KR20130049122A - 태양광 발전장치 - Google Patents
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Abstract
태양광 발전장치가 개시된다. 태양광 발전장치는 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 수용부; 상기 태양전지들에 전기적으로 연결되고, 상기 수용부로 연장되는 배선; 및 상기 수용부 및 상기 태양전지 패널의 하면을 덮는 보호 필름을 포함한다.
Description
실시예는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
태양광을 전기에너지로 변환시키기 위한 태양광 발전장치는 태양전지 패널, 다이오드 및 프레임 등을 포함한다.
상기 태양전지 패널은 플레이트 형상을 가진다. 예를 들어, 상기 태양전지 패널은 사각 플레이트 형상을 가진다. 상기 태양전지 패널은 상기 프레임 내측에 배치된다. 상기 태양전지 패널의 4개의 측면이 상기 프레임 내측에 배치된다.
상기 태양전지 패널은 태양광을 입사받아, 전기에너지로 변환시킨다. 상기 태양전지 패널은 다수 개의 태양전지 셀들을 포함한다. 또한, 상기 태양전지 패널은 상기 태양전지 셀들을 보호하기 위한 기판, 필름 또는 보호유리 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 태양전지 패널은 상기 태양전지 셀들에 접속되는 버스 바를 포함한다. 상기 버스 바는 최외곽의 태양전지 셀들의 상면으로부터 각각 연장되어 배선에 연결된다.
상기 다이오드는 상기 태양전지 패널과 병렬로 연결된다. 상기 다이오드에는 선택적으로 전류가 흐른다. 즉, 상기 태양전지 패널의 성능이 저하되는 경우, 상기 다이오드를 통하여 전류가 흐른다. 이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치 자체의 단락이 방지된다. 또한, 태양광 발전장치는 상기 다이오드 및 상기 태양전지 패널에 연결되는 배선을 더 포함할 수 있다. 상기 배선은 서로 인접하는 태양전지 패널을 연결한다.
상기 프레임은 상기 태양전지 패널을 수용한다. 상기 프레임은 금속으로 이루어진다. 상기 프레임은 상기 태양전지 패널의 측면에 배치된다. 상기 프레임은 상기 태양전지 패널의 측면을 수용한다. 또한, 상기 프레임은 다수 개의 서브 프레임들로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 서브 프레임들은 서로 연결될 수 있다.
이와 같은 태양광 발전장치는 야외에 장착되어, 태양광을 전기 에너지로 변환시킨다. 이때, 태양광 발전장치는 외부의 물리적인 충격, 전기적인 충격 및 화학적인 충격에 노출될 수 있다.
이와 같은 태양광 발전장치와 관련된 기술은 한국 공개 특허 공보 10-2009-0059529 등에 기재되어 있다.
실시예는 향상된 신뢰성 및 효율성을 가지는 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치는 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 수용부; 상기 태양전지들에 전기적으로 연결되고, 상기 수용부로 연장되는 배선; 및 상기 수용부 및 상기 태양전지 패널의 하면을 덮는 보호 필름을 포함한다.
일 실시예에 따른 태양광 발전장치는 태양전지 패널; 및 상기 태양전지 패널의 하면에 배치되는 열 전달 보호 필름을 포함한다.
실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 수용부 및 상기 태양전지 패널의 하면을 덮는 보호 필름을 포함한다. 즉, 상기 태양광 발전장치는 바이패스 다이오드 등과 같은 소자를 보호하기 위한 수용부 및 상기 태양전지 패널의 하면 사이의 공간을, 상기 보호 필름을 사용하여, 밀봉할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 태양전지 패널의 하면 및 상기 수용부 사이의 공간으로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 내구성 및 신뢰성을 가질 수 있다.
또한, 상기 보호 필름은 다수 개의 열 전도 입자들을 포함하여, 높은 열 전도율을 가질 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 방열 특성을 가질 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 온도 상승에 따른 효율 저하를 방지하고, 향상된 광-전 변환 효율을 가질 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 태양광 발전장치의 후면을 도시한 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에서 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 후면을 도시한 사시도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 태양광 발전장치의 후면을 도시한 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에서 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 후면을 도시한 사시도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 일 단면을 도시한 단면도이다.
