KR101463176B1

KR101463176B1 - 확장형 태양전지 어레이

Info

Publication number: KR101463176B1
Application number: KR1020120148117A
Authority: KR
Inventors: 황성호
Original assignee: 황성호
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2014-11-25
Also published as: KR20140079637A

Abstract

본 발명은 확장형 태양전지 어레이에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 누구나 손쉽게 다수의 태양전지모듈을 본체프레임에 연결하기만 하면 한전으로 전기 공급이 가능한 확장형 태양전지 어레이에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 누구나 손쉽게 다수의 태양전지모듈을 본체프레임에 연결하기만 하면 한전으로 전기 공급이 가능함으로써, 전선닥트 비용의 절감과 배선 작업시 소요되는 인건비 절감 및 시공 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
그리고, 추가 배선이 없으므로 태양전지모듈 설치 후, 후면 외관이 미려하고 작업 효율성이 높은 상승 효과를 제공하게 된다.

Description

확장형 태양전지 어레이{solar cell module array.}

본 발명은 확장형 태양전지 어레이에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 누구나 손쉽게 다수의 태양전지모듈을 본체프레임에 연결하기만 하면 한전으로 전기 공급이 가능한 확장형 태양전지 어레이에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지는 태양빛의 에너지를 전기에너지로 바꾸는 것으로, P형 반도체와 N형 반도체라고 하는 2 종류의 반도체를 사용해 전기를 일으킨다.

이러한 태양전지에 빛을 비추면 내부에서 전자와 정공이 발생하고, 발생된 전하들은 P극, N극으로 이동하며 이 현상에 의해 P극과 N극 사이에 전위차가 발생하게 된다.

이때, 태양전지의 양극에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다.

이러한 태양전지는 필요에 따라 직병렬로 연결하여 자연환경 및 일정 외부충격에 견딜수 있는 구조로 만들어 사용하게 되는데, 여기서 태양전지 셀은 전기를 일으키는 최소 단위이고, 태양전지 모듈은 전기를 꺼내는(출력하는) 최소 단위로서 다수의 셀을 직병렬로 연결하여 이루어지며 일반적으로 규격화되어 사용된다.

일반적인 태양광 발전장치는 사용가능한 충분한 전기를 공급하기 위하여 태양전지 모듈을 직병렬로 연결한 태양전지 어레이와, 전력을 저장하기 위한 축전지, 전력의 세기를 일정하게 조정하기 위한 전력조정기 및 직류를 사용가능한 교류로 전환하기 위한 인버터 등의 주변장치를 포함하여 구성되며, 주로 콘크리트 바닥면이나 토사로 이루어진 노면 등에 현장구조물을 먼저 설치하고 이러한 현장구조물 위에 태양전지 어레이가 장착되는 구조를 취하고 있다.

통상 태양전지 어레이는 다수의 태양전지 모듈을 격자 형상의 프레임에 고정한 구조로 만들어지는데, 먼저 아연 도금 강관 소재의 프레임을 현장구조물 상에 고정 설치한 다음, 다수의 태양전지 모듈을 상기 프레임에 하나씩 배치한 후 체결 고정하게 된다.

상기와 같은 설치 작업은 대부분 수작업으로 이루어지는데, 한 작업자가 태양전지 모듈을 들어서 프레임 상에 배치시키면 다른 작업자가 태양전지 모듈의 테두리 부분을 프레임에 모두 체결하여 고정시키게 되며, 그 다음 각 태양전지 모듈에 전선을 연결한다.

이러한 기존 태양전지 설치작업은 상기 프레임 및 태양전지 모듈을 현장으로 이송한 다음 현장에서 직접 수행하게 되는데, 태양전지 모듈은 재질상 깨지는 것을 방지하기 위해 낱장마다 포장, 웨이퍼 가공 등 복잡한 공정을 거쳐야 하므로 이송이 불편하고 비용소모가 큰 문제점이 있다.

또한, 기존 태양전지 설치작업은 야외에서 진행되기 때문에 기상조건에 완전히 노출되며, 이에 비 및 눈이 내리거나 태풍 등으로 인해 기상조건이 악화될 경우 작업이 지연되고, 대부분의 작업이 수작업으로 이루어짐에 따라 조립 시간이 장시간 혹은 장기간 소요되며, 필요시 장비를 동원해야 하므로, 그에 따른 작업 비용이 증가하게 되고 작업 안전성이 저하되는 문제가 있다.

그리고, 태양전지 모듈의 손상 및 불량 발생 등으로 인한 교체 작업시, 프레임에 체결된 태양전지 모듈을 테두리마다 일일이 해체하여 제거한 다음, 다시 교체용 태양전지 모듈을 가져와서 각 테두리 부분을 모두 체결해야 하므로 작업이 불편하고 작업성 또한 저하되는 문제도 있다.

