KR20130026233A - 태양광 발전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치는, 태양전지 모듈, 태양전지 모듈의 주변 가장자리부와 결합하고, 제1 홀을 포함하는 프레임부, 프레임부와 결합하여 태양전지 모듈을 지지하고, 제1 홀과 대응하는 제2 홀을 포함하는 가대, 및 제1 홀 및 제2 홀에 삽입되는 클립을 포함하고, 클립은, 제1 홀 또는 제2 홀이 형성하는 걸림턱과 체결 가능한 언더컷을 포함하여, 프레임부와 가대를 고정한다. 이에 의해, 프레임부와 가대가 한번에 원터치로 결합함으로써, 태양광 발전장치의 설치가 용이하며, 작업 공수 및 설치비가 절감될 수 있다.

Description

태양광 발전 장치{Apparatus for photovoltaic power generation}

본 발명은 태양광 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 모듈의 주변 가장자리부와 결합하는 프레임부와, 태양전지 모듈을 지지하는 가대 간의 결합이 용이한 태양광 발전 장치에 관한 것이다.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양전지는 반도체 소자를 이용하여 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 차세대 전지로서 각광받고 있다.

한편, 태양전지 모듈은 직렬 혹은 병렬로 연결된 수 개의 태양전지를 포함하고, 효과적인 태양광의 흡수를 위해 외부환경에 장기간 노출되어야 하므로, 태양전지를 보호하기 위한 유리 기판, 충진재 등을 포함한다.

또한, 태양전지 모듈을 포함하는 태양광 발전장치를 위해서는, 태양전지 모듈의 각 구성요소를 고정하는 프레임과, 프레임과 연결되어 태양전지 모듈을 지지하는 가대가 필수적으로 포함되는데, 종래에는, 가대와 프레임이 스크류에 의해 체결되었다. 즉, 가대에 스크류 홀을 형성하기 위한 스크류 홀 가공 후, 프레임에 형성된 형합홀에 맞추어 스크류 조립에 의해 프레임과 가대를 연결하였으나, 이는 스크류 홀을 형성하기 위한 작업의 난이성, 가대에 형성한 스크류 홀과 프레임의 형합홀 사이의 불일치시 태양광 발전장치의 설치가 곤란한 점 등의 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 태양전지 모듈의 주변 가장자리부와 결합하는 프레임부와, 태양전지 모듈을 지지하는 가대 간의 결합이 용이한 태양광 발전 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치는, 태양전지 모듈, 태양전지 모듈의 주변 가장자리부와 결합하고, 제1 홀을 포함하는 프레임부, 프레임부와 결합하여 태양전지 모듈을 지지하고, 제1 홀과 대응하는 제2 홀을 포함하는 가대, 및 제1 홀 및 제2 홀에 삽입되는 클립을 포함하고, 클립은, 제1 홀 또는 제2 홀이 형성하는 걸림턱과 체결 가능한 언더컷을 포함하여, 프레임부와 가대를 고정한다.

또한, 클립은 언더컷이 형성된 몸체를 포함하되, 몸체는 제1 몸체, 제1 몸체와 대칭인 제2 몸체 및 제1 몸체와 제2 몸체를 연결하는 연결부를 포함하여 탄성력을 가진다.

또한, 클립은 언더컷과 반대의 위치에서 몸체의 길이방향과 수직방향으로 몸체로부터 연장된 지지부를 포함한다.

또한, 지지부는 몸체의 길이방향과 동일한 방향으로 연장되어 형성된 가압부를 포함한다.

또한, 제1 홀의 세로방향의 폭은 제2 홀의 세로방향의 폭과 동일하고, 제1 홀의 가로방향의 폭은 제2 홀의 가로방향의 폭보다 클 수 있다.

또한, 프레임부는 상부 결합부, 하부 결합부 및 이들을 연결하는 연결 결합부를 포함하는 암형 결합부와, 연결 결합부로부터 연장된 단면이 L자 형상의 다리부를 포함하고, 제1 홀은 다리부에 형성된다.

또한, 태양전지 모듈의 주변 가장자리부는 암형 결합부와 결합하고, 암형 결합부와 태양전지 모듈의 주변 가장자리부 사이에 탄성력을 갖는 재질로 형성되는 결합부를 포함한다.

또한, 언더컷은 적어도 두 개 이상 형성되고, 제1 몸체 및 제2 몸체 상에 위치하여, 대칭을 이룰 수 있다.

본 발명에 따르면, 프레임부와 가대가 한번에 원터치로 결합함으로써, 태양광 발전장치의 설치가 용이하며, 작업 공수 및 설치비가 절감될 수 있다.

