KR101299573B1 - 태양전지모듈 고정용 링커 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지모듈을 서로 연결하기 위한 고정용 링커에 관한 것으로, 바디; 태양전지모듈의 프레임에 형성된 홀에 삽입되도록, 상기 바디로부터 돌출 형성된 암; 및 상기 암의 측면에 돌출되어서, 상기 홀로 삽입될 때 상기 암의 내측으로 함몰되고, 상기 홀의 내측에 걸리도록 탄발해 복원되는 걸림턱;을 포함한다.

Description

태양전지모듈 고정용 링커{Linker for solar cell modules}

본 발명은 태양전지모듈을 서로 연결하기 위한 고정용 링커에 관한 것이다.

환경오염을 줄이고 점차 감소하는 화석연료를 대체할 수 있는 새로운 에너지원에 대한 관심은 공장 또는 발전(發電)과 같은 산업분야에서 제품생산과 관련없는 일반분야로 점차 확대되어 가고 있고, 심지어 생활용 전력을 어떻게 하면 자급자족할 수 있을지에 대한 일반인의 관심으로까지 확대되고 있다.

새로운 에너지원으로는 풍력, 햇빛, 조력 등 다양한데, 이들 중 장소나 지역에 큰 제한 없이 햇빛이 있는 곳이라면 가정에서도 쉽게 수집하고 전력으로 변환해 사용할 수 있는 햇빛이 보조 에너지원으로 주목을 받고 있다.

햇빛을 에너지원으로 사용하기 위해서는 공지,공용의 태양전지가 활용된다.

상기 태양전지는 실리콘·갈륨비소·황화카드뮴과 같은 소재를 이용해 p-형과 n-형의 반도체를 만들어 접합한 것으로서, 그 접합 면에 햇빛을 조사하면 광자가 흡수되면서 1쌍의 전자와 양공이 생긴다. 이때 전자는 n-형, 양공은 p-형 부분으로 각각 이동하고, 이러한 흐름에 의해 n-형에서 p-형으로 전류가 유도된다.

상기 태양전지는 집광효율을 높이기 위해 넓은 평판 형상으로 제작되고, 주변 건물 또는 방해물에 의한 간섭을 최소화하기 위해 설치 건물의 최고 위층인 옥상 또는 지붕에 설치되며, 필요에 따라 햇빛의 이동경로를 따라 전면이 회동하도록 설치될 수도 있다. 따라서 태양전지는 풍력에 의한 영향을 쉽게 받을 수밖에 없으므로, 상기 태양전지의 설치시 이를 고려해 해당 건물로의 견고한 설치가 보장되어야 한다.

대한민국 등록실용신안 제20-0451576호는 "태양전지모듈 고정 프레임"에 관한 것으로서, 태양전지를 건물에 설치하기 위해 기초가 되는 프레임을 개시하고 있다.

종래 기술을 살펴보면, 다수의 지지프레임(10)이 격자형태로 배치되는데, 지지프레임(10) 자체는 태양전지모듈(70)을 지지하기 위해 고정부재(20)를 포함해야 하는 복잡한 구조를 이루고 있고, 아울러 지지프레임(10)을 상호 연결하기 위해 고정브래킷(40)이 보강되어야 한다. 또한, 고정부재(20) 및 고정브래킷(40)을 이용한 지지프레임(10) 간의 체결 및 태양전지모듈(70)과 지지프레임(10) 간의 체결 작업시에는 천공 작업 및 볼팅 작업이 불가피할 것이므로, 현장 작업에 대한 작업자의 번거로움과 노고가 충분히 예상된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 태양전지모듈의 설치를 보다 용이하며 신속하게 진행할 수 있고, 아울러 견고하면서도 안정된 상태의 설치구조를 완성할 수 있는 태양전지모듈 고정용 링커의 제공을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,

바디;

태양전지모듈의 프레임에 형성된 홀에 삽입되도록, 상기 바디로부터 돌출 형성된 암; 및

상기 암의 측면에 돌출되어서, 상기 홀로 삽입될 때 상기 암의 내측으로 함몰되고, 상기 홀의 내측에 걸리도록 탄발해 복원되는 걸림턱;

을 포함하는 태양전지모듈 고정용 링커이다.

