KR102181683B1 - 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈 - Google Patents

조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈 Download PDF

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장진아
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손은숙
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Abstract

본 발명은 상면에 길이방향을 따라 안착홈이 마련되고, 상기 안착홈의 양측에 길이방향을 따라 슬라이딩결합홈이 형성되는 바텀플레이트; 상기 안착홈 내에 설치되는 단열재; 상기 단열재 상에 안착되고, 열전도성을 가진 재질로 이루어지며, 내측에 길이방향을 따라 온수의 통과를 위한 유로가 형성되고, 상면에 길이방향을 따라 장착홈이 형성되는 베이스부재; 상기 장착홈에 설치되고, 전극이 외측으로 인출되는 솔라셀; 상기 솔라셀의 상측에 설치되도록 양단에 마련되는 슬라이딩결합부에 의해 상기 슬라이딩결합홈에 길이방향으로 슬라이딩 결합되고, 광투과성재질로 이루어지며, 상기 바텀플레이트 및 상기 베이스부재와의 사이에 실링을 위한 실링부가 형성되는 탑커버; 및 상기 바텀플레이트 및 상기 탑커버의 양단에 가장자리의 지지턱이 각각 지지된 상태에서, 일측으로 돌출 형성되는 끼움부가 상기 바텀플레이트와 상기 탑커버의 사이에 각각 끼워짐으로써, 상기 바텀플레이트로부터 상기 탑커버의 슬라이딩 이탈을 방지하고, 내측면에 상기 베이스부재의 유로에 연결되기 위한 유로홈이 형성되며, 외측면에 상기 유로홈의 연결을 위한 연결홀이 형성되고, 상기 연결홀에 온수의 이동경로를 제공하는 관이 연결되며, 상기 베이스부재에 볼트로 체결되기 위한 체결홀이 다수로 형성되어, 상기 베이스부재의 양단에 각각 고정되는 제 1 및 제 2 캡;을 포함한다.

Description

조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈{Hybrid module using solar light and solar heat improved assembly}
본 발명은 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립성이 뛰어나고, 방수 및 방습 효과와 지진이나 우박 등에 의한 내충격성 등의 향상에 기여하는 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전은 광기전 효과(photovoltaic effect)를 이용하여, 태양으로부터 오는 빛을 전기 에너지로 바꾸어 주어 발전을 수행하는데, 빛 에너지를 직접적으로 전기 에너지로 바꾼다는 점에서 빛의 열에너지를 이용하여 발전하는 태양열 발전과는 구분된다. 즉, 태양열 발전은 태양광선의 파동성질을 이용하는 태양에너지 광열학적 이용분야에 해당하는 것으로서, 태양이 복사하는 열에너지를 흡수하여 열기관과 발전기를 움직여서 전기를 생산하도록 한다.
