KR102322143B1 - 태양광 발전 및 표시를 위한 패널 - Google Patents
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Abstract
일면에는 발전 전력에 의한 전력을 이용하여 표시 또는 점등이 가능한 표시패널이 형성되고, 타면에는 발전이 가능한 솔라패널을 구비하는 일체형 패널을 제공하여, 발전과 표시가 가능한 패널을 제공함과 아울러, 발전면에 광 반사층을 구성하여 설치장소에 적합한 표면색을 가지도록 하여 미적 기능을 향상시키고, 미적 기능과 발전 기능을 동시에 확보할 수 있도록한 태양광 발전 및 표시를 위한 패널에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양광 발전 및 표시를 위한 패널에 관한 것으로, 특히 일면에는 발전 전력에 의한 전력을 이용하여 표시 또는 점등이 가능한 표시패널이 형성되고, 타면에는 발전이 가능한 솔라패널을 구비하는 일체형 패널을 제공하여, 발전과 표시가 가능한 패널을 제공함과 아울러, 발전면에 광 반사층을 구성하여 설치장소에 적합한 표면색을 가지도록 하여 미적 기능을 향상시키고, 미적 기능과 발전 기능을 동시에 확보할 수 있도록한 태양광 발전 및 표시를 위한 패널에 관한 것이다.
신재생 에너지는 오염물질, 온난화, 방사능과 같이 위험물질을 배출하지 않으며, 재처리 시설등을 필요로하지 않는 청정 에너지원으로 인식되고 있다. 이러한 신재행 에너지원은 풍력, 파력, 태양열, 지열과 같은 다양한 형태가 존재하지만, 규모의 다양성, 설치 및 운영에 있어서 태양광이 가장 높은 편의성을 가지고 있기 때문에 가장 많이 이용되고 있다.
최근에는 범 세계적으로 온실가스의 배출 감소를 위해 탄소 배출권 같은 제도가 시행되고 있어, 신재생 에너지가 더욱 중요하게 여겨지고 있다. 때문에, 신재생 에너지에 의한 발전량을 증가시키기 위한 다양한 방법이 적극적으로 시도되고 있다. 특히, 이러한 시도가 다른 발전 방식에 비해 높은 편의성을 가지는 태양광에 집중되고 있다.
이러한 태양광 발전을 위해서는 솔라셀이 다수 구성되는 솔라 패널을 이용하며, 기존에 설치 이용되는 솔라패널은 폴리실리콘을 이용하여 제조된 것이 대부분이었다.
그러나, 최근에는 CIGS(Copper Indium Gallium Selenide)와 같은 박막 태양전지가 개발되어 기존 솔라셀이 적용되지 못하는 구조 및 대상에도 솔라셀의 적용 및 발전이 가능해지고 있다.
하지만, 이러한 솔라셀들은 모두 흑체(Black Body)로만 생산되고 있어 설치시 미관을 저해하는 문제점이 있다. 이를 위해 투명 솔라셀이 개발된 바 있지만, 전환효율은 낮고 생산비용이 높아 외면받는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 일면에는 발전 전력에 의한 전력을 이용하여 표시 또는 점등이 가능한 표시패널이 형성되고, 타면에는 발전이 가능한 솔라패널을 구비하는 일체형 패널을 제공하여, 발전과 표시가 가능한 패널을 제공함과 아울러, 발전면에 광 반사층을 구성하여 설치장소에 적합한 표면색을 가지도록 하여 미적 기능을 향상시키고, 미적 기능과 발전 기능을 동시에 확보할 수 있도록 한 태양광 발전 및 표시를 위한 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 태양광 발전 및 표시를 위한 패널은 베이스시트; 상기 베이스시트의 제1면에 형성되는 발광패널; 및 상기 베이스시트의 제2면에 형성되고, 상기 발광패널 또는 상기 발광패널에 전원을 공급하는 전원부에 발전된 전력을 공급하는 발전패널;을 포함한다.
