KR20070107318A - 태양전지 모듈 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 옥외 난간 외부에 경사지게 배치되는 프레임부와; 이 프레임부 상에 경사지게 장착되는 태양전지 모듈; 및 프레임부를 옥외 난간에 고정시키는 체결수단을 포함하는 태양전지 모듈 구조물이 제공된다. 개시된 태양전지 모듈 구조물에 따르면, 건물 외부에서 행해지는 위험한 설치작업이 요구됨 없이, 발코니 내부에서의 안정적인 설치작업을 보장하며, 유지보수가 용이하다는 장점이 있다. 또한, 각각의 태양전지 모듈이 최적의 입사면적을 유지하면서도 옥외 난간 외부로 크게 돌출되지 않으며, 설치되는 수평 방향에 관계없이 최적의 방위각을 유지할 수 있는 장점이 있다.

태양광발전, 태양전지, 모듈

Description

태양전지 모듈 구조물{Solar cell module structure}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물을 나타낸 사시도이고,

도 2는 도 1에 도시된 태양전지 모듈 구조물의 측면도이고,

도 3은 도 1에 도시된 프레임부의 사시도이고,

도 4a 및 도 4b는 도 1에 도시된 제1브래킷 및 제2브래킷의 사시도이고,

도 5는 도 1에 도시된 제1태양전지 모듈의 단면도이고,

도 6은 도 1에 도시된 체결수단을 나타낸 단면도이고,

도 7a 내지 도 7c는 도 1에 도시된 태양전지 모듈 구조물의 설치 순서를 나타낸 개념도들이고,

도 8은 도 1에 도시된 태양전지 모듈 구조물의 내부 전선 연결구조를 나타낸 분해 사시도이고,

도 9는 도 1에 도시된 태양전지 모듈 구조물의 실시예를 나타낸 사시도이고,

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물을 나타낸 사시도이고,

도 11은 도 10에 도시된 태양전지 모듈을 나타낸 사시도이고,

도 12는 도 10에 도시된 체결수단을 나타낸 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200...태양전지 모듈 구조물 110,210...프레임부

111,211...메인 프레임 112,212...지지대

113,213...브래킷 120,220...태양전지 모듈

121,221...제1태양전지 모듈 122,222...제2태양전지 모듈

123,223...제3태양전지 모듈 130,230...체결수단

본 발명은 태양전지 모듈 구조물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공동건물의 옥외 난간 외부에 설치되어 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되는 화석에너지는 그 양이 한정되어 있으므로 언젠가는 고갈되고 여러 오염물질을 배출하기 때문에 대부분의 국가에서는 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체에너지를 개발하고 있는 실정이다. 화석에너지를 대체할 수 있는 에너지는 여러 종류가 있는바, 조수 간만의 차를 이용하여 에너지를 얻는 조력, 파도를 이용하여 에너지를 얻는, 바람의 힘을 이용하여 에너지를 얻는 풍력, 그리고 땅속의 열을 이용하는 지열 등이 있으며, 이들 에너지의 근원이 되는 태양에너지가 있다. 이들 여러 대체 에너지를 이용하는 방법은 상당 부분 실용화되고 있으며, 태양에너지를 이용하여 발전 및 난방에 이용하는 것도 그 중 하나이다.

태양에너지를 이용하는 방법은 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용하는 방법으로 구분된다. 태양열을 이용하는 방법은 태양에 의해 데워진 물 등을 이용하여 난방 및 발전을 하는 방법이며, 태양광을 이용하는 방법은 태양의 빛을 이용하여 전기를 발생시킴으로써 이 전기로 각종 기계 및 기구를 작동시킬 수 있도록 하는 방법으로 태양광발전(太陽光發電)이라고 한다.

이 중 태양광발전은 태양의 빛 에너지를 태양 전지라는 광전 변환기(光電 變換機)를 이용하여 직접 전기 에너지로 변환시켜 이용하는 것으로서, 전력계통과의 연계 유무에 따라, 생산된 전기를 전력망에 연결하지 않고 사용하는 독립형과, 생산된 전기를 전력망에 연결하여 전력공급회사로 보내는 형식으로, 쓰고 남은 전기를 전력회사에 팔고 생산된 전기만으로는 필요한 전기를 충당하지 못할 경우에는 전력망을 통해 전기를 공급받을 수 있도록 한 계통연계형으로 구별되며, 부분적으로 빛을 이용하는 것이기 때문에 흐린 날에도 이용이 가능하여 태양 에너지의 이용 효율이 태양열발전보다 높은 것이 특징이다.

