KR20130069268A - 건물 일체형 태양광 외장재 구조 - Google Patents

건물 일체형 태양광 외장재 구조 Download PDF

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Abstract

발명의 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조는 적어도 하나의 제1홀이 형성되는 지지기판; 상기 지지기판의 상부에 형성되는 태양전지 셀들; 상기 태양전지 셀들의 상부에 형성되는 상부 기판; 및, 상기 홈을 메우도록 형성되는 고정부재;를 포함한다.

Description

건물 일체형 태양광 외장재 구조{Structure of exterior material for building integrated photovoltaic}
본 발명은 건물 일체형 태양광 외장재 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물의 외벽을 이루는 커튼월, 창호, 판넬 등에 전기에너지를 생산하는 태양전지모듈을 일체화시키는 프레임구조를 갖는 건물 일체형 태양광 외장재 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광발전은 태양광을 이용해 직접 전기를 생산하는 태양전지모듈(Photovoltaic Module)로서, 이를 이용한 다양한 응용분야가 있지만, 그 중에서 태양전지를 건물의 외벽 마감재로 사용하는 건물 일체형 태양전지(BIPV: Building Integrated Photovoltaic)가 각광받고 있다.
태양전지를 건물에 일체화하는 기술은 태양전지모듈을 건축 자재화하여 건물 외벽에 적용함으로써 경제성은 물론 각종 부가가치를 높여 보다 효율적으로 태양전지 시스템을 보급·활성화 시키려는 개념이다. 즉, 건물 일체형 태양전지를 통해 태양광 에너지로 전기에너지를 생산하여 소비자에게 공급하는 것 외에도 건축물의 외장재로 사용됨에 따라 건설비용을 줄이고 건물의 미려함을 향상시키는데 사용되고 있다.
특히, 이러한 건물 일체형 태양광 발전시스템을 이용하여 건축물의 외장재로 적용하는 방법은 건축물의 외벽에 해당하는 부분에 수직으로 설치하는 방식(이하, 커튼월 구조라 함)과, 발전 효율을 최대로 높이기 위해 경사형 또는 차양형으로 설치하는 방식으로 분류된다.
상기 건물 일체형 태양광 발전시스템의 태양전지모듈을 수직으로 부착하는 커튼월 구조는, 경사형 및 차양형으로 설치하는 방법보다 발전효율이 다소 떨어지나 커튼월의 유리를 대신할 수 있기 때문에 별도의 설치 구조물이 필요하지 않으며, 실내 공간도 기존 건물과 같이 효율적으로 이용할 수 있다.
태양전지모듈을 이용한 커튼월 구조가 이루어지기 위해서는 커튼월에 요구되는 몇 가지 성능을 만족시켜야만 하는데, 에너지 손실을 최소화하기 위한 우수한 단열 성능, 고 기밀 성능, 수밀 성능 및 구조 성능 등의 요구 조건을 기본적으로 갖추어야 한다.
또한 프레임 없는 모듈의 경우, 설치에 어려움이 있어, 모듈의 신뢰성은 개선의 여지가 존재한다.
발명의 실시예에서는 지지기판의 일면에 태양전지 셀들이 증착되고, 지지기판의 타면에 홈을 형성하고, 상기 홈에 고정부를 삽입함으로써, 설치가 용이하고 미관이 개선된 건물 일체형 태양광 외장재 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 건물 구조재와의 이격거리를 확보함으로써 냉각효과를 기대할 수 있어, 소자의 신뢰성이 향상될 수 있다.
그리고, 태양전지 모듈에 테이프 대신 프린트된 전면 유리를 사용함으로써 불량률을 감소시키고, 공정시간을 단축할 수 있다.
발명의 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조는 적어도 하나의 제1홀이 형성되는 지지기판; 상기 지지기판의 상부에 형성되는 태양전지 셀들; 상기 태양전지 셀들의 상부에 형성되는 상부 기판; 및, 상기 홈을 메우도록 형성되는 고정부재;를 포함한다.
발명의 실시예에서는 지지기판의 일면에 태양전지 셀들이 증착되고, 지지기판의 타면에 홈을 형성하고, 상기 홈에 고정부재를 삽입함으로써, 설치가 용이하고 미관이 개선된 건물 일체형 태양광 외장재 구조를 제공할 수 있다.
또한 건물 구조재와의 이격거리를 확보함으로써 냉각효과를 기대할 수 있어, 소자의 신뢰성이 향상될 수 있다.
그리고, 태양전지의 일면에 테이프 대신 프린트된 전면 유리를 사용함으로써 불량률을 감소시키고, 공정시간을 단축할 수 있다.
도 1은 발명의 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조의 측면을 나타내는 단면도이다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조의 상면을 나타내는 도면이다.
도 4는 발명의 다른 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조의 상면을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1을 참조하면, 상기 건물 일체형 태양광 외장재 구조(이하, 'BIPV 외장재 구조'라 한다)(100)는 다수의 태양전지셀들(115) 및, 상기 태양전지셀들(115)을 지지하는 지지기판(110)을 구비한다.
한편, 상기 '외장재'는 커튼월, 판넬, 창호 등을 포함하는 의미로 해석되어야 한다. 즉, 본 발명에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조는 커튼월, 판넬 및, 창호의 구조 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 아래에서는 건물의 외벽에 설치되는 커튼월 구조인 것으로 설명하기로 한다.
상기 다수의 태양전지셀들(115)은 수직방향 및 수평방향으로 나란하게 배열되어 설치될 수 있다. 상기 지지기판(110)은 매트릭스 형태로 고정되며 건물의 외벽에 형성된다.
