KR101113027B1 - 태양광 모듈의 리본 본딩장치 - Google Patents

태양광 모듈의 리본 본딩장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 모듈의 리본 본딩장치에 관한 것으로, 리본공급부에서 공급되는 리본을 클램핑하여 솔라셀의 상부를 지나도록 인출하는 로더와, 인출된 상기 리본이 클램핑 해제될 때 위치가 변동되지 않도록 저면에 복수의 제1핀을 구비하며, 상기 제1핀을 포함하여 저면에 다수로 돌출된 제2핀으로 클램핑 해제된 상기 리본을 솔라셀에 본딩하는 가열본딩부를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 리본을 본딩하기에 앞서 끝단의 높이가 다른 핀들에 비하여 낮은 핀들을 이용하여 리본을 솔라셀의 버스라인에 고정시키고, 클램프에서 리본의 이탈을 보다 완전하게 하는 수단을 두어, 리본의 위치 변동을 방지할 수 있어 정확한 위치에 본딩이 가능하며, 따라서 태양광 모듈의 효율 저하를 방지하고 수명 단축을 방지하는 효과가 있다.

Description

태양광 모듈의 리본 본딩장치{Bonding device for ribbon on solar cell module}
본 발명은 태양광 모듈의 리본 본딩장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 솔라셀의 상부에 리본을 로딩할 때 리본의 흔들림을 방지하고, 로더에 리본이 융착되는 것을 방지할 수 있는 태양광 모듈의 리본 본딩장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전을 위한 태양전지는 실리콘이나 각종 화합물에서 출발, 솔라셀(Solar cell) 형태가 되면 전기 생산해 낼 수 있게 된다. 그러나 하나의 셀로는 충분한 출력을 얻지 못하므로 각각의 셀을 직렬 혹은 병렬 상태로 연결해야 하는데 이렇게 연결된 상태를 '태양광 모듈'이라 부른다.
태양광 모듈은 백 시트(back sheet), 솔라셀, 리본, 에바(EVA), 유리로 구성된다. 백 시트는 모듈 맨 아래 깔리는 소재로 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입이 많이 사용되고 있으며, 리본은 전류를 흘려 보내는 통로로 사용되므로 구리에 은이나 주석납으로 코팅된 소재가 이용된다.
에바는 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 합쳐질 수 있는 역할을 하고, 유리는 빛의 반사를 방지하는 역할을 하도록 철분이 적게 들어간 것을 활용한다.
상기와 같은 소재의 리본을 열을 가하여 솔라셀에 직접 본딩(bonding) 또는 솔더링(soldering) 시키기 위하여 소정의 길이로 절단된 리본을 미리 공급된 솔라셀의 표면에 위치시키는 과정이 요구되며, 이를 위하여 클램프를 포함하며, 수평 왕복운동을 할 수 있는 로더를 포함하고 있다.
도 1은 종래 로더를 포함하는 태양광 모듈의 리본 본딩장치의 간략한 구성도이다.
도 1을 참조하면 종래 태양광 모듈의 리본 본딩장치는, 리본공급부(1)에서 공급되는 다수의 리본(R)을 수평방향으로 인출하는 로더(2)와, 상기 로더(2)에 의해 인출된 리본(R)을 미리 공급된 솔라셀(3)에 밀착 가열하여 본딩하는 가열본딩부(4)를 포함하여 구성된다.
상기 가열본딩부(4)는 상기 인출된 리본(R)에 접촉되는 다수의 핀(5)이 균일한 높이로 돌출되어 있으며, 그 핀(5)의 의 주변에서 열풍이 공급되어 상기 리본(R)을 솔라셀(3)에 본딩할 수 있게 된다.
상기 핀(5)은 솔라셀(3)의 손상을 방지하기 위하여 압력에 따라 인입되는 구조를 가지고 있다.
또한 상기 로더(2)의 앞단은 클램프(6)가 마련되어 있으며, 로더가 리본공급부(1)로 전진하여 그 클램프(6)로 상기 리본공급부(1)에서 공급되는 리본(R)의 단부를 잡아 다시 후퇴하게 된다.