이러한 태양광발전은, 무한정, 무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 불필요하고, 대기오염이나 폐기물 발생이 없으며, 발전 부위가 반도체 소자이고 제어부가 전자 부품이므로 기계적인 진동과 소음이 없다. 또한, 태양 전지의 수명이 최소 20년 이상으로 길고, 발전 시스템을 자동화시키기에 용이하며, 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화할 수 있는 장점을 지니고 있다.

상기 태양광발전에 이용되는 태양전지는, 상기한 바와 같이, 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환 시켜주는 역할을 하는 것으로서, 통상적으로 주로 실리콘과 복합재료가 이용된다. 구체적으로, 태양전지는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시켜 사용하는 것으로, 태양 빛을 받아 전기를 생산하는 광전효과(光電效果)를 이용하는 것이다. 대부분의 태양전지는 대면적의 P-N 접합 다이오드로 이루어져 있으며, 상기 P-N 접합 다이오드의 양극단에 발생 된 기전력(起電力)을 외부 회로에 연결하여 사용하게 된다.

이러한 태양전지의 최소 단위를 셀(Cell)이라고 하는데, 실제로 태양전지를 셀 그대로 사용하는 일은 거의 없다. 실제 사용되는데 필요한 전압이 수 V에서 수십 혹은 수백 V 이상인데 비하여 셀 1개로부터 나오는 전압은 약 0.5V로 매우 작기 때문인데, 이 때문에 다수의 단위 태양전지들을 필요한 단위 용량으로 직렬 또는 병렬 연결하여 사용하고 있다. 또한, 태양전지가 야외에서 사용되는 경우 여러 가지 혹독한 환경에 처하게 되므로, 필요한 단위 용량으로 연결된 다수의 셀을 혹독한 환경에서 보호하기 위하여 복수의 셀을 패키지로 한 태양전지 모듈(solar cell module)로 구성하여 사용한다.

그러나 종래 태양전지 모듈은, 일정 전력을 얻기 위하여 다량 사용되어야 하기 때문에 설치장소에 제한이 따른다. 즉, 종래 태양전지 모듈은 건물 옥상이나 옥외 시설물 등에 설치할 때는 별문제가 없지만, 주택의 상당수를 차지하는 공동주택에 설치하는 경우에는 세대 내 개별 설치가 어려운 문제점이 있다. 또한, 태양광의 각도에 따른 효율의 변화를 갖는 태양광발전 시스템의 특성상 종래 태양전지 모듈은 건물의 옥상, 지붕 또는 별도로 세운 지주 등에 설치해야 하며, 태양 에너지를 흡수하는 태양전지 모듈의 방향이 남향으로 되어야 한다는 제한도 따른다.

이런 문제로 인해 한정되어 있는 건물의 옥상 또는 별도의 옥외 시설물을 사용해 태양전지를 설치하여 발전을 하고 있으며, 아파트나 다세대 주택, 공동건물, 옥외 구조물 등에서의 개별 태양광발전 시스템의 이용은 설치공간의 부족으로 인해 제한되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 태양전지 모듈이 공동건물을 포함한 모든 건물 및 옥외 시설물에 설치 가능하도록 하며, 설치 방향에 따른 태양전지 모듈의 효율 변화가 없도록 구조를 개선한 태양전지 모듈 구조물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양전지 모듈 구조물은, 옥외 난간 외부에 경사지게 배치되는 프레임부와; 상기 프레임부 상에 경사지게 장착되는 태양전지 모듈; 및 상기 프레임부를 옥외 난간에 고정시키는 체결수단을 포함한다.

