KR102491464B1 - 벽부형 ｂｉｐｖ 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벽부형 BIPV 시스템을 개시한다. 이러한 본 발명은 건물 외벽 또는 건물 외벽의 개구부에 설치되는 모듈 장착 프레임의 수평 및 수직 라인에 가이드와 커버 케이스를 구성하는 한편, 양면 전지 셀과 판형의 반사판 또는 방열에 대한 대류 순환 구조가 형성되도록 분할형의 반사판이 적용되는 PV 모듈을 구성한 것이고, 이에따라 모듈 장착 프레임에 PV 모듈을 숙련자가 아니더라도 간편하게 시공할 수 있도록 함은 물론, 건물 외벽으로부터 PV 모듈을 분리하지 않고 간편하고도 안전하게 손상된 부품을 손쉽게 개별 교체하며, 방열의 악화 현상을 막고 자연 대류를 활용하여 반사판으로 하여금 방열 효과와 빛 반사를 통한 발전 효율을 향상시키는 것이다.

Description

벽부형 ＢＩＰＶ 시스템{BIPV system of wall type}
본 발명은 건물 외벽 또는 외벽 개구부에 설치되는 벽부형의 BIPV(Building Integrated Photovoltaic) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 케이블 작업이 자유롭고 유지 보수가 안전하게 이루어질 수 있도록 하는 벽부형 BIPV 시스템에 관한 것이다.
BIPV 시스템은 건물의 지붕 및 입면을 활용하여 PV 모듈(Photovoltaic Module)을 일체화시켜, 건축자재로서 역할을 하면서도 전기를 생산하는 건물 외피 기술로, 이는 태양광 에너지로 전기를 생산하여 소비자에게 공급하는 것 외에 건물 일체형의 PV 모듈을 건축물 외장재로 사용하는 태양광 발전 시스템을 말한다.
상기 BIPV 시스템은 설계 단계부터 건물에 조화롭게 계획되어 시공되어야 하는데, 건물 유형별로 다양한 적용 방법이 있으며, 적용 부위에 따라 지붕 등 건물 상부 요소, 벽면 등 건물 입면 요소, 그리고 차양 또는 채광 요소로 구분된다.
상기 BIPV 시스템은 PV 모듈 후면의 변환 효율 저감은 물론 그 열이 재실자의 온열 환경에 끼칠 영향에 대해서도 고려해야 한다. 따라서, PV 모듈을 폐쇄형 파사드에 설치시에는 허니컴 판넬, 와플 스터드와 같은 외장 판넬을 PV모듈 후면에 부착하여 방열을 유도하거나 별도의 환기 시스템을 계획해야 한다.
한편, 최근에는 BIPV 시스템을 건축물의 외벽이나 단창 또는 커튼월에 설치하여 효율을 극대화시키는 기술이 개발되고 있다.
그러나, 종래 BIPV 시스템은 외부로 노출되는 전면 디자인을 위해 PV 모듈의 후면(뒤)에서 케이블 배선 작업이 이루어지는 관계로, 건물 외벽에 설치되는 경우에는 케이블 작업 수정을 위해 PV모듈을 분리해야 하는 등 설치 작업 및 사후 관리의 어려움이 있다.
또한, 종래의 BIPV 시스템은 건축 구조물에 PV 모듈을 시공시 측면에 대하여 실리콘 몰딩 작업이 이루어져야 하는 관계로, 몰딩된 실리콘이 양생될 때까지 기다려야 하는 등 작업적 어려움과 시간적 어려움이 있고, 설치 프레임에 PV 모듈을 설치시 그 수평 수직에 대한 가이드가 없어 숙련된 시공자의 능력만으로만 설치해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 BIPV 시스템을 건물 외벽에 설치하게 되면, 정션 박스 부착 및 케이블 관리의 불편함, 그리고 실리콘 도포로 인해 정션박스와 케이블 일부 가려지게 되면서, 이의 작업 수정이 필요로 할 때 도포된 실리콘을 제거해야 하는 등 그 유지 보수가 어려웠다.
