KR20110019255A - 태양전지판 정션박스 - Google Patents

Abstract

태양전지판 정션 박스가 개시된다. 태양전지판 정션 박스는 하면에, 태양전지판의 모서리가 삽입될 수 있는 결합홈이 길이방향으로 요입되어 형성되며, 상기 결합홈에 태양전지판의 버스바가 삽입될 수 있는 버스바 삽입공이 관통되어 형성되며, 양측면에 케이블이 삽입될 수 있는 케이블 삽입공이 형성된 케이스; 및 상기 케이스의 내부에 결합되며, 상기 케이블 삽입공을 통해서 삽입된 상기 케이블과 결합하는 케이블 결합부, 상기 버스바 삽입공을 통해서 삽입된 상기 버스바를 탄성 접촉하는 버스바 결합부를 포함하는 단자 결합부재;를 포함한다. 따라서, 정션박스를 태양전지판에 고정할 때, 결합홈을 태양전지판의 모서리에 끼워 고정할 수 있으므로, 훨씬 안정적으로 조립할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 버스바를 버스바 삽입공을 통해서 단순히 끼움으로써 조립 및 연결이 완료되므로 종래의 버스바를 케이블에 용접하는 복잡한 공정을 생략할 수 있어, 조립이 훨씬 용이하다는 장점이 있다.

태양 전지, 정션박스

Description

태양전지판 정션박스{Junction Box used in solar cell module}

본 발명은 태양전지판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지판에서 생산된 전력을 외부로 공급하여 주는 태양전지판용 정션박스에 관한 것이다.

현재 외벽면 커튼월, 발코니 등 건물의 외관에 태양전지판(발전모듈)을 장착해 자체적으로 전기를 생산, 건축물에서 바로 활용할 수 있도록 하는 건축외장시스템이 전 세계적으로 커다란 반향을 일으키고 있는 실정이며, 이와 같은 건축외장시스템과 직접적으로 깊은 관련성이 있는 국내 창호업계에서는 국내 시장규모만도 2010년에 이르러서는 약1천500억원에 이를 것으로 전망하고 있다.

한편, 상기 건물의 외관에 장착된 태양전지판(발전모듈)에서 생산되는 전기를 외부로 공급하여 주기 위에서는 도 1, 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와같이 양측유리판(13) 사이에 삽입된 태양전지판(발전모듈)(10)에 구비된 버스바(11)를, 태양광전지판 정션 박스(A)를 이용하여 외부전선케이블과 연결함으로써(더욱 정확하게는 상기 버스바(11)를 한쌍의 접속단자(3)에 각각 연결설치 하는 것임), 상기 버스바(11)를 통해 인입되는 전기가 외부절연케이스(1) 내부에 구비되는 다이오드(2) 및 접속단자(3)를 통해 외부로 공급되어지도록 한다.

그런데, 종래에는 태양전지판(발전모듈)(10)에 구비된 버스바(11)를 태양광전지판 정션 박스(A)에 연결설치하는 작업을 납땜방식을 이용하여 왔다. 즉, 외부절연케이스(1) 내부로 삽입설치되는 한쌍의 접속단자(3)에 구멍(3a)이 형성되어 있고 이 구멍(3a)으로 버스바(11)를 삽입시킨다음 버스바(11)를 일일히 납땜으로 용접하여 접속단자(3)에 연결설치하는 작업을 하는 것이었다.

그러나, 이와같이 연결하는 경우, 외부절연케이스(1)의 내부 폭이 매우 좁기 때문에 납땜작업이 매우 불편하고, 시간이 많이 걸리는 관계로 설치비용이 많이 들었다. 그리고 무엇보다도 납땜불량률이 상승하는 등의 작업이 매우 비효율적이었다.

또한, 정션박스를 태양전지판의 모서리에 실리콘 등으로 고정하고 있으나, 구조가 매우 취약하여, 건설현장에서 쉽게 분리되는 등 손상의 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 태양전지판에 정션박스를 쉽고 견고하게 설치할 수 있는 태양전지판 정션박스를 제공함을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하고자, 하면에, 태양전지판의 모서리가 삽입될 수 있는 결합홈이 길이방향으로 요입되어 형성되며, 상기 결합홈에 태양전지판의 버스바가 삽입될 수 있는 버스바 삽입공이 관통되어 형성되며, 양측면에 케이블이 삽입될 수 있는 케이블 삽입공이 형성된 케이스; 및 상기 케이스의 내부에 결합되며, 상기 케이블 삽입공을 통해서 삽입된 상기 케이블과 결합하는 케이블 결합부, 상기 버스바 삽입공을 통해서 삽입된 상기 버스바를 탄성 접촉하는 버스바 결합부를 포함하는 단자 결합부재;를 포함하는 태양전지판 정션 박스를 제공한다.

