KR102397788B1 - 코너와 대향용 전기적 커넥터 포트를 갖는 광전 조립체 - Google Patents
코너와 대향용 전기적 커넥터 포트를 갖는 광전 조립체 Download PDFInfo
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Abstract
광전(PV) 조립체, 및 PV 어레이를 형성하도록 PV 모듈들을 상호 접속시키기 위한 전기 접속이 본원에 기술된다. PV 조립체는 PV 모듈의 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합하는 비스듬한 커넥터 단자를 포함할 수 있다. 전력 커넥터 포트는 PV 모듈의 코너와 대향할 수 있다. PV 조립체의 전기적 접속은 PV 모듈 및 PV 어레이의 배열 및 상호 접속에서의 케이블 관리를 간소화시킬 수 있고 가요성을 가능하게 할 수 있다.
Description
본 출원은 2017년 6월 15일자로 출원된 이전의 공계류 중인 미국 정식 특허 출원 번호 제15/624,219호의 우선권의 이익을 주장하고, 이는 2016년 6월 17일자로 출원된 이전의 공계류 중인 미국 가특허 출원 번호 제62/351,539호의 우선권의 이익을 주장하며, 본 출원은 이로써 본 명세서에 그들 특허 출원을 참조로서 포함한다.
전형적인 광전(PV) 모듈은 수신된 태양 에너지에 기초하여 직류(DC) 전력을 생성할 수 있다. PV 모듈은 서로 전기적으로 연결되어 PV 전지가 PV 모듈에 PV 모듈은 서로 전기적으로 연결되어 PV 전지가 PV 모듈에 대한 조합된 출력 전력에 기여하게 하는 몇몇 태양 전지 또는 PV 전지를 포함할 수 있다. 전형적인 PV 모듈은, 일반적으로, 태양 전지를 봉지하는 PV 라미네이트를 둘러싸는 직사각형 프레임 및 정션 박스를 포함한다. 정션 박스는 PV 모듈의 태양 전지와 전기 접속하는 PV 라미네이트의 배면 시트로부터 돌출된 전기 접속부를 봉지한다.
구체적인 응용예에서, 광전 모듈에 의해 생성된 DC 전력은 전력 인버터의 사용을 통해 AC 전력으로 변환될 수 있다. 전력 인버터는 PV 모듈의 출력에 전기적으로 연결될 수 있다. 전형적으로, 개재 배선(예컨대, DC-4 커넥터)은 PV 모듈, 정션 박스 및 전력 인버터 사이에서 사용될 수 있다. 전력 인버터는 PV 모듈(예컨대, PV 케이블)의 DC 출력에 전기적으로 연결될 수 있다. 전력 인버터는 PV 모듈로부터 물리적으로 이격되어 위치될 수 있는데, 이때 개재 배선 및 연관된 하드웨어만이 PV 모듈을 전력 인버터에 물리적으로 연결시킨다.
다음의 도면은 예로서 예시되고 제한하는 것은 아니다. 간결성 및 명료성을 위해, 주어진 구조물의 모든 특징부는 구조물이 나타나는 모든 도면에서 항상 라벨링되는 것은 아니다. 동일한 참조 번호가 반드시 동일한 구조물을 나타내는 것은 아니다. 오히려, 동일한 참조 번호는, 동일하지 않은 참조 번호가 사용될 수 있는 바와 같이, 유사한 특징부 또는 유사한 기능을 갖는 특징부를 나타내는 데 사용될 수 있다. 도면은 축척대로 도시된 것은 아니다.
도 1은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 모듈의 전면을 도시한다.
도 2는 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 모듈의 배면을 도시한다.
도 3은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 모듈의 배면 코너 부분의 확대도를 도시한다.
도 4는 본 개시물의 하나의 구현예에 따른, 프레임을 포함한 광전 모듈의 전면을 도시한다.
도 5는 본 개시물의 하나의 구현예에 따른, 프레임을 포함한 광전 모듈의 일부분의 배면의 분해도를 도시한다.
도 6은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른, 프레임을 포함한 광전 모듈의 일부분의 측면 분해도를 도시한다.
도 7은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 어레이의 배면을 도시한다.
도 8은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 비스듬한 커넥터 단자를 도시한다.
도 9는 본 개시물의 하나의 구현예에 따른, 프레임을 포함한 광전 모듈의 일부분의 측면 투시도를 도시한다.
도 10은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 비스듬한 커넥터 단자를 도시한다.
도 11은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 모듈의 배면 코너 부분을 도시한다.
도 12는 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 모듈의 배면 코너 부분을 도시한다.
도 13은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 비스듬한 커넥터 단자를 도시한다.
도 14는 본 개시물의 하나의 구현예에 따른, 프레임을 갖는 광전 모듈의 배면 코너 부분을 도시한다.
도 15는 본 개시물의 하나의 구현예에 따른, 프레임을 갖는 광전 모듈의 배면 코너 부분을 도시한다.
도 16은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 어레이의 전면을 도시한다.
도 17은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 어레이의 전면을 도시한다.
도 18은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 어레이의 전면을 도시한다.
도 1은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 모듈의 전면을 도시한다.
도 2는 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 모듈의 배면을 도시한다.
도 3은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 모듈의 배면 코너 부분의 확대도를 도시한다.
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도 10은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 비스듬한 커넥터 단자를 도시한다.
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도 16은 본 개시물의 하나의 구현예에 따른 광전 어레이의 전면을 도시한다.
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하기의 상세한 설명은 사실상 예시적인 것일 뿐이며, 본 출원의 요지의 구현예 또는 그러한 구현예의 사용을 제한하도록 의도되지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 사례, 또는 실례로서 역할하는 것"을 의미한다. 본원에서 예시로서 기술된 임의의 구현예가 반드시 다른 구현예들에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석될 필요는 없다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 발명의 내용 또는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 제시되는 임의의 명시되거나 암시된 이론에 구속되고자 하는 것은 아니다.
특정 용어는 하기의 설명에서 오로지 참조의 목적으로만 사용될 수 있고, 그에 따라, 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, "상부(upper)", "하부(lower)", "위(above)", 및 "아래(below)"와 같은 용어는 참조되는 도면에서의 방향을 지칭한다. "전면(front)", "배면(back)", "후면(rear)", "측면(side)", "축(axial)", 및 "측방(lateral)"과 같은 용어는 논의 중인 구성요소를 기술하는 본문 및 연관된 도면을 참조하여 명확해지는 일관되지만 임의적인 기준틀 내에서 구성요소의 부분들의 배향 및/또는 위치를 기술한다. 이러한 용어는 위에서 구체적으로 언급된 단어, 이의 파생어, 및 유사한 의미의 단어를 포함할 수 있다. 유사하게, 구조물을 지칭하는 "제1(first)", "제2(second)"라는 용어, 및 다른 그러한 수치 용어는 문맥에 의해 명확히 지시되지 않는 한, 차례 또는 순서를 암시하지는 않는다.
용어 - 하기의 단락은 (첨부된 청구범위를 포함하는) 본 개시물에서 발견되는 용어에 대한 정의 및/또는 문맥을 제공한다:
본 명세서는 “하나의 구현예” 또는 “일 구현예”에 대한 언급을 포함한다.
“하나의 구현예에서” 또는 “일 구현예에서”라는 어구의 등장이 반드시 동일한 구현예를 지칭하는 것은 아니다. 구체적인 특징부, 구조, 또는 특성이 본 개시물과 부합하는 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
“포함하는(comprising)"이라는 이러한 용어는 개방형(open-ended)이다. 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어는 추가 구조 또는 단계를 배제하지 않는다.
