KR102643801B1 - 태양광 모듈, 트렁크 케이블, 및 이를 구비하는 태양광 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 모듈, 트렁크 케이블, 및 이를 구비하는 태양광 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈의 배면에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 정션 박스와, 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 교류 전원을 출력하는 제1 케이블을 포함하고, 정션 박스는, 태양전지 모듈의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스와, 절연 케이스 안에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터가 실장되는 회로 기판을 구비하고, 제1 케이블은, 회로 기판에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는다. 이에 의해, 정션 박스의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다.

Description

태양광 모듈, 트렁크 케이블, 및 이를 구비하는 태양광 시스템{Photovoltaic module, trunk cable, and photovoltaic module including the same}

본 발명은 태양광 모듈, 트렁크 케이블, 및 이를 구비하는 태양광 시스템 에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 정션 박스의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있는 태양광 모듈, 트렁크 케이블, 및 이를 구비하는 태양광 시스템 에 관한 것이다.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변화시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.

한편, 태양광 모듈은 태양광 발전을 위한 태양전지가 직렬 혹은 병렬로 연결된 상태를 의미하며, 태양광 모듈은 태양전지가 생산한 전기를 모으는 정션박스를 포함할 수 있다.

한편, 정션 박스 내의 다양한 회로 소자가 배치되므로, 접지와, 절연이 중요하게 된다. 이와 관련하여, 한국공개공보 제10-20150089341호에는, 메탈 케이스 내의 회로 소자 배치가 개시된다. 그러나, 이러한 공개 문헌에 의하면, 메탈 케이스 내에 회로 소자의 절연을 위해 별도의 절연 부재가 배치되어야 하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은, 정션 박스의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있는 태양광 모듈, 트렁크 케이블, 및 이를 구비하는 태양광 시스템 을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈의 배면에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 정션 박스와, 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 교류 전원을 출력하는 제1 케이블을 포함하고, 정션 박스는, 태양전지 모듈의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스와, 절연 케이스 안에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터가 실장되는 회로 기판을 구비하고, 제1 케이블은, 회로 기판에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈은, 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈의 배면에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원에 대한 바이패스를 위한 바이패스 다이오드를 구비하는 제1 정션 박스와, 제1 정션 박스와 이격되며, 제1 정션 박스로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 제2 정션 박스와, 제2 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 교류 전원을 출력하는 케이블을 포함하고, 제2 정션 박스는, 태양전지 모듈의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스와, 절연 케이스 안에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터가 실장되는 회로 기판을 구비하고, 케이블은, 회로 기판에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 트렁크 케이블은, 인접하는 제1 태양광 모듈로부터 입력되는 교류 전원이 흐르는 케이블, 정션 박스로부터의 교류 전원이 흐르는 싱글 출력 케이블의 커넥터에 접속되는 제1 커넥터와, 인접하는 제2 태양광 모듈로의 교류 전원 출력을 위한 제2 커넥터를 포함하며, 상기 케이블의 일단으로부터의 교류 전원이 입력되는 인터페이스부, 케이블의 타단에 접속되는 제3 커넥터를 포함하고, 케이블은, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템은, 복수의 태양전지 모듈과, 각각의 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 복수의 정션 박스와, 각각의 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 교류 전원을 출력하는 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 복수의 싱글 출력 케이블과, 각 태양전지 모듈의 싱글 출력 케이블을 연결하여, 상기 복수의 정션 박스의 교류 전원을 외부로 출력하는 복수의 트렁크 케이블을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈은, 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈의 배면에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 정션 박스와, 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 교류 전원을 출력하는 제1 케이블을 포함하고, 정션 박스는, 태양전지 모듈의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스와, 절연 케이스 안에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터가 실장되는 회로 기판을 구비하고, 제1 케이블은, 회로 기판에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는다. 이에 의하면, 절연 케이스 내에 별도의 절연 부재가 배치되지 않아도 되므로, 정션 박스의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 정션 박스의 두께를 줄일 수 있게 된다.

한편, 제1 케이블과, 인접하는 태양광 모듈로부터의 제1 케이블을 연결하기 위한 제2 케이블을 더 포함함으로써, 인접하는 태양광 모듈과의 병렬 접속이 가능하게 된다.

한편, 케이블이, 정션 박스에 형성된 하나의 관통홀를 통해, 정션 박스에 전기적으로 접속되며, 별도의 접지 라인 없이, 구성됨으로써, 케이블 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 또한, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.

특히, 회로 기판 내의 컨버터 및 인버터는, 플로팅 그라운드에 전기적으로 접속되며, 별도의 그라운드를 형성하지 않아도 되는 장점이 있다.

한편, 케이블로부터의 교류 전원을 외부의 아웃렛으로 공급하기 위한 플러그를 더 포함하며, 플러그가, 제1 및 제2 도전성 라인에 대응하는 제1 및 제2 돌출부를 구비함으로써, 플러그의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다.

한편, 인접하는 태양광 모듈로부터의 교류 전원, 및 케이블로부터의 교류 전원을 입력받아, 외부로 교류 전원을 출력하는 인터페이스부와, 인터페이스부로부터의 교류 전원을 외부로 출력하는 제3 케이블을 더 포함하며, 제3 케이블은, 제3 및 제4 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않음으로써, 제3 케이블의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다.

한편, 회로 기판은, 서로 이격되는 복수의 도전층을 포함하며, 컨버터 및 인버터는, 복수의 도전층 중 제1 도전층에 접속되며, 컨버터 및 인버터는, 제1 도전층과 이격된 제2 도전층에 형성된 플로팅 그라운드에 전기적으로 접속되도록 함으로써, 회로 기판에서 발생하는 전자파 노이즈(Electro Magnetic Interference;EMI)를 저감할 수 있게 된다.

특히, 복수의 도전층 중 플로팅 그라운드가 형성되는 제2 도전층의 도전 면적이 다른 도전층의 도전 면적 보다 크도록 함으로써, 회로 기판에서 발생하는 전자파 노이즈(Electro Magnetic Interference;EMI)를 저감할 수 있게 된다.

한편, 회로 기판에, 인버터의 출력단에 노이즈 저감을 위한 제1 필터부가 더 배치됨으로써, 회로 기판에서 발생하는 전자파 노이즈(Electro Magnetic Interference;EMI)를 저감할 수 있게 된다.

한편, 회로 기판은, 제1 절연 케이스 또는 제2 절연 케이스 중 적어도 하나에 접촉될 수 있으며, 이에 따라, 정션 박스의 두께를 줄일 수 있게 된다.

특히, 회로 기판 내의 제2 도전층은, 제2 절연 케이스에 접촉될 수 있으며, 이에 따라, 정션 박스의 두께를 줄일 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈은, 태양전지 모듈과, 태양전지 모듈의 배면에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원에 대한 바이패스를 위한 바이패스 다이오드를 구비하는 제1 정션 박스와, 제1 정션 박스와 이격되며, 제1 정션 박스로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 제2 정션 박스와, 제2 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 교류 전원을 출력하는 케이블을 포함하고, 제2 정션 박스는, 태양전지 모듈의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스와, 절연 케이스 안에 배치되며, 태양전지 모듈로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터가 실장되는 회로 기판을 구비하고, 케이블은, 회로 기판에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는다. 이에 의하면, 절연 케이스 내에 별도의 절연 부재가 배치되지 않아도 되므로, 정션 박스의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 정션 박스의 두께를 줄일 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 트렁크 케이블은, 인접하는 제1 태양광 모듈로부터 입력되는 교류 전원이 흐르는 케이블, 정션 박스로부터의 교류 전원이 흐르는 싱글 출력 케이블의 커넥터에 접속되는 제1 커넥터와, 인접하는 제2 태양광 모듈로의 교류 전원 출력을 위한 제2 커넥터를 포함하며, 상기 케이블의 일단으로부터의 교류 전원이 입력되는 인터페이스부, 케이블의 타단에 접속되는 제3 커넥터를 포함하고, 케이블은, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는다. 이에 의하면, 케이블에 접지 라인이 구비되지 않으므로, 케이블의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 케이블의 두께를 줄일 수 있게 된다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템은, 복수의 태양전지 모듈과, 각각의 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 복수의 정션 박스와, 각각의 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 교류 전원을 출력하는 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 복수의 싱글 출력 케이블과, 각 태양전지 모듈의 싱글 출력 케이블을 연결하여, 상기 복수의 정션 박스의 교류 전원을 외부로 출력하는 복수의 트렁크 케이블을 포함한다. 이에 의하면, 절연 케이스 내에 별도의 절연 부재가 배치되지 않아도 되므로, 정션 박스의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 정션 박스의 두께를 줄일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이다.
도 2는 도 1의 태양광 모듈의 배면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템의 구성도의 일예이다.
도 4는 도 3의 제2 태양광 모듈의 배면도이다.
도 5는 도 2의 정션 박스를 분해한 분해 사시도이다.
도 6 내지 도 6c는 도 5의 정션 박스의 단면도의 다양한 예이다.
도 7은 종래의 정션 박스의 내부 분해도를 도시하는 도면이다.
도 8은 도 7의 정션 박스 내부의 블록도의 일예이다.
도 9는 도 2의 정션 박스 내부의 블록도의 일예이다.
도 10a는 도 9의 정션박스의 내부 회로도의 일예이다.
도 10b는 도 9의 정션박스의 내부 회로도의 다른 예이다.
도 11은 도 2의 회로 기판을 분해한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈의 배면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈의 배면도이다.
도 14는 도 1의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 정면도이고, 도 2는 도 1의 태양광 모듈의 배면도이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100), 태양전지 모듈(100)의 배면에 위치하는 정션 박스(200)를 포함한다.

