KR102298674B1 - 태양 전지 모듈 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 태양 전지 패널; 상기 태양 전지 패널에 연결되어 직류 전류를 제공 받는 단자, 상기 단자에 전기적으로 연결되어 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터 부재, 그리고 상기 교류 전류를 전달하는 교류 출력 케이블을 포함하는 일체형 인버터; 및 상기 교류 출력 케이블이 연결되며, 상기 일체형 인버터에 고정되는 트렁크 케이블을 포함한다.

Description

태양 전지 모듈 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치{SOLAR CELL MODULE AND PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 태양 전지 모듈 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 연결 구조를 개선한 태양 전지 모듈 및 태양광 발전 장치에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 전지는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.
태양 전지를 구비하는 태양 전지 패널은 정션 박스에 연결되고, 정션 박스는 정션 박스로부터 인출된 직류 출력 케이블을 통하여 직류-교류 인버터에 연결된다. 좀더 구체적으로는, 정션 박스로부터 인출된 (+) 단자의 출력 케이블과 (-) 단자의 출력 케이블에 의하여 전달된 직류 전압 또는 직류 전류가 직류-교류 인버터에 의하여 교류 전압 또는 교류 전류로 전환된다. 직류-교류 인버터에 의하여 생성된 교류 전압 또는 교류 전류는 다시 교류 출력 케이블에 의하여 다른 태양 전지 모듈과 연결되거나, 전력망, 전력 계통 등에 연결된다.
이때, 정션 박스와 직류-교류 인버터가 서로 별개로 제조되어 설치되어야 하므로(예를 들어, 별도의 케이스에 각기 따로 제조되어 각기 설치되어야 하므로), 태양 전지 모듈에 적용될 경우 설치 공간이 증가하고 설치 시간이 증가한다. 더욱이, 정션 박스과 직류-교류 인버터 사이에 직류 출력 케이블(즉, 두 개의 출력 케이블)를 위치시켜 이들을 연결하여야 하므로, 설치 공간 및 설치 시간이 추가로 요구된다. 특히, 출력 케이블은 그 부피, 무게 등이 커서 설치 시 큰 어려움이 있다. 이에 따라 정션 박스 및 직류-교류 인버터의 설치 공정의 생산성이 매우 낮다. 또한, 정션 박스와 직류-교류 인버터를 연결하는 두 개의 출력 케이블은 운송, 사용 과정 중에 흔들리거나 이로부터 이탈될 수 있고, 이에 따라 태양 전지 패널에 충돌하여 태양 전지 패널을 손상시키는 등의 다양한 문제를 발생시킬 수 있다. 더욱이, 복수 개의 태양 전지 모듈을 연결하기 위한 구조가 복잡해져서 포장, 운송 등에 불편함이 있다.
본 발명은 각각의 구조가 간단하며 이웃한 태양 전지 모듈 및/또는 전력 계통과의 연결 구조를 단순화할 수 있는 태양 전지 모듈 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈은, 태양 전지 패널; 상기 태양 전지 패널에 연결되어 직류 전류를 제공 받는 단자, 상기 단자에 전기적으로 연결되어 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터 부재, 그리고 상기 교류 전류를 전달하는 교류 출력 케이블을 포함하는 일체형 인버터; 및 상기 교류 출력 케이블이 연결되며, 상기 일체형 인버터에 고정되는 트렁크 케이블을 포함한다.
상기 태양 전지 패널의 외곽부에 고정되는 프레임을 포함하고, 상기 일체형 인버터는 상기 프레임에 체결되는 체결부를 포함할 수 있다. 상기 트렁크 케이블이 상기 프레임에서 상기 체결부가 위치한 프레임 부분에 위치할 수 있다.
상기 교류 출력 케이블이 상기 일체형 인버터의 일측으로부터 인출될 수 있다. 상기 트렁크 케이블이 상기 프레임 부분을 따라 연장되어, 상기 프레임 부분에서 상기 일체형 인버터의 상기 일측에 인접한 일측에 상기 트렁크 케이블의 일측이 고정되고, 상기 프레임 부분의 타측에 상기 트렁크 케이블의 타측이 고정될 수 있다.
상기 교류 출력 케이블은, 제1 케이블 부분과, 상기 제1 케이블 부분의 단부에 위치하는 제1 커넥터를 포함할 수 있다. 상기 트렁크 케이블은, 제2 케이블 부분과, 상기 제2 케이블 부분의 일 단부에 위치하며 상기 제1 커넥터와 접속되는 구조를 가지는 제2 커넥터 및 상기 제2 커넥터와 다른 구조를 가지는 제3 커넥터를 포함하는 연결 커넥터와, 상기 제2 케이블 부분의 다른 단부에 위치하여 상기 제3 커넥터와 접속되는 구조를 가지는 제4 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 태양 전지 패널의 외곽부에 고정되는 프레임을 포함하고, 상기 일체형 인버터는 상기 프레임에 체결되는 체결부를 포함할 수 있다. 상기 교류 출력 케이블이 상기 일체형 인버터의 일측으로부터 인출될 수 있다. 상기 트렁크 케이블이 상기 프레임 부분을 따라 연장되어, 상기 연결 커넥터가 상기 프레임 부분에서 상기 일체형 인버터의 상기 일측에 인접한 일측에 위치하고, 상기 제4 커넥터가 상기 프레임 부분의 타측에 위치할 수 있다.
상기 태양 전지 패널의 외곽부에 고정되는 프레임을 포함하고, 상기 프레임은 상기 트렁크 케이블을 고정하는 케이블 홀더를 포함할 수 있다.
상기 케이블 홀더가 상기 프레임에 고정되는 고리 형상을 가질 수 있다.
상기 케이블 홀더가 상기 프레임의 일부를 절곡하여 형성될 수 있다.
상기 케이블 홀더가 상기 케이블이 탈착 가능하게 끼워지는 케이블 삽입부를 포함할 수 있다.
상기 태양 전지 패널의 외곽부에 고정되는 프레임을 포함하고, 상기 일체형 인버터는 상기 단자 및 상기 인버터 부재를 수용하는 내부 공간부와 상기 체결부를 포함하는 케이스를 포함할 수 있다. 상기 체결부는, 상기 프레임에 체결되는 체결 부분과, 상기 체결 부분으로부터 복수로 절곡되어 상기 내부 공간부까지 연장되는 연장 부분을 포함할 수 있다. 상기 연장 부분을 지나면서 상기 트렁크 케이블이 위치할 수 있다.
상기 프레임은, 상기 태양 전지 패널이 삽입되는 패널 삽입부, 상기 패널 삽입부로부터 후방을 향해 연장되는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 절곡 연장되는 제2 부분을 포함하는 연장부를 포함할 수 있다. 상기 체결 부분은, 상기 제2 부분의 내면에 밀착되어 상기 제2 부분에 체결될 수 있다. 상기 연장 부분은, 상기 태양 전지 패널을 향해 연장되는 제1 연장 부분과, 상기 제1 연장 부분으로부터 절곡되어 태양 전지 패널과 평행하게 연장되는 제2 연장 부분과, 상기 제2 연장 부분으로부터 절곡되어 상기 태양 전지 패널의 후방을 향하여 연장된 제3 연장 부분을 포함할 수 있다. 상기 트렁크 케이블이 상기 제1 연장 부분, 상기 제2 연장 부분, 상기 제3 연장 부분에 의하여 정의된 공간을 지나도록 위치할 수 있다.
상기 체결 부분과 상기 제3 연장 부분 사이의 간격이 상기 트렁큰 케이블의 직경과 같거나 그보다 클 수 있다.
상기 체결 부분과 상기 제3 연장 부분 사이를 덮는 브라켓 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 브라켓 부재가 상기 제2 연장 부분에 탈착 가능하게 고정될 수 있다.
상기 제2 연장 부분에 걸림 홈이 형성되고, 상기 브라켓 부재에 상기 걸림 홈에 걸리는 래치 구조가 형성될 수 있다.
상기 케이스가, 제1 케이스 부분과, 제2 케이스 부분을 포함하고, 상기 제1 케이스 부분에 상기 체결부가 형성될 수 있다. 상기 제2 케이스 부분에 상기 체결부에 고정되는 고정부를 포함하며, 상기 체결부는 상기 고정부의 가장자리를 따라 적어도 하나 형성된 고정 돌기를 포함할 수 있다. 상기 고정 돌기와 상기 체결 부분 사이에 상기 트렁크 케이블이 위치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 장치는, 서로 이웃한 제1 태양 전지 모듈 및 제2 태양 전지 모듈을 포함하는 복수 개의 태양 전지 모듈을 포함한다. 상기 복수 개의 태양 전지 모듈 각각은, 태양 전지 패널; 상기 태양 전지 패널에 연결되어 직류 전류를 제공 받는 단자, 상기 단자에 전기적으로 연결되어 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터 부재, 그리고 상기 교류 전류를 전달하는 교류 출력 케이블을 포함하는 일체형 인버터; 및 상기 교류 출력 케이블이 연결되는 트렁크 케이블을 포함한다. 상기 제1 태양 전지 모듈의 상기 트렁크 케이블과 상기 제2 태양 전지 모듈의 상기 트렁크 케이블을 접속하여 상기 제1 태양 전지 모듈과 상기 제2 태양 전지 모듈을 연결한다.
상기 교류 출력 케이블 각각은, 제1 케이블 부분과, 상기 제1 케이블 부분의 단부에 위치하는 제1 커넥터를 포함할 수 있다. 상기 트렁크 케이블 각각은, 제2 케이블 부분과, 상기 제2 케이블 부분의 일 단부에 위치하며 상기 제1 커넥터와 접속되는 구조를 가지는 제2 커넥터 및 상기 제2 커넥터와 다른 구조를 가지는 제3 커넥터를 포함하는 연결 커넥터와, 상기 제2 케이블 부분의 다른 단부에 위치하여 상기 제3 커넥터와 접속되는 구조를 가지는 제4 커넥터를 포함할 수 있다. 상기 제1 태양 전지 모듈의 상기 제3 커넥터에 상기 제2 태양 전지 모듈의 상기 제4 커넥터를 접속하여 상기 제1 태양 전지 모듈과 상기 제2 태양 전지 모듈을 연결할 수 있다.
상기 태양 전지 모듈 각각에서, 상기 교류 출력 케이블이 상기 일체형 인버터의 일측으로부터 인출되고, 상기 연결 커넥터가 상기 일체형 인버터의 상기 일측에 인접한 일측에 위치하고, 상기 제4 커넥터가 상기 프레임 부분의 타측에 위치할 수 있다.
상기 복수의 태양 전지 모듈이 병렬로 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른 태양 전지 모듈의 일체형 인버터는 리본에 연결되는 단자 및/또는 우회 경로를 제공하는 바이패스 다이오드와, 직류 전류를 교류 전류로 전환하는 인버터 부재가 일체화 또는 통합되어 형성된다. 이들을 일체화하여 형성하는 것에 의하여 설치 공정을 단순화하고 구조를 간단하게 할 수 있다. 그리고 단자 및/또는 바이패스 다이오드와 인버터 부재를 회로 패턴으로 연결하는 것에 의하여 이들을 연결하기 위한 출력 케이블(즉, 직류 출력 케이블) 등을 사용하지 않아도 되고, 이에 의하여 구조를 단순화하고 출력 케이블에 의하여 발생할 수 있는 태양 전지 패널의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 각 태양 전지 모듈에서 일체형 인버터에서 인출된 교류 출력 케이블과 다른 태양 전지 모듈, 전력망, 전력 계통과의 연결을 위한 트렁크 케이블의 구조를 단순화하여 복수 개의 태양 전지 모듈을 연결하는 구조를 단순화할 수 있다. 그리고 각 태양 전지 모듈의 포장, 운송 시의 편의성을 향상할 수 있다. 또한, 외력, 바람 등에 의한 진동이 있는 경우에도 교류 출력 케이블, 트렁크 케이블 등이 분리되지 않고 안정적으로 고정되도록 하여, 태양 전지 모듈의 안정성 및 신뢰성을 크게 할 수 있다. 특히, 본 실시예의 일체형 인버터와 같이 교류 출력 케이블이 상대적으로 큰 직경을 가지는 경우에 상술한 효과가 극대화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 도시한 전면 사시도이다.
도 2는 도 1의 태양 전지 모듈을 도시한 배면 사시도이다.
도 3은 도 1의 III-III 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 4는 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 도 2의 A 부분을 확대하여 일체형 인버터를 태양 전지 패널로부터 분리하여 태양 전지 패널에 인접한 일체형 인버터의 면이 보이도록 도시한 분해 회전 사시도이다.
도 6은 도 1에 도시한 일체형 인버터의 일부를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 5의 VII-VII 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 8은 도 1의 태양 전지 모듈의 일체형 인버터에 적용될 수 있는 다양한 변형예들을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 1에 도시한 태양 전지 모듈의 일체형 인버터에 적용될 수 있는 단자와 이에 연결되는 리본을 도시한 사시도이다.
도 10은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 변형예에 따른 태양 전지 모듈의 케이블 홀더를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 다른 변형예에 따른 태양 전지 모듈의 케이블 홀더를 도시한 단면도이다.
도 13은 도 1의 태양 전지 모듈이 이웃한 태양 전지 모듈과 연결되어 형성된 태양광 발전 장치를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 태양광 발전 장치의 간략한 회로 구조도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈 및 태양광 발전 장치를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양 전지 모듈을 도시한 전면 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양 전지 모듈을 도시한 배면 사시도이다. 그리고 도 3은 도 1의 III-III 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 전지 모듈(100)은, 태양 전지(12)를 포함하는 태양 전지 패널(10)과, 태양 전지 패널(10)에 연결되며 교류 출력 케이블(38)을 포함하는 일체형 인버터(30)와, 이웃한 태양 전지 모듈(100)과의 연결, 또는 전력망, 전력 계통 등으로의 연결을 위한 트렁크 케이블(90)을 포함한다. 태양 전지 모듈(100)은 태양 전지 패널(10)의 외곽부를 고정하는 프레임(20)를 포함할 수 있다. 태양 전지 패널(10)과 프레임(20) 사이에는 이들을 밀봉 및 접착하는 밀봉 부재(도시하지 않음)가 위치할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 태양 전지 패널(10) 및 프레임(20)을 설명하고, 도 4 내지 도 9를 참조하여 일체형 인버터(30)를 설명한 다음, 도 10 내지 도 14를 참조하여 교류 출력 케이블(38)과 트렁크 케이블(90), 그리고 이들을 이용한 연결 구조를 상세하게 설명한다.
태양 전지 패널(10)은 적어도 하나의 태양 전지(12)를 포함한다. 그리고 태양 전지 패널(10)은, 태양 전지(12)를 감싸면서 밀봉하는 밀봉층(14)과, 밀봉층(14)의 일면 위에서 태양 전지(12)의 전면에 위치하는 전면 기판(16)과, 밀봉층(14)의 타면 위에서 태양 전지(12)의 후면에 위치하는 후면 기판(18)을 포함할 수 있다.
일 예로, 태양 전지(12), 반도체 기판(예를 들어, 단결정 반도체 기판, 좀더 구체적으로, 단결정 실리콘 웨이퍼)과, 반도체 기판에 또는 반도체 기판 위에 형성되며 서로 반대되는 도전형을 가지는 제1 및 제2 도전형 영역과, 이들에 각기 연결되는 제1 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 반도체 기판은 낮은 도핑 농도의 p형 또는 n형을 가질 수 있고, 제1 및 제2 도전형 영역 중 하나는 p형을 가질 수 있고 다른 하나는 n형을 가질 수 있다. 그리고 제1 또는 제2 도전형 영역은 반도체 기판의 일부에 도펀트를 도핑하여 형성되는 도핑 영역으로 이루어질 수도 있고, 반도체 기판 위에 별도로 형성되며 도펀트가 도핑된 반도체층으로 이루어질 수 있다. 그리고 태양 전지(12)가 복수로 구비되며, 태양 전지(12)의 제1 전극과 이에 이웃한 태양 전지(12)의 제2 전극은 리본(122) 등에 의하여 연결되어, 복수 개의 태양 전지(12)가 하나의 열을 이루는 태양 전지 스트링(string)을 형성할 수 있다. 태양 전지(12)의 구조 및 복수의 태양 전지(12)의 연결 구조 등은 알려진 다양한 구조가 적용될 수 있다.