다양한 유닛 또는 구성요소가 작업 또는 작업들을 수행“하도록 구성된”것으로 기술되거나 청구될 수 있다. 이러한 맥락에서, “~하도록 구성된”은 유닛/구성요소가 작동 중에 이들 작업 또는 작업들을 수행하는 구조물을 포함한다는 것을 나타냄으로써 구조물을 포함하는 데 사용된다. 이와 같이, 유닛/구성요소는 명시된 유닛/구성요소가 현재 작동하지 않을 때에도(예컨대, 온(on)/활성(active) 상태가 아닐 때에도) 작업을 수행하도록 구성된 것이라고 할 수 있다. 유닛/회로/구성요소가 하나 이상의 작업을 수행“하도록 구성된”것임을 언급하는 것은 그 유닛/구성요소에 대해 35 U.S.C. §112, 제6 단락을 적용하지 않으려는 명확한 의도이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, “제1”, “제2” 등의 용어는 그들이 선행해 있는 명사에 대한 라벨로서 사용되며, (예컨대, 공간적, 시간적, 논리적인 등의) 임의의 유형의 순서를 암시하지는 않는다. 예를 들어, “제1” 봉지재 층에 대한 언급은 반드시 이러한 봉지재 층이 순차적으로 제1 봉지재 층이라는 것을 암시하지 않으며; 그 대신, “제1”이라는 용어는 이 봉지재를 또 다른 봉지재(예컨대, “ 제2” 봉지재)와 구별하는 데 사용된다.
단수의 표현("a", "an")은 본 개시물이 달리 명료하게 요구하지 않는 한 하나 이상의 것으로서 정의된다.
하기의 설명은 요소 또는 노드(node) 또는 특징부가 함께 “연결된” 것을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 명확히 달리 진술되지 않는 한, “연결되는”은 하나의 요소/노드/특징부가 다른 요소/노드/특징부에 직접적으로 또는 간접적으로 결합된다(또는 그와 직접적으로 또는 간접적으로 연통한다)는 것을 의미한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "억제하다(inhibit)"는 감소하거나 최소화하는 효과를 기술하는 데 사용된다. 구성요소 또는 특징부가 작용, 동작 또는 조건을 억제하는 것으로 기술되는 경우, 이는 결과 또는 성과를 완전히 방지하거나 향후 상태를 완전히 방지할 수 있다. 게다가, "억제하다"는, 달리 발생할 수 있는 성과, 성능, 및/또는 효과의 감소 또는 축소를 또한 지칭할 수 있다. 따라서, 구성요소, 요소, 또는 특징부가 결과 또는 상태를 억제하는 것으로 언급되는 경우, 이는 그 결과 또는 상태를 완전히 방지 또는 제거할 필요가 없다.
본원에서 사용되는 바와 같이, “실질적으로(substantially)”라는 용어는, 당업자가 이해하는 바와 같이, 명시된 것을 넓게 그러나 반드시 전체 다는 아닌 것으로 정의된다(그리고, 예컨대, “실질적으로 90도”는 90도를 포함하고, “실질적으로 평행한” 것은 평행한 것을 포함하는 것 처럼 명시된 것을 포함한다). 임의의 개시된 구현예에서, “실질적으로”, “대략적으로(approximately)”, 및 “약(about)”이라는 용어는 명시된 것“[의 백분율]의 내에서”로 대체될 수 있다(여기서 백분율은 0.1, 1, 5, 및 10퍼센트를 포함한다).
본원에서 사용되는 바와 같이, “영역”은 한정할 수 있는 특성을 갖지만 항상 고정된 경계부를 갖는 것은 아닌 물체 또는 재료의 별개의 면적, 부피, 구분, 또는 위치를 기술하는 데 사용될 수 있다.
하기 설명에서, 본 개시물의 구현예에 대한 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 동작과 같은 다수의 특정 세부사항이 기재된다. 본 개시물의 구현예가 이들 구체적인 세부사항 없이 실시될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 사례에서, 주지의 기법은 본 발명의 구현예를 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 상세히 기술되지 않는다. 본 개시물 또는 구현예의 본질에 의해 명확히 금지되지 않는다면, 기술되거나 예시되어 있지 않더라도, 하나의 구현예의 특징부 또는 특징부들은 다른 구현예에 적용될 수 있다.
태양 복사열을 전기 에너지로 변환하기 위한 광전(PV) 조립체 및 모듈이 본원에 개시된다. 몇몇 PV 모듈을 갖는 PV 어레이가 또한 본원에 기술된다. PV 조립체는 전면 및 전면의 반대편인 배면을 갖는 적어도 하나의 PV 모듈을 가질 수 있다. PV 모듈은 PV 라미네이트 내에 봉지되는 몇몇 태양 전지를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, PV 모듈은 PV 라미네이트를 적어도 부분적으로 둘러싸는 프레임을 포함한다. 이러한 구현예에서, 프레임은 PV 라미네이트 및/또는 프레임의 제1 코너에서 적어도 하나의 피드스루(feedthrough) 개구를 가질 수 있다. 하나의 구현예에서, PV 모듈은 몇몇 태양 전지에 의해 생성된 전력을 조절하기 위한 전자적 구성요소를 갖는다. 일부 구현예에서, PV 모듈은 교류 광전(ACPV) 모듈이고, 전자적 구성요소는 직류(DC)를 교류(AC)로 변환하기 위한, 보통 “마이크로인버터”로 지칭되는 전력 인버터 또는 DC-AC 인버터를 갖는다. 전자적 구성요소는 전자적 DC-DC 옵티마이저(optimizer)를 포함할 수 있다. 전자적 구성요소는 PV 라미네이트 및/또는 프레임(존재하는 경우)의 제1 코너에서, 그 근처에서, 또는 그를 향해 PV 라미네이트의 배면에 연결될 수 있다. 전자적 구성요소는 몇몇 태양 전지에 전기적으로 연결되는 DC 커넥터 포트를 가질 수 있다. 전자적 구성요소는 PV 라미네이트 및/또는 프레임(존재하는 경우)의 제1 코너의 정점과 대향하는 조절된 전력 커넥터 포트를 추가로 가질 수 있다. 코너 피드스루 개구를 갖는 프레임이 있는 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트는 적어도 하나의 피드스루 개구와 대향할 수 있고, 따라서, 이를 통해 전기적 커넥터가 연장될 수 있다.
몇몇 PV 모듈들을 상호 접속시켜서 PV 어레이를 형성하기 위한, 전기적 커넥터, 전기적 라우팅 경로 및 관련 PV 조립체가 또한 본원에 기술된다. 일 구현예에서, PV 어레이 또는 조립체는 외부 부하(예컨대, 외부 그리드, 사이트 전이 박스, 사이트 조합기 박스, 사이트 전기적 서비스 패널, 이들의 조합 등)와의 접속을 위한 전기적 커넥터 또는 케이블을 가질 수 있다. PV 어레이 또는 조립체는 PV 어레이의 PV 모듈들을 상호 접속시키기 위한, 모듈-모듈 상호 접속용 케이블, 또는 “점퍼(jumper)” 케이블 또는 커넥터를 추가로 가질 수 있다. 전기적 커넥터 또는 케이블은 제1 단부, 제2 단부, 및 이들 사이의 도체 본체를 가질 수 있다. 제1 단부는 제1 비스듬한 커넥터 단자를 갖고, 제2 단부는 제2 비스듬한 커넥터 단자를 갖는다. 제1 비스듬한 커넥터 단자는 제1 PV 모듈의 조절된 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합되도록 구성될 수 있고, 제2 비스듬한 커넥터 단자는 제2 PV 모듈의 조절된 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합되도록 구성될 수 있다.
PV 조립체 및 어레이에 대한 케이블 설치 및 관리는 특정 사이트에 대한 처리 곤란한 케이블 길이, 커넥터 포트 위치, 커넥터 형상, 모듈 구성, 및/또는 어레이 배열로 인해 어려울 수 있다. PV 조립체 및 어레이의 설치는 어려울 수 있는데, 이는 환경적 열화를 최소화시키거나/시키고 심미성을 개선하고/하거나 설치 규정을 충족시키기 위해 와이어 및 케이블이, 종종, 제한된 액세스 가능성을 갖는 위치에서(예컨대, 모듈의 배면에서) 관리되어야 하기 때문이다. 다른 케이블 관리 접근법은 케이블을 프레임, 실장용 레일, 또는 이들의 조합에 고정시키기 위한 클립의 사용을 포함한다. 게다가, 모듈은, 종종, 어레이의 배열에서의 가요성 및 설치 용이성의 면에서 어려움을 주는 특정 구성(예컨대, “세로 방향” 또는 “가로 방향”)으로의 설치를 위해 최적화된다. 본원에 기술되는 PV 조립체 및 전기접 접속은 PV 모듈 및 어레이의 배열 및 상호 접속에서 케이블 관리를 간소화시키고 가요성을 가능하게 한다.
