KR102380600B1 - 태양광 발전 창호 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 발전 창호에 있어서, 방열 기능 및 전자파 차폐 기능을 가지는 것에 의해, 발열에 의한 태양전지의 효율 저하 또는 파손, 실내 온도 상승, 거주자의 전자파 노출 등을 방지함으로써, 태양전지의 효율 및 내구성을 향상시키고, 실내 온도 상승을 유발하지 않아 실내를 쾌적하게 유지할 수 있도록 하며, 거주자의 전자파 노출에 따른 위험성을 해소하기 위하여, 내측에 단열공간이 형성되도록 금속 재질의 사각띠형 프레임으로 형성되는 창틀부; 및 상기 창틀부에 고정되어 채광과 태양광 발전을 수행하는 태양광발전창부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 창호를 제공한다.
Description
본 발명은 태양광 발전 창호에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 방열 기능, 단열 기능 및 전자파 차폐 기능이 구비되어 발열에 의한 태양전지의 효율 저하, 실내 온도 상승, 거주자의 전자파 노출 등의 문제점을 해결할 수 있는 태양광 발전 창호에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전 창호는 채광의 목적으로 사용되는 창틀에 태양광 기능을 접목한 것으로서, 건물에 일체형으로 태양광설비의 시공에 적용되는 건물 일체형 태양광 발전(BIPV: Building Integrated Photovoltaic) 시스템의 일예이다.
상술한 태양과 발전 창호는 건축물의 외벽의 창문에 설치되는 것이다. 기존의 태양광 발전 창호는 외벽의 개구부에 고정되는 창호틀에 설치된다. 현재 출시되고 있는 태양광 발전 창호는 종래의 단순한 창문의 환기, 채광 등의 기능 외에도 건축물 외벽의 장식, 태양광의 집광판의 기능 등 다양한 기능을 가지도록 개발되고 있다.
일예로, 대한민국 등록특허 제10-2161108호의 ‘태양광 연계형 발열 유리 창호 시스템’은 창틀에 태양광모듈을 설치하고, 유리창을 발열 유리창으로 제작한 후 태양광모듈의 전력을 공급받아 온도에 따라 유리창을 발열시키는 것을 개시하고 있다.
그러나 종래기술의 태양광 발전 창호들의 경우, 태양전지에서 발생되는 열을 배출하도록 하는 기능이나, 전자파를 차폐하도록 하는 기능이 구비되지 않아 발열에 의한 태양전지의 효율 저하와, 실내 온도 상승, 거주자의 전자파 노출 등의 문제점이 발생할 가능성이 있었다.
따라서 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 방열 기능 및 전자파 차폐 기능을 가지는 태양광 발전 창호를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상술한 본 발명의 해결과제의 달성을 위한 본 발명의 일 실시예는, 내측에 단열공간이 형성되도록 금속 재질의 사각띠형 프레임으로 형성되는 창틀부; 및 상기 창틀부에 고정되어 채광과 태양광 발전을 수행하는 태양광발전창부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 창호를 제공한다.
상기 태양광발전창부는, 유리창부; 및 상기 유리창부의 실외측 유리창에 적층 형성되어 태양광 발전을 수행하는 태양전지모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 태양전지모듈은, 리본에 의해 서로 연결되어 태양광을 흡수한 후 광기전력에 의해 발전을 수행하는 태양전지; 및 상기 태양전지의 양면에 적층되어 상기 태양전지의 파손을 방지하는 완충필름;을 포함하는 태양광패널을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 태양전지모듈은, 상기 태양광패널의 실내측 면에 적층되는 방열필름을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 창틀부는, 상기 태양광발전창부의 태양전지모듈과 실외측 유리창의 테두리가 삽입된 후 방열필름에서 생성된 열을 배출하도록 요입되는 방열홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 태양광 발전 창호는, 방열 기능 및 전자파 차폐 기능을 가지는 것에 의해, 발열에 의한 태양전지의 효율 저하 또는 파손, 실내 온도 상승, 거주자의 전자파 노출 등을 방지함으로써, 태양전지의 효율 및 내구성을 향상시키고, 실내 온도 상승을 유발하지 않아 실내를 쾌적하게 유지할 수 있도록 하며, 거주자의 전자파 노출에 따른 위험성을 해소하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 태양광 발전 창호(1)의 사시도.