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 태양광 발전장치를 도시한 분해사시도이다. 도 2는 실시예에 따른 태양광 발전장치의 후면을 도시한 사시도이다. 도 3은 실시예에 따른 태양광 발전장치의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3에서 A부분을 확대하여 도시한 단면도이다. 도 5는 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 후면을 도시한 사시도이다. 도 6은 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널(100), 보호기판(200), 완충 시트(300), 밀봉부(400), 정션 박스(500) 및 방열 보호 필름(600)을 포함한다.
상기 태양전지 패널(100)은 플레이트 형상을 가지며, 다수 개의 태양전지들(120)을 포함한다.
상기 태양전지들(120)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(120)은 유리기판 등과 같은 투명한 기판(110) 상에 배치될 수 있다.
상기 태양전지들(120)은 스트라이프(stripe) 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 태양전지들(120)은 매트릭스(matrix) 형태 등 다양한 형태로 배치될 수 있다. 상기 태양전지들(120)은 서로 직렬 또는/및 병렬로 연결될 수 있다.
상기 보호기판(200)은 상기 태양전지 패널(100) 상에 배치된다. 더 자세하게, 상기 보호기판(200)은 상기 태양전지 패널(100)에 대향되어 배치된다.
상기 보호기판(200)은 투명하며, 높은 강도를 가진다. 상기 보호기판(200)으로 사용되는 물질의 예로서는 강화 유리 등을 들 수 있다.
상기 완충 시트(300)는 상기 보호기판(200) 및 상기 태양전지 패널(100) 사이에 개재된다. 상기 완충 시트(300)는 상기 태양전지 패널(100)을 외부의 물리적인 충격으로부터 보호한다. 또한, 상기 완충 시트(300)는 상기 보호기판(200) 및 상기 태양전지 패널(100) 사이의 충돌을 방지한다.
또한, 상기 완충 시트(300)는 상기 태양전지들(120)을 덮을 수 있다. 상기 완충 시트(300)는 상기 태양전지들(120)을 외부로부터 밀봉할 수 있다. 상기 완충 시트(300)는 상기 태양전지들(120)을 외부의 화학적인 충격으로부터 보호할 수 있다.
상기 완충 시트(300)는 상기 태양전지 패널(100)에 보다 많은 광이 입사되도록 반사 방지 기능을 수행할 수 있다.
상기 완충 시트(300)는 절연체를 포함할 수 있다. 더 자세하게, 상기 완충 시트(300)는 절연체로 이루어질 수 있다. 상기 완충 시트(300)로 사용되는 물질의 예로서는 에틸렌비닐아세테이트 수지(ethylenevinylacetate resin;EVA resin) 등을 들 수 있다. 즉, 상기 완충 시트(300)는 절연층이다.
상기 밀봉부(400)는 상기 태양전지 패널(100)의 외곽에 배치된다. 상기 밀봉부(400)는 상기 태양전지 패널(100) 및 상기 보호기판(200) 사이에 개재된다. 상기 밀봉부(400)는 상기 태양전지 패널(100) 및 상기 보호기판(200)에 직접 접촉될 수 있다. 상기 밀봉부(400)는 상기 완충 시트(300)를 둘러쌀 수 있다. 상기 밀봉부(400)는 폐루프 형상을 가질 수 있다.
상기 밀봉부(400)로 사용되는 물질의 예로서는 부틸 고무 등을 들 수 있다.
상기 밀봉부(400)는 상기 태양전지 패널(100) 및 상기 보호기판(200) 사이를 밀봉한다. 상기 밀봉부(400)는 상기 태양전지 패널(100) 및 상기 보호기판(200)의 외곽에 견고하게 합착된다.
또한, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 프레임을 더 포함할 수 있다. 상기 프레임은 상기 태양전지 패널(100) 외측에 배치된다. 상기 프레임은 상기 태양전지 패널(100), 상기 보호기판(200), 상기 완충 시트(300) 및 상기 전기 충격 보호층(500)을 수용한다. 더 자세하게, 상기 프레임은 상기 태양전지 패널(100)의 측면을 둘러싼다. 상기 보호기판(200), 상기 완충 시트(300) 및 상기 밀봉부(400)는 상기 프레임 내측에 배치될 수 있다.
