KR20140131460A - 창호 - Google Patents

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Abstract

투광패널과, 투광패널을 통과하는 태양광을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 태양전지모듈과, 투광패널의 가장자리 외측에 배치되어 투광패널을 지지하고, 태양전지모듈이 장착되는 장착홈이 형성되는 지지부재를 포함하되, 투광패널은 가시광선은 통과시키고 대부분의 적외선을 반사시키는 반사물질을 갖는 반사 투광층을 포함하고, 반사물질은 반사된 적외선을 제1투명부재의 가장자리 측으로 안내할 수 있는 창호를 개시한다.

Description

창호{WINDOW}
본 발명은 창호에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부의 빛을 받아 전기에너지를 생산할 수 있는 태양전지모듈을 포함하는 창호에 관한 것이다.
일반적으로 창호란 건물 벽면에 설치된 창틀과, 이 창틀에 설치된 창문을 통칭하는 용어이다. 이러한 창호는 외부의 빛을 실내로 유입시키는 채광기능, 실내공기를 환기시키는 환기기능, 실내와 실외 간의 열전달을 차단하는 단열 기능 등과 같은 기능을 수행한다. 최근에는 가정이나 사무실에서 사용되는 전기를 절약하고자 창호의 창문에 태양전지모듈을 설치한 예가 있다.
그러나 종래의 태양전지모듈의 태양전지 셀은 통상적으로 불투명 소재로 이루어져 있는데, 태양전지 셀이 창호의 창문에 설치될 경우에는 불투명 소재로 이루어진 태양전지로 인해 실내로 조사되는 빛의 양이 줄어들게 된다.
동시에 창호의 창문에 설치되는 태양전지모듈은 건축물의 내부에서 밖을 바라볼 때 시야 확보를 방해할 뿐만 아니라 창호의 미관을 저해하는 원인이 된다.
본 발명의 실시예는, 전기에너지의 생산을 위해 창호에 설치되는 태양전지모듈로 인해 실내로 조사되는 빛이 양이 줄어들거나, 실내에서 외부를 바라볼 때 시야를 확보하는 것을 저해하거나, 창호의 미관을 저해하는 것을 방지할 수 있는 창호를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 창호는, 투광패널; 상기 투광패널을 통과하는 태양광을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 태양전지모듈; 및 상기 투광패널의 가장자리 외측에 배치되어 상기 투광패널을 지지하고, 상기 태양전지모듈이 장착되는 장착홈이 형성되는 지지부재;를 포함하고,
상기 투광패널은 반사물질을 포함하는 반사 투광층을 갖는 제1투광부재를 포함하고,
상기 반사물질은 외부로부터 입사되는 태양광 중 가시광선을 통과시키고 적외선을 반사시켜 상기 제1투광부재의 가장자리 측으로 안내하는 것을 특징으로 한다.
본 기술에 의하면, 태양전지모듈이 투광패널의 가장자리 외측에 배치됨에 따라, 태양전지모듈로 인해 실내로 조사되는 빛의 양이 줄어들거나 미관이 저해되는 것을 방지하고, 실내에서 외부를 바라볼 때 넓은 시야를 확보할 수 있다.
또, 본 기술에 의하면, 태양전지모듈이 투광패널의 가장자리 외측에서 소정 깊이를 갖는 지지부재의 장착홈에 장착됨에 따라, 투광패널의 하중으로 인해 투광패널의 가장자리 외측에 배치되는 태양전지모듈이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 기술에 의하면, 제1투광부재에서 가시광선을 대부분 통과시키고 일부의 가시광선과 적외선을 반사한 후 투광패널의 가장자리를 통해 외부로 전달함에 따라, 태양전지모듈로 하여금 전기 에너지를 발생시키면서도 통과된 가시광선을 이용하여 투광패널의 채광 기능을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 창호를 도시한 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 창호를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 창호에 입사되는 가시광선과 적외선을 포함하는 태양광의 이동을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 창호에서 제1투광부재에서 반사되는 적외선의 이동을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성요소들의 크기가 과장 또는 축소될 수 있고, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 창호는 투광패널(10)과, 지지부재(20)와, 프레임(30)과, 태양전지모듈(40)을 포함한다.
투광패널(10)은 창문의 창문틀 즉, 프레임(30)에 장착되며, 진공유리, Low-e유리, 색상을 변경할 수 있는 기능성 코팅유리를 포함할 수 있다.
상기의 투광패널(10)은 외부로부터 입사되는 태양광을 건축물의 실내공간으로 유입시키되, 태양광의 일부 구체적으로, 적외선을 태양전지모듈(40)로 안내하는 역할을 한다.
부연하면, 상기의 투광패널(10)은 외부로부터 입사되는 태양광의 일부를 투광패널(10)의 가장자리 외측에 배치되는 태양전지모듈(40)로 안내하는 안내 기능을 가질 수 있다.
예를 들면, 투광패널(10)은 소음차단 기능이 뛰어난 접합유리 형태 및 단열 기능이 뛰어난 복층유리 형태를 모두 포함하는 패널일 수 있다. 상기의 투광패널(10)은 도시된 바와 같이, 접합유리로 구성되는 제1투광부재(11)와, 제1투광부재(11)와 스페이서(16)에 의해 이격되어 제1투광부재(11)와 복층을 이루는 제2투광부재(15)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 제1,2투광부재(11,15)를 포함하는 투광패널에 대한 구체적인 실시예는 후술한다.
지지부재(20)는 도시된 바와 같이 투광패널(10)의 가장자리 외측에 배치된다. 예를 들면, 투광패널(10)이 육면체 형상일 경우 지지부재(20)는 투광패널(10)의 상,하,좌,우면 외측에 배치될 수 있다. 이러한 지지부재(20)는 상술한 바와 같이 투광패널(10)의 가장자리 외측에 배치되어 투광패널(10)을 지지하는 역할을 한다.
지지부재(20)에는 태양전지모듈(40)이 장착되는 장착홈(21)이 형성되어 있다. 장착홈(21)은 투광패널(10)이 상술한 바와 같이 이중창일 경우 안내 기능을 갖는 투광부재에 대향되는 위치에 형성된다.
