KR102562230B1 - 태양광 발전 외장 패널 제조방법 및 태양광 발전 외장 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 색상을 구현하되, 보다 효율적으로 태양광 발전 외장 패널을 제조할 수 있고, 다양한 패턴의 색상을 구현할 수 있는 태양광 발전 외장 패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양광 발전 외장 패널 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 보다 효율적인 방식으로 태양광 발전 외장 패널을 제조할 수 있고, 다양한 패턴의 색상을 구현할 수 있는 태양광 발전 외장 패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
선행문헌 001 내지 선행문헌 004는 본 발명과 기술적 관련성이 존재하는 발명 또는 논문이며, 선행문헌 001은 태양광발전 패널상의 오물제거 방법과 시스템 장치에 관한 것이고, 선행문헌 002는 다공성 태양광발전용패널에 관한 것이며, 특허문헌 003은 태양광 발전 장치에 관한 것이고, 특허문헌 004는 태양광모듈의 모델링 및 성능향상을 위한 최적구성방안에 관한 연구이다.
특허문헌 001 및 특허문헌 004는 태양광 발전에 관련된 것이라는 점에서 본 발명과 유사하나, 태양광 패널을 제조하는데 있어서 보다 효율적으로 제조하고, 다양한 패턴의 색상을 구현해야 한다는 기술적 문제점을 인식하고 있지 않다는 점에서 본원 발명과 차이가 있다.
본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 색상을 구현하되, 보다 효율적으로 태양광 발전 외장 패널을 제조할 수 있고, 다양한 패턴의 색상을 구현할 수 있는 태양광 발전 외장 패널 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 전면에 경화층(110)이 형성되며, 광이 투과되는 커버유리(100), 상기 커버유리(100)의 후면에 설치되어, 상기 커버유리(100)로부터 투과한 광이 입사되어 전력을 생산하는 태양광 셀을 포함하는 태양광 패널(200)을 포함한다.
또한, 상기 태양광 패널(200)의 후면에 설치되는 백시트(300), 상기 커버유리(100), 상기 태양광 패널(200) 및 상기 백시트(300)의 외곽을 둘러싸도록 설치되는 프레임(500)을 포함한다.
또한, 상기 커버유리(100)의 후면에 증착되어 형성되거나, 소정 패턴으로 인쇄되는 복수개의 도트(120)를 포함하는 컬러층(130)을 포함한다.
또한, 상기 커버유리(100)와 상기 태양광 패널(200) 사이 및 상기 태양광 패널(200)의 후방에 배치되는 절연부재(600)를 포함한다.
본 발명에 의한 태양광 발전 외장 패널의 제조방법은, 커버유리(100)의 전면에 연마재를 분사하여 커버유리(100)의 전면을 거칠게 만드는 연마재 분사단계(S100), 상기 연마재 분사단계(S100) 후, 상기 커버유리(100)의 전면을 식각하는 식각단계(S200), 상기 식각단계(S200) 후, 상기 커버유리(100)의 후방에 태양광 패널(200)을 결합시키는 태양광 패널 결합단계(S300)를 포함한다.
또한, 상기 식각단계(S200) 후, 상기 태양광 패널 결합단계(S300) 전, 상기 커버유리(100)의 후면에 소정의 색상을 가지는 컬러층(130)을 형성하는 컬러층 형성단계(S210)를 포함한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 태양광 발전 외장 패널 및 이의제조방법에 의하면, 커버유리(100)의 전면에 반사방지 처리를 하는 과정에서, 연마재 분사단계(S100)에서 상대적으로 속도가 빠른 방식으로 커버유리(100)의 전면을 거칠게 만든 후, 식각단계(S200)에서 커버유리(100)의 전면을 식각하여, 보다 효율적으로 커버유리(100)의 전면을 반사방지 처리할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 다양한 실시예에 의한 태양광 발전 외장 패널 및 이의 제조방법에 의하면, 다양한 패턴의 색상을 구현할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 유리 표면상태에 따른 광투과도의 차이를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 컬러층이 증착되어 형성될 때의 측면도.
도 4는 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 컬러층이 도트를 포함할 때의 측면도.
도 5는 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 컬러층이 도트를 포함할 때, 도트의 두께가 서로 다른 실시예의 측단면도.
도 6은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 컬러층이 도트를 포함할 때, 도트와 도트 사이의 간격이 서로 다른 실시예의 측단면도.
도 7은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 커버유리의 도트의 모양이 정육각형인 후면도.
도 8은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 커버유리의 도트의 모양이 물결무늬인 후면도.
도 9는 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명에 유리 표면상태에 따른 광투과도의 차이를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 컬러층이 증착되어 형성될 때의 측면도.
도 4는 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 컬러층이 도트를 포함할 때의 측면도.
도 5는 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 컬러층이 도트를 포함할 때, 도트의 두께가 서로 다른 실시예의 측단면도.
도 6은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 컬러층이 도트를 포함할 때, 도트와 도트 사이의 간격이 서로 다른 실시예의 측단면도.
도 7은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 커버유리의 도트의 모양이 정육각형인 후면도.
도 8은 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 커버유리의 도트의 모양이 물결무늬인 후면도.
도 9는 본 발명의 태양광 발전 외장 패널의 제조방법의 순서도.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 다양한 실시예에 의한 태양광 발전 외장 패널 및 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관하여 상세히 설명한다.