상기 본 발명은, 다른 연결자재를 추가하거나, 설치를 위한 공구를 이용할 필요 없이 링커만으로도 태양전지모듈의 연결 및 고정을 안정적이면서 견고하게 완료할 수 있고, 현장에서의 설치작업을 용이하고 신속하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 링커의 제1실시 예를 이용해 태양전지모듈을 연결하는 모습을 도시한 사시도이고,
도 2는 본 발명의 제1실시 예로 제시된 링커가 태양전지모듈에 설치되는 모습을 순차로 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 링커의 제2실시 예를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제2실시 예로 제시된 링커의 동작모습을 순차로 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명에 따른 링커를 매개로 프레임에 설치된 태양전지모듈의 모습을 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명에 따른 링커의 제3실시 예를 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 링커의 제4실시 예를 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명의 제3,4실시 예로 제시된 링커와 프레임 간의 결속모습을 개략적으로 도시한 측면도이고,
도 9는 본 발명에 따른 링커의 제5실시 예를 도시한 사시도이고,
도 10은 본 발명의 제5실시 예로 제시된 링커를 매개로 연결된 태양전지모듈의 설치모습을 개략적으로 도시한 측면도이다.

상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 링커의 제1실시 예를 이용해 태양전지모듈을 연결하는 모습을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시 예로 제시된 링커가 태양전지모듈에 설치되는 모습을 순차로 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 링커(100a)는 태양전지모듈(10, 10')의 측면에 배치되어서, 서로 이웃하는 태양전지모듈(10, 10')을 연결 고정한다. 이를 위해 링커(100a)는 서로 이웃하는 태양전지모듈(10, 10')의 간격을 강제하는 바디(110)와, 바디(110)를 중심으로 서로 대향하게 돌출 형성된 다수의 암(120)과, 암(120)의 측면으로 돌출 형성된 걸림턱(130)을 포함하고, 걸림턱(130)은 암(120)의 내측으로 함몰되면서 탄력으로 복원될 수 있도록 된다. 이를 위해 걸림턱(130)은 재질적으로 탄성을 가질 수도 있고, 별도의 스프링(140)에 의해 지지될 수도 있을 것이다.

바디(110)는 서로 이웃하는 태양전지모듈(10, 10')의 간격을 강제하면서 별도로 구성된 지지대(20; 도 5 참조) 또는 건물 등과의 결속을 위해 구성되는 것으로서, 태양전지모듈(10, 10')의 견고한 결속을 위해 강철 또는 단단한 합성수지재질로 제작될 수 있을 것이다. 본 실시 예에서는 바디(110)의 형상을 육면체 형상으로 하였지만 이에 한정하는 것은 아니며, 원형, 타원형, 또는 다각형상 등 다양한 형태로 성형될 수 있음은 물론이다.

암(120)은 바디(110)로부터 돌출되어서 태양전지모듈(10, 10')에 형성된 홀(11a)에 삽입되는 것으로서, 하나 또는 둘 이상이 형성될 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 실시 예에서는 바디(110)를 중심으로 두 쌍이 서로 대향하게 돌출 형성된 것으로 하였지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 바디(110)의 일면에만 형성될 수도 있고, 또는 한 쌍 이상이 형성될 수도 있음은 물론이다.

또한, 암(120)은 걸림턱(130)의 형성을 위해서 걸림턱(130)이 위치하는 측면이 평면인 것이 바람직할 것이나, 이에 한정하는 것은 아니며, 원기둥 형상을 이룰 수도 있음은 물론이다.

걸림턱(130)은 암(120)의 측면에 돌출되도록 형성된 것으로서, 이에 대한 설명은 아래에서 보다 상세히 한다. 참고로, 본 발명에 따른 실시 예에서는 걸림턱(130)이 일측면에만 서로 대향하게 형성된 것으로 하였지만, 각 측면 모두에 형성될 수도 있음은 물론이다.

태양전지모듈(10, 10')은 프레임(11)과 태양전지(12)로 구성될 수 있고, 프레임(11)은 암(120)의 삽탈을 위한 홀(11a)이 형성된다. 본 실시 예에서는 프레임(11)의 측면에 두 쌍의 홀(11a)이 형성되도록 했다.

