KR101182580B1 - 정션박스 및 그를 구비하는 태양광 모듈 - Google Patents

Abstract

정션박스 및 그를 구비하는 태양광 모듈이 개시된다. 본 발명의 태양광 모듈은, 리본(ribbon)을 구비하는 모듈 본체; 및 본체부와, 본체부에 마련되어 리본과 용접되되 모듈 본체의 판면과 나란하게 배치되는 플랫 터미널(flat terminal)을 구비하는 정션박스를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 종래와 같은 정밀 제어 없이도 모듈 본체에 정션박스를 효과적으로 간편하게 배치시킬 수 있음은 물론 용접 시간을 현저하게 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 리본과 전기적으로 연결된 모듈 본체 쪽의 부품들에 열변형이 초래되는 현상을 감소시킬 수 있다.

Description

정션박스 및 그를 구비하는 태양광 모듈{Junction box and solar battery module having the same}

본 발명은, 정션박스 및 그를 구비하는 태양광 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종래와 같은 정밀 제어 없이도 모듈 본체에 정션박스를 효과적으로 간편하게 배치시킬 수 있음은 물론 용접 시간을 현저하게 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 리본과 전기적으로 연결된 모듈 본체 쪽의 부품들에 열변형이 초래되는 현상을 감소시킬 수 있는 정션박스 및 그를 구비하는 태양광 모듈에 관한 것이다.

석탄이나 석유와 같은 화학에너지의 고갈 및 화학에너지 사용에 따른 환경오염 문제로 인해 근자에 들어서는 대체에너지의 개발에 노력을 기울이고 있는데, 그 중에 하나가 태양에너지를 이용한 태양광 발전(Photo Voltaic)이다. 태양광 발전이라 함은 태양에너지(태양열 또는 태양광)를 전기에너지로 변환시키는 일련의 기술이다.

기본 원리에 대해 간략하게 살펴보면, p-n 접합 반도체로 구성된 태양 전지(solar cell)에 태양광이 조사되면 광 에너지에 의한 전자, 정공 쌍이 생겨나고, 전자와 양공이 이동하여 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과에 의해 기전력이 발생함으로써 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르는 결과를 이용한다.

이처럼 무한정, 무공해의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키기 위해서는 무엇보다도 태양광을 집광하기 위한 태양광 모듈(solar battery module)에 대한 기술 개발이 요구된다.

태양광 모듈의 생산 공정에 대해 간략하게 살펴본다. 우선 대략 정사각 혹은 직사각 형태의 다수의 셀(cell)이 공급되면, 다수의 셀을 몇 개씩 일렬로 배열한다. 다음, 일렬 배치된 다수의 셀(cell)을 양극(+) 및 음극(-)을 고려하면서 인접된 것끼리 다수의 셀 커넥터 리본으로 연결하여 하나의 묶음 단위의 스트링으로 만들고, 이 스트링을 판면 방향으로 여러 개 배열한 후 스트링들의 일측으로 노출된 셀 커넥터 리본들을 다수의 스트링 커넥터 리본으로 연결하여 모든 셀들이 통전되도록 함으로써 하나의 스트링 어셈블리를 제작한다.

그런 다음, 유리기판의 상면으로 방수막을 위한 제1 에바 시트(E.V.A sheet), 스트링 어셈블리, 제2 에바 시트, 그리고 백 시트(back sheet)를 차례로 배치하고 라미네이팅하여 태양전지판을 제작한다.

이후에, 태양전지판의 외곽에 프레임을 조립하여 모듈 본체(20a, 도 13 참조)를 만들고, 도 13처럼 모듈 본체(20a)의 외부로 일정 길이만큼 노출된 스트링 커넥터 리본(9a)들과 전기 커넥터로서의 정션박스(1000, junction box)의 터미널(1300)들을 상호간 해당하는 것끼리 전기적으로 용접하면서 정션박스(1000)를 조립함으로써 하나의 태양광 모듈(1a)이 완성된다.

간략하게 설명하였으나 하나의 태양광 모듈(1a)이 생산되기 까지는 수많은 공정들, 즉 해당 공정을 수행하는 다수의 장치 또는 시스템을 거쳐야 한다.

이처럼 다양하고 복잡한 장치 또는 시스템, 그리고 이들을 아우르는 설비를 갖추어야만 비로소 태양광 모듈(1a)을 생산할 수 있기 때문에 태양광 발전 산업이 차세대 산업으로서 중요하다고 인정되는 것에 반하여 쉽게 접근하거나 투자하기 어려운 것이 현실이다.

따라서 현재까지 보면, 태양광 모듈(1a)을 생산하기 위한 다양한 장치 또는 시스템에 대한 연구 활동이 지속될 뿐 태양광 모듈 생산 설비의 각종 장치 또는 시스템에 대해 공지된 기술은 많지 않다.

한편, 도 13을 참조하여 전술한 바와 같이, 태양광 모듈(1a)의 생산 공정에 보면 정션박스(1000)의 조립 공정이 있다.

정션박스(1000)의 조립 공정은, 모듈 본체(20a) 쪽의 세워진 리본(9a)에 정션박스(1000)의 세워진 터미널(1300)들을 상호간 나란하게 인접 배치시킨 다음, 집게 타입의 용접기가 리본(9a)과 터미널(1300)을 양쪽에서 집어 열과 압력을 가하면서 직접 용접시키는 방식(direct welding method)에 의해 리본(9a)과 터미널(1300)을 전기적으로 연결시키는 공정이다.