장착홈(21)은 도시된 바와 같이 태양전지모듈(40)이 장착될 때 태양전지모듈(40)이 투광패널(10)에 직접적으로 접촉되지 않게 하는 깊이를 가질 수 있다. 이는 투광패널(10)의 상,하,좌,우면 외측에 배치되는 태양전지모듈(40) 중 투광패널(10)의 하측에 배치되는 태양전지모듈(40)이 투광패널(10)의 하중에 의해 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
상기의 지지부재(20)에는 태양전지모듈(40)의 태양전지 셀과 전기적으로 연결되는 전선이 수용되는 전선 수용홈(23)이 형성될 수 있다. 전선 수용홈(23)에 수용되는 전선은 태양전지 셀로부터 발생된 전기에너지를 태양광 접속반 또는 태양광 인버터 또는 관련 목적 설비로 이동시키기 위한 전선일 수 있다.
프레임(30)은 투광패널(10)이 지지되어 있는 지지부재(20)의 가장자리를 따라 배치되며, 상술한 바와 같이 투광패널(10)이 외부의 충격에 의해 파손되는 것을 방지한다. 프레임(30)의 소재의 일례로 강화 플라스틱일 수 있다. 프레임(30)의 소재의 다른 일례로 알루미늄 또는 강철일 수도 있다.
태양전지모듈(40)은 여러 장의 태양전지 셀을 일정한 규격으로 연결해 소정의 전압과 전류를 발생시키는 것을 말한다. 본 발명의 실시예에서는 다양한 종류의 태양전지모듈이 적용될 수 있다.
한편, 도 2 내지 도 4를 참조하여 태양광의 일부를 가장자리로 안내 기능을 갖는 투광패널의 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1투광부재(11)는 입사되는 태양광 중 적외선을 반사시킬 수 있는 제1투광층(12)과, 이 제1투광층(12)과 연결되되 가시광선, 적외선을 포함하는 태양광을 통과시킬 수 있는 제2,3투광층(13,14)을 포함할 수 있다. 상기의 제1투광부재(11)는 제2,3투광층(13,14) 사이의 공간에 제1투광층(12)을 주입하는 방식으로 제조될 수 있다.
제1투광층(12)은 필름 또는 레진의 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 재질로 이루어진 제1투광층(12)은 상술한 바와 같이 입사되는 태양광 중 적외선을 반사시킬 수 있게 하는 반사재질을 포함할 수 있다. 반사재질은 TiO2를 포함하는 금속 나노 화합물 또는 TiO2를 포함하는 세라믹 나노 화합물일 수 있다.
제2투광층(13)은 제1투광층(12)의 외측 구체적으로, 제1투광층(12)의 좌측에 배치될 수 있다. 이러한 제2투광층(13)은 태양광을 원활하게 통과시킬 수 있는 고투과형 유리 또는 투명한 폴리머의 재질로 이루어질 수 있다.
제3투광층(14)은 도시된 바와 같이 제1투광층(12)의 내측 구체적으로, 제1투광층(12)의 우측에 배치될 수 있다. 이러한 제3투광층(14)은 제2투광층(13)과 마찬가지로 태양광을 원활하게 통과시킬 수 있는 고투과형 유리 또는 투명한 폴리머의 재질로 이루어질 수 있다.
다만, 제3투광층(14)에는 반사물질 사이를 통해 제1투광층(12)을 통과할 수 있는 일부의 적외선과 자외선을 다시 제1투광층(12) 측으로 반사시킬 수 있는 반사코팅막(14a)이 코팅될 수 있다. 이와 같이 반사코팅막(14a)에 의해 제1투광층(12)으로 반사된 적외선과 자외선은 다시 제1투광층(12)의 반사물질을 통해 반사될 수 있다.
부연하면, 본 발명의 실시예에서는 제1투광층(12)에는 TiO2를 포함하는 재질로 이루어진 반사물질을 포함함에 따라, 입사되는 태양광 중 대부분의 적외선과 자외선이 반사물질에 의해 반사될 수 있다.
상기와 같이 반사물질에 의해 반사된 적외선과 자외선은 도시된 바와 같이 제1투광층(12), 제2투광층(13), 제3투광층(14) 중 적어도 하나의 가장자리 측으로 안내될 수 있다.
제1투광층(12), 제2투광층(13), 제3투광층(14) 중 적어도 하나의 가장자리 측으로 안내된 적외선과 자외선은 투광패널(10)의 가장자리 외측에 배치되는 태양전지모듈(40)로 이동되어 이 태양전지모듈(40)로 하여금 전기 에너지의 발생을 가능하게 한다.
또, 본 발명의 실시예에서는 제1투광층(12)의 내,외측에 제2,3투광층(13,14)이 배치되는 형태를 갖는 제1투광부재(11)를 예로 들어 설명하였으나, 제1투광부재(11)는 적어도 하나의 반사 투광층(본 발명의 실시예에서 제1투광층)과, 적외선과 가시광선을 포함하는 태양광을 통과시키는 적어도 하나의 통과 투광층(본 발명의 실시예에서 제2,3투광층)을 포함하면 다양한 형태로 적용하는 것이 가능하다.
제2투광부재(15)는 상술한 바와 같이 스페이서(16)에 의해 제1투광부재(11)와 이격 배치된다. 이로 인해 제1투광부재(11)와 제2투광부재(15)의 사이에는 공기층이 형성되고, 이러한 공기층은 실내와 실외의 사이에서 유동되는 열을 차단하는 단열 기능을 갖는다. 그리고 제2투광부재(15)는 단열 성능이 증대되도록 Low-e 유리 또는 진공유리의 형태로 구성될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예는 입사되는 태양광 중 대부분의 적외선을 반사시켜 가장자리 측으로 안내하는 제1투광층를 포함하는 투광패널과, 이 투광패널의 가장자리 외측에 배치되어 대부분의 반사된 적외선을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 태양전지모듈과, 투광패널의 하중으로 인해 태양전지모듈이 손상되는 것을 방지하는 지지부재를 포함한다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 실시예에서는 태양전지모듈이 투광패널의 가장자리 외측에 배치됨에 따라, 태양전지모듈로 인해 실내로 조사되는 빛의 양이 줄어들거나 미관이 저해되는 것을 방지하고, 실내에서 외부를 바라볼 ? 넓은 시야를 확보할 수 있다.
또, 본 발명의 실시예에서는 태양전지모듈이 투광패널의 가장자리 외측에서소정 깊이를 갖는 지지부재의 장착홈에 장착됨에 따라, 투광패널의 하중으로 인해 투광패널의 가장자리 외측에 배치되는 태양전지모듈이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또, 본 발명의 실시예에서는 제1투광부재에서 가시광선을 통과시키고 적외선의 대부분을 반사시켜 투광패널의 가장자리를 통해 안내함에 따라, 적외선만을 이용하여 태양전지모듈로 하여금 전기 에너지를 발생시키면서도 가시광선을 이용하여 투광패널의 채광 기능을 유지할 수 있다.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 투광패널 11: 제1투광부재
12: 제1투광층 13: 제2투광층
14: 제3투광층 15: 제2투광부재
16: 스페이서 20: 지지부재
21: 장착홈 23; 전선 수용홈
30: 프레임 40: 태양전지모듈

