KR101768728B1 - 태양광 모듈의 부착 장치 및 장착 방법 - Google Patents

태양광 모듈의 부착 장치 및 장착 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양 에너지 포획 모듈(10)을 구조체(30), 예를 들어 지붕, 파사드 또는 노지에서의 지지 구조체에 부착하기 위한 장치에 관한 것이고, 모듈(10)의 후방면(10A)에는 하나 이상의 강화 섹션(20)이 제공된다. 장치는 구조체(30)에 견고하게 연결되어 그것을 모듈의 강화 섹션(20)에 대해 잠그기 위한 수단(48)을 포함하는 하나 이상의 지지부(40)를 포함하고, 이때 상기 잠금 수단(48)은 모듈(10)로부터 구조체(30) 방향으로의 일방향 미는 힘(F1)을 적용함으로써 활성화될 수 있다.

Description

태양광 모듈의 부착 장치 및 장착 방법 {ATTACHMENT DEVICE AND METHOD FOR MOUNTING SOLAR MODULES}
본 발명은 태양 복사에 기인하는 에너지를 수집하기 위한 모듈을 구조체, 예를 들어 지붕, 파사드(facade) 또는 지면 장착 시스템의 장착 구조체 상에 부착하기 위한 장치, 및 태양 복사에 기인하는 에너지를 수집하기 위한 하나 이상의 모듈을 구조체 상에 장착하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명의 의미 내에서, 태양 복사에 기인하는 에너지를 수집하기 위한 모듈은 특히, 태양 복사에 기인하는 에너지를 전기 에너지로 전환할 수 있는 광발전 태양광 모듈, 태양 복사에 기인하는 에너지를 열전달 유체 내에 수집되는 열 에너지로 전환시킬 수 있는 열적 태양광 모듈, 또는 대안적으로 이들 둘 다의 유형의 에너지 전환을 사용하는 하이브리드 태양광 모듈일 수 있다.
공지된 방식에서, 광발전 태양광 모듈은 모듈 상에서 태양 복사의 입사면 상에 위치되도록 의도된 투명 전방 기판과 모듈을 장착하기 위한 구조체와 마주하게 위치되도록 의도된 투명 또는 불투명 후방 기판 사이에 삽입된 광전지를 포함하는 적층된 글레이징 유닛 형태를 취한다. 전방 기판 및 후방 기판은 특히 유리 또는 열가소성 중합체의 시트에 의해 형성될 수 있다. 광발전 모듈을 구조체, 예를 들어 빌딩의 지붕 또는 파사드 또는 대안적으로 지면 장착 시스템의 장착 구조체 상에 장착하는 것을 허용하기 위해서, 모듈에는 통상 그의 주연을 덮는 특히 알루미늄으로 이루어진 금속 프레임이 구비된다. 이어서, 모듈을 장착 구조체에 부착시키는 것은, 프레임을 구조체에 및/또는 병치된 다수의 모듈을 장착시키는 경우 다른 모듈의 프레임에 고정함으로써 달성된다.
각 모듈의 프레임은 일반적으로 나사 또는 볼트 결합에 의해 장착 구조체 및 적절하게는 인접 모듈의 프레임에 고정된다. 이는 광발전 모듈을 구조체 상에 장착하는 데 비교적 장시간이 걸리고 하나 이상의 모듈의 파손 시 제거하는 데 비교적 장시간이 걸리는 것을 초래한다. 더욱이, 각 모듈의 주연 상의 금속 프레임의 존재 및 이 프레임에서 모듈을 구조체에 부착시키는 것은, 모듈의 주연 상에 모듈의 기계적 강도를 손상시키는 기계적 응력의 발생을 야기한다. 또한, 각 모듈의 금속 프레임은, 덮이지 않았다면 에너지 전환에 기여했을 모듈의 주연 상의 활성 표면 부분을 덮어 모듈의 효율을 제한한다.
열적 또는 하이브리드 광발전/열적 태양광 모듈에서 유사한 문제점들이 발생한다.
본 발명이 특히 모듈의 구조체를 약화시키지 않고 수용 구조체 상에 태양광 모듈을 신속하고 신뢰성 있게 장착하는 것 및 구조체 상에 장착 후, 예를 들어 파손 시 모듈의 용이한 교체를 허용하는 부착 장치를 제안함으로써 해결책을 찾으려는 것은 바로 이들 단점이다.