그런데, 이러한 종래기술의 경우, 리본(9a)과 터미널(1300) 모두가 세워진 형태에서 용접 작업이 진행되어야 하기 때문에, 모듈 본체(20a) 쪽에 정션박스(1000)를 배치시킬 때는 정션박스(1000)의 위치를 정밀하고 세밀하게 얼라인시키면서 배치시켜야 하며, 이에 따라 정밀 제어가 요구되는 문제점이 있다.

또한 종래기술의 경우에는 집게 타입의 용접기가 리본(9a)과 터미널(1300)을 양쪽에서 집어 용접하는 방식을 적용하고 있기 때문에, 총 4쌍의 리본(9a)과 터미널(1300)을 한번씩 순차적으로 용접할 수밖에 없으며, 이에 따라 용접 시간이 지연되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라 종래기술처럼 집게 타입의 용접기가 리본(9a)과 터미널(1300)을 양쪽에서 집어 용접하는 경우에는 리본(9a)과 터미널(1300) 쪽 모두에 열과 압력이 가해질 수밖에 없기 때문에 특히, 리본(9a)과 전기적으로 연결된 모듈 본체(20a) 쪽의 부품들에 열변형이 초래될 우려가 높은 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 종래와 같은 정밀 제어 없이도 모듈 본체에 정션박스를 효과적으로 간편하게 배치시킬 수 있음은 물론 용접 시간을 현저하게 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 리본과 전기적으로 연결된 모듈 본체 쪽의 부품들에 열변형이 초래되는 현상을 감소시킬 수 있는 정션박스 및 그를 구비하는 태양광 모듈을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 본체부; 및 상기 본체부에 마련되어 태양광 모듈의 모듈 본체에 마련되는 리본(ribbon)과 용접되되 상기 모듈 본체의 판면과 나란하게 배치되는 플랫 터미널(flat terminal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 정션박스에 의해 달성된다.

여기서, 상기 플랫 터미널과 상기 리본은 간접 용접 방식(indirect welding method)에 의해 상호 용접될 수 있다.

상기 본체부의 중앙 영역에는 판면을 관통하는 관통부가 더 형성될 수 있으며, 상기 플랫 터미널은 상기 관통부 내에 배치될 수 있다.

상기 관통부의 외곽을 둘러싸도록 상기 본체부에 결합되어 상기 플랫 터미널을 지지하며, 상기 본체부의 판면에 교차되는 방향으로 돌출되는 쉴드를 더 포함할 수 있다.

상기 플랫 터미널의 일측면에는 상기 리본과 접합될 때 접합성이 증가되도록 판면으로부터 돌출 형성되는 엠보싱(embossing) 돌기부가 더 마련될 수 있다.

상기 본체부의 일측에 마련되어 상기 본체부가 높이 방향을 따라 적층(stack)되는 것을 가이드하는 스태킹 가이드; 및 상기 본체부에 마련되며, 태양광 모듈의 출력량 측정을 위한 전기적인 측정 포인트를 형성하는 한 쌍의 어디션 플래싱 터미널(addition flashing terminal)을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 리본(ribbon)을 구비하는 모듈 본체; 및 본체부와, 상기 본체부에 마련되어 상기 리본과 용접되되 상기 모듈 본체의 판면과 나란하게 배치되는 플랫 터미널(flat terminal)을 구비하는 정션박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈에 의해서도 달성된다.

여기서, 상기 플랫 터미널과 상기 리본은 간접 용접 방식(indirect welding method)에 의해 상호 용접될 수 있다.

상기 정션박스의 본체부의 중앙 영역에는 판면을 관통하는 관통부가 더 형성될 수 있으며, 상기 플랫 터미널은 상기 관통부 내에 배치될 수 있다.

상기 정션박스는 상기 관통부의 외곽을 둘러싸도록 상기 본체부에 결합되어 상기 플랫 터미널을 지지하며, 상기 본체부의 판면에 교차되는 방향으로 돌출되는 쉴드를 더 포함할 수 있다.

상기 정션박스의 플랫 터미널의 일측면에는 상기 리본과 접합될 때 접합성이 증가되도록 판면으로부터 돌출 형성되는 엠보싱(embossing) 돌기부가 더 마련될 수 있다.

