KR20160127770A

KR20160127770A - 광기전 모듈 정션 박스

Info

Publication number: KR20160127770A
Application number: KR1020167026335A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 오카와; 써니 세티; 사이 올슨
Original assignee: 선파워 코포레이션
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2016-11-04
Also published as: CN105850033A; WO2015130990A1; DE112015001046T5; JP2017511096A; AU2015222966A1; US20150249426A1

Abstract

광기전 모듈용 정션 박스는 태양 전지를 외부 구성요소(예컨대, 다른 정션 박스, 인버터 등)에 결합하도록 구성되는 경사형 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 경사형 인터페이스는 정션 박스의 하우징 내로 일체화된다.

Description

광기전 모듈 정션 박스{PHOTOVOLTAIC MODULE JUNCTION BOX}

태양 전지로서 흔히 알려진 광기전 전지(photovoltaic(PV) cell)는 전기 에너지로의 태양 방사선의 변환을 위한 잘 알려진 장치이다. 일반적으로, 태양 전지의 기판의 표면 상에 충돌하고 기판 내로 진입하는 태양 방사선은 기판의 대부분에서 전자 및 정공(hole) 쌍을 생성한다. 전자 및 정공 쌍은 기판 내의 p-도핑된(doped) 영역 및 n-도핑된 영역으로 이동함으로써, 도핑된 영역들 사이에 전압차를 생성한다. 도핑된 영역들은 태양 전지 상의 전도성 영역들에 연결되어, 전지로부터의 전류를 외부 회로로 보낸다. PV 전지들이 PV 모듈과 같은 어레이 내에 조합될 때, 모든 PV 전지들로부터 수집된 전기 에너지는 소정의 전압 및 전류를 갖는 전력을 공급하도록 직렬 및 병렬 배열로 조합될 수 있다.

정션 박스(junction box; JBox)는, PV 모듈로부터 다른 PV 모듈, 또는 인버터 등과 같은 전기 회로로의 전기적 연결을 제공할 수 있다. PV 전지로부터 정션 박스로의 전기적 연결을 보호하기 위하여, 정션 박스는 태양 전지에 연결하는 와이어를 보호하기 위해 방수 부착 시스템과 같은 환경 장벽을 포함할 수 있다. 환경 장벽은 태양 전지의 안전성과 장기적인 신뢰성을 보장하는 것을 도울 수 있다.

도 1은 일부 실시예들에 따른 예시적인 정션 박스를 도시한다.
도 2 및 도 3은 일부 실시예들에 따라 두 개의 정션 박스의 예시적인 배열의 프로파일과 탑다운도(top down view)들을 각각 도시한다.
도 4 및 도 5은 일부 실시예들에 따른 두 개의 정션 박스의 다른 예시적인 배열의 프로파일과 탑다운도들을 각각 도시한다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 두 개의 정션 박스들의 다른 예시적인 배열을 도시한다.
도 7 및 도 8은 일부 실시예들에 따른 예시적인 정션 박스의 상이한 도면들을 도시한다.
도 9는 일부 실시예들에 따른 예시적인 정션 박스를 도시한다.

하기의 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시적인 것이며, 본 출원의 주제의 실시예 또는 그러한 실시예의 사용을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단어 "예시적인"은 "예, 사례 또는 실례로서 역할하는" 것을 의미한다. 본 명세서에 예시적인 것으로 기술된 임의의 구현예는 반드시 다른 구현예에 비해 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어야 하는 것은 아니다. 또한, 전술한 기술분야, 배경기술, 간략한 요약 또는 하기 상세한 설명에서 제시되는 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 구애되도록 의도되지 않는다.

본 명세서는 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급을 포함한다. 어구 "하나의 실시예에서" 또는 "일 실시예에서"의 출현은 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 특정 특징부들, 구조들 또는 특성들이 본 발명과 일치하는 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.

용어. 하기 단락은 본 개시내용(첨부된 청구범위를 포함함)에서 발견되는 용어에 대한 정의 및/또는 문맥을 제공한다.

"포함하는". 이 용어는 개방형(open-ended)이다. 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같이, 이 용어는 추가적인 구조물 또는 단계를 배제하지 않는다.

"~하도록 구성된". 다양한 유닛들 또는 구성요소들이 작업 또는 작업들을 수행"하도록 구성된" 것으로 기술되거나 청구될 수 있다. 그러한 맥락에서, "하도록 구성된"은 유닛들/구성요소들이 작동 동안에 이들 작업 또는 작업들을 수행하는 구조물을 포함한다는 것을 나타냄으로써 구조물을 함축하는 데 사용된다. 이와 같이, 유닛/구성요소는 명시된 유닛/구성요소가 현재 작동 중이지 않을 때에도(예를 들어, 온/활성 상태가 아닐 때에도) 작업을 수행하도록 구성된 것으로 말하여 질 수 있다. 유닛/회로/구성요소가 하나 이상의 작업을 수행 "하도록 구성된" 것임을 기술하는 것은 명확히, 그 유닛/구성요소에 대해 35 U.S.C §112의 6번째 단락에 의지하지 않도록 의도된다.

