KR101917660B1 - 태양광 발전용 접속반 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 발전모듈로부터 생성된 전원을 인버터로 전달하는 접속반에 관한 것으로 그 구성의 특징으로서, 내부가 빈 박스형상으로 전면이 개방되고, 측면과 타면에 외기가 흡입되는 흡입구와, 흡입된 외기가 배출되는 배출구가 각각 형성되는 본체; 상기 본체의 전면에 힌지 결합되어 내부를 개폐하는 도어와, 상기 도어의 내측에 본체 상으로 출몰하는 고정봉과, 상기 고정봉의 일단에 승하강 운동하는 연결대와, 상기 연결대의 일단과 맞물려 회전 운동하는 연결캠과, 상기 도어의 외측에 연결캠과 연결되어 개폐를 조작하는 손잡이를 구비하는 개폐부; 상기 본체 내에 발전모듈로부터 생성된 전원을 인버터로 송전하는 기판과, 상기 기판에 부착되어 열을 방출하는 방열판을 구비하는 전원부; 상기 본체 내에 흡입구와 연통되어 외기를 냉각하고 불순물을 제거하는 냉각수가 저장된 냉각함과, 상기 냉각함 내에 냉각수에 외기가 침지되게 배출하는 가이드막과, 상기 냉각함 상에 외기를 흡입하는 흡입팬을 구비하는 냉각부;를 포함하여 이루어진다.
이에 따라 본 발명은 흡입되는 공기를 냉각과 동시에 이물질을 제거함에 따라 화재를 예방하고, 부품의 수명을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
이에 따라 본 발명은 흡입되는 공기를 냉각과 동시에 이물질을 제거함에 따라 화재를 예방하고, 부품의 수명을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 태양광 발전모듈에서 얻은 전원을 인버터로 전달하는 접속반에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 접속반 내부를 냉각시켜 화재와 고장을 예방하는 태양광 발전용 접속반에 관한 것이다.
현재 환경오염이나 자원부족의 문제는 세계적으로 중대한 문제로 언급되고 있다. 이러한 문제의 해결방안으로 최근 신재생 에너지가 관심을 모으고 있는데, 신재생 에너지의 대표적인 예로서 태양광 발전을 꼽을 수 있다.
일반적으로 태양광 발전 시스템은 복수의 태양광 발전모듈, 이에 연결된 접속반과 인버터로 이루어지는데, 접속반은 태양광 발전모듈로부터 전원을 인버터로 송전하여 상용 전원으로 변경하여 부하로 제공하도록 구성된다.
태양광 발전은 고압의 직류 전력을 처리하는 과정에서 접속반 내부가 과열되거나 내부에 발생하는 응결 현상으로 화재가 발생할 가능성이 높으며, 접속반 부품의 고장도 발생하기 쉽다. 특히 여름과 같이 햇볕이 강하고 고온 다습한 계절에는 화재 발생에 대한 우려가 상당히 높은데, 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 효율적인 접속반 냉각장치가 요구되는 상황이다.
이와 같은 태양광 접속반 내부의 냉각을 위한 기존 기술로서, 한국 등록특허공보 제10-1159531호에 개시되어 있다. 개시된 발명의 접속반은 몸체와 몸체에 수납되며 기판이 결합된 체결판과 몸체에 결합되어 개폐가 가능한 커버와 몸체의 커버 반대쪽에 통풍구가 형성되고, 이 통풍구의 주위를 감싸는 타공망으로 구성되어 있다. 위 발명은 기판에서 발생되는 열이 체결판으로 전달되고 체결판의 열이 타공망으로 전달되도록 하여 신속히 냉각시켜 주는 방열판의 역할을 하는 것이 특징이다. 하지만, 개시된 발명은 기판의 열이 체결판을 거쳐 타공망으로 전달되어 통풍구로 방열시키기 때문에 여름과 같이 기온이 높은 날에는 열전도가 어렵기 때문에 방열이 되지 않는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 것으로 한국 등록특허공보 제10-1196002호에 개시되어 있는데, 개시된 발명은 접속반 모듈이 내장되는 하우징과 하우징의 일측과 타측에 각각 설치되어 하우징의 내부로 외부공기를 유입시키고 하우징의 내부공기를 외부로 배기시켜 하우징에 내장된 접속반 모듈을 냉각시키는 냉각팬 유닛을 구비한다. 이러한 냉각팬 사이에 상호 이격된 복수개의 방열핀을 구비하여 냉각효율을 높이는 것이 특징이다.