(실시예 1-1) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 전면에 경화층(110)이 형성되며, 광이 투과되는 커버유리(100), 상기 커버유리(100)의 후면에 설치되어, 상기 커버유리(100)로부터 투과한 광이 입사되어 전력을 생산하는 태양광 셀을 포함하는 태양광 패널(200)을 포함한다.
(실시예 1-2) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 1-1에 있어서, 상기 커버유리(100)는 저철분유리로 형성된다.
(실시예 1-3) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 1-1에 있어서, 상기 커버유리(100)의 굴절율은 1.6이하이다.
(실시예 1-4) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 1-1에 있어서, 커버유리(100) 전면의 글로스(Gloss) 값은 3~12이다.
본 발명은 커버유리(100)를 포함하는 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 커버유리(100)의 전면에는 경화층(110)이 형성된다. 이하 커버유리(100)에 빛이 입사되는 방향을 전방/전면이라 하며, 커버유리(100)에 빛이 투과되는 면 또는 방향을 후방/후면이라 한다.
경화층(110)은 커버유리(100)의 전면을 매끈한 평면이 아닌, 요철이 형성되어 불규칙한 면을 만든다. 이는 커버유리(100) 자체의 자가세정능력을 높임과 동시에, 커버유리(100)의 전면에서 빛이 반사되는 것을 방지하는, 즉 커버유리(100)의 전면이 반사 방지(Anti-Glare) 처리된 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명에 의한 태양광 발전 외장 패널은 건물의 외장재로 주로 사용되는 것이기 때문에, 건물 외부에 장시간 노출될 경우 커버유리(100)의 전면에는 미세먼지, 산성비, 각종 오염물질이 흡착될 수 있다. 본 발명에 의한 태양광 발전 외장 패널은, 비나 눈이 오거나, 바람이 불었을 때, 커버유리(100)의 전면에 형성된 경화층(110)을 통해 흡착된 오염물질이 자연적으로 제거되도록 유도할 수 있다. 이는 경화층(110)에 형성된 돌기가 비나 눈으로 인한 물과 같은 액체의 표면장력을 파괴하여, 커버유리(100)의 표면에서 액체의 흐름성을 향상시키기 때문이다. 즉, 본 발명에 의한 태양광 발전 외장 패널은, 커버유리(100)의 전면에 형성된 경화층(110)을 통해 자가세정능력을 향상시킬 수 있다.
커버유리(100)는 우수한 광투과도, 내구성 등의 물성을 만족하도록 투명유리 또는 저철분유리인 것이 바람직하다. 저철분유리는 철분의 함유량을 저감하여, 녹색빛을 없앤 유리인데, 일반적인 유리는 내부에 포함된 철분 때문에 약간의 녹색빛을 띈다. 커버유리(100)의 후방에 배치되는 태양광 패널(200)과 투명성을 고려하면 커버유리(100)는 이러한 녹색빛을 제거한 저철분유리인 것이 보다 바람직하다.
커버유리(100)는 강화유리로 제작될 수 있다. 강화유리는 압축응력에 따라 완전강화유리와 반강화유리로 나뉘는데, 완전강화유리의 경우 판유리를 섭씨 720도까지 가열한 후 급랭하여 제작한다. 완전강화유리의 표준압축응력은 69mpa(10000psi)로 일반 판유리보다 4~5배가량 강도가 높다. 완전강화유리는 그 강도가 다른 유리에 비해 높기 때문에, 태풍과 같은 강풍이 부는 환경이나, 외부에서 이물질이 날아와 부딪혀도 손상이 적은 장점이 있다.
반강화유리는 배강도유리라고도 불리며, 일반유리를 연화점(섭씨 600도) 이하로 가열한 후 찬공기로 강화유리보다 서서히 냉각하여 제조하는 유리를 말한다. 반강화유리의 표면압축응력은 24Mpa(3500psi) ~ 52Mpa(7500psi) 정도로, 일반 유리보다 강도가 2~3배가량 높다. 반강화유리는 파손시 유리 이탈 위험이 적어, 건물의 고층부나 외장대로 많이 사용된다.
커버유리(100)는 일반 유리 대비 투과율이 높아야 한다. 즉 커버유리(100)는 투과율이 높아야 후방에 위치한 태양광 패널(200)의 발전 효율이 높아지기 때문이다. 따라서 본 발명은 커버유리(100)의 일정 정도 이상의 투과율을 보장하기 위해, 커버유리(100)의 굴절률은 1.6이하인 것이 바람직하다.
커버유리(100)의 전면 글로스(Gloss) 값은 3~12범위이다. 글로스란, 식각된 유리 표면의 매끈한 상태를 말하는 것으로, 광택과 광 투과율에 영향을 미치는 수치이다. 글로스는 식각시 돌기의 표면 형태에 따라 값이 변하게 되는 값으로, 글로스 값이 높을수록 투과율이 좋아지고, 글로스 값이 낮아지면 투과율은 비례하여 낮아진다.
(실시예 2-1) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 1-1에 있어서, 상기 태양광 패널(200)의 후면에 설치되는 백시트(300), 상기 커버유리(100), 상기 태양광 패널(200) 및 상기 백시트(300)의 외곽을 둘러싸도록 설치되는 프레임(500)을 포함한다.
