KR101757763B1 - 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이 - Google Patents

단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이에 관한 것이고, 구체적으로 다수 개의 타일 형상을 가지는 모듈 단위체가 서로 연결되어 태양 전지 어레이를 형성하여 작동되는 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이에 관한 것이다. 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이는 적어도 하나의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)을 포함하는 태양전지 단위 블록(10); 단위 블록(10)의 서로 마주보는 측면에 서로 결합 가능한 구조로 형성되는 결합 유닛(13a 내지 16b); 태양전지 단위 블록(10)의 둘레 면을 따라 형성된 결합 테두리(12); 및 결합 테두리(12)의 적어도 하나의 모서리에 형성된 전극 연결 탭(17)을 포함하고, 상기 태양전지 단위 블록(10)은 다수 개가 상하 또는 좌우로 결합 유닛(13a 내지 16b)에 의하여 서로 연결 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이{A Solar Cell Module Array Made from a Solar Cell Module with a Unit Block Connection Structure}
본 발명은 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이에 관한 것이고, 구체적으로 다수 개의 타일 형상을 가지는 모듈 단위체가 서로 연결되어 태양 전지 어레이를 형성하여 작동되는 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이에 관한 것이다.
태양의 빛에너지로부터 전기 에너지를 생성하는 태양광 발전은 결정질 실리콘 태양전지와 박막 태양전지로 구분되고, 박막 태양전지는 비정질 실리콘 태양전지, CIS 태양전지, 염료 감응 태양전지로 이루어진다. 태양전지는 태양전지 셀, 다수 개의 태양전지 셀로 이루어진 태양전지 모듈 및 태양전지 어레이로 만들어질 수 있고, 다수 개의 태양전지 셀이 직렬 또는 병렬로 서로 연결되어 태양전지 모듈로 만들어질 수 있다. 그리고 다수 개의 태양전지 모듈이 서로 직렬 또는 병렬로 연결되어 태양전지 어레이로 만들어지고, 태양전지 어레이는 인버터를 통하여 부하와 연결될 수 있다. 또한 발전 시스템의 구조에 따라 별도로 축전지가 설치될 수 있다. 태양전지 어레이를 형성하는 다수 개의 태양전지 모듈은 전기적으로 또는 구조적으로 서로 연결될 필요가 있고, 태양전지 어레이를 형성하는 태양전지 모듈은 설치되는 구조물에 따라 분리 및 결합이 간단하면서 직렬 또는 병렬과 같이 임의의 방식으로 연결될 수 있는 구조를 가지는 것이 유리하다.
특허공개번호 제10-2014-0092965호는 서로 마주보며 위치하는 제1 투명 기판과 2 투명 기판; 및 상기 제1 투명 기판과 상기 제2 투명 기판 사이에 위치하는 복수의 태양전지 셀을 포함하고, 상기 복수의 태양 전지 셀 각각은 상기 제1 투명 기판의 후면에 위치하는 제1 전극; 상기 복수의 제1 전극의 후면에 위치하고, 적어도 하나의 p형 반도체 층, I형 반도체 층, n형 반도체 층을 포함하는 광전 변환부; 및 상기 광전 변환부의 후면에 위치하는 제2 전극을 포함하고, 상기 복수의 태양 전지 셀에서 상기 광전 변환부는 상기 제1 전극의 후면에 위치하는 제1 광전 변환 층과, 상기 제1 광전 변환 층의 후면의 위치하는 제2 광전 변환 층을 포함하고, 상기 제1 광전 변환 층과 상기 제2 광전 변환 층 사이에 중간 반사 층을 더 포함하며, 상기 중간 반사 층은 산소를 함유한 마세 결정질 실리콘 재질을 포함하는 건물 일체형 태양전지 모듈에 대하여 개시한다.
특허등록번호 제10-1460191호는 인접한 태양전지 모듈들의 배선 부재들 사이에서 이들을 연결하기 위한 커넥터로서 상이한 타입의 커넥터와 연결되는 경우, 둘 이상의 배선 연결 조합을 제공할 수 있도록 배치된 전극들의 조합; 및 상기 전극들의 조합의 전단부에 배치되고, 상기 전극들의 조합에 대하여 슬라이딩 이동하며 상기 전극들의 조합들 중 하나의 전극과 전기적으로 연결되는 슬라이딩 도체부를 포함하는 인접한 태양전지 모듈들의 배선 부재들 사이에서 이들을 연결하는 커넥터에 대하여 개시한다.