먼저, 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지(130)를 포함할 수 있다.

태양전지(130)는, 태양전지(130)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell), 염료감응형 또는 CdTe, CIGS형 태양전지 등일 수 있다.

각 태양전지(130)는, 전기적으로 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다.

도면에서는, 하나의 스트링에, 10개의 태양전지(130)가 연결되고, 총 6개의 스트링이 서로 직렬 연결되는 것을 예시하나, 다양한 변형이 가능하다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른, 태양광 모듈(50)은, 태양전지 모듈(100)과, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되며, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 정션 박스(200)와, 정션 박스(200)에 전기적으로 접속되어, 교류 전원을 출력하는 케이블(320)을 포함할 수 있다.

그리고, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스(491,492)와, 절연 케이스(491,492) 안에 배치되며, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터(530)와, 컨버터(530)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(540)가 실장되는 회로 기판(37)을 구비할 수 있다. 이에 의하면, 절연 케이스(491,492) 내에 별도의 절연 부재가 배치되지 않아도 되므로, 정션 박스(200)의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 정션 박스(200)의 두께를 줄일 수 있게 된다.

한편, 절연 케이스(491,492)는, 폴리카보네이트 (PC), 폴리에틸렌 (PE), 폴리에틸렌 에테르 (PPE), 폴리스트릴렌 중 적어도 하나의 레진으로 몰딩되어 만들어진 것일 수 있다.

한편, 케이블(320)은, 회로 기판(37)에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인(320b,320c)을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 케이블(320)이, 정션 박스(200)에 형성된 하나의 관통홀를 통해, 정션 박스(200)에 전기적으로 접속되며, 별도의 접지 라인 없이, 구성됨으로써, 케이블(320) 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 또한, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.

특히, 회로 기판(37) 내의 컨버터(530) 및 인버터(540)는, 플로팅 그라운드(FGND)에 전기적으로 접속되며, 별도의 그라운드를 형성하지 않아도 되는 장점이 있다.

한편, 태양광 모듈(50)은, 교류 전원을 인접하는 태양광 모듈 또는 외부와의 연결을 위해, 케이블(320)의 단부에 접속되는 커넥터를 구비할 수 있다. 이때의 커넥터는, 인렛, 아웃렛, 그리드, 스마트 미터, 또는 게이트 웨이와 전기적으로 연결될 수 있다.

예를 들어, 태양광 모듈(50)은, 케이블(320)로부터의 교류 전원을 인접하는 태양광 모듈 또는 외부로 출력하기 위한 플러그를 구비할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 플러그(300)가, 제1 및 제2 도전성 라인(320b,320c)에 대응하는 제1 및 제2 돌출부(310b,310c)를 구비함으로써, 플러그(300)의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다.

한편, 제1 및 제2 도전성 라인(320b,320c)은, 전기 신호 전송을 위한, L 라인 neutral 라인일 수 있다.

한편, 제1 전원 단자(310b), 제2 전원 단자(310c))는, 북미 기준의, hot 단자, neutral 단자일 수 있다.

한편, 제1 전원 단자(310b), 제2 전원 단자(310c)를 구비하는 플러그(300)는, 건물 내외에 배치되는 아웃렛(outlet)(350)의, 각 단자(350b,350c)에 연결가능하며, 이러한 연결에 의해, 태양광 모듈(50)로부터의 교류 전원이, 간편하게, 건물 내의 아웃렛(350)을 통해, 계통으로 공급될 수 있게 된다.

본 발명의 이러한 방식에 의하면, 태양광 모듈과 아웃렛을 연결하기 위한, 별도의 장치가 필요없게 되므로, 이용자의 편의성이 향상될 수 있게된다. 특히, 태양광 모듈의 구입자가, 별도의 서비스 제공자의 도움 없이, 간편하게, 건물 내에 태양광 모듈을 설치하고, 플러그(300)를 이용하여, 간단하게, 아웃렛(350)에 연결할 수 있게 된다.

한편, 도 2를 참조하면, 정션 박스(200)는, 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 커패시터(C1), 인버터(540), 제어부(550)를 포함할 수 있다. 이에 대해서는, 도 9 이하를 참조하여 후술한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 정션 박스(200)는, 절연 케이스(491,492)를 구비하며, 절연 케이스(491,492) 내에, 회로 기판(37)이 배치될 수 있다. 이에 의해, 정션 박스(200)의 접지를 위해, 정션 박스(200)가 프레임(105)에 부착될 필요가 없으며, 도면과 같이, 태양전지 모듈(100)의 배면에, 프레임(105)과 소정 거리(Dr) 이격되어, 배치되는 것이 가능하다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템의 구성도의 일예이다.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 시스템(10)은, 복수의 태양전지 모듈(100a, 1000b, ..., 100n)과, 복수의 태양전지 모듈(100a, 1000b, ..., 100n)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n), 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)에서 출력되는 교류 전원을 출력하는 복수의 케이블(330a,330b,...330n), 각 태양전지 모듈(100a, 1000b, ..., 100n)의 케이블(330a,330b,...330n) 을 연결하여, 복수의 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)의 교류 전원을 외부로 출력하는 복수의 트렁크 케이블(88a, 88b, ..., 88n), 제n 태양광 모듈(50n)에 접속되는 케이블(320)을 구비할 수 있다.

한편, 각 케이블(330a,330b,...330n)은, 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n) 내의 회로 기판(37)에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 각 케이블(330a,330b,...330n)은, 싱글 출력 케이블이라 명명할 수도 있다.

한편, 복수의 트렁크 케이블(88a, 88b, ..., 88n)은, 인접하는 태양광 모듈로부터 입력되는 교류 전원이 흐르는 케이블(90a, 90b, ...,908n), 케이블(90a, 90b, ...,908n)의 일단으로부터의 교류 전원이 입력되는 복수의 인터페이스부(342a, 342b, ..., 342n), 케이블(90a, 90b, ...,908n)의 타단에 접속되는 복수의 제3 커넥터(89a, 89b, ..., 89n)를 포함할 수 있다.

한편, 복수의 인터페이스부(342a, 342b, ..., 342n)는, 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)로부터의 교류 전원이 흐르는 싱글 출력 케이블(330a,330b,...330n)의 커넥터(38a,38b,...38n)에 접속되는 제1 커넥터(902a,902b,...902n)와, 인접하는 태양광 모듈로의 교류 전원 출력을 위한 제2 커넥터(904a,9040b,...904n)를 포함할 수 있다.

한편, 트렁크 케이블(88a, 88b, ..., 88n) 내의 케이블(90a, 90b, ...,908n)은, 각각 제3 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것을 특징으로 한다.

한편, 인터페이스부(342a, 342b, ..., 342n)를 통해, 커넥터(89a, 89b, ..., 89n)로부터의 교류 전원과, 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)로부터의 교류 전원이, 병합되어, 외부로 출력될 수 있게 된다.

한편, 정션 박스(200a, 200b, ..., 200n)에서 출력되는 교류 전원을 출력하는 복수의 케이블(330a,330b,...330n)의 단부에, 인터페이스부(342a, 342b, ..., 342n)와의 결합을 위한, 커넥터(38a,30b,...38n)가 연결될 수 있다.

즉, 복수의 케이블(330a,330b,...330n)과, 인터페이스부(342a, 342b, ..., 342n)와의 접속을 위한, 커넥터(38a,30b,...38n)가 연결될 수 있다.

한편, 제n 태양광 모듈(50n)에 접속되는 케이블(320)은, 인렛, 아웃렛, 그리드, 스마트 미터, 또는 게이트 웨이와 전기적으로 연결될 수 있다. 이때의 케이블(320)은, 제1 및 제2 도전성 라인(320b,320c)을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것을 특징으로 한다.

도 4는 도 3의 제2 태양광 모듈의 배면도이다.

도면을 참조하면, 제2 태양광 모듈(100b)의 배면에, 정션 박스(200b), 정션 박스(200b)에서 출력되는 교류 전원을 출력하는 케이블(330b), 케이블(330b)에 접속되는 커넥터(38b), 트렁크 케이블(88b)이 배치될 수 있다.

한편, 정션 박스(200b)는, 절연 케이스를 구비하며, 절연 케이스 내에, 회로 기판이 배치될 수 있다. 이에 의해, 정션 박스(200b)의 접지를 위해, 정션 박스(200b)가 프레임(105)에 부착될 필요가 없으며, 도면과 같이, 태양전지 모듈(100)의 배면에, 프레임(105)과 소정 거리(Dr) 이격되어, 배치되는 것이 가능하다.

커넥터(89b)는, 인접하는 태양광 모듈로부터의 교류 전원을 입력받는다. 예를 들어, 커넥터(89b)는, 인접하는 태양광 모듈(50a)의 인터페이스부(342a)의 제2 커넥터(904b)에 결합될 수 있다.

한편, 커넥터(89b)와 인터페이스부(342b) 사이를 전기적으로 연결하기 위해, 트렁크 케이블(88b)이 구비될 수 있다.

한편, 트렁크 케이블(88b)은 케이블(90b)과, 케이블(90b)의 일 단부(도면의 우측)에 위치하며 커넥터(38b)와 접속되는 구조를 가지는 제1 커넥터(902b), 및 이와 다른 구조를 가지는 제2 커넥터(904b)를 포함하는 인터페이스부(342b)와, 케이블(90b)의 다른 단부(도면의 좌측)에 위치하며 상기 제2 커넥터(904b)에 접속되는 구조를 가지는 제3 커넥터(89b)를 구비할 수 있다.