즉, 배선된 케이블이나 부품 교정 또는 부품 일부에 대한 교체 작업이 필요로 할 때 그 부분 교체가 어렵고, 이에 따라 종래에는 건물 외벽으로부터 분리시킬 수 밖에 없었던 것이다.
그러나, 상기와 같이 분리 작업은 저층에서는 위험 부담이 없지만, 고층에서는 그 분리 작업시 작업자가 건물 밖으로 나가 작업해야 하는 등 안전성이 떨어지고, 이에따라 인명 피해가 발생하는 경우가 많았다.
등록특허공보 제10-1251709호(공고일 2013.04.05.) 등록특허공보 제10-1414825호(공고일 2014.07.03.) 등록특허공보 제10-1640195호(공고일 2016.07.18.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 건물 외벽 또는 건물 외벽의 개구부에 설치되는 모듈 장착 프레임의 수평 및 수직 라인에 가이드와 커버 케이스를 구성하여, 모듈 장착 프레임에 PV 모듈을 숙련자가 아니더라도 간편하게 시공할 수 있도록 함은 물론, 건물 외벽으로부터 PV 모듈을 분리하지 않고 간편하고도 안전하게 손상된 부품을 손쉽게 개별 교체할 수 있도록 하는 벽부형 BIPV 시스템을 제공하려는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 양면 전지 셀과 반사판을 적용함으로써 발전량을 증대시키는 벽부형 BIPV 시스템을 제공하려는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 반사판을 방열에 대한 대류 순환 구조가 형성되도록 분할형으로 구성함으로써, 방열의 악화현상을 막고 자연 대류를 활용하여 반사판으로 하여금 방열 효과와 빛 반사를 통한 발전 효율을 향상시키는 벽부형 BIPV 시스템을 제공하려는 것이다.
본 발명의 과제 해결 수단인 벽부형 BIPV 시스템은, 건물 내부를 외부와 차단시키기 위해 외벽 또는 외벽 개구부에 설치되는 사각틀 형상으로 격자형을 이루는 다중의 모듈설치영역이 형성되는 모듈 장착 프레임; 다중을 이루는 상기 모듈설치영역에 각각 설치되는 사각틀 형상으로서 인출로가 형성되는 모듈 프레임; 및, 상기 모듈 프레임에 결합되면서 전기를 생산하는 PV 모듈; 을 포함하되, 상기 모듈 장착 프레임의 수평라인 일면에는 다중을 이루는 상기 모듈설치영역에 상기 모듈 프레임이 설치시 상기 모듈 프레임이 끼움 결합되면서 상,하측면이 지지되도록 걸침리브를 가지는 제 1 가이드 바를 형성하고, 상기 모듈 장착 프레임의 수직라인 일면에는 다중을 이루는 상기 모듈설치영역에 상기 모듈 프레임이 설치시 상기 모듈 프레임의 좌,우측면을 지지하는 제 2 가이드 바를 형성하며, 상기 인출로는 탈부착형의 제 1 커버체에 의해 덮혀지도록 구성되는 것이다.
또한, 상기 모듈 프레임은, 상기 PV 모듈이 결합 고정되는 한 쌍의 제 1 프레임 구조물과, 한 쌍의 상기 제 1 프레임 구조물 중 어느 하나로부터 연장 형성되는 것으로 상기 PV 모듈과 전기적으로 접속되는 정션박스와 이에 연결되는 케이블이 배치되는 상기 인출로를 형성시키는 제 2 프레임 구조물을 포함하는 것이다.
또한, 상기 모듈 프레임은, 체결부재를 통해 상기 모듈 장착 프레임에 결합 고정됨은 물론 상기 PV 모듈이 결합 고정되는 제 1 결합홈을 가진 것으로 중공형의 인출공간이 마련되는 단일의 프레임 구조물이고, 중공형의 상기 인출공간은 일면 개구부를 통해 개방되며, 상기 일면 개구부는 텐션을 가지는 한 쌍의 후크가 돌출 형성되는 판형의 제 2 커버체에 의해 덮혀지도록 구성되는 것이다.
