KR102322621B1 - 태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체 - Google Patents

태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체 Download PDF

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Abstract

태양광 패널에 설치되는 일 실시 예에 따른 태양광 냉각 모듈은, 한 쌍의 레이어를 부분적으로 융착함으로써 형성되는 내부 유로를 구비하고, 태양광 패널에 면 접촉하여 태양광 패널을 냉각시키기 위한 냉각 시트를 포함할 수 있다.

Description

태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체{SOLAR COOLING MODULE AND PHOTOVOLTAIC PANEL ASSEMBLY INCLUDING THE SAME}
이하의 설명은 태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체에 관한 것이다.
산업사회의 고도화와 인구의 증가로 많은 에너지를 필요로 하고 있다. 가장 많이 사용하고 있는 에너지원은 석탄이나 석유 천연가스와 같은 화석 에너지원이나, 이 에너지원은 한정되어 있어 점차적으로 고갈되어 가고 있으며, 공해로 인하여 지구 온난화에도 큰 영향을 미치고 있어 대체에너지원의 개발이 시급한 실정이다. 이에 반하여 태양열은 석탄이나 석유 천연가스와 같은 화석 에너지원과는 달리 공해발생이 없는 청정에너지원인 동시에 거의 무제한적으로 공급되고 있어 오래전부터 이러한 태양열에너지를 산업용이나 난방용 또는 자동차 등의 에너지원으로 활용하기 위한 꾸준한 연구와 더불어 제품화가 이루어지고 있다.
현재 대체에너지원으로서 태양에너지를 이용하는 장치는 태양열 집열기와 태양광 모듈이 활용되고 있다.
평판형 태양열 집열기 및 시스템은 태양열에너지를 이용하여 직접 열매체에 열교환하도록 함으로써 온수 및 난방에너지를 획득하는 신재생에너지 시스템으로 효율이 높고 초기투자비용이 높지 않아 널리 활용되고 있는 신재생에너지 시스템이다.
한편, 태양광발전(Photovoltaic) 모듈 및 시스템은 별도의 유지관리가 필요 없이 한 번의 설치만으로 환경오염 없이 태양광이 가지고 있는 광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환하여 전기에너지를 생산하는 장치이다.
태양광발전 모듈은 결정질계의 경우 태양으로부터 입사되는 에너지 중 대략 12~16%만이 발전에 이용되고 있어 태양광에너지 이용효율이 낮은 편이고, 초기투자비용이 매우 비싼 단점이 있다. 이때, 나머지 에너지는 모두 열로 소모되고 있다. 이때 소모되는 열로 인하여 실리콘 소재 등을 이용하는 태양광 발전용 셀의 온도를 상승시키게 되며, 셀 특성상 온도상승에 의해 전기 에너지 전환시 전기 변환효율의 감소를 가져오게 된다.
이와 같이 결정질 태양광발전 모듈은 태양에너지를 받아 전력을 생산하는 과정에서 열을 발생시키게 되는데, 이때 발생하는 열은 태양광발전 모듈의 전기생산 성능을 저하시키는 요인이 되기 때문에 태양광발전 시스템의 효율을 증진시키기 위해서는 열을 제거하는 것이 필요하다. 건물에 일체화하여 태양광발전 모듈을 건물의 외피에 적용하는 경우에는 발생열의 배출에 상당한 노력이 필요하다. 결정질계 태양광발전 모듈의 열 배출 어려움을 해결하고 효율을 증진시키는 방식으로 그동안 통풍에 의한 방안이 제시된 바 있으나, 열 배출에 한계가 있었다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체를 제공하는 것이다.
태양광 패널에 설치되는 일 실시 예에 따른 태양광 냉각 모듈은, 한 쌍의 레이어를 부분적으로 융착함으로써 형성되는 내부 유로를 구비하고, 태양광 패널에 면 접촉하여 태양광 패널을 냉각시키기 위한 냉각 시트를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 태양광 냉각 모듈은, 상기 냉각 시트에 면 접촉하여 상기 냉각 시트로 열이 유입되는 것을 방지하기 위한 단열 시트를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각 시트는, 면 상의 영역을 따라서 서로 이격된 위치에 관통 형성되어, 상기 내부 유로를 복수개의 경로로 분지시키는 복수개의 관통 구멍을 더 포함할 수 있다.
