KR20100025777A - 태양전지 모듈 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구조물의 경사 지붕에 태양전지 모듈을 고정 설치하기 위한 태양전지 모듈 어셈블리에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물 등의 구조물에 태양전지 모듈을 건축 자재를 이용하여 일체화 시키고 태양광발전에 특별한 유지관리, 공해 및 재료의 부식 없이 태양광을 이용하여 지속적으로 전기 에너지를 창출하는 태양전지 모듈 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명은 지붕바닥면에 고정하기 위한 멀리언과 상기 멀리언 상부에 결합하는 태양전지 모듈을 고정하기 위한 프레임 조립체를 포함하며, 상기 프레임 조립체는 복수의 지지부를 갖는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 상부에 결합하고 태양전지 모듈을 고정하는 복수의 누름부를 갖는 고정프레임을 포함한다.

멀리언, 고정프레임, 지지프레임, 완충재

Description

태양전지 모듈 어셈블리{Solar cell module assembly}

본 발명은 경사 지붕을 갖는 지붕에 건물 통합형 태양전지 모듈을 설치하기 위한 태양전지 모듈 어셈블리에 관한 것으로, 보다 구체적으로 태양전지 모듈을 건축물의 건축자재로 이용하여 건출물에 일체화 시켜, 태양광발전을 통해 전기에너지를 지속적으로 창출하며, 건축물과 조화를 이루어 익스테리어 효과를 연출하는 태양전지 모듈 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 태양광발전은 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서 태양전지에서 생산되는 직류(DC)전류를 교류(AC)로 변환시켜 가정에 필요한 전력을 공급할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 태양광발전은 그 기전력이 작기 때문에, 다수의 단위 태양전지 모듈을 연결하여 적정 기전력을 갖도록 판상의 형태로 구성되며, 건물이나 주택 등에 태양전지를 설치하는 경우에는 태양의 일사(日射) 강도가 높은 지붕 위에 설치하는 것이 대부분이다.

그러나, 상기 태양전지 모듈을 건축물의 외면에 고정시키기 위한 종래의 고 정프레임은 그 구조가 불합리하여 건축물에 자유로운 설치 및 해체가 어려워 그 유지관리와 보수가 제대로 이루어질 수 없어 태양전지 모듈의 효율성이 떨어지게 된다.

통상적으로 지붕에 태양전지 모듈을 설치하기 위해서는 별도의 일체화된 고정프레임(1)에 별도의 지지구조물(2)을 설치하여 그 위에 태양전지 모듈(M)을 설치하는 것으로 도 1에서와 같이 지붕에 결합하는 고정프레임(1)과, 상기 고정프레임(1)에 태양전지 모듈(M)을 설치하기 위한 지지구조물(2)을 구성하는 것으로, 다수개의 태양전지 모듈이 지지구조물에 결합하여 일정간격으로 설치되고, 지지구조물에 의해 비스듬한 각도로 세워져 태양에너지를 최대한 많이 받을 수 있게 설치된다.

전술한 종래의 태양전지 모듈 설치방법에 따르면, 태양전지 모듈이 고정프레임에 의해 연결됨으로써, 태양전지 모듈 사이에 틈이 형성되며 이러한 틈에 의해 방수성이 떨어지는 문제점으로 인하여 태양전지 모듈을 외감재로 사용할 수 없다.

또한 태양전지 모듈의 설치는 주로 건물을 건축할 때 일체로 설치되도록 설계하는 경우가 대부분이었으므로, 이미 지붕 공사가 완료된 기존의 건물에는 태양전지 모듈의 설치 작업이 상당히 까다롭고 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 경우에 따라서는 지붕이 손상되는 등의 폐단이 발생되었다.

아울러, 기존의 건물에 태양전지 모듈을 설치하는 경우에는 주로 지붕의 일부를 개량하여 태양전지 모듈을 설치함에 따라 상당한 공사비용이 지출되는 등의 문제점이 발생되었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제공된 것으로,

본 발명의 일 측면에 따르면, 구조물의 경사 지붕에 이격 고정된 복수의 멀리언; 상기 2 개의 멀리언에 수평 고정되어, 상기 멀리언과 매트릭스 형태로 복수의 입면을 형성하며, 길이방향을 따라 상부 및 하부에 형성된 제 1 및 제 2 지지부를 갖는 복수의 지지프레임; 상기 어느 한 입면에 대응되며, 그 입면을 이루는 상부 지지프레임의 제 2 지지부와 하부 지지프레임의 제 1 지지부에 양 종단부가 각 각 안착되는 태양전지 모듈; 및 상기 각 지지프레임에 고정되며, 길이방향을 따라 상부 및 하부에 상기 각 지지부에 대응되도록 형성된 제 1 및 제 2 누름부를 갖는 복수의 고정 프레임을 포함하는 태양전지 모듈 어셈블리가 제공된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 모듈 어셈블리는 평탄도가 고르지 못한 지붕에 수평으로 설치할 수 있으며, 태양전지 모듈에 가해지는 풍하중을 감소시켜주고, 태양전지 모듈과 연결되는 케이블을 프레임 조립체 내부에 설치하여 전선의 부식방지 및 미려한 외관을 연출할 수 있다.