이를 위해, 본 발명의 주제는 태양 복사에 기인하는 에너지를 수집하기 위한 하나 이상의 모듈[모듈은 그의 후방면 상에 하나 이상의 강화 프로파일화 섹션이 제공됨]을 구조체, 예를 들어 지붕, 파사드 또는 지면 장착 시스템의 장착 구조체 상에 부착하기 위한 장치이며, 구조체에 고정되는 하나 이상의 지지부를 포함하고, 이 지지부는 모듈의 강화 프로파일화 섹션에 대한 스냅 체결 수단을 포함하고, 이 스냅 체결 수단은 모듈을 구조체 쪽으로 미는 일방향 스러스트 힘을 가함으로써 활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치이다.
본 발명의 의미 내에서, 모듈의 후방면은 모듈이 구조체에 고정될 때 구조체와 마주하게 위치되는 모듈의 면이다.
단독으로 또는 임의의 기술적으로 실현 가능한 조합으로 고려되는, 본 발명에 따른 부착 장치의 다른 유리한 특징에 따르면,
- 지지부는 스냅 체결 수단을 그의 활성화 상태로 잠그기 위해 모듈을 구조체로부터 먼 쪽으로 밀기 위한 탄성 수단을 포함하고;
- 스냅 체결 수단은 모듈의 강화 프로파일화 섹션의 노치와 스냅 체결함으로써 협력할 수 있는 지지부의 하나 이상의 설부(tongue)를 포함하고;
- 설부는 노치의 에지를 수용하기 위한 홈(groove)을 형성하고, 이 홈은 구조체를 향해 개방되고;
- 장치는 스냅 체결 수단을 그의 활성화 상태로 잠그기 위한 잠금 수단으로서, 노치의 에지를 홈 내에 유지하도록 모듈을 구조체로부터 먼 쪽으로 밀기 위한 탄성 스러스트 수단을 포함하고;
- 강화 프로파일화 섹션은, 스냅 체결 수단이 활성화 상태일 때 설부와 마주하는 잠금 해제 오리피스를 포함하고, 스냅 체결 수단은 탄성 수단의 작용에 대항하여 모듈을 구조체 쪽으로 미는 스러스트 힘과 설부를 노치로부터 먼 쪽으로 밀고 잠금 해제 오리피스를 통해 가해지는 스러스트 힘의 조합 효과 하에서 활성화 상태로부터 비활성화 상태로 바뀔 수 있고;
- 강화 프로파일화 섹션은 지지부의 일부의 U 형상 단면을 실질적으로 상보하는 U 형상 단면을 갖는 하나 이상의 부분을 포함하고, 이들 U 형상 부분은 스냅 체결 수단이 활성화 상태일 때 서로 맞물리고;
- 장치는 강화 프로파일화 섹션 또는 지지부 중 어느 하나에 고정된 하나 이상의 못(peg)을 포함하고, 이 못은 강화 프로파일화 섹션에 대해 지지부의 스냅 체결 수단을 정렬하기 위해 강화 프로파일화 섹션 또는 지지부 중 다른 하나의 오리피스와 협력할 수 있고;
- 지지부는 스냅 체결 수단을 형성하기 위해 절단되고 굽혀진 금속 블랭크이고;
- 강화 프로파일화 섹션은 모듈의 주연 에지에 대해 내측으로 오프셋되고;
- 강화 프로파일화 섹션은 긴 형상이고, 그의 단부들 각각에서 지지부와 스냅 체결됨으로써 협력하도록 설계되고;
- 장치는 모듈의 상기 면에 고정되고 모듈의 상기 면에 고르게 분포된 2개 이상의 강화 프로파일화 섹션을 포함하고;
- 모듈은 전방 기판, 후방 기판, 및 전방 기판과 후방 기판 사이에 삽입된 하나 이상의 광전지를 포함하는 무프레임(frameless) 광발전 모듈이고, 상기 또는 각 강화 프로파일화 섹션은 광전지에 대해 반대면인 후방 기판의 후방면에 고정된다.
본 발명의 다른 주제는 태양 복사에 기인하는 에너지를 수집하기 위한 하나 이상의 모듈[모듈은 그의 후방면 상에 상술한 부착 장치에 의해 하나 이상의 강화 프로파일화 섹션이 제공됨]을 구조체, 예를 들어 지붕, 파사드 또는 지면 장착 시스템의 장착 구조체 상에 장착하기 위한 방법이고,
- 하나 이상의 지지부를 구조체에 고정하는 단계;
- 강화 프로파일화 섹션에 대해 지지부의 스냅 체결 수단을 정렬하는 단계;
- 모듈을 구조체 쪽으로 미는 일방향 스러스트 힘을 가함으로써 스냅 체결 수단을 활성화시키는 단계를 포함하는 방법이다.
본 발명의 특징들 및 이점들은 단지 예시적으로 주어지고 첨부된 도면들을 참조하는 본 발명에 따른 부착 장치 및 장착 방법의 한 실시양태에 대한 이하의 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 부착 장치에 의해 장착 구조체 상에 장착된 광발전 태양광 모듈의 사시도이다.
