KR101998197B1 - 결합형 케이블 덕트 프레임을 이용한 태양광 발전장치 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결합형 케이블 덕트 프레임을 이용한 태양광 발전장치 시스템을 설치하는 과정에서 케이블 작업 시 따로 케이블 작업할 필요가 없는 인출홈을 포함하는 프레임 조립체를 특징으로 태양광을 집광하는 장방형의 태양전지 패널과 상기 태양전지 패널의 배면에 고정되어 케이블을 포함하는 정선박스와 상기 태양전지 패널의 테두리를 따라서 수직하게 마련되고 케이블의 인출이 가능한 인출홈이 형성된 측벽과, 상기 측벽 상단에서 수평하게 내측으로 절곡 형성된 보강리브와, 상기 인출홈의 내주면에 결합되어 내부로 삽입되며 상기 케이블의 손상을 방지하는 고무패킹으로 구성된 프레임 및 상기 태양전지 패널을 가로지르며 상기 보강리브와 볼트 및 너트로 체결하는 노출된 상기 케이블을 감싸는 덕트;를 포함하는 복수 개의 패널유닛으로 구성되며, 서로 이웃하는 패널유닛의 케이블은 높이 방향으로 직렬로 결속이 이루어진다.

Description

결합형 케이블 덕트 프레임을 이용한 태양광 발전장치 시스템{SOLAR POWER GENERATING SYSTEM}

본 발명은 태양광 패널유닛을 설치하는 과정에서 케이블 작업시 따로 케이블 작업할 필요가 없는 인출홈을 포함하는 프레임 조립체를 제공하고, 케이블을 가로방향 적층형 보호수단으로 감싸서 구부려지는 과정에서 케이블이 끊어지는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 결합형 케이블 덕트 프레임을 이용한 태양광 발전장치 시스템에 관한 것이다.

광전 변환 효과를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전 모듈은 지구 환경의 보전에 기여하는 무공해 에너지를 얻는 수단으로 널리 사용되고 있다.

태양 전지의 광전 변환 효율이 개선됨에 따라, 태양광 발전 모듈을 구비한 많은 태양광 발전 시스템이 주거 용도로까지 설치되기에 이르렀다.

일광으로부터 전력을 발생시키는 태양 전지를 구비하는 태양광 발전 모듈로부터 발생된 전력을 외부로 출력시키기 위해, 양 전극 및 음 전극의 기능을 하는 전도체들이 태양광 발전 모듈에 배치되며, 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블이 연결되는 접속 단자들로서, 전도체들의 단부들이 광기전성 모듈의 외부로 꺼내어진다.

건축물의 투명유리를 대체하여 사용되는 BIPV(Building Integrated Photovoltaic System) 모듈의 경우, 태양전지 셀에 의해 광-전 변환된 전력과 다른 발전 시스템과의 전기연결통로 역할을 하는 정션박스(junction box)는 외부로 돌출되어 시공 및 취급이 어렵고, 상기 정션박스와 연결된 케이블은 외부환경에 직접적으로 노출되어 손상될 우려가 있다.

그리고, 외부로 돌출된 정션박스는 태양광 발전 모듈의 외관을 손상시키고, 태양광 발전 모듈의 슬림화를 방해한다.

특허등록 제10-1104922호(2012 01 04 등록)는 태양광 발전 설비를 개시한다. 개시된 태양광 발전 설비는 발전 효율을 극대화하기 위한 것으로서, 복수의 태양 전지 어레이, 복수의 컨버터 및 인버터를 포함한다. 이때, 각 컨버터는 각 태양 전지 어레이로부터 입력되는 직류 전압을 승압하여 인버터로 출력하는 기능을 수행한다.