이와 같이 본 실시예에서는 태양 전지(12)로 실리콘 단결정 반도체 태양 전지를 사용하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 박막 태양 전지, 염료 감응 태양 전지, 탠덤형 태양 전지, 화합물 반도체 태양 전지 등 다양한 구조의 태양 전지를 태양 전지(12)로 사용할 수 있다. 그리고 복수 개의 태양 전지(12)를 구비하는 것을 예시하였으나, 하나의 태양 전지(12)만을 구비하는 것도 가능하다.
밀봉층(14)은, 태양 전지(12)와 전면 기판(16) 사이에 위치하는 제1 밀봉층(14a)과, 태양 전지(12)와 후면 기판(18) 사이에 위치하며 제1 밀봉층(14b)과 접합되는 제2 밀봉층(14b)을 포함할 수 있다. 밀봉층(14)은 태양 전지(12)를 감싸면서 밀봉하여, 태양 전지(12)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소를 차단한다. 그리고 태양 전지 모듈(100)을 구성하는 부분(즉, 전면 기판(16), 태양 전지(12), 및 후면 기판(18))들을 화학적으로 결합한다. 후면 기판(18), 제2 밀봉층(14b), 태양 전지(12) 또는 태양 전지 스트링, 제1 밀봉층(14a) 및 전면 기판(16)을 차례로 적층한 후에 이들을 열 및/또는 압력을 가하여 접합하는 라미네이션 공정 등을 수행하여 이들을 일체화할 수 있다.
제1 밀봉층(14a)과 제2 밀봉층(14b)은 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다. 이때, 제1 밀봉층(14a)과 제2 밀봉층(14b)은 서로 같은 물질로 이루어질 수도 있고, 서로 다른 물질로 이루어질 수 도 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 및 제2 밀봉층(14a, 14b)은 그 외 다양한 물질을 이용하여 라미네이션 이외의 다른 방법에 의하여 형성될 수 있다.
전면 기판(16)은 제1 밀봉층(14a) 상에 위치하여 태양 전지 패널(10)의 전면을 구성한다. 전면 기판(16)은 외부의 충격 등으로부터 태양 전지(12)를 보호할 수 있는 강도와 태양광 등의 광을 투과할 수 있는 광 투과성을 가지는 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 전면 기판(16)은 유리 기판 등으로 구성될 수 있다. 이때, 강도를 향상할 수 있도록 전면 기판(16)이 강화 유리 기판으로 구성될 수도 있고, 그 외의 다양한 특성을 향상할 수 있는 다양한 물질을 추가적으로 포함하는 등과 같이 다양한 변형이 가능하다. 또는, 전면 기판(16)이 수지 등으로 구성되는 시트 또는 필름일 수도 있다. 즉, 본 발명이 전면 기판(16)의 물질에 한정되는 것은 아니며, 전면 기판(16)이 다양한 물질로 구성될 수 있다.
후면 기판(18)는 제2 밀봉층(14b) 상에 위치하여 태양 전지(12)의 후면에서 태양 전지(12)를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 할 수 있다.
후면 기판(18)은 외부의 충격 등으로부터 태양 전지(12)를 보호할 수 있는 강도를 가질 수 있으며, 원하는 태양 전지 패널(10)의 구조에 따라 광을 투과하거나 반사하는 특성을 가질 수 있다. 일 예로, 후면 기판(18)을 통하여 광이 입사되도록 하는 구조에서는 후면 기판(18)이 투광성 물질을 가질 수 있고, 후면 기판(18)을 통하여 광이 반사되도록 하는 구조에서는 후면 기판(18)이 비투광성 물질 또는 반사 물질 등으로 구성될 수 있다. 일 예로, 후면 기판(18)는 유리와 같은 기판 형태로 구성될 수도 있고, 필름 또는 시트 등의 형태로 구성될 수 있다. 예를 들어, 후면 기판(18)이 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입이거나, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 적어도 일면에 형성된 폴리불화비닐리덴(poly vinylidene fluoride, PVDF) 수지 등으로 구성될 수 있다. 폴리불화비닐리덴은 (CH2CF2)n의 구조를 지닌 고분자로서, 더블(Double)불소분자 구조를 가지기 때문에, 기계적 성질, 내후성, 내자외선성이 우수하다. 본 발명이 후면 기판(18)의 물질 등에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이 복수의 층으로 구성된 태양 전지 패널(10)을 안정적으로 고정하기 위하여 태양 전지 패널(10)의 외곽부가 고정되는 프레임(20)이 위치할 수 있다. 도면에서는 태양 전지 패널(10)의 외곽부 전체가 프레임(20)에 고정되는 것으로 도시되어 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 프레임(20)이 태양 전지 패널(10)의 일부 가장자리만을 고정하는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서 프레임(20)은, 태양 전지 패널(10)의 적어도 일부가 삽입되는 패널 삽입부(22)와, 패널 삽입부(22)로부터 외부를 향해 연장되는 연장부(24)를 포함할 수 있다.
좀더 구체적으로 패널 삽입부(22)는, 태양 전지 패널(10)의 전면에 위치한 전면 부분(222), 태양 전지 패널(10)의 측면에 위치한 측면 부분(224), 태양 전지 패널(10)의 후면에 위치한 후면 부분(226)이 서로 연결되어, 이 내부에 태양 전지 패널(10)의 외곽부가 위치하도록 할 수 있다. 일례로, 제1 프레임(141)은 두 번 절곡되어 내부에 태양 전지 패널(10)의 가장자리가 위치하도록 하는 "ㄷ"자 단면 형상 또는 "U"자 형상을 가질 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 전면 부분(222), 측면 부분(224) 및 후면 부분(226) 중 어느 하나 또는 일부가 위치하지 않을 수도 있다. 그 외에도 다양한 변형이 가능하다.
패널 삽입부(22)로부터 후방으로 연장되는 연장부(24)는, 패널 삽입부(22)로부터 후방을 향해 연장되며 측면 부분(224)과 평행하게 형성되는(또는 측면 부분(224)과 동일 평면 상에 형성되는) 제1 부분(242)과, 제1 부분(242)으로부터 절곡 연장되어 태양 전지 패널(12)의 후면 또는 후면 부분(226)과 일정 간격을 두고 제2 부분(244)를 포함할 수 있다. 제2 부분(244)은 태양 전지 패널(12)의 후면 또는 후면 부분(226)과 평행하거나 이와 경사지게 형성될 수 있다. 이에 의하여 연장부(24)는 한 번 절곡 형성되어 후면 부분(226)과의 사이에 공간을 형성하는 "ㄴ"자 형상 또는 "L"자 단면 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 연장부(24)는 프레임(20)의 강도를 증가시키고 가대, 지지체 또는 바닥면 등에 고정되는 부분으로서, 연장부(24)에는 가대, 지지체, 또는 바닥면과의 체결을 위한 체결 부재(도시하지 않음)가 체결되는 홀(24a)이 형성될 수 있다. 이와 같이 태양 전지 패널(10)과 이격된 제2 부분(244)에 체결 부재 등을 체결하므로 체결 부재를 이용한 태양 전지 모듈(100)의 설치 시에 태양 전지 패널(10)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
체결 부재 등을 안정적으로 고정할 수 있도록 제2 부분(244)은 후면 부분(226)과 같거나 이보다 더 큰 면적을 가지도록(즉, 같거나 더 큰 폭을 가지도록) 형성될 수 있다. 그리고 체결 부재의 구조 등은 알려진 다양한 구조가 사용될 수 있다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 연장부(24)가 그 외의 다양한 형상을 가질 수 있다.
이러한 프레임(20)은 다양한 방법으로 태양 전지 패널(10)에 고정될 수 있다. 일례로, 태양 전지 패널(10)의 외곽부를 이루는 부분을 탄성을 가지는 부분(일례로, 탄성을 가지는 테이프)으로 형성하여, 이 탄성을 가지는 부분을 이용하여 패널 삽입부(22) 내에 태양 전지 패널(10)을 삽입할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 프레임(20)를 구성하는 부분들을 태양 전지 패널(10)의 외곽부에서 조립하여 결합하는 등 다양한 변형이 가능하다.
그리고 본 실시예에서는 태양 전지 패널(10)의 태양 전지(12)에 연결되는 일체형 인버터(30)를 구비할 수 있다. 일 예로, 일체형 인버터(30)는 태양 전지 패널(10)의 후면에 위치할 수 있고, 태양 전지 패널(10)의 상단 부분에 인접하여 위치할 수 있다. 이때, 일체형 인버터(30)의 두께(T1)은 프레임(20)의 연장부(24)의 높이(H1)(좀더 구체적으로, 제1 부분(242)의 높이)와 같거나 이보다 작을 수 있다. 여기서, 연장부(24)의 높이(H1)은 태양 전지 패널(10)의 후면으로부터 연장부(24)의 제2 부분(24)의 외부면까지의 거리로 정의될 수 있다. 이에 따라, 일체형 인버터(30)가 제2 부분(244)의 외면으로부터 돌출되지 않는 두께를 가질 수 있다. 즉, 일체형 인버터(30)의 후면(태양 전지 패널(10)로부터 멀리 위치한 면)은 제2 부분(244)의 외면과 동일 평면 상에 위치하거나 이보다 태양 전지 패널(10)에 가까이 위치할 수 있다. 그리고 일체형 인버터(30)에서 연장부(24)의 내부에 위치하는 부분의 후면(태양 전지 패널(10)로부터 멀리 위치한 면)은 제2 부분(244)의 내면과 같거나 이보다 태양 전지 패널(10)에 가까이 위치하도록 하여, 연장부(24) 내부에 쉽게 위치하도록 할 수 있다. 이에 의하여 태양 전지 모듈(100)의 부피를 최소화하고 태양 전지 패널(10)의 후방 쪽의 공간을 효율적으로 활용할 수 있다. 그리고 본 실시예에서 일체형 인버터(30)는, 태양 전지 패널(10)의 상단 부분에 인접한 프레임(20)의 연장부(24)와 결합되거나, 및/또는 태양 전지 패널(10)의 후면에 부착될 수 있다. 이에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 일체형 인버터(30)는 종래의 정션 박스의 적어도 일부와 인버터의 적어도 일부를 일체화한 것으로서, 정션 박스 일체형 인버터, 바이패스 다이오드 일체형 인버터, 일체형 정션 박스, 인버터 일체형 정션 박스 등으로 명명될 수도 있다. 이러한 일체형 인버터(30)를 도 1 내지 도 3과 함께 도 4 내지 9를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다. 도 4 내지 도 9에서는 명확하고 단순한 도시를 위하여 트렁크 케이블(90)의 도시를 생략한다.
도 4는 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 분해 사시도이고, 도 5는 도 2의 A 부분을 확대하여 일체형 인버터(30)를 태양 전지 패널(10)로부터 분리하여 태양 전지 패널(10)에 인접한 일체형 인버터(30)의 면이 보이도록 도시한 분해 회전 사시도이다. 도 6은 도 1에 도시한 일체형 인버터(30)의 일부를 도시한 사시도이다. 간략하고 명확한 도면을 위하여 도 4에서는 포팅 부재(372)의 도시를 생략하였으며, 포팅 부재(372)에 대해서는 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 일체형 인버터(30)는 태양 전지(도 3의 참조부호 12, 이하 동일)(또는 태양 전지 패널(10), 이하 동일)에 연결되는 단자(31)와, 직류-교류 인버터(352)를 포함하는 인버터 부재(35)와, 단자(31) 및 인버터 부재(35)가 위치하는 회로 기판(37)과, 회로 기판(37)을 수용하는 케이스(39)를 포함한다. 그리고 단자(31)와 인버터 부재(35) 사이에 위치한 바이패스 다이오드(33)가 단자(31) 및 인버터 부재(35)에 회로 패턴에 의하여 연결될 수 있다.
본 실시예에서는 케이스(39)(좀더 구체적으로는, 제1 케이스(49))가 전도성 물질층을 포함하여, 제1 케이스(49)에 의하여 접지가 이루어진다. 좀더 구체적으로는, 본 실시예에 따른 일체형 인버터(30)는 제1 케이스(49)와 회로 기판(37)을 접지하는 제1 접지 구조(72)를 포함하고, 제1 케이스(49)와 프레임(20)을 접지하는 제2 접지 구조(74)를 포함할 수 있다. 제1 케이스(49)가 서로 결합되는 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)을 포함하면, 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)을 접지하는 제3 접지 구조(76)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 내지 제3 접지 구조(72, 74, 66)는 제1 내지 제3 체결 부재(62, 64, 66)를 체결하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
본 실시예에서는 단자(31) 및/또는 바이패스 다이오드(33)와, 인버터 부재(35)가 일체화되어 형성된다.
여기서, 일체화되었다고 함은, 설치 공정 시 또는 설치 공정 후에 태양 전지 패널(10) 및/또는 프레임(20)에 고정될 때 하나의 부품, 물품, 물체 또는 부재로 인식되는 모든 상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일체화되었다고 함은, 동일한 케이스 내부에 함께 위치하여 동일한 케이스에 의하여 일체화되는 것을 의미할 수도 있고, 동일한 부재에 끼워지거나 부착되는 등에 의하여 고정되어 동일한 부재에 의하여 일체화되는 것을 의미할 수도 있고, 동일한 부재의 일부를 구성하도록 동일한 부재에 함께 형성된 것을 의미할 수도 있고, 동일한 부재에 의하여 함께 감싸지거나 고정되는 것을 의미할 수도 있다. 반대로, 별도의 출력 케이블 등에 의하여 연결된 것은 일체화되었다고 보기 힘들 수 있다. 이때, 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)는 서로 탈착 불가능하게 일체화될 수도 있고, 서로 탈착 가능하게 일체화되어 수리, 교체 시에 쉽게 탈착되도록 할 수도 있다.
본 실시예에 따른 일체형 인버터(30)는 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 회로 패턴(또는 회로, 배선)을 가지는 회로 기판(37) 상에 함께 형성된다. 이에 의하여 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 회로 기판(37)에 의하여 일체화된다고 볼 수 있다. 그리고, 도 6에 도시한 바와 같이, 회로 기판(37)를 덮거나 감싸면서 포팅 부재(372)가 위치할 수 있는데, 이에 따라 포팅 부재(372)에 의하여 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 일체화된다고 볼 수도 있다. 또한, 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 형성된 회로 기판(37)은 동일한 케이스(39) 내부에 위치할 수 있다. 이에 의하여 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)는 동일한 케이스(39)에 의하여 일체화된다고 볼 수도 있다.
본 실시예에서는 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 동일한 회로 기판(37), 동일한 포팅 부재(372) 및 동일한 케이스(39)에 의하여 일체화된 것을 예시하였다. 좀더 상세하게는, 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 동일한 회로 기판(37) 상에 위치하고 있고, 포팅 부재(372)가 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 및 회로 기판(37)을 덮으면서 형성되어, 단자(31), 인버터 부재(33), 회로 기판(37) 및 포팅 부재(372)가 일체화되어 회로 기판부(300)를 구성한다. 이러한 회로 기판부(300)는 케이스(39)에 의하여 케이스(39) 내부에서 고정될 수 있다. 이에 의하여 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 좀더 견고하게 일체화될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이들을 일체화할 수 있는 다양한 방법 중에 적어도 하나만을 사용하여 간단한 구조로 이들을 일체화하는 것도 가능하다. 그리고 본 실시예에서는 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)를 함께 일체화하는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 바이패스 다이오드(33)와 인버터 부재(35)만이 일체화되는 것도 가능하며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서 케이스(39)는 일체화된 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 위치하는 공간을 제공하고 태양 전지 패널(10) 및/또는 프레임(20)에 안정적으로 고정될 수 있는 다양한 구조 및 형상을 가질 수 있다.
일 예로, 본 실시예에서 케이스(39)는, 외부 형상 또는 외곽면을 형성하며 태양 전지 패널(10) 및/또는 프레임(20)에 고정되는 제1 케이스(49)를 포함하고, 제1 케이스(49)의 내부에 위치하며 회로 기판부(300)를 수용하는 제2 케이스(59)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 케이스(59)는 제1 케이스(49)에 탈착 가능하게 고정되어, 제2 케이스(59)의 내부에 수용된 회로 기판부(300)를 제1 케이스(49) 내에 쉽게 고정할 수 있도록 하거나 제1 케이스(49)로부터 쉽게 분리할 수 있도록 한다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
도 4 및 도 5와 함께 도 7을 참조하여 제1 케이스(49)를 좀더 상세하게 설명한다. 도 7은 도 5의 VII-VII 선을 따라 잘라서 본 단면도이다.