도 2는 도 1의 태양광 발전 창호(1)의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 태양광 발전 창호(1)의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 창호(1) 및 일반 창호가 구비된 건물일체형 태양광 발전 시스템의 사시도.
도 2는 도 1의 태양광 발전 창호(1)의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 태양광 발전 창호(1)의 단면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 발전 창호(1) 및 일반 창호가 구비된 건물일체형 태양광 발전 시스템의 사시도.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예의 태양광 발전 창호(1)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양광 발전 창호(1)의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 태양광 발전 창호(1)의 단면도이다.
도 1 내지 도 3과 같이, 본 발명의 일 실시예의 태양광 발전 창호(1)는 내측에 단열공간이 형성되도록 금속 재질의 사각띠형 프레임으로 형성되는 창틀부(100)와 상기 창틀부(100)에 고정되어 채광과 태양광 발전을 수행하는 태양광발전창부(400)를 포함하여 구성된다.
상기 태양광발전창부(400)는 유리창부(200)와 상기 유리창부(200)의 실외측 유리창에 적층 형성되어 태양광 발전을 수행하는 태양전지모듈(300)을 포함하여 구성된다.
상기 태양전지모듈(300)은 리본에 의해 서로 연결되어 태양광을 흡수한 후 광기전력에 의해 발전을 수행하는 태양전지(321) 및 상기 태양전지(321)의 양면에 적층되어 상기 태양전지(321)의 파손을 방지하는 완충필름(323)을 포함하는 태양광패널(320)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 구성의 태양전지모듈(300)은 상기 태양광패널(320)의 실내측 면에 적층되는 방열필름(330)을 더 포함하여 구성될 수도 있다.
상기 창틀부(100)는 무게를 줄이며 열교 현상 방지를 위해 내측에 단열공간(101)이 형성되도록 구조적으로 우수한 알루미늄과 같은 금속 재질의 사각띠형 프레임으로 형성될 수 있다.
사각띠형 프레임의 내측면에는 유리창부(200)와 태양전지모듈(300)의 고정 및 태양전지모듈(300)의 방열을 위한 돌기 및 결합홈들이 형성된다.
구체적으로 상기 창틀부(100)의 내측면에는 태양광발전창부(400)의 유리창부(200)를 고정하도록 창틀부(100)의 개방된 내측으로 돌출되는 고정돌기(110)가 형성된다. 그리고 고정돌기(110)에서 실내측 위치에서 요입되어 유리창(210)의 테두리가 삽입 결합되는 유리창 결합홈(120)이 형성된다. 또한, 창틀부(100)와 실내측 유리창(210)의 사이를 고정 밀봉하는 고정실링재(130)가 창틀부(100)와 실내측 유리창(210)의 사이에 형성된다. 또한, 상기 창틀부(100)의 상기 고정돌기(110)의 실외 측에는 태양광발전창부(400)의 태양전지모듈(300)과 실외측 유리창의 테두리가 삽입된 후 하기에 설명될 방열필름(330)에서 생성된 열을 배출하도록 요입되는 방열홈(140)이 형성된다. 이때 상기 방열홈(140)은 방열필름(330)의 열을 배출하도록 실외측과 연통되도록 형성된다. 구체적으로, 상기 창틀부(100)의 상부 및 하부의 상기 방열홈(140)을 형성하는 실외측 벽에는 관통된 열배출창(141)이 형성되고, 열배출창(141)이 형성된 창틀부(100)의 상부 및 하부의 실외측 벽에는 열배출창(141)을 통해 빗물이 유입되는 것을 방지하기 위한 빗물유입방지부(150)가 형성된다. 상기 빗물유입방지부(150)는 열배출창(141)의 상부에 위치하는 창틀부(100)의 벽체에 부착 형성되는 상부 캐노피(151)와 열배출창(141)의 하부에 위치하는 창틀부(100)의 벽체에 부착 형성되는 빗물유입방지캐노피(155)를 포함하여 구성된다.
