양 에너지를 축적시켜 사용하는 태양 전지가 많이 선보이고 있다.
태양 전지는 기본적으로 PN접합으로 구성된 다이오드로서, 광흡수층으로 사용되는 물질에 따라 다양한 종류로 구분된다.
광흡수층으로 실리콘을 이용하는 태양 전지는 결정질(단결정, 다결정) 기판(Wafer)형 태양 전지와, 박막형(결정질, 비정질) 태양 전지로 구분된다.
박막 태양 전지는 얇은 유리나 플라스틱 기판에 막을 입히는 방식으로, 일반적으로 박막 특성상 캐리어의 확산거리가 결정질에 비해 매우 짧아 PN접합 구조로만 제조될 경우 태양 광에 의해 생성되는 전자-정공쌍(Electron Hole Pairs)의 수집효율이 매우 낮아 광 흡수율이 높은 진성 반도체 재질의 광 흡수층을 P형과 N형 반도체 사이에 삽입한 PIN구조를 갖는다.
태양 전지 한 개에서 얻을 수 있는 전기의 양은 대단히 적고, 전압도 낮다. 그러므로 좀 더 많은 전기를 얻기 위해서는 태양 전지를 여러 개 연결해야 하는데, 이렇게 여러 개의 태양 전지를 연결한 것을 태양 전지 모듈이라고 한다.
이러한 태양전지모듈은 태양 전지를 셀 형태로 제조하게 된다. 도 1을 참조하여 태양전지모듈의 구조를 설명하면, 태양전지모듈(M)은 하측에 배치된 투명한 커버유리(G)와 상측에 배치된 후면시트(BS) 사이에 스트링(ST)이 배열되어 있다.
스트링(ST)은 솔라셀(S)을 직렬로 연결하여 형성한 것으로 양측의 두 전극(E) 사이에 솔라셀(S)이 나열되어 있고, 리드선(R)을 통하여 솔라셀(S)과 전극(E)을 직렬로 연결하도록 한다. 이와 같이 이루어진 스트링(ST)의 상부와 하부에는 융착재(C)가 더 구비된다. 융착재(C)는 EVA(에틸렌 비닐 아세테이트 : Ethylene vinyl acetate)수지 등의 투명한 재료가 사용된다.
커버유리(G)는 태양광이 입사되는 투명한 것을 사용하는 것이 태양광의 투과를 유리하게 한다. 후면시트(BS)는 스트링(ST)을 보호하기 위한 보호층으로서 PE(폴리에틸렌:Polyethylene) 수지 등과 같은 투명한 재질을 사용하는 것이 유리하다.
그러면, 하측으로부터 상측으로 커버유리(G), 융착재(C), 스트링(ST), 융착재(C), 후면시트(BS) 순으로 적층되어 레이업된 상태로 라미네이팅 장치에서 융착재(C)가 녹음으로써 커버유리(B)와 후면시트(BS) 사이에 솔라셀(S)이 고정되어 태양전지모듈(M)을 형성한다. 이때, 융착재(C)는 솔라셀(S) 또는 리드선(R)의 부식을 방지하는 밀봉재료로써, 자외선에 강하고 방습 특성이 뛰어나며 기계적 접착성 우수하다.
상술한 라미네이팅 장치는 융착재(C)를 녹이기 위한 히터가 구비되어 적층되어 레이업 된 상태의 태양전지모듈(M)이 안착되는 하부챔버와 상부에서 태양전지모듈을 진공으로 가압하도록 진공수단이 구비된 상부챔버로 이루어져, 하부챔버에 적층되어 레이업 된 상태의 태양전지모듈(M)이 안착되면, 히터에 의해 태양전지모듈(M)을 가열함과 동시에 상부챔버와 하부챔버가 진공으로 가압하여 융착재(C)를 녹여 태양전지모듈(C)을 형성하도록 이루어진다.
그런데, 이러한 종래의 라미네이팅 장치는 한번에 하나의 태양전지모듈(C)을 융착시킴에 따라 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키고자 안출된 것으로서, 본 발명은 동시에 다수의 태양전지모듈을 라미네이팅 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈이 하부챔버에 인입되도록 상부챔버를 승강시키도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈이 하부챔버에 인입된 것을 인지하도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 수직으로 다수 개 적층되어 각각 다른 높이를 갖는 라미네이팅부에 각각 태양전지모듈을 인입시키도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 로딩된 태양전지모듈을 라미네팅하여 언로딩 하도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈이 로딩되거나 언로딩되어 안착되는 안착부가 수평을 이루며 승하강될 수 있도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈이 로딩되거나 언로딩된 것을 인지하도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈을 라미네이팅 하기 전에 예열하도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈을 예열할 대 그 열이 외부로 새어나가지 않도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈을 예열할 때 그 열이 일정한 온도를 유지하도록 하는 목적을 갖는다.
또한, 본 발명은 하부챔버에 태양전지모듈이 안착되면 승강기의 구동신호를 멈추어 상부챔버가 자중에 의해 하강하도록 하는 목적을 갖는다.
