KR20090084060A - 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 맞춤형 건물 일체형 태양광발전(BIPV - Building Integrated Photovoltaic) 더미 모듈에 관한 것으로, 건축 외장재에 사용되는 강화유리에 분사방식으로 초자 잉크를 분사하여 열 경화시켜 상기 강화유리에 상기 초자 잉크를 흡착한 후 건물 일체형 태양광발전 모듈로 사용되되, 건물 일체형 태양광발전 모듈의 시공시 건축물의 특수부위인 모서리 또는 라운드 형태의 부분 등에 설치하여 사용될 수 있도록 한 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 건물의 외장재로 사용되는 강화유리를 건물 일체형 태양광발전 모듈의 시공시 건축물의 특수부위인 모서리 또는 라운드 형태의 부분 등에 설치되도록 크기에 맞춰 태양전지의 솔라셀패턴으로 초자 잉크를 분사방식으로 스크린프린팅 한 후 500 ~ 800℃에서 열 경화시켜 상기 강화유리의 일면에 융합 침투되어 흡착되어 그 표면이 긁히거나 박리 되지않아 무늬 또는 색상을 영구적으로 변색 또는 변질하지 않도록 하는 효과가 있는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 사용함으로써, 기존의 맞춤형 모듈을 사용할 때보다 제조시간 및 제조비용을 절감할 수 있을뿐만 아니라 다양한 형태의 무늬 및 색상의 모듈로 제작하여 외관이 미려하며, 간단하게 설치가 가능하고, 전기성능을 고려할 필요가 없기 때문에 전체 모듈의 전기배선에 제한을 받지 않는 효과가 있다.
BIPV, 더미 모듈, 솔라셀 패턴
Description
본 발명은 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물의 특수부위인 모서리 또는 라운드 등에 건물 일체형 태양광발전 모듈 설치시 맞춤형 모듈이 사용되는데, 이러한 맞춤형 모듈은 대량생산이 어려워 개인적으로 주문 생산으로 제조되어 매우 고가이며 건축물의 모서리 또는 라운드의 일부에 사용되는 것으로 전기성능보다는 건축물 외부의 디자인 측면이 더 고려된다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 건물의 외장재로 사용되는 강화유리에 솔라셀 패턴(Solar Cell Pattern)으로 초자 잉크를 분사한 후 열을 가하여 경화시켜 상기 강화유리 일면에 융합 침투되어 흡착되도록 함으로써 그 표면이 긁히거나 박리 되지 않아 무늬 또는 색상을 영구적으로 변색 또는 변질 되지 않도록 하는 효과를 줄 수 있으며, 기존의 맞춤형 모듈을 사용할 때보다 비용절감뿐만 아니라 다양한 형태의 무늬 및 색상 적용이 가능하고, 간편 설치 및 제조시간을 대폭 줄일 수 있으며, 또한 전기성능을 고려할 필요가 없기 때문에 전체 모듈의 전기배선에 제한을 받지 않는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 제공한다.
일반적으로 건물 일체형 태양광발전(BIVP - Building Integrated Photovoltaic)는 태양전지를 건축자재로 적용시켜 건축물에 외장재로 활용하는 기술이고, 건물 일체형 태양광발전 모듈은 태양전지(PV - Photovoltaic) 모듈을 건축물에 일체화하여 적용시키는 것으로서 커튼 월, 차양, 지붕 타일, 외장재 등으로 다양하게 사용된다. 그 특성에 따라서 자연채광이나 차양에도 이용이 가능하고, 별도의 부지확보비용과 지지를 위한 구조물 건립비용이 필요하지 않으며, 전기가 발생 되는 지점에서 전력발전을 가능하게 하는 장점도 있다.