여기서, 상기 프레임부는, 상단이 상기 체결수단에 의해 고정되며, 옥외 난간 외부에 경사지게 배치되는 메인 프레임과; 상기 메인프레임과 옥외 난간 사이에 배치되어 상기 메인 프레임을 옥외 난간에 대하여 경사지게 배치된 상태로 고정시 키는 지지대; 및 상기 태양전지 모듈을 상기 프레임부 상에 경사지게 고정시키는 브래킷을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 체결수단은, Ｕ자형으로 형성되어 라운드진 내측이 옥외 난간 상부에 지지되며, 개방된 양단이 상기 프레임부 상단과 결합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 체결수단은, 상부가 라운드 지게 형성되어 옥외 난간 상부에 걸쳐지며, 상부로부터 직선으로 연장된 하부는 상기 프레임부 외측 상단과 결합하는 제1체결체; 및 라운드진 상부가 상기 제1체결체 상부와 결합함으로써 제1체결체와 함께 옥외 난간 상부를 둘러싸며, 상부로부터 직선으로 연장된 하부는 상기 프레임부 내측 상단과 결합하는 제2체결체를 포함하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 태양전지 모듈은, 상기 프레임부 상부에 배치되는 제1태양전지 모듈과; 상기 제1태양전지 모듈과 동일한 크기를 가지며, 상기 제1태양전지 모듈 하부에 배치되는 제2태양전지 모듈; 및 상기 제1 및 제2태양전지 모듈보다 큰 크기를 가지며, 상기 제2태양전지 모듈 하부에 배치되는 제3태양전지 모듈을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 태양전지 모듈은, 상기 프레임부 상에 일측으로 경사지게 장착되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 태양전지 모듈 배후 면에는, 다수의 방열판이 배치된 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 태양전지 모듈 구조물의 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 프레임부의 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 브래킷의 사시도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)은, 프레임부(110)와, 태양전지 모듈(120) 및 체결수단(130)을 포함한다.

상기 프레임부(110)는, 옥외 난간(10), 바람직하게는 공동건물의 발코니(Balcony)에 설치된 난간 외부에 경사지게 배치되는 것으로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 메인프레임(111)과, 지지대(112) 및 브래킷(113)을 포함한다.

상기 메인프레임(111)은, 프레임부(110)의 틀을 이루는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 나란하게 이격 배치된 한 쌍의 세로프레임(111a) 및 이 한 쌍의 세로프레임(111a) 사이에 배치되는 다수의 가로프레임(111b)을 포함하여 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가로프레임(111b)이 세 개인 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 가로프레임(111b)의 개수는 메인프레임(111) 상에 배치되는 태양전지 모듈(120)의 개수에 따라 달라질 수 있다. 이러한 메인프레임(111)은, 옥외 난간(10) 외부에 경사지게 배치되며, 양측 상단이 체결수단(130)에 의해 고정됨으로써, 옥외 난간(10) 상부에 설치된다. 이때, 옥외 난간(10) 외부에 경사지게 배치되는 메인프레임(111)의 경사진 정도는, 상기 메인프레임(111)의 하단과 옥외 난간(10)과의 이격 거리와, 태양전지 모듈(120)이 이루게 될 경사 정도 및 상기 태양전지 모듈 구조물(100)이 옥외 난간(10) 외부로 돌출되는 정도를 고려하여 조절하는 것이 바람직하다.

상기 메인프레임(111)이 이러한 경사 각도를 가지고 옥외 난간(10) 외부에 배치되도록 하기 위하여, 메인프레임(111)과 옥외 난간(10) 사이에 지지대(112)가 배치된다. 이 지지대(112)는, 메인프레임(111) 양 측부 소정부위에 각각 하나씩 한 쌍이 구비될 수 있으며, 각각의 지지대(112)는 서로 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 각각의 지지대(112)는, 각각 일단이 메인프레임(111)의 측부 소정부위에 결합하고 타단이 옥외 난간(10) 하부에 결합함으로써, 상기 메인프레임(111)이 소정의 경사를 이루면서 옥외 난간(10)에 고정되도록 한다. 이때 옥외 난간(10) 하부에 결합하는 지지대(112) 타단은, 옥외 난간(10)과의 반복적인 체결과 분리가 가능하도록, 나사 등과 같은 수단을 이용하여 옥외 난간(10) 하부와 결합하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 메인프레임(111) 상에 태양전지 모듈(120)을 고정하기 위하여, 메인프 레임(111)과 태양전지 모듈(120) 사이에는 다수의 브래킷(113)이 배치되며, 이러한 브래킷(113)은, 도 4에 도시된 바와 같은 형상을 갖는 상부 브래킷(113a)과, 하부 브래킷(113b)으로 구분될 수 있다. 이 중 상부 브래킷(113)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 가로프레임(111b) 상에 결합하고 타단이 태양전지 모듈(120) 상부와 결합함으로써, 태양전지 모듈(120) 상부를 메인프레임(111)에 고정하게 되며, 하부 브래킷(113b)은, 일단이 세로프레임(111a) 상에 결합하고 타단이 태양전지 모듈(120) 하부와 결합함으로써, 태양전지 모듈(120) 하부를 메인프레임(111)에 고정하게 된다. 이러한 상부 및 하부 브래킷(113a,113b)에 있어서, 하부 브래킷(113b)은 상부 브래킷(113a)보다 더욱 긴 길이를 가짐으로써, 태양전지 모듈(120)이 메인프레임(111)에 대하여 소정의 각을 이루면서 하부로 경사지게 배치되도록 한다. 이때 태양전지 모듈(120)의 경사진 각도는, 상기 태양전지 모듈 구조물(100)이 설치되는 지역의 위치 및 기후 조건 등을 고려하여, 태양전지 모듈(120)이 최적의 입사각을 갖도록 조절하여야 하는데, 이는 태양전지 모듈(120)의 발전 효율을 극대화하기 위함이며, 바람직하게는 약 45°정도의 각도일 수 있다.

