KR20080104786A - 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템 - Google Patents

태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템에 관한 것으로 태양전지모듈을 장방형 모듈프레임에 조립하여 태양전지모듈 패널를 구성하고, 건물의 스팬드럴 부분에 설치하여 태양광으로 전기에너지를 생산하도록 구성된다. 상기 태양전지모듈 패널은 G/G 타입 태양전지모듈과 복층유리 타입 태양전지모듈을 포함한 태양전지모듈 패널 중 어느 하나를 상기 모듈프레임에 조립하고, 상기 태양전지모듈에 연결된 전선과 커넥터를 상기 태양전지모듈 패널 상부로 인출하여 구성된다. 상기 태양전지모듈 패널은 유리 지지부가 내측 하부에 구비되고 비드 결합부가 외측 상부에 구비되며 장방형으로 조립되는 모듈프레임과; 상기 모듈프레임의 비드 결합부에 결합되고 유리 지지부가 하단부에 구비되는 글레이징 비드와; 상기 모듈프레임의 유리 지지부와 상기 글레이징 비드의 유리 지지부에 각각 삽입되어 상기 태양전지모듈의 내,외면에 밀착되는 글레이징 가스켓을 포함하여 구성된다. 이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 건물의 하중을 부담하지 않는 벽, 즉 비 내력벽이라 일컫는 커튼월에 일반적인 판유리를 대신하여 전기에너지를 생산하는 태양전지모듈(PV Module; Photovoltaic Module)을 일체화시킴으로써 건축물의 외피를 통한 건물자체 전력 및 보조전력 생산을 통해 에너지 수급 능력을 확보함은 물론 시공성 및 보수의 편의성을 갖춘 커튼월 시스템을 제공하는 이점과 효과가 있다. 또한 건축물의 외피인 커튼월을 전기에너지 생산도구로의 활용은 물론 고층화되고 있는 현대사회의 건축물들에도 적용할 수 있으며, 기존의 태양전지모듈의 시공 및 보수의 어려움과 전선처리의 미흡한 점을 해결할 수 있다. 또한 실내로부터 시야에 장애가 되지 않는 스팬드럴(Spandrel)부분 (건물의 층간부분)에 태양전지모듈을 손쉽게 적용할 수 있으며, 태양전지모듈의 구성요소인 접속배선박스(Junction Box)와 전선을 외부로 노출되지 않게 처리함으로써 외관상의 미려함은 물론 구성요소의 안정성을 충족시키는 효과를 기대할 수 있다. 뿐만 아니라, 태양전지모듈 패널에는 폴리우레탄 단열 시스템을 사용하여 단열공간을 구성하고 열교(Thermal Bridge)를 차단함으로써, 알루미늄 프레임을 통한 열손실을 최소화 하여 단열성능을 향상시켰으며 실내외에서 발생되는 결로현상방지 및 금속의 높은 소리전달 효과를 감소시켜 차음성능을 향상시키는 기능을 가지고 있어 커튼월로서의 역할을 충분히 수행할 수 있다.

Description

태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템{CURTAIN WALL SYSTEM ADOPTING SOLAR CELL MODULE}
도 1은 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템이 건물의 스팬드럴 부분에 설치된 형태를 보인 평면도.
도 2a는 G/G 타입의 태양전지모듈을 보인 부분 절결 사시도.
도 2b는 복층유리 타입의 태양전지모듈을 보인 부분 절결 사시도.
도 3a는 G/G 타입의 태양전지모듈 패널을 보인 단면도.
도 3b는 복층유리 타입의 태양전지모듈 패널을 보인 단면도.
도 4는 고무 부싱을 보인 사시도.
도 5는 태양전지모듈 패널의 평면도.
도 6은 태양전지모듈이 적용된 커튼월의 수직단면도인 도 1의 A-A′ 단면도.
도 7은 백 패널의 양측부에 배선용 PVC파이프를 결합한 형태를 보인 개략 사시도.
도 8은 태양전지모듈이 적용된 커튼월의 수평단면도인 도 1의 B-B′ 단면도.
