KR101349485B1 - 태양전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널; 및, 상기 태양전지 패널의 측면에 배치되는 프레임;을 포함하고, 상기 프레임은 상기 태양전지 패널의 측면에 배치되는 제 1 서포트부; 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 제 2 서포트부; 상기 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 제 3 서포트부; 및 상기 제 1 서포트부에 연결되는 체결부를 포함한다.
Description
실시예는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
광전 변환 효과를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전 모듈은 지구 환경의 보전에 기여하는 무공해 에너지를 얻는 수단으로 널리 사용되고 있다.
태양 전지의 광전 변환 효율이 개선됨에 따라, 태양광 발전 모듈을 구비한 많은 태양광 발전 시스템이 주거 용도로까지 설치되기에 이르렀다.
태양광으로부터 전력을 발생시키는 태양 전지를 구비하는 태양광 발전 모듈로부터 발생된 전력을 외부로 출력시키기 위해, 양 전극 및 음 전극의 기능을 하는 전도체들이 태양광 발전 모듈에 배치되며, 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블이 연결되는 접속 단자들로서, 전도체들의 단부들이 광기전성 모듈의 외부로 꺼내어진다.
태양전지 패널이 복수 연결되는 구조에서 패널의 측면을 둘러싸는 프레임간의 결합이 문제되는데, 인접하는 프레임의 접합이 외부 압력에 의해 상하, 또는 좌우로 분리될 수 있어 접합력은 개선의 여지가 있다.
실시예는 밀폐성과 구조적 안정성을 지닌 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널; 및, 상기 태양전지 패널의 측면에 배치되는 프레임;을 포함하고, 상기 프레임은 상기 태양전지 패널의 측면에 배치되는 제 1 서포트부; 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 제 2 서포트부; 상기 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 제 3 서포트부; 및 상기 제 1 서포트부에 연결되는 체결부를 포함한다.
실시예에 따르면, 프레임에 결합용 부속을 혼합한 형태로 설치 시간이 단축되고, 부속품이 감소되어 생산성이 향상될 수 있다.
그리고, 면과 면이 구조적인 마찰에 의해 결합되는 형태로 밀폐성과 구조적 안정성을 기대할 수 있다.
또한 프레임의 측면과 측면이 공간없이 밀착될 수 있으며 구조의 공차 설계에 따라 결합력을 조절할 수 있다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 태양전지 패널과 측면을 둘러싸는 프레임을 나타낸 단면도이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 프레임을 포함하는 태양전지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 A영역을 확대한 단면도이다.
도 4는 발명의 다른 실시예에 따른 프레임을 나타내는 단면도이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 프레임을 포함하는 태양전지 모듈을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1의 A영역을 확대한 단면도이다.
도 4는 발명의 다른 실시예에 따른 프레임을 나타내는 단면도이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 바, 프레임, 기판, 홈 또는 막 등이 각 패널, 바, 기판, 홈 또는 막 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 발명의 실시예에 따른 태양전지 패널과 측면을 둘러싸는 프레임을 나타낸 단면도이다. 도 2는 발명의 실시예에 따른 프레임을 포함하는 태양전지 모듈을 나타내는 단면도이다. 도 3은 도 1의 A영역을 확대한 단면도이다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 프레임(110, 120, 130, 140), 태양전지 패널(300), 버스 바(400), 정션 박스(500) 및 케이블(600)을 포함한다.
상기 프레임(110, 120, 130, 140)은 상기 태양전지 패널(300)을 수용한다. 더 자세하게, 상기 프레임(110, 120, 130, 140)은 상기 태양전지 패널(300)의 측면을 수용한다.
또한, 상기 프레임(110, 120, 130, 140)은 상기 태양전지 패널(300)의 측면을 둘러싼다. 예를 들어, 상기 프레임(110, 120, 130, 140)은 상기 태양전지 패널(300)의 4 개의 측면에 배치된다.
상기 프레임(110, 120, 130, 140)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 알루미늄 등의 금속을 들 수 있다.