상기 정션 박스(500)는 상기 태양전지 패널(100) 아래에 배치된다. 더 자세하게, 상기 정션 박스(500)는 상기 태양전지 패널(100)의 하면에 부착된다. 상기 정션 박스(500)는 플라스틱 등으로 형성될 수 있다.
상기 정션 박스(500)는 상기 태양전지 패널(100)을 구동하기 위한 소자를 수용한다. 예를 들어, 상기 정션 박스(500)는 바이패스 다이오드(530) 등과 같은 소자를 수용할 수 있다. 즉, 상기 정션 박스(500)는 이와 같은 소자를 수용하기 위한 수용부이다.
상기 태양전지 패널(100)에는 두 개의 버스 바들(130)이 연결된다. 상기 버스 바들(130)은 최외곽의 태양전지들(120)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 버스 바들(130)은 최외곽 태양전지들(120)의 상면에 직접 접합될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 버스 바들(130)에 각각 연결되는 연결 배선(510)을 포함한다. 상기 연결 배선(510)들은 상기 버스 바들(130)로부터 상기 정션 박스(500)로 연장된다. 더 자세하게, 상기 연결 배선(510)들은 상기 버스 바들(130)을 통하여, 상기 태양전지들(120)에 전기적으로 연결된다.
상기 연결 배선(510)은 상기 방열 보호 필름(600)을 관통할 수 있다. 상기 연결 배선(510)은 상기 방열 보호 필름(600) 및 상기 정션 박스(500)를 관통할 수 있다. 이때, 상기 연결 배선(510) 및 상기 방열 보호 필름(600) 사이에는 소수성 코팅막이 형성될 수 있다.
이와는 다르게, 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 연결 배선(510)은 상기 방열 보호 필름(600) 및 상기 태양전지 패널(100)의 하면 사이에 배치될 수 있다. 즉, 상기 연결 배선(510)은 상기 방열 보호 필름(600)을 관통하지 않을 수 있다. 즉, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 정션 박스(500) 뿐만 아니라, 상기 연결 배선(510)을 전체적으로 덮을 수 있다.
상기 연결 배선(510)은 상기 정션 박스(500) 내의 바이패스 다이오드(530)와 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 다른 태양전지 모듈 또는 축전 장치 등에 접속되기 위한 배선(520)을 더 포함할 수 있다. 상기 배선(520)도 상기 방열 보호 필름(600)을 관통할 수 있다.
상기 방열 보호 필름(600)은 상기 태양전지 패널(100) 아래에 배치된다. 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 태양전지 패널(100)의 하면 및 상기 정션 박스(500)를 덮는다. 더 자세하게, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 태양전지 패널(100)의 하면 및 상기 정션 박스(500) 사이를 덮는다. 또한, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 태양전지 패널(100)의 측면을 덮을 수 있다. 또한, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 밀봉부의 측면을 덮을 수 있다. 또한, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 보호기판의 측면을 덮을 수 있다.
상기 방열 보호 필름(600)은 절연체이다. 상기 방열 보호 필름(600)은 소수성을 가질 수 있다. 상기 방열 보호 필름(600)은 열 가소성 수지를 포함할 수 있다. 상기 방열 보호 필름(600)은 폴리 에틸렌, 플루오로 카본 또는 폴리테트라플룰오로에틸렌을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 방열 보호 필름(600)은 호스트층(610) 및 복수의 열 전도 입자들(620)을 포함할 수 있다.
상기 호스트층(610)은 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 호스트층(610)은 열 가소성 수지를 포함할 수 있다. 상기 호스트층(610)은 폴리 에틸렌, 플루오로 카본 또는 폴리테트라플룰오로에틸렌을 포함할 수 있다.
상기 열 전도 입자들(620)은 상기 호스트층(610) 내에 배치된다. 상기 열 전도 입자들(620)은 상기 호스트층(610)보다 더 높은 열 전도율을 가진다.
