KR20120095014A - 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴 특성 시험장치 - Google Patents

태양전지모듈 수직 응력 및 파괴 특성 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치에 관한 것이다. 본 발명은, 메인 프레임; 상기 메인프레임 하부에 위치하며, 시험 대상인 태양전지모듈의 하부를 지지하는 받침단; 상기 태양전지모듈을 상방으로 당기도록 상기 메인 프레임 내에서 상하 운동을 할 수 있도록 형성되는 이동부; 및 상기 이동부의 상향에 위치하여 상기 모듈에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀을 포함하는 상기 로드셀을 지지하는 로드셀지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치를 제공한다.

Description

태양전지모듈 수직 응력 및 파괴 특성 시험장치{TESTING DEVICE FOR TENSILE STRESS AND FRACTURE CHARACTERISTICS OF SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 태양전지모듈의 분석장치 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양전지모듈에 인장 응력을 가할 때 태양전지모듈의 내구성을 평가하기 위한 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치에 관한 것이다.
태양전지모듈은 실외에서 사용된다. 따라서 오랜 시간 자연 환경에 노출됨으로써, 태양광, 눈, 비 등의 자연 요인에 의해 성능이 떨어지는 현상이 나타난다. 또 태양전지모듈은 운반이나 설치 시 외부로부터 충격을 받을 수 있다. 그러한 충격에 대한 기계적인 내구성은 태양전지모듈의 성능을 평가할 수 있는 요소 중 하나라고 할 수 있다. 따라서 태양전지모듈의 기계적 강도를 정확하게 측정할 수 있는 장치가 필요하다. 그 중 모듈의 인장 강도를 측정할 수 있는 장치로서는 현재 사용되는 일반적인 인장시험기는 금속 봉 등의 시험에 최적화되어 있어, 태양전지모듈의 인장 강도 측정에는 적합하지 않다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양전지모듈에 응력을 가할 때 내구성을 평가하기 위한, 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈을 시험장치에 밀착시킴으로써 시험 중에 시험 대상 모듈의 뒤틀림이 발생하지 않아 정확한 시험이 가능한 시험장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치는 아래와 같은 구성으로 이루어진다.
메인 프레임;
상기 메인프레임 하부에 위치하며, 시험 대상인 태양전지모듈의 하부를 지지하는 받침단;
상기 태양전지모듈을 상방으로 당기도록 상기 메인 프레임 내에서 상하 운동을 할 수 있도록 형성되는 이동부; 및
상기 이동부의 상향에 위치하여 상기 모듈에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀을 포함하는 상기 로드셀을 지지하는 로드셀지지부.
이때, 상기 이동부의 표면에서 돌출되어, 인장 응력이 가해질 때 상기 태양전지모듈의 상부가 걸리는 하나 이상의 제 1 고정부를 포함할 수 있다.
또한 상기 태양전지모듈이 상기 메인 프레임에 밀착되도록 가압하는 제 1 가압수단이 상기 이동부에 형성될 수 있다. 상기 제 1 가압수단은 2개인 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1 고정부는 "ㄱ" 모양으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 따라, 태양전지모듈에 인장 응력이 가해질 때, 상기 제 1 고정부가 모듈의 상부에 형성된 단차와 맞닿아서 모듈을 견고하게 견인해 올릴 수 있게 해준다.
한편 상기 받침단에는 상기 태양전지모듈이 상기 메인 프레임에 밀착되도록 가압하는 제 2 가압수단이 형성되는 것을 바람직하다.
또 상기 받침단의 표면에서 돌출되어, 인장 응력이 가해질 때 상기 태양전지모듈의 하부가 걸리도록 하는 하나 이상의 제 2 고정부를 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 태양전지모듈에 인장 응력이 가해질 때, 상기 제 2 고정부가 모듈에 형성된 하부의 단차와 맞닿아서 모듈을 견고하게 견인해 올릴 수 있게 해준다.
상기 제 2 가압수단은 실린더인 것이 바람직하며, 그 수는 한정되지 않으나 2개가 바람직하다.
본 발명의 한 실시예에 따른 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치는, 태양전지모듈에 상하 방향 인장력을 집중시킬 때의 태양전지모듈 내구성을 평가할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치는, 태양전지모듈을 시험장치 메인프레임 쪽으로 밀착시킴으로써 시험 중의 뒤틀림이 발생하지 않아 정확한 시험이 가능하다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치는, 태양전지모듈의 특성에 맞게 태양전지모듈을 완벽하게 고정된 상태에서 응력에 따른 파괴 특성을 시험할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1의 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치를 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 1의 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치에 태양전지모듈이 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 1의 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치를 나타내는 저면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치는 메인프레임(10), 모터(20), 볼스크류(30), 로드셀지지부(40), 로드셀(50), 이동부(60) 및 받침단(70)을 포함한다.
메인프레임(10)은 직사각형의 프레임으로서 형성된다. 메인프레임(10)의 한쪽 끝에는 모터(20)가 위치하며, 모터(20)는 볼스크류(30)와 연결되어 볼스크류(30)에 회전력을 제공한다. 여기서, 메인프레임(10)은 최대 가로 1.5미터 세로 2미터까지의 태양전지모듈의 구조 재료를 실물 형태로 투입하여 응력에 대한 분석뿐만 아니라, 파괴 특성도 분석할 수 있다.
한편, 메인프레임(10)은 좌우측 끝단 상부에 형성되는 2개의 가이드(11)를 포함하며, 가이드(11) 각각은 이동부(60)와 결합한다. 2개의 가이드(11)는 볼스크류(30)의 회전에 따라 이동부(60)가 이동하는 경로를 제공한다.
볼스크류(30)는 모터(20)의 회전에 따라 이동부(60)를 상하로 이동시킨다. 여기서 모터(20)의 회전에 따라 이동부(60)가 상향으로 이동할 때, 최고 5400Pa 이상을 견딜 수 있는 태양전지모듈 제품에 대한 평가가 가능하다.
이러한 원리에 의해 이동부(60)는 로드셀(50)과 연결된 로드셀지지부(40)를 향해 상향으로 이동한다.
이에 따라, 로드셀(50)은 이동부(60)의 상향으로 이동시 가해지는 힘을 측정하여 제어부(미도시)로 전송한다.
이동부(60)는 받침단(70)과의 사이에 태양전지모듈을 삽입하기 위해 형성된다. 이동부(60)는 제 1 고정부(63) 및 제 1 가압수단(61)을 포함한다. 이동부(60)의 중앙에는 볼스크류(30)가 삽입되는 홀이 형성된다.
제 1 가압수단(61)은 본 실시예에서는 2개이며, 사용자가 시험장치 위에 올려놓은 모듈을 시험장치의 프레임 쪽으로 밀어서 밀착시킴으로써 이후의 인장 시험이 용이하게 될 수 있도록 해준다.
제 1 고정부(63)는 "ㄱ" 모양으로 이동부(60)로부터 다수가 돌출되어 있어, 모듈이 얹힐 때 모듈의 프레임과 맞닿게 된다. 따라서 모듈에 인장 응력이 가해질 때 모듈의 프레임은 제 1 고정부(63)에 맞닿은 상태에서 안정적으로 인장된다.
받침단(70)은 시험장치의 메인프레임(10) 하부에서 돌출되어 형성되며, 시험 대상인 태양전지모듈이 놓이는 부분이다.
받침단(70)은 제 2 가압수단(73) 및 제 2 가압수단(71)을 포함한다. 제 2 가압수단(71) 역시 본 실시예에서는 2개이다. 제 2 가압수단(71)은 제 1 가압수단(61)의 작용과 마찬가지로, 받침단(70)에 놓인 모듈을 시험장치의 프레임 쪽으로 밀어서 밀착시킨다.
제 1 가압수단(61) 및 제 2 가압수단(71)의 작용에 의해 모듈은 시험장치에 견고하게 결합되어, 인장 응력을 받을 준비가 완료된다. 본 발명에서 제 1 가압수단(61) 및 제 2 가압수단(71)은 유압실린더로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않고 다른 구동 방식을 채용할 수도 있다.
제 2 고정부(73)는 "ㄴ" 모양의 태양전지모듈의 고정체가 다수가 모여 형성된다. 도 4와 같이, 빗금으로 표시한 액자형의 태양전지모듈의 프레임을 시험장치의 제 1 고정부(61)와 제 2 고정부(73)에 거치시켜 놓고 인장 시험을 진행하게 된다. 따라서 태양전지모듈에 대해 안정적인 지지 상태를 유지하면서 인장 시험을 진행할 수 있다.
10: 메인프레임 11: 가이드
20: 모터 30: 볼스크류
40: 로드셀지지부 50: 로드셀
60: 이동부 61: 제 1 가압수단
63: 제 1 고정부 70: 받침단
71: 제 2 가압수단 73: 제 2 고정부

