KR101229292B1 - 배선이 용이한 태양전지모듈 - Google Patents

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KR101229292B1
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solar cell
cell module
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김병철
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(주)에이비엠그린텍
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Abstract

본 발명은 배선이 용이한 태양전지모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 커넥터를 이용하여 누구나 손쉽게 연결할 수 있도록 함과 동시에 태양전지모듈 고장시 간단히 커넥터만 분리하여 각각의 태양전지모듈을 체크할 수 있고, 복수개의 태양전지모듈들을 접속시킬 경우에 제대로 접속되었는지를 현장 및 원격지에서 확인할 수 있는 배선이 용이한 태양전지모듈에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 커넥터를 이용하여 누구나 손쉽게 연결할 수 있도록 함으로써, 전선닥트 비용의 절감과 배선 작업시 소요되는 인건비 절감 및 시공 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
그리고, 추가 배선이 없으므로 태양전지모듈 설치 후, 후면 외관이 미려하고 작업 효율성이 높은 상승 효과를 제공하게 된다.
또한, 태양전지모듈 고장시 간단히 커넥터만 분리하여 각각의 태양전지모듈을 체크할 수 있도록 함으로써, 유지보수 시간 절감 및 유지보수 비용 절감 효과를 제공하게 된다.

Description

배선이 용이한 태양전지모듈{solar cell module possible easy wiring.}
본 발명은 배선이 용이한 태양전지모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 커넥터를 이용하여 누구나 손쉽게 연결할 수 있도록 함과 동시에 태양전지모듈 고장시 간단히 커넥터만 분리하여 각각의 태양전지모듈을 체크할 수 있고, 복수개의 태양전지모듈들을 접속시킬 경우에 제대로 접속되었는지를 현장 및 원격지에서 확인할 수 있는 배선이 용이한 태양전지모듈에 관한 것이다.
태양광 발전을 위해 구비되는 태양전지모듈은 태양으로부터 광을 가급적 많이 받아 전기로 변환하는 것을 주목적으로 하며, 이를 위해 다양한 모듈의 특성을 가지는 태양전지모듈이 개발되어 왔다.
이렇게 태양전지모듈 자체적인 개발도 중요하지만 태양전지모듈을 연결하는 배선 방식도 간과해서는 아니될 구성요소이다.
즉, 종래의 태양전지모듈의 배선 방식은 전선닥트를 사용하여 배관 및 배선 작업을 수행하였으며, 잭과 잭 사이에 커넥션 부족으로 별도의 전선을 사용하여 접속하는 방식이었다.
이렇게 되면, 접속점이 많이 늘어나 작업 시간이 늘어나며, 작업에 따른 인건비 상승 요인이 발생하였다.
또한, 태양전지모듈 중에 한 개의 태양전지셀에 불량이 발생하게 되면 배선된 전선닥트를 전부 오픈하여 접속된 배선을 절단하면서 불량난 태양전지셀을 찾아야 하는 문제점이 발생하였다.
없음.
본 발명인, 배선이 용이한 태양전지모듈은 아래와 같은 목적을 갖는다.
즉, 본 발명의 제 1 목적은 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 커넥터를 이용하여 누구나 손쉽게 연결할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 제 2 목적은 태양전지모듈 고장시 간단히 커넥터만 분리하여 각각의 태양전지모듈을 체크할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 제 3 목적은 복수개의 태양전지모듈들을 접속시킬 경우에 제대로 접속되었는지를 현장에서 확인할 수 있으며, 동시에 원격지에서도 확인할 수 있도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결 수단은 다음과 같다.
즉, 일정 형태를 가지는 복수의 태양전지(100);
상기 각각의 태양전지를 연결하여 각각의 태양전지로부터 발생되는 전기를 전달하는 패턴;
상기 패턴과 전기적으로 연결되는 정션박스;를 포함하는 태양전지모듈에 있어서,
상기 패턴(200)은,
어느 한 정션박스와 수직하게 형성된 각각의 태양전지와 연결되며, 일측 끝단이 전지판의 일측에 형성된 정션박스에 연결되는 제1극성패턴(210);
다른 한 정션박스와 수직하게 형성된 각각의 태양전지와 연결되고 일측 끝단이 전지판의 타측에 형성된 정션박스에 연결되며, 전지판의 끝단과 평행하게 형성되는 제2극성패턴(220);으로 구성되며,
상기 제1극성패턴과 제2극성패턴이 끝나는 지점에 각각 형성되는 복수의 정션박스(300);를 포함한다.