한편, 건물의 외장재로써 건물 일체형 태양광발전 모듈을 사용할 경우에는 건물의 설계에 따라 다양한 모양형태의 건물 일체형 태양광발전 모듈이 필요한데, 이 경우 건물의 외부 중 특수부위인 모서리 또는 라운드 부분에 건물 일체형 태양광발전 모듈을 설치하고자 할 경우에는 각각의 형태가 다양하여 대량생산에 의한 건물 일체형 태양광발전 모듈을 설치하는 것이 곤란할 수 있기 때문에 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈을 제조 생산하여 사용해야하는 문제점이 있어 비용적인 측면에서 매우 고가였다. 일반적으로 건물 일체형 태양광발전 모듈은 규격화된 형태이므로 대량생산이 가능하나, 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈은 각각의 형태가 다양하여 개별적인 생산방식에 의하여 제조해야하기 때문에 대량생산에 의하여 생산된 건물 일체형 태양광발전 모듈에 비하여 2 내지 3배 이상의 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
실제로 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈이 설치되는 경우는 전체 건물 일체형 태양광발전 모듈이 차지하는 부분 중 적용범위에 따라 다르지만 보통 특별한 형태의 모양을 가진 모서리 또는 라운드 같은 매우 작은 부분을 차지하기 때문 에, 태양광발전에 의해 전기를 생산하는 것보다는 건물의 외장재로써 다른 부분과 디자인적 조화가 고려되어야 했고, 설치비용 대비 태양광발전의 효율성 비교가 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈의 사용에 있어서 중요한 고려사항이 되었다. 따라서 종래와 같이 고가의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈을 사용하는 것보다는 가격대비 모형을 갖춘 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 사용하는 것이 다른 부분과의 디자인적 조화를 이루면서도 비용을 절감할 수 있고 제조시간도 절약할 수 있는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈이 필요하게 되었다.
기존의 일반 태양전지(PV)모듈의 제조방법을 살펴보면, 유리 상에 유리접합용 에바(EVA: ethylene-vilylacetate)필름을 부착하고, 상기 에바필름 위에 솔라셀을 위치시키고, 상기 솔라셀 위에 다시 에바필름을 부착한 후 백시트 또는 유리를 적층형성되어 모듈제작의 제작비가 매우 고가이고, 제조가 솔라셀을 크기에 맞춰 제작하므로 복잡하며, 제조시간이 오래 걸리고, 건축물의 다양한 구조의 모서리 또는 라운드 형태의 부위에는 적합하게 사용되지 못하였고, 상기 다양한 구조의 모양으로 PV모듈을 제작할 경우 개별적으로 생산하여야 하기 때문에 건축물의 외장재로 비용이 너무 고가가 되는 문제점이 있었다.
실제로 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈이 설치되는 경우는 전체 건물 일체형 태양광발전 모듈이 차지하는 부분 중 건축물의 스케일 또는 적용범위에 따 라 다르지만 보통 특별한 형태의 모양을 가진 모서리 또는 라운드 같은 매우 작은 부분을 차지하기 때문에, 태양광발전에 의해 전기를 생산하는 것보다는 건물의 외장재로써 다른 부분과의 디자인적 조화가 고려되어야 했고, 설치비용 대비 태양광발전의 효율성 비교가 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈의 사용에 있어서 중요한 고려사항이 되었다. 따라서 종래와 같이 고가의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈을 사용하는 것보다는 가격대비 모형을 갖춘 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 사용하는 것이 다른 부분과의 디자인적 조화를 이루면서도 비용을 절감할 수 있고 제조시간도 절약할 수 있는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈이 필요하게 되었다.
기존의 일반 태양전지(PV)모듈의 제조방법을 살펴보면, 강화유리 상에 강화유리접합용 에바(EVA: ethylene-vilylacetate)필름을 부착하고, 상기 에바필름 위에 솔라셀을 위치시키고, 상기 솔라셀 위에 다시 에바필름을 부착한 후 백시트 또는 강화유리를 적층형성되어 모듈 제작의 제작비가 고가이고, 제조가 복잡하며, 제조시간이 오래 걸리고, 건축물의 다양한 구조의 모서리 또는 라운드 형태의 부위에는 적합하게 사용되지 못하였고, 상기 다양한 구조의 모양으로 PV모듈을 제작할 경우 개별적으로 생산하여야 하기 때문에 건축물의 외장재로 비용이 너무 고가가 되는 문제점이 있었다.