여기서, 상기 케이블 삽입공이 형성된 상기 케이스의 외측으로 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부와 결합되며 상기 케이블이 관통되는 캡을 포함하며, 상기 캡과 상기 돌출부는 상호 결합될 때, 상기 케이블의 외피를 압박하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 돌출부는 원주 방향으로 다수 절개되어 있으며, 상기 캡은 상기 돌출부와 결합시, 상기 돌출부의 절개된 부분을 상기 케이블의 외피를 압박하도록 하는 것이 효과적이다.

그리고, 상기 케이스에는 상기 단자 결합부재가 안착되는 단자 결합부재 안착부가 형성되며, 상기 단자 결합부재 안착부는 상기 단자 결합부재가 스냅핏(snap-fit) 방식으로 끼워져 안착되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 단자 결합부재는, 바닥판 및 상기 바닥판의 양 측면판으로 형성된 하부 결합부재; 및 상부판 및 상기 상부판의 양 측면판으로 형성된 상부 결합부재;를 포함하며, 상기 하부 결합부재 및 상기 상부 결합부재는 각각의 양 상기 측면판이 서로 겹치도록 결합되며, 상기 하부 결합부재의 상기 바닥판의 일부가 절개되어 상측으로 돌출된 하부 버스바 접촉부와, 상기 상부 결합부재의 상기 상부판의 일부가 절개되어 하측으로 돌출된 상부 버스바 접촉부가 서로 탄성접촉하는 것이 효과적이다.

상기 하부 버스바 접촉부 및 상기 상부 버스바 접촉부는 서로 면접촉하는 접촉면과, 하측에서 서로 멀어지도록 형성된 하측 경사면을 포함하도록 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부 버스바 접촉부 및 상기 상부 버스바 접촉부는 상기 접촉면의 상측에서 서로 멀어지도록 형성된 상측 경사면을 포함하도록 형성된 것이 효과적이다.

그리고, 상기 상부 결합부재 및 상기 하부 결합부재의 양 상기 측면은 서로 접하였을 때, 다이오드 단자 삽입용 와이어 삽입공간이 형성되는 것이 효과적이다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.

먼저, 결합홈이 케이스의 하면에 형성됨으로써, 정션박스를 태양전지판에 고정할 때, 결합홈을 태양전지판의 모서리에 끼워 고정할 수 있으므로, 훨씬 안정적으로 조립할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 버스바를 버스바 삽입공을 통해서 단순히 끼움으로써 조립 및 연결이 완료되므로 종래의 버스바를 케이블에 용접하는 복잡한 공정을 생략할 수 있어, 조립이 훨씬 용이하다는 장점이 있다.

즉, 단자결합부재를 상측에서 하측으로 끼우는 동작만으로 하부 케이스에 쉽게 고정할 수 있으므로 조립이 매우 용이하다는 장점이 있다.

또한, 캡과 돌출부가 완전히 결합한 후, 케이블이 빠지는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 버스바와 단자 결합부재가 면접촉함으로써, 전기 접촉이 더욱 견고하게 된다.

또한, 하측 경사면은 버스바가 끼워지는 입구를 넓은 상태에서 점점 좁아지도록 형성함으로써, 버스바가 보다 쉽게 끼워질 수 있도록 하는 역할을 하며, 상측 경사면은 상부 결합부재 및 하부 결합부재가 결합될 때, 상부 버스바 접촉부 및 하부 버스바 접촉부가 서로 걸리지 않도록 한다.