도 2는 2개의 광발전 모듈이 장착 구조체 상에 장착되되, 모듈 중 하나는 그의 강화 프로파일화 섹션을 드러내기 위해 투명하게 도시된, 도 1의 화살표 II 방향으로의 부분 사시도이다.
도 3은 강화 프로파일화 섹션이 설치된, 도 2의 광발전 모듈의 아래로부터의 사시도이다.
도 4는 도 3과 유사한 도면이지만 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 V의 상세를 더 큰 비율로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 VI에서의 단면도이다.
도 7은 도 2의 화살표 VII 방향의 사시도이다.
도 1은 지면 장착 시스템의 장착 구조체(30) 상에 장착된 광발전 모듈(10)을 도시한 것이다. 구조체(30)는 모듈(10)을 수용하도록 설계되고, 각 모듈은 수평면에 대해 각도(α)만큼 경사져 있으며, 이 경사는 모듈 상에 입사하는 태양 복사의 양을 최대화하도록 설계된다. 도 1에서, 전류 접속 및 운반에 관련된 요소들은 도면을 명확하게 하기 위해 생략되었다. 구조체(30)는 크로스부재(37)가 부착되는 삼각형 뼈대를 형성하도록 서로에 대해 배열된 복수의 빔들(31, 33, 35)을 포함하는 스테인리스 강 구조체이다. 종축이 X37로 명기된 크로스부재(37)는 서로 평행하고 복수의 병치된 광발전 모듈(10)을 수용하도록 의도되고, 각 광발전 모듈(10)은 본 발명에 따른 부착 장치(1)에 의해 구조체(30) 상에 장착된다. 도면들에 도시된 예에서, 각 모듈(10)은 그의 후방면(10A) 상에 2개의 강화 프로파일화 섹션(20)이 제공되고, 부착 장치(1)는 각 모듈(10)에 대하여 구조체에 고정된 4개의 지지부(40)를 포함한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시양태의 각 모듈(10)은 전방 기판(11), 후방 기판(12), 및 전방 기판(11)과 후방 기판(12) 사이에 삽입된 하나 이상의 광전지(13)를 포함하는 무프레임 광발전 모듈이다. 모듈(10) 상의 태양 복사 입사면 상에 위치되도록 의도된 전방 기판(11)은 투명하고, 예를 들어 초투명(extra-clear) 투명 유리 또는 열가소성 중합체, 예를 들어 폴리카르보네이트, 폴리우레탄 또는 폴리메틸 메타크릴레이트로 이루어진다. 구조체(30)와 마주하게 위치되도록 의도된 후방 기판(12)은 투명하거나 또는 불투명할 수 있는 임의의 적절한 물질, 특히 유리로 이루어진다.
기판들(11, 12) 사이에 위치된 상기 또는 각 광전지(13)는 전방 기판(11)으로부터 시작하여 차례대로 전기적 도전성인 투명층(14), 특히 전지의 전방 전극을 형성하는 투명 도전성 산화물(TCO)에 기반하는 것; 전지 상에 입사되는 태양 복사에 기인하는 에너지를 전기 에너지로 전환시킬 수 있는 흡수층(15), 특히 비정질 또는 미세결정질 실리콘에 기반하거나 또는 카드뮴 텔루라이드에 기반하는 박층; 및 전지의 후방 전극을 형성하는 전기적 도전층(16)을 포함하는 박층들의 적층체에 의해 형성된다.
대안으로서, 상기 또는 각 전지(13)의 흡수층(15)은 CIS 흡수층으로 알려진, 구리, 인듐 및 셀레늄을 함유하는 황동석 화합물의 박층[가능하게는 갈륨(CIGS 흡수층), 알루미늄 또는 황이 첨가됨]일 수 있다. 이 경우에, 상기 또는 각 박층 전지(13)는 상기한 것과 유사한 적층체, 조립 시 모듈(10)의 양호한 응집을 보장하기 위해 또한 전지의 전방 전극(14)과 전방 기판(11) 사이에 위치되는, 도시되지 않은 중합체 봉합재를 포함한다. 봉합재는 특히 폴리비닐 부티랄(PVB) 또는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)로 이루어질 수 있다.
또 다른 대안에 따르면, 상기 또는 각 전지(13)는 p/n 접합을 형성하는 다결정질 또는 단결정질 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다.
