KR101922890B1 - Window for photovoltaic power generation system using bipv module with tilt opening - Google Patents

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KR101922890B1 KR1020180076250A KR20180076250A KR101922890B1 KR 101922890 B1 KR101922890 B1 KR 101922890B1 KR 1020180076250 A KR1020180076250 A KR 1020180076250A KR 20180076250 A KR20180076250 A KR 20180076250A KR 101922890 B1 KR101922890 B1 KR 101922890B1
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Abstract

The present invention relates to a photovoltaic power generation window capable of project opening and closing. According to the present invention, the window for photovoltaic power generation system applied with a BIPV-type module of a project opening and closing scheme comprises: a first frame (10) which has an opening (12) in the center and is installed on a window frame outside a building; a second frame (20) which has an opening (22) in the center and is hinge-coupled to an upper end portion of the first frame (10); a solar cell module (30) which comprises a plurality of solar cell units (31, 32, 33, 34, 35) each of which can be tilted and installed on an inner side of the second frame (20); an angle adjustment link (40) which is joined to the solar cell units (31, 32, 33, 34, 35); and a driving module (50) which is joined to the angle adjustment link (40) and adjusts the inclination of the solar cell units (31, 32, 33, 34, 35).

Description

프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문 {WINDOW FOR PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM USING BIPV MODULE WITH TILT OPENING} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a window for a photovoltaic power generation system using a BIPV type module of a project opening /

본 발명은 태양전지 패널을 구비한 창문에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로젝트 개폐 가능한 BIPV형 모듈을 구비하는 태양광 발전시스템용 창문에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a window provided with a solar cell panel, and more particularly, to a window for a solar power generation system having a BIPV type module capable of opening and closing a project.

화석 연료나 원자력을 이용한 에너지 생산에 따른 환경 및 비용 문제를 해결하기 위하여 태양광, 풍력, 파력, 지열 등 다양한 재생 에너지원을 활용하는 사례가 증가하고 있다. 그중 태양광 발전은 풍력 등 다른 재생 에너지원에 비해 설치 장소에 대한 제한이 적고, 시공이 비교적 간단하며, 발전 규모의 조절도 쉽다는 장점이 있어 주택이나 아파트 등 주거 공간을 이용하여 적용되는 것을 쉽게 볼 수 있다.In order to solve environmental and cost problems caused by energy production using fossil fuel or nuclear energy, examples of utilizing various renewable energy sources such as solar power, wind power, wave power, and geothermal power are increasing. Among them, solar power generation has advantages such as less restriction on installation site compared to other renewable energy sources such as wind power, relatively simple construction, and easy control of power generation scale, so it is easy to apply it by using residential space such as a house or an apartment can see.

주거 공간에 적용되는 태양광 발전 장치에서 태양광 패널은 건물의 벽면이나 옥상에 설치되는 경우가 많은데, 이러한 태양광 패널을 설치하기 어려운 상황에서는 건물에 형성된 창문에 태양광 패널을 구비하기도 한다.In a PV system applied to a residential space, a solar panel is often installed on a wall or a roof of a building. In a situation where it is difficult to install such a solar panel, a solar panel is provided in a window formed in the building.

‘특허문헌 1’은 이러한 종래의 태양광 발전 창호에 관한 것으로, 도 1은 그 구성도이다. 종래의 태양광 발전 창호는 창호프레임(1), 창호프레임에 설치되어 프로젝트 방식으로 개폐 가능한 창호(3) 및 창호에 구비되는 태양전지판(5)으로 구성되어, 창호(3)의 개방으로 인한 환기 및 태양전지판(5)에 의한 전력 생산이 가능하다.Patent Document 1 relates to such a conventional solar power generation window, and Fig. 1 is a configuration diagram thereof. A conventional solar power generation window comprises a window frame 1, a window 3 that is installed in a window frame and can be opened and closed in a project manner, and a solar panel 5 provided in a window, And the solar panel 5 can be produced.

그런데 일반적인 프로젝트 창문의 경우 냉난방 효율 및 추락방지 등의 이유로 창호(3)가 창호프레임(1)과 30 ∼ 45°의 각을 이룰 정도로만 개방되므로, 위도 약 34 ∼ 37°에 걸쳐 있는 우리나라의 남중고도 29.5(90 - 37 - 동지 시 적위 23.5) ∼ 79.5(90 - 34 + 하지 시 적위 23.5)°에 대해 태양전지판(5)이 수직으로 배치될 수 없는 기간이 많아 전력 생산 효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다. 특히 창호(3)의 높이가 높을수록 개방각도가 작아지므로{왜냐하면 창호(3)의 높이와 상관없이 창호(3) 하단의 개방된 부분의 폭은 일정하게 유지하므로}, 태양전지판(5)의 면적(높이 × 창호폭)이 커서 전력 생산량이 많아질수록 전력 생산 효율이 낮아진다.However, in the case of a typical project window, the window (3) is opened only at an angle of 30 to 45 ° with the window frame (1) because of the cooling and heating efficiency and prevention of falling. Therefore, The problem that the solar panel 5 can not be disposed vertically for a long period of time from 29.5 (90 - 37) to 79.5 (90 - 34 + lowered declination 23.5) have. Particularly, as the height of the window 3 becomes smaller, the opening angle becomes smaller (because the width of the open portion at the lower end of the window 3 is kept constant regardless of the height of the window 3) As the area (height × width of window) is large, the electric power production efficiency becomes lower as the electric power production amount becomes larger.