냉각 유체의 유동 방향을 따라서, 상기 복수개의 관통 구멍 위치는 교번적으로 엇갈리게 배치될 수 있다.
상기 복수개의 관통 구멍은, 냉각 유체의 유동 방향을 기준으로, 서로 인접한 관통 구멍 사이의 간격이 감소하는 패턴부를 포함할 수 있다.
상기 패턴부는, 상기 유동 방향을 기준으로 상기 냉각 시트의 양측 가장자리 부분으로부터 중앙 부분으로 연결되는 구간에 형성될 수 있다.
상기 단열 시트는, 상기 냉각 시트에 접촉하는 방향을 따라서 상기 복수개의 관통 구멍과 오버랩되는 부분에 돌출 형성되는 복수개의 돌출부를 포함할 수 있고, 상기 복수개의 돌출부는 상기 복수개의 관통 구멍에 삽입될 수 있다.
상기 복수개의 돌출부는, 상기 복수개의 관통 구멍에 형합되어 끼워맞춰질 수 있다.
상기 냉각 시트는, 상기 유동 방향을 기준으로, 상기 냉각 시트의 양측 가장자리 부분 각각에서 상기 내부 유로에 연통되는 유로 포트를 더 포함할 수 있고, 상기 단열 시트는, 상기 냉각 시트에 접촉하는 방향을 따라서 상기 유로 포트와 오버랩되는 부분에 관통 형성되는 포트 수용 구멍을 더 포함할 수 있고, 상기 유로 포트는 상기 포트 수용 구멍을 통과할 수 있다.
일 실시 예에 따른 태양광 냉각 모듈은, 상기 복수개의 관통 구멍을 통과하는 상기 복수개의 돌출부 마다 설치되고, 상기 복수개의 관통 구멍의 가장자리 부분으로부터 각각의 상기 돌출부에 고정되도록 결합하는 결합 핀을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체는, 복수개의 태양 전지들을 포함하는 태양광 패널; 상기 태양광 패널의 가장자리 부분을 감싸도록 고정하는 외측 프레임; 및 상기 태양광 패널의 일면에 설치되는 전술한 태양광 냉각 모듈을 포함할 수 있고, 상기 냉각 시트 및 단열 시트는, 상기 태양광 패널의 노출된 일면을 차폐하도록 적층될 수 있다.
일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체는, 상기 태양광 패널의 일면 상에, 상기 복수개의 태양 전지들로부터 연결되는 단자들을 수용하는 단자부를 더 포함할 수 있고, 상기 냉각 시트 및 단열 시트는 각각, 상기 태양광 패널에 접촉하는 방향을 따라서 상기 단자부와 오버랩되는 부분이 관통 형성되는 단자 수용 구멍을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체는, 양단이 상기 외측 프레임의 가장자리 부분에 결합되어 상기 태양광 패널에 대해 상기 태양광 냉각 모듈을 가압하는 고정 빔을 더 포함할 수 있다.
상기 고정 빔은, 양단으로부터 내측으로 갈수록 상기 태양광 패널을 향해 만곡된 형상을 가질 수 있다.
일 실시 예의 태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체에 의하면, 냉각 시트 및 단열 시트 사이의 결합력과 단열성능을 동시에 향상시킬 수 있다.
일 실시 예의 태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체에 의하면, 냉각 시트의 열 변형에 따른 수축과 팽창의 영향을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예의 태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체에 의하면, 냉각 시트 및 단열 시트를 컴팩트하게 결합할 수 있어서, 소형화 및 경량화에 유리할 수 있다.
일 실시 예에 태양광 냉각 모듈 및 이를 포함하는 태양광 패널 조립체에 의하면, 별도의 접착제 없이 태양광 패널, 냉각 시트 및 단열 시트를 단단히 결합할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 태양광 냉각 모듈의 분해 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체의 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체의 단면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 냉각 시트의 평면도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체의 사시도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체의 분해 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 태양광 냉각 모듈의 분해 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 태양광 패널 조립체를 선 I-I'를 따라 취한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체(1)는 태양광 패널(111)의 전기 생산 과정에서 발생하는 열기를 냉각할 수 있는 태양광 냉각 모듈(16)이 태양광 패널 모듈(11)과 컴팩트하게 적층된 조립체이다.