도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 각 모듈(10)은 상기 또는 각 광전지(13)의 반대쪽인 후방 기판(12)의 면인, 구조체(30)와 마주하도록 의도된 그의 후방면(10A)에 고정된 2개의 강화 프로파일화 섹션(20)을 포함한다. 각 강화 프로파일화 섹션(20)은 종축(X20)을 갖는 긴 형상이고, 그의 단부들(20A, 20B) 각각에서 지지부(40)와 스냅 체결됨으로써 협력하도록 설계된다. 모듈(10)을 수용하는 4개의 지지부(40)는 2개의 인접 크로스부재(37)에 걸쳐 쌍으로 분포되며, 이때 모듈의 2개의 프로파일화 섹션(20)이 대응하는 4개의 지지부(40)에 스냅 체결된 형태에서, 각 프로파일화 섹션(20)의 종축(X20)은 크로스부재(37)의 축(X37)에 대해 횡단 방향으로 지향된다. 모듈(10)의 2개의 강화 프로파일화 섹션(20) 각각이 2개의 지지부(40)와 스냅 체결됨으로써 협력하고 있을 때, 모듈(10)은 구조체(30)에 대해 고정된다.
유리하게는, 도 3에 도시된 바와 같이, 각 모듈(10)의 2개의 강화 프로파일화 섹션(20)은 모듈의 후방면(10A) 상에 그의 종축(X20)이 서로 및 모듈의 2개의 양쪽 주연 에지(18)에 평행하도록 배열되어, 모듈(10)이 구조체(30) 상에 장착될 때 프로파일화 섹션(20)은 크로스부재(37)에 수직으로 놓인다. 이러한 배열은 모듈(10)의 후방에서 대류성 공기 이동을 고양시키고, 따라서 모듈의 냉각을 촉진한다. 바람직하게는, 각 프로파일화 섹션(20)은 모듈의 구조체를 강화하고 그의 기계적 강도를 향상시키도록 모듈(10)의 대응하는 측방향 에지(18)에 대해 내측으로 오프셋된다.
본 실시양태에서, 모듈(10)의 각 강화 프로파일화 섹션(20)은 스테인리스 강으로 이루어지고, 단일 절단 및 굽힘 블랭크로 형성된다. 각 프로파일화 섹션(20)은 전체적으로 서로 내부에 안착된 2개의 오메가 형상인 단면을 갖는다. 더 구체적으로는, 각 오메가(21 내지 25 또는 23 내지 27)는 오메가의 중앙부(22 내지 24 또는 24 내지 26)의 측면에 위치한 2개의 분지부(branch)(21, 25 또는 23, 27)를 포함한다. 각 중앙부(22 내지 24 또는 24 내지 26)는 하부벽, 및 하부벽에 대해 경사진 2개의 횡벽을 포함하고, 2개의 오메가는 하나의 오메가의 중앙부의 하부벽(23 또는 25)이 다른 오메가의 분지부를 형성하도록 서로 안착된다. 오메가의 하부벽 및 분지부를 형성하는 프로파일화 섹션(20)의 벽들(21, 23, 25, 27)은 실질적으로 편평하고, 벽(23, 27)의 경우에는 모듈(10)의 후방면(10A)과 마주하고 벽(21, 25)의 경우에는 구조체(30)와 마주하도록 각각 의도된다.
각 모듈(10)의 2개의 강화 프로파일화 섹션(20)은 접착제 물질을 사용하여 면(10A)에 대해 벽(23, 27)을 결합함으로써 모듈의 후방면(10A)에 직접 고정된다. 도 3 및 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 각 프로파일화 섹션(20)의 벽들(21, 22)은 그의 종방향에 대해 프로파일화 섹션의 중앙부에 절취부(cutout)(20C)를 갖는다. 이 절취부(20C)는 이 블랭크가 굽혀지기 전에 프로파일화 섹션(20)을 제조하는 블랭크를 절단함으로써 얻어진다. 각 프로파일화 섹션(20)의 절취부(20C)는 접속 배선함(50)이 모듈의 후방면(10A)에 설치될 수 있도록 리세스(recess)를 생성한다. 따라서, 각 모듈에는 2개의 접속 배선함(junction box)(50)이 구비되고, 각각 프로파일화 섹션(20)의 절취부(20C) 내에 수납된다. 모듈(10)의 접속 배선함(50)은 케이블(52)을 사용하여 서로 연결되고 외부에 연결되어, 모듈이 구조체(30) 상에 장착된 후에 인접 모듈(10) 및 전류를 이용 가능하게 하는 도시되지 않은 장치들과 모듈(10)의 전기적 접속을 허용한다.