또한, 상기 제 1 가이드 바는 걸침리브를 가지는 것으로 상기 모듈 프레임의 상면과 하면이 각각 접촉되는 제 1 및 제 2 접촉면을 가지는 'ㄷ'자형 구조물 또는 'T'자형 구조물인 것이다.
또한, 상기 제 1 가이드 바는 걸침리브가 연장 형성되는 것으로 상기 모듈 프레임의 상면과 하면이 각각 접촉되는 제 1 및 제 2 접촉면을 가지는 'Ｈ'자형 구조물인 것이다.
또한, 상기 제 2 가이드 바는 상기 모듈 프레임의 좌측면과 우측면이 각각 접촉되는 제 3 및 제 4 접촉면을 가지는 'Ｈ'자형 구조물인 것이다.
또한, 상기 제 1 커버체는, 상기 PV 모듈들 사이의 인출로를 커버하는 것으로, 텐션을 가지는 한 쌍의 후크가 돌출 형성되는 판형의 제 1 커버 구조물; 및, 상기 모듈 장착 프레임의 가장자리측에 배치되는 상기 PV 모듈의 인출로를 커버하는 'ㄱ'자형의 제 2 커버 구조물; 을 포함하는 것이다.
또한, 상기 제 2 커버체는, 상기 PV 모듈들 사이의 인출로를 커버하는 것으로, 텐션을 가지는 한 쌍의 후크가 돌출 형성되는 판형의 제 1 커버 구조물; 및, 상기 모듈 장착 프레임의 가장자리측에 배치되는 상기 PV 모듈의 인출로를 커버하는 'ㄱ'자형의 제 2 커버 구조물; 을 포함하는 것이다.
또한, 한 쌍을 이루는 상기 제 1 프레임 구조물 사이에는 상기 PV 모듈의 끼움 결합을 위한 제 1 결합홈이 형성되고, 한 쌍을 이루는 상기 제 1 프레임 구조물 중 어느 하나에는 제 2 결합홈이 형성되는 것이다.
또한, 상기 PV 모듈은 가장자리측이 상기 제 1 결합홈에 끼움 결합되는 패널형 구조물로서, 상기 정션박스와 전기적으로 접속되는 태양 전지셀; 상기 태양 전지셀의 일면과 타면에 각각 적층되는 제 1 보호시트와 제 2 보호시트; 상기 제 1 보호 시트의 일면에 적층되는 백시트; 및, 상기 제 2 보호시트의 타면에 적층되는 글라스; 를 포함하는 것이다.
또한, 상기 태양 전지셀은 단면 또는 양면형 전지셀인 것이다.
또한, 상기 태양 전지 셀과 전기적으로 접속되는 상기 정션박스에 연결되는 상기 케이블들은 케이블 잭에 의해 연결되는 것이다.
또한, 한 쌍을 이루는 상기 제 1 프레임 구조물 중 어느 하나에 형성되는 상기 제 2 결합홈에는 상기 PV 모듈과 마주하면서 일정거리 이격되는 방열 기능의 반사판이 결합되는 것이다.
또한, 상기 반사판은 하나의 판형 구조물인 것이다.
또한, 상기 반사판은 다단 분할형 구조물으로서 사이 사이에는 대류 순환을 위한 환기구가 형성되는 것이다.
또한, 상기 PV 모듈과 마주하는 상기 반사판의 일면에는 반사 면적과 방열 면적 확장을 위한 패턴부가 형성되는 것이다.
또한, 상기 패턴부는 엠보싱 형태의 돌기들인 것이다.
또한, 상기 패턴부는 V자, ㄱ자, ㄷ자, U자의 형상 중에서 어느 하나의 형상으로 벤딩된 돌출 구조물인 것이다.