여기서, 제1 커넥터(902b)는 커넥터(38b)가 접속되는 부분으로서, 커넥터(38b)와 제1 커넥터(902b)를 접속하는 것에 의하여 트렁크 케이블(88b)과 교류 출력 케이블(87b)을 연결할 수 있다.

커넥터(38b) 및 제1 커넥터(902b) 중 하나가 수 커넥터(male connector) 구조를 가지고, 다른 하나가 수 커넥터 구조가 삽입되는 암 커넥터(female connecto) 구조를 구비할 수 있다.

일 예로, 커넥터(38b)가 수 커넥터 구조를 가지고 제1 커넥터(902b)가 암 커넥터 구조를 가져, 좀더 쉽게 움직일 수 있는 커넥터(38b)를 제1 커넥터(902b)에 끼우는 것에 의하여 좀더 쉽게 커넥터(38b)와 제1 커넥터(902b)를 연결 및 접속할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

그리고, 제2 커넥터(904b)는 이웃한 태양광 모듈(50)의 제3 커넥터(89b)가 접속되는 부분이다. 제2 커넥터(904b)와 이웃한 태양광 모듈(50)의 제3 커넥터(89b)를 접속하는 것에 의하여 이웃한 태양광 모듈(50)을 서로 연결하거나 전력망 또는 전력 계통에 연결할 수 있다.

제2 커넥터(904b) 및 제3 커넥터(89b) 중 하나가 수 커넥터 구조를 가지고, 다른 하나가 수 커넥터 구조가 삽입되는 암 커넥터 구조를 구비할 수 있다. 일 예로, 제2 커넥터(904b)가 수 커넥터 구조를 가지고 제3 커넥터(89b)가 암 커넥터 구조를 가져, 좀더 쉽게 움직일 수 있는 제2 커넥터(904b)를 인터페이스부(342b)의 제3 커넥터(89b)에 끼우는 것에 의하여 좀더 쉽게 제2 커넥터(904b)와 제3 커넥터(89b)를 연결할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 트렁크 케이블(88b) 내의 케이블(90b)은, 접지 라인 없이 2개의 도전성 라인(90bb,90bc)을 구비할 수 있다.

한편, 케이블(330b)은, 정션박스(200b) 내의 회로 기판(37)에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 2개의 도전성 라인(330bb,330bc)을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 케이블(330b)이 별도의 접지 라인 없이, 구성됨으로써, 케이블(330b) 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 또한, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.

한편, 케이블(330b)이, 정션 박스(200)에 형성된 하나의 관통홀를 통해, 정션 박스(200b)에 전기적으로 접속되며, 별도의 접지 라인 없이, 구성됨으로써, 케이블(330b) 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 또한, 제조 비용이 저감될 수 있게 된다.

도 5는 도 2의 정션 박스를 분해한 분해 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 정션 박스(200)는, 태양 전지(130)에 연결되는 단자(31) 및/또는 단자(31)에 전기적으로 연결되는 바이패스 다이오드부(510)와, 바이패스 다이오드부(510)에 전기적으로 연결되며 인버터(540)를 포함할 수 있다.

이때, 단자(31)는 태양 전지(130)로부터 인출된 리본(122)이 연결될 수 있다.

본 실시예에 따른 정션 박스(200) 내의 단자(31), 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 인버터(540) 등이 회로 기판(37) 상에 함께 실장될 수 있다. 이에 의하여, 단자(31), 바이패스 다이오드부(510). 컨버터(530), 인버터(540)가 회로 기판(37)에 의하여 일체화된다고 볼 수 있다.

본 실시예에서 정션 박스(200)는, 서로 접합되어 일체의 케이스를 형성하는 제1 절연 케이스(491), 제2 절연 케이스(492), 및 회로 기판(37)을 구비할 수 있다.

구체적으로, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 제1 절연 케이스(491)와, 제1 절연 케이스(491) 상에 배치되며, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터(530)와, 컨버터(530)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(540)가 실장되는 회로 기판(37)과, 제1 절연 케이스(491)에 접합되며, 회로 기판(37) 상에 배치되는 제2 절연 케이스(492)를 구비할 수 있다.

이에 의하여, 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)이 분리된 상태에서는 내부에 위치하는 단자(31), 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 인버터(540)를 넣거나 빼는 것이 쉽게 이루어지도록 하고, 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)이 결합된 상태에서는 내부에 위치한 단자(31), 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 인버터(540)를 안정적으로 수용하도록 할 수 있다.

이러한 정션 박스(200)는, 태양 전지(130), 외부(예를 들어, 다른 태양 전지 모듈(100) 또는 전력망) 등과 연결을 위한 구조를 포함할 수 있다.

즉, 정션 박스(200)는 태양 전지(130)와의 연결을 위한 리본(122)이 통과하는 제1 관통홀(49a)과, 정션 박스(200)에 의하여 생성된 교류 전압을 전달하는 하나의 교류 출력 케이블(320)이 통과하는 제2 관통홀(49b)을 구비할 수 있다.

즉, 태양 전지(130)와의 연결을 위한 제1 관통홀(49a)과 교류 출력 케이블(320)을 위한 제2 관통홀(49b)이 동일한 정션 박스(200)에 형성될 수 있다.

일 예로, 제1 관통홀(49a)은 태양전지 모듈(100)과 인접한 면(즉, 제1 절연 케이스(491)의 바닥면(4942))에 형성될 수 있다.

그러면, 태양 전지(130)로부터 인출되어 제2 밀봉층(14b) 및 후면 기판(18)에 형성된 홀(도시하지 않음)을 통과하여 인출된 리본(122)을 단자(31)에 좀더 짧은 경로로 연결할 수 있다.

제1 관통홀(49a)은 태양 전지 스트링 등에 각기 대응하는 복수 개(n개)의 리본(122)이 함께 관통되는 하나의 홀일 수도 있고, 복수 개의 리본(122)에 대응하며 서로 각기 이격되는 복수 개의 홀을 포함할 수도 있다.

도면에서는 복수 개의 리본(122)이 함께 관통되는 하나의 제1 관통홀(49a)을 포함하여, 제1 절연 케이스(491)의 가공이 좀더 쉽게 이루어질 수 있도록 하는 구조를 도시하였다.

제2 관통홀(49b)은 외부 회로 연결이 용이하게 이루어질 수 있는 위치에 형성될 수 있다.

일 예로, 본 실시예에서 단자(31)로부터 멀리 떨어진 측면(4944)에 제2 관통홀(49b)이 위치하여 태양전지 모듈(100)로부터 단자(31)로 제공된 전압이 바이패스 다이오드부(510) 및 정션 박스(200)를 순차적으로 통과한 후에 교류 출력 케이블(320)을 통하여 외부로 인출되도록 할 수 있다.

이에 의하여 단자(31), 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 인버터(540)의 배치가 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 회로 기판(37)에서 출력되는 출력 케이블이 교류 출력 케이블(320)인 것을 예시한다.

이에 따라 하나의 교류 출력 케이블(320)이 제2 관통홀(49b)을 통하여 외부로 인출될 수 있다.

한편, 교류 출력 케이블(320)은, 도 1의 설명에서 기술한 바와 같이, 접지 라인 없이, 제1 및 제2 도전성 라인(320b,320c)만을 구비할 수 있다.

즉, 2개의 도전성 라인이 합쳐진 교류 출력 케이블(320)은, 하나의 제2 관통홀(49b)을 통과할 수 있으며, 이에 의하여 구조를 단순화할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 정션 박스(200)는, 절연 케이스(491,492)로 구현되므로, 정션 박스(200)의 접지를 위해, 정션 박스(200)가 프레임(105)에 부착될 필요가 없으며, 도면과 같이, 태양전지 모듈(100)의 배면에, 프레임(105)과 소정 거리(Dr) 이격되어, 배치되는 것이 가능하다.

한편, 정션 박스(200)와 태양전지 모듈(100)는, 접합 부재(미도시)에 의해 접합될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 결합 부재(미도시)에 의해, 서로 결합될 수도 있다.

한편, 태양전지 모듈(100)에 인접하는 정션 박스(200)의 바닥면(예를 들어, 제1 절연 케이스(491)의 바닥면(4942))에 접착 부재(미도시)가 위치하여 태양전지 모듈(100)과 정션 박스(200)(또는 정션 박스(200))을 안정적으로 고정하고, 우수한 기밀 특성, 밀봉 특성 및 방수 특성을 가지도록 한다.

좀더 상세하게, 접착 부재(미도시)는 평면으로 볼 때 정션 박스(200)의 제1 관통홀(49a)를 둘러싸면서 내부에 폐 공간(closed space)을 가지도록 형성될 수 있다.

이에 의하여 정션 박스(200)에 형성된 제1 관통홀(49a)에 의하여 정션 박스(200)의 내부로 리본(122)이 위치하도록 하면서도, 접착 부재(미도시)의 내부에 위치하는 태양전지 모듈(100)과 정션 박스(200) 사이의 공간과 외부 공간을 구획하고 분리하는 역할을 한다. 이에 의하여 제1 관통홀(49a)을 가지는 정션 박스(200)를 밀폐할 수 있다.