일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체(1)는 태양광 패널 모듈(11), 태양광 냉각 모듈(16) 및 고정 빔(14)을 포함할 수 있다.
태양광 패널 모듈(11)은, 광 에너지를 흡수하여 직접 전기 에너지로 변환시킬 수 있는 복수개의 태양 전지들이 배열되어 있는 태양광 패널(111)과, 태양광 패널(111)의 가장자리를 감싸도록 설치되어 태양광 패널(111)을 고정 및 지지하는 외측 프레임(112)과, 태양광 패널(111)의 복수개의 태양 전지들로부터 연결된 단자들을 수용하는 단자부(113)를 포함할 수 있다.
태양광 패널(111)은, 복수개의 태양 전지들이 격자 형태로 배열된 사각 형상의 패널일 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널(111)은 전방(도면의 - z축 방향)으로 태양광에 노출될 수 있고, 후방(도면의 + z축 방향)에는 후술할 태양광 냉각 모듈(16)이 인접하게 배치될 수 있다.
외측 프레임(112)은, 태양광 패널(111)의 가장자리를 둘러 감싸는 사각 형상의 프레임 부재일 수 있다. 예를 들어, 외측 프레임(112)은, 태양광 패널(111)과 더불어 태양광 냉각 모듈(16)을 동시에 고정 및 지지할 수 있다. 예를 들어, 외측 프레임(112)의 부분 중 후방을 마주보는 가장자리 부분은 태양광 패널(111)보다 후방으로 더 돌출되어 형성될 수 있다.
예를 들어, 후방으로 돌출 형성된 외측 프레임(112)의 가장자리 부분은 내측으로 절곡된 형상을 가질 수 있고, 상기 절곡된 부분에 후술할 고정 빔(14)의 단부가 고정될 수 있다.
단자부(113)는 복수개의 태양 전지에 연결된 단자들이 박스 형태의 하우징에 수용되어 있는 정션 박스(junction box)일 수 있다. 예를 들어, 단자부(113)는 태양광 패널(111)의 후면에 설치될 수 있다. 예를 들어, 단자부(113)는 도 1 및 도 2와 같이 태양광 패널(111)의 후면 중, 외측 프레임(112)에 인접한 가장자리 부분에 설치될 수 있다. 한편, 이와 달리 단자부(113)는 태양광 패널(111)의 중앙 부분에 설치될 수도 있으며, 단자부(113)의 위치는 자유롭게 배치될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
태양광 냉각 모듈(16)은, 태양광 패널(111)의 후면, 즉 태양광에 노출되지 않는 태양광 패널(111)의 면에 장착되어 태양광 패널(111)에서 발생하는 열 에너지를 흡수할 수 있다.
예를 들어, 태양광 냉각 모듈(16)은 태양광 패널(111)의 후면에 적층되는 냉각 시트(12)와, 냉각 시트(12)의 후면에 적층되는 단열 시트(13)를 포함할 수 있다.
냉각 시트(12)는, 내부에 냉각 유체가 이송될 수 있는 내부 공간을 구비하는 시트 형 부재일 수 있다. 예를 들어, 냉각 시트(12)는 외측 프레임(112)에 가장자리가 지지된 상태로 후방을 향해 노출되는 태양광 패널(111)의 면을 차폐할 수 있다.
예를 들어, 냉각 시트(12)는 냉각 유체가 유동하는 내부 유로(122)와, 냉각 시트(12) 상에 복수개로 관통 형성된 관통 구멍(121)과, 단자부(113)가 통과하는 제 1 단자 수용 구멍(123)과, 내부 유로(122)로 냉각 유체의 출입을 가이드하는 유로 포트(124)를 포함할 수 있다.
내부 유로(122)는, 냉각 시트(12)의 평면을 따라서 형성되는 내부 공간일 수 있다. 내부 유로(122)는, 예를 들어, 한 쌍의 레이어를 적층한 상태에서, 설정된 유로 패턴을 따라서 한 쌍의 레이어를 융착함으로써 형성될 수 있다. 한 쌍의 레이어는 예를 들어, 합성 수지 재질 등 온수 매트의 소재와 유사한 유연한 소재로 제공될 수 있다. 상술한 융착 과정은, 예를 들어, 고주파 융착 방식, 마찰 용접 방식 또는 초음파 융착 방식 등을 통해 수행될 수 있다.
