KR20010108137A - 솔라모듈 - Google Patents
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Abstract
마주보는 두 개의 유리기질(2,3)들이 솔라모듈(1)에 구성되고, 유리기질들의 경계영역에서 상기 유리기질들이 서로 연결되며, 밀봉상태의 이격기프레임(4)에 의해 이격되고, 공기가 충진된 사이공간(11)에서 복수개의 솔라셀(7)들이 유리기질(2,3)들에 대해 일정거리를 두고 배열된다. 유리기질들에 부착된 전도체리드(6)들에 의해 솔라셀(7)들이 전기적으로 서로 연결된다. 또한 전도체리드(6)들이 오직 한 개의 유리기질(2)에 부착되고, 가요성을 가진 이격기요소들에 의해 솔라셀(7)들이 한 개의 유리기질(2)에 고정된다.
Description
4㎜ 두께의 강화 솔라 유리(Solar glass)로 구성된 유리 기질을 기초로 하는 솔라모듈이 예를 들어 문헌 EP-A-0 525 225에 공지되어 있다. 유리기질위에 제 1 합성 필름, 전기적으로 상호연결된 솔라셀(Sola sell), 제 2 합성 필름 및 덮개필름으로부터 복합필름으로 구성된 스택(stack)구조의 층들이 층을 이루고 있다. 서로 용접되고 기질과 함께 고형 복합체를 형성하는 상승온도에서 층구성이 진공상태로 이루어진다.
또한 문헌 DE-41 28 766에 의하면, 솔라셀스트링(Solar cell string)내부로 상호연결되는 다수의 솔라셀들로 구성된 솔라모듈이 공지되어 있고, 상기 구성에서 투명한 기질페인(pane)이 스크린인쇄된 전도체시스템에 제공된다. 상기 배열 내에 위치한 솔라셀들의 후방접촉점들은 솔라셀스트링내에서 스크린인쇄된 전도체시스템과 접촉한다. 솔라셀스트링 내부에 위치한 솔라셀들의 전방접촉체들이 인접한 솔라셀들의 후방접촉체들에 병렬 또는 직렬로 상호연결된다. 플라스틱필름 또는 구조용 수지를 기초로 하는 결합용 복합체를 이용하면, 복합안전유리와 같이, 투명 덮개페인(cover pane)이 기질페인에 연결된다. 또한 근접한 솔라셀들이 전방 및/또는 후방접촉부들이 전기적으로 상호연결되도록, 솔라셀스트링내부에서 솔라셀들의 전방접촉부들과 접촉하는 스크린인쇄된 전도체시스템들에 상기 덮개페인이 제공된다.
인용문헌의 도4에 따르는 또다른 실시예에 있어서, 덮개 페인 및 기질페인이 절연유리페인의 개별페인들을 형성하고, 상기 배열에서, 두 개의 페인 사이에 공기로 충진된 사이공간 내에 솔라셀들이 위치한다. 이격장치를 이용하면, 상기 배열내부의 페인들이 소요거리로 이격된다. 직접적이지 않고 이격요소들을 통해 솔라셀스트링들이 스크린인쇄 전도체시스템들에 납땜되도록, 기질페인 및 덮개페인에 구성되고, 스크린인쇄된 전도체시스템 사이에서 전기전도성을 가지며 U자 형상 또는 후크(hook)형상을 가진 요소들이 배열된다.
특허청구범위에서 플라스틱필름 또는 주조용수지를 기초하는 결합화합물을 가진 단지 한 개의 솔라모듈(solar module)이 기술되기 때문에, 상기 실시예는 다음으로 중요하고, 즉, 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명된 실시예에 따라 사이공간이 주조용 수지로 충진된다.
상기 특허문헌의 도 4를 따르는 실시예를 참고할 때, 덮개 및 기질페인 사이에 심지어 작은 인장상태차이가 솔라모듈들의 유리파손을 야기할 수 있기 때문에, 여러 가지 이유에서 상기 실시예는 경제적 타당성이 없다. 또한 솔라모듈의 양쪽측면들에 부착되는 스크린프린트(screen print) 전도체시스템들은 태양복사의 효율을 손상시키고, 그 결과 상당한 전력손실을 야기할 수 있다. 교대로 위치하는 면들 위에 솔라셀들을 선배열하기 때문에, 추가로 수율을 감소시키는 상당히 높은 저항이발생된다.
