KR101251392B1 - 태양 전지 모듈 및 이를 갖는 태양 전지 가로등 - Google Patents
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Abstract
태양 전지판과 배터리를 일체의 모듈로 형성하고, 태양 전지판에서 발생한 열이 배터리의 성능을 저하시키는 것을 방지할 수 있는 태양 전지 모듈 및 이를 갖는 태양 전지 가로등이 개시된다. 이를 위해, 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 태양광을 집광하여 전기적 에너지를 발생시키는 태양 전지 어레이를 상면에 구비하는 태양 전지판; 및 전기적 에너지를 저장하고, 태양 전지판과의 사이에 방열 통로가 구비되도록, 태양 전지판의 하면에 형성되는 박막형 배터리를 포함한다.
Description
본 발명은 태양 전지 모듈 및 이를 갖는 태양 전지 가로등에 관한 것이다. 더욱 바람직하게, 본 발명은 태양 전지판과 배터리를 일체의 모듈로 형성하고, 태양 전지판에서 발생한 열이 배터리의 성능을 저하시키는 것을 방지할 수 있는 태양 전지 모듈 및 이를 갖는 태양 전지 가로등에 관한 것이다.
근래 지구 온난화 문제에 대하여 각 방면의 관심이 높아지고 있고, 이산화탄소의 배출 억제를 위해 여러 가지 노력이 계속되고 있다. 화석 연료의 소비량의 증대는 대기 중의 이산화탄소의 증가를 가져오고, 이로 인한 온실 효과에 의하여 지구의 기온이 상승하며, 지구 환경에 중대한 영향을 미치게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 다양한 검토가 행해지고 있는데, 특히 태양광 발전은 청정성, 무공해성 등의 특징으로 인하여 그 기대가 높아지고 있다.
태양 전지는 태양광의 에너지를 직류 전기에너지로 바꾸는 태양광 발전 시스템의 심장부를 구성하고, 단결정 또는 다결정 또는 비정질 실리콘(amorphous silicon)계의 반도체로부터 제조된다. 그 구조로는 태양 전지 소자를 직렬 또는 병렬로 배치하고, 태양 전지를 보호하기 위한 패키징 작업이 수행되어 유닛화된다.
태양 전지는 태양광 발전 시 태양 복사에너지의 흡수에 따라 필연적으로 열을 발생하게 된다. 따라서, 태양 전지 및 이와 관련된 전자기기의 효율을 높이기 위하여서는 발생하는 열을 낮추는 것이 필요하다.
본 발명의 목적은 태양 전지판에서 발생한 열이 태양 전지판의 후면에 형성되는 배터리의 성능을 저하시키는 것을 방지하는 것이다.
그리고, 본 발명은 태양 전지판과 배터리를 일체로 구성하여 전기 발전과 저장을 하나의 모듈에서 처리하여 전기적 효율을 좋게 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 방수 및 방열에 취약한 태양 전지판 및 박막형 배터리를 보호하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양 전지 모듈은 태양광을 집광하여 전기적 에너지를 발생시키는 태양 전지 어레이를 상면에 구비하는 태양 전지판; 및 상기 전기적 에너지를 저장하고, 상기 태양 전지판과의 사이에 방열 통로가 구비되도록, 상기 태양 전지판의 하면에 형성되는 박막형 배터리를 포함한다.
이 때, 상기 박막형 배터리는 길이방향으로 복수개가 반복하여 형성되는 배터리 마루 및 배터리 골을 구비하며, 상기 배터리 마루는 상기 태양 전지판의 하면에 맞닿으며, 상기 배터리 골은 상기 태양 전지판과 이격하게 위치하여, 이웃하는 배터리 마루의 사이에 상기 방열 통로가 형성될 수 있다.
이 때, 상기 박막형 배터리는 상기 태양 전지판의 하면의 일단에 배터리 마루가 형성되며, 길이방향으로 상기 배터리 골 및 상기 배터리 마루가 반복하여 형성되고, 상기 태양 전지판의 타단에 배터리 마루가 형성될 수 있다.
이 때, 상기 박막형 배터리의 하면에 형성되며 상호간에 이격하여 설치되는 복수개의 수직 격벽으로 이루어지는 히트 싱크; 및 상기 복수개의 수직 격벽의 끝단에, 상기 복수개의 수직 격벽에 수직하게 결합되어 박막형 배터리의 하면과 상기 복수개의 수직 격벽과의 관계에서 복수개의 방열 공간이 구비되도록 형성되는 판상의 보호 플레이트가 더 구비될 수 있다.