특허공개번호 제10-2016-0051190호는 태양전지가 구비되는 회로기판; 길이 방향으로 길게 이루어지며, 상기 회로기판이 구비되는 히트파이프; 및 상기 태양전지에 연결되는 제2 리본 와이어를 포함하고, 상기 제2 리본 와이어는 상기 회로기판에 연결되는 플랜지부, 상기 플랜지부에 연결되는 단차부, 상기 단차부에 연결되는 제2 길이부 및 상기 제2 길이부의 단부로부터 상방으로 절곡되는 절곡부를 포함하는 태양전지 어셈블리에 대하여 개시한다.
태양전지 어레이 또는 태양전지 발전시스템은 독립적으로 설치되거나 구조물의 일부로 설치될 수 있다. 구조물의 일부로 태양전지 모듈 또는 태양전지 어레이가 설치되는 경우 각각의 태양전지 셀 또는 태양전지 모듈이 간단하게 분리 또는 결합이 되면서 이와 동시에 전기적 연결이 다양하게 설정될 수 있는 것이 유리하다. 상기 선행기술은 이와 같은 구조를 가지는 태양전지 모듈 또는 어레이에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허공개번호 제10-2014-0092965호(엘지전자 주식회사, 2014년07월25일 공개) 건물 일체형 태양 전지 모듈 선행기술 2: 특허등록번호 제10-1460191호(주식회사 티지오테크, 2014년11월11일 공고) 인접한 태양전지 모듈들의 배선부재들을 연결하기 위한 커넥터 선행기술 3: 특허공개번호 제10-2016-0051190호((주)애니캐스팅, 2016년05월11일 공개) 상호 연결이 용이한 태양전지 어셈블리 및 이를 구비하는 고집광형 태양전지모듈
본 발명의 목적은 각각의 태양전지 모듈의 분리 및 결합이 간단하면서 서로 인접하는 태양전진 모듈 사이의 전기적 연결이 임의로 설정될 수 있도록 하는 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이는 적어도 하나의 태양전지 셀을 포함하는 태양전지 단위 블록; 단위 블록의 서로 마주보는 측면에 서로 결합 가능한 구조로 형성되는 결합 유닛; 태양전지 단위 블록의 둘레 면을 따라 형성된 결합 테두리; 및 결합 테두리의 적어도 하나의 모서리에 형성된 전극 연결 탭을 포함하고, 상기 태양전지 단위 블록은 다수 개가 상하 또는 좌우로 결합 유닛에 의하여 서로 연결 가능하다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 전극 연결 탭의 내부에 스위치 유닛이 배치되고, 전극 연결 탭은 결합 테두리에 분리 가능하도록 결합된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 전극 연결 탭과 전기적으로 연결되면서 결합 테두리의 내부에 배치되는 탐지 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 결합 유닛은 돌기 형상의 삽입 결합 유닛 및 삽입 결합 유닛이 수용되는 홈 형상의 수용 결합 유닛으로 이루어진다.
본 발명에 따른 태양전지 어레이는 태양전지 모듈 구조의 단위 블록이 서로 결합되어 전기적으로 다양한 방법으로 연결되는 것에 의하여 다양한 크기의 태양전지 어레이가 만들어질 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지 어레이는 구조물의 벽면, 천정, 창문 또는 건물 사이의 빈 공간과 같이 다양한 위치에 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지 어레이는 간단하게 단위 블록이 결합 또는 분리가 되는 것에 의하여 조립이 간단하고 설치 위치에 따라 적절한 형상으로 만들어질 수 있다는 이점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지 어레이를 형성하는 단위 블록의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 어레이의 단위 블록에 결합에서 서로 다른 단위 블록 사이의 전기적 연결을 형성하는 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 전기적 연결을 형성하는 단위 블록의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 태양전지 어레이의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지 어레이를 형성하는 단위 블록의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 태양전지 어레이는 적어도 하나의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)을 포함하는 태양전지 단위 블록(10); 단위 블록(10)의 서로 마주보는 측면에 서로 결합 가능한 구조로 형성되는 결합 유닛(13a 내지 16b); 태양전지 단위 블록(10)의 둘레 면을 따라 형성된 결합 테두리(12); 및 결합 테두리(12)의 적어도 하나의 모서리에 형성된 전극 연결 탭(17)을 포함하고, 상기 태양전지 단위 블록(10)은 다수 개가 상하 또는 좌우로 결합 유닛(13a, 13b)에 의하여 서로 연결 가능하다.