예를 들어, 내부 유로(122)는, 냉각 유체의 유동 방향(도면의 x축 방향)을 따라서 연속적으로 분지 및 합류하는 유동 경로를 형성할 수 있다. 예를 들어, 내부 유로(122)의 경로는 상술한 융착 과정을 통하여 한 쌍의 레이어가 융착된 부분에 의해 구획될 수 있다.
복수개의 관통 구멍(121)은, 냉각 시트(12)의 면 상의 영역을 따라서 서로 이격된 위치에서, 냉각 시트(12)가 태양광 패널(111)에 접촉하는 방향을 따라서 관통 형성되는 구멍일 수 있다. 복수개의 관통 구멍(121)은, 내부 유로(122)와 연통되지 않도록, 한 쌍의 레이어가 융착된 부분의 중앙에 형성될 수 있다.
예를 들어, 복수개의 관통 구멍(121)은, 냉각 시트(12) 내부에서 유동하는 냉각 유체가 평면 방향을 따라서 지속적으로 분지 및 합류할 수 있도록 내부 유로(122)의 경로를 형성할 수 있다.
예를 들어, 도 2 및 도 3과 같이, 복수개의 관통 구멍(121)은 유동 방향(도면의 x축 방향) 및 유동 방향과 수직한 방향(도면의 y축 방향)을 따라서 서로 이격되어 배열되는 구조를 가질 수 있다.
이상의 구조에 의하면, 냉각 유체가 냉각 시트(12) 내부에서 유동 방향을 따라서 이동할 경우, 냉각 유체는 유동 방향으로 이송되는 동시에, 복수개의 관통 구멍(121)에 의해 형성된 경계면에 의해 유동 방향과 수직한 방향(도면의 y축 방향)으로 지속적으로 분지 및/또는 합류될 수 있는 구조를 가질 수 있다.
따라서, 냉각 유체는 내부 유로(122)를 유동 방향을 따라서 통과하는 동시에, 그에 수직한 방향으로 분산되기 용이한 구조를 가질 수 있어서, 결과적으로 냉각 유체는 냉각 시트(12)의 평면 영역을 따라서 골고루 분포될 수 있다.
예를 들어, 관통 구멍(121)은 도면에 도시된 바와 같이 원형의 중공으로 형성될 수 있다. 다만, 관통 구멍(121)의 형상은 원형이 아닌 다양한 형상을 가질 수 있다는 점을 밝혀둔다.
예를 들어, 복수개의 관통 구멍(121)은 냉각 시트(12) 상에서 격자 형태의 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수개의 관통 구멍(121)은 도 2 및 도 3 과 같이 유동 방향을 따라서 수직하게 배열되는 2차원 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들어, 유동 방향을 기준으로 관통 구멍(121)의 위치는 교번적으로 엇갈리게 배치될 수 있다. 복수개의 관통 구멍(121)은 냉각 시트(12)의 전 영역에 걸쳐서 이격 형성될 수 있다.
제 1 단자 수용 구멍(123)은, 냉각 시트(12)가 태양광 패널(111)에 적층되는 방향을 기준으로, 냉각 시트(12)가 단자부(113)와 중첩되는 부분이 관통 형성되는 부분일 수 있다. 제 1 단자 수용 구멍(123)에 의하면, 냉각 시트(12)가 태양광 패널(111)에 밀착하도록 적층되더라도, 단자부(113)는 제 1 단자 수용 구멍(123)을 통과하여 냉각 시트(12)와 간섭되지 않을 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 단자부(113)가 태양광 패널(111) 상에서 임의의 위치에 설치될 수 있음에 따라서, 냉각 시트(12)에 대하여 수직한 방향으로 바라볼 때, 제 1 단자 수용 구멍(123) 역시 단자부(113)의 설치 위치와 중첩되는 영역(예: 냉각 시트(12)의 중앙 영역)에 형성될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
유로 포트(124)는 냉각 유체의 유동 방향(도면의 x축 방향)을 기준으로, 냉각 시트(12)의 양 가장자리 부분에서 내부 유로(122)와 연통하는 포트일 수 있다. 이 경우 일측 가장자리에 형성되는 유로 포트(124)는 냉각 유체가 유입되는 포트로 기능할 수 있고, 반대측 가장자리에 형성되는 유로 포트(124)는 냉각 유체가 토출되는 포트로 기능할 수 있다.
