KR101555512B1 - 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조 - Google Patents

태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조 Download PDF

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천득염
양정무
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전남대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 시공이 간편할뿐만 아니라 비용이 저렴하며, 남향 한옥의 특성에 맞는 태양광발전이 가능한 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조에 관한 것이다.
본 발명의 태양전지모듈이 구비된 보조수키에 의하면 수키와에 태양전지모듈을 직접 부착하지 않고 보조수키와를 덧씌움으로써 간단한 방법으로 태양광발전이 가능한 수키와를 구현할수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조에 의하면 태양광발전이 가능한 한옥지붕의 설비비용이 저렴할 뿐만 아니라 시공이 간편하여 공사기간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조{Convex roofing tiles and root structure of korean-style house with solar cell module}
본 발명은 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 시공이 간편할뿐만 아니라 비용이 저렴하며, 남향 한옥의 특성에 맞는 태양광발전이 가능한 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조에 관한 것이다.
한옥 지붕에는 전통적으로 흙기와가 사용되어져 왔는데 이를 개량한 개량기와들이 개발되어져 왔으며, 레진콘크리트를 사용한 개량기와가 대표적이다. 이러한 레진콘크리트 개량기와는 외형 상 암수가 분리되고 낱장의 기와들이 포개어진 형상을 표현하였지만, 전통 기와를 흉내낸 것에 불과하여 근본적으로 전통기와와 구분되는 다른 모습의 기와로 볼 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개시된 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1287459호에는 한옥 지붕에 설치되는 조립기와를 개시하고 있다. 등록특허 제10-1287459호에 개시된 한옥형 조립기와는 걸침턱에 형성되는 결속 가능한 이음 부재를 포함하는 암기와와 반원형 내면에 길이방향으로 형성된 적어도 하나 이상의 돌기를 포함하는 수키와 및 수키와의 돌기와 결합되는 결합 홈이 형성된 홍두깨 부재를 포함하여 구성하고 있으며, 전통 한옥기와와 유사한 형태의 조립기와를 구현하고 있다.
한편, 전통한옥에도 현대적인 시설이나 장비의 운용을 위하여는 전력 등과 같이 에너지를 공급할 수 있는 별도의 전기적 에너지공급설비에 대한 구축이 필요하다.
최근에는 석유 에너지의 가격 불안정 때문에 친환경적 대체 에너지에 대한 관심이 어느 때보다도 높아지고 있으며, 대체 에너지 중에서도 건물의 에너지 공급용으로 가장 연구개발이 활발하게 이뤄지고 있는 분야가 바로 태양광을 이용한 태양에너지 관련 분야이다.
이와 같이 건물에서 태양 에너지를 이용하기 위한 설비로는 태양전지모듈이 사용되는데, 태양전지모듈은 반드시 태양광을 향해야하기 때문에 건물에서 가장 이상적으로 설비되는 설치 위치가 건물의 지붕이다. 바람직하게는 태양전지모듈이 자동으로 태양광을 추적하면서 태양광을 집광하는 설비가 사용되지만 설비 및 설치비용이 고가이므로 일반적으로 지붕에 고정하여 사용하는 고정형 태양전지모듈을 사용하게 된다.
그러나 전통한옥에 태양전지모듈을 적용하기 위해서는 지붕이 평탄한 평면을 이루어야 하지만 전통한옥의 경우에는 전통미적인 특성상 지붕의 형상이 굴곡져 있으며, 이는 전통한옥의 지붕을 이루는 기와의 구조상 굴곡진 형상을 갖는 낱장의 기와가 여러 장으로 적재된 구조를 이루는바, 태양전지모듈을 설치하여 설비하기가 어려운 문제점이 있었다.