특히 유리하게는, 하나의 모듈(10)의 2개의 강화 프로파일화 섹션(20)은 서로 동일하고, 모듈의 중심축(X10)에 대해 서로 대칭적으로 모듈의 후방면(10A) 상에 배열된다. 특히, 도 3에서 화살표 R로 나타낸 바와 같이, 프로파일화 섹션의 단일 템플릿(template)을 사용하여 2개의 프로파일화 섹션(20)이 면(10A) 상에 위치되도록 하기 위하여 필요한 것은 단지 하나의 프로파일화 섹션(20)을 자체 상에서 180° 회전시키는 것뿐이다. 이는 강 블랭크를 절단하고 굽힘으로써 프로파일화 섹션(20)의 대량 생산, 및 이에 따라 그의 제조 비용 절감의 가능성을 제공한다. 대안으로서, 프로파일화 섹션(20)은 그의 기능에 맞추어 강 이외의 임의의 물질, 특히 몇몇 다른 금속 물질 또는 합성 물질로 이루어질 수 있으며, 후자의 경우 프로파일화 섹션은 합성 물질을 압출함으로써 얻어진다.
부착 장치(1)의 각 지지부(40)는 2개의 나사(39)에 의해 대응하는 크로스부재(37)에 부착된다. 각 지지부(40)는 스테인리스 강으로 이루어지고, 단일 절단 및 굽힘 블랭크로 형성된다. 지지부(40)는 서로 동일하고, 각각 오메가의 중앙부(42 내지 44)의 측면에 위치한 2개의 분지부(41, 45)를 포함하는, 대체로 오메가 형상인 단면을 갖는다. 오메가의 중앙부는 하부벽(43), 및 하부벽(43)에 대해 경사진 2개의 측벽(42, 44)을 갖는다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 각 지지부(40)의 이 중앙부(42 내지 44)에는 각 프로파일화 섹션(20)의 부분(22 내지 24)의 U 형상 단면을 실질적으로 상보하는 U 형상 단면이 제공된다. 특히, 모듈의 각 프로파일화 섹션(20)의 부분(22 내지 24)은 도 7에 도시된 바와 같이 2개의 인접 크로스부재(37) 상에 배열된 2개의 지지부(40)의 중앙부(42 내지 44)에 대해 동시에 끼워질 수 있다. 각 지지부(40)의 단부벽(43)에는 지지부에 끼워진 프로파일화 섹션(20)의 벽(23)에 대해 가압하도록 의도된 탄성 단부 정지부(47)가 설치된다.
모듈을 구조체에 부착하기 위해 구조체(30)에 대해 모듈(10)이 최적으로 위치하는 것을 보장하기 위하여, 모듈과 관련된 4개의 지지부(40) 중 적어도 하나에는 그의 벽(45)에 정렬 못(451)이 끼워진다. 이 못(451)은 프로파일화 섹션의 단부(20A 또는 20B) 근방에서, 모듈의 하나 이상의 강화 프로파일화 섹션(20)의 벽(25) 내에 형성된 상보적 오리피스(251)와 협력하도록 의도된다. 프로파일화 섹션의 U 형상 부분(22 내지 24) 및 지지부의 부분(42 내지 44)의 상대적 맞물림과 조합된, 정렬 못(451)과 대응 오리피스(251) 사이의 협력은 그의 상대적 고정 전에 구조체 상의 모듈의 위치의 신뢰성 있는 분할(indexing)을 제공하고, 이에 따라 모듈이 구조체 상에 더 쉽게 장착되게 하는 데 기여한다.
모듈(10)을 구조체(30)에 부착하기 위하여, 각 지지부(40)의 측벽(42)은 각 강화 프로파일화 섹션(20)의 측벽(22) 내에 형성된 노치(28)와 스냅 체결됨으로써 협력하도록 의도된 설부(48)를 포함한다. 더 구체적으로는, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 각 프로파일화 섹션(20)의 횡벽(22)은 각각 프로파일화 섹션의 하나의 단부(20A, 20B) 근방에 위치하는 2개의 노치(28)를 갖는다. 따라서, 강화 프로파일화 섹션(20)의 부분(22 내지 24)이 2개의 인접 크로스부재(37) 상에 배열된 2개의 지지부(40)의 부분(42 내지 44)에 대해 동시에 끼워질 때, 2개의 지지부(40) 각각의 설부(48)는 프로파일화 섹션의 2개의 노치(28) 중 하나에 스냅 체결될 수 있다. 설부(48)가 노치(28)와 서로 스냅 체결된 상태에서, 노치의 하부 에지(281)는 설부(48)에 의해 범위가 정해지고 구조체(30)를 향해 개방된 홈(49) 내에 수납된다. 본 실시양태에서, 각 모듈(10)을 구조체(30)에 부착시키는 것은 모듈의 2개의 강화 프로파일화 섹션(20) 상에 쌍으로 분포된 4개의 노치(28) 내에 4개의 지지부(40)의 설부(48)를 스냅 체결하는 것을 포함한다. 이들 4쌍의 설부(48) 및 노치(28)가 구성하는 스냅 체결 수단의 활성화 상태에서, 모듈(10)의 2개의 강화 프로파일화 섹션(20)은 모듈(10)이 구조체(30)에 부착되도록 4개의 지지부(40)에 대해 고정된다.
