KR20120035515A - 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

태양광 발전장치가 개시된다. 태양광 발전장치는 태양전지 패널; 및 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 전기 충격 보호부를 포함한다. 태양광 발전장치는 전기 충격 보호부에 의해서, 낙뢰 등의 외부의 전기적인 충격으로 인한 손상을 방지할 수 있다.

Description

태양광 발전장치{SOLAR CELL APPARATUS}
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.
실시예는 외부의 전기 충격에 의한 손상을 방지하는 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 태양전지 패널; 및 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 전기 충격 보호부를 포함한다.
특히, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 보호 기판; 및 상기 태양전지 패널 및 상기 보호 기판 사이에 개재되는 완충층을 더 포함할 수 있고, 상기 전기 충격 보호부는 상기 보호 기판 및 상기 완충층 사이에 개재될 수 있다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 전기 충격 보호부를 사용하여, 태양전지 패널을 보호할 수 있다.
특히, 전기 충격 보호부는 정전기 또는 낙뢰 등을 흡수하여, 태양전지 패널이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 내구성 및 신뢰성을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다.
도 2는 전기 충격 보호부를 도시한 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 단면도이다.
도 4는 전기 충격 보호부 및 프레임이 연결된 상태를 도시한 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 바, 프레임, 기판, 홈 또는 필름 등이 각 패널, 바, 기판, 홈 또는 필름 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 전기 충격 보호부를 도시한 도면이다. 도 3은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 단면도이다. 도 4는 전기 충격 보호부 및 프레임이 연결된 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 프레임(100), 태양전지 패널(200), 보호기판(300), 완충 시트(400) 및 전기 충격 보호부(500)를 포함한다.
상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200) 외측에 배치된다. 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300), 상기 완충 시트(400) 및 상기 전기 충격 보호부(500)를 수용한다. 더 자세하게, 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200)의 측면을 둘러싼다.
상기 프레임(100)은 도전체일 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(100)은 금속 프레임(100)일 수 있다. 상기 프레임(100)으로 사용되는 물질의 예로서는 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 철 등을 포함할 수 있다.
상기 프레임(100)은 4개의 서브 프레임들로 구성될 수 있다. 상기 서브 프레임들은 상기 태양전지 패널(200)의 모서리들에 각각 배치될 수 있다. 상기 서브 프레임들은 서로 체결될 수 있다.
상기 태양전지 패널(200)은 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 상기 태양전지 패널(200)은 플레이트 형상을 가지며, 다수 개의 태양전지들(210)을 포함한다.
상기 태양전지들(210)은 예를 들어, CIGS계 태양전지, 실리콘 계열 태양전지, 연료감응 계열 태양전지, Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 태양전지 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체 태양전지일 수 있다.
또한, 상기 태양전지들(210)은 유리기판 등과 같은 투명한 기판(220) 상에 배치될 수 있다.
상기 태양전지들(210)은 스트라이프(stripe) 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 태양전지들(210)은 매트릭스(matrix) 형태 등 다양한 형태로 배치될 수 있다. 상기 태양전지들(210)은 서로 직렬 또는/및 병렬로 연결될 수 있다.
상기 보호기판(300)은 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 보호기판(300)은 상기 태양전지 패널(200)에 대향되어 배치된다.
상기 보호기판(300)은 투명하며, 높은 강도를 가진다. 상기 보호기판(300)으로 사용되는 물질의 예로서는 강화 유리 등을 들 수 있다.
상기 완충 시트(400)는 상기 보호기판(300) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이에 개재된다. 상기 완충 시트(400)는 상기 태양전지 패널(200)을 외부의 물리적인 충격으로부터 보호한다. 또한, 상기 완충 시트(400)는 상기 보호기판(300) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이의 충돌을 방지한다.
상기 완충 시트(400)는 상기 태양전지 패널(200)에 보다 많은 광이 입사되도록 반사 방지 기능을 수행할 수 있다.