따라서 지붕면적의 부분적인 공간에만 태양전지모듈을 이용한 설비가 구축될 수 있도록 기와를 부분적으로 제거한후 태양전지모듈을 설비하고 있으나, 이는 전통한옥의 건축물에 전통적인 심미감을 저하하게 되는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개시된 종래기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1212664호에는 태양전지모듈이 부착된 전통한옥 기와를 개시하고 있다. 등록특허 제10-1212664호에 개시된 전통한옥 기와는 기왓장 본체의 장착 홈에 태양전지모듈을 매립하여 고정 설치함으로써 태양광을 조사받아 전기에너지를 생성시키는 태양전지모듈을 구현하고 있다.
그러나 등록특허 제10-1212664호에 개시된 기와형 태양전지모듈이 부착된 전통한옥 기와에서는 암(바닥)기와 부분에 태양전지 셀을 부착하는 것을 제안하고 있어, 포개어 설치하는 기와의 특성 상 태양전지 셀의 상당 부분이 포개어 설치되는 만곡기와부에 가려져 충분한 채광이 어려울뿐만 아니라, 기와 설치 시 작업자가 암기와 부분을 밟고 다니므로 현장 설치 시 태양전지 셀 부분이 파손될 수 있는 문제점이 있다.
공개특허번호 제10-2005-0092164호(2005.09.21. 공개) 공개특허번호 제10-2006-0089839호(2006.08.09. 공개)
본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과 한옥의 특성에 맞는 태양광발전이 가능한 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 시공이 간편할뿐만 아니라 비용이 저렴한 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 남향 한옥의 특성에 맞는 태양광발전이 가능한 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예는 암키와와 함께 전통남향한옥의 지붕을 형성하는 수키와에 덧씌워 설치되는 보조수키와로서, 반원통 형상으로 형성되며, 표면에 태양전지모듈이 구비된 보조수키와본체; 상기 보조수키와본체의 끝단에 형성되며, 다른 보조수키와를 잇기 위한 연결부; 상기 연결부 표면의 일정 부분에 구비된 제1접속단자; 상기 연결부의 맞은편에 위치하며, 상기 보조수키와본체의 안쪽면 끝단에 구비되는 제2접속단자; 및 상기 연결부를 제외한 상기 보조수키와본체의 양측단에 형성되며, 상기 수키와를 걸치도록 형성되는 걸침부;를 포함하며, 상기 태양전지모듈은 플렉시블 태양전지모듈로서 동측모듈, 중앙측모듈 및 서측모듈로 구성되는데 각각 상기 보조수키와본체의 길이방향인 남향으로 구비되고, 상기 동측모듈, 상기 중앙측모듈 및 상기 서측모듈 각각의 분리된 모듈에는 역전류방지소자가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 보조수키와를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양전지모듈과 상기 제1접속단자 및 상기 제2접속단자에 각각 연결되어 구비되는 전선;을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양전지모듈은 플렉시블 태양전지모듈이며, 상기 플렉시블 태양전지모듈의 표면에는 광확산판이 더 구비된다.