Claims (10)

  1. 메인 프레임;
    상기 메인프레임 하부에 위치하며, 시험 대상인 태양전지모듈의 하부를 지지하는 받침단;
    상기 태양전지모듈을 상방으로 당기도록 상기 메인 프레임 내에서 상하 운동을 할 수 있도록 형성되는 이동부; 및
    상기 이동부의 상향에 위치하여 상기 모듈에 가해지는 하중을 측정하는 로드셀을 포함하는 상기 로드셀을 지지하는 로드셀지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동부의 표면에서 돌출되어, 인장 응력이 가해질 때 상기 태양전지모듈의 상부가 걸리는 하나 이상의 제 1 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양전지모듈이 상기 메인 프레임에 밀착되도록 가압하는 제 1 가압수단이 상기 이동부에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 가압수단 및 제 2 가압수단이 실린더인 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 가압수단이 2개인 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 고정부가 "ㄱ" 모양인 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양전지모듈이 상기 메인 프레임에 밀착되도록 가압하는 제 2 가압수단이 상기 받침단에 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 받침단의 표면에서 돌출되어, 인장 응력이 가해질 때 상기 태양전지모듈의 하부가 걸리는 하나 이상의 제 2 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 가압수단이 실린더인 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 가압수단이 2개인 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 수직 응력 및 파괴특성 시험장치.
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