도 9는 태양전지모듈의 교체 과정을 보인 수직단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 태양전지모듈 100a,100b : 판유리
101 : 태양전지 셀 102 : 접속배선박스
103 : 전선 104 : 커넥터
105 : 간봉 106 : 판유리
107 : 실리콘 200 : 태양전지모듈 패널
210 : 모듈프레임 210a : 유리 지지부
210b : 비드 결합부 210c : 배선함 수용부
210d : 배선공 211 : 폴리우레탄 단열시스템
212 : 원형 고무 부싱 213 : 글레이징 비드
213a : 유리 지지부 214a : 글레이징 가스켓
214b : 글레이징 가스켓 215 : 아답타 프레임
216 : 세팅블럭 301 : 트랜섬
302 : 클램프 303 : 캡
304 : 폴리아미드 단열시스템 305 : 강판
306 : 단열재 307 : 백 패널
307a : 배관홈 308 : 실리콘
309 : PVC 파이프 310 : 가스켓
311 : 실리콘 312 : 새들
본 발명은 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템에 관한 것으로, 건물의 하중을 부담하지 않는 벽, 즉 비 내력벽이라 일컫는 커튼월에 일반적인 판유리를 대신하여 전기에너지를 생산하는 태양전지모듈(PV Module; Photovoltaic Module)을 일체화시키는 것으로서 시공성 및 보수의 편의성을 갖춘 태양전지(PV)모듈용 커튼월 시스템에 관한 것이며, 또한 실내로부터 시야의 장애가 되지 않는 스팬드럴(Spandrel) 부분(건물의 층간부분)에 태양전지모듈을 적용하고, PV모듈의 구성요소인 접속배선박스(Junction Box) 및 배선이 외부로 노출되지 않게 처리함으로써 외관상의 미려함과 구성요소의 안정성을 만족시키도록 한 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전(PV)시스템 중에서도 건물통합형 태양광발전 즉, BIPV(Building Integrated Photovoltaics)는 태양전지모듈을 건축 자재화하여 건물 외피에 적용함으로써 경제성은 물론 각종 부가가치를 높여 보다 효율적으로 PV시스템을 보급 활성화 시키려는 개념이다. BIPV시스템은 전기에너지 생산과 동시에 건물 외피와 결합하여 또 다른 기능을 제공할 수 있는 가능성을 부여한다. 부가적으로 PV시스템을 위한 별도의 부지확보 비용과 PV 시스템 지지를 위한 구조물 건립비용이 필요하지 않으며, 전기부하가 발생하는 그 지점에서 발전이 된다는 장점도 가지게 된다.
종래 국내의 BIPV 시스템은 건물의 옥상에 별도의 구조물을 설치하여 태양전 지모듈을 적용한 평지붕형, 일반적인 주택의 경사지붕에 구조물을 설치하여 태양전지모듈을 적용한 경사지붕형 그리고 건물의 벽면에 부가적인 경사구조물을 설치하여 태양전지모듈을 적용한 차양형이 주를 이루고 있다. 이러한 형태의 BIPV 시스템은 별도의 구조물을 설치해야 한다는 단점이 있으며, 특히 고층화되고 있는 현대사회의 건물들에 대해서는 적용하기에 부적절한 것이 현실이다. 그러나 커튼월에 태양전지모듈을 적용할 경우 이러한 부가적인 구조물 설치가 필요하지 않으며 판유리를 대신하여 태양전지모듈을 건자재화 시키는 것만으로도 충분히 설치 가능하다는 것이 장점이 된다.
