KR20110033245A - 태양광 모듈의 스트럭처링 장치 - Google Patents

태양광 모듈의 스트럭처링 장치 Download PDF

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KR20110033245A
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solar module
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holding
module
carriage
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KR1020117001777A
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레이블 아드리안
바르트로메 리차드
신퀸 얀
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아텍 홀딩 아게
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Abstract

본 발명은 태양광 모듈을 스트럭처링하기 위한 장치에 관한 것이다. 가공될 태양광 모듈들 위에 배치되는 리테이너 장치(retainer device)는 태양광 모듈들을 고정시키는 리테이너 수단을 포함하여 구성된다. 고정은 비-접촉 방식으로 이루어진다. 태양광 모듈 밑의 구역에 하나의 스트럭처링 툴(structuring tool)이 길이방향과 횡방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 이 스트럭처링 툴은 따라서 태양광 모듈의 표면 전체를 가공할 수 있다.

Description

태양광 모듈의 스트럭처링 장치{DEVICE FOR STRUCTURING A SOLAR MODULE}
본 발명은 특허청구범위 제1항의 전문(preamble)에 따른 태양광 모듈(solar module)의 스트럭처링(structuring) 장치에 관한 것이다.
태양 에너지 시스템들(solar energy systems)의 태양광 모듈들은, 한쪽 면이 코팅된, 실질적으로 평탄한 유리 판들(glass plates)을 포함하여 구성된다. 이 코팅(coating)은 일반적으로 서로 겹쳐진 다수의 레이어들(layers)로 구성되는데, 그 중 적어도 하나의 레이어가 전기 전도성을 가진다(electrically conducting). 생산과 관련된 기술적 이유들 때문에 유리 모듈(glass module)은 이 코팅부와 접하게 설치된다. 허용수준의 고 전류(acceptably high electrical current)를 발생시키기 위해서는 도포된 코팅부를 개별적인 섹션들(sections)로 나누어야 한다. 적절한 수단들(tools)을 사용하는 이들 태양광 모듈들 표면의 단지 기계적 스트럭처링 뿐 아니라 그 광학적 스트럭처링도 확립되었다.
이 광학적 스트럭처링에서, 코팅은 레이저(laser)에 의해 만들어지는데, 이 레이저는 박막에서 초박막에 이르는 불연속면들(thin to very thin discontinuities)을 태워서 일정 수준의 정밀도를 가지는 코팅부를 만든다.
태양광 모듈들을 스트럭처링하기 위한 시스템이 독일 특허 공개 DE 10 2006 033 296 A1호에 공지되어 있다. 이 스트럭처링 시스템은 유리 모듈(glass module)을 시스템 내로 이송할 수 있는 이송 시스템(transport system)을 포함하여 구성된다. 태양광 모듈을 이송하여 고정하기 위해서, 태양광 모듈을 에어 베어링(air bearing) 위에 떠있게 하는, 복수의 에어 노즐들(air nozzles)이 이송 시스템에 구비된다. 코팅부는 이송 시스템에서 멀리 떨어진 태양광 모듈의 상측(upper side)에 위치된다. 스트럭처링 툴, 즉, 레이저는, 스트럭처링될 유리 판과 이송 시스템의 밑에 배치된다. 레이저는 태양광 모듈의 이송 방향에 대해 수직으로 전치가능하다(displaceable).
코팅부를 스트럭처링하기 위해, 레이저의 초점을 코팅 구역을 향하게 하여, 레이저 빔(laser beam)이 태양광 모듈의 유리 판을 통과한다. 레이저의 초점맞춤 범위(focussing range) 내에서 코팅부가 기화되어, 목적하는 불연속면(discontinuity)이 만들어진다.
태양광 모듈의 이송 방향에 상응하는, 태양광 모듈의 길이방향으로 스트럭처링하기 위해서는, 태양광 모듈이 레이저의 작동 구간(working range)에 걸쳐 전치되어야 한다. 유리 판 밑에 배치된 에어 노즐들로 인해 레이저의 작동 구간은 이송 방향에 대해 수직으로 뻗어있는 작은 갭(small gap)에만 맞먹는다(correspond). 유리의 스트럭처링을 수행하기 위해, 유리가 이 작동 구간에 걸쳐 이동되는데, 이 과정이 태양광 모듈의 스트럭처링이 완료될 때까지 필요한 횟수만큼 반복된다.
