KR102659025B1 - 차량용 태양광 모듈 코팅액 도포장치 - Google Patents

차량용 태양광 모듈 코팅액 도포장치 Download PDF

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Abstract

이 발명을 지원한 국가연구개발사업(과제고유번호: 20230039, 과제번호: P20230039, 부처명: 경기도, 과제관리(전문)기관명:(재)경기도경제과학진흥원, 연구사업명: 기업주도 일반, 연구과제명: 태양광 모듈의 내오염 및 기능 향상을 위한 현장 복원용 친환경 광학 소재 및 공정 기술 개발, 기여율: 1/1, 과제수행기관명: (주)리쏠, 연구기간: 2023.08.01 ~ 2024.07.31)에 의한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 태양광 모듈 코팅액 도포장치는, 태양광 모듈이 안착 가능하도록 차량의 적재공간 내에 구비되고, 상기 태양광 모듈을 차량의 전후 방향을 따라 이동시키는 베이스 스테이지, 차량의 임의의 위치에 구비되며, 태양광 모듈용 코팅액이 수용되는 코팅액 수용탱크, 상기 베이스 스테이지의 상부에 이격되도록 구비되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트에 구비되어 상기 코팅액 수용탱크 측에서 유동된 코팅액을 태양광 모듈의 표면에 분사하는 분사노즐을 포함하는 코팅액 분사 어셈블리 및 상기 코팅액 수용탱크로부터 상기 분사노즐 측으로 코팅액이 유동되도록 하는 제어펌프를 포함한다.

Description

차량용 태양광 모듈 코팅액 도포장치{Solar Module Coating Liquid Application Device for Vehicle}
본 발명은 태양광 모듈의 표면에 코팅액을 도포하는 코팅액 도포장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 설치되어 이동이 용이하며, 자동으로 태양광 모듈의 표면에 코팅액을 도포할 수 있는 차량용 태양광 모듈 코팅액 도포장치에 관한 것이다.
국제에너지기구에 따르면, 태양광 발전 시스템의 발전 효율과 관련해 모듈 표면의 먼지 등으로 인한 오염이 발생하는 경우 광 투과율 감소로 인한 출력 손실을 유발하며, 모듈의 위치 및 입사각에 따라 상이하나 연간 발전량의 약 7%로 상당한 수준의 하락을 나타내는 것으로 파악된다.
이와 같은 현상을 방지하기 위해 태양광 모듈 표면에 대해 세척 작업을 수행하게 되나, 태양광 모듈이 설치환경, 기후, 날씨 등으로 인해 빈번하게 세척 등 클리닝이 시행되는 경우 반사방지(Anti-Reflective, AR) 또는 오염방지(Anti-Soiling; AS) 코팅의 마모를 비롯한 모듈의 손상 원인이 될 수 있다.
따라서 현재로서 가장 이상적인 방법은 태양광 모듈의 커버 글래스의 반사방지/오염방지 코팅을 추가적으로 시행하여 모듈 자체의 기능을 복원시키는 방식으로 유지/보수를 시행하는 것이다.
이에 따라, 태양광 모듈의 효율 저하 방지 및 기능 복원을 위해 현장에 설치된 태양광 모듈에 상온 환경 하에서 도포를 수행하여 반사방지/오염방지 코팅을 형성할 수 있는 코팅 소재 및 코팅 장비의 필요성이 대두되고 있다.
다만, 초기 커버 글래스에 적용되는 반사방지/오염방지 코팅에 사용되는 졸-겔법 등의 공정은 고온 또는 고압의 분사 장비가 필요하며, 이를 위해 반도체 공정설비 등 고가의·고정형 공정설비를 활용하여야 하므로 태양광 모듈의 설치 이후 현장에서 커버 글래스에 반사방지/오염방지 코팅을 유지보수 차원으로 진행하는 것은 불가능하다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제10-2020-0082296호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 태양광 모듈의 설치 이후 현장에서 커버 글래스에 반사방지/오염방지 코팅을 유지보수 차원으로 진행할 수 있는 차량용 모듈 코팅액 도포장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 모듈 코팅액 도포장치는, 태양광 모듈이 안착 가능하도록 차량의 적재공간 내에 구비되고, 상기 태양광 모듈을 차량의 전후 방향을 따라 이동시키는 베이스 스테이지, 차량의 임의의 위치에 구비되며, 태양광 모듈용 코팅액이 수용되는 코팅액 수용탱크, 상기 베이스 스테이지의 상부에 이격되도록 구비되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트에 구비되어 상기 코팅액 수용탱크 측에서 유동된 코팅액을 태양광 모듈의 표면에 분사하는 분사노즐을 포함하는 코팅액 분사 어셈블리 및 상기 코팅액 수용탱크로부터 상기 분사노즐 측으로 코팅액이 유동되도록 하는 제어펌프를 포함한다.