또 종래의 태양광 발전 창호와 같이 단일 창문으로 구성된 프로젝트 창문은 프로젝트 창문의 하단만 개방되기 때문에 환기 효율이 떨어지고, 창밖에 대한 시야가 제한되는 문제점이 있다.In addition, since a project window composed of a single window as in a conventional solar power generation window is opened only at the lower end of the project window, the ventilation efficiency is lowered and the field of view outside the window is limited.

KR 10-2013-0102287 A (2013. 9. 17.)KR 10-2013-0102287 A (September 17, 2013)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 전력 생산 효율을 극대화하고, 환기 및 시야 제공이 우수한 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a window system for a photovoltaic power generation system in which a BIPV type module having a project opening / .

본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문은 중앙에 개방구가 형성되고 건물의 외부 창틀에 설치되는 제1 프레임; 중앙에 개방구가 형성되고 상기 제1 프레임의 상단에 힌지 결합되는 제2 프레임; 각각 틸트 가능한 복수 개의 태양전지 유닛으로 구성되어 상기 제2 프레임의 내곽에 설치되는 태양전지 모듈; 상기 복수 개의 태양전지 유닛에 연결되는 각도 조절 링크 및 상기 각도 조절 링크에 연결되어 상기 복수 개의 태양전지 유닛의 경사를 조절하는 구동모듈을 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.A window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV type module of a project opening and closing system is applied includes a first frame having an opening at the center and installed on an outer window frame of the building; A second frame having an opening at its center and hinged to the top of the first frame; A solar cell module comprising a plurality of tiltable solar cell units, the solar cell module being installed in the inner frame of the second frame; An angle adjusting link connected to the plurality of solar cell units, and a driving module connected to the angle adjusting link and adjusting the inclination of the plurality of solar cell units.

본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문은 제2 프레임의 프로젝트 방식의 개방에 태양전지 유닛의 틸트 개방이 복합 작용하여 높은 전력 생산 효율을 나타낸다.The window for the photovoltaic power generation system to which the project open / close type BIPV type module is applied exhibits a high power production efficiency due to the combination of the opening of the second frame of the project system and the opening of the tilt of the solar battery unit.

또 제2 프레임이나 태양전지 유닛을 선택적 또는 복합적으로 개방함으로써 최적의 환기 및 시야 상태를 확보할 수 있다.In addition, the second frame or the solar cell unit can be opened selectively or in combination to ensure optimum ventilation and visual field conditions.

도 1은 종래의 태양광 발전 미닫이 창호의 구성도
도 2는 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문을 창틀에 설치한 설치 사시도
도 4는 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문이 프로젝트 개방된 상태의 사시도
도 5는 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 후면 사시도
도 6은 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문 1개를 창틀로부터 분리한 분리 사시도
도 7은 본 발명에서 각 태양전지 유닛의 높이 관계를 설명하기 위한 모식도
도 8은 제2 프레임이 Φ의 개방각으로 개방된 상태의 모식도
도 9는 태양전지 모듈 및 각도 조절 링크의 사시도
도 10은 각도 조절 링크 및 구동모듈의 작동상태도
도 11 내지 13은 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문을 창틀에 설치한 사용상태도이다.1 is a schematic view of a conventional solar power generator sliding window
FIG. 2 is a perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV-type module of a project opening /
FIG. 3 is a perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV type module according to the present invention is applied.
FIG. 4 is a perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV-type module of the project opening /
FIG. 5 is a rear perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV-type module of the project opening /
6 is a perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which the BIPV type module of the project opening and closing system according to the present invention is applied,
7 is a schematic view for explaining the height relationship of each solar cell unit in the present invention
8 is a schematic view showing a state in which the second frame is opened at an opening angle of?
9 is a perspective view of a solar cell module and an angle-
Fig. 10 is a graph showing the operating state of the angle adjusting link and the driving module
11 to 13 are views illustrating a state in which a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV type module of a project opening and closing system according to the present invention is applied is installed on a window frame.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문을 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV module according to the present invention is applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문을 창틀에 설치한 설치 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문이 프로젝트 개방된 상태의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 후면 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV type module according to the present invention is applied. FIG. 3 is a perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV- FIG. 4 is a perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV-type module of a project opening / closing system according to the present invention is applied, and FIG. 5 is a perspective view of a BIPV- Figure 3 is a rear perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a module is applied.