상술한 바와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 태양전지모듈용 라미네이팅 장치는 하측에 배치된 커버유리부재와, 융착부재, 스트링, 융착부재 및 후면시트가 순차적으로 적층되어 레이업된 태양전지모듈을 융착시키는 라미네이팅 장치에 있어서, 상기 태양전지모듈이 로딩되는 로딩부와, 상기 로딩부에 로딩된 상기 레이업된 태양전지모듈을 인입시키도록 일측이 상기 로딩부와 인접하게 설치되며, 상기 융착부재를 멜팅시켜 상기 태양전지모듈을 융착하되, 다수의 상기 태양전지모듈을 동시에 융착하는 라미네이팅부와, 상기 라미네이팅부의 타측과 인접하게 설치되어 상기 라미네이팅부에서 융착된 상기 태양전지모듈을 반출하는 언로딩부 및 상기 로딩부와 라미네이팅 및 언로딩부의 구동을 제어하는 제어부가 포함되고, 상기 라미네이팅부는 상기 태양전지모듈의 상면을 가압하되 진공흡착할 수 있도록 진공흡기구가 설치된 상부챔버와, 상기 로딩부 및 언로딩부와 연결되도록 상면에 이송컨베이어가 구비되고, 하부에 히터가 구비되되 진공홀이 형성되며, 상면에 상기 태양전지모듈을 안착시키는 하부챔버와, 상기 상부챔버의 양측에 각각 설치되어 상기 상부챔버를 승강시키는 상부챔버 승강기 및 다수의 상기 상부챔버와 하부챔버 및 상부챔버 승강기가 각각 설치되도록 소정의 간격으로 다수의 선반이 상측으로 적층된 선반프레임;이 포함되며, 상기 상부챔버 승강기는 상기 상부챔버의 상부에 설치되되 일측과 타측에 각각 결합된 승하강 프레임부재와, 일단은 상기 승하강 프레임부재의 양측 하부에 각각 설치되고, 타단은 상기 선반프레임에 각각 설치된 상부챔버 승하강가이드부재 및 상기 상부챔버의 측면에 고정된 상부챔버 승하강구동부와 연결되게 설치되며 상기 상부챔버 승하강구동부에 의해 구동되며, 상기 승하강 프레임부재의 일측에 설치된 상부챔버 승하강가이드부재와 상기 승하강프레임부재의 타측에 설치된 상기 상부챔버 승하강가이드부재를 연결하되 상기 상부챔버 승하강가이드부재들에 양단이 삽입되어 상기 상부챔버 승하강가이드부재들을 승하강하는 상부챔버 승하강부재가 포함되고, 상기 라미네이팅부에는 상기 하부챔버에 상기 태양전지모듈이 안착된 것을 감지하는 라미네이팅 감지센서가 구비되되, 상기 로딩부와 언로딩부는 상면에 상기 태양전지모듈이 안착되어 상기 라미네이팅부로 이송하거나, 상기 라미네이팅부로부터 이송받도록 하는 안착부재와, 상기 안착부재를 승하강시키도록 상기 안착부재의 양측면에 고정되어 상기 안착구동부에 의해 승하강하는 안착승하강부재 및 상기 안착승하강부재의 승하강을 안내하는 안착승하강 가이드부재가 포함된 것을 특징으로 한다.
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상기 안착부재의 양측에는 상기 안착부재에 고정된 보조안착 승하강부재와, 보조안착 승하강가이드부재가 더 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 안착부재에는 상기 태양전지모듈이 안착된 것을 감지하는 안착감지센서가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 로딩부의 안착부재는 안착로딩프레임과, 상기 안착로딩프레임의 양측에 설치된 로딩이송롤러와 상기 안착로딩프레임을 감싸도록 설치된 로딩컨베이어벨트 및 상기 안착로딩프레임의 하부에 설치된 예열히터로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 안착로딩프레임의 상측에는 상기 로딩컨베이어벨트에 로딩된 상기 태양전지모듈의 상측을 커버하도록 커버부재가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 커버부재에는 상기 로딩컨베이어벨트에 로딩된 상기 태양전지모듈와 이격되게 설치될 수 있도록 상기 태양전지모듈과의 이격거리만큼 하측으로 연장되게 고정부재가 형성되어 상기 로딩컨베이어벨트의 구동방향과 반대방향이 되는 상기 안착로딩프레임의 양측에 고정된 것을 특징으로 한다.
상기 커버부재의 내면에는 보온재가 더 설치된 것을 특징으로 하는 한다.