각 지지부(40)의 횡벽(42)은 또한 설부(48)의 각 면 상에 지지부(40)의 강 구조체로부터 절단된 2개의 탄성 리프(leaf)(46)를 포함한다. 2개의 탄성 리프(46)는 또한 지지부의 중간 평면에 대해 대칭적으로 각 지지부(40)의 측벽(44)으로부터 절단된다. 4개의 탄성 리프(46)는 지지부(40)에 도 6에서 화살표 P로 나타낸 바와 같이 끼워진 프로파일화 섹션(20)의 벽(22, 24) 상에 프로파일화 섹션(20)을 지지부(40)로부터 먼 쪽으로 밀고, 이에 따라 모듈(10)을 구조체(30)로부터 먼 쪽으로 미는 스러스트 힘을 가할 수 있다. 탄성 리프(46)에 의해 강화 프로파일화 섹션(20)에 가해진 스러스트 힘(P)은, 스냅 체결 수단(28, 48)이 그의 활성화 상태로 잠금되어 홈(49) 내에 노치(28)의 에지(281)를 유지하도록 한다.
2개의 노치(28) 이외에, 모듈(10)의 각 강화 프로파일화 섹션(20)의 횡벽(22)은 또한 2개의 오리피스(29)를 포함하고, 각각의 오리피스는 설부(48)가 노치(28)에 대해 스냅 체결된 형태에서 오리피스(29)가 설부(48)와 마주하도록 노치(28) 중 하나의 근방에 위치된다. 이 배열로 인해, 구조체(30) 상에 장착된 모듈(10)의 스냅 체결 수단을 비활성화시키는 것, 즉 조립체를 잠금 해제하는 것이 가능하다. 도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 잠금 해제는 리프(46)의 탄성 푸싱(P)의 작용에 대항하여 구조체(30)의 방향으로 모듈(10)을 미는 스러스트 힘(F2)과 모듈(10)의 강화 프로파일화 섹션과 협력하는 각 설부(48)를 대응하는 노치(28)로부터 먼 쪽으로 미는 스러스트 힘(F3) 둘 다를 가함으로써 얻어진다. 스러스트 힘(F3)은 임의의 적절한 도구를 사용하여 노치(28)에 인접한 오리피스(29)를 통해 가해진다.
본 발명에 따른 부착 장치(1)에 의해 광발전 모듈(10)을 구조체(30) 상에 장착시키는 방법은 이후에 서술되는 바와 같은 단계들을 포함한다.
우선, 도 3에 도시된 배열에 따라 모듈의 면(10A)에 대해 강화 프로파일화 섹션의 벽(23, 27)을 결합시킴으로써 모듈(10)에 그의 2개의 강화 프로파일화 섹션(20)이 설치된다.
지지부(40)를 또한 나사(39)를 사용한 나사 체결에 의해 구조체(30)에 고정하여, 강화 프로파일화 섹션(20)의 노치들(28) 사이의 간격에 대응하는 적합한 간격으로 구조체의 크로스부재(37) 상에 지지부(40)를 위치시킨다.
이어서, 각 모듈(10)을 이하와 같이 구조체(30) 상에 장착한다. 우선, 스냅 체결 수단들(28, 48)을 서로 정렬한다. 이를 위해, 2개의 인접 크로스부재(37) 상에 배열된 2개의 지지부(40)의 U 형상 중앙부(42 내지 44)를 모듈(10)의 2개의 강화 프로파일화 섹션(20) 각각의 대응하는 U 형상 부분(22 내지 24) 내부에 맞물린다. 이렇게 하면서, 모듈(10)과 결합되는 4개의 지지부(40) 중 적어도 하나 상에 제공된 정렬 못(451)을 또한 모듈(10)의 하나 이상의 강화 프로파일화 섹션(20)의 대응 오리피스(251) 내로 도입한다. 이 단계의 완료 시, 스냅 체결 수단을 형성하는 설부(48) 및 노치(28)는 쌍으로 정렬된다. 이어서, 모듈(10)을 구조체(30) 방향으로 미는 일방향 스러스트 힘(F1)을, 스냅 체결 수단을 활성화하는, 즉 설부와 정렬되는 노치(28) 내에 모듈과 결합되는 4개의 지지부(40) 각각의 설부(48)를 스냅 체결하는 방식으로 가한다.
유리하게는, 프로파일화 섹션(20)을 모듈(10)에 고정하는 단계는 모듈(10)이 제조되는 현장에서 수행될 수 있는 반면, 다음 단계들은 모듈(10)이 장착되는 현장에서 수행된다.