본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문은 제1 프레임(10), 제2 프레임(20), 태양전지 모듈(30), 각도 조절 링크(40) 및 구동모듈(50)을 포함하여 구성된다.A window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV type module of a project opening and closing scheme is applied includes a first frame 10, a second frame 20, a solar cell module 30, an angle control link 40, (50).

제1 프레임(10)은 중앙에 개방구(12)가 형성되고 기존의 아파트 창이나 베란다 창 등 건물의 외부 창틀(S)에 설치되는 구성요소로서, 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 최외곽을 형성한다. The first frame 10 is a constituent element having an opening 12 formed at the center thereof and installed in an external window frame S such as an existing apartment window or a veranda window. Thereby forming the outermost portion of the window for the solar photovoltaic system.

도 6은 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문 1개를 창틀로부터 분리한 분리 사시도인데, 제1 프레임(10)의 상면 및 하면에 슬라이드 홈(14)이 형성되어 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문이 창틀의 레일(R)을 따라 이동되도록 할 수 있다. 이러한 경우 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문은 미닫이 방식으로도 개폐될 수 있어 개폐 방식에 있어 2 자유도를 가질 수 있다.6 is a perspective view of a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV module according to the present invention is applied. FIG. 6 is a perspective view of a window for a solar power generation system, in which a slide groove 14 is formed on an upper surface and a lower surface of a first frame 10 So that the window for the photovoltaic power generation system to which the BIPV type module of the project opening and closing method according to the present invention is applied can be moved along the rail R of the window frame. In this case, the window for the photovoltaic power generation system to which the BIPV-type module of the project opening / closing method according to the present invention is applied can be opened / closed by a sliding door system, so that it can have two degrees of freedom in opening / closing manner.

제2 프레임(20)은 중앙에 개방구(22)가 형성되고 제1 프레임(10)의 상단에 힌지 부재(24)에 의해 결합되어, 제1 프레임(10)에 대해 틸트되면서 제1 프레임(10)의 개방구(12)를 프로젝트 방식으로 개폐한다. 제2 프레임(20)에는 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 실외측에서 실내측으로 계단형의 단턱(26)이 형성될 수 있다. 이 경우 제1 프레임(10)에도 제2 프레임(20)의 단턱(26)에 대응되는 단턱(16)이 형성되어야 하는데, 단턱(16, 26)이 있는 경우 빗물이나 먼지 등이 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이를 통과하기 어렵기 때문에 창문을 닫았을 경우 기밀성이 높아지고, 공기의 이동이 어려워지기 때문에 단열성도 높아진다. 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20)의 단턱(16, 26) 중 어느 하나 이상에는 고무나 실리콘과 같은 수밀 패킹(미도시)이 구비될 수 있다. 또 단턱(16, 26)이 2개 이상으로 다단 형성되는 경우(도 3의 경우 2단이다) 기밀성 및 단열성을 더욱 높일 수 있다.The second frame 20 has an opening 22 formed at the center thereof and is coupled to the upper end of the first frame 10 by a hinge member 24 so as to be tilted with respect to the first frame 10, 10 is opened and closed in a project manner. A stepped step 26 may be formed on the second frame 20 from the outdoor side to the indoor side of the window for the solar power generation system to which the BIPV type module of the project opening and closing method according to the present invention is applied. In this case, the first frame 10 should also have the step 16 corresponding to the step 26 of the second frame 20. If there are the steps 16 and 26, rainwater, dust, 10 and the second frame 20, the airtightness is increased and the air is difficult to move when the window is closed. A watertight packing (not shown) such as rubber or silicone may be provided on at least one of the steps 16 and 26 of the first frame 10 and the second frame 20. Further, in the case where the stepped portions 16 and 26 are formed in two or more stages (in the case of FIG. 3, the two stages), the airtightness and the heat insulating property can be further enhanced.

태양전지 모듈(30)은 제2 프레임(20)의 내곽에 설치되어 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 구성요소이다. 본 발명에서 태양전지 모듈(30)은 2개 이상으로 분할되어 구성되고, 각각이 틸트 가능하도록 설치된다. 도 2 내지 5에 도시된 형태로 설명하자면 태양전지 모듈(30)은 제1 내지 제5 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)으로 구성된다. 따라서 도 1과 같은 종래 기술과 달리 제1 내지 제5 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)을 태양광이 입사되는 방향으로 각도 조절하기 쉽다. 또 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35) 사이로 환기가 가능하며 바깥에 대한 시야를 확보할 수 있다.The solar cell module 30 is a component that is installed in the inner frame of the second frame 20 and converts solar energy into electric energy. In the present invention, the solar cell module 30 is divided into two or more pieces, each of which is installed so as to be tiltable. 2 to 5, the solar cell module 30 is composed of first to fifth solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35. Therefore, unlike the prior art as shown in FIG. 1, it is easy to adjust the angle of the first to fifth solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35 in the direction in which sunlight is incident. In addition, the solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35 can be ventilated and a view to the outside can be secured.