본 발명에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈은,
전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 커넥터를 이용하여 누구나 손쉽게 연결할 수 있도록 함으로써, 전선닥트 비용의 절감과 배선 작업시 소요되는 인건비 절감 및 시공 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
그리고, 추가 배선이 없으므로 태양전지모듈 설치 후, 후면 외관이 미려하고 작업 효율성이 높은 상승 효과를 제공하게 된다.
또한, 태양전지모듈 고장시 간단히 커넥터만 분리하여 각각의 태양전지모듈을 체크할 수 있도록 함으로써, 유지보수 시간 절감 및 유지보수 비용 절감 효과를 제공하게 된다.
또한, 복수개의 태양전지모듈들을 접속시킬 경우에 제대로 접속되었는지를 현장에서 확인할 수 있으며, 동시에 원격지에서도 확인할 수 있도록 함으로써, 일일히 각각의 태양전지모듈의 접속 유무를 체크할 경우의 점검 시간을 단축하며, 접속 후 이상 유무를 원격지에서도 확인할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 커넥터 연결을 나타낸 예시도이다.
도 3은 종래의 배선 방식을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 배선 방식을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 정션박스 내부도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 배선정상결합판단수단을 나타낸 구성도이다.
이하, 도면을 인용하며, 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
다만, 이러한 실시예에 본 발명의 권리 범위가 한정되는 것은 아니며, 당업자 수준에서 용이하게 변형가능한 발명으로서, 기술적 사상이 동일하다면 모두 본 발명의 권리범위에 속함을 밝혀 둔다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 평면도이다.
일반적인 태양전지모듈은 일정 형태를 가지는 복수의 태양전지(100), 각각의 태양전지를 연결하여 각각의 태양전지로부터 발생되는 전기를 전달하는 패턴, 패턴과 전기적으로 연결되는 정션박스를 포함하여 구성되게 된다.
그러나, 상기한 종래의 일반적인 형태의 배선 방식은 전선닥트를 사용하여 배관 및 배선 작업을 수행하였으며, 잭과 잭 사이에 커넥션 부족으로 별도의 전선을 사용하여 접속하는 방식이었다.
따라서, 작업 시간이 상당하여 이에 따른 인건비 상승 요인을 제공하게 되었으며, 케이블들이 복잡하게 구성되어 미관상 좋지 않은 문제점이 있었다.
이로 인하여 본 발명에서는 어느 한 정션박스와 수직하게 형성된 각각의 태양전지와 연결되며, 일측 끝단이 전지판의 일측에 형성된 정션박스에 연결되는 제1극성패턴(210);
다른 한 정션박스와 수직하게 형성된 각각의 태양전지와 연결되고 일측 끝단이 전지판의 타측에 형성된 정션박스에 연결되며, 전지판의 끝단과 평행하게 형성되는 제2극성패턴(220);으로 구성되는 패턴을 형성하게 되며, 상기 제1극성패턴과 제2극성패턴이 끝나는 지점에 각각 형성되는 복수의 정션박스(300);를 포함하여 구성되게 된다.
이때, 상기 양측에 형성된 정션박스의 일측에 마이너스커넥터와 플러스커넥터를 형성하고 있어 인접한 태양전지모듈의 마이너스커넥터 및 플러스커넥터와 서로 결합시키게 되는 것이다.
마이너스커넥터 및 플러스커넥터는 극성을 말하는 것으로서, 도면 부호는 쉽게 이해할 수 있도록 표기한 것이다.
따라서, 마이너스커넥터 대신에 플러스커넥터를 형성할 수 있으며, 플러스커넥터 대신에 마이너스커넥터를 형성할 수도 있을 것이다.
또한, 양측에 형성된 정션박스에 일측이 연결되고, 타측이 마이너스커넥터와 플러스커넥터와 연결되는 케이블(400);
상기 케이블에 연결되는 마이너스커넥터(410)와 플러스커넥터(420);를 포함하여 구성되게 된다.
상기 일측에 커넥터가 연결되고, 타측에 정션박스에 결합되는 케이블이 각각 설치 구성되게 된다.
상기 케이블은 플랙시블한 타입의 케이블을 채택 적용하게 되는데, 도 2에 도시한 바와 같이, 현장 상황에 맞게 용이하게 케이블이 구부러질 수 있도록 하기 위한 것이다.
