KR20140030407A

KR20140030407A - 지지 프레임 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치

Info

Publication number: KR20140030407A
Application number: KR1020120094368A
Authority: KR
Inventors: 김정식; 문현록; 박상환; 김화년
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2014-03-12
Also published as: JP5775122B2; EP2703746B1; JP2014043766A; US9799786B2; US20140060624A1; KR101460719B1; CN103684234A; CN103684234B; EP2703746A1

Abstract

본 실시예에 따른 태양광 발전 장치용 지지 프레임은, 태양 전지 패널의 일면 쪽에 위치하는 제1 부분; 및 상기 태양 전지 패널의 타면 쪽에 위치하며 상기 제1 부분에 개폐 가능하게 결합되는 제2 부분을 포함하는 프레임부를 포함한다.

Description

지지 프레임 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치{SUPPORT FRAME AND PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 지지 프레임 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 태양 전지 패널을 고정 및 지지하는 지지 프레임 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치에 관한 것이다.

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

복수의 태양 전지를 구비하는 태양 전지 모듈을 가대 등에 고정하여 태양광 발전 장치를 형성한다. 종래에는 가대에 복수 개의 홀을 뚫고, 태양 전지 모듈에도 복수 개의 홀을 뚫고 이 홀에 스크류를 조립하여, 태양 전지 모듈을 가대에 고정하였다. 또는, 이와 함께 별도의 고정 브라켓을 사용하여 이 고정 브라켓에도 홀을 뚫고, 이 홀에 스크류를 조립하여 고정 브라켓을 태양 전지 모듈 및 가대에 고정하였다.

그런데, 이러한 방법에 의하면 복수의 홀을 형성하는 공정, 복수의 홀들을 얼라인(align)하는 공정, 스크류를 조립하는 공정 등을 수행하여야 하며, 스크류, 고정 브라켓 등 다양한 부품이 사용되므로 설치에 드는 시간 및 비용이 커지게 된다.

본 발명은 태양 전지 모듈을 지지 부재에 고정하기 위한 시간 및 비용을 절감할 수 있는 태양광 발전 장치를 제공하고자 한다.

본 실시예에 따른 태양광 발전 장치는 태양 전지 패널; 및 상기 태양 전지 패널의 일면 쪽에 위치하는 제1 부분 및 상기 태양 전지 패널의 타면 쪽에 위치하며 상기 제1 부분에 개폐 가능하게 결합되는 제2 부분을 포함하는 프레임부를 포함하는 지지 프레임을 포함한다. 상기 프레임을 개방한 상태에서 상기 태양 전지 패널을 삽입하는 것에 의하여 상기 태양 전지 패널이 상기 지지 프레임에 지지 및 고정된다.

본 실시예에서는 지지 프레임이 프레임부를 포함하여, 프레임부를 구비하지 않는 태양 전지 패널을 사용할 수 있다. 이에 따라 태양 전지 패널에 별도의 프레임부를 설치하기 위한 공정을 생략할 수 있어 시간 및 비용을 절감할 수 있다. 또한, 지지 프레임에 설치하기 위하여 태양 전지 패널을 이송할 때 별도의 프레임부 등에 의하여 태양 전지 패널이 손상되는 등의 문제를 방지할 수 있다.

그리고 태양 전지 패널을 프레임부에 삽입한 다음 프레임부를 닫고 고정하는 것에 의하여 태양 전지 패널이 고정되므로 복수의 홀을 형성하는 공정, 이들을 얼라인하기 위한 공정, 복수의 홀에 각각 체결 부재 등을 고정하는 공정 등을 모두 생략할 수 있다. 이에 따라 태양 전지 패널을 지지 프레임에 설치하는 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지지 프레임을 포함하는 태양광 발전 장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 태양광 발전 장치에 포함되는 태양 전지 패널의 일례를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 태양광 발전 장치의 지지부와 프레임부의 제1 부분을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1의 태양광 발전 장치의 태양 전지 패널 및 프레임부를 도시한 분해 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 장치에 적용될 수 있는 프레임부의 개방 상태를 도시한 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 장치에 적용될 수 있는 프레임부의 폐쇄 상태를 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.

도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 장치용 지지 프레임 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치를 좀더 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지지 프레임을 포함하는 태양광 발전 장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양광 발전 장치에 포함되는 태양 전지 패널의 일례를 도시한 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 발전 장치(100)는, 태양 전지 패널(10)과, 태양 전지 패널(10)을 지지 및 고정하는 지지 프레임(20)을 포함한다. 지지 프레임(20)은 개폐 가능하게 고정되어 태양 전지 패널(10)이 내부에 삽입되도록 하는 프레임부(30)를 포함한다. 그리고 지지 프레임(20)은 프레임부(30)가 고정되며 프레임부(30)를 지지하는 지지부(40)를 더 포함할 수 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.