본 발명에서 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)은 최대 90°까지, 즉 제2 프레임(20)이 닫힌 상태에서 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)이 수평이 될 수 있도록 회전 가능하도록 구성된다. 따라서 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)을 최대로 개방하는 경우 제2 프레임(20)의 개방구 면적에서 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 두께의 합을 뺀 면적만큼, 즉 제2 프레임(20)의 개방구의 면적에 근접하는 개방구가 형성되므로, 종래의 프로젝트 창에 비해 개방면적은 현저히 높이면서 추락사고 방지 기능은 여전히 유지할 수 있다.In the present invention, the solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35 are arranged so that the solar cell units 31, 32, 33, 34, So as to be rotatable. Therefore, when the solar cell units 31, 32, 33, 34 and 35 are opened to the maximum, the sum of the thicknesses of the solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35 in the opening area of the second frame 20 That is, the area of the opening of the second frame 20 is formed. Therefore, the opening area is remarkably increased as compared with the conventional project window, so that the fall prevention function can still be maintained.

본 발명에서 복수 개의 태양전지 유닛은 위에서 아래로 갈수록 높이가 낮아지도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 태양전지 유닛(31)의 높이 > 제2 태양전지 유닛(32)의 높이 > 제3 태양전지 유닛(33)의 높이 … 와 같이 구성될 수 있다. 이렇게 구성되는 경우 위에서 아래로 갈수록 개방구의 면적이 작아지므로(개방구의 높이가 작아진다) 주택이나 아파트 1층과 같이 지나가는 행인의 눈높이 또는 그보다 조금 위에 위치하는 창문에 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문을 적용하더라도 바깥에 실내 노출이 덜 되는 효과가 있다. 그러나 각 태양전지 유닛의 높이는 어느 정도 관계를 유지해야 하는데 그 이유는 각 태양전지 유닛 모두에서 전력 생산이 이루어지도록 하기 위해서이다.In the present invention, the plurality of solar cell units may be configured such that their height decreases from top to bottom. That is, the height of the first solar cell unit 31> the height of the second solar cell unit 32> the height of the third solar cell unit 33 As shown in FIG. In such a case, the area of the opening is reduced as the area is lowered from the top to the bottom (the height of the opening is small). In a window located at an eye level of passers-by, Even if a window for a photovoltaic power generation system to which a mold module is applied is applied, indoor exposure to the outside is less effective. However, the height of each solar cell unit must be maintained to some extent in order to allow power production to be achieved in each of the solar cell units.

도 7은 본 발명에서 각 태양전지 유닛의 높이 관계를 설명하기 위한 모식도로서, 제1 태양전지 유닛(31)과 제2 태양전지 유닛(32)만 간단히 도시한 것이다. 제2 프레임(20)이 닫힌 상태에서 태양광의 입사각도에 맞추기 위해 제1 태양전지 유닛(31)과 제2 태양전지 유닛(32)의 개방각을 θ로 하였다면, 제1 태양전지 유닛(31)의 높이를 d1, 제2 태양전지 유닛(32)의 높이를 d2라 할 때, 도 7의 해칭된 부분과 같이 제1 태양전지 유닛(31)에 의해 제2 태양전지 유닛(32)이 높이 d1(1 - cosθ)만큼 가려지게 된다. 그런데 만약 가려지는 높이 d1(1 - cosθ)가 제2 태양전지 유닛(32)이 높이 d2보다 크다면 제2 태양전지 유닛(32)에는 태양광이 입사되지 않으므로, 전력 생산이 거의 없게 되어 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 효율이 떨어지게 된다. 따라서 제1 태양전지 유닛(31)의 높이 d1과 제2 태양전지 유닛(32)의 높이 d2는 아래 [수학식 1]과 같은 조건을 만족하는 것이 바람직하다.Fig. 7 is a schematic view for explaining the height relationship of each solar cell unit in the present invention, and shows only the first solar cell unit 31 and the second solar cell unit 32 in a simplified manner. If the opening angle of the first solar cell unit 31 and the second solar cell unit 32 is defined as? In order to match the incidence angle of sunlight in the closed state of the second frame 20, the first solar cell unit 31, And the height of the second solar cell unit 32 is d2, the height of the second solar cell unit 32 is set to the height d1 by the first solar cell unit 31 like the hatched portion of Fig. 7, (1 - cos?). However, if the shielding height d1 (1 - cos [theta]) is greater than the height d2, the sunlight does not enter the second solar cell unit 32, The efficiency of the window for the photovoltaic power generation system to which the BIPV type module of the project opening / closing method is applied is reduced. Therefore, the height d1 of the first solar cell unit 31 and the height d2 of the second solar cell unit 32 preferably satisfy the following condition (1).