상기 제어부는 상기 상부챔버가 승강된 상태에서 안착감지센서로부터 상기 태양전지모듈이 상기 로딩부의 안착이송부재에 안착된 것을 감지한 감지신호를 전송받으면 상기 안착이송부재가 상기 선반프레임의 선반에 설치된 하부챔버의 상면과 동일면을 이루도록 상기 로딩부의 안착승하강 구동부로 구동신호를 전송하고,
상기 로딩부의 안착부재가 상기 선반프레임의 선반 높이와 동일면을 이루면 상기 안착부재에 안착된 상기 태양전지모듈이 상기 하부챔버의 상면으로 이송되도록 상기 안착부재로 구동신호를 전송하며, 상기 태양전지모듈이 상기 로딩부의 상기 안착이송부재에서 상기 하부챔버의 상면으로 이송되면, 상기 하부챔버의 라미네이팅 감지센서에서 상기 태양전지모듈이 감지되지 않은 선반으로 상기 안착이송부재가 승강하거나 하강하도록 상기 안착승하강 구동부로 구동신호를 전송하여 상기와 같은 과정을 반복하도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 하부챔버의 각 라미네이팅 감지센서에서 상기 태양전지모듈이 감지되면, 상기 상부챔버의 상기 승하강 구동부로 구동정지신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
또한 본 발명의 태양전지모듈용 라미네이팅 방법은 로딩부에 안착되며 융착되기 전의 태양전지모듈이 로딩된 것을 감지하는 단계와, 상기 로딩부에 로딩된 상기 태양전지모듈을 예열하는 단계와, 이격되게 배치되어 승강된 상부챔버와 하부챔버가 각각 설치된 다수의 선반 중 비어 있는 상기 선반을 감지하는 단계와, 비어있는 상기 선반의 상기 상부챔버로 상기 태양전지모듈을 이송하는 단계와, 상기 상부챔버를 승강시키는 승하강구동부의 구동을 정지하는 단계와, 상기 태양전지모듈을 라미네이팅 하는 단계와, 상기 하부챔버에서 라미네이팅 된 태양전지모듈을 감지하는 단계 및 감지된 상기 태양전지모듈을 언로딩하는 단계가 포함된 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명은 다수의 라미네팅부에서 동시에 다수의 태양전지모듈을 라미네이팅할 수 있으므로 공정의 생산성이 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수직으로 다수 개 적층되어 각각 다른 높이를 갖는 라미네이팅부에 승하강 가능한 로딩부에 의해 각각 다수의 태양전지모듈이 인입됨에 따라 다수의 라미네팅공정이 진행될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 필요에 따라 즉, 태양전지모듈이 하부챔버에 인입될 때 상부챔버가 승강되도록 함에 따라 다수의 라미네이팅부에 각각 태양전지모듈이 이송될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 각 라미네이팅부에 설치된 라미네이팅 감지센서에 의해 각 라미네이팅부에 태양전지모듈이 모두 이송되었는지 유무를 확인할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 로딩부와 언로딩부가 각 라미네이팅부에 맞는 높이로 승하강되도록 이루어짐에 따라 수직으로 적층된 각 라미네이팅부로 태양전지모듈을 로딩하거나, 라미네이팅 된 다수의 태양전지모듈을 언로딩 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈이 안착된 안착이송부재를 안착 승하강가이드부재 뿐만 아니라, 보조안착 승하강가이드부재에 의해 로딩되거나 언로딩 되도록 이루어짐에 따라 안착이송부재가 수평을 이루며 안정적으로 승하강되어 융착된 태양전지모듈이 손상되는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈이 로딩되거나 언로딩된 것을 인지할 수 있는 감지센서가 구비됨에 따라 지속적으로 라미네이팅부에 안착되는 다수의 태양전지모듈 로딩되거나 언로딩 될 때 로딩되지 않아 비어있거나, 언로딩이 끝났음에도 라미네이팅부에 태양전지모듈이 잔존하는 것이 방지되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈이 라미네이팅 되기 전에 로딩부에서 예열되도록 함에 따라 라미네이너부에서 융착이 진행되는 시간을 줄일 수 있고, 라미네이팅이 효율적으로 이루어지므로 생산성이 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 예열히터의 상측에 커버부재가 설치됨에 따라, 태양전지모듈이 로딩부에 예열될 때 커버부재에 의해 그 열이 외부로 빠져나가지 않아 태양전지모듈의 예열이 효율적으로 이루어지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 커버부재의 내면에 보온재가 구비됨에 따라 태양전지모듈이 예열될 때 열손실이 최소화되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈을 인입시키기 위하여 승하강 구동부에 의해 상부챔버를 승강시키도록 하되, 하부챔버에 태양전지모듈이 안착되면 승강기의 구동신호를 멈추어 상부챔버가 자중에 의해 하강하도록 함에 따라, 부피가 크고 무거운 다수의 상부챔버를 자유롭게 승하강시켜 적은 에너지로 동시에 다수의 태양전지모듈을 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 태양전지모듈의 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치를 도시한 도면.
도 3a은 본 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 로딩부에서 안착부재를 도시한 도면.
도 3b는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 로딩부의 커버부재의 내면을 도시한 도면.
도 4는 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 로딩부가 작동된 것을 개략적으로 도시한 도면.
도 5은 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 라미네이팅부로 태양전지모듈이 이송된 것을 개략적으로 도시한 도면.
도 6a는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 상부챔버가 승강된 상태를 도시한 도면.
