KR20140010888A

KR20140010888A - 태양전지 모듈간 결합 구조

Info

Publication number: KR20140010888A
Application number: KR1020130077286A
Authority: KR
Inventors: 송남규; 김종환; 박용희; 정준혁
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2014-01-27
Also published as: JP2014022728A; CN103546095A; US20140014164A1; EP2685509A1

Abstract

본 발명은 태양전지 모듈간 결합 구조에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 태양전지 어레이는, 제1 방향을 따라 연장된 제1 면과, 상기 제1 면에 형성되고 상기 제1 방향을 따라 연장된 제1 삽입 홀을 포함하는 프레임을 각각 구비한 복수의 태양전지 모듈 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 복수의 태양전지 모듈 중 인접한 두 개의 모듈들을 연결하기 위한 고정부재를 포함하고, 상기 고정부재는, 상기 인접한 두 개의 모듈들의 상기 제1 삽입 홀들에 각각 안착되는 제1 체결부와 제2 체결부를 포함하며, 상기 제1 삽입 홀들 각각은, 가이드부와 삽입부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부를 상기 각각의 가이드부들로 안내하기 위해 상기 삽입부로부터 벤딩될 수 있다.

Description

태양전지 모듈간 결합 구조{Connecting structure of solar cell modules}

본 발명은 태양전지 모듈간 결합 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 모듈간의 결합 및 얼라인먼트를 용이하게 할 수 있는 태양전지 모듈간 결합 구조에 관한 것이다.

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

태양전지란 광기전력 효과(Photovoltaic effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 그 구성 물질에 따라서 실리콘 태양전지, 박막형 태양전지, 염료감응형 태양전지 및 유기고분자형 태양전지 등으로 구분할 수 있다.