그리고, 와이어 삽입공간을 구비함으로써, 다이오드의 단자를 쉽게 결합할 수 있을 뿐만 아니라, 단자가 와이어 삽입공간에 끼워졌을 때, 단자가 걸림턱 역할 을 하여, 상부 결합부재와 하부 결합부재가 서로 분리되는 것을 방지하여 준다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예의 분리사시도, 도 4는 도 3의 저면도, 도 5는 도 3의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 태양전지판 정션 박스는, 하면(110)에, 태양전지판(10)의 모서리가 삽입될 수 있는 결합홈(111)이 길이방향으로 요입되어 형성되며, 상기 결합홈(111)에 태양전지판의 버스바가 삽입될 수 있는 버스바 삽입공(112)이 관통되어 형성되며, 양측면(120)에 케이블(14)이 삽입될 수 있는 케이블 삽입공(121)이 형성된 케이스(300)와; 상기 케이스(300)의 내부에 결합되며, 상기 케이블 삽입공(121)을 통해서 삽입된 상기 케이블과 결합하는 케이블 결합부(411), 상기 버스바 삽입공을 통해서 삽입된 상기 버스바(11)를 탄성 접촉하는 버스바 결합부(430)를 포함하는 단자 결합부재(400)를 포함한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 결합홈(111)이 케이스(100)의 하면(110)에 형성됨으로써, 정션박스를 태양전지판(10)에 고정할 때, 결합홈(111)을 태양전지판(10)의 모서리에 끼워 고정할 수 있으므로, 훨씬 안정적으로 조립할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 버스바를 버스바 삽입공을 통해서 단순히 끼움으로써 조립 및 연결이 완료되므로 종래의 버스바를 케이블에 용접하는 복잡한 공정을 생략할 수 있어, 조립이 훨씬 용이하다는 장점이 있다.

케이스(300)는 하부 케이스(100)와 하부 케이스(100)의 상면을 개폐하는 두껑(200)을 포함한다. 두껑(200)과 하부 케이스(100)는 스냅핏(snap-fit) 방식으로 결합한다. 즉, 두껑(200)에 걸림턱(211)이 형성된 바(210)가 다수 형성되며, 상기 걸림턱(211)이 스냅핏 방식으로 걸릴 수 있는 대응되는 턱(130)이 하부 케이스(100)에 측면에 형성되어 구현될 수 있다. 이와 같이 형성됨으로써, 원터치 방식으로 두껑(200)과 하부 케이스(100)를 결합할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 스크류방식 등 다양한 방식으로 결합할 수 있다.

하부 케이스(100)의 내부에는 단자 결합부재(400)가 안착되는 단자 결합부재 안착부(140)가 형성되며, 상기 단자 결합부재 안착부(140)는 상기 단자 결합부재가 스냅핏(snap-fit) 방식으로 끼워져 안착되도록 한다. 즉, 하부 케이스(100)의 내부에 4개의 단자 결합부재 고정용 기둥(141)이 돌출되어 형성되며, 상기 고정용 기둥(141)의 일면에는 걸림턱(142)이 돌출된다. 본 발명의 실시예에서는 4개의 단자 결합부재 고정용 기둥(141)이 1개의 단자결합부재(400)를 고정한다. 상기와 같이 형성됨으로써, 단자결합부재를 상측에서 하측으로 끼우는 동작만으로 하부 케이스(100)에 쉽게 고정할 수 있으므로 조립이 매우 용이하다는 장점이 있다.

케이블 삽입공(121)이 형성된 상기 케이스(100)의 외측으로 돌출부(122)가 형성되고, 상기 돌출부(122)와 결합되며 상기 케이블이 관통되는 캡(123)을 포함하며, 상기 캡(123)과 상기 돌출부(122)는 상호 결합될 때, 상기 케이블(14)의 외피 를 압박하도록 형성된다.

즉, 돌출부(122)는 케이블(14)를 압박하는 압박부(122a)와 캡(123)과 결합하기 위한 결합부(122b)를 포함한다. 캡(123) 또한 돌출부(122)의 결합부(122b)와 맞물리는 캡 결합부(123b)와, 돌출부의 압박부(122a)와 맞물리는 캡 압박부(123a)를 포함한다.

압박부(122a)는 원주 방향으로 다수 절개되어 있으며, 상기 캡(123)은 상기 돌출부(122)와 결합시, 상기 돌출부의 절개된 부분이 상기 케이블의 외피를 압박하도록 형성된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 압박부(122a)의 단면이 경사지도록 형성됨으로써, 캡과 결합시, 캡 압박부(123a)에 의해 케이블을 더욱 압박하게 된다. 그 결과, 캡과 돌출부가 완전히 결합한 후, 케이블이 빠지는 것을 방지할 수 있다.