이 때, 상기 보호 플레이트는 열전도성 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양 전지 가로등은 태양광을 집광하여 전기적 에너지를 발생시키는 태양 전지 어레이를 상면에 구비하는 태양 전지판, 및 상기 전기적 에너지를 저장하고 상기 태양 전지판과의 사이에 방열 통로가 구비되도록 상기 태양 전지판의 하면에 형성되는 박막형 배터리를 포함하며, 지면에 지지되는 지주의 일측에 형성되는 태양 전지 모듈; 및 상기 지주의 일단부에 형성되며, 상기 태양 전지 모듈의 상기 박막형 배터리에 저장된 전기적 에너지를 공급받아 발광하는 램프를 포함한다.
이 때, 상기 박막형 배터리는 길이방향으로 복수개가 반복하여 형성되는 배터리 마루 및 배터리 골을 구비하며, 상기 배터리 마루는 상기 태양 전지판의 하면에 맞닿으며, 상기 배터리 골은 상기 태양 전지판과 이격하게 위치하여, 이웃하는 배터리 마루의 사이에 상기 방열 통로가 형성될 수 있다.
이 때, 상기 박막형 배터리는 상기 태양 전지판의 하면의 일단에 배터리 마루가 형성되며, 길이방향으로 상기 배터리 골 및 상기 배터리 마루가 반복하여 형성되고, 상기 태양 전지판의 타단에 배터리 마루가 형성될 수 있다.
이 때, 상기 박막형 배터리의 하면에 형성되며 상호간에 이격하여 설치되는 복수개의 수직 격벽으로 이루어지는 히트 싱크; 및 상기 복수개의 수직 격벽의 끝단에, 상기 복수개의 수직 격벽에 수직하게 결합되어 박막형 배터리의 하면과 상기 복수개의 수직 격벽과의 관계에서 복수개의 방열 공간이 구비되도록 형성되는 판상의 보호 플레이트가 더 구비될 수 있다.
이 때, 상기 보호 플레이트는 열전도성 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양 전지판과 배터리의 사이에 방열 통로가 구비되어, 태양 전지판에서 발생한 열이 배터리의 성능을 저하시키는 것을 방지한다.
그리고, 본 발명은 태양 전지판과 배터리를 일체로 구성하여 전기 발전과 저장을 하나의 모듈에서 처리하여 전기적 효율이 좋다.
또한, 본 발명은 방수 및 방열에 취약한 태양 전지판 및 박막형 배터리의 후면에 히트 싱크 및 보호 플레이트를 형성하여 태양 전지판 및 박막형 배터리를 보호한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 구비하는 태양 전지 가로등의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 구비하는 태양 전지 가로등의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 구비하는 태양 전지 가로등의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 구비하는 태양 전지 가로등의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)은 태양 전지판(110) 및 박막형 배터리(120)를 포함하여 구성된다.
태양 전지판(110)은 상면(110a)에 태양광을 집광하여 전기적 에너지를 발생시키는 태양 전지 어레이(111)를 구비한다. 이러한, 태양 전지판(110)은 판상으로 형성될 수 있다.
박막형 배터리(120)는 태양 전지 어레이(111)에서 발생한 전기적 에너지를 저장하는 구성으로, 플렉서블 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 박막형 배터리(120)는 태양 전지판(110)과의 사이에 방열 통로(120a)가 구비되도록, 태양 전지판(110)의 하면(110b)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 박막형 배터리(120)는 길이방향으로 복수개가 반복하여 형성되는 배터리 마루(121) 및 배터리 골(122)을 포함하여 형성될 수 있다. 즉, 박막형 배터리(120)는 물결의 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 길이방향은 도 2를 기준으로 태양 전지판(110)의 왼쪽단에서 오른쪽단으로의 방향을 말한다. 그리고, 태양 전지판(110)의 일단 즉, 왼쪽단에 배터리 마루(121)가 형성되고, 태양 전지판(110)의 타단 즉, 오른쪽단에도 배터리 마루(122)가 형성될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 태양 전지판(110) 및 박막형 배터리(120)의 측단으로의 외부 충격 등이 있어도, 박막형 배터리(120)가 태양 전지판(110)과 견고히 결합되어 있을 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 사시도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈(200)은 태양 전지판(210), 박막형 배터리(220), 히트 싱크(230) 및 보호 플레이트(240)를 포함하여 구성된다
태양 전지판(210)은 상면(210a)에 태양광을 집광하여 전기적 에너지를 발생시키는 태양 전지 어레이(211)를 구비한다. 이러한, 태양 전지판(210)은 판상으로 형성될 수 있다.