또한, 클립이 프레임부와 가대에 형성된 홀사이로 슬립하여 체결되므로, 체결부의 위치가 자유로울 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치를 도시한 도,
도 2는 도 1의 태양광 발전 장치의 A-A'의 단면을 도시한 단면도,
도 3은 도 1의 태양광 발전 장치의 B-B'의 단면을 도시한 단면도, 그리고,
도 4는 도 1의 태양광 발전 장치의 클립을 도시한 도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

이하의 도면에서, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한, 각 구성요소의 설명에 있어서, "상(on)" 또는 "하(under)"에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치를 도시한 도이고, 도 2는 도 1의 태양광 발전 장치의 A-A'의 단면을 도시한 단면도이며, 도 3은 도 1의 태양광 발전 장치의 B-B'의 단면을 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치(50)는, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈(100), 태양전지 모듈(100)의 주변 가장자리부와 결합하고, 제1 홀(210)을 포함하는 프레임부(200), 프레임부(200)와 결합하여 태양전지 모듈(100)을 지지하는 가대(300) 및 프레임부(200)와 가대(300)를 고정하여 체결하는 클립(400)을 포함할 수 있다.

태양전지 모듈(100)은 복수의 태양전지, 복수의 태양전지를 양면에서 밀봉하는 밀봉재, 복수의 태양전지의 수광면을 보호하는 전면 기판 및 복수의 태양전지의 이면을 보호하는 후면 기판을 포함한다.

복수의 태양전지는 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결될 수 있으며, 예를 들어, 태양전지는, 제1 도전형의 실리콘 기판과, 실리콘 기판상에 형성되며 제1 도전형과 반대 도전형을 가지는 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층의 일부면을 노출시키는 적어도 하나 이상의 개구부를 포함하며 제2 도전형 반도체층 상에 형성되는 반사방지막과, 적어도 하나 이상의 개구부를 통해 노출된 제 2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 상기 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있는 실리콘 태양전지(silicon solar cell)일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 태양전지는 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell) 및 적층형 태양전지(tandem solar cell) 등일 수 있다.

밀봉재는, 일 예로, 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA) 필름일 수 있으며, 복수의 태양전지의 상면 및 하면에서 라미네이션에 의해 접착하여, 태양전지에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소 등을 차단한다.

전면 기판은 광 투과성이 우수한 유리 등으로 형성되어 외부의 충격 등으로부터 태양전지를 보호하고, 후면 기판은 태양전지의 이면에서 태양전지를 보호하는 층이다.

이와 같이, 다수의 층으로 구성될 수 있는 태양전지 모듈(100)은 가장자리부가 프레임부(200)와 결합한다.

도 2는 도 1의 태양광 발전 장치의 A-A'의 단면을 도시한 단면도로, 도 2를 참조하면, 프레임부(200)는, 상부 결합부(222), 하부 결합부(224) 및 이들을 연결하는 연결 결합부(226)를 포함하는 암형 결합부(220)를 구비하고, 연결 결합부(226)로부터 연장된 단면이 L자 형상의 다리부(230)를 포함한다.

암형 결합부(220)는 장방형의 공간을 형성하고, 이에 태양전지 모듈(100)이 결합함으로서, 프레임부(300)은 태양전지 모듈(50)을 지지한다.

한편, 암형 결합부(220)와 결합하는 태양전지 모듈(100)의 주변 가장자리부에는 탄성력을 갖는 재질로 형성되는 결합부(120)가 형성되어, 암형 결합부(220)와의 결합을 견고히 하고, 외부의 이물질이 태양전지 모듈(100)로 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 일 예로, 결합부(120)는 탄성력을 가지는 재질로 형성된 테이프일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

가대(300)는 프레임부(200)와 결합하여, 태양광 발전 장치(50)의 설치시 태양전지 모듈(100)을 지지한다.

본 발명에 따르면, 프레임부(200)는 L자 형상의 다리부(230)에 제1 홀(210)을 포함하고, 가대(300)는 제1 홀(210)과 대응하는 제2 홀(310)을 포함하며, 제1 홀(210)과 제2 홀(310)에는 클립(400)이 삽입됨으로써, 손쉽게 프레임부(200)와 가대(300)를 결합하여 고정할 수 있다.

한편, 도 3은 클립(400)에 의해 결합된 프레임부(200)와 가대(300)를 도시하는데, 도 3에는 클립(400)이 가대(300)로부터 프레임부(200)를 향하도록 삽입된 것을 도시하나, 이와는 반대로 클립(400)이 프레임부(200)에서 가대(300)를 향하도록 삽입될 수도 있다.