본 발명에 따른 발전 및 표시를 위한 패널은 일면에는 발전 전력에 의한 전력을 이용하여 표시 또는 점등이 가능한 표시패널이 형성되고, 타면에는 발전이 가능한 솔라패널을 구비하는 일체형 패널을 제공하여, 발전과 표시가 가능한 패널을 제공함과 아울러, 발전면에 광 반사층을 구성하여 설치장소에 적합한 표면색을 가지도록 하여 미적 기능을 향상시키고, 미적 기능과 발전 기능을 동시에 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패널의 구성을 나타낸 단면 예시도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 패널의 구성을 도시한 예시도.
도 3은 제3실시예에 따른 패널의 구성을 도시한 예시도.
도 4는 광 필터층에 의해 디자인적 요소를 부가하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 도 4의 방법을 이용하여 실제 디자인 요소가 부가된 예를 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 패널의 구성을 도시한 예시도.
도 3은 제3실시예에 따른 패널의 구성을 도시한 예시도.
도 4는 광 필터층에 의해 디자인적 요소를 부가하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 5는 도 4의 방법을 이용하여 실제 디자인 요소가 부가된 예를 설명하기 위한 예시도.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 패널의 구성을 나타낸 단면 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 패널(1)은 베이스 시트(10), 베이스 시트(10)의 일면에 형성되는 표시패널(1A) 및 베이스 시트(10)의 타면에 형성되는 솔라패널(1B)를 포함하여 구성된다.
베이스 시트(10)의 양면에는 표시패널(1A)과 솔라패널(1B)이 형성된다. 구체적으로 베이스 시트(10)의 일면에는 표시패널(1A)이 형성되고, 타면에는 솔라패널(1B)이 형성된다.
이러한 베이스 시트(10)는 표시패널(1A)과 솔라패널(1B)을 형성하기 위한 베이스 프레임의 역할을 한다. 특히, 본 발명의 베이스 시트(10)는 패널(1)의 유연성 확보를 위해 합성수지 또는 박막 금속으로 베이스 시트(10)가 형성된다. 일례로, 폴리이미드(Polyimide), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(Polyethylene)과 같은 합성수지가 이용될 수 있다. 또한, 금속을 이용하는 경우 스테인레스, 알루미늄 합금, 구리 합금과 같은 금속 또는 합금을 박막으로 가공하여 형성될 수 있다. 특히, 금속을 사용하는 경우 표시패널(1A) 또는 솔라패널(1B)에서 전달된 열을 방열 또는 전도하여 패널(1)의 온도를 낮추는 역할을 할 수 있다.
여기서, 베이스 시트(10)는 비유연성 합성수지, 유리, 금속을 이용하여 형성될 수 있으며, 제시된 구성에만 적용 가능한 것은 아니다.
표시패널(1A)은 베이스 시트(10)의 일면에 형성된다. 표시패널(1A)은 LED와 같이 발광소자가 형성되어 패널(1)이 설치된 장소에서 조명으로 동작하거나, 영상을 표시하는 표시수단의 역할을 한다. 이를 위해 표시패널(1A)에는 LED 또는 OLED 소자가 마련된다(이하에서는 발광소자로 LED가 마련된 경우로 가정하여 설명을 진행하기로 한다). 이러한 표시패널(1A)은 PCB(23), LED(21) 및 제1커버시트(50a)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 PCB(23)는 LED(21)의 구동을 위한 회로가 구성된다. 이 PCB(21)에는 LED(21)의 선택 및 데이터(또는 발광신호)를 공급하기 위한 도전선인 스캔라인과 데이터라인이 형성되고, 복수의 LED(21)가 실장된다. 특히 PCB(23)는 유연기판으로 형성될 수 있다.