또한, 기존의 독립형 태양전지 모듈 시스템과 같이 설치공간을 위한 별도의 부지확보가 필요 없기 때문에 더욱 경제적 측면에서 유리하며, 건물의 외피재료로서의 새로운 기능을 추가함으로서 비용을 절감하는 이중효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해 질 것이다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 권리범위는 특허청구범위의 범 주에 의해 정의될 뿐이다.

첨부된 도 2내지 도 5는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 도면들로서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 어셈블리의의 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 A부 분해 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 어셈블리의 결합사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 어셈블리의 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 어셈블리는, 구조물의 경사 지붕에 이격 고정된 복수의 멀리언(100)과 태양전지 모듈(200) 및 상기 태양전지 모듈(200)의 수직방향의 양 종단부를 수용 고정하는 프레임 조립체(200)를 포함한다.

여기서, 상기 프레임 조립체(200)는 상기 2 개의 멀리언(100)에 수평 고정되어, 상기 멀리언(100)과 매트릭스 형태로 복수의 입면을 형성하며, 길이방향을 따라 상부 및 하부에 형성된 제 1 및 제 2 지지부(211)를 갖는 복수의 지지프레임(210) 및 상기 각 지지프레임(210)에 고정되며, 길이방향을 따라 상부 및 하부에 상기 각 지지부(211)에 대응되도록 형성된 제 1 및 제 2 누름부(221)를 갖는 복수의 고정 프레임(220)을 포함한다.

이때, 제 1 지지부 및 제 1 누름부 사이의 공간 및 제 2 지지부 및 제 2 누름부 사이의 공간에 태양전지 모듈의 일 종단이 수용 고정된다.

상기 멀리언(100)은 지붕 바닥면(S)에 설치되는 것으로, 지붕 바닥면(S)에 다수 개의 브라켓(300)을 설치하고, 상기 브라켓(300)에 멀리언(100)을 결합하여 종방향으로 설치되며, 이처럼 다수 개의 브라켓을 매개로 멀리언을 설치하는 것은 각각의 멀리언(100)이 고르지 못한 바닥면으로부터 이격되어 평행하게 설치될 수 있도록하기 위함이다.

또한, 상기 멀리언(100)은 층과 층사이에 수직으로 설치되어 태양전지 모듈(M)에 가해지는 풍하중을 받아 주는 것이다.

한편, 상기 멀리언(100)에 결합되는 프레임조립체(200)를 구체적으로 살펴보면, 지지프레임(210)은 상기 멀리언(100)과 결합되는 플렌지부(212)와 상기 플렌지부(212)의 일단에 수직 연장되어 태양전지 모듈(M)을 지지하는 "L"형상의 제 1 및 제 2 지지부(211)를 갖으며, 상기 각 지지부(211)에서 수직 연장되어 고정프레임(220)과 결합하는 끼움돌기(214)가 형성된 상부측(213)과 상기 상부측(213)의 타단에 상기와 같은 지지부(211)와 플렌즈부(212)가 대응되게 형성되는 것이다.

또한 상기 지지부(211)는 어느 한쪽의 높이가 낮으며, 상기 멀리언과 결합할 때 상기 지지부(211)의 높이가 낮은 쪽이 지붕(S)의 경사가 낮은 쪽으로 위치하는 것이바람직하다.

이는 제 1 각도로 기울어진 경사 지붕면에 대하여, 제 1 각도와 다른 제 2 각도로 태양전지 모듈을 배치함으로써, 기왓장을 배치한 것과 같은 미려한 외관을 연출하기 위함이다.

한편, 지지부에는 태양전지 모듈(M)과 연결되는 케이블선이 통과할수 있도록, 지지부의 내측으로 삽입하는 관통공(215)이 형성되어 태양전지 모듈(M)에 연결되는 케이블선이 외부로 노출되는 것을 방지하고, 비, 눈, 바람, 태양열에 의한 케이블의 파손을 방지하도록 된 것이며, 또한 케이블선을 내부로 감추어 외관을 미려 하게하는 역할을 한다.

고정프레임(220)은 "ㄴ"형상의 제 1 및 제 2 누름부(221)가 형성되고, 각 누름부(221) 상단에 수직으로 절곡된 상부측(222)이 형성되어 상부측(222) 타단에 상기와 같은 누름부(221)가 대응되게 형성된 것이다.