없음.

본 발명인, 배선이 용이한 태양전지모듈은 아래와 같은 목적을 갖는다.

즉, 본 발명의 제 1 목적은 전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 누구나 손쉽게 다수의 태양전지모듈을 본체프레임에 연결하기만 하면 한전으로 전기 공급이 가능하도록 하는데 있다.

본 발명의 제 2 목적은 태양전지모듈의 오목전력연결부 혹은 본체프레임의 오목전력연결부에 방수고무 재질로 마감하여 외부로부터 이물질의 침입을 방지하도록 하는데 있다.

본 발명의 제 3 목적은 필요에 따라 태양전지모듈을 본체프레임에 결합시켜 전기를 생산할 수 있도록 구성하여 이에 따른 확장의 용이성을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결 수단은 다음과 같다.

즉, 일정 간격을 두고 서로 평행하게 배열되는 다수의 세로바(110),

상기 세로바들의 어느 일측에 결합되며, 삽입되는 태양전지모듈의 오목전력연결부와 결합되도록 볼록전력연결부(125)가 세로바들 사이에 형성되는 고정가로바(120),

상기 세로바들의 타측에 결합되되, 일측이 힌지 결합되어 있으며, 삽입되는 태양전지모듈의 볼록전력연결부를 안착시키도록 오목안착부(135)가 세로바들 사이에 형성되는 회전가로바(130),

태양전지모듈을 삽입하기 위하여 세로바와 세로바 사이에 마련되어 있는 공간부(140)를 포함하여 구성되는 본체프레임(100);

일측에 고정가로바 혹은 다른 태양전지모듈에 형성된 볼록전력연결부와 결합하기 위하여 형성되는 오목전력연결부(210),

타측에 오목안착부 혹은 다른 태양전지모듈에 형성된 오목전력연결부와 결합하기 위하여 형성되는 볼록전력연결부(220)를 포함하여 구성되는 태양전지모듈(200);을 포함한다.

본 발명에 따른 확장형 태양전지 어레이는,

전선닥트 및 별도의 배선 작업이 필요 없으며, 누구나 손쉽게 다수의 태양전지모듈을 본체프레임에 연결하기만 하면 한전으로 전기 공급이 가능함으로써, 전선닥트 비용의 절감과 배선 작업시 소요되는 인건비 절감 및 시공 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공하게 된다.

그리고, 추가 배선이 없으므로 태양전지모듈 설치 후, 후면 외관이 미려하고 작업 효율성이 높은 상승 효과를 제공하게 된다.

또한, 필요에 따라 태양전지모듈을 본체프레임에 결합시켜 전기를 생산할 수 있도록 구성하여 이에 따른 확장의 용이성 및 설치 장소에 구애를 받지 않는 편의성을 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 확장형 태양전지 어레이의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 확장형 태양전지 어레이의 태양전지모듈 사시도.

이하, 도면을 인용하며, 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

다만, 이러한 실시예에 본 발명의 권리 범위가 한정되는 것은 아니며, 당업자 수준에서 용이하게 변형가능한 발명으로서, 기술적 사상이 동일하다면 모두 본 발명의 권리범위에 속함을 밝혀 둔다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 확장형 태양전지 어레이의 전체 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 확장형 태양전지 어레이의 태양전지모듈 사시도이다.

일반적인 태양전지모듈은 일정 형태를 가지는 복수의 태양전지모듈, 각각의 태양전지 모듈을 연결하여 각각의 태양전지모듈로부터 발생되는 전기를 전달하는 패턴, 패턴과 전기적으로 연결되는 정션박스를 포함하여 구성되게 된다.

그러나, 상기한 종래의 일반적인 형태의 배선 방식은 전선닥트를 사용하여 배관 및 배선 작업을 수행하였으며, 잭과 잭 사이에 커넥션 부족으로 별도의 전선을 사용하여 접속하는 방식이었다.

따라서, 작업 시간이 상당하여 이에 따른 인건비 상승 요인을 제공하게 되었으며, 케이블들이 복잡하게 구성되어 미관상 좋지 않은 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 개선하고자 본 발명에서는 일정 간격을 두고 서로 평행하게 배열되는 다수의 세로바(110),

타측에 오목안착부 혹은 다른 태양전지모듈에 형성된 오목전력연결부와 결합하기 위하여 형성되는 볼록전력연결부(220)를 포함하여 구성되는 태양전지모듈(200);을 포함하여 구성하게 된다.