박막형 배터리(220)는 태양 전지 어레이(211)에서 발생한 전기적 에너지를 저장하는 구성으로 플렉서블 재질로 형성될 수 있다. 그리고, 박막형 배터리(220)는 태양 전지판(210)과의 사이에 방열 통로(220a)가 구비되도록, 태양 전지판(210)의 하면(210b)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 박막형 배터리(220)는 길이방향으로 복수개가 반복하여 형성되는 배터리 마루(221) 및 배터리 골(222)을 포함하여 형성될 수 있다. 즉, 박막형 배터리(220)는 물결의 형상으로 형성될 수 있다. 이 때, 길이방향은 도 4를 기준으로 태양 전지판(210)의 왼쪽단에서 오른쪽단으로의 방향을 말한다. 그리고, 태양 전지판(210)의 일단 즉, 왼쪽단에 배터리 마루(221)가 형성되고, 태양 전지판(210)의 타단 즉, 오른쪽단에도 배터리 마루(222)가 형성될 수 있다. 이와 같은 구성으로, 태양 전지판(210) 및 박막형 배터리(220)의 측단으로의 외부 충격 등이 있어도, 박막형 배터리(220)가 태양 전지판(210)과 견고히 결합되어 있을 수 있다.
히트 싱크(230)의 수직 격벽(231)은 박막형 배터리(220)의 하면에 형성된다. 그리고, 히트 싱크(230)는 상호간에 이격하여 설치되는 복수개의 수직 격벽(231)으로 형성될 수 있다. 이웃 하는 수직 격벽(231) 사이의 이격 공간은 박막형 배터리(220)의 방열 공간(230a)으로 형성될 수 있다.
보호 플레이트(240)는 히트 싱트(230)의 끝단 즉, 복수개의 수직 격벽(231)의 끝단에 판상으로 형성될 수 있다. 그리고, 보호 플레이트(240)는 수직 격벽(231)과 수직하게 결합된다. 또한, 보호 플레이트(240)는 박막형 배터리(220)의 하면과 복수개의 수직 격벽(231)과의 관계에서 복수개의 방열 공간(230a)이 구비되도록 형성될 수 있다. 또한, 보호 플레이트(240)는 열전도율이 좋은 열전도성 세라믹 재질로 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 구비하는 태양 전지 가로등의 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 구비하는 태양 전지 가로등의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 가로등(1000)은 지면에 지지되는 지주(1100), 지주(1100)의 일단부에 형성되며, 태양 전지 모듈(100)의 박막형 배터리에 저장된 전기적 에너지를 공급받아 빛을 발하는 램프(1200) 및 태양 전지 모듈(100)을 포함하여 구성된다. 이 때, 태양 전지 모듈(100)은 도 1 및 도 2에 따른 태양 전지 모듈(100)과 그 구성이 동일하므로 태양 전지 모듈(100)의 자세한 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 구비하는 태양 전지 가로등의 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 구비하는 태양 전지 가로등의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 전지 가로등(2000)은 지면에 지지되는 지주(2100), 지주(2100)의 일단부에 형성되며, 태양 전지 모듈(200)의 박막형 배터리에 저장된 전기적 에너지를 공급받아 빛을 발하는 램프(2200) 및 태양 전지 모듈(200)을 포함하여 구성된다. 이 때, 태양 전지 모듈(200)은 도 3 및 도 4에 따른 태양 전지 모듈(200)과 그 구성이 동일하므로 태양 전지 모듈(200)의 자세한 설명은 생략한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 태양 전지 모듈 및 이를 갖는 태양 전지 가로등은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100, 200; 태양 전지 모듈
110, 210; 태양 전지판 111,211; 태양 전지 어레이
120, 220; 박막형 배터리 120a,220a; 방열 통로
121,221; 배터리 마루 122,222; 배터리 골
230; 히트 싱크 230a; 방열 공간
231; 수직 격벽 240; 보호 플레이트
1000, 2000; 태양 전지 가로등
1100, 2100; 지주 1200, 2200; 램프
110, 210; 태양 전지판 111,211; 태양 전지 어레이
120, 220; 박막형 배터리 120a,220a; 방열 통로
121,221; 배터리 마루 122,222; 배터리 골