본 실시예에서 제1 케이스(49)는, 서로 접합되어 일체의 케이스를 형성하는 제1 케이스 부분(491) 및 제2 케이스 부분(492)을 포함한다. 이에 의하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)이 분리된 상태에서는 회로 기판부(300) 및/또는 제2 케이스(49)를 넣거나 빼는 것이 쉽게 이루어지도록 하고, 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)이 결합된 상태에서는 내부에 위치한 회로 기판부(300) 및 제2 케이스(49)를 안정적으로 수용하도록 할 수 있다.
여기서, 제1 케이스 부분(491)은, 바닥면(4942)과 측면(4944)을 구비하여 내부 공간이 위치하는 내부 공간부(494)와, 내부 공간부(494)의 상단으로부터 바닥면(4942)과 평행 또는 경사지게 연장되는 접합 플랜지(496)를 포함할 수 있다. 이때, 바닥면(4942)의 모든 가장자리에 측면(4944)이 형성되어 내부 공간부(494)가 내부 공간의 일면만이 개방되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 바닥면(4942)이 사각형인 경우에는 사각형을 구성하는 네 개의 가장자리로부터 각기 연장되는 네 개의 측면(4944)를 구비하여 직육면체에서 하나의 면만이 형성되지 않은 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 내부 공간부(494)는 적어도 다섯 개의 면을 구비하며 일면만이 개방된 구조를 가질 수 있다.
도면에서는 바닥면(4942)이 네 개의 직선을 가지면서 서로 인접한 두 개의 직선이 만나는 부분에서는 라운드진 모서리를 가지는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 바닥면(4942)이 대략적인 사각형 형상을 가지되 사각형 형상의 4개의 모서리에 해당하는 부분이 라운드진 형상을 가질 수 있다. 측면(4944)는 바닥면(4942)의 가장자리로부터 전체적으로 형성되며 바닥면(4942)과 교차하도록(예를 들어, 직교하도록) 연장될 수 있다. 이에 따라 측면(4944)은, 네 개의 직선에 대응하는 네 개의 평면과, 서로 인접한 두 개의 평면 사이에서 각기 위치하는 네 개의 라운드진 곡면을 포함하여 형성될 수 있다. 이에 의하면 내부 공간을 충분하게 확보할 수 있고, 뾰족한 모서리에 의하여 사용자가 다치는 것 등을 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 바닥면(4942) 및 측면(4944)의 형상 등은 다양하게 변형될 수 있다.
접합 플랜지(496)는 측면(4944)로부터 절곡되어 연장되는 형상으로 형성될 수 있다. 접합 플랜지(496)는 접합 부재(493)가 도포되는 영역을 제공하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)이 접합 부재(493)에 의하여 서로 접합될 수 있도록 한다. 이때, 접합 플랜지(496)는 측면(4944)으로부터 절곡되어 외부를 향하여 연장되어, 내부 공간부(494)의 내부 공간을 모두 개방하여 회로 기판부(300)가 접합 플랜지(496)에 걸리지 않고 쉽게 장착되고 이탈되도록 한다. 접합 플랜지(496)는 바닥면(4942)과 평행한 편평한 면으로 구성되거나 및/또는 측면(4944)와 직교하는 편평한 면으로 구성될 수 있다. 그러면, 접합 부재(493)가 접합 플랜지(496) 상에 안정적으로 도포될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서 접합 플랜지(496)는 측면(4944)의 단부로부터 전체적으로 연장되어 평면으로 볼 때 내부 공간부(494)의 내부를 폐쇄하도록 연속적으로 형성된다. 여기서, 접합 플랜지(496)는 동일 평면 상에서 위치하도록 편평한 면으로 이루어지도록 형성될 수 있다. 그러면, 접합 플랜지(496)에 도포되는 접합 부재(493)에 의하여 제1 케이스 부분(491)와 제2 케이스 부분(492)이 전체적으로 접합되는 것에 의하여 제1 케이스(49)의 내부의 기밀성을 높게 유지할 수 있다. 이때, 접합 플랜지(496)의 폭을 전체적으로 균일하게 하여 접합 부재(493)가 균일하게 도포되고 이에 의하여 안정적으로 제1 케이스 부분(491)와 제2 케이스 부분(492)이 접합되도록 할 수 있다. 그리고 수리, 교체 등이 필요할 때 접합 플랜지(496)와 제2 케이스 부분(492)의 사이에 절단 기구(예를 들어, 칼 등)을 넣고 접합 플랜지(496)를 따라 한 바퀴 이동하게 되면 접합 부재(493)를 절단하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)이 쉽게 분리될 수 있다. 즉, 접합 플랜지(496)의 편평한 면을 따라 절단 기구를 이동하면 되므로 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)을 쉽게 분리할 수 있다.
본 실시예에서 제2 케이스 부분(492)은 가장자리가 접합 플랜지(496)의 외측 가장자리와 일치되는 가장자리 형상을 가지면서 내부 공간부(494)의 개방된 일면을 덮는 플레이트 형상을 가질 수 있다.
이때, 제2 케이스 부분(492)은 내부에서 바닥면(4942)과 평행하도록 편평하게 형성되는 내부 부분(497)과, 내부 부분(497)으로부터 외부로 향하면서 제1 케이스 부분(491)로부터 멀어지도록 경사지는 외부 부분(499)를 포함할 수 있다. 외부 부분(499)에서 접합 플랜지(496)와 겹쳐지는 부분은 접합 플랜지(496)와 접합 부재(493)에 의하여 접합된다.
이와 같이 외부를 향하면서 경사지는 외부 부분(499)을 형성하면, 내부 부분(497)과 외부 부분(499)의 사이에 눈으로 시인할 수 있거나 장비로 인식할 수 있는 경계선(또는 경계 부분)이 형성된다. 내부 부분(497)이 접합 플랜지(496)의 위에 위치하거나 접합 플랜지(496)를 벗어나지 않도록 하도록 위치시키는 것에 의하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)의 대략적인 위치를 맞출 수 있다. 이때, 내부 부분(497)은 바닥면(4942)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 외부 부분(499)의 폭(W2)이 접합 플랜지(496)의 폭(W1)보다 크게 형성될 수 있다. 그러면, 내부 부분(497)과 외부 부분(499) 사이의 경계선을 접합 플랜지(496) 내부(즉, 내부 공간 상)에 위치하는 것에 의하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)의 대략적인 위치를 좀더 손쉽게 맞출 수 있다. 이와 같이 내부 부분(497)과 외부 부분(499)의 경계선을 일종의 가이드, 얼라인 마크 등과 같이 사용할 수 있다.
그리고 외부 부분(499)이 외부를 향하면서 내부 부분(497)으로부터 멀어지게 경사지게 되면, 도 7에 도시한 바와 같이, 접합 플랜지(496)와 외부 부분(499) 사이의 거리(즉, 이들 사이에 위치하는 접합 부재(493)의 두께)가 내측 가장자리보다 외측 가장자리에서 좀더 커지게 된다. 그러면, 접합 플랜지(496)의 외측 가장자리 부분에서 제1 케이스 부분(491)와 제2 케이스 부분(492) 사이의 거리가 크므로 절단 기구를 이용하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)을 분리할 때 좀더 쉽게 절단 기구를 접합 플랜지(496)와 외부 부분(499) 사이에 넣어 쉽게 접합 부재(493)를 절단할 수 있다.
서로 겹쳐지는 제1 케이스 부분(491)의 접합 플랜지(496)와 제2 케이스 부분(492)의 외부 부분(499) 사이에 위치하는 접합 부재(493)는 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)을 접합 및 밀봉하여, 외부로부터 불순물, 오염 물질 등이 유입되는 것을 방지하고 밀봉 특성 및 방수 특성을 향상할 수 있다. 접합 부재(493)를 접합 및/또는 밀봉 특성을 가지는 다양한 물질을 사용할 수 있는데, 일 예로, 실런트 등을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 케이스(49)가 내부 공간을 전체적으로 감싸지 않고 형성되는 것도 가능하다. 또한, 제1 케이스 부분(491)의 일부에만 측면이 형성되거나 측면이 형성되지 않고, 제2 케이스 부분(492)의 적어도 일부에 측면이 형성되는 등의 다양한 변형이 가능하다. 그 외에도 제1 케이스(49)가 서로 결합되는 세 개 이상의 부분을 포함하는 것도 가능하며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)을 함께 구비하면 내부에 위치하는 부품 등을 쉽게 넣고 뺄 수 있으며, 이들을 접합 부재(493)에 의하여 접합하는 것에 의하여 내부를 안정적으로 밀폐하여 외부의 습기 등에 의하여 발생할 수 있는 문제를 방지하고, 외부 충격으로부터도 내부에 위치하는 부품 등을 안정적으로 보호할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 케이스(49)가 제1 케이스 부분(491) 및 제2 케이스 부분(492) 중 적어도 하나만을 구비하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제2 케이스 부분(492)이 형성되지 않고 제1 케이스 부분(491)의 접합 플랜지(496)를 태양 전지 패널(10) 쪽으로 밀착하는 것에 의하여 태양 전지 패널(10)이 제2 케이스 부분(492)의 역할을 하도록 하는 등 다양한 변형이 가능하다.
이러한 제1 케이스(49)는, 태양 전지(12), 외부(예를 들어, 다른 태양 전지 모듈(100) 또는 전력망) 등과 연결을 위한 구조를 포함할 수 있다. 즉, 제1 케이스(49)는 태양 전지(12)와의 연결을 위한 리본(122)이 통과하는 제1 관통홀(49a)과, 일체형 인버터(30)에 의하여 생성된 교류 전류(또는, 교류 전압, 전류 전력, 교류 전원)을 전달하는 하나의 교류 출력 케이블(38)이 통과하는 제2 관통홀(49b)을 구비할 수 있다.
즉, 태양 전지(12)와의 연결을 위한 제1 관통홀(49a)과 교류 출력 케이블(38)을 위한 제2 관통홀(49b)이 동일한 제1 케이스(49)에 형성된다. 이는 단자(31) 및/또는 바이패스 다이오드(33)와 인버터 부재(35)를 일체화하였기 때문이다. 종래에는 태양 전지와의 연결을 위한 제1 관통홀은 정션 박스의 케이스에 형성되고 교류 출력 케이블을 위한 제2 관통홀은 인버터 부재가 위치한 인버터의 케이스에 형성되어, 제1 관통홀과 제2 관통홀이 동일한 케이스에 형성될 수 없다. 즉, 본 실시예에서는 태양 전지 패널(10)과의 연결을 위한 구조와 교류 전압을 외부로 제공하는 출력 케이블(38)이 회로 기판(37)에 의하여 일체화되어 형성될 수 있다.
일 예로, 제1 관통홀(49a)은 제1 케이스(49)에서 태양 전지 패널(10)과 인접한 면(즉, 제1 케이스 부분(491)의 바닥면(4942))에 형성될 수 있다. 그러면, 태양 전지(12)로부터 인출되어 제2 밀봉층(14b) 및 후면 기판(18)에 형성된 홀(도시하지 않음)을 통과하여 인출된 리본(122)을 단자(31)에 좀더 짧은 경로로 연결할 수 있다. 제1 관통홀(49a)은 태양 전지 스트링 등에 각기 대응하는 복수 개(n개)의 리본(122)이 함께 관통되는 하나의 홀일 수도 있고, 복수 개의 리본(122)에 대응하며 서로 각기 이격되는 복수 개의 홀을 포함할 수도 있다. 도면에서는 복수 개의 리본(122)이 함께 관통되는 하나의 제1 관통홀(49a)을 포함하여, 제1 케이스 부분(491)의 가공이 좀더 쉽게 이루어질 수 있도록 하는 구조를 도시하였다.
제2 관통홀(49b)은 외부 회로 연결이 용이하게 이루어질 수 있는 위치에 형성될 수 있다. 일 예로, 본 실시예에서 단자(31)로부터 멀리 떨어진 측면(4944)에 제2 관통홀(49b)이 위치하여 태양 전지 패널(10)로부터 단자(31)로 제공된 전압이 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)를 순차적으로 통과한 후에 교류 출력 케이블(38)을 통하여 외부로 인출되도록 할 수 있다. 이에 의하여 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)의 배치가 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.
본 실시예에서는 리본(122)에 연결되는 단자(31) 및/또는 바이패스 다이오드(33)가 위치하는 일체형 컨버터(30)의 출력 케이블이 교류 출력 케이블(38)로 구성된다. 이에 따라 하나의 교류 출력 케이블(38)이 제2 관통홀(49b)을 통하여 외부로 인출될 수 있다. 일반적으로 교류 출력 케이블(38)은 3상 전압(전류)를 가지는 세 개의 도선을 구비할 수 있는데, 하나의 교류 출력 케이블(38)은 세 개의 도선을 포함하는 것이다. 하나의 교류 출력 케이블(38)을 구성하는 세 개의 도선은 하나로 합쳐져서 하나의 제2 관통홀(49b)을 통과할 수 있다. 이에 의하여 구조를 단순화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 세 개의 도선을 각기 다른 제2 관통홀(49b)을 통하여 인출하는 등 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서는 리본(122)과 연결되는 단자(31) 및/또는 바이패스 다이오드(33)가 위치하는 일체형 인버터(30)에서 출력되는 출력 케이블이 교류 출력 케이블(38)로 구성되고, 직류 출력 케이블을 구비하지 않는다. 이는 단자(31) 및/또는 바이패스 다이오드(33)와 인버터 부재(35)를 일체화하였기 때문이다. 종래에는 단자 및 바이패스가 위치하는 정션 박스에서 직류 전압 또는 직류 전류를 인출하므로 (+) 출력 케이블 및 (-) 출력 케이블의 두 개의 직류 출력 케이블이 존재하게 된다.
그리고 제1 케이스(49)에는 프레임(20)와의 고정을 위한 체결부(49c)가 형성될 수 있다. 체결부(49c)는 체결 부재(62)에 의하여 프레임(20)에 결합되는 부분이다. 본 실시예에서는 체결부(49c)가 제1 케이스 부분(491) 또는 제2 케이스 부분(492)과 일체로 형성되어 이로부터 연장될 수 있다. 그러면, 체결부(49c)를 구비하는 제1 케이스(49)를 동일한 공정에 의하여 함께 형성하여 생산성을 향상할 수 있다.
체결부(49c)는 제1 케이스(49)에서 프레임(20)에 인접한 부분(도면에서는 상단부)에서부터 연장되어 프레임(20)과 적어도 일 면(특히, 프레임(20)의 제2 부분(244))에 접촉할 수 있다. 그러면, 체결부(49c)와 제2 부분(244)에 체결홀(490c, 244c)을 형성하고, 이 체결홀(490c, 244c)에 제2 체결 부재(64)(예를 들어, 나사, 스크루 등)를 체결하는 것에 의하여 제1 케이스(49)를 프레임(20)에 고정할 수 있다. 이에 의하여 제1 케이스(49)와 프레임(20)을 단순한 구조에 의하여 견고하게 고정할 수 있다. 그리고 체결부(49c) 및 제 부분(244)에 형성된 체결홀(490c, 244c)에 제2 체결 부재(64)를 체결하는 것에 의하여 제2 접지 구조(74)를 구성할 수 있다.
일 예로, 본 실시예에서 체결부(49c)는, 프레임(20)에 체결되는 체결 부분(491c)을 포함한다. 그리고 체결부(49c)는, 체결 부분(491c)로부터 내부 공간부(494)까지 연결되는 연장 부분(492c, 493c, 494c)을 포함할 수 있다. 연장 부분(492c, 493c, 494c)은 체결 부분(491c)로부터 절곡되어 태양 전지 패널(10) 쪽으로 연장되는 제1 연장 부분(492c)과, 제1 연장 부분(492c)으로부터 절곡되어 태양 전지 패널(10)과 평행한 면을 가지도록 연장되는 제2 연장 부분(493c)과, 제2 연장 부분(493c)로부터 절곡되어 태양 전지 패널(10)의 후방으로 연장되어 접합 플랜지(496)까지 연장되는 제3 연장 부분(494c)를 포함할 수 있다.
