KR102682736B1 - 케이블 분리형 bipv 정션박스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정션박스와 케이블을 분리시키되 소정의 커넥팅 구조로 쉽게 연결 및 해제할 수 있도록 하고, 정션박스를 태양광 모듈에 일체로 고정 장착하되 바이패스 다이오드는 필요에 따라 별도의 케이블 또는 별도의 다이오드 박스로 분리 배치하기 위한 케이블 분리형 BIPV 정션박스에 관한 것이다.

Description

케이블 분리형 BIPV 정션박스{Electric Cable Detachable Type Junction Box For BIPV}
본 발명은 케이블 분리형 BIPV 정션박스에 관한 것으로서, 태양광 모듈에서 생성된 전기에너지를 인버터나 배터리 방향으로 바이패싱 해주는 정션박스를 태양광 모듈에 일체형으로 장착할 수 있고, 인버터나 배터리와 연결되는 케이블을 커넥터를 이용하여 용이하게 탈부착할 수 있는 케이블 분리형 BIPV 정션박스에 관한 것이다.
태양광 발전(Photovoltaic Power Generation)은 태양광을 직접 전기로 변환시키는 발전방식으로 그 핵심은 태양전지(Solar Cell 또는 Photovoltaic Cell)이다. 이러한 태양전지는 필요에 따라 직-병렬로 연결하여 장기간 자연환경 및 외부 충격에 견딜 수 있는 구조로 만들어 사용하게 되는데 그 최소 단위를 태양광 모듈(Photovoltaic module, PV module)이라 부른다.
태양광발전 시스템은 태양광의 빛 에너지를 전기에너지로 변환하는 복수의 태양광 모듈, 케이블에 의하여 이 태양광 모듈과 서로 연결되는 한편 이 태양광 모듈에서 생산되는 전기에너지를 인버터(inverter)나 배터리(battery)로 전달하는 역할을 하는 정션박스(junction box)를 포함하여 구성된다.
태양광 모듈은 일정한 간극(약 1cm)을 두고 가로 및 세로로 연속되어 배열되고 정션박스는 이 같이 배열된 태양광 모듈 사이의 간극(T)에 배치되거나, 태양광 모듈의 배면 또는 일 측면에 실리콘 접착 등에 의해 설치된다.
도 1은 종래의 정션박스를 도시한 구성도이다.
도 1에서 보듯, 종래의 정션박스는 상부면이 개방된 중공 구조로서 전면에 복수 개의 접속구가 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 양측면에 각기 걸림대가 형성된 케이싱과, 상기 케이싱의 내측면에 안착되며 복수 개의 배치 공간부가 형성된 지지 프레임과, 상부면이 개방된 중공 구조로써 회동공이 형성된 본체와, 상기 접속구에 인접된 상기 본체의 상부면에 제공된 제 1 단자와, 상기 제 1 단자의 대향 위치에 제공된 제 2 단자로 이루어져 상기 배치 공간부에 배열된 복수 개의 버스바와, 상기 회동공에 삽입된 회동단이 하단부에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 상단에 일체로 형성된 누름단과, 상기 몸체부의 하부면에 제공된 압착단부로 형성된 고정대와, 본체와, 상기 케이싱의 걸림대와 결합 또는 결합해제 되도록 상기 본체의 양측 가장자리부에 제공된 걸림단을 갖는 커버로 이루어진다.
종래의 정션박스는 단순히 케이블과 바이패스 다이오드를 연결하여 접속하는 기능만을 갖는 것으로서, 태양광 모듈과의 연결시 태양광 모듈의 리드선에 연결된 리본단자를 일일이 작업자가 접속구에 연결해 주어야 하며, 이러한 연결 작업은 접속구마다 리본단자를 삽입하여 볼트 등을 체결하여 고정하거나 접속구 마다 리본단자를 삽입하여 납땜으로 연결 고정하여야 하므로 작업 인력의 증가에 따른 소요 경비가 상승하고 작업에 소요되는 시간이 길어지므로 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제10-2111513호 (선행문헌1)의 클립형 BIPV 정션박스가 제안된 바 있다.
도 2는 선행문헌1에 따른 종래 정션박스의 개념도이고, 도 3a 및 도 3b는 그에 따른 종래 케이블 일체형 정션박스에 대한 측면도이다. 도 3a는 도 2에서 정션박스(J1)에 상응하고, 도 3b는 도 2에서 정션박스(J3)에 상응한다.