한편, 태양전지 모듈(120)은, 상기 프레임부(110) 상에 경사지게 장착되는 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임부(110)부 상부에 배치되는 제1태양전지 모듈(121)과, 상기 제1태양전지 모듈과 동일한 크기를 가지며, 제1태양전지 모듈(121) 하부에 배치되는 제2태양전지 모듈(122) 및 상기 제1 및 제2태양전지 모듈(121,122)보다 더 큰 크기를 가지며, 제2태양전지 모듈(122) 하부에 배치되는 제3태양전지 모듈(123)을 포함한다. 이러한 각각의 태양전지 모듈(121,122,123) 은, 상기한 바와 같이 서로 일정 거리만큼 이격 배치되며, 각각 메인프레임(111)에 대하여 소정의 각을 이루면서 하부로 경사지게 배치됨으로써, 이와 같은 구조를 가지는 태양전지 모듈(120)에 의해 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)은, 각각의 태양전지 모듈(121,122,123)이 최적의 입사각과 입사면적을 유지하면서도 옥외 난간(10) 외부로 크게 돌출되지 않게 되며, 전체적인 외관이 루버(Louver)형 차양 막 형태를 가지게 된다.

도 5는 도 1에 도시된 제1태양전지 모듈의 단면도이다.

이하, 도 5에 도시된 제1태양전지 모듈을 참고하면서, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물에 구비되는 태양전지 모듈에 관하여 상세히 설명한다.

도 5를 참고하면, 상기 제1태양전지 모듈(121)은, 태양 빛을 받아 태양의 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 셀 집합체(121a) 및 이 태양전지 셀 집합체(121a) 하부에 배치되어 태양전지 셀 집합체(121a)를 고정하는 모듈 프레임(121b)을 포함한다. 여기서 상기 모듈 프레임(121b)은, 태양전지 셀 집합체(121a)를 고정하는 동시에 다수의 브래킷(113)과 각각 결합함으로써, 상기 제1태양전지 모듈(121)을 프레임부(110) 상에 고정하는 매개체가 된다. 아울러 태양전지 셀 집합체(121a) 배면 측에는, 태양전지 셀 집합체(121a)로부터 열을 전달받아 대기 중으로 방출하여 태양전지 셀 집합체(121a)를 냉각시킴으로써, 태양전지 셀 집합체(121a)의 온도상승에 의한 발전 효율 저하를 방지하기 위한 방열판(121c)이 더 구비될 수도 있다. 이와 같이 상기 방열판(121c)을 더 구비함으로써, 태양전지 셀 집합체(121a)의 온도상승을 방지하는 효과뿐 아니라 건물 내에서 보이게 되는 태양전지 모듈(120)의 배후 면의 미관이 보다 수려하게 보이게 되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이상에서는 설명의 편의를 위해 제1태양전지 모듈(121)만을 예시하여 설명하였으나, 위에서 설명된 제1태양전지 모듈(121)의 구조는 제2 및 제3태양전지 모듈(122,123)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 이는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다고 볼 것이다.

아울러, 이상에서는 태양전지 모듈이 3개가 구비되는 것으로 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 태양전지 모듈은 필요에 따라 2개 또는 4개 이상 구비될 수 있음 또한 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다고 볼 것이다.

도 6은 도 1에 도시된 체결수단을 나타낸 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)은, 옥외 난간(10) 상에 장착되기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같은 체결수단(130)을 구비할 수 있다.