한편, 태양전지를 이용한 태양광 발전장치는, 태양전지가 직렬 혹은 병렬로 연결된 복수의 태양전지 모듈들을 연결하여 이루는 어레이(Array)를 포함하는데, 종래에는 태양전지 모듈의 프레임에 스크류 홀을 가공 한 후, 스크류 홀의 형합홀이 형성된 연결판 등을 이웃한 태양전지 모듈들 사이에 배치시킨 다음, 형합홀과 스크류 홀과 결합하는 스크류 조립에 의해 복수의 태양전지 모듈들을 연결하여 어레이를 형성하였다. 그러나, 이와 같은 방법은 스크류 홀을 형성하기 위한 작업의 난이성, 스크류 홀과 형합홀 사이의 불일치시 복수의 태양전지 모듈들 간의 얼라인먼트가 용이하지 않은 점 등의 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 태양전지 모듈간의 결합과 얼라인먼트를 용이하게 할 수 있는 태양전지 모듈간 결합 구조를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 태양전지 어레이는, 제1 방향을 따라 연장된 제1 면과, 상기 제1 면에 형성되고 상기 제1 방향을 따라 연장된 제1 삽입 홀을 포함하는 프레임을 각각 구비한 복수의 태양전지 모듈 및 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 복수의 태양전지 모듈 중 인접한 두 개의 모듈들을 연결하기 위한 고정부재를 포함하고, 상기 고정부재는, 상기 인접한 두 개의 모듈들의 상기 제1 삽입 홀들에 각각 안착되는 제1 체결부와 제2 체결부를 포함하며, 상기 제1 삽입 홀들 각각은, 가이드부와 삽입부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부를 상기 각각의 가이드부들로 안내하기 위해 상기 삽입부로부터 벤딩될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고정부재는 반아령 형태일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 각각은 반구 형상일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고정부재는 상기 고정부재의 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에서 연결된 연결부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 삽입부는 상기 제1 방향을 따라 상기 가이드부까지 연장되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향에 따른 상기 가이드부의 폭이 상기 삽입부의 폭보다 클 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고정부재가 상기 가이드부 내에서 회전 가능하도록 상기 가이드부는 상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부와 대응하는 형상을 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 가이드부의 일측은 상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부의 곡률과 동일한 곡률을 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 가이드부의 일측은, 상기 대응하는 가이드부 내에서 상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부의 고정을 위해 구성된 제1 고정부를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 고정부와 맞물리도록 구성된 제2 고정부를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 적어도 어느 하나는 탄성력을 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 하나는 홈 또는 단차를 가지고, 상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 다른 하나는 돌기를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 삽입부는 상기 제1 방향으로 연장된 복수의 삽입부들을 포함하고, 상기 가이드부는 복수의 가이드부들을 포함하며, 상기 삽입부들과 가이드부들은 서로 교번적으로 배치되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향에 따른 상기 가이드부들 각각의 폭은 상기 삽입부들 중 대응하는 하나의 삽입부의 폭보다 클 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 프레임은, 상기 제1 면의 단부로부터 상기 제2 방향을 따라 연장된 제2 면을 더 포함하고, 상기 제1 삽입 홀의 일부는 상기 제2 방향을 따라 상기 제2 면 내로 연장될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 태양전지 모듈 중 어느 하나의 태양전지 모듈은 상기 프레임의 상기 제2 면을 따라 연장된 제2 삽입홀을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 인접한 두 개의 모듈들의 상기 제1 삽입홀들은, 상기 제2 방향으로 서로 마주보고, 서로 대칭 형상일 수 있다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 고정부재는, 인접한 태양전지 모듈들을 연결하기 위한 고정부재로써, 제1 체결부, 제2 체결부 및 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부와 각각 연결된 일단과 타단을 구비한 연결부를 포함하고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 따른 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부의 폭들은 상기 연결부의 폭보다 넓고, 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부 각각의 단면은 곡선인 측과 직선인 측을 포함하며, 상기 제1 방향이 상기 단면에 대해 기준이 되고, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부가 각각 상기 인접한 태양전지 모듈들의 삽입 홀에 안착될 때, 상기 고정부재는 상기 제1 방향을 따라 연장된 축 주위로 회전 가능하도록 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고정부재는 반아령 형태일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 연결부의 단면은 직사각형, 원형 또는 반원 형상일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 고정부재는 상기 삽입 홀의 다른 부분에서는 회전 불가능하고, 상기 삽입 홀의 가이드 부 내에서 상기 제1 방향으로 연장된 축 주위로 회전 가능하도록, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 각각은 상기 삽입 홀의 상기 가이드 부에 대응하는 형상을 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 곡선인 측은 상기 삽입 홀의 상기 가이드 부의 일 측과 동일한 곡률을 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부 중 적어도 어느 하나는 제1 고정부를 포함하고, 상기 제1 고정부는 상기 삽입 홀의 상기 가이드 부의 일측 상의 제2 고정부와 맞물리도록 구성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부 각각은 반원통 형상일 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부 각각은, 상기 제1 방향을 따라 서로 이격된 두 개의 반원통부들을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 곡선인 측은 다른 곡률반경을 가지는 적어도 두 개의 섹션(Section)들을 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 방향에 따른 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부 각각의 단면은 테이퍼(Taper) 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 태양전지 모듈간의 결합과 얼라인먼트를 용이하게 할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈간 결합 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1a의 태양전지부를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1a의 고정부재를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1a의 태양전지 모듈의 I-I'단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1a의 태양전지 모듈간 결합 방법을 도시한 도면들이다.
도 6a는 도 1a의 태양전지 모듈간 결합 구조의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6b는 도 1a의 태양전지 모듈간 결합 구조의 다른 변형예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1a의 태양전지 모듈간 결합 구조의 또 다른 변형예를 도시한 도면들이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다른 고정부재들을 도시한 도들이다.

이하의 도면에서, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한, 각 구성요소의 설명에 있어서, 상(on)에 또는 하(under)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(on)과 하(under)는 직접(directly) 또는 다른 구성요소를 개재하여(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함하며, 상(on) 또는 하(under)에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 또한, 동일한 구성요소에 대하여서는 비록 다른 도면에 도시되어 있다 하더라도 동일한 식별부호를 사용한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈간 결합 구조를 개략적으로 도시한 도, 도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈을 개략적으로 도시한 도, 도 2는 도 1a의 태양전지부를 도시한 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1a의 고정부재를 도시한 도, 도 4는 도 1a의 태양전지 모듈의 I-I'단면을 도시한 단면도, 그리고 도 5는 도 1a의 태양전지 모듈간 결합 방법을 도시한 도면들이다.

