KR101971368B1 - 플렉시블 cigs 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈에 관한 것으로서, 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 사용하여 도로의 표면을 태양광 설치를 위한 공간으로 활용하면서 설치되는 태양광 모듈의 고내구성 및 LED 광원을 내장함으로써 방향지시, 정보표시 등의 기능이 구현 가능하도록 하여 고기능성을 확보하는 것이 가능하도록 하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈은 다양한 패턴 및 엠보싱을 형성하여 스크래치 방지 기능을 구현하기 위한 경도 강화층; 상기 경도 강화층의 하부에 배치되는 전면 강화 플라스틱층; 상기 전면 강화 플라스틱층과 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층을 접착하기 위한 접착시트; LED 광원을 수용하기 위한 펀칭 홈이 형성된 태양광 발전을 위한 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층; 상기 플렉시블 CIGS 태양전지층과 후면 강화 플라스틱을 접착하기 위한 접착제층; 상기 접착제층 하부에 배치되는 후면 강화 플라스틱; 및 상기 후면 강화 플라스틱을 구조물에 고정하기 위한 건축용 접착제층으로 구성되는 것에 기술적 특징이 있다.
본 발명의 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈은 다양한 패턴 및 엠보싱을 형성하여 스크래치 방지 기능을 구현하기 위한 경도 강화층; 상기 경도 강화층의 하부에 배치되는 전면 강화 플라스틱층; 상기 전면 강화 플라스틱층과 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층을 접착하기 위한 접착시트; LED 광원을 수용하기 위한 펀칭 홈이 형성된 태양광 발전을 위한 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층; 상기 플렉시블 CIGS 태양전지층과 후면 강화 플라스틱을 접착하기 위한 접착제층; 상기 접착제층 하부에 배치되는 후면 강화 플라스틱; 및 상기 후면 강화 플라스틱을 구조물에 고정하기 위한 건축용 접착제층으로 구성되는 것에 기술적 특징이 있다.
Description
본 발명은 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈에 관한 것으로서, 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 사용하여 도로의 표면을 태양광 설치를 위한 공간으로 활용하면서 설치되는 태양광 모듈의 고내구성 및 LED 광원을 내장함으로써 방향지시, 정보표시 등의 기능이 구현 가능하도록 하여 고기능성을 확보하는 것이 가능하도록 하는 것에 관한 것이다.
일반적으로 기존의 태양광 발전은 일반부지(전, 답, 과수원, 목장용지, 임야) 및 유휴지, 건축물(BIPV, Rooftop), 수상 태양광 발전과 같은 양상으로 발전을 해왔다.
이와 같이 일반 부지 및 유휴지에 태양광 설비를 설치를 하는 경우 태양광 발전 시스템이 설치되어 있는 동안은 기타 공간으로 활용을 하지 못하는 문제점이 있다. 건축물의 경우는 설치 시 하중에 대한 문제점을 고려하여야 하므로 설치비용의 증가가 발생을 하고 있으며 설치 후 관리 및 건물의 노후와 연계된 문제점이 발생되고 있다. 또한 수상 태양광 발전은 다양한 시도를 하고 있지만, 태풍에 대한 문제점 및 장기적인 내부식성 및 부력장치의 비싼 가격으로 인하여 설비투자에 대한 회수기간이 늦은 문제점이 발생하고 있다.
이를 개선하기 위하여 도로 일체형 태양광 모듈 시스템 개발은 2009년도 개발이 시작이 되어 네덜란드에서부터 자전거 도로 100M 구간 시범운영을 실시한 것이 첫 사례이다. 초기 네덜란드는 2.5M*3.5M 크기의 콘크리트 모듈을 구성하여 상판에 1cm의 강화유리를 깔아서 오염방지 및 무거운 하중으로부터 태양광 전지를 보호해주는 기능을 구현하였다. 이후 연속적인 기술 개발을 해 나아가고 있다.
이러한 태양광 도로용 태양광 모듈은 설치 위치가 도로 등의 바닥에 설치되어 고내구성 및 정보의 표시와 같은 고기능성의 확보가 요구되고 있다.
이러한 요구에 부응하기 위한 종래의 기술로서는 대한민국 등록특허 제10-1148929호의 '바닥조명용 조립식 태양광 조명체'가 제안된 바 있으며, 이를 도 1을 참조하여 설명하면 조명등(11)과 충전지(12)가 내측에 수납되며 외측의 가장자리에는 돌출부(13)가 외향으로 돌출되게 형성되고 돌출부(13)의 저면에는 복수의 너트공(14)이 형성되고 상기 돌출부(13)의 측면과 저면에는 복수의 조립홈(15)이 형성되며 상기 돌출부(13)의 가장자리에는 상방으로 돌출된 테두리부(16)가 형성된 조명본체(1)와, 조명본체(1)의 상부의 테두리부(16)내에 수납되는 장방형으로 형성된 패킹용 아크릴테두리(2)와, 패킹용 아크릴테두리(2)의 내부에 배치되며 광전변환을 수행하고 상기 충전지에 연결된 광전변환판(3)과, 광전변환판(3)과 조명등(11)이 배치되는 복수의 돌출부(41)가 형성된 폴리카포네이트판(4)과, 상기 폴리카보네이트판(4)의 상부에 배치되며 폴리카보네이트판(4)의 돌출부(41)가 삽입되는 복수의 삽입공(51)이 형성되고 가장자리의 저면에는 초음파용접된 복수의 고정볼트(52)가 하방으로 돌출되게 형성된 조명커버(5)와, 조명 본체(1)의 너트공(14)에 삽입되어 조명커버(5)의 고정볼트(52)와 결합되는 너트(7)들을 포함하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 도로바닥에 부분적으로 매립되는 단순한 형태의 태양광 조명체를 제공함으로써 넓은 면적에 대한 설치 및 고기능성의 확보에는 한계가 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈을 제공함으로써 도로 등과 같은 넓은 면적의 설치위치에 설치가 가능하며, 내구성이 확보뿐만 아니라 플렉시블 CIGS 박막 태양전지에 형성되는 펀칭 홈에 LED 광원을 배치함으로써 다양한 형태의 정보 표시가 가능하도록 하기 위한 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈에 있어서, 다양한 패턴 및 엠보싱을 형성하여 스크래치 방지 기능을 구현하기 위한 경도 강화층; 상기 경도 강화층의 하부에 배치되는 전면 강화 플라스틱층; 상기 전면 강화 플라스틱층과 결정질 실리콘 태양광 셀을 접착하기 위한 접착시트; LED 광원을 수용하기 위한 펀칭 홈이 형성된 태양광 발전을 위한 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층; 상기 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층과 후면 강화 플라스틱을 접착하기 위한 접착제층; 상기 접착제층 하부에 배치되는 후면 강화 플라스틱; 및 상기 후면 강화 플라스틱을 구조물에 고정하기 위한 건축용 접착제층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈에 의해 달성된다.