상기 체결수단(130)은, 상기한 바와 같이 태양전지 모듈 구조물(100)을 옥외 난간(1) 상에 장착하기 위하여 프레임부(110)를 옥외 난간 상부(10)에 고정시키는 것이며, 개방된 양단이 프레임부(110) 상단과 결합한다. 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 체결수단(130)은, 대략 Ｕ자형으로 형성되어 라운드진 내측이 옥외 난간(10) 상부에 지지가 되며, 개방된 양단이 메인프레임(111)의 세로프레임(111a) 상단과 결합하는 것이다.

도 7a 내지 도 7c는 도 1에 도시된 태양전지 모듈 구조물의 설치 순서를 나타낸 개념도들이다.

아래에, 도 7a 내지 도 7c를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물이 옥외 난간에 설치되는 과정을 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)을 옥외 난간(10)에 설치하기 위하여, 도 7a에 도시된 바와 같이, 발코니 내부에서 태양전지 모듈(120)이 장착된 프레임부(110)를 상기 체결수단(130)을 이용하여 옥외 난간(10) 상부에 결합한다. 그런 다음, 옥외 난간(10) 상부에 결합한 태양전지 모듈 구조물(100)을 도 7b에 도시된 바와 같이, 옥외 난간(10) 상부를 중심으로 옥외 난간(10) 외부로 회전시킨 후 지지대(112)를 옥외 난간(10) 하부에 고정함으로써, 태양전지 모듈(120)이 장착된 프레임부(110)가 지면에 대하여 소정의 각도를 이루면서 옥외 난간(10) 상에 장착되면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)을 옥외 난간(10)에 설치하는 작업이 완료된다. 이때 상기 프레임부(110)의 메인프레임(111)은, 그 하부가 옥외 난간(10)보다 더 하부에 위치하도록 형성되어 있기 때문에, 태양전지 모듈(120)이 공동건물의 층간 간격 부분까지 배치될 수 있도록 함으로써, 태양전지 모듈(120)의 발전 면적이 극대화될 수 있도록 한다.

한편, 아파트 등과 같은 공동주택에서는, 이사시에 발코니 외측으로 고가 사다리차가 접근하게 되는데, 이때 옥외 난간(10) 외부에 설치된 상기 태양전지 모듈 구조물(100) 때문에 고가 사다리차의 접근이 어려운 문제가 있다. 이때에는 도 7c에 도시된 바와 같이, 옥외 난간(10) 하부와 지지대(112)의 결합을 해제하여 태양 전지 모듈(120) 및 프레임부(110)를 옥외 난간에 밀착시킴으로써, 이러한 문제를 해결할 수 있다.

상기와 같은 방법에 의해 설치되는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)은, 위에서 설명한 바와 같이, 발코니 내부에서 옥외 난간(10) 상부에 결합한 후, 옥외 난간(10) 상부를 중심으로 회전되어 옥외 난간(10) 외부에 설치되는 구조를 가짐으로 하여, 건물 외부에서 행해지는 위험한 설치작업이 요구됨 없이, 발코니 내부에서의 안정적인 설치작업을 보장한다. 또한, 표면세척 및 보수가 필요할 경우에는, 상기 태양전지 모듈 구조물(100)을 다시 회전시켜 발코니 내부에서 표면세척 및 보수작업을 수행하면 되므로, 유지보수가 용이하다는 장점이 있다.

도 8은 도 1에 도시된 태양전지 모듈 구조물의 내부 전선 연결구조를 나타낸 분해 사시도이다.

아래에, 도 8을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물의 내부 전선 연결구조에 관하여 설명한다.