도 2를 참조하면, 태양 전지 패널(10)은 적어도 하나 이상의 태양 전지 셀들(140)이 결합되어 구성될 수 있다. 일례로, 태양 전지 셀(140)로는 실리콘 태양 전지, 염료 감응 태양 전지, 화합물 반도체 태양전지, 탠덤형 태양 전지 방식의 태양 전지 셀이 적용될 수 있다.

도 2에는 실리콘 태양 전지 방식의 태양 전지 셀(140)을 포함하는 태양 전지 패널(10)이 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 태양 전지 패널(10)은, 전면 기판(110)과 후면 기판(120) 사이에 위치하는 하나 또는 복수의 태양전지 스트링(150)을 포함할 수 있다. 태양전지 스트링(150)은 직렬, 병렬 또는 직병렬 연결된 복수의 태양 전지 셀(140)를 포함한다. 전면 기판(110)과 태양 전지 스트링(150) 사이에 제1 밀봉 필름(131)이 위치하고, 태양 전지 스트링(150)과 후면 기판(120) 사이에 제2 밀봉 필름(132)가 위치할 수 있다.

전면 기판(110)은 외부의 충격 등으로부터 태양 전지 셀(140)를 보호하고 태양광을 투과하도록 하기 위해 강화유리로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 전면 기판(110)으로 태양광의 반사를 방지하고 태양광의 투과율을 높이기 위해 철분이 적게 들어간 저철분 강화유리를 사용할 수 있다. 후면 기판(120)은 태양 전지 셀(140)의 이면에서 태양 전지 셀(140)를 보호하는 층으로서, 방수, 절연 및 자외선 차단 기능을 한다. 후면 기판(120)은 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 후면 기판(120)은 전면 기판(110) 측으로부터 입사된 태양광을 반사하여 재이용될 수 있도록 반사율이 우수한 재질일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 후면 기판(120)이 태양광이 입사될 수 있는 투명 재질로 형성되어 양면 태양 전지 패널(10)을 구현할 수도 있다.

태양 전지 셀(140)은, 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 제2 도전형 반도체층의 일부면에 접촉하는 전면전극과, 실리콘 기판의 후면에 형성된 후면전극을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 앞서 설명한 바와 같이, 다른 방식의 태양 전지 셀이 적용될 수 있음은 물론이다.

이러한 태양 전지 셀(140)은 리본(142)에 의하여 복수 개가 서로 전기적으로 연결되어 태양 전지 스트링(150)을 구성하게 된다. 그리고 복수의 태양 전지 스트링(150)이 있는 경우에 태양 전지 스트링(150)은 버스 리본(145)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 태양 전지 셀(140)의 종류 및 방식에 따라 하나의 태양 전지 셀(140)이 구비될 수도 있다.

제1 및 제2 밀봉 필름(131, 132)은 태양 전지 셀(140)에 악영향을 미칠 수 있는 수분이나 산소 등을 차단하는 역할을 하는 것으로 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 제1 및 제2 밀봉 필름(131, 132)은 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA) 필름일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 종류 및 방식의 태양 전지 셀이 적용될 수 있으며 이를 결합하는 다양한 방식이 적용될 수 있다.

도 2에서는 실리콘 태양 전지 방식의 태양 전지 셀(140)이 구비된 경우를 일례로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 태양 전지 패널(10)의 구조, 형상 등은 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

다시 도 1을 참조하면, 태양 전지 패널(10)을 지지 및 고정하는 지지 프레임(20)은, 태양 전지 패널(10)이 삽입되는 프레임부(30)와, 프레임부(30)를 고정 및 지지하는 지지부(40)를 포함할 수 있다. 이때, 프레임부(30)는 태양 전지 패널(10)의 일면(일례로, 후면) 쪽에 위치하며 지지부(40)에 고정되는 제1 부분(32)과, 태양 전지 패널(10)의 타면(일례로, 전면) 쪽에 위치하며 제1 부분(32)에 개폐 가능하게 고정되는 제2 부분(34)을 포함할 수 있다. 그리고 지지부(40)는 프레임부(30)(좀더 상세하게는, 제1 부분(32))의 일측이 고정되는 바닥 부분(42)과, 프레임부(30)(좀더 상세하게는, 제1 부분(32))의 반대쪽 일측이 고정되는 세로 부분(44)을 포함할 수 있다. 이를 도 3을 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 3은 도 1의 태양광 발전 장치의 지지부와 프레임부의 제1 부분을 도시한 사시도이다. 명확한 설명을 위하여 도 3에서는 프레임부의 제1 부분만을 도시하고 제2 부분은 도시하지 않았다.