"제1", "제2" 등. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이러한 용어들은 이들의 뒤에 오는 명사에 대한 형용어구로서 사용되며, (예를 들어, 공간적, 시간적, 논리적 등의) 임의의 유형의 순서를 의미하지 않는다. 예를 들어, "제1" 정션 박스의 언급은, 이 정션 박스가 차례에 있어서 첫번째 정션 박스임을 반드시 의미하는 것은 아닌데, 대신에 용어 "제1"은 이 정션 박스를 다른 정션 박스(예컨대, "제2" 정션 박스)로부터 구별하기 위해 사용된다.

"~에 기초하여". 본 명세서에 사용된 바와 같이, 이러한 용어는 결정에 영향을 미치는 하나 이상의 인자를 기술하는 데 사용된다. 이 용어는 결정에 영향을 미칠 수 있는 추가의 인자를 배제하지 않는다. 즉, 결정이 이들 인자에만 기초할 수 있거나, 이들 인자에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 어구 "B에 기초하여 A를 결정하다"를 고려해보기로 한다. B가 A의 결정에 영향을 미치는 인자일 수 있지만, 그러한 어구는 A의 결정이 또한 C에 기초하는 것을 배제하지 않는다. 다른 예에서, A는 B만에 기초하여 결정될 수 있다.

"결합된" - 하기의 설명은 함께 "결합되는" 요소들 또는 노드들 또는 특징부들을 언급한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, "결합된"은 하나의 요소/노드/특징부가, 반드시 기계적으로는 아니게, 다른 요소/노드/특징부에 직접적으로 또는 간접적으로 결합됨(또는 그것과 직접적으로 또는 간접적으로 연결됨)을 의미한다.

또한, 소정 용어가 또한 단지 참조의 목적으로 하기 설명에 사용될 수 있으며, 이에 따라 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 예를 들어, "상부", "하부", "위" 및 "아래"와 같은 용어는 참조되는 도면에서의 방향을 지칭한다. "전방", "뒤", "후방", "측방", "외측" 및 "내측"과 같은 용어는 논의 중인 구성요소를 기술하는 본문 및 연관 도면을 참조함으로써 명확해지는 일관된, 하지만 임의적인 좌표계 내에서 구성요소의 부분들의 배향 및/또는 위치를 기술한다. 그러한 용어는 상기에 구체적으로 언급된 단어, 그의 파생어, 및 유사한 의미의 단어를 포함할 수 있다.

하기 설명에서, 본 발명의 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해, 특정 작업과 같은 다수의 특정 상세 사항이 기재된다. 본 발명의 실시예가 이러한 특정 상세사항 없이도 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명의 실시예들을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세히 기술되지 않는다.

이제 도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른, 예시적인 정션 박스의 측면도가 도시된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 정션 박스(102)는 광기전(PV) 라미네이트(104)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 정션 박스(102)는, 정션 박스가 PV 라미네이트(104)의 배면(정상 작동 동안 태양으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 측면) 상에 위치설정되도록 PV 라미네이트(104)의 백시트(backsheet) 또는 PV 모듈의 프레임에 기계적으로 결합될 수 있다. 정션 박스(102)가 PV 라미네이트(104)에 결합되는 실시예들에서, 정션 박스는 라미네이트와 정션 박스의 장착 표면 사이의 적절한 접촉을 허용하고 또한 물의 침투를 방지하는 접착제/봉지재(pottant)를 이용하여 부착될 수 있다.

도시된 바와 같이, PV 라미네이트(104)는 다수의 PV 전지(106)를 포함할 수 있다. PV 전지들(106)은 직렬 및/또는 병렬로 배열되고 이어서 정션 박스(102)에 전기적으로 결합될 수 있다. PV 라미네이트(104)는 PV 전지들을 둘러싸고 봉입하는 하나 이상의 봉지 층(encapsulant layer)을 포함할 수 있다. 커버(예컨대, 유리 또는 소정의 다른 투명하거나 실질적으로 투명한 재료)는 봉지 층들에 라미네이팅(laminating)될 수 있다. 라미네이트는 라미네이트의 최후방 층이며 내후성을 제공하는 백시트, 및 라미네이트의 나머지 부분을 보호하는 전기 절연 층을 가질 수 있다. 백시트는 중합체 시트일 수 있으며, 라미네이트의 봉지 층(들)에 라미네이팅될 수 있거나, 봉지 층들 중 하나와 일체화될 수 있다.