홀(11a)은 그 깊이가 제한되므로, 도 2에 도시한 바와 같이 암(120)이 홀(11a)에 충분히 삽입되면, 걸림턱(130)의 돌출부분이 홀(11a)의 내측에 걸리면서 재이탈이 불가능하도록 된다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 도 2(a)에 도시한 바와 같이, 바디(110)로부터 돌출 형성된 암(120)은 홀(11a)의 형상 및 크기에 상응하게 형성되어서, 상호 긴밀히 맞물릴 수 있다. 한편, 걸림턱(130)의 일면은 도 2(b)에 도시한 바와 같이 암(120)이 홀(11a)에 삽입될 때 자연스럽게 암(120)의 내측으로 함몰될 수 있도록 경사지게 형성되고, 타면은 도 2(c)에 도시한 바와 같이 홀(11a)의 내측에 걸릴 수 있도록 평평하게 형성될 수 있다. 결국, 링커(100a)의 암(120)이 홀(11a)에 삽입될 때는 아무런 간섭없이 자연스럽게 삽입되더라도, 완전히 삽입된 이후에는 걸림턱(130)이 탄력으로 복원되면서 상기 타면이 홀(11a)의 내측에 걸리므로, 암(120)은 홀(11a)로부터 재이탈하지 못하고 고정된다.

앞서 언급한 바와 같이 걸림턱(130)을 탄성재질로 제작해서 암(120)을 기준으로 휘어지는 구조가 되도록 할 수도 있을 것이나, 제1실시 예에서는 걸림턱(130)의 전단(前端)을 암(120)에 회동가능하게 고정하고, 후단(後端)은 스프링(140)으로 지지해서, 스프링(140)의 탄발력에 의해 걸림턱(130)이 복귀할 수 있는 구조가 되도록 했다. 여기서, 스프링(140)의 양단은 암(120)의 대향면에 서로 대향하게 배치된 걸림턱(130, 130')의 각 후단과 연결되어서, 하나의 스프링(140)이 서로 마주하는 한 쌍의 걸림턱(130)을 상호 탄발할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 실시 예에서는 스프링(140)으로 코일스프링을 적용할 수 있는데, 코일스프링을 적용할 경우 걸림턱(130)의 회동에 의해 스프링(140) 자체의 휨이 발생할 수 있고, 이러한 휨은 스프링(140)의 탄발력이 원활히 발현하는데 곤란을 야기하므로, 걸림턱(130)의 자세에 따라 스프링(140)에 휨이 발생하지 않도록 브래킷(141)이 보강 구비될 수 있다. 브래킷(141)은 걸림턱(130)의 후단에 회동가능하게 설치돼 스프링(140)의 단부를 고정하는 것으로서, 걸림턱(130)의 자세에 상관없이 스프링(140)을 곧게 위치시킬 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 링커의 제2실시 예를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시 예로 제시된 링커의 동작모습을 순차로 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 링커(100b)의 제2실시 예는 드롭퍼(150)를 더 포함한다.

드롭퍼(150)는 태양전지모듈(10)에 설치된 링커(100b)를 해체하기 위해 걸림턱(130")을 암(120)의 내측으로 강제 함몰시키는 것으로서, 설치자는 드롭퍼(150)의 조작을 통해 태양전지모듈(10)로부터 링커(100b)를 용이하게 설치 및 해체할 수 있다.

이를 위한 드롭퍼(150)는 바디(110)에 회전가능하게 고정되는 동력축(151)과, 동력축(151)과 동축으로 회전하는 권취활차(152)와, 일단은 권취활차(152)에 감겨 고정되고 타단은 걸림턱(130")에 고정되는 장력선(153)과, 장력선(153)의 인출방향을 유도하는 유도활차(154)로 구성되고, 동력축(151)을 설치자가 용이하게 조정할 수 있도록 동력축(151)에 고정되는 핸들(155)을 더 포함할 수 있다.

동력축(151)은 일단 또는 양단이 바디(110)로부터 인출 및 회전가능하게 내설되어서, 상기 일단 또는 양단에 고정된 핸들(155)의 조작을 통해 회전이 이루어질 수 있도록 된다.

권취활차(152)는 동력축(151)에 동축으로 고정되어서, 동력축(151)의 회전시 함께 회전하도록 된다. 이때 권취활차(152)의 둘레면에는 홈이 형성될 수 있고, 이 홈으로 장력선(153)이 감겨 고정될 수 있다.