상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 기존에 사용되던 고가의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미모듈(BIPV-Building Integrated Photovoltaic)을 사용하는 대신에 초자 잉크를 이용한 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈에 관한 것으로, 매우 적은 부위를 차지하는 건축물의 모서리 또는 라운드 등에도 건물 일체형 태양광발전 모듈 설치시 맞춤형 모듈이 사용되는데, 건축 외장재로 사용되는 강화유리에 솔라셀 패턴으로 초자 잉크를 분사하여 열 경화한 후 흡착하여 제작된 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 상기 초자 잉크를 강화유리에 분사하는 대신 솔라셀 패턴으로 된 U.V.코팅 시트를 강화유리에 부착하여 적용하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 사용할 경우에는 기존의 맞춤형 모듈을 사용할 때보다 비용적인 측면에서 상기 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈의 적용범위에 따라 10~50배까지 비용을 절감할 수 있고, 상기 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 이용할 경우 다양한 형태의 모듈을 쉽고 간단하게 제조가 가능하다. 본 발명의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 사용함으로써 건물 일체형 태양광발전의 설치가 매우 어려운 건축물의 모서리 또는 라운드부위에 손쉽게 적용이 가능하며, 기존의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈을 제조하는데 걸리는 제조시간에 비하여 모듈의 제조시간을 대폭 절감할 수 있으며, 상기 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈을 사용할 경우에는 전기성능을 고려할 필요가 없기 때문에 전체 모듈의 전기배선에 제한을 받지 않으며, 초자 잉크를 건축용 강화유리 분사하여 사용하기 때문에 무늬 또는 색상을 영구적으로 변색 또는 변질이 되지 않는 효과가 있으며, 상기 건축 외장용 강화유 리를 복층강화유리로 제공함으로써 단열 및 소음방지 효과도 줄 수 있다. 또한, 더미 모듈을 제작할 때 U.V.코팅 시트가 사용될 수 있는데 이러한 경우에는 복잡한 제조시설이 필요없이 일반 유리가공업체에서도 쉽게 제작이 가능하여 제조시간 및 제조비용을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 1은 종래기술에 따른 건물 일체형 태양광발전 모듈구조를 나타낸 것이다. 기존의 건물 일체형 태양광발전 모듈은 일정한 모양으로 형성된 강화유리 및 상기 강화유리(1)에 강화유리접착용 에바필름(2)을 부착하고, 상기 부착된 필름의 윗면에 솔라셀(3, Solar Cell)을 접착시킨 후에, 상기 솔라셀(3)에 강화유리접착용 에바필름(4)을 다시 접착시키고, 상기 에바필름(4)의 윗면에 백시트(Back Sheet) 또는 강화유리(5)를 부착시킴으로써, 그 공정이 어렵고 맞춤형 BIPV모듈은 대량생산보다는 소량생산으로 개별적인 주문으로 생산이 되기 때문에 그 비용이 2~3배 이상 고가이다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈이 요구되는 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 맞춤형 BIPV 더미 모듈이 적용되는 부위를 나타낸 것이다. 도 2에서 나타낸 바와 같이, 건축외장재로 사용되는 건물 일체형 태양광발전모듈의 표준모듈(20)이 적용되는 곳(6)이 아닌 다양한 모양의 부위(5) 즉, 모서리 및 라운드 형태로 된 부위, 가령 삼각형, 라운드 또는 반원형의 부위에 본 발명의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈(30)이 적용된다. 상기 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈은 건축 외장재로 사용되는 강화유리에 솔라셀 패턴으로 초자 잉크를 분사한 후 열 경화하여 상기 솔라셀 패턴의 초자 잉크가 상기 강화유리의 일면에 스며들어 흡착하게 함으로써 변질 및 변색이 되지 않도록 구성되며, 고가에 해당하는 기존의 솔라셀을 포함하는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈보다 저비용으로 간단하게 제조가 가능하며, 도 2에서 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈이 적용되는 부위를 잘 나타내주고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈의 제조방식의 실시 예로 간략하게 나타낸 개략도이다. 본 발명의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈의 제조방식은 건축 외장용 강화유리(7)의 일면에 솔라셀 패턴으로 초자 잉크를 분사(8)하여 스크린프린팅한 후 온도 500℃ 내지 800℃에서 열을 가하여 열 경화(9)시켜 융합하여 상기 강화유리(7) 일면에 침투하게 하여 흡착되어 변질 및 변색이 되지 않아 건축 외장재로서 20년 이상 사용될 수 있으며, 일반 건물 일체형 태양광발전 모듈과 디자인 조화가 잘 이루어지도록 하고, 제조가 기존 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 모듈과 비교하여 간단하고 비용을 대폭 줄일 수 있다. 이때, 강화유리의 일면에 솔라셀 패턴으로 초자 잉크를 단열 및 소음방지를 위해 복층강화유리를 사용하여 분사할 때에는 내측 강화유리의 일면에 상기 초자 잉크를 분사한다.