하지만 상기 발명은 바깥공기가 필터를 거치지 않고 바로 흡입되기 때문에, 접속반 내부에 먼지가 쌓이게 되기 때문에 내부 부품들이 고장이 일어날 확률이 높아지게 되고, 부품들의 고장과 내부의 먼지들로 인하여 화재가 일어날 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명은 별도의 냉각장치 없이 효과적으로 열을 냉각하여 안전하게 전원을 인버터로 전달하는 태양광 발전용 접속반을 제공하려는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 태양광 발전모듈로부터 생성된 전원을 인버터로 전달하는 접속반에 있어서, 내부가 빈 박스형상으로 전면이 개방되고, 측면과 타면에 외기가 흡입되는 흡입구와, 흡입된 외기가 배출되는 배출구가 각각 형성되는 본체; 상기 본체의 전면에 힌지 결합되어 내부를 개폐하는 도어와, 상기 도어의 내측에 본체 상으로 출몰하는 고정봉과, 상기 고정봉의 일단에 승하강 운동하는 연결대와, 상기 연결대의 일단과 맞물려 회전 운동하는 연결캠과, 상기 도어의 외측에 연결캠과 연결되어 개폐를 조작하는 손잡이를 구비하는 개폐부; 상기 본체 내에 발전모듈로부터 생성된 전원을 인버터로 송전하는 기판과, 상기 기판에 부착되어 열을 방출하는 방열판을 구비하는 전원부; 상기 본체 내에 흡입구와 연통되어 외기를 냉각하고 불순물을 제거하는 냉각수가 저장된 냉각함과, 상기 냉각함 내에 냉각수에 외기가 침지되게 배출하는 가이드막과, 상기 냉각함 상에 외기를 흡입하는 흡입팬을 구비하는 냉각부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에 의한 상기 가이드막은 냉각함의 상단으로부터 냉각수의 수위보다 깊게 돌출되어 상기 냉각함의 내부를 통과하는 외기를 가로막아 냉각수에 침지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 냉각수는 겨울철 동결을 방지하는 부동액이 혼합되고, 여름철 증발을 방지하는 오일이 상등되게 첨가된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 상기 냉각함은 폴리프로필렌 또는 스테인레스강의 와이어가 헝클어지게 뭉쳐져 외기에 포함하는 수분을 분리하는 제습필터와, 활성탄소나 제오라이트 알갱이가 내장되어 외기에 포함하는 불순물을 분리하는 흡착필터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 흡입되는 공기를 냉각과 동시에 이물질을 제거하기 때문에 접속반에서 발생하는 열을 냉각시켜 화재를 예방하고, 흡입되는 공기의 불순물을 걸러내어 내부부품의 고장이나 부식을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전체적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부의 작동과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부의 작동과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 공기의 흐름을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 전체적인 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 접속반은, 몸체를 이루는 본체(10), 본체(10)의 전면을 개폐하는 개폐부(20), 본체(10) 내부에 수납되어 전원을 공급하는 전원부(30) 및 전원부(30)를 냉각하는 냉각부(40)를 주요 구성으로 한다. 본 발명은 외부로부터 본체(10) 내부로 유입되는 공기를 불순물이 없이 저온으로 하여 본체(10) 내부에 수납된 전원부(30)를 냉각하는 것을 주요요지로 한다.
본체(10)는 내부가 빈 박스형태로, 전면은 개방되며 대향하는 양 측면에는 외부공기가 유입되어 배출되는 흡입구(11)와 배출구(12)가 각각 형성된다. 배출구(12)는 흡입구(11)에 비해 상대적으로 높은 위치에 형성되는데, 이를 통해 본체(10) 내부의 더운 공기가 용이하게 배출될 수 있다. 흡입구(11)나 배출구(12)는 외부로 노출되어 있어, 이물질의 유입을 막도록 상부에 소정길이로 돌출된 처마(13)를 구비하는 것이 바람직하다. 한편, 본체(10)의 상면은 빗물이 고이지 않도록 지붕형태나 둥근 형상을 가지는 것이 바람직하다.
개폐부(20)는 본체부(10)의 전면에 힌지결합되어 접속반을 밀폐하거나 개방하는 구성으로, 본체(10) 전면을 개폐하는 도어(21), 도어(21) 내측에 구비되어 본체(10)를 밀폐하게 고정하는 고정봉(22), 고정봉(22)에 결합되어 수직방향으로 이동하는 연결대(23), 사용자의 외력에 의해 회동하여 연결대(23)를 수직방향으로 이동시키는 연결캠(24), 사용자에 의해 파지되어 회동동력을 연결캠(24)으로 전달하는 손잡이(25)로 이루어진다. 이와 같이 구성된 개폐부(20)의 작동과정이 도 2에 도시되어 있는데, 이의 동작에 관하여서는 후술토록 한다.