일 실시예에서, PV 전지들은 버스 바(108)와 같은 구리 리본(copper ribbon)을 통해 정션 박스(102)에 전기적으로 결합된다. 예를 들어, 버스 바(108)는 버스 바(108)가 정션 박스(102)에 액세스되고 결합될 수 있도록 백시트를 관통할 수 있다. 하나의 버스 바(108)만이 도 1에 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서, 다수의 버스 바가 PV 전지들을 정션 박스에 연결하는 데 사용될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하나 이상의 바이 패스 다이오드는 버스 바들 사이에 위치설정될 수 있다.

다양한 실시예들에서, PV 라미네이트(104)는 PV 모듈을 형성하기 위해 프레임에 결합될 수 있거나(예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이), 집광형 PV 시스템 내의 미러에 결합될 수 있다(예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이). PV 모듈은 정상 작동 동안에 태양에 향하는 전면(front side) 및 전면의 반대편에 있는 배면(back side)을 갖는다.

정션 박스(102)는 직류(DC) 전력을 교류(AC) 전력으로 변환하기 위하여 인버터(모듈에 장착된 마이크로인버터이든 원격으로 위치한 인버터이든)에 결합되고, 다수의 PV 라미네이트, 전력 집전 디바이스들, 전력 저장 디바이스들, 그외 다른 전기 시스템들로부터의 전력을 조합하기 위하여 직렬로 다른 정션 박스에 결합될 수 있다.

전형적인 정션 박스는 이어서 다른 정션 박스의 측면에서 똑바로 나오는 가요성 케이블에 연결되는 정션 박스의 측면에서 똑바로 나오는 긴 가요성 케이블을 활용한다. 긴 가요성 케이블은 용이한 연결을 허용하고 구조적 허용오차(예컨대, PV 모듈의 프레임을 제거)를 고려한다. 그러나, 가요성 케이블들이 너무 긴 경우, 케이블들은 케이블 위치들을 제어하기 위하여 추가 구성요소들을 필요로 할 수 있는 수용부 표면 뒤로부터 돌출할 수 있고, 이는 시스템 비용의 증가를 초래할 수 있다. 대규모 애플리케이션에서, 증가된 시스템 비용은 상당할 수 있다. 집광형 광기전 시스템에서, 정션 박스들의 측면으로부터 똑바로 나오는 긴 가요성 케이블들은 하나의 정션 박스로부터 다른 정션 박스로의 직선형 연결이 광의 집광형 빔 영역(도 2에 집광형 빔 영역(240)으로서 도시된 바와 같이)에 노출될 수 있으므로 문제가 될 수 있다 집광형 빔에 대한 노출은 와이어 연소(wire burning)에 대한 위험을 제기하고, 이는 결과적으로 시스템을 작동불가능한 상태가 되게 하고/하거나 안전(예컨대, 장비 또는 개인) 위험들을 제기할 수 있다.

문제들의 일부를 해결하기 위하여, 일 실시예에서, 정션 박스는 경사형 인터페이스(angled interface)(114)를 포함할 수 있다. 버스 바(108)는 이어서 경사형 인터페이스(114)의 전도체(112)에 결합되는 커넥터 탭(110)에 결합될 수 있다. 도시된 바와 같이, 경사형 인터페이스(114)는 정션 박스(102)의 장착 표면에 대해 (또는 라미네이트의 관점에서 생각하면) PV 라미네이트(104)에 대해 영(0)이 아닌 각도(116)로 있다. 영이 아닌 각도(116)의 예들은 10도, 15도, 45도, 75도 또는 90도 등을 포함할 수 있다. 사용된 각도는 프레임의 두께, 수용부/PV 라미네이트 사이의 거리, 케이블의 두께, PV 라미네이트/수용부의 배향 등과 같은 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다. 경사형 인터페이스가 (정션 박스 측면이 장착 표면의 반대측 표면과 만나는) 정션 박스(102)의 코너에 있는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예에서, 경사형 인터페이스는 정션 박스의 측면 상에(도 6에 도시된 바와 같이) 또는 장착 표면의 반대측인 정션 박스의 표면 상에(도시하지 않음) 있을 수 있다. 또한, 특정 시스템에서, 상이한 각도들이 상이한 정션 박스들에 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 정션 박스는 15 도의 경사형 인터페이스를 가질 수 있고, 경사형 인터페이스 없이(직선형 인터페이스) 또는 30 도의 경사형 인터페이스를 이용하여 다른 정션에 결합될 수 있다.

