KR20130051850A - 태양전지 모듈 - Google Patents
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Abstract
발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널; 및, 상기 태양전지 패널을 수용하는 프레임을 포함하며, 상기 프레임은 제1 길이를 갖는 제 1 서브 프레임 및 제 3 서브 프레임과, 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제 2 서브 프레임 및 제 4 서브 프레임을 포함하고, 상기 제 2 서브 프레임 및 제 4 서브 프레임에 형성되는 홀을 포함한다.
Description
본 발명은 태양전지 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생산성이 향상된 태양전지 모듈에 관한 것이다.
태양전지(Solar Cell 또는 Photovoltaic Cell)는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 태양광발전의 핵심소자이다.
예로서 반도체의 pn접합으로 만든 태양전지에 반도체의 금지대폭(Eg : Band-gap Energy)보다 큰 에너지를 가진 태양광이 입사되면 전자-정공 쌍이 생성되는데, 이들 전자-정공이 pn 접합부에 형성된 전기장에 의해 전자는 n층으로, 정공은 p층으로 모이게 됨에 따라 pn간에 기전력(광기전력 : Photovoltage)이 발생하게 된다. 이때 양단의 전극에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 되는 것이 동작원리이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지면서, 태양 에너지로부터 전기 에너지를 생산하는 태양전지가 주목받고 있다.
이러한 태양전지 모듈은 태양전지 패널을 둘러싸도록 프레임이 형성될 수 있는데, 장축과 단축 프레임을 접합시키기 위해 프레임에 홀을 형성하고 상기 홀에 볼트를 체결하여 장축 프레임과 단축 프레임을 고정시킨다.
상기 장축과 단축 프레임을 접합시키기 위해 볼트가 사용될 수 있고, 상기 볼트가 프레임에 삽입되기 위해서는 해당하는 프레임에 볼트의 삽입을 위한 홀이 필요하게 된다. 일반적으로, 상기 홀이 장축 프레임에 형성되나, 실제로 볼트가 체결되는 길이는 상기 홀이 형성되는 길이보다 짧기 때문에 홀이 필요이상으로 길게 형성되어 이에 따라 제조 비용이 증가하고, 경량화에 있어, 문제점으로 작용할 수 있다.
발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 생산성이 향상될 수 있다.
발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널; 및, 상기 태양전지 패널을 수용하는 프레임을 포함하며, 상기 프레임은 제1 길이를 갖는 제 1 서브 프레임 및 제 3 서브 프레임과, 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제 2 서브 프레임 및 제 4 서브 프레임을 포함하고, 상기 제 2 서브 프레임 및 제 4 서브 프레임에 형성되는 홀을 포함한다.
발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널을 둘러싸는 프레임 중 단축 프레임에 홀을 형성하고 상기 홀을 통해 볼트를 체결함으로써 홀의 형성으로 인한 무게를 감소시킬 수 있다. 이에 따라 모듈의 무게가 감소하여 경박 단소화에 유리하다.
또한 상기 프레임 중 태양전지 패널이 삽입되는 서브프레임에 가이드부를 형성하여 태양전지 패널이 서브 프레임부에 삽입되기 쉽도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 단면도를 나타낸 사진이다.
도 2는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 단면도를 나타낸 사진이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 패널, 바, 프레임, 기판, 홈 또는 막 등이 각 패널, 바, 기판, 홈 또는 막 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 사시도이다. 도 2는 실시예에 따른 태양전지 모듈을 도시한 평면도이다. 도 3은 도 2의 A-A'을 도시한 단면도이다. 도 4는 도 3의 단면도를 나타낸 사진이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 태양전지 패널(300), 상기 태양전지 패널(300)을 수용하는 프레임(100), 버스 바(400), 정션 박스(500) 및 케이블(600)을 포함한다.
상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(300)을 수용한다. 더 자세하게, 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(300)의 측면을 둘러싼다. 예를 들어, 상기 프레임(100)은 상기 태양전지 패널(300)의 4개의 측면에 배치된다.
