KR20090079855A - 태양광 발전 시스템의 접근성 향상을 위한 블록 방식 모듈 구성 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존 태양전지의 기본 단위인 셀(cell)을 재구성하여 태양광 발전 시스템의 설치를 편리하게 하며, 그 이용 범위를 넓혀 대중과의 접근성을 향상시키기 위한 것으로,

태양광 발전 시스템의 기본 단위인 솔라 셀(cell) 을 탑재하는 하나의 모듈을 단위 블록(Block) 형식으로 제작한다.

또한, 상기와 같이 단위 블록으로 제작된 솔라 셀 모듈에 포트를 설치하여 솔라 셀 모듈 블록을 원하는 면적 및 형상으로 직렬 연결시킬 수 있고, 필요에 따라 병렬 연결시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 원하는 발전 용량을 직접 제작할 수 있는 편리성을 제공하며, 시공 또한 간편하고, 몇 개의 모듈 블록만을 따로 휴대하고 다닐 수 있어 포터블하다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 태양광 발전 시스템을 설치한 후에도, 햇빛이 잘 드는 쪽으로 모듈 블록의 연결 방향을 쉽게 바꿀 수 있어, 보다 효율적인 발전을 도모할 수 있다.

블록 디자인(Block Design), 태양광 발전, 솔라 셀(solar cell), 모듈(module)

Description

태양광 발전 시스템의 접근성 향상을 위한 블록 방식 모듈 구성{BLOCK DESIGN MODULE}

본 발명은 태양광 발전 시스템의 솔라 셀 모듈에 관한 것이며, 좀 더 상세하게는 솔라 셀들을 직렬 또는 병렬로 연결하기 위한 솔라 셀 모듈의 조립 구성에 관한 것이다.

최근 세계적으로 환경에 대한 문제가 심각하게 대두되면서, 대체에너지 이용에 관한 기술 개발과 상용화가 다양하게 이루어지고 있다. 대체에너지 중 태양에너지는 세계에서 가장 연구가 활발하게 진행되고 있으며 설치 용량도 급속하게 증가되고 있는 추세에 있다. 최근에는 대용량의 발전소의 건설과 함께, 태양광 주택 보급사업 등 민간 설치 용량도 증가하고 있다.

즉, 건물 외장형 태양광 발전 시스템(BIPV: Building Integrated PhotoVoltaic System)의 설치가 점차 늘고 있으며, 건물의 지붕, 외벽 및/또는 창문에 솔라셀 모 듈이 탑재된 외장재를 부착하여 필요한 전력을 태양광으로부터 얻고 있다.

현재까지 솔라 셀의 발전 효율에 대해 연구를 거듭하여 발전 효율은 꾸준히 증가하고 있으나, 아직까지는 20% 를 밑도는 수준으로 여전히 BIPV 시스템에 채용되는 솔라 셀의 설치 면적은 원하는 전력을 얻기 위해 대면적으로 되며, 그 대면적 전체가 건물에 고정되는 방식으로 이루어지고 있다.

즉, 태양광 발전 시스템의 가장 기본 단위는 셀(cell) 이지만, 현재 설치되고 있는 태양광 발전 시스템의 단위는 그 전력 생산량을 고려하여 모듈(module) 로 설치되고 있으며, 또한, 상기와 같은 이유로 모듈(module)의 크기가 매우 크고 구성되어 그 설치와 분리 및 수리가 매우 어렵기 때문에 시공비가 많이 들고 건물에 고정식으로 설치하게 되는 데 한정되어 전혀 이동성이 없어 사용 범위는 매우 좁은 실정이다.

종래 기술의 한 예를 보여주는 도 2를 참조하면, 넓은 설치 면적에 상당하는 모듈(module)의 용량을 주문제작 하거나 기성품을 사용하여 일단 시공으로 설치하고 나면 모듈의 형태 변형은 거의 불가능하여, 모듈 면적의 일부에 그늘이 져도 그 부분을 햇빛이 드는 곳으로 변형시킬 수 없으며, 모듈의 일부를 떼어 내 여행 시 차량 지붕에 설치한다거나 할 수 없다는 문제가 있다.