국내의 경우 커튼월에 태양전지모듈을 실제 적용한 사례는 거의 없는 실정이며, 최근 커튼월 시스템에 태양전지모듈을 적용한 사례(실용실안공보 20-0420311)를 찾아볼 수 있다. 일반적으로 커튼월의 프레임에서 멀리언(Mullion)의 경우는 1개층 정도(최장 4∼5m)의 길이로 설치가 되며, 외부의 멀리언 캡(CAP)과 스크류로 고정된 멀리언 클램프(CLAMP) 또한 멀리언 프레임과 같은 길이로 장착되어 판유리를 고정하게 된다. 그러나 앞서 사례의 경우 보수가 용이하지 못하다는 것이며, 향후 태양전지모듈 한 장 또는 그 이상의 교체가 필요할 경우에 실제 태양전지모듈을 보수하기 위해서는 1개층에 해당하는 외부의 멀리언 캡(CAP) 및 스크류로 고정된 멀리언 클램프(CLAMP)를 분리시켜야 하므로 보수의 난해성을 수반하게 된다. 또한 멀리언 캡의 경우 물리적인 힘을 가하여 이탈시켜야 하기 때문에 스크래치 발생은 물론, 원형 보존이 어려워 대부분 재장착 할 수가 없고 새 프레임을 활용해야 한다는 점에서 비용의 부담도 가져오게 된다. 또한 이 경우 태양전지모듈로부터 나오는 전선을 처리하기 위해서는 커튼월의 메인 프레임(멀리언 및 트랜섬)에 여러 개의 Hole 가공이 필수적으로 따라야 한다는 것이며 이는 커튼월의 요구성능인 기밀성, 수밀성 및 단열성 등에 악영향을 미칠 수 있다는 것이 단점이다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결할 뿐만 아니라 태양전지모듈의 새로운 커튼월 적용 방법을 제시하는 것으로서, 일반적인 판유리를 대신하여 전기에너지를 생산하는 태양전지모듈을 건물의 구성요소인 커튼월에 일체화시킴에 있어 건축물의 외피를 통한 건물자체 전력 및 보조전력 생산을 통해 에너지 수급 능력을 확보함은 물론 시공성 및 보수의 편의성을 갖추는 것에 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 실내로부터 시야의 장애가 되지 않는 스팬드럴(Spandrel) 부분(건물의 층간부분)에 태양전지모듈을 적용하고, 태양전지모듈의 구성요소인 접속배선박스(Junction Box) 및 배선이 외부로 노출되지 않게 처리함으로써 외관상의 미려함과 구성요소의 안정성을 만족시키는데 그 목적이 있다.
위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템은 태양전지모듈을 장방형 모듈프레임에 조립하여 태양전지모듈 패널를 구성하고, 건물의 스팬드럴 부분에 설치하여 태양광으로 전기에너지를 생산하도록 구성된다.
상기 태양전지모듈 패널은 G/G 타입 태양전지모듈과 복층유리 타입 태양전지모듈을 포함한 태양전지모듈 패널 중 어느 하나를 상기 모듈프레임에 조립하고, 상기 태양전지모듈에 연결된 전선과 커넥터를 상기 태양전지모듈 패널 상부로 인출하여 구성된다.
상기 모듈프레임의 주연부 중간에는 폴리우레탄 단열시스템과 같은 단열시스템이 적용되어 구성된다.
상기 태양전지모듈 패널은 유리 지지부가 내측 하부에 구비되고 비드 결합부가 외측 상부에 구비되며 장방형으로 조립되는 모듈프레임과; 상기 모듈프레임의 비드 결합부에 결합되고 유리 지지부가 하단부에 구비되는 글레이징 비드와; 상기 모듈프레임의 유리 지지부와 상기 글레이징 비드의 유리 지지부에 각각 삽입되어 상기 태양전지모듈의 내,외면에 밀착되는 글레이징 가스켓을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명에 의한 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템을 첨부한 도면에 일 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에는 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템이 건물의 스팬드럴 부분에 설치된 형태를 보인 평면도가 도시되고, 도 2a에는 G/G 타입의 태양전지모듈을 보인 부분 절결 사시도, 도 2b에는 복층유리 타입의 태양전지모듈을 보인 부분 절결 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 3a에는 G/G 타입의 태양전지모듈 패널을 보인 단면도, 도 3b에는 복층유리 타입의 태양전지모듈 패널을 보인 단면도가 각각 도시되고, 도 4에는 고무 부싱을 보인 사시도가 도시되어 있다.
그리고 도 5에는 태양전지모듈 패널의 평면도가 도시되고, 도 6에는 태양전 지모듈이 적용된 커튼월의 수직단면도인 도 1의 A-A′ 단면도, 도 7에는 백 패널의 양측부에 배선용 PVC파이프를 결합한 형태를 보인 개략 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 8에는 태양전지모듈이 적용된 커튼월의 수평단면도인 도 1의 B-B′ 단면도가 도시되고, 도 9에는 태양전지모듈의 교체 과정을 보인 수직단면도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템은 도 1과 같이 커튼월 시스템이 건물의 스팬드럴 부분에 설치되며, 도 2a, 2b와 같은 태양전지모듈(100)을 도 3a, 3b와 같이 장방형 모듈프레임(210)에 조립하여 태양전지모듈 패널(200)를 구성한 후 건물의 스팬드럴 부분에 설치하여 태양광으로 전기에너지를 생산하도록 구성된다.