태양전지 단위 블록(10)은 서로 연결이 되어 태양전지 어레이를 형성할 수 있고, 이와 같이 연결되어 조립된 태양전지 어레이는 구조물의 벽체의 일부, 천정면의 일부, 창호의 일부 또는 옥상 바닥 면의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다수 개의 단위 블록(10)은 조립 방식으로 서로 결합되어 태양전지 어레이를 형성할 수 있고, 태양전지 어레이의 크기는 설치되는 공간에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 태양전지 단위 블록(10)의 내부에 적어도 하나의 태양전지 셀이 배치될 수 있다. 태양전지 셀은 실리콘 태양전지 또는 박막 태양전지와 같은 것이 될 수 있다. 박막 태양전지의 경우 염료 감응 방식의 태양전지는 태양전지 단위 블록(10)은 다수 개의 태양전지 셀이 배치된 태양전지 모듈이 될 수 있다.
다수 개의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)은 회로 패턴이 형성된 베이스 기판(11)에 배치될 수 있고, 베이스 기판(11)의 아래쪽 면에 접착 평면이 형성될 수 있다. 또한 베이스 기판(11)의 둘레를 따라 결합 테두리(12)가 형성되어 다수 개의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)을 보호하면서 서로 다른 단위 블록(10)이 조립이 되도록 한다. 결합 테두리(12)는 신축성을 가진 실리콘, 합성고무 또는 이와 유사한 합성수지 소재로 만들어질 수 있고 내부에 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)과 결합 유닛(13a 내지 16b)을 연결하는 배선이 배치될 수 있다. 서로 이웃하는 단위 블록(10)의 결합 테두리(12)는 서로 접할 수 있고, 내부에 배치된 배선에 의하여 결합 유닛(13a 내지 16b)과 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)을 전기적으로 서로 연결시킬 수 있다. 대안으로 결합 유닛(13a 내지 16b)은 베이스 기판(11)에 형성된 회로 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 결합 테두리(12)의 둘레 면을 따라 다수 개의 결합 유닛(13a 내지 16b)이 배치될 수 있고, 결합 유닛(13a 내지 16b)은 돌기 형상의 삽입 결합 유닛(13a, 13b, 15a, 15b) 및 삽입 결합 유닛(13a, 13b, 15a, 15b)이 수용되는 홈 형상의 수용 결합 유닛(14a, 14b, 16a, 16b)으로 이루어질 수 있다. 1 삽입 결합 유닛(13a, 13b)과 1 수용 결합 유닛(14a, 14b)은 서로 마주보는 결합 테두리(12)에 배치될 수 있고, 2 삽입 결합 유닛(15a, 15b)과 2 수용 결합 유닛(16a, 16b)은 결합 테두리(12)의 다른 변 또는 다른 부분에 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 1 삽입 결합 유닛(13a, 13b)과 1 수용 결합 유닛(14a, 14b)은 돌기와 홈 구조로 서로 결합 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 하나의 단위 블록(10)의 1 삽입 결합 유닛(13a, 13b)이 다른 하나의 단위 블록(10)의 1 수용 결합 유닛(14a, 14b)에 결합되는 것에 의하여 서로 다른 단위 블록(10)이 결합되면서 인접하는 결합 테두리(12)가 서로 접촉한다. 결합 테두리(12)가 신축성 소재로 만들어지는 것에 의하여 인접한 결합 테두리(12)가 밀폐될 수 있고, 필요에 따라 결합 테두리(12)의 인접 부위를 따라 밀폐 필름이 부착될 수 있다.