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삭제
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양전지모듈은 적어도 2이상의 모듈로 구성되는데 각각 상기 보조수키와본체의 길이방향으로 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 보조수키와본체의 표면에는 태양전지모듈장착홈이 형성되어 있으며, 상기 태양전지모듈은 상기 태양전지모듈장착홈에 장착된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자는 금속판 형태 또는 판형 스프링으로 이루어진다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는 태양전지모듈이 구비된 한옥남향지붕구조에 있어서, 서까래의 길이방향인 남향으로 다수개가 이어져 설치되며, 일정 간격을 유지하면서 배치되는 암키와; 상기 암키와와 이웃하는 암키와 상부에 걸쳐 배치되며, 서까래의 길이방향인 남향으로 다수개가 이어져 설치되는 수키와; 및 상기 수키와에 덧씌워져 설치되는 보조수키와;를 포함하여 구성되는데, 상기 보조수키와는 반원통 형상으로 형성되며, 표면에 태양전지모듈이 구비된 보조수키와본체; 상기 보조수키와본체의 끝단에 형성되며, 다른 보조수키와를 잇기 위한 연결부; 상기 연결부 표면의 일정 부분에 구비된 제1접속단자; 상기 연결부의 맞은편에 위치하며, 상기 보조수키와본체의 안쪽면 끝단에 구비되는 제2접속단자; 및 상기 연결부를 제외한 상기 보조수키와본체의 양측단에 형성되며, 상기 수키와를 걸치도록 형성되는 걸침부;를 포함하며, 상기 태양전지모듈은 플렉시블 태양전지모듈로서 동측모듈, 중앙측모듈 및 서측모듈로 구성되는데 각각 상기 보조수키와본체의 길이방향인 남향으로 구비되고, 상기 동측모듈, 상기 중앙측모듈 및 상기 서측모듈 각각의 분리된 모듈에는 역전류방지소자가 구비되며, 상기 제1접속단자는 다른 보조수키와의 제2접속단자와 접속하게 되며, 상기 보조수키와들은 서로 전기적으로 연결되어 태양전지모듈어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 한옥남향지붕구조를 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양전지모듈과 상기 제1접속단자 및 상기 제2접속단자에 각각 연결되어 구비되는 전선;을 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 각각의 태양전지모듈어레이의 입출력단자가 연결되어 있으며, 태양광발전의 출력을 제어하는 스위칭제어부;를 더 포함하며, 상기 스위칭제어부는 각각의 태양전지모듈어레이를 병렬 또는 직렬로 연결하여 출력을 제어하거나, 일부의 태양전지모듈어레이만을 연결하여 출력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
삭제
바람직한 실시예에 있어서, 상기 스위칭제어부에 연결되는 배터리; 및 상기 스위칭제어부와 상기 배터리 사이에 구비되는 역전류방지소자;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양전지모듈은 플렉시블 태양전지모듈로서 상기 플렉시블 태양전지모듈의 표면에는 광확산판이 더 구비되며, 상기 보조수키와는 한옥지붕의 동쪽부 또는 서쪽부에 배치된 상기 수키와에 덧씌워져 설치된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양전지모듈은 적어도 2이상의 모듈로 구성되는데 각각 상기 보조수키와본체의 길이방향으로 구비되며, 상기 보조수키와는 한옥지붕의 남쪽부에 배치된 상기 수키와에 덧씌워져 설치된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 보조수키와본체의 표면에는 태양전지모듈장착홈이 형성되어 있으며, 상기 태양전지모듈은 상기 태양전지모듈장착홈에 장착된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자는 금속판 형태 또는 판형 스프링으로 이루어진다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 갖는다.
먼저, 본 발명의 태양전지모듈이 구비된 보조수키에 의하면 수키와에 태양전지모듈을 직접 부착하지 않고 보조수키와를 덧씌움으로써 간단한 방법으로 태양광발전이 가능하고 보수나 교체가 용이하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조에 의하면 태양광발전이 가능한 한옥지붕의 설비비용이 저렴할 뿐만 아니라 시공이 간편하여 공사기간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조에 의하면 한옥 지붕의 고유한 형태를 해치지 않으면서 효과적인 태양광발전이 가능한 한옥지붕구조를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양전지모듈이 구비된 보조수키와 및 한옥지붕구조에 의하면 남향 특성의 한옥지붕에 맞게 태양전지모듈을 설치함으로써, 태양의 입사각에 따른 핫스팟 발생 및 역전류의 이동을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와의 전개도,
도 3은 태양의 고도에 따른 입사각의 변화를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 한옥지붕구조를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 한옥지붕구조의 태양광발전 시스템의 구성을 도식화한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와의 전개도이며, 도 3은 태양의 고도에 따른 입사각의 변화를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와(100)는 보조수키와본체(110), 연결부(120), 제1접속단자(130), 제2접속단자(140), 걸침부(150) 및 태양전지모듈(160)을 포함하여 구성되어 있으며, 수키와(도 5 참조)에 덧씌워 설치된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와(100)는 수키와 및 암키와 함께 전통한옥의 지붕을 형성한다.