이러한 PCB(23)는 베이스 시트(10)에 결합된다. 이를 위해 PCB(23)와 베이스 시트(10) 사이에는 접착층(20c)이 형성된다. 이 접착층(20c)은 폴리올레핀(Polyolefin), 폴리올레핀 엘라스토머(elastomer), EVA(ethylene-vinyl acetate compolymer)와 같은 물질로 형성될 수 있다. 여기서, PCB(23)와 베이스 시트(10) 사이에 형성되는 접착층(20c)은 접착물질에 열전도성 물질이 포함되어 열전도도를 높이거나, 열전도성을 가지는 접착물질로 대체될 수 있다.
LED(21)는 PCB(23)에 실장되며 복수로 마련된다. 이 LED(21)는 제어부(미도시)의 제어에 따라 특정 색을 발광하도록 다색광원으로 마련된다. 이러한 LED(21)는 미리 정해진 형태와 간격으로 배열된다. 이러한 LED(21)는 특정색으로 발광하여 설치 공간을 조명하는 조명의 역할을 할 수도 있고, 화소(Pixel)로 구성되어 이미지 또는 영상을 표시하도록 할 수도 있다. 이 LED(21)는 낱개의 소자단위로 생산되는 LED(21) 소자를 이용하여 구현될 수도 있지만, OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 표시장치를 이용하여 구현될 수도 있다.
또한, 표시패널(1A)은 제1커버시트(50a)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 제1커버시트(50a)는 LED(21)를 사이에 두고 PCB(23)와 대를 이루어 배치된다. 즉, 제1커버시트(50a)는 LED(21)를 덮도록 표시패널(1A)에 결합된다. 이때, PCB(23)와 제1커버시트(50a) 사이에는 접착층(20c)이 형성된다. 특히, PCB(23)와 제1커버시트(50a) 사이에 형성되는 접착층(20c)은 전술한 접착물질 중 투명물질을 이용하여 형성되거나, 합성수지 중 유연성을 가지며 투명한 물질을 이용하여 형성된다.
일례로 이 제1커버시트(50a)는 PMMA(Poly Meta Metyl Acrylate), PC(Poly carbonat), 강화 플라스틱 또는 이의 등가물질 이용하여 형성될 수 있으며, 표시패널(1A)이 유연패널로 형성되는지의 여부에 따라 다양한 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 또한, 제1커버시트(50a)에는 강도의 보강을 위하여 다이아몬드 나노 파우더층 또는 상압 플라즈마 코팅에 의해 형성되는 실리콘 산화물층이 형성될 수도 있다.
이 표시패널(1A)은 솔라패널(1B)에서 생산된 전력을 공급받아 동작할 수 있다. 이를 위해 표시패널(1A)과 솔라패널(1B)은 전원부(미도시)를 경유하여 연결될 수 있으며, 전원부(미도시)에는 솔라패널(1B)에서 생산된 전력을 저장하기 위한 배터리(미도시)가 마련될 수 있다. 또한, 전원부(미도시)에는 표시패널(1A)의 점등 또는 표시를 제어하기 위한 제어부가 마련될 수 있다.
솔라패널(1B)은 베이스 시트(10)의 타면에 형성되고, 태양광에 의해 전력을 생산하여 전원부(미도시) 또는 표시패널(1A)에 공급한다. 특히, 본 발명의 솔라패널(1B)는 솔라패널(1B) 면의 색을 조절할 수 있도록 구성된다.
이를 위해 솔라패널(1B)은 베이스 시트(10) 상에 형성되는 솔라셀(30)과 솔라셀(30) 상에 형성되는 광 필터층(40)을 포함하여 구성된다.
솔라셀(30)은 베이스 시트(10)의 타면 상에 부착되며, 이를 위해 솔라셀(30)과 베이스 시트(10) 사이에는 접착층(20a)이 형성된다. 이 솔라셀(30)은 패널(1)이 비유연패널인 경우 폴리실리콘 셀을 이용하여 구성될 수 있으나, 유연패널인 경우 금속 박막 태양전지와 같이 유연성을 가지는 솔라셀(30)을 이용하여 구현된다. 이러한 금속 박막 태양전지는 CIGS외에도 카드뮴 텔루르(CdTe), 염료 감응형 태양전지(DSSC: Dye sensitized solar cell)와 같은 다양한 형태의 전지를 적용하여 구성될 수 있다.