이때 상기 클램프(6)를 포함하는 로더(2)에 의해 인출된 리본(R)은 리본공급부(1)에 마련된 커터에 의해 절단되며, 상기 가열본딩부(4)가 하향 이동하여 핀(5)으로 각 리본(R)을 고정시키고 본딩을 실시하게 된다.
이와 같은 본딩은 방식에 따라 먼저 클램프(6)가 리본(R)을 놓을 때 리본(R)의 흐트러짐을 방지 하고 클램프(6)에 리본(R)이 붙는 것을 방지 하기 위한 방식이다.
그러나, 먼저 클램프(6)에서 리본(R)을 이탈시킨 후, 상기 가열본딩부(4)가 하향 이동하여 본딩하는 경우는 클램프(6)에서 리본(R)이 이탈되는 과정에서 그 위치가 변경될 수 있으며, 따라서 정확한 위치에 리본(R)을 본딩시킬 수 없는 문제점이 있었다.
상기 리본(R)은 솔라셀(3)의 상부에 마련된 버스라인의 상면에 정확하게 위치하는 것이 바람직하며, 이 리본(R)과 버스라인이 일치하지 않는 경우에는 솔라셀의 효율이 저하되고 수명이 단축되는 문제점이 발생하게 된다.
또한 상기 리본(R)을 본딩 후 클램프(6)로부터 분리하는 구조에서는 가열된 리본(R)이 클램프(6)에 융착되어 분리가 잘 이루어지지 않거나, 클램프(6)에 리본(R)의 잔류물이 남아 이후에 리본(R)의 클램핑이 잘 이루어지지 않을 수 있는 문제점이 있었다.
아울러 종래 태양광 모듈의 리본 본딩장치는 리본을 공급하는 리본공급부(1)로부터 상기 가열본딩부(4)의 이격된 위치가 고정되어 있기 때문에 다른 응용분야에 적용되는 태양광 모듈에 리본을 본딩하기가 용이하지 않았다.
즉 일반적인 태양광 모듈의 솔라셀 사이의 간격에 비하여 유리창이나 BIPV(Building Integrated Photovoltaic System)에 적용되는 태양광 모듈은 솔라셀의 사이가 더 넓어 투광성을 개선시킨 것이나, 종래 태양광 모듈의 리본 본딩장치는 가열본딩부(4)의 위치가 고정되어 있기 때문에 다양한 솔라셀간 간격을 가지는 태양광 모듈에 적용할 수 없는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 인출된 리본이 본딩과정에서 정위치로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 태양광 모듈의 리본 본딩장치를 제공함에 있다.
또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 태양광 모듈의 응용분야에 따라 다양한 간격을 가지는 솔라셀에 리본을 본딩할 수 있는 태양광 모듈의 리본 본딩장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은, 리본공급부에서 공급되는 리본을 클램핑하여 솔라셀의 상부를 지나도록 인출하는 로더와, 인출된 상기 리본이 클램핑 해제될 때 위치가 변동되지 않도록 저면에 복수의 제1핀을 구비하며, 상기 제1핀을 포함하여 저면에 다수로 돌출된 제2핀으로 클램핑 해제된 상기 리본을 솔라셀에 본딩하는 가열본딩부를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명 태양광 모듈의 리본 본딩장치는, 리본을 본딩하기에 앞서 끝단의 높이가 다른 핀들에 비하여 낮은 핀들을 이용하여 리본을 솔라셀의 버스라인에 고정시키고, 클램프에서 리본의 이탈을 보다 완전하게 하는 수단을 두어, 리본의 위치 변동을 방지할 수 있어 정확한 위치에 본딩이 가능하며, 따라서 태양광 모듈의 효율 저하를 방지하고 수명 단축을 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명 태양광 모듈의 리본 본딩장치는, 리본을 가열하여 솔라셀에 본딩하는 가열본딩부의 위치를 조절할 수 있으며, 따라서 다양한 솔라셀간 간격을 가지는 태양광 모듈에 리본을 본딩할 수 있어, 장치의 범용성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 태양광 모듈의 리본 본딩장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 모듈의 리본 본딩장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 적용된 로더의 동작을 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 적용된 클램프의 상세 구성도이다.
