KR101189360B1 - 태양전지 모듈 - Google Patents

Abstract

일 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상부 및 하부 보호기판과, 상기 상부 보호기판과 하부 보호기판 사이에 구비된 다수의 태양전지 패널을 포함한다.
상기와 같은 발명은 태양전지 패널에 수광부 및 비수광부를 교차 형성하고 이를 슬라이딩되도록 구성함으로써, 태양광의 채광 면적을 가변시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

태양전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}

실시예는 태양전지 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 에너지 및 환경 문제로 인하여 태양전지에 대한 관심이 고조되고 있으며, 특히 건축물의 외벽에 사용할 수 있는 건물 일체형 태양전지 모듈(BIPV)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

태양전지 모듈은 전력을 안정적으로 생산하여 공급해야 하는 전제 조건에 의해 양호한 태양광의 일사 조건이 우선되며 태양전지 모듈의 설치 면적 확보 및 설치의 용이성, 그림자의 간섭 정도, 전력간선과의 설치성 등의 조건을 만족하여야 한다.

하지만, 상기와 같은 종래 태양전지 모듈은 모듈 제작 시 고정 형성되기 때문에 입사되는 태양광의 양에 따라 채광 면적을 가변시키기 어려우며, 이에 의해 태양전지 모듈의 효율이 떨어지는 문제점이 발생된다.

실시예는 태양전지 모듈의 채광 효율성을 높이기 위한 태양전지 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

일 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상부 및 하부 보호기판과, 상기 상부 보호기판과 하부 보호기판 사이에 구비된 태양전지 패널을 포함한다.

실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널에 수광부 및 비수광부를 교차 형성하고 이를 슬라이딩되도록 구성함으로써, 태양광의 채광 면적을 가변시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 슬라이딩 가능한 태양전지 패널이 구비된 태양전지 모듈을 나타낸 개략 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 태양전지 패널의 가변되는 위치에 따라 태양광의 투과율을 설명하기 위한 개략 사시도. 및
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 변형 예를 나타낸 개략 사시도.

실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 배선, 전지, 장치, 면 또는 패턴 등이 각 패턴, 배선, 전지, 면 또는 패턴 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 슬라이딩 가능한 태양전지 패널이 구비된 태양전지 모듈을 나타낸 개략 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 태양전지 패널의 가변되는 위치에 따라 태양광의 투과율을 설명하기 위한 개략 사시도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 변형 예를 나타낸 개략 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 상부 보호기판(100) 및 하부 보호기판(200)과, 상기 상부 보호기판(100)과 하부 보호기판(200) 사이에 구비된 태양전지 패널(300, 400)과, 상기 태양전지 패널(300, 400)을 슬라이딩시키는 구동부(500)를 포함한다. 여기서, 상부 보호기판(100), 하부 보호기판(200) 및 태양전지 패널(300, 400)은 프레임(700)에 의해 결합될 수 있다.

상부 보호기판(100)은 사각의 플레이트 형상으로 형성되며, 외부 충격 예컨대, 풍압, 우박, 적설 하중 등의 충격에도 견딜 수 있도록 충분한 강도를 가지는 강화 유리로 형성될 수 있다. 이를 위해 상부 보호기판(100)은 파손 시 조각으로 깨어지지 않도록 단위 면적당 깨진 파편의 개수가 일정 수치 이상인 것이 바람직하다.

상부 보호기판(100)으로는 태양전지로 입사되어 반사된 태양광이 방출되지 않도록 철분 요소가 제거되거나 저철분의 강화 유리가 바람직하며, 상부 보호기판(100)의 일측면에는 엠보싱 처리를 할 수 있다.

상부 보호기판(100)의 하부에는 상부 보호기판(100)과 이격되는 하부 보호기판(200)이 구비되며, 하부 보호기판(200)은 상부 보호기판(100)의 크기 및 재질과 동일하도록 형성하도록 형성될 수 있다.