체결 부분(491c)은 프레임(20)의 제2 부분(244)에 접촉(또는 밀착)되도록 위치할 수 있다. 일 예로, 체결 부분(491c)이 제2 부분(244)의 내부면(즉, 후면 부분(226) 또는 태양 전지 패널(10)을 향하는 면)에 밀착되도록 위치하여 연장부(24)의 내부 공간에 체결부(49c)가 위치하도록 할 수 있다. 이때, 제2 부분(244)과, 제2 부분(244)의 내부 면에 밀착되는 체결 부분(491c)의 서로 대응되는 위치에 체결홀(224c, 490c)이 위치하게 된다. 그리고 체결 부분(491c)의 측면 가장자리에는 제2 부분(244)의 걸림홈(244d)을 관통하는 걸림부(490d)가 위치할 수 있다. 그러면, 체결 부분(491c)의 걸림부(490d)를 제2 부분(244)의 걸림홈(244d)에 끼우는 것에 의하여 체결부(49c)의 위치를 원하는 위치에 맞춘 후에 체결 부재(62)로 체결부(49c)와 제2 부분(244)을 서로 고정할 수 있다. 본 실시예에서 걸림부(490d)는 제2 부분(244)을 통과하도록 태양 전지 패널(10)과 멀어지는 방향으로 돌출되는 돌출부로 구성되고, 걸림홈(244d)은 걸림부(490d)가 위치하는 부분에 대응하여 형성된 홈으로 구성될 수 있다. 이에 의하여 간단한 구조를 이용하여 체결부(49c)와 제2 부분(244)의 위치를 쉽게 맞출 수 있다. 그리고 걸림부(490d)가 체결 부분(491c)의 양쪽 측면 가장자리에 각기 하나씩 위치하고, 걸림홈(244d)이 이에 대응하도록 두 개 위치하여, 얼라인 특성을 좀더 향상할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 체결부(49c)와 프레임(20)의 체결 구조, 걸림부(490d) 및 걸림홈(244d)의 구조, 형상, 위치, 개수 등은 다양하게 변형이 가능하다.
제1 연장 부분(492c)은 프레임(20)(좀더 정확하게는, 제1 부분(242))에 접촉(또는 밀착)할 수 있다. 좀더 구체적으로는, 제1 연장 부분(492c)이 제1 부분(242)의 내면에 서로 접촉(또는 밀착)할 수 있다. 그러면, 체결부(49c)와 프레임(20)이 좀더 견고하게 서로 고정될 수 있다.
제2 연장 부분(493c)은 태양 전지 패널(10) 또는 프레임(20)과 이격하여 위치할 수 있다. 본 실시예에서는 제2 연장 부분(493c)을 이용하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)을 제3 체결 부재(66)에 의하여 서로 체결할 수 있는데, 제2 연장 부분(493c)을 태양 전지 패널(10)과 이격하도록 하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)의 체결을 좀더 쉽게 이루어지도록 하기 위함이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)이 접합 부재(93)에 의해서만 접합되고 별도로 체결되지 않거나, 다른 위치에서 서로 체결될 수 있다. 이때에는, 제1 연장 부분(493c)을 태양 전지 패널(10)의 후면 또는 프레임(20)의 후면 부분(226)에 밀착하도록 하여 고정 안정성을 향상할 수 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
제1 연장 부분(492c)과 제2 연장 부분(493c)에 걸쳐서 관통공(490f)이 형성되어 복수 횟수로 절곡되는 체결부(49c)의 가공이 좀더 쉽게 이루어지도록 할 수 있다. 가공 용이성을 향상할 수 있도록 관통공(490f)이 복수 개수로 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 관통공(490f)의 형상, 크기 등은 크게 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이 체결부(49c)가 체결 부분(491c) 외에 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)를 포함하여 여러 번 절곡되어 형성되면, 체결부(49c)가 보강 부재와 같이 작용할 수 있어 높은 강도를 가질 수 있다. 이에 의하여 프레임(20)과 체결되는 부분에서 충분한 강도를 가질 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)를 구비하게 되면, 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 일측이 개구된 공간이 정의된다. 즉, 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 U자 또는 ㄷ자 형상을 형성하여, 내부 공간의 세 면을 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 둘러싸고 제3 연장 부분(494c)와 체결 부분(491c) 사이(즉, 제2 연장 부분(493c)의 전면에 위치한 공간)를 개구한다. 이와 같이 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 정의된 공간은 트렁크 케이블(도 2의 참조부호 90, 이하 동일)이 지나가거나 걸쳐지는 공간 또는 트렁크 케이블(90)이 위치하는 공간을 제공할 수 있다. 일 예로, 제3 연장 부분(494c)와 체결 부분(491c) 사이의 간격은 트렁크 케이블(90)의 직경과 같거나 그보다 클 수 있다. 그러면, 트렁크 케이블(90)이 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 정의된 공간 내에 쉽게 위치할 수 있다. 트렁크 케이블(90)에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.
이때, 제2 연장 부분(493c)에는 제2 케이스 부분(492)의 고정부(49d)의 고정을 위한 고정 돌기(490k)와, 브라켓 부재(94)의 고정을 위한 걸림 홈(490j) 등이 더 형성될 수 있다. 이에 대해서는 고정부(49d) 및 브라켓 부재(94)을 각기 설명한 후에 상세하게 설명한다.
제2 케이스 부분(492)에서 체결부(49c)에 대응하는 부분에는 체결부(49c)에 고정되는 고정부(49d)가 더 형성될 수 있다. 고정부(49d)는 제2 연장 부분(493c)에 접촉(또는 밀착)되는 제1 고정 부분(491d)과, 제1 고정 부분(491c)으로부터 절곡되어 외부 부분(499)까지 연장되어 외부 부분(499)에 연결되는 제2 고정 부분(492d)를 포함할 수 있다. 제2 연장 부분(493c)과 제1 고정 부분(491d)에는 서로 대응하는 위치에 체결홀(490e, 490g)이 위치할 수 있고, 이 체결홀(490e, 490g)에 제3 체결 부재(66)를 체결하는 것에 의하여 제1 케이스 부분(491)과 제2 케이스 부분(492)을 좀더 견고하게 체결할 수 있다. 이에 의하여 제1 케이스(49)의 기밀 구조 및 고정 구조를 향상할 수 있다. 또한, 본 실시예에서 체결부(49c)와 고정부(49d)를 제3 체결 부재(66)로 체결하여 제3 접지 구조(76)를 형성할 수 있다.
제2 연장 부분(493c)에는 고정부(49d)의 가장자리를 따라 적어도 하나 형성되는 고정 돌기(490k)가 형성될 수 있다. 일 예로, 고정 돌기(490k)는 제2 연장 부분(493c)의 일부를 절곡하여 형성된 것일 수 있다. 즉, 고정 돌기(490k)에 해당하는 부분의 세 개의 가장자리에 대응하도록 ㄷ자 형상 또는 U자 형상으로 절단한 후에 이를 구부려서 고정 돌기(490k)를 형성할 수 있다. 그러면, 고정 돌기(490k)의 측면에는 고정 돌기(490k)에 대응하는 형상의 홀이 위치하게 된다. 이와 같은 방법에 의하여 고정 돌기(490k)를 형성하면, 프레스 등의 장치에 의하여 쉽게 고정 돌기(490k)를 형성할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 고정 돌기(490k)의 형성 방법 등은 다양하게 달라질 수 있다.
도면에서는, 고정부(49d)(좀더 구체적으로는, 제1 고정 부분(491d))의 상부 가장자리를 따라 형성되는 제1 고정 돌기(491k)와, 고정부(49d) 좀더 구체적으로는, 제1 고정 부분(491d))의 양측 가장자리를 따라 각기 형성되는 제2 및 제3 고정 돌기(492k, 493k)를 포함하는 것을 예시하였다. 이와 같이 제1 내지 제3 고정 돌기(491k, 492k, 493k)를 포함하면, 고정부(49d)의 제1 고정 부분(491d)을 제1 내지 제3 고정 돌기(491k, 492k, 493k)에 의하여 정의된 공간에 넣는 것에 의하여 체결부(49c)와 고정부(49d)의 위치를 쉽게 맞출 수 있다. 이에 따라 체결부(49c)와 고정부(49d)를 간단하고 쉽게 고정할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 고정 돌기(490k)는 적어도 하나 구비되면 족하다. 또한, 본 실시에에서 고정 돌기(490k)에 의하여 트렁크 케이블(90)의 고정 안정성을 향상할 수 있는데, 이에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.
그리고 고정부(49d)가 고정된 체결부(49c)의 전면(즉, 적어도 체결 부분(491c)과 제3 연장 부분(494c) 사이 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 정의된 공간의 개구된 일측)을 덮으면서 브라켓 부재(49)가 위치할 수 있다. 브라켓 부재(94)는 체결부(49c)의 내부 구조가 보이지 않도록 하여 외관을 향상하는 역할을 하며, 트렁크 케이블(90)의 고정 안정성을 향상하는 역할을 한다. 브라켓 부재(94)에 대해서는 추후에 좀더 상세하게 설명한다.
본 실시예에서 제1 케이스(49)는 태양 전지 패널(10) 상에 고정 또는 부착된다. 즉, 본 실시예에서는 태양 전지 패널(10)에 인접하는 제1 케이스(49)의 바닥면(예를 들어, 제1 케이스 부분(491)의 바닥면(4942))에 접착 부재(69)가 위치하여 태양 전지 패널(10)과 제1 케이스(49)(또는 일체형 인버터(30))을 안정적으로 고정하고, 우수한 기밀 특성, 밀봉 특성 및 방수 특성을 가지도록 한다.
좀더 상세하게, 접착 부재(69)는 평면으로 볼 때 제1 케이스(49)의 제1 관통홀(49a)를 둘러싸면서 내부에 폐 공간(closed space)을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 의하여 제1 케이스(49)에 형성된 제1 관통홀(49a)에 의하여 제1 케이스(49)의 내부로 리본(122)이 위치하도록 하면서도, 접착 부재(69)의 내부에 위치하는 태양 전지 패널(10)과 제1 케이스(49) 사이의 공간과 외부 공간을 구획하고 분리하는 역할을 한다. 이에 의하여 제1 관통홀(49a)을 가지는 제1 케이스(49)를 밀폐할 수 있다.
상술한 바와 같이 제1 케이스(49)는 제1 관통홀(49a)과 제2 관통홀(49b)을 함께 구비하는데, 제2 관통홀(49b)은 교류 출력 케이블(38)이 위치하고 있어 밀봉 또는 기밀 특성을 유지할 수 있는 반면, 제1 관통홀(49a)은 리본(122)이 원활하게 통과할 수 있도록 개방되어야 한다. 이에 따라 별도의 접착 부재(69)를 형성하지 않으면 제1 관통홀(49a)에 의하여 제1 케이스(49) 내부로 외부 물질, 습기, 불순물 등이 유입될 수 있다. 이에 따라 본 실시예에서는 제1 관통홀(49a)에 의하여 개방된 공간을 둘러싸는 접착 부재(69)를 형성하여 제1 관통홀(49a)을 통하여 외부와 제1 케이스(49)의 내부가 연통되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의하여 제1 케이스(49)의 기밀 특성, 밀봉 특성 및 방수 특성을 향상할 수 있다. 또한, 접착 부재(69)에 의하여 제1 케이스(49)를 태양 전지 패널(10)에도 고정하여 고정 안정성을 향상할 수 있다.
일 예로, 접착 부재(69)는 평면으로 볼 때, 원형, 다각형 등과 같은 형상을 가질 수 있다. 도면에서는 제1 관통홀(49a)이 사각형으로 형성되고, 접착 부재(69)가 사각형으로 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 접착 부재(69)는 제1 관통홀(49a)과 제1 케이스(49) 내부의 연통을 막는 다양한 구조, 형상을 가질 수 있다.
본 실시예에서는 일체형 인버터(30)에 리본(122)과 단자(31)의 연결을 위한 제1 관통홀(49a)이 구비되므로 이와 같이 접착 부재(69)를 형성하여 기밀 특성 등을 향상한다. 반면에, 종래의 인버터는 태양 전지(12)와의 연결을 위한 제1 관통홀을 구비하지 않는다.
접착 부재(69)로는 우수한 접착 특성, 밀봉 특성 등을 가지는 다양한 물질을 사용할 수 있다. 일 예로, 접착 부재(69)로 실런트 등을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 접착 부재(69)가 수지, 금속 등으로 형성된 구조물로 구성되어 열 등에 의하여 제1 케이스(49)와 태양 전지 패널(10)을 접착하는 등 다양한 변형이 가능하다.
상술한 제1 케이스(49)는 외부 형상 또는 외곽면을 유지할 수 있고 내부에 위치한 다양한 부품, 물품, 부재 등을 보호할 수 있는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 케이스(49)는 전도성 물질층을 포함하여 구조적 안정성을 높이고 제1 케이스(49)를 접지 등에 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 케이스(49)의 전도성 물질층은 금속으로 구성될 수 있다. 이때, 제1 케이스(49)가 표면 처리된 금속(또는 코팅 처리된 금속)으로 이루어지면, 내부에는 전도성 물질층이 위치하고 외부에는 이를 감싸면서 절연 특성을 가지는 표면 처리층이 위치할 수 있다. 이에 따라 절연 물질을 구비하는 표면 처리층에 의하여 내부식성을 향상하고 외관을 향상할 수 있고, 내부에 위치하는 전도성 물질층을 접지 등에 응용할 수 있다.
일 예로, 제1 케이스(49)는 양극 산화(anodizing) 처리된 금속(예를 들어, 양극 산화 처리된 알루미늄)으로 이루어질 수 있다. 그러면, 제1 케이스(49)는 알루미늄을 포함하는 전도성 물질층과, 알루미늄 산화물을 포함하는 표면 처리층을 구비하게 된다. 그리고 표면 처리(일 예로, 양극 산화 처리) 시에 제1 케이스(49)의 색상을 함께 조절하여 외관을 좀더 향상할 수 있다. 예를 들어, 제1 케이스(49)가 검은색, 갈색, 은색 등의 색상을 가질 수 있도록 제1 케이스(49)의 색상을 조절할 수 있다.
본 실시예에서는 제1 케이스(49)의 내부에 제2 케이스(59)가 위치할 수 있다. 도 4 내지 도 6을 참조하여 제2 케이스(59)를 좀더 상세하게 설명한다. 도 6에서는 제1 케이스(49)의 제1 케이스 부분(491) 및 제2 케이스(59)의 내부 공간부(594)와 이의 내부에 위치하는 회로 기판부(300) 등을 도시하였다.
이러한 제2 케이스(59)는 회로 기판부(300)를 함께 지지 또는 수용하여 제1 케이스(49)로부터 쉽게 분리할 수 있도록 하는 역할을 한다. 따라서, 수리, 교체 등이 필요할 때 제1 케이스(49)를 개방한 다음 제2 케이스(59)를 제1 케이스(49)로부터 분리하는 것에 의하여 회로 기판부(300)를 한번에 제1 케이스(49)로부터 분리할 수 있다. 또한, 교체가 필요할 때는 교체될 단자(31), 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등이 지지 또는 수용되는 제2 케이스(59)를 제1 케이스(49) 내부로 삽입하는 것에 의하여 간단하게 교체가 이루어지도록 할 수 있다.
이러한 제2 케이스(59)는 단자(31), 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등을 함께 감싸는 포팅 부재(372)를 담는 수용부의 역할도 함께 수행할 수 있다. 즉, 제2 케이스(59)의 내부에 단자(31), 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등을 위치시킨 상태에서 유동성을 가지는 상태의 포팅 부재(372)를 주입하거나 부은 후에 이를 건조하거나 열처리하는 등에 의하여 고체화하여 제2 케이스(59)와 단자(31), 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등을 함께 일체화할 수 있다. 그러면, 포팅 부재(372)를 도포하는 공정을 단순화하고 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)의 일체화 구조를 좀더 견고하게 할 수 있다.
제2 케이스(59)는 단자(31), 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등을 함께 지지 또는 수용할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다.
일 예로, 본 실시예에서 제2 케이스(59)는, 제1 케이스(49)의 제1 관통홀(49a)를 제외한 부분에 위치하는 바닥면(5942)과, 바닥면(5942)으로부터 연장되는 측면(5944)을 가지는 내부 공간부(594)를 포함할 수 있다. 측면(5944)이 바닥면(5942)의 모든 가장자리에 대응하여 전체적으로 형성되면 포팅 부재(372)를 담는 수용부의 역할을 좀더 효과적으로 수행할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 내부 공간부(594)가 내부 공간을 가지지 않고 바닥면(5942)으로만 이루질 수도 있다. 그리고 제2 케이스(59)는, 내부 공간부(594)의 상부면을 덮는 덮개부(592)를 포함할 수 있다. 덮개부(592)는 제1 관통홀(49a)과 단자(31)를 덮지 않도록, 즉, 제1 관통홀(49a)과 단자(31)를 노출하도록 형성되어 리본(122)과 단자(31)의 연결 공정이 좀더 수월하게 이루어지도록 할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 덮개부(592)가 별도로 구비되지 않는 것도 가능하다.