도 2에서 보듯, 태양광 모듈은 내부적으로 복수의 서브 모듈(Sub_M)을 포함하며 서브 모듈들은 미리 설정된 구역별로 서로 전기적으로 연결되어 있다. 도 2의 예에서 수직으로 3개의 서브 모듈들이 직렬 연결되어 하나의 구역을 형성하고, 동일한 방식으로 제1 구역 내지 제3 구역과 같은 3개의 영역이 구성된다. 이때 각 구역의 최상단 서브 모듈들에 양극(+)과 음극(-)의 버스바가 돌출 형성된다.
돌출된 양극 및 음극의 버스바는 상응하는 위치의 정션박스(J1 ~ J3 중 하나)에 구비된 클립형 커넥터(미도시)에 삽입되는 방식으로 전기적으로 결합된다.
이렇듯 선행문헌 1의 클립형 정션박스는 태양광 모듈에서 도출된 버스바를 정션박스 내의 클립형 커넥터에 간단하게 삽입 고정할 수 있도록 함으로써 정션박스의 설치 시간과 비용을 크게 단축시킬 수 있었다.
다만 버스바를 정션박스에 쉽게 연결하더라도 정션박스를 고정시키기 위해 태양광 모듈의 배면 또는 일 측면에 실리콘을 이용하여 접합하는 방식이 사용되는데, 버스바 연결의 기밀성을 유지하기 위해 한 번 접합이 이루어지면 유지보수 등의 목적으로 정션박스를 따로 분리할 수 없으며 태양광 모듈이 폐기될 때까지 그대로 접합을 유지해야 하는 한계가 있다.
따라서 과열 등에 의해 정션박스 내의 다이오드 소자에 열화가 발생할 경우 전문가 수준의 인력이 파견되어 해당 소자를 납땜 교환하여야 하므로 유지보수에 어려움이 발생한다.
또한 도 3a 및 도 3b에서 보듯, 태양광 시스템이 설치되는 사이트마다 태양광 모듈의 배치 설계가 각각 상이한 것에 비해 종래의 정션박스는 케이블과 일체형으로 제작되므로 배치 설계가 완료되기 전에 케이블 일체형 정션박스 어셈블리를 미리 준비하기 어려워 어쩔 수 없이 태양광 시스템의 설치 공기가 길어지는 문제가 있다.
또한 케이블 일체형 정션박스는 설치 이후 환경의 변화 등에 의해 케이블이 늘어지거나 수축하는 등으로 정션박스가 태양광 모듈로부터 이상 탈거되는 현상이 발생하기도 한다.
(0001) 한국등록특허 제10-2111513호(2020.05.11)
본 발명이 해결하고자 하는 과제 중 하나는 태양광 모듈의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 케이블 분리형 BIPV 정션박스를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제 중 다른 하나는 태양광 모듈의 배치 설계와 상관없이 용이하게 설치할 수 있는 케이블 분리형 BIPV 정션박스를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제 중 다른 하나는 종래의 케이블 일체형 정션박스가 적용되지 못하는 특수 타입의 태양광 모듈에 적용할 수 있는 케이블 분리형 BIPV 정션박스를 제공하는 것이다.
본 발명은 정션박스와 케이블을 분리시키되 소정의 커넥팅 구조로 쉽게 연결 및 해제할 수 있도록 하고, 정션박스를 태양광 모듈에 일체로 고정 장착하되 바이패스 다이오드는 필요에 따라 별도의 케이블 또는 별도의 다이오드 박스로 분리 배치하기 위한 것으로서,
본 발명에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스와 케이블 결합 패키지는 태양광 모듈에서 발전된 전력이 인입 또는 인출되는 버스바가 결합되는 하나 또는 두개의 클립형 커넥터를 포함하는 하나 이상의 BIPV 정션박스와, 상기 BIPV 정션박스의 일단 또는 양단에 구비되는 소켓 부재와 분리 가능하도록 전기적으로 삽입 결합되는 커넥터 부재가 구비된 케이블 및 상기 케이블을 통해 전달되는 전류의 방향을 결정하기 위한 정류수단을 포함한다.
또한, 상기 정류수단은, 상기 케이블 각각에 구비된 커넥터 부재의 내부에 다이오드를 내장하여 구성하거나 상기 케이블 각각의 타단과 연결되는 다수의 다이오드가 내장된 공통 다이오드 박스로 구성할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스는 태양광 모듈에서 발전된 전력이 인입 또는 인출되는 버스바가 삽입되어 전기적으로 연결되는 끼움 슬릿이 하단에 구비된 클립형 커넥터 모듈과, 상기 끼움 슬릿의 길이 방향을 따라 상기 클립형 커넥터 모듈의 좌측 또는 우측 일단 또는 양단에 결합되어 전기적으로 연결되는 하나 또는 두개의 막대 형 소켓 부재 및 상기 끼움 슬릿이 외부로 노출되도록 관통되는 버스바 삽입홀이 형성되고, 상기 클립형 커넥터 모듈 전체와 상기 커넥터 부재의 일단 일부를 수용하며, 내부에 절연물질이 충진되는 패키징부를 포함한다.
