KR20170142633A - Solar Roof Device - Google Patents

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KR20170142633A
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solar cell
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오형희
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주식회사 리플라
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Abstract

According to the present invention, a photovoltaic roof tile assembly is arranged on a roof of a building, and comprises: a plurality of support bodies arranged on the roof of the building; a rib unit formed on an edge of the support bodies to cover an edge of neighboring support bodies; a housing block seated on the support bodies; a photovoltaic battery panel enclosed by the housing block; and a connector unit formed on an edge of the support bodies to be detachably coupled to neighboring support bodies, and electrically connected to the photovoltaic battery panel. Familiar construction can be performed like a way that conventional roof tiles are used, and energy can be stored and used by receiving sunlight.

Description

태양광 기와 장치{Solar Roof Device}Solar Roof Device < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 태양광 기와 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 기와처럼 익숙한 시공이 가능하면서 도 태양광을 받아 에너지의 저장 및 활용이 가능토록 하는 태양광 기와 어셈블리에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic device and an assembly, and more particularly, to a photovoltaic device and an assembly that allow the photovoltaic device and the assembly to be installed and used while allowing for convenient construction as in the existing tile.

최근, 국내외에서 건물일체형 태양광발전(Building Integrated Photovoltaic System, 이하 'BIPV')과 관련된 시장규모는 급성장하고 있다.Recently, the market scale related to Building Integrated Photovoltaic System (BIPV) is growing rapidly at home and abroad.

이중, 건축자재분야에서 솔라 타일(solar tile), 솔라 슬레이트(solar slate), 솔라 싱글(solar shingle) 등의 BIPV 관련시장은 특히 괄목할만한 성장세를 보이고 있다.Among them, the BIPV related market such as solar tile, solar slate, and solar shingle is showing remarkable growth in the construction materials field.

이중에서 솔라 타일의 경우 기와 지붕형의 BIPV 모듈도 상용화되었으며 기와의 형태를 응용한 제품 등 다양한 형태의 제품이 생산되고 있다.In the case of solar tiles, tile and roof type BIPV modules are also commercialized, and various types of products such as tile-shaped products are being produced.

그러나, 아직 국내에는 기존의 지붕재 위에 태양광 모듈을 시공하는 루프 온 타입(roof on type)의 제품만 있어 태풍에 취약하며 추가로 구조물을 설치해야 하고 모듈의 무게도 추가되기 때문에 건물의 안정성 문제가 대두된다.However, there is still a roof-on type product that installs PV module on existing roof material in Korea, so it is vulnerable to typhoon. In addition, the structure should be installed and the weight of the module is added. .

또한, 이와 같은 추가적인 구조 모듈의 배치는 건물의 외관을 저해하는 요인 중 하나로 작용하게 된다.Further, the arrangement of such additional structural modules is one of the factors that hinders the appearance of the building.

기타 해외에서 개발된 BIPV 모듈 관련 제품의 경우 구리·인듐·갈륨·셀레늄(CIGS) 박막태양전지 제품을 사용하여 가격이 비싸며 국내의 인증도 받을 수 없어 국내에는 적용하기 힘든 문제가 있다.Other overseas developed BIPV module products are expensive because they use copper, indium, gallium, and selenium (CIGS) thin film solar cell products and can not be certified in Korea.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존의 기와처럼 익숙한 시공이 가능하면서도 태양광을 받아 에너지의 저장 및 활용이 가능토록 하는 태양광 기와 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a photovoltaic apparatus and an assembly for allowing energy saving and utilization of solar energy while allowing for convenient construction as in existing tiles.

그리고, 본 발명은 비용이 결정질 태양광 모듈을 사용한 기와형 태양광 제품을 개발함으로써 저렴하고 미려한 디자인과 건물 안전에도 문제없는 제품의 획득이 가능한 태양광 기와 어셈블리를 제공하는데에도 그 목적이 있다.The present invention also aims to provide a photovoltaic device and an assembly capable of obtaining an inexpensive and beautiful design and a product without any problem in building safety by developing a tiled solar photovoltaic product using a crystalline solar photovoltaic module.