도 5는 본 발명에 적용된 가열본딩부의 측면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 가열본딩부를 이용하여 리본을 고정하는 과정을 설명하기 위한 측면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 가열본딩부를 이용하여 리본을 본딩하는 과정을 설명하기 위한 측면 구성도이다.
도 8은 본 발명에 적용되는 가열본딩부의 다른 실시예의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 다른실시예에 따른 태양광 모듈의 리본 본딩장치의 일부 구성도이다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 태양광 모듈의 리본 본딩장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 모듈의 리본 본딩장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양관 모듈의 리본 본딩장치는, 리본(R)을 공급하는 리본공급부(100)와, 상기 리본공급부(100)에서 공급되는 리본(R)을 클램프(210)로 클램핑하여 인출하며, 상기 클램프(210)의 전단에 마련되어 클램프(210)의 오픈시 리본(R)을 분리하는 분리부(220)를 구비하는 로더(200)와, 상기 로더(200)에 의해 인출된 리본(R)을 가열하여 솔라셀에 본딩하며, 상기 분리부(220)에 의해 클램프(210)에서 리본(R)이 이탈될 때 리본(R)을 고정시키는 가열본딩부(300)를 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 리본 본딩장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.
먼저 리본공급부(100)는 다수의 리본(R)을 리본롤로부터 풀어 공급하는 것으로, 리본(R)들이 소정거리 인출되면 이를 절단하는 수단을 가지고 있다.
도 3은 로더(200)의 동작을 보다 상세하게 설명하기 위하여 도 2에서 가열본딩부(400)가 생략된 구성도이다.
도 3을 참조하면 상기 로더(200)는 레일(250)을 따라 상기 리본공급부(100)측으로 가까워지도록 전진하거나, 멀어지는 방향으로 후퇴할 수 있으며, 그 로더(200)의 이동경로 하부에는 솔라셀이 로딩되어 위치하게 된다.
도 4는 상기 로더(200)에 마련된 클램프(210)의 상세 구성도이다.
도 4를 참조하면 상기 클램프(210)는 실린더(212)가 수용되는 실린더블록(211)과, 상기 실린더블록(211)의 일단에 상기 실린더(212)의 이동축이 삽입되도록 마련된 고정블록(213)과, 회동축(214)에 의해 상기 고정블록(213)에 회동가능하게 체결되며, 상기 실린더(212)의 이동축에 의해 상기 고정블록(213)의 내에서 회동하여 클램핑 작용을 할 수 있는 회동블록(215)를 포함하여 구성되며,
그 회동블록(215)의 끝단에는 상기 회동블록(215)의 회동에 의하여 클램핑된 리본(R)을 상향에 순간적인 압력을 가하여 그 클램핑된 리본(R)을 용이하게 분리할 수 있는 분리부(220)가 마련되어 있다.
상기 분리부(220)는 상기 회동블록(215)의 끝단으로부터 돌출되는 돌출부(221)와, 상기 돌출부(221)로부터 하향절곡된 제1절곡부(222)와, 상기 제1절곡부(222)의 끝단에서 클램핑된 리본(R)의 하부로 연장되는 제2절곡부(223)을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 구성의 클램프(210) 및 분리부(220)의 작용은 클램프(210)의 회동블록(215)이 상기 실린더(212)의 이동축이 후퇴할 때, 회동블록(215)의 끝단이 들려 상기 리본(R)의 클램핑 상태가 해제되며, 그 분리부(220)도 함께 상승하면서 클램핑 상태가 해제된 리본(R)의 저면을 올려 상기 고정블록(213)으로부터 리본(R)을 완전히 분리하게 된다.
