KR20140030670A - Solar cell panel with the integrated inverter - Google Patents

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Abstract

The present invention equips an inverter on the bottom of a solar cell panel so that it may convert the generated electricity from a solar cell panel directly into a commercial power and frequency, therefore, it also can provide electricity by directly arranging wires inside a building without passing through an inverter in a building integrated photovoltaic (BIPV) or by only plugging an AC cord of the solar cell panel into a socket. The thickness of the inverter is thinner than that of a solar cell panel frame. Multiple rings for a solar cell panel are formed on both sides of the bottom surface of the solar cell panel. Through holes for a wire connected to a solar cell are formed on one side of the wall of the solar cell panel. Bushings for electrical insulation are formed around the through holes.

Description

인버터 내장형 태양전지 패널{SOLAR CELL PANEL WITH THE INTEGRATED INVERTER}Solar Cell Panel with Inverter {SOLAR CELL PANEL WITH THE INTEGRATED INVERTER}

본 발명은 일반적으로 태양전지 패널에 관한 것으로서, 특히, 인버터 내장형 태양전지 패널에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates generally to solar cell panels, and more particularly, to an inverter built-in solar cell panel.

사회가 발전하고 현대화 되면서 화석에너지의 사용증가로 인한 고유가, 화석에너지의 고갈 등으로 인하여 대체에너지에 대한 개발이 활발해지고 있다.As society develops and modernizes, development of alternative energy is becoming more active due to high oil prices due to increased use of fossil energy and exhaustion of fossil energy.

태양전지에 의한 발전은 대체에너지 중에서도 무공해이면서 무한하게 사용할 수 있고, 태양전지의 수명이 수십 년 이상으로 길고, 발전시스템이 자동화와 무인화에 따른 운전 및 유지관리에 따른 비용을 최소화하며, 소규모 발전도 가능하기 때문에 가정용으로 설치하여 사용할 수 있는 이점이 있다.The power generation by solar cells is pollution-free and can be used infinitely among alternative energy, the life span of solar cells is longer than several decades, the power generation system minimizes the cost of operation and maintenance by automation and unmanned operation, and small-scale power generation Since it is possible, there is an advantage that can be installed and used for home use.

태양전지에 의한 발전은 소비자들의 전력사용 최대점 전후에서 이루어지는 장점이 있으며, 태양전지 패널은 대형사이즈에서부터 소형사이즈까지 그 설치장소 및 사용장소에 따라서 다양하게 설계되어 적용되고 있다.Power generation by solar cells has the advantage of being made before and after the maximum power consumption of consumers, solar panels are designed and applied in a variety of applications depending on the installation place and the use of large size to small size.

기존의 설치장소는 물론 각 가정이나 설치공간이 부족한 지역에서도 태양전지 패널을 이용한 태양광발전이 가능하게 된다. 이것은 국내 가정용 전기료의 경우 누진제를 시행함으로 어느 정도 이상의 전력을 사용하면 급격한 누진율로 인하여 많은 전기료를 부담하게 되는데 이 내장형 태양전지판을 설치함으로써 과도한 누진 전기료를 경감할 수 있다. 더욱이, 전력회사의 입장에서는, 첨두부하시, 분산전원의 효과가 있다.Photovoltaic power generation using solar panels will be possible not only at existing installation sites, but also at homes or in areas where installation space is insufficient. In the case of domestic household electricity charges, a progressive agent is used, and if a certain amount of electric power is used, a large amount of electricity is charged due to a rapid accumulation rate. By installing this built-in solar panel, excessive charges can be reduced. Moreover, from a utility company's point of view, there is an effect of distributed power at peak loads.

종래의 태양전지패널에 있어서는, 소비자가 필요로 하는 장소에 이를 설치하기 위해서는, 지지대, 인버터, 배선 등에 대한 구성이 대단히 복잡하였다. 또한, 태양전지 패널은, 출력전압이 낮기 때문에, 실제 사용하기 위해서는 태양전지 패널 어레이를 제작함과 동시에, 별도의 인버터를 부착해야만 했다.In the conventional solar cell panel, in order to install it in a place where a consumer needs, the structure of a support stand, an inverter, wiring, etc. was very complicated. In addition, since the solar cell panel has a low output voltage, in order to actually use the solar cell panel, a solar cell panel array had to be manufactured and a separate inverter had to be attached.

