KR101292052B1 - 재활용 솔라패널 모듈 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 재활용 솔라패널 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 기판, 솔라패널의 부서짐으로 인해 복수 개로 나뉘어져 각각이 기판 상에 놓여지는 파편솔라패널, 및 이 파편솔라패널을 재활용 가능하도록 서로 연결함으로써 특정 극성으로 통전시키는 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래 기술과 달리 솔라(solar) 전지판의 파손으로 인해 발생하는 파편전지판을 통전시켜 재활용할 수 있고, 이로 인해 솔라패널 모듈의 제조비용을 줄일 수 있다.

Description

재활용 솔라패널 모듈 및 이의 제조방법{RECYCLING SOLAR PANEL MODULE AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}
본 발명은 재활용 솔라패널 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 솔라(solar) 전지판의 파손으로 인해 발생하는 파편전지판을 통전시켜 재활용할 수 있고, 이로 인해 솔라패널 모듈의 제조비용을 줄일 수 있도록 하는 재활용 솔라패널 모듈 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
광전지(PV) 또는 태양 전지는 태양광을 직류(DC) 전력으로 변환시키는 물질 접합 소자들이다. 접합부(junction)는 광-전압을 생성하는 한편, 소자의 면적(area) 및 다른 파라미터는 이용 가능한 전류를 결정한다.
실제적인 솔라 패널(solar panel)은 필요한 양의 전력을 공급하도록 그리고 다른 적용 파라미터들을 최적화하도록 그 면적이 결정된다. 솔라 패널은 제조 비용의 최소화를 위한 다양한 제조상의 제한을 통해 최적화된 크기를 가지는 다수의 태양 전지를 함께 타일작업(tiling)함으로써 구성된다. 사용되는 각 태양 전지의 개체수는 패널 작동 전압과 전류(I) 사이의 상쇄 효과에 의해 결정된다.
PV 시스템의 일 예는 일반적으로 직접적인 사용을 위해 전력을 공급하거나 로컬 스토리지(local storage)를 구비하는 독립형(stand-alone) 시스템을 포함한다. 다른 타입의 PV 시스템은 임의의 종래 유틸리티 그리드(utility grid)와 양립(compatible)할 수 있는 교류(AC)를 생성하기 위해 적절한 전력 변환 장비를 가지는 종래의 유틸리티 그리드에 연결된다. 전체적으로, PV 시스템은 원격지용도, 항해를 위한 배터리 충전, 원격통신장비, 그리고 계산기, 시계, 라디오 등의 사용자 전자 장치와 같은 다양한 용도를 위한 전력을 생성할 수 있다.
통상적인 PV 전지는, n-타입 실리콘을 상부에 구비함으로써 전기장을 형성하는 p-n 접합부를 형성하고 두께가 통상적으로 약 0.3 mm 미만인 p-타입 실리콘 웨이퍼 또는 시트를 포함한다.
아울러, 솔라 모듈(solar module)은 원하는 전력 출력을 위해 적절한 크기를 가지며 원하는 작동 전압 및 전류를 달성하기 위해 배선된 솔라 패널(solar panel)을 형성하기 위해 보호 필름 및 캐리어 유리에 정렬되고 접합된 다수의 PV 전지를 타일 작업함으로써 형성된다.
기존의 솔라 모듈의 전지판이 파손되면 재활용 불가함에 따라 유지 보수 자체가 어려워 제작비용이 많이 드는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 솔라(solar) 전지판의 파손으로 인해 버려지는 파편전지판을 기판에 각각 적층 후 서로 통전시킴으로써 재활용 가능하여 솔라패널 모듈의 제조비용을 줄일 수 있도록 하고, 환경 오염을 줄일 수 있도록 하기 위한 재활용 솔라패널 모듈 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 재활용 솔라패널 모듈은: 기판, 솔라패널의 부서짐으로 인해 복수 개로 나뉘어져 각각이 기판 상에 놓여지는 파편솔라패널, 및 이 파편솔라패널을 재활용 가능하도록 서로 연결함으로써 특정 극성으로 통전시키는 연결부재를 포함한다.