상기 프레임(100)으로 사용될 수 있는 물질의 예로서는 알루미늄 등의 금속을 들 수 있다. 상기 프레임(100)은 제 1 서브 프레임(110), 제 2 서브 프레임(120), 제 3 서브 프레임(130) 및 제 4 서브 프레임(140)을 포함한다. 상기 제 1 서브 프레임(110), 상기 제 2 서브 프레임(120), 상기 제 3 서브 프레임(130) 및 상기 제 4 서브 프레임(140)은 서로 체결될 수 있다.
상기 제 1 서브 프레임(110)은 상기 태양전지 패널(300)의 일 측면을 둘러싼다. 상기 제 2 서브 프레임(120)은 상기 태양전지 패널(300)의 다른 측면을 수용한다. 상기 제 3 서브 프레임(130)은 상기 태양전지 패널(300)을 사이에 두고, 상기 제 1 서브 프레임(110)과 마주본다. 상기 제 3 서브 프레임(130)은 상기 태양전지 패널(300)의 또 다른 측면을 수용한다. 상기 제 4 서브 프레임(140)은 상기 태양전지 패널(300)의 또 다른 측면을 수용한다. 상기 제 4 서브 프레임(140)은 상기 태양전지 패널(300)을 사이에 두고, 상기 제 2 서브 프레임(120)과 마주본다.
상기 제 1 서브 프레임(110), 제 2 서브 프레임(120), 제 3 서브 프레임(130) 및 제 4 서브 프레임(140)은 유사한 구조를 가진다. 즉, 상기 제 1 서브 프레임(110), 제 2 서브 프레임(120), 제 3 서브 프레임(130) 및 제 4 서브 프레임(140)은 상기 태양전지 패널(300)을 수용하기 위한 서포트부들을 포함한다.
예를 들어, 상기 제 1 서브 프레임(110), 상기 제 2 서브 프레임(120), 상기 제 3 서브 프레임(130) 및 상기 제 4 서브 프레임(140)은 제 1 서포트부(101), 제 2 서포트부(102), 제 3 서포트부(103) 및 제 4 서포트부(104)를 포함한다.
상기 제 1 서포트부(101)는 상기 태양전지 패널(300)의 측면에 배치된다. 상기 제 1 서포트부(101)는 상기 태양전지 패널(300)의 측면을 지지한다.
상기 제 2 서포트부(102)는 상기 제 1 서포트부(101)로부터 연장되어, 상기 태양전지 패널(300)의 상면에 배치된다. 상기 제 2 서포트부(102)는 상기 태양전지 패널(300)의 상면을 지지한다.
상기 제 3 서포트부(103)는 상기 제 1 서포트부(101)로부터 연장되어, 상기 태양전지 패널(300)의 하면에 배치된다. 상기 제 3 서포트부(103)는 상기 태양전지 패널(300)의 하면을 지지한다.
구체적으로 상기 제 3 서포트부(103)는 상기 태양전지 패널(300)의 하면을 지지하며, 상기 태양전지 패널(300)을 향해 연장되다가 상기 제 4 서포브투(104)을 향해 절곡되어 가이드부(133)를 형성할 수 있다. 상기 가이드부(133)가 굽어지는 각도는 10°내지 80°일 수 있으며, 상기 가이드부(133)는 상기 프레임과 일체로 형성될 수 있고, 사출 방법으로 형성될 수 있다.
상기 가이드부(133)에 의해 상기 태양전지 패널(300)이 상기 제 2 서포트부(102) 및 제 3 서포트부(103)의 사이에 용이하게 결합될 수 있다.
상기 제 4 서포트부(104)는 상기 제 1 서포트부(101)로부터 연장되어, 상기 제 3 서포트부(103) 아래에 배치된다.
상기 제 3 서포트부(103) 및 제 4 서포트부(104)를 통해 태양전지 패널(300)에서 발생한 열이 효과적으로 방출될 수 있다.
