KR20110001306A - 태양광 발전장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 태양광 발전장치는 하부기판, 태양전지 셀, 상부기판을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널과 결합하여 배치되는 제1열방출 부재; 및 상기 제1열방출 부재와 접하며, 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 제2열방출 부재를 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법은 하부기판, 태양전지 셀, 상부기판을 포함하는 태양전지 패널을 준비하는 단계; 상기 하부기판에 다수 개의 홈을 형성하는 단계; 상기 태양전지 패널 아래에 다수 개의 홀이 형성된 제2열방출 부재를 결합하는 단계; 상기 홀을 통하여, 상기 홈에 제1열방출 부재를 결합하는 단계; 및 상기 태양전지 패널 및 제2열방출 부재의 측벽에 프레임을 결합시키는 단계를 포함한다.
태양전지, 열, 방출

Description

태양광 발전장치 및 그의 제조방법{SOLAR CELL APARATUS AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
실시예는 태양광 발전장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
광전 변환 효과를 이용하여 빛에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전 모듈은 지구 환경의 보전에 기여하는 무공해 에너지를 얻는 수단으로 널리 사용되고 있다.
태양 전지의 광전 변환 효율이 개선됨에 따라, 태양광 발전 모듈을 구비한 많은 태양광 발전 시스템이 주거 용도로까지 설치되기에 이르렀다.
이러한 태양 전지는 열에 의해서 성능이 저하될 수 있고, 이러한 열을 효율적으로 방출하는 구조가 연구되고 있다.
실시예는 열을 효율적으로 방출하고, 온도 상승에 의한 발전 효율 저하를 방지하고, 높은 내구성을 가지는 태양광 발전장치 및 그의 제조방법를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 하부기판, 태양전지 셀, 상부기판을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널과 결합하여 배치되는 제1열방출 부재; 및 상기 제1열방출 부재와 접하며, 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 제2열방출 부재를 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치의 제조방법은 하부기판, 태양전지 셀, 상부기판을 포함하는 태양전지 패널을 준비하는 단계; 상기 하부기판에 다수 개의 홈을 형성하는 단계; 상기 태양전지 패널 아래에 다수 개의 홀이 형성된 제2열방출 부재를 결합하는 단계; 상기 홀을 통하여, 상기 홈에 제1열방출 부재를 결합하는 단계; 및 상기 태양전지 패널 및 제2열방출 부재의 측벽에 프레임을 결합시키는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 제1열방출 부재 및 제2열방출 부재에 의해서, 열을 효율적으로 방출한다.
특히, 태양전지 패널로부터 발생되는 열을 태양전지 패널에 삽입된 제1열방 출 부재를 통해, 효율적으로 제2열방출 부재에 전달할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 온도 상승에 의한 발전 효율 저하를 방지하고, 내구성 감소를 방지한다.
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 추가적인 동력을 사용하지 않고, 효율적으로 열을 방출할 수 있다.
또한, 제1열방출 부재 및 제2열방출 부재의 열 전도도가 높아 냉각 능력이 좋다.
특히, 바람이 없어도 냉각이 가능하며, 바람이 있을 땐, 공냉에 의한 냉각 능력이 향상될 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 프레임, 플레이트, 부 또는 핀 등이 각 패널, 프레임, 플레이트, 부 또는 핀 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1 내지 도 7은 태양전지 모듈이 형성되는 과정을 도시한 측단면도이고, 도 8은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 7은 태양전지 모듈이 형성되는 과정을 도시한 측단면도이다.
우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 태양전지 패널(100)을 준비한다.
상기 태양전지 패널(100)은 하부기판(10), 태양전지 셀(20) 및 상부기판(30)을 포함한다.
상기 태양전지 패널(100)은 태양광을 입사받아 전기에너지로 변환시킨다.
상기 태양전지 패널(100)은 다수 개의 태양전지 셀(20)들을 포함할 수 있으며, 상기 태양전지 셀(20)들을 덮는 완충층이 더 포함될 수 있다.
상기 태양전지 셀(20)들은 예를 들어, CIGS계 태양전지, 실리콘계열 태양전지 또는 염료 감응 태양전지일 수 있다.
이때, 상기 상부기판(30)은 수광면이며, 상기 하부기판(10)은 비수광면이 될 수 있다.
이어서, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하부기판(10)에 홈(50)을 형성하고, 제2열방출 부재(200)를 상기 하부기판(10)에 결합시킨다.
상기 홈(50)은 상기 하부기판(10)에 레이저 가공이나 드릴 가공에 의해 형성될 수 있다.
이때, 상기 홈(50)의 크기 및 개수는 태양전지의 크기 및 열방출 부재의 형태에 따라 달라질 수 있다.
상기 홈(50)은 상기 하부기판(10)의 1/3~2/3의 깊이로 형성되며, 이후 결합된 제1열방출 부재의 모양에 따라 다각형 또는 원형으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제2열방출 부재(200)는 상기 홈(50)의 크기 및 개수가 동일한 홀(60)을 포함한다.
상기 홀(60)의 크기 및 개수는 태양전지의 크기 및 열방출 부재의 형태에 따라 달라질 수 있으며, 또한 상기 홈(50)의 크기 및 개수에 따라 달라질 수 있다.
상기 제2열방출 부재(200)는 방열 플레이트(210) 및 다수 개의 방열 핀들(220)을 포함한다.
상기 방열 핀들(220)은 상기 방열 플레이트(210)로부터 연장된다.
상기 방열 플레이트(210) 및 상기 방열 핀들(220)은 일체로 형성된다.
상기 방열 플레이트(210)는 상기 태양전지 패널(100)과 대향하며, 상기 제2열방출 부재(200)는 열 전도도가 좋은 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
상기 제2열방출 부재(200)가 상기와 같은 물질로 형성되므로, 열 전도도가 높아 냉각 능력이 향상될 수 있다.
특히, 바람이 없어도 냉각이 가능하며, 바람이 있을 땐, 공냉에 의한 냉각 능력이 향상될 수 있다.