본원에 기술되는 예들 중 많은 것이 ACPV 모듈이지만, 기법 및 구조물이 다른(예컨대, DC) PV 모듈에도 마찬가지로 동등하게 적용된다.
도 1은 정상 동작 중에에 태양과 대향하는 전면(102) 및 전면(102)의 반대편인 배면(104)을 갖는 모듈(100)의 평면도를 도시한다. 모듈(100)은 몇몇 태양 전지(108)를 봉지하는 라미네이트(106)를 갖는다. 일부 구현예에서, 모듈(100)은 도 1에 도시된 것과 같이 “프레임이 없을” 수 있다. 태양 전지(108)는 전면(102)과 대향할 수 있고, 몇몇 태양 전지 스트링(109)으로 배열될 수 있다. 각각의 태양 전지 스트링(109)은 전기적으로 직렬로 접속된 태양 전지들(108)의 열(또는 행)일 수 있다. 태양 전지 스트링(109)은, 또한, 전기적으로 서로 직렬로 또는 병렬로 접속될 수 있다. 라미네이트(106)는 태양 전지(108)를 둘러싸고 봉입하는 하나 이상의 봉지 층을 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 라미네이트(106)는 전면(102) 상에 유리 또는 다른 투명 재료로 제조된 상단 커버(103)를 갖는다. 특정 구현예에서, 커버(103)의 구성을 위해 선택된 재료는 반사를 최소화함으로써, 태양 전지(108)에 도달하는 최대량의 태양광을 허용하는 특성을 위해 선택될 수 있다. 상단 커버(103)는 라미네이트(106)에 구조적 경도(rigidity)를 제공할 수 있다. 라미네이트(106)는 배면(104) 상에 배면 시트(105)를 추가로 가질 수 있다. 배면 시트(105)는 라미네이트(106)의 아랫면을 보호하는 방수 및 전기절연 층일 수 있다. 배면 시트(105)는 중합체 시트일 수 있고, 그것은 라미네이트(106)의 봉지재 층(들)에 라미네이트될 수 있거나 또는 봉지재의 층들 중 하나의 층과 일체형일 수 있다.
도 2는 몇몇 태양 전지(108)에 의해 생성된 전력을 조절하기 위한 전자적 구성요소(120)를 갖는 모듈(100)의 배면(104)의 도면을 도시한다. 전자적 구성요소(120)는 라미네이트(106)의 배면(104)에 연결된다. 특히, 전자적 구성요소(120)는 라미네이트(106)의 제1 코너(112)를 향해 배면 시트(105)에 연결된다. 코너(112)는 배면(104)의 모서리가 만나는 위치일 수 있다. 예를 들어, 배면(104)을 정의하는 모서리들은 코너(112)에서 서로에게 직각으로 연장될 수 있다. 일 구현예에서, 전자적 구성요소(120)는 접착제 또는 다른 고정 디바이스 또는 특징부(예컨대, 클립, 후크 등)를 통해 라미네이트(106)에 연결된다. 일부 구현예에서, 전자적 구성요소(120)는 태양 전지(108)에 의해 생성된 DC를 AC로 변환하기 위한 인버터 또는 “마이크로인버터”를 갖는다. 전기적 구성요소(120)가 AC를 생성하는 경우, 모듈(100)은 ACPV 모듈로 간주될 수 있다.
일 구현예에서, 모듈(100)은 몇몇 태양 전지(108)에 전기적으로 연결되는 버스바(busbar) 또는 도체 리본(미도시)을 가질 수 있고, 라미네이트(106) 내에 봉지될 수 있다. 버스바 또는 도체 리본은 라미네이트(106)의 배면 시트(105)를 관통하여 전자적 구성요소(120)와 전기적 접속을 이룰 수 있다. 하나의 구현예에서, 전자적 구성요소는 버스바 또는 도체 리본이 접속하거나 관통함으로써, 태양 전지(108)를 전자적 구성요소(120)에 직접 전기적으로 연결시킬 수 있게 하는 DC 커넥터 포트 또는 개구를 가질 수 있다. 예를 들어, 전자적 구성요소(120)의 DC 커넥터 포트 또는 개구(도 2에는 도시되지 않음)는 버스바 또는 도체 리본이 라미네이트(106)의 배면 시트(105)를 관통하는 위치에서 또는 그 근처에서 배면 시트(105)와 대향하도록 구성될 수 있다. 버스바 또는 도체 리본은 태양 전지(108)와 전기 접촉할 수 있다.
다른 구현예에서, 모듈(100)은 라미네이트(106) 내에 봉지된 몇몇 태양 전지(108)에 대한 전기적 액세스를 제공하기 위한 정션 박스(미도시)를 갖는다. 정션 박스는, 모듈(100)의 태양 전지들(108) 및/또는 태양 전지 스트링들(109) 중 하나가 손상되거나 가려지거나 또는 달리 실행불가능하게 된다면, 모듈(100)을 통한 교류 경로를 제공하기 위한 우회 다이오드를 포함할 수 있다. 하나의 구현예에서, 정션 박스는 몇몇 태양 전지(108)에 의해 생성된 DC를 전자적 구성요소(120)의 DC 커넥터 포트(또는 DC 입력 커넥터 포트)로 출력하기 위한 DC 출력 커넥터 포트를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 전자적 구성요소(120)는 정션 박스(존재하는 경우)에 탈착 가능하게 연결되도록 구성된다.
도 3은 전자적 구성요소(120)를 갖는 모듈(100)의 코너 부분의 배면(104)의 확대도를 도시한다. 전자적 구성요소(120)는 하우징 또는 인클로저(122)를 갖는다. 하우징(122)은 모듈(100)의 배면(104) 상에 실장되거나 그와 마주하도록 구성된 하단 표면을 가질 수 있다. 전자적 구성요소 하우징(122)은 일체형으로 형성될 수 있고, 또는 부품들의 조립체로부터 형성될 수 있다. 일 구현예에서, 전자적 구성요소 하우징(122)은 알루미늄과 같은 금속 재료로 구성된다. 다른 구현예에서, 전자적 구성요소 하우징(122)은 열 방산 중합체로 구성된다. 전자적 구성요소 하우징(122)은 내부의 전기적 구성요소 및 회로류를 습기, 먼지, 및 다른 오염물로부터 밀봉할 수 있고, 또한, 임의의 생성된 열을 방산시킬 수 있다.
일 구현예에서, 전자적 구성요소(120)는 라미네이트(106)의 제1 코너(112)의 정점과 대향하는 조절된 전력 커넥터 포트(124)를 갖는다. 모듈(100)이 ACPV 모듈인 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트(124)는 AC 커넥터 포트일 수 있다. 일부 구현예에서, 전자적 구성요소(120)의 조절된 전력 커넥터 포트(124)는 몇몇 적층형 플러그(126)를 갖는다. “적층형”이라는 용어는 플러그(126)가 수직 방향으로 서로에 대해 배열되는 것을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 제1 플러그(126)는 라미네이트(106) 아래의 제1 수직 높이에 있을 수 있고, 제2 플러그(126)는 라미네이트(106)에 대해 제1 수직 높이보다 더 큰 제2 수직 높이에 있을 수 있다. 더욱이, 플러그(126)는 측방향으로 정렬될 수 있는데, 예컨대, 수직 축이 양측 플러그 모두를 관통할 수 있다. 도 3에 도시된 예시적인 구현예에서, 2개의 적층형 플러그(126)가 제공되지만, 임의의 원하는 수의 플러그가 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 제1 코너(112)와 대향하는 단일 플러그가 제공될 수 있다. 다른 구현예에서, 3개 이상의 적층형 플러그가 제1 코너(112)와 대향할 수 있다. 각각의 플러그(126)는 하나 이상의 핀(128)을 포함할 수 있다. 핀(128)은 제1 코너(112)를 향해 외향으로 지향되는 개개의 핀 축을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 핀 축은, 아래에서 기술되는 바와 같이, PV 모듈 조립체의 프레임 내의 피드스루 개구를 통해 연장될 수 있다. 하나의 구현예에서, 플러그(124)는 전자적 구성요소(120)의 외부 표면 상에 플러그 면을 포함할 수 있다. 플러그 면은 각각의 핀(128)의 개개의 축에 수직일 수 있다. 더욱이, 플러그 면은 코너(112)와 대향할 수 있다.