이와 같은 태양광과 태양열을 이용하는 종래 기술로서, 한국공개번호 제10-2012-0102325호의 "조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈 및 그 제조방법"이 제시된 바 있는데, 이는 다수의 태양전지, 상기 다수의 태양전지의 하부에 지그재그 형태로 배치되어 설치되는 관 및 판 형태로 형성되고, 상기 다수의 태양전지와 상기 관이 내부에 설치되며, 투명 에폭시 수지 또는 폴리우레탄으로 이루어진 투명 플레이트가 포함된다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 구성들의 조립성이 저하됨으로써, 제작시 번거로움을 초래할 뿐만 아니라, 방수 및 방습 효과와 지진이나 우박 등에 의한 내충격성 등의 향상에 한계를 가지고, 태양광과 태양열의 효과적인 이용 역시 한계를 가지는 문제점을 가진다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 조립성이 뛰어남으로써, 제작이 용이할 뿐만 아니라, 유지 및 관리가 편리하고, 방수 및 방습 효과와 지진이나 우박 등에 의한 내충격성 등의 향상에 기여하며, 태양광과 태양열의 효과적인 동시 이용을 가능하도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 상면에 길이방향을 따라 안착홈이 마련되고, 상기 안착홈의 양측에 길이방향을 따라 슬라이딩결합홈이 형성되는 바텀플레이트; 상기 안착홈 내에 설치되는 단열재; 상기 단열재 상에 안착되고, 열전도성을 가진 재질로 이루어지며, 내측에 길이방향을 따라 온수의 통과를 위한 유로가 형성되고, 상면에 길이방향을 따라 장착홈이 형성되는 베이스부재; 상기 장착홈에 설치되고, 전극이 외측으로 인출되는 솔라셀; 상기 솔라셀의 상측에 설치되도록 양단에 마련되는 슬라이딩결합부에 의해 상기 슬라이딩결합홈에 길이방향으로 슬라이딩 결합되고, 광투과성재질로 이루어지며, 상기 바텀플레이트 및 상기 베이스부재와의 사이에 실링을 위한 실링부가 형성되는 탑커버; 및 상기 바텀플레이트 및 상기 탑커버의 양단에 가장자리의 지지턱이 각각 지지된 상태에서, 일측으로 돌출 형성되는 끼움부가 상기 바텀플레이트와 상기 탑커버의 사이에 각각 끼워짐으로써, 상기 바텀플레이트로부터 상기 탑커버의 슬라이딩 이탈을 방지하고, 내측면에 상기 베이스부재의 유로에 연결되기 위한 유로홈이 형성되며, 외측면에 상기 유로홈의 연결을 위한 연결홀이 형성되고, 상기 연결홀에 온수의 이동경로를 제공하는 관이 연결되며, 상기 베이스부재에 볼트로 체결되기 위한 체결홀이 다수로 형성되어, 상기 베이스부재의 양단에 각각 고정되는 제 1 및 제 2 캡;을 포함하는, 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈이 제공된다.
상기 탑커버는, 상부가 상방으로 볼록한 곡률 형태로 이루어지고, 내측이 상기 베이스부재의 양단에 밀착되어 상기 베이스부재를 상기 바텀플레이트에 밀착시키며, 하측면이 상기 솔라셀과의 사이에 유격을 가지도록 여유공간을 형성하도록 하고, 상측면에 길이방향을 따라 보강돌기가 돌출되도록 형성될 수 있다.
상기 실링부는, 상기 탑커버와 상기 베이스부재 사이에 채워지는 실리콘에 의해 형성되는 내측실링부; 및 상기 탑커버와 상기 바텀플레이트 사이에 채워지는 실리콘에 의해 형성되는 외측실링부;를 포함하고, 상기 바텀플레이트, 상기 베이스부재 및 상기 탑커버는, 상기 실링부의 실리콘이 수용되기 위한 수용홈이 길이방향을 따라 각각 형성될 수 있다.
상기 제 2 캡은, 상기 솔라셀의 전극이 외부로 인출되기 위한 인출홀이 다수로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈에 의하면, 조립성이 뛰어남으로써, 제작이 용이할 뿐만 아니라, 유지 및 관리가 편리할 수 있고, 방수 및 방습 효과와 지진이나 우박 등에 의한 내충격성 등의 향상에 기여할 수 있으며, 태양광과 태양열의 효과적인 동시 이용을 가능하도록 하는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 2의 A부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈의 제 1 캡을 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈의 제 1 캡을 도시한 배면 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈의 제 2 캡을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈의 제 2 캡을 도시한 배면 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈(100)은 바텀플레이트(110), 단열재(120), 베이스부재(130), 솔라셀(140), 탑커버(150), 제 1 및 제 2 캡(160,170)을 포함할 수 있다.
바텀플레이트(110)는 상면에 길이방향을 따라 안착홈(111)이 마련되고, 안착홈(111)의 양측에 길이방향을 따라 슬라이딩결합홈(112)이 형성된다.