이때, 프레임부(200)의 L자 형상의 다리부(230)에 형성된 제1 홀(210)의 가로폭은 이와 대응하는 가대(300)에 형성된 제2 홀(310)의 가로폭보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 가대(300)에 형성된 제2 홀(310)이 원형의 형상을 가지고 형성된다면, 제1 홀(210)의 세로방향의 폭은 제2 홀(310)의 지름과 동일할 수 있으나, 세로방향과 수직하는 가로방향의 폭은 제2 홀(310)의 지름보다 크게 형성될 수 있다.

이에 의해, 클립(400)이 제1 홀(210)과 제2 홀(310)에 삽입되어 프레임부(200)와 가대(300)를 조립할 때, 체결부의 위치 자유도가 보장될 수 있으며, 종래 프레임부(200)와 가대(300)가 스크류에 의해 체결되는 경우, 스크류 홀의 불일치시 재차 스크류 홀을 일치시켜야 하는 번거로움을 제거할 수 있다.

한편, 도 4는 도 1의 태양광 발전 장치의 클립을 도시한 도이다.

도 4를 참조하면, 클립(400)은, 언더컷(420)이 형성된 몸체(410)와 몸체(410)로부터 연장된 지지부(430)를 포함할 수 있다.

몸체(410)는 외부환경에 노출되어도 산화가 되지 않는 재질, 예를 들어, 스테인리스 강(Stainless steel) 등의 재질로 이루어지며, 탄성력을 갖도록 형성될 수 있다.

일 예로, 몸체(410)는 속이 빈 중공의 형상을 가지되, 서로 대향하는 측면의 일부가 제거되어, 서로 대칭되는 제1 몸체(412)와 제2 몸체(414)를 포함하고, 제1 몸체(412)와 제2 몸체(414)는 바닥의 연결부(416)에 의해 연결된 형상일 수 있다.

이때, 제1 몸체(412) 및 제2 몸체(414)는 연결부(416)가 가지는 탄성력에 의해, 클립(400)이 제1 홀(도 1의 210) 및 제2 홀(도 1의 310)에의 삽입시, 안쪽으로 가해지는 힘에 의해 서로를 향해 기울어진다 하여도, 체결완료시에는 원위치로 복원이 가능해진다.

한편 이와 같은 구조를 가지는 몸체(410)는 수평 단면의 형상이, 클립(400)이 삽입될 제1 홀(도 1의 210) 및 제2 홀(도 1의 310) 의 수평 단면과 유사한 형상을 가지는 것이 바람직하다.

언더컷(420)은 몸체(410)와 일체로 형성되고, 후술하는 바와 같이, 제1 홀(도 1의 210) 또는 제2 홀(도 1의 310)이 형성하는 걸림턱과 체결 가능한 구조를 가지므로, 클립(400)은 끼움 결합에 의해 제1 홀(도 1의 210) 및 제2 홀(도 1의 310)에 장착된다.

한편, 언더컷(420)은 몸체(410)의 측면에서 서로 대칭되도록 두 개 이상 형성될 수 있다. 즉, 제1 몸체(412) 및 제2 몸체(414)의 외측면에서, 클립(400)이 삽입되는 방향과 반대방향으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 클립(400)이 제1 홀(도 1의 210) 및 제2 홀(도 1의 310)에 삽입될 때, 삽입 방향으로의 저항을 최소화하도록 90도보다 큰 기울기를 가지는 제1 면과, 삽입 방향과 반대 방향으로의 저항을 최대화하기 위해 90보다 큰 기울기를 가지는 제2 면을 포함하도록 형성되면 충분하다.

지지부(430)는 언더컷(420)과 반대의 위치에서 몸체(410)의 길이 방향과 수직방향으로 몸체(410)로부터 연장되어 형성된다. 지지부(430) 역시 몸체(410)와 일체로 형성될 수 있으며, 지지부(430)는 클립(400)이 제1 홀(도 1의 210) 및 제2 홀(도 1의 310)에의 체결시, 삽입방향으로 클립(400)이 빠지는 것을 방지한다.

또한, 지지부(430)는 제1 몸체(412) 및 제2 몸체(414)에 각각 형성되어 서로 대칭을 이룰 수 있고, 몸체(410)의 길이방향과 동일한 방향으로 연장되어 형성된 가압부(432)를 포함할 수 있다. 따라서, 클립(400)의 제거시, 가압부(432)에 힘을 가하여 클립(400)을 용이하게 제거할 수 있다.

