KR101452448B1 - 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스 - Google Patents

임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전시스템의 각 태양광 모듈에서 출력된 직류전류의 역류를 방지하여, 각 태양광 모듈에서 생성된 전류가 인버터에 안정되게 합류하여 인가되도록 하는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 관한 것이다.

Description

임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스{Junction box for solar power generation system with structure for prevention arbitrary remodeling}
본 발명은 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전시스템의 각 태양광 모듈에서 출력된 직류전류의 역류를 방지하여, 각 태양광 모듈에서 생성된 전류가 인버터에 안정되게 합류하여 인가되도록 하는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 관한 것이다.
최근 들어, 세계 각국에서는 화석연료 사용증가로 인한 기후변화 위기, 세계인구의 증가와 브릭스(BRICs)의 급성장으로 인한 에너지 및 자원 위기 등을 극복하기 위해 저탄소 녹색기술 및 녹색산업을 신성장동력으로 하는 녹색 성장의 시대를 새로운 국가발전의 패러다임으로 채택하고 있다.
즉, 녹색 성장은 환경과 경제가 상충된다는 고정 관념에서 탈피하여 양자의 시너지를 극대화시켜, 경제성장이 환경개선에 기여하고 환경이 성장동력으로 전환되어 경제와 환경이 선 순환하는 새로운 국가발전의 전력을 의미한다.
이러한 녹색 성장의 구체적 추진방향의 하나로, 태양광 발전은 탈 석유 및 에너지 자립을 구현할 수 있는 하나의 수단으로 각광받고 있다.
일반적으로, 태양광 발전은 태양광을 받아 반도체 물질로 이뤄진 태양 전지에서 바로 전기를 생성하는 발전 형태로 구현된다. 즉, 태양광 발전은 태양으로부터의 빛에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜 발전하는 방식이다.
상기 태양광 발전 시스템은 건물 외부에 태양광 모듈(즉, 태양광 패널)을 배열 설치하고, 그 모듈로부터 접속함, 인버터, 분배반을 통해 각종 전기기기에 전력을 공급한다.
이때, 태양광 모듈은 햇빛을 받아 직류 전기를 생성하는데, 이와 같이 태양 전지 모듈에 의해 생성된 전기를 수집하여 접속함에 제공하기 위한 정션박스가 필요하다.
이러한 정션박스는 태양광 모듈에 직렬 또는 병렬로 접속되며, 통상적으로 실링재에 의한 수밀성을 유지하여 태양 전지 모듈의 뒷면에 고정되며, 상기 정션박스는 각 태양광 모듈의 출력선과 연결되어서, 태양광 모듈에서 생성된 직류전류를 합류시켜 인버터에 인가되도록 하는 기능을 수행한다.
한편, 최근 관리자가 아닌 제 3자에 의해 정션박스를 임의 분해하여 졍션박스 내에 설치된 터미널 단자에 이상 기기를 연결하는 등 정션회로를 임의 개조하여 비 정상적으로 사용하려는 시도가 종종 이루어지고 있다.
그런데, 제 3자에 의한 정션박스의 임의 개조가 실시되면, 제 3자의 안전을 보장할 수 없을 뿐 아니라 비 정상적인 전류가 인터버로 인가되어 화재나 가열 등 안전상의 문제점을 초래할 소지를 갖게 되므로, 이러한 제 3자에 의한 임의 개조행위는 태양광 발전 시스템 전체의 원활한 가동을 저해시키거나 손상하는 요인이 될 수 있다.