상기 상부 캐노피(151)는 하방향으로 절곡 형성되어 열배출창(141)의 상부에 위치되는 창틀부(100)의 실외측 벽에 부착되는 부착리브(152), 상기 부착리브(152)로부터 하방향으로 일정 경사를 가지고 절곡 형성되는 차양판(153) 및 상기 차양판(153)의 하단부에서 하방향으로 절곡되어 하방향으로 돌출되는 빗물유입방지리브(154)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 빗물유입방지캐노피(155)는 상방향으로 돌출되는 아치형으로 형성되어 열배출창(141)의 하부에 위치되는 창틀부(100)의 실외측 벽에 부착되도록 구성된다.
상술한 구조의 빗물유입방지부(150)의 상기 상부 캐노피(151)는 빗방울이 직접 열배출창(141)으로 유입되는 것을 방지한다. 그리고 상기 빗물유입방지캐노피(155)는 하방향에서 열배출창(141)으로 공기가 유입되는 경우, 아치형 구조에 의해 빗물유입방지캐노피(155)의 하부에 와류를 형성하여, 외부의 공기가 열배출창(141)을 통해 방열홈(140)으로 유입되는 것을 방지하거나 최소화함으로써 빗물이 공기 흐름에 의해 방열홈(140)으로 유입되지 않도록 하고, 방열홈(140)의 열기가 열배출창(141)을 통해 외부로 용이하게 배출되도록 함으로써 태양전지모듈(300)의 열이 열배출창(141)을 통해 외부로 용이하게 배출되도록 하여, 태양전지모듈(300)의 과도한 온도 상승을 방지하여 태양광 발전 효율을 높인다.
또한, 상기 빗물유입방지부(150)에 의해 방열홈(140)으로 빗물이 유입되는 것을 방지함으로써, 하기에 설명될 방열 유도 부재(160)에 포함되는 염화칼슘 및 염화마그네슘이 빗물에 용해되어 배출되지 않도록 하여, 방열 유도 부재(160)의 방열판(330)에 대한 방열 효과를 더욱 향상시키고, 이에 의해 태양전지모듈(300)의 과도한 온도 상승을 더욱 방지하여 태양광 발전 효율을 더욱 높이며, 실내의 온도 상승을 방지한다.
상기 태양광발전창부(400)는 유리창부(200) 및 태양전지모듈(300)이 적층된 구조를 가진다.
상기 유리창부(200)는 서로 대향하는 한 쌍의 유리창(210)과, 상기 한 쌍의 유리창(210)의 사이에 공기층을 형성하기 위해 상기 유리창(210)의 테두리 영역에서 상기 유리창(210)의 사이를 이격시키며 고정시키는 스페이서(220)와 상기 유리창(210)의 외측으로부터 상기 스페이서(220)의 방향으로 삽입되어 상기 유리창(210)들을 고정하고 상기 유리창(210)의 사이를 밀폐시키는 실링부재(230)를 포함하여 구성된다.
상기 태양전지모듈(300)은 상기 유리창부(200)의 실외측 유리창(210)에 적층 형성되어 태양광 발전을 수행하도록 구성된다. 상기 태양전지모듈(300)은 실외측의 최외측에 형성되어 태양광이 관통하는 저방사유리(310)와, 저방사유리(310)의 실내측 면에 적층되는 태양광패널(320)과, 태양광패널(320)의 실내측 면에 적층되는 방열필름(330)을 포함하여 구성된다. 또한, 상기 태양전지모듈(300)은 상기 방열필름(330)의 실내측 면에 적층되는 단열필름(325)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 저방사유리(310)는 로이유리(Low-e Iron Glass)로 형성되며, 낮은 방사율을 가지는 유리소재로 제작된다. 상기 구성의 저방사유리(310)는 가시광선은 내부로 투과시키나 적외선 영역의 복사선은 차단하여 태양광패널(320)의 온도가 상승하여 파손되는 것을 방지한다. 이러한 저방사유리(310)는 투명한 재질로 형성되며, 판형상으로 형성된다.
상기 태양광패널(320)은 저방사유리(310)의 실내측 면에 적층 형성되어 저방사유리(310)를 투과한 태양광을 흡수하여 전기를 생산하도록 구성된다. 이를 위해, 상기 태양광패널(320)은 리본에 의해 서로 연결되어 태양광을 흡수한 후 광기전력에 의해 발전을 수행하는 태양전지(321)와 태양전지(321) 양면에 적층되어 태양전지(321)의 파손을 방지하는 완충필름(323)을 포함하여 구성된다.