도 6b는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 상부챔버가 하강된 상태를 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 언로딩부로 태양전지모듈이 이송된 것을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치를 이용한 라미네이팅 방법을 도시한 순서도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 일반적인 태양전지모듈의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치(1)는 커버유리부재(G)와, 융착부재(C)와, 스트링(ST)와, 융착부재(C) 및 후면시트(BS)가 순차적으로 적층된 태양전지모듈(M)에서 융착부재(C)를 가열하여 융착부재(C)가 멜팅되도록 하여 커버유리부재(G)와 후면시트(BS) 및 스트링(ST)을 융착하는 공정을 동시에 다수 개의 태양전지모듈(M)에 적용할 수 있도록 한 것으로서, 융착되어야 할 태양전지모듈(M)이 안착되어 로딩되는 로딩부(10)와, 로딩부(10)에 로딩된 태양전지모듈(M)을 인입시켜 융착공정을 진행하는 라미네이팅부(20) 및 라미네이팅부(20)에서 융착공정이 진행된 태양전지모듈(M)이 인입되어 언로딩되는 언로딩부(30) 및 이들의 구동을 제어하는 제어부(40)가 포함되어 이루어진다.
여기서, 로딩부(10)와 언로딩부(30)는 상면에 태양전지모듈(M)이 안착되어 라미네이팅부(20)로 이송하거나, 라미네이팅부(20)로부터 이송받도록 하는 안착부재와, 안착부재를 승하강시키도록 안착부재의 양측면에 고정되어 안착구동부에 의해 승하강하는 안착승하강부재 및 안착승하강부재의 승하강을 안내하는 안착승하강 가이드부재가 포함되어 이루어진다.
또한, 안착부재의 양측에는 안착부재에 고정된 보조안착 승하강부재와 보조안착 승하강가이드부재가 더 설치되어 안착부재가 수평을 이루면서 승하강되도록 한다.
그리고, 안착부재에는 태양전지모듈(M)이 안착된 것을 감지하는 안착감지센서가 설치되어, 태양전지모듈(M)이 라미네이팅부(20)로 이송되거나 라미네이팅부(20)에서 이송되었는지 유무를 확인할 수 있다.
도 3a은 본 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 로딩부에서 안착부재를 도시한 도면이고, 도 3b는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 로딩부의 커버부재의 내면을 도시한 도면이며, 도 4는 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 로딩부가 작동된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 로딩부(10)는 일측과 타측이 개구된 로딩프레임(11)과, 로딩프레임(11)의 개구된 일측과 타측으로 돌출되게 설치되는 안착부재가 되는 안착로딩프레임(12)과, 안착로딩프레임(12)에 고정되며 안착승하강부재로서 로딩승하강부재(14) 그리고, 로딩승하강부재(14)가 승하강되도록 안내하는 안착승하강 가이드부재가 되는 로딩승하강 가이드부재(15)가 포함된다.
안착로딩프레임(12)은 로딩프레임(11)의 내측에 설치되되, 로딩프레임(11)의 개구된 일측과 타측으로 돌출되게 설치되며, 로딩프레임(11)은 일측과 타측이 개구된 박스형으로 형성된다.
로딩프레임(11)에 돌출된 안착로딩프레임(12)의 양측면에는 로딩이송롤러(12a)가 설치되고, 로딩이송롤러(12a)과 안착로딩프레임(12)을 감싸도록 로딩컨베이어벨트(13)가 설치된다. 로딩컨베이어벨트(13)는 일측 로딩이송롤러(12a)를 구동시키는 로딩이송구동부(13a)가 설치된다. 여기서, 태양전지모듈(M)은 로딩컨베이어벨트(13)의 상면에 안착되어 후술될 라미네이팅부(20)로 이송된다.
또한, 안착로딩프레임(12)에는 태양전지모듈(M)이 안착된 것을 감지하는 로딩감지센서(12b)가 설치되어 안착로딩프레임(12)에 로딩된 태양전지모듈(M)이 후술될 라미네이팅부(20)로 이송되거나, 다음 태양전지모듈(M)이 로딩될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 안착로딩프레임(12)에는 하부에 예열히터(18)가 더 설치된다. 예열히터(18)는 로딩컨베이어벨트(13)의 상면에 태양전지모듈(M)을 저온으로 가열하여 라미네이팅부(20)로 이송되도록 하여 라미네이팅부(20)에서 태양전지모듈(M)의 융착재(C)가 멜팅되어 융착되는 시간을 줄이도록 한다.
도 3b를 참조하면, 로딩컨베이어벨트(13)의 상측에는 태양전지모듈(M)의 상면을 모두 커버할 수 있도록 커버부재(19)가 더 설치된다.
커버부재(19)는 예열히터(18)에 의해 가열된 열이 외부로 빠져나가지 않도록 하는 것으로서, 로딩컨베이어벨트(13)에 안착된 태양전지모듈(M)이 라미네이팅부(20)로 이송될 수 있도록 로딩컨베이어벨트(13)와 소정의 간격을 두고 이격되게 설치되는 것이 바람직하다. 이에, 커버부재(19)에는 로딩이송롤러(12a)와 반대가 되는 측면에 안착로딩프레임부재(12)에 결합되도록 커버부재(19)에서 하측으로 연장되게 고정부재(19a)가 형성된다. 여기서, 고정부재(19a)는 로딩컨베이어벨트(13)에 안착된 태양전지모듈(M)이 라미네이팅부(20)로 이송될 수 있는 간격보다 길게 형성된 것이 바람직하다.