단위 블록(10)의 사각 판 형상이 되는 경우 1 삽입 결합 유닛(13a, 13b)과 1 수용 결합 유닛(14a, 14b)은 서로 마주보면서 세로 변을 형성하는 결합 테두리(12)에 형성될 수 있고, 2 삽입 결합 유닛(15a, 15b)과 2 수용 결합 유닛(16a, 16b)은 서로 마주보는 가로 변을 형성하는 결합 테두리(12)에 형성될 수 있다. 그리고 1 삽입 결합 유닛(13a, 13b)과 1 수용 결합 유닛(14a, 14b)은 서로 결합 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 2 삽입 결합 유닛(15a, 15b)과 2 수용 결합 유닛(16a, 16b)이 또한 동일하다. 1 삽입 결합 유닛(13a, 13b)과 1 수용 결합 유닛(14a, 14b)은 각각 한 쌍이 될 수 있고, 1 삽입 결합 유닛(13a, 13b)과 1 수용 결합 유닛(14a, 14b)은 각각 결합 테두리(12)의 동일한 위치에 분리되어 배치될 수 있다. 2 삽입 결합 유닛(15a, 15b)과 2 수용 결합 유닛(16a, 16b)도 또한 동일하다. 각각의 결합 유닛(13a 내지 16b)은 하나의 전극을 형성하게 된다.
서로 좌우로 또는 상하로 인접하는 단위 블록(10)은 직렬로 연결되거나 병렬로 연결될 수 있고, 서로 인접하는 단위 블록(10) 사이의 전기적 연결을 형성하기 위하여 전극 연결 탭(17)이 결합될 수 있다. 도 1에 도시된 것처럼 전극 연결 탭(17)은 결합 테두리(12)의 모서리 부분에 배치될 수 있고, 체결 몸체(171) 및 스위치 유닛(172)으로 이루어질 수 있다. 체결 몸체(171)는 예를 들어 역-T자 형상이 될 수 있고, 결합 테두리(12)에 형성된 탭 결합 홈에 분리 가능하도록 결합될 수 있다. 스위치 유닛(172)은 서로 인접하는 단위 블록(10) 사이의 연결을 설정하는 기능을 가질 수 있다. 도 1의 오른쪽에 도시된 것처럼, 전극 연결 탭(17)에 하나의 1 삽입 결합 유닛(13b), 하나의 2 수용 결합 유닛(16a) 및 베이스 기판(11)이 스위치 유닛(172)에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치 유닛(172)은 각각의 연결 배선을 적절하게 연결하는 것에 의하여 인접하는 단위 블록(10) 사이의 연결을 병렬 또는 직렬로 설정할 수 있다. 스위치 유닛(172)의 설정은 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있고, 서로 다른 단위 블록(10) 사이에 다양한 방법으로 설정될 수 있다. 스위치 유닛(172)에 또한 탐지 유닛(18)이 연결될 수 있다.
단위 블록(10)은 다수 개의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)이 배치될 수 있고, 각각의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)의 작동 상태 또는 각각의 단위 블록(10)의 작동 상태가 확인될 수 있다. 각각의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4) 또는 단위 블록(10)에서 생성되는 전력에 따른 전압 또는 전류를 탐지하는 센서가 베이스 기판(11)에 배치될 수 있고, 센서에서 탐지된 정보가 주기적으로 또는 전송 신호의 수신에 따라 스위치 유닛(172)으로 전송될 수 있다. 스위치 유닛(172)은 전송된 신호를 탐지 유닛(18)으로 전송할 수 있고, 탐지 유닛(18)은 다시 탐지 신호를 제어 유닛으로 전송할 수 있다. 제어 유닛은 탐지 유닛(18)으로부터 전송된 신호로부터 각각의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4) 또는 단위 블록(10)의 작동 상태를 확인할 수 있고, 필요에 따라 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 필요에 따라 스위치 유닛(172)은 작동 오류를 가지는 단위 블록(10)을 다른 단위 블록(10)과 연결을 차단하는 바이패스 기능을 가질 수 있다. 구체적으로 하나의 단위 블록(10)에서 발되는 기전력이 미리 결정된 기전력에 비하여 현저히 낮은 경우 또는 작동 오류로 판단되는 범위의 기전력을 발생시키는 경우 스위치 유닛(172)은 해당 단위 블록(10)에 대한 다른 단위 블록(10)의 연결을 차단시킬 수 있다. 해당 단위 블록(10)의 연결이 차단되는 경우 제어 유닛은 이를 관리 서버로 전송할 수 있고, 해당 단위 블록(10)이 보수 또는 교체될 수 있다. 해당 단위 블록(10)의 보수 또는 교체 과정에서 태양전지 어레이의 작동이 유지될 수 있다.