도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 모듈간 결합구조는, 서로 이웃하게 배치된 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2)을 결합하는 구조로써, 제1 태양전지 모듈(1)에 형성된 제1 삽입 홀(211)과 제2 태양전지 모듈(2)에 형성된 제2 삽입 홀(212)에 고정부재(300)를 밀어 넣는 것에 의해 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2)이 결합할 수 있는 구조이다.

먼저, 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2)은 서로 동일한 형상인 장방형으로 형성될 수 있으며, 가대(미도시) 등에 놓여진 후 서로 연결되어 어레이(Array)를 형성한다.

제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2) 각각은 태양전지부(100)와 태양전지부(100)의 가장자리에 결합된 프레임(200)을 포함한다. 한편, 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2)은 서로 구성이 동일하므로, 이하에서는 설명의 편의상 제1 태양전지 모듈(1)을 대상으로 설명한다. 또한, 제1 태양전지 모듈(1)은 제1 방향(x), 제1 방향(x)과 수직인 제2 방향(y)과 제1 방향(x) 및 제2 방향(y)과 수직인 제3 방향(z)을 참조하여 설명하기로 한다. 일 예로, 제1 방향(x)은 제1 태양전지 모듈(1)의 높이 방향일 수 있고, 제2 방향(y)은 제1 태양전지 모듈(1)의 폭 방향, 그리고 제3 방향(z)은 제1 태양전지 모듈(1)의 두께 방향일 수 있다.

태양전지부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 태양전지(110), 복수의 태양전지(110)를 전기적으로 연결하여 태양전지 스트링(130)을 이루는 리본(120), 복수의 태양전지(110)의 상부에 위치하는 제1 밀봉 필름(140)과 전면 기판(160), 그리고 복수의 태양전지(110)의 하부에 위치하는 제2 밀봉 필름(150)과 후면 기판(170)을 포함할 수 있다.

태양전지(110)는 태양 에너지를 전기 에너지로 변화하는 반도체 소자로써, 예를 들어, 태양전지(110)는 실리콘 태양전지(silicon solar cell), 화합물 반도체 태양전지(compound semiconductor solar cell), 염료감응형 태양전지(dye-sensitized solar cell) 또는 적층형 태양전지(tandem solar cell) 등일 수 있다.

리본(120)은 복수의 태양전지(110)를 전기적으로 직렬, 병렬 또는 직병렬로 연결하여 태양전지 스트링(130)을 이룬다. 구체적으로, 리본(120)은 태양전지(110)의 수광면 상에 형성된 전면 전극과, 인접한 다른 태양전지(110)의 이면 상에 형성된 후면 전극을 태빙공정에 의해 연결할 수 있다. 태빙공정은 태양전지(110)의 일면에 플럭스(flux)를 도포하고, 플럭스(flux)가 도포된 태양전지(110)에 리본(120)을 위치시킨 다음, 소성 과정을 거쳐 행할 수 있다. 또는, 태양전지(110)의 일면과 리본(120) 사이에 전도성 필름(미도시)을 부착시킨 다음, 열 압착에 의해 복수의 태양전지(110)를 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있다.

한편, 각 태양전지 스트링(130)은, 버스 리본(125)에 의해 전기적으로 접속될 수 있다. 구체적으로 버스 리본(125)은 복수 열 종대로 배치되는 태양전지 스트링(130)의 양단에 횡으로 배치되어, 태양전지 스트링(130)의 리본(120) 양끝단을 교대로 연결할 수 있다. 또한, 도면에 도시하지는 않았으나, 버스 리본(125)은 태양전지 모듈(100)의 배면에 배치되는 정션 박스(미도시)와 연결된다.

제1 밀봉 필름(140)은 태양전지(110)의 수광면에 위치하고, 제2 밀봉 필름(150)은 태양전지(110)의 이면에 위치한다. 제1 밀봉 필름(140)과 제2 밀봉 필름(150)은 라미네이션에 의해 접착하여, 태양전지(110)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소 등을 차단한다.

제1 밀봉 필름(140)과 제2 밀봉 필름(150)은 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 에틸렌초산비닐 부분 산화물, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등이 사용될 수 있다.

