KR20110037284A - 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

태양광 발전장치가 개시된다. 태양광 발전장치는 지지기판; 상기 지지기판 상에 배치되는 제 1 셀 그룹; 상기 지지기판 상에 배치되며, 상기 제 1 셀 그룹 옆에 배치되는 제 2 셀 그룹; 상기 제 1 셀 그룹과 연결되는 제 1 버스 바 및 제 2 버스 바; 및 상기 제 2 셀 그룹과 연결되는 제 3 버스 바 및 제 4 버스 바를 포함한다.
BiPV, 서브, 셀, 그룹, 다이오드

Description

태양광 발전장치{SOLAR CELL APPARATUS}
실시예는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
최근 에너지 수요가 증가함에 따라서, 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지에 대한 개발이 진행되고 있다.
특히, 유리 기판, 금속 후면 전극층, p형 CIGS 계 광 흡수층, 고저항 버퍼층, n형 창층 등을 포함하는 기판 구조의 pn 헤테로 접합 장치인 CIGS계 태양전지가 널리 사용되고 있다.
이러한 태양전지의 성능을 향상시키기 위한 연구들이 진행 중이다.
실시예는 각각의 셀 그룹을 독립적으로 구동하여, 성능 저하를 방지하는 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치는 지지기판; 상기 지지기판 상에 배치되는 제 1 셀 그룹; 상기 지지기판 상에 배치되며, 상기 제 1 셀 그룹 옆에 배치되는 제 2 셀 그룹; 상기 제 1 셀 그룹과 연결되는 제 1 버스 바 및 제 2 버스 바; 및 상기 제 2 셀 그룹과 연결되는 제 3 버스 바 및 제 4 버스 바를 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 하나의 지지기판 상에 배치되는 태양전지 셀들을 여러 개의 셀 그룹으로 나누고, 각각의 셀 그룹에 두 개의 버스 바들을 구비한다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 각각의 셀 그룹을 독립적으로 구동할 수 있다. 즉, 각각의 셀 그룹에 단락을 방지하기 위한 다이오드가 설치될 수 있다.
또한, 각각의 셀 그룹은 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 하나의 셀 그룹의 불량으로 인한 전체 태양전지 패널의 성능 저하를 방지하고, 향상된 광-전 변환 효율을 가진다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 패널, 부재, 층, 전극 또는 셀 등이 각 기판, 패널, 부재, 층, 전극 또는 셀 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 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에서, A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다. 도 3은 각각의 셀 그룹(210. 220...)이 연결되는 과정을 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 지지기판(100), 다수 개의 셀 그룹들(210, 220...), 다수 개의 버스 바들(310, 320...), 다수 개의 다이오드들(410, 420...) 및 정션박스(500)를 포함한다.
상기 지지기판(100)은 플레이트 형상을 가진다. 상기 지지기판(100)은 상기 셀 그룹들(210, 220...), 상기 버스 바들(310, 320...), 상기 다이오드들(410, 420...) 및 상기 정션박스(500)을 지지한다.
상기 지지기판(100)은 리지드(rigid)하거나 플렉서블(flexible) 할 수 있다. 상기 지지기판(100)은 예를 들어, 금속 기판, 플라스틱 기판 또는 유리기판 일 수 있다. 상기 지지기판(100)은 예를 들어, 소다라임 글래스 기판일 수 있다.
상기 셀 그룹들(210, 220...)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 상기 셀 그룹들(210, 220...)은 서로 이격되어, 각각의 셀 그룹(210. 220...) 사이에 투과 영역을 형성할 수 있다. 즉, 상기 지지기판(100)은 상기 셀 그룹들(210, 220...) 사이의 투과 영역을 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 투과 영역이 형성되는 경우, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 창호 또는 건물의 외장재 등으로 사용될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 셀 그룹들(210, 220...)은 서로 인접하여, 상기 투과 영역을 형성하지 않을 수 있다.