아래에서 이와 같은 기능을 가지는 스위치 유닛의 연결 방법의 실시 예에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 어레이의 단위 블록에 결합에서 서로 다른 단위 블록 사이의 전기적 연결을 형성하는 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 서로 다른 단위 블록(10a, 10b, 10c, 10d)은 두 개의 배선에 의하여 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있는 스위치 유닛(172)은 두 개의 배선 중 하나의 배선 연결을 설정하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 스위치 유닛(172)에 의하여 1 접점(S1)과 2 접점(S2)이 차단되고, 3 접점(S3)과 4 접점(S4)이 연결되는 것에 의하여 서로 인접하는 단위 블록(10a, 10b, 10c, 10d)이 병렬로 연결될 수 있다. 이와 달리 제3, 4 접점(S3, S4)의 연결이 차단되는 것에 의하여 가로 방향으로 연결되는 단위 블록(10a과 10b 또는 10c와 10d)이 직렬로 연결되고, 다른 스위치 유닛(172)에 의하여 직렬로 연결된 단위 블록(10a와 10b 그리고 10c와 10d) 사이에 직렬 또는 병렬연결이 설정될 수 있다. 이와 같이 스위치 유닛(172)은 서로 인접하는 단위 블록(10a, 10b, 10c, 10d) 사이의 전기적 연결을 설정하는 기능을 가질 수 있다. 각각의 스위치 유닛(172)은 서로 다른 연결 설정이 가능한 구조를 가질 수 있고, 스위치 유닛(172)의 작동은 수동 또는 자동으로 이루어질 수 있다. 그리고 각각의 단위 블록(10a, 10b, 10c, 10d)에 배치되는 스위치 유닛(172)의 연결 설정에 의하여 태양전지 어레이의 전체 연결이 설정될 수 있다.
스위치 유닛(172)에 의한 직렬 또는 병렬연결 설정은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 전기적 연결을 형성하는 단위 블록의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3의 좌측은 전극 연결 탭(17)의 평면도를 도시한 것이고, 우측 위쪽은 정면도를 도시한 것이고, 아래쪽은 결합 유닛(13a, 14b)이 서로 결합되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다. 도 3을 참조하면, 전극 연결 탭(17)은 역-T자 형상의 평면 형상을 가질 수 있고, 내부에 배치된 스위치 유닛(172) 및 스위치 유닛(172)과 외부 사이에 배선을 연결하면서 배선을 정해진 위치에 고정시키는 고정 잭(173, 174)을 포함할 수 있다. 전극 연결 탭(17)의 체결 몸체는 결합 테두리에 형성된 체결 홈에 신축적으로 삽입되는 수용 몸체(171b)와 수용 몸체(171b)를 밀폐시키는 덮개(171a)로 이루어질 수 있다. 수용 몸체(171b)의 내부에 형성되는 수용 공간에 스위치 유닛(172) 및 고정 잭(173, 174)이 배치될 수 있다. 그리고 위치에 설명된 것처럼, 스위치 유닛(172)은 각각의 태양전지 셀의 작동 상태를 탐지하기 위한 센서와 탐지 유닛(18)을 연결시키는 스위치 기능을 할 수 있다. 탐지 유닛(18)은 서로 다른 센서로부터 전송되는 신호를 전송시키는 신호 케이블 및 신호 처리 유닛(181)으로 이루어질 수 있다. 전지 연결 탭(17)은 결합 테두리에 분리 가능하도록 결합될 수 있고, 스위치 유닛(172)의 작동을 위한 마이크로프로세서 및 작동 프로그램을 포함할 수 있다.
