KR20090110131A - 비아이피브이 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월 - Google Patents

비아이피브이 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월 Download PDF

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KR20090110131A
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Abstract

본 발명은 전면판(front glass pannel)과 후면판(rear glass pannel)의 복층유리로 이루어지는 유리커튼월에 관한 것으로서, BIPV 모듈의 솔라셀에서 발생된 전원에 의해 전면판에 설치된 엘이디를 선택적으로 점등하여 다양한 조명 효과를 연출할 수 있는 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월에 관한 것이다.
종래의 유리커튼월은 조망 시야를 확보할 뿐 별도의 기능성 요소가 없었으므로, 본 발명에서는 전면판(front glass pannel)과 후면판(rear glass pannel)의 복층유리로 이루어지는 유리커튼월에 있어서, 상기 전면판(10)의 내측은 표면에 패턴 인쇄된 전기적 배선에 따라 복수의 엘이디(11)가 상·하·좌·우로 일정한 간격마다 배열 설치되고, 상기 후면판(50)에는 일정 이상의 전원을 발생하기 위해 직렬로 연결된 복수의 솔라셀(41)이 접착판(20)에 의해 밀착 고정되어 BIPV 모듈(40)을 이루며, 콘트롤러(60)에서는 상기 복수의 솔라셀(41)에서 발생된 전원에 의해 복수의 엘이디(11)를 미리 설정된 프로그램에 따라 선택적으로 점등하여 유리커튼월의 외측면에 로고, 문자, 형상 등을 조명 연출하는 것을 특징으로 하는 비아이피브이(BIPV) 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월을 제안한다.
따라서, 본 발명에 의한 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월은 BIPV 모듈(40)에서 발생된 전기에너지에 의해 콘트롤러(60)에서 복수의 엘이디(11)를 선택적으로 점등하여 건물의 외관을 이루는 유리커튼월에 로고, 문자 또는 형상 등을 다양하게 조명 연출할 수 있는 효과가 있다. 또한, 솔라셀(41) 및 엘이디(11)의 배 열에 의해 외부에 보여지는 유리커튼월 자체의 외관이 건물의 디자인적 가치를 향상시킬 수 있는 다른 효과가 있다. 또한, BIPV 모듈(40)에서 발생된 잉여 전력을 외부전력장치로 공급하여 가정의 전력비용을 절감할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
태양광, 커튼월, 복층유리, 집광, BIPV