이와 같이, 본 발명은 건물 외벽 또는 건물 외벽의 개구부에 설치되는 모듈 장착 프레임의 수평 및 수직 라인에 가이드와 커버 케이스를 구성하는 한편, 양면 전지 셀과 판형의 반사판 또는 방열에 대한 대류 순환 구조가 형성되도록 분할형의 반사판이 적용되는 PV 모듈을 구성한 것이며, 이를 통해 모듈 장착 프레임에 PV 모듈을 숙련자가 아니더라도 간편하게 시공할 수 있도록 함은 물론, 건물 벽면으로부터 PV 모듈을 분리하지 않고 간편하고도 안전하게 손상된 부품을 손쉽게 개별 교체하며, 방열의 악화 현상을 막고 자연 대류를 활용하여 반사판으로 하여금 방열 효과와 빛 반사를 통한 발전 효율을 향상시키는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예로 벽부형 BIPV 시스템의 구조를 보인 정면 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예로 벽부형 BIPV 시스템의 구조를 보인 배면 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예로 벽부형 BIPV 시스템에 정션박스와 케이블이 배치된 상태의 정면도.
도 4는 본 발명의 실시예로 벽부형 BIPV 시스템의 구조를 보인 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예로 PV 모듈 구조를 보인 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예로 모듈 장착 프레임의 수평라인에 모듈 프레임이 끼움 결합되는 상태를 보인 확대 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예로 모듈 장착 프레임의 수평라인에 모듈 프레임이 끼움 결합되는 상태를 보인 측단면 개략도.
도 8은 본 발명의 실시예로 모듈 장착 프레임의 수직라인에 모듈 프레임이 결합되는 상태를 보인 확대 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예로 모듈 장착 프레임의 수직라인에 모듈 프레임이 결합되는 상태를 보인 평단면 개략도.
도 10은 본 발명의 실시예로 모듈 프레임들 사이의 인출로에 케이블이 배치된 상태를 보인 확대도.
도 11은 본 발명의 실시예로 모듈 장착 프레임의 가장자리측에 위치하는 모듈 프레임의 인출로에 케이블이 배치된 상태를 보인 확대도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예로 인출공간이 형성되는 모듈 프레임 구조를 보인 사시도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예로 인출공간이 형성되는 모듈 프레임 구조를 보인 확대 사시도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명 기술적 사상의 실시예에 있어서 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 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.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 필요한 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드 지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 장치의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 따라서, 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 해당 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 다른 도면을 참조하여 설명될 수 있다. 또한, 참조 부호가 표시되지 않았더라도, 다른 도면들을 참조하여 설명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.
첨부된 도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 벽부형 BIPV 시스템은 건물 외벽이나 건물 외벽의 개구부에 설치될 수 있는 것으로, 모듈 장착 프레임(10), 모듈 프레임(20), PV 모듈(30), 제 1 커버체(40)를 포함하는 것이다.
첨부된 도 1 내지 도 4에서와 같이, 상기 모듈 장착 프레임(10)은 건물 내부를 외부와 차단시키기 위해 외벽 또는 외벽의 개구부(開口部)에 설치되는 사각틀 형상의 프레임 구조물로서 격자형을 이루는 다중의 모듈설치영역(S1)이 형성될 수 있는 것이다.
이때, 상기 모듈장착 프레임(10)의 수평라인과 수직라인은 C형강의 프레임 구조물로서, 상기 수평라인의 일면에는 제 1 가이드 바(11)가 돌출 형성되고, 상기 모듈장착 프레임(10)의 수직라인 일면에는 제 2 가이드 바(12)가 돌출 형성될 수 있는 것이다.
상기 제 1 가이드 바(11)는 첨부된 도 6 및 도 7에서와 같이, 다중을 이루는 상기 모듈설치영역(S1)에 상기 모듈 프레임(20)이 설치시 상기 모듈 프레임(20)이 끼움 결합되면서 상,하측면이 지지되도록 걸침리브(11a)를 가지는 것이다.
이때, 상기 제 1 가이드 바(11)는 상기 걸침리브(11a)를 가지는 것으로 상기 모듈 프레임(20)의 상면과 하면이 각각 접촉되는 제 1 접촉면(T1)과 이에 대향되는 제 2 접촉면(T2)을 가지는 'ㄷ'자형 구조물 또는 'T'자형 구조물이거나, 또는 상기 걸침리브(11a)가 연장 형성되는 것으로 상기 모듈 프레임(20)의 상면과 하면이 각각 접촉되는 제 1 접촉면(T1)과 이에 대향되는 제 2 접촉면(T2)을 가지는 'Ｈ'자형 구조물일 수 있는 것이다.
