KR101660907B1 - 태양 전지 어레이를 포함하는 진공 유리 - Google Patents

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Abstract

진공 유리는 제 1 유리판, 제 2 유리판, 복수의 간극재 및 태양전지를 포함할 수 있다. 상기 복수의 간극재는 상기 제 1 및 제 2 유리판 사이의 간격을 형성할 수 있다. 상기 태양 전지는 상기 제 1 및 제 2 유리판 사이에 배치되고, 상기 복수의 간극재가 배치되는 위치에 대응하는 위치에서 상기 간극재가 관통할 수 있는 복수의 타공을 포함할 수 있다.

Description

태양 전지 어레이를 포함하는 진공 유리 {VACCUM GLASS INCLUDING SOLAR CELL ARRAY}
본 발명은 진공 유리에 관한 것으로, 더 상세하게는 태양 전지 어레이를 포함하는 진공 유리에 관한 것이다.
고층 건물이 증가하면서 단열 성능과 건물의 외관을 함께 개선시키는 건축기술이 발전하고 있고, 특히, 건물의 외관을 유리로 마감하는 기술이 발전해왔다. 이에 따라, 단열 성능이 향상된 유리 및 창호의 발전은 필수적인 것이 되었다.
도 1은 종래기술에 따른 접합 유리(10)의 구성을 보여주는 도면이다. 도 1에서, 상기 접합 유리(10)는 제 1 유리판(11), 제 2 유리판(12) 및 태양 전지 어레이(13)를 포함한다. 상기 태양 전지 어레이(13)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(11, 12) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 유리판(11, 12)과 상기 태양 전지 어레이(13) 사이의 빈 공간은 PVB (polyvinyl butyral)시트 또는 EVA (ethylene-vinyl acetate) 시트(14)로 밀봉될 수 있다. 상기 PVB 시트 또는 EVA 시트(14)는 상기 태양 전지 어레이(13)을 고정, 절연 보호하고, 고온 및 고압 환경 하에서 압착되어 상기 제 1 및 제 2 유리판(11, 12)을 서로 부착 또는 접합시키는 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 종래기술에 따라 진공 유리(20)의 구성을 보여주는 도면이다. 도 2에서, 상기 진공 유리(20)는 제 1 유리판(21), 제 2 유리판(22), 복수의 간극재(23), 실링 부재(24) 및 배기홀(25)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 간극재(23)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(21, 22) 사이의 간격을 유지시킬 수 있다. 상기 실링 부재(24)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(21, 22)의 가장 자리를 밀봉하여 상기 제 1 및 제 2 유리판(21, 22)을 접착시킬 수 있다. 상기 배기홀(25)은 상기 제 2 유리판(22)에 형성될 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 유리판(21, 22) 사이의 공간에 존재하던 공기를 빼낼 수 있는 구멍이다. 상기 공기가 상기 배기홀(25)을 통해 배기됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 유리판(21, 22) 사이의 공간은 진공 상태가 될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 유리판(21, 22) 사이의 공간이 진공 상태가 되면 기압 차에 의해 유리가 손상될 수 있으므로, 상기 간극재(24)은 상기 제 1 및 제 2 유리판(21, 22)의 간격을 유지시키기 위한 필수적인 구성요소이다. 하지만, 상기 간극재(24)는 지지력을 높이기 위해 매우 촘촘한 간격으로 배치되기 때문에, 단열 성능이 우수한 진공 유리에 태양 전지 어레이가 삽입되는 것을 어렵게 만드는 요소이기도 하다.
(특허문헌 1) KR10-1400206 B1
본 발명의 실시예는 복수의 타공을 포함하는 태양 전지 어레이를 제공하여 태양 전지 어레이를 포함하는 진공 유리의 제작을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 진공 유리는 제 1 유리판; 제 2 유리판; 상기 제 1 및 제 2 유리판 사이의 간격을 형성하는 복수의 간극재; 및 상기 제 1 및 제 2 유리판 사이에 배치되고, 상기 복수의 간극재가 배치되는 위치에 대응하는 위치에서 상기 간극재가 관통할 수 있는 복수의 타공을 포함하는 태양 전지를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 단열 성능이 우수하면서 태양광 발전을 동시에 할 수 있는 친환경 유리 구조를 제공할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 접합 유리의 구성을 보여주는 도면,