상술한 바와 같이 정션 박스(200)는 제1 관통홀(49a)과 제2 관통홀(49b)을 함께 구비하는데, 제2 관통홀(49b)에 교류 출력 케이블(320)이 위치하고 있어 밀봉 또는 기밀 특성을 유지할 수 있는 반면, 제1 관통홀(49a)에 리본(122)이 원활하게 통과할 수 있도록 개방되어야 한다.

이에 따라 별도의 접착 부재(미도시)를 형성하지 않으면 제1 관통홀(49a)에 의하여 정션 박스(200) 내부로 외부 물질, 습기, 불순물 등이 유입될 수 있다.

이에 따라 본 실시예에서는 제1 관통홀(49a)에 의하여 개방된 공간을 둘러싸는 접착 부재(미도시)를 형성하여 제1 관통홀(49a)을 통하여 외부와 정션 박스(200)의 내부가 연통되는 것을 방지할 수 있다.

이에 의하여 정션 박스(200)의 기밀 특성, 밀봉 특성 및 방수 특성을 향상할 수 있다. 또한, 접착 부재(미도시)에 의하여 정션 박스(200)를 태양전지 모듈(100)에도 고정하여 고정 안정성을 향상할 수 있다.

접착 부재(미도시)로는 우수한 접착 특성, 밀봉 특성 등을 가지는 다양한 물질을 사용할 수 있다. 일 예로, 접착 부재(미도시)로 실런트 등을 사용할 수 있다. 다양한 변형이 가능하다.

상술한 정션 박스(200)는 외부 형상 또는 외곽면을 유지할 수 있고 내부에 위치한 다양한 부품, 물품, 부재 등을 보호할 수 있는 다양한 절연 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 정션 박스(200)의 절연 케이스(491,492)를 수지로 형성하면 절연 특성을 향상하고 비용을 절감할 수 있다.

한편, 도 6를 참조하면, 정션 박스(200)는, 서로 접합되어 일체의 케이스를 형성하는 제1 절연 케이스(491) 및 제2 절연 케이스(492)를 포함한다.

이에 의하여 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)가 분리된 상태에서는 내부에 위치하는 단자(31), 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 인버터(540)를 넣거나 빼는 것이 쉽게 이루어지도록 하고, 제1 절연 케이스(491)과 제2 절연 케이스(492)이 결합된 상태에서는 내부에 위치한 단자(31), 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 인버터(540)를 안정적으로 수용하도록 할 수 있다.

여기서, 제1 절연 케이스(491)는, 바닥면(4942)과 측면(4944)을 구비하여 내부 공간이 위치하는 내부 공간부(494)와, 내부 공간부(494)의 상단으로부터 바닥면(4942)과 평행 또는 경사지게 연장되는 접합 플랜지(496)를 포함할 수 있다.

이때, 바닥면(4942)의 모든 가장자리에 측면(4944)이 형성되어 내부 공간부(494)가 내부 공간의 일면만이 개방되도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 바닥면(4942)이 사각형인 경우에는 사각형을 구성하는 네 개의 가장자리로부터 각기 연장되는 네 개의 측면(4944)를 구비하여 직육면체에서 하나의 면만이 형성되지 않은 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 내부 공간부(494)는 적어도 다섯 개의 면을 구비하며 일면만이 개방된 구조를 가질 수 있다.

도면에서는 바닥면(4942)이 네 개의 직선을 가지면서 서로 인접한 두 개의 직선이 만나는 부분에서는 라운드진 모서리를 가지는 형상을 가질 수 있다.

예를 들어, 바닥면(4942)이 대략적인 사각형 형상을 가지되 사각형 형상의 4개의 모서리에 해당하는 부분이 라운드진 형상을 가질 수 있다. 측면(4944)는 바닥면(4942)의 가장자리로부터 전체적으로 형성되며 바닥면(4942)과 교차하도록(예를 들어, 직교하도록) 연장될 수 있다.

이에 따라 측면(4944)은, 네 개의 직선에 대응하는 네 개의 평면과, 서로 인접한 두 개의 평면 사이에서 각기 위치하는 네 개의 라운드진 곡면을 포함하여 형성될 수 있다. 이에 의하면 내부 공간을 충분하게 확보할 수 있고, 뾰족한 모서리에 의하여 사용자가 다치는 것 등을 방지할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 바닥면(4942) 및 측면(4944)의 형상 등은 다양하게 변형될 수 있다.

접합 플랜지(496)는 측면(4944)로부터 절곡되어 연장되는 형상으로 형성될 수 있다. 접합 플랜지(496)는 접합 부재(493)가 도포되는 영역을 제공하여 제1 절연 케이스(491)과 제2 절연 케이스(492)이 접합 부재(493)에 의하여 서로 접합될 수 있도록 한다.

이때, 접합 플랜지(496)는 측면(4944)으로부터 절곡되어 외부를 향하여 연장되어, 내부 공간부(494)의 내부 공간을 모두 개방하여 단자(31), 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 인버터(540)가 접합 플랜지(496)에 걸리지 않고 쉽게 장착되고 이탈되도록 한다.

접합 플랜지(496)는 바닥면(4942)과 평행한 편평한 면으로 구성되거나 및/또는 측면(4944)와 직교하는 편평한 면으로 구성될 수 있다. 그러면, 접합 부재(493)가 접합 플랜지(496) 상에 안정적으로 도포될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 실시예에서 접합 플랜지(496)는 측면(4944)의 단부로부터 전체적으로 연장되어 평면으로 볼 때 내부 공간부(494)의 내부를 폐쇄하도록 연속적으로 형성된다.

여기서, 접합 플랜지(496)는 동일 평면 상에서 위치하도록 편평한 면으로 이루어지도록 형성될 수 있다. 그러면, 접합 플랜지(496)에 도포되는 접합 부재(493)에 의하여 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)이 전체적으로 접합되는 것에 의하여 정션 박스(200)의 내부의 기밀성을 높게 유지할 수 있다.

이때, 접합 플랜지(496)의 폭을 전체적으로 균일하게 하여 접합 부재(493)가 균일하게 도포되고 이에 의하여 안정적으로 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)이 접합되도록 할 수 있다. 그리고 수리, 교체 등이 필요할 때 접합 플랜지(496)와 제2 절연 케이스(492)의 사이에 절단 기구(예를 들어, 칼 등)을 넣고 접합 플랜지(496)를 따라 한 바퀴 이동하게 되면 접합 부재(493)를 절단하여 제1 절연 케이스(491)과 제2 절연 케이스(492)이 쉽게 분리될 수 있다. 즉, 접합 플랜지(496)의 편평한 면을 따라 절단 기구를 이동하면 되므로 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)를 쉽게 분리할 수 있다.

본 실시예에서 제2 절연 케이스(492)는 가장자리가 접합 플랜지(496)의 외측 가장자리와 일치되는 가장자리 형상을 가지면서 내부 공간부(494)의 개방된 일면을 덮는 플레이트 형상을 가질 수 있다.

이때, 제2 절연 케이스(492)는 내부에서 바닥면(4942)과 평행하도록 편평하게 형성되는 내부 부분(497)과, 내부 부분(497)으로부터 외부로 향하면서 제1 절연 케이스(491)로부터 멀어지도록 경사지는 외부 부분(499)을 포함할 수 있다. 외부 부분(499)에서 접합 플랜지(496)와 겹쳐지는 부분은 접합 플랜지(496)와 접합 부재(493)에 의하여 접합된다.

이와 같이 외부를 향하면서 경사지는 외부 부분(499)을 형성하면, 내부 부분(497)과 외부 부분(499)의 사이에 눈으로 시인할 수 있거나 장비로 인식할 수 있는 경계선(또는 경계 부분)이 형성된다. 내부 부분(497)이 접합 플랜지(496)의 위에 위치하거나 접합 플랜지(496)를 벗어나지 않도록 하도록 위치시키는 것에 의하여 제1 절연 케이스(491)과 제2 절연 케이스(492)의 대략적인 위치를 맞출 수 있다.

이때, 내부 부분(497)은 바닥면(4942)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 외부 부분(499)의 폭(W2)이 접합 플랜지(496)의 폭(W1)보다 크게 형성될 수 있다. 그러면, 내부 부분(497)과 외부 부분(499) 사이의 경계선을 접합 플랜지(496) 내부(즉, 내부 공간 상)에 위치하는 것에 의하여 제1 절연 케이스(491)과 제2 절연 케이스(492)의 대략적인 위치를 좀더 손쉽게 맞출 수 있다. 이와 같이 내부 부분(497)과 외부 부분(499)의 경계선을 일종의 가이드, 얼라인 마크 등과 같이 사용할 수 있다.

그리고 외부 부분(499)이 외부를 향하면서 내부 부분(497)으로부터 멀어지게 경사지게 되면, 도 7에 도시한 바와 같이, 접합 플랜지(496)와 외부 부분(499) 사이의 거리(즉, 이들 사이에 위치하는 접합 부재(493)의 두께)가 내측 가장자리보다 외측 가장자리에서 좀더 커지게 된다. 그러면, 접합 플랜지(496)의 외측 가장자리 부분에서 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492) 사이의 거리가 크므로 절단 기구를 이용하여 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)를 분리할 때 좀더 쉽게 절단 기구를 접합 플랜지(496)와 외부 부분(499) 사이에 넣어 쉽게 절단할 수 있다.

