KR101120031B1 - 태양광 발전 겸용 커튼 장치 - Google Patents

태양광 발전 겸용 커튼 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 관한 것으로서, 특히 창문의 상부측에 고정 결합된 레일부에 다수 개의 날개가 장착되는 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 있어서, 상기 날개는, 일정 크기를 갖는 면적에 다수 개의 태양광 발전용 셀(cell)이 일체로 구비되는 셀 어레이와, 태양광이 조사되는 일면에 상기 셀 어레이가 설치되는 다수 개의 기판과, 상기 다수 개의 기판을 직렬 또는 병렬로 연결하면서 상기 기판에 설치된 셀 어레이들을 전기적으로 연결하는 다수 개의 단자부로 구성된 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 태양광을 집광 및 발전할 수 있는 셀 어레이를 비롯한 발전 장치를 창문에 버티컬 또는 블라인드 형태로 제작함으로써 창 가리개 및 실내 분위기를 연출하기 위한 인테리어 효과 뿐만 아니라 저렴하게 태양광 발전 시스템을 갖출 수 있어 태양광을 이용한 청정 에너지를 생산할 수 있고, 셀 어레이가 일면에 설치된 기판들을 직렬 또는 병렬로 자유롭게 연결하여 사용할 수 있고, 사용 중에도 소정의 기판을 쉽게 새로 교체할 수 있어 설치 및 유지 비용이 수월하다.
태양광 발전, 셀 어레이, 기판, 단자부, 전력 인출선, 버티컬, 블라인드

Description

태양광 발전 겸용 커튼 장치{ Curtain device combined photovaltaic }
본 발명은 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광을 집광하는 셀 어레이가 장착된 다수개의 기판을 직렬 또는 병렬 연결하여 날개를 형성하고, 날개의 장착 형태에 따라 창문에 버티컬 또는 블라인드 형태로 제작되도록 하여 가정 내에서 소요되는 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 관한 것이다.
태양광 발전(Photovaltaic, PV)은 특별한 유지관리가 필요없고, 공해, 및 재료의 부식없이 태양광을 이용하여 간단하게 전기를 생산하는 기술로 다양한 응용분야가 있지만, 그중에서도 태양광 발전을 건축물의 외피 마감재료로 대체하는 건물 통합형 또는 건물 일체화에 대한 기술 개발이 전세계적으로 활발히 진행되고 있다.
특히, 태양광 발전 모듈을 건축에 일체화하여 적용할 수 있는 건물 구성 요소는 거튼월, 천장, 차량, PV 지붕 타일, 투명 PV 창호 등 매우 다양하며, 그 특성에 따라 자연 채광이나 차량에도 이용 가능하여 건물의 전체적인 에너지 성능 및 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
이러한 태양광 발전 장치는 전기적 성질이 다른 N(Negative)형의 반도체와 P(Positive)형의 반도체가 접합되어 PN 접합구조를 하고 있는 태양전지를 이용하고 있다.
상기 태양과 발전 장치의 동작 원리는 상기 태양전지에 태양광이 닿으면 태양광은 태양전지 속으로 흡수되며, 흡수된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 반도체 내에서 정공(+)과 전자(-)의 전기를 갖는 입자(정공과 전자)가 발생하여 각각 자유롭게 태양전지 속을 움직이게 된다.
이때, 전자(-)는 N형 반도체 쪽으로, 정공(+)은 P형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위가 발생하게 되어, 빛이 입사되는 수광면 측에 위치한 상부전극과 상기 상부전극의 반대쪽 면 하부전극에 전구나 모터와 같은 부하를 연결하게 되면 전류가 흐르게 되어 전력을 생산하게 된다.
그러나, 상기 태양광 발전장치는 용량이 커질수록 설치 비용이 현저히 증가하기 때문에 태양광 발전장치를 상용화하기에는 아직 어려운 실정이다.
한편, 동절기에 일반 가정에서는 난방을 하게 되고, 난방으로 인해 하절기에 비해 전력 소모량이 크게 증대된다. 따라서, 태양광을 이용한 청정 에너지를 생산한 후 가정에서 필요한 전력으로 사용하게 된다면 난방비 절감 뿐만 아니라 생활 에너지의 많은 부분을 태양광 에너지로 이용할 수 있어 에너지 이용 효율을 극대화시킬 수 있다.