어느 하나의 파편솔라패널은 하측에 하면전극을 연결하고, 다른 하나의 파편솔라패널은 상측에 상면전극을 연결할 수 있다.
상기 파편솔라패널 각각은 상기 기판 상에 고정됨이 바람직하다.
상기 연결부재는 상기 파편솔라패널 전체에 걸려 연결되는 와이어, 상기 파편솔라패널 전체에 걸쳐 적층되는 메쉬망, 및 상기 파편솔라패널 전체에 적층되며 자체적으로 도전성을 갖는 투명한 사출물 중 어느 하나로 할 수 있다.
상기 기판은 상기 파편솔라패널을 보호하기 위해 투명윈도우로 커버링됨이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 제조방법은: 솔라패널로부터 부서져 이루어진 독립된 복수 개의 파편솔라패널 각각을 기판에 적층하는 파편솔라패널 적층단계, 및 상기 파편솔라패널끼리 통전되도록 상기 파편솔라패널 전체에 걸쳐 연결부재를 연결하는 연결부재 연결단계를 포함한다.
상기 파편솔라패널 적층단계 전(前)에는 어느 하나의 파편솔라패널 하측에 하면전극을 연결하고, 다른 하나의 파편솔라패널 상측에 상면전극을 연결하는 전극접속단계가 포함될 수 있다.
상기 연결부재 연결단계 후(後)에는 상기 파편솔라패널을 보호하기 위해 투명윈도우로 상기 기판을 커버링하는 커버링단계가 포함될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 재활용 솔라패널 모듈 및 이의 제조방법은 종래 기술과 달리 솔라(solar) 전지판의 파손으로 인해 버려지는 파편전지판을 기판에 각각 적층 후 서로 통전시킴으로써 재활용 가능하여 솔라패널 모듈의 제조비용을 줄일 수 있도록 하고, 환경 오염을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 사시도이다.
도 6은 도 5의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 제조방법을 보인 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 재활용 솔라패널 모듈 및 이의 제조방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 사시도이고, 도 6은 도 5의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 제조방법을 보인 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈은 기판(10), 파편솔라패널(22) 및 연결부재(30)를 포함한다.
기판(10)은 복수 개의 파편솔라패널(22) 및 연결부재(30) 등을 지지하는 것으로서, 다양한 형상으로 이루어지고, 절연되는 부도체 재질로 이루어진다.
그리고, 파편솔라패널(22)은 최초 솔라패널(도시하지 않음)의 부서짐으로 인해 발생하는 복수 개의 조각들을 의미한다.
여기서, 솔라패널은 솔라(solar) 전지 등 박판(薄板)으로 형성된다. 그리고, 솔라패널은 적어도 일면에 형성된 다수의 핑거전극(23) 및 이 다수의 핑거전극(23)에 접속된 다수의 버스바전극(24)을 구비한다.
따라서, 솔라패널로부터 부서져 파편을 이루는 파편솔라패널(22)은 핑거전극(23) 단독 또는 핑거전극(23)과 버스바전극(24)을 구비하게 된다.
물론, 핑거전극(23)과 버스바전극(24)은 다양한 형상으로 이루어질 수 있고, 통전성을 갖는 재질로 이루어지며, 다양한 방식에 의해 솔라패널에 구비된다. 아울러, 각 파편솔라패널(22)은 핑거전극(23)과 버스바전극(24)의 개수에 한정하지 않는다. 이때, 파편솔라패널(22) 각각은 솔라패널로부터 부서짐으로써 구성됨에 따라 서로 다른 형상으로 이루어진다.
또한, 연결부재(30)는 서로 분리된 파편솔라패널(22)을 재활용하는 역할을 한다.
즉, 연결부재(30)는 각 파편솔라패널(22)을 서로 전기적으로 연결함으로써 특정 극성으로 통전시키는 역할을 한다. 모든 파편솔라패널(22)이 통전됨으로써 부서지기 전(前) 상태인 솔라패널과 동일 기능을 갖게 된다.