상기 완충 시트(400)로 사용되는 물질의 예로서는 에틸렌비닐아세테이트 수지(ethylenevinylacetate resin;EVA resin) 등을 들 수 있다.
상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)는 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 더 자세하게, 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)의 측면은 상기 프레임(100)에 삽입되어 고정된다.
또한, 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)와 상기 프레임(100) 사이의 공간에는 실링재(101)가 주입된다. 상기 실링재(101)에 의해서, 상기 태양전지 패널(200), 상기 보호기판(300) 및 상기 완충 시트(400)는 상기 프레임(100)에 더 견고하게 고정된다.
또한, 상기 실링재(101)는 상기 프레임(100)에 인가되는 물리적인 충격을 흡수하여, 상기 태양전지 패널(200) 등을 보호할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 태양전지들(210)에 연결되고, 외부의 충전 장치 또는 다른 태양전지 모듈과 연결되는 배선들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 태양전지 모듈은 상기 배선들 및 상기 태양전지들(210)을 서로 연결시키기 위한 버스 바들을 더 포함할 수 있다.
상기 전기 충격 보호부(500)는 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 전기 충격 보호부(500)는 상기 태양전지 패널(200)의 상면에 전체적으로 배치될 수 있다. 상기 전기 충격 보호부(500)는 상기 보호기판(100) 아래에 배치된다. 상기 전기 충격 보호부(500)는 상기 보호기판(100) 및 상기 태양전지 패널(200) 사이에 개재된다. 더 자세하게, 상기 전기 충격 보호부(500)는 상기 완충 시트(400) 및 상기 보호기판(300) 사이에 개재된다. 더 자세하게, 상기 전기 충격 보호부(500)는 상기 보호기판(100)의 하면에 코팅될 수 있다.
상기 전기 충격 보호부(500)는 도전체이다. 상기 전기 충격 보호부(500)는 투명하다. 상기 전기 충격 보호부(500)로 사용되는 물질의 예로서는 인듐 틴 옥사이드 또는 인듐 징크 옥사이드 등과 같은 투명한 도전물질 등을 들 수 있다.
상기 전기 충격 보호부(500)는 진공 증착 공정에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호기판(100)의 하면에 상기 투명한 도전 물질이 고르게 증착되어, 투명 도전층이 형성된다. 이후, 상기 투명 도전층은 포토리소그래피 공정 또는 레이저에 의해서 패터닝되고, 상기 전기 충격 보호부(500)가 형성될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 전기 충격 보호부(500)는 프린팅 공정에 의해서 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호기판(100)의 하면에 상기 투명한 도전물질을 포함하는 페이스트가 프린트된다. 이후, 상기 프린트된 페이스트는 열처리되어, 상기 보호기판(100)의 하면에 상기 전기 충격 보호부(500)가 형성될 수 있다.
이와는 다르게, 상기 전기 충격 보호부(500)를 따로 형성하고, 형성된 전기 충격 보호부(500)를 접착제 등을 사용하여, 상기 보호기판(100)의 하면에 부착시킬 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전기 충격 보호부(500)는 메시 형상을 가질 수 있다. 더 자세하게, 상기 전기 충격 보호부(500)는 다수 개의 제 1 투명 전극들(510) 및 다수 개의 제 2 투명 전극들(520)을 포함할 수 있다.
상기 제 1 투명 전극들(510)은 제 1 방향으로 연장된다. 상기 제 1 투명 전극들(510)은 서로 이격된다. 더 자세하게, 상기 제 1 투명 전극들(510)은 일정한 간격으로 이격되며, 서로 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제 2 투명 전극들(520)은 상기 제 1 투명 전극들(510)과 교차한다. 상기 제 2 투명 전극들(520)은 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 연장된다. 상기 제 2 투명 전극들(520)은 서로 이격된다. 더 자세하게, 상기 제 2 투명 전극들(520)은 일정한 간격으로 이격되며, 서로 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제 1 투명 전극들(510) 및 상기 제 2 투명 전극들(520)은 서로 연결된다. 더 자세하게, 상기 제 1 투명 전극들(510) 및 상기 제 2 투명 전극들(520)은 서로 일체로 형성될 수 있다.
