KR20120017325A - 태양전지강화모듈 - Google Patents

태양전지강화모듈 Download PDF

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KR20120017325A KR1020100079954A KR20100079954A KR20120017325A KR 20120017325 A KR20120017325 A KR 20120017325A KR 1020100079954 A KR1020100079954 A KR 1020100079954A KR 20100079954 A KR20100079954 A KR 20100079954A KR 20120017325 A KR20120017325 A KR 20120017325A
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이재득
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Abstract

본 발명은 태양전지강화모듈에 관한 것으로서, 강도보강용 프레임(구조물)의 구조를 생략하고 보강재 층을 더 형성하여 태양전지모듈의 강도를 향상시키고, 내부(태양전지)모듈과 프레임 간에 절연(絶緣)성질을 갖는 접착제 등을 도포하여 부착함으로써 프레임에서 발생한 열에너지가 내부(태양전지)모듈로 전달되는 것을 방지하도록 구성한 태양전지강화모듈에 관한 것이다.
본 발명의 구성은, 전면유리와 상기 전면유리의 후면에 위치되어 결합되는 제1충진재와 상기 제1충진재의 후면에 위치되어 결합되는 태양전지와 상기 태양전지의 후면에 위치되어 결합되는 제2충진재와 상기 제2충진재의 후면에 위치되어 결합되는 백시트(Back Sheet)로 이루어진 내부(태양전지)모듈; 상기 내부(태양전지)모듈의 후면에 결합되는 Junction Box: 및 상기 내부(태양전지)모듈의 테두리부에 결합되는 프레임;을 포함하여 이루어지며, 상기 태양전지와 상기 제2충진재 사이, 상기 제2충진재와 상기 Back Sheet 사이 중 적어도 어느 한 곳에는 보강재가 더 결합된 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지강화모듈{SOLAR CELL STRENGTHENING MODULE}
본 발명은 태양전지강화모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레임에 결합된 내부(태양전지)모듈과 상기 내부(태양전지)모듈을 지지하기 위한 별도의 강도보강용 구조물 없이 내부(태양전지)모듈의 내부에 보강재를 더 구비함으로써 강도를 향상시키고, 내부(태양전지)모듈과 이의 테두리부를 감싸는 기본 프레임만으로 제작할 뿐만 아니라 상기 내부(태양전지)모듈 및 상기 프레임 사이에는 절연성질의 접착제를 이용하여 부착함으로써, 상기 프레임으로부터 태양전지모듈로 전달되는 열을 최소화한 태양전지강화모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 결정질실리콘 태양전지모듈은 여러 개의 셀을 원형이나 사각형상으로 잘라서 서로 직병렬로 연결시키고, 셀 자체가 너무 얇아 파손되기 쉬우므로 외부충격이나 악천후로부터 보호하기 위하여 도 1에 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 견고한 알루미늄 프레임 안에 표면유리, 충진재, 태양전지, 충진재, 후면시트 또는 후면시트 대신에 후면유리 등의 순서로 제작한 제품에 junction box를 붙여 제작한다.
이때, 표면유리는 유리 자체의 태양광의 투과량을 증가시키기 위해 태양광 투과율이 높은 저철분 유리를 열 강화처리하여 사용하며, 충진재는 보통 에틸렌 비닐 아세테이드(EVA : Etylene Vinyl Acetate)나 폴리부티랄(PVB : Polyvinyl Butyral)를 사용하는데 상기 EVA나 상기 PVB는 표면유리, 태양전지, 후면시트 또는 푸면유리를 접합 밀봉하여 외부의 습기, 먼지, 공기 등을 차단해주거나 깨지기 쉬운 셀을 보호해주는 등 복합적인 역할을 한다.
모듈의 종류는 그 모양과 셀의 종류, 그리고 용도에 따라 일반 경절질실리콘모듈, 박막형 플렉시블 모듈, 지붕기와형 모듈, 삼각형 모듈, 유리창으로 쓸 수 있는 건축자재이체형모듈(BIPV) 등 아주 다양향 형태로 개발되어 있으며, 우리가 사용하는 계산기나 시계 등에 붙어 있는 조그만 태양전지도 하나의 모듈이다.
그러나, 최근 태양전지를 이용한 태양에너지 발전에 관심이 증대되면서, 더욱더 많은 에너지를 활용하기 위하여 태양전지모듈의 크기도 점차 커져가는 추세이다.
이에 따라, 일정한 규격 이상의 내부(태양전지)모듈을 상기 프레임만으로는 지지할 수 없기 때문에 태양전지모듈의 후면에 도 3에 도시된 바와 같이, 강도보강용 구조물을 더 결합하여 사용하였다.
그러나, 상기 강도보강용 구조물은 내부(태양전지)모듈의 테두리부에 결합된 프레임과 함께 알루미늄 재질로 이루어져 열전달율이 높았고, 발생된 열을 태양전지모듈로 전달하게 되므로, 열에 취약한 태양전지모듈의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되었으며, 이에 대한 해결책이 시급하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 내부(태양전지)모듈 제작시 섬유보강재나 와이어보강재 중 적어도어느 하나를 더 결합함으로써 강도를 향상시킨 태양전지강화모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 강도를 향상시키면서 별도의 강도보강용 구조물(프레임)의 구조를 생략하고, 프레임과 내부(태양전지)모듈 사이를 열을 잘 전달하지 않는 절연성질을 갖는 접착제를 이용하여 결합시킴으로써 상기 프레임에서 발생한 열이 상기 내부(태양전지)모듈로 절달되는 것을 방지한 태양전지강화모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 태양전지강화모듈은, 전면유리와 상기 전면유리의 후면에 위치되어 결합되는 제1충진재와 상기 제1충진재의 후면에 위치되어 결합되는 태양전지와 상기 태양전지의 후면에 위치되어 결합되는 제2충진재와 상기 제2충진재의 후면에 위치되어 결합되는 백시트(Back Sheet)로 이루어진 내부(태양전지)모듈; 상기 내부(태양전지)모듈의 후면에 결합되는 Junction Box; 및 상기 내부(태양전지)모듈의 테두리부에 결합되는 프레임;을 포함하여 이루어지며, 상기 태양전지와 상기 제2충진재 사이, 상기 제2충진재와 상기 Back Sheet 사이 중 적어도 어느 한 곳에는 보강재가 더 결합됨으로써 달성된다.