도 3을 참조하면, 본 실시예의 지지부(40)는 프레임부(30)의 양측에 각기 하나씩 위치할 수 있다. 각각의 지지부(40)는 지면 등에 안정적으로 위치할 수 있도록 지면과 평행하게 형성되는 바닥 부분(42)과, 바닥 부분(42)에 수직하게 연결되며 상하 이동 가능하게 설치되는 세로 부분(44)을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 두 개의 지지부(40)가 프레임부(30)의 양측에 위치하고, 지지부(40)의 바닥 부분(42) 또한 프레임부(30)의 양측에서 서로 평행하게 위치한다. 이에 따라 바닥 부분(42)을 형성하기 위한 원료 양을 줄여 비용을 최소화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 바닥 부분(42)이 서로 연결되는 형상을 가질 수 있다. 즉, 프레임부(30)의 양측에 배치되는 두 개의 바닥 부분(42)을 일측 및/또는 양측(도면의 앞쪽 또는 뒤쪽)에서 서로 연결하는 별도의 바닥 부분을 더 포함할 수 있다. 이 경우에는 바닥 부분(42)이 일체로 형성되어 "U"자 또는 사각형의 평면 형상을 가질 수도 있다. 그러면 부품의 개수를 줄여 이송 시 등에 편리할 수 있다. 바닥 부분(42)의 형상은 이 외에도 다양하게 변형이 가능하다.

바닥 부분(42)은 바닥과 평행한 부분(421)과 바닥과 수직하는 부분(422)을 포함하여, "L"자 또는 "ㄴ"자의 단면을 구비할 수 있다. 바닥과 평행하는 부분(421)에 의하여 바닥에 안정적으로 고정되도록 하며, 바닥과 수직하는 부분(422)에 의하여 세로 부분(44) 및 프레임부(30)가 설치될 수 있는 부분을 제공한다.

바닥 부분(42)에는 세로 부분(44) 및 프레임부(30)의 제1 부분(32)과의 고정을 위한 제1 및 제2 고정 부재(52, 54)가 고정되도록 제1 관통 홀(42a)이 형성될 수 있다. 이때, 바닥과 수직하는 부분(422)에 복수 개의 제1 관통 홀(42a)이 길이 방향에서 일정한 간격을 두고 위치할 수 있다. 복수 개의 제1 관통 홀(42a)에 의하여 제1 부분(32) 및 세로 부분(44)의 고정 위치를 자유롭게 변경할 수 있다. 이에 의하여 태양광 발전 장치(100)가 설치되는 환경 등을 고려하여 최적화된 위치로 제1 부분(32)을 위치시킬 수 있다.

예를 들어, 복수 개의 제1 관통 홀(42a) 중 일측에 위치한 제1 관통 홀(42a)(일례로, 도면의 좌측에 위치한 제1 관통 홀(42a))에 제1 부분(32)과의 고정을 위한 제1 고정 부재(52)가 고정될 수 있다. 즉, 제1 부분(32)의 일단부(도면의 하단부)의 양측에 각기 바닥 부분(42)을 하나씩 밀착한 후에 제1 관통 홀(42a) 및 제1 부분(32)에 형성된 제3 관통 홀(도 4의 참조부호 32a, 이하 동일)을 통하여 제1 고정 부재(52)를 양측면에서 하나씩 삽입하여, 제1 부분(32)의 하단부 양측을 고정할 수 있다.

그리고 제1 고정 부재(52)가 고정된 제1 관통 홀(42a)과 일정 간격만큼 이격되어 있는 제1 관통 홀(42a)에 세로 부분(44)과의 고정을 위한 제2 고정 부재(54)가 고정될 수 있다. 즉, 바닥 부분(42)에서 바닥과 수직한 부분(422)에 세로 부재(44)를 밀착시킨 후 제1 관통 홀(42a) 및 제1 부분(32)에 형성된 제4 관통 홀(441a)을 통하여 제2 고정 부재(54)를 삽입하여, 바닥 부분(42)과 세로 부분(44)을 고정할 수 있다.

제1 및 제2 고정 부재(54)로는 바닥 부분(42), 세로 부분(44), 제1 부분(32)을 움직임 없이 안정적으로 고정할 수 있는 다양한 부재를 사용할 수 있는데, 일례로, 볼트, 너트, 리벳 등을 이용할 수 있다.