또한, 패턴을 제1극성패턴과 제2극성패턴으로 정의하였으며, 제1극성패턴(210)이 마이너스극성이면, 제2극성패턴은 플러스극성이고, 제1극성패턴(210)이 플러스극성이면, 제2극성패턴은 마이너스극성이 되는 것이다.
또한, 제1극성패턴(210)은 어느 한 정션박스와 수직하게 형성된 각각의 태양전지와 연결되는데, 도 1의 좌측 정션박스의 상측에 위치한 태양전지들을 의미하는 것이고, 일측 끝단이 좌측 정션박스에 연결되는 것이다.
또한, 제2극성패턴(220)은 다른 한 정션박스와 수직하게 형성된 각각의 태양전지와 연결되는데, 도 1의 우측 정션박스의 상측에 위치한 태양전지들을 의미하는 것이고, 일측 끝단이 우측 정션박스에 연결되는 것이며, 태양전지가 아닌 태양전지를 설치 구성하는 전지판 끝부위에 설치되는 패턴을 제2극성패턴으로 설명하고 있다.
이때, 전지판의 끝단과 평행하게 형성되는 제2극성패턴은 도면에 도시한 바와 같이, 좌측 정션박스와 우측 정션박스 사이에 형성되는 수평한 선을 의미하는 것이다.
그리고, 도면에 도시한 바와 같이, 특정 태양전지모듈에 설치 구성된 커넥터를 다른 태양전지모듈에 설치 구성된 커넥터에 결합만 시키면 되는 구성을 제공하게 되어 커넥터를 이용하여 누구나 손쉽게 연결할 수 있는 효과를 발휘하게 되는 것이다.
이를 통해 전선닥트 비용의 절감과 배선 작업시 소요되는 인건비를 절감 및 시공 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공할 수 있는 것이다.
도 3은 종래의 배선 방식을 나타낸 예시도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 배선 방식은 전선닥트(10)를 사용하여 배관 및 배선을 수행하게 되어 잭(20)과 잭 사이에 커넥션 부족 부분을 해결하기 위하여 별도의 전선(30)을 사용하여 접속시키게 된다.
따라서, 접속점이 많이 늘어나는 것을 도면을 통해서도 알 수 있다.
한편, 1회로 구성된 태양전지모듈이 10장으로 구성되어 있다면, 10장의 모듈 중 한 장의 모듈에 불량이 발생하게 되면, 전선 닥트를 전부 열고 접속된 배선을 절단하면서 불량난 모듈을 찾아야 하는 문제점이 있었다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 배선 방식을 나타낸 예시도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 모듈은 전선닥트가 필요 없으며, 별도의 전선이 필요 없게 된다.
또한, 연결 방식은 커넥터를 이용하여 손쉽게 연결하거나 해체할 수 있게 되며, 이를 통해 누구나 쉽게 시공을 할 수 있으며, 배관 및 배선 비용을 생략할 수 있는 상승 효과를 제공할 수 있게 된다.
그리고, 추가 배선이 없으므로 태양전지모듈 설치 후, 후면 외관이 미려하고 작업 효율성이 높은 추가 상승 효과를 제공하게 된다.
또한, 태양전지모듈 고장시 간단히 커넥터만 분리하여 각각의 태양전지모듈을 체크할 수 있도록 함으로써, 불량 모듈을 쉽게 찾아낼 수 있으며 시공 단축 및 경비 절감, 하자 신속처리 등의 경제적인 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 정션박스 내부도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 정션박스(300)는,
내부에 복수의 바이패스 다이오드(310)가 전기적으로 연결되며, 패턴과 전기적으로 접속되며, 바이패스다이오드의 양측에 마이너스커넥터 및 플러스커넥터와 연결되는 케이블이 설치 구성되게 된다.
즉, 내부에 복수개의 바이패스 다이오드를 전기적으로 연결시키게 되며, 이때 패턴과 전기적으로 접속되는 것이다.
또한, 바이패스다이오드의 양측에 마이너스커넥터 및 플러스커넥터와 연결되는 케이블이 설치 구성되어 상기 커넥터들을 서로 연결하여 전기를 공급받게 되는 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 배선이 용이한 태양전지모듈의 배선정상결합판단수단을 나타낸 구성도이다.
