KR101854651B1 - 태양광 발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 양면에서 전기를 생성하고, 태양전지모듈에서 태양전지 셀이 분리가 용이 하며,태양전지모듈을 견고한 프레임부재에 결합하여 방수,방습 기능 및 풍압에 견고히 버틸 수 있으며, 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 발전할 수 있어 친환경적인 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 외부로 부터 방수,방습 기능 과 풍압에 강한 구조로 이루어지며, 내측으로 단턱부를 구비하며, 일정깊이의 요홈으로 공간이 구성된 중공부를 갖는 프레임부재와, 상기 중공부 바닥면에 태양광을 반사시키는 요철 형상의 반사구조체와,
상기 단턱부 둘레 내측면에 배치되어 틈새 없이 밀봉 접착 설치되며 태양광을 받아 전기를 생산하는 태양전지모듈을 포함한다.
프레임부재,플랜지부,반사구조체,태양전지모듈,중공부,방수연결체
Description
본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 양면에서 전기를 생성하고, 태양전지모듈에서 태양전지 셀이 분리가 용이 하며,태양전지모듈을 견고한 프레임부재에 결합하여 방수,방습 기능 및 풍압에 견고히 버틸 수 있으며, 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 발전할 수 있어 친환경적인 태양광 발전장치에 관한 것이다.
최근 지구온난화 및 기후변화로 인하여 전 세계적으로 이산화탄소의 배출을 억제하고자 하는 규제가 시행되고 있는바, 이산화탄소의 배출이 없는 새로운 발전장치의 개발이 요구되고 있다. 이와 같은 이산화탄소의 배출이 없으며, 청정에너지를 이용한 발전장치로는 태양광을 이용한 발전장치가 대표적이며, 최근 들어 기술의 개발 및 설치비용이 저렴해지면서 보급이 확대되고 있다. 태양광 발전장치는 여러 가지 형태가 있는데, 일반적인 태양전지모듈은 커버유리와 절연체 사이에 태양전지 셀이 위치하는 구조로 되어 있으며, 커버 유리와 절연체 사이에 충진제가 충진되어 고온에서 압착성형과정을 거쳐 완성된다.
그러나 충진체는 태양 전지 모듈의 투과율을 감소시키고 나아가 어느 정도의 시간이 지나면 충진체에 황변 현상이 필연적으로 발생되어 궁극적으로는 태양전지모듈의 수명을 줄인다. 또한 고온압착성형 전에는 태양전지모듈을 구성하는 각각의 구성품들이 원부자재의 형태를 그대로 유지하여 쉽게 분리되는데 반해, 고온압착성형 후에는 각 구성품 들이 충진체와 일체화되어 태양 전지 모듈의 수명이 다하여 폐기할 경우에 각 구성품 들로 분리수거가 불가능하며, 모듈의 제작공정상에 불량이 발생하였을 경우에도 분리가 어렵기 때문에 수리를 하기 어려운 문제가 있다.
또한, 종래의 태양전지모듈은 평판패널 구조로 제조되어 넓은 면적의 공간이 요구되는 단점이 있었으며,
또한,종래의 태양광 발전에 사용되는 태양전지모듈은 허허벌판의 사각지대에 설치하여 사용된다는 점에서 25년 정도의 긴수명과 자연환경 변화에 견딜 수 있는 내구성이 요구된다. 그러나, 태양전지모듈이 효율을 까먹는 요인으로는 다양한 이유가 있는데, 이는 태양전지모듈 유리(glass)에 먼지나 이물질이 쌓여 물리적으로 빛 투과를 막아 효율을 떨어뜨리는 이유도 있지만, 이는 인위적으로 이물질을 세척하면 되지만 가장 심각한 효율저하 이유 및 단 수명 이유는 태양전지모듈에 습기가 침투해 전극에 녹이 슬면 저항이 커져 열이 발생하는 이른바, 핫스팟 현상이 나타나는 사례가 많다. 이는 보통 60여장의 태양전지 가운데 한 장에만 이런 현상이 나타나도 직렬로 연결된 전체 태양전지는 이 한 장의 효율을 따라가게 되는 것이다.
그리고, 태양전지모듈은 280kg 풍압의 가혹한 환경을 견뎌야 하기 때문에 매우 견고한 구조를 가져야하는데, 현재의 태양전지모듈은 습기 와 풍압에 적절히 견디는 구조에 취약한 문제점이 있었으며, 또한 종래의 태양광발전장치는 태양전지 한쪽면에서 만이 전기를 생산하여 고가의 태양전지를 효율적으로 사용할 수 없는 취약점이 있었다.