도면을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물은, 태양광발전 시스템 관련 설비 또는 전력회사의 전력망과 연결되는 전선부(140)를 옥외 난간(10) 상부 내부공간과 태양전지 모듈 구조물 내부에 배치되도록 한 것이 특징이다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면, 태양광발전 시스템 관련 설비 또는 전력회사의 전력망으로부터 연장된 전선(141)이 옥외 난간(10) 상부 내부공간을 통과하도 록 하고, 이 전선(141)은 옥외 난간(10) 상부와 체결수단(130)이 맞닿은 지점에서, 옥외 난간(10) 상부 내부공간으로부터 세로프레임(111a) 내부로 삽입되도록 한 것이다. 이렇게 세로프레임(111a) 내부로 삽입된 전선(141)은, 커넥터(142)에 의해 분기 되며, 분기 된 각각의 전선들(143)은 각각의 태양전지 모듈(120)과 연결된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)은, 이러한 연결구조를 가지는 전선부(140)를 통하여, 태양전지 모듈(120)에 의해 발전 된 전기를 전송하게 되는데, 바람직하게는, 생산된 전기를 전력망에 연결하여 쓰고 남은 전기를 전력회사에 팔고 생산된 전기만으로는 필요한 전기를 충당하지 못할 경우에는 전력망을 통해 전기를 공급받을 수 있도록 한 계통연계형 태양광발전 시스템에 적용함으로써, 상기 전선부(140)를 전력회사 전력망과 연결하여 사용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)은, 생산된 전기를 전력망에 연결하지 않고 독자적인 축전설비를 구비하여 사용하는 독립형 태양광발전 시스템에 적용함으로써, 상기 전선부(140)를 축전설비와 연결하여 사용할 수도 있음은, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다고 볼 것이다.

도 9에는 도 1에 도시된 태양전지 모듈 구조물의 실시예를 나타낸 사시도가 도시되어 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)은, 공동건물, 특히 아파트 등과 같은 공동주택의 옥외 난간 외부에 각각 개별적으로 설치될 수 있다. 이러한 상기 태양전지 모듈 구조물(100)은, 상기에 설 명한 바와 같이 옥외 난간 외부로 크게 돌출되지 않는 루버형 차양 막 형태로 설치되기 때문에, 각각의 태양전지 모듈이 최적의 입사각과 입사면적을 유지하면서도, 다음과 같은 특징이 있게 된다.

우선, 태양광원(太陽光源)은 그다지 밝게 보이지 않게 하고, 건물 내부만 밝게 할 수 있으며, 태양광선에 지향성(指向性)을 갖게 하여 실내의 조도분포(照度分布)를 균일화할 수 있다. 또한, 직사 일광(日光)을 겨울철에는 실내에 들어오게 하고 여름철에는 차단하여 일조(日照)를 조정할 수 있다. 그뿐 아니라, 밖에서는 실내가 들여다보이지 않고, 실내에서는 밖을 내다보는 데 불편이 없도록 하며, 통풍에도 지장을 주지 않게 된다. 아울러, 건축 및 설비 마감자재에 상응하는 수준의 미려한 디자인을 통하여 건물과 자연스럽게 조화될 수 있다.

여기서, 상기와 같은 구성의 태양전지 모듈 구조물(100)은, 본 고안의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 이들을 대체할 수 있는 다양한 실시예가 있을 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물을 나타낸 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 태양전지 모듈을 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 10에 도시된 체결수단을 나타낸 사시도이다.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리키므로, 여기서는 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 10을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(200)은, 프레임부(210)와, 태양전지 모듈(220) 및 체결수단(230)을 구비함으로 써, 전체적인 구성은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(100)과 유사하나, 태양전지 모듈(220)이 프레임부(110) 상에 일측으로 경사지게 배치된 것이 특징이다.

이와 같은 특징을 가진 태양전지 모듈(220)을 도 11을 참고하여 간략히 설명하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈(220)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2브래킷(213,214)에 의해 고정되어 메인프레임(211) 상에 일측으로 경사지게 배치되는 것이다. 이때 상기 태양전지 모듈(220)을 메인프레임(211) 상에 고정하기 위하여 구비되는 제1 및 제2브래킷(213,214)은, 각각 상부 브래킷(213a,214a) 및 하부 브래킷(213b,214b)으로 구분될 수 있는데, 제2브래킷(214)에 포함되는 상부 및 하부 브래킷(214a,214b) 각각은, 제1브래킷(213)에 포함되는 상부 및 하부 브래킷(213a,213b)보다 각각 더 긴 길이를 가지는 것이 특징이다. 또한, 각각의 하부 브래킷(213b,214b)은, 본 발명의 일 실시예에서의 경우와 같이, 각각의 하부 브래킷(213a,214a)보다 더욱 긴 길이를 가짐은 물론이다.

이러한 상기 제1 및 제2브래킷(213,214) 중, 제1브래킷(213)은 태양전지 모듈(220)의 일측에 배치되는 것으로서, 상부 브래킷(213a)은 가로프레임(211b) 상에 결합하여 태양전지 모듈(220)의 상부를 지지하게 되며, 하부 브래킷(213b)은 세로프레임(211a) 상에 결합하여 태양전지 모듈(220)의 하부를 지지하게 된다. 또한, 제2브래킷(214)은 태양전지 모듈(220)의 타측에 배치되는 것으로서, 상부 브래킷(214a)은 가로프레임(211b) 상에, 하부 브래킷(214b)은 세로프레임(214a) 상에 각각 결합하여 태양전지 모듈(220)의 상부와 하부를 각각 지지하게 된다.