또한, 커버부재(19)의 내면에는 보온재(19b)가 설치되어 예열히터(18)에 의해 가열된 커버부재(19) 내측의 열손실을 방지하여 예열효율을 증대시키도록 한다.
로딩승하강부재(14)는 안착로딩프레임(12)의 양 측면 중심부에 각각 설치되어 도시되지 않은 로딩승하강 구동부에 의해 승하강되면서 안착로딩프레임(12)을 승강시키거나 하강시킨다. 이때, 안착로딩승프레임(14)에는 로딩승하강 가이드부재(15)가 삽입되는 가이드 삽입구(14a)가 형성된다.
로딩승하강 가이드부재(15)는 로딩프레임(11)의 상부와 하부를 연결하도록 설치되되, 로딩승하강부재(14)의 가이드 삽입구(14a)에 삽입되어 로딩승하강부재(14)의 승하강을 안내하도록 한다.
여기서, 안착로딩프레임(12)은 태양전지모듈(M)이 안착되어야 하므로 그 크기가 매우 크므로 안착로딩프레임(12)의 양 측면 중심부에 설치된 하나의 로딩승하강부재(14)와 로딩승하강 가이드부재(15)로는 수평을 유지하기가 어렵다.
그러므로, 로딩승하강부재(14)를 중심으로 일측과 타측에는 보조로딩 승하강부재(16)가 각각 안착로딩프레임(12)에 고정되어 보조로딩 승하강가이드부재(17)가 더 설치되어 안착로딩프레임(12)의 일측과 타측을 더 지지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 도 4에 도시된 바와 같이, 안착로딩프레임(12)은 로딩감지센서(12b)에 의해 감지되며 로딩컨베이어벨트(13)에 안착된 태양전지모듈(M)을 예열히터(18)로 미리 가열하면서 로딩승하강부재(14)와 로딩승하강 가이드부재(15) 및 보조로딩 승하강부재(16)와 보조로딩 승하강가이드부재(17)에 의해 일측과 타측이 고르게 지지되면서 안착된 태양전지모듈(M)을 승하강시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 라미네이팅부로 태양전지모듈이 이송된 것을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6a는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 상부챔버가 승강된 상태를 도시한 도면이며, 도 6b는 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 상부챔버가 하강된 상태를 도시한 도면이다.
라미네이팅부(20)는 도시된 바와 같이, 다수의 태양전지모듈(M)을 동시에 융착시키기 위한 것으로서, 다수의 공간으로 구획된 선반프레임(240)과, 각 선반프레임(240)의 상부와 하부에 각각 설치된 상부챔버(210)와 하부챔버(220) 및 상부챔버(210)를 승강시키는 승강기(230)가 포함되어 이루어진다.
선반프레임(240)은 일측과 타측이 개구된 박스형으로 형성되어 이들을 다수의 공간으로 구획하도록 다수의 선반(241)이 설치되는 것이 바람직하다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 로딩부(10)에 로딩된 태양전지모듈(M)이 라미네이팅부(20)로 인입될 수 있도록 선반프레임(240)의 일측 개구에는 전술된 로딩부(10)가 인접하게 설치되고, 선반프레임(240)의 타측 개구에는 후술될 언로딩부(30)가 인접하게 설치되어 라미네이팅부(20)에서 융착된 태양전지모듈(M)이 언로딩부(30)로 이송될 수 있도록 한다.
도 6a를 참조하면, 상부챔버(210)는 후술될 하부챔버(220)에 태양전지모듈(M)이 안착되면, 태양전지모듈(M)의 상면을 가압하도록 하는 것으로서, 상부챔버(210)에는 태양전지모듈(M)을 진공흡착하여 가압할 수 있도록 진공흡기구(211)이 설치된 것이 바람직하다.
하부챔버(220)는 선반(241)의 상측에 설치되되 상부챔버(210)와 소정의 공간을 두고 이격되게 설치되며, 태양전지모듈(M)의 융착부재(C)를 멜팅시킬 수 있도록 히터(221)가 구비된다.
또한, 히터(221)의 상측에는 하부챔버(220)의 상면 즉, 태양전지모듈(M)이 안착되되, 진공흡착 되도록 진공홀(223a)이 형성된 진공척(223)이 설치된다. 진공척(223)에는 태양전지모듈(M)이 안착된 것을 감지하도록 라미네이팅 감지센서(225)가 설치된다. 라미네이팅 감지센서(225)는 공지된 포토커플러 등이 사용될 수 있으며 태양전지모듈(M)의 안착여부를 감지할 수 있다면 그 설치위치도 전공척(223)에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 하부챔버(220)의 양 측면 다시 설명하면, 로딩부(10)와 언로딩부(30)와 인접한 하부챔버(220)의 양 측면에는 진공척(223)에 안착된 태양전지모듈(M)이 후술될 언로딩부(30)로 이송되도록 이송수단으로서 이송롤러가 설치된 이송컨베이어(227)가 설치된다.