본 발명의 목적은 전술된 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광 발전장치는 방수,방습 기능 과 아울러 풍압에 견고히 견딜 수 있는 구조를 갖도록 하고, 태양전지의 황변현상을 방지할 수 있으며, 태양전지모듈 각 원부자재의 분리를 용이하도록 하며, 태양전지모듈 양면에서 전기를 생성할 수 있도록 한 태양광 발전장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 외부로 부터 방수,방습 기능 과 풍압에 강한 구조로 이루어지며, 내측으로 단턱부를 구비하며, 일정깊이의 요홈으로 공간이 구성된 중공부를 갖는 프레임부재와, 상기 중공부 바닥면에 태양광을 반사시키는 요철 형상의 반사구조체와,
상기 단턱부 둘레 내측면에 배치되어 틈새 없이 밀봉 접착 설치되며 태양광을 받아 전기를 생산하는 태양전지모듈을 포함한다.
상기 태양전지모듈은 제1기판은 투명소재의 유리로 만들어지고, 제2기판은 투명한 소재의 절연물질로 만들어질 수 있으며, 상기 제1기판 과 상기 제2기판은 태양전지의 가장자리에 형성되어 있는 접착물질에 의해 부착될 수 있고, 상기 태양전지가 위치한 공간에는 상기 접착물질로 형성되어 있지 않을 수 있다.
상기 제1기판의 유리소재는 복층유리를 사용할 수 있다.
또한 상기 제1기판의 유리소재에는 보호필름을 추가로 적층될 수 있다.
그리고, 상기 제1기판의 유리소재에는 태양광을 집광 또는 굴절시키는 렌즈를 적층할 수도 있다.
상기 단턱부는 상기 태양전지모듈 외둘레 측면부와 상기 단턱부 내측면의 접지면에 접착제로 틈새 없이 밀봉되는 접착층을 포함 할 수 있다.
상기 반사구조체는 상기 프레임부재 내부 하부면에 요철형태로 성형되어 상기태양전지모듈 전면의 투명 틈새를 통하여 입사되는 태양광을 반사시켜 상기 태양전지 하부면에 태양광을 조사하여 전기를 생성할 수 있다
상기 반사구조체는 프레임부재와 별도로 구성되어 프레임부재에 일체로 결합구성될 수도 있다.
상기 중공부는 그 측벽에는 진공성형 및 불활성 가스의 주입, 배출 이나 내부의 세척을 위한 밸브를 포함 할 수도 있다.
상기 중공부 내부에 불활성 가스를 충진할 수 있다.
상기 중공부 내부는 진공성형 될 수 있다.
상기 프레임부재는 측면에는 외둘레에서 연장 형성되는 일정한 넓이를 지닌 플랜지부를 포함 할 수 있다.
상기 플랜지부에는 태양광 발전장치 지지구조물에 체결 하기위한 적어도 하나 이상의 체결공이 형성될 수 있다.
전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 태양전지 셀과 유리 및 절연체 사이에 충진제가 생략되어 태양전지모듈의 생산비를 현저히 감소하고, 태양광의 투과율을 향상시켜 출력을 상승시키며, 충진제의 구성에 따른 황변현상을 방지하여 태양 전지 모듈의 수명을 증가시킨다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 각 원부자재의 분리가 용이하도록 하여 태양 전지 모듈의 수리 및 보수가 용이해지고, 사용이 완료된 태양 전지의 분리 회수가 가능하여 각 요소별로 별도의 재활용이 가능하여 자원절약의 효과가 있다.
또한, 태양전지모듈의 측면부 와 하부면이 방수,방습기능 과 풍하중에 견고하고 외부충격에 단단한 재질로 형성되어 외부의 취약한 환경 조건에서도 태양전지모듈의 성능 저하 없이 효율을 발휘할 수 있다
또한, 반사구조체로 인해 태양전지모듈 양면에서 전기를 생산 할 수 있어 효율의 증대시키는 경제성과 아울러 기존의 태양전지모듈 외둘레면에 결합되는 고가의 알류미늄 프레임을 사용하지 않아 자재비 절감과 조립비용을 줄여주면서도 견고한 구조를 형성한다.
또한, 이산화탄소를 발생하지 않는 친환경 발전방식으로 추후 이산화탄소 배출권을 획득할 수 있으며, 이와 같이 획득한 탄소배출권을 매매하여 새로운 수익을 창출하는 것도 가능하다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 구조단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 사시도이다. 도3은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 반사구조체의 확대사시도이다.
도1 내지 도3을 참고하면 본 실시예에서 태양광 발전장치(10)는 프레임부재(12)와 중공부(13)와 단턱부(24)와 반사구조체(14)와 밸브(21)와 방수연결체(18)와 플랜지부(19)와 태양전지모듈(20)을 포함 할 수 있다.