이와 같은 결합 구조에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈(220)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 태양전지 모듈(221,222,223)은 서로 일정 거리만큼 이격 배치되며, 각각 메인프레임(211)에 대하여 소정의 각을 이루면서 하부로 경사지게 배치되는 동시에 일측으로도 경사지게 배치된다.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(200)은, 각각의 태양전지 모듈(121,122,123)이 최적의 입사면적을 유지하면서도 옥외 난간(10) 외부로 크게 돌출되지 않게 되며, 전체적인 외관이 루버형 차양 막 형태를 가지게 됨과 동시에, 설치되는 수평 방향에 관계없이 최적의 입사각을 유지할 수 있게 된다. 다시 말해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(200)은, 메인프레임(211)에 대하여 소정의 각을 이루면서 일측으로 경사지게 배치될 수 있기 때문에, 상황에 따라 알맞은 길이를 가지는 제2브래킷(214)을 이용하여 태양전지 모듈(220)의 수평 방향 경사 각도를 조절함으로써, 상기 태양전지 모듈 구조물(200)이 설치되는 건물이 남향이 아니더라도 태양전지 모듈(220)만을 남향으로 배치할 수 있게 되며, 이에 따라 태양전지 모듈(220)은 최적의 방위각을 유지할 수 있게 됨으로써, 최적의 발전 효율을 얻을 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물(200)은, 옥외 난간(10) 상에 장착되기 위하여, 체결수단(230)을 구비할 수 있다.

아래에, 도 12를 참고하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 체결수단(230)에 대하여 설명한다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 체결수단(230)은, 태양전지 모듈 구조물(200)을 옥외 난간(10) 상에 장착하기 위하여 상기 프레임부(210)를 옥외 난간(10) 상부에 고정시키는 것으로서, 제1체결체(231) 및 제2체결체(232)를 포함한다.

이 중, 상기 제1체결체(231)는, 옥외 난간 상부에 걸쳐지도록 하기 위하여 상부가 라운드 지게 형성되어 있으며, 상부로부터 직선으로 연장된 하부는 프레임부(210), 더욱 구체적으로는 세로프레임(211a) 외측 상단과 결합한다. 또한, 상기 제2체결체(232)는, 라운드 지게 형성된 상부가 제1체결체(231) 상부와 결합함으로써, 이 제1체결체(231)와 함께 옥외 난간(10) 상부를 둘러싸도록 되어 있으며, 상부로부터 직선으로 연장된 하부는 프레임부(210), 더욱 구체적으로는 세로프레임(211a) 내측 상단과 결합하도록 구비된다.

아래에, 이러한 체결수단에 의해 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물이 옥외 난간에 설치되는 과정을 간략히 설명한다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물을 옥외 난간(10)에 설치하기 위하여, 발코니 내부에서 태양전지 모듈(220)이 장착된 프레임부(210) 상단을 상기 제1체결체(231)와 결합한다. 그런 다음, 태양전지 모듈(220)이 장착된 프레임부(210)를 옥외 난간(10) 외부로 위치시키고, 제1체결체(231)를 옥외 난간(10) 상부에 걸쳐 놓는다. 그러한 상태에서, 제2체결체(232)의 상부를 제1체결체(231)와 결합하고 하부를 프레임부(210) 상단과 결합하여 상기 태양전지 모듈 구조물을 옥외 난간(10) 상부에 회동 가능하게 결합하도록 한다. 마지막으로, 프레임부(210)를 옥외 난간(10) 하부에 고정함으로써, 태양전지 모듈(220)이 장착된 프레 임부(210)가 지면에 대하여 소정의 각도를 이루면서 옥외 난간(10) 상에 장착되면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 구조물을 옥외 난간(10)에 설치하는 작업이 완료된다.