특허등록 제10-1226628호(2013 01 21 등록)는 태양광 발전시스템의 직렬전압 보상장치를 개시한다. 개시된 장치는 태양전지판이 서로 다른 전압을 가질 경우에도 모든 발전 에너지를 전부 활용할 수 있게 하기 위하여, 낮은 전압을 발전하는 전지판에 직렬로 보상전압을 추가시켜 최적의 조건에서 발전 가능한 전압으로 만들어주는 것이다.

특허공개 제10-2013-0094064호(2013 08 23 공개)는 태양광발전용 전력변환장치를 개시한다. 개시된 장치는 태양전지, 복수의 DC/DC 컨버터, 인버터 및 제어부를 포함한다. 이때, 컨버터는 구형파 발생부, 공진부 및 정류부를 포함하는 LLC 공진형 컨버터로 구성된다.

특허등록 제10-1282993호(2013 06 28 등록)는 멀티인버터 태양광 발전시스템을 개시한다. 개시된 시스템은 태양전지 어레이, 스트링 옵티마 및 인버터를 포함한다. 이때, 스트링 옵티마는 발전전력의 전압을 변압하고, 발전전력의 전력변동폭에 따라 서로 다른 복수의 추종방식을 적용하여 최대 전력점 추종을 수행한다.

특허등록 제10-1614926호(2016 04 18 등록)는 태양광 발전 시스템을 개시한다. 개시된 시스템은 태양전지 어레이, 인버터, 접속부 및 복수의 개별 스위치를 포함한다. 이때, 개별 스위치는 각 태양전지 스트링과 접속부 사이에 위치하여 개별적으로 각각 마련되며, 각 태양전지 스트링의 개별전력이 접속부에 전달되도록 스위칭온시키거나 또는 전달되지 않도록 스위칭 오프되도록 하는 역할을 하는 것이다. 과열 등의 이유로 접속반에 화재가 발생하는 등의 비상상황 발생시에 사용자가 개별 스위치를 스위칭 오프되도록 조작할 수 있다.

실시예는 슬림하고, 견고성 및 신뢰성이 향상된 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널과; 상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바와; 상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하고 적어도 하나의 홀이 형성된 프레임과; 상기 프레임 내측에 배치되고 상기 홀을 통해 외부로 노출되는 케이블과; 상기 프레임 내측에 배치되고 상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하는 접속부재와; 상기 프레임의 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 케이블은, 절연물질이 피복된 하나 이상의 전선으로 이루어진 코어층과; 상기 코어층의 외부를 절연테이프로 감싼 절연층과; 상기 절연층의 외부에 단면이

형태인 곡면띠를 나선형으로 감아 구성하되, 상기 곡면띠의 만곡부 또는 상기 요철띠의 철부가 선행되어 감겨진 곡면띠의 함몰부 또는 요철띠의 요부 일부를 내포하도록 감긴 표피층이 포함되어 구성됨이 특징이다.

또한, 상기 먼지 측정수단은, 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며; 상기 적외선 송신수단(A)은, 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과; 상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와; 상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과; 상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성함이 특징이다.

또한, 상기 적외선 송신수단(A)은, 상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과; 상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와; 상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성함이 특징이다.

실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블을 상기 프레임 내측에 삽입하고, 상기 프레임 내측에 배치된 상기 접속부재를 통하여, 상기 케이블을 상기 버스 바와 연결시킨다.

따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블과 상기 버스 바를 연결하기 위한 정션 박스(junction box)등과 같은 단자 박스가 외부로 돌출되지 않는다.

따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 향상된 외관을 가지고, 슬림하고 간단한 구조를 가질 수 있으며, 케이블이 프레임에 의해 외부환경으로부터 보호되므로 모듈의 신뢰성이 향상된다.

도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도.
도 2는 태양전지 패널을 도시한 평면도.
도 3은 종래 태양전지 모듈을 도시한 사시도.
도 4는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블전선의 사시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블전선의 단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 곡면띠의 단면을 도시한 상태도.
도 8은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.
도 9는 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.
도 10은 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.
도 11은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.
도 12는 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.
도 13은 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.
도 14는 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도.