(실시예 2-2) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 2-1에 있어서, 상기 프레임(500)은, 서로 조립되는 전방 프레임부재(510) 및 후방 프레임부재(520)를 포함하고, 상기 전방 프레임부재(510) 및 상기 후방 프레임부재(520) 사이에는 상기 커버유리(100)와 상기 태양광 패널(200)이 배치된다.
(실시예 2-3) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 2-2에 있어서, 상기 전방 프레임부재(510)은 전단 중 적어도 일부분이 내측으로 연장되고, 상기 후방 프레임부재(520)는 후단 중 적어도 일부분이 내측으로 연장된다.
백시트(300)는 판 또는 필름 형상으로 태양광 패널(200)을 지지하면서, 태양광 패널(200)에 필요한 전기적인 연결부를 형성하기 위한 일종의 지지대일 수 있다. 백시트(300)는 필요에 따라 도체 또는 부도체로 형성될 수 있다. 백시트(300)를 형성할 수 있는 재질로는, PET(Poly Ethylene Terephthalate), PVF(Poly Vinyl Fluoride), 유리 등이 있을 수 있다.
커버유리(100), 태양광 패널(200) 및 백시트(300)는 서로 결합되거나, 서로 부착될 수 있다. 단, 본 발명은 커버유리(100), 태양광 패널(200) 및 백시트(300)가 서로 결착되는 방식을 결합 및 부착 중 어느 하나로 한정하는 것은 아니며, 각각의 방식이 서로 조합될 수 있다.
커버유리(100), 태양광 패널(200) 및 백시트(300)가 서로 부착 또는 결합되더라도, 각각은 서로 다른 부재이기 때문에, 결합물의 외곽은 각 부재의 경계가 있을 수 있으며, 완성된 태양광 발전 외장 패널을 취급하는데 용이하지 않다. 프레임(500)은 이를 위해 커버유리(100), 태양광 패널(200) 및 백시트(300)의 외곽을 감싸도록 결착되는 것이다. 프레임(500) 자체는 일체형으로 형성될 수 있지만, 서로 조립되는 전방 프레임부재(510) 및 후방 프레임부재(520)로 나뉠 수 있다. 전방 프레임부재(510)와 후방 프레임부재(520)는 단순히 일체형의 프레임(500)이 두 개로 나뉜 것이 아니라, 전방 프레임부재(510)는 전단 중 일부분이 내측으로 연장 형성되어 커버유리(100)의 전면과 면접하는 부분이 형성되고, 후방 프레임부재(520) 또한 후단 중 일부분이 내측으로 연장 형성되어, 백시트(300)의 후면과 면접하는 부분이 형성된다. 이러한 방식의 경우, 전방 프레임부재(510)의 일부분이 커버유리(100)의 전면 중 일부분과 맞닿아 감싸고, 후방 프레임부재(520)의 일부분이 백시트(300)의 후면 중 일부분과 맞닿아 감싸, 커버유리(100), 태양광 패널(200) 및 백시트(300)의 결합력을 높여, 보다 견고한 형태의 태양광 발전 외장 패널을 제공할 수 있는 효과가 있다.
전방 프레임부재(510)와 후방 프레임부재(520)는 측면 중 일부분이 서로 겹쳐지고, 겹쳐지는 부분 사이에 접착제가 도포되는 방식으로 전방 프레임부재(510)와 후방 프레임부재(520)가 서로 접합되는 실시예가 있을 수 있다. 단, 본 발명은 전방 프레임부재(510)와 후방 프레임부재(520)가 서로 접합되는 방식을 이에 한정하는 것은 아니며, 억지끼움방식, 단차를 이용한 조립방식, 나사와 같은 별도의 결합부재를 이용한 결합방식 등 다양한 방식으로 서로 결합될 수 있다.
(실시예 3-1) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 1-1에 있어서, 상기 커버유리(100)의 후면에 증착되어 형성되거나, 소정 패턴으로 인쇄되는 복수개의 도트(120)를 포함하는 컬러층(130)을 포함한다.
(실시예 3-2) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)는 무기안료로 인쇄된다.
(실시예 3-3) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)는 상기 커버유리(100)의 후면에 일정간격 이격되어 배치된다.
(실시예 3-4) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-3에 있어서, 상기 도트(120)를 상기 태양광 패널(200)에 투영했을 때, 단일의 상기 태양광 셀(210)의 적어도 일부분은 서로 인접한 두 개의 상기 도트(120) 사이에 위치한다.
(실시예 3-5) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)는 100~700nm의 두께로 인쇄된다.
(실시예 3-6) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)가 인쇄되는 제1영역(S1)과 제2영역(S2)을 포함하되, 상기 제1영역(S1)의 도트(120)의 두께는 상기 제2영역(S2)의 도트(120)의 두께보다 두껍다.
(실시예 3-7) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)는 상기 도트(120)가 인쇄되는 제3영역(S3)과 제4영역(S4)을 포함하되, 상기 제3영역(S3)에 포함되는 상기 도트(120) 사이의 간격은, 상기 제4영역(S4)에 포함되는 상기 도트(120) 사이의 간격보다 작다.
(실시예 3-8) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 커버유리(100)의 후면에 증착되어 형성되어, 소정의 광 투과율을 가진다.