도 3에 도시된 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트(124)는 라미네이트(106)의 제1 코너(112)의 정점과 대향하도록 비스듬하다(예컨대, 라미네이트(106)의 정점에서 만나는 모서리들 중 하나 이상으로부터 45°이다). 다른 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트(124)의 면이 라미네이트의 모서리에 평행할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트(124)의 면은 라미네이트(106)의 모서리에서부터 또는 라미네이트(106)의 평면에서부터 45° 초과로 또는 그 미만으로 비스듬할 수 있다.
일 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트(124)는 조절된 전력(예컨대, ACPV 모듈의 AC 전력)을 외부 부하로 출력한다. 조절된 전력 커넥터 포트(124)는 PV 어레이를 형성하도록 다른 PV 모듈들에 접속될 수 있다. 도 3에 도시된 구현예에서, 각각의 플러그(126)는 몇몇 핀(128)을 갖는다. 조절된 전력 커넥터 포트(124)의 핀(128)은 3개의 도체(예컨대, AC 전력을 송신하기 위한 라인 1, 라인 2, 및 접지부)로서 제공될 수 있다. 그러나, 하나 이상의 핀이 있는 다른 적합한 배열이 제공될 수 있다. 예를 들어, 4개의 핀(128)(예컨대, 라인 1, 라인 2, 중립, 및 접지)이 제공될 수 있다. 또 다른 예로서, 2개의 핀은 DC 전류를 통전시키는 2개의 도체(플러스 및 마이너스)로서 제공될 수 있다.
도 1 내지 도 3은 하나의 구현예에 따른 PV 모듈 및 조립체를 도시한다. 달리 지정되지 않는 한, 도 4 내지 도 6의 구성요소는 도 4 내지 도 6의 대응하는 숫자가 100씩 순차적으로 증가된다는 점을 제외하면 유사하다.
도 4는 정상 동작 중에 태양과 대향하는 전면(202) 및 전면(202)의 반대편인 배면(204)을 갖는 모듈(200)의 평면도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 모듈(200)은 라미네이트(206)를 둘러싸는 지지 부재 또는 프레임(210)을 갖는다. 라미네이트(206)의 주변부 둘레의 프레임(210)은 내부 경계부(216) 및 외부 경계부(218)를 한정한다. 프레임(210)은 금속(예컨대, 알루미늄) 재료, 중합체 재료, 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 다른 구현예에서, 지지 부재 또는 프레임은 라미네이트를 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
하나의 구현예에서, 프레임(210)은 일체형으로 형성될 수 있거나, 일원적인 본체로서 형성될 수 있다. 다른 구현예에서, 프레임은, 예를 들어 도 5에 도시된 것과 같은 부품들의 조립체로부터 형성될 수 있다.
도 5는 몇몇 태양 전지(208)에 의해 생성된 전력을 조절하기 위한 전자적 구성요소(220)를 갖는 모듈(200)의 코너 부분의 배면(204)의 확대도를 도시한다. 프레임(210)은 라미네이트(206)의 상부 표면 및 하부 표면 위에서 연장되어 그들을 포획하는 순부(lip)(211)를 가질 수 있다. 전자적 구성요소(220)는 라미네이트(206) 및 프레임(210)의 제1 코너(212)의 정점과 대향하는 조절된 전력 커넥터 포트(224)를 갖는다. 정점은 프레임(210)의 프레임 부재들이 만나는 코너(212)에 있는 위치일 수 있다. 예를 들어, 프레임(210)의 프레임 부재는 길이 방향으로 개개의 프레임 축을 따라서 연장될 수 있고, 프레임 축들은 정점에서 서로에게 수직으로 연장될 수 있다. 따라서, 정점은 프레임 축에 의해 한정되는 기하학적 위치일 수 있다. 대안으로, 정점은, 예컨대 라미네이트(206)의 코너에 있는, 모듈 구성요소 상의 물리적 위치일 수 있다. 모듈(200)이 ACPV 모듈인 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트(224)는 AC 커넥터 포트(224)일 수 있다.
전자적 구성요소(220)는 제1 코너(212)에서 또는 그를 향해 라미네이트(206)의 배면(204)에 연결된다. 전자적 구성요소(220)는 접착제, 체결자(예컨대, 나사, 볼트, 리벳 등), 스냅-인 특징부, 압축가능한 특징부, 접착제, 또는 가역적 또는 영구적 실장을 위한 임의의 다른 바람직한 시스템 중 하나 이상을 포함하지만 이들로 제한되지 않는 임의의 원하는 연결 디바이스, 특징부, 또는 기구를 통해 라미네이트(106) 및/또는 프레임(110)(존재하는 경우)에 연결될 수 있다. 전자적 구성요소(220)는 프레임(210)의 대응하는 정합용 특징부에 기계적으로 연결하기 위한 정합용 특징부를 가질 수 있다. 전자적 구성요소(220)는 하나 이상의 체결자를 통해 프레임(210)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 전자적 구성요소(220)는 탭(tab), 홀(hole) 또는 캐비티(221)를 가질 수 있는데, 이를 통해 프레임(210)의 대응하는 개구를 통해 연장되는 나사를 수용할 수 있다.
도 6은 제1 코너(212)에서의 모듈(200)의 일부분의 측면 분해도를 도시한다. 프레임(210)은 몇몇 프레임 부재(232)를 갖는다. 프레임(210)은 라미네이트(206)의 제1 코너(212)에 코너 키(234)를 추가로 갖는다. 코너 키(234)는 몇몇 프레임 부재(232)를 견고하게 접속시킬 수 있다. 하나의 구현예에서, 프레임 부재(232)는 서로에게 실질적으로 직각으로 배열되고, 코너 키(234)는 프레임 부재(232)를 도 4 내지 도 6에 도시된 것과 같은 사각뿔 구성 내로 견고하게 접속시킨다.
일 구현예에서, 코너 키(234)는 인접한 프레임 부재(232)와 체결하여 프레임(210)의 코너 이음부를 형성한다. 코너 이음부는 프레임 부재들이 물리적으로 결합되는 위치일 수 있다. 코너 이음부는 프레임 부재들이 견고하게 결합되는 위치일 수 있다(도 9). 코너 키(234)는 인접한 프레임 부재들(232)을 견고하게 접속시켜서 프레임(210)의 코너 이음부(230)를 형성하도록 인접한 프레임 부재(232)의 대응하는 체결 슬롯 내로의 삽입을 위해 구성된 체결 특징부를 가질 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 예시적인 구현예에서, 코너 키(234)는 프레임 부재(232)의 대응하는 체결 슬롯(238) 내로의 삽입을 위해 구성된 체결 탭(236)을 갖는다. 프레임 부재들 및/또는 코너 키들을 접속시키는 임의의 바람직한 체결 또는 정합용 특징부가 채용될 수 있다. 하나의 구현예에서, 코너 이음부 또는 피드스루 이음부가 상호 접속된 프레임 부재들로 형성된다. 그러나, 다른 구현예에서, 코너 이음부 또는 피드스루 이음부가 일체형으로 형성될 수 있고, 또는 일원적인 프레임으로서 형성될 수 있는데, 예를 들어, 일원적인 프레임 내의 컷아웃 또는 구멍(aperture)이 하나 이상의 피드스루 개구로서 제공될 수 있다.