도 2는 태양전지 패널을 도시한 평면도.

도 3은 종래 태양전지 모듈을 도시한 사시도.

도 4는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블전선의 사시도.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉시블전선의 단면도.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 곡면띠의 단면을 도시한 상태도.

도 8은 본 발명의 먼지측정수단 및 경보신호 출력부 구성 블록도.

도 9는 본 발명의 먼지 측정수단을 구성하는 적외선 송신수단과 적외선 수신수단 개념도.

도 10은 본 발명의 적외선 송신수단과 적외선 수신수단을 이용하여 먼지를 측정하는 개념도.

도 11은 본 발명에 있어서 형상기억 스프링을 갖는 먼지측정수단 제 1 실시예도.

도 12는 본 발명에 있어서 발열수단과 열전소자 및 형상기억 스프링을 갖는 제 2 실시예도.

도 13은 본 발명에 있어서 고정부 일실시예도.

도 14는 본 발명에 적용되는 오목렌즈 구성도로서,

도 1 내지 도 2를 참조하면, 태양전지 모듈은 프레임(100), 태양전지 패널(200), 보호기판(300), 완충 시트(400), 버스 바(500), 케이블(600) 및 접속부재(700)를 포함한다.

상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200) 외측에 배치된다. 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300), 상기 완충 시트(400) 및 상기 케이블(600)을 수용한다. 더 자세하게, 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200)의 측면을 둘러싼다.

상기 프레임(100)은 예를 들어, 금속 프레임(100)일 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(100)은 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 철 등을 포함할 수 있다.

상기 태양전지 패널(200)은 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 상기 태양전지 패널(200)은 플레이트 형상을 가지며, 다수 개의 태양전지들(210)을 포함한다.

상기 태양전지들(210)은 예를 들어, CIGS계 태양전지, 실리콘 계열 태양전지, 연료감응 계열 태양전지, Ⅱ-Ⅵ족화합물 반도체 태양전지 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 태양전지일 수 있다.

또한, 상기 태양전지들(210)은 유리기판 등과 같은 투명한 기판 상에 배치될 수 있다.

상기 태양전지들(210)은 스트라이프(stripe) 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 태양전지들(210)은 매트릭스(matrix) 형태 등 다양한 형태로 배치될 수 있다.

상기 보호기판(300)은 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 보호기판(300)은 상기 태양전지 패널(200)에 대향되어 배치된다.

상기 보호기판(300)은 투명하며, 높은 강도를 가진다. 상기 보호기판(300)으로 사용되는 물질의 예로서는 강화유리 등을 들 수 있다.

상기 완충 시트(400)는 상기 보호기판(300) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이에 개재된다. 상기 완충 시트(400)는 상기 태양전지 패널(200)을 외부의 물리적인 충격으로부터 보호한다. 또한, 상기 완충 시트(400)는 상기 보호기판(300) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이의 충돌을 방지한다.

상기 완충 시트(400)는 상기 태양전지 패널(200)에 보다 많은 광이 입사되도록 반사 방지 기능을 수행할 수 있다.

상기 완충 시트(400)로 사용되는 물질의 예로서는 에틸렌비닐아세테이트 수지(ethylenevinylacetate resin;EVAresin) 등을 들 수 있다.

상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)는 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 더 자세하게, 상기 태양전지패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)의 측면은 상기 프레임(100)에 삽입되어 고정된다.

상기 버스 바(500)는 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 상기 버스 바(500)는 상기 태양전지들(210) 중둘의 상면에 접촉하고, 상기 태양전지들(210)과 전기적으로 연결된다.

예를 들어, 상기 버스 바(500)는 제 1 버스 바(510) 및 제 2 버스 바(520)를 포함한다.