상기 정션박스는, 상기 본체부에 마련되며, 상기 본체부가 높이 방향을 따라 적층(stack)되는 것을 가이드하는 스태킹 가이드; 및 상기 본체부에 마련되며, 태양광 모듈의 출력량 측정을 위한 전기적인 측정 포인트를 형성하는 한 쌍의 어디션 플래싱 터미널(addition flashing terminal)을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래와 같은 정밀 제어 없이도 모듈 본체에 정션박스를 효과적으로 간편하게 배치시킬 수 있음은 물론 용접 시간을 현저하게 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 리본과 전기적으로 연결된 모듈 본체 쪽의 부품들에 열변형이 초래되는 현상을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈이 생산되는 과정을 단계적으로 도시한 사시도이다.
도 2의 (a) 및 (b)는 각각 라미네이팅 공정 전후의 태양전지판에 대한 단면 구조도이다.
도 3은 태양광 모듈의 모듈 본체에 대한 정면도이다.
도 4는 정션박스의 사시도이다.
도 5는 도 4의 부분 분해 사시도이다.
도 6은 정션박스의 음극 및 양극 프로텍티브 재킷의 사시도이다.
도 7 및 도 8은 각각 정션박스의 플랫 터미널이 용접되는 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 정션박스가 적재 공간의 적재테이블에 적재된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 태양광 모듈의 출력량을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 정션박스가 조립된 태양광 모듈 다수개가 연결된 상태의 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정션박스의 플랫 터미널이 용접되는 과정을 도시한 도면이다.
도 13은 종래기술에서 태양광 모듈의 모듈 본체에 정션박스가 조립되는 과정을 도시한 사시도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈이 생산되는 과정을 단계적으로 도시한 사시도이고, 도 2의 (a) 및 (b)는 각각 라미네이팅 공정 전후의 태양전지판에 대한 단면 구조도이며, 도 3은 태양광 모듈의 모듈 본체에 대한 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 태양광 모듈(1, 도 11 참조)의 생산 공정에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 태양광 모듈(1, 도 11 참조)이란 도 1 내지 도 3의 모듈 본체(20)와 모듈 본체(20)에 조립되는 정션박스(100, 도 11 참조)를 포함한다.

우선, 모듈 본체(20)에 대해 먼저 살펴본다. 도 1의 (a)와 같이 대략 정사각 혹은 직사각 형태의 셀(2, cell)을 도 1의 (b)와 같이 10개씩 일렬로 배열하고 일렬로 배열된 셀(2)들을 양극(+) 및 음극(-)을 고려하면서 인접된 것끼리 다수의 셀 커넥터 리본(3)으로 연결함으로써 하나의 묶음 단위의 스트링(4)을 만든다.

그런 다음, 도 1의 (c)와 같이 스트링(4)들을 판면 방향으로 6개 배열한 후, 스트링(4)들의 일측으로 노출된 셀 커넥터 리본(3)들을 다수의 스트링 커넥터 리본(5)으로 연결하여 60개의 셀(2)들이 상호 통전되도록 한 스트링 어셈블리(6)를 만든다.

다음, 도 2의 (a)처럼 유리기판(10)의 상면으로 방수막을 위한 제1 에바 시트(11, E.V.A sheet), 스트링 어셈블리(6), 제2 에바 시트(12), 그리고 백 시트(13, back sheet)를 차례로 배치하고, 라미네이팅하여 도 2의 (b)처럼 태양전지판(8)을 제작한다.

그런 다음에, 도 2의 (b)처럼 제1 및 제2 에바 시트(11, 12)의 일부가 태양전지판(8)의 측면으로 흘러내린 에바 시트 더미(8a, E.V.A sheet dummy)를 트리밍(trimming)한 후 최종적으로 태양전지판(8)의 외곽에 도 1 및 도 3처럼 프레임(7)을 조립함으로써 하나의 모듈 본체(20)가 완성된다.

모듈 본체(20)가 완성된 후에는 모듈 본체(20)에 정션박스(100)를 조립함으로써 하나의 태양광 모듈(1, 도 11 참조)이 완성된다.

본 실시예의 경우, 하나의 모듈 본체(20)에 총 60개의 셀(2)이 사용되며, 도 1의 (b)와 같이 스트링(4)의 제조 시 셀 커넥터 리본(3)은 3줄이 사용되고, 도 1의 (c)와 같이 스트링 어셈블리(6)의 제조 시 스트링 커넥터 리본(5)은 다른 길이로서 총 7개 사용되고 있다.

물론, 이는 하나의 실시예로 제조된 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 도시된 모듈 본체(20)의 형상에 제한될 필요는 없다. 즉 셀(2)의 개수 및 사이즈, 중앙 및 스트링 커넥터 리본(3,5)의 개수 및 사이즈 등은 상황에 따라 얼마든지 변경될 수 있는 것이다.

한편, 도 2처럼 태양전지판(8)을 제작하는 과정에서 스트링 어셈블리(6)의 스트링 커넥터 리본(5)들 중에서 일부(본 실시예의 경우는 4개임)가 노출된다. 외부로 노출되는 리본(9)들은 정션박스(100, junction box, 도 11 참조)의 조립 공정 시 정션박스(100)의 플랫 터미널(130, 도 4 참조)들과 해당하는 것끼리 전기적으로 연결(용접)된다.

여기서, 외부로 노출되는 리본(9)이란 별도로 제작되는 것이 아니라 스트링 커넥터 리본(5)의 일부이다. 다만, 외부로 노출되는 리본(9)이 플랫 터미널(130)과 용접되어 전기적으로 연결되기 때문에 참조부호를 달리 부여하였다. 자세히 후술하겠지만 리본(9)과 플랫 터미널(130)은 종래와 달리 간접 용접 방식에 의해 접합되어 상호 전기적으로 연결된다.

이처럼 모듈 본체(20)의 리본(9)들과 정션박스(100)의 플랫 터미널(130)들을 전기적으로 연결하면서 정션박스(100)까지 조립된 태양광 모듈의 출력량을 측정하는 플래싱(flashing) 공정까지 원활하게 진행되면 태양광 모듈(1)의 제작이 완료되는 것이다.