이때, 복수 개의 파편솔라패널(22)이 연결부재(30)에 의해 서로 연결된 상태에서 외부로 전기신호를 전달하면서 그라운딩 처리되어야 한다.
그래서, 어느 하나의 파편솔라패널(22)은 하측에 하면전극(26)을 연결하고, 다른 하나의 파편솔라패널(22)은 상측에 상면전극(25)을 연결한다.
즉, 다른 하나의 파편솔라패널(22)은 상면 가장자리에 상면전극(25)을 연결한다. 이 상면전극(25)은 버스바전극(24)에 접속된다. 또한, 어느 하나의 파편솔라패널(22)은 하면 가장자리에 하면전극(26)을 연결한다. 여기서, 상면전극(25)은 특정한 극성을 띄어 외부로 전기를 전달하고, 하면전극(26)은 그라운딩(grounding) 처리하는 역할을 한다.
물론, 상면전극(25)은 다양한 방식에 의해 버스바전극(24)에 접속된다. 여기서, 상면전극(25)은 핑거전극(23)에 접속될 수도 있다.
특히, 상면전극(25)은 다른 하나의 파편솔라패널(22)의 외측으로 연장되는 버스바전극(24) 자체일 수도 있다.
그리고, 하면전극(26)은 어느 하나의 파편솔라패널(22)에서 외측으로 연장되는 하부전극(27) 자체일 수도 있으나, 편의상, 하부전극(27)에 별도로 실장되는 것으로 도시한다. 물론, 하면전극(26)은 다양한 방식에 의해 하부전극(27)에 접속되고, 하부전극(27)은 다양한 방식에 의해 모든 파편솔라패널(22) 하면에 구비된다.
한편, 파편솔라패널(22) 각각은 기판(10) 상에 고정됨이 바람직하다.
이는, 파편솔라패널(22)이 기판(10) 상에서 움직임에 따라 연결부재(30)와의 접속 불량을 초래할 수 있기 때문이다.
그래서, 파편솔라패널(22)은 접착제에 의한 본딩이나 양면테이프에 의한 테이핑 등에 의해 각각 기판(10)에 고정된다.
또한, 연결부재(30)는 파편솔라패널(22)을 통전시키기 위해 통전성을 갖는 재질로서 다양한 방식으로 이웃한 파편솔라패널(22)의 핑거전극(23)끼리 또는 어느 하나의 파편솔라패널(22)의 핑거전극(23)과 다른 하나의 파편솔라패널(22)의 버스바전극(24)을 전기적으로 연결한다.
일례로, 연결부재(30)는 파편솔라패널(22) 전체에 걸쳐 적층되는 메쉬망 형상일 수 있다. 즉, 연결부재(30)는 파편솔라패널(22) 방향으로 빛이 통과될 수 있도록 메쉬(mesh) 망 형상으로 형성되고, 전도성을 갖는 재질로 이루어진다.
그래서, 연결부재(30)가 하나로 이루어져 복수 개의 파편솔라패널(22) 전체에 걸쳐 적층되면, 파편솔라패널(22) 각각은 연결부재(30)에 의해 핑거전극(23)끼리 통전되거나 또는 어느 하나의 파편솔라패널(22)의 핑거전극(23)이 연결부재(30)에 의해 다른 하나의 파편솔라패널(22)의 버스바전극(24)와 통전된다. 이때, 메쉬망 형태의 연결부재(30)는 대응되는 파편솔라패널(22)의 핑거전극(23) 또는 버스바전극(24)에 본딩 등에 의해 접속 상태를 유지하도록 접촉된다.
물론, 메쉬망 형태의 연결부재(30)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
도시하지는 않았지만, 메쉬망 형태의 연결부재(30)는 하측에 홈을 파고, 파편솔라패널(22) 전체가 연결부재(30)의 홈에 수용될 수도 있다.
아울러, 도시하지는 않았지만, 메쉬망 형태의 연결부재(30)는 본딩 등 다양한 방식에 의해 기판(10)에 고정됨이 바람직하다.