단열재(120)는 패드 형태로 이루어질 수 있고, 열을 차단하기 위한 다양한 재질로 이루어질 수 있으며, 안착홈(111) 내에 설치되는데, 필요에 따라 접착제를 사용하여 안착홈(111) 내에 고정될 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 베이스부재(130)는 단열재(120) 상에 안착되고, 열전도성을 가진 재질, 예컨대 알루미늄이나 구리 등의 금속이나 금속합금의 재질로 이루어지며, 내측에 길이방향을 따라 온수의 통과를 위한 유로(131)가 형성되고, 상면에 길이방향을 따라 장착홈(132)이 형성된다. 유로(131)는 예컨대 본 실시례에서처럼 베이스부재(130)의 내측에 2쌍이 길이방향을 따라 관통하도록 형성될 수 있다. 베이스부재(130)는 태양열의 복사에너지나 솔라셀(140)의 발열을 이용하여 유로(131)를 통과하는 온수를 가열하도록 한다.
솔라셀(140)은 광기전 효과(photovoltaic effect)를 이용하여, 태양광을 전기에너지로 변환하여 발전을 수행하도록 하고, 장착홈(132)에 설치되고, 전극(141)이 외측으로 인출된다. 솔라셀(140)은 고정을 위하여 접착에 의해 장착홈(132)에 고정되도록 구성될 수도 있다.
탑커버(150)는 솔라셀(140)의 상측에 설치되도록 양단에 마련되는 슬라이딩결합부(151)에 의해 슬라이딩결합홈(112)에 길이방향으로 슬라이딩 결합되고, 태양광의 투과를 위한 광투과성재질로 이루어지며, 바텀플레이트(110) 및 베이스부재(130)와의 사이에 실링을 위한 실링부(152,153)가 형성된다.
실링부(152,153)는 탑커버(150)와 베이스부재(130) 사이에 채워지는 실리콘에 의해 형성되는 내측실링부(152)와, 탑커버(150)와 바텀플레이트(110) 사이에 채워지는 실리콘에 의해 형성되는 외측실링부(153)를 포함할 수 있다. 이때, 바텀플레이트(110), 베이스부재(130) 및 탑커버(150)는 서로 간에 마주 보는 측에 실링부(152,153)의 실리콘이 수용되기 위한 수용홈(113,134,155)이 길이방향을 따라 각각 형성될 수 있다. 실링부(152,153)는 점도가 1에 가까운 실리콘의 정량 토출에 의해 접착 형성되는데, 후술하게 될 제 1 및 제 2 캡(160,170)과의 사이에도 실리콘의 충진에 의해 부가적으로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한 실링부(152,153)는 수용홈(113,134,155)에 의해 요철을 형성하게 됨으로써, 온도의 변화, 충격 등에 충분히 견딜 수 있도록 한다.
탑커버(150)는 상부가 상방으로 볼록한 곡률 형태로 이루어질 수 있고, 내측이 베이스부재(130)의 양단에 밀착되어 베이스부재(130)를 바텀플레이트(110)에 밀착시키며, 하측면이 솔라셀(140)과의 사이에 유격을 가지도록 여유공간(133)을 형성하도록 하고, 상측면에 길이방향을 따라 보강돌기(154)가 돌출되도록 형성될 수 있다. 여유공간(133)에는 질소 등이 충진될 수 있는데, 이는 후술하기로 한다. 또한 탑커버(150)는 볼록한 곡률 형태로 인해, 태양의 직접조사 파장과 간접조사 파장(에너지)까지 흡수하여 에너지 효율을 높일 수 있고, 눈, 비, 먼지 등에 의한 탈착 효과로 인해 오염을 감소시킬 수 있으며, 외부 충격의 분산으로 인해 파손 방지에 기여할 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 제 1 및 제 2 캡(160,170)은 베이스부재(130)의 양단에 각각 고정됨으로써, 바텀플레이트(110)로부터 탑커버(150)의 이탈을 방지하고, 유로(131)와의 연결을 위한 연결홀(163,173)이 마련된다.