서로 겹쳐지는 제1 절연 케이스(491)의 접합 플랜지(496)와 제2 절연 케이스(492)의 외부 부분(499) 사이에 위치하는 접합 부재(493)는 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)를 접합 및 밀봉하여, 외부로부터 불순물, 오염 물질 등이 유입되는 것을 방지하고 밀봉 특성 및 방수 특성을 향상할 수 있다. 접합 부재(493)를 접합 및/또는 밀봉 특성을 가지는 다양한 물질을 사용할 수 있는데, 일 예로, 실런트 등을 사용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 정션 박스(200)가 내부 공간을 전체적으로 감싸지 않고 형성되는 것도 가능하다. 또한, 제1 절연 케이스(491)의 일부에만 측면이 형성되거나 측면이 형성되지 않고, 제2 절연 케이스(492)의 적어도 일부에 측면이 형성되는 등의 다양한 변형이 가능하다. 그 외에도 정션 박스(200)가 서로 결합되는 세 개 이상의 부분을 포함하는 것도 가능하며, 그 외의 다양한 변형이 가능하다.

이와 같이 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)를 함께 구비하면 내부에 위치하는 부품 등을 쉽게 넣고 뺄 수 있으며, 이들을 접합 부재(493)에 의하여 접합하는 것에 의하여 내부를 안정적으로 밀폐하여 외부의 습기 등에 의하여 발생할 수 있는 문제를 방지하고, 외부 충격으로부터도 내부에 위치하는 부품 등을 안정적으로 보호할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 정션 박스(200)가 제1 절연 케이스(491) 및 제2 절연 케이스(492) 중 적어도 하나만을 구비하는 것도 가능하다. 예를 들어, 제2 절연 케이스(492)이 형성되지 않고 제1 절연 케이스(491)의 접합 플랜지(496)를 태양전지 모듈(100) 쪽으로 밀착하는 것에 의하여 태양전지 모듈(100)이 제2 절연 케이스(492)의 역할을 하도록 하는 등 다양한 변형이 가능하다.

한편, 회로 기판(37)은, 제1 절연 케이스(491) 또는 제2 절연 케이스(492) 중 적어도 하나에 접촉될 수 있다.

도 6은 정션 박스(200)의 단면도의 일예로서, 도 6을 참조하면, 서로 접합되는 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)의 사이에, 회로 기판(37)이 배치될 수 있다.

제1 절연 케이스(491)는, 회로 기판(37)을 수용하며, 제2 절연 케이스(492)는, 회로 기판(37)을 덮을 수 있다.

특히, 태양전지 모듈(100) 상에 배치되는 제1 절연 케이스(491) 상에, 제1 절연 케이스(491)에 접촉하여, 회로 기판(37)이 배치될 수 있다.

한편, 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)는, 비금속성의 플라스특 수지 등으로 구현 가능하므로, 회로 기판(37)과 자체 절연되게 된다. 따라서, 도면과 같이, 제1 절연 케이스(491) 상에, 제1 절연 케이스(491)에 접촉하여, 회로 기판(37)이 배치될 수 있다.

이에 의하면, 제1 절연 케이스(491)와 회로 기판(37) 사이에 별도의 공간이 마련되지 않아도 되므로, 정션 박스의 두께(h1)를 낮출 수 있게 된다. 따라서, 정션 박스(200)의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있는 장점이 있다.

한편, 제1 절연 케이스(491)와 제2 절연 케이스(492)는, 비금속성의 플라스특 수지 등으로 구현 가능하므로, 회로 기판(37)과, 제1 절연 케이스(491) 또는 제2 절연 케이스(492) 사이에 별도의 절연 부재가 배치되지 않아도 되는 장점이 있다. 따라서, 정션 박스의 두께(h1)를 낮출 수 있으며, 결국, 정션 박스(200)의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다.

도 6b는 정션 박스(200)의 단면도의 다른 예로서, 도 6b를 참조하면, 도 6와 유사하나, 제1 절연 케이스(491)와 회로 기판(37) 사이에 절연을 위한 절연 부재(ISI)가 더 배치되는 것에 그 차이가 있다.

도면에서는, 회로 기판(37)의 상면(FF)과 배면(BF) 중 배면(BF)에 절연 부재(ISI)가 접촉되는 것을 예시한다.

한편, 제1 절연 케이스(491)와 회로 기판(37)에 절연 부재가 더 배치됨으로써, 회로 기판(37) 내의 회로 소자를 더욱 보호할 수 있게 된다.

한편, 도 6b와 같이, 절연 부재(ISI)의 크기는, 회로 기판(37)의 크기 보다 더 큰 것이 바람직하다. 회로 기판(37) 전체를 절연하기 위해, 절연 부재(ISI)의 크기가, 회로 기판(37)의 크기 보다 더 큰 것이 바람직하다.

한편, 도 6c는 정션 박스(200)의 단면도의 또 다른 예로서, 도 6c를 참조하면, 도 6와 유사하나, 회로 기판(37)의 배면(BF)에 코팅층(POT)이 형성되는 것에 그 차이가 있다.

코팅층은, 회로 기판(37)의 배면을 절연하기 위한 것으로서, 절연층 또는 potting재로 형성될 수 있다.

이와 같이, 회로 기판(37)의 배면(BF)에 형성된 코팅층(POT)에 의해, 회로 기판(37) 내의 회로 소자를 더욱 보호할 수 있게 된다.

도 7은 종래의 정션 박스의 내부 분해도를 도시하는 도면이다.

도면을 참조하면, 종래의 정션 박스(200x)는, 서로 접합되어 일체의 케이스를 형성하는 제1 메탈 케이스(491x), 제2 메탈 케이스(492x), 회로 기판(37x), 제1 메탈 케이스(491x)와 회로 기판(37x) 사이의 제1 절연 부재(592x), 제2 메탈 케이스(492x)와 회로 기판(37x) 사이의 제2 절연 부재(594x)를 구비한다.

종래의 정션 박스(200x)는, 정션 박스의 접지 등을 위해, 외관을, 제1 메탈 케이스(491x), 제2 메탈 케이스(492x)로 형성하였다.

그러나, 제1 메탈 케이스(491x), 제2 메탈 케이스(492x)를 사용하는 경우, 회로 기판(37x)과, 제1 메탈 케이스(491x) 또는 제2 메탈 케이스(492x) 사이의 전자파 노이즈가 문제될 수 있다.

이에 따라, 도 7과 같이, 제1 메탈 케이스(491x)와 회로 기판(37x) 사이의 제1 절연 부재(592x), 제2 메탈 케이스(492x)와 회로 기판(37x) 사이의 제2 절연 부재(594x)를 더 배치하여야 한다.

이러한 구조에 의하면, 추가로, 제1 절연 부재(592x), 제2 절연 부재(594x)가 필요하며, 회로 기판(37x)과 제1 메탈 케이스(491x) 또는 제2 메탈 케이스(492x)가 충분히 이격되어야 하므로, 정션 박스(200x)의 두께가 두꺼워지는 단점이 있다.

나아가, 정션 박스(200x)의 두께가 두꺼워짐에 따라, 태양광 모듈의 배면에서 정션 박스(200x)가 돌출되지 않도록, 정션 박스(200x)의 배면에 배치되는 프레임의 두께가 더 커져야하는 단점이 있다.

이에 따라, 본 발명에서는, 정션 박스의 케이스를 메탈이 아닌 플라스틱 소재의 절연 케이스를 사용하는 것으로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 정션 박스(200)는, 서로 접합되어 일체의 케이스를 형성하는 제1 절연 케이스(491), 제2 절연 케이스(492), 및 회로 기판(37)을 구비할 수 있다.

구체적으로, 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 제1 절연 케이스(491)와, 제1 절연 케이스(491) 상에 배치되며, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터(530)와, 컨버터(530)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(540)가 실장되는 회로 기판(37)과, 제1 절연 케이스(491)에 접합되며, 회로 기판(37) 상에 배치되는 제2 절연 케이스(492)를 구비할 수 있다.

특히, 제1 절연 케이스(491)와, 회로 기판(37) 사이, 또는 제2 절연 케이스(492)와 회로 기판(37) 사이에, 절연 부재가 배치되지 않게 된다.

이에 의하면, 도 7과 같은 절연 부재(592x,594x)가 제거되므로, 정션 박스(200)의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 정션 박스(200)의 두께를 줄일 수 있게 된다.

도 8은 도 7의 정션 박스 내부의 블록도의 일예이다.

도면을 참조하면 종래의 정션 박스(200x)는, 내부의 전력변환모듈(700x)을 구비할 수 있으며, 특히 바이패스 다이오드부(510x), 컨버터(530x), 커패시터(C1x), 인버터(540x), 제어부(550x)를 포함할 수 있다.

도면에 의하면, 인버터(540x)에 전기적으로 접속되는 케이블(320x)을 통해, 교류 전원을 출력할 수 있다. 이때, 케이블(320x)은, 제1 및 제2 도전성 라인(320bx,320cx), 및 접지 라인(320ax)을 구비할 수 있다.

이에 의하면, 도 2와 달리, 케이블(320x) 내에 접지 라인(320ax)이 더 구비됨으로써, 케이블(320x)이 컴팩트하게 구성되지 못하는 단점이 있다.

또한, 정션 박스(200x) 내부의 컨버터(530x), 인버터(540x)의 접지를 위해, 별도의 그라운드(GND)를 마련하여야 하는 단점이 있다.

도 9는 도 2의 정션 박스 내부의 블록도의 일예이다.

도면을 참조하면, 정션 박스(200) 내부의 전력변환모듈(700)은, 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), 커패시터(C1), 인버터(540), 제어부(550)를 포함할 수 있다.