도 7은 도 3의 단자 결합부재의 분리 사시도이다.

단자 결합부재(400)는, 바닥판(421) 및 상기 바닥판(421)의 양 측면판(422, 423)으로 형성된 하부 결합부재(420)와, 상부판(412) 및 상기 상부판의 양 측면판(413a, 413b)으로 형성된 상부 결합부재(410)를 포함하며, 상기 하부 결합부재(420) 및 상기 상부 결합부재(410)는 각각의 양 상기 측면판(422, 423, 413a, 413b)이 서로 겹치도록 결합된다.

자세히 설명하면, 하부 결합부재(420)는 바닥판(421)과 양 측면판(422, 423)이 'U'자형으로 형성되며, 바닥판(421)의 일부가 절개되어 상측으로 돌출되어 하부 버스바 접촉부(424)를 형성한다. 또한, 상부 결합부재(410)는 상부판(412) 및 양 측판(413a, 413b)가 뒤집은 'U'자 형으로 형성되며, 상기 상부판(412)의 일부가 절개되어 하측으로 돌출된 상부 버스바 접촉부(415)가 형성된다.

이때, 상기 하부 버스바 접촉부(424) 및 하부 버스바 접촉부(415)서로 탄성접촉하도록 형성된다. 탄성접촉이란, 미는 힘이 발생하도록 접촉하는 것을 말하는 것으로써, 상부 버스바 접촉부(415)와 하부 버스바 접촉부(424)가 서로 겹치도록 형성됨으로써, 상부 결합부재(410)와 하부 결합부재(420)를 결합하는 경우 서로 미는 힘이 발생한 상태에서 접촉하게 된다. 이와 같이 형성됨으로써, 도 5와 같이, 버스바(11)가 상부 버스바 접촉부(415) 및 하부 버스바 접촉부(424) 사이에 끼워지게 되면, 버스바(11)와 단자 결합부재(400)가 보다 견고하게 전기 접촉할 뿐만 아니라, 버스바(11)를 보다 견고하게 고정하는 역할도 수행한다. 또한, 버스바(11)와 단자 결합부재(400)가 면접촉함으로써, 전기 접촉이 더욱 견고하게 된다.

하부 버스바 접촉부(415) 및 상기 상부 버스바 접촉부(424)는 서로 면접촉하는 접촉면(415a, 424a)과, 하측에서 서로 멀어지도록 형성된 하측 경사면(415b, 424b)을 포함하도록 형성되며, 접촉면(415a, 424a)의 상측에서 서로 멀어지도록 형성된 상측 경사면(415c, 424c)을 포함하도록 형성된다.

즉, 하부 버스바 접촉부(424)는 도 7을 기준으로 좌측으로 경사진 하측경사면(424b) 및 상측 경사면(424c)가 형성되며, 상부 버스바 접촉부(415)는 도 7을 기준으로 우측으로 경사진 하측 경사면(415c) 및 상측 경사면(415b)가 형성된다.

하측 경사면(424b, 415b)는 버스바(11)가 끼워지는 입구를 넓은 상태에서 점점 좁아지도록 형성함으로써, 버스바(11)가 보다 쉽게 끼워질 수 있도록 하는 역할 을 하며, 상측 경사면(424c)은 상부 결합부재(410) 및 하부 결합부재(420)가 결합될 때, 상부 버스바 접촉부(415) 및 하부 버스바 접촉부(424)가 서로 걸리지 않도록 한다.

또한, 상기 상부 결합부재(410) 및 상기 하부 결합부재(420)의 양 상기 측면은 서로 접하였을 때, 다이오드 단자 삽입용 와이어 삽입공간(도 5의 401)이 형성되도록 형성된다. 즉, 상부 결합부재의 측면판(413a, 413b)와, 하부 결합부재의 측면판(422, 423)의 서로 마주보는 면이 오목하게 형성된 오목부(414, 425)를 구비함으로써, 도 5와 같이, 다이오드(500)의 단자를 쉽게 결합할 수 있을 뿐만 아니라, 단자가 와이어 삽입공간(401)에 끼워졌을 때, 단자가 걸림턱 역할을 하여, 상부 결합부재(410)와 하부 결합부재(420)가 서로 분리되는 것을 방지하여 준다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도 1은 종래의 태양전지판을 정션박스에 연결한 상태도