상기 보조수키와본체(110)는 반원통 형상으로 형성되어 있는데, 끝단에는 연결부(120)가 구비되어 있고, 상기 연결부(120)를 제외한 상기 보조수키와(110)의 양측단에는 걸침부(150)가 구비되어 있으며, 표면에는 태양전지모듈(160)이 구비되어 있다.
상기 보조수키와본체(110)는 수키와에 덧씌우거나 수키와에서 빼낼 때 용이하게 작업할 수 있도록 반원통 형상의 유연하면서도 탄성력을 구비한 재질로 구성하는 것이 바람직하다.
상기 연결부(120)은 다른 보조수키와를 잇기 위해 형성된 것으로, 다른 보조수키와본체의 연결부 맞은편 끝단과 서로 연결함으로써 다수의 보조수키와들을 일렬로 설치할 수 있다.
상기 걸침부(150)는 상기 수키와에 덧씌울 때 수키와에 잘 걸릴 수 있도록 하기 위한 것으로, 상기 보조수키와본체(110)의 양끝단을 꺾어주어 턱을 형성한 것이다. 상기 걸침부(150)는 상기 보조수키와본체(110)에서 상기 연결부(120)를 제외하고 형성하는 것이 바람직하며, 수키와의 안쪽면에 걸쳐저 고정될 수 있도록 적절한 길와와 각도로 꺾어줄 수 있다.
상기 태양전지모듈(160)은 상기 보조수키와본체(110)의 표면에 구비되어 있어 태양광발전을 할 수 있도록 구성되어 있다. 본 발명에서는 한옥의 외관을 저해하지 않으면서 태양광발전을 할 수 있음과 함께, 전통 한옥 지붕과 유사한 질감을 표현하기 위하여 보조수키와 표면에 상기 태양전지모듈(160)을 구비하였다. 또한, 한옥 지붕을 설치하는 과정에서 보통 먼저 설치된 암키와를 밟은 상태에서 다음 수키와 및 암키와를 설치하게 되므로, 상기 태양전지모듈(160)을 보조수키와(100)의 표면에 구비하여 공사의 편의를 도모함과 함께 태양전지모듈의 손상을 방지할 수 있게 하였다.
한옥 지붕을 설치하는 과정에서, 수키와를 지붕에 설치한 다음 상기 보조수키와(100)를 덧씌워 설치할 수 있으며, 상기 보조수키와(100)를 미리 수키와에 덧씌워 놓고 상기 보조수키와(100)가 덧씌워진 상태에서 수키와를 지붕에 설치할 수도 있다.
상기 태양전지모듈(160)은 상기 보조수키와본체(110)의 볼록한 표면과 일체하여 구비하기 위하여 플렉시블 태양전지모듈을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 플렉시블 태양전지모듈(160)은 태양광으로부터 전기를 생산하는 역할을 수행하는데, 얇고 가벼우며, 유연성을 가지는 박막형 플렉시블 태양전지모듈을 이용할 수 있다.
이때, 상기 태양전지모듈(160)은 다수개의 모듈로 구성하여 구비할 수 있는데, 상기 보조수키와본체(110)의 길이방향으로 구비하였다.
한옥의 지붕은 태양의 고도에 따라 입사각(수직 입사가 바람직)이 변화하게 되는데, 보조수키와에 구비된 태양전지모듈에도 그대로 적용된다. 특히, 반원통 형상으로 볼록하게 굽어 있는 보조수키와의 표면에 태양전지모듈을 부착하게 되면 태양의 고도에 따라 태양광발전 효율이 달라질 수 있다.