일 구현예에서, 프레임 또는 코너 키는 제1 코너에 또는 그 근처에 적어도 하나의 피드스루 개구를 갖는다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 피드스루 개구(240)는 코너(212)에서 내부 경계부(216)와 외부 경계부(218) 사이에 개방된 공간 또는 보이드를 생성한다. 예를 들어, 피드스루 개구는 코너 키(234)의 벽을 통해 측방향으로 형성된 홀일 수 있다. 벽은, 예컨대, 라미네이트(206)의 일면에 직교인 방향에서, 수직일 수 있고, 개구는, 예컨대, 라미네이트(206)의 면에 평행한 방향에서, 측방향으로 연장될 수 있다. 홀은 외부 경계부(218)에서 내부 경계부(216)로의 코너 키(234)의 벽을 통한 액세스를 허용하는 직사각형, 원형, 또는 임의의 다른 형상의 프로파일을 가질 수 있다. 전자적 구성요소(220)는 피드스루 개구(240)와 대향하는 조절된 전력 커넥터 포트(224)를 가져서, 조절된 전력 커넥터 포트(224)가 프레임(210)의 외부 경계부(218)에서부터 액세스가능하게 한다. 도 6에 도시된 예시적인 구현예에서, 전자적 구성요소(220)의 조절된 전력 커넥터 포트(224)는 몇몇 적층형 플러그(226)를 갖는다. 각각의 적층형 플러그(226)는 코너 키(234)를 통해 연장되는 피드스루 개구(240)를 통해 액세스가능할 수 있다.
일 구현예에서, 와이어 또는 케이블이 PV 어레이를 형성하도록 몇몇 모듈들을 전기적으로 접속시킬 수 있다. 도 7은 제1 모듈(100) 및 제2 모듈(100’)을 갖는 PV 어레이(101)의 배면(104)을 도시한다. 제1 접속용 케이블 또는 “점퍼” 케이블(150)은 제1 단부(151) 및 제2 단부(153), 그리고 이들 사이의 도체 본체(152)를 갖는다. 하나의 구현예에서, 도체 본체(152)는 그의 길이 전체에 걸쳐서 전기적으로 절연되는 전기 전도성 코어를 갖는다.
접속용 또는 점퍼 케이블은 가요성, 반-가요성, 또는 경성일 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 케이블(150)은 도체 본체(152)가 약간 휠 수 있도록 반-가요성이다. 그러나, 다른 구현예에서, 도체 본체는 실질적으로 경성, 직선형, 및/또는 선형일 수 있다.
제1 점퍼 케이블(150)은 제1 단부(151)에 제1 비스듬한 커넥터 단자(156)를 그리고 제2 단부(153)에 제2 커넥터 단자(158)를 추가로 갖는다. 제1 비스듬한 커넥터 단자(156)는 제1 모듈(100)의 조절된 전력 커넥터 포트(124)와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 제2 비스듬한 커넥터 단자(158)는 제2 모듈(100’)의 조절된 전력 커넥터 포트(124’)와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 케이블(150)은 제1 모듈(100)의 조절된 전력 커넥터 포트(124) 및 제2 모듈(100’)의 조절된 전력 커넥터 포트(124')를 통해 제1 모듈(100)과 제2 모듈(100’)을 전기적으로 접속시킨다. 유사하게, 케이블(150’)은 제2 모듈(100’)의 조절된 전력 커넥터 포트(124')를 제3 모듈(도 7에 도시되지 않음)에 접속시키고, 케이블(150”)은 제1 모듈(100)의 조절된 전력 커넥터 포트(124)를 제4 모듈(도 7에 도시되지 않음)에 접속시킨다. 도시된 바와 같이, 케이블(150)은 인접한 모듈들(100/100’)을 접속시키지만, 다양한 구현예에서, 접속용 또는 점퍼 케이블은 어레이 내의 더 먼 또는 이웃하지 않는 모듈들을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
일 구현예에서, 비스듬한 커넥터 단자 및/또는 그들의 개개의 면들은 조절된 전력 커넥터 포트와 대향하거나 그와 정렬하도록 사전결정된 오프셋 각도로 배치된다. 일 구현예에서, 커넥터 단자(156/158)의 사전결정된 오프셋 각도는 도체 본체(152)에 대해 그리고/또는 라미네이트(106)의 모서리에 대해 90° 이하일 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 케이블(150)의 비스듬한 커넥터 단자(156)는 모듈(100)의 코너(112)와 대향하는 비스듬한 조절된 전력 커넥터 포트(124)와 접속하도록 도체 본체(152)에 대해 각도 Θ(대략적으로 45°)로 제공되는 면(162)을 갖는다. 비스듬한 커넥터 단자(156)는 조절된 전력 커넥터 포트(124)의 플러그(126)의 대응하는 핀(128)과 체결하도록 구성된 몇몇 홀(166)을 갖는 소켓(164)을 갖는다. 도 8에 도시된 예시적인 구현예에서, 소켓(164)은 커넥터 포트(124)와 정합하도록 구성된 3개의 홀(166)을 갖지만, 임의의 바람직한 수의 홀 또는 접속 특징부가 제공될 수 있다. 소켓(164)은 조절된 전력 커넥터 포트(124)의 플러그(126)에 단단히 접속하기 위한 개스킷(168) 및 정렬 테이블(169)을 추가로 갖지만, 임의의 다른 바람직한 정합용 또는 접속용 특징부가 제공될 수 있다.
도 7 및 도 8은 하나의 구현예에 따른, 와이어 또는 케이블을 갖는 PV 모듈 및 조립체를 도시한다. 달리 지정되지 않는 한, 도 9 및 도 10의 구성요소는 도 9 및 도 10의 대응하는 숫자가 100씩 순차적으로 증가된다는 점을 제외하면 유사하다.
도 9는 PV 어레이를 형성하도록 몇몇 모듈들을 전기적으로 접속시키기 위한 와이어 또는 케이블을 갖는 모듈(200)의 일부분의 측면 사시도를 도시한다. 제1 접속용 케이블 또는 “점퍼” 케이블(250)은 제1 단부(251)를 갖는 도체 본체(252)를 갖는다. 도 9는 PV 모듈(200)의 조립된 코너 영역을 도시한다. 보다 구체적으로, 코너 키(234)는 코너 이음부를 형성하도록 인접한 프레임 부재와 체결한다. 도 9에 도시된 구현예에서, 케이블(250)의 도체(252)는 프레임(210)의 외부 경계부(218)를 따라 지향되거나 라우팅된다. 프레임(210)은 케이블(250)의 도체 본체(252)를 보유하도록 크기가 조정되고 형상화된 채널(233)을 갖는다. 하나의 구현예에서, 케이블(250)의 도체 본체(252)는 실질적으로 경성이고 선형이다. 일부 구현예에서, 고정용 클립(235)은 채널(233) 내에 도체 본체(252)를 고정시키거나 유지시키기 위해 제공된다. 다른 구현예에서, 고정용 특징부는 프레임 부재(232)와 일체로 형성될 수 있다. 유사하게, 케이블(250’)의 도체 본체(252’)는 채널(233) 내에서 프레임(210)의 외부 경계부(218)를 따라 지향되거나 라우팅된다.
도 9에 도시된 구현예에서, 케이블(250)의 제1 비스듬한 커넥터 단자(256)가 모듈(200)의 조절된 전력 커넥터 포트(224)와 전기적으로 정합된다. 케이블(250’)의 제2 비스듬한 커넥터 단자(258’)가 적층형 구성으로 모듈(200)의 조절된 전력 커넥터 포트(224)와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 케이블(250/250')은 모듈(200)을 다른 인접한 모듈, 다른 이웃하지 않는 모듈, 및/또는 외부 부하에 조절된 전력 커넥터 포트(224)를 통해 전기적으로 접속시킨다.