상기 방열 플레이트(210)는 열압착 등을 통해 상기 태양전지 패널(100)의 하면에 직접 접촉하도록 결합될 수 있다.
이때, 상기 태양전지 패널(100)과 하부기판(10)의 결합은 이에 한정되지 않고, 결화제의 반응 온도에 따라 다른 방법으로도 결합될 수 있다.
상기 태양전지 패널(100)로부터 발생되는 열은 상기 방열 플레이트(210) 및 방열 핀들(220)에 의해서 외부로 방출될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 하부기판(10)에 형성된 홈(50)과 상기 제2열방출 부재(200)에 형성된 홀(60)을 따로 형성한 후 결합하였다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 상기 제2열방출 부재(200)을 상기 하부기판(10)에 결합한 후, 상기 홈(50)과 홀(60)을 동시에 형성할 수도 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 홀(60)을 통해, 상기 홈(50)에 제1열방출 부재(300)를 결합한다.
상기 제1열방출 부재(300)는 열 전도도가 높은 금속인, 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 열 전도도가 340~400 W/m.K인 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1열방출 부재(300)가 상기와 같은 물질로 형성되므로, 열 전도도가 높아 냉각 능력이 향상될 수 있다.
특히, 바람이 없어도 냉각이 가능하며, 바람이 있을 땐, 공냉에 의한 냉각 능력이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제1열방출 부재(300)를 장착하기 위한 상기 홈(50)은 단차 가공될 수도 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 홈(50)은 제1홈(1) 및 제2홈(2)을 포함하도록 단차 가공하여, 상기 홀(60) 및 제1홈(1)까지 상기 제1열방출 부재(300)를 삽입하고, 더 큰 압력으로 상기 제1열방출 부재(300)를 상기 제2홈(2)까지 삽입한다.
따라서, 상기 제1열방출 부재(300)와 하부기판(10)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 제1열방출 부재(300)는 상기 홈(50)에 삽입되고, 상기 홀(60)에도 일부가 삽입될 수 있다.
즉, 상기 홀(60)에 삽입된 상기 제1열방출 부재(300)의 일부가 상기 제2열방출 부재(200)와 연결된다.
따라서, 상기 태양전지 패널(100)로부터 발생되는 열은 상기 제1열방출 부재(300)를 통해 상기 방열 플레이트(210) 및 방열 핀들(220)이 형성된 상기 제2열방출 부재(200)를 통해 외부로 방출된다.
그리고, 상기 홈(50)의 깊이를 제어함으로써, 상기 제1열방출 부재(300)와 제2열방출 부재(200)가 접촉되는 면적을 조절할 수 있다.
도 7은 상기 제1열방출 부재(300)가 상기 하부기판(10) 및 제2열방출 부재(200)에 결합된, 상기 제1열방출 부재(300)의 밀집도를 도시한 평면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1열방출 부재(300)는 상기 제2열방출 부재(200)의 홀을 통해 노출될 수 있다.
또한, 중심영역이 주변영역보다 상기 제1열방출 부재(300)의 밀집도가 높게 형성될 수 있다.
즉, 상기 하부기판(10)의 중심영역에는 상기 홈(50)을 많이 형성하여, 상기 제1열방출 부재(300)의 개수가 많고, 상기 하부기판(10)의 주변영역인 가장자리 영역에는 상기 홈(50)을 적게 형성하여, 상기 제1열방출 부재(300)의 개수가 많아질 수 있다.
이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 패널(100)과 제2열방출 부재(200)의 측벽에 프레임(400)을 형성한다.
상기 프레임(400)은 구조물을 둘러싸는 구조가 아닌, 상기 태양전지 패널(100)과 제2열방출 부재(200)의 측벽만 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 프레임(400)은 상기 제2열방출 부재(200)의 방열 핀들(200)보다 길게 형성될 수 있다.
이때, 상기 프레임(400)이 구조물을 둘러싸는 구조가 아닌, 상기 태양전지 패널(100)과 제2열방출 부재(200)의 측벽만 감싸도록 형성되어, 외부로부터 바람을 잘 받아들이는 공랭(空冷) 구조가 될 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널(100), 제1열방출 부재(300) 및 제2열방출 부재(200)를 포함한다.
상기 태양전지 패널(100)은 하부기판(10), 태양전지 셀(20) 및 상부기판(30)을 포함하며, 상기 하부기판(10)에는 다수 개의 홈이 형성된다.
상기 제1열방출 부재(300)은 상기 태양전지 패널(100)의 하부기판(10)과 결합될 수 있으며, 제2열방출 부재(200)와 접하여, 상기 태양전지 패널(100)에서 발생한 열을 외부로 방출시킬 수 있다.
상기 제2열방출 부재(200)는 상기 제1열방출 부재(200)와 접하도록 형성되며, 상기 태양전지 패널(100) 아래에 배치된다.
상기 제1열방출 부재(300) 및 제2열방출 부재(200)는 열 전도도가 좋은 구 리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
상기 제1열방출 부재(300) 및 제2열방출 부재(200)가 상기와 같은 물질로 형성되므로, 열 전도도가 높아 냉각 능력이 향상될 수 있다.
특히, 바람이 없어도 냉각이 가능하며, 바람이 있을 땐, 공냉에 의한 냉각 능력이 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 따른 태양전지 모듈은 제1열방출 부재 및 제2열방출 부재에 의해서, 열을 효율적으로 방출한다.
특히, 태양전지 패널로부터 발생되는 열을 태양전지 패널에 삽입된 제1열방출 부재를 통해, 효율적으로 제2열방출 부재에 전달할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 온도 상승에 의한 발전 효율 저하를 방지하고, 내구성 감소를 방지한다.
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 추가적인 동력을 사용하지 않고, 효율적으로 열을 방출할 수 있다.
또한, 제1열방출 부재 및 제2열방출 부재의 열 전도도가 높아 냉각 능력이 좋다.
특히, 바람이 없어도 냉각이 가능하며, 바람이 있을 땐, 공냉에 의한 냉각 능력이 향상될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지 의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1 내지 도 7은 태양전지 모듈이 형성되는 과정을 도시한 측단면도이고, 도 8은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.