이하, 태양광 모듈(1)의 제조를 위해, 모듈 본체(20)에 전기적으로 연결되는 정션박스(100)의 구조에 대해 도 4 내지 도 9를 참조하여 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 정션박스의 사시도이고, 도 5는 도 4의 부분 분해 사시도이며, 도 6은 정션박스의 음극 및 양극 프로텍티브 재킷의 사시도이고, 도 7 및 도 8은 각각 정션박스의 플랫 터미널이 용접되는 과정을 도시한 도면이며, 도 9는 정션박스가 적재 공간의 적재테이블에 적재된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 정션박스(100)는, 본체부(110)와, 본체부(110)에 마련되어 태양광 모듈(1)의 모듈 본체(20)에 마련되는 리본(9, ribbon)과 용접되되 모듈 본체(20)의 판면과 나란하게 배치되는 플랫 터미널(130, flat terminal)을 포함한다.

본체부(110)는 일정한 두께를 갖는 판상체의 플레이트(plate)의 형태로 마련되며, 중앙 영역에는 관통부(110a)가 형성된다. 관통부(110a) 영역에 다수의 플랫 터미널(130)이 수평 상태로 배치된다.

관통부(110a) 영역에는 다수의 플랫 터미널(130)을 둘러싸는 벽 형태의 쉴드(111)가 마련된다. 추후 플래싱 공정이 완료되고 나면 쉴드(111)의 내부는 실링재로 충전될 수 있으며, 이러한 경우 관통부(110a) 영역은 외부에 대하여 완전 밀봉된다.

본체부(110)의 양측에는 상호 대칭되도록 한 쌍의 단자(115)가 마련된다. 각각의 단자(115)에는 케이블(182, 도 10 참조)의 일단부가 연결되며, 케이블(182)의 타단부는 프로텍티브 재킷(160, 170)과 전기적으로 연결되는 케이블 커넥터(180a, 180b)에 연결된다.

플랫 터미널(130)은 본체부(110) 상면에 마련되되 본체부(110) 판면에 나란한 방향, 다시 말해 수평 상태로 배치된다. 전술한 바와 같이 모듈 본체(20) 쪽의 리본(9)이 4개 마련되기 때문에 플랫 터미널(130)도 리본(9)과 마찬가지로 4개가 마련된다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없다.

플랫 터미널(130)은 관통부(110a) 영역에서 본체부(110)의 상면에 접촉 지지된다. 플랫 터미널(130)의 일단은 쉴드(111)로부터 연장되고 타단은 관통부(110a)의 중앙 영역에 자유단으로 마련된다. 이러한 플랫 터미널(130)은 쉴드(111)와 연결되면서 쉴드(111)의 내측에 배치됨으로써 평상 시 쉴드(111)로부터 보호된다.

플랫 터미널(130)의 일측 상부 표면에는 상방을 향해 돌출된 엠보싱(embossing) 돌기부(131)가 형성된다. 엠보싱 돌기부(131)는 리본(9)과 접합될 때 접합면적을 증가시켜 접합성이 향상되도록 하는 역할을 한다.

플랫 터미널(130)은 한 쌍의 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)과 상호 전기적으로 통전된다. 이를 위해, 도면에 도시하지는 않았지만, 본체부(110)의 내부에는 이들을 통전시켜 전류가 흐를 수 있도록 하는 수단으로서 다수의 전극(미도시)과, 전극들 사이에 배치되어 전류의 선택 흐름을 유도하는 다이오드(미도시)가 마련된 회로가 갖춰진다.

플랫 터미널(130)은 도 7 및 도 8처럼 리본(9)과 간접 용접 방식(indirect welding method)에 의해 상호 용접된다. 즉 종래기술의 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 집게 타입의 용접기가 리본(9a)과 터미널(1300)을 양쪽에서 집어 용접하는 소위, 직접 용접 방식(direct welding method)을 적용하여 왔기 때문에, 정션박스(1000)의 배치와 관련된 정밀 제어가 요구될 뿐만 아니라 용접 시간이 지연되고, 특히 리본(9a)과 전기적으로 연결된 모듈 본체(20a) 쪽의 부품들에 열변형이 초래될 우려가 높은 문제점이 있었다.

하지만, 본 실시예의 경우, 도 8의 화살표 A, B처럼 하방으로 향하는 용접 방식인 간접 용접 방식을 적용하고 있기 때문에 설사 정션박스(100)의 위치가 약간 틀어진다 하더라도 용접이 가능하므로 정션박스(100)의 배치와 관련된 정밀 제어가 필요 없으며, 또한 모든 플랫 터미널(130)에 대하여 한번에 용접이 가능하기 때문에 용접 시간이 단축될 수 있다. 또한 종래처럼 집게형 용접 방식이 아니기 때문에, 리본(9)과 전기적으로 연결된 모듈 본체(20) 쪽의 부품들에 열변형이 초래되는 현상을 종래보다 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 정션박스(100)의 본체부(110)에는 도 4, 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 쉴드(111)를 기준으로 상호 대칭되며 쉴드(111)와 동일한 방향으로 돌출되어 한 쌍으로 마련되는 핸들링 파지부(118)와, 본체부(110)가 높이 방향을 따라 적층(stack)되는 것을 가이드하는 스태킹 가이드(121)가 마련된다.

핸들링 파지부(118)는 모듈 본체(20)에 정션박스(100)를 조립할 때, 별도로 제작된 정션박스(100)를 모듈 본체(20) 상에 옮기기 위해 로봇(robot)이 파지하는 부분으로 활용될 수 있다.