(실시예 3-9) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-2에 있어서, 상기 무기안료는, 방청안료, 특수안료, 착색안료 중 적어도 하나를 포함한다.
(실시예 3-10) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-2에 있어서, 상기 도트(120)는 상기 무기안료와 첨가제를 포함한 혼합물로 인쇄된다.
(실시예 3-11) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-10에 있어서, 상기 첨가제는, 증점제, 소포제, 유화제, 분산제, 표면조절 첨가제, 안정제, 레벨링제 및 부착 증진제는 중 적어도 어느 하나이다.
(실시예 3-12) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)와 도트(120) 사이의 간격은 일정하다.
(실시예 3-13) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)들의 크기와 모양은 일정하다.
(실시예 3-14) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)들 중 적어도 두 개는 서로 크기가 다르다.
(실시예 3-15) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 상기 복수개의 도트(120)를 포함하고, 상기 도트(120)들 중 적어도 두 개는 서로 모양이 다르다.
(실시예 3-16) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 도트(120)들의 모양은 정육각형이다.
(실시예 3-17) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 3-1에 있어서, 상기 컬러층(130)은 물결무늬의 패턴을 포함한다.
도트(120)를 포함하는 컬러층(130)이 커버유리(100)의 후면에 형성되는 것은, 커버유리(100)의 전면은 비, 바람, 눈과 같은 자연현상에 노출되는데 반해, 후면은 노출되지 않아, 컬러층(130)의 품질을 유지하기 용이함과 동시에, 커버유리(100)의 전면에 형성된 요철면(110)을 통해 자가세정능력을 극대화하기 위함이다. 도트(120)를 포함하는 컬러층(130)은 소정의 색상을 가질 수 있으며, 컬러층(130)을 통해 본 발명인 태양광 발전 외장 패널은 독특한 색상을 가질 수 있다.
도트(120)는 필요에 따라 소정의 두께 범위를 가질 수 있다. 도트(120)의 두께에 따라서 투과율이 달라질 수 있는데, 이는 후방에 배치되는 태양광 셀의 발전효율에 영향을 미치게 된다. 따라서 도트(120)와 태양광 셀(210)의 배치는 매우 중요하다.
본 발명은, 도트(120)를 태양광 셀(210)측으로 투영했을 때, 태양광 셀(210)은 도트(120)와 겹쳐지지 않도록 배치될 수 있다. 이는 커버유리(100) 중, 도트(120)가 인쇄되지 않은 부분에 보다 많은 양의 빛이 투과되어, 해당 부분에 태양광 셀(210)이 위치하는 것이 태양광 발전 효율을 고려했을 때 보다 유리하기 때문이다. 단, 서로 인접한 두 개의 도트(120) 사이의 간격이 상대적으로 좁을 경우, 태양광 셀(210)의 크기를 그만큼 줄이는 것은 어려울 수 있다. 따라서, 도트(120)를 태양광 셀(210)측으로 투영했을 때, 태양광 셀(210)의 적어도 일부분은 도트(120)와 겹쳐지지 않도록 태양광 셀(210)을 배치할 수 있다.
도트(120) 자체는 빛을 일정 정도 투과시키거나, 빛을 차단할 수 있다. 이는 도트(120)를 인쇄한 안료의 재질이나, 도트(120) 자체의 두께에 의한 차이일 수 있다. 본 발명의 컬러층(130)은 도트(120)의 두께가 상대적으로 두꺼운 제1영역(S1)과, 도트(120)의 두께가 상대적으로 얇은 제2영역(S2)을 포함하여, 광 투과도에 의한 차이로 독특한 패턴의 색상을 구현할 수 있다.
또한, 컬러층(130)에 포함되는 도트(120)는 그 사이 간격이 다르면 도트(120)의 두께와 색상이 동일하다 하더라도 간격이 좁은 부분과 넓은 부분간의 차이를 구현할 수 있다. 이를 위해, 컬러층(130)은 도트(120) 사이의 간격이 상대적으로 작은 제3영역(S3)과, 도트(120) 사이의 간격이 상대적으로 넓은 제4영역(S4)을 포함하여, 도트(120) 사이의 간격 차이에 의한 독특한 패턴의 색상을 구현할 수 있다. 상기한 제1영역(S1)과 제2영역(S2) / 제3영역(S3)과 제4영역(S4)은 혼합되어 사용될 수 있다. 단, 필요에 따라 도트(120)와 도트(120) 사이의 간격은 서로 동일할 수 있다. 또한, 도트(120)들의 모양과 크기는 다양할 수 있되, 모든 도트(120)들의 모양과 크기가 서로 동일한 실시예 또한 있을 수 있다.
상술한 제1영역(S1) ~ 제4영역(S4) 중, 상대적으로 빛 투과율이 적은 제2영역(S2)과 제4영역(S4)의 후방에는 필요에 따라 태양광 셀(210)이 배치되지 않거나, 태양광 셀(210)이 다른 영역에 비해 적게 배치될 수 있다. 이는 제2영역(S2)과 제4영역(S4)의 광 투과율이 다른 영역보다 낮아서 해당 부분의 태양광 발전 효율이 낮기 때문이다.
도트(120)의 모양은 원형, 타원형, 다각형, 별 형태와 같은 다양할 수 있다. 특히, 도트(120)의 모양은 정육각형으로 형성되어, 다양한 패턴을 형성할 수 있다.