구조체(30) 상에 장착된 모듈(10)을 제거 또는 교체할 필요가 있을 경우, 예를 들어 이 모듈에 결함이 생긴 경우, 모듈(10)의 제거는 리프(46)의 탄성 푸싱(P)의 작용에 대항하여 모듈(10)을 구조체(30) 방향으로 미는 스러스트 힘(F2)과 모듈(10)의 강화 프로파일화 섹션과 협력하는 각 설부(48)를 노치(28)에 인접한 오리피스(29)를 통해 대응하는 노치(28)로부터 먼 쪽으로 미는 스러스트 힘(F3)을 동시에 가함으로써, 특히 간단한 방법으로 수행될 수 있다.
후술되는 실시양태로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따른 부착 장치는 특별한 도구의 필요없이 구조체 상에 이미 위치된 각 모듈에 일방향 스러스트 힘(F1)을 가함으로써 구조체, 예를 들어 지면 장착 시스템의 장착 구조체 상에 태양광 모듈을 신속하고 쉽게 장착하도록 허용한다. 이 스러스트 힘은 구조체에 고정된 지지부에 대해 모듈의 강화 프로파일화 섹션을 스냅 체결한다. 특히 강화 프로파일화 섹션(20) 및 지지부(40)의 특정 부분(22 내지 24 및 42 내지 44)의 상보적인 형상으로 인해, 강화 프로파일화 섹션에 대한 지지부의 스냅 체결 수단의 사전 정렬을 위해 구조체 상에 모듈을 위치시키는 것 또한 용이하다.
스냅 체결 수단을 활성화 상태로 유지하는 잠금 수단(46)의 탄성 작용으로 인해, 얻어진 구조체에 대한 모듈의 부착은 신뢰성 있고 견고하다. 또한, 본 발명에 따른 부착 장치를 이루는 요소들, 즉 강화 프로파일화 섹션(20) 및 지지부(40)는 스냅 체결 및 잠금 수단을 형성하도록 강 블랭크를 절단하고 굽힘으로써 간단하고 경제적으로 제조할 수 있는 이점을 가진다. 더욱이, 본 발명에 따라 얻어지는 바와 같은 모듈과 구조체의 조립은, 하나의 모듈에 결함이 생긴 경우 이 모듈이 구조체로부터 개별적으로 제거되도록 허용하는 잠금 해제 오리피스(29)의 존재로 인해 가역적이다.
더욱이, 각 모듈의 후방에 고르게 분포된 긴 형상의 강화 프로파일화 섹션(20)의 존재는 모듈의 기계적 강도를 개선시키고, 구조체에 이를 고정시키기 위해 모듈의 주연 주위에 더 이상 프레임을 가질 필요가 없으므로, 모듈의 전체 활성 표면이 태양광 복사에 노출되어 모듈의 최적 효율을 보장한다.
본 발명은 서술되고 도시된 예에 제한되지는 않는다. 특히, 본 발명에 따른 부착 장치는 설부 및 노치 이외에 스냅 체결 수단을 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로 상기한 수 이외의 수의 노치 및 설부를 포함할 수 있다. 각 모듈과 관련된 강화 프로파일화 섹션(20)의 수 및 형상 또한 상기한 바와 다를 수 있고, 강화 프로파일화 섹션은 유리하게는 모듈의 구조체를 강화하도록 모듈의 면(10A)에 대해 고르게 분포된다. 또한, 본 발명에 따른 부착 장치는 주연 프레임이 설치될 수 있거나 또는 설치되지 않을 수 있는 구조체 모듈 상에 장착되도록 실시될 수 있지만, 무프레임 사양이 바람직하다. 본 발명에 따른 부착 장치는 또한 마찬가지로 임의의 유형의 장착 구조체 상에 임의의 유형의 태양광 모듈을 장착시키는 데 사용될 수 있다. 특히, 상기한 광발전 태양광 모듈은 열적 태양광 모듈 또는 하이브리드 광발전/열적 모듈로 대체될 수 있고, 장착 구조체는 지면 장착 시스템의 장착 구조체, 지붕 또는 파사드일 수 있다.