상기한 종래기술의 문제점을 보완하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 태양광 발전 시스템의 기본 단위인 솔라 셀(cell) 을 탑재하는 하나의 모듈을 단위 블록(Block) 형식으로 제작하여, 설치 및 분리가 용이하게 하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 태양광 발전 시스템을 구성하는 모듈을 단위 블록으로 제작하여 필요한 만큼의 모듈 블록을 휴대하고 다닐 수 있도록 함으로써 태양광 발전 시스템의 사용 범위를 넓히고자 하는 것이다.

본 발명은, 태양광 발전 시스템에 있어서,

솔라 셀을 탑재한 사각 블록 식으로 된 단위 모듈 블록을 포함하고,

상기 단위 모듈 블록의 직렬 또는 병렬연결을 위해, 상기 단위 모듈 블록의 두 쌍의 대변 각각에 설치되는 한 쌍의 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 셀 모듈을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 단위 모듈 블록이 육각형 블록으로 이루어지고,

상기 단위 모듈 블록의 직렬 또는 병렬연결을 위해, 상기 단위 모듈 블록의 세 쌍의 대변 각각에 설치되는 한 쌍의 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 셀 모듈을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 포트는 전력손실을 최소화하기 위해 저항이 0.03Ω이하인 포트인 것을 특징으로 하는 솔라 셀 모듈을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 단위 모듈 블록이 직렬연결 된 다수의 모듈 연결체들을 병렬로 연결하는 별도의 쌍을 이루는 포트들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 셀 모듈을 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 태양광 발전시스템을 설치할 때, 원하는 발전 용량을 직접 제작할 수 있는 편리성을 제공하며, 시공 또한 간편하다는 장점도 제공한다.

또한, 본 발명에 따르면, 태양광 발전 시스템을 설치한 후에도, 햇빛이 잘 드는 쪽으로 모듈 블록의 연결 방향을 쉽게 바꿀 수 있어, 보다 효율적인 발전을 도모할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 필요에 따라 모듈 블록을 떼어내 일부의 모듈 블록을 휴대하고 다닐 수 있는 포터블(portable)하게 사용할 수 있다는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 모듈 블록들을 직렬연결 또는 병렬연결 하여 사용할 수 있으므로,

설치 공간, 전압 또는 수명의 조절을 선택적으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 모듈 블록의 연결과 회로 구성이 간단하여 손쉽게 설치와 분리가 가능하여 파손에 따른 수리도 쉽게 할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분리사용이 간편하기 때문에 교육용 교재 및 휴대용으로도 사용이 가능하여 태양광 발전 시스템의 대중과의 접근성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 솔라셀 모듈 블록의 분해 사시도이다.

도 2에 나타난 종래의 솔라셀 모듈에 비해, 본 실시예에 따른 솔라 셀 모듈(250)은 간편한 하나의 작은 단위블록으로 구성된다. 햇빛을 받아 전자?정공 쌍을 생성하여 전력을 생산하는 솔라 셀(100) 박막을 탑재하는 사각형의 단위 블록의 모듈의 네 변에는 포트(200)가 장착된다. 상기 포트(200)를 통해 여러 개의 솔라 셀 모듈 블록(250)이 중첩적으로 연결될 수 있다.

모듈 블록의 각 대변에 한 쌍의 포트(200)를 구비하여 결과적으로 하나의 모듈 블록에 네 개의 포트(200)가 구비되고, 그에 따라 가로 방향으로 솔라 셀 모듈(250)을 확장시킬 수도 있고, 세로 방향으로 확장시킬 수도 있으며, 그 외 ‘ㄱ', ’ㄴ‘자 모양 등 여러 가지 다양한 모양으로 솔라 셀 모듈을 확장 구성할 수 있다.

따라서, 햇빛이 드는 면적에 맞추어 솔라 셀 모듈을 설치할 수 있는 장점이 있고, 한 번 연결해서 설치된 솔라셀 모듈 블록(250)의 연결 모양을 얼마든지 쉽게 바꿀 수 있다.