전원부(30)는 태양발전모듈에서 생성된 전원을 일방향의 일정량을 인버터로 송전하는 구성으로, 기판(31)과 방열판(32)으로 이루어진다. 기판(31)은 본체부(10)에 내장되어 생성된 전원을 받아들여 전류를 한 방향으로 흐르게 하고, 전선의 규정 값만 전선에 흐르게 하여 인버터로 송전된다. 방열판(32)은 기판(31)에 부착되어 상호 이격된 복수개로 형성되어 기판(31)에서 발생된 열을 방출할 수 있도록 한다.
냉각부(40)는 내부로 흡입되는 공기에 불순물을 제거하고 저온으로 냉각하는 구성으로, 도 3에는 이의 단면도가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 냉각부(40)는 대향되는 양측에 입구(42a)와 출구(42b)가 형성된 함체로서 내부공간에 냉각수(W)를 저장하는 냉각함(41), 냉각함(41) 내부에 설치되어 유입된 흡입된 공기를 냉각수(W)를 거쳐 배출되도록 공기 통로를 형성하는 가이드막(43), 출구(42b) 측에 구비되어 외부 공기를 흡입하는 흡입팬(44), 흡입팬(44)의 전방에 설치되어 냉각수(W)를 거친 공기의 습기와 이물질을 제거하는 제습 및 흡착필터(45), 입구(42a) 또는 출구(42b)와 냉각수(W) 사이에 구비되어 일방향으로만 공기를 진행시키는 체크밸브(46,47)로 이루어진다.
냉각함(41)은 본체(10)의 내부에 흡입구(11)와 입구(42a)가 연통되도록 인접하게 배치되며, 그 하부에는 소정 수위로 냉각수(W)가 저장된다. 냉각함(41)은 냉각수(W)를 교체할 수 있도록 냉각수(W)를 저장하는 별도의 함을 구비할 수 있다. 출구(42b)에서 배출되는 저온의 공기를 방열판(32)에 공급될 수 있도록 출구(42b)가 방열판(32)과 동일수평선상에 배치되도록 냉각함(41)을 설치하는 것이 바람직하다.
여기서 냉각수(W)는 겨울철 동결을 방지하는 부동액이 혼합되고, 여름철 증발을 방지하는 오일이 상등되게 첨가되게 하는 것이 좋다. 제습필터(45)는 폴리프로필렌 또는 스테인레스강의 와이어가 헝클어지게 뭉쳐져 외기에 포함하는 수분을 분리하고, 흡착필터(45)는 활성탄소나 제오라이트 알갱이가 내장되어 외기에 포함하는 불순물을 분리한다.
가이드막(43)은 입구(42a)와 출구(42b) 사이에 이격되어 서로 평행한 복수의 격벽으로 이루어지는데, 도 3에 도시된 바와 같이 상면으로부터 하부방향으로 연장되는 상부격벽(43a)과 하면으로부터 상부방향으로 연장되는 하부격벽(43b)으로 이루어진다. 상부격벽(43a)의 일단은 냉각수(W)에 잠기도록 설치되고, 하부격벽(43b)의 일단은 냉각수(W)로부터 노출되게 설치된다. 공기의 진행과정을 설명하자면, 냉각함(41)에 유입된 공기는 상부격벽(43a)에 유도되어 냉각수(W)에서 공기중의 불순물이 걸러지고 냉각되게 된다. 그 후 냉각수(W)에서 하부격벽(43b)에 유도되어 공기는 냉각수(W) 외부로 진행된다. 도 3과 같이 상부격벽을 이중으로 형성하여 이러한 공기 진행과정을 한번 더 진행하게 하여 불순물제거와 냉각효과를 높이는 방법을 사용해도 좋다.
체크밸브(46,47)는 냉각함(41)에 내장되는데, 흡입 체크벨브(46)와 배출 체크밸브(47)가 있다. 흡입 체크벨브(46)는 입구(42a)와 냉각수(W) 사이에 구비되어 외부의 공기를 흡입하고, 내부의 냉각수(W)는 배출되지 못하게 한다. 배출 체크밸브(47)는 출구(42)와 냉각수(W) 사이에 구비하여 흡입한 공기를 본체부(10)에 배출하고, 본체(10)의 공기의 유입을 막는다.
이하, 본 발명에 따른 태양광 접속반의 동작을 설명하겠다. 먼저 개폐부(20)의 동작을 설명하고 태양광 접속반의 냉각장치에 관하여 후술하도록 하겠다.