도 3을 참조하면, 한옥 지붕의 남쪽부에 설치되는 보조수키와에 구비된 태양전지모듈의 경우, 동측의 셀은 주로 오전 시간대에 빛을 받고, 중앙쪽 셀은 주로 남중 시간대에 빛을 받으며, 서측의 셀은 주로 오후 시간대에 빛을 받게 됨을 알 수 있다. 따라서 태양전지모듈의 일부에 그늘이 생김으로 인해 태양광발전의 효율이 낮아질 수 있으므로, 상기 태양전지모듈(160)을 다수개의 모듈로 구성하여 구비함으로써 태양광발전의 효율을 높일 수 있도록 하였다.
상기 태양전지모듈(160)을 구성하는 각각의 분리된 모듈에는 역전류방지소자를 구비하여 역전류가 이동하되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와(100)는 상기 태양전지모듈(160)을 다수개로 분리하여 구비하였는바, 한옥 지붕의 남쪽부에 설치하여 사용하면 태양광발전 효율을 향상시킬 수 있어 바람직하다.
상기 태양전지모듈(160)은 상기 보조수키와본체(110)의 볼록한 표면에 부착될 수도 있지만 반드시 이에 한하지는 않는다. 예를 들어, 상기 보조수키와본체(110)의 표면에 태양전지모듈장착홈(미도시)을 형성하고, 상기 태양전지모듈(160)을 상기 태양전지모듈장착홈에 장착하여 사용할 수도 있다.
상기 연결부(120)의 일정 부분에는 제1접속단자(130)가 구비되어 있으며, 상기 연결부(120)의 맞은편쪽의 상기 보조수키와본체(110)의 안쪽면 끝단에는 제2접속단자(140)가 구비되어 있다.
상기 제1접속단자(130)와 상기 제2접속단자(140)는 다양한 형태의 소재를 이용하여 사용할 수 있는데, 부식에 강한 알루미늄 합금 소재 등을 사용할 수 있다.
상기 제1접속단자(130)와 상기 제2접속단자(140)는 다양한 형태로 구성할 수 있는데, 예를 들어 상기 제1접속단자(130)는 판형 스프링 형태로 구성하고, 상기 제2접속단자(140)는 금속판 형태로 구성하여 전기적 연결이 안정적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 제1접속단자(130)와 상기 제2접속단자(140)의 전기적 연결을 용이하게 하면서 착탈이 용이하도록 전선이음 커넥터를 이용하거나 단추형 커넥터 등의 소재를 이용할 수도 있다. 그리고, 상기 제1접속단자(130)와 상기 제2접속단자(140)는 분리나 교체가 가능하도록 구비할 수 있다.
상기 보조수키와본체(110)에는 상기 태양전지모듈(160)과 상기 제1접속단자(130) 및 상기 제2접속단자(140)에 각각 연결되는 전선(미도시)이 구비되어 있다.
즉, 제1보조수키와를 수키와에 덧씌워 설치하고, 제2보조수키와를 다음 수키와에 덧씌워 설치할 때, 제2보조수키와에 구비된 제2접속단자를 제1보조수키와에 구비된 제1접속단자에 연결하여 서로 접속한다. 필요한 수만큼의 보조수키와를 일렬로 연결하면 각각의 보조수키와에 구비된 태양전지모듈이 서로 전기적으로 연결되어 태양전지모듈어레이를 형성하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보조수키와(400)는 도 1에서 살펴본 보조수키와(100)와 달리 하나의 태양전지모듈(460)이 상기 보조수키와본체(410)의 표면에 구비되어 있음을 알 수 있다.