그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 관통 홀(42a) 및 제1 및 제2 고정 부재(54) 이외의 다양한 구조 및 방식에 의하여 바닥 부분(42), 세로 부분(44), 제1 부분(32)을 고정할 수 있음은 물론이다.

본 실시예에서는 바닥 부분(42)에서 바닥과 평행한 부분(421)에도 길이 방향을 따라 서로 이격되는 복수 개의 제2 관통 홀(42b)이 형성된다. 이러한 제2 관통 홀(42b)을 통하여 바닥 부분(42)과 지면을 고정할 수 있으며, 바닥 부분(42)을 제조하는 데 필요한 원료비를 줄일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제2 관통 홀(42b)이 형성되지 않아도 무방하다.

세로 부분(44)은 바닥 부분(42)에 각기 고정되며 세로 부분(44)의 상부 부분에는 제1 부분(32)의 타단부(도면의 상단부)가 고정된다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.

본 실시예에서 세로 부분(44)은 바닥 부분(42)에 고정되는 세로 고정 부분(441)과, 세로 고정 부분(441)에 상하 이동 가능하게 설치된 상하 이동 부분(442)를 포함할 수 있다. 세로 고정 부분(441)은 내부가 비어 있는 관 형상을 가질 수 있으며, 상하 이동 부분(442)이 세로 고정 부분(441)과 동일한 형상을 가지되 세로 고정 부분(441)의 내부에 위치할 수 있도록 작은 단면적을 가지도록 형성될 수 있다.

상하 이동 부분(442)에는 복수 개의 제5 관통 홀(442a)이 길이 방향을 따라 서로 이격되면서 형성된다. 복수 개의 제5 관통 홀(442a)은 세로 고정 부분(441) 및 제1 부분(32)과의 고정을 위하여 사용될 수 있다.

복수 개의 제5 관통 홀(442a) 중 하나와 제1 부분(32)의 제6 관통 홀(32b)에는 제3 고정 부재(56)가 삽입되어 제1 부분(32)과 세로 부분(44)을 고정한다. 제3 고정 부재(56)로는 세로 부분(44)과 제1 부분(32)을 움직임 없이 안정적으로 고정할 수 있는 다양한 부재를 사용할 수 있는데, 일례로, 볼트, 너트, 리벳 등을 이용할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제5 관통 홀(442a) 및 제3 고정 부재(56) 이외의 다양한 구조 및 방식에 의하여 세로 부분(44)과 제1 부분(32)을 고정할 수 있음은 물론이다.

세로 고정 부분(441)의 상부에는 제5 관통 홀(442a)과 대응하도록 제7 관통 홀(441b)가 형성되고, 제5 관통 홀(442a)과 제7 관통 홀(441b)을 통하여 위치 고정 부재(444)가 삽입되어 상하 이동 부분(442)의 상하 위치를 고정한다. 즉, 상하 이동 부분(442)이 원하지 않는 위치에 있을 때 위치 고정 부재(444)를 풀어 상하 이동 부분(442)을 상하로 이동시켜 원하는 위치에 위치하도록 한 다음 제5 관통 홀(442a)과 제7 관통 홀(441b)을 통하여 위치 고정 부재(444)를 삽입하는 것에 의하여 상하 이동 부분(442)이 원하는 위치에 위치할 수 있도록 한다.

본 실시예에서는 세로 부분(44)이 세로 고정 부분(441)과 상하 이동 부분(442)을 구비하여, 프레임부(30)가 모두 설치된 후에도 위치 고정 부재(444) 등을 이용하여 프레임부(30)의 경사 각도를 조절할 수 있다. 이와 같이 프레임부(30)의 경사 각도를 편하게 조절할 수 있어, 태양 등의 광원의 위치에 따라 태양 전지 패널(10)이 가장 많은 양의 광을 받을 수 있는 위치에 있을 수 있도록 조절할 수 있다. 이에 의하여 태양광 발전 장치(100)의 효율을 향상할 수 있다.