이때 상기 베이스 스테이지는, 좌우 방향의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 구비되며, 차량의 전후 방향을 따라 배열되는 복수 개의 회전롤러 및 상기 복수 개의 회전롤러의 양측에 구비되어 상기 복수 개의 회전롤러의 회전축을 고정시키는 베이스 프레임을 포함할 수 있다.
그리고 상기 베이스 스테이지는, 상기 복수 개의 회전롤러에 회전 구동력을 제공하는 롤러구동모터를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 코팅액 분사 어셈블리는, 상기 고정플레이트에 구비되며, 열을 발생시켜 상기 태양광 모듈의 표면에 분사된 코팅액을 경화시키는 경화램프를 더 포함할 수 있다.
이때 상기 경화램프는 상기 고정플레이트에 상기 분사노즐과 교대로 배열될 수 있다.
한편 상기 코팅액 분사 어셈블리는, 상기 고정플레이트의 일측에 구비되며, 상기 분사노즐보다 길게 돌출되어 상기 분사노즐을 통해 코팅액을 분사하는 과정에서 태양광 모듈에 접촉된 상태를 이루며, 상기 베이스 스테이지에 의한 태양광 모듈의 이동에 따라 상기 태양광 패널의 표면에 분사된 코팅액을 스크래핑하여 균일한 도포가 이루어지도록 하는 스크래퍼를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 차량용 모듈 코팅액 도포장치는, 차량의 적재공간에 설치되어 이동이 자유로우며, 자동으로 태양광 모듈의 표면에 코팅액을 도포할 수 있으므로, 태양광 모듈의 설치 이후 현장에서 커버 글래스에 반사방지/오염방지 코팅 작업을 용이하게 수행할 수 있는 장점을 가진다.
이에 따라 본 발명은 태양광 모듈의 수명을 크게 향상시킬 수 있으며, 높은 발전 효율을 유지할 수 있는 장점을 가진다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치의 모습을 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치의 모습을 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치의 모습을 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치의 모습을 나타낸 도면; 및
도 6 및 도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치의 모습을 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치(100)는 차량(1)에 설치된 컨테이너(2)의 내부에 형성된 적재공간(3)에 설치된 형태로, 베이스 스테이지(110), 코팅액 수용탱크(130), 코팅액 분사 어셈블리(140) 및 제어펌프(미도시)를 포함한다.
베이스 스테이지(110)는 태양광 모듈(10)이 안착 가능하도록 차량(1)의 적재공간(3) 내에 구비되고, 태양광 모듈(10)을 차량(1)의 전후 방향을 따라 이동시킨다.
구체적으로 본 실시예에서 베이스 스테이지(110)는 좌우 방향의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 구비되며, 차량(1)의 전후 방향을 따라 배열되는 복수 개의 회전롤러(111)와, 이와 같은 복수 개의 회전롤러(111)의 양측에 구비되어 복수 개의 회전롤러(111)의 회전축을 고정시키는 베이스 프레임(112)과, 복수 개의 회전롤러(111)에 회전 구동력을 제공하는 롤러구동모터(120)를 포함한다.
즉 태양광 모듈(10)을 차량(1)의 적재공간(3) 내에 투입하여 복수 개의 회전롤러(111) 상에 안착시킬 경우, 롤러구동모터(120)의 구동력에 의해 회전롤러(111)가 회전하며 태양광 모듈(10)을 전방 또는 후방으로 자유롭게 이동시키게 된다.
코팅액 수용탱크(130)는 차량(1)의 임의의 위치에 구비되며, 태양광 모듈용 코팅액이 수용되는 구성요소이다. 이때 코팅액은 반사방지(Anti-Reflective, AR) 또는 오염방지(Anti-Soiling; AS) 코팅을 위한 액상의 물질일 수 있으며, 본 실시예에서 코팅액 수용탱크(130)는 차량(1)의 적재공간(3) 내에 구비되는 것으로 하였다.