다른 예로서, 도 5 및 도 6에서처럼, 연결부재(30)는 파편솔라패널(22) 전체에 걸쳐 배선되는 와이어일 수 있다. 즉, 연결부재(30)는 전도성을 갖는 와이어 형상으로 이루어져 파편솔라패널(22) 각각이 빛을 조사 받는데 간섭을 크게 주지 않는다.
그래서, 연결부재(30)가 하나의 띠 형상으로 이루어져 복수 개의 파편솔라패널(22) 전체에 걸쳐 와이어링(wiring)되면, 파편솔라패널(22) 각각은 연결부재(30)에 의해 핑거전극(23)끼리 통전되거나 또는 어느 하나의 파편솔라패널(22)의 핑거전극(23)이 연결부재(30)에 의해 다른 하나의 파편솔라패널(22)의 버스바전극(24)와 통전된다. 이때, 와이어 형태의 연결부재(30)는 대응되는 파편솔라패널(22)의 핑거전극(23) 또는 버스바전극(24)에 본딩 등에 의해 접속 상태를 유지하도록 접촉된다.
물론, 와이어 형태의 연결부재(30)는 다양한 형상으로 변형 가능하다.
아울러, 와이어 형태의 연결부재(30)는 가요성을 갖는 재질로 이루어져 이웃한 파편솔라패널(22)을 직렬로 연결할 수 있고, 병렬로 연결할 수도 있다.
한편, 도시하지는 않았지만, 연결부재(30)는 파편솔라패널(22) 전체에 적층되며 자체적으로 도전성을 갖는 투명한 사출물일 수도 있다.
여기서, 일례로, 자체적으로 도전성을 갖는 투명한 사출물은 상대점도가 1.8∼2.4이고 평균입경이 100㎛ 이하인 분말상(Powder)의 폴리아미드-6 수지 30∼80 중량％, 상대점도가 3.0∼3.5인 폴리아미드-6 수지 10 ∼50 중량％, 도전성 카본 블랙 5∼25 중량％, 및 화학식 'R1-SO2-NH-R21'의 설폰아미드(Sulfonamide)계 물질 0.5∼15 중량％로 구성되는 도전성 폴리아미드 수지 조성물을 수지분말과 혼합하여 사출 성형된다. 이에 따라, 사출물은 자체적으로 도전성을 지니기 때문에 파편솔라패널(22)을 통전시킬 수 있게 된다.
특히, 화학식에서 R1 및 R2 는 알킬, 벤질, 페닐, 알킬페닐 및 디알킬페닐 중에서 선택되는 것으로 하고, 알킬은 CnH2n+1(n≤8)로 한다.
한편, 파편솔라패널(22)이 기판(10)에 접착 등의 방식으로 고정됨이 바람직한데, 이 파편솔라패널(22)이 외부로 노출될 경우 기판(10)으로부터 이탈될 수 있고 파손될 수 있다.
따라서, 기판(10)은 파편솔라패널(22)을 보호하기 위해 투명윈도우(40)로 커버링됨이 바람직하다.
즉, 투명윈도우(40)는 빛을 투과시켜 파편솔라패널(22) 각각에 조사할 수 있도록 투명한 재질로 이루어지고, 접착이나 볼팅 등 다양한 방식에 의해 기판(10)에 분리 가능하게 고정 장착됨이 바람직하다.
투명윈도우(40)가 기판(10)에 고정됨에 따라, 투명윈도우(40)의 가압에 의해, 파편솔라패널(22)은 기판(10)에 밀착된 상태를 유지하게 된다.
물론, 투명윈도우(40)는 다양한 형상 및 다양한 재질로 적용 가능하다.
한편, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재활용 솔라패널 모듈의 제조방법은 전극접속단계(S10), 파편솔라패널 적층단계(S20), 연결부재 연결단계(S30) 및 커버링단계(S40)를 포함한다.
전극접속단계(S10)는 솔라패널로부터 부서져 이루어진 독립된 복수 개의 파편솔라패널(22)에 하면전극(26)과 상면전극(25)을 접속하는 공정이다.
다시 말해서, 복수 개의 파편솔라패널(22) 중 어느 하나의 파편솔라패널(22) 하측에 하면전극(26)이 연결되고, 다른 하나의 파편솔라패널(22) 상측에 상면전극(25)이 연결된다.