그러나 본 발명이 상술한 실시예에서 한정되는 것은 아니다. 따라서, 상하 이동 부분(442)을 구비하지 않고 세로 고정 부분(441)만을 구비할 수 있다. 이때, 프레임부(30)의 경사 각도를 조절하기 위해서는 제1 부분(32)과 세로 부분(44)을 고정하는 제3 고정 부재(56)의 위치를 이동하거나 바닥 부분(42)과 세로 부분(44)을 고정하는 제2 고정 부재(54)의 위치를 이동하는 등의 방법을 사용할 수 있다. 또는, 세로 부분(44)이 전체적으로 상하 이동하게 형성될 수도 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 바닥 부분(42)의 바닥과 수직하는 부분(422)의 일측에 제1 부분(32)의 하단부의 양쪽이 고정되고, 세로 부분(44)에 제1 부분(32)의 상단부의 양쪽이 고정된다. 이에 의하여 제1 부분(32)이 원하지 않는 상태에서는 움직이지 않게 고정 및 지지될 수 있다. 이 상태에서 제1 부분(32)에 제2 부분(34)이 회전 가능하게 고정되어 프레임부(30)가 개페될 수 있도록 한다. 프레임부(30)의 구조에 대해서는 도 4를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 4는 도 1의 태양광 발전 장치의 태양 전지 패널 및 프레임부를 도시한 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 프레임부(30)의 제1 부분(32)은 태양 전지 패널(도 1의 참조부호 10, 이하 동일)의 후면 쪽 테두리를 따라 둘러 위치하도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 부분(32)이 액자와 유사한 형상을 가지도록 내부에 개구부(322)를 가져 이 개구부(322)를 통하여 태양광이 입사할 수 있도록 한다. 따라서 양면 수광형 태양 전지 패널(10)에 적용할 수 있고, 프레임부(30)의 무게 및 단가를 낮출 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 제1 부분(32)이 개구부(322)를 가지지 않는 것도 가능하다. 그러면, 제1 부분(32)이 평판 형상을 가지면서 태양 전지 패널(10)의 후면을 전체적으로 덮도록 형성될 수 있다.

그리고 프레임부(30)의 제2 부분(34)은 태양 전지 패널(10)의 전면 쪽 테두리를 따라 둘러 위치하도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 부분(34)이 액자와 유사한 형상을 가지도록 내부에 개구부(342)를 가질 수 있다. 이에 따라 개구부(342)를 통하여 태양광이 입사할 수 있도록 한다.

제1 부분(32)과 제2 부분(34)은 회전 가능하게 고정되어야 하는데, 일례로, 회전 고정 부재(58)에 의하여 힌지 결합될 수 있다. 본 실시예에서는 버트형(butt type), 연속형(continuous type), 배럴형(barrel type) 등과 같은 다양한 구조의 힌지로 구성된 회전 고정 부재(58)에 의하여 제1 부분(32)과 제2 부분(34)이 힌지 결합될 수 있다.

그리고 본 실시예에서는 태양 전지 패널(10)이 삽입될 때 태양 전지 패널(10)을 가이드하는 가이드 부분(324)이 제1 부분(32)이 양 측면에 위치한다. 이에 따라 태양 전지 패널(10)을 삽입하고 제1 및 제2 부분(32, 34)을 결합할 때 태양 전지 패널(10)이 안정적으로 위치할 수 있도록 한다. 특히, 지지부(40)에 이동 불가능하게 고정되어 있는 제1 부분(32)에 가이드 부분(324)을 형성하여 태양 전지 패널(10)을 좀더 안정적으로 삽입할 수 있다. 이때, 가이드 부분(324)이 제1 부분(32)의 양 측면을 구성하도록 하여 프레임(30)의 부피를 최소화할 수 있다.

그리고 태양 전지 패널(10)이 안착될 수 있도록 태양 전지 패널(10)의 하부면을 지지하는 안착 부분(326)이 제1 부분(32)의 하부에 형성될 수 있다.

이러한 가이드 부분(324)과 안착 부분(326)의 높이(H)은 태양 전지 패널(10)의 두께(T1)와 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 가이드 부분(324)과 안착 부분(326)의 높이(H)은 태양 전지 패널(10)의 두께(T1)와 동일할 수 있다. 프레임부(30)와 태양 전지 패널(10) 사이에 완충 부재(70) 등이 위치하는 경우에는 가이드 부분(324)과 안착 부분(326)의 높이(H)가 태양 전지 패널(10)보다 완충 부재(70)의 두께(T2)만큼 더 클 수 있다. 그러면, 프레임부(30)가 태양 전지 패널(10)에 밀착되어 고정될 수 있어 태양 전지 패널(10)을 좀더 안정적으로 견고하게 고정할 수 있다.

그러나 본 발명이 상술한 바에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 가이드 부분(324)이 제2 부분(34)에 형성되거나, 또는, 제1 및 제2 부분(32, 34)에 모두 형성될 수도 있다. 그리고 제1 부분(32)의 양쪽 가장자리로부터 일정 간격 이격되도록 형성될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 그리고 안착 부분(326)이 제2 부분(34)에 형성되거나, 또는, 제1 및 제2 부분(32, 34)에 모두 형성될 수도 있다. 이 외에도 다양한 변형이 가능하다.