또한, 전면유리와 상기 전면유리의 후면에 위치되어 결합되는 제1충진재와 상기 제1충진재의 후면에 위치되어 결합되는 태양전지와 상기 태양전지의 후면에 위치되어 결합되는 제2충진재와 상기 제2충진재의 후면에 위치되어 결합되는 후면유리로 이루어진 내부(태양전지)모듈; 상기 내부(태양전지)모듈의 후면에 결합되는 Junction Box; 및 상기 내부(태양전지)모듈의 테두리부에 결합되는 프레임;을 포함하여 이루어지며, 상기 태양전지와 상기 제2충진재 사이, 상기 제2충진재와 상기 후면유리 사이 중 적어도 어느 한 곳에는 보강재가 더 결합됨으로써 달성된다.
이때, 상기 보강재는 섬유보강재 또는 와이어보강재 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 테두리부 및 상기 내부(태양전지)모듈 사이에는 열을 잘 전달하지 않는 절연(絶緣) 성질을 갖는 접착제가 도포된 것을 특징으로 한다.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 태양전지모듈 제작시 섬유보강재나 와이어보강재 중 적어도 어느 하나를 더 결합함으로써 강도를 향상시켰을 뿐만 아니라, 일정 규격 이상으로 제작시 후면에 결합되던 강도보강용 구조물(프레임)을 생략함으로써 구조가 간소화됐으며, 내부(태양전지)모듈과 상기 내부(태양전지)모듈의 테두리부에 결합되는 프레임 간을 열을 잘 전달하지 않는 절연성질의 접착제를 이용하여 고정함으로써 프레임으로부터 발생된 열이 내부(태양전지)모듈로 전달되는 것을 방지하였다.
도 1은 종래의 일반적인 태양전지모듈 분해 사시도,
도 2는 종래의 일반적인 태양전지모듈 측단면도,
도 3은 종래의 강도보강용 구조물(프레임)을 형성한 일반적인 태양전지모듈에 저면도,
도 4는 본 발명에 따른 태양전지강화모듈의 일실시예에 의한 분해 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 태양전지강화모듈의 일실시예에 의한 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 태양저지강화모듈의 일실시예에 의한 저면도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특 한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
한편, 본디 하나의 구성품으로 볼 수 있는 것이나 본 발명에서는 설명 상의 편의를 위해 프레임과 내부(태양전지)모듈 부분을 분리하여 설명하였다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 전면유리(110)와 상기 전면유리(110)의 후면에 위치되어 결합되는 제1충진재(120)와 상기 제1충진재(120)의 후면에 위치되어 결합되는 태양전지(130)와 상기 태양전지(130)의 후면에 위치되어 결합되는 제2충진재(140)와 상기 제2충진재(140)의 후면에 위치되어 결합되는 백시트(Back Sheet)(150)로 이루어진 내부(태양전지)모듈(100); 상기 내부(태양전지)모듈(100)의 후면에 결합되는 Junction Box(10); 및 상기 내부(태양전지)모듈(100)의 테두리부에 결합되는 프레임(200);을 포함하여 이루어지며, 상기 태양전지(130)와 상기 제2충진재(140) 사이, 상기 제2충진재(140)와 상기 Back Sheet(150) 사이 중 적어도 어느 한 곳에는 보강재(160)가 더 결합되며, 상기 제2충진재(140)와 상기 Back Sheet(150) 사이에 결합되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 Back Sheet(150)를 대신하여 후면유리(150)가 결합될 수도 있으며, 본 발명의 핵심은 도 3에 도시된 바와 같이 강도보강용 구조물(프레임)을 별도로 구비하지 않고, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 태양전지모듈의 래미네이트(laminate) 공정시 섬유보강재나 와이어보강재 등과 같은 보강재(160)를 더 결합함으로써 태양전지모듈 자체의 강도를 강화시키는데 있는 것으로 종래의 모든 태양전지모듈에 적용된다 할 것이다.
이때, 상기 보강재(160)는 내화용 폴리프로필렌섬유(PP섬유), 고인성 PVA, 나이콘 화이버(NYCON Fiber), PVA(Polyvinyl Acohol), ARBOCEL Fiber, 파워메쉬 화이버, 유리섬유 보강재, 강섬유 보강재와 같은 섬유보강재나 와이어를 평행 또는 교차되도록 배열하여 구성한 와이어보강재 중 적어도 어느 하나를 사용하며, 이는 상기 열거한 종류에 한정하지 않고 사용할 수 있는 모든 섬유보강재 및 와이어보강재를 포함한다 할 것이다.
또한, 상기 프레임(200) 및 상기 내부(태양전지)모듈(100) 사이에는 열을 잘 전달하지 않는 절연(絶緣) 성질을 갖는 접착제(300)가 도포되는데, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 내부모듈과 프레임 사이에 Double-sided tape을 도포하고 부착하여 고정시켰으며, 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 규격 이상으로 제작시 후면에 강도보강용 구조물(프레임)을 상기 프레임과 연결하여 고정함으로써 알루미늄 재질의 프레임에서 발생한 열이 내부모듈로 전달되어 열에 약한 태양전지모듈의 효율이 떨어지는 문제점이 발생하였다.
따라서, 본 발명에서는 내부(태양전지)모듈(100)의 강도를 상기 보강재(160)를 이용하여 강화시킴과 동시에 종래와 같은 강도보강용 구조물(프레임)을 생략하고, 상기 프레임(200)과 내부(태양전지)모듈(100) 사이를 Double-sided tape가 아닌 다른 유기고무 실란트에 비해 내구성, 내후성, 내열성, 내한성 및 내수성 등이 뛰어나고, 열을 잘 전달하지 않는 절연(絶緣)성질을 가지며, 반영구적인 접착력을 갖는 실리콘 실란트와 같은 상기 접착제(300)를 이용하여 고정 부착함으로써, 상기 프레임(200)에서 발생한 열이 상기 내부(태양전지)모듈(100)로 전도되는 것을 방지하였다.
10 : Junction Box
100 : 내부(태양전지)모듈 110 : 전면유리
120 : 제1충진재 130 : 태양전지
140 : 제2충진재 150 : 백시트 또는 후면유리
160 : 보강재
200 : 프레임
300 : 접착제