상기 셀 그룹들(210, 220...)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 셀 그룹(210), 제 2 셀 그룹(220), 제 3 셀 그룹(230) 및 제 4 셀 그룹(240)일 수 있다.
상기 제 1 셀 그룹(210)은 다수 개의 제 1 태양전지들(211)을 포함한다. 상기 제 1 태양전지들(211)은 서로 직렬로 연결되며, 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 상기 제 1 셀 그룹(210)은 평면에서 보았을 때, 직사각형 형상을 가진다.
도면과 다르게, 상기 제 1 셀 그룹(210)은 다양한 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 셀 그룹(210)은 평면에서 보았을 때, 기호, 숫자 또는 문자의 형상을 가질 수 있다.
상기 제 2 셀 그룹(220)은 다수 개의 제 2 태양전지들(221)을 포함한다. 상기 제 2 태양전지들(221)은 서로 직렬로 연결되며, 제 2 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 상기 제 2 셀 그룹(220)은 평면에서 보았을 때, 직사각형 형상을 가진다.
마찬가지로, 상기 제 2 셀 그룹(220)은 다양한 모양을 가질 수 있다.
상기 제 3 셀 그룹(230)은 다수 개의 제 3 태양전지들(231)을 포함한다. 상기 제 3 태양전지들(231)은 서로 직렬로 연결되며, 제 1 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 상기 제 3 셀 그룹(230)은 평면에서 보았을 때, 직사각형 형상을 가진다.
마찬가지로, 상기 제 3 셀 그룹(230)은 다양한 모양을 가질 수 있다.
상기 제 4 셀 그룹(240)은 다수 개의 제 4 태양전지들(241)을 포함한다. 상기 제 4 태양전지들(241)은 서로 직렬로 연결되며, 제 2 방향으로 연장되는 형상을 가진다. 상기 제 4 셀 그룹(240)은 평면에서 보았을 때, 직사각형 형상을 가진다.
마찬가지로, 상기 제 4 셀 그룹(240)은 다양한 모양을 가질 수 있다.
상기 버스 바들(310, 320...)은 상기 지지기판(100) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 버스 바들(310, 320...)은 상기 셀 그룹들(210, 220...) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 버스 바들(310, 320...)은 각각의 셀 그룹(210. 220...)에 두 개씩 배치된다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 버스 바들(310, 320...)은 제 1 내지 제 8 버스 바(310,...380)일 수 있다.
상기 제 1 버스 바(310) 및 상기 제 2 버스 바(320)는 상기 제 1 셀 그룹(210) 상에 배치된다. 상기 제 1 버스 바(310) 및 상기 제 2 버스 바(320)는 상기 제 1 셀 그룹(210)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 1 버스 바(310)는 상기 제 1 태양전지 셀들(211) 중 하나의 상면에 접속된다. 또한, 상기 제 2 버스 바(320)는 상기 제 1 태양전지 셀들(211) 중 다른 하나의 상면에 접속된다.
더 자세하게, 상기 제 1 버스 바(310)는 최외곽의 제 1 태양전지 셀들 중 하나의 상면에 접속되고, 상기 제 2 버스 바(320)는 최외곽의 제 1 태양전지 셀들 중 다른 하나의 상면에 접속된다.
상기 제 1 버스 바(310) 및 상기 제 2 버스 바(320)는 상기 제 1 방향으로 연장된다.
상기 제 3 버스 바(330) 및 상기 제 4 버스 바(340)는 상기 제 2 셀 그룹(220) 상에 배치된다. 상기 제 3 버스 바(330) 및 상기 제 4 버스 바(340)는 상기 제 2 셀 그룹(220)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 3 버스 바(330)는 상기 제 2 태양전지 셀들(221) 중 하나의 상면에 접속된다. 또한, 상기 제 4 버스 바(340)는 상기 제 2 태양전지 셀들(221) 중 다른 하나의 상면에 접속된다.
더 자세하게, 상기 제 3 버스 바(330)는 최외곽의 제 2 태양전지 셀들 중 하나의 상면에 접속되고, 상기 제 4 버스 바(340)는 최외곽의 제 2 태양전지 셀들 중 다른 하나의 상면에 접속된다.