또한, 컬러층(130)은 단순히 도트(120)만을 포함하는 것이 아니라, 미세한 물결무늬(140)의 패턴을 포함한다. 미세물결 무늬 패턴은, 가느다란 물결무늬 라인이 일정간격 이격되어 형성되어, 광 간섭에 의해 투과율을 향상시키기 위한 것이다.
상기한 바와 같이 제1영역(S1), 제2영역(S2), 제3영역(S3), 제4영역(S4) 중 적어도 두 개를 조합하고, 이에 따른 광 투과도 및 태양광 발전 효율을 고려하여 태양광 셀(210)의 배치를 균일하게 하지 않고 불규칙하게 했을 경우, 커버유리(100)에 형성된 도트(130)들의 배치와, 태양광 패널(200)에 포함되는 태양광 셀(210)의 위치가 서로 일치해야 한다. 이때 커버유리(100)와 태양광 패널(200)이 서로 동일한 크기의 직사각형 또는 정사각형일 경우, 경우에 다라 커버유리(100)와 태양광 패널(200) 중 어느 하나가 뒤집혀 접합되어, 제1영역(S1) ~ 제4영역(S4)의 배치가 태양광 셀(210)의 배치와 일치하지 않을 수 있다. 이를 극복하기 위해, 커버유리(100) 및 태양광 패널(200) 중 적어도 어느 하나에는 일종의 마커(Marker)가 형성될 수 있다. 마커는 커버유리(100)와 태양광 패널(200)의 조립 방향을 알려주는 것으로, 소정의 표식이 인쇄되거나, 커버유리(100) 및 태양광 패널(200) 각각에 돌출, 삽입되는 구조가 형성될 수 있다. 일예로, 커버유리(100)의 가로세로 방향의 중심점을 기준으로 일측으로 치우쳐진 부분(네 꼭지점 중 어느 한 측)에 홀이 형성되고, 태양광 패널(200)의 홀에 대응되는 위치에 홀에 삽입되는 삽입부재가 형성되어, 커버유리(100)와 태양광 패널(200)간의 오조립을 방지할 수 있다.
컬러층(130)이 증착되어 형성될 경우, 단일의 색상을 가지는 층으로 형성되므로, 컬러층(130)이 도트(120)를 포함하는 경우보다 간단한 방식으로 층을 형성할 수 있는 효과가 있다. 단 증착 방식은 상대적으로 복잡한 패턴의 색상을 구현하려면, 실크 스크린과 같은 추가적인 장비가 필요하므로, 공정이 복잡해질 수 있다.
컬러층(130)이 도트(120)를 포함하는 경우, 도트(120)를 인쇄하는 무기안료는 세라믹 안료일 수 있다. 세라믹 안료는 물질적으로 커버유리(100)와 유사 또는 동일한 재질이므로, 세라믹 안료를 이용해 도트(120)를 형성한 후에, 소정 시간동안 열처리하면, 도트(120)가 안정적으로 커버유리(120)에 접합되어, 도트(120)를 포함하는 컬러층(130)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 도트(120)의 열처리 온도는 섭씨 400~600 범위일 수 있다.
컬러층(130)에 포함되는 도트(120)를 인쇄할 수 있는 무기안료 중 하나인 방청안료는, 금속소재에 녹이 발생하는 것을 방지하기 위해 도료의 전색제분과 혼합하는 원료로, 사산화삼납, 아연말, 스트런튬 크로메이트 등이 있고, 특수안료는 특정 금속 느낌을 부여하기 위하거나, 축광, 형광과 같은 특정 기능을 부여하기 위한 원료로, 알루미늄 파우더에 솔벤트의 혼합물 또는 페라이트, 니켈 파우더 등이 있고, 착색안료는 도료의 착색을 위해 사용하는 안료로, 이산화티타늄, 카본블랙, 산화철, 아연화, 연백 등이 있다.
첨가제로의 증점제는 점도조절, 증점 및 칙소성 부여 및 입자의 침강방지 및 재분산성 개선 및 흐름성 개선과 입자의 저장 안정성 개선에 사용되어 도료의 물성 및 저장성 등에 효과가 있다. 소포제는 수성 실리콘계 소포제로서 도료의 제조시나 작업시 도료 내에 있는 기포를 제거함으로써 도막 건조시 도막의 외관을 양호하게 하는데, 소포제를 사용하지 않으면 도막에 기포가 발생하고 반대로 과량을 사용하면 분화구 현상이 나타나는 등 도막의 외관이 불량해질 수 있다.
유화제는 하나의 계에 유상과 수상이 있을 경우 그것을 서로 혼합하지 않으면 2상간의 계면이 생기는데, 계면 활성제를 첨가하면 활성제의 극성기는 물에 녹고 비극성기는 유상에 용해하게 배합하여 수상과 유상간의 가교작용을 하므로, 이를 위해 유화제가 사용되며, 유화제를 사용하지 않을 경우 도료의 층 분리 및 도막 형성시 문제가 생길 수 있다. 분산제는 도료 내에서 안료 및 체질안료의 분산을 향상시켜, 도막의 시각적 효과 및 은폐력이 좌우되며 도료의 제조시나 저장 및 도장시에도 중요한 역할을 하는데, 분산제는 수성 도료용 습윤 분산제로 유기 무기 안료용 분산제를 사용하는 것이 바람직하다. 표면조절용 첨가제로의 수성 실리콘계 표면조절용 첨가제는 작업시 도막의 면을 평활하게 해주어 도막 건조시 도막의 외관을 양호하게 하며, 도막이 형성되는 동안 불충분한 습윤, 불량한 습윤성, 크래터링 형성, 안료의 색분리 등과 같은 문제를 개선시키는 역할을 한다.