Figure 112018064583009-pat00001
Figure 112018064583009-pat00001

위 수학식 1은 제3 태양전지 유닛(33) 등 나머지 태양전지 유닛에도 적용되므로, 일반적으로 말하자면 어떤 태양전지 유닛의 높이는 바로 위 태양전지 유닛의 높이보다는 작되, 바로 위 태양광 패널의 유닛의 높이에 1 - cosθ를 곱한 것보다는 커야 한다. 그런데 1 - cosθ는 하지 때 최댓값을 가지므로 우리나라의 경우 θ = 79.5°(위도 34°에서 하지 시 태양의 남중고도)에서 약 0.817이 되고, 따라서 어떤 태양전지 유닛(32, 33, 34, 35)은 바로 위 태양전지 유닛의 높이보다는 작되, 바로 위 태양광 패널의 유닛의 높이의 0.82배보다는 큰 높이 즉 아래 [수학식 2]의 관계식을 만족해야 한다고 할 수 있다.Since the formula (1) is applied to the remaining solar cell units such as the third solar cell unit 33, the height of a certain solar cell unit is generally smaller than the height of the solar cell unit, Should be larger than 1 - cos?. However, since 1 - cos θ has the maximum value in the case of the solar cell unit, the solar cell unit (32, 33, 34, 35) becomes about 0.817 in the case of θ = 79.5 ° Can be said to be smaller than the height of the solar cell unit just above but higher than 0.82 times the height of the unit of the solar panel immediately above, that is, the relation of the following formula (2).

Figure 112018064583009-pat00002
Figure 112018064583009-pat00002

관련하여, 도 8은 제2 프레임이 Φ의 개방각으로 개방된 상태에서 제1 태양전지 유닛과 제2 태양전지 유닛만 간단히 도시한 모식도인데, 도 7과 동일한 태양광의 입사각 θ에 맞추더라도 제1 태양전지 유닛(31)에 의해 제2 태양전지 유닛(32)이 가려지는 부분(해칭된 부분)이 개방각 Φ의 기여분만큼 작아지는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명은 제2 프레임(20)이 프로젝트 방식으로 개방됨으로써 태양전지 모듈(30)의 전력 생산 효율을 현저히 상승시킬 수 있다.8 is a schematic view simply showing only the first solar cell unit and the second solar cell unit in a state where the second frame is opened at the opening angle of phi. Even if the incident angle &thetas; It can be seen that the portion (hatched portion) where the second solar cell unit 32 is covered by the solar cell unit 31 becomes smaller by the contribution of the opening angle phi. That is, according to the present invention, the power generation efficiency of the solar cell module 30 can be significantly increased by opening the second frame 20 in a project manner.

태양전지 모듈(30)의 각 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)에는 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)을 구성하는 직렬 연결된 태양전지 셀(36)을 복수 개의 군으로 분할하고 군마다 바이패스 다이오드가 병렬되어 있는 정션 박스(37)가 구비된다. 따라서 직렬 연결된 셀(36)의 단선으로 전체 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)에 전류가 흐르지 않는 현상을 방지하는 동시에 야간 등 태양광에 의한 전력이 생산되지 않을 때 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)으로 역전류가 흐르는 현상을 방지할 수 있다.32, 33, 34, and 35 are connected to the solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35 of the solar cell module 30, And a junction box 37 in which bypass diodes are arranged in parallel for each group. Therefore, it is possible to prevent the current from flowing to all the solar cell units 31, 32, 33, 34 and 35 by the disconnection of the cells 36 connected in series, and at the same time, It is possible to prevent a phenomenon that a reverse current flows to the first, second, third, and fourth switching elements 31, 32, 33, 34,

태양전지 모듈(30)의 정션 박스(37)에는 외부에 위치한 분전반에 전력을 전송하는 코일형 도선(38)이 연결되는데, 이에 대해서는 각도 조절 링크(40)를 설명한 후 다시 설명한다.The junction box 38 of the solar cell module 30 is connected to the junction box 37 for transferring electric power to an external distribution panel. The angle-controlled link 40 will be described later.