도 2는 종래기술에 따른 진공 유리의 구성을 보여주는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지의 구성을 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공 유리의 구성을 보여주는 도면,
도 5는 도 4에 도시된 진공 유리의 일 단면을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지(3)의 구성을 보여주는 도면이다. 도 3에서, 상기 태양 전지(3)는 태양 전지판(310) 및 복수의 타공(320)을 포함할 수 있다. 상기 태양 전지판(310)은 태양광을 흡수하여 발전할 수 있는 셀이 배열된 일반적인 태양 전지 패널일 수 있다. 또한, 한정하는 것은 아니지만, 상기 셀들은 결정질 태양 전지, 비결정질 태양 전지, CIGS 태양 전지 또는 염료감응형 태양 전지일 수 있다. 상기 태양 전지판(310)에는 복수의 타공(320)이 형성될 수 있다. 상기 타공(320)은 상기 태양 전지 패널 상에서 상하 좌우 등 간격으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 도 3에서, 상기 타공(320)의 형상은 정사각형인 것을 예시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 삼각형, 직사각형, 원형 등 다양한 도형의 형상을 가질 수 있다. 상기 태양 전지(3)는 동일한 구성을 갖는 다른 태양전지와 전기적으로 연결되어 태양 전지 어레이를 형성할 수 있다. 또한, 도 3에서, 상기 태양 전지(3)가 포함하는 타공(320)의 개수는 제한적인 것이 아니며, 본 발명의 실시예에 대한 설명을 위해 예시된 것으로 적용 제품에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진공 유리(4)의 구성을 보여주는 도면이다. 도 4에서, 상기 진공 유리(4)는 제 1 유리판(410), 제 2 유리판(420), 간극재(430) 및 태양 전지 어레이(440)을 포함할 수 있다. 상기 간극재(430)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이의 간격을 형성하는 스페이서로서 기능할 수 있다. 상기 간극재(430)는 필러(pillar)일 수 있고, 일반적으로 스테인리스스틸과 같은 금속 소재로 이루어질 수 있으나, 유리와 같은 비금속 소재로 이루어질 수도 있다. 상기 간극재(430)는 진공 환경에서 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이의 간격을 유지시키기 위해 촘촘한 간격으로 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이에 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 간극재(430)는 30-50mm의 간격을 두고 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 상기 간극재(430)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이에 균등한 간격으로 서로 대칭되게 배치 또는 배열될 수 있으나, 반드시 대칭적으로 배치 또는 배열되어야 하는 것은 아니다. 다만, 상기 간극재(430)는 진공 유리(4)의 구조적인 강도와 후술되는 태양 전지 어레이(440)와의 간섭을 고려하여 적절한 간격으로 배치 또는 배열되는 것이 바람직하다.
상기 태양 전지 어레이(440)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이에 수용될 수 있다. 상기 태양 전지 어레이(440)는 복수의 태양 전지(441)를 포함할 수 있고, 상기 복수의 태양 전지(441)는 전기적 연결 수단(442)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 도 3의 태양 전지(3)는 상기 태양 전지(441)로 적용될 수 있다. 각각의 태양 전지(441)는 복수의 타공(443)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 타공(443)은 상기 간극재(430)가 배치되는 위치에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 상기 복수의 타공(443)은 상기 간극재(430)가 배치되는 간격에 대응하는 위치에서 상기 태양 전지(441)에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 간극재(430)는 상기 타공(443)을 관통할 수 있다. 상기 태양 전지(441)는 복수의 타공(443)을 포함함으로써, 상기 태양 전지 어레이(440)가 상기 간극재(430)의 방해를 받지 않고 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이에 장착될 수 있도록 한다. 상기 타공(443)은 상기 간극재(430)와 닿지 않을 크기를 가질 수 있다. 즉, 상기 타공(443)의 크기는 상기 간극재(430)의 크기보다 큰 것이 바람직하다.