또한, 상기 패키징부는, 내부에 공간이 마련되도록 상단이 개방되고, 내부에 내장된 클립형 커넥터 모듈에 버스바가 삽입되도록 하단 일부가 개방되는 버스바 삽입홀이 형성되며, 상기 클립형 커넥터 모듈을 끼워 고정하기 위한 끼움 블록과, 상기 소켓 부재의 일단이 관통되어 삽입되는 관통홀이 마련된 가이드 블록이 내부에 구비되고, 하단 일부에 상기 클립형 커넥터 모듈의 외부와 상기 소켓 부재의 외부를 덮는 절연물질을 주입하기 위한 충진홀이 형성되는 바디부와, 상기 바디부의 개방된 상단과 상기 클립형 커넥터 모듈의 상단을 덮는 커버부를 포함한다.
아울러, 상기 바디부의 일단 또는 양단에는, 상기 바디부의 외부로 노출되는 소켓 부재 전체를 내부에 수용하도록 상기 바디부의 일단 또는 양단이 원통 형상으로 일정 길이 연장되어 돌출되는 소켓 가드가 형성된다.
또한, 상기 클립형 커넥터 모듈은, 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 상단 슬릿홀이 형성되고, 상기 상단 슬릿홀을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 한쌍의 압박판을 포함하는 압박클립과, 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 끼움 슬릿이 형성되고, 상기 끼움 슬릿을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 부분이 상기 압박판 사이의 내부로 끼워지는 버스바 삽입판과, 상기 버스바 삽입판과 평행하도록 절곡 부위의 일측 또는 양측 일부가 연장되어 돌출 형성되는 접합부가 형성된 전도클립이 결합되는 하나의 클립 조립체를 포함한다.
아울러, 상기 클립형 커넥터 모듈은, 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 상단 슬릿홀이 형성되고, 상기 상단 슬릿홀을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 한쌍의 압박판을 포함하는 압박클립과, 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 끼움 슬릿이 형성되고, 상기 끼움 슬릿을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 부분이 상기 압박판 사이의 내부로 끼워지는 버스바 삽입판과, 상기 버스바 삽입판과 평행하도록 절곡 부위의 일측 또는 양측 일부가 연장되어 돌출 형성되는 접합부가 형성된 전도클립이 결합되는 클립 조립체를 두개 구비하고, 상기 각각의 클립 조립체에 형성된 접합부 사이를 전기적으로 연결하는 연장로드를 더 포함한다.
또한, 상기 압박클립은, 상기 압박판 사이의 내측면 일부가 서로 대향되도록 돌출 형성되는 하나 이상의 압착돌기를 포함한다.
또한, 상기 전도클립의 버스바 삽입판 양 측단은, 상기 압박클립이 상기 버스바 삽입판으로 끼워질 때 상기 압박판의 양 측면이 구속되도록 L자형으로 절곡되는 끼움 절곡편이 형성된다.
또한, 상기 압박판은, T자 형상이 되도록 양 측면 하부 일부가 절단되어 상기 끼움 절곡편의 접촉 부위 사이에 끼움홈을 형성하고, 상기 끼움홈은 상기 바디부의 끼움 블록에 결합된다.
또한, 상기 전도클립의 버스바 삽입판 하단 일부는, 상기 버스바 삽입판 사이로 버스바가 삽입될 때, 상기 버스바 삽입판 외부로 버스바가 잘못 삽입되지 않도록 외측으로 일정 각도 절곡되는 형상의 가이드 절곡편이 형성된다.
또한, 상기 전도클립의 버스바 삽입판 상단 일부는, 상기 압박클립의 압박판 사이 간격보다 상기 버스바 삽입판 외측면 사이 간격이 작아지도록 깍여지는 경사면이 형성된다.
또한, 상기 접합부와 상기 소켓 부재, 및 상기 접합부, 상기 소켓 부재, 상기 연장로드는 브레이징(brazing) 공정에 의해 접합된다.
또한, 상기 접합부는, 상기 소켓 부재의 외주면 일부를 감싸는 형상으로 절곡된다.
또한, 상기 접합부는, 상기 소켓 부재와 연장로드의 외주면 일부를 감싸는 형상으로 절곡된다.