상기와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 체결수단(230)을 구비함으로써 나타나는 특징 중, 본 발명의 일 실시예에서와 구별되는 가장 큰 특징은, 태양전지 모듈 구조물을 회전시킬 필요 없이 발코니 내부에서 옥외 난간(10) 상에 곧바로 장착할 수 있다는 것이다. 이러한 특징은, 옥외 난간(10)과 건물 천장 사이의 공간이 옥외 난간(10) 상부를 중심으로 태양전지 모듈 구조물을 회전시킬 수 없을 만큼 좁더라도, 안정적인 태양전지 모듈 구조물 설치 작업을 보장하는 효과를 제공한다는 의미가 있게 된다. 그 외의 특징은, 본 발명의 일 실시예에 따른 체결수단을 구비함으로써 나타나는 특징과 동일하므로, 여기에서는 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 태양전지 모듈 구조물은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 건물 외부에서 행해지는 위험한 설치작업이 요구됨 없이, 발코니 내부 에서의 안정적인 설치작업을 보장한다. 또한, 표면세척 및 보수가 필요할 경우에는, 상기 태양전지 모듈 구조물을 다시 회전시켜 발코니 내부에서 표면세척 및 보수작업을 수행하면 되므로, 유지보수가 용이하다.

둘째, 각각의 태양전지 모듈이 최적의 입사면적을 유지하면서도 옥외 난간 외부로 크게 돌출되지 않으며, 설치되는 수평 방향에 관계없이 최적의 방위각으로 설치될 수 있다.

셋째, 전체적인 외관이 루버형 차양 막 형태를 가지게 되므로, 직사 일광을 겨울철에는 실내에 들어오게 하고 여름철에는 차단하여 일조를 조정할 수 있을 뿐 아니라, 밖에서는 실내가 들여다보이지 않고, 실내에서는 밖을 내다보는 데 불편이 없도록 하며, 통풍에도 지장을 주지 않게 된다. 아울러, 건축 및 설비 마감자재에 상응하는 수준의 미려한 디자인을 통하여 건물과 자연스럽게 조화될 수 있다.

넷째, 태양전지 모듈 배후 면에 방열판을 구비함으로써, 태양전지 셀 집합체의 온도상승을 방지하는 효과뿐 아니라 건물 내에서 보이게 되는 태양전지 모듈의 배후 면의 미관이 보다 수려하게 보이게 되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (7)

1. 옥외 난간 외부에 경사지게 배치되는 프레임부와;

   상기 프레임부 상에 경사지게 장착되는 태양전지 모듈; 및

   상기 프레임부를 옥외 난간에 고정시키는 체결수단을 포함하는 태양전지 모듈 구조물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 프레임부는,

   상단이 상기 체결수단에 의해 고정되며, 옥외 난간 외부에 경사지게 배치되는 메인 프레임과;

   상기 메인프레임과 옥외 난간 사이에 배치되어 상기 메인 프레임을 옥외 난간에 대하여 경사지게 배치된 상태로 고정시키는 지지대; 및

   상기 태양전지 모듈을 상기 프레임부 상에 경사지게 고정시키는 브래킷을 포함하는 태양전지 모듈 구조물.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 체결수단은, Ｕ자형으로 형성되어 라운드진 내측이 옥외 난간 상부에 지지되며, 개방된 양단이 상기 프레임부 상단과 결합하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 구조물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 체결수단은,

   상부가 라운드 지게 형성되어 옥외 난간 상부에 걸쳐지며, 상부로부터 직선으로 연장된 하부는 상기 프레임부 외측 상단과 결합하는 제1체결체; 및

   라운드진 상부가 상기 제1체결체 상부와 결합함으로써 제1체결체와 함께 옥외 난간 상부를 둘러싸며, 상부로부터 직선으로 연장된 하부는 상기 프레임부 내측 상단과 결합하는 제2체결체를 포함하는 태양전지 모듈 구조물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 태양전지 모듈은,

   상기 프레임부 상부에 배치되는 제1태양전지 모듈과;

   상기 제1태양전지 모듈과 동일한 크기를 가지며, 상기 제1태양전지 모듈 하부에 배치되는 제2태양전지 모듈; 및

   상기 제1 및 제2태양전지 모듈보다 큰 크기를 가지며, 상기 제2태양전지 모듈 하부에 배치되는 제3태양전지 모듈을 포함하는 태양전지 모듈 구조물.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 태양전지 모듈은, 상기 프레임부 상에 일측으로 경사지게 장착되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 구조물.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 태양전지 모듈 배후 면에는, 다수의 방열판이 배치된 것을 특징으로 하 는 태양전지 모듈 구조물.

Images