KR20100032807A - 태양전지 프레임 - Google Patents

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KR20100032807A KR1020090028464A KR20090028464A KR20100032807A KR 20100032807 A KR20100032807 A KR 20100032807A KR 1020090028464 A KR1020090028464 A KR 1020090028464A KR 20090028464 A KR20090028464 A KR 20090028464A KR 20100032807 A KR20100032807 A KR 20100032807A
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Abstract

본 발명은 태양전지 프레임에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양전지 프레임은, 태양전지 패널의 외주부에 설치된 복수개의 프레임 부재를 포함한 태양전지 프레임이고, 복수개의 프레임 부재는, 태양전지 패널의 가로변 측에 형성된 제1 프레임 부재와, 태양전지 패널의 세로변 측에 형성된 제2 프레임 부재를 포함하고, 프레임 부재의 상부에는 태양전지 패널이 끼워지는 삽입홈이 형성되며, 하부에는 코너키가 삽입되도록 관통공이 형성되어, 코너키에 의하여 제1 프레임 부재와 제2 프레임 부재가 결합되고, 프레임 부재의 하부이고, 또한 코너키의 양측 끝 단으로부터 소정 간격으로 이격되며, 관통공과 연결된 적어도 하나 이상의 타공이 형성된다.
태양전지 프레임, 태양전지 패널, 프레임 부재, 코너키

Description

태양전지 프레임{SOLAR CELL FRAME}
본 발명은 태양전지 프레임에 관한 것이다.
최근 들어, 환경보호나 에너지 절약을 위하여 주택이나 빌딩 등의 건물에 태양전지를 설치하는 경향이 많이 있다. 태양전지는 출력전압과 출력전류를 필요한 값으로 올리고 장기간 사용할 수 있도록, 태양전지 소자를 패키징하여 태양전지 모듈로서 구성된다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양전지 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 종래 기술에 따른 태양전지 모듈(1)은, 건축물의 지붕 등에 설치되고, 프레임(2, 3)이 태양전지 셀(4)을 지지하도록 태양전지 패널의 외주부의 단부에 설치된다.
이때, 프레임(2, 3)은 금속재료의 압출 성형에 의하여 제조되고, 구석에 거의 직각이 되도록 비스듬하게 절단된 뒤, 서로 결합시켜서 고정된다. 또한, 태양전지 셀(4)은, 유리기판의 이면에 복수 개로 형성되어 있고, 이들이 서로 직렬 및 병렬로 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 그 이면에 설치되는 단자 박스(미도시)를 이용하여 외부 전선(미도시)이 접속되어 있다. 이때, 태양전지 셀(4)에 의한 직류 발전 전력이 별도 설치된 전력변환장치를 이용하여 직류로부터 교류로 변환되고, 건물내의 상용전력경로를 거쳐 이용자에게 공급되게 된다.
여기서, 기존의 태양전지 모듈(1)은 태양전지 패널의 테두리, 즉 외주부의 단부에 프레임(2, 3)을 설치하여 모듈 어셈블리를 구성한다. 태양전지 패널의 구석부위(5)에서 가로변 프레임(2)과 세로변 프레임(3)을 체결하는 프레임 결합방식에는 코너키 방식과 나사 방식이 있다.
여기서, 나사방식은 태양전지 모듈의 제조시 자동화하기에는 부적합하기 때문에, 자동화 라인에서는 일반적으로 코너키 방식이 사용된다.
그러나, 코너키 방식의 경우, 특히 겨울철에 코너키 체결 부위에 물이 들어가면 냉각되어 체적이 증가되고, 이를 통해 코너키로 체결된 부분이 벌어질 염려가 있다. 또한, 이로 인하여 태양전지 모듈의 전체적인 제품 성능이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 태양전지 프레임 하부에 코너키가 삽입되는 관통공이 형성되고, 그 코너키의 양측 끝단으로부터 소정 간격으로 이격되며, 관통공과 연결되도록 적어도 하나 이상의 타공을 형성하는 것에 의하여, 코너키 체결부분에 침입된 수분을 제거하여 줄 수 있고, 태양전지 프레임과 이를 포함한 태양전지 모듈의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있는 태양전지 프레임을 제공하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 관한 발명인 태양전지 프레임은, 태양전지 패널의 외주부에 설치된 복수개의 프레임 부재를 포함한 태양전지 프레임이고, 복수개의 프레임 부재는, 태양전지 패널의 가로변 측에 형성된 제1 프레임 부재와, 태양전지 패널의 세로변 측에 형성된 제2 프레임 부재를 포함하고, 프레임 부재의 상부에는 태양전지 패널이 끼워지는 삽입홈이 형성되며, 하부에는 코너키가 삽입되도록 관통공이 형성되어, 코너키에 의하여 제1 프레임 부재와 제2 프레임 부재가 결합되고, 프레임 부재의 하부이고, 또한 코너키의 양측 끝 단으로부터 소정 간격으로 이격되며, 관통공과 연결된 적어도 하나 이상의 타공이 형성된다.