상기 제 3 서포트부(103) 및 제 4 서포트부(104)에는 상부홀(160)과 하부홀(170)이 형성될 수 있다. 상기 상부홀(160)은 제 3 서포트부(103)의 하면에 형성될 수 있고, 하부홀(170)은 제 4 서포트부(104)의 상면에 형성될 수 있다. 상기 상부홀(160)과 하부홀(170)은 상기 프레임 중 단축을 따라 형성될 수 있다.
일반적으로 태양전지 패널(300)을 둘러싸는 프레임(100)은 장변과 단변으로 이루어져 있으며, 상기 장변과 단변의 결합을 위한 방법으로 볼트(190)를 체결할 수 있다. 발명의 실시예에서는 제 1 서브 프레임(110) 및 제 3 서브 프레임(130)이 단변에 해당하고, 제 2 서브 프레임(120) 및 제 4 서브 프레임(140)이 장변에 해당한다. 상기 장변과 단변은 위치가 고정되는 것은 아니며 상호 변경될 수도 있다.
상기 볼트(190)가 결합되는 길이는 20mm이하로 전체 프레임의 길이에 비해 작은 비율이나, 상기 프레임과, 프레임에 형성되는 홀이 사출방식으로 형성되므로, 상기 볼트(190)를 결합하기 위해서는 상부홀(160)과 하부홀(170)이 프레임의 전반에 형성된다.
이에 따라 상부홀(160)과 하부홀(170)이 볼트(190)와 결합하는 길이는 상대적으로 미비하나, 홀을 전체적으로 형성하여야 하므로 비용이 증가하고, 무게가 증가하여 생산성의 면에서 개선의 여지가 있다. 발명의 실시예에서는 상기 상부홀(160)과 하부홀(170)이 단축에 형성되어 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 실시예에서와 같이 상부홀(160)과 하부홀(170)이 동시에 형성되지 않고 둘 중 하나만 형성될 수 있다. 상기 상부홀(160)과 하부홀(170)은 단면이 원형으로 형성되었으나, 이에 대해 한정하는 것은 아니다.
상기 제 1 서포트부(101), 상기 제 2 서포트부(102), 상기 제 3 서포트부(103) 및 상기 제 4 서포트부(104)는 일체로 형성된다.
상기 상부홀(160)과 하부홀(170)이 제 2 서브 프레임(120) 및 제 4 서브 프레임(140)에 형성되는 경우, 상기 제 1 서브 프레임(110) 및 제 3 서브 프레임(130)에 볼트(190)가 삽입되는 결합공(135)이 형성될 수 있다. 상기 결합공(135)은 상부홀(160)과 하부홀(170)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
상기 볼트(190)는 상기 결합공(135)을 통해 제 1 서브 프레임(110) 및 제 3 서브 프레임(130)에 관통하여, 단축인 제 2 서브 프레임(120) 및 제 4 서브 프레임(140)에 형성된 상부홀(160)과 하부홀(170)에 삽입될 수 있다.
상기 태양전지 패널(300)은 플레이트 형상을 가진다. 예를 들어, 상기 태양전지 패널(300)은 사각 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 태양전지 패널(300)은 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 더 자세하게, 상기 태양전지 패널(300)의 외곽 영역이 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 즉, 상기 태양전지 패널(300)의 4 개의 측면이 상기 프레임(100) 내측에 배치된다. 상기 태양전지 패널(300)은 태양광을 입사받아 전기에너지로 변환시킨다. 상기 태양전지 패널(300)은 지지기판(310) 및 다수 개의 태양전지 셀들(320)을 포함한다.
상기 태양전지 패널(300)의 상부에는 상기 태양전지 패널(300)을 보호하는 보호막과, 상기 태양전지 패널(300)의 수광면 쪽으로 보호막 위에 배치되는 상부 기판이 형성되며, 상기 부품들은 라미네이션 공정에 의해 일체화된다.
상부 기판 및 지지기판(310)은 태양 전지 모듈의 상,하면에서 습기가 침투하는 것을 방지하여 태양전지 패널(300)을 외부 환경으로부터 보호한다. 이러한 상부 기판 및 지지기판(310)은 수분과 산소 침투를 방지하는 층, 화학적 부식을 방지하는 층, 절연 특성을 갖는 층과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.