각도 조절 링크(40)는 태양전지 모듈(30)을 개폐하는 구성요소로서, 도 9는 태양전지 모듈 및 각도 조절 링크의 사시도이고, 도 10은 각도 조절 링크 및 구동모듈의 작동상태도이다. 각도 조절 링크(40)는 복수 개의 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 측면에 구비되어 제2 프레임(20)에 결합되는 제1 스트립(42), 제1 스트립(42)과 평행하게 이격 배치되는 제2 스트립(44), 일단이 제2 스트립(44)에 리벳 결합되고 중단이 제1 스트립(42)에 회전 가능하게 결합되며 제1 스트립(42)과 제2 스트립(44) 사이에서 꺾어진 ‘ㄴ’자형 연결 링크(46) 및 ‘ㄴ’자형 연결 링크의 타단에 구비된 소켓(48)으로 구성된다. 여기서 제2 스트립(44)과 ‘ㄴ’자형 연결 링크(46)는 밀착된 상태에서 리벳 결합되는 것이 아니고, 제2 스트립(44)과 ‘ㄴ’자형 연결 링크(46) 사이에 미세한 간격이 있는 상태에서 제2 스트립(44)과 ‘ㄴ’자형 연결 링크(46)가 상대 회전 가능하도록 결합된다. 소켓(48)은 단면이 ‘ㄷ’자형으로 형성되어 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)이 슬라이드 삽입될 수 있고, 소켓(48)에 형성된 끼움홈(49)에 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 돌기(39)가 삽입되어 쉽게 이탈되지 않도록 구성된다.9 is a perspective view of the solar cell module and the angle adjusting link, and FIG. 10 is an operational state diagram of the angle adjusting link and the driving module. The angle adjusting link 40 includes a first strip 42 provided on a side surface of the plurality of solar cell units 31, 32, 33, 34 and 35 and coupled to the second frame 20, a first strip 42, A second strip 44 spaced apart in parallel with the first strip 42 and a second strip 44 having one end riveted to the second strip 44 and interrupted to be rotatably coupled to the first strip 42, Shaped connecting link 46 and a socket 48 provided at the other end of the " a " connecting link. Here, the second strip 44 and the " a " -shaped link 46 are not riveted in close contact but have a slight gap between the second strip 44 and the & The second strip 44 and the " a " -shaped connecting link 46 are coupled so as to be relatively rotatable. The solar cell units 31, 32, 33, 34 and 35 can be slidably inserted into the socket groove 48 formed in the socket 48, The protrusions 39 of the first and second protrusions 31, 32, 33, 34, and 35 are inserted and are not easily detached.

제2 스트립(44)에는 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 개수만큼의 홀(45)이 형성되어 도 5에 도시된 바와 같이 코일형 도선(38)이 홀(43)을 통과하여 외부와 연결된다. 코일형 도선(38)이 제2 스트립(44)을 통과하는 이유는 제1 스트립(42)은 제2 프레임(20)에 결합되기 때문에 코일형 도선(38)이 빠져나갈 공간이 없고, 제1 스트립(42)과 제2 스트립(44) 사이를 통과시키면 제1 스트립(42)과 제2 스트립(44) 사이에 코일형 도선(38)이 끼어 피복이 벗겨지는 등의 손상이 발생되기 때문이다. 코일형 도선(38)을 사용하는 이유는 제2 프레임(20)의 프로젝트 개방 및 제2 스트립(44)의 운동 시 정션 박스(37)가 이동되더라도 도선이 탄력적으로 지지되어 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이, 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35) 사이 또는 제1 스트립(42)과 제2 스트립(44) 사이에 끼어 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.Holes 45 as many as the number of solar cell units 31, 32, 33, 34 and 35 are formed in the second strip 44 so that the coil-shaped wire 38 is inserted into the hole 43, And is connected to the outside. The reason for the coil-shaped wire 38 passing through the second strip 44 is that the first strip 42 is coupled to the second frame 20 and therefore there is no space for the coiled wire 38 to escape, When the strip 42 is passed between the second strip 44 and the first strip 42 and the second strip 44, the coil-like wire 38 is caught between the first strip 42 and the second strip 44, . The reason why the coiled wire 38 is used is that the wire is elastically supported even if the junction box 37 is moved during the project opening of the second frame 20 and the movement of the second strip 44, 32, 33, 34, 35 or between the first strip 42 and the second strip 44 to prevent damage to the solar cell unit 31, 32, 33, 34, 35 or between the second frame 20 and the solar cell unit 31,