상기 태양전지모듈 패널(200)은 도 3a에 도시된 G/G 타입 태양전지모듈(100)과 도 3b에 도시된 복층유리 타입 태양전지모듈(100)과 같은 태양전지모듈(100) 중 어느 하나를 모듈프레임(210)에 조립하고, 상기 태양전지모듈(100)에 연결된 전선(103)과 커넥터(104)를 태양전지모듈 패널(200) 상부로 인출하여 구성된다.
상기 모듈프레임(210)의 주연부 중간에는 폴리우레탄 단열시스템(211)과 같은 단열시스템이 적용되어 구성된다.
상기 태양전지모듈 패널(200)은 유리 지지부(210a)가 내측 하부에 구비되고 비드 결합부(210b)가 외측 상부에 구비되며 장방형으로 조립되는 모듈프레임(210)과; 상기 모듈프레임(210)의 비드 결합부(210b)에 결합되고 유리 지지부(213a)가 하단부에 구비되는 글레이징 비드(213)와; 상기 모듈프레임(210)의 유리 지지 부(210a)와 상기 글레이징 비드(213)의 유리 지지부(213a)에 각각 삽입되어 상기 태양전지모듈(100)의 내,외면에 밀착되는 글레이징 가스켓(214a),(214b)를 포함하여 구성된다.
그리고 상기 모듈프레임(210)의 중간부에 형성한 배선함 수용부(210c)의 내부에 접속배선박스(102)가 숨겨져 설치되고, 상기 배선함 수용부(210c) 외벽에 형성한 배선공(210d)에는 상기 접속배선박스(102)에 연결되어 인출되는 전선(103)과 커넥터(104)를 보호하기 위한 원형 고무 부싱(212)이 결합되어 구성된다.
또한 상기 태양전지모듈 패널(200)을 장착하여 실내 측에서 배선작업을 할 수 있도록 상기 태양전지모듈 패널(200) 내측에 배치되는 백 패널(307)의 양측면 상단부에 배관홈(307a)을 형성함과 아울러, 이 배관홈(307a) 외측으로 새들(312)을 고정하고, 상기 새들(312) 내측으로 PVC 파이프(309)를 고정하여 전선통로를 확보하도록 구성된다.
이하 보다 더 구체적으로 설명하면 건물의 외벽을 이룰 수 있는 일반적인 커튼월 시스템에 복층유리 및 G/G(Glass to Glass)타입의 태양전지모듈을 태양전지모듈 패널로 구성하여 설치할 경우 시공의 용이성을 제공함과 동시에 태양전지모듈의 유지 및 보수의 편의성을 가지게 된다.
본 발명의 태양전지모듈용 커튼월 시스템은 도 1과 같이, 건물의 아래층 천정부와 윗층 바닥을 차지하게 되는 스팬드럴(Spandrel) 부분에 태양전지모듈이 적용된 모듈패널을 적용함으로써 건물 자체적으로 전기에너지를 생산할 수 있는 시스템을 구현할 수가 있다.
상기 태양전지모듈(100)은 도 2a, 도 2b에서와 같이 형성되어 있다. 도 2a는 G/G(Glass to Glass) 타입의 태양전지모듈로서 두 장의 판유리(100a,100b) 사이에 태양전지 셀(101)을 두어 접합되어 있다. 또한 태양전지모듈(100)에는 예를 들어 15mmㅧ15mmㅧ150mm(가로ㅧ세로ㅧ길이) 크기와 형태를 가진 접속배선박스(102)가 모듈상부에 배치되도록 설치되어 있으며 이로부터 전선(103)과 커넥터(Connector)(104)가 연결되어 있다.
도 2b는 복층유리(Pair Glass) 타입의 태양전지모듈로서 도 2a의 형태로 제작된 모듈에 흡습제가 포함된 간봉(Spacer)(105)을 두어 공기층을 형성하고 마지막으로 또 한 장의 판유리(106)를 배치하여 접합한 후 실리콘(107)으로 외부 마감처리 되어져 있다. 커튼월에 대한 태양전지모듈은 도 2a와 도 2b의 두 가지 타입을 모두 적용할 수 있다.
도 3a와 도 3b는 태양전지모듈이 실질적으로 글레이징(Glazing; 판유리끼움)되어 태양전지모듈 패널로 구성된 것이다. 도 3a는 복층유리 타입의 모듈보다 상대적으로 얇은 G/G 타입(도 2a)의 모듈이 적용되어 있으며, 도 3b는 G/G 타입의 모듈보다 상대적으로 두꺼운 복층유리 타입(도 2b)의 모듈이 적용되어 있다.