Claims (10)

  1. 하부기판, 태양전지 셀, 상부기판을 포함하는 태양전지 패널;
    상기 태양전지 패널과 결합하여 배치되는 제1열방출 부재; 및
    상기 제1열방출 부재와 접하며, 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 제2열방출 부재를 포함하는 태양광 발전장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부기판은 다수 개의 홈을 포함하고,
    상기 하부기판에 상기 제1열방출 부재가 삽입되어 결합된 것을 포함하는 태양광 발전장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 다수 개의 홈은,
    상기 하부기판 두께의 1/3~2/3 깊이로 형성되며,
    상기 제1열방출 부재의 모양에 따라 다각형 또는 원형으로 형성된 것을 포함하는 태양광 발전장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제2열방출 부재는,
    상기 태양전지 패널과 마주보는 방열 플레이트; 및
    상기 방열 플레이트로부터 연장되는 다수 개의 방열 핀들을 포함하는 태양광 발전장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2열방출 부재는 상기 제1열방출 부재와 접촉될 수 있는 홀을 포함하며, 상기 홀을 통하여 상기 제1열방출 부재가 노출되고, 상기 제1열방출 부재의 일부가 상기 홀에 삽입되어, 상기 제1열방출 부재와 제2열방출 부재가 연결되는 태양광 발전장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열방출 부재는,
    상기 태양전지 패널의 중심부의 밀도가 주변부의 밀도보다 크게 형성된 것을 포함하는 태양광 발전장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1열방출 부재의 열전도도는 340~400 W/m.K인 것을 포함하는 태양광 발전장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 태양전지 패널 및 제2열방출 부재를 수용하는 프레임을 포함하며,
    상기 프레임은 상기 태양전지 패널 및 제2열방출 부재의 측면에 배치되고,
    상기 제2열방출 부재보다 길게 형성된 것을 포함하는 태양광 발전장치.
  9. 하부기판, 태양전지 셀, 상부기판을 포함하는 태양전지 패널을 준비하는 단계;
    상기 하부기판에 다수 개의 홈을 형성하는 단계;
    상기 태양전지 패널 아래에 다수 개의 홀이 형성된 제2열방출 부재를 결합하는 단계;
    상기 홀을 통하여, 상기 홈에 제1열방출 부재를 결합하는 단계; 및
    상기 태양전지 패널 및 제2열방출 부재의 측벽에 프레임을 결합시키는 단계를 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2열방출 부재를 상기 태양전지 패널 아래에 결합할 때,
    상기 홀과 홈이 정렬(align)되도록 결합하며,
    상기 제1열방출 부재가 상기 홀을 통하여, 상기 홈에 결합된 후,
    상기 제1열방출 부재의 일부가 상기 홀에 삽입되어,
    상기 제1열방출 부재와 제2열방출 부재가 연결되는 것을 포함하는 태양광 발전장치의 제조방법.
KR1020090058789A 2009-06-30 2009-06-30 태양광 발전장치 및 그의 제조방법 KR101072094B1 (ko)

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