구동모듈(50)은 각도 조절 링크(40)의 제2 스트립(44)을 상하로 이동시킴으로써 ‘ㄴ’자형 연결 링크(46)를 회전시켜 소켓(48)에 삽입되어 있는 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 경사를 조절하는 구성요소이다. 따라서 구동모듈(50)의 동력에 의해 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)이 틸트 방식으로 개폐 가능해진다. 구동모듈(50)은 도 8에 도시된 바와 같은 회전손잡이 또는 전동 모터 등 일 수 있다. 구동모듈(50)은 제2 프레임(20)의 실내측에 형성되되, 제1 프레임(10)보다는 실내에서 멀게 위치하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문은 제1 프레임(10)에 슬라이드 홈을 형성하는 경우 미닫이 방식의 개폐도 가능한데, 구동모듈(50)이 제1 프레임(10)보다 위(실내측)로 돌출되는 경우 미닫이의 다른 창문과 간섭하여 파손되는 경우가 발생되기 때문이다. 특히 구동모듈(50)이 회전손잡이인 경우에는 도 10의 ②에 도시된 바와 같이 전후로 인출입 가능한 회전손잡이로 구성하여, 구동 시에는 회전손잡이를 제1 프레임(10)보다 위쪽으로 인출하여 회전 가능하도록 하고, 비구동 시에는 회전손잡이를 제1 프레임(10)보다 아래쪽으로 인입하여 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 미닫이 개방 시 회전손잡이가 다른 창문에 닿지 않도록 할 수 있다.The driving module 50 rotates the " C " shaped connecting link 46 by moving the second strip 44 of the angle adjusting link 40 up and down, thereby moving the solar cell units 31, 32, 33, 34, 35). Therefore, the solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35 can be opened and closed in a tilted manner by the power of the drive module 50. [ The driving module 50 may be a rotary knob or an electric motor as shown in FIG. It is preferable that the driving module 50 is formed on the inner side of the second frame 20 and is located farther from the room than the first frame 10. As described above, the window for a photovoltaic power generation system to which the BIPV-type module of the project opening and closing method according to the present invention is applied can also be opened and closed by a sliding door when the slide groove is formed in the first frame 10, Is projected upward (indoors) than the first frame 10, it may interfere with other window of the sliding door and may be damaged. In particular, when the driving module 50 is a rotary knob, the rotary knob is configured as a rotary knob capable of being pulled back and forth as shown in Fig. 10 (2). In driving, the rotary knob is pulled upward from the first frame 10 In the non-driving mode, the rotary knob is pulled down below the first frame 10, so that the rotary handle of the window for the photovoltaic power generation system, to which the BIPV module of the project opening and closing system according to the present invention is applied, Can be prevented.

구동모듈(50)이 전동 모터인 경우, 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문에 제어모듈(미도시) 및 통신모듈(미도시)이 더 구비되어 전용 리모컨 또는 구동 어플리케이션이 설치된 스마트폰 등을 이용하여 원격으로 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 경사가 조절되도록 할 수 있다. 제어모듈과 통신모듈이 구비되는 경우 제1 프레임(10)과 제2 프레임(20) 사이에 전동 실린더(미도시)를 설치하거나 제1 프레임(10)과 창틀(S) 사이에 제1 프레임(10)을 슬라이드 가능하게 하는 전동장치를 설치하고 제어모듈과 통신모듈을 통해 원격으로 개폐 가능하도록 함으로써, 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문의 모든 개폐가 원격 제어되도록 할 수 있다.In the case where the drive module 50 is an electric motor, a control module (not shown) and a communication module (not shown) are further provided in a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV type module of the project opening / Or the slope of the solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35 can be controlled remotely using a smart phone or the like equipped with a driving application. An electric cylinder (not shown) may be installed between the first frame 10 and the second frame 20 when the control module and the communication module are provided or a first frame 10 10 can be opened and closed remotely through a control module and a communication module, so that all the windows of the solar power generation system to which the BIPV module of the project opening / .

도 11 내지 13은 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문을 창틀에 설치한 사용상태도이다. 본 발명에 따른 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문은 슬라이드 홈이 구비되어 2면창에 설치되는 경우 도 11에 도시한 바와 같이 일반적인 창처럼 슬라이드 개폐할 수 있고, 도 12에 도시된 바와 같이 슬라이드 개방된 상태에서 태양전지 모듈(30)만 틸트시켜 개방구(12, 22)의 개방 정도의 조절과 함께 태양광 발전 효율을 높일 수 있다. 또 제2 프레임(20)을 프로젝트 개방함으로써 개방구(12)의 개방 정도를 더 높이면서 태양전지 유닛(31)이 다른 태양전지 유닛(32)에 도달할 태양광을 가리는 정도를 낮춤으로써 태양광 발전 효율을 더욱 높일 수 있다.11 to 13 are views illustrating a state in which a window for a photovoltaic power generation system to which a BIPV type module of a project opening and closing system according to the present invention is applied is installed on a window frame. The window for a photovoltaic power generation system to which the BIPV type module of the project opening and closing system is applied can be opened and closed as a general window as shown in FIG. As shown in the drawing, only the solar cell module 30 can be tilted in the opened state to adjust the degree of opening of the openings 12 and 22, thereby enhancing the photovoltaic power generation efficiency. Further, by opening the second frame 20, the degree of opening of the opening 12 is further increased, and the degree to which the solar cell unit 31 covers the sunlight reaching the other solar cell unit 32 is lowered, The power generation efficiency can be further increased.