그리고 제2 부분(34)의 상부 가장자리에는 덮개 부분(344)가 형성될 수 있다. 덮개 부분(344)과 가이드 부분(326)은 체결 부재(60)에 의하여 체결될 수 있다. 본 실시예에서는 체결 부재(60)가 볼트, 리벳 등인 것을 예시하였다. 즉, 가이드 부분(342)에 형성된 제8 관통 홀(32c)과 덮개 부분(344)에 형성된 제9 관통 홀(334a)에 체결 부재(60)를 체결하여 제1 부분(32)과 제2 부분(34)을 결합할 수 있다.

이때, 체결 부재(60)가 덮개 부분(344)과 가이드 부분(326)에 좀더 안정적으로 결합될 수 있도록, 덮개부(344)의 두께(T3)는 다른 부분보다 더 클 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 체결 부재(60)가 제1 부분(32)의 후방에서 삽입되어 덮개 부분(344)와 제1 부분(32)이 체결될 수도 있다. 또한, 본 발명에서는 볼트, 리벳 이외의 체결 부재가 적용될 수 있는데, 이를 도 5a, 도 5b 등을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 실시예에서 프레임부(30)는 태양 전지 패널(10)에 충격을 주지 않으면서도 태양 전지 패널(10)을 지지할 수 있는 강성을 가지는 수지 물질을 포함할 수 있다. 일례로, 프레임부(30)는 섬유 강화 플라스틱을 포함할 수 있다. 그러면, 태양 전지 패널(10)을 안정적으로 지지하면서도 태양 전지(10)에 충격을 가하는 것을 방지할 수 있다.

이때, 태양 전지 패널(10)에 충격을 가하는 것을 좀더 방지하기 위하여 프레임부(30)와 태양 전지 패널(10)의 사이에 완충 부재(70)가 더 위치할 수 있다. 이러한 완충 부재(70)는 프레임부(30) 상에 형성되어 구조가 단순화할 수 있으며, 태양 전지 패널(10)이 삽입될 때 또는 삽입된 후에 태양 전지 패널(10)을 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.

본 실시예에서는, 일례로, 제1 부분(32)의 내면, 제2 부분(32)의 내면, 가이드 부분(324)의 내면, 안착 부분(326)의 내면, 덮개 부분(344)의 내면에 완충 부재(70)가 위치한 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 부분(32)의 내면, 제2 부분(32)의 내면, 가이드 부분(324)의 내면, 안착 부분(326)의 내면, 덮개 부분(344)의 내면 중 어느 하나에 완충 부재(70)가 위치할 수 있다.

그리고 완충 부재(70)는 제1 및 제3 고정 부재(52, 56), 고정 회전 부재(58), 체결 부재(60)가 위치하는 부분을 덮으면서 형성되어, 제1 및 제3 고정 부재(52, 56), 고정 회전 부재(58), 체결 부재(60) 등에 의하여 태양 전지 패널(10)에 충격이 가해지는 것을 방지하는 역할을 한다.

완충 부재(70)는 고무 소재를 포함할 수 있다. 일례로, 완충 부재(70)는 에틸렌 프로필렌 다이엔 모노머(EPDM)를 포함하는 테이프 형태의 부재를 부착하는 것에 의하여 프레임부(30) 상에 위치할 수 있다.

이러한 구조의 태양광 발전 장치(100)를 결합하는 방법, 즉, 태양 전지 패널(10)을 지지 프레임(20) 상에 설치하는 방법은 다음과 같다.

지지부(40) 상에 제1 부분(32)을 고정한 상태에서 제2 부분(34)의 상단부를 제1 부분(32)의 상단부로부터 멀어지도록 하여 프레임부(30)를 열고, 이 상태에서 가이드 부분(324)에 의하여 위치가 정렬된 상태로 태양 전지 패널(10)을 삽입한다. 그 후에 제2 부분(34)을 회전시켜 제1 부분(32) 및 태양 전지 패널(10) 쪽으로 위치하도록 한 상태에서 체결 부재(60)를 이용하여 제2 부분(34)과 제1 부분(32)을 고정한다. 그러면 프레임부(30)가 닫히고 태양 전지 패널(10)은 프레임부(30) 내부에 고정된다.