Claims (14)

  1. 태양 복사에 기인하는 에너지를 수집하기 위한 모듈(10)을 지붕, 파사드(facade) 또는 지면 장착 시스템의 장착 구조체와 같은 구조체(30)에 부착하기 위한 부착 장치(1)이며,
    모듈(10)에는 그의 후방면(10A) 상에 하나 이상의 강화 프로파일화 섹션(20)이 제공되고,
    구조체(30)에 고정되는 하나 이상의 지지부(40)를 포함하고,
    상기 지지부(40)는 모듈의 강화 프로파일화 섹션(20)에 대한 스냅 체결 수단(48)을 포함하고,
    상기 스냅 체결 수단은 모듈(10)을 구조체(30) 쪽으로 미는 일방향 스러스트 힘(F1)을 가함으로써 활성화될 수 있고,
    지지부(40)가 스냅 체결 수단을 그의 활성화 상태로 잠그기 위해 모듈(10)을 구조체(30)로부터 먼 쪽으로 밀기(P) 위한 탄성 수단(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 스냅 체결 수단이 강화 프로파일화 섹션(20)의 노치(28)와 스냅 체결됨으로써 협력할 수 있는 지지부(40)의 하나 이상의 설부(48)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  3. 제2항에 있어서, 설부(48)가 노치(28)의 에지(281)를 수용하기 위한 홈(groove)(49)을 형성하고, 이 홈(49)은 구조체(30)를 향해 개방되는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  4. 제3항에 있어서, 스냅 체결 수단을 그의 활성화 상태로 잠그기 위한 잠금 수단으로서, 에지(281)를 홈(49) 내부에 유지하도록 모듈(10)을 구조체(30)로부터 먼 쪽으로 밀기(P) 위한 탄성 스러스트 수단(46)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  5. 제4항에 있어서, 강화 프로파일화 섹션(20)이, 스냅 체결 수단이 활성화 상태일 때 설부(48)와 마주하는 잠금 해제 오리피스(29)를 포함하고, 스냅 체결 수단은 탄성 수단(46)의 작용에 대항하여 모듈(10)을 구조체(30) 쪽으로 미는 스러스트 힘(F2)과 설부(48)를 노치(28)로부터 먼 쪽으로 밀고 잠금 해제 오리피스(29)를 통해 가해지는 스러스트 힘(F3)의 조합 효과 하에서 활성화 상태에서 비활성화 상태로 바뀔 수 있는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 강화 프로파일화 섹션(20)이 지지부(40)의 부분(42 내지 44)의 U 형상 단면을 상보하는 U 형상 단면을 갖는 하나 이상의 부분(22 내지 24)을 포함하고, 이들 U 형상 부분(22 내지 24, 42 내지 44)은 스냅 체결 수단이 활성화 상태일 때 서로 맞물리는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지지부(40)에 고정된 하나 이상의 못(peg)(451)을 포함하고, 이 못(451)은 강화 프로파일화 섹션(20)에 대해 지지부(40)의 스냅 체결 수단(48)을 정렬하기 위해 강화 프로파일화 섹션(20)의 오리피스(251)와 협력할 수 있는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 지지부(40)가 스냅 체결 수단을 형성하기 위해 절단되고 굽혀진 금속 블랭크인 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 강화 프로파일화 섹션(20)이 모듈(10)의 주연 에지(18)에 대해 내측으로 오프셋되는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모듈의 강화 프로파일화 섹션(20)이 긴 형상이고, 그의 단부들(20A, 20B) 각각에서 지지부(40)와 스냅 체결됨으로써 협력하도록 설계된 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모듈(10)이 그의 후방면(10A)에 고정되고 상기 후방면(10A)에 걸쳐 고르게 분포된 2개 이상의 강화 프로파일화 섹션(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 모듈(10)이 전방 기판(11), 후방 기판(12), 및 전방 기판(11)과 후방 기판(12) 사이에 삽입된 하나 이상의 광전지(13)를 포함하는 무프레임(frameless) 광발전 모듈이고, 하나 이상의 강화 프로파일화 섹션(20)은 광전지(13)에 대해 반대면인 후방 기판(12)의 후방면(10A)에 고정되는 것을 특징으로 하는 부착 장치.
  13. 태양 복사에 기인하는 에너지를 수집하기 위한 하나 이상의 모듈(10)을 지붕, 파사드 또는 지면 장착 시스템의 장착 구조체와 같은 구조체(30) 상에 장착하기 위한 방법이며,
    모듈(10)에는 그의 후방면(10A) 상에 제1항 또는 제2항에 따른 부착 장치(1)에 의해 하나 이상의 강화 프로파일화 섹션(20)이 제공되고,
    - 하나 이상의 지지부(40)를 구조체(30)에 고정하는 단계,
    - 강화 프로파일화 섹션(20)에 대해 지지부(40)의 스냅 체결 수단(48)을 정렬하는 단계,
    - 모듈(10)을 구조체(30) 쪽으로 미는 일방향 스러스트 힘(F1)을 가함으로써 스냅 체결 수단(28, 48)을 활성화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    모듈(10)을 구조체(30) 상에 장착하기 위한 방법.
  14. 삭제
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