전면 기판(160)은 제1 밀봉 필름(140) 상에 위치하며, 광 투광성이 우수한 유리(Glass), 또는 고분자 재질 등으로 형성될 수 있다. 또한, 외부의 충격 등으로부터 태양전지(110)를 보호하기 위해, 전면 기판(160)은 강화유리로 형성되는 것이 바람직하며, 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해, 전면 기판(160)은 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리로 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

후면 기판(170)은 태양전지(110)의 이면에서 태양전지(110)를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 하며, Polyvinyl Fluoride/ /PET/Polyvinyl Fluoride의 적층형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서는 태양전지부(100)가 결정질 태양전지(110)를 포함하는 것을 설명하였으나, 이에 한정하지 않으며 태양전지부(100)는 박막형 태양전지, 염료감응형 태양전지 또는 유기고분자형 태양전지를 포함할 수 있다.

다시 도 1a를 참조하면, 태양전지부(100)의 가장자리에는 프레임(200)이 결합하며, 프레임(200)에는 제1 삽입 홀(211)이 형성된다.

제1 삽입 홀(211)은 제1 태양전지 모듈(1)의 프레임(200)의 제1 면(202)을 따라 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 삽입 홀(211)은 프레임(200)의 제1 면(202)으로부터 제1 태양전지 모듈(1)의 제2 방향(y)으로 일정 깊이까지 연장되고, 제1 면(202)과 수직한 제2 면(204)을 관통하여 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 방향(x)을 따라 형성된 홈일 수 있다.

또한, 제1 삽입 홀(211)의 높이는 제1 태양전지 모듈(1)의 제3 방향(z)에 대응하되, 프레임(200)의 제1 면(202)으로부터 제1 태양전지 모듈(1)의 제2 방향(y)으로 진행함에 따라, 일정한 높이를 유지하다가 반구 형상을 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 제1 삽입 홀(211)의 형상은 도 3에서 후술하는 체결부재(도 3의 300)의 모양과 동일하다.

한편, 제1 태양전지 모듈(1)과 이웃하는 제2 태양전지 모듈(2)에 형성된 제2 삽입 홀(212)은, 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 방향(x)을 기준으로 상술한 제1 삽입 홀(211)과 대칭으로 형성된다. 이와 같은 제1 삽입 홀(211)과 제2 삽입 홀(212)에는 하나의 고정부재(300)가 동시에 삽입됨으로써, 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2)은 결합될 수 있다.

도 1b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈을 개략적으로 도시한 도로, 도 1b를 참조하면, 제3 삽입 홀(213)이 제2 면(204)을 따라 더 형성될 수 있다. 따라서, 제1 태양전지 모듈(1)은 제2 방향(y)뿐 아니라, 제1 방향(x)으로도 제3 태양전지 모듈(미도시)과 결합될 수 있다.

도 3은 고정부재(300)의 평면도(A), 정면도(B) 및 측면도(C)를 도시하고 있다. 도 3을 참조하면, 고정부재(300)는 두 개의 체결부(320)와 두 개의 체결부(320)를 서로 연결하는 연결부(310)를 포함하여 구성된다.

두 개의 체결부(320)는 반구 형상을 가지며, 각각 제1 삽입 홀(211)과 제2 삽입 홀(212)에 삽입된다. 두 개의 체결부(320)가 제1 삽입 홀(211)과 제2 삽입 홀(212)에 삽입되었을 때, 연결부(310)는 제1 삽입 홀(211)과 제2 삽입 홀(212) 내에서 고정되므로, 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2)이 서로 분리되지 않도록 할 수 있다. 연결부(310)의 단면은 직사각형, 원형, 반원 등의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 다양한 형상을 가질 수 있다.

한편, 도 4는 도 1a의 I-I'단면을 도시한 도로, 제1 삽입 홀(211)을 보다 구체적으로 도시하고 있다. 도 4를 참조하면, 제2 면(204)을 관통하여 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 방향(x)을 따라 형성된 제1 삽입 홀(211)은 안착부(220)까지 연장되어 형성된다.

