KR102185391B1 - 건물 구조체의 외면에 구김이 없이 부착되어 설치 편의성과 광전 효율을 확보한 태양광 전지 모듈 - Google Patents

Abstract

다양한 시설물의 외면에 안정적이며 구김없이 부착되어, 설치편의성과 광전 효율을 확보할 수 있는 태양광 전지 모듈이 제공된다.
상기 태양광 전지 시트; 일면에 상기 태양광 전지 시트가 적층되어 부착되는 부착 시트를 포함하고, 상기 부착 시트는 타면이 건물 구조체의 외면에 부착되어, 상기 태양광 전지 시트를 건물 구조체의 외면을 따라 배치시키는 것을 특징으로 한다.

Description

건물 구조체의 외면에 구김이 없이 부착되어 설치 편의성과 광전 효율을 확보한 태양광 전지 모듈{PHOTOVOLTAIC CELL MODULE WITH SMOOTH ATTACHED TO OUTER SURFACE OF BUILDING STRUCTURE TO ENSURE INSTALLATION CONVENIENCE AND PHOTOELECTRIC EFFICIENCY}

본 발명은 건물 구조체의 외면에 구김이 없이 부착되어 설치 편의성과 광전 효율을 확보한 태양광 전지 모듈에 관한 것이다.

태양광 전지 모듈은 p형 반도체와 n형 반도체를 접합한 구조를 가지며, 접합 반도체의 광전효과(Photoelectric effect)를 이용하여 태양의 빛에너지를 전기에너지로 직접 전환하는 전지이다(도 1 참조).

태양광 전지 모듈은 특유의 지속가능성(Sustainability)과 친환경성(Eco-friendly) 등에 의해, 화석 연료의 대체 에너지(Alternative energy)로서 각광받고 있다.

한편, 태양광 전지 모듈은 발전소에 집중적으로 설치되어 발전을 수행할 수도 있지만, 건물이나 공공장소 등에 간편하게 설치되어 소규모 지역에서 전력을 자급자족하는데 이용될 수 있다(마이크로 그리드; Micro-grid).

그러나 종래의 태양광 전지 모듈은 건물 구조체 등 다양한 시설물에 안정적으로 부착되기 위한 솔루션을 제공하지 못하여, 설치가 어려우며 부착과정에서 전지셀이 망실되는 이유 등에 의해 광전 효율이 떨어지는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 시설물의 외면에 안정적이며 구김없이 부착되어, 설치편의성과 광전 효율을 확보할 수 있는 태양광 전지 모듈을 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 태양광 전지 모듈은 태양광 전지 시트; 일면에 상기 태양광 전지 시트가 적층되어 부착되는 부착 시트를 포함하고, 상기 부착 시트는 타면이 건물 구조체의 외면에 부착되어, 상기 태양광 전지 시트를 건물 구조체의 외면을 따라 배치시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 부착 시트는 건물 구조체의 곡면을 따라 부착되어, 상기 태양광 전지 시트가 건물 구조체의 곡면을 따라 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 부착 시트의 재질은 이소불화비닐(PVDF, Polyvinylidene fluoride)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 태양광 전지 시트는, 태양광 전지층; 일면이 상기 태양광 전지층에 적층되어 배치되며, 타면이 상기 부착 시트에 부착되는 기재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기재의 재질은 폴리에스터(Polyester)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기재에는 보강을 위해 격자 형태로 유리 섬유가 배열되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에서는 건물 구조체의 외면에 부착 시트를 부착한 다음 부착 시트에 태양광 전지 시트를 적층시켜 부착함으로써, 설치가 간편하며 건물 구조체의 외면에 구김이 없이 부착되어 광전 효율도 높일 수 있는 태양광 전지 모듈을 제공한다.

나아가 본 발명에서는 태양광 전시 시트의 기재의 재질이 폴리에스터(Polyester )를 포함하며, 부착 시트의 재질이 이소불화비닐(PVDF)을 포함함으로써, 태양광 전지 시트가 부착 시트에 높은 부착력으로 부착되어 안정적으로 건물 구조체의 외면에 고정될 수 있는 태양광 전지 모듈을 제공한다.