다양한 실시예에서, 정션 박스, 구체적으로는 정션 박스의 경사형 인터페이스는 정션 박스 하우징에 직접 일체화되거나 부착된 커넥터를 포함한다. 일체형 커넥터를 구비하는 정션 박스는 연결형 정션 박스(connectorized junction box)로서 본 명세서에 지칭된다. 다른 실시예들에서, 정션 박스의 경사형 인터페이스는 통합형 커넥터를 포함하지 않고, 가요성 케이블의 단부 상에 커넥터를 갖는 부착형 가요성 케이블을 포함한다. 이러한 정션 박스는 케이블형 정션 박스(cabled junction box)로서 본 명세세에 지칭된다. 또한, 일부 시스템들에서, 예를 들어 도 2, 도 4, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 연결형 정션 박스는 케이블형 정션 박스와 함께(예를 들어, 그에 결합되어) 사용될 수 있다. 아래에 보다 상세히 기재된 바와 같이, 연결형 정션 박스를 케이블형 정션 박스와 함께 사용하는 것은 연결형 정션 박스만을 또는 케이블형 박스만을 포함하는 시스템에 비해 부품 감소를 이룰 수 있다. 정션 박스들은 강력한 방수 구조를 제공해야 할 필요가 있기 때문에, 부품의 수를 줄이는 것은 강력한 방수를 제공해야만 하는 밀봉부 및 조인트들의 수를 줄일 수 있으므로써, 정션 박스로 물이 들어올 가능성을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 명세서에 도시된 예들은 정션 박스로부터 돌출하는 경사형 인터페이스를 도시하지만, 일부 실시예에서, 경사 연결형 연결부는 정션 박스의 하나 이상의 에지와 같은 높이일 수 있다. 또한, 예들은 단일 평면에서 기울어지는 경사형 인터페이스를 예시하지만 경사형 인터페이스는 더 큰 가요성을 위해 다수의 평면에서 기울어질 수 있다. 예를 들어, 경사형 인터페이스는 x 평면뿐만 아니라 y 평면에서의 정션 박스의 장착 표면에 대해 기울어질 수 있다.

또한, 일부 실시예들에서, 경사형 인터페이스를 구비한 정션 박스는 경사형 인터페이스 없이 정션 박스에 결합될 수 있다. 따라서, 태양 전지 설비는 경사형 인터페이스 정션 박스, 직선형 인터페이스(비-경사) 정션 박스, 연결형 정션 박스, 및/또는 케이블형 정션 박스의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

도 1은 단일 극성 정션 박스를 도시하지만, 다른 실시예들에서, 이중 극성 정션 박스는 도 1에서 설명한 동일한 특징부들을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명한 도면들은 PV 라미네이트 당 하나의 정션 박스만을 도시하지만, 일부 실시예에서, PV 라미네이트는 다수의 정션 박스(예컨대, 다수의 단일 극성 정션 박스)를 포함할 수 있다.

경사형 커넥터를 갖는 개시된 정션 박스는 많은 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 경사형 커넥터가 정션 박스의 용이한 부착 및 탈착을 허용함으로써, 다른 정션 박스에 비해 연결 시간을 감소시킬 수 있다. 이러한 감소된 연결 시간은 유틸리티 규모의 태양 광 농장에서와 같이 대규모 시스템 설비를 위한 시간을 크게 절약할 수 있다.

또한, 경사형 커넥터는 구조적 허용오차를 수용하기 위해 더 큰 양의 슬랙을 갖는 케이블을 필요로 하는 다른 정션 박스들에 비해 짧은 케이블 길이를 허용할 수 있다. 이는 PV 시스템에 대한 비용 절감 및 직렬 저항 손실을 초래한다. 또한, 본 명세서에 언급된 바와 같이, 감소된 케이블 길이는 추가의 구성요소가 과도한 케이블 슬랙을 제어할 필요성을 또한 제거한다.

개시된 정션 박스 및 시스템은 종래의 정션 박스 시스템에서보다 더 적은 수의 개스킷을 또한 허용한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 다른 시스템에서 5개의 밀봉 인터페이스와 달리 세 개의 밀봉 인터페이스가 존재한다. 더 적은 수의 개스킷은 물이 정션 박스 어셈블리 내로 들어가는 더 적은 수의 장애 포인트 위치들이 나타남으로써, 고장의 위험을 감소시킨다. 또한, 경사형 커넥터는 물이 조인트 및 연결부들로부터 떨어져서 흐르게 함으로써, 정션 박스 내로의 물 누출의 가능성을 감소시킬 수 있다.