상기 제 1 버스 바(510)는 상기 태양전지들(210) 중에 한쪽 끝의 태양전지(211)의 상면과 접촉하고, 상기 제 2버스 바(520)는 상기 태양전지들(210) 중 다른 쪽 끝의 태양전지(212)의 상면과 접촉한다.

상기 버스 바(500)는 도전체이며, 상기 버스 바(500)로 사용되는 물질의 예로서는 구리 등을 들 수 있다.

상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700) 및 상기 버스 바(500)를 통하여, 상기 태양전지 패널(200)과 전기적으로 접속된다. 즉, 상기 케이블(600)은 상기 태양전지 패널(200)로부터 생성된 전기에너지를 정류 장치 또는 축전 장치 등에 전달한다.

또한, 상기 케이블(600)은 인접하는 태양전지 모듈과 연결될 수 있다. 즉, 다수 개의 태양전지 모듈이 서로 케이블에 의해서 연결될 수 있다.

상기 접속부재(700)는 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 상기 접속부재(700)는 상기 버스 바(500) 및 상기 케이블(600)을 연결한다. 즉, 상기 버스 바(500)는 상기 접속부재(700)의 한쪽 끝에 연결되고, 상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700)의 다른 쪽 끝에 연결된다. 상기 접속부재(700)는 도전체(710) 및 절연체(720)를 포함하고 바이패스 다이오드(Bypass Diode)일 수 있다.

상기 버스 바(500) 및 상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700)에 솔더 페이스트 등에 의해서 접속될 수 있다.

상기 케이블(600)은 상기 프레임(100) 내측에 삽입되고, 상기 프레임(100) 내측에 배치된 상기 접속부재(700)를 통하여, 상기 버스 바(500)와 연결된다.

따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블(600)과 상기 버스 바(500)를 연결하기 위한 정션 박스(junction box) 등과 같은 단자 박스를 구비할 필요가 없다.

따라서, 실시예에 따른 태양전지는 향상된 외관을 가지고, 슬림한 구조를 가질 수 있으며, 간단한 구조를 가진다.

도 3은 종래 태양전지 모듈을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 프레임(100) 외부에 접속부재(700)가 형성되고, 상기 접속부재(700)와 연결되는 케이블(600)도 프레임(100) 외부에 형성되므로 외부 환경에 직접적으로 노출된다.

따라서, 모듈의 취급이 어렵고, 외관이 손상되며, 케이블이 외부 환경에 노출되어 신뢰성 면에서 개선의 여지가 있다.

도 4는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 접속부재(700) 및 케이블(600)이 프레임(100) 내부에 형성되므로, 향상된 외관을 가지고, 슬림하고 간단한 구조를 가질 수 있으며, 케이블(600)이 프레임(100)에 의해 외부환경으로부터 보호되므로 모듈의 신뢰성이 향상된다.

상기 접속부재(700)는 상기 프레임(100) 내에서 상기 태양전지 패널(200)과 평행한 위치에 형성될 수 있다. 즉, 상기 접속부재(700)는 상기 태양전지 패널(200)의 측면에 형성되어 버스 바(500)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고, 상기 접속부재(700)는 상기 태양전지 패널(200) 아래에 형성될 수도 있다. 즉, 상기 태양전지 패널(200)과 프레임(100) 사이의 에어갭(air gap) 사이에 형성될 수도 있다. 그리고 상기 프레임(100)의 하면에도 보호기판이 형성될 수 있다.

또한, 상기 케이블(600)은 홀(650)을 통해 외부의 시스템과 전기적으로 연결될 수 있다.

그리고 모듈의 형태 및 구조에 따라 접속부재(700)는 복수개 형성될 수도 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와같이 본 발명의 케이블(600, 10)은 쉽게 훼손되는 것을 방지하기 위해 코어전선(20)과, 상기 코어전선의 외부를 감싸는 절연테이프(30)와, 상기 절연테이프의 외부를 나선형으로 감싸는 곡면띠(40)로 구성할 수 있다.