이러한 형태의 상기 보조수키와(400)는 한옥 지붕의 동쪽부 또는 서쪽부에 설치하여 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 한옥 지붕의 동쪽부에 설치된 상기 태양전지모듈(460)은 오전 시간대에 태양광발전을 하게 되고, 한옥 지붕의 서쪽부에 설치된 상기 태양전지모듈(460)은 오후 시간대에 태양광발전을 하게 된다. 상기 태양전지모듈(460)에 역전류방지소자를 구비하여 역전류가 이동하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 보조수키와(400)는 상기 태양전지모듈(460)에 입사되는 빛의 각을 수직에 가깝게 하기 위해 상기 태양전지모듈(460) 표면에 광학산판(미도시)을 구비하여 사용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 한옥지붕구조를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 한옥지붕구조의 태양광발전 시스템의 구성을 도식화한 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 한옥지붕구조는 태양전지모듈이 구비된 보조수키와(10), 수키와(20), 암키와(30), 태양전지모듈어레이, 스위칭제어부, 배터리 및 역전류방지소자 등을 포함하여 구성된다.
상기 암키와(30)는 서까래의 길이방향으로 다수개가 설치되는데, 일정 간격을 유지하면서 다수열로 배치되어 설치된다.
상기 암키와(30)와 이웃하는 암키와 사이의 상부에 상기 수키와(30)가 배치되는데, 상기 암키와(30)와 마찬가지로 서까래의 길이방향으로 설치된다.
이때, 상기 보조수키와(10)는 상기 수키와(20)에 덧씌워 설치된다.
상기 보조수키와(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와(100)에서 살펴본 바와 같이, 태양전지모듈이 구비된 보조수키와본체, 연결부, 제1접속단자, 제2접속단자, 전선 및 걸침부를 포함하여 구성되어 있다.
제1보조수키와를 수키와에 덧씌우고, 제2보조수키와를 다음 수키와에 덧씌울때, 제2보조수키와에 구비된 제2접속단자와 제1보조수키와의 제1접속단자를 서로 연결하여 접속한다. 필요한 수만큼의 보조수키와를 일렬로 연결하면 각각의 보조수키와에 구비된 태양전지모듈이 서로 전기적으로 연결되어 태양전지모듈어레이를 형성하게 된다.
상기 태양전지모듈어레이는 상기 수키와에 의해 형성되는 열 개수만큼 형성될 수 있으며, 상기 태양전지모듈어레이 각각에는 입출력단자가 연결되어 있다.
상기 스위칭제어부는 태양광발전의 출력을 제어하는데 상기 태양전지모듈어레이의 입출력단자에 연결되어 있다. 따라서, 상기 스위칭제어부는 각각의 태양전지모듈어레이를 서로 병렬 또는 직렬로 연결하여 출력을 제어할 수 있다. 또한, 상기 스위칭제어부는 일부 태양전지모듈어레이만을 연결하여 출력을 제어할 수도 있다.
상기 배터리는 상기 스위칭제어부에 연결되어 있으며, 상기 태양전지모듈어레이에서 생산된 전기를 저장할 수 있다. 즉, 상기 배터리는 태양광이 조사되는 낮 동안 생산된 전기를 태양광이 조사되지 않는 밤에 사용할 수 있도록 전기를 저장하는 역할을 할 수 있다. 저장된 전기에너지는 다양한 방법으로 이용될 수 있다.