상기와 같이 구성하게 되면, 다수의 태양전지모듈들을 본체프레임의 세로바 사이에 슬라이딩하여 차례로 끼워서 정렬시켜 결합시키게 되며, 이를 통해 생산된 전기는 인버터를 거쳐 계량기를 통해 한전 계통에 전기를 공급하게 되는 것이다.

상기 본체프레임(100)은 일정 간격을 두고 서로 평행하게 배열되는 다수의 세로바(110), 상기 세로바들의 어느 일측에 결합되며, 삽입되는 태양전지모듈의 오목전력연결부와 결합되도록 볼록전력연결부(125)가 세로바들 사이에 형성되는 고정가로바(120), 상기 세로바들의 타측에 결합되되, 일측이 힌지 결합되어 있으며, 삽입되는 태양전지모듈의 볼록전력연결부를 안착시키도록 오목안착부(135)가 세로바들 사이에 형성되는 회전가로바(130), 태양전지모듈을 삽입하기 위하여 세로바와 세로바 사이에 마련되어 있는 공간부(140)를 포함하여 구성된다.

즉, 본체프레임은 태양전지모듈을 삽입하기 위하여 세로바와 세로바 사이에 마련되어 있는 공간부(140)를 구성하게 된다.

상기 세로바(110)는 일정 간격을 두고 서로 평행하게 공간부의 상측에 배열하게 된다.

세로바와 세로바 사이에 태양전지모듈들이 슬라이딩 삽입되며, 그 길이는 사전에 규격화된 길이로 제조하게 된다.

상기 고정가로바(120)는 세로바들의 어느 일측에 결합되며, 도면에서는 하측에 결합되어 있다.

삽입되는 태양전지모듈의 오목전력연결부와 결합되도록 볼록전력연결부(125)가 세로바들 사이에 형성되게 된다.

본 발명에서 설명하고 있는 전력연결부는 플러스 극성을 띠는 단자와 마이너스 극성을 띠는 단자로 구성되게 된다.

또한, 회전가로바(130)는 세로바들의 타측에 결합되되, 도면에서는 상측에 결합되어 있다.

일측이 힌지 결합되어 있게 된다.

즉, 태양전지모듈을 슬라이딩 삽입한 후, 삽입되는 태양전지모듈의 볼록전력연결부를 안착시키도록 오목안착부(135)가 세로바들 사이에 형성되게 된다.

한편, 태양전지모듈의 하측에 본체프레임의 레일부를 따라 이동하기 위한 레일이동돌출부(230)를 설치 구성하게 된다.

이럴 경우에는 본체프레임(100)의 세로바와 세로바 사이에 태양전지모듈에 형성된 레일이동돌출부(230)를 슬라이딩 이동시키기 위하여 레일부(150)를 설치 구성하게 된다.

상기와 같이 레일부와 레일이동돌출부를 구성하는 이유는 사용자가 손쉽게 태양전지모듈을 삽입하여 결합할 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 실시예 이외에 바퀴를 구성하여 레일부를 따라 이동할 수 있도록 구성할 수도 있을 것이다.

본 발명의 가장 큰 특징은 상기 본체프레임에 생산되는 태양전지모듈을 하나씩 하나씩 결합시키기만 하면 전기 생산이 가능한 장점을 제공하는 것이다.

예를 들어, 본체프레임에 접속되는 태양전지모듈을 규격화하여 태양전지모듈을 일반 소비자들도 쉽게 구입할 수 있도록 유통망을 통해 점포에 제공하게 되면, 일반 소비자들은 해당 점포 혹은 기타 대리점들을 통해 최초 상기한 본체프레임만을 구입할 수 있게 된다.

이후에, 소비자가 예를 들어, 자신의 아파트나 주택의 베란다나 마당에 상기한 본체프레임을 설치 구성하여 인버터에 연결만 하면 기본적인 전기 생산이 가능한 상태가 된다.

이때, 소비자가 태양전지모듈 한 개를 구입하여 상기한 본체프레임에 결합하기만 하면 바로 전기 생산이 가능하게 된다.

이후, 여유가 생겨 태양전지모듈을 다시 한 개를 구입하여 기존에 설치 구성된 태양전지모듈에 연이어 결합시키거나, 다른 본체프레임의 공간에 결합시키게 되면 최초보다 전기 생산이 일정하게 늘어나게 되어 생산된 전기를 한전에 공급하게 된다.

상기한 바와 같이, 일반 소비자들이 필요에 따라 태양전지모듈을 지속적으로 구입하여 본체프레임에 결합시켜 전기를 생산하여 이를 한전에 공급하게 된다면 대한민국처럼 에너지가 부족한 나라에서 일반 가정에서도 전기를 쉽게 생산할 수 있는 파급 효과를 기대할 수 있게 된다.