한편, 본 발명의 추가적인 구성으로 상기 태양전지모듈에 구성된 마이너스커넥터(410)와 플러스커넥터(420) 들이 제대로 접속되어 있는지를 확인할 필요가 있을 것이다.
이를 위하여 현장에서 제대로 접속되었는지를 확인하기 위한 표시부와 원격지에 구성된 외부중앙감시수단(600)에서도 이를 원격 모니터링할 수 있도록 통신부를 구성하게 되는 것이다.
이때, 현장에서 제대로 접속되었는지를 작업자가 확인할 수 있도록,
복수의 태양전지모듈에 대한 전체 전압특성을 검출하기 위한 전압검출부(510),
상기 전체 전압특성을 분석하여 복수의 태양전지모듈의 이상 유무를 판단하기 위한 이상유무판단부(520),
상기 이상유무판단부에 의해 판단된 결과값을 표시하기 위한 표시부(540)를 포함하여 구성되는 배선정상결합판단수단(500);을 더 포함하여 구성하게 된다.
한편, 현장에서 작업자가 확인할 수 있으며, 원격지에서도 제대로 접속되었는지를 원격지 운영자가 확인할 수 있도록,
복수의 태양전지모듈에 대한 전체 전압특성을 검출하기 위한 전압검출부(510),
상기 전체 전압특성을 분석하여 복수의 태양전지모듈의 이상 유무를 판단하기 위한 이상유무판단부(520),
상기 이상유무판단부의 이상 유무 신호를 외부중앙감시수단(600)으로 전송하기 위한 통신부(530),
상기 이상유무판단부에 의해 판단된 결과값을 표시하기 위한 표시부(540)를 포함하여 구성되는 배선정상결합판단수단(500);을 더 포함하여 구성하게 되며,
이때, 태양전지모듈들이 직렬로 연결된 복수의 태양전지모듈 중 끝단에 위치한 태양전지모듈에 상기 배선정상결합판단수단을 접속시키게 되는 것이다.
태양전지모듈은 태양전지의 최소단위인 솔라셀들이 직렬로 연결된 구성을 가지며, 예를 들어, 약 20 ~ 60V의 직류전력을 출력한다.
예를 들어, 도 1은 1행에 10개의 솔라셀을 구성하고 있으며, 6행으로 형성되어 있으므로 총 60 개의 솔라셀로 이루어진 그룹을 태양전지모듈로 정의한다면, 약 200 ~ 700V의 전압을 갖는 직류 전력을 출력한다.
상기 정션박스는 출력되는 직류전력들을 병합하여 인버터로 출력한다.
상기 전압검출부(510)는 복수의 태양전지모듈에 대한 전체 전압특성을 검출하게 되고, 상기 이상유무판단부(520)는 전체 전압특성을 분석하여 복수의 태양전지모듈의 이상 유무를 판단하게 되는데, 60 개의 솔라셀로 이루어진 태양전지모듈은 500V ~ 600V의 전압특성을 보인다면, 이상유무판단부는 500V ~ 600V의 전압특성을 가지고 있는지를 판단하게 되는 것이며, 상기 전압특성을 보이지 않는다면 이를 이상으로 판단하는 것이다.
상기 통신부(530)는 이상유무판단부의 이상 유무 신호를 외부중앙감시수단(600)으로 전송하게 된다.
즉, 정상일 경우에는 '100' 으로 비정상일 경우에는 '001'로 전송하게 되며, 외부중앙감시수단은 상기 신호를 획득하여 모니터링 화면에 정상, 비정상을 표시하게 되는 것이다.
이를 통해 운영자는 모니터링 화면을 통해 태양전지모듈들 전반에 걸쳐 원격 감시를 할 수 있고, 이상 여부 및 이상 부위를 신속히 인지하여 유지 보수의 시간 및 비용을 절감할 수 있도록 도와주게 된다.
또한, 표시부(540)는 이상유무판단부에 의해 판단된 결과값을 표시하게 되는데, 예를 들어 엘이디 램프에 정상일 경우에는 녹색, 비정상일 경우에는 적색으로 표시하거나, 알람부를 구성하여 정상일 경우에는 딩동을, 비정상일 경우에는 뚜~ 라는 음향을 출력하여 작업자들이 배선이 올바르게 연결되었는지를 즉석에서 확인할 수 있도록 하는 것이다.