(특허문헌 1) KR10-2012-0042559 A
(특허문헌 2) KR10-0981362 B1
상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명은, 태양광 발전시스템을 구성하는 각 태양광 모듈에서 생성된 직류전류의 역류를 방지하여 각 태양광 모듈에서 생성된 전류가 인버터에 안정되게 공급되도록 하는 것으로, 특히 임의 개조를 위해 본체의 내부 구성요소를 임의 제거할 경우 내장된 정션회로가 물리적, 및 전기적으로 파손되어 재사용이 불능하도록 함으로써, 임의 개조의 소지를 원천적으로 제한한 태양광 발전시스템용 정션박스를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스는,
태양광 모듈에 고정되며 수용공간 내에, 터미널 단자들이 설치되는 고정홈들이 이격되게 형성된 회로 형성부를 갖는 상부 개방형의 함체와;
상기 개방된 함체의 상부를 폐쇄하는 수밀덮개와;
상기 함체에 형성된 회로 형성부의 각 고정홈에 삽입되며, 소켓부와 입력단부가 각각 형성된 터미널 단자와;
상기 터미널 단자 사이에 배치되어 터미널 단자들을 연결하여, 태양광 모듈의 출력선을 통해 각 터미널 단자의 입력단으로 인가된 직류전류의 역류를 방지하면서 어느 하나의 터미널 단자로 직류전류를 합류시켜 출력하는 졍션회로를 형성하는 다이오드; 및
상기 터미널 단자와 다이오드가 설치된 회로 형성부의 상부에 배치되어, 회로 형성부를 폐쇄하는 회로 덮개를 포함하여 구성되어,
상기 회로 덮개에 의해 졍션회로를 형성하는 터미널 단자들이 비 노출되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 회로 형성부를 폐쇄한 회로 덮개에는, 터미널 단자에 형성된 소켓부와 연통하는 진입로가 형성되어, 진입로를 통해 다이오드를 인출입시켜 소켓부에 설치된 다이오드의 교환 설치가 가능하도록 구성한다.
보다 바람직하게는, 상기 회로커버의 저면에는 후크편이 형성되어, 회로 형성부를 커버한 회로커버는 후크편을 통해 회로 형성부에 배치된 각 터미널 단자를 견착시켜 회로 형성부의 상부에 고정되도록 구성되어서,
상기 회로커버를 회로 형성부에서 제거하면 후크편에 견착된 터미널 단자가 회로 형성부의 고정홈에서 이탈하도록 구성되어서, 터미널 단자를 포함하는 졍션회로가 물리적으로 손상되도록 구성한다.
그리고, 상기 터미널 단자에는 탄성에 의해 상호 밀착되어 접점을 형성하는 접점 단자편이 형성되고, 회로커버에는 접점 단자편 사이에 진입되어 접점 단자편 사이를 이격시키는 간극편이 형성되어서, 회로커버에 의해 회로 형성부가 커버된 상시에는 터미널 단자에 형성된 접점 단자편이 간극편에 의해 이격되어 비 도전상태를 형성하고,
회로 덮개가 회로 형성부에서 제거되면 간극편에 의해 이격된 접점 단자편은 상호 접점을 형성하여, 터미널 단자가 상호 도전상태를 형성하여 다이오드를 포함하는 졍션회로의 전기적 손상을 발생시켜 재 사용이 불능하도록 구성한다.
또한, 함체 내에는 각 태양광 모듈에서 출력되는 전류량을 계측하여 무선 전송하는 원격 제어부가 형성되어, 원격 제어부를 통해 전송된 전류량을 외부에서 모니터링하도록 구성된다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는 터미널 단자들과 다이오드를 포함하는 졍션회로가 정형화되게 형성된 함체의 수용공간 내에, 회로 형성부를 커버하는 회로커버를 부가하여, 회로커버에 의해 회로 형성부에 형성된 회로의 외부 노출이 방지되도록 하고 있다.
특히, 본 발명에서는 상기 회로 형성부에 배치되어 정션회로를 구성하는 터미널 단자가 회로커버에 형성된 후크편에 의해 고정되도록 구성하고 있으며, 이에 따라 제 3자가 졍션박스를 임의 개조하고자 회로 형성부를 커버한 회로 덮개를 임의로 제거하면 정션회로를 구성하는 터미널 단자가 이탈되도록 하고 있다.
또한, 정션회로를 구성하는 터미널 단자에 회로커버에 형성된 간극편에 의해 상호 이격되어 비 도전하는 접점 단자편을 형성하여, 회로커버를 임의로 제거하면 터미널 단자에 형성된 접점 단자편이 접점되어 터미널 단자 사이가 상호 도전되도록 하고 있다.
따라서, 제 3자가 본 발명에 따른 졍션박스를 임의 개조하고자 회로 형성부에서 회로커버를 임의로 제거하면, 터미널 단자의 이탈에 따른 정션회로의 물리적 손상과, 터미널 단자 사이의 비 정상적인 도전에 의해 다이오드 등 정션회로의 전기적 손상이 발생되고, 결과적으로 회로커버를 제거하면 본 발명에 따른 정션박스의 재사용이 불능하다.