하면전극(26)과 상면전극(25)의 기능 및 하면전극(26)과 상면전극(25)의 파편솔라패널(22)에 접속되는 방법은 상술한 것으로 대체한다.
물론, 복수 개의 파편솔라패널(22) 중 최소한 2개의 파편솔라패널(22) 각각이 버스바전극(24) 또는 하부전극(27)을 외측으로 연장되게 구비한다면, 전극접속단계는 불필요하게 된다.
또한, 파편솔라패널 적층단계(S20)는 복수 개의 파편솔라패널(22) 각각을 기판(10)에 적층하는 공정이다. 이때, 각 파편솔라패널(22)이 기판(10)의 평면상에 서로 이격되거나 테두리끼리 접촉되게 고정되는 방식은 상술한 것으로 대체한다.
아울러, 연결부재 연결단계(S30)는 파편솔라패널(22)끼리 통전되도록 파편솔라패널(22) 전체에 걸쳐 연결부재(30)를 연결하는 공정이다.
이때, 연결부재(30)의 형상 및 기능은 상술한 것으로 대체한다.
그리고, 커버링단계(S40)는 연결부재 연결단계 후(後)에 파편솔라패널(22)을 보호하기 위해 투명윈도우(40)로 기판(10)을 커버링하는 공정이다.
투명윈도우(40)가 기판(10)이나 파편솔라패널(22)에 고정되는 방식은 상술한 것으로 대체한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 기판 22: 파편솔라패널
23: 핑거전극 24: 버스바전극
25: 상면전극 26: 하면전극
27: 하부전극 30: 연결부재
40: 투명윈도우

Claims (8)

  1. 기판;
    솔라패널의 부서짐으로 인해 복수 개로 나뉘어져 각각이 상기 기판 상에 놓여져 고정되는 파편솔라패널; 및
    상기 파편솔라패널을 서로 전기적으로 연결하여 재활용 가능하도록 특정 극성으로 통전시키는 연결부재를 포함하고,
    서로 전기적으로 연결된 파편솔라패널들 중 어느 하나의 파편솔라패널은 그라운딩(grounding) 처리를 위해 하측에 하면전극을 연결하며,
    서로 전기적으로 연결된 파편솔라패널들 중 다른 하나의 파편솔라패널은 외부 전기를 전달받기 위해 상측에 상면전극을 연결하는 것을 특징으로 하는 재활용 솔라패널 모듈.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 파편솔라패널 각각은 상기 기판 상에 고정되는 것을 특징으로 하는 재활용 솔라패널 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 파편솔라패널 전체에 걸려 연결되는 와이어, 상기 파편솔라패널 전체에 걸쳐 적층되는 메쉬망, 및 상기 파편솔라패널 전체에 적층되며 자체적으로 도전성을 갖는 투명한 사출물 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 재활용 솔라패널 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 파편솔라패널을 보호하기 위해 투명윈도우로 커버링되는 것을 특징으로 하는 재활용 솔라패널 모듈.
  6. 솔라패널로부터 부서져 이루어진 독립된 복수 개의 파편솔라패널 각각을 기판에 적층하는 파편솔라패널 적층단계; 및
    상기 파편솔라패널 전체가 통전되도록 상기 파편솔라패널 전체에 걸쳐 연결부재를 연결하는 연결부재 연결단계를 포함하고,
    상기 파편솔라패널 적층단계 전(前)에는 서로 전기적으로 연결된 파편솔라패널들 중 어느 하나의 파편솔라패널 하측에 그라운딩(grounding) 처리를 위해 하면전극을 연결하고, 서로 전기적으로 연결된 파편솔라패널들 중 다른 하나의 파편솔라패널 상측에 외부 전기를 전달받기 위해 상면전극을 연결하는 전극접속단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 재활용 솔라패널 모듈의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 연결부재 연결단계 후(後)에는 상기 파편솔라패널을 보호하기 위해 투명윈도우로 상기 기판을 커버링하는 커버링단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 재활용 솔라패널 모듈의 제조방법.
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