도 10에 도시된 바와 같이, 케이블(250)의 비스듬한 커넥터 단자(256)는 조절된 전력 커넥터 포트(224)와 접속하도록 도체 본체(252)의 세로 축(270)에 대해 각도 Θ(대략적으로 45°)로 제공되는 면(262)을 갖는다. 비스듬한 커넥터 단자(256)는 조절된 전력 커넥터 포트(224)(도 6에서 볼 수 있음)의 대응하는 플러그(226)와 체결하도록 구성된 몇몇 홀(266)을 갖는 소켓(264)을 갖는다.
모듈 코너에서 비스듬한 커넥터 및 코너 전력 조절 포트를 채용하는 것은 태양 어레이 구성 및 설치에서의 가요성을 가능하게 할 수 있다. 비스듬한 커넥터는 본원에서 기술되는 비스듬한 커넥터 및 코너 포트를 사용하여 다양한 세트의 어레이에 대한 케이블 및 와이어의 방향전환을 허용한다. 다시 말해, 비스듬한 커넥터 접근법은 모듈 코너 포트에서부터 와이어 라우팅 방향의 다수의 변화를 허용한다.
도 1 내지 도 10은 다양한 구현예에 따른 PV 모듈 및 조립체를 도시한다. 달리 지정되지 않는 한, 도 11 내지 도 14의 구성요소는 도 11 내지 도 14의 대응하는 숫자가 100씩 순차적으로 증가된다는 점을 제외하면 유사하다.
도 11은 전자적 구성요소(320)를 갖는 모듈(300)의 일부분의 배면(304)을 도시한다. 전자적 구성요소(320)는 라미네이트(306)의 코너(312) 근처에 위치된다. 전자적 구성요소(320)는 라미네이트(306)의 코너(312)에 인접한 제1 모서리(314)와 대향하는 제1 조절된 전력 커넥터 포트(324)를 갖는다. 전자적 구성요소(320)는 라미네이트(306)의 코너(312)에 인접한 제2 모서리(314’)와 대향하는 제2 조절된 전력 커넥터 포트(324)를 추가로 갖는다. 각각의 조절된 전력 커넥터 포트(324/324')는 단일 플러그(326)를 갖고, 각각의 플러그(326)는 몇몇 핀(328)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 조절된 전력 커넥터 포트(324/324’) 중 하나 이상의 것의 면이 라미네이트(306)의 모서리에 평행할 수 있다. 도 11에 도시된 예시적인 구현예에서, 단일 플러그(326)가 코너(312)의 제1 모서리(314)를 향해 제공되고, 단일 플러그(326’)가 코너(312) 근처의 제2 모서리(314’)를 향해 제공된다. 그러나, 다른 구현예에서, 임의의 구성(예컨대, 적층형)에서의 임의의 원하는 수의 플러그가 라미네이트(306)의 코너(312) 근처에서 어느 하나의 모서리(단일 모서리 또는 양측 모서리 모두)를 향해 제공될 수 있다.
도 12는 점퍼 케이블(350/350’)을 갖는 모듈(300)의 배면(304)을 도시한다. 제1 접속용 케이블 또는 “점퍼” 케이블(350)이 제1 비스듬한 커넥터 단자(356)를 갖고, 전자적 모듈(320)의 조절된 전력 커넥터 포트(324)와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 제2 접속용 케이블 또는 “점퍼” 케이블(350’)이 제2 비스듬한 커넥터 단자(358’)를 갖고, 전자적 모듈(320)의 조절된 전력 커넥터 포트(324’)와 전기적으로 정합되도록 구성된다.
도 13에 도시된 바와 같이, 케이블(350)의 비스듬한 커넥터 단자(356)는 비스듬한 조절된 전력 커넥터 포트(324)와 접속하도록 도체 본체(352)의 세로 축(370)에 대해 각도 Θ(대략적으로 90°)로 비스듬하다. 도시된 바와 같이, 비스듬한 커넥터 단자(356)는 도체 본체(352)의 세로 축(370)에 대해 실질적으로 평행한 면(362)을 갖는다. 비스듬한 커넥터 단자(356)는 조절된 전력 커넥터 포트(324)(도 11에서 볼 수 있음)의 대응하는 플러그(326)와 체결하도록 구성된 몇몇 홀(366)을 갖는 소켓(364)을 갖는다.
도 14는 일원적 프레임(410)을 갖는 모듈(400)의 일부분의 배면(404)을 도시한다. 프레임(410)은 코너(412) 근처의 모서리(414/414’)에서 피드스루 개구(440)를 가지며, 이에 따라, 이를 통해 전기적 커넥터(456, 458’)가 연장됨으로써, 케이블(450/450’)을 조절된 전력 커넥터 포트(424/424')에 접속시킬 수 있다. 피드스루 개구는 프레임(410) 뒤에 숨겨지지만, 개구가 개개의 프레임 부재를 통해 측방향으로, 예컨대 라미네이트(406)의 면에 평행한 방향으로, 연장될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 제1 피드스루 개구(440)는 모서리(414)를 갖는 프레임 부재를 통해 측방향으로 연장될 수 있고, 제2 피드스루 개구(440)는 모서리(414')를 갖는 프레임 부재를 통해 연장될 수 있다. 피드스루 개구는 개개의 홀 프로파일을 갖는 홀일 수 있다. 대안으로, 피드스루 개구는 코너(412) 둘레에 연장된 넓은 개구의 부분들일 수 있는데, 예컨대, 홀은 코너(412)에서의 모서리(414, 414’)로부터 라미네이트(406)까지 수직으로 연장될 수 있다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 피드스루 개구는 일원적인 프레임의 코너에서 제공될 수 있다. 전자적 구성요소(420)는 코너(412)에 인접한 제1 모서리(414)와 대향하는 제1 조절된 전력 커넥터 포트(424), 및 코너(412)에 인접한 제2 모서리(414’)와 대향하는 제2 조절된 전력 커넥터 포트(424')를 갖는다. 일부 구현예에서, 전자적 구성요소(420)는 프레임(410) 및/또는 반대편 코너(412)의 (프레임(410)의 측방향으로 내향의) 내부 부분(416)과 대향하는 제3 조절된 전력 커넥터 포트(424")를 추가로 갖는다. 예를 들어, 내부 대향용 조절된 전력 커넥터 포트(424”)는 조절된 전력(예컨대, ACPV 모듈의 AC 전력)을 외부 부하로 출력할 수 있다. 하나의 구현예에서, 어레이의 단자 모듈(400)의 내부 대향용 조절된 전력 커넥터 포트(424”)는 외부 부하, 전이 박스, 및/또는 결합기 박스와 접속할 수 있는 반면, 동일한 어레이 내의 다른 모듈은 접속되지 않은 상태로 남아 있는 내부 대향용 조절된 전력 커넥터 포트를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 내부 대향용 조절된 전력 커넥터 포트(424")는 몇몇 핀(428”)을 갖는 플러그(426”)를 가질 수 있다. 일 구현예에서, 내부 대향용 조절된 전력 커넥터 포트는 라미네이트(406)의 중심 또는 모서리를 향하는 임의의 구성(예컨대, 적층형)의 임의의 원하는 수의 플러그를 가질 수 있다.
도 1 내지 도 15는 다양한 구현예에 따른 PV 모듈 및 조립체를 도시한다. 달리 지정되지 않는 한, 도 15 내지 도 18의 구성요소는 도 15 내지 도 18의 대응하는 숫자가 100씩 순차적으로 증가된다는 점을 제외하면 유사하다.
일 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트는 라미네이트의 모서리로부터, 라미네이트의 평면으로부터, 또는 이들의 조합으로부터 45° 초과로 또는 그 미만으로 비스듬할 수 있다. 도 15를 참조하면, 모듈(500)은 라미네이트(506)의 평면으로부터 비스듬한(예컨대, 라미네이트(506)의 평면으로부터 대략적으로 45°)인 조절된 전력 커넥터 포트(524)를 갖는다. 예를 들어, 조절된 전력 커넥터 포트(524)는 라미네이트(506)의 평면에 대해 사선인 포트 면을 가질 수 있고, 포트 면과 평면 사이의 각도는 30° 내지 60°의 범위에 있을 수 있다. 모듈(500)은 프레임(510)을 추가로 갖지만, 다른 구현예에서, 모듈(500)은 프레임이 없을 수 있다. 비스듬한 조절된 전력 커넥터 포트의 구성이 주어지면, 프레임(510)은 전기적 커넥터가 연장될 수 있는 피드스루 개구를 갖지 않는다. 다양한 구현예에서, 조절된 전력 커넥터 포트는 라미네이트 모서리 및/또는 평면으로부터의 오프셋들의 조합만큼 비스듬할 수 있다.