상부 보호기판(100)과 하부 보호기판(200) 사이에는 본 발명에 따른 태양전지 패널(300, 400)이 구비되며, 태양전지 패널(300, 400)은 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 역할을 한다. 여기서, 본 발명에 태양전지 패널(300, 400)은 일 방향으로 슬라이딩되도록 형성되며, 이를 위해 태양전지 패널(300, 400)은 보호기판(100, 200)의 크기보다 작은 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 태양전지 패널은 제1 태양전지 패널(300)과 제2 태양전지 패널(400)을 포함하며, 제1 태양전지 패널(300)과 제2 태양전지 패널(400)은 상하로 이격되어 구비될 수 있다.

제1 태양전지 패널(300)과 제2 태양전지 패널(400)의 일면에는 수광면(300, 420)과 비수광면(340, 440)이 교차되어 형성될 수 있다. 수광면(320, 420)은 태양전지 셀이 형성된 영역으로서, 태양전지 셀은 효율과 내구성이 우수한 CIGS계 태양전지 셀이 사용될 수 있다. 여기서, 수광면(320, 420)에는 하나의 CIGS계 태양전지 셀이 구비되거나, 다수개의 CIGS계 태양전지 셀이 구비되어 수광면(320, 420)을 이룰 수 있다.

제2 태양전지 패널(400)에 형성된 수광면(420)은 제1 태양전지 패널(300)에 형성된 비수광면(340)의 위치와 대응되도록 형성될 수 있으며, 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400)에 형성된 수광면(320, 420)과 비수광면(340, 440)의 개수는 한정되지 않는다.

상기에서는 태양전지 패널을 2개의 태양전지 패널로 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 3개 이상의 태양전지 패널로 형성할 수 있음은 물론이다.

제1 태양전지 패널(300)과 제2 태양전지 패널(400)의 일측에는 제1 태양전지 패널(300)과 제2 태양전지 패널(400)을 Y축 방향으로 이동시키기 위한 구동부(500)가 각각 연결된다. 구동부(500)로는 구동 모터가 사용될 수 있으며, 구동 모터가 태양전지 패널(300, 400)과 연결되도록 샤프트와 같은 연결 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기에서는 구동부(500)가 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400) 모두에 연결되었으나, 이에 한정되지 않고 제1 태양전지 패널(300) 또는 제2 태양전지 패널(400) 중 어느 하나에 연결될 수 있음은 물론이다.

제1 태양전지 패널(300)의 양측에는 제1 태양전지 패널(300)이 Y축 방향으로 슬라이딩될 시 Y축 방향으로 가이드 하는 가이드 부재(600)가 더 구비될 수 있다. 가이드 부재(600)는 단면이 'ㄷ'자 형상으로 형성되며, 제1 태양전지 패널(300)의 이동 방향을 향해 일방향으로 연장되어 형성된다.

상기와 같은 가이드 부재(600)는 이후 설명된 프레임(800)의 내측에 고정되어 형성될 수 있으며, 프레임(800)과 별도로 고정 설치될 수 있다.

제1 태양전지 패널(300)은 가이드 부재(600)에 결합되어 가이드 부재(600)를 따라 Y축 방향으로 이동되며, 제1 태양전지 패널(300)이 가이드 부재(600)에 결합되도록 제1 태양전지 패널(300)의 양측면에는 결합부(700)가 더 형성될 수 있다.

결합부(700)는 가이드 부재(600)의 'ㄷ' 자 형상의 홈에 끼워질 수 있도록 가이드 부재(600)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 이러한 결합부(700)는 제1 태양전지 패널(300)의 양측을 따라 연장 형성될 수 있다. 이로부터 제1 태양전지 패널(300)은 가이드 부재(600)에 결합될 수 있으며, 가이드 부재(600)를 따라 안정적으로 슬라이딩될 수 있다.

상기에서는 결합부(700)를 제1 태양전지 패널(300)의 양측에 긴 바 형상으로 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 제1 태양전지 패널(300)의 양측을 따라 다수개로 이격되도록 분할하여 형성될 수도 있다.