한편, 상부챔버(210)를 승하강 시키는 상부챔버 승강기(230)는 상부챔버(210)의 상부 일측과 타측에 각각 설치된 승하강 프레임부재(231)와, 승하강 프레임부재(231)의 하부에 각각 설치된 상부챔버 승하강가이드부재(233)와, 두 개의 상부챔버 승하강가이드부재(233)를 연결하도록 설치된 상부챔버 승하강부재(237) 및 상부챔버 승하강부재(237)가 승강되도록 구동시키는 상부챔버 승하강구동부(235)가 포함된다.
승하강 프레임부재(231)는 막대형상으로 상부챔버(10)의 상측에 설치되되, 상부챔버(10)의 외측으로 돌출되게 형성되어 로딩부(10)와 언로딩부(20)가 인접된 승하강 프레임부재(231)의 상부 양측에 각각 설치된다. 즉, 상부챔버(10)의 외측으로 돌출된 승하강 프레임부재(231)의 단부들은 사각형을 이루도록 배치된다.
상부챔버 승하강가이드부재(233)는 상부챔버(10)의 외측으로 돌출된 승하강 프레임부재(231)의 각 단부 하면과 하부챔버(220)가 설치된 선반(241)의 상면을 연결하도록 설치된다. 이때, 각 상부챔버 승하강가이드부재(233)에는 상부챔버 승하강가이드부재(233)를 따라 승하강하는 승하강가이드 삽입구(233a)가 삽입설치된다.
상부챔버 승하강부재(237)는 승하강프레임부재(231)와 수직으로 배치되도록 두 개의 승하강가이드 삽입구(233a)를 연결하도록 설치된다. 또한 상부챔버 승하강부재(237)에는 상부챔버 승하강부재(237)를 승하강 시키도록 상부챔버 승하강구동부(235)가 설치된다.
이에 따라, 로딩부(10)에 로딩된 태양전지모듈(M)은 상부챔버 승하강기(230)에 의해 승강된 상부챔버(210)가 승강된 상태가 되었을 때 하부챔버(220)로 이송될 수 있다.
또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 태양전지모듈(M)이 하부챔버(220)에 안착되었을 때, 후술될 제어부(40)에서 상부챔버 승하강구동부(235)의 구동을 멈추도록 신호를 전송하면, 상부챔버 승하강구동부(235)는 그 작동을 멈추게 되므로 상부챔버(210)는 자중에 의해 상부챔버 승하강가이드부재(233)를 따라 하강하여 하부챔버(230)의 상측으로 안착되어 상부챔버(210)와 하부챔버(220) 사이가 진공상태가 되도록 하여 히터(221)가 융착재(C)가 멜팅될 수 있도록 140~150℃ 정도로 가열되도록 작동되어 융착재(C)를 융착시켜 태양전지모듈(M)을 완성하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치의 언로딩부로 태양전지모듈이 이송된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 언로딩부(30)는 일측과 타측이 개구된 언로딩프레임(31)과, 언로딩프레임(31)의 개구된 일측과 타측으로 돌출되게 설치된 언로딩이송부재(32)와, 언로딩이송부재(32)에 고정된 언로딩승하강부재(34) 그리고, 언로딩승하강부재(34)가 승하강되도록 안내하는 언로딩승하강 가이드부재(35)가 포함된다. 이러한 구성을 갖는 언로딩부(30)의 승하강수단은 로딩부(10)의 승하강수단과 동일한 구성으로 이루어지므로 그 설명을 생략한다.
이에, 각 선반프레임(240)을 구획하는 선반(241)에서 라미네이팅부(20)에서 융착된 태양전지모듈(M)을 순차적으로 이송하여 언로딩부(30)로 이송되도록 한다. 이때, 언로딩부(30)는 라미네이팅부(20)의 라미네이팅 감지센서(225)에 감지된 태양전지모듈(M)의 위치로 승강되거나 하강되어 태양전지모듈(M)가 이송되도록 한다.
제어부(40)는 전술한 로딩부(10), 언로딩부(30) 및 라미네이팅부(30)의 구동을 제어하는 것으로서, 후술될 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치를 이용하여 태양전지모듈용 라미네이팅 방법에서 상세하게 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 장치를 이용한 라미네이팅 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양전지모듈용 라미네이팅 방법을 상세하게 설명한다.