예를 들어, 유동 방향을 기준으로 양측 가장자리 부분에 형성되는 유로 포트(124) 각각은, 유동 방향과 수직한 냉각 시트(12)의 폭 방향(도면의 y축 방향)의 양측 가장자리 부분에 복수개로 나뉘어 설치될 수 있다. 다시 말하면, 유로 포트(124)는 도 1 내지 도 3과 같이 사각 형상의 냉각 시트(12)의 4개의 모서리 부분에 인접하게 각각 위치할 수 있다.
예를 들어, 냉각 시트(12)는 고주파 융착을 통해서 접합되는 복수개의 시트형 부재일 수 있으며, 이 경우, 내부 유로(122)는 부분적인 고주파 융착을 통해서 제조될 수 있다.
예를 들어, 냉각 시트(12)는 조립 고정의 향상을 위해 복수개로 분리되어 제작될 수 있다.
단열 시트(13)는, 냉각 시트(12)의 후면에 접촉하여 외부로부터 냉각 시트(12)로 열이 유입됨에 따라서, 냉각 효율이 저하되는 문제를 방지할 수 있다. 예를 들어, 단열 시트(13)는 냉각 시트(12)보다 열 절연성 및/또는 난연성이 높은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 단열 시트(13)는 냉각 시트(12)의 후면을 차폐하도록 면 접촉할 수 있다.
예를 들어, 단열 시트(13)는 냉각 시트(12)의 복수개의 관통 구멍(121)에 삽입되는 복수개의 돌출부(131)와, 단자부(113)가 통과하는 제 2 단자 수용 구멍(133)과, 유로 포트(124)가 통과하는 포트 수용 구멍(134)을 포함할 수 있다.
복수개의 돌출부(131)는, 단열 시트(13)가 냉각 시트(12)와 접촉하는 면 상의 영역을 따라서, 서로 이격된 위치에서 단열 시트(13)가 냉각 시트(12)에 접촉하는 방향을 따라서 돌출 형성될 수 있다.
예를 들어, 단열 시트(13)가 냉각 시트(12)에 적층되는 방향을 기준으로, 복수개의 돌출부(131)는 각각, 복수개의 관통 구멍(121)에 오버랩되는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들어, 단열 시트(13)가 냉각 시트(12)에 밀착되어 적층될 경우, 복수개의 돌출부(131)는 각각이 마주보는 복수개의 관통 구멍(121)에 삽입될 수 있다.
예를 들어, 돌출부(131)가 돌출된 높이는 냉각 시트(12)의 두께와 동일하거나, 그보다 작을 수 있다.
예를 들어, 돌출부(131) 및 관통 구멍(121)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있어서, 복수개의 돌출부(131)는 복수개의 관통 구멍(121)에 형합하도록 결합될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 돌출부(131) 각각은 마주보는 복수개의 관통 구멍(121)에 끼워 맞춤식으로 결합될 수 있다.
복수개의 돌출부(131)가 복수개의 관통 구멍(121)에 삽입되어 결합하는 구조에 의하면, 냉각 시트(12)와 단열 시트(13) 사이의 결합 위치가 정확히 가이드 될 수 있고, 동시에 태양광 패널 모듈(11)에 대해서 냉각 시트(12)가 정확한 위치에서 단단히 고정될 수 있도록 지지할 수 있다. 따라서, 냉각 시트(12)로 유체가 유입됨에 따라서, 냉각 시트(12)가 두께 방향으로 팽창하는 경우에도, 냉각 시트(12)가 설정된 위치를 유지할 수 있으므로, 예기치 않게 냉각이 수행되지 않는 영역이 발생되는 문제를 방지할 수 있다.
더불어, 복수개의 돌출부(131)가 내부 유로(122)를 구획하는 관통 구멍(121)의 가장자리 부분까지 접촉될 수 있음에 따라서, 높은 단열 효과를 달성할 수 있다.
예를 들어, 복수개의 돌출부(131)의 크기, 형상, 또는 패턴은 복수개의 관통 구멍(121)의 크기, 형상 또는 패턴에 상응하게 설치될 수 있다는 점을 밝혀둔다.