국내에서 사용되는 총에너지 비용의 25%는 건물에서 사용되고 있으며 그 중 1/3 내외가 창호/커튼월에서 발생하고 있는 것으로 파악되고 있으며, 커튼월 시스템에서는 실내외 온도차에 의해 발생될 수 있는 결로현상과 에너지 손실을 고려하여 외기가 직접 면하는 외벽에 대한 단열성능의 확보가 필수적이다. 따라서 본 알루미늄 모듈프레임(210)에는 폴리우레탄 단열 시스템(211)을 사용하여 단열공간을 구성하고 열교(Thermal Bridge)를 차단함으로써, 알루미늄 프레임을 통한 열손실을 최소화 하여 단열성능을 향상시켰으며 실내외에서 발생되는 결로현상방지 및 금속의 높은 소리전달 효과를 감소시켜 차음성능을 향상시켰다.
태양전지모듈의 상단부에 설치된 접속배선박스(102)는 프레임 내부에 숨겨져 외부로부터의 시야에서 가려지게 되며, 알루미늄 프레임에 의해 보호되어진다. 한편, 접속배선박스(102)로부터 나오는 전선(103)과 커넥터(104)를 프레임 외부로 통과시키기 위하여 상단부 프레임에 구멍(hole)을 뚫게 되는데 알루미늄 프레임에 배선공(210d)을 뚫어 그대로 배선처리하게 되면 태양전지모듈의 글레이징 및 실제 건물 설치작업 시 프레임에 의해 전선(103) 및 커넥터(104)가 손상을 입을 수 있으며, 극한상황에서는 전기누설 등의 결과를 초래할 수도 있다. 이러한 것들로부터 보호하기 위하여 배선공(210d)에는 도 4의 형태를 가진 고무 부싱(rubber bushing)(212)을 사용하여 마감 처리된다.
도 3a와 같이 G/G 타입의 모듈이 적용될 경우에는 모듈프레임에 아답터(adapter)프레임(215)이 먼저 끼워져 45도 각도로 절단 가공 및 조립되며, 이후 글레이징 가스켓(214a)이 끼워지게 된다.
또한 도 3b와 같이 복층유리 타입의 모듈이 적용될 경우, 45도 각도로 절단 가공된 모듈프레임(210)이 4면으로 모두 조립되면 먼저 모듈프레임에 태양전지모듈이 장착되기 위하여 글레이징 가스켓(214a)이 끼워지게 되고 태양전지모듈이 글레이징 가스켓(214a) 위에 장착됨과 동시에 전선(103)과 커넥터(104)를 외부로 빼는 전선처리도 이루어지게 된다.
이와 같이 태양전지모듈의 장착 및 전선처리가 완료되면, 90도로 절단 가공된 글레이징 비드(Glazing bead)(213)가 모듈프레임(210)의 4면에 끼워지게 되고 기밀성능 확보 및 태양전지모듈의 밀착을 위하여 글레이징 가스켓(214b)이 끼워짐으로써 도 5와 같이 태양전지모듈 패널이 완성되어진다.
태양전지모듈 패널의 적용은 도 1의 A-A′의 단면인 도 6의 커튼월 수직단면도(Vertical Section)와 같이 이루어진다. 본 도면에서의 알루미늄 커튼월은 트랜섬[Transom; 수평단면도에서는 멀리언(Mullion)](301), 클램프(Clamp)(302), 캡(Cap)(303) 등으로 이루어져 있으며, 클램프(302)는 스크류(313)로 고정이 되어져 있다. 또한 폴리아미드 단열시스템(304)의 적용으로 단열성능이 보강되어져 있다. 일반적으로 스팬드럴(Spandrel) 부분에는 강판(305)에 유리섬유(Glass wool) 혹은 폴리에스터(Polyester)등의 단열재(306)로 채워진 백 패널(Back Panel) (307)이 취부되며, 마찬가지로 본 발명에 따른 태양전지모듈용 커튼월 시스템에도 백 패널(307)이 적용되어졌다.