Claims (5)

  1. 투광패널;
    상기 투광패널을 통과하는 태양광을 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 태양전지모듈; 및
    상기 투광패널의 가장자리 외측에 배치되어 상기 투광패널을 지지하고, 상기 태양전지모듈이 장착되는 장착홈이 형성되는 지지부재;를 포함하고,
    상기 투광패널은 반사물질을 포함하는 반사 투광층을 갖는 제1투광부재를 포함하고,
    상기 반사물질은 외부로부터 입사되는 태양광 중 가시광선을 통과시키고 적외선을 반사시켜 상기 제1투광부재의 가장자리 측으로 안내하는 것을 특징으로 하는 창호.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사물질은 TiO2를 포함하는 금속 나노 화합물 또는 세라믹 나노 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 창호.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1투광부재는 상기 반사 투광층의 내측과 외측 중 적어도 일측에 연결되고, 태양광 중 가시광선과 적외선을 통과시킬 수 있는 통과 투광층을 더 포함하고,
    상기 통과 투광층의 일측에는 상기 반사물질 사이를 통해 상기 반사 투광층을 통과한 적외선을 상기 반사 투광층으로 반사시키는 반사 코팅막이 코팅된 것을 특징으로 하는 창호.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사 투광층은 필름 또는 레진으로 형성된 것을 특징으로 하는 창호.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 장착홈은 상기 태양전지모듈이 상기 투광패널의 하중으로 인해 손상되는 것을 방지하도록, 상기 태양전지모듈의 높이 보다 깊게 형성된 것을 특징으로 하는 창호.
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