본 발명의 효과 중 하나는 태양광 모듈의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 케이블 분리형 BIPV 정션박스를 제공하는 것이다.
본 발명의 효과 중 다른 하나는 태양광 모듈의 배치 설계와 상관 없이 용이하게 설치할 수 있는 정션박스 일체형 태양광 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 효과 중 또 다른 하나는 종래의 케이블 일체형 정션박스가 적용되지 못하는 특수 타입의 태양광 모듈에 적용할 수 있는 케이블 분리형 BIPV 정션박스를 제공하는 것이다.
도 1은 종래 정션박스의 일 예를 도시한 구성도이다.
도 2는 종래 정션박스의 다른 일 예를 도시한 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 종래 케이블 일체형 정션박스의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스와 케이블 결합 패키지의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스와 케이블 결합 패키지의 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에서 정션박스(J1 또는 J3)의 상단부 외관을 예시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에서 정션박스(J2)의 상단부 외관을 예시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에서 하나의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 내부를 예시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에서 하나의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 내부에 클립형 커넥터 모듈이 장착된 상태를 예시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에서 하나의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 하단부 외관을 예시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에서 하나의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 내부에 결합되는 클립 조립체와 소켓 부재를 예시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에서 정션박스의 내부에 결합되는 클립 조립체를 예시한 사시도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예들에서 정션박스의 내부에 결합되는 클립 조립체를 예시한 분해 사시도이다.
도 15는 본 발명의 실시예들에서 두개의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 하단부 외관을 예시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예들에서 두개의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 내부에 결합되는 클립형 커넥터 모듈과 소켓 부재를 예시한 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시예들에서 정션박스(J2)의 하단부 외관을 예시한 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시예들에서 정션박스(J2)의 내부에 결합되는 클립형 커넥터 모듈과 소켓 부재를 예시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 상세히 설명한다. 아울러 본 명세서 및 도면에서 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 달아 중복 설명을 생략한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스와 케이블 결합 패키지의 개념도이다.
도 4에서 보듯, 본 발명에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스와 케이블 결합 패키지는 태양광 모듈에서 발전된 전력이 인입 또는 인출되는 버스바(500)가 결합되는 하나 또는 두개의 클립형 커넥터를 포함하는 하나 이상의 BIPV 정션박스와, 상기 BIPV 정션박스의 일단 또는 양단에 구비되는 소켓 부재와 분리 가능하도록 전기적으로 삽입 결합되는 커넥터 부재가 구비된 케이블(400) 및 상기 케이블(400)을 통해 전달되는 전류의 방향을 결정하기 위한 정류수단을 포함한다. 또한, 상기 정류수단은 상기 케이블(400) 각각에 구비된 커넥터 부재의 내부에 다이오드(410)를 내장하여 구성될 수 있다.
정션박스 본체(J1)의 일단부는 태양광 모듈(미도시)에서 발전한 DC 전력이 인입되는 인입버스바(500)와 결합되어 DC 전원이 인입되고, 정션박스 본체(J3)의 일단부는 DC 전원이 인출되는 인출버스바(500)와 결합되어 다음 태양광 모듈로 DC 전원이 인출된다. 또한 정션박스 본체(J2)의 일단부는 태양광 모듈에서 발전한 DC 전력이 인입되는 인입버스바(500)와 결합되어 DC 전원이 인입되고, 타단부는 태양광 모듈에서 DC 전원이 인출되는 인출버스바(500)와 결합된다.
정션박스 본체(J1) 및 정션박스 본체(J3)의 일단부는 상기 인입버스바(500) 또는 인출버스바(500)가 중앙 내부로 삽입되어 결합되며, 전도율이 소정 이상인 재질로 되어 상기 인입버스바(500) 또는 인출버스바(500)의 양측면에 접촉되어 DC 전력을 인입받거나 인출시키는 1개 또는 2개의 전도클립을 구비한다.
정션박스 본체(J2)의 일단부 및 타단부는 상기 인입버스바(500) 및 인출버스바(500)가 각각 중앙 내부로 삽입되어 결합되며, 전도율이 소정 이상인 재질로 되어 상기 인입버스바(500) 및 인출버스바(500)의 양측면에 접촉되어 DC 전력을 인입받거나 인출시키는 2개의 전도클립을 구비한다.