보호막은 태양전지 패널(300)의 상부에 배치된 상태에서 라미네이션 공정에 의해 태양전지 패널(300)과 일체화되는 것으로, 습기 침투로 인한 부식을 방지하고 태양전지 패널(300)을 충격으로부터 보호한다. 이러한 보호막(330)은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어질 수 있다. 상기 보호막은 태양전지 패널(300)의 하부에도 형성될 수 있다.
상기 보호막 위에 위치하는 상부 기판은 투과율이 높고 파손 방지 기능이 우수한 강화 유리 등으로 이루어져 있다. 이때, 강화 유리는 철 성분 함량이 낮은 저(low) 철분 강화 유리(low iron tempered glass)일 수 있다. 이러한 상부 기판은 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면이 엠보싱(embossing) 처리될 수 있다.
상기 버스 바(400)는 상기 태양전지 패널(300)에 접속된다. 더 자세하게, 상기 버스 바(400)는 최 외곽에 배치되는 태양전지 셀들(320)의 상면에 배치된다. 상기 버스 바(400)는 상기 최 외곽에 배치되는 태양전지 셀들(320)의 상면에 직접 접촉하여, 상기 태양전지 셀들(320)에 접속된다.
상기 지지기판(310)의 일부 영역에 홀을 형성하여 상기 버스 바(400)가 홀을 통해 상기 케이블(600)에 연결될 수 있다.
정션 박스(500)는 상기 태양전지 패널(300) 아래에 배치된다. 상기 정션 박스(500)는 상기 태양전지 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다. 상기 정션 박스(500)는 다이오드 등을 구비하고, 상기 버스 바(400) 및 상기 케이블(600)에 연결되는 회로기판을 수용할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 태양전지 모듈은 상기 버스 바(400)와 상기 회로기판을 연결하기 위한 배선을 더 포함할 수 있다. 상기 케이블(600)은 상기 회로기판에 연결되며, 다른 태양전지 패널(300)에 연결된다.
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 (8)
- 태양전지 패널; 및
상기 태양전지 패널을 수용하는 프레임을 포함하며,
상기 프레임은 제1 길이를 갖는 제 1 서브 프레임 및 제 3 서브 프레임과, 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는 제 2 서브 프레임 및 제 4 서브 프레임을 포함하고,
상기 제 2 서브 프레임 및 제 4 서브 프레임에 형성되는 홀을 포함하는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 프레임은,
상기 태양전지 패널의 측면에 배치되는 제 1 서포트부; 상기 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 태양전지 패널 상에 배치되는 제 2 서포트부; 상기 제 1 서포트부로부터 연장되며, 상기 태양전지 패널 아래에 배치되는 제 3 서포트부; 및, 상기 제 1 서포트부로부터 연장되어, 상기 제 3 서포트부 아래에 배치되는 제 4 서포트부를 갖는 태양전지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 홀은 상기 제 3 서포트부의 하면과 제 4 서포트부의 상면 중 적어도 하나 형성되는 태양전지 모듈. - 제2항에 있어서,
상기 제3 서포트부는 상기 태양전지 패널을 향해 연장되다가 상기 제 4 서포브투를 향해 절곡되어 형성되는 가이드부를 포함하는 태양전지 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 가이드부가 굽어지는 각도는 10°내지 80°인 태양전지 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 가이드부는 상기 프레임과 일체로 형성되는 태양전지 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제 1 서브 프레임 및 제 3 서브 프레임에, 상부홀과 하부홀에 대응되는 위치에 형성되는 결합공을 포함하는 태양전지 모듈. - 제7항에 있어서,
상기 결합공을 통해 상기 제 1 서브 프레임 및 제 3 서브 프레임을 관통하고, 상기 제 2 서브 프레임 및 제 4 서브 프레임에 형성되는 홀에 삽입되는 볼트;를 포함하는 태양전지 모듈.
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