한편, BIPV 외장재 구조(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 단순 행과 열을 갖는 것으로 도시되었으나, 이는 건물의 층간 부분인 스팬드럴부(spandrel part) 및/또는 창호에 해당하는 비젼부(vision part)에 모두 적용 가능하다. 또한, 건물의 층수에 따라 복수의 행과 열을 갖도록 이루어질 수 있다.
상기와 같이 상부열과 하부열로 이루어진 태양전지셀들(115)은 직렬연결 및/또는 병렬연결의 전선(117) 배선구조를 선택적으로 채택할 수 있다. 즉, 태양전지셀들(115)의 접속 배선함(116)으로부터 인출된 양극(+) 및 음극(-)의 전선(117)들이 연결된다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 상부열의 태양전지셀들(115)은 직렬연결된 상태를 나타내고 있으며, 하부열의 태양전지셀들(115)은 직렬연결된 전선이 병렬연결된 상태를 나타내고 있다.
여기서, 각 태양전지셀들(115)에 마련된 접속 배선함(116)으로부터 인출된 양극과 음극의 전선(117)이 서로 반대극을 갖는 전선(117)끼리 결선되도록 전선(117)의 끝단에 커넥터(118)가 설치된다. 이때, 상기 '결선'이라 함은 서로 반대극을 갖는 전선들(117)이 커넥터(118)에 의하여 전기적, 기계적으로 연결된 상태를 의미한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수평으로 배열된 태양전지셀들(115)로부터 인출된 전선(117)이 수평방향으로 연결된다. 이때, 하나의 태양전지셀들(115)로부터 인출된 양극의 전선(117)은 이웃하는 태양전지셀들(115)의 음극의 전선(117)과 직렬연결되고, 최외측에 마련된 각 태양전지셀들(115)은 서로 반대극을 갖는 전선들(117)이 결선되도록 이루어진다.
이와 같이, BIPV 외장재 구조(100)는 전선(117)이 선택적으로 직렬 및/또는 병렬연결되어 건물 자체적으로 전기 에너지를 생산할 수 있도록 구현된다.
도 2는 발명의 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조의 측면을 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 지지기판(110), 상부 기판(120)을 관통하는 홀(200)이 형성되고, 상기 홀(200)을 메우도록 고정부재(300)가 형성된다. 상기 고정부재(300)는 볼트로 형성될 수 있다.
덮개부(310)는 상기 고정부재(300)와 일체로 형성될 수 있고, 상기 상부 기판(120)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 덮개부(310)에 의해 상부 기판(120)이 외부의 압력에 의해 분리되는 것을 방지할 수 있다. 상기 고정부재(300)는 연결부재(350)에 의해 건물의 외벽(400)과 고정될 수 있다. 도 2에서는 상기 홀(200)이 지지기판(110), 상부 기판(120)을 관통하도록 형성되었으나, 상기 지지기판(110)의 일부에 리세스가 형성되고 상기 고정부재(300)가 상기 리세스를 메우도록 접하는 형상으로 형성될 수도 있다.
또한, 연결부재(350)가 알루미늄과 같은 도전성 금속 물질로 구성된 경우 태양전지셀들(115)에서 발생되는 열이 용이하게 전달되어 방열 효과를 기대할 수 있다.
그리고, 지지기판(110)을 관통하는 홀(200)을 통해 고정부재(300)와 건물의 외벽(400)이 연결되므로, 태양전지 모듈을 접합시키기 위해 별도의 접합기판을 형성할 필요가 없으므로, 생산성이 향상될 수 있다.
상기 지지기판(110) 및 상부 기판(120) 사이에는 보호막(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 보호막은 태양전지 셀들(115)의 상부에 배치된 상태에서 라미네이션 공정에 의해 태양전지 셀들(115)과 일체화되는 것으로, 습기 침투로 인한 부식을 방지하고 태양전지 셀들(115)을 충격으로부터 보호한다. 이러한 보호막은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)와 같은 물질로 이루어질 수 있다. 상기 보호막은 태양전지 셀들(320)의 하부에도 형성될 수 있다.
상기 보호막 위에 위치하는 상부 기판(120)은 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 기판(120)은 빛의 산란 효과를 높이기 위해서 내측면이 엠보싱(embossing) 처리될 수 있다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조의 상면을 나타내는 도면이다. 도 4는 발명의 다른 실시예에 따른 건물 일체형 태양광 외장재 구조의 상면을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면 상부 기판(120)의 일면에 커버층(520)을 형성한다. 상기 커버층(520)은 상기 태양전지 셀들(115)과 접하는 상부 기판(120)의 일면에 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 지지기판(110)의 상면에 태양전지 셀들(115)이 형성되고, 상기 셀들(115)과 연결되도록 버스 바(117)가 형성되는데 상기 버스 바(117) 및 후면전극층이 노출되면 미관상 좋지 않으므로 상기와 같이 상기 태양전지 셀들(115)과 접하는 상부 기판(120)의 일면에 커버층(520)을 형성하여 이러한 문제를 해결할 수 있다.
상기 커버층(520)은 상기 상부 기판(120)의 모서리에 위치하는 네개의 홀(200)을 연결하도록 형성될 수 있다. 상기 커버층(520)은 상기 홀(200)을 덮지 않도록 형성될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 홀(200)을 덮도록 형성될 수도 있다.
상기 커버층(520)은 방수재로 형성될 수 있으며, 부틸(butyl)계로 형성될 수 있다.
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 (10)

