KR20120086219A - 태양전지 모듈 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 태양전지 모듈은 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바; 상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하고 적어도 하나의 홀이 형성된 프레임; 상기 프레임 내측에 배치되고 상기 홀을 통해 외부로 노출되는 케이블; 및 상기 프레임 내측에 배치되고 상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하는 접속부재를 포함한다.

Description

태양전지 모듈{SOLAR CELL MODULE}
실시예는 태양전지 모듈에 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.
일광으로부터 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.
건축물의 투명유리를 대체하여 사용되는 BIPV(Building Integrated Photovoltaic System) 모듈의 경우, 태양전지 셀에 의해 광-전 변환된 전력과 다른 발전 시스템과의 전기연결통로 역할을 하는 정션박스(junction box)는 외부로 돌출되어 시공 및 취급이 어렵고, 상기 정션박스와 연결된 케이블은 외부환경에 직접적으로 노출되어 손상될 우려가 있다.
그리고, 외부로 돌출된 정션박스는 태양광 발전 모듈의 외관을 손상시키고, 태양광 발전 모듈의 슬림화를 방해한다.
실시예는 슬림하고, 견고성 및 신뢰성이 향상된 태양전지 모듈을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바; 상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하고 적어도 하나의 홀이 형성된 프레임; 상기 프레임 내측에 배치되고 상기 홀을 통해 외부로 노출되는 케이블; 및 상기 프레임 내측에 배치되고 상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하는 접속부재를 포함한다.
실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블을 상기 프레임 내측에 삽입하고, 상기 프레임 내측에 배치된 상기 접속부재를 통하여, 상기 케이블을 상기 버스 바와 연결시킨다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블과 상기 버스 바를 연결하기 위한 정션 박스(junction box) 등과 같은 단자 박스가 외부로 돌출되지 않는다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 향상된 외관을 가지고, 슬림하고 간단한 구조를 가질 수 있으며, 케이블이 프레임에 의해 외부환경으로부터 보호되므로 모듈의 신뢰성이 향상된다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 태양전지 패널을 도시한 평면도이다.
도 3은 종래 태양전지 모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 사시도이다.
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 분해 사시도이고, 도 2는 태양전지 패널을 도시한 평면도이다. 설명의 편의를 위해 케이블(600) 및 접속부재(700)는 도 4에 도시한다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 태양전지 모듈은 프레임(100), 태양전지 패널(200), 보호기판(300), 완충 시트(400), 버스 바(500), 케이블(600) 및 접속부재(700)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 케이블(600)을 수용한다. 더 자세하게, 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(200)의 측면을 둘러싼다.
상기 프레임(100)은 예를 들어, 금속 프레임(100)일 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임(100)은 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 철 등을 포함할 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 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 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.
상기 버스 바(500)는 상기 태양전지 패널(200) 상에 배치된다. 상기 버스 바(500)는 상기 태양전지들(210) 중 둘의 상면에 접촉하고, 상기 태양전지들(210)과 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 상기 버스 바(500)는 제 1 버스 바(510) 및 제 2 버스 바(520)를 포함한다.
상기 제 1 버스 바(510)는 상기 태양전지들(210) 중에 한쪽 끝의 태양전지(211)의 상면과 접촉하고, 상기 제 2 버스 바(520)는 상기 태양전지들(210) 중 다른 쪽 끝의 태양전지(212)의 상면과 접촉한다.
상기 버스 바(500)는 도전체이며, 상기 버스 바(500)로 사용되는 물질의 예로서는 구리 등을 들 수 있다.
상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700) 및 상기 버스 바(500)를 통하여, 상기 태양전지 패널(200)과 전기적으로 접속된다. 즉, 상기 케이블(600)은 상기 태양전지 패널(200)로부터 생성된 전기에너지를 정류 장치 및/또는 축전 장치 등에 전달한다.
또한, 상기 케이블(600)은 인접하는 태양전지 모듈과 연결될 수 있다. 즉, 다수 개의 태양전지 모듈이 서로 케이블에 의해서 연결될 수 있다.
상기 접속부재(700)는 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 상기 접속부재(700)는 상기 버스 바(500) 및 상기 케이블(600)을 연결한다. 즉, 상기 버스 바(500)는 상기 접속부재(700)의 한쪽 끝에 연결되고, 상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700)의 다른 쪽 끝에 연결된다. 상기 접속부재(700)는 도전체(710) 및 절연체(720)를 포함하고 바이패스 다이오드(Bypass Diode)일 수 있다.
상기 버스 바(500) 및 상기 케이블(600)은 상기 접속부재(700)에 솔더 페이스트 등에 의해서 접속될 수 있다.
상기 케이블(600)은 상기 프레임(100) 내측에 삽입되고, 상기 프레임(100) 내측에 배치된 상기 접속부재(700)를 통하여, 상기 버스 바(500)와 연결된다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 케이블(600)과 상기 버스 바(500)를 연결하기 위한 정션 박스(junction box) 등과 같은 단자 박스를 구비할 필요가 없다.
따라서, 실시예에 따른 태양전지는 향상된 외관을 가지고, 슬림한 구조를 가질 수 있으며, 간단한 구조를 가진다.
도 3은 종래 태양전지 모듈을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 프레임(100) 외부에 접속부재(700)가 형성되고, 상기 접속부재(700)와 연결되는 케이블(600)도 프레임(100) 외부에 형성되므로 외부 환경에 직접적으로 노출된다.
따라서, 모듈의 취급이 어렵고, 외관이 손상되며, 케이블이 외부 환경에 노출되어 신뢰성 면에서 개선의 여지가 있다.
도 4는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 접속부재(700) 및 케이블(600)이 프레임(100) 내부에 형성되므로, 향상된 외관을 가지고, 슬림하고 간단한 구조를 가질 수 있으며, 케이블(600)이 프레임(100)에 의해 외부환경으로부터 보호되므로 모듈의 신뢰성이 향상된다.
상기 접속부재(700)는 상기 프레임(100) 내에서 상기 태양전지 패널(200)과 평행한 위치에 형성될 수 있다. 즉, 상기 접속부재(700)는 상기 태양전지 패널(200)의 측면에 형성되어 버스 바(500)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 접속부재(700)는 상기 태양전지 패널(200) 아래에 형성될 수도 있다. 즉, 상기 태양전지 패널(200)과 프레임(100) 사이의 에어갭(air gap) 사이에 형성될 수도 있다. 그리고 상기 프레임(100)의 하면에도 보호기판이 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이블(600)은 홀(650)을 통해 외부의 시스템과 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 모듈의 형태 및 구조에 따라 접속부재(700)는 복수개 형성될 수도 있다.
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. 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널;
    상기 태양전지들 중 하나와 접속되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 버스 바;
    상기 태양전지 패널을 둘러싸며, 상기 태양전지 패널을 수용하고 적어도 하나의 홀이 형성된 프레임;
    상기 프레임 내측에 배치되고 상기 홀을 통해 외부로 노출되는 케이블; 및
    상기 프레임 내측에 배치되고 상기 버스 바 및 상기 케이블을 연결하는 접속부재를 포함하는 태양전지 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재는 상기 태양전지 패널의 측면에 형성되는 태양전지 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재는 상기 프레임 내부의 에어갭에 형성되는 태양전지 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임의 하면에 형성되는 강화유리를 포함하는 태양전지 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재는 복수개 형성되는 태양전지 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접속부재는 바이패스 다이오드인 태양전지 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 철 중 적어도 하나를 포함하는 태양전지 모듈.
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