상기 열 전도 입자들(620)은 금속 또는 금속 화합물을 포함한다. 더 자세하게, 상기 열 전도 입자들(620)은 알루미늄, 은, 구리 또는 철 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 열 전도 입자들(620)은 티탄늄 옥사이드 등과 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다.
상기 열 전도 입자들(620)은 상기 방열 보호 필름(600)의 전체적인 열 전도성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라서, 상기 방열 보호 필름(600)은 전체적으로 절연체이면서도 높은 열 전도율을 가질 수 있다.
따라서, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 태양전지 패널(100) 및 상기 정션 박스(500) 사이를 효과적으로 밀봉할 수 있다. 또한, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 태양전지 패널(100)의 측면 및 하면을 효과적으로 밀봉할 수 있다.
이와 동시에, 상기 방열 보호 필름(600)은 높은 열 전도율을 가지기 때문에, 상기 태양전지 패널(100)의 열을 외부로 효과적으로 방출시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 정션 및 상기 태양전지 패널(100)의 하면을 덮는다. 즉, 상기 태양광 발전장치는 상기 정션 박스(500) 및 상기 태양전지 패널(100)의 하면 사이의 공간을, 상기 방열 보호 필름(600)을 사용하여, 밀봉할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 태양전지 패널(100)의 하면 및 상기 정션 박스(500) 사이의 공간으로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 내구성 및 신뢰성을 가질 수 있다.
이와 동시에, 상기 방열 보호 필름(600)은 상기 열 전도 입자들(620)을 포함하여, 높은 열 전도율을 가질 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 향상된 방열 특성을 가질 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 태양광 발전장치는 온도 상승에 따른 효율 저하를 방지하고, 향상된 광-전 변환 효율을 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 (16)
- 다수 개의 태양전지들을 포함하는 태양전지 패널;
상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 수용부;
상기 태양전지들에 전기적으로 연결되고, 상기 수용부로 연장되는 배선; 및
상기 수용부 및 상기 태양전지 패널의 하면을 덮는 보호 필름을 포함하는 태양광 발전장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 보호 필름은 소수성을 가지는 태양광 발전장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 보호 필름은 열 가소성 수지를 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보호 필름은 폴리에틸렌, 플루오로 카본 또는 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 보호 필름은
상기 수용부 및 상기 태양전지 패널의 하면을 덮는 호스트층; 및
상기 호스트층 내에 배치되는 다수 개의 열 전도 입자들을 포함하는 태양광 발전장치. - 제 5 항에 있어서, 상기 호스트층은 폴리머를 포함하고,
상기 열 전도 입자들은 무기 물질을 포함하는 태양광 발전장치. - 제 6 항에 있어서, 상기 열 전도 입자들은 상기 호스트층보다 더 높은 열 전도율을 가지는 태양광 발전장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 열 전도 입자들은 금속 산화물을 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 배선은 상기 보호 필름을 관통하는 태양광 발전장치.
- 제 9 항에 있어서, 상기 배선에서, 상기 보호 필름을 관통하는 부분에 코팅되는 방수층을 포함하는 태양광 발전장치.
- 태양전지 패널; 및
상기 태양전지 패널의 하면에 배치되는 열 전달 보호 필름을 포함하는 태양광 발전장치. - 제 11 항에 있어서, 상기 열 전달 보호 필름은 소수성을 가지고, 내지 의 열 전도율을 가지는 태양광 발전장치.
- 제 11 항에 있어서, 상기 열 전달 보호 필름은
상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 호스트층; 및
상기 호스트층 내에 배치되는 다수 개의 열 전도 입자들을 포함하는 태양광 발전장치. - 제 13 항에 있어서, 상기 열 전도 입자들은 알루미늄 옥사이드 또는 티타늄 옥사이드를 포함하는 태양광 발전장치.
- 제 13 항에 있어서, 상기 호스트층은 소수성을 가지는 태양광 발전장치.
- 제 15 항에 있어서, 상기 호스트층은 열 가소성 수지를 포함하는 태양광 발전장치.
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