본 실시예에서 정션박스 본체(J1, J3)는 별도로 구비되는 케이블(400)과 용이하게 분리 또는 결합되기 위해 소켓 부재를 일단에 구비하고, 정션박스 본체(J2)는 별도로 구비되는 케이블(400)과 용이하게 분리 또는 결합되기 위해 소켓 부재를 양단에 구비한다. 소켓 부재에 상응하는 구성으로서, 케이블(400)은 상기 소켓 부재에 전기적으로 삽입 결합되는 커넥터 부재를 구비한다. 또한 케이블(400)의 어느 일부에는 전류가 한 방향으로만 흐르게 하고 그 역방향으로는 흐르지 못하게 하는 다이오드(410)가 내장된다. 바람직한 예로 상기 다이오드(410)는 케이블(400)의 커넥터 부재 부분에 내장될 수 있다.
상기 정션박스(J1,J2,J3)의 소켓 부재는 소켓 가드(140) 내에 결합되어 보호되며, 케이블(400)에 연결되는 커넥터 부재를 상기 소켓 부재와 연결하기 위해 정션박스의 소켓 가드(140) 내로 삽입하여 상기 소켓 가드(140)에 형성된 체결공(142)으로 상기 커넥터 부재에 형성된 삽입부(440)의 걸림쇠(430)를 밀어 넣어 상기 소켓 부재와 커넥터 부재를 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 정션박스(J1)과 정션박스(J3)는 버스바(500)에 의해 서로 연결될 수 있으며, 정션박스(J2)는 전기적으로 연결된 다수의 태양광 서브모듈로부터 인입 인출되는 전력을 하나의 정션박스(J2)만을 이용하여 배터리(미도시), 인버터(미도시) 등으로 전달할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스와 케이블 결합 패키지의 개념도이다.
도 5에서 보듯, 본 발명에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스와 케이블 결합 패키지의 상기 정류수단은 상기 케이블 각각의 타단과 연결되는 다수의 다이오드가 내장된 공통 다이오드 박스(420)일 수 있다.
도 5의 예에서 정션박스 본체(J1, J2, J3)의 구성은 전술한 도 4의 실시예에서 정션박스 본체(J1, J2, J3)의 구성과 동일하다.
다만 도 5의 실시예에서 케이블(400)은 다이오드를 내장하지 않으며, 정션박스 본체(J1, J2, J3 중 적어도 하나)와 결합되는 케이블(400)의 끝단에 공통 다이오드 박스(420)가 연결된다.
공통 다이오드 박스(420)는 정션박스 본체(J1, J2, J3)에 각각 상응하는 개수의 독립된 다이오드들을 한 장소에 모아 내장한다. 관리자는 다이오드의 열화로 인해 교체가 필요할 경우 태양광 모듈의 정션박스 각각을 점검할 필요 없이 공통 다이오드 박스(420)만을 점검 및 문제의 다이오드를 용이하게 교체할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에서 정션박스(J1 또는 J3)의 상단부 외관을 예시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 실시예들에서 정션박스(J2)의 상단부 외관을 예시한 사시도이다.
본 발명에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스는 커버부(110)와 바디부(120)를 포함하는 패키징부(100)와 내부에 소켓 부재(300)가 보호되는 소켓 가드(140)를 포함하며, 정션박스(J1 또는 J3)는 일단에 하나의 소켓 부재(300)와 케이블을 연결할 수 있고, 정션박스(J2)는 양단에 두개의 소켓 부재(300)와 케이블을 연결할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에서 하나의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 내부를 예시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 실시예들에서 하나의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 내부에 클립형 커넥터 모듈이 장착된 상태를 예시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 실시예들에서 하나의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 하단부 외관을 예시한 사시도이고, 도 11은 본 발명의 실시예들에서 하나의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 내부에 결합되는 클립 조립체와 소켓 부재를 예시한 사시도이며, 도 12는 본 발명의 실시예들에서 정션박스의 내부에 결합되는 클립 조립체를 예시한 사시도이고, 도 13 및 도 14는 본 발명의 실시예들에서 정션박스의 내부에 결합되는 클립 조립체를 예시한 분해 사시도이다.