일반적으로 백 패널(307)을 장착하고 난 후에는 실내 측에서 실리콘(308)으로 마감처리를 하게 되는데, 태양전지모듈 패널을 적용할 경우에는 실내 측에서 배선작업을 할 수 있도록 전선의 통로가 필요하게 된다. 본 발명에서는 도 7과 같이 백 패널(307)의 상부 가장자리 두 곳에 PVC파이프가 들어갈 수 있는 일정 공간을 두어 제작한 후 새들(saddle)(312)에 PVC 파이프(309)를 일정하게 절단 고정 설치함으로써 전선통로를 확보할 수 있으며, PVC 파이프 주변은 실리콘으로 코킹 마감되어진다. 태양전지모듈 패널의 장착은 먼저 이미 확보한 전선통로를 통하여 전 선(103)과 커넥터(104)를 실내 측으로 빼내게 되며, 클램프(302)와 캡(303)이 장착되기 전의 상태에서 태양전지모듈 패널을 가스켓(310)이 취부된 멀리언 및 트랜섬(301)위에 장착하고 클램프(302)로 고정하여 캡(303)을 씌우게 된다. 태양전지모듈 패널과 캡 사이에서 이루어진 공간은 실리콘(311)으로 마감처리 함으로써 태양전지모듈패널의 장착을 완료할 수가 있다.
태양전지모듈패널의 장착이 완료되면 모듈의 전선(103) 및 커넥터(104)의 연결과정이 수반되어야만 한다. 도 8은 태양전지모듈 패널이 적용된 커튼월의 수평단면도(Horizontal Section)이며, 도 1의 B-B′의 단면이다. 이는 태양전지모듈간의 배선관계를 나타내고 있으며, 모든 전선(103)과 커넥터(104)의 연결은 실내에서 작업이 이루어지게 된다. 각각의 태양전지모듈 상단에 연결된 (+), (-)의 두 전선(103)과 커넥터(104)는 각각 멀리언(Mullion)(301)에 인접한 반대편 PVC 파이프(309)에서 나오는 반대의 극(+ 혹은 -)에 해당하는 전선(103) 및 커넥터(104)와 연결될 수 있다. 예를 들어 왼쪽에 설치된 태양전지모듈에서부터 나오는 (+)선은 오른쪽에 설치된 태양전지모듈에서부터 나오는(-)선(왼쪽모듈의 전극이 (-)일 경우엔 (+)선)과 연결이 된다. 이와 같은 방법으로 건물 한 층에 해당하는 태양전지모듈들이 서로 연결되어 전기에너지를 생산할 수 있게 된다.
현재 보급되고 있는 태양전지모듈의 일반적인 수명은 15년에서 최대 20년까지인 것으로 보고되고 있다. 이것은 시간이 지날수록 태양전지모듈은 노화가 된다는 것을 의미하며, 모듈의 수명이 다했을 때는 새로운 태양전지모듈로의 교체가 이루어져야 한다는 것이다. 또한 건물에 적용 되었을 시 외부로 노출되어 있기 때문 에 자연재해나 인위적 파손행위 등과 같은 주변 환경에 의해 태양전지모듈이 파손되었을 경우에도 지속적인 전기에너지 발전을 위해서는 교체가 필요하게 된다. 본 발명에서 태양전지모듈을 교체하기 위해서는 먼저 실내에서, 교체해야할 태양전지모듈의 전선을 인접한 모듈로부터 분리시킬 수 있으며 다음으로 [도 9]의 과정을 통해 태양전지모듈을 쉽게 보수할 수 있다.
도 9는 태양전지모듈을 알루미늄 프레임으로부터 도면에 A로 표시된 화살표 방향으로 분리시키는 과정을 보인 도면으로, 먼저 외부에서 4면에 끼워져 있는 글레이징 가스켓(214b)을 글레이징 비드(213)와 태양전지모듈로부터 분리시키며, 다음으로 모듈프레임(210) 4면에 회전되어 끼워진 글레이징 비드(213)를 태양전지모듈 면으로 누른 후 모듈프레임으로부터 분리시킨다. 이렇게 되면 태양전지모듈을 빼낼 수 있는 공간이 확보되며 하부에 태양전지모듈을 지지하고 있던 세팅블럭(Setting Block)(216)을 제거한 후 교체될 태양전지모듈을 외부 쪽으로 당김으로써 손쉽게 태양전지모듈을 분리시키게 된다. 이때 실내에서 미리 분리되어진 전선(103) 및 커넥터(104)는 PVC 파이프(309)로 만들어진 배선통로를 따라 실외 측으로 부드럽게 이동 및 이탈하게 된다. 한편 도면에 B로 표시된 화살표 방향은 새로운 태양전지모듈을 알루미늄 프레임에 장착시키는 과정으로서 A과정의 역순으로 진행함으로써 태양전지모듈을 손쉽게 다시 장착할 수 있는 특징을 가지고 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 건물의 하중을 부담하지 않는 벽, 즉 비 내력벽이라 일컫는 커튼월에 일반적인 판유리를 대신하여 전기에너지를 생산하는 태양전지모듈(PV Module; Photovoltaic Module)을 일체화시킴으로써 건축물의 외피를 통한 건물자체 전력 및 보조전력 생산을 통해 에너지 수급 능력을 확보함은 물론 시공성 및 보수의 편의성을 갖춘 커튼월 시스템을 제공하는 이점과 효과가 있다.