도 3의 오른쪽 아래에 도시된 실시 예를 참조하면, 삽입 결합 유닛(13a)은 수용 케이싱(136)에 배치된 스프링과 같은 탄성 유닛(137)에 의하여 탄성에 의하여 이동 가능한 구조로 만들어질 수 있다. 구체적으로 수용 결합 유닛(14a)의 수용 홈(141)에 삽입되는 삽입 돌기(131)가 탄성 유닛(137)에 의하여 지지될 수 있다. 삽입 돌기(131)에 고정 팁(132)이 형성될 수 있고, 수용 홈(141)에 고정 홀(142)이 형성될 수 있다. 삽입 돌기(131)의 내부 둘레 면에 적어도 하나의 안정 돌기(133)가 형성될 수 있고, 수용 홈(141)의 둘레 면에 안정 돌기(133)가 결합되는 안정 홈(143)이 형성될 수 있다. 삽입 돌기(131)는 수용 케이싱(136)의 내부에 수용될 수 있고, 수용 홈(141)에 수용된 상태에서 탄성 유닛(137)에 의하여 지지될 수 있다. 결합 테두리(12)는 신축성 소재로 만들어질 수 있고, 삽입 결합 유닛(13a) 또는 수용 결합 유닛(14a)이 신축성 소재로 만들어질 수 있다. 필요에 따라 이러한 신축성을 이용하여 삽입 돌기(131)가 수용 홈(141)으로부터 분리될 수 있고, 이에 의하여 서로 인접한 수용 블록이 서로 분리될 수 있다.
삽입 결합 유닛(13a) 또는 수용 결합 유닛(14a)은 다양한 결합 및 분리 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 태양전지 어레이의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4b에 도시된 것처럼, 다수 개의 단위 블록(10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f)이 삽입 결합 유닛(13a, 13b, 15a, 15b)과 수용 결합 유닛(14a, 14b, 16a, 16b)에 의하여 서로 연결될 수 있다. 그리고 서로 연결된 단위 블록(10a 내지 10f)은 전극 연결 탭(17)에 의하여 전기적으로 서로 연결될 수 있고, 전극 연결 탭(17)에 스위치 유닛(172)이 배치될 수 있다. 각각의 스위치 유닛(172)은 탐지 유닛(18)과 연결되어 작동 센서 및 온도 센서에서 탐지된 정보를 스위치 유닛(172)으로 전송할 수 있다. 탐지 유닛(18)은 신호 처리 유닛(181)을 통하여 탐지 처리 유닛(45)으로 연결될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 제어 유닛(41)에 의하여 태양전지 어레이의 작동 상태가 제어되거나 작동 상태가 확인될 수 있고, 필요에 따라 스위치 유닛의 연결 상태가 설정될 수 있다. 연결 설정 유닛(43)은 태양전지 어레이에 배치된 각각의 스위치 유닛(172)의 설정 상태를 저장하면서 제어 유닛(41)의 제어에 따라 각각의 스위치 유닛(172)의 연결 상태를 조절할 수 있다. 스위치 유닛(172)은 각각의 단위 블록에 배치된 전압 또는 전류의 탐지를 위한 탐지 센서 또는 작동 온도의 탐지를 위한 온도 센서로부터 전송된 정보를 온도 탐지 유닛(451) 및 작동 탐지 유닛(452)으로 전송할 수 있다. 온도 탐지 유닛(451)으로 전송된 각각의 단위 블록의 온도는 저항 데이터베이스(461)로 전송될 수 있고, 작동 탐지 유닛(452)으로 전송된 작동 상태 정보는 손실 데이터베이스(462)로 전송될 수 있다. 저항 데이터베이스(461)에 현재 단위 블록(10a 내지 10f)의 연결 상태 및 환경 조건으로 인한 온도 범위에 대한 데이터가 저장될 수 있다. 그리고 손실 데이터베이스(462)에 현재 단위 블록(10a 내지 10f)의 연결 상태에서 발생될 수 있는 전력 손실 범위에 대한 데이터가 저장될 수 있다. 그리고 제어 유닛(41)에 배치된 비교기(411)에서 허용 범위가 되는지 여부가 판단될 수 있다. 연결 데이터 유닛(421)과 셀 데이터 유닛(422)이 제어 유닛(41)에 연결될 수 있고, 연결 데이터 유닛(421)과 셀 데이터 유닛(421)에 각각 단위 블록(10a 내지 10f)의 내부에 배치된 태양전지 셀의 연결 상태가 저장될 수 있고, 셀 데이터 유닛(422)에 태양전지 셀에 대한 정보가 저장될 수 있다.