따라서, 종래에는, 전기료의 누진율을 경감할 방안으로 태양전지의 패널을 설치하는 것이 바람직하다는 것을 알면서도, 상기와 같은 이유로 일반인들은 실제로 설치할 엄두를 내지 못하였다. 특히, 소형건물이나 설치공간이 좁은 곳에서는 상기와 같이, 지지대, 인버터, 배선 등에 대한 구성이 대단히 복잡하기 때문에 태양전지 패널을 설치하는 것이 극히 어려운 실정이다.Therefore, conventionally, while knowing that it is desirable to install a panel of a solar cell in a way to reduce the progressive rate of electric charges, the general public has not been prepared to actually install the same reason. In particular, in a small building or a place where the installation space is small, as described above, since the configuration of the support, the inverter, the wiring, etc. is very complicated, it is extremely difficult to install the solar cell panel.

따라서, 태양전지 패널이 사용되는 장소 및 건물형 박막 태양전지(BIPV) 등에 있어서, 태양전지 패널에, 그와 동일한 상용 전압 및 상용 주파수가 출력되는 인버터를 부착하고, 이와 같이 구성된 인버터 내장형 태양전지 패널을 단지 수요자가 필요로 하는 곳에 부착함으로써, 상용 전원 및 상용 주파수로서의 AC 220V 60Hz를 출력할 수 있도록 한 태양전지패널이 절실히 요구되고 있다.Therefore, in a place where a solar cell panel is used and a building type thin film solar cell (BIPV), etc., an inverter in which the same commercial voltage and commercial frequency is output is attached to the solar cell panel, and the inverter-embedded solar cell panel configured as described above. There is an urgent need for a solar cell panel capable of outputting AC 220V 60Hz as a commercial power source and a commercial frequency by attaching only to a user's needs.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로서 전신주, 가로등, 단독주택, 아파트의 베란다의 가드나 벽면에 부착함으로써 상용전원인 상용 전압과 주파수의 전력을 안정적으로 생산하여 손쉽게 사용할 수 있게 하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised in view of the above, and by attaching it to the guards or walls of the telephone poles, street lamps, detached houses and apartments, it is possible to stably produce electric power of commercial voltage and frequency, which is a commercial power source, and to use it easily. There is a purpose.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 의한 태양전지 패널에 있어서는, 상기 태양전지 패널의 배면에 인버터가 일체로 결합되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, in the solar cell panel of the present invention, an inverter is integrally coupled to the rear surface of the solar cell panel.

다른 실시예에 있어서, 상기 인버터의 두께는, 태양전지패널 프레임의 두께보다 크지 않은 것이 바람직하다.In another embodiment, the thickness of the inverter is preferably not greater than the thickness of the solar panel frame.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 태양전지 패널의 배면에, 태양전지 패널의 부착용 고리가 양 측면에 형성되고, 또한, 태양전지 셀에 연결된 전선의 인입 및 인출을 위한 구멍이 상기 벽면의 일측에 형성되어 있으며 그 주위에는 전기절연용 부싱이 부착되어 있는 것이 바람직하다.In another embodiment, the rear surface of the solar cell panel, the attaching ring of the solar cell panel is formed on both sides, and the hole for the inlet and out of the wire connected to the solar cell is formed on one side of the wall surface It is preferable that a bush for electrical insulation is attached to the periphery thereof.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 인버터는 방수 처리되어 태양전지 패널에 부착되는 것이 바람직하다.In another embodiment, the inverter is preferably waterproof and attached to the solar cell panel.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로 전신주 가로등 단독주택의 지붕이나 벽면, 아파트의 베란다 가드, 벽면 등에 부착함으로써 상용전원의 전압과 상용주파수의 전력을 생산하여 손쉽게 사용할 수 있게 하였다.The present invention has been made in view of the above-mentioned by attaching to the roof or the wall of the telephone pole streetlight single-family house, the veranda guard of the apartment, the wall, etc., so that the power of the commercial power source and the commercial frequency can be easily used.