도 1은 태양광 전지의 원리를 나타낸 개념도이다.
도 2는 태양광 전지 시스템을 나타낸 계통도이다.
도 3은 본 발명의 태양광 전지 모듈이 건물 구조체의 외면에 부착되어 있는 것을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 태양광 전지 시트를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 태양광 전지 시트의 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)을 설명한다. 도 1은 태양광 전지의 원리를 나타낸 개념도이고, 도 2는 태양광 전지 시스템을 나타낸 계통도이고, 도 3은 본 발명의 태양광 전지 모듈이 건물 구조체의 외면에 부착되어 있는 것을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 태양광 전지 시트를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 태양광 전지 시트의 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다.

본 발명의 태양광 전지 모듈(100)은 마이크로 그리드를 실현하기 위한 태양광 전지 시스템(1000)의 구성 요소일 수 있다. 이를 위해, 태양광 전지 시스템(1000)은 태양광 전지 모듈(100)과 인버터(200)와 계통연계장치(300)와 축전 모듈(400)과 전자 제어 유닛(500)을 포함할 수 있다.

태양광 전지 모듈(100)은 “광전 효과”에 의해 태양빛을 전기에너지로 전환하는 발전 모듈일 수 있다. 한편, 태양광 전지 모듈(100)은 복수의 시트가 적층되어 배치된 형태를 가지며, 건물 구조체의 외면에 간편하게 부착되어 설치될 수 있다. 이 경우, “건물 구조체”는 건물 그 자체를 의미하는 것은 물론, 각종 설비 시설물뿐만 아니라 공공시설물도 포함하는 광범위한 개념으로 해석될 수 있다.

인버터(200)와 계통연계장치(300)는 태양광 전지 모듈(100)에서 생산된 직류 전류(DC)를 교류 전류(AC)로 변환하며, 전기가 공급되는 각각의 전자 장치 또는 계통에 맞게 전류를 변환하는 모듈일 수 있다.

축전 모듈(400)은 ESS(Energy storage system)로서, 발전에 의한 전기 에너지를 저장하였다가 필요 시 방전하는 모듈일 수 있다.

전자 제어 유닛(500; Electric control unit)은 상술한 태양광 전지 모듈(100), 인버터(200), 계통연계장치(300) 및 축전 모듈(400)을 전자적으로 제어하는 유닛일 수 있으며, 태양광 전지 모듈(100)에서 생성된 전류를 직접 인버터(200)와 계통연계장치(300)를 통해 각 가정, 사무실 및 전자 기기 등에 공급하거나 축전 모듈(400)에 저장하였다가 추후 전기 에너지의 필요 시 각 가정, 사무실 및 전자 기기 등에 공급할 수 있다.

이하, 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)은 태양광 전지 시트(10)와 부착 시트(20)를 포함할 수 있다.

태양광 전지 시트(10)는 태양광 전지층(11), 기재(12)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 태양광 전지층(11)은 복수의 태양광 전지셀(11-1)이 형성된 플랙시블한 필름 형태의 기판일 수 있다.

한편, 복수의 태양광 전지셀(11-1)과 기재(12)의 사이에는 스페이서(11-2)가 배치될 수 있으며, 스페이서(11-2)는 기판에 복수의 합성섬유 돌기가 형성되어 복수의 태양광 전지셀(11-1)과 기재(12)를 이격시킬 수 있다. 그 결과, 복수의 태양광 전지셀(11-1)에서 방출된 열은 스페이서(11-2)에 의해 형성된 공간을 통해 외부로 배출될 수 있다.

기재(12)는 일면에 태양광 전지층(11)이 적층되어 배치될 수 있고, 타면에 부착 시트(20)가 부착될 수 있다. 즉, 기재(12)는 태양광 전지층(11)을 보호하는 동시에 부착 시트(20)에 부착되어 건물 구조체의 외면에 지지시키는 구성 요소일 수 있다.

기재(12)의 재질은 플랙시블하며 부착력이 우수한 폴리에스터(Polyester)를 포함할 수 있으며(부착성), 기재(12)에는 보강을 위해 격자 형태로 복수의 유리 섬유(12-1)가 배열될 수 있다(내구성).

한편, 평상 시(운반, 보관 시), 기재(12)의 타면은 릴리즈 라이너(12-2)에 의해 커버될 수 있으며, 설치 시 시공자는 기재(12)에서 릴리즈 라이너(12-2)를 벗겨내어 기재(12)의 타면을 외부로 노출시킨 다음 부착 시트(20)에 대향시켜 부착시킬 수 있다.