스트럭처링 프로세스(structuring process)로 인해 태양광 모듈의 표면에서 나와 생긴 입자들 또는 폐가스들(waste gases)을 흡인하는 흡인 장치(suction device)가 작동 구간 위에 배치되는데, 그렇게 하지 않으면 이 입자들 또는 폐가스들은 그 자리에 남아 있을 수 있고, 단지 인접 구역에 있다 하더라도 레이저의 반복적인 스트럭처링을 위한 이동에 나쁜 영향을 줄 수 있다.
태양광 모듈 밑에 배치되는 이송 시스템 때문에, 레이저의 기동성(mobility)이 크게 제한된다. 레이저는, 위에 설명한 바와 같이, 태양광 모듈의 이송 방향에 대해 수직으로만 이동할 수 있다. 태양광 모듈을 스트럭처링하기 위해 그것은 몇 번이고 레이저 위로 이동되어야 한다. 따라서 유리의 두께로 인해 유리 판이 쉽게 파손될 수 있기 때문에, 유리 판은 극도의 주의를 기울여서만 이동될 수 있다. 특히, 높은 가속도(high acceleration)는 유리 판에 대해 피해야 할 하중(loading)을 의미한다. 이로 인해 태양광 모듈의 레이저 가공이 상대적으로 더디게 된다.
레이저의 비교적 제한된 기동성에 더하여, 초점 범위와 개개의 트랙들(tracks)의 정확도들이 제한되는 것으로 밝혀지고 있다. 특히, 레이저의 배치와 유리의 이동(movements)으로 스트럭처링을 나중에 조절할 수 없고, 이것은 정확도와 그에 따른 태양광 모듈들의 품질에 나쁜 영향을 준다.
본 발명이 목표로 하는 과제는, 더 빠른 가공 시간(machining times)과 더 높은 가공 품질에 의해, 앞에서 언급한 종류의 장치를 개선하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 장치는 특허청구범위 제1항의 특징들을 포함하여 구성된다. 본 발명의 태양광 모듈은 스트럭처링 툴(structuring tool)의 반대편 상측에 고정된다. 이 태양광 모듈은, 코팅된 상측이 위쪽을 향하도록 장치에 삽입되어, 이와 동일한 쪽에 배치된 고정 장치(retaining device)에 의해 고정된다. 따라서, 태양광 모듈의 아래쪽은 비어있는 채로 남아 있어서, 고정 장치로 인한 코팅의 손상 가능 위험성이 최소화된다. 그러므로, 예를 들어, 어떤 낙하 물체들이 있어도 고정 장치 위에 남겨지지 않는다. 태양광 모듈의 상측은 손상의 원인이 될 수 있는 정지 물체들을 지나가지 않는다.
본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 의해, 태양광 모듈은 비-접촉 방식(non-contact manner)으로 고정된다. 비-접촉식 고정으로 인해 태양광 모듈을 손상시킬 위험이 최소화된다. 얇고 상당히 낮은 품질의 유리를, 태양광 모듈을 제조하기 위해 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 이러한 유리는 고-품질의 판 유리들 보다 가격이 낮기는 하지만 취급시 더 잘 깨진다. 따라서, 태양광 모듈을 취급하는 비-접촉식 방법은, 손상 발생의 감소, 또는 심지어 유리 파손에 대한 보호에 기여할 수 있다.
본 발명의 바람직한 범위내에서, 고정 장치는 적어도 하나의, 바람직하게는 복수의 리테이너 수단(retainer means)을 포함하여 구성된다. 이들 리테이너 수단들은 태양광 모듈의 상측 위에 균일하게 분포된다. 균일한 분포는 유리의 변형을 감소시키고, 그에 따라 보다 정확한 스트럭처링과 손상 방지에 기여한다. 비-접촉식 고정을 달성하기 위해, 음압이 리테이너 수단에 의해 태양광 모듈의 상측에서 압축 공기로 발생된다. 리테이너 수단은, 베르누이의 원리(Bernoulli principle)로 불리는, 태양광 모듈의 상부(top)에 방사상으로 내뿜어지는 압축 공기로 인한 흡인에 의해 모듈을 지지한다(hold). 베르누이 그리퍼(Bernoulli gripper)로도 알려져 있는 리테이너 수단과 태양광 모듈의 사이에 작은 갭이 압축 공기의 유출에 의해 형성된다. 태양광 모듈은 따라서 고정 장치 밑에 떠있다(float).