상기 제 3 버스 바(330) 및 상기 제 4 버스 바(340)는 상기 제 2 방향으로 연장된다.
상기 제 5 버스 바(350) 및 상기 제 6 버스 바(360)는 상기 제 3 셀 그룹(230) 상에 배치된다. 상기 제 5 버스 바(350) 및 상기 제 6 버스 바(360)는 상기 제 3 셀 그룹(230)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 5 버스 바(350)는 상기 제 3 태양전지 셀들(231) 중 하나의 상면에 접속된다. 또한, 상기 제 6 버스 바(360)는 상기 제 3 태양전지 셀들(231) 중 다른 하나의 상면에 접속된다.
더 자세하게, 상기 제 5 버스 바(350)는 최외곽의 제 3 태양전지 셀들 중 하나의 상면에 접속되고, 상기 제 6 버스 바(360)는 최외곽의 제 3 태양전지 셀들 중 다른 하나의 상면에 접속된다.
상기 제 5 버스 바(350) 및 상기 제 6 버스 바(360)는 상기 제 1 방향으로 연장된다.
상기 제 7 버스 바(370) 및 상기 제 8 버스 바(380)는 상기 제 4 셀 그룹(240) 상에 배치된다. 상기 제 7 버스 바(370) 및 상기 제 8 버스 바(380)는 상기 제 4 셀 그룹(240)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 제 7 버스 바(370)는 상기 제 4 태양전지 셀들(241) 중 하나의 상면에 접속된다. 또한, 상기 제 8 버스 바(380)는 상기 제 4 태양전지 셀들(241) 중 다른 하나의 상면에 접속된다.
더 자세하게, 상기 제 7 버스 바(370)는 최외곽의 제 4 태양전지 셀들 중 하나의 상면에 접속되고, 상기 제 8 버스 바(380)는 최외곽의 제 4 태양전지 셀들 중 다른 하나의 상면에 접속된다.
상기 제 7 버스 바(370) 및 상기 제 8 버스 바(380)는 상기 제 2 방향으로 연장된다.
상기 다이오드들(410, 420...)은 상기 버스 바들(310, 320...)에 각각 연결된다. 더 자세하게, 상기 다이오드들(410, 420...)은 배선들을 통하여, 상기 버스 바들(310, 320...)에 연결된다. 더 자세하게, 상기 다이오드들(410, 420...)은 각각의 셀 그룹(210. 220...)에 접속되는 두 개의 버스 바들에 각각 연결된다. 즉, 상기 다이오드는 각각의 셀 그룹(210. 220...)에 접속되는 두 개의 버스 바들을 서 로 연결시킨다.
상기 다이오드들(410, 420...)은 상기 정션박스(500) 내측에 배치도는 회로기판(510)에 설치될 수있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 다이오드들(410, 420...)은 제 1 내지 제 4 다이오드(410...440)일 수 있다.
상기 제 1 다이오드(410)는 상기 제 1 버스 바(310) 및 상기 제 2 버스 바(320) 사이에 연결된다. 즉, 상기 제 1 다이오드(410)는 상기 제 1 셀 그룹(210)이 작동하지 않을 때, 전체 태양전지 모듈이 단락되는 것을 방지한다.
상기 제 2 다이오드(420)는 상기 제 3 버스 바(330) 및 상기 제 4 버스 바(340) 사이에 연결된다. 즉, 상기 제 2 다이오드(420)는 상기 제 2 셀 그룹(220)이 작동하지 않을 때, 전체 태양전지 모듈이 단락되는 것을 방지한다.
상기 제 3 다이오드(430)는 상기 제 5 버스 바(350) 및 상기 제 6 버스 바(360) 사이에 연결된다. 즉, 상기 제 3 다이오드(430)는 상기 제 3 셀 그룹(230)이 작동하지 않을 때, 전체 태양전지 모듈이 단락되는 것을 방지한다.