종래에는 태양 전지 패널의 외곽부를 따라 프레임부가 탈착 불가능하게 고정되었고, 이에 따라 프레임부와 지지 프레임이 서로 별개로 구성되었다. 따라서, 태양 전지 패널과 일체화되어 있는 프레임부를 가대 등과 같은 지지 프레임에 고정하기 위하여, 프레임부 및 지지 프레임에 서로 대응하도록 복수 개의 홀을 형성하고, 이 복수 개의 홀에 볼트 등으로 체결을 하는 방법을 사용하였다. 이러한 방법에 의하면 프레임부 및 가대에 홀을 형성하여야 하며, 프레임의 홀과 가대의 홀을 얼라인 한 다음에 볼트 등을 일일이 체결하여야 한다. 이에 따라, 태양 전지 패널에 프레임부를 설치하는 공정, 프레임부 및 가대의 홀들의 얼라인하기 위한 공정 등에 많은 시간 및 노력이 필요하다. 이에 따라 설치 시간 및 비용이 증가되어 태양광 발전 장치의 생산성이 저하되었다.

반면, 본 실시예에서는 지지 프레임(20)이 프레임부(30)를 포함하여, 태양 전지 패널(10)에 지지 프레임(20)과의 고정을 위한 별도의 프레임부를 설치하지 않아도 된다. 이에 따라 별도의 프레임부를 설치하기 위한 시간 및 비용을 절감할 수 있다. 또한, 지지 프레임(20)에 설치하기 위하여 태양 전지 패널(10)을 이송할 때 별도의 프레임부 등에 의하여 태양 전지 패널(10)이 손상되는 등의 문제를 방지할 수 있다.

그리고 프레임부(30)를 열어 태양 전지 패널(10)을 삽입한 다음 프레임부(30)를 닫고 고정하는 것에 의하여 태양 전지 패널(10)이 고정되므로 복수의 홀을 형성하는 공정, 이들을 얼라인하는 공정, 복수의 홀에 각각 체결 부재 등을 고정하는 공정을 생략할 수 있다. 이에 따라 태양 전지 패널(10)을 지지 프레임(20)에 설치하는 시간 및 비용을 크게 절감할 수 있다.

이하에서는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 지지 프레임 및 이를 포함하는 태양광 발전 장치를 상세하게 설명한다. 이하의 실시예들에서는 프레임부가 상술한 구조와 다른 구조를 가지므로, 도 5a 및 도 5b에서는 도 4에 대응하는 부분의 구조만을 도시하였다. 다른 부분은 상술한 실시예와 동일 또는 극히 유사한 구조를 가질 수 있다.

도 5a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 장치에 적용될 수 있는 프레임부의 개방 상태를 도시한 사시도이고, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 장치에 적용될 수 있는 프레임부의 폐쇄 상태를 도시한 사시도이다.

도 5a 및 도 5b을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레임부(30)의 제1 부분(32)과 제2 부분(34)을 체결하는 체결 부재(62a, 62b)가 찰탁 가능하게 체결이 될 수 있도록 한다. 즉, 제1 부분(32)에 형성된 제1 체결 부재(62a)와 제2 부분(34)의 제2 체결 부재(62b)를 포함하는 압입 방식의 체결 부재(62a, 62b)에 의하여 제1 부분(32)과 제2 부분(34)을 좀더 쉽게 고정할 수 있다.

본 실시예에서는, 일례로, 제1 체결 부재(62a)는 가이드 부분(324) 및 제1 부분(32)의 후면에 형성될 수 있고, 제2 체결 부재(62b)는 제1 체결 부재(62a)에 대응하는 위치에서 형성될 수 있다. 이때, 제1 체결 부재(62a)가 각 가장자리에서 복수 개로 대칭으로 형성되고, 이에 대응하도록 제2 체결 부재(62b)가 각 가장자리에서 복수 개로 대칭으로 형성될 수 있다. 그러면, 제1 부분(32)과 제2 부분(34)을 좀더 견고하게 결합할 수 있다.

이때, 제1 체결 부재(62a)는 걸림 후크(621)를 포함하고 제2 채결 부재(62b)는 걸림 후크(621)에 걸리는 걸림 슬릿(또는 걸림 홈)(622)을 포함하는 것을 예시하였다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 아니며 탈착 가능한 다양한 방식이 적용될 수 있다.

도 5a에 도시한 바와 같이 프레임부(30)의 제1 부분(32)과 제2 부분(34) 사이를 열어 태양 전지 패널(10)을 삽입한 후에, 도 5b에 도시한 바와 같이 제2 부분(34)을 회전시켜 태양 전지 패널(10) 상에 위치시킨 다음 제2 체결 부재(62b)를 제1 체결 부재(62a) 쪽에 위치시킨 후에 작은 힘을 가하면 제2 체결 부재(62a)의 걸림 슬릿(622)이 제1 체결 부재(62a))의 걸림 후크(621)에 걸리게 된다. 그리고 태양 전지 패널(10)의 점검, 교체 등이 필요할 때는 제2 체결 부재(62b)를 들어 올려 제1 체결 부재(62a)로부터 이탈시킨 다음 제2 부분(34)을 제1 부분(32)으로부터 멀어지도록 회전시켜 제1 부분(32)과 제2 부분(34)을 서로 개방할 수 있다.