  1. 적어도 하나의 제1홀이 형성되는 지지기판;
    상기 지지기판의 상부에 형성되는 태양전지 셀들;
    상기 태양전지 셀들의 상부에 형성되는 상부 기판; 및,
    상기 홈을 메우도록 형성되는 고정부재;를 포함하는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 기판에 형성되는 제2홀을 더 포함하고, 상기 제2홀은 상기 제1 홀과 수직으로 중첩하는 위치에 형성되는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 제1홀 및 제2홀을 메우도록 형성되는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정부재는 볼트로 형성되는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 고정부재와 일체로 형성되는 덮개부를 포함하고, 상기 덮개부는 상기 상부 기판의 일부를 덮도록 형성되는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정부재와 접하고, 건물의 외벽과 연결되는 연결부재;를 더 포함하는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연결부재는 알루미늄과 같은 도전성 금속 물질로 형성되는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1홀은 상기 지지기판의 모서리 영역에 형성되는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부기판의 일면에 형성되고, 상기 상부기판의 둘레 영역에 형성되는 커버층;을 더 포함하는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
  10. 적어도 하나의 리세스가 형성되는 지지기판;
    상기 지지기판의 상부에 형성되는 태양전지 셀들;
    상기 태양전지 셀들의 상부에 형성되는 상부 기판; 및,
    상기 리세스를 메우도록 형성되는 고정부재;를 포함하는 건물 일체형 태양광 외장재 구조.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20090132662A (ko) * 2008-06-23 2009-12-31 성기태 집광부가 구성된 태양광 모듈
KR100923219B1 (ko) * 2009-06-11 2009-10-27 (주)선우 발코니 난간 대용 태양전지 셀이 구비된 창호
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