이때, 상기 분리부(220)에 의해 클램핑 상태가 완전하게 해제되는 리본(R)은 그 위치가 본딩위치로 부터 이탈할 수 있으나, 본 발명에서는 이를 방지하기 위하여 리본(R)의 클램핑 해제시 리본(R)을 솔라셀의 표면에 고정시키는 수단이 마련된다.
도 5는 본 발명에 따른 가열본딩부(300)의 측면 구성도이다.
도 5를 참조하면 본 발명에 따른 가열본딩부(300)의 저면에는 다수로 돌출된 핀들이 마련되어 있다. 이 핀들은 길이가 더 길게 돌출된 복수의 제1핀(310)과, 상기 제1핀(310)에 비하여 짧게 돌출된 복수의 제2핀(320)으로 이루어진다.
상기 제1핀(310)과 제2핀(320)은 상기 가열본딩부(300)가 본딩을 위해 솔라셀의 상부로 인출된 리본(R)의 상부에 위치하게 되며, 끝단의 접촉압력에 따라 상기 솔라셀의 파손을 방지하기 위하여 그 가열본딩부(300)로 인입되는 구조를 가지고 있다.
즉, 제1핀(310)과 제2핀(320)은 가열본딩부(300)의 내측에서 스프링등의 탄성체에 의해 지지되어 있으며, 그 주변으로 열풍이 분사되어 본딩이 이루어지게 된다.
도 6은 가열본딩부(300)를 이용하여 상기 리본(R)을 고정하는 과정을 설명하기 위한 측면 구성도이고, 도 7은 상기 가열본딩부(300)를 이용하여 상기 리본(R)을 본딩하는 과정을 설명하기 위한 측면 구성도이다.
먼저, 도 6을 참조하면 상기 로더(200)의 클램프(210)가 리본(R)을 인출하여 솔라셀(400)의 상부에 위치시키면, 상기 제1핀(310)과 제2핀(320)을 구비하는 가열본딩부(300)가 하향 이동하여 상기 솔라셀(400)의 표면에 상기 제1핀(310)이 접촉되고 제2핀(320)은 접촉되지 않은 상태로 상기 리본(R)을 눌러 고정시킨다.
이때 가열본딩부(300)에서는 열풍이 직접 분사되지 않도록 제어되며, 상기 제1핀(310)이 접촉된 상태에서 상기 클램프(210)의 리본(R) 클램핑 상태가 해제되며, 이때 그 클램프(210)의 회동블록(215)에 연결된 분리부(220)에 의해 리본(R)이 고정블록(213)에서 분리되는 경우에도 그 리본(R)의 위치는 변경되지 않고 고정되어 있게 된다.
그리고 상기와 같이 리본(R)이 분리된 후, 도 7에 도시한 바와 같이 상기 가열본딩부(300)는 더 하향 이동하여 제2핀(320)까지도 상기 솔라셀(400) 상의 리본(R)을 누르게 되며, 열풍이 분사되어 그 리본(R)을 솔라셀(400)에 본딩하게 된다.
이처럼 본 발명은 본딩을 수행하기 전에 클램프에 의해 리본의 위치가 변경되는 것을 방지하여, 솔라셀의 버스라인에 정확하게 리본을 본딩할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열본딩부(300)의 구성도이다.
도 8을 참조하면 상기 가열본딩부(300)는 수직레일(330)을 따라 상하로 이동할 뿐만 아니라 수평레일(340)을 따라 이동할 수 있는 구성이다.
상기 수평레일(340)은 상기 로더(200)가 이송되는 도 3에 도시한 레일(250)과 평행한 것이며, 그 수평레일(340) 상에서 상기 수직레일(330)과 함께 가열본딩부(300)를 이동시켜 위치를 조정할 수 있는 간격조절부(350)를 포함하며, 그 간격조절부(350)의 회전에 의해 가열본딩부(300)의 위치를 조절한 후, 핀(351)을 사용하여 그 간격조절부(350)가 회전하지 않도록 고정시켜 위치의 변경을 방지할 수 있게 하고 가열본딩부(300)와 로더(200)가 같이 움직일 수 있도록 파라메터(Parameter)를 동기화 하여 자동 및 수동으로 다양한 방법이 대응 가능 하다.