도1은, 본 발명의 1 실시예에 따른 태양전지 패널의 사시도이다.
도2는, 도1에 나타낸 태양전지 패널의 배면에 인버터와 지지 장치를 부착한 것을 도시한 도면이다.
도3은, 도2에 나타낸 태양전지 패널에 있어서 전기적 절연을 위한 부싱을 상세히 나타낸 도면이다.1 is a perspective view of a solar cell panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an inverter and a supporting device attached to the rear surface of the solar cell panel shown in FIG.
3 is a view showing in detail the bushing for electrical insulation in the solar cell panel shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 패널을 자세히 설명한다.Hereinafter, a solar cell panel according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 1 실시예에 따른 태양전지패널의 사시도로서, 다수의 태양전지 셀이 전면에 부착되어 있고, 태양전지 패널(10)의 측면들의 벽면(3)에는, 필요에 따라 상기 패널(10)을 그에 인접한 태양전지 패널들과 결합할 때 배선들의 인입 및 인출을 위한 다수의 구멍(1)이 형성되어 있다. 도1에서, 부호 2는 태양전지 패널(10)의 부착용 고리를 나타내고, 부호 7은 태양전지 패널(10)에 전력을 공급하기 위한 전선을 나타낸다.1 is a perspective view of a solar panel according to an embodiment of the present invention, in which a plurality of solar cells are attached to the front surface, and on the wall surface 3 of the side surfaces of the solar cell panel 10, the panel as needed. A plurality of holes 1 are formed for the entry and withdrawal of wirings when combining 10 with solar cell panels adjacent thereto. In Fig. 1, reference numeral 2 denotes an attachment ring of the solar cell panel 10, and reference numeral 7 denotes an electric wire for supplying power to the solar cell panel 10.

도2는, 도1의 태양전지 패널(10)의 배면도로서, 태양전지 패널(10)의 배면(뒷면)에 인버터(4)가 일체로 결합된 것을 나타낸다. 상기 인버터는 도시되지는 않았으나, 일반적인 나사 등을 사용하여 패널(10)에 부착되며, 이때, 인버터(4)의 두께(t1)는 너무 두껍지 않도록 하는 것이 중요하다. 이를 위해, 본 실시예에서 상기 인버터(4)의 두께(t1)는 태양전지 프레임의 두께(t2) 이하인 것이 바람직하다.FIG. 2 is a rear view of the solar cell panel 10 of FIG. 1, which shows that the inverter 4 is integrally coupled to the rear (back side) of the solar cell panel 10. Although not shown, the inverter is attached to the panel 10 using a general screw or the like. In this case, it is important that the thickness t1 of the inverter 4 is not too thick. To this end, in the present embodiment, the thickness t1 of the inverter 4 is preferably equal to or less than the thickness t2 of the solar cell frame.

도2에 도시한 바와 같이, 태양전지 패널(10)의 배면에는, 태양전지 패널(10)을 설치할 때 사용되는 고리(2)가 4면에 형성되어 있다. 본 발명에서, 상기 고리(2)는 4개의 각 측면에 2개씩, 합계 8개가 형성되어 있으나, 필요에 따라 개수를 증감할 수 있다. 또한, 패널(10)에 형성된 태양전지 셀에 연결된 전선(8)의 인입 및 인출을 위한 관통공(8)이 상기 패널(10) 벽면의 일측에 천공되어 있으며, 도3에 상세히 도시한 바와 같이, 상기 관통공(8) 주위에는 전선의 전기적 절연을 위해, 예컨대 고무 재질의 부싱(9)이 제공되어 있다. 상기 관통공(8)을 통해, 전선(7)이 인버터(4)의 입력단자(6)에 결합되고, 인버터(4)로부터 출력되는 소정의 전압이 출력단자(5)를 통해 출력된다.As shown in FIG. 2, the back surface of the solar cell panel 10 is provided with the ring 2 used in installing the solar cell panel 10 in four surfaces. In the present invention, the ring (2) is formed on a total of eight, two on each of the four sides, but the number can be increased or decreased as needed. In addition, a through hole 8 for drawing in and out of the wire 8 connected to the solar cell formed on the panel 10 is drilled on one side of the wall of the panel 10, as shown in detail in FIG. 3. For example, a rubber bushing 9 is provided around the through hole 8 for electrical insulation of the wire. Through the through hole 8, the electric wire 7 is coupled to the input terminal 6 of the inverter 4, and a predetermined voltage output from the inverter 4 is output through the output terminal 5.