바이패스 다이오드부(510)는, 태양전지 모듈(100) 의 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)들 사이에, 각각 배치되는 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)을 구비할 수 있다. 이때, 바이패스 다이오드의 개수는, 1개 이상이며, 도전성 라인의 개수 보다 1개 더 작은 것이 바람직하다.

바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 태양전지 모듈(50)로부터, 특히, 태양전지 모듈(50) 내의 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d)로부터 태양광 직류 전원을 입력받는다. 그리고, 바이패스 다이오드들(Dc,Db,Da)은, 제1 내지 제4 도전성 라인(135a,135b,135c,135d) 중 적어도 하나로부터의 직류 전원에서 역전압이 발생하는 경우, 바이패스 시킬 수 있다.

한편, 바이패스 다이오드부(510)를 거친 입력 전원(Vpv)은, 컨버터(530)로 입력된다.

컨버터(530)는, 바이패스 다이오드부(510)에서 출력된 입력 전원(Vpv)의 레벨을 변환하여, 변환된 직류 전원을 출력할 수 있다.

이에 따라, 커패시터(C1)에는 레벨 변횐된 직류 전원이 저장될 수 있다. 한편, dc단 커패시터(C1)의 양단은 dc 단이라 할 수 있으며, 커패시터(C1)는 dc단 커패시터라 명명될 수도 있다.

인버터(540)는, dc단 커패시터(C1)에 저장된 직류 전원을 교류 전원으로 변환할 수 있다.

한편, 도면에 의하면, 인버터(540)에 전기적으로 접속되는 케이블(320)을 통해, 교류 전원을 출력할 수 있다. 이때, 케이블(320)은, 제1 및 제2 도전성 라인(320bx,320c)을 구비하며, 접지 라인(320a)을 구비하지 않을 수 있다.

이에 의하면, 도 8과 달리, 케이블(320) 내에 접지 라인(320a)이 구비지 않음으로써, 케이블(320)이 컴팩트하게 구성되는 장점이 있다.

한편, 정션 박스(200) 내부의 컨버터(530), 인버터(540)의 접지를 위해, 별도의 그라운드(GND) 마련 없이, 회로 기판(37)에 형성된 플로팅 그라운드(FGND)가 사용될 수 있다. 이에 따라, 간편하게, 컨버터(530), 인버터(540)의 접지가 구현될 수 있게 된다.

도 10a는 도 9의 정션박스의 내부 회로도의 일예이다.

도면을 참조하면, 도 10a는, 컨버터(530)로서, 탭 인덕터 컨버터를 예시한다.

컨버터(530)는, 바이패스 다이오드부(510)에서 출력되는 직류 전원(Vpv)을 이용하여, 전력 변환을 수행할 수 있다.

탭 인덕터 컨버터(611a)는, 탭 인덕터(T1), 탭 인덕터(T1)와 접지단 사이에 접속되는 스위칭 소자(S1), 탭 인덕터의 출력단에 접속되어, 일방향 도통을 수행하는 다이오드(D1)를 포함할 수 있다. 한편, 다이오드(D1)의 출력단, 즉 캐소드(cathod)과 접지단 사이에, dc단 커패시터(C1)가 접속된다.

구체적으로 스위칭 소자(S1)는, 탭 인덕터(T)의 탭과 접지단 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 탭 인덕터(T)의 출력단(2차측)은 다이오드(D1)의 애노드(anode)에 접속하며, 다이오드(D1)의 캐소드(cathode)와 접지단 사이에, dc단 커패시터(C1)가 접속된다.

한편, 탭 인덕터(T)의 1차측과 2차측은 반대의 극성을 가진다. 한편, 탭 인덕터(T)는, 스위칭 트랜스포머(transformer)로 명명될 수도 있다.

한편, 탭 인덕터(T)의 1차측과 2차측은, 도면과 같이 서로 연결된다. 이에 의해, 탭 인덕터 컨버터는 비절연 타입의 컨버터일 수 있다.

한편, 인버터(540)는, 컨버터(530)에서 레벨 변환된 직류 전원을 교류 전원으로 변환한다. 도면에서는, 풀 브릿지 인버터(full-bridge inverter)를 예시한다. 즉, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)가 한 쌍이 되며, 총 두 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.

인버터(540) 내의 스위칭 소자들은, 제어부(550)로부터의 인버터 스위칭 제어신호에 기초하여, 턴 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 출력되게 된다. 바람직하게는, 그리드(grid)의 교류 주파수와 동일한 주파수(대략 60Hz 또는 50Hz)를 갖는 것이 바람직하다.

제1 필터부(560)는, 인버터(540)의 출력단에 배치되며, 인버터(540)에서 출력되는 교류 전원을 매끄럽게 하기 이해, 로우패스 필터링(lowpass filtering)을 수행한다. 이를 위해, 도면에서는, 인덕터(Lf1,Lf2)를 예시하나 다양한 예가 가능하다.

이에 의해, 인버터(540)에서 발생하는 전자파 노이즈(EMI)를 저감할 수 있게 된다. 나아가, 회로 기판(37)에서 발생하는 전자파 노이즈를 저감할 수 있게 된다.

한편, 컨버터 입력전류 감지부(A)는, 컨버터(530)로 입력되는 입력전류(ic1)를 감지하며, 컨버터 입력전압 감지부(B)는, 컨버터(530)로 입력되는 입력전압(vc1)을 감지한다. 감지된 입력전류(ic1)와 입력전압(vc1)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다.

한편, 컨버터 출력전류 감지부(C)는, 컨버터(530)에서 출력되는 출력전류(ic2), 즉 dc단 전류를 감지하며, 컨버터 출력전압 감지부(D)는, 컨버터(530)에서 출력되는 출력전압(vc2), 즉 dc 단 전압을 감지한다. 감지된 출력전류(ic2)와 출력전압(vc2)은, 제어부(550)에 입력될 수 있다.

한편, 인버터 출력 전류 감지부(E)는, 인버터(540)에서 출력되는 전류(ic3)를 감지하며, 인버터출력 전압 감지부(F)는, 인버터(540)에서 출력되는 전압(vc3)을 감지한다. 감지된 전류(ic3)와 전압(vc3)은, 제어부(550)에 입력된다.

한편, 제어부(550)는, 도 10의 컨버터(530)의 스위칭 소자(S1)를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 특히, 제어부(550)는, 감지된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 컨버터(530) 내의 스위칭 소자(S1)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.

한편, 제어부(550)는, 인버터(540)의 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)를 제어하는 인버터 제어 신호를 출력할 수도 있다. 특히, 제어부(550)는, 감지된 입력전류(ic1), 입력 전압(vc1), 출력전류(ic2), 출력전압(vc2), 출력전류(ic3), 또는 출력전압(vc3) 중 적어도 하나에 기초하여, 인버터(540)의 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b)의 턴 온 타이밍 신호를 출력할 수 있다.

한편, 제어부(550)는, 태양전지 모듈(100)에 대한, 최대 전력 지점을 연산하고, 그에 따라, 최대 전력에 해당하는 직류 전원을 출력하도록, 컨버터(530)를 제어할 수 있다.

한편, 컨버터(530)와 인버터(540)의 접지는, 상술한 바와 같이, 회로 기판(37)에 형성된 플로팅 그라운드(FGND)가 사용될 수 있다. 이에 따라, 간편하게, 컨버터(530), 인버터(540)의 접지가 구현될 수 있게 된다.

도 10b는 도 9의 전력변환모듈의 내부 회로도의 다른 예이다.

도 10b의 전력변환모듈(700b)은, 도 10a의 전력변환모듈(700)과 동일하게, 바이패스 다이오드부(510), 컨버터(530), dc단 커패시터(C1), 인버터(540), 제어부(550), 및 제1 필터부(560)를 포함할 수 있다.

다만, 도 10b의 전력변환모듈(700b)은, 도 10a의 전력변환모듈(700)과 달리, 컨버터(530)에 입력단에 노이즈 저감을 위한 제2 필터부(565)를 더 구비하는 것에 그 차이가 있다.

이에 의하면, 회로 기판(37) 상에, 입력 측의 제2 필터부(565)와 출력 측의 제1 필터부(560)가 각각 배치되므로, 회로 기판(37) 상에서 발생하는 전자파 노이즈(EMI)를 더욱 저감할 수 있게 된다.

도 11은 도 2의 회로 기판을 분해한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 회로 기판(37)은, 서로 이격되는 복수의 도전층(1110~1140)을 포함할 수 있다. 한편, 복수의 도전층(1110~1140) 사이에는 절연층이 형성될 수 있다.

도면에서는, 복수의 도전층(1110~1140) 중 가장 상부를 제1 도전층(1110), 가장 하부를 제2 도전층(1120)으로 하고, 제2 도전층(1120) 상의 제3 도전층(1130), 제3 도전층(1130) 상의 제4 도전층(1140)을 예시한다.

제1 도전층(1110)에는, 복수의 회로 소자들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 상술한, 제1 도전층(1110)에, 바이패스 다이오드부(510) 내의 바이패스 다이오드, 커패시터(C1), 컨버터(530) 내의 회로 소자, 인버터(540) 내의 회로 소자, 제어부(550), 제1 필터부(560)의 회로 소자, 제2 필터부(565)의 회로 소자, 입력 전류 감지부(A)의 회로 소자, 입력 전압 감지부(B)의 회로 소자, 컨버터 출력전류 검출부(C)의 회로 소자, 컨버터 출력전압 검출부(D)의 회로 소자 등이 배치될 수 있다.