Description

비아이피브이 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월{Display glass curtain wall using for BIPV module}
본 발명은 전면판(front glass pannel)과 후면판(rear glass pannel)의 복층유리로 이루어지는 유리커튼월에 관한 것으로서, 특히 BIPV 모듈의 솔라셀에서 발생된 전원에 의해 전면판에 설치된 엘이디를 선택적으로 점등하여 다양한 조명 효과를 연출할 수 있는 비아이피브이(BIPV; Building Integrated Photovoltaic System) 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월에 관한 것이다.
일반적으로 커튼월(Curtain Wall)이라 함은 건물에 있어서 건물의 하중을 지지하고 있지 않는 건물의 외벽을 말한다. 건물에 가해지는 수직하중과 바람이나 지진 등에 의한 수평하중을 기둥과 보의 골조로 지지하고, 커튼월은 단순히 공간을 칸막이하는 커튼역할을 하게 된다. 한편, 커튼월은 비내력 칸막이벽이라고도 불리며, 외부로부터의 비나 바람을 막고 소음이나 열을 차단하는 구실을 한다.
이러한 커튼월의 재료로는 스테인레스강, 알루미늄, 청동 등의 재료도 사용 되지만, 최근에는 유리를 사용하는 경우도 많이 증가하고 있는 추세이다. 유리 커튼월은 건물의 외적 이미지를 현대식으로 바꾸어주며, 건물 내부의 채광이 좋은 장점이 있다.
또한, 최근에는 솔라셀(Solar cell)을 이용하는 건물외장형 태양광 발전시스템인 BIPV 시스템(Building Integrated Photovoltaic System)이 새롭게 개발되고 있으나, 이를 유리커튼월에 적용한 사례는 전무하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 BIPV 모듈에서 발생된 전기에너지로 콘트롤러에서 복수의 엘이디를 선택적으로 점등하여 건물의 외관을 이루는 유리커튼월을 다양하게 조명 연출할 수 있는 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, BIPV 모듈에서 발생된 전원을 변환하는 인버터와 외부전력장치를 연계형으로 전원 연결하여, 인버터에서 발생된 잉여 전력을 외부전력장치로 공급하여 가정의 전력비용을 절감할 수 있는 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월을 제공함에 다른 목적이 있다.
본 발명에 의한 비아이피브이(BIPV) 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월은 전면판(10)의 내측 표면에 패턴 인쇄된 전기적 배선에 따라 복수의 엘이디(11)가 상·하·좌·우로 일정한 간격마다 배열 설치되고, 상기 후면판(50)에는 일정 이상의 전원을 발생하기 위해 직렬로 연결된 복수의 솔라셀(41)이 접착판(20)에 의해 밀착 고정되어 BIPV 모듈(40)을 이루며, 콘트롤러(60)에서는 상기 복수의 솔라셀(41)에서 발생된 전원에 의해 복수의 엘이디(11)를 미리 설정된 프로그램에 따라 선택적으로 점등하여 유리커튼월의 외측면에 로고, 문자, 형상 등을 조명 연출하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
본 발명에 의한 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월은 BIPV 모듈(40)에서 발생된 전기에너지에 의해 콘트롤러(60)에서 복수의 엘이디(11)를 선택적으로 점등하여 건물의 외관을 이루는 유리커튼월에 로고, 문자 또는 형상 등을 다양하게 조명 연출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 솔라셀(41) 및 엘이디(11)의 배열에 의해 외부에 보여지는 유리커튼월 자체의 외관이 건물의 디자인적 가치를 향상시킬 수 있는 다른 효과가 있다.
또한, BIPV 모듈(40)에서 발생된 잉여 전력을 외부전력장치로 공급하여 가정의 전력비용을 절감할 수 있는 또 다른 효과가 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월을 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1의 유리커튼월을 구성요소 별로 구분한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월의 전기적 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
일반적으로 BIPV 시스템(Building Integrated Photovoltaic System)(건물일체형 태양광발전시스템)이란 건물 외피에 전지판을 설치하여 태양광을 이용하는 발 전시스템으로서, 최근에는 태양광에너지로 전기를 생산하여 소비자에게 공급하는 것 외에 건물일체형 태양광모듈을 건축물 외장재로 사용하여 건설비용을 줄이고 건물의 가치를 높이는 디자인요소로도 쓰이기도 한다.
또한, BIPV 모듈이란, 솔라셀(Solar cell)을 전기적으로 연결하기 용이하도록 배선하며, 외부 환경으로부터 보호하기 위해 충진재 및 유리 등과 압축한 모듈로서, 솔라셀 당 약 0.5V 전압과 4.5A 이상의 전류를 발생하게 되므로, 원하는 전압 또는 전류값을 위해 복수의 솔라셀이 직렬로 연결된다.
이때, 상기 솔라셀은 전장용 전자기기(battlefield electronics)에 사용되는 소형 광기전 모듈(photo-voltaic module)과 기본 개념이 동일하므로, 이하에서는 솔라셀이라 통칭하여 사용한다.
본 발명에 의한 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월은 도 1에서 도시한 바와 같이, 태양광을 집광하여 전원을 발생하는 솔라셀(41)이 내측에 구비된 BIPV 모듈(40)에 의해 유리커튼월을 형성하고, 콘트롤러(60)에서는 상기 BIPV 모듈(40)에서 발생된 전원을 복수의 엘이디(11)에서 선택적으로 공급하여 로고, 문자, 형상 등을 자유롭게 조명 연출할 수 있게 된다.