상기 프레임(110, 120, 130, 140)은 제 1 서브 프레임(110), 제 2 서브 프레임(120), 제 3 서브 프레임(130) 및 제 4 서브 프레임(140)으로 구분될 수 있다. 상기 제 1 서브 프레임(110), 상기 제 2 서브 프레임(120), 상기 제 3 서브 프레임(130) 및 상기 제 4 서브 프레임(140)은 서로 체결되거나, 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 서브 프레임(110)은 상기 태양전지 패널(300)의 일 측면을 둘러싼다. 상기 제 2 서브 프레임(120)은 상기 태양전지 패널(300)의 다른 측면을 수용한다.
상기 제 3 서브 프레임(130)은 상기 태양전지 패널(300)을 사이에 두고, 상기 제 1 서브 프레임(110)과 마주본다. 상기 제 3 서브 프레임(130)은 상기 태양전지 패널(300)의 또 다른 측면을 수용한다.
상기 제 4 서브 프레임(140)은 상기 태양전지 패널(300)의 또 다른 측면을 수용한다. 상기 제 4 서브 프레임(140)은 상기 태양전지 패널(300)을 사이에 두고, 상기 제 2 서브 프레임(120)과 마주본다.
예를 들어, 상기 제 1 서브 프레임(110), 상기 제 2 서브 프레임(120), 상기 제 3 서브 프레임(130) 및 상기 제 4 서브 프레임(140)은 제 1 서포트부(141), 제 2 서포트부(142), 제 3 서포트부(143) 및 제 4 서포트부(144)를 포함한다.
상기 제 1 서포트부(141)는 상기 태양전지 패널(300)의 측면에 배치된다. 상기 제 1 서포트부(141)는 상기 태양전지 패널(300)의 측면을 지지한다.
상기 제 2 서포트부(142)는 상기 제 1 서포트부(141)로부터 연장되어, 상기 태양전지 패널(300)의 상면에 배치된다. 상기 제 2 서포트부(142)는 상기 태양전지 패널(300)의 상면을 지지한다.
상기 제 3 서포트부(143)는 상기 제 1 서포트부(141)로부터 연장되어, 상기 태양전지 패널(300)의 하면에 배치된다. 상기 제 3 서포트부(143)는 상기 태양전지 패널(300)의 하면을 지지한다.
상기 제 4 서포트부(144)는 상기 제 1 서포트부(141)로부터 연장되어, 상기 제 3 서포트부(143) 아래에 배치된다.
상기 제 1 서포트부(141), 상기 제 2 서포트부(142), 상기 제 3 서포트부(143) 및 상기 제 4 서포트부(144)는 일체로 형성된다.
상기 제 2 서브 프레임(120)은 측면에 제1 체결부(125)를 포함하고, 상기 제 4 서브 프레임(140)은 측면에 제2 체결부(145)를 포함한다. 상기 제1 체결부(125)는 'ㄴ'자로 형성될 수 있으며, 제2 체결부(145)는 'ㄱ'자로 형성될 수 있다.
상기 체결부(125, 145)는 상기 프레임과 동일한 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 체결부(125)는 제 1 서포트부(141)의 끝단으로부터 외측으로 연장되는 제1 연장부와, 상기 제1 연장부로부터 절곡되고 상기 제2 체결부(145)를 향해 연장되는 제2 연장부를 포함할 수 있다. 상기 제2 연장부는 상기 제2 체결부(145)와 접할 수 있다. 상기 제2 연장부는 상기 제1 연장부로부터 상부를 향해 절곡되어 'ㄴ'자 형상으로 형성될 수 있다. 이는 제2 체결부(145)에 대해서도 대응되는 형상으로 형성되므로 동일한 설명은 생략한다.
자세하게, 상기 제1 체결부(125)는 상기 제 2 서브 프레임(120)의 상부 끝단으로부터 외측으로 x의 길이로 연장된다. 상기 제1 체결부(125)는 절곡되어 연장된다. 절곡되는 방향은 상부를 향할 수 있다.