경사형 커넥터들은 보다 제어된 와이어 관리 시스템을 또한 제공할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 일부 집광형 PV 시스템에서, 케이블들은 집광형 광의 경로에 있을 수 있고, 이는 와이어 또는 커넥터를 연소시키거나 용융시키는 것을 초래할 수 있고, 이는 활선(live wire)을 노출시키거나 심지어 커넥터들 또는 와이어들을 작동불가능하게 만들 수 있다. 이러한 고장은 전력 생산에 영향을 미칠 수 있을 뿐만 아니라, 또한 안전 위험성(예를 들면, PV 시스템의 안전, 개인의 안전 등)을 초래할 수 있다. 경사형 커넥터를 사용한 결과로 와이어의 길이를 감소시킴으로써, 추가 케이블 관리 솔루션(및 그것들의 추가 부품 비용 및/또는 설치 노동)을 피하거나 줄일 수 있다. 이는 이러한 길이에서 와이어들의 강성한 속성들 때문일 뿐만 아니라 그것들은 더 이상 와이어들 사이에 매달려 있는 무거운 커넥터를 갖지 않기 때문이다(연결형/비연결형 콤보에서 - 적어야할 필요가 있는지 확실하지 않음).

이제 도 2 및 도 3을 참조하면, 일부 실시예에 따른, 집광형 PV 시스템 내의 두 개의 정션 박스의 예시적인 배열의 프로파일도 및 평면도가 각각 도시된다. 도시된 바와 같이, 경사형 인터페이스(214a)를 갖는 정션 박스(202a)는 PV 라미네이트(204a)의 배면(정상 작동 동안 태양으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 측면)에 결합된다. PV 라미네이트(204a)는 수용부로 또한 지칭될 수 있음을 주의해야 한다. 또한, PV 라미네이트(204a)에 히트 싱크(220a)가 결합된다. 이어서, 히트 싱크, 수용부, 및 정션 박스의 조합은 집광 미러(222a)의 후방 표면(비반사 표면)에 기계적으로 결합된다. 도시하지 않았지만, (미러들(222a, 222b) 이외의) 다른 집광 미러의 전방 표면(반사 표면)은 PV 라미네이트(204a) 상으로 광을 반사하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 히트 싱크, 수용부, 및 정션 박스 조합은 비-미러 장착 표면에 기계적으로 결합될 수 있다.

도 2의 예는 PV 라미네이트(204b)의 배면에 결합되는, 경사형 인터페이스(214b)를 갖는 정션 박스(204b)를 또한 포함한다. 또한, PV 라미네이트(204b)에 히트 싱크(220b)가 결합된다. 이어서, 히트 싱크, 수용부, 및 정션 박스 조합은 집광 미러(222b)의 후방 표면(비반사 표면)에 기계적으로 결합된다.

도시된 바와 같이, 정션 박스(202a)는 일체형 암형 커넥터(integrated female connector)를 구비한 연결형 정션 박스이다. 일체형 암형 커넥터는 케이블형 정션 박스(202b)의 케이블(216)의 수형 커넥터(male connector)(218)를 수용하도록 구성된다. 경사형 인터페이스/커넥터의 사용은, 케이블(216) 및 커넥터(218)로 하여금 집광형 빔 영역(240)을 피하므로 경사형 인터페이스가 없는 시스템에 대조적으로, 케이블 또는 커넥터에 대한 손상의 위험을 줄이게 할 수 있다.

이제 도 4 및 도 5를 참조하면, 일부 실시예들에 따른, 하나의 태양(비-집광형) PV 시스템 내의 2개의 정션 박스의 예시적인 배열의 프로파일도 및 평면도가 각각 도시된다. 도시된 바와 같이, 경사형 인터페이스(414a)를 갖는 정션 박스(402a)는 PV 라미네이트(404a)의 배면(정상 작동 동안 태양으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 측면)에 결합된다. 또한 PV 라미네이트(404a)에 프레임(450a)이 결합되지만, 일부 실시예들에서, 정션 박스(402a)는 프레임(450a)에 직접 결합될 수 있음을 주의해야 한다.

마찬가지로, 경사형 인터페이스(414b)를 갖는 정션 박스(402b)는 PV 라미네이트(404b)의 배면에 결합된다. 또한 PV 라미네이트(404b)에 프레임(450b)이 결합되지만, 일부 실시예에서, 정션 박스(402b)는 프레임(450b)에 직접 결합될 수 있음을 주의해야 한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 경사형 인터페이스를 갖는 정션 박스를 이용하는 것은 정션 박스를 연결하는 데 필요한 케이블의 길이를 줄일 수 있으므로, 비용 및 추가의 케이블 관리 구성요소들에 대한 필요성을 줄일 수 있다.

도 2 내지 도 5는 케이블형 정션 박스를 위한 암형 연결형 정션 박스 및 수형 커넥터를 도시하지만, 연결형 정션 박스는 대안적으로 케이블형 정션 박스로부터의 암형 커넥터를 수용하도록 구성된 수형 연결형 정션 박스일 수 있다.