도 3은 본 발명의 솔라 셀 모듈 블록(250)을 직렬 연결 구현을 개략적으로 보여주는 개략 사시도이고, 도 4는 본 발명의 솔라 셀 모듈 블록(250)들을 직렬 연 결한 모듈 블록 결합체(300) 두 개를 다시 병렬 연결하여 병렬 연결 회로 구성체(450)를 구성하는 모습을 보여주는 개략 사시도이다.

솔라 셀 모듈 블록(250)들의 직렬 연결 또는 병렬 연결에 사용되는 포트(200)는 일반적인 USB 메모리 연결 포트와 구성이 유사하여 솔라 셀 모듈 블록(250)간의 연결이나 분리가 매우 용이하며, 전력 손실을 방지하기 위해 최소의 저항을 갖는 것으로 구성한다.

본 실시예에서 채용한 포트(200)의 저항은 0.03Ω이하이다.

도 4에서 보듯이 이미 직렬 연결된 모듈 블록 직렬 결합체(300)들을 병렬 연결할 경우에는 별도의 추가적인 포트를 채용한다.

실시예 2

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예는 솔라 셀 모듈 블록을 사각형이 아닌 육각형으로 구성하는 것이다(도면 미도시).

이러한 육각형 블록의 채용은 무엇보다 햇빛을 받는 면적의 형상이 다양함에 따라 솔라 셀의 면적도 그에 유사하게 구성하기 위함이며, 외관상의 아름다움을 고려한 것이기도 하다.

포트(200)는, 육각형의 세 쌍의 대변 각각 마다 한 쌍씩 장착한다.

직렬 연결시 모양은 보다 응용성이 있으며, 그 연결은 포트(200)를 통해 이루어지고 병렬 연결도 실시예 1에서와 동일한 방식으로 이루어 질 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 솔라셀 모듈 블록의 분해 사시도이다.

도 2는 종래의 솔라 셀 모듈(MODULE)을 보여주는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 솔라 셀 모듈 블록(250)을 직렬 연결 구현을 개략적으로 보여주는 개략 사시도이다.

도 4는 본 발명의 모듈 블록 직렬 결합체(300) 두 개를 병렬 연결하여 병렬 연결 회로 구성체(450)를 구성하는 모습을 보여주는 개략 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 솔라 셀(CELL)

200: 포트

250: 솔라 셀 모듈 블록

300: 모듈(MODULE) 블록 직렬 결합체

400: 직렬 회로 구성

450: 모듈 블록 병렬 결합체

Claims (4)

1. 태양광 발전 시스템에 있어서,

   솔라 셀을 탑재한, 사각 블록 식으로 된 단위 모듈 블록을 포함하고,

   상기 단위 모듈 블록의 직렬 또는 병렬연결을 위해, 상기 단위 모듈 블록의 두 쌍의 대변 각각에 설치되는 한 쌍의 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔라 셀 모듈.
2. 태양광 발전 시스템에 있어서,

   솔라 셀을 탑재한 단위 모듈 블록이 육각형 블록으로 이루어지고,

   상기 단위 모듈 블록의 직렬 또는 병렬연결을 위해, 상기 단위 모듈 블록의 세 쌍의 대변 각각에 설치되는 한쌍의 포트를 포함 하는 것을 특징으로 하는 솔라 셀 모듈.
3. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 포트는 전력손실을 최소화하기 위해 저항이 0.03Ω이하인 포트인 것을 특징으로 하는 솔라 셀 모듈.

   제1항에 있어서, 상기 A는 재료, 형상, 결합관계 등을 특징으로 하는 발명의 명칭.
4. 제1 또는 2항에 있어서, 상기 단위 모듈 블록이 직렬연결 된 다수의 모듈 직렬 연결체들을 병렬도 연결하는 별도의 쌍을 이루는 포트들을 더 포함하는 것을 특징으 로 하는 솔라 셀 모듈.

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