이와 마찬가지로, 제2 태양전지 패널(400)도 상기에서 설명된 바와 같은 결합부와 가이드 부재의 결합에 의해 Y축 방향으로 이동될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 태양전지 패널과 제2 태양전지 패널이 슬라이딩되지 않은 상태일 경우, 제1 태양전지 패널(300)의 수광면(320)과 제2 태양전지 패널(400)의 비수광면(440)은 대응되는 위치에 형성되며, 제1 태양전지 패널(300)의 비수광면(340)은 제2 태양전지 패널(400)의 수광면(420)과 대응되는 위치에 형성된다. 이로 인해, 태양광은 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400)의 비수광면(340, 440)에 의해 투과율이 0% 인 상태가 된다.

반면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 태양전지 패널(400)이 Y축 방향으로 슬라이딩 되었을 경우, 제2 태양전지 패널(400)의 수광면(420)은 제1 태양전지 패널(300)의 수광면(320)의 위치에 대응되어 형성되고, 제2 태양전지 패널(400)의 비수광면(440)은 제1 태양전지 패널(300)의 비수광면(340)의 위치에 대응되어 형성될 수 있다. 이로 인해 태양광은 수광면(320, 420)을 따라 투과할 수 있으며, 투과율이 50% 상태를 유지할 수 있다.

상기에서는 제2 태양전지 패널(400)을 슬라이딩시켜 태양광의 투과율을 가변시켰으나, 제1 태양전지 패널(300)을 슬라이딩시킬 수 있음은 물론이다. 또한, 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400)을 동시에 슬라이딩시킬 수 있다.

상기에서는 제1 태양전지 패널(300)과 제2 태양전지 패널(400)을 사용하여 투과율을 조절하였지만, 3개 이상의 태양전지 패널을 사용할 경우, 좀 더 세밀하게 태양광의 투과율을 가변시킬 수 있음은 물론이다.

상기에서는 제2 태양전지 패널(400)을 Y축으로 슬라이딩시켰으나, 이에 한정되지 않고, -Y축 방향으로 슬라이딩시킬 수 있으며, 슬라이딩되는 구조를 변경하여 X축 또는 -X축 방향으로 슬라이딩시킬 수 있음은 물론이다.

도 1로 돌아가서, 상,하부 보호기판(100, 200) 및 태양전지 패널(300, 400)을 고정시키기 위해 프레임(800)이 더 구비된다. 프레임(800)은 상,하부가 개방된 사각 틀 형상으로 형성되며, 프레임(800)의 내측면에 상부 보호기판(100), 제1 태양전지 패널(300), 제2 태양전지 패널(400) 및 하부 보호기판(200)을 순차적으로 적층시켜 수납할 수 있다.

또한, 프레임(800)의 내측에는 슬라이딩되는 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400)을 가이드 하는 가이드 부재(600) 더 구비될 수 있다. 여기서, 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400)은 프레임(800)의 내측에서 이동 가능하도록 프레임(800) 크기보다 작은 것이 바람직하며, 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400)은 가이드 부재(600)에 고정 지지지되어 안정적으로 프레임(800)의 내부에 수납될 수 있다.

상기와 같은 발명은 태양전지 패널에 수광부 및 비수광부를 교차시켜 형성시키고, 태양전지 패널을 슬라이딩시킴으로써, 태양광의 채광 면적을 가변시킬 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 태양전지 패널을 안정적으로 이동시키기 위해 가이드 부재를 태양전지 패널의 일측에 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 다음과 같이 형성될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 모듈은 상부 보호기판(100) 및 하부 보호기판(200)과, 상기 상부 보호기판(100)과 하부 보호기판(200) 사이에 형성된 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400)과, 상기 제1 태양전지 패널(300) 및 제2 태양전지 패널(400)을 이동시키는 구동부(500)를 포함한다.