상기 제 2 가이드 바(12)는 첨부된 도 8 및 도 9에서와 같이, 다중을 이루는 상기 모듈설치영역(S1)에 상기 모듈 프레임(20)이 설치시 상기 모듈 프레임(20)의 좌,우측면을 지지하는 것이다.
이때, 상기 제 2 가이드 바(12)는 상기 모듈 프레임(20)의 좌측면과 우측면이 각각 접촉되는 제 3 접촉면(T3)과 이에 대향되는 제 4 접촉면(T4)을 가지는 'Ｈ'자형 구조물일 수 있는 것이다.
상기 모듈 프레임(20)은 첨부된 도 5 내지 도 9에서와 같이, 다중을 이루는 상기 모듈설치영역(S1)에 각각 설치되는 사각틀 형상의 프레임 구조물로, 이는 상기 PV 모듈(30)이 결합 고정되는 한 쌍의 제 1 프레임 구조물(21, 21'), 그리고 한 쌍의 상기 제 1 프레임 구조물(21, 21') 중 어느 하나로부터 연장 형성되는 것으로 상기 PV 모듈(30)과 전기적으로 접속되는 정션박스(JB)와 이에 연결되는 케이블(C1)이 배치되는 인출로(22a)를 형성시키는 제 2 프레임 구조물(22)로 구분될 수 있는 것이다.
즉, 한 쌍을 이루는 상기 제 1 프레임 구조물(21, 21')은 상기 PV 모듈(30)이 결합되며, 상기 제 2 프레임 구조물(22)은 상기 제 1 가이드 바(11) 및/또는 상기 제 2 가이드 바(12)에 접촉되어 지지될 수 있는 것이다.
따라서, 한 쌍을 이루는 상기 제 1 프레임 구조물(21, 21') 사이에는 상기 PV 모듈(30)의 끼움 결합을 위한 제 1 결합홈(21a)이 형성될 수 있고, 한 쌍을 이루는 상기 제 1 프레임 구조물(21, 21') 중 어느 하나에는 제 2 결합홈(21b)이 형성될 수 있는 것이다.
상기 PV 모듈(30)은 첨부된 도 5에서와 같이, 사각틀 형상을 이루는 상기 모듈 프레임(20)의 상기 제 1 결합홈(21a)에 끼움 결합되어 전기를 생산하는 패널형 구조물로서, 이는 정선박스(JB)와 전기적으로 접속되는 태양 전지 셀(31), 상기 태양 전지 셀(31)의 일면과 타면에 각각 적층되는 제 1 및 제 2 보호시트(32, 33), 상기 제 1 보호 시트(33)의 일면에 적층되는 백시트(34), 상기 제 2 보호시트(33)의 타면에 적층되는 글라스(35)를 포함하되, 상기 태양 전지 셀(31)은 단면 또는 양면형 전지셀일 수 있고, 상기 태양 전지 셀(31)과 전기적으로 접속되는 상기 정션박스(JB)에 연결되는 상기 케이블(C1)들은 케이블 잭(J1)에 의해 연결될 수 있는 것이다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 보호 시트(32, 33)는 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, 이하 “EVA”라고 한다) 수지를 주성분으로 하는 미립자를 포함하는 것이고, 상기 글라스(35)는 투명 또는 반투명의 글라스 또는 폴리머 소재(예; ETFE 등)로 구성될 수 있는 것으며, 상기 글라스(35)가 벽부형 BIPV 시스템의 외부측에 위치하는 것으로서 이는 상기 제 2 보호시트(33)를 통해 태양광 에너지를 상기 태양 전지 셀(31)에 전달하기 위함인 것이다.
이때, 한 쌍을 이루는 상기 제 1 프레임 구조물(21, 21') 중 어느 하나에 형성되는 상기 제 2 결합홈(21b)에는 상기 PV 모듈(30)과 마주하면서 일정거리 이격되는 방열 기능의 반사판(50)이 결합될 수 있으며, 상기 반사판(50)은 하나의 판형 구조물 또는 다단 분할형 구조물으로서 사이 사이에 대류 순환을 위한 환기구(50a)가 형성될 수 있는 것이다.