여기서, 접착층(20a)는 EVA, PO(폴리올레핀), POE(폴리올레핀 엘라스토머) 외에도 PVB(Poly Vinyl Butyral)를 이용할 수 있으나, 제시된 바에 의해서만 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이 솔라셀(30)의 상면 즉, 베이스 시트(10)에 접착되지 않는 타면에는 광 필터층(40)이 마련된다.
광 필터층(40)는 특정 파장 대역의 광을 투과 또는 반사하는 역할을 한다. 이러한 광 필터층(40)은 밴드 패스 필터일 수 있다. 이 광 필터층(40)은 반사층을 다층으로 구성한 것일 수도 있고, 콜레스테릭 액정의 선택 반사 특성을 이용한 것일 수 있으나, 특정 필터로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 광 필터층(40)은 태양광 발전이 이루어질 수 있는 파장대역의 태양광을 투과 시킬 수 있으며, 이 중 특정 대역의 광을 반사할 수 있도록 구성할 수 있는 필터이면 어떤 필터이든 사용할 수 있다. 특히, 이러한 필터 중 유연성을 가질 수 있고, 박막으로 형성할 수 있는 특징을 가지는 필터를 사용하는 것이 가능하다.
이러한 광 필터층(40)은 사용자에 의해 선택된 영역의 광을 반사하고 나머지 광은 솔라셀(30)에 전달되도록 한다. 이를 통해, 광 필터층(40)은 패널(1)이 반사된 광에 의해 기존과 달리 특정 색을 나타내도록 할 수 있다. 특히, 본 발명의 광 필터층(40)은 일부 광만을 반사하고 나머지 광은 투과되도록 하여 발전 효율이 저하되는 것을 최소할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 다른 도면을 참조하여 좀 더 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 패널의 구성을 도시한 예시도이다. 도 3은 제3실시예에 따른 패널의 구성을 도시한 예시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 제2실시예와 제3실시예는 전술한 제1실시예에 대해 제2커버시트(50b)를 더 포함하여 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제2커버시트(50b)가 마련될 수 있으며, 제2커버시트(50b)는 접착층(20d)에 의해 광필터층(40) 상에 결합될 수 있다.
또는 도 3에 도시된 바와 같이 제2커버시트(50b)가 솔라셀(30)과 광 필터층(40) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제2커버시트(50b)의 전 후면에는 각각 접착층(20b, 20d)가 형성되어 솔라셀(30) 및 광 필터층(40)을 접착하도록 할 수 있다.
이러한 제2커버시트(50b)는 전술한 제1커버시트(50a)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
도 4는 광 필터층에 의해 디자인적 요소를 부가하는 방법을 설명하기 위한 예시도이고, 도 5는 도 4의 방법을 이용하여 실제 디자인 요소가 부가된 예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 패널(1)은 제1면에 LED(21)와 같은 발광수단이 마련되고, 제2면에 발전면이 마련된다.
기존의 경우 태양광 발전이 이루어지는 면은 폴리실리콘의 색으로 인해 검은색인 것이 일반적이었으며, 시각적인 기능면에서는 낮은 기능성을 가지는 것이 일반적이었다.
이를 해소하기 위해 본 발명에서는 광 필터층(40)이 발면전인 제2면에 마련된다. 이 광필터층(40)은 일부 광은 반사하고, 이외의 광은 투과되도록 하여 솔라셀(30)에 광이 전달되도록 선택적 반사를 수행한다.
이를 통해 광 반사에 의해 패널(1)이 반사된 광의 색을 나타내도록 하는 것이 가능하다. 즉, 청색, 적색, 녹색과 같이 특정 색을 반사하도록 하여 패널(1)을 착색한 것과 같은 효과를 낼 수 있다.