10 제1 프레임 12, 22 개방구
14 슬라이드 홈 16, 26 단턱
20 제2 프레임 24 힌지부재
30 태양전지 모듈 31, 32, 33, 34, 35 태양전지 유닛
36 태양전지 셀 37 정션 박스
38 코일형 도선 39 돌기
40 각도 조절 링크 42 제1 스트립
44 제2 스트립 46 연결링크
48 소켓 49 끼움홈
50 구동모듈10 First frame 12, 22 fingers
14 Slide grooves 16, 26 step
20 second frame 24 hinge member
30 solar cell modules 31, 32, 33, 34, 35 solar cell modules
36 Solar cell 37 Junction box
38 coil-shaped conductor 39 projection
40 Angle adjustment link 42 1st strip
44 2nd Strip 46 Connecting Link
48 socket 49 fitting groove
50 drive module

Claims (4)

중앙에 개방구(12)가 형성되고 건물의 외부 창틀에 설치되는 제1 프레임(10);
중앙에 개방구(22)가 형성되고 상기 제1 프레임(10)의 상단에 힌지 결합되는 제2 프레임(20);
각각 틸트 가능한 복수 개의 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)으로 구성되어 상기 제2 프레임(20)의 내곽에 설치되는 태양전지 모듈(30);
상기 복수 개의 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)에 연결되는 각도 조절 링크(40) 및
상기 각도 조절 링크(40)에 연결되어 상기 복수 개의 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 경사를 조절하는 구동모듈(50)을 포함하여 구성되고,
상기 복수 개의 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)이 위에서 아래로 갈수록 높이가 낮아지도록 구성되며,
위에서 n번째 패널의 높이 d(n)과 n-1번째 패널의 높이 d(n-1)가 아래 [수학식 2]를 만족하는 것을 특징으로 하는 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문(단, n≥2).
[수학식 2]
Figure 112018102722063-pat00016

A first frame 10 having an opening 12 formed at the center thereof and installed in an outer window frame of the building;
A second frame 20 having an opening 22 formed at the center thereof and hinged to the upper end of the first frame 10;
A solar cell module (30) composed of a plurality of tiltable solar cell units (31, 32, 33, 34, 35) and installed in the inner frame of the second frame (20);
An angle adjusting link 40 connected to the plurality of solar cell units 31, 32, 33, 34, and 35,
And a drive module (50) connected to the angle adjusting link (40) and adjusting the inclination of the plurality of solar cell units (31, 32, 33, 34, 35)
The height of the plurality of solar cell units (31, 32, 33, 34, 35) decreases from top to bottom,
The height d (n) of the n-th panel and the height d (n-1) of the n-1 th panel satisfy the following formula (2) System windows (where n≥2).
&Quot; (2) "
Figure 112018102722063-pat00016

 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35) 각각에 상기 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)을 구성하는 직렬 연결된 태양전지 셀(36)을 복수 개의 군으로 분할하고 군마다 바이패스 다이오드가 병렬되어 있는 정션 박스(37)가 구비되는 것을 특징으로 하는 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문.
The method according to claim 1,
The solar cells 36 connected in series constituting the solar cell units 31, 32, 33, 34 and 35 are divided into a plurality of groups in each of the solar cell units 31, 32, 33, 34 and 35 And a junction box (37) in which bypass diodes are arranged in parallel with each other. The BIPV type module of the project opening and closing system is applied to a window for a solar power generation system.
청구항 1에 있어서,
상기 각도 조절 링크(40)가 상기 복수 개의 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 측면에 구비되어 상기 제2 프레임(20)에 결합되는 제1 스트립(42), 상기 제1 스트립(42)과 평행하게 이격 배치되는 제2 스트립(44), 일단이 상기 제2 스트립(44)에 리벳 결합되고 중단이 상기 제1 스트립(42)에 회전 가능하게 결합되며 상기 제1 스트립(42)과 제2 스트립(44) 사이에서 꺾어진 ‘ㄴ’자형 연결 링크(46) 및 상기 ‘ㄴ’자형 연결 링크의 타단에 구비된 소켓(48)으로 구성되고,
상기 구동모듈(50)이 제2 스트립(44)을 상하로 이동시킴으로써 상기 ‘ㄴ’자형 연결 링크(46)를 회전시켜 상기 소켓(48)에 삽입되어 있는 상기 태양전지 유닛(31, 32, 33, 34, 35)의 경사를 조절하는 것을 특징으로 하는 프로젝트 개폐방식의 BIPV형 모듈이 적용된 태양광 발전시스템용 창문.The method according to claim 1,
The angle adjusting link 40 may include a first strip 42 provided on a side surface of the plurality of solar cell units 31, 32, 33, 34 and 35 and coupled to the second frame 20, A second strip 44 disposed parallel to and spaced apart from the strip 42, one end being riveted to the second strip 44, a stop being rotatably coupled to the first strip 42, Shaped connection link 46 bent between the first strip 42 and the second strip 44 and a socket 48 provided at the other end of the '
The driving module 50 rotates the second connecting link 46 by moving the second strip 44 up and down so that the solar cell units 31, 32, 33 , 34, 35) is controlled by adjusting the angle of inclination of the BIPV module.
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