코팅액 분사 어셈블리(140)는 베이스 스테이지(110) 상에 거치된 태양광 모듈(10) 측으로 코팅액을 분사하는 구성요소로서, 본 실시예의 경우 베이스 스테이지(110)의 상부에 이격되도록 구비되는 고정플레이트(141)와, 이와 같은 고정플레이트(141)에 구비되어 코팅액 수용탱크(130) 측에서 유동된 코팅액을 태양광 모듈(10)의 표면에 분사하는 분사노즐(142)을 포함한다.
이때 본 발명은 코팅액 수용탱크(130)로부터 분사노즐(142) 측으로 코팅액이 유동되도록 하는 제어펌프가 추가적으로 구비될 수 있다.
또한 본 실시예에서 코팅액 분사 어셈블리(140)는, 고정플레이트(141)에 구비되며, 열을 발생시켜 태양광 모듈(10)의 표면에 분사된 코팅액을 경화시키는 경화램프(143)와, 고정플레이트(141)의 일측에 구비되며, 분사노즐(142)보다 길게 돌출되어 분사노즐(142)을 통해 코팅액을 분사하는 과정에서 태양광 모듈(10)에 접촉된 상태를 이루며, 베이스 스테이지(110)에 의한 태양광 모듈(10)의 이동에 따라 태양광 패널(10)의 표면에 분사된 코팅액을 스크래핑하여 균일한 도포가 이루어지도록 하는 스크래퍼(144)를 더 포함할 수 있다.
이때 본 실시예의 경우 분사노즐(142)과 경화램프(143)는 복수 개가 마련되어, 고정플레이트(141)에 서로 교대로 배열되며, 스크래퍼(144)는 고정플레이트(141)의 일측에 구비되는 것으로 하였다.
그리고 스크래퍼(144)는 코팅액에 대한 스크래핑 효율을 높이기 위해 코팅액에 접촉되는 부분이 경사면으로 형성될 수 있다.
즉 본 발명은 태양광 모듈(10)을 베이스 스테이지(110)의 상에 거치한 상태로 차량의 전후 방향을 따라 이동시키며, 태양광 모듈(10)의 이동 과정에서 분사노즐(142)을 통해 태양광 모듈(10)의 표면에 코팅액을 분사하게 된다.
이에 따라 코팅액은 태양광 모듈(10)의 이동 경로를 따라 태양광 모듈(10)의 표면에 분사될 수 있으며, 또한 이와 같은 과정에서 스크래퍼(144)는 분사노즐(142)에 의해 분사된 코팅액에 접촉된 상태로 코팅액을 태양광 모듈(10)의 표면 상에 균일하게 확산시킬 수 있다.
또한 분사노즐(142)과 교대로 구비되는 경화램프(143)는 이와 같이 태양광 모듈(10) 상에 확산된 코팅액에 열을 가함으로써 신속한 경화가 이루어지도록 한다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명하도록 한다. 이하 설명될 각 실시예에 있어서, 전술한 제1실시예와 중복되는 구성요소들에 대한 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 코팅액 분사 어셈블리(140)의 경화램프(143)가 고정플레이트(141)의 하면 측에서 상하 방향으로 선형 이동 가능하게 형성되어, 태양광 모듈(10)과의 이격거리를 가변시킬 수 있도록 형성된다.
즉 본 실시예는 코팅액이 도포된 태양광 모듈(10)의 표면 중 빠르게 경화시키고자 하는 영역에 위치된 경화램프(143)를 하방으로 이동시켜 태양광 모듈(10)과의 거리를 가깝게 하여 경화를 수행할 수 있으며, 복수 개의 경화램프(143)를 이와 같은 방식으로 제어하여 태양광 모듈(10)의 표면에 도포된 코팅액을 신속하게 경화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 제3실시예의 경우, 코팅액 분사 어셈블리(140)는 복수 개의 스크래퍼(144)를 포함한다는 특징을 가지며, 또한 각 스크래퍼(144)는 분사노즐(142)과 경화램프(143)의 사이마다 구비된다.