한편, 각 회로 소자들은, 솔더링 또는 접합 등에 의해, 제1 도전층(1110)에, 실장될수 있다.

한편, 제2 도전층(1120)에 플로팅 그라운드(FGND)에 형성될 수 있으며, 컨버터(530) 및 인버터(540)는, 제2 도전층(1120)에 형성된 플로팅 그라운드(FGND)에 전기적으로 접속될 수 있다.

이를 위해, 제1 도전층(1110)에 실장된 컨버터(530) 및 인버터(540)의 일부가, 제1 도전층(1110)과 제2 도전층(1130) 사이의 도전성 포션을 통해, 전기적으로, 제2 도전층(1120)에 접속될 수 있다.

한편, 제3 도전층(1130)에, 제어부(550)로부터의 제어 신호가 흐를 수 있다.

예를 들어, 제어부(550)로부터의 제어 신호에 의해, 컨버터(530) 및 인버터(540)가 각각 스위칭 동작을 수행할 수 있다.

이를 위해, 제1 도전층(1110)에 실장된 컨버터(530) 및 인버터(540)의 일부가, 제1 도전층(1110)과 제3 도전층(1130) 사이의 도전성 포션을 통해, 전기적으로, 제3 도전층(1130)에 접속될 수 있다.

한편, 제4 도전층(1140)에, 직류 전원 또는 교류 전원이 흐를 수 있다.

예를 들어, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원, 커패시터(C1)의 직류 전원, 또는 컨버터(530)로부터의 직류 전원, 인버터(540)로부터의 교류 전원이, 제4 도전층(1140)에, 흐를 수 있다.

한편, 상술한 케이블(320)은, 제4 도전층(1140)에, 형성된 교류 전원 라인 포션에 전기적으로 연결될 수 있다.

이를 위해, 제1 도전층(1110)에 실장된 바이패스 다이오드부(510), 커패시터(C1), 컨버터(530) 및 인버터(540)의 일부가, 제1 도전층(1110)과 제4 도전층(1140) 사이의 도전성 포션을 통해, 전기적으로, 제4 도전층(1140)에 접속될 수 있다.

한편, 복수의 도전층(1110~1140) 중 플로팅 그라운드(FGND)가 형성되는 제2 도전층(1120)의 도전 면적이 다른 도전층의 도전 면적 보다 큰 것이 바람직하다.

도면에서는, 복수의 도전층(1110~1140) 중 제3 내지 제4 도전층(1130,1140)에 각각, 도전성 라인이 형성되는 것을 예시하나, 제2 도전층(1120)은 별도의 도전성 라인 형성 없이, 전체가 도전성 부재로 형성되는 것을 예시한다.

이와 같이, 복수의 도전층(1110~1140) 중 플로팅 그라운드(FGND)가 형성되는 제2 도전층(1120)의 도전 면적이 다른 도전층의 도전 면적 보다 크게 형성하면, 회로 기판(37) 상에서 발생하는 전자파 노이즈(EMI)를 저감할 수 있게 된다.

한편, 회로 기판(37) 내의 제2 도전층(1120)은, 도 6과 같이, 제2 절연 케이스(492)에 접촉되는 것이 가능할 수 있다. 이에 따라, 정션 박스(200)의 두께를 줄일 수 있으며, 따라서, 정션 박스(200)를 컴팩트(compact)하게 구현할 수 있게 된다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈의 배면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 태양광 모듈(50M)은, 태양전지 모듈(100)과, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되며, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원에 대한 바이패스를 위한 바이패스 다이오드를 구비하는 제1 정션 박스(1200)와, 제1 정션 박스(1200)와 이격되며, 제2 정션 박스(200)로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 제2 정션 박스(200)를 구비할 수 있다.

도 2와 비교하면, 제1 정션 박스(1200)가, 더 구비되는 것에 그 차이가 있다.

제1 정션 박스(1200)는, 바이패스 다이오드를 포함하는 바이패스 다이오드부(510)를 구비할 수 있으며, 직류 전원을 출력할 수 있다.

제1 정션 박스(1200)는, 도 2의 정션 박스(200)와 유사하게, 절연 케이스를 구비할 수 있으며, 절연 케이스 내에 바이패스 다이오드부(510)를 구비하는 회로 기판이 배치될 수 있다.

이에 의하면, 제1 정션 박스(1200)가, 절연 케이스로 구성되므로, 제1 정션 박스(1200) 내에 별도의 절연 부재가 배치되지 않아도 되므로, 제1 정션 박스(1200)의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 제1 정션 박스(1200)의 두께를 줄일 수 있게 된다.

제2 정션 박스(200)는, 컨버터(530), 커패시터(C1), 인버터(540), 및 제어부(550), 제1 필터부(560), 제2 필터부(565) 등을 포함할 수 있다.

한편, 제1 정션 박스(1200)와, 제2 정션 박스(200) 사이에, 직류 전원 케이블(1220)이 배치될 수 있으며, 직류 전원 케이블(1220)은, 접지 라인 없이, 2개의 도전성 라인(1220b,1220c)을 구비할 수 있다. 이에 의해, 직류 전원이, 제2 정션 박스(200)로 전달될 수 있다.

한편, 제2 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 제1 절연 케이스(491)와, 제1 절연 케이스(491) 상에 배치되며, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터(530)와, 컨버터(530)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(540)가 실장되는 회로 기판(37)과, 제1 절연 케이스(491)에 접합되며, 회로 기판(37) 상에 배치되는 제2 절연 케이스(492)를 구비할 수 있다.

교류 전원 케이블(320)은, 상술한 바와 같이, 제1 및 제2 도전성 라인(320b,320c)을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것이 바람직하다.

한편, 도 12의 태양광 모듈(50M)은, 도 1과 같이, 케이블(320)로부터의 교류 전원을 외부의 아웃렛(350)으로 공급하기 위한 플러그(300)를 더 포함할 수 있다. 이때, 플러그(300)는, 제1 및 제2 도전성 라인(320b,320c)에 대응하는 제1 및 제2 돌출부(310b,310c)를 구비할 수 있다.

한편, 도 12의 태양광 모듈(50M)은, 도 4와 같이, 인접하는 태양광 모듈(50)로부터의 교류 전원, 및 케이블(320)로부터의 교류 전원을 입력받아, 외부로 교류 전원을 출력하는 인터페이스부(342a)와, 인터페이스부(342a)로부터의 교류 전원을 외부로 출력하는 제2 케이블(330)을 더 포함할 수 있다.

이때, 제2 케이블(330)은, 제3 및 제4 도전성 라인(330bb,330cb)을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것이 바람직하다.

한편, 제2 정션 박스(200) 내의 회로 기판(37)은, 서로 이격되는 복수의 도전층(1110~1140)을 포함하며, 컨버터(530) 및 인버터(540)는, 복수의 도전층(1110~1140) 중 제1 도전층(1110)에 접속되며, 컨버터(530) 및 인버터(540)는, 제1 도전층(1110)과 이격된 제2 도전층(1120)에 형성된 플로팅 그라운드(FGND)에 전기적으로 접속될 수 있다.

한편, 제2 정션 박스(200)는, 제1 절연 케이스(491)와, 회로 기판(37)과, 제2 절연 케이스(492)를 구비할 수 있으며, 절연 케이스(491,492) 내에 별도의 절연 부재가 배치되지 않아도 되므로, 제2 정션 박스(200)의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 제2 정션 박스(200)의 두께를 줄일 수 있게 된다.

그 외, 제2 정션 박스(200)에 대한 설명은, 도 2 내지 도 11을 참조하여 생략한다.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 모듈의 배면을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 태양광 모듈(50N)은, 태양전지 모듈(100)의 외곽부에 고정되는 프레임(FR)와, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 배면 프레임(FR) 중 상측 배면 프레임(FRa)에 배치되며, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 정션 박스(200)를 구비할 수 있다.

도 2와 비교하여, 태양광 모듈(50N)은, 정션 박스(200)가, 상측 배면 프레임(FRa) 내에 배치되는 것에 그 차이가 있다.

한편, 측 배면 프레임(FRa) 내에 배치되는 정션 박스(200)는, 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 제1 절연 케이스(491)와, 제1 절연 케이스(491) 상에 배치되며, 태양전지 모듈(100)로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터(530)와, 컨버터(530)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(540)가 실장되는 회로 기판(37)과, 제1 절연 케이스(491)에 접합되며, 회로 기판(37) 상에 배치되는 제2 절연 케이스(492)를 구비할 수 있다. 이에 의하면, 절연 케이스(491,492) 내에 별도의 절연 부재가 배치되지 않아도 되므로, 정션 박스(200)의 사이즈를 컴팩트하게 구현할 수 있게 된다. 특히, 정션 박스(200)의 두께를 줄일 수 있게 된다.

한편, 케이블(320)은, 회로 기판(37)에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인(320b,320c)을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것이 바람직하다.

한편, 정션 박스(200) 내의 회로 기판은, 서로 이격되는 복수의 도전층(1110~1140)을 포함하며, 컨버터(530) 및 인버터(540)는, 복수의 도전층(1110~1140) 중 제1 도전층(1110)에 접속되며, 컨버터(530) 및 인버터(540)는, 제1 도전층(1110)과 이격된 제2 도전층(1120)에 형성된 플로팅 그라운드(FGND)에 전기적으로 접속될 수 있다.

그 외, 제2 정션 박스(200)에 대한 설명은, 도 2 내지 도 11을 참조하여 생략한다.