장력선(153)은 일단이 권취활차(152)에 감기도록 고정되고, 타단은 걸림턱(130")에 고정된다. 여기서, 걸림턱(130")은 장력선(153)의 당김에 의해 암(120)의 내측으로 함몰되어야 하고, 이를 통해 홀(11a)의 내측과의 걸림이 해제되어야 하므로, 도 4(a)에 도시한 바와 같이 걸림턱(130")의 후단은 암(120)과 회동가능하게 고정되고, 장력선(153)의 타단은 걸림턱(130")의 전단과 연결되어서, 장력선(153)이 권취활차(152)의 회전에 의해 당겨지면 도 4(b)에 도시한 바와 같이 당겨지면서 암(120)의 내측으로 함몰될 수 있도록 한다.

유도활차(154)는 권취활차(152)가 당기는 장력선(153)의 이동 방향이 걸림턱(130')의 함몰 방향에 유리하도록 유도한다.

앞서 언급한 바와 같이 걸림턱(130")은 장력선(153)의 장력이 소멸하면 원위치로의 복귀를 위해 그 재질이 탄성 재질로 제작될 수도 있을 것이나, 본 발명에 따른 실시 예에서는 스프링(140')을 보강 구비하고, 이때 적용된 스프링(140')은 토션스프링으로 한다. 토션스프링은 축을 중심으로 회동하는 걸림턱(130")의 함몰 방향에 대항해 걸림턱(130")을 회동시킬 수 있는 주지된 물품으로서, 제1실시 예에서 언급한 걸림턱(130; 도 2 참조)에도 적용될 수 있음은 물론이다.

한편, 프레임(11)과 접하는 바디(110)의 일면에는 요철(110a)이 형성된다. 요철(110a)은 바디(110)의 평평한 일면과 프레임의 평평한 측면이 서로 접할 때 생기는 충격을 완충하고, 바디(110)의 상기 일면의 휨을 방지하며, 이를 통해 바디(110)가 받는 충격 및 이로 인한 변형을 최소화한다. 결국, 일정 간격으로 일렬 배치된 태양전지모듈(10, 10')은 외력에 의한 이탈 없이 제 위치를 고수하면서 안정된 자세를 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 실시 예에서는 요철(110a)의 돌출 형상이 삼각형상인 것으로 하였지만, 반원형상일 수도 있고, 기타 다양한 형상으로 돌출될 수 있을 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 링커를 매개로 프레임에 설치된 태양전지모듈의 모습을 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 링커의 제3실시 예를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 링커의 제4실시 예를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제3,4실시 예로 제시된 링커와 프레임 간의 결속모습을 개략적으로 도시한 측면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

링커(100a, 100b, 100c)를 매개로 서로 연결된 태양전지모듈(10)을 건물 또는 특정 구조물(이하 '건물')에 설치하기 위해서는 상기 건물에 설치를 위한 기초가 되는 지지대(20)가 요구된다.

그런데, 본 발명에 따른 링커(100c, 100d)의 제3,4실시 예에서는 지지대(20)를 격자 형태로 배치할 필요 없이 다수 개를 나란히 배치하고, 링커(100c, 100d)를 지지대(20)에 걸어 고정하는 것만으로도 태양전지모듈(10)과 지지대(20)의 견고한 결속을 도모할 수 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 링커(100c, 100d)의 제3,4실시 예의 바디(110')에는 지지대(20)를 감싸는 고리(111, 111')가 각각 형성된다. 고리(111, 111')는 지지대(20)을 감싸도록 바디(110')에 돌출 형성되어서, 도 8에 도시한 바와 같이 경사지게 배치되는 태양전지모듈(10)이 지지대(20)에 걸린 상태를 유지할 수 있도록 한다. 결국 설치자는 링커(100c, 100d)를 이용해 태양전지모듈(10)를 연결한 후 고리(111, 111')를 이용해 지지대(20)에 거는 것만으로 설치가 완료되므로, 태양전지모듈(10)의 설치 과정이 단순화되고 신속해지는 장점이 있다.

한편, 지지대(20)에 걸린 고리(111')의 재이탈을 방지하기 위해서 제4실시 예에 따른 링커(100d)의 고리(111') 말단에는 스토퍼(112)가 보강 구비된다.