그러나, 현재 우리나라의 태양광 발전 기술로는 태양광 에너지의 이용 효율 을 만족할 만큼 충족시키지 못하고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 목적은 태양광을 집광 및 발전할 수 있는 셀 어레이를 비롯한 발전 장치를 창문에 버티컬 또는 블라인드 형태로 제작함으로써 창 가리개 및 실내 분위기를 연출하기 위한 인테리어 효과 뿐만 아니라 태양광을 이용한 청정 에너지를 생산할 수 있는 태양광 발전 겸용 커튼 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 셀 어레이가 일면에 설치된 기판들을 직렬 또는 병렬로 자유롭게 연결하여 사용할 수 있고, 사용 중에도 소정의 기판을 쉽게 새로 교체할 수 있는 태양광 발전 겸용 커튼 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 창문의 상부측에 고정 결합된 레일부에 다수 개의 날개가 장착되는 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 있어서, 상기 날개는, 다수 개의 태양광 발전용 셀(cell)이 일체로 구비되는 셀 어레이와, 상기 셀 어레이가 설치되는 다수 개의 기판과, 상기 다수 개의 기판을 직렬 또는 병렬로 연결하면서 상기 기판에 설치된 셀 어레이들을 전기적으로 연결하는 다수 개의 단자부로 구성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 다수 개의 기판은, 상기 레일부와 연결되는 상부 연결 지지대가 형성된 상부 기판과, 상기 상부 기판과 상기 단자부를 통해 연결되는 하부 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 다수 개의 기판은 상기 셀 어레이의 셀전기 인출선과 점프선을 인출하기 위해 복수 개의 접속용 홀(hole)이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수 개의 기판은 절연체로 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 단자부는 도체로 형성되고, 상기 기판과 연결되는 일면이 절연 피복된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 단자부는 상기 상부 기판의 상면에 수평 방향으로 설치되는 상부 단자와, 상기 하부 기판과 하부 기판 사이에 설치되는 연결 단자들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부단자와 연결단자는 상기 기판에 형성된 접속용 홀에 대응되는 위치에 연결용 홀(hole)이 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 상부 기판은 상부 연결 지지대와 상부 단자가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 셀 어레이가 설치된 기판들은 단자부를 수직으로 연결하여 1개의 날개가 형성되고, 상기 레일부에 상기 날개를 수직 방향으로 설치하여 버티컬(Vertiacl)로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 셀 어레이가 설치된 기판들은 단자부를 수평으로 연결하여 1개의 날개를 형성하고, 상기 레일부에 상기 날개를 수평 방향으로 설치하여 블라인드로 사용하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 날개의 최하단에는 상기 기판에 설치된 셀 어레이로부터 발생된 전기를 부하에 공급하기 위해 전력 인출선을 직렬 또는 병렬로 연결시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 따르면, 태양광을 집광 및 발전할 수 있는 셀 어레이를 비롯한 발전 장치를 창문에 버티컬 또는 블라인드 형태로 제작함으로써 창 가리개 및 실내 분위기를 연출하기 위한 인테리어 효과 뿐만 아니라 저렴하게 태양광 발전 시스템을 갖출 수 있어 태양광을 이용한 청정 에너지를 생산할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 따르면, 셀 어레이가 일면에 설치된 기판들을 직렬 또는 병렬로 자유롭게 연결하여 사용할 수 있고, 사용 중에도 소정의 기판을 쉽게 새로 교체할 수 있어 설치 및 유지 비용이 수월하다는 효과도 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하 는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 전체 구성이 도시된 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 세부 구성이 도시된 도면이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 기판의 구성이 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 버티컬 조립 상태가 도시된 도면이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 블라인드 조립 상태가 도시된 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치는 창문의 상부측에 고정 결합된 레일부(100), 상기 레일부(100)에 장착/탈착되는 다수 개의 날개(200), 상기 날개(200)의 좌우 이동을 조절하는 코드(101), 상기 날개(200)의 회전 방향을 조절하는 체인(102)을 포함한다.
또한, 상기한 구성으로 이루어진 태양광 발전 겸용 커튼 장치는 다수 개의 태양광 발전용 셀이 일체로 구비된 셀 어레이(201)에서 발생된 전기를 A/C 부하(600)에 공급하기 위해 날개(200)의 하단면 일측에 형성된 전력 인출선(240)과, 상기 전력 인출선(240)에서 전달되는 전기를 배터리(400)에 저장한 후 인버터(500)를 통해 A/C 부하(600)에 적합한 전력으로 변환하도록 하는 제어부(300)도 포함한다.