또한, 도 2 내지 도 5의 실시예들은 케이블형 정션 박스와 함께 사용하도록 구성된 연결형 정션 박스를 도시하지만, 다른 실시예들에서, 두 개의 연결형 정션 박스 또는 2개의 케이블형 정션 박스가 경사형 인터페이스이든지 또는 직선형 인터페이스든지를 이용하여 함께 사용될 수 있다.

또한, 도 2 내지 도 5 내의 정션 박스 쌍의 경사형 인터페이스들의 각도들이 동일한 각도로서 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서, 제1 정션 박스를 위한 경사형 인터페이스는 하나의 각도(예컨대, 15도)일 수 있고 제1 정션 박스에 결합된 제2 정션 박스를 위한 경사형 인터페이스는 제2의 상이한 각도(예컨대, 30도)일 수 있다.

도 6은 일부 실시예에 따른 정션 박스들의 다른 예시적인 쌍을 도시한다. 구체적으로, 도 6은 경사형 인터페이스(614)가 도 1 내지 도 5의 경우처럼 정션 박스 하우징의 코너로부터라기 보다는 정션 박스 하우징(602a)의 측면으로부터 돌출하는 것을 제외하고는 도 2 내지 도 5의 정션 박스 배열과 유사하다. 또한, 케이블형 정션 박스(602b)는 경사형 인터페이스를 갖지 않는다. 대신, 케이블(616)은 정션 박스(602b)를 직선으로 남겨두고 소정 각도에 있지 않다.

도 7 및 도 8은, 일부 실시예에 따른, 예시적인 연결형 정션 박스의 측면도 및 단면도를 각각 도시한다. 도 7 및 도 8은 경사형 인터페이스를 도시하지 않지만, 도 7 및 도 8에 도시된 구성요소는 본 명세서에 개시된 경사형 인터페이스를 구비한 정션 박스들에 동일하게 적용된다. 도시된 바와 같이, 정션 박스(700)는 정션 박스(700)로부터 다른 구성요소(예컨대, 다른 정션 박스, 인버터 등)로의 연결을 정렬하도록 구성되는 정렬 시스템(702)을 포함한다. 내측 개스킷(704)은 정렬 시스템(702)과 외측 개스킷(706)에 결합된다. 일부 실시예들에서, 정렬 시스템(702), 내측 개스킷(704), 및 외측 개스킷(706)은 연결형 정션 박스에 결합하고 실제 정션 박스의 구성요소가 아닌 커넥터의 부분이다. 정렬/잠금 핀(708)은 정션 박스(700)의 암형 연결형 부분의 일부이며 수형 커넥터를 수용하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 수형 연결형 부분이 이용될 수 있고, 이는 케이블로부터의 암형 커넥터를 수용하도록 구성됨에 유의한다. 금속 핀(710)은 커넥터를 정션 박스의 연결형 부분과 정렬하는 데 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 버스 바 납땜 플레이트(712)는 PV 라미네이트의 태양 전지들에 커넥터를 결합시킨다. 하우징(714)은 플라스틱 또는 다른 재료로 제조될 수 있고 베이스(716)는 PV 라미네이트 및/또는 PV 라미네이트에 결합된 프레임에 결합하도록 구성된다. 도 8은 내부 구성요소들(예컨대, 금속 핀, 버스 바 납땜 플레이트 등) 및 그것들의 기하학적 구조를 더 잘 도시하기 위해 도 7의 정션 박스의 단면도를 도시한다. 도 8과 마찬가지로, 도 9는 경사형 커넥터를 구비한 정션 박스의 단면도를 도시한다. 도 7에 설명된 구성요소들은 도 9의 정션 박스에 동일하게 적용된다.

특정 실시예들이 상기에 기술되었지만, 이러한 실시예들은 단일 실시예만이 특정 특징부에 대해 기술되는 경우라도 본 개시내용의 범주를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시내용에 제공된 특징부들의 예들은, 달리 언급되지 않는다면, 제한적이기보다는 예시적인 것으로 의도된다. 상기 설명은, 본 발명의 이익을 갖는 당업자에게 명백하게 되는 바와 같이, 그러한 대안예, 수정예 및 등가물을 포함하고자 의도된다.

본 발명의 범주는, 본 명세서에서 다루어지는 문제들 중 어느 문제 또는 모든 문제점들을 완화시키든 그렇지 않든 간에, 본 명세서에 (명백히 또는 암시적으로) 개시된 임의의 특징부 또는 특징부들의 조합, 또는 이들의 임의의 일반화를 포함한다. 따라서, 특징부들의 임의의 그러한 조합에 대해, 본 출원(또는 이에 대한 우선권을 주장하는 출원)의 진행 동안에 신규 청구항이 만들어질 수 있다. 특히, 첨부된 청구범위를 참조하여, 종속항으로부터의 특징부가 독립항의 특징부와 조합될 수 있고, 각자의 독립항으로부터의 특징부들은 첨부된 청구범위 내에서 열거된 특정 조합들 내에서만이 아니라 임의의 적당한 방식으로 조합될 수 있다.