그리고, 상기 제2 체결부(145)는 상기 제 2 서브 프레임(140)의 하부 끝단으로부터 외측으로 y의 길이로 연장된다. 상기 제1 체결부(125)는 절곡되어 연장된다. 절곡되는 방향은 하부를 향할 수 있다.
상기 제 1 체결부(125)는 다른 태양전지 모듈의 프레임에 체결된다. 더 자세하게, 상기 제 1 체결부(125)는 인접하는 다른 태양전지 모듈의 프레임과 상하로 체결될 수 있다.
상기 제2 체결부(145)가 절곡되어 하부로 연장되는 프레임의 폭은 상기 x의 길이에 대응될 수 있으며 상기 제1 체결부(125)가 절곡되어 하부로 연장되는 프레임의 폭은 상기 y의 길이에 대응될 수 있다.
상기 제 1 체결부(125)와 제2 체결부(145)는 절곡되어 각각 상부 및 하부를 향한 프레임이 사면을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 의해 상기 제 1 체결부(125)와 제2 체결부(145)의 결합이 용이할 수 있다.
상기와 같이 제1 체결부(125)와 제2 체결부(145)가 상호 마주보는 방향으로 체결되어 결합되므로, 나사와 같은 별도의 부속품 없이 인접하는 프레임을 결합시킬 수 있어 부속품을 감소시킬 수 있다.
또한 면과 면이 구조적인 마찰에 의해 결합되는 형태로 밀폐성과 구조적인 안정성이 향상된다.
그리고 'x' 및 'y'의 길이를 조절하여 제 1 체결부(125)와 제2 체결부(145)의 측면이 공간없이 밀착될 수 있으며 구조의 공차 설계에 따라 결합력을 조절할 수 있다.
상기 태양전지 패널(300)은 플레이트 형상을 가진다. 예를 들어, 상기 태양전지 패널(300)은 사각 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 태양전지 패널(300)은 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 더 자세하게, 상기 태양전지 패널(300)의 외곽 영역이 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 즉, 상기 태양전지 패널(300)의 4 개의 측면이 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 상기 태양전지 패널(300)은 태양광을 입사받아 전기에너지로 변환시킨다. 상기 태양전지 패널(300)은 지지기판(310) 및 다수 개의 태양전지 셀들(320)을 포함한다.
상기 태양전지 패널(300)의 상부에는 상기 태양전지 패널(300)을 보호하는 보호막(330), 상기 태양전지 패널(300)의 수광면 쪽으로 보호막(300) 위에 배치되는 상부 기판(340)이 형성되며, 상기 부품들은 라미네이션 공정에 의해 일체화된다.
상부 기판(340) 및 지지기판(310)은 태양 전지 모듈(800)의 상,하면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양전지 패널(300)을 외부 환경으로부터 보호한다. 이러한 상부 기판(340) 및 지지기판(310)은 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
보호막(330)은 태양전지 패널(300)의 상부에 배치된 상태에서 라미네이션 공정에 의해 태양전지 패널(300)과 일체화되는 것으로, 습기 침투로 인한 부식을 방지하고 태양전지 패널(300)을 충격으로부터 보호한다. 이러한 보호막(330)은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어질 수 있다. 상기 보호막(330)은 태양전지 패널(300)의 하부에도 형성될 수 있다.
상기 보호막(330) 위에 위치하는 상부 기판(340)은 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저(low) 철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다. 이러한 상부 기판(340)은 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면이 엠보싱(embossing) 처리될 수 있다.
상기 버스 바(400)는 상기 태양전지 패널(300)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 버스 바(400)는 최 외곽에 배치되는 태양전지 셀들(320)의 상면에 배치된다. 상기 버스 바(400)는 상기 최 외곽에 배치되는 태양전지 셀들(320)의 상면에 직접 접촉하여, 상기 태양전지 셀들(320)에 접속된다.