안착부(220)는 제1 삽입 홀(211)에 삽입된 체결부(도 3의 320)가 안착되는 영역으로, 안착부(220)는 제1 삽입 홀(211)이 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 방향(x)을 따라 진행하다가 아랫쪽으로 90˚ 꺾인 형상을 가진다. 예를 들어, 제1 삽입 홀(211)과 안착부(220)는 서로 연결되어 'L'형상을 가진 개구를 형성한다.

안착부(220)는 곡면의 가이드부(222)와 제1 태양전지 모듈(1)의 제3 방향(z)으로 형성된 걸림턱(224)으로 구성된다.

가이드부(222)는 제1 삽입 홀(211)과 안착부(220)가 연속적으로 형성되도록 하며, 체결부(도 3의 320)가 가지는 반구 형상과 동일한 곡률반경을 가지고 체결부(도 3의 320)의 삽입방향으로 볼록한 형상을 가지고 형성된다.

즉, 가이드부(222)는 오목한 면을 포함한다. 오목한 면은 부분적인 원형의 단면일 수 있다. 여기서, 부분적인 원형의 단면은 제1 방향(x)과 제3 방향(z)이 교차하는 단면일 수 있다. 또한, 부분적인 원형은 75˚ 내지 180˚, 바람직하게는 90˚ 내지 180˚, 더 바람직하게는 125˚ 내지 180˚, 더 바람직하게는 140˚ 내지 180˚의 각을 가지는 원호(arc of a circle)일 수 있다. 또한, 오목한 면은 부분적인 구 또는 원통일 수 있다. 부분적인 구 또는 원통은 오목한 면은, 안착부(220)와 동일한 반경을 가지는 구의 면적의 25% 내지 55%, 바람직하게는 35% 내지 55%, 더 바람직하게는 40 내지 50%일 수 있다.

걸림턱(224)은 체결부(도 3의 320)가 안착부(220)에 안착되었을 때, 체결부(도 3의 320)의 하면과 접하는 영역으로, 안착부(220)에 안착된 체결부(도 3의 320)가 제1 태양전지 모듈(1)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 5는 도 1a의 태양전지 모듈간 결합구조의 결합 방법을 도시한 도로, 도 5를 참조하여 태양전지 모듈간 결합구조의 결합 방법을 설명한다. 이하에서는 설명의 편의상 체결부(320)의 체결모습을 도시하고 설명하기로 한다.

태양전지 모듈간 결합구조의 결합 방법은, 먼저 도 5의 (A)와 같이 체결부(320)가 제1 삽입 홀(211)에 삽입 된 후, 가이드부(222)를 만날 때까지 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 방향(x)을 따라 진행한다.

한편, 가이드부(222)는 체결부(320)와 동일한 형상을 가지도록 일정한 곡률반경을 가지고 형성되므로, 체결부(320)에 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 방향(x)으로 힘이 계속 인가된다면, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 체결부(320)는 가이드부(222)를 따라 안착부(220) 내에서 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 방향(x)과 수직한 방향으로 회전하게 된다. 즉, 체결부(320)는 제2 방향(y)으로 연장된 축 주위로 회전한다.

가이드부(222)를 따라 회전하던 체결부(320)는 도 5의 (C)와 같이 밑면이 걸림턱(224)에 접하면서 안착부(220)에 안착되며, 이에 의해 체결부(320)와 제1 태양전지 모듈(1) 간의 체결은 완료된다.

한편, 상술한 바와 같이, 고정부재(도 3의 300)는 연결부(도 3의 310)에 의해 두 개의 체결부(320)가 연결되고, 두 개의 체결부(320)는 각각 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 삽입 홀(211)과 제2 태양전지 모듈(도 1a의 2)의 제2 삽입 홀(도 1a의 212)에 동시에 삽입된다. 또한, 연결부(도 3의 310)는 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(도 1a의 2) 사이에서 외부로 노출될 수 있는 바, 고정부재(도 3의 300)는 연결부(도 3의 310)에 힘을 가함으로써, 동시에 제1 태양전지 모듈(1) 및 제2 태양전지 모듈(도 1a의 2)에 삽입될 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 고정부재(도 3의 300)를 단순히 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2)에 각각 형성된 제1 삽입 홀(211)과 제2 삽입 홀(212)에 밀어 넣는 것만으로, 서로 이웃하게 배치된 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(2)을 용이하게 결합시키고, 얼라인먼트를 맞출 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 도 1a의 태양전지 모듈간 결합 구조의 변형예를 도시한 도이다.