즉, 도2 및 도3에 도시한 바와 같이, 인버터(4)로부터의 출력전압을 인출하도록 출력단자(5)에 인출용 전선(7)이 연결된다. 이때, 관통공(8)은 다른 패널이나 옥내 또는 인버터로 인입선이 통과할 수 있도록 소정의 직경으로 형성하고, 관통공(8) 둘레에 절연용 고무 재질의 부싱(9)을 끼워 절연이 파괴되지 않도록 한다. 상기 절연용 부싱(9)을 갖는 관통공(8)에 의해, 필요한 배선이 태양전지 패널의 내부에서 이루어질 수 있게 된다.That is, as shown in Figs. 2 and 3, the drawing wire 7 is connected to the output terminal 5 so as to draw the output voltage from the inverter 4. At this time, the through hole 8 is formed to a predetermined diameter so that the lead wire can pass through to another panel, indoors, or inverter, and the insulation rubber bushing 9 is inserted around the through hole 8 so that the insulation is not destroyed. Do not By the through hole 8 having the insulating bushing 9, necessary wiring can be made inside the solar cell panel.

상기 인버터(4)의 인출용 전선(7)으로 출력되는 전압은 통상적인 220V, 60Hz의 정현파를 가지며, 원하는 출력을 얻기 위해 상기 인버터(4)가 내장된 태양전지 패널을 인접한 태양전지 패널과 병렬로 연결하거나 가정용 전력선에 곧바로 연결할 수 있다.The voltage output to the lead wire 7 of the inverter 4 has a sinusoidal wave of 220 V and 60 Hz, and parallels the solar cell in which the inverter 4 is embedded with an adjacent solar cell panel to obtain a desired output. Can be connected directly to the home power line.

상기 태양전지 패널(10)은, 태양전지 패널의 프레임(12)에 부착되어있는 부착용 고리(2)에 의해 설치가 요망되는 곳에 단독으로 제공될 수도 있고, 또는, BIPV에 있어서 벽면에 부착될 수도 있고, 태양광 가로등 등에 손쉽게 부착할 수도 있다. 또한, 상기 태양전지 패널(10)의 프레임(12)에 뚫려있는 다수의 구멍(1)들은, 필요한 출력을 얻기 위해 인접한 태양전지 패널들을 서로 근접하여 부착할 때 각 패널로부터의 배선이 통과할 수 있도록 한다.The solar cell panel 10 may be provided alone where installation is desired by the attaching ring 2 attached to the frame 12 of the solar cell panel, or may be attached to a wall in a BIPV. It can also be attached easily to a solar street light. In addition, the plurality of holes 1 drilled in the frame 12 of the solar cell panel 10 may allow wiring from each panel to pass through when adjacent solar cell panels are closely attached to each other to obtain the required output. Make sure

본 발명에 의하면, 상기 인버터(4)는 태양전지 패널의 두께가 40mm 이내의 치수를 갖는 박형으로 하고, 외부 설치시 내장 부품의 보호를 위해 방수 처리하여 부착하는 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that the inverter 4 has a thickness of a solar cell panel having a dimension of 40 mm or less, and is attached by waterproofing for protection of internal components during external installation.

일반적으로, 태양전지 패널의 정격출력은 40∼260W, 개방전압은 21∼50V이고, 단락전류가 3∼6A 정도로서, 이와 같은 출력에 대응하는 인버터를 태양전지 패널에 조합하고, 그로부터 220V 60Hz의 상용전원이 출력되도록 하며, 소비자는 이와 같은 태양전지 패널을 필요한 곳에 부착하고 인버터의 단자나 인버터로부터의 AC 코드를 직접 가정의 전원에 연결하거나 콘센트에 플러그를 꽂아서 사용하면 된다.In general, a solar panel has a rated output of 40 to 260 W, an open voltage of 21 to 50 V, and a short circuit current of about 3 to 6 A. An inverter corresponding to such an output is combined with a solar panel, and 220 V 60 Hz commercially available therefrom. Power can be output, and consumers can attach such solar panels where they are needed and connect the terminals of the inverter or the AC cord from the inverter directly to a home power source or plug it into an outlet.

또한, 상기와 같이 구성된 태양전지 패널을, 가정의 지붕 베란다 난간, 벽면, 전신주, 태양광발전 지지대 등에 수요자가 원하는 만큼 부착할 수 있다. 중요한 것은, 본 발명에 따라, 태양전지 패널에 인버터를 일체로 부착하였기 때문에, 별도의 인버터를 필요로 하지 않는 점에 있다.In addition, the solar cell panel configured as described above can be attached to the roof porch railings, walls, telephone poles, photovoltaic support, etc. of the home as desired by the consumer. Importantly, according to the present invention, since the inverter is integrally attached to the solar cell panel, no separate inverter is required.