230; 히트 싱크 230a; 방열 공간
231; 수직 격벽 240; 보호 플레이트
1000, 2000; 태양 전지 가로등
1100, 2100; 지주 1200, 2200; 램프
Claims (10)
- 태양광을 집광하여 전기적 에너지를 발생시키는 태양 전지 어레이를 상면에 구비하는 태양 전지판; 및
상기 전기적 에너지를 저장하고, 상기 태양 전지판과의 사이에 방열 통로가 구비되도록, 상기 태양 전지판의 하면에 형성되는 박막형 배터리를 포함하며,
상기 박막형 배터리는
길이방향으로 복수개가 반복하여 형성되는 배터리 마루 및 배터리 골을 구비하며,
상기 배터리 마루는 상기 태양 전지판의 하면에 맞닿으며, 상기 배터리 골은 상기 태양 전지판과 이격하게 위치하여, 이웃하는 배터리 마루의 사이에 상기 방열 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 박막형 배터리는
상기 태양 전지판의 하면의 일단에 배터리 마루가 형성되며, 길이방향으로 상기 배터리 골 및 상기 배터리 마루가 반복하여 형성되고, 상기 태양 전지판의 타단에 배터리 마루가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈. - 청구항 1에 있어서,
상기 박막형 배터리의 하면에 형성되며 상호간에 이격하여 설치되는 복수개의 수직 격벽으로 이루어지는 히트 싱크; 및
상기 복수개의 수직 격벽의 끝단에, 상기 복수개의 수직 격벽에 수직하게 결합되어 박막형 배터리의 하면과 상기 복수개의 수직 격벽과의 관계에서 복수개의 방열 공간이 구비되도록 형성되는 판상의 보호 플레이트가 더 구비된 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈. - 청구항 4에 있어서,
상기 보호 플레이트는 열전도성 세라믹 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈. - 태양광을 집광하여 전기적 에너지를 발생시키는 태양 전지 어레이를 상면에 구비하는 태양 전지판, 및 상기 전기적 에너지를 저장하고 상기 태양 전지판과의 사이에 방열 통로가 구비되도록 상기 태양 전지판의 하면에 형성되는 박막형 배터리를 포함하며, 지면에 지지되는 지주의 일측에 형성되는 태양 전지 모듈; 및
상기 지주의 일단부에 형성되며, 상기 태양 전지 모듈의 상기 박막형 배터리에 저장된 전기적 에너지를 공급받아 발광하는 램프를 포함하며,
상기 박막형 배터리는
길이방향으로 복수개가 반복하여 형성되는 배터리 마루 및 배터리 골을 구비하며,
상기 배터리 마루는 상기 태양 전지판의 하면에 맞닿으며, 상기 배터리 골은 상기 태양 전지판과 이격하게 위치하여, 이웃하는 배터리 마루의 사이에 상기 방열 통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 가로등. - 삭제
- 청구항 6에 있어서,
상기 박막형 배터리는
상기 태양 전지판의 하면의 일단에 배터리 마루가 형성되며, 길이방향으로 상기 배터리 골 및 상기 배터리 마루가 반복하여 형성되고, 상기 태양 전지판의 타단에 배터리 마루가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 가로등. - 청구항 6에 있어서,
상기 박막형 배터리의 하면에 형성되며 상호간에 이격하여 설치되는 복수개의 수직 격벽으로 이루어지는 히트 싱크; 및
상기 복수개의 수직 격벽의 끝단에, 상기 복수개의 수직 격벽에 수직하게 결합되어 박막형 배터리의 하면과 상기 복수개의 수직 격벽과의 관계에서 복수개의 방열 공간이 구비되도록 형성되는 판상의 보호 플레이트가 더 구비된 것을 특징으로 하는 태양 전지 가로등. - 청구항 9에 있어서,
상기 보호 플레이트는 열전도성 세라믹 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지 가로등.
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KR100833808B1 (ko) | 2000-11-21 | 2008-05-30 | 소니 가부시끼 가이샤 | 폴리머 전해질 전지 및 그 제조 방법 |
JP2009231072A (ja) | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池及びその製造方法 |
KR20090113458A (ko) * | 2008-04-28 | 2009-11-02 | 주식회사 에이브이티 | 태양광 발전식 방음벽 |
-
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