안정제는 도트(120)를 포함하는 컬러층(130)의 수명을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
레벨링제는 무기안료의 흐름성을 조절하여 결함의 발생을 방지 및 개선한다.
(실시예 4-1) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 1-1에 있어서, 상기 커버유리(100)와 상기 태양광 패널(200) 사이 및 상기 태양광 패널(200)의 후방에 배치되는 절연부재(600)를 포함한다.
(실시예 4-2) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널에 관한 것으로, 실시예 4-1에 있어서, 상기 절연부재(600)는 EVA이다.
절연부재(600)로의 EVA(Ethyl Vinyl Acetate)는 태양광 패널(200)에 자주 사용되는 소재로, 태양광 패널(200) 및 백시트(300)에 부착되어 태양광 셀(210)을 보호하는 용도로 사용될 수 있다. EVA는 습기침투 등 외부환경으로부터 태양광 셀(210)을 보호해, 태양광 패널(200)의 수명을 증가시키며, 태양광 패널(200)의 전, 후면에 각각 부착되어 완충재 역할과, 태양광 패널(200)-커버유리(100), 태양광 패널(200)-백시트(300)를 서로 접착, 봉입하는 역할을 한다. EVA는 장기간 성능저하와 변색이 없고 접착력이 유지된다.
(실시예 5-1) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시예 1-1에 있어서, 커버유리(100)의 전면에 연마재를 분사하여 커버유리(100)의 전면을 거칠게 만드는 연마재 분사단계(S100), 상기 연마재 분사단계(S100) 후, 상기 커버유리(100)의 전면을 식각하는 식각단계(S200), 상기 식각단계(S200) 후, 상기 커버유리(100)의 후방에 태양광 패널(200)을 결합시키는 태양광 패널 결합단계(S300)를 포함한다.
(실시예 5-2) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시예 5-1에 있어서, 상기 연마재 분사단계(S100)에서 사용되는 연마재는, 금강사, 산화 알루미늄, 탄화규소, 세라믹 분말, 글라스 비드, 플라스틱 파우더 중 적어도 하나이다.
(실시예 5-3) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시예 5-1에 있어서, 상기 연마재 분사단계(S100)는 건식으로 연마재를 분사하거나, 습식으로 연마재를 분사한다.
(실시예 5-4) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시예 5-1에 있어서, 상기 식각단계(S200)는, 식각액을 상기 커버유리(100)의 전면에 분사하거나, 식각액에 상기 커버유리(100)를 침지시킨다.
(실시예 5-5) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시예 5-4에 있어서, 상기 식각단계(S200)는, 실크 스크린을 상기 커버유리(100)의 전면에 부착시킨 뒤, 식각액을 상기 커버유리(100)의 전면에 분사하거나, 상기 커버유리(100)를 식각액에 침지시킨다.
일반적으로 커버유리(100)의 전면을 거칠게 만들어, 반사방지(Anti-glare) 처리하는 방식은, 커버유리(100)의 전면에 식각액을 분무하거나, 커버유리(100)를 식각액에 침지시키는 방식이었다. 이러한 방식은 커버유리(100)의 전면에 충분한 깊이의 요철 또는 돌기를 형성하기 위해서는 비교적 긴 시간이 필요했다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 연마재 분사단계(S100)에서 1차적으로 커버유리(100)의 전면에 연마재를 분사하여 커버유리(100)의 전면을 거칠게 만들고, 식각단계(S200)에서 커버유리(100)의 전면에 식각액을 분무하거나 커버유리(100)를 식각액에 침지시켜, 연마재 분사단계(S100)에서 커버유리(100)의 전면에 형성된 요철을 상대적으로 부드럽게 만든다. 이러한 방식은 기존의 식각액만을 이용하는 방식보다 빠르게 커버유리(100)의 전면을 식각할 수 있어, 보다 효율적으로 본 발명에 의한 태양광 발전 외장 패널의 커버유리(100)를 제조할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 연마재 분사단계(S100)에서 사용되는 연마재는, 커버유리(100)의 강도와 연마개의 경도에 따라 선택될 수 있다. 금강사(석류석)의 경도는 7.5~8.5, 산화 알루미늄의 경도는 9, 탄화 규소의 경도는 9~9.5, 세라믹 분말의 경도는 7, 글라스 비드의 경도는 6.5, 플라스틱 파우더의 경도는 3~4이다.
금강사는 석류석의 가루이다. 금강사는 절단 성능이 빠르고, 분진 발생량이 적고, 우수한 인성과 사용시 부서지는 정도가 낮아, 사용분야에 따라 5~10회 재활용이 가능한 이점이 있다.