도 8 내지 도 14에서 보듯, 본 발명에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스(J1 또는 J3)는 태양광 모듈에서 발전된 전력이 인입 또는 인출되는 버스바가 삽입되어 전기적으로 연결되는 끼움 슬릿(236)이 하단에 구비된 클립형 커넥터 모듈(200)과, 상기 끼움 슬릿(236)의 길이 방향을 따라 상기 클립형 커넥터 모듈(200)의 좌측 또는 우측 일단에 결합되어 전기적으로 연결되는 하나의 막대 형 소켓 부재(300) 및 상기 끼움 슬릿(236)이 외부로 노출되도록 관통되는 버스바 삽입홀(130)이 형성되고, 상기 클립형 커넥터 모듈(200) 전체와 상기 커넥터 부재의 일단 일부를 수용하며, 내부에 절연물질이 충진되는 패키징부(100)를 포함한다. 여기서 상기 클립형 커넥터 모듈(200)은 압박클립(220), 전도클립(230), 접합부(232)를 포함하는 클립 조립체(210)가 하나만 포함될 때의 경우로 정의될 수 있다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 패키징부(100)는 내부에 공간이 마련되도록 상단이 개방되고, 내부에 내장된 클립 조립체(210)에 버스바가 삽입되도록 하단 일부가 개방되는 버스바 삽입홀(130)이 형성되며, 상기 클립 조립체(210)를 끼워 고정하기 위한 끼움 블록과, 상기 소켓 부재(300)의 일단이 관통되어 삽입되는 관통홀(126)이 마련된 가이드 블록(124)이 내부에 구비되고, 하단 일부에 상기 클립 조립체(210)의 외부와 상기 소켓 부재(300)의 외부를 덮는 절연물질을 주입하기 위한 충진홀(128)이 형성되는 바디부(120)와, 상기 바디부(120)의 개방된 상단과 상기 클립형 커넥터 모듈(200)의 상단을 덮는 커버부(110)를 포함한다.
상기 충진홀(128)을 통해 주입되는 절연물질은 외부의 이물질 또는 수분으로부터 내장 부품을 보호하여 고장원인을 제거하기 위한 것으로 합성수지, 실리콘 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 바디부(120)의 일단에는 상기 바디부(120)의 외부로 노출되는 소켓 부재(300) 전체를 내부에 수용하도록 상기 바디부(120)의 일단 또는 양단이 원통 형상으로 일정 길이 연장되어 돌출되는 소켓 가드(140)를 형성하여 소켓 부재(300)를 보호할 수 있다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 소켓 부재(300)는 커넥터 부재와 전기적으로 연결하기 위한 접속바(310)와, 소켓 부재(300)를 고정하기 위한 걸림 단턱(320), 그리고 접합부(232)와 전기적으로 연결되도록 결합되는 접합바(330)를 갖는 봉 형상을 갖는다.
상기 클립형 커넥터 모듈(200)은 얇은 직사각형판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 상단 슬릿홀(224)이 형성되고, 상기 상단 슬릿홀(224)을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 한쌍의 압박판(222)을 포함하는 압박클립(220)과, 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 끼움 슬릿(236)이 형성되고, 상기 끼움 슬릿(236)을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 부분이 상기 압박판(222) 사이의 내부로 끼워지는 버스바 삽입판(234)과, 상기 버스바 삽입판(234)과 평행하도록 절곡 부위의 일측 또는 양측 일부가 연장되어 돌출 형성되는 접합부(232)가 형성된 전도클립(230)이 결합되는 하나의 클립 조립체(210)를 포함한다.
이때, 태양광 모듈에 구비된 버스바는 상기 전도클립(230)에 형성되는 끼움 슬릿(236) 내부로 삽입되어 압박클립(220)의 상단 슬릿홀(224)을 약간 통과하는 상태로 끼워지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 압박클립(220)은 상기 압박판(222) 사이의 내측면 일부가 서로 대향되도록 돌출 형성되는 하나 이상의 압착돌기(226)를 포함하여 상기 끼움 슬릿(236)을 통해 삽입되는 버스바를 압박 구속할 수 있게 한다. 이때 도 12 내지 도 14에서처럼 상기 압착돌기(226)는 상기 압박판(222)의 좌우 양측에 세로 방향으로 긴 형상을 갖는 돌기 형태를 갖는게 바람직하다.
아울러, 상기 전도클립(230)의 버스선 삽입판 양 측단은 상기 압박클립(220)이 상기 버스선 삽입판으로 끼워질 때 상기 압박판(222)의 양 측면이 구속되도록 L자형으로 절곡되는 끼움 절곡편(238)이 형성되어 도 9에서처럼 끼움 블록에 클립형 커넥터 모듈(200)이 잘 안착될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 도 12에서처럼 상기 압박판(222)은 T자 형상이 되도록 양 측면 하부 일부가 절단되어 상기 끼움 절곡편(238)의 접촉 부위 사이에 끼움홈(237)을 형성하고, 상기 끼움홈(237)은 상기 바디부(120)의 끼움 블록에 결합될 수 있게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전도클립(230)의 버스선 삽입판 하단 일부는 상기 버스선 삽입판 사이로 버스선이 삽입될 때, 상기 버스선 삽입판 외부로 버스선이 잘못 삽입되지 않도록 외측으로 일정 각도 절곡되는 형상의 가이드 절곡편(235)이 형성될 수 있다.