또한, 본 발명에 의한 태양전지 패널에 형성된 구멍(1)이나 고리(2) 등에 의해, 태양전지 패널들을 병렬로 연결하는 것이 용이하며, 이와 같이 태양전지 패널들을 병렬 연결함으로써, 패널들의 숫자의 합에 기초한 소망의 출력을 얻을 수 있다.In addition, it is easy to connect the solar panels in parallel by a hole (1) or a ring (2) formed in the solar cell panel according to the present invention, by connecting the solar panels in parallel in this way, the sum of the number of panels You can get the desired output based on.

상기와 같이, 본 발명에 의하면, 인버터가 일체로 결합된 태양전지 패널을 소비자가 구입한 후 즉시 사용할 수 있으며, 또한 소비자가 원하는 만큼의 패널을 병렬연결하여 설치함으로써, 전기료의 누진율을 경감할 수 있다.As described above, according to the present invention, the solar cell panel in which the inverter is integrated can be used immediately after the consumer purchases, and the progressive rate of electric charge can be reduced by installing as many panels as the consumer desires in parallel. have.

상기와 같이 구성된 인버터 내장형 태양전지 패널은 대형사이즈부터 소형사이즈까지 그 설치 장소와 사용 장소에 따라 다양하게 설계되어 적용되는데, 각 패널의 출력에 맞는 인버터를 태양전지 패널에 내장된 내장형 태양전지패널을 이용하여 각 가정이나 설치 공간이 부족한 지역에서도 손쉽게 태양광발전이 가능하다.The inverter built-in solar cell panel configured as described above is designed and applied variously according to the installation place and the use place from large size to small size. The inverter suitable for the output of each panel has a built-in solar panel built in the solar cell panel. It is possible to easily use solar power in each home or in areas where installation space is insufficient.

따라서, 본 발명에 의하면, 태양전지 패널에서 발생한 전력을 곧바로 상용전원과 상용주파수로 변환하여 사용하도록 태양전지 패널의 배면에 인버터를 내장함으로써, BIPV에서 인버터를 거치지 않고 직접 옥내로 배선하거나, 태양전지 패널에서 나온 AC 코드를 콘센트에 꼽는 것만으로 전력을 공급할 수 있다.Therefore, according to the present invention, by incorporating an inverter on the back of the solar panel to directly convert the power generated from the solar panel to a commercial power source and a commercial frequency, directly wired indoors without going through the inverter in the BIPV, or The AC cord from the panel can be plugged into a power outlet.

1: 구멍
2: 고리
3: 벽면
4: 인버터
5: 출력단자
6: 입력단자
7: 전선
8: 관통공
9: 부싱1: hole
2: ring
3: Wall
4: Inverter
5: output terminal
6: input terminal
7: wires
8: Through hole
9: bushing

Claims (4)

다수의 태양전지 셀을 갖는 태양전지 패널에 있어서,
상기 태양전지 패널의 배면에 인버터가 일체로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널.In the solar panel having a plurality of solar cells,
The solar cell panel, characterized in that the inverter is integrally coupled to the back of the solar cell panel. 제1항에 있어서, 상기 인버터의 두께는, 태양전지패널 프레임의 두께보다 크지 않은 것을 특징으로 하는 태양전지 패널.The solar cell panel of claim 1, wherein the inverter has a thickness not greater than a thickness of the solar panel frame. 제1항에 있어서, 상기 태양전지 패널의 배면에, 태양전지 패널을 부착하기 위한 다수의 고리가 양 측면에 형성되고, 태양전지 셀에 연결된 전선의 인입 및 인출을 위한 관통공이 상기 벽면의 일측에 형성되어 있고, 상기 관통공의 둘레에는 전기 절연용 부싱이 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널.According to claim 1, On the back of the solar panel, a plurality of rings for attaching the solar panel is formed on both sides, a through hole for the lead-in and out of the wire connected to the solar cell on one side of the wall And a bush for electrical insulation is inserted around the through hole. 제1항에 있어서, 상기 인버터는 방수 처리되어 태양전지 패널에 부착되는 것것을 특징으로 하는 태양전지 패널.The solar cell panel of claim 1, wherein the inverter is waterproof and attached to the solar cell panel.
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