유리기질들이 분석 및 제거되기 때문에, 합성필름 또는 주조용 수지체내에 솔라셀들이 삽입되는 공지의 솔라모듈들이 재활용에 적합하지 못하고, 합성필름 및/또는 주조용 수지 및 전도체들은 매우 다루기 어렵고 상당히 비싸서, 해로운 폐기물로서 요소들을 제거하는 것이 경제적 타당성을 가진다고 확인되었다.
본 발명은 청구범위 제 1항의 서두를 따르는 솔라모듈(Solar Module)에 관련된다.
도 1 은 상측에서 본 솔라모듈의 배치를 개략적으로 도시한 도면.
도 2 는 도 1을 따라 선 A-A의 솔라모듈의 단면도.
도 3 은 유리기질위에 위치한 전도체들의 제1 배열을 도시한 도면.
도 4 는 전도체들이 제 2 배열을 도시한 도면.
* 부호설명 *
2... 지지페인 3... 덮개페인
4... 이격기 프레임 6... 전도체리드
7... 솔라셀 8,9... 접촉리드
10... 납땜브릿지 12,13... 층
16,17... 씰 19... 분자씨이브
20... 습도게이지
따라서 본 발명의 목적은 매우 단순한 배열을 가지고, 유리파손 또는 유사한 손상시 솔라모듈들이 어려움없이 각각 재활용 또는 재사용될 수 있도록, 솔라모듈을 상기와 같이 개선하는 것이다.
상기목적이 청구범위 제1항의 특징을 가진 솔라모듈을 이용하여 달성된다.
본 발명을 따르는 솔라모듈이 가지는 주요장점을 보면, 솔라모듈내에 고정된 개별 솔라셀들이 상대적으로 간단하게 교체될 수 있고, 태양복사, 비 및 유사한 영향과 같은 날씨노출에 대해 솔라셀들이 매우 효과적으로 보호된다. 단지 한 개의 유리기질에 대해 솔라셀들이 단일연결되기 때문에 상기 영향에 기인한 유리기질내부에 형성되는 인장상태들이 솔라셀들에 전달되지 못하거나 무시할 정도로 전달된다. 본 발명을 따르는 솔라모듈의 간단한 배치에 기인하여, 상기 모듈을 제조시 소비되는 에너지가, 종래기술의 모듈에 비교하여, 상당히 감소되고, 따라서 제조비용이 1/3 또는 그 이상 감소될 수 있다.
개략적으로 도시된 실시예를 참고하여 본 발명이 상세하게 설명된 하기 설명 및 종속항에서 본 발명의 또다른 장점들이 설명된다.
도면들에서 동일 요소들의 참고부호들은 동일하고, 최초로 설명된 것은 구체적으로 다르게 기술되지 않는 한 유효하다.
도 1 에 있어서, 솔라모듈의 평면도는 단순히 개략적으로 도시된 것이고, 유리기질로서 배열된 지지페인(support pane)(2) 및 유리기질로서 배열된 일치상태의 덮개페인(3)을 가지며, 점선으로 도시되고 경계영역에 배열된 밀봉상태의 이격기프레임(4)을 이용하면 두 개의 페인들이 정해진 거리만큼 이격된다. 납땜된 브릿지(bridge)들에 의해 솔라셀(7)들이 연결되는 전도체리드(lead)(6)들이 유리기질(2)에 제공된다. 외측을 향해 연장구성되고, 각각 양의 포트(port) 및 음의 포트로서 배열된 접촉리드(8,9)들이 전도체(6)들에 제공된다. 예를 들어, 문헌 EP-B-0 525 070에 설명된 것과 같이, 솔라셀(7)들이 실리콘(silicon) 또는 티타늄셀들 또는 광화학셀들로 알려져 있다.
도 2 에 있어서, 솔라모듈(1)에 관한 도 1 의 선 A-A를 따르는 단면부분이 도시된다. 두 개의 유리기질(2,3)들로부터 일정거리를 두고 납땜브릿지(10)들을 이용하면, 솔라셀(7)들이 지지페인(2)위에서 전도체리드(6)들에 한쪽에만 고정된다. 또한 도면에 도시되지 않고, 실리콘 접착제에 의해 형성되는 결합스폿(binding spot)들과 같이 추가의 탄성을 가진 고정요소들이 제공될 수 있다.