이를 위해 본 발명에 의한 유리커튼월에서는 전면판(front glass pannel)과 후면판(rear glass pannel)의 내측에 복수의 층을 이루는 각각의 구성요소를 설치하고, 이를 전기적으로 연결하여 BIPV 모듈(40)을 형성하며, 전면판의 후면에 조명연출을 위한 복수의 엘이디(11)를 설치하게 된다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전면판(10)의 내측은 표면에 패턴 인쇄된 전기적 배선에 따라 복수의 엘이디(11)가 상·하·좌·우로 일정한 간격마다 배열 설치되고, 상기 후면판(50)에는 일정 이상의 전원을 발생하기 위해 직렬로 연결된 복수의 솔라셀(41)이 접착판(20)에 의해 밀착 고정되어 BIPV 모듈(40)을 형성하게 된다.
상기 접착판(20)은 빛을 투과하면서도 양면에 밀착된 솔라셀(41) 및 후면판(50)과 견고하게 접착될 수 있도록 이브이에이(EVA; Ethylene vinyl acetate) 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 이브이에이는 에틸렌과 비닐 아세테이트를 공중합체(Copolymer)시킨 투명한 비닐재로서, 중량이 가볍고 유연하며 쿠션이 있어서 복수의 층이 밀착 결합되어야 하는 본 발명에 적합한 소재이다.
한편, 상기 솔라셀(41)은 본 발명의 일 실시례로서, 좌우 측면에 2열로 배치하였으나, 유리커튼월에서의 시야 확보를 위해 상하 끝단에 2열로 배열할 수도 있다. 또한, 상기 전면판 표면의 패턴은 시야에 방해되지 않도록 미세하게 인쇄되며, 복수의 엘이디 역시 시야에 방해되지 않도록 그 크기 및 설치 위치를 조절하게 된다.
또한, 상기 전면판(10)과 후면판(50) 사이에는 절연을 위해 투명한 재질의 절연판(30)이 삽입되고, 상기 절연판(30)은 1쌍의 접착판(20)에 의해 복수의 엘이디(11)가 설치된 전측의 전면판(10)과 복수의 솔라셀(41)이 설치된 후측의 후면판(50)에 밀착 결합되어 BIPV 모듈(40)을 이루게 된다.
따라서, 도 1 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 콘트롤러(60)에서는 상기 복수의 솔라셀(41)에서 발생된 전원에 의해 복수의 엘이디(11)를 미리 설정된 프로그램에 따라 선택적으로 점등하여 유리커튼월의 외측면에 로고, 문자, 형상 등을 조명 연출하게 된다.
한편, 상기 콘트롤러(60)는 도 3에서 도시된 바와 같이, 직류(DC)전압을 출력하고 최대 출력을 유지하기 위한 MPPT(61)(Maximum Power Point Tracker)와, 직류(DC)전력을 교류(AC)전력으로 변환하는 인버터(62)와, 부하로 작용하는 복수의 엘이디(11)에 연결되어 있다.
즉, 상기 복수의 솔라셀(41)은 각각에서 발생된 전원이 최대 출력을 유지하기 위해 MPPT(Maximum Power Point Tracker)(61) 회로를 거쳐 일정한 직류전기를 발생하고, 직류를 교류로 전환하는 인버터(62)를 거쳐 복수의 엘이디(11)로 전달되된다.
이때, 본 발명은 상기 복수의 엘이디(11)로 전달되고 남은 잉여전력은 외부전력장치(64)로 공급되고, 상기 인버터(62)를 통해 공급되는 교류전원이 설정 전압 이하인 경우에는 외부전력장치(64)로부터 공급된 교류전원을 복수의 엘이디(11)로 전달하는 연계형 전원연결방식으로 구성됨을 그 기술적 특징으로 한다.
또한, 별도의 외부 콘트롤러(도시되지 않음)에서 MPPT(61)와 인버터(62)를 통해 출력되는 전원을 측정하고, 전원이 부족한 경우 외부전력장치(64)에서 부족한 전력을 보충하는 스위칭 동작을 통해 엘이디(11)의 점등을 제어하도록 구성할 수도 있다.
상기 콘트롤러(60), MPPT(61)회로 및 인버터(62)의 각각의 세부적인 구성 및 회로 등은 종래의 공지기술이고, 콘트롤러에서 설정전압 이상 또는 이하를 판단하여 전원 연결방식을 변경하는 스위칭 회로 역시 종래의 공지기술이므로, 이하 상세한 설명은 생략한다.
이로 인해, 날씨가 좋은 낮에는 BIPV 모듈(40)에서 발생된 전력에 의해 건물 내부의 조명장치 등을 작동함으로써 한국전력에서 공급받는 유상의 전력비용을 절감할 수 있게 되며, 날씨가 안좋은 날 또는 저녁때는 한국전력에서 공급받는 유상의 전력에 의해 복수의 엘이디를 점등함으로써 기상조건에 무관하게 엘이디에 의한 조명연출이 가능하게 된다.
또한, 상기 MPPT(61)의 후단에는 축전지(63)가 구비되어 직류전원을 축전하고, 기상이 악화되어 MPPT(61)에서 전원이 유입되지 않는 경우에는 축전지(63)에서 발생된 전원을 인버터(62)를 통해 변환한 후, 복수의 엘이디(11)에 전달하도록 구성할 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월은 태양광이 다수의 층을 투과하여 복수의 솔라셀(41)을 포함하는 BIPV 모듈(40)에서 전기로 변환되고, 콘트롤러(60)에서는 미리 저장된 프로그램에 따라 복수의 엘이디(11)를 조명하여 유리커튼월에 다양한 패턴과 문양, 광고문구를 연출할 수 있게 된다.
또한, 연계형 전원 연결방식에 의해 잉여 전력을 가정용 조명장치 및 전열기구, 전자제품 등을 작동시키는데 사용할 수도 있으므로 경제적인 효과 역시 기대할 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월을 개략적으로 나타낸 정면도,
도 2는 도 1의 유리커튼월을 구성요소 별로 구분한 분해사시도,
도 3은 본 발명에 의한 BIPV 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월의 전기적 흐름을 개략적으로 나타낸 모식도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 전면판 11 : 엘이디
20 : 접착판 30 : 절연판
40 : BIPV 모듈 41 : 쏠라셀(solar cell)
50 : 후면판 60 : 콘트롤러
61 : MPPT(Maximum Power Point Tracker)
62 : 인버터 63 : 축전지
64 : 외부전력장치