한편, 제1 태양전지 패널(300)의 하부에는 제1 태양전지 패널(300)을 이동을 가이드 하기 위한 가이드 부재(600)가 더 마련된다. 가이드 부재(600)는 사각의 플레이트 형상의 지지기판(620) 상에 가이드 레일(640)이 이격 배치되도록 형성된다. 여기서, 지지기판(620)은 투명한 유리, 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다.

가이드 레일(640)은 제1 태양전지 패널(300)이 슬라이딩 되는 방향 예컨대, Y축 방향에 따라 일방향으로 연장형성되어 있으며, 바람직하게는 지지기판(620) 상의 대향하는 양 가장 자리에 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 가이드 부재(600)에 제1 태양전지 패널(300)을 결합시키기 위해 제1 태양전지 패널(300)의 하부에는 결합부(700)가 형성될 수 있다. 결합부(700)는 제1 태양전지 패널(300)의 하부로부터 돌출되어 제1 태양전지 패널(300)의 하부면을 따라 일 방향으로 연장 형성되며, 가이드 레일(640)에 끼워질 수 있도록 가이드 레일(620)과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.

가이드 부재(600)의 지지기판(620)은 프레임(800)에 수납될 수 있는 크기로 형성될 수 있으며, 가이드 부재(600)에 결합되어 슬라이딩되는 제1 태양전지 패널(300)은 지지기판(620)의 크기보다 작은 것이 바람직하다.

이와 마찬가지로, 제2 태양전지 패널(400)도 상기에서 설명된 바와 같은 결합부와 가이드 부재의 결합에 의해 Y축 방향으로 이동될 수 있다.

상기에서는 제1 태양전지 패널(300)에 형성된 결합부(700)가 제1 태양전지 패널(300)의 하부에 형성되었지만, 다음과 같이 형성될 수 있다. 여기서, 태양전지 모듈의 구성을 이루는 프레임(800), 상하부 보호기판(100, 200), 구동부(500)의 구성은 앞서 설명한 구성과 중복되므로 생략한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 태양전지 패널(300)의 양측에는 결합부(700)가 형성되며, 결합부(700)는 제1 태양전지 패널(300)의 양측으로부터 하부로 절곡되어 형성된다.

상기와 같이 하부로 절곡된 결합부(700)의 끝단은 제1 태양전지 패널(300)의 하부에 구비된 가이드 부재(600) 즉, 가이드 레일(640)에 대응되는 형상으로 형성되며, 이로부터 제1 태양전지 패널(300)은 Y축 방향으로 용이하게 슬라이딩될 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 상부 보호기판 200: 하부 보호기판
300: 제1 태양전지 패널 400: 제2 태양전지 패널
500: 구동부 600: 가이드 부재
700: 결합부 800: 프레임

Claims (9)

1. 제1 보호기판;
   상기 제1 보호기판과 대향 배치된 제2 보호기판; 및
   상기 제1 보호기판과 제2 보호기판 사이에 구비된 다수의 태양전지 패널들을 포함하고,
   상기 태양전지 패널은 수광면과 비수광면이 교차되어 형성되고,
   상기 다수의 태양전지 패널들의 위치는 서로 가변적인 태양전지 모듈.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 태양전지 패널을 가변시키는 구동부를 더 포함하는 태양전지 모듈.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 태양전지 패널의 일측에는 태양전지 패널을 가이드 하는 가이드 부재를 더 포함하는 태양전지 모듈.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 가이드 부재는 지지기판과, 상기 지지기판 상에 형성된 가이드 레일을 포함하는 태양전지 모듈.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 태양전지 패널에는 결합부가 더 형성되며, 상기 결합부는 가이드 부재에 결합 되는 태양전지 모듈.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 결합부는 태양전지 패널의 어느 하나의 일측을 포함하여 형성되는 태양전지 모듈.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 결합부는 태양전지 패널의 일측으로부터 절곡 형성되는 태양전지 모듈.

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