상기 제 1 투명 전극들(510) 및 상기 제 2 투명 전극들(520)은 상기 프레임(100)에 대하여 사선 형태로 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 상기 프레임(100)이 연장되는 방향에 대하여 경사질 수 있다. 이와는 다르게, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 상기 프레임(100)이 연장되는 방향에 대하여 실질적으로 수직이거나 수평일 수 있다.
상기 제 1 투명 전극들(510)의 폭은 약 10㎛ 내지 약 1000㎛일 수 있으며, 상기 제 1 투명 전극들(510) 사이의 간격은 상기 제 1 투명 전극들(510)의 폭의 약 1.5배 내지 약 500배 일 수 있다. 또한, 상기 제 1 투명 전극들(510)의 두께는 약 100㎚ 내지 약 1000㎚일 수 있다.
상기 제 2 투명 전극들(520)의 폭은 약 10㎛ 내지 약 1000㎛일 수 있으며, 상기 제 2 투명 전극들(520) 사이의 간격은 상기 제 2 투명 전극들(520)의 폭의 약 1.5배 내지 약 500배일 수 있다. 또한, 상기 제 2 투명 전극들(520)의 두께는 약 100㎚ 내지 약 1000㎚일 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전기 충격 보호부(500)는 상기 프레임(100)에 전기적으로 연결된다. 더 자세하게, 상기 전기 충격 보호부(500)에 제 1 솔더(501)를 통하여, 연결 배선(600)이 접속되고, 상기 연결 배선(600)은 제 2 솔더(102)를 통하여 상기 프레임(100)에 연결된다. 이때, 상기 연결 배선(600)은 상기 실링재(101)를 통과한다.
상기 연결 배선(600)은 다수 개일 수 있다. 즉, 여러 개의 연결 배선들(600)이 상기 전기 충격 보호부(500)와 상기 프레임(100)을 연결할 수 있다. 이때, 상기 연결 배선들(600)은 상기 전기 충격 보호부(500)의 외곽에 고르게 배치될 수 있다.
상기 연결 배선(600)은 플렉서블(flexible) 할 수 있으며, 상기 연결 배선(600)으로 사용되는 물질의 예로서는 구리 등을 들 수 있다.
상기 프레임(100)은 추가적인 배선 등을 통하여, 접지된다. 이에 따라서, 상기 전기 충격 보호부(500)는 상기 프레임(100)을 통하여 접지될 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 전기 충격 보호부(500)를 사용하여, 상기 태양전지 패널(200)을 보호할 수 있다. 특히, 상기 전기 충격 보호부(500)는 정전기 또는 낙뢰 등을 흡수하여, 상기 태양전지 패널(200)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 향상된 내구성 및 신뢰성을 가질 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 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 태양전지 패널; 및
    상기 태양전지 패널 상에 배치되는 전기 충격 보호부를 포함하는 태양광 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 보호 기판; 및
    상기 태양전지 패널 및 상기 보호 기판 사이에 개재되는 완충층을 포함하고,
    상기 전기 충격 보호부는 상기 보호 기판 및 상기 완충층 사이에 개재되는 태양광 발전장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 충격 보호부는 투명한 도전 물질을 포함하는 태양광 발전장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 충격 보호부는
    제 1 방향으로 연장되는 다수 개의 제 1 투명 전극들; 및
    상기 제 1 투명 전극과 교차하는 다수 개의 제 2 투명 전극들을 포함하는 태양광 발전장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 투명 전극들 사이에 간격은 상기 제 1 투명 전극들의 폭의 1.5배 내지 500배 인 태양광 발전장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 충격 보호부는 메쉬 형상을 가지는 태양광 발전장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 패널의 주위를 둘러싸는 프레임을 포함하고,
    상기 전기 충격 보호부는 상기 프레임에 전기적으로 연결되는 태양광 발전장치.
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