그리하여, 본 발명에 따른 정션박스는 제 3자에 의한 임의 개조의 시도가 발생되지 아니하므로, 임의 개조에 따른 제반적인 문제점이 해소될 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스의 전체 구성을 보여주는 분해 상태도이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 형성된 정션회로의 배치상태를 보여주는 것이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 있어, 후크단을 통한 회로커버의 고정상태를 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 있어, 간극편을 통한 터미널 단자에 형성된 접점 단자편의 이격상태를 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스의 전체 구성을 보여주는 분해 상태도이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 형성된 정션회로의 배치상태를 보여주는 것이고, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 있어, 후크단을 통한 회로커버의 고정상태를 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스에 있어, 간극편을 통한 터미널 단자에 형성된 접점 단자편의 이격상태를 보여주는 것이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 정션박스(1)는, 태양광 발전시스템을 구성하는 각 태양광 모듈(미도시)에 고정되어, 내부에 형성된 정션회로(30)를 통해 태양광 모듈의 출력선을 통해 출력되는 직류전류를 합류시켜 인버터의 입력선으로 인가하는 전용 장치이다.
상기 정션박스(1)는, 도 1에서 보는 바와 같이 수용공간(11) 내에 회로 형성부(12)를 갖는 상부 개방형의 함체(10)와; 상기 개방된 함체(10)의 상부를 폐쇄하는 수밀덮개(20)를 포함하며, 상기 함체(10)는 통상 실링재에 의한 수밀성을 유지하여 태양광 모듈의 뒷면에 고정된다.
도면을 보면, 상기 함체(10)의 가장자리에는 견착슬롯(13)들이 형성되고 이와 마주하는 수밀덮개(20)의 가장자리에는 견착슬롯(13)에 견착되는 견착돌기(21)들이 대응되게 형성되어, 수밀덮개(20)는 견착돌기(21)를 견착슬롯(13)에 각각 견착시켜 함체(10)의 상부를 폐쇄한다.
이때, 상기 함체(10)의 가장자리에는 단차 구조를 이룬 밀폐링(22)이 설치되어 밀폐링(22)에 의해 함체(10)는 수밀덮개(20)에 의해 수밀상태를 형성한다.
상기 회로 형성부(12)에는 복수의 고정홈(12a)들이 이격되게 형성되고, 이들 각 고정홈(12a)에는 소켓부(31b)와 입력단부(31a)가 각각 형성된 터미널 단자(31)가 설치된다.
그리고, 상기 입력단부(31a)에는 태양광 모듈의 출력선들이 각각 연결되고, 터미널 단자(31)에 형성된 소켓부(31b)에는 직류전류의 역류를 방지하는 다이오드(32)가 설치되어서, 각 터미널 단자(31)들이 다이오드(32)를 통해 직렬로 연결된 하나의 정션회로(30)를 형성한다.
또한, 함체(10) 내에는 터미널 단자(31)를 따라 출력된 전류량을 계측하여 무선 전송하는 원격 제어부(50)가 형성되어, 원격 제어부(50)를 통해 전송된 전류량을 외부에서 모니터링하도록 구성된다.
따라서, 각 태양광 모듈에서 생성되어 출력선을 통해 각 터미널 단자(31)로 인가된 직류전류는 다이오드(32)에 의해 일방향으로 이동하면서 합류되고, 합류된 직류전류는 인버터의 입력선을 통해 인버터로 인가된다.
이때, 원격 제어부(50)는 함체(10) 내에는 각 태양광 모듈에서 정션회로(30)로 인가되는 개별 전류량과, 정션회로(30)에서 인버터(200)로 출력되는 전류량을 계측하여 외부로 전송하며, 상황실에서는 원격 제어부(50)를 통해 전송된 전류량을 외부에서 태양광 모듈(100) 및 정션박스(1)의 구동상태를 모니터링하도록 한다.
한편, 본 발명에서는 이러한 태양광 발전시스템용 정션박스(1)를 구현함에 있어, 제 3자에 의한 임의 개조를 물리적 또는 전기적으로 방지하는 전용의 구조를 형성하여, 제 3자에 의한 임의 개조에 따른 제반적인 문제점이 예방되도록 한다.
상기 본 실시예에서 제안하고 있는 임의 개조 방지구조는. 기본적으로 정션회로(30)의 외부 노출을 억제하여 정션회로(30)의 임의 개조가 어렵도록 구성한다.