따라서 본 실시예는 베이스 스테이지(110)를 통해 태양광 모듈(10)을 이동시키는 과정에서 복수 개의 스크래퍼(144)를 통해 다회에 걸쳐 코팅액을 균일하게 확산시킬 수 있도록 한다.
이때 본 실시예에서 각 스크래퍼(144)의 높이는 서로 다르게 형성될 수 있으며, 특히 태양광 모듈(10)의 이동 방향을 따라 진행할수록 스크래퍼(144)의 높이가 점차 낮아지도록 구현할 수 있다.
이와 같이 하는 이유는, 태양광 모듈(10)의 소정 지점이 이동하는 과정에서 높이가 낮은 스크래퍼(144)로부터 높이가 높은 스크래퍼(144)를 순차적으로 통과하며 스크래핑을 수행하여 코팅액을 단계적으로 확산시켜 보다 고른 표면을 얻을 수 있도록 하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 제4실시예의 경우, 코팅액 분사 어셈블리(140)는 고정플레이트(141)에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 형성되어 높이를 조절 가능한 스크래퍼(144)를 포함한다는 특징을 가진다.
이를 위해 고정플레이트(141)에는 스크래퍼(144)를 상하 이동 가능하게 고정시키는 스크래퍼 고정부(145)가 구비되며, 이와 같은 스크래퍼 고정부(145)의 내부에는 스크래퍼(144)가 하향하는 방향으로 외력을 인가하는 탄성부재가 구비될 수 있다. 따라서 상부로 이동한 상태의 스크래퍼(144)는 탄성부재에 의해 본래의 위치로 하향 복원될 수 있도록 형성된다.
이때 스크래퍼(144)의 기본 세팅은 스크래퍼(144)의 하단이 태양광 모듈(10)의 상면보다 하부에 위치되도록 할 수 있으며, 이와 같은 경우 태양광 모듈(10)이 베이스 스테이지(110)에 의해 이동하는 과정에서 태양광 모듈(10)의 일단부가 스크래퍼(144)의 경사면(144a)에 접촉되고, 이후 스크래퍼(144)는 태양광 모듈(10)에 의해 상부로 이동될 수 있다. 이와 같은 상태에서 스크래퍼(144)는 탄성부재에 의해 태양광 모듈(10)의 표면을 가압하게 되며, 따라서 코팅액을 보다 얇은 두께로 확산시켜 도포가 가능하다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 차량형 태양광 모듈 코팅액 도포장치(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 제5실시예의 경우, 베이스 스테이지(110)는 각 회전롤러(111)의 사이마다 구비되는 모듈고정유닛(114)을 더 포함한다는 특징을 가진다.
구체적으로 모듈고정유닛(114)은 베이스 스테이지(110)의 베이스 프레임(112)에 대해 상하 이동 가능하게 구비된다. 그리고 모듈고정유닛(114)이 하향된 상태에서는 상면이 회전롤러(111)의 최상단보다 낮은 위치에 구비되고, 모듈고정유닛(114)이 상향된 상태에서는 상면이 회전롤러(111)의 최상단보다 높은 위치에 구비될 수 있다.
따라서 모듈고정유닛(114)이 상향될 경우, 태양광 모듈(10)은 모듈고정유닛(114)에 의해 회전롤러(111)에서 리프팅된 상태를 가지게 되며, 회전롤러(111)에 의한 이동을 임시 중단시킬 수 있다.
즉 모듈고정유닛(114)은 태양광 모듈(10)이 임의의 위치에서 이동되지 않도록 임시로 고정시킴에 따라 체류시간을 가변시키고, 코팅액 도포 두께를 용이하게 제어하도록 할 수 있다.