상기 태양전지(321)는 광기전력 효과(Photo Voltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자들을 직렬 또는 병렬로 연결하여 구현되며, 여러 장의 태양전지(321)를 통해 전기를 생산하도록 구성된다. 상기 태양전지(321)는 결정질 태양전지(321) 모듈, 박막형 태양전지(321) 모듈, 플라스틱형 태양전지(321) 모듈 등 현존하는 모든 종류의 태양전지(321) 모듈을 포함할 수 있다. 상기 박막형 태양전지(321) 모듈로는 a-Si(아몰포스 실리콘, 비정질 실리콘), CdTe(카드늄, 텔루라이드 화합물), CIGS(구리, 인듐, 갈륨, 셀레늄화합물) 박막 태양전지(321) 등이 대표적이다.
상기 완충필름(323)은 태양전지(321)에 작용하는 충격을 완화시키기 위해 태양전지(321)의 실외측과 실내측에 각각 적층되는 폴리비닐부티랄(PVB, Polyvinyl Butyral) 필름으로 구성될 수 있다. 상기 완충필름(323)은 열 변형 온도가 100~120℃로 높은 PVB로 형성되기 때문에 태양전지(321)의 온도가 상승해도 파손되지 않고 태양전지(321)에 접착될 수 있다. 이러한 완충필름(323)은 각각의 태양전지(321)의 실외측과 실내측에 접착되거나 복수의 태양전지(321)에 일체로 접착되도록 유리벽체(100)와 동일한 크기로 형성될 수 있다.
상기 방열필름(330)은 태양광패널(320)의 일면에 접합되어 태양광패널(320)에서 발생되는 열을 흡수하고, 흡수한 열을 확산시켜 외부로 배출되도록 함에 따라 태양광패널(320)의 온도 상승을 방지시켜 태양광 발전 효율 저하를 방지하는 역할을 하며, 방열필름(330)은 태양광패널(320)에 도입되는 통상적인 다양한 소재로 제조한 것을 사용할 수 있다.
일례로, 방열필름(330)은 실리콘카바이드 분말, 질화알루미늄 분말, 산화알루미늄 분말 또는 이들의 혼합물을 포함하고, 평균입자크기가 0.1 내지 200 ㎛인 내부식성 방열 입자 20 내지 50 중량부, 수산화알루미늄 분말, 망간-아연 페라이트 분말, 그래핀 옥사이드 분말, 티타늄 카바이드 분말 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 평균입자크기가 1 내지 30 ㎛인 내부식성 전자파 차폐 입자 10 내지 30 중량부 및 도전성 고분자 40 내지 70 중량부를 포함하는 혼합물을 이용해 제조한 것을 사용할 수 있다. 도전성 고분자는 폴리아세틸렌, 폴리티오펜(polythiophene), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리(p-페닐렌)(poly(p-phenylene)), 폴리페닐렌비닐렌(poly(phenylenevinylene)), 폴리(페닐렌설파이드)(poly(phenylenesulfide)), 폴리아닐린(polyaniline) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 내부식성 방열 입자는 열전도성이 우수해 태양광패널(320)의 열을 쉽게 수집하고, 수분에 의해 쉽게 부식되지 않아 후술할 냉각 소재의 수분에 노출되어도 방열 성능 저하가 없는 것을 사용할 수 있고, 내부식성 전자파 차폐 입자는 전자파 차폐 성능이 우수해 태양광패널(320)에서 발생되는 전자파가 실내로 유입되는 것을 방지할 수 있고, 수분에 의해 쉽게 부식되지 않으면서도, 우수한 열전도성을 나타내어 방열 성능을 보조하는 역할을 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 방열필름(330)은 실리콘카바이드 분말 20 중량부 및 질화알루미늄 분말 80 중량부를 포함하는 혼합 방열 입자 30 중량부, 그래핀 옥사이드 분말 70 중량부 및 티타늄 카바이드 분말 30 중량부를 포함하는 혼합 전자파 차폐 입자 10 중량부 및 폴리티오펜 60 중량부를 포함하는 혼합물을 이용해 제조하여 두께가 0.05 내지 10 mm인 복합 방열 시트를 사용할 수 있다.