먼저, 도 6a은 도 5의 (C)와 같이 체결부(320)가 안착부(220)에 안착된 상태를 도시하나, 설명의 편의상, 체결부(320)를 안착부(220)로부터 분리하여 도시하고 있다. 체결부(320), 안착부(220), 가이드부(222) 등은 도 3 내지 도 5에서 도시하고 설명한 바와 동일하므로, 이하에서는 차이점만을 설명한다.

도 6a를 참조하면, 가이드부(222)에는 제1 고정부(226)가 형성되고, 체결부(320)에는 제1 고정부(226)와 체결되는 제2 고정부(330)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 고정부(226)는 돌기 일 수 있으며, 제2 고정부(330)는 돌기와 형합하는 홈 일 수 있다.

일 예로, 제1 고정부(226)는, 가이드부(222)를 따른 체결부(320)의 회전방향으로 돌출된 형상으로, 탄성력을 가지고 형성될 수 있다. 따라서, 제1 고정부(226)는 체결부(320)가 가이드부(222)와 접한 상태에서 회전할 때, 체결부(320)의 표면에 의해 눌려지며, 체결부(320)가 안착부(220)에 안착되면, 탄성력에 의해 원 상태로 복구되고 안착부(220)에 형성된 제2 고정부(330)와 결합하여 맞물리게 된다. 따라서, 체결부(320)가 안착부(220)에 안착시, 체결부(320)가 프레임(200)으로부터 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 도 6a에서는 제1 고정부(226)가 한 개의 돌기로 형성된 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 도 6b에 도시된 바와 같이 제1 고정부(226)는 두 개 이상의 돌기가 형성될 수 있다. 또한, 제1 고정부(226)가 홈일 수 있으며, 제2 고정부(330)가 돌기일 수도 있다.

도 7은 도 1a의 태양전지 모듈간 결합 구조의 다른 변형예를 도시한 도이다.

도 7은 도 5의 (A)와 같이 체결부(320)가 제1 삽입 홀(211)에 삽입 되는 상태를 도시하고 있다. 프레임(200), 체결부(320), 제1 삽입 홀(211) 등은 도 1 내지 도 5에서 도시하고 설명한 바와 동일하므로, 이하에서는 차이점만을 설명한다.

도 7을 참조하면, 제1 삽입 홀(211)이 제1 태양전지 모듈(1)의 제1 방향(x)을 따라 프레임(200) 내에 형성되고, 제1 삽입 홀(211)은 복수개의 안착부(220A~220C)와 연결된다.

도 7에서는 세 개의 제1 안착부(220A), 제2 안착부(220B) 및 제3 안착부(220C)가 형성된 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.

제1 삽입 홀(211)에는 순차적으로 복수 개의 체결부재(도 3의 300)가 삽입되며, 제1 안착부(220A), 제2 안착부(220B) 및 제3 안착부(220C)에는 각각 체결부(320)가 안착된다.

따라서, 제1 태양전지 모듈(1)과 제2 태양전지 모듈(도 1a의 2) 간의 결합력이 더욱 향상될 수 있다.

도 8 내지 도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다른 고정부재들을 도시한 도면들이다.

도 8은 고정부재(400)의 평면도(A), 정면도(B) 및 측면도(C)를 도시하고 있다. 도 8을 참조하면, 고정부재(400)는 두 개의 체결부(420)와 두 개의 체결부(420)를 서로 연결하는 연결부(410)를 포함한다. 두 개의 체결부(420) 각각은 반원통형상을 가진다. 연결부(410)의 단면은 직사각형, 원형 또는 반원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 9는 고정부재(500)의 평면도(A), 정면도(B) 및 측면도(C)를 도시하고 있다. 도 9를 참조하면, 고정부재(500)는 두 개의 체결부(520)와 두 개의 체결부(520)를 서로 연결하는 제1 연결부(510)를 포함한다.