따라서 두 개의 유리기질(2,3)들 사이의 공기충진공간(11)내부에 솔라셀(7)들이 다소 자유롭게 배열된다. 덮개페인(3) 및 지지페인(2) 이 실리케이트유리, 선호적으로 5㎜ 이하의 두께를 가지고 무색(흰색)의 유리로부터 덮개페인(3) 및 지지페인(2)이 제조된다. 또한 소요적용예에 따라, 일정량의 재생 유리 실리케이트(silicate)가 유리기질(2,3)을 제조하기 위해 이용될 수 있다. 양쪽의 기질(2,3)의 내부면들 위에, 62%이상의 광반사율을 나타내는 광선반사 페인트(paint)의 얇은 층(12,13)이 도포된다. 상기 페인트는 소위 유리페이스트(glass paste)로 알려진 세라믹페인트(ceramic paint)인 것이 유리하다. 상기 목적을 위하여, 세라믹페인트가 스크린프린트방법을 이용하여 유리기질에 도포되고, 터널킬른(Tunnel Kiln)내부에서 600℃도를 초과하는 온도를 표면위에 구워진다. 또한 전도체(7)들이 은(silver)페이스트가 선호되는 전기전도성 페이스트를 이용하여 유리기질(2)위에 프린팅되고, 600℃이상의 온도에서 구워진다.
세라믹페인트 및 전기전도성 페이스트가 동일한 공정단계에 따라 구워질 수 있다. 세라믹페인트코팅을 도포하는 대신에, 유리기질(2,3)들의 외부면들이 높은 확산효과를 가지고 반사되지 못하도록 샌드블라스팅(sand blasting) 또는 케미칼에칭(chemical etching)과 같은 표면처리가 상기 유리기질들에 적용될 수 있다. 다른 형태의 무반사 유리들이 또한 유리기질(2,3)들을 제조하기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어 100㎝×100㎝ 크기를 가질 수 있는 유리기질(2,3)들 내부에서 인장상태를 동일하게 만들기 위하여, 유리기질들이 열적으로 예비응력을 가지고, 즉 유리기질들은 터널킬른내부에서 약 600℃ 내지 700℃의 온도로 가열되고, 다음에 냉각공기유동에 의해 충돌 냉각된다.
또한 이격기프레임(4)은 이격요소로서 이용되고 직사각형 단면을 가진 유리막대를 포함하고, 유리막대의 두께는 약 6 내지 16㎜이지만 약 8㎜가 선호된다. 유리기질(2,3)과 성형된 유리막대(15)의 외부코너들내에서, 부틸(butyl)고무로 제조된 씰(seal)(16)이 제공된다. 다음에 솔라모듈(1)용 물 습기 방지장치로서 작용하며 "Bynel" 또는 "hot melt"라는 상표로 알려진 멜트(melt)접착제 또는 실리콘 고무와 같은 고무-탄성재료로 제조된 또다른 씰(17)이 유리이격기(15)의 외측위에 제공된다. 오크(Oak)나무 또는 너도밤나무와 같은 경질목재의 목재슬랫(slat0들의 다른 재료에 의해 상기 유리이격기(15)가 제조될 수 있다. 또한 멜트접착제("hot melt")를 이용하여 유리이격기(2,3)들 사이에 고정되는 알루미늄 슬랫들이 제공될 수 있다. 또한 솔라모듈내부에 사이공간(11) 내부의 잔류 습도를 감소시키고, 솔라셀(6)들의 부식을 방지하기 위하여 제오라이트(zeolite)와 같은 건조제로서 분자 씨이브(seive)(19)가 제공될 수 있다. 또한 유리기질(2,3)들 사이에서 습도게이지(gauge)(20)가 사이간격(11)내에 배열될 수 있고, 유리기질의 전기접촉부들이 또한 도면에 도시되지 않은 전도체리드(lead)들을 통해 외부로 연장구성될 수 있다. 상기 배열을 이용하면, 솔라모듈(1)내부의 습도가 조정될 수 있고 솔라모듈(1)내부의 누출이 감지될 수 있다.