상기 코어전선(20)은 절연물질이 피복되어 있는 일반적인 전선이고, 상기 절연테이프(30)는 다수개로 이루어진 코어전선을 하나로 묶는 것과 동시에 방수 및 절연을 목적으로 사용되는 고정테이프이며, 상기 곡면띠(40)는 외부의 하중으로부터 전선을 보호하고 휨성을 부가하기 위해 요철의 곡부를 형성시킨 알루미늄재질의 띠이다.

도 6에 도시된 바와같이 곡면띠(40)는

의 단면을 갖고 있고, 1차적으로 감긴 곡면띠의 함몰부(45)인

에 2차적으로 감길 곡면띠의 만곡부(44)인

가 일부 겹치도록 감겨 있다. 따라서, 도 6을 참조하면 1차곡면띠(42)의 함몰부(45) 일측단부가 2차곡면띠(43)의 만곡부(44)내에서 일부 유동가능하게 됨으로, 곡면띠(40)의 형태를 유지하면서 구부림이 가능하다.

이와같은 구조의 플렉시블전선(10)은 그 표피층(41)이 건축시공시 전달되는 콘크리트 하중을 흡수 또는 하부로 전달시키므로, 내부의 절연층(31) 및 코어층(21)이 하중에 의해 짓눌리는 것을 방지하게 되는 것이다.

이와같은 제조과정은 하나의 연속적인 공정으로 수행된다.

즉, 각각 롤에 감겨있는 코어로 사용되는 전선(20)과, 절연테이프(30)와, 표피층을 형성하는 알루미늄띠를 구비하며, 상기 구비된 코어전선(20)을 가이드레일 또는 롤 등과 같은 운반수단을 이용해 일방향으로 진행 및 코어의 축을 중심으로 회전을 가하여 연속적으로 공급한다.

다음으로 상기 공급된 코어에 절연테이프(30)를 부착함으로써 코어의 회전력으로 자동적으로 절연테이프를 피복시킨다.

상기 절연테이프가 피복된 전선에 가공된 곡면띠(40)를 상기 코어의 회전속도에 대응하는 속도로 공급하면서 가이드판 또는 가이드롤을 이용하여 완만하게 꺾이도록 함으로 나선형의 표피층(41)을 형성하도록 한다.

또한, 상기 과정에서 곡면띠(40)는 가공단계를 수행한 후에 공급되는 것으로, 롤에 감겨 있는 평면의 띠가 인출되는 과정에서 테이퍼형태로 형성된 지그에 의해 또는 롤러(Role Forming 장치)를 이용하여 평면띠의 상하 방향으로 가압함으로 평면띠는

형태의 곡면으로 형성되는 것이다.

상기 곡면띠는 상술한 바와같이 함몰부에 만곡부를 일부 겹치도록 감음으로써 휨성을 가는 표피층을 형성하는 것이다.

한편, 본 발명은 프레임(40)의 내부 일단에 먼지 측정수단(1000)을 더 설치하며, 상기 먼지 측정수단(1000)의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호 출력부(2000)를 통해 경보신호를 출력하여 관리자로 하여금 프레임 내부의 먼지를 적절히 제거토록 유도하여 전기적 쇼트를 방지할 수 있다. 즉, 프레임 내부에 기준 이상의 먼지가 존재하게 되면 태양전지 패널과 버스바의 전기적 연결이 불안정하게 되어 쇼트와 같은 전기적 스파크가 발생할 수 있기 때문에 기준이상의 먼지가 존재하게 되면 경보신호를 출력하는 것이다.

본 발명의 먼지 측정수단(1000)은 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.

즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.

즉, 먼지 측정 제어부에서 적외선 수신수단에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.

다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.

본 발명은 다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군(1)과;

상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;

상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링(3)과;

상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부(4)를 포함하여 구성한다.