상기 단열시트(325)는 방열필름(330)의 실내 측 면에 적층 형성되어 태양광패널(320) 및 방열필름(330)의 열이 실내로 유입되는 것을 방지하는 역할을 한다.
구체적으로, 단열시트(325)는 방습필름층 및 상기 방습필름층의 일면에 형성되는 발포층을 포함하는 2중 구조를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 방습필름층은 두께가 15 내지 30 ㎛인 알루미늄 필름으로 형성시켜 복사열을 차단할 수 있고, 발포층은 두께가 5 내지 30 mm이고, 조직에 50 내지 200 ㎛의 기공이 다수 형성된 폴리에틸렌 수지 발포 시트로 형성되어 기공에 형성되는 공기층에 의해 전도열이나 대류열을 차단하는 구조를 형성하여 열이 실내로 유입되는 것을 방지하는 구조를 형성할 수 있다.
한편, 방열홈(140)에는 방열필름(330)에서 생성된 열을 배출할 수 있도록 통기성 포장재로 포장되어 원기둥 또는 단면이 사각형인 봉상 구조를 가지고, 고흡수성 흡습 분말이 내부에 충전되어 수분을 과량 함유하도록 구성된 후, 상기 방열 필름(330)의 끝단에 면접촉하여 방열필름(330)에서 확산되는 열을 흡수하고, 흡수된 열을 증기 형태로 배출함과 동시에 열의 외부로의 배출을 촉진시켜 태양광 발전 효율을 향상시키는 방열 유도 부재(160)가 설치될 수 있다.
상기 방열 유도 부재(160)는 염화칼슘 및 염화마그네슘을 5:1 내지 1:5의 중량비로 포함하는 흡습 분말 50 내지 78 중량부, 고분자 응집제 20 내지 35 중량부, 촉매 1 내지 5 중량부, 세라믹 담체 1 내지 10 중량부를 포함하는 흡습성 충전제 및 상기 흡습성 충전제가 내부에 충전되는 통기성 포장재를 포함하는 구조를 갖는 것을 사용할 수 있다.
흡습 분말은 염화칼슘 및 염화마그네슘을 포함하며, 대기 중 습기를 흡수하는 역할을 하며, 고분자 응집제는 흡습 분말이 흡수한 습기를 응집시켜 물을 형성시키고, 팽윤되어 겔 상태가 되어 물을 저장하는 역할을 하며, 촉매는 흡습 분말의 조해성을 촉진시켜 흡습률을 높이도록 하는 역할을 한다.
상기 고분자 응집제는 변성 전분, 구아검, 잔단검 등의 고분자 다당류, 폴리염화알루미늄, 폴리 황산알루미늄, 폴리 황산규산알루미늄, 폴리염화알루미늄칼슘 등과 같은 합성 고분자 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 촉매는, 산화구리, 산화망간, 산화아연 또는 이들의 혼합물을 포함하며, 대기중 수분과 흡습 분말의 반응을 촉진시켜 흡습 분말의 조해성을 높이도록 하는 역할을 한다.
세라믹 담체는 표면에 기공이 다수 형성된 다공성 구조를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 습기를 포집하는 표면적이 넓어 흡습 성능을 향상시키도록 하는 역할을 하며, 벤토나이트, 일라이트, 제올라이트 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 통기성 포장재는 대기 중 수분을 원활하게 흡습 및 배출할 수 있고, 동절기 급격한 온도차이가 발생하여도 쉽게 파단되지 않는 구조를 형성하는 것을 사용할 수 있으며, 투습도가 4,500 내지 9,000 g/m2·24hr 이고, 인장 강도가 0.5 내지 100 N/m2인 폴리에틸렌 필름을 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 방열 유도 부재(160)는 염화칼슘 및 염화마그네슘을 3:2의 중량비로 포함하는 흡습 분말 68 중량부, 고분자 응집제 25 중량부, 촉매 2 중량부, 세라믹 담체 5 중량부를 포함하는 흡습성 충전제가 충전된 구조를 갖는 것을 사용할 수 있다.
