KR20110036161A - 태양광 발전장치 - Google Patents
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Abstract
태양광 발전장치가 개시된다. 태양광 발전장치는 태양전지 패널; 및 상기 태양전지 패널 상에 배치되며, 상기 태양전지 패널로부터 전압을 인가받아 컬러가 변하는 전기 변색 소자를 포함한다. 태양광 발전장치는 전기 변색 소자를 통하여, 태양전지 패널에서 생성되는 전압의 세기를 육안으로 용이하게 체크할 수 있다.
태양전지, 전기, 변색, electrochromism
Description
실시예는 태양광 발전장치에 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.
태양광으로부터 전력을 발생시키는 태양 전지를 구비하는 태양광 발전 모듈로부터 발생된 전력을 외부로 출력시키기 위해, 양 전극 및 음 전극의 기능을 하는 전도체들이 태양광 발전 모듈에 배치되며, 전류를 외부로 출력시키기 위한 케이블이 연결되는 접속 단자들로서, 전도체들의 단부들이 광기전성 모듈의 외부로 꺼내어진다.
실시예는 성능을 육안으로 판독할 수 있고, 정비가 용이한 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치는 태양전지 패널; 및 상기 태양전지 패널 상에 배치되며, 상기 태양전지 패널로부터 전압을 인가받아 컬러가 변하는 전기 변색 소자를 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 전기 변색 소자를 통하여, 태양전지 패널에서 생성되는 전압의 세기를 육안으로 식별할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 태양전지 패널의 전압을 용이하게 판독할 수 있고, 이에 따라서, 출력량을 예측할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 출력 저하 등을 쉽게 판단할 수 있고, 이에 따라서, 추가적인 검사 없이도, 쉽게 정비될 수 있다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 전극, 부재, 소자 또는 부 등이 각 패널, 전극, 부재, 소자 또는 부 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 1은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 3은 전기 변색 소자가 색을 표시하는 과정을 도시한 도면이다. 도 4는 전기 변색 소자의 단면을 도시한 도면이다. 도 5는 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 태양전지 패널(100), 프레임(200), 보호유리(300), 완충필름(400), 정션박스(500), 케이블(600), 컨버터(700) 및 전기 변색 소자(800)를 포함한다.
상기 태양전지 패널(100)은 플레이트 형상을 가진다. 상기 태양전지 패널(100)은 상기 프레임(200) 내측에 배치된다. 상기 태양전지 패널(100)은 지지기판(110), 다수 개의 태양전지 셀들(120) 및 버스 바(130)를 포함한다.
상기 지지기판(110)은 플레이트(plate) 형상을 가진다. 상기 지지기판(110)은 절연체이다. 상기 지지기판(110)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible)할 수 있다. 상기 지지기판(110)은 예를 들어, 소다 라임 글래스(soda lime glass) 기판일 수 있다. 또한, 상기 지지기판(110)은 상기 태양전지 셀들(120)을 지지한다.
상기 태양전지 셀들(120)은 상기 지지기판(110) 상에 배치된다. 상기 태양전지 셀들(120)은 태양광을 입사받아 전기에너지로 변환시킨다. 상기 태양전지 셀들(120)은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 상기 태양전지 셀들(120)은 일 방향 으로 서로 나란히 연장되는 형상을 가질 수 있다.
상기 태양전지 셀들(120)은 예를 들어, CIGS계 태양전지, 실리콘계열 태양전지 또는 염료 감응 태양전지일 수 있다.
상기 버스 바(130)는 상기 태양전지 패널(100) 상에 배치된다. 상기 버스 바(130)는 상기 태양전지 셀(120)의 상면에 배치된다. 상기 버스 바(130)는 상기 태양전지 셀들(120) 중 최외곽 태양전지 셀들의 상면에 직접 접속된다.
상기 버스 바(130)는 도전체로 이루어지며, 상기 버스 바(130)로 사용되는 물질의 예로서는 구리, 알루미늄, 텅스텐 및 몰리브덴 등을 들 수 있다.
상기 버스 바(130)는 상기 태양전지 셀(120)의 상면으로부터 상기 태양전지 셀들(120)이 배치되지 않는 외곽 영역으로 연장된다.
상기 프레임(200)은 상기 지지기판(110) 및 상기 보호유리(300)를 수용한다. 상기 프레임(200)은 상기 지지기판(110) 및 상기 보호유리(300)의 주위를 둘러싼다. 상기 프레임(200)은 상기 지지기판(110) 및 상기 보호유리(300)를 고정한다.
상기 프레임(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등을 들 수 있다.
상기 보호유리(300)는 상기 태양전지 셀들(120) 상에 배치된다. 또한, 상기 보호유리(300)는 상기 태양전지 패널(100)과 마찬가지로 상기 프레임(200) 내측에 배치된다. 상기 보호유리(300)는 외부의 물리적인 충격 및/또는 이물질로부터 상기 태양전지 셀들(120)을 보호한다. 상기 보호유리(300)는 투명하며, 예를 들어, 강화 유리일 수 있다.