그리고, 상기 스프링과 고정부를 수납하는 하우징(5)과;

상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단(6)과;

상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링(3)의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링(3)을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자(7)와;

상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부(8)를 포함하여 구성한다.

그리고, 상기 고정부(4)가 위치하는 하우징의 테두리에는 다수개의 홀(5a, 5b 5c)을 형성하고, 상기 홀에는 고정부(4)의 위치를 세팅하기 위한 자석(9)을 삽입 결합하여 이루어진다.

즉, 고정부(4)는 금속으로 구성하며, 자석(9)을 홀에 삽입하여 고정부를 임시 고정시킨다. 이에 따라 기온이 낮은 지역은 자석을 중앙홀(5b) 또는 왼쪽홀(5a)에 위치시켜 세팅하고, 기온이 높은 지역은 자석(9)을 중앙홀(5b) 또는 오른쪽(5c)에 위치시켜 세팅한다.

그러면 최초 송신소자(2) 위치가 오목렌즈군(1)의 중앙에 위치되고, 이후 온도변화에 따라서 적절히 팽창과 수축을 하여 먼지의 농도를 정확하게 판별할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 고정부(4)는 원터치에 의해서 결합토록 구성할 수 있는바, 고정부 케이스 내부에 설치되는 탄발 스프링(4a)과, 상기 탄발 스프링의 끝단부에 설치되는 슬라이딩 볼(4b)를 설치하여 구성하며, 하우징(5)에 딸깍 하면서 결합되도록 구성한다.

즉, 미리 하우징(5)에 일정 간격으로 홀을 형성하고, 상기 고정부를 움직이면서 슬라이딩 볼(5b)이 홀에 임시 결합되도록하고, 이때 탄발 스프링(4a)의 작용으로 슬라이딩 볼이 좌우로 펼쳐지면서 고정상태가 지속되도록 한 것이다.

이에 따라 고정부의 위치를 사용자가 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

본 발명은 온도의 변화에 따라서 송신소자(2)의 출력이 자동으로 조절되도록 구성하였는바, 형상기억 스프링(3)이 기본 온도로 세팅되어 있으며, 이후 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 늘어나면서 송신소자의 광을 줄여서 출력시키고, 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 줄어들면서 송신소자(2)의 광을 낮추어서 출력시킨다.

즉, 먼지는 기체속에 분포되기 때문에 온도가 올라가면 움직임이 활발해져서 송신소자(2)의 출력을 낮추었을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 채크할 수 있으며, 온도가 낮아지면 움직임이 둔해지기 때문에 송신소자(2)의 출력을 높였을때 보다 더 정밀한 먼지 농도를 체크할 수 있다.

이에 따라 본 발명은 온도변화를 반영하여 오목렌즈군(1)을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.

실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.

그리고, 주변 온도가 올라가면 형상기억 스프링이 팽창되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 그리고, 주변 온도가 내려가면 형상기억 스프링(3)이 수축되면서 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 주변 온도에 반응하여 형상기억 스프링(3)이 자동으로 팽창과 수축을 함으로서 먼지의 움직임에 따른 광량 변화를 촉진하여 보다 더 정밀한 먼지 농도를 파악할 수 있고, 보다 더 정확한 경보출력이 이루어진다.

한편, 본 발명은 먼지 농도에 따라 송신 제어부(8)가 강제로 오목렌즈군(1)을 움직여서 가장 정확한 먼지 농도를 파악할 수 있도록 구성하는바, 온도 변화가 없더라도 먼지의 농도에 따라 송신소자의 광량을 조절하여 정확한 먼지의 농도를 파악할 수 있도록 하였다.

즉, 본 발명은 적외선 송신수단의 광량 변화를 용이하게 하기 위해서 먼지 측정 제어부(C)가 제어신호를 출력하면 송신 제어부(8)에서 이를 인지하여 발열수단(6) 및 열전소자(7)를 구동하여 가장 적절한 적외선 송신이 이루어지도록 하였다.