또한, 제2 케이스(59)는 경우에 따라(제1 케이스(49)가 전도성을 가지는 경우에) 회로 기판(37)의 회로 패턴 등의 절연 거리를 유지하는 역할을 수행할 수 있다. 이 경우에 제2 케이스(59)는 절연 물질로 형성되어 제1 케이스(49)와 회로 기판(37)의 절연 거리를 유지하도록 할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 케이스(49)가 전도성을 가지는 경우에도 제2 케이스(59)가 전도성 물질로 구성되어 전도성을 가질 수 있다. 또는, 제2 케이스(59)를 구비하지 않을 수 있다. 제2 케이스(59)가 절연 거리를 만족하는 역할을 수행하지 못하거나 제2 케이스(59)가 구비되지 않는 경우에는 절연 거리를 만족하기 위한 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 도 8을 참조하여 이를 좀더 상세하게 설명한다.
도 8은 도 1의 태양 전지 모듈(100)의 일체형 인버터(30)에 적용될 수 있는 다양한 변형예들을 도시한 사시도이다. 명확하고 간단한 설명을 위하여 도 8에서는 설명에 필요한 구성들만을 표시하고 그 외의 구성의 도시를 생략하였다.
예를 들어, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 단자(31), 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35), 회로 기판(37) 등을 포팅 부재(372) 또는 별도의 절연 물질에 의하여 전체적으로 감쌀 수 있다. 그리고 제2 케이스(59) 없이 제1 케이스(49)의 내부에 포팅 부재(372) 또는 별도의 절연 물질에 의하여 감싸진 회로 기판부(300) 등을 위치시킬 수 있다. 그러면 포팅 부재(372) 또는 별도의 절연 물질 등에 의하여 절연 거리를 만족할 수 있다.
다른 예로, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 케이스(49)의 내부(예를 들어, 제1 케이스 부분(492)의 내면)에 제1 케이스(49)와 제2 케이스(59) 사이 또는 제1 케이스(49)와 회로 기판(37)의 사이에서 일정 간격을 유지하며 절연 물질을 포함하는 스페이서(82)가 위치할 수 있다. 그러면, 스페이서(82)에 의하여 절연 거리를 만족할 수 있다. 스페이서(82)의 형상, 배치 등은 다양하게 변형될 수 있다.
또 다른 예로, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 제1 케이스(49)의 내면(예를 들어, 제1 케이스 부분(492)의 내면)에 부분적으로 절연 물질을 포함하는 절연 패드(84)를 부착할 수 있다. 또는, 도 8의 (d)에 도시한 바와 같이, 제1 케이스(49)와 제2 케이스(59)의 사이 또는 제1 케이스(49)와 회로 기판(37)의 사이에 절연 시트(86) 등을 위치시킬 수도 있다. 또는, 제1 케이스(49)에 절연 물질로 코팅을 하거나 표면 처리를 하여 절연 거리를 만족하도록 할 수 있다. 그 외에도 다양한 방법, 구조 등이 적용될 수 있다.
다시 도 4 내지 도 6을 참조하면, 도면에서는 일 예로 제2 케이스(59)가 제1 관통홀(49a)이 형성된 부분에 형성되지 않도록 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 케이스(59)에 제1 관통홀(49a)에 대응하는 개구부가 형성되는 것도 가능하다. 그 외에도 제1 관통홀(49a)를 통과한 리본(122)이 제2 케이스(59)를 통과하여 리본(122)에 연결될 수 있는 다양한 구조가 제2 케이스(59)에 적용될 수 있다.
제1 케이스(49)와 제2 케이스(59)는 다양한 구조에 의하여 탈착 가능하게 고정될 수 있다. 일 예로, 본 실시예에서는 제1 케이스(49)에 제1 압입 너트(펨 너트)(490h)가 위치하고, 제2 케이스(59)에는 제1 압입 너트(490h)에 대응하는 부분에 체결홀(590f)이 형성될 수 있다.
좀더 구체적으로, 제1 압입 너트(490h) 및 체결홀(590f)이 리본(122)이 연결되는 단자(31)(또는 제1 관통홀(49a))의 양측에 각기 위치하여 제1 관통홀(49a)을 통과한 리본(122)이 연결되는 단자(31)가 위치한 부분에서 제1 케이스(49)와 제2 케이스(59)가 체결되도록 하여 이 부분에서 빈틈을 최소화할 수 있다. 이에 따라 리본(122)이 안정적으로 체결될 수 있도록 한다. 이때, 체결홀(590f)이 형성되는 체결부(590h)는 제1 압입 너트(490h)에 대응하는 높이만큼 바닥면(5942)으로부터 돌출된 위치에서 제2 케이스(59)의 내부 공간부(594)의 측면(5944)으로부터 외부로 연장되도록 형성될 수 있다.
제1 압입 너트(490h)는 코킹 공정 등에 의하여 제1 케이스(49)에 고정될 수 있다. 제2 케이스(59)의 체결홀(590f)이 제1 압입 너트(490h) 위에 위치한 상태에서 체결 부재(68)를 제1 압입 너트(490h)에 체결하는 것에 의하여 제2 케이스(59)를 제1 케이스(49)에 고정할 수 있다. 체결 부재(68)에 의하여 제2 케이스(59)와 제1 케이스(49)를 견고하게 고정하면서도, 체결 부재(68)를 풀어 제2 케이스(59)를 제1 케이스(49)로부터 쉽게 분리할 수 있다.
그리고 제1 케이스(49)에서 제1 압입 너트(490h)가 위치한 가장자리와 반대되는 가장자리 쪽에 제2 압입 너트(490i)가 위치할 수 있다. 그리고, 제2 압입 너트(490i)에 대응하여 제2 케이스(59)에 체결홀(590i)이 형성되고 회로 기판(37)(또는 회로 기판부(300))에 체결홀(37i)이 형성될 수 있다.
제2 압입 너트(490i)는 코킹 공정 등에 의하여 제1 케이스(49)에 고정될 수 있다. 바닥면(4944)로부터 회로 기판(37)을 향하여 돌출된 형태를 가질 수 있다. 그러면, 제1 케이스(49)로부터 일정 거리만큼 이격된 회로 기판(37)을 지지하는 스페이서와 같은 역할을 수행하여 회로 기판(37)의 고정 안정성을 좀더 향상할 수 있다. 제2 케이스(59)의 체결홀(590i) 및 회로 기판(37)의 체결홀(37i)이 제2 압입 너트(590i) 위에 위치한 상태에서 제1 체결 부재(62)를 제2 압입 너트(490i)에 체결하는 것에 의하여 제2 케이스(59) 및 회로 기판(37)을 제1 케이스(49)에 고정할 수 있다. 제1 체결 부재(62)에 의하여 제2 케이스(59) 및 회로 기판(37)과 제1 케이스(49)를 견고하게 고정하면서도, 제1 체결 부재(62)를 풀어 제2 케이스(59) 및 회로 기판(37)을 제1 케이스(49)로부터 쉽게 분리할 수 있다. 또한, 제2 압입 너트(490i)와 체결홀(37i)에 제1 체결 부재(62)를 체결하여 제1 접지 구조(72)를 형성할 수 있다.
케이스(39)의 내부에는 단자(31), 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등이 위치한다. 본 실시예에서는 단자(31), 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)가 회로 기판(37) 상에서 함께 위치하여 회로 기판(37)에 의하여 일체화된다. 이에 따라 본 실시예에서는 종래와 달리 리본(122)이 연결되는 단자(31) 및 바이패스 다이오드(33)가 회로 기판(37) 상에 위치하게 된다.
회로 기판(37)은 다양한 회로 패턴(배선, 단자, 회로 기판(37)에서 서로의 연결 등을 위한 다양한 부품 등)이 형성되는 기판일 수 있다. 회로 기판(37)으로는 다양한 구조가 사용될 수 있는데, 일 예로, 인쇄 회로 기판이 사용될 수 있다. 도면에서는 하나의 회로 기판(37)에 단자(31), 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등이 모두 형성되어 구조를 단순화할 수 있는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 복수 개의 회로 기판(37)을 구비하고, 복수 개의 회로 기판(37)이 다른 회로 기판(예를 들어, 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB), 커넥터 등에 의하여 연결되는 것도 가능하다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
본 실시예에서는 회로 기판(37) 위에 단자(31) 및/또는 바이패스 다이오드(33)가 위치한다. 이에 따라 단자 및 바이패스 다이오드가 정션 박스 내에 위치하며 회로 기판 위에 형성되지 않는 종래와 차이가 있다. 이와 같이 단자(31) 및/또는 바이패스 다이오드(33)가 회로 기판(37) 위에 형성되면, 단자(31)와 바이패스 다이오드(33)가 회로 기판(37)의 회로 패턴에 의하여 연결되고, 바이패스 다이오드(33)와 인버터 부재(35)가 회로 기판(37)의 회로 패턴에 의하여 연결되어 연결 구조를 단순화할 수 있다. 또한, 회로 기판(37)을 구성하는 금속판(예를 들어 구리판) 등에 의하여 방열 특성을 향상할 수 있다. 특히, 바이패스 다이오드(33)는 구동 중에 많은 열이 발생되는데, 이러한 바이패스 다이오드(33)를 회로 기판(37) 상에 형성하여 방열 특성을 크게 향상할 수 있다.
단자(31)는 태양 전지(12)로부터 인출된 리본(122)이 연결되어 태양 전지 패널(10)에 전기적으로 연결되어, 태양 전지 패널(10)에서 생성된 직류 전압 또는 직류 전류를 전달받아 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)에 전달한다.
리본(122)이 연결되는 단자(31)는 회로 기판(37)의 일측(특히, 회로 기판(37)에서 제1 관통홀(49a)에 인접한 일측 가장자리)에 가까이 위치한다. 이와 리본(122)이 연결되는 단자(31)를 제1 관통홀(49a)에 인접하여 위치하면 리본(122)의 경로를 줄여 리본(122)이 쉽게 단자(31)에 고정될 수 있다. 리본(122)과 단자(31)의 고정 구조를 도 9를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다. 도 9는 도 1에 도시한 태양 전지 모듈(100)의 일체형 인버터(30)에 적용될 수 있는 단자(31)와 이에 연결되는 리본(122)을 도시한 사시도이다.
도 9를 참조하면, 단자(31)는 리본(122)의 개수에 대응하여 리본(122)과 일대일 대응하도록 복수 개 형성될 수 있다. 본 실시예에서 단자(31)는 리본(122)이 탈착될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 본 실시예의 단자(31)는 리본(122)의 상부에 위치하는 상부 부분(312)과, 리본(122)의 하부에 위치하는 하부 부분(314)을 포함할 수 있다. 상부 부분(312)은, 리본(122)의 일측의 위치에서 회로 기판(37)에 고정되고 이로부터 리본(122)의 일측 상부까지 연장되는 제1 상부 부분(312a)과, 리본(122)의 타측의 위치에서 회로 기판(37)에 고정되고 이로부터 리본(122)의 타측 상부까지 연장되어 제1 상부 부분(312a)과 이격 위치하는 제2 상부 부분(312b)을 포함할 수 있다. 그리고 제1 상부 부분(312a)와 제2 상부 부분(312b)의 하부에 위치하는 하부 부분(314)은 제1 및 제2 상부 부분(312a, 312b)보다 제1 관통홀(49a)로부터 멀리 위치하는 부분에서 회로 기판(37)에 고정되어 이로부터 상부로 연장된 후에 제1 및 제2 상부 부분(312a, 312b)을 가로지르도록 리본(122)과 평행하게 연장될 수 있다. 그리고 하부 부분(314)에서 제1 및 제2 상부 부분(312a, 312b)를 가로지르는 부분은 가운데 부분이 단부보다 위로 돌출되도록 형성될 수 있다. 그러면, 하부 부분(314)의 가운데 부분은 단부보다 제1 및 제2 상부 부분(312a, 312b)에 가깝게 위치하게 된다.
단자(31)의 하부 부분(314)에서 회로 기판(37)에 고정된 부분을 아래로 눌러서 상부 부분(312)과 하부 부분(314)의 간격을 넓힌 상태에서 상부 부분(312)과 하부 부분(314)의 사이로 리본(122)을 끼운 다음, 단자(31)의 하부 부분(314)을 누르는 힘을 제거하면 하부 부분(314)이 상부 부분(312) 쪽으로 이동하면서 상부 부분(312)(특히, 상부 부분(312)의 가운데 부분)과 하부 부분(314) 사이에 리본(122)이 고정된다. 리본(122)을 분리할 때에는 하부 부분(314)에서 회로 기판(37)에 고정된 부분을 아래로 눌러서 상부 부분(312)과 하부 부분(314)의 간격을 넓힌 상태에서 리본(122)을 빼면 된다.
단자(31)의 상부 부분(312) 및 하부 부분(314)은 다양한 방식에 의하여 회로 기판(37)에 고정될 수 있다. 일 예로, 상부 부분(312) 및 하부 부분(314)에서 회로 기판(37)에 고정되는 부분에 래치 구조(또는 걸림부)(312c, 314c)가 형성되고, 회로 기판(37)에 대응하는 위치에 걸림홀(37c)이 형성될 수 있다. 이에 의하여 상부 부분(312) 및 하부 부분(314)의 래치 구조(312c, 314c)를 회로 기판(37)의 걸림홀(37c)에 꽂거나 해체하는 것에 의하여 단자(31)를 쉽게 탈착할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 단자(31)가 회로 기판(37) 상에 탈착 불가능하게 고정되는 것도 가능하며 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이 단자(31)가 리본(122)을 탈착할 수 있는 구조를 가지는 것에 의하여 수리, 교체 등이 필요할 때 단자(31)로부터 리본(122)을 쉽게 분리하고, 필요할 때 다시 리본(122)을 쉽게 연결할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 단자(122)가 다양한 구조를 가질 수 있다. 또한, 단자(31)가 금속 패드 또는 솔더링 패드 등으로 구성되어 리본(122)이 용접, 솔더링 등에 의하여 단자(31)에 접합될 수도 있다. 이에 의하여 리본(122)이 탈착 불가능하게 단자(31)에 고정될 수도 있다. 그러면 단자(31)의 구조를 단순화하고 비용을 절감할 수 있다.
다시 도 4 내지 도 6을 참조하면, 회로 기판(37)에는 단자(31)로부터 연장된 회로 패턴에 의하여 단자(31)와 연결되는 바이패스 다이오드(33)가 위치한다. 바이패스 다이오드(33)는 단자(31)의 개수(n개)보다 한 개 적은 개수(n-1개)로 구비된다. 각각의 바이패스 다이오드(33)는 두 개의 단자(31) 사이에서 두 개의 단자(31)에 회로 패턴에 의하여 연결될 수 있다. 태양 전지 패널(10)에 가려지는 부분이 발생하거나 고장 등이 발생하여 발전이 일어나지 않는 영역이 발생하면 바이패스 다이오드(33)가 해당 부분을 우회하여 전류가 흐르도록 하여 해당 영역을 보호하는 역할을 한다. 바이패스 다이오드(33)의 구조로는 알려진 다양한 구조가 적용될 수 있다.
그리고 회로 기판(37)에는 바이패스 다이오드(33)로부터 연장된 회로 패턴에 의하여 바이패스 다이오드(33)에 연결되는 인버터 부재(35)가 위치한다. 인버터 부재(35)는 바이패스 다이오드(33)로부터 제공된 직류 전류(또는 직류 전압)을 교류 전류(또는 교류 전압)으로 전화하는 역할을 한다. 인버터 부재(35)는 직류 전류를 교류 전류로 전환하는 직류-교류 인버터(352)를 포함하고, 그 외에 직류 전류를 교류 전류로 안정적으로 전환하기 위한 전류 센서(354), 커패시터(356), 직류-직류 컨버터(358) 등을 포함할 수 있다. 이러한 인버터 부재(352)를 구성하는 전류 센서(354), 커패시터(356), 직류-직류 컨버터(358), 직류-교류 인버터(352) 등은 단자(31) 및/또는 바이패스 다이오드(33)와 회로 기판(37) 또는 이에 형성된 회로 패턴에 의하여 일체화될 수 있다.