프레임부재(12)는 내부에 진공성형을 위한 공간 또는 불활성가스를 충진하기 위한 공간 및 태양광을 반사시키기 위한 일정깊이의 공간을 갖는 중공부가 형성된 구조체로서,
이 프레임부재(12)는 상부가 개방되어 있고, 개방된 상부 둘레면에 단턱부(24)가 형성되며, 이 단턱부(24)는 태양전지모듈(20)을 지지하며 접착층(23)으로 밀봉되며 결합될 수 있다.
본 실시예에서 단턱부(24)는 태양전지모듈(20)의 두께와 유사한 두께를 갖는 구조로 이루어 질수 있다.
상기 태양전지모듈(20)은 투명한 소재의 유리로 만들어진 제1기판(25)과 투명한 소재의 절연 물질로 만들어진 제2기판(26) 그리고 제1기판(25) 과 제2기판(26) 중간에 배치된 태양전지(27)로 구성될 수 있으며, 상기 제1 기판(25) 과 상기 제2기판(26)은 태양전지(27)의 가장자리에 형성되어 있는 접착물질에 의해 결합될 수 있고, 상기 태양전지(27)가 위치한 공간에는 상기 접착 물질이 형성되어 있지 않을 수 있고, 상기 태양전지모듈(20)의 일면에는 외부 전원선(16)으로 연결되어 태양광에 의해 발전된 전기를 외부로 공급하기 위한 전극단자(17)가 설치 된다
본 실시예에서 태양전지모듈(20)은 상기의 제2기판(26) 표면에는 다수개의 타공부를 성형할 수 있으며 상기의 타공부는 태양전지에서 발생하는 열을 신속하게 하부로 방열할 수 있으며, 또한 반사되는 태양광의 투과율을 높이기 위한 것일 수도 있다.
상기 제1기판(25)의 유리소재는 복층유리로 이루어질 수 있다.
또한 상기 제1기판(25)에는 보호필름을 추가로 적층될 수 있다.
그리고, 상기 제1기판(25)에는 태양광을 집광 또는 굴절시키는 렌즈를 적층할 수도 있다.
또한, 프레임부재(12) 내부 하부면에는 상기 태양전지모듈(20)의 셀 과 셀 사이의 투명한 틈새를 통해 입사되는 태양광을 반사시키는 반사구조체(14)가 마련 된다. 이 반사구조체(14)는 상부에 위치한 태양전지모듈(20)의 하부에 태양광을 조사시켜 전기를 생성할 수 있다.
본 실시예 에서 반사구조체(14)는 프레임부재(12)에 일체로 성형될 수 있거나 별도로 구성된 반사구조체(14)를 내입 프레임부재(12) 하부면에 결합 구성 할 수도 있다.
일례로 상기 반사구조체(14)의 요철 형상 및 크기는 제한되지 않는다.
또한, 반사구조체(14)의 배치와 개수는 태양광 입사량 조절을 위해 변경될 수 있다.
또한, 프레임부재(12) 상부의 외둘레면 에서 연장 형성되는 일정한 넓이를 지니며 평판상 으로 이루어지는 플랜지부(19)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서 상기 플랜지부(19)에는 태양광 발전장치 지지구조물에 체결하기위한 적어도 하나 이상의 체결공(15)이 형성될 수 있다.
또한, 프레임부재(12) 내부의 중공부(13) 측면에는 진공성형 및 불활성 가스의 주입, 배출 이나 내부의 세척을 위한 밸브(21)가 설치된다. 이 밸브(21)는 중공부(13)측벽을 관통하여 파이프 등으로 구성되며, 밸브(21)의 위치나 수량은 조정될 수 있다.
또한, 프레임부재(12) 내부의 중공부(13) 측면에 상기 전원선(16)이 관통되는 구멍(22)이 형성되며, 상기 구멍(22)에는 상기 중공부(13) 내부로 습기나 물이 유입되는 것을 차단하기 위한 방수연결부(18)가 설치될수 있다.
또한, 상기 중공부(13)내부에는 상기 밸브(21)를 통하여 습기나 공기를 차단 하기위해 진공성형을 할 수 있다.
그리고, 상기 중공부(13)내부에는 상기 밸브(21)를 통하여 습기나 공기를 차단하기위해 불활성가스(28)를 충진 할 수 도 있다.
본 실시에에서 상기 불활성가스(28)로는 헬룸,질소 등 불활성가스로 분류된 것이면 어떠한 제한도 없다.