또한, 본 실시예에서는 제 3자가 임의 개조를 시도하면 임의 개조를 위한 시도과정 중에 정션박스(1)의 회로 형성부에 형성된 졍션회로(30)가 물리적, 또는 전기적으로 손상되어 재 사용이 불가능하도록 하고 있다.
이를 상술하자면, 본 실시예에서는 상기 터미널 단자(31)와 다이오드(32)가 설치된 회로 형성부(12)의 상부에 회로 덮개(40)를 배치하여, 회로 형성부(12)에 형성된 터미널 단자(31)가 외부에 노출되지 아니하도록 한다.
이때, 상기 회로 형성부(12)를 폐쇄한 회로 덮개(40)에는 터미널 단자(31)에 형성된 소켓부(31b)와 연통하는 진입구(30a)를 형성하여, 진입구(30a)를 통해 소켓부(31b)에 설치된 다이오드(32)의 교환 설치가 가능하도록 한다.
따라서, 상기 다이오드(32)의 손상이 발생되어 교체가 요구되면 작업자는 진입구(30a)를 통해 다이오드(32)를 교환 설치할 수 있어, 다이오드(32)의 교환 설치를 통한 유지 보수에 따른 편리성이 확보된다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 회로 덮개(40)의 저면에 후크단(41)을 형성하여, 회로 형성부(12)를 커버한 회로커버(40)는 후크단(41)을 통해 회로 형성부(12)에 배치된 각 터미널 단자(31)를 견착시켜 회로 형성부(12)에 고정되도록 한다.
바람직한 실시예를 보여주는 도 3을 보면, 상기 터미널 단자(31)의 측면에는 회로덮개(40)의 후크단(41)이 진입하여 견착되는 견착홈(31d)이 형성되어, 후크단은 견착홈(31d)을 통해 터미널 단자(31)를 견착하도록 구성한다.
이때, 상기 후크단(41)은 경사면(41a)의 후미에 직교된 견착면(41b)이 형성된 형태로 이루어져, 회로 덮개(40)가 회로 형성부(12)에 안착되는 과정에서는 후크단(41)은 경사면(41a)을 통해 터미널 단자(31)의 외벽을 따라 안정되게 진입한 다음 견착면(41b)을 통해 터미널 단자(31)의 저면을 견착하여 고정되도록 한다.
따라서, 제 3자가 도 3b와 같이 상기 회로 형성부(12)를 커버한 회로커버(40)를 회로 형성부(12)에서 임의 제거하면 회로 형성부(12)에 배치된 터미널 단자(31)는 후크단(41)에 의해 견착된 상태로 회로커버(40)와 함께 회로 형성부(12)의 고정홈(12a)에서 이탈하며, 결과적으로 터미널 단자(31)를 포함하여 회로 형성부(12)에 형성된 정션회로(30)는 물리적인 손상된다.
이와 더불어, 본 실시예에서는 상기 회로 형성부(12)를 커버한 회로커버(40)가 제 3자에 의해 임의 제거되면, 정션회로(30)를 구성하며 태양광 모듈의 출력선과 연결된 터미널 단자(31)들 상호 도전하도록 구성하여, 정션회로(30)에 형성된 다이오드(32) 등이 전기적으로 손상되도록 한다.
이를 위해, 본 실시예에서는 도 1과 도 2 및 도 4에서 보는 바와 같이 상기 정션회로(30)를 구성하는 각 터미널 단자(31)에 탄성에 의해 상호 밀착되어 접점을 형성하는 접점 단자편(31c)을 형성하고, 상기 정션회로(30)를 커버하는 회로커버(40)에는 접점 단자편(31c) 사이에 진입되어 접점 단자편(31c)을 이격시키는 간극편(42)을 형성한다.
따라서, 상기 도 4a와 같이 회로 형성부(21)에 형성된 정션회로(30)가 회로 덮개(40)에 의해 커버된 상태에서는, 터미널 단자(31)에 형성된 접점 단자편(31c)은 간극편(42)에 의해 상호 이격되어 비 도전상태를 형성한다.
이 상태에서는, 각 터미널 단자(31)를 통해 입력된 태양광 모듈의 직류전류는 다이오드(32)를 통해 합류하여 인버터로 안정되게 인가된다.
그런데, 도 4b와 같이 제 3자가 정션박스(1)의 정션회로(30)를 임의 개조하고자 회로 덮개(40)를 제거하면, 터미널 단자(31)에 형성된 접점 단자편(31c)을 상호 이격시키는 간극편(42)은 접점 단자편(31c) 사이에서 제거된다.