더불어, 상기 PV 모듈(30)과 마주하는 상기 반사판(50)의 일면에는 도면에는 도시하지 않았지만 반사 면적과 방열 면적 확장을 위한 패턴부가 형성될 수 있는데, 상기 패턴부는 엠보싱 형태의 돌기들이거나, 또는 V자, ㄱ자, ㄷ자, U자의 형상 중에서 어느 하나의 형상으로 벤딩된 돌출 구조물일 수 있는 것이다.
즉, 상기 반사판(50)은 벽부형인 상기 PV 모듈(30)내 태양 전지 셀(31)에서 태양광을 집열시 집열되지 않고 일부 통과되는 태양광을 상기 태양 전지 셀(31)로 반사시키게 되면서, 상기 태양 전지 셀(31)의 집열 성능을 높이면서 전기 생산략을 늘리도록 하기 위함이며, 이에따라 상기 태양 전지 셀(31)은 일면 셀 구조보다는 양면 셀 구조로 형성됨이 바람직하다.
한편, 상기 반사판(50)은 반사 기능에 더하여 방열 기능을 위해 알루미늄 재질로 형성될 수 있으며, 이에따라 상기 PV 모듈(30)과 상기 반사판(50) 사이의 공간에서 발생하는 열을 외부로 방열시킬 수 있고, 특히 상기 반사판(50)을 다단으로 분할하여 구성하면서 환기구(50a)를 형성함으로써, 그 방열 성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
상기 제 1 커버체(40)는 첨부된 도 6 내지 도 11에서와 같이, 상기 정션박스(JB)와 케이블(C1) 및 케이블잭(J1)이 배치되는 상기 인출로(22a)를 덮는 탈부착형의 구조물로서, 이는 PV 모듈(30)들 사이의 인출로(22a)를 커버하는 것으로 텐션을 가지는 한 쌍의 후크(41a)가 돌출 형성되는 판형의 제 1 커버 구조물(41), 그리고 상기 모듈 장착 프레임(10)의 가장자리측에 배치되는 상기 인출로(22a)를 커버하는 'ㄱ'자형의 제 2 커버 구조물(42)을 포함하는 것이다.
이에따라, 본 발명의 실시예는 첨부된 도 1 내지 도 11에서와 같이, 건물 내부를 외부와 차단시키기 위해 외벽 또는 외벽 개구부(開口部)에 사각틀 형상을 이루면서 다중의 모듈설치영역(S1)이 형성되는 모듈 장착 프레임(10)을 설치한다.
이후, 상기 모듈 장착 프레임(10)에 형성되는 다중의 모듈설치영역(S1)에 각각 PV 모듈(30)이 결합된 모듈 프레임(20)을 각각 설치하고자 하는 경우, 우선 상기 모듈 장착 프레임(10)의 수평라인에 형성되는 제 1 가이드 바(11)의 걸침리브(11a)에 상기 모듈 프레임(20)의 하단부가 걸쳐지도록 밀어 넣어, 상기 모듈 프레임(20)의 하면을 상기 제 1 가이드 바(11)의 제 2 접촉면(T2)에 접촉시킨다.
다음으로, 상기 모듈 프레임(20)의 상면을 밀어 넣으면, 상기 모듈 프레임(20)의 상면은 상기 모듈 장착 프레임(10)의 다른 수평라인에 형성되는 제 1 가이드 바(11)의 제 1 접촉면(T1)에 접촉되면서 세워질 수 있는 것이다.
이때, 상기 모듈 장착 프레임(10)의 수직라인에는 제 2 가이드 바(12)가 형성되어 있으므로, 상기 모듈 프레임(20)의 양측면은 상기 제 2 가이드 바(12)의 제 3 접촉면(T3)과 제 4 접촉면(T4)에 각각 접촉되면서, 하나의 모듈설치영역(S1)에 PV 모듈(30)이 결합된 상기 모듈 프레임(20)의 장착 결합이 완료될 수 있으며, 이에따라 다중을 이루는 상기 모듈설치영역(S1)에 각각 상기 모듈 프레임(20)을 순차적으로 간편하게 설치하면서, 건물 외벽이나 외벽의 개구부에는 하나의 벽체가 구성될 수 있는 것이다.