상술한 구성의 상기 방열 유도 부재(160)는 밤과 낮의 기온 차에 의해 수분을 흡수하여 내부 흡습성 충전제가 겔 상태가 되며, 태양광 발전 중 열에 의해 겔에 흡수된 수분을 증기로 배출하면서 방열필름(330)의 열을 외부로 효과적으로 방출하고, 야간에는 다시 기온 차에 의해 수분을 재흡수하여 내부 흡습성 충전제가 다시 겔 상태가 되어 장시간 동안 태양광 발전 효율을 유지시킬 수 있도록 하는 역할을 한다.
상술한 구성의 태양광 발전 창호(1)는 창틀부(100)에 형성되는 상부 및 하부의 방열홈(140)에 방열 유도 부재(160)를 삽입한 상태에서, 유리창부(200)를 구성하는 한 쌍의 유리창(210)의 사이 영역으로 창틀부(100)의 고정돌기(110)가 삽되고 실링재(230)와 밀착되도록 창틀부(100)에 태양광발전창부(400)를 삽입 결합시킨다. 그리고 실내 측의 유리창(210)과 창틀부(100)의 유리창 결합홈(120)의 내측 벽 사이, 방열홈(140)의 내측벽과 태양전지모듈(300)의 저방사유리(310)의 외측벽 사이를 고정실링재(130)로 밀봉한다. 이에 의해, 태양전지모듈(300)과 실외측 유리창(210)의 테두리 영역은 방열홈(140) 측에 위치하게 된다. 실내 측 유리창(210)의 테두리 영역은 유리창 결합홈(120)에 결합되는 것에 의해 태양광발전창부(400)가 창틀부(100)에 장착되어 태양광 발전 창호(1)로 조립된 후 건물 등에 설치된다. 이때, 방열필름(330)의 테두리 영역은 외부로 노출된 후 방열홈(140)에 삽입되는 방열 유도 부재(160)와 접촉되어, 방열 유도 부재(160)가 방열필름(330)에서 발생된 열을 흡수한 후 방열홈(140)의 열배출창(141)을 통해 외부로 배출하는 것에 의해 태양전지모듈(300)에서 발생된 열을 외부로 배출할 수 있게 된다.
그리고 상기 창틀부(100)의 단열공간(101)에는 태양광 발전에 의해 생성된 전력을 외부로 출력하기 위하여, 태양전지(321)에서 발전되어 출력되는 직류 전력의 직류 전압 크기를 제어하는 콘트롤러(170)와 상기 콘트롤러(170)에서 출력되는 직류 전력을 저장하는 축전지(180)와 상기 축전지(180)의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 계통이나 가내 전력선에 공급하는 인버터(190)가 내장된다.
창틀부(100)의 단열공간(101)에 배치되는 콘트롤러(170)와 축전지(180) 및 인버터(190)는 태양전지모듈(300)에서 생성된 전력을 교류로 변환한 후 계통 또는 가정 내의 교류 전력 기기로 공급하는 것에 의해, 상용전력의 사용을 줄일 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 태양광 발전 창호(1) 및 일반 창호(500)가 구비된 건물일체형 태양광 발전 시스템의 사시도.
상술한 도 1 내지 도 3의 구성을 가지는 상기 태양광 발전 창호(1)는 도 4와 같이, 일반 창호(500)에 부착되는 외창의 형태로 설치될 수도 있다. 이 경우, 상기 태양광 발전 창호(1)는 태양을 지향하기 위한 각도를 조절할 수 있도록, 상기 일반 창호(500)의 창틀의 실외측에서 지향면의 각도를 조절할 수 있도록 설치될 수 있다.