Claims (4)

  1. 전면판(front glass pannel)과 후면판(rear glass pannel)의 복층유리로 이루어지는 유리커튼월에 있어서,
    상기 전면판(10)의 내측은 표면에 패턴 인쇄된 전기적 배선에 따라 복수의 엘이디(11)가 상·하·좌·우로 일정한 간격마다 배열 설치되고, 상기 후면판(50)에는 일정 이상의 전원을 발생하기 위해 직렬로 연결된 복수의 솔라셀(41)이 접착판(20)에 의해 밀착 고정되어 BIPV 모듈(40)을 이루며,
    콘트롤러(60)에서는 상기 복수의 솔라셀(41)에서 발생된 전원에 의해 복수의 엘이디(11)를 미리 설정된 프로그램에 따라 선택적으로 점등하여 유리커튼월의 외측면에 로고, 문자, 형상 등을 조명 연출하는 것을 특징으로 하는 비아이피브이(BIPV) 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전면판(10)과 후면판(50) 사이에는 절연을 위해 투명한 재질의 절연판(30)이 삽입되고, 상기 절연판(30)은 1쌍의 접착판(20)에 의해 복수의 엘이디(11)가 설치된 전측의 전면판(10)과 복수의 솔라셀(41)이 설치된 후측의 후면판(50)에 밀착 결합되는 것을 특징으로 하는 비아이피브이(BIPV) 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 복수의 솔라셀(41)은 각각에서 발생된 전원이 최대 출력을 유지하기 위해 MPPT(Maximum Power Point Tracker)(61) 회로를 거쳐 일정한 직류전기를 발생하고, 직류를 교류로 전환하는 인버터(62)를 거쳐 복수의 엘이디(11)로 전달되되,
    상기 복수의 엘이디(11)로 전달되고 남은 잉여전력은 외부전력장치(64)로 공급되고, 상기 인버터(62)를 통해 공급되는 교류전원이 설정 전압 이하인 경우에는 외부전력장치(64)에서 공급된 교류전원을 복수의 엘이디(11)로 전달하는 연계형 전원연결방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 비아이피브이(BIPV) 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 MPPT(61)의 후단에는 축전지(63)가 구비되어 직류전원을 축전하고, 기상이 악화되어 MPPT(61)에서 전원이 유입되지 않는 경우에는 축전지(63)에서 발생된 전원을 인버터(62)를 통해 변환한 후, 복수의 엘이디(11)에 전달하는 것을 특징으로 하는 비아이피브이(BIPV) 모듈이 적용된 디스플레이 유리커튼월.
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