도면에는 핸들링 파지부(118)가 한글 "ㄱ"자 형상으로 제작되어 있지만 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한될 필요는 없다. 이러한 핸들링 파지부(118)는 본체부(110) 상의 프로텍티브 재킷(160, 170)에 인접된 영역에 배치된다.

핸들링 파지부(118)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 본체부(110)와 연결되는 핸들링 파지몸체(119)와, 핸들링 파지몸체(119)의 상단부에서 핸들링 파지몸체(119)로부터 절곡 연장되는 핸들링 파지플랜지(120)를 포함한다.

이때, 핸들링 파지몸체(119)에 비해 핸들링 파지플랜지(120)의 단면 면적이 상대적으로 크게 형성되기 때문에, 로봇(미도시)이 파지할 때 비교적 용이하게 파지할 수 있다.

그리고 본체부(110)의 판면에 대해 핸들링 파지부(118)의 최상단 높이가 본체부(110)의 다른 구성보다 상대적으로 높게 형성될 수 있는데, 이러한 경우, 본체부(110)가 도 9처럼 수직 방향으로 차례대로 적층될 때, 상방에서 적층되는 다른 본체부(110)와 이격 거리를 확보할 수 있다.

이와 같은 구성의 핸들링 파지부(118)를 통해, 정션박스(100)가 적재된 적재 공간의 적재테이블(124)로부터 정션박스(100)를 모듈 본체(20) 상에 용이하게 이송할 수 있는 장점이 있다.

스태킹 가이드(121)는 도 9를 참조하면, 정션박스(100)를 모듈 본체(20)에 설치하기 전에 본체부(110)를 적재 공간에 순차적으로 적층(stack)시키는 역할을 한다. 또한 적재 공간에 적층되어 있는 다수의 정션박스(100)로부터 하나의 정션박스(100)를 쉽게 분리하여 정션박스(100)의 조립 공정으로 공급될 수 있도록 하는 역할도 한다.

이러한 스태킹 가이드(121)는 본체부(110)의 모서리 영역에서 상호 대칭되게 한 쌍으로 마련된다. 그리고 스태킹 가이드(121)는 상방으로 갈수록 직경이 좁아지는 절두원추 형상을 가지며, 스태킹 가이드(121)의 내부에는 적재테이블(124) 상에서 본체부(110)를 가이드하는 가이드 바아(123)가 통과되는 가이드홀(122, 도 4 참조)이 형성된다. 가이드홀(122)의 직경은 적어도 가이드 바아(123)의 직경보다는 크게 제작되며, 가이드홀(122)은 본체부(110)를 관통하도록 형성된다.

이와 같은 스태킹 가이드(121)에 의해 다수의 정션박스(100)는 도 9처럼 적재테이블(124) 상의 가이드 바아(123)에 순차적으로 또한 일률적으로 적재될 수 있으며, 사용 시에는 핸들링 파지부(118)에 의해 로봇이 정션박스(100)를 쉽게 핸들링할 수 있게 된다.

한편, 본 실시예의 정션박스(100)는, 본체부(110)에 마련되며, 태양광 모듈(1)의 출력량 측정을 위한 전기적인 측정 포인트를 형성하는 한 쌍의 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b, addition flashing terminal)과, 본체부(110)에 형성되는 한 쌍의 단자(115)와 케이블(182, 도 10 참조)에 의해 대응되는 것끼리 전기적으로 연결되는 한 쌍의 케이블 커넥터(180a, 180b)와, 한 쌍의 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)과 한 쌍의 케이블 커넥터(180a, 180b)에 하나씩 대응되게 마련되어 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)을 보호하며, 케이블 커넥터(180a, 180b)와 연결되어 본체부(110)에 착탈 가능하게 조립되는 프로텍티브 재킷(160, 170, protective jacket)을 포함한다.

후술하겠지만, 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)은 플래싱 공정을 수행할 때 플래싱 공정상의 편의를 도모하기 위하여 정션박스(100)에 마련되는 하나의 측정 포인트이므로 본 실시예의 정션박스(100)에 반드시 형성되어야 하는 것은 아니다.

다시 말해, 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)이 마련되면 플래싱 공정이 보다 원활하게 진행될 수 있어 유리한 측면이 있지만 이러한 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)이 갖춰지지 않은 정션박스(미도시)일지라도 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다. 이하의 실시예에서는 도면에 도시된 것처럼 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)이 마련된 정션박스(100)에 대해 설명하도록 한다.

어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)은 플랫 터미널(130)과 전기적으로 연결되어 태양광 모듈(1)의 출력량 측정을 위한 전기적인 측정 포인트 일종의 단자를 형성하는 역할을 한다. 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)은 쉴드(111) 외측에 배치되어 외부에 노출되게 마련된다.

본 실시예에서 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)은 통전 소재의 재질로 형성된다. 또한 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)은 음극과 양극의 두 개가 한 쌍으로 마련되고 이들 각각이 모듈 본체(20)의 출력량을 측정할 수 있는 출력량 측정장치(T, 도 10 참조)와 연결되어 플래싱 공정을 수행할 수 있다.

본 실시예에서 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)은 프로텍티브 재킷(160, 170)과 연결되어 프로텍티브 재킷(160, 170)과 한 몸체를 형성하고 있으나, 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)과 프로텍티브 재킷(160, 170)을 별개의 단품으로 개별 제작하고 이들을 상호 전기적으로 연결시킬 수도 있을 것이다.