스토퍼(112)는 고리(111')의 말단에 이동가능하게 고정되어서, 도 8(b)에 도시한 바와 같이 고리(111')가 지지대(20)에 걸리면, 지지대(20)가 고리(111')로부터 재이탈하지 못하도록 스토퍼(112)를 밀어 폐구할 수 있다. 물론 지지대(20)로부터 태양전지모듈(10)을 분리해야할 필요가 있을 경우, 스토퍼(112)를 내려서 지지대(20)가 인출되도록 개구할 수 있다.

고리(111')의 말단에서 스토퍼(112)가 원활하게 이동할 수 있도록 하기 위해, 고리(111')의 말단에는 가이드(111a)를 형성시키고, 스토퍼(112)의 양측면에는 가이드(111a)와 이동가능하게 맞물리는 레일(112a)을 형성시킨다.

도 9는 본 발명에 따른 링커의 제5실시 예를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제5실시 예로 제시된 링커를 매개로 연결된 태양전지모듈의 설치모습을 개략적으로 도시한 측면도인 바, 이를 참조해 설명한다.

본 발명에 따른 링커(100e)는 서로 이웃하는 태양전지모듈(10, 10')을 연결하고 건물 바닥에 직접 설치할 수 있도록 된 것으로서, 이를 위해 바디(110")가 앵커(113)를 더 포함한다.

앵커(113)는 건물 바닥과의 밀착을 위한 플레이트(113a)를 포함하고, 플레이트(113a)에는 핀 또는 볼트가 관통하는 구멍이 형성될 수 있다.

결국, 링커(100e)를 일정 간격으로 건물 바닥에 설치하면서 태양전지모듈(10, 10')을 순차 설치하면, 별도의 지지대(20; 도 5 참조)을 구비하지 않고도 안정적이면서도 견고한 태양전지모듈(10, 10')의 설치를 신속하게 완료할 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10; 태양전지모듈 20; 지지대 100a 내지 100e; 링커
110, 110', 110"; 바디 120; 암 130, 130'; 걸림턱
140, 140'; 스프링 150; 드롭퍼

Claims (10)

1. 지지대와의 연결을 위해 고리가 돌출 형성된 바디;
   태양전지모듈의 프레임에 형성된 홀에 삽입되도록, 상기 바디로부터 돌출 형성된 암; 및
   상기 암의 측면에 돌출되어서, 상기 홀로 삽입될 때 상기 암의 내측으로 함몰되고, 상기 홀의 내측에 걸리도록 탄발해 복원되는 걸림턱;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.
2. 바닥과 밀착되는 플레이트를 갖춘 앵커가 돌출 형성된 바디;
   태양전지모듈의 프레임에 형성된 홀에 삽입되도록, 상기 바디로부터 돌출 형성된 암; 및
   상기 암의 측면에 돌출되어서, 상기 홀로 삽입될 때 상기 암의 내측으로 함몰되고, 상기 홀의 내측에 걸리도록 탄발해 복원되는 걸림턱;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 프레임과 접하는 상기 바디의 일면에는 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 고리의 말단에는 상기 고리에 걸린 상기 지지대의 이탈을 방지하는 스토퍼가 이동가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.
5. 삭제
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 걸림턱이 상기 암의 측면에 돌출 상태를 유지하도록 탄발지지하는 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 걸림턱의 전단이 상기 암에 회동가능하게 고정되고, 후단이 상기 스프링에 지지되도록 연결된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 걸림턱은 한 쌍이 상기 암에 서로 대향하게 배치되고, 상기 스프링의 양단은 상기 걸림턱들의 후단에 각각 연결되되, 상기 스프링은 상기 걸림턱의 후단에 회동가능하게 고정된 브래킷을 매개로 연결된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 걸림턱의 후단이 상기 암에 회동가능하게 고정되고, 상기 스프링은 상기 후단에 배치된 토션스프링인 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.
10. 제 9 항에 있어서,
    일단 또는 양단이 상기 바디에 인출 및 회전가능하게 설치된 동력축과, 상기 동력축과 동축으로 회전하는 권취활차와, 일단이 상기 권취활차에 감기고 타단이 상기 걸림턱의 전단에 연결되는 장력선을 포함한 드롭퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 고정용 링커.

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