아울러, 상기 전도클립(230)의 버스선 삽입판 상단 일부는 상기 압박클립(220)의 압박판(222) 사이 간격보다 상기 버스선 삽입판 외측면 사이 간격이 작아지도록 깍여지는 경사면을 형성하여 압박클립(220)과 전도클립(230)의 결합을 용이하게 할 수 있다.
또한, 상기 접합부(232)와 상기 소켓 부재(300)는 전기적으로 단락이 발생하지 않도록 브레이징(brazing) 공정에 의해 접합되는 것이 바람직하며, 상기 접합부(232)는 상기 소켓 부재(300)의 외주면 일부를 감싸는 형상으로 절곡시켜 브레이징 작업을 보다 용이하게 할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
도 15는 본 발명의 실시예들에서 두개의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 하단부 외관을 예시한 사시도이고, 도 16은 본 발명의 실시예들에서 두개의 클립 조립체를 갖는 정션박스(J1 또는 J3)의 내부에 결합되는 클립형 커넥터 모듈과 소켓 부재를 예시한 사시도이며, 도 17은 본 발명의 실시예들에서 정션박스(J2)의 하단부 외관을 예시한 사시도이고, 도 18은 본 발명의 실시예들에서 정션박스(J2)의 내부에 결합되는 클립형 커넥터 모듈과 소켓 부재를 예시한 사시도이다.
도 15 내지 도 18에서 보듯, 본 발명에 따른 케이블 분리형 BIPV 정션박스는 태양광 모듈에서 발전된 전력이 인입 또는 인출되는 버스바가 삽입되어 전기적으로 연결되는 끼움 슬릿(236)이 하단에 구비된 클립형 커넥터 모듈(200), 상기 끼움 슬릿(236)의 길이 방향을 따라 상기 클립형 커넥터 모듈(200)의 좌측 또는 우측 일단 또는 양단에 결합되어 전기적으로 연결되는 하나 또는 두개의 막대 형 소켓 부재(300) 및 상기 끼움 슬릿(236)이 외부로 노출되도록 관통되는 버스바 삽입홀(130)이 형성되고, 상기 클립형 커넥터 모듈(200) 전체와 상기 커넥터 부재의 일단 일부를 수용하며, 내부에 절연물질이 충진되는 패키징부(100)를 포함한다.
여기서 상기 클립형 커넥터 모듈(200)은 압박클립(220), 전도클립(230), 접합부(232)를 포함하는 클립 조립체(210) 두개와 각각의 클립 조립체(210)를 연결하는 연장로드(240)가 포함될 때의 경우로 정의될 수 있다.
상기 바디부(120)의 일단 또는 양단에는 상기 바디부(120)의 외부로 노출되는 소켓 부재(300) 전체를 내부에 수용하도록 상기 바디부(120)의 일단 또는 양단이 원통 형상으로 일정 길이 연장되어 돌출되는 소켓 가드(140)가 형성된다.
또한, 상기 클립형 커넥터 모듈(200)은 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 상단 슬릿홀(224)이 형성되고, 상기 상단 슬릿홀(224)을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 한쌍의 압박판(222)을 포함하는 압박클립(220)과, 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 끼움 슬릿(236)이 형성되고, 상기 끼움 슬릿(236)을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 부분이 상기 압박판(222) 사이의 내부로 끼워지는 버스선 삽입판과, 상기 버스선 삽입판과 평행하도록 절곡 부위의 일측 또는 양측 일부가 연장되어 돌출 형성되는 접합부(232)가 형성된 전도클립(230)이 결합되는 클립 조립체(210)를 두개 구비하고, 상기 각각의 클립 조립체(210)에 형성된 접합부(232) 사이를 전기적으로 연결하는 연장로드(240)를 더 포함한다.