두 개의 체결부(520) 각각은 제1 방향을 따라 서로 이격된 두 개의 반원통부들(520a, 520b)을 포함한다. 두 개의 반원통부들(520a, 520b)은 제2 연결부(530)에 의해 서로 연결될 수 있다. 제2 연결부(530)는 제1 연결부(510)와 연속적으로 형성될 수 있다. 제1 연결부(510) 및 제2 연결부(530)의 단면은 직사각형, 원형 또는 반원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 10은 고정부재(600)의 평면도(A), 정면도(B) 및 측면도(C)를 도시하고 있다. 도 10을 참조하면, 고정부재(600)는 두 개의 체결부(620)와 두 개의 체결부(620)를 서로 연결하는 연결부(610)를 포함한다.

여기서, 두 개의 체결부(620) 각각의 단면은 곡선인 측(620a)과 직선인 측(620b)을 포함하며, 곡선인 측(620a)은 다른 곡률반경을 가지는 적어도 두 개의 제1 섹션(620a1)과 제2 섹션(620a2)를 포함한다.

제1 섹션(620a1)은 체결부와 동일한 반경을 가지는 반원통부 면적의 25% 내지 50%일 수 있으며, 바람직하게는 30% 내지 45%, 더 바람직하게는 35 내지 40%일 수 있다.

제2 섹션(620a2)는 플랜지(flange)일 수 있다. 플랜지(flange)는 안착부의 대응하는 섹션에 끼워지고, 고정된다. 플랜지는 플렉서블한 성질을 가질 수 있으며, 체결부(620)와 안착부간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

연결부(610)의 단면은 직사각형, 원형 또는 반원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 11은 고정부재(700)의 평면도(A), 정면도(B) 및 측면도(C)를 도시하고 있다. 도 11을 참조하면, 고정부재(700)는 두 개의 체결부(720)와 두 개의 체결부(720)를 서로 연결하는 연결부(710)를 포함한다.

여기서, 제1 방향에 따른 두 개의 체결부(720) 각각의 단면은 테이퍼(Taper) 형상을 가질 수 있다. 또한, 연결부(710)의 단면은 직사각형, 원형 또는 반원 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 모듈간 결합 구조는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 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.

1: 제1 태양전지 모듈 2: 제2 태양전지 모듈
100: 태양전지부 200: 프레임
211: 제1 삽입 홀 212: 제2 삽입 홀
220: 안착부 222: 가이드부
300: 고정부재 310: 연결부
320: 체결부