즉, 도 4와 같은 건물일체형 태양광 발전 시스템의 경우, 기존에 설치된 일반 창호(500)를 철거함이 없이 부가적으로 태양광 발전 창호(1)를 용이하게 설치할 수 있도록 함으로써, 태양광 발전 창호(1)의 설치를 용이하게 함은 물론, 설치 비용을 절감시킬 수 있도록 하여, 태양광 발전 창호(1)의 보급률을 높일 수 있도록 하는 부가적인 효과를 제공한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 태양광 발전용 창호
100: 창틀부
101: 단열공간
110: 고정돌기
120: 유리창 결합홈
130: 고정실링재
140: 방열홈
141: 열배출창
150: 빗물유입방지부
151: 상부 캐노피
152: 부착리브
153: 차양판
154: 빗물유입방지리브
155: 빗물유입방지캐노피
160: 방열유도부재
170: 콘트롤러
180: 축전지
190: 인버터
200: 유리창부
210: 유리창
220: 스페이서
230: 실링재
300: 태양전지모듈
310: 저방사 유리
320: 태양광 패널
321: 태양전지
323: 완충필름
325: 전자파차폐필름
330: 방열필름
400: 태양광발전창부
500: 일반창호
100: 창틀부
101: 단열공간
110: 고정돌기
120: 유리창 결합홈
130: 고정실링재
140: 방열홈
141: 열배출창
150: 빗물유입방지부
151: 상부 캐노피
152: 부착리브
153: 차양판
154: 빗물유입방지리브
155: 빗물유입방지캐노피
160: 방열유도부재
170: 콘트롤러
180: 축전지
190: 인버터
200: 유리창부
210: 유리창
220: 스페이서
230: 실링재
300: 태양전지모듈
310: 저방사 유리
320: 태양광 패널
321: 태양전지
323: 완충필름
325: 전자파차폐필름
330: 방열필름
400: 태양광발전창부
500: 일반창호
Claims (5)
- 내측에 단열공간이 형성되도록 금속 재질의 사각띠형 프레임으로 형성되는 창틀부; 및
상기 창틀부에 고정되어 채광과 태양광 발전을 수행하는 태양광발전창부;를 포함하고,
상기 태양광발전창부는,
유리창부; 및
상기 유리창부의 실외측 유리창에 적층 형성되어 태양광 발전을 수행하는 태양전지모듈;을 포함하며,
상기 태양전지모듈은,
리본에 의해 서로 연결되어 태양광을 흡수한 후 광기전력에 의해 발전을 수행하는 태양전지;
상기 태양전지의 양면에 적층되어 상기 태양전지의 파손을 방지하는 완충필름;을 포함하는 태양광패널;
상기 태양광패널의 실내측 면에 적층되는 방열필름을 포함하며,
상기 창틀부는,
상기 태양광발전창부의 태양전지모듈과 실외측 유리창의 테두리가 삽입된 후 상기 방열필름에서 생성된 열을 배출하도록 요입되는 방열홈이 형성되고,
상기 방열홈에는 상기 방열필름에서 생성된 열을 배출할 수 있도록 통기성 포장재로 포장되어 원기둥 또는 단면이 사각형인 봉상 구조를 가지고, 고흡수성 흡습 분말이 내부에 충전되어 수분을 과량 함유하도록 구성된 방열 유도 부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 창호.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210057106A KR102380600B1 (ko) | 2021-05-03 | 2021-05-03 | 태양광 발전 창호 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210057106A KR102380600B1 (ko) | 2021-05-03 | 2021-05-03 | 태양광 발전 창호 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102380600B1 true KR102380600B1 (ko) | 2022-04-01 |
Family
ID=81183779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210057106A KR102380600B1 (ko) | 2021-05-03 | 2021-05-03 | 태양광 발전 창호 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102380600B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130102287A (ko) * | 2012-03-07 | 2013-09-17 | 조성록 | 태양광발전 미닫이 창호 |
| KR20160122317A (ko) * | 2015-04-13 | 2016-10-24 | 한국생산기술연구원 | 솔라셀과 태양전지 패널 및 이를 구성한 블라인드 |
| KR102161108B1 (ko) | 2020-04-28 | 2020-10-05 | (재)한국건설생활환경시험연구원 | 태양광 연계형 발열유리 창호 시스템 |
-
2021
- 2021-05-03 KR KR1020210057106A patent/KR102380600B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130102287A (ko) * | 2012-03-07 | 2013-09-17 | 조성록 | 태양광발전 미닫이 창호 |
| KR20160122317A (ko) * | 2015-04-13 | 2016-10-24 | 한국생산기술연구원 | 솔라셀과 태양전지 패널 및 이를 구성한 블라인드 |
| KR102161108B1 (ko) | 2020-04-28 | 2020-10-05 | (재)한국건설생활환경시험연구원 | 태양광 연계형 발열유리 창호 시스템 |
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