상기 완충필름(400)은 상기 보호유리(300) 및 상기 태양전지 셀들(120) 사이에 개재된다. 상기 완충필름(400)은 상기 보호유리(300) 및 상기 태양전지 셀들(120) 사이에서 완충 기능을 수행한다.
상기 정션박스(500)는 상기 지지기판(110)의 하면에 배치된다. 상기 정션박스(500)는 상기 다이오드 등이 설치된 회로기판을 수용한다. 실시예에 따른 태양전지 모듈에서, 상기 정션박스(500)는 생략될 수 있다.
상기 케이블(600)은 상기 정션박스(500)로부터 연장된다. 상기 케이블(600)은 다른 태양전지 모듈에 연결된다.
상기 컨버터(700)는 상기 정션박스(500)에 연결된다. 더 자세하게, 상기 컨버터(700)는 상기 회로기판에 연결되어, 상기 태양전지 패널(100)에서 생성되는 전기에너지의 일부를 입력받는다.
상기 컨버터(700)는 직류 전압을 교류 전압으로 변환시킨다. 더 자세하게, 상기 컨버터(700)는 상기 태양전지 패널(100)로부터 생성되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환시켜서, 상기 전기 변색 소자(800)에 공급한다. 상기 컨버터(700)는 약 60Hz의 교류 전압을 상기 전기 변색 소자(800)에 공급할 수 있다.
상기 컨버터(700)는 상기 정션박스(500) 내측에 배치되거나, 상기 정션박스(500) 외측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 컨버터(700)는 상기 회로기판에 내장될 수 있다.
상기 전기 변색 소자(800)는 상기 태양전지 패널(100) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 전기 변색 소자(800)는 상기 보호유리(300) 및 상기 태양전지 패 널(100) 사이에 배치된다. 더 자세하게, 상기 전기 변색 소자(800)는 상기 완충 필름 및 상기 태양전지 패널(100) 사이에 개재된다.
이와는 다르게, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전기 변색 소자(800)는 상기 보호유리(300) 상에 부착될 수 있다.
상기 전기 변색 소자(800)는 상기 태양전지 패널(100)로부터 생성되는 전압을 인가받아 색을 변화시킨다. 더 자세하게, 상기 전기 변색 소자(800)는 상기 태양전지 패널(100)로부터 생성되어, 상기 컨버터(700)에 의해서 변환된 교류 전압을 인가받아 색을 변화시킨다.
이때, 상기 전기 변색 소자(800)는 상기 교류 전압의 세기에 따라서, 색상이 달라질 수 있다. 또한, 상기 전기 변색 소자(800)는 상기 교류 전압의 세기에 따라서, 색상의 진한 정도가 달라질 수 있다.
상기 태양전지 패널(100) 및 상기 전기 변색 소자(800)에는 스위칭부(710)가 구비될 수 있다. 더 자세하게, 상기 스위칭부(710)는 상기 정션박스(500) 및 상기 컨버터(700) 사이에 구비될 수 있다.
상기 스위칭부(710)는 상기 전기 변색 소자(800) 및 상기 태양전지 패널(100)을 선택적으로 연결한다. 이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치를 정비하는 과정에서만, 상기 스위칭부(710)가 턴-온 될 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 정비가 필요할 때만 상기 전기 변색 소자(800)를 동작시키고, 쓸데 없는 전력 소모를 줄일 수 있다.
또한, 상기 전기 변색 소자(800)에는 저항 또는 가변 저항이 부착될 수 있 다. 즉, 상기 태양전지 패널(100)에서 생성되는 전압이 상기 전기 변색 소자(800)의 구동전압보다 훨씬 높은 경우, 상기 저항 또는 가변 저항에 의해서, 상기 변색 소자에 인가되는 전압의 세기를 낮출 수 있다.
상기 전기 변색 소자(800)는 제 1 기판(810), 제 2 기판(820), 제 1 전극(830), 제 2 전극(840) 및 전기 변색 물질층(850)을 포함한다.
상기 제 1 기판(810) 및 상기 제 2 기판(820)은 절연체이며, 투명한다. 상기 제 1 기판(810) 및 상기 제 2 기판(820)은 서로 마주본다. 상기 제 1 기판(810) 및 상기 제 2 기판(820)은 유리기판 또는 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 제 1 전극(830)은 상기 제 1 기판(810) 상에 배치된다. 상기 제 1 전극(830)은 상기 제 1 기판(810)의 상면에 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 제 2 전극(840)은 상기 제 2 기판(820) 아래에 배치된다. 상기 제 2 전극(840)은 상기 제 2 기판(820)의 하면에 코팅되어 형성될 수 있다.