도 16은 몇몇 모듈(600)(개별 모듈은 600, 600', 600"으로 묘사됨)을 갖는 PV 어레이(601)의 평면도를 도시한다. 각각의 모듈(600)은 정상 동작 중에 태양과 대향하는 전면(602), 및 몇몇 태양 전지(608)를 갖는 라미네이트(606)를 갖는다. PV 어레이(601)는, 도 16에 도시된 바와 같이, “세로 방향” 배향으로 구성될 수 있다. 도 17은 “세로 방향” 배향으로 구성된 PV 모듈들(600)을 갖는 PV 어레이의 배면(604)을 도시한다. 어레이(601)의 각각의 모듈(600)은 몇몇 태양 전지(608)에 의해 생성된 전력을 조절하기 위한, 620에서 파선으로 도시된 전자적 구성요소를 갖는다. 각각의 전자적 구성요소(620)는 코너(612)에서 조절된 전력 커넥터 포트(624)를 갖는다.
제1 길이를 갖는 제1 유형의 몇몇 접속용 케이블 또는 “점퍼” 케이블(650a)은 모듈(600)의 폭을 따라 모듈들(600)을 접속시킨다. 유사하게, 제1 길이보다 더 긴 제2 길이를 갖는 제2 유형의 접속용 케이블 또는 “점퍼 케이블(650b)은 모듈(600)의 높이를 따라 모듈(600)을 접속시킨다. 제1 유형의 접속용 케이블(650a)은 각각 제1 비스듬한 커넥터 단자(656a) 및 제2 비스듬한 커넥터 단자(658a)를 갖는다. 제2 유형의 접속용 케이블(650b)은 각각 제1 비스듬한 커넥터 단자(656b) 및 제2 비스듬한 커넥터 단자(658b)를 갖는다. 일 구현예에서, 제1 비스듬한 커넥터 단자(656a)는 제1 모듈(600)의 조절된 전력 커넥터 포트(624)와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 제2 비스듬한 커넥터 단자(658a)는 제2 모듈(600’)의 조절된 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 유사하게, 제1 비스듬한 커넥터 단자(656b)는 제3 모듈(600”)의 조절된 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합되도록 구성되고, 제2 비스듬한 커넥터 단자(658b)는 제1 모듈(600)의 조절된 전력 커넥터 포트(624)와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제1 비스듬한 커넥터(656a)는 내향으로 비스듬하고(예컨대, 도체 본체(652)를 향해 내향으로 대향함), 제2 비스듬한 커넥터(658a)는 외향으로 비스듬하다(예컨대, 도체 본체(652)로부터 외향으로 대향함). 그러나, 다른 구현예에서, 양측 비스듬한 커넥터 모두가 내향으로 대향할 수 있거나, 양측 비스듬한 커넥터 모두가 외향으로 대향할 수 있거나, 또는 전자적 구성요소의 조절된 전력 커넥터 포트와의 접속을 위한 임의의 다른 원하는 구성일 수 있다.
케이블(650a)은 제1 모듈(600)을, 조절된 전력 커넥터 포트(624)를 통해 어레이(601)의 행 내의 인접한 모듈에 전기적으로 접속시킨다. 유사하게, 케이블(650b)은 제1 모듈(600)을, 조절된 전력 커넥터 포트(624)를 통해 어레이(601)의 열 내의 인접한 모듈에 전기적으로 접속시킬 수 있다. 도시된 바와 같이, 케이블(650a/650b)은 인접한 또는 이웃하는 모듈들(600)을 접속시키지만, 다양한 구현예에서, 접속용 또는 점퍼 케이블은 어레이의 더 먼 또는 이웃하지 않는 모듈들을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
도 18은 “가로 방향” 배향으로 구성된 PV 모듈들(700)(개별적으로, 700, 700’, 700”으로 묘사됨)을 갖는 PV 어레이(701)의 배면(704)을 도시한다. 어레이(701)의 각각의 모듈(700)은 720에서 파선으로 도시된 전자적 구성요소를 갖는다. 각각의 전자적 구성요소(720)는 코너(712)에서 조절된 전력 커넥터 포트(724)를 갖는다. 제1 길이를 갖는 제1 유형의 몇몇 접속용 케이블 (750a)은 모듈 폭을 따라 모듈(700)을 접속시킨다. 유사하게, 제1 길이보다 더 긴 제2 길이를 갖는 접속용 케이블(750b)은 모듈 높이를 따라 모듈들(700)을 접속시킨다. 제1 유형의 접속용 케이블(750a)은 각각 제1 비스듬한 커넥터 단자(756a) 및 제2 비스듬한 커넥터 단자(758a)를 갖는다. 제2 유형의 접속용 케이블(750b)은 각각 제1 비스듬한 커넥터 단자(756b) 및 제2 비스듬한 커넥터 단자(758b)를 갖는다. 일 구현예에서, 제1 비스듬한 커넥터 단자(756a)는 제1 모듈(700)의 조절된 전력 커넥터 포트(724)와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 제2 비스듬한 커넥터 단자(758a)는 제2 모듈(700’)의 조절된 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합되도록 구성된다. 유사하게, 제1 비스듬한 커넥터 단자(756b)는 제3 모듈(700”)의 조절된 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합되도록 구성되고, 제2 비스듬한 커넥터 단자(758b)는 제1 모듈(700)의 조절된 전력 커넥터 포트(724)와 전기적으로 정합되도록 구성된다.
케이블(750a)은 제1 모듈(700)을, 조절된 전력 커넥터 포트(724)를 통해 어레이(701)의 열 내의 인접한 모듈에 전기적으로 접속시킨다. 유사하게, 케이블(750b)은 제1 모듈(700)을, 조절된 전력 커넥터 포트(724)를 통해 어레이(701)의 행 내의 인접한 모듈에 전기적으로 접속시킬 수 있다. 도시된 바와 같이, 케이블(750a/750b)은 인접한 또는 이웃하는 모듈들(700)을 접속시키지만, 다양한 구현예에서, 접속용 또는 점퍼 케이블은 어레이의 더 먼 또는 이웃하지 않는 모듈들을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
위의 명세서 및 예는 예시적인 구현예의 구조 및 사용에 대한 완전한 설명을 제공한다. 특정 구현예가 특정 정도의 특이성을 갖고서 또는 하나 이상의 개별 구현예를 참조하여 전술되었지만, 당업자는 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 개시된 구현예에 대한 많은 대안을 만들 수 있다. 이와 같이, 방법 및 시스템의 다양한 예시적인 구현예는 개시된 특정 형태로 제한되도록 의도되지 않는다. 오히려, 그들은 청구범위의 범주 내에 속하는 모든 변형 및 대안을 포함하며, 도시된 것 이외의 구현예는 묘사된 구현예의 일부 또는 모든 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 요소가 생략되거나 일원적 구조로서 조합될 수 있고/있거나, 접속이 치환될 수 있다. 또한, 적절한 경우, 위에서 기술된 예들 중 임의의 예의 태양은 비슷한 또는 상이한 속성 및/또는 기능을 갖고 동일한 또는 상이한 문제를 해결하는 추가 예를 형성하는 것으로 설명된 다른 예들 중 임의의 예의 양태와 조합될 수 있다. 유사하게, 전술된 이익 및 이점은 하나의 구현예와 관련된 것일 수 있고, 또는 몇몇 구현예에 관련된 것일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 본 방법 및 시스템의 구현예는 상이한 구조적 구성, 재료, 및/또는 제어 제조 단계를 이용하여 실시될 수 있고/있거나 구현될 수 있다. 청구범위는 “기능 제한 + 수단” 또는 “기능 제한 + 단계”를, 그러한 제한이 각각 “~을 위한 수단” 또는 “~을 위한 단계”라는 어구(들)을 사용하여 주어진 청구항에서 명시적으로 인용되지 않는다면, 포함하도록 의도되지 않고 그를 포함하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
Claims (20)
- 교류 광전(alternating current photovoltaic, ACPV) 조립체로서,
내부 경계부와 외부 경계부 사이에 복수의 프레임 부재들을 포함하는 프레임;
상기 복수의 프레임 부재들에 연결되는 코너 키(corner key)(상기 코너 키는 코너에서 상기 복수의 프레임 부재들을 결합시키고, 상기 코너 키는 상기 코너에서 상기 내부 경계부와 상기 외부 경계부 사이의 피드스루(feedthrough) 개구를 포함함); 및
상기 프레임 상에 실장되는 ACPV 모듈(상기 ACPV 모듈은 복수의 태양 전지를 갖는 PV 라미네이트, 상기 복수의 태양 전지에 전기적으로 접속되는 인버터, 및 상기 인버터에 전기적으로 접속되고 상기 피드스루 개구와 대향하는 포트 면을 갖는 교류(AC) 커넥터 포트를 포함하고, 상기 AC 커넥터 포트는 상기 외부 경계부로부터 상기 피드스루 개구를 통해 액세스가능함)을 포함하고,
상기 AC 커넥터 포트는, 플러그를 포함하고, 상기 PV 라미네이트의 측면에 대해 비스듬한 각도를 갖는, ACPV 조립체. - 제1항에 있어서, 상기 코너 키는 상기 복수의 프레임 부재들의 복수의 체결 슬롯 내로 삽입할 복수의 체결 특징부를 포함하는, ACPV 조립체.