상기 지지기판(310)의 일부 영역에 홀을 형성하여 상기 버스 바(400)가 홀을 통해 상기 케이블(600)에 연결될 수 있다.
정션 박스(500)는 상기 태양전지 패널(300) 아래에 배치된다. 상기 정션 박스(500)는 상기 태양전지 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다. 상기 정션 박스(500)는 다이오드 등을 구비하고, 상기 버스 바(400) 및 상기 케이블(600)에 연결되는 회로기판을 수용할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈(800)은 상기 버스 바(400)와 상기 회로기판을 연결하기 위한 배선을 더 포함할 수 있다. 상기 케이블(600)은 상기 회로기판에 연결되며, 다른 태양전지 패널(300)에 연결된다.
도 4는 발명의 다른 실시예에 따른 프레임을 나타내는 단면도이다. 도 4의 실시예에 따르면, 제 1 서브 프레임(120)과 제 2 서브 프레임(140')은 각각 체결부(126, 146)를 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 체결부는 요철형상으로 형성될 수 있다. 자세하게, 상기 오목부와 볼록부에 의해 체결부는 'E'형상으로 형성될 수 있다.
더 자세하게, 제 1 서브 프레임(120)이 돌출부를 갖는 부분에서는 제 2 서브 프레임(140')이 오목부를 갖도록 형성될 수 있고, 상기 제 1 서브 프레임(120)이 오목부를 갖는 부분에서는 제 2 서브 프레임(140')이 돌출부를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 오목부와 돌출부의 표면은 마찰력을 위해 표면에 요철이 형성될 수 있으며, 상기 돌출부는 도 1의 실시예에서와 같이 오목부에 삽입되는 부분이 사면을 갖도록 형성될 수도 있다. 상기 구조의 결합에 의해 태양전지 패널의 수직방향의 외부 압력에 대한 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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.
Claims (9)
- 태양전지 패널; 및
상기 태양전지 패널의 측면들에 각각 배치되는 제 1 서브프레임, 제 2 서브프레임, 제 3 서브프레임 및 제 4 서브프레임을 포함하는 프레임;을 포함하고,
상기 제 1 서브프레임, 제 2 서브프레임, 제 3 서브프레임 및 제 4 서브프레임 각각은,
상기 태양전지 패널의 측면에 배치되는 제 1 서포트부;
상기 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 제 2 서포트부;
상기 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 제 3 서포트부; 및
상기 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 제 3 서포트부 아래에 배치되는 제 4 서포트부;를 포함하고,
상기 제 2 서브프레임은,
상기 제 4 서포트부로부터 연장되고 상부로 절곡되어, 상기 제 1 서포트부로부터 공간을 형성하는 제 1 체결부를 더 포함하며,
상기 제 4 서브프레임은,
상기 공간의 폭에 상응하는 두께를 갖고, 상기 제 2 서포트부로부터 연장되고 하부로 절곡되어, 상기 제 1 서포트부로부터 상기 제 1 체결부의 두께에 상응하는 폭을 갖는 공간을 형성하는 제 2 체결부를 더 포함하는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 체결부 및 제 2 체결부 각각은,
상기 제 4 서포트부 또는 제 2 서포트부의 끝단으로부터 외측으로 연장되는 제 1 연장부; 및,
상기 제 1 연장부로부터 연장되고 상기 제 1 서포트부와 마주보는 제 2 연장부;를 포함하는 태양전지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 제 1 체결부는 'ㄴ'형상의 단면을 갖고,
상기 제 2 체결부는 'ㄱ'형상의 단면을 갖는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 체결부 및 제 2 체결부는 상기 프레임과 동일한 물질로 형성되는 태양전지 모듈. - 삭제
- 제2항에 있어서,
상기 제2 연장부는 사면을 갖도록 형성되는 태양전지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 제1 연장부 및 제2 연장부의 적어도 하나는 표면에 요철이 형성되는 태양전지 모듈.
- 삭제
- 삭제
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