전류 센서(354)는 바이패스 다이오드(33)로부터 연장된 회로 패턴에 연결되며, 회로 패턴에 의하여 커패시터(356), 직류-직류 컨버터(358), 직류-교류 인버터(352) 등에 연결된다. 전류 센서(354)는 바이패스 다이오드(33)에서 제공된 전류에 이상 여부, 문제 등을 감지하여, 커패시터(356), 직류-직류 컨버터(358), 직류-교류 인버터(352) 등의 작동을 중지하는 역할을 한다. 본 실시예에서는 바이패스 다이오드(33)와 전류 센서(354)가 동일한 케이스(39)의 내부에서 회로 기판(37)에 형성된 회로 패턴에 의하여 연결될 수 있다. 이와 같이 바이패스 다이오드(33)과 전류 센서(354)를 연결하는 것에 의하여 별도의 출력 케이블 등이 요구되지 않으므로 구조를 단순화할 수 있다.
그리고 전류 센서(354)에는 전류 센서(354)를 통과한 직류 전류를 저장하여 일정한 전압의 전류를 직류-직류 컨버터(358)로 전달하는 커패시터(356)가 연결된다. 전류 센서(354)와 커패시터(356) 또한 동일한 케이스(39) 내부에서 회로 기판(37)에 형성된 회로 패턴에 의하여 연결될 수 있다.
커패시터(356)에서 균일하게 된 전압의 전류는 직류-직류 컨버터(358)로 전달되어 일정 수준의 다른 직류 전압으로 변환될 수 있다. 본 실시예에서 직류-직류 컨버터(358)는 복수 개 구비될 수 있다. 이와 같이 직류-직류 컨버터(358)를 복수 개 구비하면 하나의 직류-직류 컨버터(358)를 구비하는 것에 비하여 각 직류-직류 컨버터(358)의 두께를 줄일 수 있고, 이에 의하여 일체형 인버터(30)의 두께를 연장부(24)의 높이보다 작게 할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 직류-직류 컨버터(358)를 하나 구비하는 것도 가능하다.
직류-직류 컨버터(358)를 통과한 직류 전류 또는 직류 전압은 직류-교류 인버터(352)에 전달되어 교류 전류 또는 교류 전압으로 변환될 수 있다. 이렇게 생성된 교류 전류 또는 교류 전압은, 직류-교류 인버터(352)에 연결되며 케이스(39)의 제2 관통홀(49b)을 통과하는 교류 출력 케이블(38)에 의하여 외부로 전달된다. 예를 들어, 교류 출력 케이블(38)에 의하여 다른 태양 전지 모듈(100)과 연결되거나, 전력망, 전력 계통 등에 전달된다.
직류-교류 인버터(352), 전류 센서(354), 커패시터(356), 그리고 직류-직류 컨버터(358)로는 알려진 다양한 구조가 적용될 수 있다. 그 외에도 제어 부재, 통신 부재 등의 다양한 부품이 회로 기판(37) 상에 위치할 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 회로 기판(37)과 회로 기판(37) 상에 위치하는 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등은 포팅 부재(372)에 의하여 일체로 감싸질 수 있다. 본 실시예에서는 포팅 부재(372)가 제2 케이스 부분(590)의 내부 공간부(594) 내부를 채우도록 형성될 수 있다.
본 실시예에서 포팅 부재(372)는 리본(122)이 연결되는 단자(31)를 노출하면서 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35), 회로 기판(37) 등을 덮도록 형성될 수 있다. 단자(31)는 리본(122)이 연결되는 부분이므로 포팅 부재(372)에 의하여 단자(31)를 덮게 되면, 회로 기판부(300)의 교체가 필요할 때 포팅 부재(372) 때문에 단자(31)에 연결된 리본(122)을 단자(31)로부터 분리할 수 없게 된다. 이에 따라 리본(122)을 중간에서 절단하여 포팅 부재(372)의 외부로 노출된 부분만을 사용할 수 있어, 리본(122)의 길이가 짧아지게 되면서 새로 교체될 회로 기판부(300)의 단자(31)까지 도달하기 어려울 수 있다. 또한, 새로 교체될 회로 기판부(300)의 단자(31)에도 포팅 부재(372)가 존재하게 되면, 단자(31)에 리본(122)을 연결하는 것 자체가 불가능할 수 있다.
이를 고려하여 본 실시예에서는 포팅 부재(372)가 단자(31)를 노출하도록 형성한다. 이에 따라 회로 기판부(300)를 교체하여야 할 때, 단자(31)와 리본(122)이 탈착 가능하게 고정된 경우에는 단자(31)로부터 리본(122)을 분리하고, 단자(31)와 리본(122)이 용접 등에 의하여 고정된 경우에는 리본(122)을 단자(31)로부터 뜯어내는 것에 의하여 리본(122)을 쉽게 단자(31)로부터 분리할 수 있다. 이에 의하여 리본(122)의 원래 길이를 유지할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 새로 교체된 회로 기판부(300)의 노출된 단자(31)에 리본(122)을 쉽게 고정 또는 연결할 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 단자(31)가 위치하는 제1 영역(A1)과, 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등이 위치하는 제2 영역(A2)을 분리하여 구획하는 격벽 부재(60)가 형성될 수 있다. 그리고 포팅 부재(372)는 제2 영역(A2)에(또는 제2 영역(A2)을 덮으면서, 또는 제2 영역(A2)을 감싸면서) 위치할 수 있다. 이와 같이 격벽 부재(60)가 형성되는 경우에는 공정 중에 유동성을 가지는 포팅 부재(372)를 사용하더라도 포팅 부재(372)가 단자(31) 쪽으로 흘러서 단자(31)의 일부에라도 형성되는 것을 물리적으로 방지하여 단자(31)를 온전하게 노출하도록 할 수 있다.
격벽 부재(60)는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 분리하여 구획할 수 있도록 형성되는 한편, 단자(31)가 위치하는 제1 영역(A1)으로 리본(122)이 쉽게 유입될 수 있도록 하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 격벽 부재(60)는 리본(122)이 지나가는 경로에 대응하여 리본(122)이 통과할 수 있는 개구부를 가질 수 있다. 또는, 격벽 부재(60)에서 리본(122)이 지나가는 경로에 해당하는 부분 또는 면이 개방되도록 해당 부분 또는 해당 면이 제거된 형상을 가질 수 있다. 이와 같이 해당 부분 또는 해당 면이 제거되면 그 부분을 개구부로 볼 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예의 단자(31)는 제1 관통홀(49a)에 인접한 회로 기판(37)의 일측에 인접하여 위치할 수 있다. 이 경우에 격벽 부재(60)는 제1 관통홀(49a)에 인접한 회로 기판(37)의 일측에 개구부를 가지거나, 제1 관통홀(49a)에 인접한 부분이 개방되도록 해당 부분이 형성되지 않을 수 있다. 이에 의하여 리본(122)과의 연결이 쉽게 이루어지도록 할 수 있다. 그리고 격벽 부재(60)는 상술한 일측을 제외한 단자(31)의 가장자리를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 이에 의하여 리본(122)과 연결되는 부분을 제외한 부분에서는 포팅 부재(372)의 유입을 효과적으로 방지할 수 있다.
이러한 격벽 부재(60)는 회로 기판(37)에 고정될 수 있다. 이에 의하여 단자(31)와, 바이패스 다이오드(33) 및 인버터 부재(35)와의 사이에 간단한 구조에 의하여 안정적으로 고정될 수 있다. 격벽 부재(60)는 회로 기판(37)에 탈착 가능하게 위치할 수 있다. 예를 들어, 회로 기판(37)에 걸림 홈(37a)이 형성되고, 회로 기판(37)에 인접한 격벽 부재(60)의 단부에 걸림 홈(37a)에 걸리는 걸림부(60a)가 형성될 수 있다. 걸림부(60a)는 일종의 래치 구조를 가질 수 있다. 즉, 걸림부(60a)는 좁은 폭을 가지는 단부로부터 폭이 점진적으로 커지다가 단차를 가지면서 작아지는 래치 부분(60b)을 구비한다. 이에 따라, 압력을 가하여 래치 부분(60b)의 단부를 걸림 홈(37a)으로 넣게 되면 폭이 점진적으로 커지는 래치 부분(60b)이 걸림 홈(37a)을 통과하게 되면 래치 부분(60b)의 넓은 폭이 걸림 홈(37a)을 반대로 통과하지 못하도록 하는 걸림 턱 역할을 하게 된다. 이에 의하여 별도의 압력 없이는 걸림부(60a)가 걸림 홈(37a)에 고정된 상태를 유지하게 된다. 분리가 필요할 때에는 반대 방향으로 래치 부분(60b)에 압력을 주게 되면 래치 부분(60b)이 걸림 홈(37a)으로부터 분리될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하여 격벽 부재(60)를 쉽고 간단한 구조에 의하여 회로 기판(37)에 고정할 수 있다. 또한, 종래에 사용하던 회로 기판(37)의 설계를 크게 변경하지 않고 걸림 홈(37a)을 형성하는 것에 의하여 쉽게 격벽 부재(60)를 적용할 수 있다. 또한, 회로 기판(37) 또는 격벽 부재(60)의 불량 등을 발견한 경우에 쉽게 이를 분리하거나 교체할 수 있다.
격벽 부재(60)는, 회로 기판(37)과 수직하게 연장되는 격벽 부분(610)과, 회로 기판(37)과 인접한 격벽 부분(610)의 단부에 위치하며 격벽 부분(610)보다 큰 폭을 가지는 바닥 부분(620)을 포함할 수 있다. 격벽 부분(610)은 단자(31)의 제1 관통홀(49a)에 인접하는 제1 측(도면의 상측)에는 형성되지 않고, 제1 관통홀(49a)에 반대되는 제2 측(도면의 하측)과 단자(31)의 양쪽 측부(도면의 좌측 및 우측)에 위치하는 제3 측 및 제4 측에 연결하도록 형성될 수 있다. 이에 의하여 단자(31)의 적어도 세 개의 가장자리를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 바닥 부분(620)은 격벽 부분(610)과 대체로 동일 또는 유사한 형상을 가지되, 격벽 부분(610)보다 두꺼운 폭을 가지도록 형성될 수 있다. 이에 의하여 회로 기판(37)과 인접하는 부분에서 격벽 부재(60)와 회로 기판(37)의 접촉 면적을 최대화하는 것에 의하여 격벽 부재(60)와 회로 기판(37)의 사이로 포팅 부재(372)가 흐르는 것을 최대한 방지할 수 있다. 그리고 회로 기판(37)의 걸림 홈(37a)에 걸리는 걸림부(60a)를 바닥 부분(620)으로부터 연장하여 형성하여 걸림부(60a)의 구조적 안정성을 향상하는 역할도 함께 할 수 있다.
격벽 부재(60)에서 제3 측 및 제4 측을 구성하는 부분은 제2 케이스(59)의 측면(5944)에 고정될 수 있다. 이에 의하여 포팅 부재(372)가 유입될 수 있는 경로를 효과적으로 막을 수 있다.
격벽 부재(60)에서 제1 관통홀(49a)에 인접한 단부는 제2 케이스(59)의 측면(5944)에 끼워지는 돌출부(60c)를 구비할 수 있다. 그리고 제2 케이스(59)의 측면에는 돌출부(60c)가 끼워지는 삽입 홈(590c)을 구비할 수 있다. 돌출부(60c)와 삽입 홈(590c)은 끼움 결합에 의하여 서로 고정될 수 있다. 이에 의하여 회로 기판(37)에 인접한 격벽 부재(60)의 단부는 걸림부(60a)에 의하여 회로 기판(37)에 고정되고, 격벽 부재(50)에서 제1 관통홀(49a)에 인접한 단부는 제2 케이스(59)의 측면(5944)에 고정된다. 또는, 돌출부(60c)와 삽입 홈(590c)의 사이에 별도의 접착제 등을 위치시키는 것도 가능하다. 또는, 포팅 부재(372)가 돌출부(60c)와 삽입 홈(590c) 사이를 메꿔서 접착하는 것에 의하여 더 이상의 포팅 부재(372)가 이들 사이를 통과하여 유입되는 것을 방지할 수도 있다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다.
이와 같은 돌출부(60c)는 제1 관통홀(49a)에 인접한 회로 기판(37)의 일측보다 돌출되도록 형성되어, 즉, 제1 관통홀(49a)에 인접한 회로 기판(37)을 모두 가로질러 이보다 돌출되도록 형성되므로, 포팅 부재(372)가 유입될 수 있는 경로를 효과적으로 방지할 수 있다.
이와 같이 회로 기판부(300)와 격벽 부재(60)가 제2 케이스(59) 내부에 위치한 상태에서 액체 상태 또는 겔 상태와 같이 유동성을 가지는 포팅 부재(372)를 제2 영역(A2) 쪽에 부은 후에 건조 및/또는 열처리 등에 의하여 포팅 부재(372)를 굳히는 상태에서 제2 영역(A2)을 포팅 부재(372)가 덮도록 할 수 있다. 이와 같이 제2 케이스(59) 내에 회로 기판부(300)가 위치한 상태에서 포팅 부재(372)를 넣는 것에 의하여 별도의 몰드 등을 구비하지 않고도 쉽게 회로 기판부(300)를 덮는 포팅 부재(372)를 형성할 수 있다. 이때, 격벽 부재(60)를 이용하는 것에 의하여 단자(31)가 위치한 제1 영역(A1)에는 포팅 부재(372)를 형성하지 않고, 그 외의 제2 영역(A2)에 전체적으로 포팅 부재(372)를 형성할 수 있다. 이에 의하여 포팅 부재(372)는 제1 영역(A1)을 제외한 제2 영역(A2)에 위치하는 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 및 회로 기판(37)을 덮으면서 형성될 수 있다.
상술한 설명에서는 회로 기판(37)의 상부(즉, 제2 케이스(59)의 바닥면(5944)과 반대되는 부분)에 격벽 부재(60)에 의하여 포팅 부재(372)가 유입되는 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)이 구획되는 것을 설명하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며 격벽 부재(60)와 같은 별도의 구성이 아닌 제2 케이스(59)의 일부 등으로 구획하는 것도 가능하다.
예를 들어, 제2 케이스(59)의 바닥면(5944)에도 돌출 형성되는 돌출부로 구성되어 영역을 분리하여 구획하는 격벽 부분(5960)을 형성하여 포팅 부재(372)의 유입을 방지하는 구조를 형성할 수 있다. 이때, 회로 기판(37)의 상부에 위치하여 격벽 부재(60)에 의하여 구획되는 제1 영역(A1)의 형상과 회로 기판(37)의 하부에 위치하여 제2 케이스(59)의 바닥면(5944)에 형성된 격벽 부분(610)에 의하여 구획되는 영역의 평면 형상은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 본 실시예에서 격벽 부분(5960)은 격벽 부재(60)와 달리 단자(31)가 형성되는 부분과 커패시터(356)가 형성되는 부분을 다른 부분과 분리하여 구획하는 형상을 가질 수 있다. 이는 회로 기판(37)의 상부 및 하부에서 위치하는 부품 등의 배치 등에 따라 포팅 부재(372)가 유입되지 않는 부분의 형상을 자유롭게 설계할 수 있기 때문이다. 그 외의 다양한 변형이 가능하다. 또한, 격벽 부분(5960)이 격벽 부재(60)와 달리 얼라인 등의 역할을 수행할 수도 있다.
상술한 설명에서 포팅 부재(372)가 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35)과 같은 물체를 덮는다고 하는 것은, 물체 전체를 다 덮는 것도 포함하지만, 물체의 일부만을 덮는 것도 포함한다. 즉, 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등에서 절연 특성을 가지도록 처리된 부분이 있는 경우에는 그 부분을 제외한 부분만을 덮을 수 있다. 예를 들어, 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등에서 외부로 노출되는 배선과 같은 회로 패턴 등에 해당하는 부분만을 일부 덮을 수 있다. 이에 따라 바이패스 다이오드(33), 인버터 부재(35) 등에서 회로 패턴 등을 덮는 것도 포팅 부재(372)에 의하여 포팅되었다고 볼 수 있다. 또한, 인버터 부재(35)를 구성하는 직류-교류 인버터(352), 전류 센서(354), 커패시터(356), 그리고 직류-직류 컨버터(358)의 적어도 하나가 포팅 부재(372)에 의하여 덮여져 포팅되며 다른 구성이 포팅 부재(372)에 의하여 덮여지지 않더라도 인버터 부재(35)가 포팅 부재(372)에 의하여 포팅된다고 볼 수 있다. 예를 들어, 실시예에 따라 커패시터(356) 등은 포팅 부재(372)에 의하여 포팅되지 않을 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 제1 케이스 부분(491)은 태양 전지 패널(10)에 고정한 상태에서 제1 케이스 부분(491)을 열어 회로 기판부(300)를 수리 또는 교체할 수 있다. 이에 의하여 회로 기판부(300)의 수리, 교체가 쉽게 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 회로 기판부(300)에 교체가 필요한 경우에도 회로 기판부(300)만을 교체하면 되므로, 제1 케이스(49)는 그대로 사용할 수 있다. 이에 의하여 일체형 인버터(30)의 고장 시에도 제1 케이스(49)는 그대로 사용할 수 있어 수리 비용을 줄일 수 있다. 특히, 내구성 등을 향상하기 위하여 제1 케이스(49)를 금속으로 사용하는 경우에는 수리 비용을 크게 줄일 수 있다.