도4를 참고할 때, 실시예로서 평행한 다수의 전도체리드(6)들의 배열이 제공되고, 상기 전도체리드(도면에서 점선으로 도시된) 장방형의 솔라셀(7)에 납땜된다. 제조공정동안, 크기가 큰 단일 실리콘보드가 전도체리드(6)들 위에 납땜되고, 이어서 레이저빔을 이용하여, 상기 보드가 장방형의 개별 솔라셀(7)들 내부로 절삭된다. (양 및 음의) 두 개의 연결포트들이 유리기질 또는 지지페인(2)의 좌측 및 우측을 향한다.
도 4 에 있어서, 점선으로 도시된 4개의 솔라셀(7)들을 위해 전도체리드(6)들의 또다른 배열이 도시된다.
추가로, 이격기프레임(4)을 이용해 서로 정확히 상부로 일치시키지 않고 경미하게 오프셋을 이루며 지지페인(2) 및 덮개페인(3)을 장착하는 것이 가능하다. 상기 방법에 의하여, 복수개의 솔라셀(1)들이 이음선없이 일렬로 배열되고, 더 큰 배열을 구성한다. 상기 방법에 의해 일렬로 배열된 솔라모듈들이 각각 지붕 또는 건물의 유사부분들 위에 벽 또는 소위 건물전면들을 위한 기후용 코팅을 형성할 수있다.
본 발명의 솔라모듈(1)을 제조하기 위해 소비되는 에너지 또는 평방 미터당 30 내지 50 kWh 이고, 요리기질 두께는 3.5 내지 4.5 ㎜이다. 이것은 유리 1㎏에 대해 약 2.2 kWh 에 해당한다.
Claims (12)
- 서로 마주보게 배열된 두 개의 유리기질(2,3)들을 가지고, 유리기질들의 경계영역에서 상기 유리기질들이 서로 연결되며, 밀봉상태의 이격기프레임(4)에 의해 이격되고, 공기가 충진된 사이공간(11)에서 복수개의 솔라셀(7)들이 유리기질(2,3)들에 의해 일정거리를 두고 배열되며, 상기 배열에서 전도체리드들에 의해 솔라셀(7)들이 전기적으로 서로 연결되고 솔라모듈(1)에 있어서,전도체리드(6)들이 오직 한 개의 유리기질(2)에 부착되고, 가요성을 가진 이격기요소들에 의해 솔라셀들이 한 개의 유리기질(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 1 항에 있어서, 가요성결합부에 의해 솔라셀(7)이 유리기질(2,3)위에 고정되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 한 항에 있어서, 이격기프레임(4)에 의하고 추가의 탄성씰(17)에 의해 사이공간(11)이 외부공간으로부터 밀봉되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 3 항에 있어서, 실리콘 고무 또는 경화된 멜트접착제에 의해 탄성씰(17)이 구성되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 4 항에 있어서, 추가의 탄성씰(16)에 부틸고무가 제공되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 한 항에 있어서, 상기 유리기질(2,3)들이 무색(백색)유리가 선호되는 실리케이트유리로 구성되고, 5 ㎜이 최대두께를 가지는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 6 항에 있어서, 62%이상의 광선반사율을 나타내는 광선반사 페인트에 의해 유리기질(2,3)들의 전체표면들이 코팅되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 7 항에 있어서, 광선반사페인트가 세라믹페인트인 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 6 항 내지 제 8 항 중 한 항에 있어서, 샌드블라스팅 또는 화학적부식으로서 상부면처리작업을 통해 유리기질(2,3)들이 무반사 상부면이 구성되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 한 항에 있어서, 은을 포함한 페이스트에 의해 전도체리드(6)가 씨이브압력을 받으며 유리기질상에 이동되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 한 항에 있어서, 솔라모듈(1)내부의 잔류습도를 감소시키기 위하여, 사이공간(11)내부에서 제오라이트와 같은 분자씨이브(19)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 한 항에 있어서, 솔라모듈 내부의 노출이 탐지될 수 있는 습도조정게이지(20)가 사이공간(11)내부에 제공되는 것을 특징으로 하는 솔라모듈.
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