제 2 단자 수용 구멍(133)은 단열 시트(13)가 냉각 시트(12)에 적층되는 방향을 기준으로, 단열 시트(13)가 단자부(113)와 중첩되는 부분이 관통 형성되는 부분일 수 있다. 제 2 단자 수용 구멍(133)에 의하면, 단열 시트(13)가 냉각 시트(12) 및 태양광 패널(111)에 밀착하여 적층되어도, 단자부(113)는 제 2 단자 수용 구멍(133)을 통과하여 단열 시트(13)와 간섭되지 않을 수 있다.
포트 수용 구멍(134)은, 단열 시트(13)가 냉각 시트(12)에 적층되는 방향을 기준으로, 단열 시트(13)가 유로 포트(124)와 중첩되는 부분이 관통 형성되는 부분일 수 있다.
예를 들어, 포트 수용 구멍(134)에 유로 포트(124)가 삽입됨에 따라서, 냉각 시트(12)와 단열 시트(13) 사이의 결합 위치가 정확하게 가이드될 수 있다.
고정 빔(14)은, 태양광 냉각 모듈(16)이 태양광 패널 모듈(11)에 설치된 이후, 단열 시트(13) 및 외측 프레임(112) 사이에 설치되어 태양광 패널(111), 냉각 시트(12) 및 단열 시트(13)를 서로 가압하여 고정할 수 있다.
예를 들어, 고정 빔(14)의 양단은 외측 프레임(112)의 서로 마주보는 가장자리 부분에 각각 끼워맞춰질 수 있다. 예를 들어, 고정 빔(14)은 복수개로 형성되어 서로 이격된 구간에 설치될 수 있다.
예를 들어, 고정 빔(14)은 도 4와 같이 양단으로부터 내측으로 갈수록 태양광 패널(111)을 향해 만곡된 형상을 가질 수 있어서, 태양광 패널(111)과 태양광 냉각 모듈(16) 사이에 강한 가압력을 형성할 수 있고, 외측 프레임(112)으로부터 크게 이격되는 내측의 부분에서 태양광 패널(111)과 태양광 냉각 모듈(16) 사이의 결합력이 감소되는 현상을 보완할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았지만 클램프와 같은 고정쇠를 이용하여 외측 프레임(112)과 태양광 냉각 모듈(16) 사이의 고정을 수행할 수도 있다.
도 5는 일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 도 1 내지 도 4에 도시된 태양광 패널 조립체(1)와 다른 구조를 갖는 태양광 패널 조립체(1')의 구조를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체(1')는, 도 1 내지 도 4에 도시된 실시 예에 따른 태양광 패널 조립체(1)에서 결합 핀(15)이 추가된 구성으로 이해될 수 있다.
결합 핀(15)은, 냉각 시트(12) 및 단열 시트(13) 사이의 결합력을 강화하기 위해, 냉각 시트(12)와 단열 시트(13)의 돌출부(131)를 연결하는 핀 형태의 부재일 수 있다.
예를 들어, 결합 핀(15)은 복수개의 관통 구멍(121)을 통과하는 복수개의 돌출부(131) 마다 설치될 수 있고, 각각의 관통 구멍(121)의 가장자리 부분으로부터 돌출부(131)에 고정되도록 결합될 수 있다.
예를 들어, 결합 핀(15)은 가요성 및 탄성이 우수한 소재로 형성될 수 있어서, 태양광 냉각 모듈(1')의 적용 공차 및 열 팽창률에 대해 유연하게 적응할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 냉각 시트의 평면도이다.
도 6을 참조하면, 도 1 내지 도 4에 도시된 냉각 시트(12)와 다른 구조를 갖는 냉각 시트(22)를 확인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 냉각 시트(22)는 복수개의 관통 구멍(221)과, 이를 통해 구획되는 내부 유로(222)와, 냉각 유체의 유동 방향(도 6의 x축 방향)을 기준으로 양측 가장자리 부분에서 내부 유로(222)와 연통하는 유로 포트(224)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 실시 예와 달리, 복수개의 관통 구멍(221)은 냉각 시트(22) 상에서 형성되는 위치에 따라서 크기, 형태 또는 배열의 패턴이 상이하게 형성되는 패턴 구간을 포함할 수 있다.