이와 같이 구성된 태양광 발전장치(10)는 바다,호수,강 지상 등 어떠한 장소에 설치하여도 프레임부재(12)의 치밀하고 단단한 구조로 방수,방습은 물론 풍압에 견고히 유지되어 태양전지모듈(20)의 효율 및 수명에 별다른 영향을 미치지 못하도록 하여 태양광발전사업에 경제적인 이익을 부과한다.
또한, 본 발명의 태양광 발전장치(10)는 그 외형이 특정되지 않으며, 전체적인 형상이 도 2와 같이 사각형으로 설명하고 있으나, 이에 한정되지 않으며 원형,타원형,반구형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 태양광 발전장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예 와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 반사구조체의 확대사시도이다.
＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞
10 : 태양광 발전장치 12 : 프레임부재
13 : 중공부 14 : 반사구조체
15 : 체결공 16 : 전원선
17 : 전극단자 18 : 방수연결체
20 : 태양전지모듈 19 : 플랜지부
21 : 밸브 22 : 구멍
23:접착층 24:단턱부
25:제1기판 26;제2기판
27:태양전지 28:불활성가스
Claims (13)
- 바닥면에 태양광을 반사시키는 요철 형상의 반사구조체를 구비하는 프레임부재와 상기 프레임부재의 상부에 결합되는 태양전지모듈로 이루어지며,상기 프레임부재는, 일정깊이의 요홈으로 형성되면서 그 상부둘레에 내측으로 단턱부가 구비되어 태양전지모듈이 장착시 중공부를 형성하도록 설치되고,상기 태양전지모듈은, 단턱부 둘레 내측면에 배치되어 틈새 없이 밀봉 접착되면서 태양광을 받아 전기를 생산하도록 설치되며,상기 중공부는, 진공형성, 불활성 가스의 주입 및 배출, 내부 세척 중 어느 하나의 작업이 가능토록 측벽에 밸브가 더 구비되는 태양광 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 태양전지모듈은, 제1기판과 제2기판 및 상기 제1기판과 제2기판의 중간에 배치되는 태양전지로 이루어지고,상기 제1기판은 투명소재의 유리이고,상기 제2기판은 투명한 소재의 절연물질이며,상기 제1기판과 상기 제2기판은 태양전지의 가장자리에 도포되는 접착물질에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 제1기판은, 복층유리를 사용하는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 제1기판은, 보호필름이 더 적층되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
- 청구항 2항에 있어서,상기 제1기판은, 태양광을 집광 또는 굴절시키는 렌즈가 더 적층되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 단턱부는, 상기 태양전지모듈 외둘레 측면부와 상기 단턱부 내측면의 접지면이 접착층에 의해 밀봉토록 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 반사구조체는, 프레임부재와 별도로 구성되어 프레임부재에 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,상기 중공부는, 밸브를 통하여 내부에 불활성 가스가 충진되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 중공부는, 밸브를 통하여 내부가 진공성형되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 프레임부재는 측면에는 외둘레에서 연장 형성되는 일정한 넓이를 지닌 플랜지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치
- 청구항 12에 있어서,상기 플랜지부에는 태양광 발전장치 지지구조물에 체결 하기위한 적어도 하나 이상의 체결공이 형성됨을 특징으로 하는 태양광 발전장치
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110084334A KR101854651B1 (ko) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | 태양광 발전장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110084334A KR101854651B1 (ko) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | 태양광 발전장치 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130021833A KR20130021833A (ko) | 2013-03-06 |
| KR101854651B1 true KR101854651B1 (ko) | 2018-05-04 |
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Family
ID=48174624
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110084334A KR101854651B1 (ko) | 2011-08-24 | 2011-08-24 | 태양광 발전장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101854651B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4245619A (en) | 1978-12-13 | 1981-01-20 | Ogilvie Michael B | Solar energy collection panel |
| JP2000114569A (ja) * | 1998-10-07 | 2000-04-21 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | 太陽電池モジュール |
| JP2010238713A (ja) | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Lintec Corp | 太陽電池モジュール用保護シート及び太陽電池モジュール並びに太陽電池モジュールの製造方法 |
| JP2010245184A (ja) | 2009-04-02 | 2010-10-28 | Toyota Motor Corp | 太陽電池モジュール |
-
2011
- 2011-08-24 KR KR1020110084334A patent/KR101854651B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4245619A (en) | 1978-12-13 | 1981-01-20 | Ogilvie Michael B | Solar energy collection panel |
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| JP2010238713A (ja) | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Lintec Corp | 太陽電池モジュール用保護シート及び太陽電池モジュール並びに太陽電池モジュールの製造方法 |
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|---|---|
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| KR101854651B9 (ko) | 2021-11-19 |
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