리테이너 수단의 다른 실시예에서, 비-접촉식 고정을 달성하기 위해, 리테이너 수단은 흡인 에어에 의해 모듈을 위쪽으로 흡인한다. 압축 공기에 의해 에어 쿠션이 동시에 형성된다. 따라서 흡인 에어에 의해 홀딩된 태양광 모듈은 고정 장치 밑에 떠있게 된다.
스트럭처링 툴은 고정 장치 밑에서 자유롭게 이동할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다. 유리 모듈 아래에 고정 장치가 없기 때문에 이 공간이 스트럭처링 툴을 위해 사용될 수 있다. 리테이너 수단을 구비한 고정 장치가 태양광 모듈을 한 자리에 움직일 수 없게 홀딩하여, 태양광 모듈 밑에서 이동하는 스트럭처링 툴이 코팅에 구조부(the structure)를 부착할 수 있다. 게다가, 스트럭처링 장치의 서비스 수명(service lifetime) 또한 고정 장치 밑의 자유 공간에 의해 개선될 수 있다. 유리가 파손되는 경우에, 본 발명에 따른 장치는 이송 시스템에 대한 비용이 많이 드는 클리닝(costly cleaning)을 필요로 하지 않는다. 유리 파편들은 자유 공간에 그대로 남겨져서 나중에 제거될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 스트럭처링 툴은 적어도 하나의 캐리지(carriage)와 적어도 하나의 레이저, 바람직하게는 복수의 레이저들을 포함하여 구성된다. 이 레이저들은 길이방향과 횡방향으로 이동할 수 있다. 복수의 레이저들은, 다수의 불연속면들(multiple discontinuities)이 레이저들에 의해 동시에 태워져서 코팅으로 만들어질 수 있기 때문에, 태양광 모듈에 대한 가공 시간을 단축시킬 수 있다. 레이저들은 또한 태양광 모듈들의 유리를 파손시키는 작용을 할 가속도에 민감하지 않다. 이것은 스트럭처링에 있어서 추가적인 가속을 가능하게 한다.
본 발명의 유익한 연장선상에서, 캐리지는 레이저들이 배치되어, 두 개의 평행하게 뻗어있는 가이드들(parallel running guides)에서 길이방향으로 이동될 수 있는, 하나의 운반구(bearer)를 가진다. 레이저들은 그 자체가 스트럭처링 툴의 횡방향으로 운반구에서 이동가능하다. 따라서 레이저들은 가공될 태양광 모듈 밑에서 2차원적으로 이동될 수 있다. 이러한 2-차원성(two-dimensionality)으로 또한 태양광 모듈의 길이방향과 횡방향으로 병행하여(parallel) 또는 동시에 이동하는 것이 가능하다. 가이드들은 유리 모듈의 길이방향으로 배치되어, 운반구가 원활하게 전치될 수 있다.
바람직하게는, 그 자유 단부들(free ends) 각각에서, 운반구는 가이드들 중의 하나와 맞물리는 하나의 섀시(chassis)를 포함하여 구성된다. 섀시에 의해, 캐리지가 가이드들에 연결되며, 이것은 운반구의 정확한 궤도(trajectory)가 달성됨을 의미한다. 운반구는 가이드들의 길이방향과 직각을 이루도록 배치된다. 운반구는 그 자체가 또한 레이저 또는 레이저들이 배치되는 하나의 가이드를 포함하여 구성된다. 각 레이저들은 대체로 구두상자 크기의 박스(box)에 수용되며, 이 박스들은 앞서 언급한 바와 같은 10 g 까지의 높은 가속도들을 견디어낼 수 있다. 레이저들이 수용된 박스들은, 운반구에 서로 밀착하여 나란히 그리고 운반구의 길이방향 연장부(longitudinal extension)에 결쳐 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 대부분 레이저들은 일괄적으로 이동되나, 그들은 또한 개별적으로 제어될 수 있어서, 서로 나란히 배치하기 위해, 예를 들어, 하나 또는 그보다 많은 레이저들을 운반구의 한 단부 구역에, 하나 또는 그보다 많은 레이저들을 운반구의 또 다른 단부에, 그리고 다시, 하나 또는 그보다 많은 레이저들을 운반구의 중앙 구역에 위치시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 구성 하나에 의해, 가이드가 태양광 모듈과 한 평면상에 배치된다. 이러한 배치에 의해, 레이저의 가능한 움직임들(movements)은 유리 판의 상측에 대한 레이저의 초점맞춤 점(focussing point)의 정확도에 영향을 주지 않는다. 이러한 움직임들은 "피칭(pitching)", "롤링(rolling)" 및 "요잉(yawing)"이라 하며, 레이저를 통과하는 3 축들의 회전 방향을 결정한다. 그러나, 태양광 모듈의 평면을, 정확도를 보장하는 역할을 하는 섀시의 한 지점에 또는 하나의 회전 축에 상응하게 하는 것도 가능하다.