산화 알루미늄은 주로 코팅을 제거하는 작업에 적합하며, 가공 대상의 표면에 존재하는 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 산화 알루미늄은 상대적으로 경도가 높고 각이 진 형상을 가지고 있어, 재활용 비율이 낮고, 샌드 블라스트의 장비가 상대적으로 쉽게 마모되는 단점이 있지만, 작업속도가 빠르기 때문에 한정된 분야에 사용되고 있다.
탄화 규소는 내구성이 우수하고 비교적 저렴한 연마재로, 다이아몬드 다음으로 단단한 물질로, 주로 석재나 유리 등의 비금속연마에 사용된다.
세라믹 분말은 지르코니아와 실리카를 섭씨 2000도 이상의 전기로에요 용융하여 생산된다. 세라믹 분말은 내구성이 좋아 비용이 절감되고, 분진 발생량이 낮으며, 균일한 표면처리로 표면 조도가 일정하고, 가공 대상의 손상이 적으며, 우수한 물리적 특성으로 인해 가공대상의 표면에 오염이 없으며, 수분의 영향을 받지 않아 설비 내에서 입자 순환이 용이하고, 낮은 압력으로도 동등한 클리닝 효과를 얻을 수 있어 에너지 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
글라스 비드는 구슬형태로서 응력특성을 가지고 있으며, 이 특성이 충격, 파쇄에 대하여 상당히 강하게 적용하며 반복사용이 가능하며, 재질이 화학적으로 안정되어 있다. 이에 따라, 사용시 연삭량이 아주 적고, 가공면을 오염시키지 않으며, 분진 발생량이 적고, 가공조건을 일정하게 유지할 수 있으며, 광택/소프트 연마가 가능하고, 목적에 맞게 폭넓게 사용할 수 있는 이점이 있다.
플라스틱 파우더는 상대적으로 낮은 압력에서 사용하는 것으로, 다른 연마재들보다 경도가 낮아 재활용이 가능하다.
연마재를 건식으로 분사하는 방식은 습식으로 분사하는 방식에 비해, 가공능력이 효율적인 효과가 있다.
연마재를 습식으로 분사하는 방식은, 건식으로 분사하는 방식에 비해 연마재 주변에 물이 존재하기 때문에, 정전기가 발생하지 않고, 연마재가 물을 통과해서 커버유리(100)의 표면에 닿기 때문에, 건식에 비해 표면이 매끄럽게 다듬어지는 효과가 있다.
식각단계(S200)에서 커버유리(100)의 전면을 식각시키면, 연마재 분사단계(S100)에서 거칠게된 커버유리(100)의 전면이 부드러워지면서, 반사방지처리가 완성된다. 이때 식각단계(S200)는 실크 스크린을 사용하여, 원하는 부분에만 식각이 일어나도록 할 수 있다. 실크 스크린은 소정의 필름 형태이되, 미세한 홀이 관통 형성된 형상일 수 있다. 즉, 실크 스크린이 부착된 커버유리(100)의 전면은, 홀이 있는 부분에만 식각이 일어나며, 나머지 부분에서는 식각이 발생하지 않아, 커버유리(100)의 전면에 반사 방지 처리를 하기 용이할 수 있다.
(실시예 6-1) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시예 5-1에 있어서, 상기 식각단계(S200) 후, 상기 태양광 패널 결합단계(S300) 전, 상기 커버유리(100)의 후면에 소정의 색상을 가지는 컬러층(130)을 형성하는 컬러층 형성단계(S210)를 포함한다.
(실시예 6-2) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시예 6-1에 있어서, 상기 컬러층 형성단계(S210)는, 플라즈마 다층 박막 방식으로 컬러층(130)을 형성하거나, 실크 스크린을 이용해 도트(120)를 인쇄하여 컬러층(130)을 형성한다.
(실시예 6-3) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시에 6-1에 있어서, 상기 컬러층 형성단계(S210) 후, 상기 태양광 패널 결합단계(S300) 전, 상기 태양광 패널(200)의 전면 및 후면에 각각 제1절연부재(610)와 제2절연부재(620)를 배치하는 절연부재 배치단계(S220)를 포함한다.
(실시예 6-4) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 관한 것으로, 실시에 6-3에 있어서, 상기 태양광 패널 결합단계(S300) 후, 상기 태양광 패널(200)의 후방에 백시트(300)를 결합시키는 백시트 결합단계(S400), 상기 커버유리(100), 상기 태양광 패널(200) 및 상기 백시트(300)의 외곽에 프레임(500)을 결착시키는 프레임 결착단계(S500)를 포함한다.
(실시예 6-5) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 실시예 6-4에 있어서, 상기 프레임 결착단계(S500) 후, 상기 태양광 패널(200)과 연결되는 전기단자를 형성하는 전기단자 형성단계(S600)를 포함한다.
(실시예 6-6) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 실시예 6-5에 있어서, 상기 전기단자 형성단계(S600) 후, 형성된 전기단자의 고장여부를 검측하는 단자검측단계(S700)를 포함한다.
(실시예 6-7) 본 발명은 태양광 발전 외장 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 실시예 6-4에 있어서, 상기 프레임 결착단계(S500) 후, 상기 커버유리(100), 상기 태양광 패널(200), 상기 백시트(300) 및 상기 프레임(500)의 정상적인 결합여부를 검사하는 부착검사단계(S800)를 포함한다.