부착 시트(20)의 일면에 태양광 전지 시트(10)가 적층되어 부착될 수 있으며, 부착 시트(20)의 타면은 건물 구조체의 외면에 부착될 수 있다. 부착 시트(20)에 의해 태양광 전지 시트(10)는 건물 구조체의 외면을 따라 배치될 수 있다.

즉, 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)은 건물 구조체의 외면에 부착 시트(20)를 부착한 다음, 부착 시트(20) 상에 태양광 전지 시트(10)를 적층 부착시키는 것에 의해 설치됨으로써, 건물 구조체의 어디에든 간편하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

나아가 건물 구조체의 외면이 곡면인 경우에도, 부착 시트(20)는 건물 구조체의 곡면을 따라 부착되어, 태양광 전지 시트(10)가 건물 구조체의 곡면을 따라 배치되도록 가이드할 수 있다.

한편, 부착 시트(20)의 재질은 이소불화비닐(PVDF, Polyvinylidene fluoride)을 포함할 수 있으며, 이는 태양광 전지 시트(10)의 기재(12)의 폴리에스터(Polyester)와 물성 상 강한 점착력을 형성하여, 태양광 전지 시트(10)를 안정적으로 고정할 수 있다.

상술한 바에 따르면, 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)은 설치가 간편하며, 태양광 전지 시트(10)가 부착 시트(20)에 의해 가이드되어 건물 구조체의 곡면 여부에 관계없이 최적의 스팟(Spot; 태양광 발전 효율이 높은 지점)에 반듯하게 펼쳐진 상태로 구김없이 배치됨으로써 광전 효율을 높일 수 있다.

한편, 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)의 변형례(미도시)에서는 부착 시트(20)에 가장자리를 따라 블레이드가 배치될 수 있다. 블레이드는 접착력이 없으며 따라서 시공자는 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)의 제거 시, 부착 시트(20)의 블레이드 부분을 당겨 건물 구조체로부터 쉽게 떼어낼 수 있다.

또한, 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)의 다른 변형례(미도시)에서는 부착 시트(20)의 일면에 경사가 형성될 수 있다. 따라서 시공자는 본 발명의 부착 시트(20)의 배치 방향을 결정하여 태양광 전지 시트(10)에 특정 방향으로 경사를 형성함으로써, 태양광 전지 시트(10)가 특정 시간대의 태양과 대향하도록 설계하여 특정 시간대의 광전 효율을 높일 수 있다.

나아가 본 발명의 태양광 전지 모듈(100)의 또 다른 변형례(미도시)에서는 태양광 전지 시트(10)에 이지컷이 형성되어, 시공자의 설계에 따라 태양광 전지 시트(10)를 복수의 파트로 분할하여, 건물 구조체의 외면에서 태양광 발전 효율이 높은 특정 섹터에만 태양광 전지 시트(10)를 배치시킬 수 있다. 이 경우에도, 설치 편의성을 위해, 부착 시트(20)는 건물 구조체의 전면을 커버하도록 연속적인 단일의 시트로 존재할 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (6)

1. 태양광 전지 시트; 및
   일면에 상기 태양광 전지 시트가 적층되어 부착되는 부착 시트를 포함하고,
   상기 태양광 전지 시트는,
   복수의 태양광 전지셀로 형성된 플렉시블한 기판 형태의 태양광 전지층과,
   상기 태양관 전지층을 보호함과 동시에 상기 부착 시트에 부착되되, 격자 형태로 복수의 유리 섬유가 배열되는 보강으로 건물 구조체의 외면을 지지하는 기재와,
   상기 태양광 전지층과 상기 기재의 사이에 설치되되, 복수의 합성섬유 돌기가 형성되어 상기 태양광 전지셀과 상기 기재를 이격시키는 스페이서를 포함하며,
   상기 부착 시트는,
   이소불화비닐(PVDF, Polyvinylidene fluoride)을 포함하여 이루어지며, 타면이 건물 구조체의 외면에 부착되어, 상기 태양광 전지 시트를 건물 구조체의 외면을 따라 배치시키는 것을 특징으로 하는 태양광 전지 모듈.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 기재의 재질은 폴리에스터(Polyester)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 전지 모듈.
   
   
6. 삭제

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