한 쌍의 프로텍티브 재킷(160, 170)은 그 일측이 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)과 통전되고, 타측은 케이블 커넥터(180a, 180b)와 전기적으로 연결된다. 이에 따라 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)에 공급된 전류가 케이블 커넥터(180a, 180b)에 연결된 케이블(182, 도 10 참조)을 통해 흐를 수 있다.

이러한 프로텍티브 재킷(160, 170)은 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)과 마찬가지로 한 쌍으로 마련된다.

즉 프로텍티브 재킷(160, 170)은, 음극 어디션 플래싱 터미널(150a)과 음극 케이블 커넥터(180a) 사이에서 음극 어디션 플래싱 터미널(150a)과 음극 케이블 커넥터(180a)를 연결하는 음극 프로텍티브 재킷(160)과, 양극 어디션 플래싱 터미널(150b)과 양극 케이블 커넥터(180b) 사이에서 양극 어디션 플래싱 터미널(150b)과 양극 케이블 커넥터(180b)를 연결하는 양극 프로텍티브 재킷(170)을 포함한다.

음극 프로텍티브 재킷(160)과 양극 프로텍티브 재킷(170)은, 음극 케이블 커넥터(180a)와 양극 케이블 커넥터(180b)와의 접속을 위해 그 형상만이 서로 상이하게 마련될 뿐 그 기능은 동일하다.

음극 프로텍티브 재킷(160)은 음극 어디션 플래싱 터미널(150a)과 연결되는 음극 재킷 몸체(162)와, 음극 재킷 몸체(162)에 연결되어 음극 재킷 몸체(162)와 하나의 몸체를 형성하며, 일측에서 음극 케이블 커넥터(180b)가 접속되는 음극 재킷 플랜지(165)를 포함한다.

음극 재킷 몸체(162)에는 축심을 따라 음극 관통홀(164)이 형성된다. 음극 재킷 몸체(162)의 내부에는 도시하지는 않았지만 케이블 커넥터(180a, 180b)와 전기적으로 연결되는 전기소자가 마련된다.

음극 재킷 몸체(162)의 외면에는 본체부(110)에 결합시키는 한 쌍의 음극 결합후크(163)가 마련된다. 음극 결합후크(163)는 집게 형상으로 마련되어 음극 프로텍티브 재킷(160)을 정션박스(100)의 본체부(110)에 용이하게 고정시킬 수 있도록 한다. 음극 재킷 몸체(162)의 일단부에는 음극 어디션 플래싱 터미널(150a)이 연결된다.

음극 재킷 플랜지(165)는 음극 재킷 몸체(162)로부터 일측으로 연장되어 형성된다. 그리고 음극 재킷 몸체(162)와 음극 재킷 플랜지(165)에는 음극 재킷 몸체(162)와 음극 재킷 플랜지(165)의 축심을 따라 음극 관통홀(164)이 형성되어 있다.

음극 재킷 플랜지(165)에는 음극 케이블 커넥터(180a)의 케이블 연결후크(183)를 수용하는 케이블 연결 후크공(166)이 마련된다. 본 실시예에서는 케이블 연결후크(183)가 좌우에 2개 마련되며, 이에 대응되어 케이블 연결 후크공(166)도 2개 마련된다. 하지만, 본 발명의 권리범위가 이에 제한될 필요는 없으며, 케이블 커넥터(180a)와 프로텍티브 재킷(160)을 상호 결합시키는 방식이라면 케이블 연결 후크공(166)의 개수 또는 그 형상은 본 실시예에 한정될 필요는 없다.

양극 프로텍티브 재킷(170)은 음극 프로텍티브 재킷(160)과 마찬가지로 케이블 커넥터(180a, 180b)와 연결시키는 기능은 동일하며, 단지 그 형상만이 상이하다. 이러한 양극 프로텍티브 재킷(170)은 양극 재킷 몸체(172)와, 양극 재킷 몸체(172)로부터 길이 연장되어 양극 케이블 커넥터(180b)가 접속되는 양극 재킷 플랜지(175)를 포함한다.

양극 재킷 몸체(172)의 외면에도 음극 재킷 몸체(172)와 마찬가지로, 양극 프로텍티브 재킷(170)을 본체부(110)에 결합시키는 한 쌍의 양극 결합후크(173)가 마련된다. 양극 결합후크(173)를 통해서 양극 프로텍티브 재킷(170)이 용이하게 본체부(110)에 결합될 수 있다.

양극 재킷 플랜지(175)는 대략 원형 단면 형상을 가지며, 단면의 직경이 양극 재킷 몸체(172)에 비해 상대적으로 작게 형성될 수 있다. 양극 재킷 몸체(172)와 양극 재킷 플랜지(175)에는 축심을 따라 양극 관통홀(174)이 형성되어 있으며, 내부에 마련되는 전기 소자들이 상호 결합되어 전기적으로 연결되게 된다.

이와 같은 구성으로 마련되는 프로텍티브 재킷(160, 170)은, 음극 및 양극 관통홀(164, 174)로 케이블 커넥터(180a, 180b)가 수용 결합되기 때문에 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)을 일정부분 보호할 수 있을 뿐만 아니라 케이블 커넥터(180a, 180b)를 본체부(110)에 용이하게 결합시킬 수 있다. 따라서 프로텍티브 재킷(160, 170)이 분리된 상태로 관리 보관할 수도 있고, 혹은 이송 중이나 연결 중에 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)을 비롯하여 케이블 커넥터(180a, 180b)의 단부 쪽에 먼지나 이물질이 침입하는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

케이블 커넥터(180a, 180b)는 도 5에 도시된 바와 같이, 극에 따라 각각 그 형상이 다르게 마련된다. 음극 케이블 커넥터(180a)와 달리 양극 케이블 커넥터(180b)에는 양극 커넥터 연결부(181)가 더 마련될 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 정션박스(100)를 모듈 본체(20)에 조립하는 과정에 대해 설명하기로 한다.