먼저, 태양전지모듈(M)을 로딩부(10)의 로딩이송부재(12)로 로딩시킨다. 이때, 제어부(40)는 로딩부(10)의 로딩감지센서(12a)로부터 로딩된 태양전지모듈(M)이 안착된 감지신호를 전송받는다. 그리고, 제어부(40)는 로딩부(10)의 예열히터(18)로 구동신호를 전송하여 로딩부(10)의 로딩컨베이어벨트(13)에 안착된 태양전지모듈(M)을 예열하도록 한다. (S101)
다음, 제어부(40)는 각 라미네이팅부(20)에 설치된 라미네이팅 감지센서(225)로부터 비어있는 라미네이팅부(20)의 위치를 전송받는다. (S102)
다음, 제어부(40)는 로딩부(10)의 로딩승하강구동부로 구동신호를 전송하여 태양전지모듈(M)이 안착된 로딩이송부재(12)가 비어있는 라미네이팅부(20)의 히터(221)와 동일면을 이루도록 승강 또는 하강시킨다. (S103)
그 후, 제어부(40)는 상부챔버(210)가 승강되도록 승하강 구동부(233)로 구동신호를 전송하여 상부챔버(210)를 승강시키고, 로딩이송부재(12)의 로딩이송롤러(13)로 구동신호를 전송하여 로딩이송부재(12)에 로딩된 태양전지모듈(M)이 라미네이팅부(20)의 하부챔버(220) 상면으로 이송되도록 한다. (S104)
다음, 제어부(40)에서는 라미네이팅 감지센서(225)로부터 지속적으로 비어있는 라미네이팅부(20)의 위치를 전송받아 상술한 동작을 반복한다. (S105)
제어부(40)에서 비어있는 라미네이팅부(20)의 위치를 전송받지 못하면, 제어부(40)는 승하강구동부(233)로 구동신호를 전송하는 것을 중지시킨다. (S106)
승하강구동부(233)가 구동되지 않은 상부챔버(210)는 자중에 의해 하강하여 하부챔버(220)의 상측에 안착되어 상하부 챔버(210,220)의 내부가 진공이 되도록 하고, 진공 상태의 챔버 내부에서는 히터(221)를 통해 태양전지모듈(M)을 가열하는 한편, 태양전지모듈(M)을 진공압착하여 라미네이팅되도록 한다. (S107)
그 후, 제어부(40)에서는 태양전지모듈(M)을 로딩할 때와 같이 각 라미네이팅부(20)의 라미네이팅 감지센서(225)로부터 태양전지모듈(M)의 위치를 전송받는다. (S108)
다음, 제어부(40)는 라미네이팅부(20)에서 감지된 태양전지모듈(M)을 언로딩 하도록 라미네이팅부(20)의 이송컨베이어(227)로 구동신호를 전송함과 동시에, 언로딩부(30)의 언로딩이송부재(32)가 이송컨베이어(227)와 동일면을 이루도록 승강 또는 하강되도록 구동신호를 전송한다. (S109)
이와 같은 과정은 라미네이팅부(20)에서 태양전지모듈(M)이 감지되지 않을 때까지 반복적으로 진행되어 태양전지모듈(M)을 언로딩 시킨다. (S110)
이와 같은 장치와 방법을 통해 다수의 태양전지모듈(M)이 동시에 라미네이팅 되도록 할 수 있다.
1 : 라미네이팅 장치
10 : 로딩부 11 : 로딩프레임
12 : 안착로딩프레임 12a : 로딩이송롤러
13 : 로딩컨베이어벨트 13a : 로딩이송구동부
14 : 로딩 승하강부재 15 : 로딩승하강 가이드부재
16 : 보조로딩 승하강가이드부재 17 : 보조로딩 승하강가이드부재
18 : 예열히터 19 : 커버부재 19a : 고정부재 19b : 보온재
20 : 라미네이팅부
210 : 상부챔버 211 : 진공흡기구
220 : 하부챔버 221 : 히터 223 : 진공척
225 : 라미네이팅 감지센서 227 : 이송컨베이어
230 : 상부챔버 승강기
231 : 승하강 프레임부재 233 : 상부챔버 승하강가이드부재
225 : 상부챔버 승하강구동부 227 : 상부챔버 승하강부재
240 : 선반프레임 241 : 선반
30 : 상부챔버 31 : 언로딩프레임 12 : 언로딩이송부재
33 : 언로딩이송롤러 34 : 언로딩 승하강부재
35 : 언로딩승하강 가이드부재
40 : 제어부
M : 태양전지모듈 G : 커버유리부재 BS : 후면시트
C: 융착재 ST : 스트링 S : 솔라셀
E : 전극 R : 리드선

Claims (14)

  1. 하측에 배치된 커버유리부재와, 융착부재, 스트링, 융착부재 및 후면시트가 순차적으로 적층되어 레이업된 태양전지모듈을 융착시키는 라미네이팅 장치에 있어서,
    상기 태양전지모듈가 로딩되는 로딩부;
    상기 로딩부에 로딩된 상기 레이업된 태양전지모듈을 인입시키도록 일측이 상기 로딩부와 인접하게 설치되며, 상기 융착부재를 멜팅시켜 상기 태양전지모듈을 융착하되, 다수의 상기 태양전지모듈을 동시에 융착하는 라미네이팅부;
    상기 라미네이팅부의 타측과 인접하게 설치되어 상기 라미네이팅부에서 융착된 상기 태양전지모듈을 반출하는 언로딩부; 및
    상기 로딩부와 라미네이팅 및 언로딩부의 구동을 제어하는 제어부;가 포함되고,
    상기 라미네이팅부는 상기 태양전지모듈의 상면을 가압하되 진공흡착할 수 있도록 진공흡기구가 설치된 상부챔버;와,
    상기 로딩부 및 언로딩부와 연결되도록 상면에 이송컨베이어가 구비되고, 하부에 히터가 구비되되 진공홀이 형성되며, 상면에 상기 태양전지모듈을 안착시키는 하부챔버;와,
    상기 상부챔버의 양측에 각각 설치되어 상기 상부챔버를 승강시키는 상부챔버 승강기; 및
    다수의 상기 상부챔버와 하부챔버 및 상부챔버 승강기가 각각 설치되도록 소정의 간격으로 다수의 선반이 상측으로 적층된 선반프레임;이 포함되며,