아울러, 상기 접합부(232)는 상기 소켓 부재(300)와 연장로드(240)의 외주면 일부를 감싸는 형상으로 절곡되어 상기 소켓 부재(300) 및 상기 연장로드(240)가 브레이징(brazing) 공정에 의해 접합될 때 보다 견고하고 작업이 용이할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명에 관한 몇 가지 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 패키징부 110: 커버부
120: 바디부 130: 버스바 삽입홀
140: 소켓 가드 200: 클립형 커넥터 모듈
210: 클립 조립체 220: 압박클립
230: 전도클립 240: 연장로드
300: 소켓 부재 310: 접속바
320: 걸림 단턱 330: 접합바
400: 케이블선 410: 다이오드
420: 다이오드 박스 430: 걸림쇠
440: 삽입부 500: 버스바

Claims (12)

  1. 태양광 모듈에서 발전된 전력이 인입 또는 인출되는 버스바가 삽입되어 전기적으로 연결되는 끼움 슬릿이 하단에 구비된 클립형 커넥터 모듈;
    상기 끼움 슬릿의 길이 방향을 따라 상기 클립형 커넥터 모듈의 좌측 또는 우측 일단 또는 양단에 결합되어 전기적으로 연결되는 하나 또는 두개의 막대 형 소켓 부재; 및
    상기 끼움 슬릿이 외부로 노출되도록 관통되는 버스바 삽입홀이 형성되고, 상기 클립형 커넥터 모듈 전체와 케이블에 구비된 커넥터 부재의 일단 일부를 수용하며, 내부에 절연물질이 충진되는 패키징부를 포함하고,
    상기 패키징부는, 내부에 공간이 마련되도록 상단이 개방되고, 내부에 내장된 클립형 커넥터 모듈에 버스바가 삽입되도록 하단 일부가 개방되는 버스바 삽입홀이 형성되며, 상기 클립형 커넥터 모듈을 끼워 고정하기 위한 끼움 블록과, 상기 소켓 부재의 일단이 관통되어 삽입되는 관통홀이 마련된 가이드 블록이 내부에 구비되고, 하단 일부에 상기 클립형 커넥터 모듈의 외부와 상기 소켓 부재의 외부를 덮는 절연물질을 주입하기 위한 충진홀이 형성되는 바디부와, 상기 바디부의 개방된 상단과 상기 클립형 커넥터 모듈의 상단을 덮는 커버부를 포함하고,
    상기 바디부의 일단 또는 양단에는, 상기 바디부의 외부로 노출되는 소켓 부재 전체를 내부에 수용하도록 상기 바디부의 일단 또는 양단이 원통 형상으로 일정 길이 연장되어 돌출되는 소켓 가드가 형성되고,
    상기 클립형 커넥터 모듈은, 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 상단 슬릿홀이 형성되고, 상기 상단 슬릿홀을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 한쌍의 압박판을 포함하는 압박클립과, 얇은 판의 중심부에 슬릿 형상으로 길게 개방되는 끼움 슬릿이 형성되고, 상기 끼움 슬릿을 기준으로 양 끝단이 일정거리 이격되어 서로 마주보도록 L자 형상으로 절곡된 부분이 상기 압박판 사이의 내부로 끼워지는 버스바 삽입판과, 상기 버스바 삽입판과 평행하도록 절곡 부위의 일측 또는 양측 일부가 연장되어 돌출 형성되는 접합부가 형성된 전도클립이 결합되는 클립 조립체를 포함하고,
    상기 전도클립의 버스바 삽입판 하단 일부는, 상기 버스바 삽입판 사이로 버스바가 삽입될 때, 상기 버스바 삽입판 외부로 버스바가 잘못 삽입되지 않도록 외측으로 일정 각도 절곡되는 형상의 가이드 절곡편이 형성되고,
    상기 전도클립의 버스바 삽입판 상단 일부는, 상기 압박클립의 압박판 사이 간격보다 상기 버스바 삽입판 외측면 사이 간격이 작아지도록 깍여지는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블 분리형 BIPV 정션박스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 클립형 커넥터 모듈은,
    상기 클립 조립체를 하나 더 포함하고,
    상기 각각의 클립 조립체에 형성된 접합부 사이를 전기적으로 연결하는 연장로드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 분리형 BIPV 정션박스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압박클립은,
    상기 압박판 사이의 내측면 일부가 서로 대향되도록 돌출 형성되는 하나 이상의 압착돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 분리형 BIPV 정션박스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전도클립의 버스바 삽입판 양 측단은,
    상기 압박클립이 상기 버스바 삽입판으로 끼워질 때 상기 압박판의 양 측면이 구속되도록 L자형으로 절곡되는 끼움 절곡편이 형성되는 것을 특징으로 하는 케이블 분리형 BIPV 정션박스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압박판은,
    T자 형상이 되도록 양 측면 하부 일부가 절단되어 상기 끼움 절곡편의 접촉 부위 사이에 끼움홈을 형성하고, 상기 끼움홈은 상기 바디부의 끼움 블록에 결합되는 것을 특징으로 하는 케이블 분리형 BIPV 정션박스.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 접합부는,
    상기 소켓 부재의 외주면 일부를 감싸는 형상으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 케이블 분리형 BIPV 정션박스.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 접합부는,
    상기 소켓 부재와 연장로드의 외주면 일부를 감싸는 형상으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 케이블 분리형 BIPV 정션박스.
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