또한, 추가적인 특성으로 태양전지모듈(200)의 오목전력연결부(210) 혹은 본체프레임(100)의 오목안착부(135)에 방수고무 재질로 마감하여 외부로부터 이물질의 침입을 방지하도록 구성할 수도 있다.

이는 외부 이물질 침입 방지 이외에 방수 고무 재질로 사용할 경우에 오목전력연결부 혹은 오목안착부를 강하게 밀착시키면 볼록전력연결부에 의해 고무 재질이 찧어지면서 안착되거나 결합되도록 하는 것이다.

따라서, 방수고무 재질은 일정한 충격에 의해 찧어질 수 있는 재질이면 충분할 것이다.

도면에 도시한 바와 같이, 특정 태양전지모듈에 설치 구성된 볼록전력연결부를 다른 태양전지모듈에 설치 구성된 오목전력연결부에 밀착시켜 결합만 시키면 되는 구성을 제공하게 되어 누구나 손쉽게 연결할 수 있는 효과를 발휘하게 되는 것이다.

이를 통해 종래의 전선닥트 비용의 절감과 배선 작업시 소요되는 인건비를 절감 및 시공 시간을 단축할 수 있는 효과를 제공할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 연결 방식을 이용하게 되면 손쉽게 본체프레임에 연결하거나 해체할 수 있게 되며, 이를 통해 누구나 쉽게 시공을 할 수 있으며, 배관 및 배선 비용을 생략할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

그리고, 고정가로바 내부에 인버터와 연결되는 구성을 가지고 있으므로 태양전지모듈 설치 후, 지저분한 전선들이 노출되지 않아 외관이 번잡하지 않고 작업 효율성이 높은 효과를 제공하게 된다.

또한, 태양전지모듈 고장시 간단히 결합되어 있는 것을 해체시켜 각각의 태양전지모듈을 체크할 수 있어 불량을 쉽게 찾아낼 수 있게 된다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 본체프레임
110 : 세로바
120 : 고정가로바
125 : 볼록전력연결부
130 : 회전가로바
135 : 오목안착부
140 : 공간부
150 : 레일부
200 : 태양전지모듈
210 : 오목전력연결부
220 : 볼록전력연결부
230 : 레일이동돌출부
300 : 방수고무 재질

Claims

태양전지 어레이에 있어서,
일정 간격을 두고 서로 평행하게 배열되는 다수의 세로바(110),
인버터와 연결되어 있고, 상기 세로바들의 어느 일측에 결합되며, 삽입되는 태양전지모듈의 오목전력연결부와 결합되도록 볼록전력연결부(125)가 세로바들 사이에 형성되는 고정가로바(120),
상기 세로바들의 타측에 결합되되, 일측이 힌지 결합되어 있으며, 삽입되는 태양전지모듈의 볼록전력연결부를 안착시키도록 오목안착부(135)가 세로바들 사이에 형성되는 회전가로바(130),
태양전지모듈을 삽입하기 위하여 세로바와 세로바 사이에 마련되어 있는 공간부(140)를 포함하여 구성되는 본체프레임(100);
일측에 고정가로바 혹은 다른 태양전지모듈에 형성된 볼록전력연결부와 결합하기 위하여 형성되는 오목전력연결부(210),
타측에 오목안착부 혹은 다른 태양전지모듈에 형성된 오목전력연결부와 결합하기 위하여 형성되는 볼록전력연결부(220)를 포함하여 구성되는 태양전지모듈(200);을 포함하여 구성되어 다수의 태양전지모듈들을 본체프레임의 세로바 사이에 슬라이딩하여 차례로 끼워서 정렬시켜 결합시키도록 하는 것을 특징으로 하되,
태양전지모듈의 하측에 본체프레임의 레일부를 따라 이동하기 위한 레일이동돌출부(230)를 설치 구성할 경우에,
본체프레임(100)의,
세로바와 세로바 사이에 태양전지모듈에 형성된 레일이동돌출부(230)를 슬라이딩 이동시키기 위하여 레일부(150)를 설치 구성하는 것을 특징으로 하며,
상기 태양전지모듈(200)의 오목전력연결부(210) 혹은 본체프레임(100)의 오목안착부(135)에,
방수고무 재질(300)로 마감하여 외부로부터 이물질의 침입을 방지하는 것을 특징으로 하며,
태양전지모듈 고장시 본체프레임에 결합되어 태양전지모듈을 해체시켜 각각의 태양전지모듈을 체크하여 불량을 찾아낼 수 있도록 하는 확장형 태양전지 어레이.
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