이후, 상기와 같이 모듈 장착 프레임(10)의 각 모듈설치영역(S1)에 모듈 프레임(20)이 장착된 상태에서, 상기 PV 모듈(30)의 정션박스(JB)와 이에 연결되는 케이블(C1) 및 케이블 잭(J1)을 상기 모듈 프레임(20)의 가장자리측에 형성되는 제 2 프레임 구조물(22)의 외주면인 인출로(22a)에 배치하여둔 상태에서, 상기 모듈 프레임(20)에 결합되는 PV 모듈(30)의 케이블(C1)을 케이블 잭(J1)을 통해 첨부된 도 3에서와 같이 연결하여둔다.
다음으로, 상기 정션박스(JB)와 케이블(C1) 및 케이블 잭(J1)이 배치되는 상기 인출로(22a)를 제 1 커버체(40)에 포함되는 한 쌍의 후크(41a)가 돌출 형성되는 판형의 제 1 커버 구조물(41), 그리고 'ㄱ'자형의 제 2 커버 구조물(42)로 덮으면, 건물 외벽을 이루는 벽부형의 BIPV 시스템 시공이 완료될 수 있는 것이다.
여기서, 상기 모듈 장착 프레임(10)의 수직라인을 이루는 C형강의 프레임 구조물과 상기 모듈 프레임(20)을 이루는 제 2 프레임 구조물(22)은 첨부된 도 9에서와 같이 볼트 등의 체결부재(100)로 체결하여 결합력을 보완시키도록 하였다.
따라서, 상기와 같이 시공되는 벽부형 BIPV 시스템은 손상된 부품의 개별 교체나 상기 케이블(C1)에 대한 케이블링 작업이 추가로 필요로 할 때, 상기 PV 모듈(30)의 전면에서 상기 제 1 커버체(40)에 포함되는 제 1 커버 구조물(41) 및/또는 제 2 커버 구조물(42)의 분리만으로 교체나 케이블링 작업이 간편하고도 손쉽게 이루어질 수 있게 되는 것이다.
한편, 첨부된 도 12 및 도 13은 모듈 프레임(20')에 대한 본 발명의 다른 실시예로, 상기 모듈 프레임(20')은 체결부재(미도시)를 통해 상기 모듈 장착 프레임(10)에 결합 고정됨은 물론 상기 PV 모듈(30)이 결합 고정되는 제 1 결합홈(21a')을 가진 것으로, 외주면에 인출로를 형성하는 것이 아닌 중공형의 인출공간(211)이 마련되는 단일의 프레임 구조물로서, 중공형을 이루는 상기 인출공간(211)은 일면 개구부를 통해 개방될 수 있도록 하는 것이고, 개방된 상기 일면 개구부는 텐션을 가지는 한 쌍의 후크(41a')가 돌출 형성되는 판형의 제 2 커버체(40')에 의해 덮혀지도록 구성될 수 있으며, 이하 본 발명의 실시예인 첨부된 도 1 내지 도 11에서와 동일 부분에 대하여는 동일 부호로 표시하여 그 중복되는 설명은 생략하였다.
이상에서 본 발명의 벽부형 BIPV 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.