예를 들어, 냉각 유체의 유동 방향(도 6의 x축 방향)을 기준으로 복수개의 관통 구멍(221)은, 서로 인접한 관통 구멍(221) 사이의 이격된 간격이 다르게 형성되는 패턴 구간인 제 1 패턴부(221a)와 제 2 패턴부(221b)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제 2 패턴부(221b)는 제 1 패턴부(221a)보다 이격되는 간격이 상대적으로 작을 수 있다. 따라서 유동 방향을 기준으로 제 2 패턴부(221b) 부분의 내부 유로(222)의 단면적은 제 1 패턴부(221a) 부분의 내부 유로(222)의 단면적 보다 작게 형성될 수 있다.
예를 들어, 제 1 패턴부(221a)는, 냉각 유체의 유동 방향을 기준으로 냉각 시트(22)의 양측 가장자리 부분과, 중앙 부분에 형성될 수 있고, 제 2 패턴부(221b)는 전술한 양측 가장자리 부분으로부터 중앙 부분으로 이어지는 구간에 형성될 수 있다.
이상의 구조에 따라, 내부 유로(222)는 제 2 패턴부(221b)에 의해서 냉각 시트(22)의 가장자리 부분을 형성하는 제 1 유로부(222a)와, 냉각 시트(22)의 중앙 부분을 형성하는 제 2 유로부(222b)를 포함할 수 있다.
이상의 구조에 의하면, 유로 포트(224)로부터 유입되는 냉각 유체는 제 1 유로부(222a)로 유입된 이후, 상대적으로 관통 구멍(221)의 이격 간격이 작은 제 2 패턴부(221b)를 통과하면서 압력 강하가 발생할 수 있다. 이를 통해 냉각 유체는 유동 방향으로의 유동은 일부 정체되는 대신, 유동 방향과 수직한 냉각 시트(22)의 폭 방향(도면의 y축)을 따라서 확산되는 유동이 촉진될 수 있다.
따라서, 유동 방향을 따라서 제 2 유로부(222b)로 유입된 냉각 유체는 유동 방향과 수직한 폭 방향을 따라서 고르게 분포할 수 있고, 마찬가지로 위치에 따라 편향되지 않는 균일한 열 교환 성능을 달성할 수 있다.
이후, 냉각 시트(22)의 중앙 부분, 즉 제 2 유로부(222b)를 통과한 냉각 유체가 반대측의 제 1 유로부(222a)를 향해 유동하는 과정에서 다시 한번 제 2 패턴부(221b)를 통과함에 따라서, 유로 포트(224)를 향해 유동하는 냉각 유체의 분배가 균일하게 이루질 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (14)

  1. 태양광 패널에 설치되는 태양광 냉각 모듈에 있어서,
    한 쌍의 레이어를 부분적으로 융착함으로써 형성되는 내부 유로를 구비하고, 태양광 패널에 면 접촉하여 태양광 패널을 냉각시키기 위한 냉각 시트; 및
    상기 냉각 시트에 면 접촉하여 상기 냉각 시트로 열이 유입되는 것을 방지하기 위한 단열 시트를 포함하고,
    상기 냉각 시트는,
    상기 한 쌍의 레이어가 융착된 부분에 관통 형성되고 냉각 유체가 유동하는 내부 유로의 경로를 구획되는 복수개의 관통 구멍을 포함하고,
    상기 단열 시트는,
    상기 냉각 시트에 접촉하는 방향을 따라서 상기 복수개의 관통 구멍과 오버랩되는 부분에 돌출 형성되는 복수개의 돌출부를 포함하고,
    상기 복수개의 돌출부가 상기 복수개의 관통 구멍에 형합되어 끼워맞춰지고, 상기 복수개의 돌출부 각각은 상기 복수개의 관통 구멍의 가장자리 부분까지 접촉하게 되고, 상기 냉각 시트 및 상기 단열 시트 사이의 결합 위치가 정확한 위치에서 컴팩트하게 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 냉각 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    냉각 유체의 유동 방향을 따라서, 상기 복수개의 관통 구멍 위치는 교번적으로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 냉각 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 관통 구멍은,
    냉각 유체의 유동 방향을 기준으로, 서로 인접한 관통 구멍 사이의 간격이 감소하는 패턴부를 포함하는 태양광 냉각 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 패턴부는, 상기 유동 방향을 기준으로 상기 냉각 시트의 양측 가장자리 부분으로부터 중앙 부분으로 연결되는 구간에 형성되는 태양광 냉각 모듈.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각 시트는,
    냉각 유체의 유동 방향을 기준으로, 상기 냉각 시트의 양측 가장자리 부분 각각에서 상기 내부 유로에 연통되는 유로 포트를 더 포함하고,
    상기 단열 시트는,
    상기 냉각 시트에 접촉하는 방향을 따라서 상기 유로 포트와 오버랩되는 부분에 관통 형성되는 포트 수용 구멍을 더 포함하고,
    상기 유로 포트는 상기 포트 수용 구멍을 통과하는 태양광 냉각 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수개의 관통 구멍을 통과하는 상기 복수개의 돌출부 마다 설치되고, 상기 복수개의 관통 구멍의 가장자리 부분으로부터 각각의 상기 돌출부에 고정되도록 결합하는 결합 핀을 더 포함하는 태양광 냉각 모듈.