본 발명의 다른 바람직한 예시적인 실시예에서, 하나의 자유 공간 구역이 스트럭처링 툴의 가공 영역 밑에 남겨진다. 고정 장치를 태양광 모듈 위에 배치하는 것으로, 본 발명의 장치가 실질적으로 더 소형으로 설계될 수 있으나, 특히 고정 유닛(retaining unit)을 수반하는 구성도 하나의 복합 테이블(compound table)에 의해 이루어질 수 있다. 이 복합 테이블은, 이송될 장치의 능력을 단순화시키기 때문에 고객을 위한 경량화 구성(a lighter construction)을 용이하게 한다. 그러므로 자유로운 빈 공간이 남아서, 여하한 유리 판들 또는 떨어져 파손된 유리 판들의 파편들을 위한 수용공간(room)이 된다. 이미 위에 언급한 바와 같이, 파손된 유리 판들은 작업 공정에 영향을 주지 않기 때문에 장치로부터 즉시 제거될 필요가 없다. 나중에 필요한 클리닝을 실시할 수 있다. 이와 달리, 파편들을 수거할 수 있는 수집 팬(collecting pan)이 구비될 수 있다.
고정 장치는 태양광 모듈의 평면과 평행하게 90°로 자유 회전가능한 것이 특히 바람직하다. 태양광 모듈에서 코팅부의 스트럭처링은 매우 복잡할 수 있으며, 상이한 형상들을 포함하여 구성될 수 있다. 이를 위해, 레이저 빔으로 하여금 유리 판에 대해 수직으로 그리고 유리 판을 따라 통과하게 하는 것 뿐 아니라 유리 판의 한 측면에 대해 비스듬히(diagonally or at an angle) 통과하게 하는 것이 필수적이다. 고정 장치와 거기에 고정된 유리 판의 회전에 의해, 이러한 스트럭처링 방향이 아주 작은 노력으로 이행될 수 있다.
바람직하게는, 고정 장치가 레이저에 의해 기화되고 타버린 레이어 입자들을 흡인하여 제거하는 역할을 한다. 레이저는 그 초점맞춤 구역의 영역 내의 태양광 모듈의 코팅부를 가열하는데, 이것은 코팅부가 가열되어 타버리거나 기화됨을 의미한다. 이것은 태양광 모듈의 상부에 먼지 입자들이 만들어지게 하는데, 이들은 제거되어야 한다. 본 발명에 따르면, 고정 장치는 상부에 압축 공기를 가하는 복수의 베르누이 그리퍼들로 구성된다. 이 압축 공기가 그리퍼들로부터 측면으로 유출되어, 하나 또는 그보다 많은 그리퍼들의 공기 스트림(air stream)에 의해 포획된 먼지 입자들을 간단히 태양광 모듈로부터 멀리 운반한다. 연소로 발생된 폐가스들도 강한 흐름에 의해 측면으로 제거될 수 있다. 바람직하게는, 태양광 모듈의 엣지들(edges)의 구역 측면에 또는 그 위에, 폐가스들과 먼지 입자들을 제거하는 흡인 장치가 설치된다.
본 발명의 유리한 구성에 의해, 태양광 모듈의 측면에 하나의 포지셔닝 장치(positioning aid)가 장치되는데, 이것은 적어도 부분적으로 태양광 모듈의 평면상에 놓여 있다. 이 포지셔닝 장치는 태양광 모듈의 배치 및/또는 고정을 가능하게 한다. 고정 장치를 사용하여 태양광 모듈을 접촉없이(touch-free or contact-free) 고정함으로써, 태양광 모듈이 횡방향으로 움직일 수도 있다. 이처럼 횡방향으로 움직이는 것을 막기 위해, 포지셔닝 장치가 태양광 모듈을 횡방향으로 고정시키는 스톱 엣지(stop edge)의 역할을 한다. 이것은 상단부 전체를 하나의 단일 코팅부로 코팅할 수 있고 또한 레이저를 사용하여 가공할 수 있다는 장점을 가져온다.