제 1 및 제 2 캡(160,170)은 바텀플레이트(110) 및 탑커버(150)의 양단에 가장자리의 지지턱(165,176)이 각각 지지된 상태에서, 일측으로 돌출 형성되는 끼움부(161,171)가 바텀플레이트(110)와 탑커버(150)의 사이에 각각 끼워짐으로써, 바텀플레이트(110)로부터 탑커버(150)의 슬라이딩 이탈을 방지할 수 있고, 내측면에 베이스부재(130)의 유로(131)에 연결되기 위한 유로홈(162,172)이 형성될 수 있으며, 외측면에 유로홈(162,172)의 연결을 위한 연결홀(163,173)이 형성될 수 있고, 베이스부재(130)에 볼트(미도시)로 체결되기 위한 체결홀(164,174)이 다수로 형성되어, 베이스부재(130)의 양단에 각각 고정될 수 있다. 여기서, 유로홈(162,172)은 베이스부재(130)의 유로(131) 각각에 대응하여 연결되도록 베이스부재(130)의 유로(131) 개수에 상응하는 개수로 이루어질 수 있고, 연결홀(163,173)은 유로홈(162,172)을 2개의 라인으로 분기시키기 위하여, 예컨대 본 실시례에서 유로홈(162,172) 각각이 4개로 이루어지는 경우, 연결홀(163,173)마다 2개의 유로홈(162,172)에 연결되도록 할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 캡(160,170)의 연결홀(163,173)에는 온수의 이동경로를 제공하는 관이 연결되는데, 예컨대, 제 1 캡(160)은 연결홀(163) 각각에 온수의 유입관 및 유출관이 각각 연결될 수 있고, 제 2 캡(170)은 연결홀(173)이 연결관에 의해 서로 연결될 수 있으며, 이로 인해 온수가 베이스부재(134)의 유로를 일방향으로 통과한 후, 다시 반대방향으로 통과함으로써 베이스부재(134) 내에 온수가 왕복 순환되도록 구성할 수도 있다.
제 1 및 제 2 캡(160,170)에는 베이스부재(130)의 유로(131)와의 접촉부위에 실링을 위한 오링이나 패킹부재가 설치될 수 있다. 제 1 또는 제 2 캡(160,170)에는 상기의 여유공간(133)으로 질소 주입을 위한 주입구(미도시)가 마련될 수 있는데, 이러한 주입구를 통해 여유공간(133) 등을 진공시킨 다음, 적정량의 질소를 주입후 실리콘이나 별도의 마개 등을 이용하여 주입구를 차단시킴으로써, 질소 충진에 의해 -40 ~ 100℃의 온도를 유지하도록 할 수 있으며, 이로 인해 온도 변화에 따른 결로를 예방하도록 할 수 있다.
제 2 캡(170)은 제 1 캡(160)과는 달리, 솔라셀(140)의 전극(141)이 외부로 인출되기 위한 인출홀(175)이 다수, 예를 들어 2개로 형성될 수 있다. 제 2 캡(170)은 인출홀(175)에 실리콘의 도포에 의해 전극(141)과의 사이에 대한 기밀 처리가 이루어지도록 할 수 있다. 상기한 주입구는 예컨대 제 2 캡(170)의 인출홀(175) 사이에 형성될 수도 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈에 따르면, 조립성이 뛰어남으로써, 제작이 용이할 뿐만 아니라, 유지 및 관리가 편리할 수 있고, 방수 및 방습 효과 및 지진이나 우박 등에 의한 내충격성 등의 향상에 기여할 수 있으며, 태양광과 태양열의 효과적인 동시 이용을 가능하도록 할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 바텀플레이트 111 : 안착홈
112 : 슬라이딩결합홈 113 : 수용홈
120 : 단열재 130 : 베이스부재
131 : 유로 132 : 장착홈