먼저, 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 적외선 광을 출력토록하며, 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 발생시켜 형상기억 스프링이 팽창되도록하고 이에 따라 송신소자(2)가 고정되어 있으므로 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되는 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자(2) 위치로 움직이면서 송신소자의 출력광이 제 2 오목렌즈를 통해 출력된다.

그리고, 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 발열수단(6)을 가동시켜 열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 팽창되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 1 오목렌즈(1a)가 송신소자(2)의 위치로 이동되도록 가열하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 1 오목렌즈(1a)를 통해 출력한다.

그리고, 적외선 광을 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽이 설치되는 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자에 위치하며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 4 오목렌즈(1d)를 통해 출력된다.

그리고, 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우 송신제어부(8)가 열전소자(7)를 구동하여 냉각열을 더 많이 발생시켜 형상기억 스프링(3)이 더 많이 수축되도록하고 이에 따라 오목렌즈군(1)이 이동하되 제 5 오목렌즈(1e)가 송신소자(2) 위치로 이동되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광이 제 5 오목렌즈(1e)를 통해 광을 출력한다.

그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.

그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.

그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.

그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.

그리고, 제 5 오목렌즈(1e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.

100 : 프레임
200 : 태양전지 패널
300 : 보호기판
400 : 완충 시트
500 : 버스바
600 : 케이블
700 : 접속부재

Claims (4)

1. 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널과;
   상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바와;
   상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하고 적어도 하나의 홀이 형성된 프레임과;
   상기 프레임 내측에 배치되고 상기 홀을 통해 외부로 노출되는 케이블과;
   상기 프레임 내측에 배치되고 상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하는 접속부재와;
   상기 프레임의 일단에 설치되어 먼지를 측정하고, 기준이상이면 경보신호를 출력하는 먼지 측정수단과;
   상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력부를 포함하여 구성하고;
   
   상기 먼지 측정수단은,
   적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 구성하며;
   상기 적외선 송신수단(A)은,
   다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈군과;
   상기 오목렌즈군에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자와;
   상기 오목렌즈군의 일측에 설치되어 오목렌즈군을 유동시켜 적외선 출력이 조절되도록하되 온도의 변화량에 따라서 기준 설정온도보다 주변 온도가 높으면 오목렌즈군을 좌측으로 유동시켜 기준설정각도보다 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 높아지도록 제어하고, 기준설정온도보다 주변 온도가 낮으면 오목렌즈군을 우측으로 유동시켜 기준설정각도보다 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록함으로서 적외선 출력이 낮아지도록 제어하는 형상기억 스프링과;
   상기 형상기억 스프링의 우측 끝단에 위치하여 형상기억 스프링의 움직임을 지지하는 고정부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 결합형 케이블 덕트 프레임을 이용한 태양광 발전장치 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 적외선 송신수단(A)은,
   상기 형상기억 스프링과 고정부를 수납하는 하우징과;
   상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 일측에 설치되어 발열을 통해 형상기억 스프링을 강제로 팽창시켜 오목렌즈군을 좌측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 높아지도록 유도하는 발열수단과;
   상기 하우징의 내측에 설치하되 형상기억 스프링의 타측에 설치되어 냉각열을 전달하여 형상기억 스프링을 강제로 수축시켜 오목렌즈군을 우측으로 이동시키고, 이에 따라 함몰각도가 높은 렌즈와 적외선이 통과되도록하여 적외선 출력이 강제로 낮아지도록 유도하는 열전소자와;
   상기 발열수단과 열전소자에 전기적으로 연결되며, 먼지가 많을 경우 발열수단을 동작시켜 적외선 출력을 높이도록 제어하고, 먼지가 적을 경우 열전소자를 동작시켜 적외선 출력을 낮추도록 제어하는 송신제어부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 결합형 케이블 덕트 프레임을 이용한 태양광 발전장치 시스템.

Images