이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 클립(400)의 체결방식을 설명한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 프레임부(200)는 L자 형상의 다리부(230)에 제1 홀(210)을 포함하고, 가대(300)는 제1 홀(210)과 대응하는 제2 홀(310)을 포함하여, 클립(400)이 제1 홀(210)과 제2 홀(310)에 삽입됨으로써, 용이하게 프레임부(200)와 가대(300)를 결합하여 고정할 수 있다.

한편, 도 3에서는, 클립(400)이 가대(300)로부터 프레임부(200)를 향하도록 삽입된 것을 도시하며, 이에 따라 아래에 위치하는 프레임부(200)에 형성된 제1 홀(210)의 가장자리가 클립(400)의 언더컷과 맞물리는 걸림턱을 구성하게 된다.

다만, 도면과는 반대로, 클립(400)이 프레임부(200)에서 가대(300)를 향하도록 삽입되면, 가대(300)에 형성된 제2 홀(310)의 가장자리가 걸림턱을 구성할 수도 있다.

한편, 클립(400)은 제1 몸체(412), 제2 몸체(414) 및 연결부(416)를 포함하여 구성되어 탄성력을 가지므로, 클립(400)이 제1 홀(210) 및 제2 홀(310)에의 삽입시, 제1 몸체(412) 및 제2 몸체(414)가 안쪽으로 가해지는 힘에 의해 서로를 향해 기울어진다 하여도, 체결완료시에는 클립(400)은 탄성력에 의해 원위치로 복원되고, 제1 홀(210) 또는 제2 홀(310)이 형성하는 걸림턱과 언더컷(420)이 맞물리게 된다.

또한, 클립(400)이 제1 홀(210)과 제2 홀(310)에 삽입되면, 언더컷(420)과 반대방향에 위치하는 지지부(430)는 클립(400)이 삽입방향으로 클립(400)이 빠지는 것을 방지한다.

이때, 제1 홀(210)의 세로방향의 폭은 제2 홀(310)의 지름과 동일할 수 있으나, 세로방향과 수직하는 가로방향의 폭은 제2 홀(310)의 지름보다 크게 형성되어, 체결부의 위치 자유도가 보장될 수 있고, 원터치에 의해 가대(300)와 프레임부(200)를 손쉽게 조립할 수 있다.

한편, 가압부(432)에 힘을 가하면, 제1 몸체(412) 및 제2 몸체(414)가 서로를 향해 기울어지므로, 체결된 클립(400)을 용이하게 제거할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (8)

1. 태양전지 모듈;
   상기 태양전지 모듈의 주변 가장자리부와 결합하고, 제1 홀을 포함하는 프레임부;
   상기 프레임부와 결합하여 상기 태양전지 모듈을 지지하고, 상기 제1 홀과 대응하는 제2 홀을 포함하는 가대; 및
   상기 제1 홀 및 상기 제2 홀에 삽입되는 클립;을 포함하고,
   상기 클립은, 상기 제1 홀 또는 상기 제2 홀이 형성하는 걸림턱과 체결 가능한 언더컷을 포함하여, 상기 프레임부와 상기 가대를 고정하는 태양광 발전 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 클립은 상기 언더컷이 형성된 몸체를 포함하되, 상기 몸체는 제1 몸체, 상기 제1 몸체와 대칭인 제2 몸체 및 상기 제1 몸체와 상기 제2 몸체를 연결하는 연결부를 포함하여 탄성력을 가지는 태양광 발전 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 클립은 상기 언더컷과 반대의 위치에서 상기 몸체의 길이방향과 수직방향으로 상기 몸체로부터 연장된 지지부를 포함하는 태양광 발전 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 지지부는 상기 몸체의 길이방향과 동일한 방향으로 연장되어 형성된 가압부를 포함하는 태양광 발전 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 홀의 세로방향의 폭은 상기 제2 홀의 세로방향의 폭과 동일하고, 상기 제1 홀의 가로방향의 폭은 상기 제2 홀의 가로방향의 폭보다 큰 태양광 발전 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 프레임부는 상부 결합부, 하부 결합부 및 이들을 연결하는 연결 결합부를 포함하는 암형 결합부와, 상기 연결 결합부로부터 연장된 단면이 L자 형상의 다리부를 포함하고, 상기 제1 홀은 상기 다리부에 형성된 태양광 발전장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 태양전지 모듈의 주변 가장자리부는 상기 암형 결합부와 결합하고, 상기 암형 결합부와 상기 태양전지 모듈의 주변 가장자리부 사이에 탄성력을 갖는 재질로 형성되는 결합부를 포함하는 태양광 발전장치.
8. 제2항에 있어서,
   상기 언더컷은 적어도 두 개 이상 형성되고, 상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체 상에 위치하여, 서로 대칭을 이루는 태양광 발전 장치.

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