도 14는 도 1의 태양전지 모듈의 분해 사시도이다.

도 14를 참조하면, 도 1의 태양전지 모듈(100)은, 복수의 태양 전지(130)를 포함할 수 있다. 그 외, 복수의 태양전지(130)의 하면과 상면에 위치하는 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150), 제1 밀봉재(120)의 하면에 위치하는 후면 기판(110) 및 제2 밀봉재(150)의 상면에 위치하는 전면 기판(160)을 더 포함할 수 있다.

먼저, 태양전지(130)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell), 염료감응형 또는 CdTe, CIGS형 태양전지, 박막 태양전지 등일 수 있다.

태양전지(130)는 태양광이 입사하는 수광면과 수광면의 반대측인 이면으로 형성된다. 예를 들어, 태양전지(130)는, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 관통홀부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 관통홀부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 상기 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있다.

각 태양전지(130)는, 전기적으로 직렬 또는 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있다. 구체적으로, 복수의 태양 전지(130)는, 리본(133)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 리본(133)은, 태양전지(130)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(130)의 이면 상에 형성된 후면 전극집전 전극에 접합될 수 있다.

도면에서는, 리본(133)이 2줄로 형성되고, 이 리본(133)에 의해, 태양전지(130)가 일렬로 연결되어, 태양전지 스트링(140)이 형성되는 것을 예시한다.

이에 의해, 도 1에서 도시된 바와 같이, 6개의 스트링이 형성되고, 각 스트링은 10개의 태양전지를 구비할 수 있다.

후면 기판(110)은, 백시트로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한, 도 4에서는 후면 기판(110)이 직사각형의 모양으로 도시되어 있으나, 태양전지 모듈(100)이 설치되는 환경에 따라 원형, 반원형 등 다양한 모양으로 제조될 수 있다.

한편, 후면 기판(110) 상에는 제1 밀봉재(120)가 후면 기판(110)과 동일한 크기로 부착되어 형성될 수 있고, 제1 밀봉재(120) 상에는 복수의 태양전지(130)가 수 개의 열을 이루도록 서로 이웃하여 위치할 수 있다.

제2 밀봉재(150)는, 태양전지(130) 상에 위치하여 제1 밀봉재(120)와 라미네이션(Lamination)에 의해 접합할 수 있다.

여기에서, 제1 밀봉재(120)와, 제2 밀봉재(150)는, 태양전지의 각 요소들이 화학적으로 결합할 수 있도록 한다. 이러한 제1 밀봉재(120)와 제2 밀봉재(150)는, 에틸렌 초산 비닐 수지 (Ethylene Vinyl Acetate;EVA) 필름 등 다양한 예가 가능하다.

한편, 전면 기판(160)은, 태양광을 투과하도록 제2 밀봉재(150) 상에 위치하며, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(130)를 보호하기 위해 강화유리인 것이 바람직하다. 또한, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 태양광 모듈은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (20)

1. 태양전지 모듈;
   상기 태양전지 모듈의 배면에 배치되며, 상기 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 정션 박스;
   상기 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 상기 교류 전원을 출력하는 제1 케이블;을 포함하고,
   상기 정션 박스는,
   상기 태양전지 모듈의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스;
   상기 절연 케이스 안에 배치되며, 상기 태양전지 모듈로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 상기 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터가 실장되는 회로 기판;을 구비하고,
   상기 제1 케이블은,
   상기 회로 기판에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않고;
   상기 회로 기판은,
   서로 이격되는 복수의 도전층을 포함하며,
   상기 컨버터 및 상기 인버터는, 상기 복수의 도전층 중 제1 도전층에 접속되며,
   상기 컨버터 및 상기 인버터는, 상기 제1 도전층과 이격된 제2 도전층에 형성된 플로팅 그라운드에 전기적으로 접속되며;
   상기 복수의 도전층 중 상기 플로팅 그라운드가 형성되는 상기 제2 도전층의 도전 면적이 다른 도전층의 도전 면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 절연 케이스는,
   폴리카보네이트 (PC), 폴리에틸렌 (PE), 폴리에틸렌 에테르 (PPE), 폴리스트릴렌 중 적어도 하나의 레진으로 몰딩되어 만들어진 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   인접하는 태양광 모듈 또는 외부와의 연결을 위해, 상기 제1 케이블의 단부에 접속되는 커넥터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 절연 케이스는,
   상기 회로 기판을 수용하는 제1 절연 케이스와, 상기 제1 절연 케이스 상에 형성되어 상기 회로 기판을 덮는 제2 절연 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서,
   상기 제1 절연 케이스와, 상기 회로 기판 사이, 또는 상기 제2 절연 케이스와 상기 회로 기판 사이에, 절연 부재가 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
7. 제4항에 있어서,
   상기 정션 박스는,
   상기 제1 절연 케이스와, 상기 회로 기판 사이에 배치되는 절연 부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
8. 제1항에 있어서,
   상기 회로 기판의 배면에 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
9. 제1항에 있어서,
   상기 제1 케이블로부터의 상기 교류 전원을 외부의 아웃렛으로 공급하기 위한 플러그;를 더 포함하며,
   상기 플러그는, 상기 제1 및 제2 도전성 라인에 대응하는 제1 및 제2 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판에, 상기 컨버터 및 상기 인버터를 제어하는 제어부가 더 실장되며,
    상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이의 제3 도전층에, 상기 제어부로부터의 제어 신호가 흐르는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 도전층과 상기 제3 도전층 사이의 제4 도전층에, 상기 직류 전원 또는 상기 교류 전원이 흐르는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
13. 삭제
14. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판에, 상기 인버터의 출력단에 노이즈 저감을 위한 제1 필터부가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
15. 제14항에 있어서,
    상기 컨버터에 입력단에 노이즈 저감을 위한 제2 필터부가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
16. 태양전지 모듈;
    상기 태양전지 모듈의 배면에 배치되며, 상기 태양전지 모듈로부터의 직류 전원에 대한 바이패스를 위한 바이패스 다이오드를 구비하는 제1 정션 박스;
    상기 제1 정션 박스와 이격되며, 상기 제1 정션 박스로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 제2 정션 박스;
    상기 제2 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 상기 교류 전원을 출력하는 케이블;을 포함하고,
    상기 제2 정션 박스는,
    상기 태양전지 모듈의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스;
    상기 절연 케이스 안에 배치되며, 상기 태양전지 모듈로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 상기 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터가 실장되는 회로 기판;을 구비하고,
    상기 케이블은,
    상기 회로 기판에서 출력되는 교류 전원을 외부로 출력하기 위한, 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않고;
    상기 회로 기판은,
    서로 이격되는 복수의 도전층을 포함하며,
    상기 컨버터 및 상기 인버터는, 상기 복수의 도전층 중 제1 도전층에 접속되며,
    상기 컨버터 및 상기 인버터는, 상기 제1 도전층과 이격된 제2 도전층에 형성된 플로팅 그라운드에 전기적으로 접속되며;
    상기 복수의 도전층 중 상기 플로팅 그라운드가 형성되는 상기 제2 도전층의 도전 면적이 다른 도전층의 도전 면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 태양광 모듈.
17. 삭제
18. 삭제
19. 복수의 태양전지 모듈;
    상기 각각의 태양전지 모듈로부터의 직류 전원을 변환하여 교류 전원을 출력하는 복수의 정션 박스;
    상기 각각의 정션 박스에 전기적으로 접속되어, 상기 교류 전원을 출력하는 제1 및 제2 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 복수의 싱글 출력 케이블;
    상기 각 태양전지 모듈의 싱글 출력 케이블을 연결하여, 상기 복수의 정션 박스의 교류 전원을 외부로 출력하는 복수의 트렁크 케이블;을 포함하며;
    상기 정션 박스는,
    상기 태양전지 모듈의 배면에 배치되는 절연물질로 이루어진 절연 케이스;
    상기 절연 케이스 안에 배치되며, 상기 태양전지 모듈로부터의 직류 전원의 레벨을 변환하는 컨버터와, 상기 컨버터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터가 실장되는 회로 기판;을 구비하고,
    상기 회로 기판은,
    서로 이격되는 복수의 도전층을 포함하며,
    상기 컨버터 및 상기 인버터는, 상기 복수의 도전층 중 제1 도전층에 접속되며,
    상기 컨버터 및 상기 인버터는, 상기 제1 도전층과 이격된 제2 도전층에 형성된 플로팅 그라운드에 전기적으로 접속되며;
    상기 복수의 도전층 중 상기 플로팅 그라운드가 형성되는 상기 제2 도전층의 도전 면적이 다른 도전층의 도전 면적 보다 큰 태양광 시스템.
20. 제19항에 있어서,
    상기 트렁크 케이블 각각은,
    인접하는 제1 태양광 모듈로부터 입력되는 교류 전원이 흐르는 케이블;
    정션 박스로부터의 교류 전원이 흐르는 싱글 출력 케이블의 커넥터에 접속되는 제1 커넥터와, 인접하는 제2 태양광 모듈로의 교류 전원 출력을 위한 제2 커넥터를 포함하며, 상기 케이블의 일단으로부터의 교류 전원이 입력되는 인터페이스부;
    상기 케이블의 타단에 접속되는 제3 커넥터;를 포함하고,
    상기 케이블은,
    제3 및 제4 도전성 라인을 구비하며, 접지 라인을 구비하지 않는 것을 특징으로 하는 태양광 시스템.
    

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