따라서, 본 발명의 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈에 의하여 도로 등과 같은 넓은 면적의 설치 위치에 설치가 가능하며, 내구성이 확보뿐만 아니라 플렉시블 CIGS 박막 태양전지에 형성되는 펀칭 홈에 LED 광원을 배치함으로써 다양한 형태의 정보 표시가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 태양광 조명체의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 플렉시블 CIGS 태양전지 모듈의 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 플렉시블 CIGS 태양전지 모듈의 예시도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈은 다양한 패턴 및 엠보싱을 형성하여 스크래치 방지 기능을 구현하기 위한 경도 강화층이 형성되며, 경도 강화층의 하부에 배치되는 전면 강화 플라스틱층이 배치된다.
여기에서, 경도 강화층은 다이아몬드 나노 파우더 코팅층 및 실리콘 산화물층으로 구성되며, 실리콘 산화물층은 상압 플라즈마에 의하여 코팅된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 플렉시블 CIGS 태양전지 모듈의 예시도이다. 도 3에 도시한 바와 같이 전면 강화 플라스틱층과 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층을 접착하기 위한 접착시트(접착재)가 삽입되며, 하부에는 태양광 발전을 위한 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층(태양전지 셀)이 삽입되고, 이후 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층과 후면 강화 플라스틱을 접착하기 위한 접착제층이 형성된다.
여기에서, 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층에는 정보를 표시하기 위한 LED 광원을 수용하기 위한 펀칭 홈이 형성되며, 이러한 펀칭 홈은 레이저 가공 또는 기계 가공에 의하여 형성되며, 설치 면적 및 표시되어야 할 정보의 해상도에 따라 펀칭 홈의 내경 및 간격은 조절이 가능하도록 하여 표시되는 정보의 가독성을 높이도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 구조적인 안정성을 확보하기 위하여 접착제층 하부에는 후면 강화 플라스틱이 배치되며, 후면 강화 플라스틱은 건축용 접착재층에 의하여 구조물에 고정된다.
여기서, 전면 강화 플라스틱과 후면 강화 플라스틱은 ETFE(Ethylene Tetra fluoro Ethylene), 폴리카보네이트, 슈퍼 플라스틱 또는 엔지니어링 플라스틱인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층 하부에는 가열 소자로서 면상 발열체, 히팅 코일 등과 같은 히팅 엘리먼트를 추가로 구비함으로써, 히팅 엘리먼트에 전원을 공급하여 동절기의 도로 결빙 등을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 태양광 도로용 태양광 모듈의 설치장소인 도로, 보도 등과의 색상과 유사하게 표현될 수 있도록 전면 강화 플라스틱층과 접착시트 사이에는 컬러시트를 삽입함으로써, 태양광 모듈의 설치에 의하여 경관을 해치는 것을 방지하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 태양광 도로용 태양광 모듈의 설치장소인 도로, 보도 등에서는 우천시 배수가 적절히 이루어지지 않아 침수가 발생되는 경우를 방지하기 위하여 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층에 형성된 펀칭 홈중 일부를 관통하는 침수 방지용 관로를 추가로 구비함으로써, 도로 또는 보도 표면에 존재하는 빗물 등을 도로 및 보도의 토양층으로 배출할 수 있도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
Claims (6)
- 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈에 있어서,
다양한 패턴 및 엠보싱을 형성하여 스크래치 방지 기능을 구현하기 위한 경도 강화층;
상기 경도 강화층의 하부에 배치되는 전면 강화 플라스틱층;
상기 전면 강화 플라스틱층과 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층을 접착하기 위한 접착시트;
LED 광원을 수용하기 위한 펀칭 홈이 형성된 태양광 발전을 위한 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층;
상기 플렉시블 CIGS 태양전지층과 후면 강화 플라스틱을 접착하기 위한 접착제층;
상기 접착제층 하부에 배치되는 후면 강화 플라스틱층; 및
상기 후면 강화 플라스틱층을 구조물에 고정하기 위한 건축용 접착제층으로 구성되며,
상기 경도 강화층은 다이아몬드 나노 파우더 코팅층 및 실리콘 산화물층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 실리콘 산화물층은 상압 플라즈마에 의하여 코팅되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층 하부에 히팅 엘리먼트를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 전면 강화 플라스틱층과 접착시트 사이에는 컬러시트가 삽입되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 플렉시블 CIGS 박막 태양전지층에 형성된 펀칭 홈중 일부를 관통하는 침수 방지용 관로를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 CIGS 박막 태양전지를 활용한 태양광 도로용 태양광 모듈.
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