플라즈마 다층 박막 방식은 PVD(Physical vapor deposition, 물리 기상 증착) 방식을 말하는 것으로, 고체 재료들을 가열 또는 스퍼터링(sputtering)하여 기판 표면에 고체 박막을 형성시키는 기술이다. 여기서 기판은 커버유리(100)의 후면이 되며, 고체 박막은 컬러층(130)을 의미한다. 플라즈마 다층 박막 방식은 낮은 불순물 농도와 낮은 저항을 가져, 공정 자체에 오염이 덜 발생하고, 증착 방법이 상대적으로 간단하며, 커버유리(100)와 컬러층(130)간의 접착력이 좋으며, 증착속도가 빠른 장점이 있다.
실크 스크린을 이용해 도트(120)를 인쇄하여 컬러층(130)을 인쇄하는 방식은, 커버유리(1006)의 후면에 홀이 형성된 실크 스크린을 부착한 후, 무기안료를 도포하는 방식이다. 이때, 무기안료의 안정적인 접착을 위해, 소정의 열처리 과정이 추가될 수 있다. 컬러층 형성단계(S210)에서 사용되는 실크 스크린은, 실크 스크린에 형성된 홀의 모양, 홀과 홀 사이의 간격, 홀의 깊이 등에 따라 최종적으로 형성되 는 도트(120)의 패턴이 다양해지게 된다. 따라서 실크 스크린에 형성된 홀의 모양, 홀과 홀 사이의 간격, 홀의 깊이 등을 조절하여 본 발명에서 구현하고자 하는 다양한 색상 패턴을 가지는 도트(120)를 형성할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 커버유리 110 : 경화층
120 : 도트 130 : 컬러층
200 : 태양광 패널 210 : 태양광 셀
300 : 백시트 500 : 프레임
510 : 전방 프레임부재 520 : 후방 프레임부재
610 : 제1절연부재 620 : 제2절연부재
120 : 도트 130 : 컬러층
200 : 태양광 패널 210 : 태양광 셀
300 : 백시트 500 : 프레임
510 : 전방 프레임부재 520 : 후방 프레임부재
610 : 제1절연부재 620 : 제2절연부재
Claims (6)
- 전면에 경화층(110)이 형성되며, 광이 투과되는 커버유리(100);
상기 커버유리(100)의 후면에 설치되어, 상기 커버유리(100)로부터 투과한 광이 입사되어 전력을 생산하는 태양광 셀을 포함하는 태양광 패널(200);
상기 태양광 패널(200)의 후면에 설치되는 백시트(300);
상기 커버유리(100), 상기 태양광 패널(200) 및 상기 백시트(300)의 외곽을 둘러싸도록 설치되는 프레임(500);을 포함하고,
상기 커버유리(100)의 후면에 증착되어 형성되거나, 소정 패턴으로 인쇄되는 복수개의 도트(120)를 포함하는 컬러층(130)을 포함하며,
상기 커버유리(100) 전면의 글로스(Gloss) 값은 3~12 범위이고,
상기 컬러층(130)은,
상기 복수개의 도트(120)를 포함하고,
상기 도트(120)는 100~700nm의 두께로 인쇄하고, 무기안료로 인쇄하며,
상기 무기안료는 방청안료, 특수안료, 착색안료 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고,
상기 방청안료는 사산화삼납, 아연말, 스트런튬 크로메이트 중 어느 하나 이상을 포함하며,
상기 특수안료는 알루미늄 파우더에 솔벤트의 혼합물 또는 페라이트, 니켈 파우더 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하고,
상기 착색안료는 이산화티타늄, 카본블랙, 산화철, 아연화, 연백 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하며,
상기 컬러층(130)은 상기 도트(120)가 인쇄되는 제1영역(S1)과 제2영역(S2)을 포함하되, 상기 제1영역(S1)의 도트(120)의 두께는 상기 제2영역(S2)의 도트(120)의 두께보다 두껍게 형성되고, 상기 도트(120)가 인쇄되는 제3영역(S3)과 제4영역(S4)을 포함하되, 상기 제3영역(S3)에 포함되는 상기 도트(120) 사이의 간격은, 상기 제4영역(S4)에 포함되는 상기 도트(120) 사이의 간격보다 작게 형성되는 것을 포함하고,
상기 커버유리(100)와 상기 태양광 패널(200) 사이 및 상기 태양광 패널(200)의 후방에 배치되는 절연부재;를 포함하며,
상기 커버유리(100) 및 태양광 패널(200) 중 적어도 어느 하나에 는 마커(Marker)가 형성되는 태양광 발전 외장 패널.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 제1항의 태양광 발전 외장 패널의 제조방법에 있어서,
커버유리(100)의 전면에 연마재를 분사하여 커버유리(100)의 전면을 거칠게 만드는 연마재 분사단계(S100);
상기 연마재 분사단계(S100) 후, 상기 커버유리(100)의 전면을 식각하는 식각단계(S200);
상기 식각단계(S200) 후, 상기 커버유리(100)의 후방에 태양광 패널(200)을 결합시키는 태양광 패널 결합단계(S300);를 포함
상기 식각단계(S200) 후, 상기 태양광 패널 결합단계(S300) 전, 상기 커버유리(100)의 후면에 소정의 색상을 가지는 컬러층(130)을 형성하는 컬러층 형성단계(S210);를 포함하는 태양광 발전 외장 패널의 제조방법.
- 삭제
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