10; 모듈장착 프레임 11; 제 1 가이드 바
11a; 걸침리브 12; 제 2 가이드 바
20, 20'; 모듈 프레임 21, 21'; 제 1 프레임 구조물
21a, 21a'; 제 1 결합홈 21b; 제 2 결합홈
22; 제 2 프레임 구조물 22a; 인출로
30; PV 모듈 31; 태양 전지셀
32; 제 1 보호시트 33; 제 2 보호시트
34; 백시트 35; 글라스
40, 40'; 커버체 41; 제 1 커버 구조물
41a, 41a'; 후크 42; 제 2 커버 구조물
50; 반사판 50a; 환기구
100; 체결부재 211; 인출공간
C1; 케이블 J1; 케이블 잭
JB; 정션박스 T1, T2, T3, T4; 접촉면

Claims (17)

  1. 건물 내부를 외부와 차단시키기 위해 외벽 또는 외벽 개구부에 설치되는 사각틀 형상으로 격자형을 이루는 다중의 모듈설치영역이 형성되는 모듈 장착 프레임; 다중을 이루는 상기 모듈설치영역에 각각 설치되는 사각틀 형상으로서 인출로가 형성되는 모듈 프레임; 및, 상기 모듈 프레임에 결합되면서 전기를 생산하는 PV 모듈; 을 포함하되,
    상기 모듈 장착 프레임의 수평라인 일면에는 다중을 이루는 상기 모듈설치영역에 상기 모듈 프레임이 설치시 상기 모듈 프레임이 끼움 결합되면서 상,하측면이 지지되도록 걸침리브를 형성하면서 제 1 및 제 2 접촉면을 가지는 것으로 'ㄷ'자형 구조물과 'T'자형 구조물 및 'Ｈ'자형 구조물 중 어느 하나의 구조물로 이루어지는 제 1 가이드 바를 형성하고,
    상기 모듈 장착 프레임의 수직라인 일면에는 다중을 이루는 상기 모듈설치영역에 상기 모듈 프레임이 설치시 상기 모듈 프레임의 좌,우측면을 지지하도록 상기 모듈 프레임의 좌측면과 우측면에 각각 접촉되는 제 3 및 제 4 접촉면을 가지는 'Ｈ'자형 구조물의 제 2 가이드 바를 형성하며,
    상기 모듈 프레임은, 패널형 구조물인 상기 PV 모듈의 가장자리측이 끼움 결합되는 제 1 결합홈이 형성되도록 마주하는 한 쌍의 구조물로서, 마주하는 한 쌍의 구조물 중 어느 하나에는 제 2 결합홈이 형성되는 제 1 프레임 구조물; 및,
    한 쌍의 상기 제 1 프레임 구조물 중 어느 하나로부터 연장 형성되는 것으로 상기 PV 모듈과 전기적으로 접속되는 정션박스와 이에 연결되는 케이블이 배치되는 상기 인출로를 형성시키는 제 2 프레임 구조물; 을 포함하고,
    상기 인출로는 탈부착형의 제 1 커버체에 의해 덮혀지도록 구성하는 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 커버체는,
    상기 PV 모듈들 사이의 인출로를 커버하는 것으로, 텐션을 가지는 한 쌍의 후크가 돌출 형성되는 판형의 제 1 커버 구조물; 및,
    상기 모듈 장착 프레임의 가장자리측에 배치되는 상기 PV 모듈의 인출로를 커버하는 'ㄱ'자형의 제 2 커버 구조물; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 PV 모듈은,
    상기 정션박스와 전기적으로 접속되는 태양 전지셀; 상기 태양 전지셀의 일면과 타면에 각각 적층되는 제 1 보호시트와 제 2 보호시트; 상기 제 1 보호 시트의 일면에 적층되는 백시트; 및, 상기 제 2 보호시트의 타면에 적층되는 글라스; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 태양 전지셀은 단면 또는 양면형 전지셀인 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 태양 전지 셀과 전기적으로 접속되는 상기 정션박스에 연결되는 상기 케이블들은 케이블 잭에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    한 쌍을 이루는 상기 제 1 프레임 구조물 중 어느 하나에 형성되는 상기 제 2 결합홈에는 상기 PV 모듈과 마주하면서 일정거리 이격되는 방열 기능의 반사판이 결합되는 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사판은 하나의 판형 구조물인 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사판은 다단 분할형 구조물으로서 사이 사이에는 대류 순환을 위한 환기구가 형성되는 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 PV 모듈과 마주하는 상기 반사판의 일면에는 반사 면적과 방열 면적 확장을 위한 패턴부를 형성하는 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 패턴부는 엠보싱 형태의 돌기들인 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 패턴부는 V자, ㄱ자, ㄷ자, U자의 형상 중에서 어느 하나의 형상으로 벤딩된 돌출 구조물인 것을 특징으로 하는 벽부형 BIPV 시스템.
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