따라서, 청구항 1에 관한 발명인 태양전지 프레임은, 태양전지 프레임 하부에 코너키가 삽입되는 관통공이 형성되고, 코너키의 양측 끝단으로부터 소정 간격으로 이격되며, 관통공과 연결되도록 적어도 하나 이상의 타공을 형성하는 것에 의 하여, 코너키 체결부분에 침입된 수분을 효율적으로 제거할 수 있다.
청구항 2에 관한 발명인 태양전지 프레임은, 청구항 1에 관한 발명인 태양전지 프레임에 있어서, 타공은, 직경이 1 내지 3 mm로 형성된다.
따라서, 청구항 2에 관한 발명인 태양전지 프레임은, 타공은, 직경이 1 내지 3 mm로 형성하여준다. 여기서, 직경이 1mm이하일 경우에는 침투한 수분을 제거하는 것이 용이하지 않고, 직경이 3mm이상일 경우에는 수분을 제거하는 것은 용이하나 외부로부터 불순물과 같은 이물질이 침투할 염려가 있다. 따라서, 타공은, 직경이 1 내지 3 mm로 형성하여주는 것에 의하여 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
청구항 3에 관한 발명인 태양전지 프레임은, 청구항 1에 관한 발명인 태양전지 프레임에 있어서, 소정 간격은 1 내지 10 mm이다.
따라서, 청구항 3에 관한 발명인 태양전지 프레임은, 타공이 코너키의 양측으로부터 1 내지 10 mm 위치에 형성된다. 여기서, 타공이 코너키의 양측으로부터 1mm이하에 형성된 경우에는 프레임 제조가 어렵고, 10mm 이상에 형성된 경우에는 수분이 제거되는데 비교적 시간이 오래 걸리게 되므로 효율이 떨어지게 된다. 따라서, 타공이 코너키의 양측으로부터 1 내지 10 mm 위치에 형성되게 하여 주는 것에 의하여, 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
청구항 4에 관한 발명인 태양전지 프레임은, 청구항 1에 관한 발명인 태양전지 프레임에 있어서, 프레임 부재는 알루미늄(Al)을 포함한다.
따라서, 청구항 4에 관한 발명인 태양전지 프레임은, 고강도의 알루미늄(Al)을 포함하여 프레임 부재를 형성하여주는 것에 의하여, 프레임 부재에 설치된 태양 전지 패널을 고정능력을 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 프레임은, 태양전지 프레임 하부에 코너키가 삽입되는 관통공이 형성되고, 코너키의 양측 끝 단으로부터 소정 간격으로 이격되며, 관통공과 연결되도록 적어도 하나 이상의 타공을 형성하는 것에 의하여, 코너키 체결부분에 침입된 수분을 제거하여 줄 수 있고, 태양전지 프레임과 이를 포함한 태양전지 모듈의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 프레임이 장착된 태양전지 모듈의 구조를 설명하기 위한 배면도이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 프레임이 장착된 태양전 지 모듈(100)은, 태양전지 패널(110)과, 태양전지 패널(110)의 외주변에 장착되어 태양전지 패널(110)을 고정시키는 태양전지 프레임(120, 130)을 포함한다. 또한, 태양전지 패널(110) 상에 접착되고, ABS수지 등의 합성수지나 알루미늄 금속 등으로 구성된 정션 박스(Junction Box)(170)를 더 포함한다. 또한, 복수의 태양전지 셀(도 3 참조) 위에, 복수의 태양전지 셀을 라미네이트하기 위한 투광성 접착제(도 3 참조)가 형성되고, 복수의 태양전지 셀의 이면에는 이면 보호재(도 3 참조)가 형성된다.
구체적으로 설명하자면, 유리나 투명 플라스틱 수지 등을 포함한 투광성 기판이 설치되고, 이 투광성 기판에 다수의 태양전지 셀이 EVA(ethylvinyl acetate) 수지 등으로 되는 투광성 접착제에 따라 라미네이트되며, 그 이면인 비 수광면에는 테플론 필름이나 PVF(Poly-Vinyl Fluoride) 필름, PET(Poly-Ethylen Terephthalate) 필름 등의 이면 보호재가 접착되어 형성된다. 여기서, 태양전지 셀은, 실리콘계 반도체나 갈륨 비소등의 이루어진 화합물 반도체 등의 단결정, 다결정이나 비정질의 재료가 사용되며, 서로 전기적으로 직렬연결된다.