제어 유닛(41)은 비교기(411)의 비교 결과에 따라 태양전지 셀 또는 단위 블록(10a 내지 10f)의 작동 상태를 탐지할 수 있고, 탐지 결과에 따라 연결 설정 유닛(43)을 작동시켜 스위치 유닛(172)의 연결을 변경할 수 있다. 만약 스위치 유닛(172)이 수동으로 작동된다면 적절한 디스플레이 유닛에 설정 변경이 되어야 하는 스위치 유닛(172)을 표시할 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 어레이는 다양한 방법으로 작동될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 태양전지 어레이는 태양전지 모듈 구조의 단위 블록이 서로 결합되어 전기적으로 다양한 방법으로 연결되는 것에 의하여 다양한 크기의 태양전지 어레이가 만들어질 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지 어레이는 구조물의 벽면, 천정, 창문 또는 건물 사이의 빈 공간과 같이 다양한 위치에 설치될 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지 어레이는 간단하게 단위 블록이 결합 또는 분리가 되는 것에 의하여 조립이 간단하고 설치 위치에 따라 적절한 형상으로 만들어질 수 있다는 이점을 가진다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10: 태양전지 단위 블록
10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f: 단위 블록
11: 베이스 기판 12: 결합 테두리
13a 내지 16b: 결합 유닛 13a, 13b: 1 삽입 결합 유닛
14a, 14b: 1 수용 결합 유닛 15a, 15b: 2 삽입 결합 유닛
16a, 16b: 2 수용 결합 유닛 17: 전극 연결 탭
18: 탐지 유닛 41: 제어 유닛
43: 연결 설정 유닛 45: 탐지 처리 유닛
131: 삽입 돌기 132: 고정 팁
133: 안정 돌기 136: 수용 케이싱
137: 탄성 유닛 141: 수용 홈
142: 고정 홀 143: 안정 홈
171: 체결 몸체 171a: 덮개
171b: 수용 몸체 172: 스위치 유닛
173, 174: 고정 잭 181: 신호 처리 유닛
411: 비교기 421: 연결 데이터 유닛
422: 셀 데이터 유닛 451: 온도 탐지 유닛
452: 작동 탐지 유닛 461: 저항 데이터베이스
462: 손실 데이터베이스 S1, S2, S3, S4: 1, 2, 3, 4 접점
SM1, SM2, SM3, SM4: 태양전지 셀

Claims (4)

  1. 적어도 하나의 태양전지 셀(SM1, SM2, SM3, SM4)을 포함하는 태양전지 단위 블록(10);
    단위 블록(10)의 서로 마주보는 측면에 서로 결합 가능한 구조로 형성되는 결합 유닛(13a 내지 16b);
    태양전지 단위 블록(10)의 둘레 면을 따라 형성된 결합 테두리(12); 및
    결합 테두리(12)의 적어도 하나의 모서리에 형성된 전극 연결 탭(17)을 포함하고,
    상기 태양전지 단위 블록(10)은 다수 개가 상하 또는 좌우로 결합 유닛(13a 내지 16b)에 의하여 서로 연결 가능하며,
    상기 전극 연결 탭(17)의 내부에 배치된 스위치 유닛(172) 및 상기 스위치 유닛(172)과 외부 사이에 배선을 연결하면서 배선을 정해진 위치에 고정시키는 고정 잭(173, 174)을 포함하고, 상기 전극 연결 탭(17)은 상기 결합 테두리(12)에 분리 가능하도록 결합되며, 상기 전극 연결 탭(17)과 전기적으로 연결되면서 상기 결합 테두리(12)의 내부에 배치되는 탐지 유닛(18)을 더 포함하고, 상기 스위치 유닛(172)은 각각의 태양전지 셀의 작동 상태를 탐지하기 위한 센서와 상기 탐지 유닛(18)을 연결시키는 것을 특징으로 하는 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 결합 유닛(13a 내지 16b)은 돌기 형상의 삽입 결합 유닛(13a, 13b, 15a, 15b) 및 삽입 결합 유닛(13a, 13b, 15a, 15b)이 수용되는 홈 형상의 수용 결합 유닛(14a, 14b, 16a, 16b)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단위 블록 연결 구조의 태양전지 모듈에 의한 태양전지 어레이.
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