도 2a는 종래의 태양전판의 상측에 연결한 상태의 평면도

도 2b는 도 2a의 측단면도

도 3은 본 발명의 일실시예의 분리사시도

도 4는 도 3의 저면도

도 5는 도 3의 절단선 Ⅴ-Ⅴ에 따른 단면도

도 6은 도 3의 절단선 Ⅵ-Ⅵ에 따른 단면도

도 7은 도 3의 단자 결합부재의 분리 사시도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

10: 태양전지판 111: 결합홈

11: 버스바 112: 버스바 삽입공

121: 케이블 300: 케이스

14: 케이블 411: 케이블 결합부

430: 버스바 결합부 400: 단자 결합부재

122: 돌출부 123: 캡

140: 단자 결합부재 안착부 421: 바닥판

422, 423: (하부 결합부재) 측면판 420: 하부 결합부재

412: 상부판 413a, 413b: (상부 결합부재) 측면판

410: 상부 결합부재 424: 하부 버스바 접촉부

415: 상부 버스바 접촉부 415a, 424a: 접촉면

415b, 424b: 하측 경사면 415c, 424c: 상측 경사면

Claims (8)

1. 하면에, 태양전지판의 모서리가 삽입될 수 있는 결합홈이 길이방향으로 요입되어 형성되며, 상기 결합홈에 태양전지판의 버스바가 삽입될 수 있는 버스바 삽입공이 관통되어 형성되며, 양측면에 케이블이 삽입될 수 있는 케이블 삽입공이 형성된 케이스; 및

   상기 케이스의 내부에 결합되며, 상기 케이블 삽입공을 통해서 삽입된 상기 케이블과 결합하는 케이블 결합부, 상기 버스바 삽입공을 통해서 삽입된 상기 버스바를 탄성 접촉하는 버스바 결합부를 포함하는 단자 결합부재;

   를 포함하는 태양전지판 정션 박스.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 케이블 삽입공이 형성된 상기 케이스의 외측으로 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부와 결합되며 상기 케이블이 관통되는 캡을 포함하며,

   상기 캡과 상기 돌출부는 상호 결합될 때, 상기 케이블의 외피를 압박하는 것을 특징으로 하는 태양전지판 정션박스.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 돌출부는 원주 방향으로 다수 절개되어 있으며, 상기 캡은 상기 돌출부와 결합시, 상기 돌출부의 절개된 부분을 상기 케이블의 외피를 압박하도록 하는 것을 특징으로 하는 태양전지판 정션박스.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 케이스에는 상기 단자 결합부재가 안착되는 단자 결합부재 안착부가 형성되며,

   상기 단자 결합부재 안착부는 상기 단자 결합부재가 스냅핏(snap-fit) 방식으로 끼워져 안착되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양전지판 정션박스.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 단자 결합부재는,

   바닥판 및 상기 바닥판의 양 측면판으로 형성된 하부 결합부재; 및

   상부판 및 상기 상부판의 양 측면판으로 형성된 상부 결합부재;

   를 포함하며,

   상기 하부 결합부재 및 상기 상부 결합부재는 각각의 양 상기 측면판이 서로 겹치도록 결합되며,

   상기 하부 결합부재의 상기 바닥판의 일부가 절개되어 상측으로 돌출된 하부 버스바 접촉부와, 상기 상부 결합부재의 상기 상부판의 일부가 절개되어 하측으로 돌출된 상부 버스바 접촉부가 서로 탄성접촉하는 것을 특징으로 하는 태양 전지판 정션 박스.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 하부 버스바 접촉부 및 상기 상부 버스바 접촉부는 서로 면접촉하는 접촉면과, 하측에서 서로 멀어지도록 형성된 하측 경사면을 포함하도록 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지판 정션 박스.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 하부 버스바 접촉부 및 상기 상부 버스바 접촉부는 상기 접촉면의 상측에서 서로 멀어지도록 형성된 상측 경사면을 포함하도록 형성된 것을 특징으로 하는 태양 전지판 정션 박스.
8. 제 5 항에 있어서,

   상기 상부 결합부재 및 상기 하부 결합부재의 양 상기 측면은 서로 접하였을 때, 다이오드 단자 삽입용 와이어 삽입공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 전지판 정션박스.

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