일 실시예에서, 광기전 시스템은 제1 광기전 라미네이트를 포함한다. 제1 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트에 결합되고, 제1 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트에 대하여 제1 영이 아닌 각도로 제1 전기 인터페이스를 포함한다.

일 실시예에서, 제1 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트의 복수의 광기전 전지와 제1 전기 인터페이스 사이의 연결을 수용하는 하우징을 추가로 포함한다.

일 실시예에서, 제1 전기 인터페이스는 제2 커넥터에 결합되도록 구성되는 제1 커넥터를 포함하고, 제1 커넥터는 하우징 내로 일체화된다.

일 실시예에서, 제1 커넥터는 암형 커넥터이고 제2 커넥터는 수형 커넥터이다.

일 실시예에서, 제1 전기 인터페이스는 하우징 내로 일체화된 케이블 및 케이블의 단부에 결합된 커넥터를 포함한다.

일 실시예에서, 광기전 시스템은 제2 광기전 라미네이트, 및 제2 광기전 라미네이트에 결합되는 제2 정션 박스를 추가로 포함하고, 제2 정션 박스는 제2 광기전 라미네이트에 대하여 제2 영이 아닌 각도에서의 제2 전기 인터페이스를 포함하며, 제1 전기 인터페이스는 제2 전기 인터페이스에 결합된다.

일 실시예에서, 제1 영이 아닌 각도는 제2 영이 아닌 각도와 동일하다.

일 실시예에서, 제1 전기 인터페이스는 제1 정션 박스의 하우징 내로 일체화된 제1 커넥터를 포함하고, 제2 전기 인터페이스는 제2 정션 박스의 하우징 내로 일체화된 케이블 및 케이블의 단부에서의 제2 커넥터를 포함하며, 제1 커넥터는 제2 커넥터에 결합된다.

일 실시예에서, 광기전 시스템은 제1 광기전 라미네이트에 결합된 제2 정션 박스를 추가로 포함하며, 제2 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트에 대하여 제2 영이 아닌 각도로 제2 전기 인터페이스를 포함한다.

일 실시예에서, 광기전 시스템은 광기전 라미네이트에 결합되고 제1 정션 박스에 인접한 히트 싱크, 및 광기전 라미네이트 상으로 광을 지향시키도록 구성되는 미러를 추가로 포함한다.

일 실시예에서, 제1 정션 박스는 단일 극성 정션 박스이다.

일 실시예에서, 제1 영이 아닌 각도는 대략 15도 초과이다.

일 실시예에서, 광기전 시스템은 제1 전기 인터페이스에 결합된 인버터를 추가로 포함하며, 인버터는 제1 광기전 라미네이트로부터의 직류를 공급받고 직류를 교류로 변환하도록 구성된다.

일 실시예에서, 광기전 모듈용 정션 박스는 광기전 라미네이트에 정션 박스를 결합하기 위한 바닥 부분, 및 경사형 인터페이스를 갖는 하우징을 포함한다. 경사형 인터페이스는 복수의 태양 전지를 외부 구성요소에 전기적으로 결합하도록 구성되며, 경사형 인터페이스는 바닥 부분에 대하여 영이 아닌 각도로 배향된다.

일 실시예에서, 외부 구성요소는 다른 광기전 모듈용 다른 정션 박스이고, 다른 정션 박스는 영이 아닌 각도로 배향된 각각의 경사형 인터페이스를 또한 포함한다.

일 실시예에서, 외부 구성요소는 복수의 태양 전지로부터의 직류를 교류로 변환하도록 구성되는 인버터이다.

일 실시예에서, 경사형 인터페이스는 하우징 내로 일체화된 커넥터를 포함한다.

일 실시예에서, 커넥터는 암형 커넥터이다.

일 실시예에서, 경사형 인터페이스는 하우징 내로 일체화된 케이블 및 케이블에 부착된 커넥터를 포함한다.

일 실시예에서, 광기전 시스템은 제1 및 제2 광기전 라미네이트들, 제1 광기전 라미네이트에 결합된 제1 정션 박스 - 제1 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트에 대하여 제1 영이 아닌 각도로 제1 경사형 인터페이스를 포함함 -, 및 제2 광기전 라미네이트에 결합된 제2 정션 박스 - 제2 정션 박스는 제2 광기전 라미네이트에 대하여 제2 영이 아닌 각도로 제2 경사형 인터페이스를 포함함 - 를 포함한다.