Claims

제1 방향을 따라 연장된 제1 면과, 상기 제1 면에 형성되고 상기 제1 방향을 따라 연장된 제1 삽입 홀을 포함하는 프레임을 각각 구비한 복수의 태양전지 모듈; 및
상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장되고, 상기 복수의 태양전지 모듈 중 인접한 두 개의 모듈들을 연결하기 위한 고정부재;를 포함하고,
상기 고정부재는, 상기 인접한 두 개의 모듈들의 상기 제1 삽입 홀들에 각각 안착되는 제1 체결부와 제2 체결부를 포함하며,
상기 제1 삽입 홀들 각각은, 가이드부와 삽입부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부를 상기 각각의 가이드부들로 안내하기 위해 상기 삽입부로부터 벤딩된 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 고정부재는 반아령 형태인 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 각각은 반구 형상인 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 고정부재는 상기 고정부재의 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 사이에서 연결된 연결부를 더 포함하는 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 삽입부는 상기 제1 방향을 따라 상기 가이드부까지 연장되고, 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향에 따른 상기 가이드부의 폭이 상기 삽입부의 폭보다 큰 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 고정부재가 상기 가이드부 내에서 회전 가능하도록 상기 가이드부는 상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부와 대응하는 형상을 가지는 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 가이드부의 일측은 상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부의 곡률과 동일한 곡률을 가지는 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 가이드부의 일측은, 상기 대응하는 가이드부 내에서 상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부의 고정을 위해 구성된 제1 고정부를 포함하는 태양전지 어레이.
제8항에 있어서,
상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 고정부와 맞물리도록 구성된 제2 고정부를 포함하는 태양전지 어레이.
제9항에 있어서,
상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 적어도 어느 하나는 탄성력을 가지는 태양전지 어레이.
제9항에 있어서,
상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 하나는 홈 또는 단차를 가지고, 상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 다른 하나는 돌기를 가지는 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 삽입부는 상기 제1 방향으로 연장된 복수의 삽입부들을 포함하고, 상기 가이드부는 복수의 가이드부들을 포함하며, 상기 삽입부들과 가이드부들은 서로 교번적으로 배치되고,
상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 수직한 제3 방향에 따른 상기 가이드부들 각각의 폭은 상기 삽입부들 중 대응하는 하나의 삽입부의 폭보다 큰 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 프레임은, 상기 제1 면의 단부로부터 상기 제2 방향을 따라 연장된 제2 면을 더 포함하고, 상기 제1 삽입 홀의 일부는 상기 제2 방향을 따라 상기 제2 면 내로 연장된 태양전지 어레이.
제13항에 있어서,
상기 복수의 태양전지 모듈 중 어느 하나의 태양전지 모듈은 상기 프레임의 상기 제2 면을 따라 연장된 제2 삽입홀을 더 포함하는 태양전지 어레이.
제1항에 있어서,
상기 인접한 두 개의 모듈들의 상기 제1 삽입홀들은, 상기 제2 방향으로 서로 마주보고, 서로 대칭 형상인 태양전지 어레이.
인접한 태양전지 모듈들을 연결하기 위한 고정부재로써,
제1 체결부;
제2 체결부; 및
제1 방향을 따라 연장되고, 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부와 각각 연결된 일단과 타단을 구비한 연결부;를 포함하고,
상기 제1 방향과 수직한 제2 방향에 따른 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부의 폭들은 상기 연결부의 폭보다 넓고,
상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부 각각의 단면은 곡선인 측과 직선인 측을 포함하며, 상기 제1 방향이 상기 단면에 대해 기준이 되고,
상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부가 각각 상기 인접한 태양전지 모듈들의 삽입 홀에 안착될 때, 상기 고정부재는 상기 제1 방향을 따라 연장된 축 주위로 회전 가능하도록 구성된 고정부재.
제16항에 있어서,
상기 고정부재는 반아령 형태인 고정부재.
제16항에 있어서,
상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 각각은 반구 형상인 고정부재.
제16항에 있어서,
상기 연결부의 단면은 직사각형, 원형 또는 반원 형상인 고정부재.
제16항에 있어서,
상기 고정부재는 상기 삽입 홀의 다른 부분에서는 회전 불가능하고, 상기 삽입 홀의 가이드 부 내에서 상기 제1 방향으로 연장된 축 주위로 회전 가능하도록, 상기 제1 체결부와 상기 제2 체결부 각각은 상기 삽입 홀의 상기 가이드 부에 대응하는 형상을 가지는 고정부재.
제20항에 있어서,
상기 곡선인 측은 상기 삽입 홀의 상기 가이드 부의 일 측과 동일한 곡률을 가지는 고정부재.
제20항에 있어서,
상기 제1 체결부 또는 상기 제2 체결부 중 적어도 어느 하나는 제1 고정부를 포함하고, 상기 제1 고정부는 상기 삽입 홀의 상기 가이드 부의 일측 상의 제2 고정부와 맞물리도록 구성된 고정부재.
제22항에 있어서,
상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 적어도 어느 하나는 탄성력을 가지는 고정부재.
제22항에 있어서,
상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 하나는 홈 또는 단차를 가지고, 상기 제1 고정부 또는 상기 제2 고정부 중 다른 하나는 돌기를 가지는 고정부재.
제16항에 있어서,
상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부 각각은 반원통 형상인 고정부재.
제16항에 있어서,
상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부 각각은, 상기 제1 방향을 따라 서로 이격된 두 개의 반원통부들을 포함하는 고정부재.
제16항에 있어서,
상기 곡선인 측은 다른 곡률반경을 가지는 적어도 두 개의 섹션(Section)들을 포함하는 고정부재.
제16항에 있어서,
상기 제1 방향에 따른 상기 제1 체결부 및 상기 제2 체결부 각각의 단면은 테이퍼(Taper) 형상을 가지는 고정부재.