상기 제 4 다이오드(440)는 상기 제 7 버스 바(370) 및 상기 제 8 버스 바(380) 사이에 연결된다. 즉, 상기 제 4 다이오드(440)는 상기 제 4 셀 그룹(240)이 작동하지 않을 때, 전체 태양전지 모듈이 단락되는 것을 방지한다.
상기 정션박스(500)는 상기 지지기판(100) 아래에 배치된다. 상기 정션박스(500)는 상기 회로기판(510)을 수용한다. 상기 회로기판(510)은 배선을 통하여, 상기 버스 바들(310, 320...)과 연결된다. 즉, 상기 회로기판(510)은 상기 배선을 통하여, 상기 제 1 내지 제 8 버스 바(310...380)와 연결된다.
상기 회로기판(510)에 형성된 회로 패턴에 의해서, 상기 제 1 내지 제 4 셀 그룹(210...240)은 서로 병렬/또는 직렬로 연결된다. 즉, 상기 회로기판(510)이 상기 제 1 내지 제 8 버스 바(310...380)를 연결하는 방식에 의해서, 상기 제 1 내지 제 4 셀 그룹(210...240)이 서로 연결된다.
또한, 상기 회로기판(510)에는 외부의 태양전지 모듈 또는 축전 장치 등에 접속되는 케이블이 연결될 수 있다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 하나의 지지기판(100) 상에 배치되는 태양전지 셀들을 여러 개의 셀 그룹들로 나누고, 각각의 셀 그룹(210. 220...)에 두 개의 버스 바들(310, 320...)을 구비한다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 각각의 셀 그룹(210. 220...)을 독립적으로 구동할 수 있다. 즉, 각각의 셀 그룹(210. 220...)에 단락을 방지하기 위한 다이오드가 각각 설치될 수 있다.
또한, 각각의 셀 그룹(210. 220...)은 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 하나의 셀 그룹의 불량으로 인한 전체 태양전지 패널의 성능 저하를 방지하고, 향상된 광-전 변환 효율을 가진다.
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 통상 의 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 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에서, A-A`를 따라서 절단한 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 각각의 셀 그룹이 연결되는 과정을 도시한 도면이다.

Claims (7)

  1. 지지기판;
    상기 지지기판 상에 배치되는 제 1 셀 그룹;
    상기 지지기판 상에 배치되며, 상기 제 1 셀 그룹 옆에 배치되는 제 2 셀 그룹;
    상기 제 1 셀 그룹과 연결되는 제 1 버스 바 및 제 2 버스 바; 및
    상기 제 2 셀 그룹과 연결되는 제 3 버스 바 및 제 4 버스 바를 포함하는 태양광 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 버스 바 및 상기 제 2 버스 바를 연결하는 제 1 다이오드; 및
    상기 제 3 버스 바 및 상기 제 4 버스 바를 연결하는 제 2 다이오드를 포함하는 태양광 발전장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 셀 그룹 및 상기 제 2 셀 그룹은 직렬 또는 병렬로 연결되는 태양광 발전장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 지지기판은 상기 제 1 셀 그룹 및 상기 제 2 셀 그룹 사이에 형성되는 투과 영역을 포함하는 태양광 발전장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 버스 바, 상기 제 2 버스 바, 상기 제 3 버스 바 및 상기 제 4 버스 바와 연결되는 회로기판을 포함하는 태양광 발전장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 지지기판 상에 배치되는 제 3 셀 그룹; 및
    상기 제 3 셀 그룹과 연결되는 제 5 버스 바 및 제 6 버스 바를 포함하는 태양광 발전장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 셀 그룹은 서로 직렬로 연결되는 다수 개의 태양전지 셀들을 포함하며,
    상기 제 1 버스 바는 상기 태양전지 셀들 중 하나의 상면에 직접 접속되고,
    상기 제 2 버스 바는 상기 태양전지 셀들 중 다른 하나의 상면에 직접 접속되는 태양광 발전장치.
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