133 : 여유공간 134 : 수용홈
135 : 체결홀 140 : 솔라셀
141 : 전극 150 : 탑커버
151 : 슬라이딩결합부 152 : 내측실링부
153 : 외부실링부 154 : 보강돌기
155 : 수용홈 160 : 제 1 캡
161 : 끼움부 162 : 유로홈
163 : 연결홀 164 : 체결홀
165 : 지지턱 170 : 제 2 캡
171 : 끼움부 172 : 유로홀
173 : 연결홀 174 : 체결홀
175 : 인출홀 176 : 지지턱

Claims (4)

  1. 상면에 길이방향을 따라 안착홈이 마련되고, 상기 안착홈의 양측에 길이방향을 따라 슬라이딩결합홈이 형성되는 바텀플레이트;
    상기 안착홈 내에 설치되는 단열재;
    상기 단열재 상에 안착되고, 열전도성을 가진 재질로 이루어지며, 내측에 길이방향을 따라 온수의 통과를 위한 유로가 형성되고, 상면에 길이방향을 따라 장착홈이 형성되는 베이스부재;
    상기 장착홈에 설치되고, 전극이 외측으로 인출되는 솔라셀;
    상기 솔라셀의 상측에 설치되도록 양단에 마련되는 슬라이딩결합부에 의해 상기 슬라이딩결합홈에 길이방향으로 슬라이딩 결합되고, 광투과성재질로 이루어지며, 상기 바텀플레이트 및 상기 베이스부재와의 사이에 실링을 위한 실링부가 형성되는 탑커버; 및
    상기 바텀플레이트 및 상기 탑커버의 양단에 가장자리의 지지턱이 각각 지지된 상태에서, 일측으로 돌출 형성되는 끼움부가 상기 바텀플레이트와 상기 탑커버의 사이에 각각 끼워짐으로써, 상기 바텀플레이트로부터 상기 탑커버의 슬라이딩 이탈을 방지하고, 내측면에 상기 베이스부재의 유로에 연결되기 위한 유로홈이 형성되며, 외측면에 상기 유로홈의 연결을 위한 연결홀이 형성되고, 상기 연결홀에 온수의 이동경로를 제공하는 관이 연결되며, 상기 베이스부재에 볼트로 체결되기 위한 체결홀이 다수로 형성되어, 상기 베이스부재의 양단에 각각 고정되는 제 1 및 제 2 캡;
    을 포함하고,
    상기 탑커버는,
    상부가 상방으로 볼록한 곡률 형태로 이루어지고, 내측이 상기 베이스부재의 양단에 밀착되어 상기 베이스부재를 상기 바텀플레이트에 밀착시키며, 하측면이 상기 솔라셀과의 사이에 유격을 가지도록 여유공간을 형성하도록 하고, 상측면에 길이방향을 따라 보강돌기가 돌출되도록 형성되고,
    상기 실링부는,
    상기 탑커버와 상기 베이스부재 사이에 채워지는 실리콘에 의해 형성되는 내측실링부; 및
    상기 탑커버와 상기 바텀플레이트 사이에 채워지는 실리콘에 의해 형성되는 외측실링부;를 포함하고,
    상기 바텀플레이트, 상기 베이스부재 및 상기 탑커버는,
    상기 실링부의 실리콘이 수용되기 위한 수용홈이 길이방향을 따라 각각 형성되고,
    상기 제 1 캡 또는 제 2 캡에는,
    상기 솔라셀과의 사이에 유격을 가지도록 형성된 상기 여유공간으로 질소를 주입하기 위한 주입구가 마련되고.
    상기 제 2 캡은,
    상기 솔라셀의 전극이 외부로 인출되기 위한 인출홀이 두개 형성되고, 상기 인출홀과 전극 사이에는 실리콘이 도포되고,
    상기 유로홈은, 상기 베이스부재의 유로 각각에 대응하여 연결되도록 상기 베이스부재의 유로 개수에 상응하는 개수로 이루어지고,
    상기 연결홀은, 상기 베이스부재의 유로홈 2개에 대응하여 연결되도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 조립성이 개선된 태양광 및 태양열 하이브리드 모듈.
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