태양전지 패널(110)은, 이면 보호재 위에 접착되는 ABS수지 등의 합성수지나 알루미늄 금속 등으로 구성된 정션 박스(170)를 통하여 태양전지 패널(110)의 출력전력을 송전케이블(180)에 의하여 외부로 전달한다.
그리고, 투광성 기판으로부터 이면보호 재까지 적층되는 태양전지 패널(110)의 외주부에는 알루미늄(Al) 등으로 형성된 틀인 프레임(120)이 장착된다. 프레임(120)은 단면으로부터 태양전지 패널(110)에 충격이 가해진 때, 그 충격을 완화 하거나 이물질 등의 침입을 방지함과 동시에, 건물 등에의 설치 시에 설치부재나 태양전지 패널(110)의 강도확보를 위해 설치된다. 여기서, 프레임(120)은 압출 성형이나 롤 성형에 의하여 제작된다. 또한, 프레임(120)에는 각각 삽입홈이 형성되고, 각 홈에는 태양전지 패널(110)의 각 외주부의 단부가 삽입된다.
그 후에, 태양전지 패널(110)의 모서리에 프레임(120)을 거의 직각이 되도록 비스듬하게 절단한 뒤, 프레임(120) 사이를 코너키(140)를 통하여 결합하여줌으로써, 프레임(120)이 태양전지 모듈에 단단히 고정되도록 한다. 여기서, 태양전지 패널(110)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 일반적으로 정방형이나 장방형 등의 사각형상을 가진다.
프레임(120)은, 가로변(121) 상하측과 세로변(122) 좌우측에 각각 설치되고, 태양전지 패널(110)의 모서리 부위에서 서로 코너키(140)를 통하여 결합된다. 그리고, 프레임(120)이 결합되는 모서리 부위의 하부에는 코너키(140)가 삽입되도록 관통공(미도시, 도 3의 124 참조)이 형성된다. 또한, 코너키(140)의 양측 끝 단으로부터 소정 간격(L)으로 이격된 적어도 하나 이상의 타공(160)이 직경 1 내지 3 mm로 형성된다. 여기서, 타공(160)은 코너키(140)가 삽입된 관통공에 연결되는 구조를 가진다. 타공(160)은 코너키 방식을 사용하여 프레임(120)을 결합시킬 경우에, 관통공을 통하여 수분이 침투하여 코너키 체결부분이 벌어지는 염려를 방지하기 위하여 형성된 것이다. 타공(160)은, 직경이 1mm이하일 경우에는 침투한 수분을 제거하는 것이 용이하지 않고, 직경이 3mm이상일 경우에는 수분을 제거하는 것은 용이하나 외부로부터 불순물과 같은 이물질이 침투할 염려가 있다. 예를 들면, 겨울철 에 코너키 체결부분에 물이 침투하게 되면, 코너키 체결부분에 침투한 물이 얼어서 내부의 체적이 증가하게 된다. 이로 인하여 코너키 체결부분이 벌어질 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 관통공과 연결되고, 또한 코너키의 양측 끝 단으로부터 소정 간격으로 이격된 위치에 타공을 형성하여주는 것이다. 이에 따라, 관통공에 있는 수분이 타공(160)을 통하여 외부로 효과적으로 배출될 수 있다. 또한, 타공(160)의 형상은 본 발명에서와 같이 원형형상에 한정되지 않고, 다각형의 다른 형상에도 적용될 수도 있다. 그리고, 타공(160)은 코너키(140)가 삽입되는 부분, 즉 관통공의 양측으로부터 소정 간격(L)을 두고 형성된다. 바람직하게는, 관통공의 양측으로부터 1 내지 10 mm 이격된 위치에 타공(160)이 형성된다. 여기서, 타공(160)이 관통공의 양측으로부터 1mm이하에 형성된 경우에는 프레임 제조가 어렵고, 10mm 이상에 형성된 경우에는 수분이 제거되는데 비교적 시간이 오래 걸리게 되므로 효율이 떨어지게 된다. 또한, 타공(160)은 가로측 프레임 부재(120)와 세로측 프레임 부재(130)가 결합되는 모서리 부분(A, B)에 각각 2개씩 형성하여 준다. 타공(160)의 개수는 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 프레임에서와 같이 8개에 한정되는 것은 아니고, 모서리 부분에 각각 1개씩 형성하여주거나, 2개 이상으로 형성하여도 본 발명은 이에 적용된다 할 것이다.