또한 상부측(222)의 밑면은 상기 지지프레임(210)에 형성된 끼움돌기(214)와 끼워맞춤 결합하는 결합홈(223)이 형성되는 것이다.

따라서, 상기 각 지지부(211)에 태양전지 모듈(M)이 안착되며, 상기 태양전지 모듈(M)의 상부측을 각 누름부(221)가 눌러 상기 태양전지 모듈(M)을 고정 하는 것으로, 상기 각 누름부(221)는 각 지지부(211)의 높낮이와 대응되도록 형성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 지지부(211)와 태양전지 모듈(M) 및 누름부(221)가 견고히 고정되기 위해서는 히부프레임(210)과 고정프레임(220)을 피스나사로 결합하는 것이 바람직하며, 이때, 피스나사의 머리가 외부로 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 고정프레임(220)의 상부측(222) 상면은 하면에 형성된 결합홈(223)과 대응되는 요홈(224)이 형성되는 것이다.

또한, 상기 고정프레임(220)의 상부측(222) 양측면에 요홈(225)이 형성되고, 상기 요홈(225)에 끼움결합하는 "ㄷ"형상의 커버프레임(230)이 더 구성된다.

상기 커버프레임은 지지프레임(210)과 고정프레임(220)을 나사 결합할 때 미세한 틈이 생기게 되고 그 틈으로 물기가 스며들어 태양전지 모듈의 케이블선 또는 구조물의 노화를 촉진시키는 것을 방지하는 것이며, 또한, 외장재로써 미관을 미려 하게 할 뿐만 아니라 탈부착이 용이하여 유지보수가 수월하다.

한편, 지지부(211)와 태양전지 모듈(M) 사이 및 누름부(221)의 사이에 완충재(240)가 개재된 것으로 상기 완충재(240)는 태양전지 모듈(M)을 고정할 때 외부적인 힘으로 발생하는 파손과, 풍하중으로 발생하는 모듈(M)의 떨림현상을 방지하기 위한 것으로, 상기 완충재(240)는 고무, 실리콘 또는 합성수지 탄성체와 테이프(양면접착형 또는 일면접착형)로 대체 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 평탄도가 고르지 못한 지붕에 수평으로 설치할 수 있으며, 태양광발전 모듈에 가해지는 풍하중을 감소시켜주고, 태양전지 모듈에 연결하는 케이블을 고정프레임 내부에 설치하여 전선의 부식을 방지하며, 지붕의 마감재료로서 건물의 미관을 미려하게 하는 것이다.

도 1은 종래 태양전지 모듈의 설치구조를 도시한 사시도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 어셈블리의 분해사시도,

도 3은 도 2의 A부 확대 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈 어셈블리의 결합사시도,

도 5는 본 발명에 따른 태양전지 모듈 어셈블리의 결합단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

M: 태양전지 모듈 S: 지붕

100: 멀리언 200: 프레임 조립체

210: 지지프레임 211: 지지부

212: 플렌지부 213, 222: 상부측

214: 결합돌기 215: 관통공

220: 고정프레임 221: 누름부

223, 225: 결합홈 224: 요홈

230: 커버프레임 240: 완충재

Claims (8)

1. 구조물의 경사 지붕에 이격 고정된 복수의 멀리언;

   상기 2 개의 멀리언에 수평 고정되어, 상기 멀리언과 매트릭스 형태로 복수의 입면을 형성하며, 길이방향을 따라 상부 및 하부에 형성된 제 1 및 제 2 지지부를 갖는 복수의 지지프레임;

   상기 어느 한 입면에 대응되며, 그 입면을 이루는 상부 지지프레임의 제 2 지지부와 하부 지지프레임의 제 1 지지부에 양 종단부가 각각 안착되는 태양전지 모듈; 및

   상기 각 지지프레임에 고정되며, 길이방향을 따라 상부 및 하부에 상기 각 지지부에 대응되도록 형성된 제 1 및 제 2 누름부를 갖는 복수의 고정 프레임을 포함하는 태양전지 모듈 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지프레임은 제 1 및 제 2 지지부가 경사 지붕에 대하여 서로 다른 높이를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 지지부는 종단부가 단차 구조로 형성되어, 태양전지 모듈의 유동을 억제하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지프레임에는 결합 돌기가 형성되고,

   고정프레임에는 상기 결합 돌기가 끼워지는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지부와 태양전지 모듈 사이 및 누름부와 태양전지 모듈 사이에 개재된 완충재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 완충재는 고무, 실리콘 또는 합성수지 탄성체인 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 고정프레임을 덮는 커버프레임을 더 포함하되,

   상기 고정프레임에는 상기 커버 프레임이 착탈식으로 결합되는 요홈이 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 멀리언과 경사 지붕을 연결하는 간격 유지 부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.

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