상기 스위칭제어부와 상기 배터리 사이에 역전류방지소자를 구비하여 상기 스위칭제어부로 역전류가 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 5에서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 한옥지붕구조는 태양전지모듈을 다수개로 구성하여 구비한 보조수키와를 사용한 것이므로, 남쪽부의 지붕구조로 사용할 수 있다. 이와 함께, 도 4에서 살펴본 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈이 구비된 보조수키와는 동쪽부 또는 서쪽부의 지붕구조에 적용하여 사용할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100: 보조수키와 110: 보조수키와본체
120: 연결부 130: 제1접속단자
140: 제2접속단자 150: 걸침부
160: 돌기부 170: 태양전지모듈
200: 홍두깨부재

Claims (15)

  1. 암키와와 함께 전통남향한옥의 지붕을 형성하는 수키와에 덧씌워 설치되는 보조수키와로서,
    반원통 형상으로 형성되며, 표면에 태양전지모듈이 구비된 보조수키와본체;
    상기 보조수키와본체의 끝단에 형성되며, 다른 보조수키와를 잇기 위한 연결부;
    상기 연결부 표면의 일정 부분에 구비된 제1접속단자;
    상기 연결부의 맞은편에 위치하며, 상기 보조수키와본체의 안쪽면 끝단에 구비되는 제2접속단자; 및
    상기 연결부를 제외한 상기 보조수키와본체의 양측단에 형성되며, 상기 수키와를 걸치도록 형성되는 걸침부;를 포함하며,
    상기 태양전지모듈은 플렉시블 태양전지모듈로서 동측모듈, 중앙측모듈 및 서측모듈로 구성되는데 각각 상기 보조수키와본체의 길이방향인 남향으로 구비되고,
    상기 동측모듈, 상기 중앙측모듈 및 상기 서측모듈 각각의 분리된 모듈에는 역전류방지소자가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 보조수키와.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조수키와본체의 표면에는 태양전지모듈장착홈이 형성되어 있으며, 상기 태양전지모듈은 상기 태양전지모듈장착홈에 장착되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 보조수키와.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자는 금속판 형태 또는 판형 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 보조수키와.
  7. 태양전지모듈이 구비된 한옥남향지붕구조에 있어서,
    서까래의 길이방향인 남향으로 다수개가 이어져 설치되며, 일정 간격을 유지하면서 배치되는 암키와; 상기 암키와와 이웃하는 암키와 상부에 걸쳐 배치되며, 서까래의 길이방향인 남향으로 다수개가 이어져 설치되는 수키와; 및 상기 수키와에 덧씌워져 설치되는 보조수키와;를 포함하여 구성되는데,
    상기 보조수키와는
    반원통 형상으로 형성되며, 표면에 태양전지모듈이 구비된 보조수키와본체;
    상기 보조수키와본체의 끝단에 형성되며, 다른 보조수키와를 잇기 위한 연결부;
    상기 연결부 표면의 일정 부분에 구비된 제1접속단자;
    상기 연결부의 맞은편에 위치하며, 상기 보조수키와본체의 안쪽면 끝단에 구비되는 제2접속단자; 및
    상기 연결부를 제외한 상기 보조수키와본체의 양측단에 형성되며, 상기 수키와를 걸치도록 형성되는 걸침부;를 포함하며,
    상기 태양전지모듈은 플렉시블 태양전지모듈로서 동측모듈, 중앙측모듈 및 서측모듈로 구성되는데 각각 상기 보조수키와본체의 길이방향인 남향으로 구비되고,
    상기 동측모듈, 상기 중앙측모듈 및 상기 서측모듈 각각의 분리된 모듈에는 역전류방지소자가 구비되며,
    상기 제1접속단자는 다른 보조수키와의 제2접속단자와 접속하게 되며, 상기 보조수키와들은 서로 전기적으로 연결되어 태양전지모듈어레이를 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 한옥남향지붕구조.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    각각의 태양전지모듈어레이의 입출력단자가 연결되어 있으며, 태양광발전의 출력을 제어하는 스위칭제어부;를 더 포함하며,
    상기 스위칭제어부는 각각의 태양전지모듈어레이를 병렬 또는 직렬로 연결하여 출력을 제어하거나, 일부의 태양전지모듈어레이만을 연결하여 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 한옥남향지붕구조.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 스위칭제어부에 연결되는 배터리; 및
    상기 스위칭제어부와 상기 배터리 사이에 구비되는 역전류방지소자;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 한옥남향지붕구조.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 보조수키와본체의 표면에는 태양전지모듈장착홈이 형성되어 있으며, 상기 태양전지모듈은 상기 태양전지모듈장착홈에 장착되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 한옥남향지붕구조.
  14. 삭제
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1접속단자와 상기 제2접속단자는 금속판 형태 또는 판형 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 구비된 한옥남향지붕구조.
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