특히, 이러한 색의 반사는 패널(1)의 영역(A, B, C)별로 다른 광을 반사하도록 구성될 수 있다. 이를 위해 전술한 실시예들에서 광 필터층(40)은 영역(A, B, C) 별로 다른 파장의 광을 반사하도록 복수의 필터를 조합하여 구성된 것일 수 있다.
특히, 이 중 D 영역과 같이 서로 다른 영역(B, C)의 중간 색의 광이 반사되도록 할 수 있다. 이러한 광의 혼합 정도는 광 필터층(40)의 반사 파장 값이 양 영역의 중간값이 광필터층(40)을 사용함으로써 구현될 수 있다. 이와 같은 방식을이용하면 일례로 패널(1)의 발전면을 무지개의 색을 나타내도록 구현하는 것이 가능하다.
이러한 방식을 이용하면 도 5와 같이 디자인적 요소를 부여한 패널(1)의 제조가 가능하다.
구체적으로 글자(X1) 및 이지미(X2)의 영역에 반사광과 이외의 영역(X2)의 반사광을 달리하고, 이를 이미지 형태로 구현하여 디자인적 요소를 부가할 수 있다.
일례로, 기업의 명칭을 나타내는 간판을 이와 같은 방법으로 구현할 수 있다. 특히, 이러한 이미지를 이용하는 패널은 공원, 전시장과 같은 곳에 적합한 이미지를 디자인하여 설치함으로써 발전시설이 설치 위치의 환경과 어우러질 수 있도록 하는 것이 가능해진다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
1: 패널
10: 베이스 시트
20: 접착층
21: LED
23: PCB
30: 솔라셀
40: 광 필터층
50: 커버시트
10: 베이스 시트
20: 접착층
21: LED
23: PCB
30: 솔라셀
40: 광 필터층
50: 커버시트
Claims (5)
- 베이스 시트;
상기 베이스 시트의 제1면에 형성되는 발광패널 및
상기 베이스 시트의 제2면에 형성되고, 상기 발광패널 또는 상기 발광패널에 전원을 공급하는 전원부에 발전된 전력을 공급하는 발전패널을 포함하고,
상기 발전패널에는 광 반사를 위해 선택된 파장 대역의 광을 반사하고 나머지 광은 솔라셀에 전달하는 광 필터층이 솔라셀의 광입사면에 형성되며,
상기 발전패널 또는 상기 발광패널은 커버시트를 포함하고,
상기 커버시트에는 강도를 보강하도록, 다이아몬드 나노 파우더층 또는 상압 플라즈마 코팅에 의해 형성되는 실리콘 산화물층이 형성되며,
상기 광필터층은 상기 발전패널에 마련된 영역별로 다른 파장의 광을 반사하는 복수의 필터를 조합하여 구성되어 상기 발전 패널의 영역별로 다른 광을 반사하며,
서로 다른 영역의 반사 파장값의 중간값인 광필터층을 서로 다른 영역의 중간에 마련해서 중간 색의 광을 반사하며, 각 영역을 글자나 이미지 형태로 구현하고 각 영역의 반사광을 서로 다르게 해서 글자나 이미지를 표시하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 표시를 위한 패널. - 제 1 항에 있어서,
상기 패널은
상기 베이스 시트, 상기 발광 패널 및 상기 발전패널 중 어느 하나 이상이 유연성을 가지는 재질로 형성되는 태양광 발전 및 표시를 위한 패널. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 발전패널에 구비되는 상기 커버시트는
상기 광 필터층의 광 입사면에 구비되거나, 상기 광 필터층과 상기 솔라셀 사이에 구비되는 태양광 발전 및 표시를 위한 패널.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020190084072A KR102322143B1 (ko) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | 태양광 발전 및 표시를 위한 패널 |
Applications Claiming Priority (1)
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-
2019
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