이에 따라, 상기 터미널 단자(31)에 형성된 접점 단자편(31c)은 상호 접점을 형성하여 터미널 단자(31)들은 접점을 형성하여 도전상태를 형성하게 되므로, 정션 회로(30)를 구성하는 다이오드(32)의 전기적 손상이 발생되어서, 정션회로(30)의 재 사용이 불능하게 된다.
그리하여, 본 발명은 제 3자가 졍션회로(30)를 임의 개조하고자 회로커버(40)를 임의로 제거하면, 터미널 단자(31)의 이탈에 따른 정션회로의 물리적 손상과, 터미널 단자(31) 사이의 비 정상적인 도전에 의해 다이오드(32)의 전기적 손상이 발생되고, 결과적으로 회로 덮개(40)의 제거시 재 사용이 불능하게 되므로 임의 개조를 방지할 수 있는 것이다.
1. 정션박스
10. 함체 11. 수용공간
12. 회로 형성부 12a. 고정홈
13. 견착슬롯
20. 보호 커버 21. 견착돌기
22. 밀폐링
30. 정션회로 30a. 진입구
31. 터미널 단자 31a. 입력단부
31b. 소켓부 31c. 접점 단자편
31d. 견착홈 32. 다이오드
40. 회로커버 41. 후크단
41a. 경사면 41b. 견착면
42. 간극편
50. 원격 제어부

Claims (4)

  1. 태양광 모듈에 고정되며 수용공간 내에, 터미널 단자들이 설치되는 고정홈들이 이격되게 형성된 회로 형성부를 갖는 상부 개방형의 함체와;
    상기 개방된 함체의 상부를 폐쇄하는 수밀덮개와;
    상기 함체에 형성된 회로 형성부의 각 고정홈에 삽입되며, 소켓부와 입력단부가 각각 형성된 터미널 단자와;
    상기 터미널 단자 사이에 배치되어 터미널 단자들을 연결하여, 태양광 모듈의 출력선을 통해 각 터미널 단자의 입력단으로 인가된 직류전류의 역류를 방지하면서 어느 하나의 터미널 단자로 직류전류를 합류시켜 출력하는 졍션회로를 형성하는 다이오드; 및
    상기 터미널 단자와 다이오드가 설치된 회로 형성부의 상부에 배치되어, 회로 형성부를 폐쇄하는 회로 덮개를 포함하여 구성되어,
    상기 회로 덮개에 의해 졍션회로를 형성하는 터미널 단자들이 비 노출되도록 구성하는 한편, 상기 회로 형성부를 폐쇄한 회로 덮개에는 터미널 단자에 형성된 소켓부와 연통하는 진입로가 형성되어, 진입로를 통해 다이오드를 인출입시켜 소켓부에 설치된 다이오드의 교환 설치가 가능하도록 구성한 것을 특징으로 하는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 회로커버에는 후크편이 형성되어, 상기 회로 형성부를 커버한 회로커버는 후크편을 통해 회로 형성부에 배치된 각 터미널 단자를 견착시켜 회로 형성부의 상부에 고정되도록 구성되어서,
    상기 회로커버를 회로 형성부에서 제거하면 후크편에 견착된 터미널 단자가 회로 형성부의 고정홈에서 이탈하도록 구성되어서, 터미널 단자를 포함하는 졍션회로가 물리적으로 손상되도록 구성한 것을 특징으로 하는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 터미널 단자에는 탄성에 의해 상호 밀착되어 접점을 형성하는 접점 단자편이 형성되고, 상기 회로커버에는 접점 단자편 사이에 진입되어 접점 단자편 사이를 이격시키는 간극편이 형성되어서,
    상기 회로커버에 의해 회로 형성부가 커버되면 터미널 단자에 형성된 접점 단자편이 간극편에 의해 이격되어 비 도전상태를 형성하고,
    상기 회로 덮개가 회로 형성부에서 제거되면 간극편에 의해 이격된 접점 단자편은 상호 접점을 형성하여, 터미널 단자가 상호 도전상태를 형성하여 다이오드를 포함하는 졍션회로의 전기적 손상을 발생시켜 재 사용이 불능하도록 구성한 것을 특징으로 하는 임의 개조 방지구조를 갖는 태양광 발전시스템용 정션박스.
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