접속반은 평시에 밀봉시켜야 하기 때문에 도어(21)는 본체부(10)의 개방된 전면에 위치하여 고정봉(22)으로 고정시킨다. 접속반을 개방할 때는 손잡이(25)를 돌리게 되면, 연결캠(24)이 회동하여 연결대(23)를 수직이동 시키게 된다. 그에 따라 고정봉(22)이 수직이동(연결캠 방향으로) 하여 도어(21)의 고정이 풀리게 되고, 접속반을 개방시킬수 있다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 공기의 흐름을 나타낸 도면이다. 도 1과 도 4를 참조하여 접속반의 냉각에 관하여 설명하자면, 먼저 흡입팬(44)이 작동을 하면, 본체(10) 내부의 압력이 낮아져 외부의 공기는 입구(42a)를 통해 냉각부(40)로 흡입되게 된다. 흡입된 공기는 가이드막(43)을 따라 냉각수(W)를 거쳐 출구(42b)까지 진행한다. 공기가 진행하면서 공기는 냉각수(W)와 접촉을 하게 되는데, 냉각수(W)가 필터역할과 동시에 냉각역할을 하여 공기 내의 불순물들을 제거하고, 공기가 냉각되어 저온상태가 된다. 이렇게 걸러진 저온상태의 공기는 제습 및 흡착필터(45)를 거쳐 습기와 이물질이 제거되고, 출구(42b)를 지나 방열판(32)을 냉각시키게 된다. 본체(10) 내부에 존재하는 더운 공기는 본체(10)의 상부로 올라가게 되고, 배출구(12)를 통해 밖으로 나가게 된다.
10 : 본체 11 : 흡입구
12 : 배출구 13 : 처마
20 : 개폐부 21 : 도어
22 : 고정봉 23 : 연결대
24 : 연결캠 25 : 손잡이
30 : 전원부 31 : 기판
32 : 방열판 40 : 냉각부
41 : 냉각함 42a : 입구
42b : 출구 43 : 가이드막
43a : 상부 격벽 43b : 하부격벽
44 : 흡입팬 45 : 제습필터, 흡착필터
46 : 흡입 체크밸브 47 : 배출 체크밸브
W : 냉각수
12 : 배출구 13 : 처마
20 : 개폐부 21 : 도어
22 : 고정봉 23 : 연결대
24 : 연결캠 25 : 손잡이
30 : 전원부 31 : 기판
32 : 방열판 40 : 냉각부
41 : 냉각함 42a : 입구
42b : 출구 43 : 가이드막
43a : 상부 격벽 43b : 하부격벽
44 : 흡입팬 45 : 제습필터, 흡착필터
46 : 흡입 체크밸브 47 : 배출 체크밸브
W : 냉각수
Claims (4)
- 태양광 발전모듈로부터 생성된 전원을 인버터로 전달하는 접속반에 있어서,
내부가 빈 박스형상으로 전면이 개방되고, 측면과 타면에 외기가 흡입되는 흡입구와, 흡입된 외기가 배출되는 배출구가 각각 형성되는 본체;
상기 본체의 전면에 힌지 결합되어 내부를 개폐하는 도어와, 상기 도어의 내측에 본체 상으로 출몰하는 고정봉과, 상기 고정봉의 일단에 승하강 운동하는 연결대와, 상기 연결대의 일단과 맞물려 회전 운동하는 연결캠과, 상기 도어의 외측에 연결캠과 연결되어 개폐를 조작하는 손잡이를 구비하는 개폐부;
상기 본체 내에 발전모듈로부터 생성된 전원을 인버터로 송전하는 기판과, 상기 기판에 부착되어 열을 방출하는 방열판을 구비하는 전원부;
상기 본체 내에 흡입구와 연통되어 외기를 냉각하고 불순물을 제거하는 냉각수가 저장된 냉각함과, 상기 냉각함의 상단으로부터 냉각수의 수위보다 깊게 돌출되어 상기 냉각함의 내부를 통과하는 외기를 가로막아 냉각수에 침지시키는 가이드막과, 상기 냉각함 상에 외기를 흡입하는 흡입팬을 구비하는 냉각부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 접속반. - 제1항에 있어서,
상기 냉각수는 겨울철 동결을 방지하는 부동액이 혼합되고, 여름철 증발을 방지하는 오일이 상등되게 첨가된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 접속반. - 제1항에 있어서,
상기 냉각함은 폴리프로필렌 또는 스테인레스강의 와이어가 헝클어지게 뭉쳐져 외기에 포함하는 수분을 분리하는 제습필터와, 활성탄소나 제오라이트 알갱이가 내장되어 외기에 포함하는 불순물을 분리하는 흡착필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 접속반. - 삭제
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