Claims (4)

  1. 전면유리와 상기 전면유리의 후면에 위치되어 결합되는 제1충진재와 상기 제1충진재의 후면에 위치되어 결합되는 태양전지와 상기 태양전지의 후면에 위치되어 결합되는 제2충진재와 상기 제2충진재의 후면에 위치되어 결합되는 백시트(Back Sheet)로 이루어진 내부(태양전지)모듈;
    상기 내부(태양전지)모듈의 후면에 결합되는 Junction Box; 및
    상기 내부(태양전지)모듈의 테두리부에 결합되는 프레임;
    을 포함하여 이루어지며,
    상기 태양전지와 상기 제2충진재 사이, 상기 제2충진재와 상기 Back Sheet 사이 중 적어도 어느 한 곳에는 보강재가 더 결합된 것을 특징으로 하는 태양전지강화모듈.
  2. 전면유리와 상기 전면유리의 후면에 위치되어 결합되는 제1충진재와 상기 제1충진재의 후면에 위치되어 결합되는 태양전지와 상기 태양전지의 후면에 위치되어 결합되는 제2충진재와 상기 제2충진재의 후면에 위치되어 결합되는 후면유리로 이루어진 내부(태양전지)모듈;
    상기 내부(태양전지)모듈의 후면에 결합되는 Junction Box; 및
    상기 내부(태양전지)모듈의 테두리부에 결합되는 프레임;
    을 포함하여 이루어지며,
    상기 태양전지와 상기 제2충진재 사이, 상기 제2충진재와 상기 후면유리 사이 중 적어도 어느 한 곳에는 보강재가 더 결합된 것을 특징으로 하는 태양전지강화모듈.
  3. 제1 또는 제2항에 있어서, 상기 보강재는,
    섬유보강재 또는 와이어보강재 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양전지강화모듈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 테두리부 및 상기 내부(태양전지)모듈 사이에는,
    열을 잘 전달하지 않는 절연(絶緣) 성질을 갖는 접착제가 도포된 것을 특징으로 하는 태양전지강화모듈.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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