이때, 상기 날개(200)에는 일정 크기를 갖는 면적에 다수 개의 태양광 발전용 셀이 일체로 구비된 셀 어레이(201)와, 태양광이 조사되는 일면에 상기 셀 어레이(201)가 설치되는 다수 개의 기판(210, 220)과, 상기 다수 개의 기판(210, 220)을 직렬 또는 병렬로 연결하면서 상기 셀 어레이(201)를 전기적으로 연결하는 다수개의 단자부(231, 232)로 구성된다.
상기 셀 어레이(201)는 태양광을 집광하는 셀(cell)이 태양 전지판에 다수 개가 직렬 또는 병렬 연결되어 있고, 이러한 셀 어레이(201)는 가로(125mm)×세로(125mm)의 크기로 형성될 경우에 최대 전류4.87(±2)A 정도, 최대 전압 0.505(±0.015)V 정도, 최대 전력 2.59(±0.05)Wp의 출력이 생산된다.
따라서, 상기 1개의 날개(200)에는 날개 길이에 따라 기판이 직렬 또는 병렬 연결되고, 날개(200)의 숫자에 따라 생산되는 에너지는 달라지게 된다.
상기 다수 개의 기판(210, 220)은 상기 레일부(100)와 연결되는 상부 연결 지지대(211)가 형성된 상부 기판(210)과, 상기 단자부(231, 232)를 통해 다른 기판 과 병렬 또는 직렬 연결되는 하부 기판(220)으로 구분될 수 있다.
이때, 상기 상부 기판(210) 및 하부 기판(220)은 상기 셀 어레이(201)의 셀전기 인출선(251)과 점프선(252)을 인출하기 위해 4개의 접속용 홀(212, 222)이 각각 형성되고, 상기 상부 기판(210) 및 하부 기판(220)은 절연체로 형성된다.
한편, 상기 단자부(231, 232)는 상기 상부 기판(210)의 상면, 즉 태양광이 조사되는 일면에 수평 방향으로 설치되는 상부 단자(231)와, 상기 상부 기판(210)과 하부 기판(220), 또는 하부 기판(220)과 하부 기판(220) 사이에 설치되는 복수 개의 연결 단자(232)들을 포함한다.
또한, 상기 상부 단자(231)와 연결 단자(232)는 상기 기판(210, 220)에 형성된 접속용 홀(212, 222)에 대응되는 위치에 셀전기 인출선(251)과 점프선(252)이 인출되는 연결용 홀(230a)이 각각 형성되고, 상기 단자부(231, 232)는 도체로 형성되며 상기 기판과 연결되는 일면이 절연 피복된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 상부 기판(210)은 상부 연결 지지대(211) 및 상부 단자(231a)가 일체로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 셀 어레이(201)가 설치된 기판들을 상기 단자부(231, 232)를 이용해 소정 길이로 수직으로 연결하여 각각의 날개(200)를 형성한 후, 상기 레일부(100)에 상기 날개(200)들을 수직 방향으로 설치하면 버티컬로 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치는 도 5에 도시 된 바와 같이, 상기 셀 어레이(201)가 설치된 기판들을 상기 단자부(231, 232)를 이용해 소정 길이로 수평 방향으로 연결하여 각각의 날개(200)를 형성한 후, 상기 레일부(100)에 상기 날개(200)들을 수평 방향으로 설치하면 블라인드로 사용할 수도 있다.
상기 태양광 발전 겸용 커튼 장치를 블라인드로 사용할 경우에도, 각 날개(200)의 각도를 조절하는 각도조절용 줄(102a)과 각 날개(200)를 순차적으로 전개 또는 절첩시키는 당김줄(101a)이 구비되고, 상기 셀 어레이(201)에서 전달되는 전력을 A/C 부하(600)에 전달하기 위한 제어부(300), 배터리(400), 인버터(500)가 구비된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 동작에 대해 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치는, 태양광을 모으는 셀 어레이(201)가 설치된 기판(210, 220)들을 단자부(231, 232)를 이용하여 직렬 또는 병렬로 연결하여 1개의 날개(200)를 형성한다.
이때, 상기 기판(210, 220)은 상부 연결 지지대(211)가 형성된 상부 기판(210)과 상부 기판(210)과 연결 단자(232)를 통해 연결되는 하부 기판(220)으로 구분될 수 있는데, 이러한 기판(210, 220)은 셀 어레이(201)에서 전력을 인출하는 셀전기 인출선(251)과 점프선(252)을 인출하기 위해 기판(210, 220)의 가장 자리에 4개의 접속용 홀(212, 222)이 형성된다.