도 3은 도 2의 태양전지 프레임의 A-A'를 절단한 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 2의 태양전지 프레임의 B-B'를 절단한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 프레임은, 태양전지 패 널(110)의 외주부에 설치된 복수개의 프레임 부재(120)를 포함한다.
태양전지 패널(110)은, 기판(미도시)상에 형성된 투명전극층(미도시), 투명전극층상에 순차적으로 형성된 광전변환층(미도시) 및 이면전극층(미도시)을 포함한 복수의 태양전지 셀(113)을 포함한다. 또한, 복수의 태양전지 셀(113) 위에, 복수의 태양전지 셀(113)을 라미네이트하기 위한 투광성 접착제(111)가 형성되고, 복수의 태양전지 셀의 이면에는 이면 보호재(112)가 형성된다.
프레임 부재(120)는 알루미늄(Al)을 포함하여 형성된다. 즉, 태양전지 프레임은, 고강도 알루미늄으로 합금된 프레임 부재(120)로서, 기계적인 강도가 큰 알루미늄으로 합금된 프레임 부재에 태양전지 패널(110)을 끼워주는 것에 의하여, 이 태양전지 패널(110)을 고정하여준다.
또한, 프레임 부재(120)는, 태양전지 패널(110)의 가로변 상하측과 세로변 좌우측에 각각 설치되어 서로 코너키를 통하여 결합된다. 또한, 프레임 부재의 상부에는 태양전지 패널(110)의 외주변이 끼워지는 삽입홈(123)이 형성된다. 여기서, 삽입홈(123)의 형상은 태양전지 패널(110)의 외주변이 끼워질 수 있도록, 태양전지 패널(110)의 외주변 형상에 대응되도록 형성되어야 한다. 여기서, 삽입홈(123)의 그 밖의 틈에는, 수분 및 수증기의 침투를 막기 위하여 충진재(114) 등으로 채워주기도 한다. 또한, 프레임 부재(120)의 하부에는 코너키가 삽입되도록 관통공(124)이 형성된다. 이때, 코너키를 관통공(124)에 삽입하여 주는 것에 의하여, 가로변 측 프레임 부재와 세로변 측 프레임 부재가 결합되는 것이다. 여기서, 관통공(124)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 코너키가 삽입되도록 코너키의 형상에 대 응되도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지 프레임은, 태양전지 프레임 하부에 코너키가 삽입되는 관통공(124)이 형성되고, 그 관통공(124)과 연결되어 코너키의 양측 끝단으로부터 소정 간격으로 이격된 위치에 적어도 하나 이상의 타공(160)이 형성된다. 여기서, 타공(160)의 직경(D)은 1 내지 3mm로 형성되는 것이 바람직하다.
따라서, 상기와 같은 본 발명에 따른 태양전지 프레임에 따르면, 코너키 체결부분에 침입된 수분을 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지 프레임과 이를 포함한 태양전지 모듈의 제품 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양전지 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 프레임이 장착된 태양전지 모듈의 구조를 설명하기 위한 배면도.
도 3은 도 2의 태양전지 프레임의 A-A'를 절단한 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 2의 태양전지 프레임의 B-B'를 절단한 구조를 설명하기 위한 도면.

Claims (4)

  1. 태양전지 패널의 외주부에 설치된 복수개의 프레임 부재를 포함한 태양전지 프레임이고,
    상기 복수개의 프레임 부재는, 상기 태양전지 패널의 가로변 측에 형성된 제1 프레임 부재와, 상기 태양전지 패널의 세로변 측에 형성된 제2 프레임 부재를 포함하고,
    상기 프레임 부재의 상부에는 상기 태양전지 패널이 끼워지는 삽입홈이 형성되며, 하부에는 코너키가 삽입되도록 관통공이 형성되어, 상기 코너키에 의하여 상기 제1 프레임 부재와 상기 제2 프레임 부재가 결합되고,
    상기 프레임 부재의 하부이고, 또한 상기 코너키의 양측 끝 단으로부터 소정 간격으로 이격되며, 상기 관통공과 연결된 적어도 하나 이상의 타공이 형성된, 태양전지 프레임.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타공은, 직경이 1 내지 3 mm로 형성된,
    태양전지 프레임.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소정 간격은 1 내지 10 mm인,
    태양전지 프레임.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 부재는 알루미늄(Al)을 포함하는,
    태양전지 프레임.
KR1020090028464A 2008-09-18 2009-04-02 태양전지 프레임 KR20100032807A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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