  11. 복수개의 태양 전지들을 포함하는 태양광 패널;
    상기 태양광 패널의 가장자리 부분을 감싸도록 고정하는 외측 프레임; 및
    상기 태양광 패널의 일면에 설치되는 태양광 냉각 모듈을 포함하고,
    상기 태양광 냉각 모듈은,
    한 쌍의 레이어를 부분적으로 융착함으로써 형성되는 내부 유로를 구비하고, 태양광 패널에 면 접촉하여 태양광 패널을 냉각시키기 위한 냉각 시트; 및
    상기 냉각 시트에 면 접촉하여 상기 냉각 시트로 열이 유입되는 것을 방지하기 위한 단열 시트를 포함하고, 상기 냉각 시트 및 단열 시트는, 상기 태양광 패널의 노출된 일면을 차폐하도록 적층되고,
    상기 냉각 시트는,
    상기 한 쌍의 레이어가 융착된 부분에 관통 형성되고 냉각 유체가 유동하는 내부 유로의 경로를 구획되는 복수개의 관통 구멍을 포함하고,
    상기 단열 시트는,
    상기 냉각 시트에 접촉하는 방향을 따라서 상기 복수개의 관통 구멍과 오버랩되는 부분에 돌출 형성되는 복수개의 돌출부를 포함하고,
    상기 복수개의 돌출부가 상기 복수개의 관통 구멍에 형합되어 끼워맞춰지고, 상기 복수개의 돌출부 각각은 상기 복수개의 관통 구멍의 가장자리 부분까지 접촉하게 되고, 상기 냉각 시트 및 상기 단열 시트 사이의 결합 위치가 정확한 위치에서 컴팩트하게 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 조립체.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 태양광 패널의 일면 상에, 상기 복수개의 태양 전지들로부터 연결되는 단자들을 수용하는 단자부를 더 포함하고,
    상기 냉각 시트 및 단열 시트는 각각,
    상기 태양광 패널에 접촉하는 방향을 따라서 상기 단자부와 오버랩되는 부분이 관통 형성되는 단자 수용 구멍을 더 포함하는 태양광 패널 조립체.
  13. 제 11 항에 있어서,
    양단이 상기 외측 프레임의 가장자리 부분에 결합되어 상기 태양광 패널에 대해 상기 태양광 냉각 모듈을 가압하는 고정 빔을 더 포함하는 태양광 패널 조립체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 고정 빔은, 양단으로부터 내측으로 갈수록 상기 태양광 패널을 향해 만곡된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 조립체.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102397354B1 (ko) * 2019-12-18 2022-05-13 한국전자기술연구원 지붕재 일체형 태양광 방열 장치 및 이의 제조 방법
KR102339077B1 (ko) * 2021-07-27 2021-12-13 공주대학교 산학협력단 온도조절 pcm 패치를 구비한 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016186418A (ja) * 2010-11-22 2016-10-27 ソレール ドゥジェＳｏｌａｉｒｅ ２Ｇ ハイブリッドソーラーパネルの製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110014447A (ko) * 2009-08-05 2011-02-11 삼성전자주식회사 태양 에너지 이용 장치 및 이의 제조방법
EP2284910B1 (de) * 2009-08-12 2016-03-02 Roth Werke GmbH Solarabsorber

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016186418A (ja) * 2010-11-22 2016-10-27 ソレール ドゥジェＳｏｌａｉｒｅ ２Ｇ ハイブリッドソーラーパネルの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240026613A (ko) 2022-08-22 2024-02-29 건국대학교 글로컬산학협력단 태양광 패널 냉각 시스템

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