또한, 본 발명의 장치의 유리한 구성들이 특허청구범위의 종속항들에 나타나 있다.
이제 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예를 도면들을 참고하여 설명하기로 한다. 도면들 중:
도 1은, 제1의 장측면(long side)에서 바라본 본 발명에 따른 장치의 측면 사시도이고,
도 2는, 제2의 장측면에서 바라본 본 발명에 따른 장치의 측면 사시도이며,
도 3은, 본 발명에 따른 장치의 밑에서 본 사시도이고,
도 4는, 본 발명에 따른 장치의 평면도이며,
도 5는, 본 발명에 따른 장치의 정면도이고,
도 6은, 본 발명에 따른 스트럭처링 툴과 고정 장치의 발췌도(extracted view)이다.
도면들 중 도 1과 2는, 본 발명에 따른 장치를 제1 및 제2 장측면(long side)에서 본 사시도로 보여준다. 이 장치는, 횡방향 버팀대들(transverse struts)(2), 길이방향 버팀대들(longitudinal struts)(3) 및 다리들(feet)(4)로 구성된, 하나의 서브-프레임(sub-frame)(1)을 포함하여 구성된다. 서브-프레임(1)은 하나의 복합 테이블(compound table) 형태로 만들어진다. 장치 밑에 놓인 베이스(base)의 높이 맞춤 불량(unevennesses)을 보정할 수 있는 조절 장치들(adjustment devices)(5)이 다리들(4)의 아래쪽들에 배치된다.
측면 장착 부재들(lateral mounting elements)(6, 7)이 서브-프레임들(1)의 장측면들에 위치된 3개의 다리들(4) 각각에 배치된다. 다리들(4)이 그들의 상측(top side)에 하나의 수평면(horizontal plane)을 형성하는데, 이 수평면에 의해 장착 부재들(6, 7)이 수평으로 설치된다. 다리들(4)의 조절 장치들(5)에 의해, 서브-프레임(1)의 수평 설치를 최종적으로 조절할 수 있다. 또한, 하나의 연결 부재(connecting element)가 각 다리들(4)과 각 장착 부재들(6, 7)의 사이에 놓인다. 이 연결 부재는 다리(4)와 장착 부재(6, 7) 사이를 연결하는 역할을 한다. 각 연결 부재는 장착 부재들(6 및 7)을 추가적으로 수평 위치로 맞출 수 있는 하나의 조절 수단(adjustment facility)을 또한 포함하여 구성될 수 있다.
장착 부재들(6, 7)은 고형 구조물(solid construction)이며, 낮은 열 팽창 계수(thermal expansion coefficient)를 가진다. 장착 부재(6, 7)는 역 L자형-브래킷(inverse L-bracket)으로 구성된다. L자의 아래쪽은 장착 부재(6, 7)의 상부(top)를 형성하고, 서로 마주보게 배치된 장착 부재들(6, 7)의 내면은 반대편 장착 부재(6, 7) 쪽을 향한다. 장착 부재(6, 7)의 다리들(4) 위에 얹혀 있는 부분은 그 물리적 치수들(physical dimensions)이 상측을 구성하는 다른 부재 보다 크다.
고정 장치(9)가 마주 보게 놓인 장착 부재들(6 및 7) 사이에 배치된다. 지지 부재들(bearing elements)(11)은 장착 부재들(6 및 7)의 외향 엣지들(outward facing edges)(10)의 구역에 배치되고, 장착 부재들(6 및 7)에 굳게 연결된다. 따라서, 지지 부재들(11)은 본 발명의 장치의 전체 너비(entire width)에 걸쳐 뻗어 있다. 대체로, 3개의 그러한 지지 부재들(11)이 서로 이웃하게 배치된 것으로 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 장치의 다른 실시예들에서, 도면들에 도시된 것들과는 달리 더 많거나 더 적은 수의 지지 부재들(11)을 설치하는 것이 필수적일 수 있다. 지지 부재들(11)은 큰 하중들(loads)을 수용하도록 설계된다.
지지 부재들(11)의 아래쪽에, 서로 평행하는 U자형-프로파일들(U-profiles)(12)이 배치된다. U자형-프로파일들(12)은 지지 부재들(11)의 아래쪽 부재에 부착된다(attached). 지지 부재(11)에 연결된 상기 부재와 평행하게 놓인 다른 부재에, 리테이너 수단(13)이 배치된다. 리테이너 수단(13)은, U자형-프로파일(12)의 외측(outer side)에 놓이고, 서브-섀시(sub-chassis)(1) 쪽을 향한다. 각 U자형-프로파일(12)은 복수의 리테이너 수단들(13)을 포함하여 구성된다. 리테이너 수단(13)은, U자형-프로파일들이 구비된 지지 부재들(11)의 아래쪽에 균일하게 분포되어, 가능한 한 작은, 리테이너 부재들(retainer elements)(13)의 그리드(grid)가 형성된다.