그리고, 일일히 각각의 태양전지모듈의 접속 유무를 체크할 경우의 점검 시간을 단축하며, 접속 후 이상 유무를 원격지에서도 확인할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
왜냐하면, 이미 설치 구성된 해당 지역의 전압특성 정보를 가지고 있으므로 해당 전압특성을 보이지 않게 되면 이를 이상으로 판단하기 때문에 가능한 것이다.
만약, 특정 구간에 문제가 발생하게 된다면, 간단히 커넥터 부분만 분리하여 태양전지모듈의 고장 유무를 체크하여 문제가 발생한 태양전지모듈만 교체하여 간단히 커넥터로 연결만 하는 작업만 수행하면 되기 때문에 유지보수 시간을 대폭 절감시킬 수 있을 것이다.
상기와 같은 구성 및 동작을 통해 본 발명은 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 커넥터를 이용하여 누구나 손쉽게 연결할 수 있도록 함으로써, 전선닥트 비용의 절감과 배선 작업시 소요되는 인건비 절감 및 시공 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
그리고, 추가 배선이 없으므로 태양전지모듈 설치 후, 후면 외관이 미려하고 작업 효율성이 높은 상승 효과를 제공하게 된다.
또한, 태양전지모듈 고장시 간단히 커넥터만 분리하여 각각의 태양전지모듈을 체크할 수 있도록 함으로써, 유지보수 시간 절감 및 유지보수 비용 절감 효과를 제공하게 된다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 태양전지
200 : 패턴
210 : 제1극성패턴
220 : 제2극성패턴
300 : 정션박스
400 : 케이블
410 : 마이너스커넥터
420 : 플러스커넥터
500 : 배선정상결합판단수단

Claims (7)

  1. 일정 형태를 가지는 복수의 태양전지(100);
    상기 각각의 태양전지를 연결하여 각각의 태양전지로부터 발생되는 전기를 전달하는 패턴;
    상기 패턴과 전기적으로 연결되는 정션박스;를 포함하는 태양전지모듈에 있어서,
    상기 패턴(200)은,
    어느 한 정션박스와 수직하게 형성된 각각의 태양전지와 연결되며, 일측 끝단이 전지판의 일측에 형성된 정션박스에 연결되는 제1극성패턴(210);
    다른 한 정션박스와 수직하게 형성된 각각의 태양전지와 연결되고 일측 끝단이 전지판의 타측에 형성된 정션박스에 연결되며, 전지판의 끝단과 평행하게 형성되는 제2극성패턴(220);으로 구성되며,
    상기 제1극성패턴과 제2극성패턴이 끝나는 지점에 각각 형성되는 복수의 정션박스(300);
    정션박스에 일측이 연결되고, 타측이 마이너스커넥터와 플러스커넥터와 연결되는 케이블(400);
    상기 케이블에 연결되는 마이너스커넥터(410)와 플러스커넥터(420);
    복수의 태양전지모듈에 대한 전체 전압특성을 검출하기 위한 전압검출부(510),
    상기 전체 전압특성을 분석하여 복수의 태양전지모듈의 이상 유무를 판단하기 위한 이상유무판단부(520),
    상기 이상유무판단부에 의해 판단된 결과값을 표시하기 위한 표시부(540)를 포함하여 구성되는 배선정상결합판단수단(500);을 포함하여 구성하되,
    상기 정션박스(300)는,
    내부에 복수의 바이패스 다이오드(310)가 전기적으로 연결되며, 패턴과 전기적으로 접속되며, 바이패스다이오드의 양측에 마이너스커넥터 및 플러스커넥터와 연결되는 케이블이 설치 구성되는 것을 특징으로 하며,
    상기 제1극성패턴(210)이,
    마이너스극성이면, 제2극성패턴은 플러스극성이고,
    제1극성패턴(210)이,
    플러스극성이면, 제2극성패턴은 마이너스극성인 것을 특징으로 하며,
    태양전지모듈들이 직렬로 연결된 복수의 태양전지모듈 중 끝단에 위치한 태양전지모듈에 상기 배선정상결합판단수단을 접속시키는 것을 특징으로 하는 배선이 용이한 태양전지모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 배선정상결합판단수단(500)은,
    이상유무판단부의 이상 유무 신호를 외부중앙감시수단(600)으로 전송하기 위한 통신부(530)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배선이 용이한 태양전지모듈.
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