우선, 도 9에 도시된 적재테이블(124) 상에 적재된 정션박스(100)를 이송하여 모듈 본체(20)의 유리기판(10, 2 참조)이 마련된 면과 반대되는 면에 배치한다.

모듈 본체(20)와는 별도로 제작되는 정션박스(100)를 모듈 본체(20) 상으로 옮길 때에는 정션박스(100)에 마련된 핸들링 파지부(118)를 이용하여 이송시킨다.

이때는 도 7처럼 리본(9)이 정션박스(100)의 플랫 터미널(130)에 인접하게 배치되도록 한다. 이때, 정션박스의 관통부(110a)는 리본(9)이 노출되는 간격에 대응되게 구성되어 있기 때문에 정션박스(100)를 정위치에 배치시키기만 하면 플랫 터미널(130)이 리본(9)에 근접될 수 있다. 특히, 이러한 배치 시 종래처럼 정밀 제어는 필요가 없기 때문에 효과적이다.

플랫 터미널(130)의 상부면에 리본(9)이 배치되면, 도 8처럼 리본(9)을 일부 절곡시키고, 이어 도 8의 A 지점과 B 지점을 화살표 방향으로 열가압함으로써, 즉 한 쪽에서의 열가압에 따른 간접 용접 방식을 적용함으로써 플랫 터미널(130)과 리본(9)이 상호 용접될 수 있게 된다.

이에 따라, 용접 시간을 현저하게 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 리본(9)과 전기적으로 연결된 모듈 본체(20) 쪽의 부품들에 열변형이 초래되는 현상을 감소시킬 수 있게 된다.

플랫 터미널(130)과 리본(9)이 용접되면 정션박스(100)를 모듈 본체(20)에 고정시키는 작업을 수행하면, 정션박스를 모듈 본체(20)에 조립하는 공정이 완료된다.

위와 같이 정션박스(100)의 조립이 완료되면 플래싱 공정이 수행된다. 플래싱 공정은 조립된 태양광 모듈(1)의 출력량을 측정 및 테스트하여 분류하는 공정을 말한다.

도 10은 태양광 모듈의 출력량을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

플래싱 공정 순서를 간단히 설명하면, 먼저, 도 10처럼 별도의 출력량 측정장치(T)를 마련하고 출력량 측정장치(T)를 정션박스(100)의 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)과 연결시킨다. 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)은 두 개이기 때문에 음극과 양극에 각각 출력량 측정장치(T)의 단자를 연결시키면 된다.

다음으로, 태양광 모듈(1)에 제논 램프(미도시, xenon lamp)를 통해 인공 태양광을 비추는 플래싱(flashing)을 하게 된다. 이에 따라 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)의 음극 및 양극 단자를 통해 전류와 전압이 흐르게 된다. 이들 출력량을 측정하여 태양광 모듈(1)을 등급별로 분류시킨다.

이와 같이, 정션박스(100) 내에 마련되는 어디션 플래싱 터미널(150a, 150b)을 통해 간편하게 출력량을 측정할 수 있는 장점이 있다.

이와 같은 구성을 통해 제작되는 태양광 모듈(1)은 비교적 대지 면적이 넓은 장소에 적게는 수십 개에서 많게는 수백 개가 설치된다. 이처럼 다수의 태양광 모듈(1)이 설치되면 각각의 태양광 모듈(1)이 저장하는 태양에너지를 전기에너지로 바꾸기 위해 다수의 태양광 모듈(1)이 전기적으로 연결되어야 한다.

도 11은 정션박스가 조립된 태양광 모듈 다수개가 연결된 상태의 사시도이다.

먼저, 다수의 태양광 모듈(1)을 직렬 연결시키는 구성을 살펴보면, 도 11에 도시된 바와 같이, 하나의 태양광 모듈(1)에서 음극 단자에 연결된 케이블(182)은 바로 이웃하는 태양광 모듈(1)의 양극 단자에 연결되고, 하나의 태양광 모듈(1)의 양극 단자에 연결된 케이블(182)은 이웃된 다른 하나의 태양광 모듈(1)의 음극 단자에 연결된다.

이러한 방식으로 이웃하는 태양광 모듈(1)을 순차적으로 연결하여 일렬로 배치시킨 다음, 일단에 배치되는 태양광 모듈(1)의 음극 단자에 연결된 케이블(182)과 다른 일단의 태양광 모듈(1)의 양극 단자의 케이블(182)을 전기발전기(G)에 연결시켜 직렬 구성을 제작하게 된다.

물론, 하나의 태양광 모듈(1)에서 음극 단자에 연결된 케이블(182)을 이웃된 다른 하나의 태양광 모듈(미도시)의 양극 프로텍티브 재킷(170)과 연결시키고, 하나의 태양광 모듈(1)에서 양극 단자(115a)에 연결된 케이블(182)을 이웃된 다른 하나의 태양광 모듈(미도시)의 음극 프로텍티브 재킷(160)에 결합되는 방식으로 직렬 구성을 할 수도 있을 것이다.