    상기 상부챔버 승강기는 상기 상부챔버의 상부에 설치되되 일측과 타측에 각각 결합된 승하강 프레임부재;
    일단은 상기 승하강 프레임부재의 양측 하부에 각각 설치되고, 타단은 상기 선반프레임에 각각 설치된 상부챔버 승하강가이드부재; 및
    상기 상부챔버의 측면에 고정된 상부챔버 승하강구동부와 연결되게 설치되며 상기 상부챔버 승하강구동부에 의해 구동되며, 상기 승하강 프레임부재의 일측에 설치된 상부챔버 승하강가이드부재와 상기 승하강프레임부재의 타측에 설치된 상기 상부챔버 승하강가이드부재를 연결하되 상기 상부챔버 승하강가이드부재들에 양단이 삽입되어 상기 상부챔버 승하강가이드부재들을 승하강하는 상부챔버 승하강부재;가 포함되고,
    상기 라미네이팅부에는 상기 하부챔버에 상기 태양전지모듈이 안착된 것을 감지하는 라미네이팅 감지센서가 구비되되,
    상기 로딩부와 언로딩부는 상면에 상기 태양전지모듈이 안착되어 상기 라미네이팅부로 이송하거나, 상기 라미네이팅부로부터 이송받도록 하는 안착부재;
    상기 안착부재를 승하강시키도록 상기 안착부재의 양측면에 고정되어 상기 안착구동부에 의해 승하강하는 안착승하강부재; 및
    상기 안착승하강부재의 승하강을 안내하는 안착승하강 가이드부재;가 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 안착부재의 양측에는 상기 안착부재에 고정된 보조안착 승하강부재와, 보조안착 승하강가이드부재가 더 설치된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 안착부재에는 상기 태양전지모듈이 안착된 것을 감지하는 안착감지센서가 설치된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 로딩부의 안착부재는 안착로딩프레임;
    상기 안착로딩프레임의 양측에 설치된 로딩이송롤러와 상기 안착로딩프레임을 감싸도록 설치된 로딩컨베이어벨트; 및
    상기 안착로딩프레임의 하부에 설치된 예열히터;로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 안착로딩프레임의 상측에는 상기 로딩컨베이어벨트에 로딩된 상기 태양전지모듈의 상측을 커버하도록 커버부재가 설치된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 커버부재에는 상기 로딩컨베이어벨트에 로딩된 상기 태양전지모듈와 이격되게 설치될 수 있도록 상기 태양전지모듈과의 이격거리만큼 하측으로 연장되게 고정부재가 형성되어 상기 로딩컨베이어벨트의 구동방향과 반대방향이 되는 상기 안착로딩프레임의 양측에 고정된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 커버부재의 내면에는 보온재가 더 설치된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  12. 제 1항 및 제6항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 상부챔버가 승강된 상태에서 안착감지센서로부터 상기 태양전지모듈이 상기 로딩부의 안착이송부재에 안착된 것을 감지한 감지신호를 전송받으면 상기 안착이송부재가 상기 선반프레임의 선반에 설치된 하부챔버의 상면과 동일면을 이루도록 상기 로딩부의 안착승하강 구동부로 구동신호를 전송하고,
    상기 로딩부의 안착부재가 상기 선반프레임의 선반 높이와 동일면을 이루면 상기 안착부재에 안착된 상기 태양전지모듈이 상기 하부챔버의 상면으로 이송되도록 상기 안착부재로 구동신호를 전송하며,
    상기 태양전지모듈이 상기 로딩부의 상기 안착이송부재에서 상기 하부챔버의 상면으로 이송되면, 상기 하부챔버의 라미네이팅 감지센서에서 상기 태양전지모듈이 감지되지 않은 선반으로 상기 안착이송부재가 승강하거나 하강하도록 상기 안착승하강 구동부로 구동신호를 전송하여 상기와 같은 과정을 반복하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 하부챔버의 각 라미네이팅 감지센서에서 상기 태양전지모듈이 감지되면, 상기 상부챔버의 상기 승하강 구동부로 구동정지신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 장치.
  14. 로딩부에 안착되며 융착되기 전의 태양전지모듈이 로딩된 것을 감지하는 단계;
    상기 로딩부에 로딩된 상기 태양전지모듈을 예열하는 단계;
    이격되게 배치되어 승강된 상부챔버와 하부챔버가 각각 설치된 다수의 선반 중 비어 있는 상기 선반을 감지하는 단계;
    비어있는 상기 선반의 상기 상부챔버로 상기 태양전지모듈을 이송하는 단계;
    상기 상부챔버를 승강시키는 승하강구동부의 구동을 정지하는 단계;
    상기 태양전지모듈을 라미네이팅 하는 단계;
    상기 하부챔버에서 라미네이팅 된 태양전지모듈을 감지하는 단계; 및
    감지된 상기 태양전지모듈을 언로딩하는 단계;가 포함된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈용 라미네이팅 방법.
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