그리고, 상기 기판(210, 220)을 연결하는 연결 단자(232)는 연결하고자 하는 상기 기판에 형성된 각각의 접속용 홀(212, 222)에 대응될 수 있도록 2개의 연결용 홀(230a)이 형성되고, 도체로 형성된 연결단자(232)는 상기 기판(210, 220)과 연결되는 일면이 절연 피복되어 기판과 기판을 전기적으로 연결한다.
이렇게 형성된 날개(200)는 상부 기판(210)에 형성된 상부 연결 지지대(211)에 의해 창문의 상부측에 고정 결합된 레일부(100)에 장착되는데, 상기 날개(200)가 장착되는 형태에 따라 버티컬 또는 블라인드로 사용할 수 있다.
이와 같이, 상기 1개의 날개(200)가 소정 개수의 기판(210, 220)으로 이루어져 있어 고장이 발생한 기판만 선별하여 교체할 수 있고, 사용자가 기판을 직렬 또는 병렬로 자유롭게 연결할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치는 고장 발생시 고장의 원인이 되는 기판만 교체하면 되므로 설치 및 유지보수 비용이 간단하고 저렴할 뿐만 아니라 반영구적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 날개(200)의 최하단에는 셀 어레이(201)로부터 발생된 전기를 A/C 부하(600)에 공급하기 위해 전력 인출선(240)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있다.
따라서, 제어부(300)는 상기 전력 인출선(240)에서 전송되는 전기를 배터리(400)에 충전시키고, 상기 배터리(400)에 충전된 전기를 인버터(500)를 통해 가정에서 생활 에너지로 활용될 수 있도록 공급한다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광을 집광하는 셀 어레이가 장착된 다수개의 기판을 직렬 또는 병렬 연결하여 날개를 형성하고, 날개의 장착 형태에 따라 창문에 버티컬 또는 블라인드 형태로 제작되어 가정 내에서 소요되는 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 전체 구성이 도시된 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 세부 구성이 도시된 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상부 기판의 구성이 도시된 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 버티컬 조립 상태가 도시된 도면,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 발전 겸용 커튼 장치의 블라인드 조립 상태가 도시된 도면이다
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***
100 : 레일부 200 : 날개
201 : 셀 어레이 210 : 상부 기판
211 : 상부 연결 지지대 212, 222 : 접속용 홀
220 : 하부 기판 231 : 상부 단자
232 : 하부 단자 240 : 전력 인출선
300 : 제어부 400 : 배터리
500 : 인버터 600 : A/C 부하

Claims (11)

  1. 창문의 상부측에 고정 결합된 레일부에 다수 개의 날개가 장착되는 태양광 발전 겸용 커튼 장치에 있어서,
    상기 날개는, 다수 개의 태양광 발전용 셀(cell)이 일체로 구비되는 셀 어레이와, 절연체로 이루어져 상기 셀 어레이가 설치되는 다수 개의 기판과, 도체로 이루어져 상기 다수 개의 기판을 직렬 또는 병렬로 연결하면서 상기 기판에 설치된 셀 어레이들을 전기적으로 연결하는 다수 개의 단자부로 구성되고,
    상기 다수 개의 기판은, 상기 레일부와 연결되는 상부 연결 지지대가 형성된 상부 기판과, 상기 상부 기판과 상기 단자부를 통해 연결되는 하부 기판을 포함하여 구성되며,
    상기 단자부는 상기 상부 기판의 상면에 수평 방향으로 설치되도록 하여 상부 연결 지지대와 일체로 형성되는 상부 단자와, 상기 하부 기판과 하부 기판 사이에 설치되는 연결 단자들을 포함하여 구성되되,
    상기 날개의 최하단에는 상기 기판에 설치된 셀 어레이로부터 발생된 전기를 부하에 공급하기 위한 전력 인출선과, 상기 전력 인출선을 통해 전송되는 전기를 저장하기 위한 배터리와, 상기 배터리에 저장된 전기를 변환시키는 인버터 및 상기 배터리 및 인버터의 작동을 제어하는 제어부가 연결 설치된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 겸용 커튼 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수 개의 기판은 상기 셀 어레이의 셀전기 인출선과 점프선을 인출하기 위해 복수 개의 접속용 홀(hole)이 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 겸용 커튼 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 상부단자와 연결단자는 상기 기판에 형성된 접속용 홀에 대응되는 위치에 연결용 홀(hole)이 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 겸용 커튼 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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