Claims

광기전 시스템으로서,
제1 광기전 라미네이트(photovoltaic laminate); 및
제1 광기전 라미네이트에 결합된 제1 정션 박스(junction box) - 제1 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트에 대하여 제1 영(0)이 아닌 각도로 제1 전기 인터페이스를 포함함 - 를 포함하는, 광기전 시스템.
제1항에 있어서, 제1 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트의 복수의 광기전 전지와 제1 전기 인터페이스 사이의 연결을 수용하는 하우징을 추가로 포함하는, 광기전 시스템.
제2항에 있어서, 제1 전기 인터페이스는 제2 커넥터에 결합되도록 구성되는 제1 커넥터를 포함하고, 제1 커넥터는 하우징 내로 일체화되는, 광기전 시스템.
제3항에 있어서, 제1 커넥터는 암형 커넥터(female connector)이고 제2 커넥터는 수형 커넥터(male connector)인, 광기전 시스템.
제2항에 있어서, 제1 전기 인터페이스는 하우징 내로 일체화된 케이블 및 케이블의 단부에 결합된 커넥터를 포함하는, 광기전 시스템.
제1항에 있어서,
제2 광기전 라미네이트; 및
제2 광기전 라미네이트에 결합된 제2 정션 박스 - 제2 정션 박스는 제2 광기전 라미네이트에 대하여 제2 영이 아닌 각도로 제2 전기 인터페이스를 포함함 - 를 추가로 포함하며,
제1 전기 인터페이스는 제2 전기 인터페이스에 결합되는, 광기전 시스템.
제6항에 있어서, 제1 영이 아닌 각도는 제2 영이 아닌 각도와 동일한, 광기전 시스템.
제6항에 있어서, 제1 전기 인터페이스는 제1 정션 박스의 하우징 내로 일체화된 제1 커넥터를 포함하고, 제2 전기 인터페이스는 제2 정션 박스의 하우징 내로 일체화된 케이블 및 케이블의 단부에서의 제2 커넥터를 포함하며, 제1 커넥터는 제2 커넥터에 결합되는, 광기전 시스템.
제1항에 있어서,
제1 광기전 라미네이트에 결합된 제2 정션 박스를 추가로 포함하며, 제2 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트에 대하여 제2 영이 아닌 각도로 제2 전기 인터페이스를 포함하는, 광기전 시스템.
제1항에 있어서,
광기전 라미네이트에 결합되고 제1 정션 박스에 인접한 히트 싱크; 및
광기전 라미네이트 상으로 광을 지향시키도록 구성되는 미러를 추가로 포함하는, 광기전 시스템.
제1항에 있어서, 제1 정션 박스는 단일 극성 정션 박스인, 광기전 시스템.
제1항에 있어서, 제1 영이 아닌 각도는 대략 15도 초과인, 광기전 시스템.
제1항에 있어서,
제1 전기 인터페이스에 결합된 인버터를 추가로 포함하며, 인버터는 제1 광기전 라미네이트로부터 직류를 공급받고 직류를 교류로 변환하도록 구성되는, 광기전 시스템.
광기전 모듈용 정션 박스로서,
광기전 라미네이트에 정션 박스를 결합하기 위한 바닥 부분, 및 경사형 인터페이스(angled interface)를 갖는 하우징을 포함하고,
경사형 인터페이스는 복수의 태양 전지를 외부 구성요소에 전기적으로 결합하도록 구성되며, 경사형 인터페이스는 바닥 부분에 대하여 영이 아닌 각도로 배향되는, 정션 박스.
제14항에 있어서, 외부 구성요소는 다른 광기전 모듈용 다른 정션 박스이고, 다른 정션 박스는 또한 영이 아닌 각도로 배향된 각각의 경사형 인터페이스를 포함하는, 정션 박스.
제14항에 있어서, 외부 구성요소는 복수의 태양 전지로부터의 직류를 교류로 변환하도록 구성되는 인버터인, 정션 박스.
제14항에 있어서, 경사형 인터페이스는 하우징 내로 일체화된 커넥터를 포함하는, 정션 박스.
제17항에 있어서, 커넥터는 암형 커넥터인, 정션 박스.
제14항에 있어서, 경사형 인터페이스는 하우징 내로 일체화된 케이블 및 케이블에 부착된 커넥터를 포함하는, 정션 박스.
광기전 시스템으로서,
제1 및 제2 광기전 라미네이트들;
제1 광기전 라미네이트에 결합된 제1 정션 박스 - 제1 정션 박스는 제1 광기전 라미네이트에 대하여 제1 영이 아닌 각도로 제1 경사형 인터페이스를 포함함 -; 및
제2 광기전 라미네이트에 결합된 제2 정션 박스 - 제2 정션 박스는 제2 광기전 라미네이트에 대하여 제2 영이 아닌 각도로 제2 경사형 인터페이스를 포함함 - 를 포함하는, 광기전 시스템.