상술한 일체형 인버터(30)의 교류 출력 케이블(38)와 트렁크 케이블(90)이 서로 연결되어 이웃한 태양 전지 모듈(100)과 연결되거나, 전력망, 전력 계통 등에 연결될 수 있다. 도 2와 함께 도 10 내지 도 14를 참조하여 이를 상세하게 설명한다.
도 10은 도 2의 A 부분을 확대하여 도시한 분해 사시도이다.
도 2 및 도 10을 참조하면, 본 실시예의 교류 출력 케이블(38)은 다른 태양 전지 모듈(100), 전력망, 전력 계통 등과의 연결을 위한 트렁크 케이블(90)에 접속되어 연결된다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
교류 출력 케이블(38)은 일체형 인버터(30)로부터 인출되어 연장되는 제1 케이블 부분(38a)과, 제1 케이블 부분(38a)의 단부에 위치하는 제1 커넥터(38b)를 포함한다. 교류 출력 케이블(38)은 일체형 인버터(30)의 일측(도면의 우측)으로부터 인출되어 연장된다.
그리고 트렁크 케이블(90)은 제2 케이블 부분(90a)과, 제2 케이블 부분(90a)의 일 단부(도면의 우측)에 위치하며 제1 커넥터(38b)와 접속되는 구조를 가지는 제2 커넥터(902) 및 이와 다른 구조를 가지는 제3 커넥터(904)를 포함하는 연결 커넥터(90b)와, 제2 케이블 부분(90a)의 다른 단부(도면의 좌측)에 위치하며 상기 제3 커넥터(904)에 접속되는 구조를 가지는 제4 커넥터(90c)를 구비한다.
여기서, 제2 커넥터(902)는 제1 커넥터(38b)가 접속되는 부분으로서, 제1 커넥터(38b)와 제2 커넥터(902)를 접속하는 것에 의하여 트렁크 케이블(90)과 교류 출력 케이블(38)을 연결할 수 있다. 제1 및 제2 커넥터(902) 중 하나가 수 커넥터(male connector) 구조를 가지고, 다른 하나가 수 커넥터 구조가 삽입되는 암 커넥터(female connecto) 구조를 구비할 수 있다. 일 예로, 제1 커넥터(38b)가 수 커넥터 구조를 가지고 제2 커넥터(902)가 암 커넥터 구조를 가져, 좀더 쉽게 움직일 수 있는 제1 커넥터(38b)를 제2 커넥터(902)에 끼우는 것에 의하여 좀더 쉽게 제1 커넥터(38b)와 제2 커넥터(902)를 연결 및 접속할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 제3 커넥터(904)는 이웃한 태양 전지 모듈(100)의 제4 커넥터(90c)가 접속되는 부분이다. 제3 커넥터(904)와 이웃한 태양 전지 모듈(100)의 제4 커넥터(90c)를 접속하는 것에 의하여 이웃한 태양 전지 모듈(100)을 서로 연결하거나 전력망 또는 전력 계통에 연결할 수 있다. 제3 및 제4 커넥터(90c) 중 하나가 수 커넥터 구조를 가지고, 다른 하나가 수 커넥터 구조가 삽입되는 암 커넥터 구조를 구비할 수 있다. 일 예로, 제3 커넥터(904)가 수 커넥터 구조를 가지고 제4 커넥터(90c)가 암 커넥터 구조를 가져, 좀더 쉽게 움직일 수 있는 제3 커넥터(904)를 연결 커넥터(90b)의 제4 커넥터(90c)에 끼우는 것에 의하여 좀더 쉽게 제3 커넥터(904)와 제4 커넥터(90c)를 연결할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서 연결 커넥터(90b)는 제3 커넥터(904)와 제4 커넥터(90c)를 접속하는 것에 의하여 전력망 또는 전력 계통과 계속하여 연결될 수 있도록 하고, 제1 커넥터(38b)와 제2 커넥터(902)를 연결하는 것에 의하여 교류 출력 케이블(38)을 전력 계통에 병렬 접속되도록 하는 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에서는 전력망 또는 전력 계통과의 접속을 위한 제3 커넥터(904)와 교류 출력 케이블(38)의 접속을 위한 제2 커넥터(902)를 연결 커넥터(90b)에 함께 형성하여, 연결 구조를 단순화할 수 있다. 그리고 트렁크 케이블(90)이 태양 전지 모듈(100)의 일측으로부터 타측까지 연장되어 형성되고 제3 커넥터(904)와 제4 커넥터(90c)를 서로 반대쪽에 위치시켜 태양 전지 모듈(100)의 제3 커넥터(904)와 이웃한 태양 전지 모듈(100)의 제4 커넥터(90c)가 서로 인접하게 위치할 수 있다. 이에 의하여 이웃한 제3 커넥터(904)와 제4 커넥터(90c)를 연결하는 구조를 단순화할 수 있다.
이때, 트렁크 케이블(90)(좀더 정확하게는, 트렁크 케이블(90)의 제2 케이블 부분(90a))은 일체형 인버터(30)에 걸쳐져서 고정될 수 있다. 이와 같이 일체형 인버터(30)에 트렁크 케이블(90)을 고정시켜 설치 구조를 단순화하고 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
일 예로, 트렁크 케이블(90)의 제2 케이블 부분(90a)은 프레임(20)에서 체결부(49c)가 위치한 프레임 부분(도면의 상측 부분)에 고정될 수 있다. 좀더 상세하게는, 제2 케이블 부분(90a)이 체결부(49c)가 위치한 프레임 부분을 따라 연장되어 체결부(49c)를 지나도록 위치하면서, 제2 케이블 부분(90a)의 일측이 체결부(49c)가 위치한 프레임 부분의 일측에 고정되고 타측이 프레임 부분의 타측에 고정될 수 있다.
좀더 상세하게, 체결부(49c)를 지나는 제2 케이블 부분(90a)은 체결부(49c)의 연장 부분(492c, 493c, 494c)을 지나도록 위치할 수 있다. 즉, 제2 케이블 부분(90a)은 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 정의된 공간을 지나도록 위치할 수 있다. 이에 의하여 제2 케이블 부분(90a)의 중앙 부분이 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 정의된 공간 내에 안정적으로 위치할 수 있고, 공간을 효율적으로 사용할 수 있다. 좀더 정확하게는, 고정 돌기(490k)(특히, 제1 고정 돌기(491k))와 체결 부분(491c) 사이에 제2 케이블 부분(90a)이 위치할 수 있다. 그러면, 고정 돌기(490k)와 체결 부분(491c)의 제2 케이블 부분(90a)의 양측을 고정하는 역할을 하여 제2 케이블 부분(90a)을 좀더 안정적으로 고정할 수 있다. 이때, 트렁크 케이블(90)이 프레임(20)의 내부(즉, 제2 부분(244)과 겹쳐지는 체결 부분(491c), 제1 연장 부분(492c) 내지 제2 연장 부분(492c)에 의하여 형성된 공간)에 위치하게 되면, 트렁크 케이블(90)을 좀더 안정적으로 고정할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 고정 돌기(490k) 또는 프레임(20)과 무관한 위치에 제2 케이블 부분(90a)dl 위치할 수 있다.
그리고 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 정의된 공간의 전면(체결 부분(491c)과 제3 연장 부분(494c)의 사이)을 덮으면서 브라켓 부재(94)가 위치한다. 브라켓 부재(94)는 체결부(49c), 고정부(49d) 및 제2 케이블 부분(90a)을 덮어 외관을 향상하는 역할을 하며, 제2 케이블 부분(90a)이 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 정의된 공간으로부터 이탈되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 즉, 연장 부분(492c, 493c, 494c)과 브라켓 부재(94)에 의하여 제2 케이블 부분(90a)의 외주 방향을 모두 감싸는 것에 의하여 제2 케이블 부분(90a)이 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 진동 등이 발생하여도 트렁크 케이블(90)이 연장 부분(492c, 493c, 494c)과 브라켓 부재(94)에 의하여 안정적으로 고정될 수 있다.
브라켓 부재(94)는 프레임(20)의 제2 부분(244) 및/또는 제2 케이스 부분(492)과 동일한 평면 상에 위치하거나 이보다 낮게(태양 전지 패널(10)에 더 인접하게) 위치할 수 있다. 이에 의하여 브라켓 부재(94)가 외부로 돌출되지 않도록 하여 외관을 향상하고 공간을 최소화할 수 있다.
여기서, 브라켓 부재(94)는 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 탈착 가능하게 고정될 수 있다. 그러면, 경우에 따라, 브라켓 부재(94)를 연장 부분(492c, 493c, 494c)으로부터 분리하여 제2 케이블 부분(90a)을 장착하거나 쉽게 분리할 수 있도록 하고, 제2 케이블 부분(90a)을 장착한 후에 브라켓 부재(94)를 다시 장착하여 구조적 안정성을 향상할 수 있다. 브라켓 부재(94)를 탈착 가능하게 고정하는 구조로는 다양한 구조를 사용할 수 있다. 일 예로, 브라켓 부재(94)는 제1 내지 제3 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 의하여 정의된 공간의 전면(체결 부분(491c)과 제3 연장 부분(494c)의 사이)를 덮는 전면부(941)와, 전면부(941)로부터 제2 연장 부분(493c)을 향하여 연장되는 연장부(942)를 포함할 수 있다. 연장부(942)는 내부 공간부(494, 594)에 인접한 전면부(941)의 단부에서 태양 전지 패널(10)을 향하여 형성될 수 있디. 연장부(942)는 제2 케이블 부분(90a)이 내부 공간부(494, 594) 쪽으로 흘러 내리지 않도록 지지하는 역할을 하게 된다.
그리고 전면부(491)의 단부에는 제2 연장 부분(493c)에 고정되는 래치 구조(94a, 94b)가 형성될 수 있다. 그러면, 제2 연장 부분(493c)에 브라켓 부재(94)의 래치 구조(94a, 94b)를 결합하는 것에 의하여 쉽게 브라켓 부재(94)를 연장 부분(492c, 493c, 494c)에 고정할 수 있다. 일 예로, 래치 구조(94a, 94b)는 전면부(941)의 양측으로부터 각기 연장되어 제2 연장 부분(493c)의 양측 단부에 각기 걸려서 결합되는 제1 래치 구조(94a)와 제2 연장 부분(493c)에 형성된 걸림 홈(490j)에 걸려서 결합되는 제2 래치 구조(94b)를 포함할 수 있다. 이와 같이 제1 및 제2 래치 구조(94a, 94b)를 포함하면, 제2 연장 부분(493c)과 브라켓 부재(94)의 고정 안정성을 향상할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 래치 구조(94a, 94b)는 제2 케이블 부분(90a)이 내부 공간부(494) 쪽으로 흘러 내리는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다. 또한, 걸림 홈(490j)과 래치 구조(94a, 94b) 등의 구조를 이용하면 끼움 결합에 의하여 쉽고 간단하게 브라켓 부재(94)를 고정할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 래치 구조(94a, 94b)의 구조, 개수 등은 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 브라켓 부재(94)와 연장 부분(492c, 493c, 494c)의 연결 구조 등에는 알려진 다양한 구조가 적용될 수 있다.
그리고 제2 케이블 부분(90a)의 일측은 프레임(20)의 일측에 고정되고, 제2 케이블 부분(90a)의 타측은 프레임(20)의 타측에 고정된다. 이를 위하여 프레임(20)의 일측 및 타측에 각기 케이블 홀더(92)가 위치한다. 케이블 홀더(92)는 제2 케이블 부분(90a)을 고정할 수 있는 다양한 구조, 형상 등을 가질 수 있다. 도 10에서는, 일 예로, 케이블 홀더(92)가 프레임(20)(좀더 정확하게는, 제1 부분(242))에 고정되는 고리 형상을 가지는 것을 예시하였다. 그러면, 케이블 홀더(92)가 제2 케이블 부분(90a)을 감싸면서 프레임(20)에 고정될 수 있어 제2 케이블 부분(90a)이 분리되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 케이블 홀더(92)는 프레임(20)에 다양한 방법에 의하여 다양한 구조를 가지도록 고정될 수 있다.
도면에서는 케이블 홀더(92)가 프레임(20)의 일측에 하나, 타측에 하나 위치하여 케이블 홀더(92)의 개수를 최소화하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 케이블 홀더(92)의 개수, 배치 등은 다양하게 변형될 수 있다.
상술한 실시예에서는 케이블 홀더(92)가 고리 형상을 가지는 것을 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 케이블 홀더(92)의 형상, 구조 등은 다양하게 변형될 수 있다.
다양한 변형예를 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 변형예에 따른 태양 전지 모듈의 케이블 홀더를 도시한 사시도이다. 도 11에는 도 2의 B 부분에 해당하는 부분을 도시한다.
일 예로, 도 11에 도시한 바와 같이, 케이블 홀더(92a)가 프레임(20)(좀더 정확하게는, 프레임(20)의 제1 부분(242))의 일부를 절곡하여 형성될 수 있다. 즉, 프레임(20)의 제1 부분(242)의 일부를 평면으로 볼 때 ㄷ자 형상 또는 U자 형상으로 절단한 후에 이를 구부려서 제2 케이블 부분(90a)을 지지할 수 있는 구조를 만드는 것에 의하여 케이블 홀더(92)를 형성할 수 있다. 그러면, 케이블 홀더(92a)가 형성되는 제1 부분(242)의 일부에 홀(920a)이 위치하고, 홀(920a)의 일측 단부로부터 케이블 홀더(92)가 연장도리 수 있다. 예를 들어, 도면에서는 케이블 홀더(92a)가, 태양 전지 패널(10)과 평행한 부분(921)과, 이로부터 태양 전지 패널(10)을 향하여 연장되는 부분(922)을 포함할 수 있다. 태양 전지 패널(10)과 평행한 부분(921)이 홀(920a)의 일측으로부터 연장될 수 있다. 제2 케이블 부분(90a)이 태양 전지 패널(10)과 이에 평행한 부분(921) 사이에서 태양 전지 패널(10)을 향하여 연장되는 부분(922) 위에 위치할 수 있다. 그러나 케이블 홀더(92)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 이와 같은 케이블 홀더(92)는 프레임(20)을 제조하는 공정에서 별도의 부재를 사용하지 않고 만들 수 있어 간단한 방법에 의하여 쉽게 만들 수 있다. 이에 의하여 생산성을 향상할 수 있다.
도 12은 본 발명의 다른 변형예에 따른 태양 전지 모듈의 케이블 홀더를 도시한 단면도이다. 도 12에는 도 2의 B 부분에 해당하는 부분의 단면도이다.