도 4는 본 발명에 따른 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈의 제조방식의 또 다른 실시 예를 간략하게 나타낸 개략도이다. 그것은 상기 초자 잉크의 사용대신 건축 외장용 강화유리(7) 일면에 솔라셀 패턴이 인쇄된 U.V.코팅 시트(10)를 부착하여 사용하는 것이다. 상기 U.V.코팅 시트(10)를 상기 건축 외장용 강화유리(7) 일면에 부착하여 건축물의 특수부위인 다양한 모양의 모서리 또는 라운드 형태의 부분에 부분적으로 적용하여 설치될 수 있다. 그 제조공정은 건축 외장용 강화유리(7) 일면에 솔라셀 패턴으로 인쇄된 상기 U.V. 코팅 시트(10)를 부착하고, 이 또한 상기 건축 외장용 강화유리의 내측에 강화유리를 하나 더 두어 복층유리구조를 형성함으로써 단열 및 소음방지 효과가 있도록 한다.
또한, 상기에서 언급한 다양한 모양의 모서리 또는 라운드 형태의 모양으로 형성된 건축 외장용으로 사용되는 강화유리의 일면에 초자 잉크를 분사방식으로 스크린프린팅 한 후 열 경화하여 형성된 솔라셀 패턴이 융합 침투하여 상기 강화유리의 일면에 흡착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈 및 일정한 모양으로 형성된 건축 외장용으로 사용되는 복수의 건 물 일체형 태양광발전 표준모듈로 구성되는 건물 일체형 태양광발전 외장시스템을 제공한다. 상기 건물 일체형 태양광발전 표준모듈은 통상 직사각형 형태의 모양을 가진다.
도 1은 종래기술에 따른 BIPV모듈구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 맞춤형 BIPV 더미 모듈이 적용되는 부위를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 맞춤형 BIPV 더미 모듈의 제조방식을 간략하게 나타낸 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시 예를 간략하게 나타낸 개략도이다.
Claims (5)
- 다양한 모양의 모서리 또는 라운드 형태의 모양으로 형성된 건축 외장용으로 사용되는 강화유리의 일면에 초자 잉크를 분사방식으로 스크린프린팅 한 후 열 경화하여 형성된 솔라셀 패턴이 융합 침투하여 상기 강화유리의 일면에 흡착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈.
- 제 1항에 있어서,상기 열 경화 시의 온도는 500℃ 내지 800℃로 열 경화되는 것을 특징으로 하는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈.
- 제 1항에 있어서,상기 건축 외장용 강화유리는 복층강화유리인 것을 특징으로 하는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈.
- 다양한 모양의 모서리 또는 라운드 형태의 모양으로 형성된 건축 외장용으로 사용되는 강화유리; 및상기 강화유리의 일면에 솔라셀 패턴이 인쇄된 U.V.코팅 시트를 부착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈.
- 다양한 모양의 모서리 또는 라운드 형태의 모양으로 형성된 건축 외장용으로 사용되는 강화유리의 일면에 초자 잉크를 분사방식으로 스크린프린팅 한 후 열 경화하여 형성된 솔라셀 패턴이 융합 침투하여 상기 강화유리의 일면에 흡착되어 형성되는 것을 특징으로 하는 복수의 맞춤형 건물 일체형 태양광발전 더미 모듈; 및 일정한 모양으로 형성된 건축 외장용으로 사용되는 복수의 건물 일체형 태양광발전 표준모듈; 로 구성되는 건물 일체형 태양광발전 외장시스템.
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