또한 건축물의 외피인 커튼월을 전기에너지 생산도구로의 활용은 물론 고층화되고 있는 현대사회의 건축물들에도 적용할 수 있으며, 기존의 태양전지모듈의 시공 및 보수의 어려움과 전선처리의 미흡한 점을 해결할 수 있다. 또한 실내로부터 시야에 장애가 되지 않는 스팬드럴(Spandrel)부분 (건물의 층간부분)에 태양전지모듈을 손쉽게 적용할 수 있으며, 태양전지모듈의 구성요소인 접속배선박스(Junction Box)와 전선을 외부로 노출되지 않게 처리함으로써 외관상의 미려함은 물론 구성요소의 안정성을 충족시키는 효과를 기대할 수 있다. 뿐만 아니라, 태양전지모듈 패널에는 폴리우레탄 단열 시스템을 사용하여 단열공간을 구성하고 열교(Thermal Bridge)를 차단함으로써, 알루미늄 프레임을 통한 열손실을 최소화 하여 단열성능을 향상시켰으며 실내외에서 발생되는 결로현상방지 및 금속의 높은 소리전달 효과를 감소시켜 차음성능을 향상시키는 기능을 가지고 있어 커튼월로서의 역할을 충분히 수행할 수 있다.

Claims (6)

  1. 태양전지모듈(100)을 장방형 모듈프레임(210)에 조립하여 태양전지모듈 패널(200)를 구성하고, 건물의 스팬드럴 부분에 설치하여 태양광으로 전기에너지를 생산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양전지모듈 패널(200)은 G/G 타입 태양전지모듈(100)과 복층유리 타입 태양전지모듈(100) 중 어느 하나를 상기 모듈프레임(210)에 조립하고, 상기 태양전지모듈(100)에 연결된 전선(103)과 커넥터(104)를 상기 태양전지모듈 패널(200) 상부로 인출하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈프레임(210)의 주연부 중간에 폴리우레탄 단열시스템(211)이 적용되어 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양전지모듈 패널(200)은
    유리 지지부(210a)가 내측 하부에 구비되고 비드 결합부(210b)가 외측 상부 에 구비되며 장방형으로 조립되는 모듈프레임(210)과;
    상기 모듈프레임(210)의 비드 결합부(210b)에 결합되고 유리 지지부(213a)가 하단부에 구비되는 글레이징 비드(213)와;
    상기 모듈프레임(210)의 유리 지지부(210a)와 상기 글레이징 비드(213)의 유리 지지부(213a)에 각각 삽입되어 상기 태양전지모듈(100)의 내,외면에 밀착되는 글레이징 가스켓(214a),(214b)과;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈프레임(210)의 중간부에 형성한 배선함 수용부(210c)의 내부에 접속배선박스(102)가 숨겨져 설치되고, 상기 배선함 수용부(210c) 외벽에 형성한 배선공(210d)에는 상기 접속배선박스(102)에 연결되어 인출되는 전선(103)과 커넥터(104)를 보호하기 위한 원형 고무 부싱(212)이 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양전지모듈 패널(200)을 장착하여 실내 측에서 배선작업을 할 수 있도록 상기 태양전지모듈 패널(200) 내측에 배치되는 백 패널(307)의 양측면 상단부에 배관홈(307a)을 형성함과 아울러, 이 배관홈(307a) 외측으로 새들(312)을 고정하고, 상기 새들(312) 내측으로 PVC 파이프(309)를 고정하여 전선통로를 확보하도 록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈이 적용된 커튼월 시스템.
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