도 12를 참조하면, 케이블 홀더(92b)가 제1 부분(242)에 제2 케이블 부분(90a)을 끼워서 고정할 수 있는 케이블 삽입부를 구비할 수 있다. 케이블 삽입부는, 제2 케이블 부분(90a)을 케이블 삽입부에 밀어 넣는 것에 의하여 제2 케이블 부분(90a)이 고정될 수 있도록 하고, 제2 케이블 부분(90a)을 반대 방향으로 힘을 가하는 것에 의하여 제2 케이블 부분(90a)이 빠져나올 수 있도록 하는 다양한 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 케이블 삽입부는 제2 케이블 부분(90a)을 감싸면서 제2 케이블 부분(90a)의 길이 방향을 따라 형성된 개구부(926)를 형성하는 두 개의 부분(923, 924)으로 구성될 수 있다. 개구부(926)는 제2 케이블 부분(90a)보다 더 작은 폭을 가질 수 있다. 개구부(926) 앞에 제2 케이블 부분(90a)을 놓은 상태에서 제2 케이블 부분(90a)을 개구부(926)을 통과하는 방향으로 밀어넣으면 두 개의 부분(923, 924) 사이의 거리가 멀어지면서 제2 케이블 부분(90a)이 개구부(926)를 통과하여 두 개의 부분(923, 924) 사이에 위치하게 된다. 그러면, 두 개의 부분(923, 924) 사이가 다시 가까워지면서 제2 케이블 부분(90a)이 다시 빠져나가지 않도록 고정할 수 있다. 그리고 제2 케이블 부분(90a)을 분리하여야 할 경우에는 제2 케이블 부분(90a)을 잡아 당겨서 개구부(926)를 통과하도록 하면 두 개의 부분(923, 924) 사이의 거리가 멀어지면서 제2 케이블 부분(90a)이 두 개의 부분(923, 924)으로부터 이탈된다. 이와 같이 케이블 홀더(92b)는 별도의 힘이 가해지지 않을 때는 제2 케이블 부분(90a)을 고정하면서, 사용자가 필요할 때에 일정한 힘을 가하면 제2 케이블 부분(90a)이 쉽게 장착되도록 하거나 제2 케이블 부분(90a)이 쉽게 이탈할 수 있도록 한다. 이러한 케이블 홀더(92b)는 일정한 힘에 의하여 쉽게 형상이 변화할 수 있는 다양한 물질(예를 들어, 수지) 등으로 구성될 수 있다.
상술한 태양 전지 모듈(100)을 복수 개 연결하여 구성되는 태양광 발전 장치(200)를 도 13을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다. 도 13은 도 1의 태양 전지 모듈(100)이 이웃한 태양 전지 모듈(100)과 연결되어 형성된 태양광 발전 장치(200)를 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13의 태양광 발전 장치(200)의 간략한 회로 구조도이다. 명확하고 간략한 도시를 위하여 도 11에서는 태양 전지 모듈(100)이 2 개의 태양 전지 모듈(서로 이웃한 제1 태양 전지 모듈(101)과 제2 태양 전지 모듈(102))을 구비한 것을 도시하였다. 그러나 태양 전지 모듈(100)의 개수가 3개 이상일 수도 있다.
도 13에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서 서로 이웃한 제1 태양 전지 모듈(101)과 제2 태양 전지 모듈(102)은 제1 태양 전지 모듈(101)의 트렁크 케이블(90)과 제2 태양 전지 모듈(102)의 트렁크 케이블(90)을 연결하는 것에 의하여 서로 연결되어 전력망 또는 전력 계통에 연결될 수 있다.
좀더 상세하게는, 제1 태양 전지 모듈(101)의 연결 커넥터(90b)의 제3 커넥터(904)에 제2 태양 전지 모듈(102)의 제4 커넥터(90c)를 접속하는 것에 의하여 트렁크 케이블(90)이 전력망 또는 전력 계통에 연속하여 연결될 수 있다. 그리고 제1 태양 전지 모듈(101)의 일체형 인버터(30)의 교류 출력 케이블(38)은 제1 태양 전지 모듈(101)의 제1 커넥터(38b)와 제2 커넥터(902)에 의하여 제1 태양 전지 모듈(101)의 트렁크 케이블(90)에 연결되고, 제2 태양 전지 모듈(102)의 일체형 인버터(30)의 교류 출력 케이블(38)은 제2 태양 전지 모듈(102)의 제1 커넥터(38b)와 제2 커넥터(902)에 의하여 제2 태양 전지 모듈(102)의 트렁크 케이블(90)에 연결된다. 그러면 제3 커넥터(904) 및 제4 커넥터(90c)에 의하여 연속적으로 연결되는 트렁크 케이블(90)에 각 태양 전지 모듈(100)의 일체형 인버터(30)의 교류 출력 케이블(38)이 제1 커넥터(38a) 및 제2 커넥터(902)에 의하여 병렬로 연결될 수 있다.
이에 의하여 도 14에 도시한 바와 같이, m개의 태양 전지 모듈(100)의 m개의 일체형 인버터(30)가 각기 전력 계통 또는 전력망에 연결되는 m개의 트렁크 케이블(90)에 병렬로 각기 하나씩 연결될 수 있다. 이와 같이 병렬로 연결하면 하나의 태양 전지 모듈(100)에 고장 등의 이상이 발생하는 경우에도 다른 태양 전지 모듈(100)에는 그 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
상술한 구조의 태양 전지 모듈(100)의 일체형 인버터(30)는 리본(122)에 연결되는 단자(31) 및/또는 우회 경로를 제공하는 바이패스 다이오드(33)와, 직류 전류를 교류 전류로 전환하는 인버터 부재(35)가 일체화 또는 통합되어 형성된다. 이들을 일체화하여 형성되는 것에 의하여 설치 공정을 단순화하고 구조를 간단하게 할 수 있다. 그리고 바이패스 다이오드(33)와 인버터 부재(35)를 회로 패턴으로 연결하는 것에 의하여 이들을 연결하기 위한 출력 케이블(즉, 직류 출력 케이블) 등을 사용하지 않아도 되고, 이에 의하여 구조를 단순화하고 출력 케이블에 의하여 발생할 수 있는 태양 전지 패널(10)의 손상을 방지할 수 있다.
반면, 종래에는 기존에 정션 박스와 인버터를 별개로 제조하여 각기 태양 전지 패널 또는 프레임에 고정한 다음, 정션 박스의 (+) 출력 케이블과 (-) 출력 케이블을 인버터에 연결하여야 한다. 그리고 인버터의 교류 출력 케이블 또한 존재하게 된다. 그러면, 설치 공간이 커지고 설치 시간이 길어지며 3개의 출력 케이블에 의하여 운송 중 또는 사용 중에 태양 전지 패널(10)에 충격이 가해져서 태양 전지 패널(10)의 손상 또는 고장 등이 발생될 수 있다.
또한, 제1 케이스(49)로부터 회로 기판부(300)를 분리하는 것에 의하여 수리, 교체 등일 가능하므로 일체형 인버터(30)의 수리, 교체의 작업성을 향상하고 교체에 필요한 비용을 최소화할 수 있다. 본 실시예에서는 일체형 인버터(30)를 구성하는 제1 케이스(49)를 이용하여 일체형 인버터(30)의 제1 접지 구조(72)를 구성하므로, 접지 구조를 단순화하면서도 회로 기판(37)의 신뢰성을 확보하고 일체형 인버터(30)의 안정성을 향상할 수 있다. 이때, 제1 케이스(49)와 프레임(20)을 제2 접지 구조(74)에 의하여 접지하면 접지 경로를 충분하게 형성하여 그라운드(일 예로, 지면)과의 접지 구조를 최대한 간소화할 수 있다. 그리고 내부에 회로 기판부(300)를 쉽게 위치시킬 수 있도록 제1 케이스(49)가 제1 및 제2 케이스 부분(491, 492)을 포함하는 경우에는, 제3 접지 구조(74)에 의하여 이들을 접지하여 일체형 인버터(30)의 전기적 안정성을 좀더 향상할 수 있다. 이에 따라 누전이나 감전 등의 안전 사고를 최소화할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 각 태양 전지 모듈(100)에서 일체형 인버터에서 인출된 교류 출력 케이블(38)과 다른 태양 전지 모듈(100), 전력망, 전력 계통과의 연결을 위한 트렁크 케이블(90)의 설치 구조를 단순화하여 복수 개의 태양 전지 모듈(100)을 연결하는 구조를 단순화할 수 있다. 그리고 각 태양 전지 모듈(100)의 포장, 운송 시의 편의성을 향상할 수 있다. 또한, 외력, 바람 등에 의한 진동이 있는 경우에도 교류 출력 케이블(38), 트렁크 케이블(90) 등이 분리되지 않고 안정적으로 고정되도록 하여, 태양 전지 모듈(100)의 안정성 및 신뢰성을 크게 할 수 있다. 특히, 본 실시예의 일체형 인버터(30)와 같이 교류 출력 케이블(38)이 상대적으로 큰 직경을 가지는 경우에 상술한 효과가 극대화될 수 있다.
상술한 바에 따른 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 태양 전지 모듈
10: 태양 전지 패널
20: 프레임
30: 일체형 인버터
31: 단자
33: 바이패스 다이오드
35: 인버터 부재
37: 회로 기판
38: 교류 케이블
39: 케이스
90: 트렁크 케이블
92: 케이블 홀더
94: 브라켓 부재

Claims (20)

  1. 태양 전지 패널;
    상기 태양 전지 패널에 연결되어 직류 전류를 제공 받는 단자, 상기 단자에 전기적으로 연결되어 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터 부재, 그리고 상기 교류 전류를 전달하는 교류 출력 케이블을 포함하는 일체형 인버터; 및
    상기 교류 출력 케이블이 연결되며, 상기 태양 전지 패널에 이웃한 또 다른 태양 전지 패널 또는 전력 계통과 연결하기 위한 트렁크 케이블
    을 포함하고,
    상기 교류 출력 케이블은, 제1 케이블 부분과, 상기 제1 케이블 부분의 단부에 위치하는 제1 커넥터를 포함하고,
    상기 트렁크 케이블은, 상기 또 다른 태양 전지 패널 또는 상기 전력 계통과의 연결을 위한 제2 케이블 부분과, 상기 제2 케이블 부분의 일 단부에 연결되며 상기 제1 커넥터와 접속되는 구조를 가지는 제2 커넥터 및 상기 제2 커넥터와 다른 구조를 가지며 상기 또 다른 태양 전지 패널에 연결되는 또 다른 트렁크 케이블 또는 상기 전력 계통과 연결하기 위한 제3 커넥터를 포함하는 연결 커넥터와, 상기 제2 케이블 부분의 다른 단부에 위치하여 상기 제3 커넥터와 접속되는 구조를 가지는 제4 커넥터를 포함하는 태양 전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지 패널의 외곽부에 고정되는 프레임을 포함하고,
    상기 일체형 인버터는 상기 프레임에 체결되는 체결부를 포함하며,
    상기 트렁크 케이블이 상기 프레임에서 상기 체결부가 위치한 프레임 부분에 위치하는 태양 전지 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 교류 출력 케이블이 상기 일체형 인버터의 일측으로부터 인출되고,
    상기 트렁크 케이블이 상기 프레임 부분을 따라 연장되어, 상기 프레임 부분에서 상기 일체형 인버터의 상기 일측에 인접한 일측에 상기 트렁크 케이블의 일측이 고정되고, 상기 프레임 부분의 타측에 상기 트렁크 케이블의 타측이 고정되는 태양 전지 모듈.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지 패널의 외곽부에 고정되는 프레임을 포함하고,
    상기 일체형 인버터는 상기 프레임에 체결되는 체결부를 포함하며,
    상기 교류 출력 케이블이 상기 일체형 인버터의 일측으로부터 인출되고,
    상기 트렁크 케이블이 프레임 부분을 따라 연장되어, 상기 연결 커넥터가 상기 프레임 부분에서 상기 일체형 인버터의 상기 일측에 인접한 일측에 위치하고, 상기 제4 커넥터가 상기 프레임 부분의 타측에 위치하는 태양 전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 태양 전지 패널의 외곽부에 고정되는 프레임을 포함하고,
    상기 프레임은 상기 트렁크 케이블을 고정하는 케이블 홀더를 포함하는 태양 전지 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 케이블 홀더가 상기 프레임에 고정되는 고리 형상을 가지는 태양 전지 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 케이블 홀더가 상기 프레임의 일부를 절곡하여 형성되는 태양 전지 모듈.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 케이블 홀더가 상기 케이블이 탈착 가능하게 끼워지는 케이블 삽입부를 포함하는 태양 전지 모듈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 태양 전지 패널의 외곽부에 고정되는 프레임을 포함하고,
    상기 일체형 인버터는 상기 단자 및 상기 인버터 부재를 수용하는 내부 공간부와 상기 체결부를 포함하는 케이스를 포함하며,
    상기 체결부는, 상기 프레임에 체결되는 체결 부분과, 상기 체결 부분으로부터 복수로 절곡되어 상기 내부 공간부까지 연장되는 연장 부분을 포함하고,
    상기 연장 부분을 지나면서 상기 트렁크 케이블이 위치하는 태양 전지 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프레임은, 상기 태양 전지 패널이 삽입되는 패널 삽입부, 상기 패널 삽입부로부터 후방을 향해 연장되는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 절곡 연장되는 제2 부분을 포함하는 연장부를 포함하고,
    상기 체결 부분은, 상기 제2 부분의 내면에 밀착되어 상기 제2 부분에 체결되고,
    상기 연장 부분은, 상기 태양 전지 패널을 향해 연장되는 제1 연장 부분과, 상기 제1 연장 부분으로부터 절곡되어 태양 전지 패널과 평행하게 연장되는 제2 연장 부분과, 상기 제2 연장 부분으로부터 절곡되어 상기 태양 전지 패널의 후방을 향하여 연장된 제3 연장 부분을 포함하고,
    상기 트렁크 케이블이 상기 제1 연장 부분, 상기 제2 연장 부분, 상기 제3 연장 부분에 의하여 정의된 공간을 지나도록 위치하는 태양 전지 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 체결 부분과 상기 제3 연장 부분 사이의 간격이 상기 트렁크 케이블의 직경과 같거나 그보다 큰 태양 전지 모듈.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 체결 부분과 상기 제3 연장 부분 사이를 덮는 브라켓 부재를 더 포함하는 태양 전지 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 브라켓 부재가 상기 제2 연장 부분에 탈착 가능하게 고정되는 태양 전지 모듈.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 연장 부분에 걸림 홈이 형성되고,
    상기 브라켓 부재에 상기 걸림 홈에 걸리는 래치 구조가 형성되는 태양 전지 모듈.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 케이스가, 제1 케이스 부분과, 제2 케이스 부분을 포함하고,
    상기 제1 케이스 부분에 상기 체결부가 형성되고,
    상기 제2 케이스 부분에 상기 체결부에 고정되는 고정부를 포함하며,
    상기 체결부는 상기 고정부의 가장자리를 따라 적어도 하나 형성된 고정 돌기를 포함하고,
    상기 고정 돌기와 상기 체결 부분 사이에 상기 트렁크 케이블이 위치하는 태양 전지 모듈.
  17. 서로 이웃한 제1 태양 전지 모듈 및 제2 태양 전지 모듈을 포함하는 복수 개의 태양 전지 모듈을 포함하고,
    상기 복수 개의 태양 전지 모듈 각각은,
    태양 전지 패널;
    상기 태양 전지 패널에 연결되어 직류 전류를 제공 받는 단자, 상기 단자에 전기적으로 연결되어 상기 직류 전류를 교류 전류로 변환하는 인버터 부재, 그리고 상기 교류 전류를 전달하는 교류 출력 케이블을 포함하는 일체형 인버터; 및
    상기 교류 출력 케이블이 연결되며 상기 각 태양 전지 모듈에 이웃한 또 다른 태양 전지 모듈 또는 전력 계통과 연결하기 위한 트렁크 케이블
    을 포함하고,
    상기 교류 출력 케이블은, 제1 케이블 부분과, 상기 제1 케이블 부분의 단부에 위치하는 제1 커넥터를 포함하고,
    상기 태양 전지 모듈 각각의 상기 트렁크 케이블은, 상기 또 다른 태양 전지 모듈 또는 상기 전력 계통과의 연결을 위한 제2 케이블 부분과, 상기 제2 케이블 부분의 일 단부에 연결되며 상기 제1 커넥터와 접속되는 구조를 가지는 제2 커넥터 및 상기 제2 커넥터와 다른 구조를 가지며 상기 또 다른 태양 전지 모듈의 상기 트렁크 케이블 또는 상기 전력 계통과 연결하기 위한 제3 커넥터를 포함하는 연결 커넥터와, 상기 제2 케이블 부분의 다른 단부에 위치하여 상기 제3 커넥터와 접속되는 구조를 가지는 제4 커넥터를 포함하며,
    상기 제1 태양 전지 모듈의 상기 제3 커넥터에 상기 제2 태양 전지 모듈의 상기 제4 커넥터를 접속하여 상기 제1 태양 전지 모듈과 상기 제2 태양 전지 모듈을 연결하는 태양광 발전 장치.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서,
    상기 태양 전지 모듈 각각에서,
    상기 교류 출력 케이블이 상기 일체형 인버터의 일측으로부터 인출되고,
    상기 연결 커넥터가 상기 일체형 인버터의 상기 일측에 인접하여 위치하는 태양광 발전 장치.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 태양 전지 모듈이 병렬로 연결되는 태양광 발전 장치.
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