또한 장착 부재들(6 및 7)의 상부(upper side)(8)에 가이드(14)가 배치된다. 가이드(14)는 장착 부재들(6 및 7)의 내부 엣지(inner edge)(15) 구역에 배치된다. 가이드들(14)은 어김없이 서로 평행하게 뻗어 있다. 섀시(16)는 장착 부재들(6 및 7) 각각의 가이드들(14)에서 안내된다(guided). 섀시(16)는 적어도 부분적으로 가이드들(14) 위로 뻗어 있으며 지지 부재들(11)에 의해 높이가 제한된다. 가이드들(14)의 구역에서 지지 부재들(11)은 그들로부터 공간을 두고 떨어져 있다. 따라서 섀시(16)는 지지 부재들(11)과 가이드(14)의 사이에서 안내될 수 있다.
섀시(16)는 가이드(14) 보다 넓도록 형성되고 내부 엣지(15) 너머로 돌출된다. 리테이너(17)가 섀시(16)의 측면에 배치되는데, 이것은 장착 부재(6, 7)의 내향 부재(inwardly pointing member) 밑에 뻗어 있다. 리테이너(17)는 또한 섀시(16)로부터 뻗어 나와 있는데, 바꿔 말하면, 그것은 섀시에 달려 있다. 각각의 리테이너들(17)의 아래쪽에 운반구(18)가 부착되는데, 이 운반구는 리테이너들(17) 사이에 뻗어 있고 그들을 서로 결합시킨다. 섀시(16), 리테이너(17) 및 운반구(18)로 구성된 구조는 소위 캐리지(19)를 형성한다. 리테이너(17)는 섀시(16)로부터 운반구(18) 쪽으로 내부 엣지(15)를 따라서 수직으로 뻗어 있다. 운반구(18)는 그 자체가 각각의 리테이너들(17)에 걸쳐 바깥쪽을 향해 좌우로 뻗어 있다. 따라서 운반구(18)는 적어도 부분적으로 상부(8)와 가이드(14) 밑에 있다. 운반구(18)는 다리들(4)에 연결된 장착 부재들(6 및 7)의 부재에 의해 측면이 제한된다.
운반구(18)는 또한 본 발명에 따른 예시적인 실시예에서 하나의 레일(rail) 형태인 하나의 가이드를 포함하여 구성된다. 레일(20)은 운반구(18)의 전체 길이에 걸쳐 뻗어 있다. 레일(20)은 운반구의 외측에 부착되는데, 레일은 운반구(18)의 외측에서 운반구에 연결된다.
복수의 레이저들(21)이 운반구(18)에 배치된다. 레이저들(21)은, 레일(20)에 이동가능하게 연결된다. 레이저들(21)은 본 발명의 장치의 너비에 걸쳐서 운반구(18)에서 좌우로 이동할 수 있다. 레이저들은 각각의 박스들(boxes)에 수용되고, 레일(20)에 개별적으로 연결된다. 그러므로, 레이저들(21)은 따로따로 또는 하나의 유닛(unit)으로서 운반구(18)에 걸쳐 이동될 수 있다. 레이저들(21)은 고정 장치(9)의 방향으로 정렬된다. 따라서 각각의 레이저들(21)로부터의 레이저 빔은 수직 방향으로 뻗어 나간다.
운반구(18)에 부착된 레이저들(21)을 구비한 캐리지(19)는 본 발명의 장치의 길이방향으로, 다시 말하면, 장착 부재들(6 및 7)을 따라서 이동할 수 있다. 이와 동시에 레이저들(21)이 이 이동(motion)과 수직으로 이동될 수 있다. 도 1 내지 도 6에 도시된 예시적인 실시예에는, 4개의 레이저들(21)이 운반구(18)에 배치되어 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예들에서는, 더 많거나 더 적은 수의 레이저들이 또한 제공된다.