그리고 이를 위해 베이스 프레임(112)에는 상하 방향으로 길게 형성된 장홀(113)이 모듈고정유닛(114)이 구비된 위치마다 형성되며, 모듈고정유닛(114)의 양측에는 이와 같은 장홀(113)에 삽입되는 삽입돌기(115)가 구비될 수 있다. 더불어 도시되지는 않았으나, 모듈고정유닛(114)을 상부로 이동시키기 위한 별도의 유닛구동모터가 더 구비될 수 있을 것이다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1: 차량
2: 컨테이너
3: 적재공간
10: 태양광 모듈
100: 차량용 태양광 모듈 코팅액 도포장치
110: 베이스 스테이지
111: 회전롤러
112: 베이스 프레임
113: 장홀
114: 모듈고정유닛
115: 삽입돌기
120: 롤러구동모터
130: 코팅액 수용탱크
140: 코팅액 분사 어셈블리
141: 고정플레이트
142: 분사노즐
143: 경화램프
144: 스크래퍼
144a: 경사면
145: 스크래퍼 고정부

Claims (6)

  1. 태양광 모듈이 안착 가능하도록 차량의 적재공간 내에 구비되고, 상기 태양광 모듈을 차량의 전후 방향을 따라 이동시키는 베이스 스테이지;
    차량의 임의의 위치에 구비되며, 태양광 모듈용 코팅액이 수용되는 코팅액 수용탱크;
    상기 베이스 스테이지의 상부에 이격되도록 구비되는 고정플레이트와, 상기 고정플레이트에 구비되어 상기 코팅액 수용탱크 측에서 유동된 코팅액을 태양광 모듈의 표면에 분사하는 분사노즐을 포함하는 코팅액 분사 어셈블리; 및
    상기 코팅액 수용탱크로부터 상기 분사노즐 측으로 코팅액이 유동되도록 하는 제어펌프;
    를 포함하며,
    상기 코팅액 분사 어셈블리는,
    상기 고정플레이트에 구비되며, 열을 발생시켜 상기 태양광 모듈의 표면에 분사된 코팅액을 경화시키되, 상하 방향으로 선형 이동 가능하게 형성되어 태양광 모듈과의 이격거리를 가변시킬 수 있도록 형성되는 경화램프;
    상기 고정플레이트의 일측에 구비되며, 상기 분사노즐보다 길게 돌출되어 상기 분사노즐을 통해 코팅액을 분사하는 과정에서 태양광 모듈에 접촉된 상태를 이루며, 상기 베이스 스테이지에 의한 태양광 모듈의 이동에 따라 상기 태양광 모듈의 표면에 분사된 코팅액을 스크래핑하여 균일한 도포가 이루어지도록 하는 스크래퍼;
    를 더 포함하고,
    상기 스크래퍼는 복수 개가 구비되어 상기 분사노즐과 상기 경화램프의 사이마다 구비되되, 태양광 모듈의 이동 방향을 따라 진행할수록 높이가 점차 낮아지도록 형성되되,
    상기 스크래퍼는 상기 고정플레이트에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 형성되어 높이 조절 가능하게 형성되며,
    상기 고정플레이트에는 상기 스크래퍼를 상하 이동 가능하게 고정시키는 스크래퍼 고정부가 구비되며, 상기 스크래퍼 고정부의 내부에는 상기 스크래퍼가 하향하는 방향으로 외력을 인가함에 따라, 상부로 이동한 상태의 상기 스크래퍼를 본래의 위치로 하향 복원될 수 있도록 하는 탄성부재가 구비되고,
    상기 베이스 스테이지는,
    좌우 방향의 중심축을 기준으로 회전 가능하게 구비되며, 차량의 전후 방향을 따라 배열되는 복수 개의 회전롤러;
    상기 복수 개의 회전롤러의 양측에 구비되어 상기 복수 개의 회전롤러의 회전축을 고정시키되, 상하 방향으로 길게 형성된 장홀이 복수 개 형성된 베이스 프레임;
    상기 복수 개의 회전롤러에 회전 구동력을 제공하는 롤러구동모터;
    상기 회전롤러 사이마다 구비되며, 양측에는 상기 장홀에 삽입되는 삽입돌기가 구비되는 모듈고정유닛; 및
    상기 모듈고정유닛을 상부로 이동시키는 유닛구동모터;
    를 포함하며,
    상기 모듈고정유닛은 상기 베이스 프레임에 대해 상하 이동 가능하게 구비되되, 하향된 상태에서는 상면이 상기 회전롤러의 최상단보다 낮은 위치에 구비되고, 상향된 상태에서는 상면이 상기 회전롤러의 최상단보다 높은 위치에 구비됨에 따라,
    상기 모듈고정유닛이 상향될 경우, 태양광 모듈은 상기 모듈고정유닛에 의해 상기 회전롤러에서 리프팅된 상태를 가지게 되어 상기 회전롤러에 의한 이동이 임시 중단되는,
    차량용 태양광 모듈 코팅액 도포장치.
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