상기 진공 유리(4)는 실링 부재(450)를 더 포함할 수 있다. 상기 실링 부재(450)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이를 밀봉할 수 있다. 상기 실링 부재(450)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420)의 가장 자리에서 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420)을 밀봉하여 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420)을 접착시킬 수 있다. 상기 진공 유리(4)는 배기홀(460)을 더 포함할 수 있다. 상기 배기홀(460)은 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이의 공간에 존재하는 공기가 외부로 배기되도록 하는 통로일 수 있다. 상기 배기홀(460)은 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이의 공간에 존재하는 공기가 모두 배기되면 또 다른 실링 부재(도시하지 않음.)를 이용하여 밀봉될 수 있다. 상기 진공 유리는 적용 제품에 따라 다양한 진공 환경을 갖도록 제작될 수 있다. 한정하는 것은 아니지만, 상기 진공 유리(4)의 진공도는 예를 들어, 10(-5) torr 에서 10 (-6)torr 정도일 수 있고, 저진공 유리에서는 그보다 진공도가 낮을 수 있다.
도 4에 도시된 진공 유리(4)의 일 단면을 보여주는 도면이다. 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420)의 가장자리는 실링 부재(450)를 통해 밀봉될 수 있다. 상기 태양 전지 어레이(440)을 구성하는 태양 전지(441)는 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이에 배치될 수 있다. 이 때, 상기 간극재(430)는 상기 태양 전지(441)에 형성된 타공(443)을 관통할 수 있다. 따라서, 상기 태양 전지(441)는 상기 간극재(430)의 방해를 받지 않고 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이에 안정적으로 배치될 수 있다. 따라서, 상기 타공(443)을 포함하는 태양 전지(441)는 진공 유리 내부로 삽입될 수 있고, 태양광 발전이 가능하면서 단열 성능이 더욱 강화된 진공 유리의 제작을 가능하게 한다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 진공 유리(4)의 제조 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 제 1 유리판(410) 상에 상기 태양 전지 어레이(440)을 배치한다. 상기 태양 전지 어레이(440)을 구성하는 태양 전지(441)의 타공(443)을 관통하여 상기 제 1 유리판(410) 상에 상기 복수의 간극재(430)를 배치한다. 이 때, 상기 제 1 유리판(410) 상에 상기 간극재(430)를 먼저 배치하고, 상기 간극재가 상기 타공(443)을 관통하도록 위치를 조절하여 상기 태양 전지 어레이(440)를 배치할 수도 있다.
이 후, 상기 간극재(430) 상에 제 2 유리판(420)을 배치시키고, 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이를 상기 실링 부재(450)로 밀봉할 수 있다. 이후, 상기 배기홀(460)을 통하여 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이의 공기를 배출시켜 상기 제 1 및 제 2 유리판(410, 420) 사이의 공간을 진공 상태로 만들 수 있다. 마지막으로, 상기 배기홀(460)을 실링 부재로 밀봉함으로써, 태양 전지 어레이(440)를 포함하는 진공 유리(4)의 제작이 완료될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
3/13/441: 태양 전지 4/20: 진공 유리
10: 접합 유리 11/21/410: 제 1 유리판
12/22/420: 제 2 유리판 14: PVB 또는 EVA 시트
23/430: 간극재 24/450: 실링 부재
25/460: 배기홀 310: 태양 전지판
320/443: 타공 440: 태양 전지 어레이
442: 전기적 연결 수단

Claims (1)

  1. 제 1 유리판;
    제 2 유리판;
    상기 제 1 및 제 2 유리판 사이의 간격을 형성하는 복수의 간극재; 및
    상기 제 1 및 제 2 유리판 사이에 배치되고, 상기 복수의 간극재가 배치되는 위치에 대응하는 위치에서 상기 간극재가 관통할 수 있는 복수의 타공을 포함하는 태양 전지를 포함하는 진공 유리.
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