고정 장치(9)는 판 유리(plate glass)로 구성되는 태양광 모듈(23)을 고정시키는 역할을 한다. 태양광 모듈(23)은 따라서 고정 장치(9) 밑에서 리테이너 수단(13)에 의해 고정된다. 리테이너 수단(13)은 소위 베르누이 그리퍼(Bernoulli grippers) 형태의 것들이다. 베르누이 그리퍼들은 모듈의 표면에 분출된(blown) 공기 스트림으로 음압을 발생시키는데, 이로 인해 표면에 공기가 분출된 태양광 모듈이 베르누이 그리퍼들 쪽으로 흡인된다(sucked). 고정 장치(9)에 배치된, 베르누이 그리퍼들로 만들어진 많은 수의 리테이너 수단(13) 덕분에, 예를 들어 태양광 모듈(23)과 같은 큰 물체들이 고정될 수 있다. 베르누이 그리퍼들에 의한 태양광 모듈(23)의 표면에 분출된 공기 스트림의 유출로 인해, 태양광 모듈(23)과 리테이너 수단(13)의 사이에 접촉이 일어나지 않는다. 태양광 모듈(23)과 베르누이 그리퍼들의 사이에는, 유출 공기가 좌우로 또는 방사상으로 흘러나가는 작은 갭이 남아 있다.
태양광 모듈(23)은 공기가 분출되어 오는 상단부에 하나의 코팅부(coating)를 포함하여 구성되며, 이 코팅부는 리테이너 수단(13) 쪽을 향한다. 이 코팅부의 스트럭처링(structuring)을 실행하기 위해, 레이저들(21)이 태양광 모듈(23)의 전체 길이(full extent)를 가로질러 캐리지(19)에서 태양광 모듈(23) 밑에서 이동된다. 태양광 모듈(23)은, 장착 부재들(6 및 7)에 의해 구획되는(define) 평면보다 작으며, 이것은 레이저들(21)이 태양광 모듈(23)의 전 영역(entire area)에 도달할 수 있음을 의미한다. 레이저들(21)은 태양광 모듈 밑으로부터 스트럭처링을 태워서 불연속성면들의 형태로 코팅을 만들며, 이 코팅은 타거나 기화된다. 태양광 모듈(23)의 비-접촉식 고정으로 인해, 스트럭처링 프로세스가 또한 리테이너 수단(13) (베르누이 그리퍼들)의 구역에서 일어날 수 있다. 그에 따라, 태양광 모듈(23)과 리테이너 수단(13)이 움직이지 않게 된다. 태양광 모듈(23)의 표면에 베르누이 그리퍼들이 분출한 공기 스트림에 의해, 코팅의 연소로 발생된 입자들이 멀리 실려간다. 또한, 연소에서 발생된 가스들이 멀리 날아간다. 고정 장치(9) 위와 그 측면 양쪽에 배치된 하나 또는 그보다 많은 흡인 장치들(suction devices)은 도시되어 있지 않다. 흡인 장치는 베르누이 그리퍼들에 의해 날려보내진 입자들과 가스들을 수용한다.
태양광 모듈을 좌우로 정위치에 홀딩시키는 포지셔닝 장치(positioning aid)는 도면들에 도시되어 있지 않다. 태양광 모듈(23)을 고정 장치(9)를 사용하여 비-접촉 방식으로 고정시킴으로써 태양광 모듈(23)이 외부 효과(external effects)에 의해 이동될 수 있다. 그러나, 태양광 모듈(23)의 코팅부의 스트럭처링을 위해서는 태양광 모듈(23)이 정위치에 홀딩되는 것이 중요하다. 따라서, 포지셔닝 장치는 하나의 로드(rod) 또는 여하한 다른 포지셔닝 수단(means of positioning)으로 구성될 수 있으며, 이것은 측면으로부터 태양광 모듈(23)을 향하게 된다. 태양광 모듈(23)은 모든 가능한 방향으로 고정되도록 되어 있다.
도시되지 않은, 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 고정 장치(9)는 태양광 모듈(23)의 평면과 평행하게 회전될 수 있다. 여기서, 태양광 모듈(23)은 충분히 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 90° 회전될 수 있다. 태양광 모듈의 스트럭처링은 매우 복잡하여, 고정 장치(9)를 태양광 모듈(23)과 함께 회전시킴으로써 가공 시간(machining time)을 단축시킬 수 있다.