상기 제 1 전극(830) 및 상기 제 2 전극(840)은 도전체로 이루어진다. 상기 제 1 전극(830) 및 상기 제 2 전극(840)은 예를 들어, 인듐 틴 옥사이드(induim tin oxide;ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(induim zinc oxide;IZO) 등을 포함할 수 있다.
상기 제 1 전극(830) 및 상기 제 2 전극(840)은 서로 마주본다. 상기 제 1 전극(830) 및 상기 제 2 전극(840)은 상기 컨버터(700)에 각각 연결된다.
상기 전기 변색 물질층(850)은 상기 제 1 전극(830) 및 상기 제 2 전극(840) 사이에 배치된다. 상기 전기 변색 물질층(850)은 전기 변색 물질 및 전해질을 포함 한다.
상기 전기 변색 물질은 화학 반응에 의해서 색이 변하는 물질이다. 상기 전기 변색 물질의 예로서는 WO3, TiO2, MoO3, Nb2O5 또는 V2O5 등을 들 수 있다.
예를 들어, WO3 및 TiO2는 투명한 색을 가지다가, 전압이 인가되며, 전해질에 포함된 이온과 반응하여, 청색을 띌 수 있다.
또한, MoO3, Nb2O5 및 V2O5는 황색을 가지다가, 전압이 인가되면, 전해질에 포함된 이온과 반응하여, 보라색 또는 청색을 가질 수 있다.
상기 전기 변색 물질의 화학 반응은 상기 제 1 전극(830) 또는 상기 제 2 전극(840)에 인접한 영역에서 일어난다.
상기 전해질은 고분자 물질 또는 리튬 이온과 같은 금속 이온을 포함한다.
상기 전기 변색 소자(800)는 인가되는 전압의 세기에 따라서, 색상이 달라지며, 색의 진하기가 달라진다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 전기 변색 소자(800)를 통하여, 상기 태양전지 패널(100)에서 생성되는 전압의 세기를 육안으로 식별할 수 있다.
특히, 상기 전기 변색 소자(800)은 휘도의 차이가 아니라, 색상의 차이에 의해서, 전압의 세기를 표시하므로, 향상된 시인성을 가진다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 태양전지 패널(100)의 전압을 용이하게 판독할 수 있고, 이에 따라서, 출력량을 예측할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 출력 저하 등을 쉽게 판단할 수 있고, 이에 따라서, 추가적인 검사 없이도, 쉽게 정비될 수 있다.
또한, 상기 전기 변색 소자(800)는 컨버터(700)에 의해서, 변환된 교류 전압에 의해서 구동된다. 이에 따라서, 상기 전기 변색 소자(800)는 전압의 변화를 즉각적으로 색상에 반영한다.
즉, 상기 전기 변색 소자(800)에 직류 전압이 인가되는 경우, 높은 전압 상태에서, 낮은 전압 상태로 변화할 때, 색상이 변하거나 옅어지지 않는다.
또한, 전압의 즉각적인 변화를 체크해야할 필요가 없는 경우, 상기 컨버터(700)는 생략될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응 용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에서 A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 전기 변색 소자가 색을 표시하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4는 전기 변색 소자의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 단면을 도시한 단면도이다.
Claims (7)
- 태양전지 패널; 및상기 태양전지 패널 상에 배치되며, 상기 태양전지 패널로부터 전압을 인가받아 컬러가 변하는 전기 변색 소자를 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 패널로부터 생성되는 전압을 교류 전압으로 변환시켜, 상기 교류 전압을 상기 전기 변색 소자에 공급하는 컨버터를 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전기 변색 소자는제 1 전극;상기 제 1 전극에 대향하는 제 2 전극; 및상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 개재되는 전기 변색 물질을 포함하며,상기 태양전지 패널로부터의 전압은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극 사이에 인가되는 태양광 발전장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 전기 변색 물질은 WO3, TiO2, MoO3, Nb2O5 또는 V2O5를 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 보호유리를 포함하며,상기 전기 변색 소자는 상기 보호유리 상 또는 아래에 배치되는 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 패널 및 상기 전기 변색 소자 사이에 연결되는 저항을 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 패널 및 상기 전기 변색 소자 사이에 연결되는 스위칭부를 포함하는 태양광 발전장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020090093678A KR20110036161A (ko) | 2009-10-01 | 2009-10-01 | 태양광 발전장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020090093678A KR20110036161A (ko) | 2009-10-01 | 2009-10-01 | 태양광 발전장치 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016126693A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Schottky uv solar cell and applications thereof |
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-
2009
- 2009-10-01 KR KR1020090093678A patent/KR20110036161A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016126693A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-11 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Schottky uv solar cell and applications thereof |
| US10809588B2 (en) | 2015-02-02 | 2020-10-20 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Schottky UV solar cell |
| CN108928393A (zh) * | 2017-05-26 | 2018-12-04 | 福特全球技术公司 | 车辆玻璃车顶系统 |
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