이와 같이 제1 부분(32)과 제2 부분(34)을 체결하는 체결 부재(62a, 62b)가 압입 방식으로 체결되어, 제1 부분(32)과 제2 부분(34)의 개방, 폐쇄 등을 쉽게 수행할 수 있다. 이에 따라 태양 전지 패널(10)의 설치, 교체 등의 시간을 더욱 더 줄일 수 있다.

상술한 바에 따른 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 태양광 발전 장치
10: 태양 전지 패널
20: 지지 프레임
30: 프레임부
40: 지지부

Claims

태양 전지 패널의 일면 쪽에 위치하는 제1 부분 및 상기 태양 전지 패널의 타면 쪽에 위치하며 상기 제1 부분에 개폐 가능하게 결합되는 제2 부분을 포함하는 프레임부를 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제1항에 있어서,
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 중 적어도 하나는 상기 태양 전지 패널의 테두리를 따라 둘러 형성되는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제1항에 있어서,
상기 제2 부분의 일측이 상기 제1 부분의 일측에 회전 가능하게 결합되어 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 타측이 개폐되도록 하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제3항에 있어서,
상기 제1 부분의 일측과 상기 제2 부분의 일측이 힌지 결합되는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제3항에 있어서,
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분의 타측 쪽에 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 체결할 수 있는 체결 부재를 구비하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제5항에 있어서,
상기 체결 부재가 볼트를 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제1항에 있어서,
상기 제1 부분 및 상기 제2 부분 중 적어도 어느 하나에 상기 태양 전지 패널이 삽입될 때 상기 태양 전지 패널을 가이드하는 가이드 부분이 형성되는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제7항에 있어서,
상기 가이드 부분은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 중 적어도 어느 하나의 측면에 위치하며,
상기 가이드 부분의 높이는 상기 태양 전지 패널의 두께와 동일하거나 상기 태양 전지 패널의 두께보다 큰 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제1항에 있어서,
상기 프레임부는 섬유 강화 플라스틱을 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제1항에 있어서,
상기 태양 전지 패널이 위치하는 상기 프레임부의 내면에 위치하는 완충 부재를 더 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제10항에 있어서,
상기 완충 부재는 고무 소재를 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제11항에 있어서,
상기 완충 부재는 에틸렌 프로필렌 다이엔 모노머(EPDM)를 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제1항에 있어서,
상기 프레임부가 고정되며 상기 프레임부를 바닥과 경사지도록 지지하는 지지부를 더 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제13항에 있어서,
상기 지지부는, 바닥 부분과, 상기 바닥 부분에 수직하게 연결되며 세로 부분을 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제12항에 있어서,
상기 제1 부분의 일측이 상기 바닥 부분의 일측에 고정되고, 상기 제1 부분의 타측이 상기 세로 부분의 상단부에 고정되는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제15항에 있어서,
상기 세로 부분은 상하 이동이 가능하여, 상기 세로 부분의 상하 이동에 의하여 상기 프레임부의 경사 각도가 조절되는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제13항에 있어서,
상기 제1 부분이 상기 지지부에 고정되고,
상기 제1 부분의 양측면에 상기 태양 전지 패널이 삽입될 때 상기 태양 전지 패널을 가이드하는 가이드 부분이 형성되고, 상기 제1 부분의 하부에 상기 태양 전지 패널의 하부가 안착되는 안착 부분이 형성되며,
상기 제2 부분의 상부에 상기 태양 전지 패널을 덮는 덮개 부분이 위치하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
제17항에 있어서,
상기 덮개 부분과 상기 제1 부분을 체결하는 체결 부재를 더 포함하는 태양광 발전 장치용 지지 프레임.
태양 전지 패널; 및
상기 태양 전지 패널의 일면 쪽에 위치하는 제1 부분 및 상기 태양 전지 패널의 타면 쪽에 위치하며 상기 제1 부분에 개폐 가능하게 결합되는 제2 부분을 포함하는 프레임부를 포함하는 지지 프레임
을 포함하고,
상기 프레임을 개방한 상태에서 상기 태양 전지 패널을 삽입하는 것에 의하여 상기 태양 전지 패널이 상기 지지 프레임에 지지 및 고정되는 태양광 발전 장치.
제19항에 있어서,
상기 지지 프레임은 상기 프레임부가 고정되며 상기 프레임부를 바닥과 경사지도록 지지하는 지지부를 더 포함하는 태양광 발전 장치.