- 제1항에 있어서, 도체 본체의 단부에서 비스듬한 커넥터 단자를 갖는 접속용 케이블을 추가로 포함하되, 상기 피드스루 개구는 상기 코너의 정점에 있고, 상기 비스듬한 커넥터 단자는 상기 피드스루 개구를 통해 연장되어 상기 AC 커넥터 포트에 전기적으로 접속하는, ACPV 조립체.
- 제1항에 있어서, 도체 본체의 단부에서 비스듬한 커넥터 단자를 갖는 접속용 케이블을 추가로 포함하되, 상기 비스듬한 커넥터 단자는 상기 도체 본체의 세로 축에 사선인 사전결정된 오프셋 각도로 있는, ACPV 조립체.
- 제4항에 있어서, 상기 사전 결정된 오프셋 각도는 45° 내지 90°의 범위에 있는, ACPV 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 AC 커넥터 포트는 제1 AC 전력 핀, 제2 AC 전력 핀, 및 중립 접지용 핀을 갖는 플러그를 포함하는, ACPV 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 프레임은 상기 외부 경계부를 따르는 채널을 포함하고, 접속용 케이블의 도체 본체는 상기 채널 내에 실장되는, ACPV 조립체.
- 제1항에 있어서, 상기 ACPV 모듈은 상기 라미네이트 내로 관통하는 복수의 버스바(busbar)를 갖는 정션 박스(junction box)를 포함하고, 상기 복수의 버스바는 상기 복수의 태양 전지에 전기적으로 접속되는, ACPV 조립체.
- 광전(PV) 조립체로서,
내부 경계부와 외부 경계부 사이에 프레임 부재를 포함하는 프레임(상기 프레임은 상기 내부 경계부로부터 상기 외부 경계부로 상기 프레임 부재를 통하는 피드스루 개구를 포함함); 및
상기 프레임 상에 실장되는 PV 모듈을 포함하되, 상기 PV 모듈은
전면과 배면 사이에 봉지되는 복수의 태양 전지를 갖는 PV 라미네이트,
상기 PV 라미네이트의 상기 배면에 연결되는 전자적 구성요소(상기 전자적 구성요소는 상기 복수의 태양 전지에 의해 생성된 전력을 조절하기 위한 것이고, 상기 전자적 구성요소는 상기 복수의 태양 전지에 전기적으로 연결되는 DC 커넥터 포트, 및 상기 피드스루 개구와 대향하는 포트 면을 갖는 조절된 전력 커넥터 포트를 포함함)를 포함하고,
상기 조절된 전력 커넥터 포트는, 플러그를 포함하고, 상기 PV 라미네이트의 측면에 대해 비스듬한 각도를 갖는, PV 조립체. - 제9항에 있어서, 상기 전자적 구성요소는 상기 복수의 태양 전지에 의해 생성된 직류를 교류로 변환하기 위한 인버터를 포함하는, PV 조립체.
- 제9항에 있어서, 상기 전자적 구성요소는 전자적 DC-DC 옵티마이저(optimizer)를 포함하는, PV 조립체.
- 제9항에 있어서, 상기 조절된 전력 커넥터 포트는 조절된 전력의 외부 부하에 출력하기 위한 것인, PV 조립체.
- 제9항에 있어서, 상기 전자적 구성요소의 상기 조절된 전력 커넥터 포트는 핀을 갖는 플러그를 포함하고, 상기 핀은 상기 피드스루 개구를 통해 연장되는 핀 축을 포함하는, PV 조립체.
- 제9항에 있어서, 상기 PV 모듈에 전기적으로 접속되고 제2 PV 모듈에 전기적으로 접속되는 케이블을 추가로 포함하되, 상기 케이블은
제1 단부 및 제2 단부를 갖는 도체 본체, 및
상기 제1 단부에서의 제1 비스듬한 커넥터 단자 및 상기 제2 단부에서의 제2 비스듬한 커넥터 단자를 포함하고,
상기 제1 비스듬한 커넥터 단자는 상기 PV 모듈의 상기 조절된 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합되고, 상기 제2 비스듬한 커넥터 단자는 상기 제2 PV 모듈의 제2 조절된 전력 커넥터 포트와 전기적으로 정합되는, PV 조립체. - 제14항에 있어서, 상기 조절된 전력 커넥터 포트는 복수의 적층형 플러그를 포함하고, 상기 복수의 적층형 플러그 각각은 복수의 커넥터 핀을 포함하고, 상기 제1 비스듬한 커넥터 단자는 상기 복수의 핀과 체결하는 복수의 홀(hole)을 갖는 소켓을 포함하는, PV 조립체.
- 제14항에 있어서, 상기 제1 비스듬한 커넥터 단자는 상기 도체 본체의 세로 축에 사선인 사전 결정된 오프셋 각도로 배치되는, PV 조립체.
- 제14항에 있어서, 상기 도체 본체는 상기 프레임의 상기 외부 경계부를 따라 라우팅되는, PV 조립체.
- 광전(PV) 모듈로서,
전면과 배면 사이에 봉지되는 복수의 태양 전지를 갖는 PV 라미네이트(상기 배면은 코너에서 결합되는 복수의 모서리를 포함함); 및
상기 PV 라미네이트의 상기 배면에 연결되는 전자적 구성요소(상기 전자적 구성요소는 상기 복수의 태양 전지에 의해 생성된 전력을 조절하기 위한 것이고, 상기 전자적 구성요소는 상기 복수의 태양 전지에 전기적으로 연결되는 DC 커넥터 포트, 및 상기 코너와 대향하는 포트 면을 갖는 조절된 전력 커넥터 포트를 포함함)를 포함하고,
상기 조절된 전력 커넥터 포트는, 플러그를 포함하고, 상기 PV 라미네이트의 측면에 대해 비스듬한 각도를 갖는, PV 모듈. - 제18항에 있어서, 상기 전자적 구성요소는 상기 복수의 태양 전지에 의해 생성된 직류를 교류로 변환하는 인버터를 포함하는, PV 모듈.
- 제18항에 있어서, 상기 복수의 모서리 상에 실장되는 프레임을 추가로 포함하고, 상기 전자적 구성요소는 상기 프레임 상에 실장되는, PV 모듈.
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