레이저들(21)에 의한 스트럭처링은 태양광 모듈(23) 밑에서 레이저(21)를 정확하게 안내할 것을 필요로 한다. 사실상, 태양광 모듈(23)의 상단에서 코팅을 태우는 것은 레이저 빔의 초점맞춤 범위내에서만 일어난다. 레이저를 안내할 때의 부정확성을 피하기 위해, 무엇보다도 특히, 태양광 모듈(23)이 가이드(14)의 높이(height)에서 고정되어야 한다. 그러나, 적어도 캐리지(19)의 하나의 회전 축이 태양광 모듈(23)의 수평면에 놓여 있어야 한다. 이러한 배치에 의해, 레이저(21)의 초점맞춤 범위가 태양광 모듈(23)의 코팅 구역에서 안정되게 유지된다.

Claims (12)

  1. 바람직하게는 하나의 유리 판을 포함하여 구성되는 태양광 모듈(solar module)을, 상기 태양광 모듈을 고정시키는 하나의 고정 장치(retaining device)와 태양광 모듈에 있는 적어도 하나의 코팅부를 스트럭처링하기 위한 적어도 하나의 스트럭처링 툴(structuring tool)을 사용하여 스트럭처링하기 위한 것으로서, 상기 태양광 모듈이 상기 스트럭처링 툴의 반대편 상측(upper side)에 비-접촉 방식으로(in a non-contact manner) 고정된, 태양광 모듈을 스트럭처링하기 위한 장치에 있어서,
    상기 고정 장치가 흡인 공기(suction air)에 의해 상기 모듈을 흡인(sucking)하도록 구성된 적어도 하나의, 바람직하게는 복수의, 리테이너 수단들(retainer means)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정 장치가, 하나의, 바람직하게는 복수의, 리테이너 수단(retainer means)을 포함하여 구성되고, 음압(negative pressure)이, 특히, 베르누이 효과(Bernoulli effect)에 따른, 압축 공기(compressed air)로, 상기 리테이너 수단에 의해 상기 태양광 모듈의 상측에 발생되어 상기 태양광 모듈을 고정시키는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 장치가 하나의 추가적인 에어 쿠션(air cushion)을 만들어내도록 설계된, 적어도 하나의, 바람직하게는 복수의, 리테이너 수단을 포함하여 구성되고, 상기 에어 쿠션 아래에 상기 태양광 모듈이 떠있는(float) 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  4. 전술한 청구항들의 적어도 한 항에 있어서, 상기 스트럭처링 툴이 상기 고정 장치 밑에서 이동할 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  5. 전술한 청구항들의 적어도 한 항에 있어서, 상기 스트럭처링 툴이, 적어도 하나의 캐리지(carriage) 그리고 길이방향과 횡방향으로 이동할 수 있는 적어도 하나의 레이저, 바람직하게는 복수의, 레이저들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 캐리지가, 상기 레이저들이 배치되어, 상기 태양광 모듈의 길이방향으로 두 개의 평행하는 가이드들(guides)에서 이동될 수 있는, 하나의 운반구(bearer)를 포함하여 구성되고, 상기 레이저들이 상기 스트럭처링 툴의 횡방향으로 상기 운반구에서 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  7. 제6항에 있어서, 각 자유 말단(free end)에 상기 운반구가 상기 가이드들 중의 하나와 맞물리는 하나의 섀시(chassis)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  8. 제6항 또는 제7항의 적어도 한 항에 있어서, 상기 가이드가 상기 태양광 모듈과 한 평면상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  9. 전술한 청구항들의 적어도 한 항에 있어서, 하나의 자유 공간(free space)이 상기 스트럭처링 툴의 가공 영역(machining region) 밑에 남겨지는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  10. 전술한 청구항들의 적어도 한 항에 있어서, 상기 고정 장치가 상기 태양광 모듈의 평면과 평행하게 90°로 자유 회전가능한 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  11. 전술한 청구항들의 적어도 한 항에 있어서, 상기 고정 장치가 상기 레이저에 의해 기화된 레이어 입자들(layer particles)을 흡인(suction)에 의해 제거하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
  12. 전술한 청구항들의 적어도 한 항에 있어서, 상기 태양광 모듈을 배치하고 그리고/또는 고정시키기 위해, 적어도 부분적으로 상기 태양광 모듈의 평면상에 놓여 있는 하나의 포지셔닝 장치(positioning aid)를 상기 태양광 모듈의 측면에 배치하는 것을 특징으로 하는, 태양광 모듈의 스트럭처링 장치.
KR1020117001777A 2008-06-25 2009-06-15 태양광 모듈의 스트럭처링 장치 KR20110033245A (ko)

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