이처럼 가열본딩부(300)의 위치를 조절가능하게 하는 이유는 태양광 모듈의 적용분야에 따라 동일한 리본(R)에 연결되는 다수의 솔라셀 간격이 변할 수 있기 때문이며, 그 솔라셀 간격의 변경에 맞춰 가열본딩부(300)의 위치를 정확하게 조절함으로써, 본 발명은 다양한 제품에 적용되는 범용성이 향상된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈의 리본 본딩장치의 일부 구성도이다.
도 9를 참조하면 본 발명의 다른 실시에에 따른 태양광 모듈의 리본 본딩장치는, 도 1 등에 도시한 상기 로더(200)에 의해 인출되는 리본(R)이 리본공급부(100)에서 절단됨과 동시에 정위치에 위치할 수 있도록 리본(R)의 폭에 해당하는 폭의 홈이 그 리본(R)의 인출방향으로 연장되는 리본가이드(500)가 더 마련될 수 있다.
이러한 리본가이드(500)의 사용에 의하여 리본(R)의 위치를 보다 안정적이고 정확한 위치에 위치시킬 수 있어 리본이 잘 못 배치되는 것을 방지할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 태양광 모듈의 리본 본딩장치에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
100:리본공급부 200:로더
210:클램프 220:분리부
300:가열본딩부 310:제1핀
320:제2핀 400:솔라셀
500:리본가이드

Claims (7)

  1. 고정블록에 힌지결합되어 실린더의 구동에 따라 회동하여 상기 고정블록의 끝단과의 사이에서 리본을 클램핑 또는 클램핑 해제하는 회동블록을 구비하는 클램프와, 상기 회동블록의 끝단에 마련되어, 클램핑이 해제될 때 상기 리본을 상향으로 밀어 올리는 분리부를 포함하여, 리본공급부에서 공급되는 리본을 클램핑하여 솔라셀의 상부를 지나도록 인출하는 로더; 및
    인출된 상기 리본이 클램핑 해제될 때 위치가 변동되지 않도록 저면에 복수의 제1핀을 구비하며, 상기 제1핀을 포함하여 저면에 다수로 돌출된 제2핀으로 클램핑 해제된 상기 리본을 솔라셀에 본딩하는 가열본딩부를 포함하는 태양광 모듈의 리본 본딩장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분리부는,
    상기 회동블록의 끝단으로부터 돌출되는 돌출부;
    상기 돌출부로부터 하향절곡된 제1절곡부; 및
    상기 제1절곡부의 끝단에서 클램핑된 리본의 하부로 연장되는 제2절곡부를 포함하는 태양광 모듈의 리본 본딩장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열본딩부의 제1핀과 제2핀은,
    끝단의 접촉압력에 따라 상기 가열본딩부의 내로 일부 인입되며,
    상기 제1핀의 돌출 길이가 상기 제2핀의 돌출 길이에 비해 더 긴 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 리본 본딩장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가열본딩부는,
    상기 리본공급부와 상기 로더의 사이에서 수평위치가 가변되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 리본 본딩장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가열본딩부는,
    상하로 이동하며 상기 리본을 고정 및 본딩할 수 있도록 수직레일에 고정되며,
    상기 로더의 이동경로와 평행한 방향으로 위치를 변경할 수 있도록 수평레일 상에 위치하여,
    간격조정부의 회전에 의해 상기 가열본딩부의 위치가 가변되고, 가변된 위치에서 핀에 의해 상기 간격조정부의 회전을 방지하여 그 위치가 고정되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 리본 본딩장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 리본공급부와 가열본딩부의 사이에 위치하며, 상기 리본의 폭에 해당하는 폭으로 상기 리본의 인출방향을 따라 길게 마련된 가이드 홈을 가지는 리본가이드를 더 포함하는 태양광 모듈의 리본 본딩장치.
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