이러한 직렬 구성과 달리, 다수의 태양광 모듈(1)을 병렬 구성할 수도 있는데, 이때는, 하나의 태양광 모듈(1)의 음극 단자에 연결된 케이블(182)은 평면상에서 볼 때 아래에 배치되는 태양광 모듈(미도시)의 음극 단자에 연결되고, 하나의 태양광 모듈(1)의 양극 단자에 연결된 케이블(182)은 평면상에서 볼 때 아래에 배치되는 태양광 모듈(미도시)의 양극 단자에 연결되도록 하여, 병렬 구성을 할 수도 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 종래와 같은 정밀 제어 없이도 모듈 본체(20)에 정션박스(100)를 효과적으로 간편하게 배치시킬 수 있음은 물론 용접 시간을 현저하게 단축시킬 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 리본(9)과 전기적으로 연결된 모듈 본체(20) 쪽의 부품들에 열변형이 초래되는 현상을 감소시킬 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정션박스의 플랫 터미널이 용접되는 과정을 도시한 도면이다.

본 실시예의 플랫 터미널(130)은 전술한 실시예처럼 일측 상부 표면에 상방을 향해 돌출된 엠보싱(embossing) 돌기부(131, 도 7 및 도 8 참조)가 없는 형태의 플랫 터미널(130)이며, 이러한 플랫 터미널(130)이 적용되더라도 본 발명의 효과를 제공할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1: 태양광 모듈 20: 모듈 본체
100: 정션박스 110: 본체부
111: 쉴드 118 : 핸들링 파지부
121 : 스태킹 가이드 130 : 플랫 터미널
131 : 엠보싱 돌기부 150a, 150b : 어디션 플래싱 터미널
160 : 음극 프로텍티브 재킷 162 : 음극 재킷 몸체
163 : 음극 결합후크 165 : 음극 재킷 플랜지
170 : 양극 프로텍티브 재킷 172 : 양극 재킷 몸체
175 : 양극 재킷 플랜지 180a, 180b : 양극 및 음극 케이블 커넥터
181 : 양극 커넥터 연결부 182 : 케이블
183 : 케이블 연결후크

Claims (12)

1. 본체부;
   상기 본체부에 마련되어 태양광 모듈의 모듈 본체에 마련되는 리본(ribbon)과 용접되되 상기 모듈 본체의 판면과 나란하게 배치되는 플랫 터미널(flat terminal);
   상기 본체부의 일측에 마련되어 상기 본체부가 높이 방향을 따라 적층(stack)되는 것을 가이드하는 스태킹 가이드; 및
   상기 본체부에 마련되며, 태양광 모듈의 출력량 측정을 위한 전기적인 측정 포인트를 형성하는 한 쌍의 어디션 플래싱 터미널(addition flashing terminal)을 포함하는 것을 특징으로 하는 정션박스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플랫 터미널과 상기 리본은 간접 용접 방식(indirect welding method)에 의해 상호 용접되는 것을 특징으로 하는 정션박스.
3. 제1항에 있어서,
   상기 본체부의 중앙 영역에는 판면을 관통하는 관통부가 더 형성되며,
   상기 플랫 터미널은 상기 관통부 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 정션박스.
4. 제3항에 있어서,
   상기 관통부의 외곽을 둘러싸도록 상기 본체부에 결합되어 상기 플랫 터미널을 지지하며, 상기 본체부의 판면에 교차되는 방향으로 돌출되는 쉴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정션박스.
5. 제1항에 있어서,
   상기 플랫 터미널의 일측면에는 상기 리본과 접합될 때 접합성이 증가되도록 판면으로부터 돌출 형성되는 엠보싱(embossing) 돌기부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 정션박스.
6. 삭제
7. 리본(ribbon)을 구비하는 모듈 본체; 및
   본체부와, 상기 본체부에 마련되어 상기 리본과 용접되되 상기 모듈 본체의 판면과 나란하게 배치되는 플랫 터미널(flat terminal)과, 상기 본체부에 마련되며, 상기 본체부가 높이 방향을 따라 적층(stack)되는 것을 가이드하는 스태킹 가이드와, 상기 본체부에 마련되며, 태양광 모듈의 출력량 측정을 위한 전기적인 측정 포인트를 형성하는 한 쌍의 어디션 플래싱 터미널(addition flashing terminal)를 구비하는 정션박스를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
8. 제7항에 있어서,
   상기 플랫 터미널과 상기 리본은 간접 용접 방식(indirect welding method)에 의해 상호 용접되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
9. 제7항에 있어서,
   상기 정션박스의 본체부의 중앙 영역에는 판면을 관통하는 관통부가 더 형성되며,
   상기 플랫 터미널은 상기 관통부 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
10. 제9항에 있어서,
    상기 정션박스는 상기 관통부의 외곽을 둘러싸도록 상기 본체부에 결합되어 상기 플랫 터미널을 지지하며, 상기 본체부의 판면에 교차되는 방향으로 돌출되는 쉴드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
11. 제7항에 있어서,
    상기 정션박스의 플랫 터미널의 일측면에는 상기 리본과 접합될 때 접합성이 증가되도록 판면으로부터 돌출 형성되는 엠보싱(embossing) 돌기부가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
12. 삭제

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