상기의 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 발명은, 건물의 지붕에 배치하는 태양광 기와 어셈블리에 있어서, 건물의 지붕에 복수로 배치되는 지지체와; 상기 지지체의 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체의 가장자리를 덮는 리브부와; 상기 지지체에 안착되는 하우징 블럭과; 상기 하우징 블럭으로 감싸지는 태양광전지 패널과; 상기 지지체의 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체와 탈착 결합되고, 상기 태양광 전지 패널과 전기적으로 연결되는 커넥터부;로 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a photovoltaic apparatus and assembly disposed on a roof of a building, the photovoltaic apparatus comprising: a support body disposed on a roof of the building; A rib formed at an edge of the support and covering the edge of the adjacent support; A housing block seated on the support; A solar photovoltaic panel enclosed in the housing block; And a connector part formed at an edge of the support body and detachably coupled to the adjacent support body and electrically connected to the solar cell panel.

여기서, 상기 태양광 전지 패널은 글래스(glass) 타입의 결정질 태양광 모듈인 것을 특징으로 한다.Here, the solar cell panel is a glass-type crystalline solar module.

본 발명에 따른 태양광 기와 어셈블리에 의하면 지지체의 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체의 가장자리를 덮는 리브부가 형성되어 기존의 기와와 같은 익숙한 시공이 가능하게 되며, 지지체에 구비된 태양광 전지 패널에 의하여 태양광을 받아 에너지의 저장 및 다양한 활용이 가능하게 되는 이점이 있다.According to the photovoltaic module and the assembly according to the present invention, a rib portion formed at the edge of the support and covering the edge of the neighboring support member can be formed, so that it is possible to perform a familiar construction like the existing tile. It is possible to store energy and utilize it in various ways.

그리고, 본 발명은 지지체와 이웃한 지지체 상호간의 전기적 연결을 위하여 지지체와 일체로 형성된 커넥터부에 의하여 간단히 착탈 결합함으로써 전기적 연결이 이루어지므로, 시공의 간편성을 제공할 수 있다.In addition, since the electrical connection is made by simply attaching and detaching by the connector part formed integrally with the support body for electrical connection between the support body and the neighboring support bodies, the simplicity of the construction can be provided.

또한, 본 발명은 결정질 타입의 태양광 모듈을 태양광 전지 패널로 활용함으로써 비용 절감의 측면에서 매우 강한 장점이 있으며, 지지체 또한 재활용 플라스틱을 활용하므로 친환경적인 측면에서도 강한 장점이 있다.In addition, the present invention has a strong advantage in terms of cost reduction by using a crystalline type solar module as a solar cell panel, and since the support also uses recycled plastic, it has a strong advantage in terms of environmental friendliness.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 기와 어셈블리의 [0015] 전체적인 구조를 나타낸 사시도
도 2는 도 1의 A 시점에서 바라본 배면 개념도
도 3은 도 1의 B 시점에서 바라본 측면 개념도
도 4는 본 발명에 따른 태양광 기와 어셈블리의 다른 실시예를 나타낸 측면 개념도
도 5는 본 발명에 따른 태양광 기와 어셈블리를 지붕에 시공하는 상태를 나타낸 사시도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view illustrating the entire structure of a photovoltaic device and an assembly according to the present invention;
Fig. 2 is a schematic view of the back side viewed from point A of Fig.
Fig. 3 is a side conceptual view seen from the viewpoint B of Fig.
4 is a side elevational view showing another embodiment of the solar photovoltaic apparatus and assembly according to the present invention
5 is a perspective view showing a state in which a solar light assembly and an assembly according to the present invention are installed on a roof;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 기와 어셈블리의 전체적인 구조를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 A 시점에서 바라본 배면 개념도이고, 도 3은 도 1의 B 시점에서 바라본 측면 개념도이다.FIG. 1 is a perspective view showing the overall structure of a solar light assembly and an assembly according to the present invention, FIG. 2 is a conceptual view of a rear view seen from a viewpoint A of FIG. 1, and FIG. 3 is a conceptual view of a side viewed from a viewpoint B of FIG.

본 발명은 건물의 지붕(r)에 배치하는 것으로, 지지체(100)와 리브부(200)와 하우징 블럭(300)과 태양광 전지패널(400)과 커넥터부(500)로 구성된다.The present invention is disposed on a roof r of a building and comprises a support body 100, a rib portion 200, a housing block 300, a solar cell panel 400, and a connector portion 500.

지지체(100)는 건물의 지붕(r)에 복수로 배치되는 것으로, 후술할 각 구성부가 안착되는 공간과 면적을 제공하는 것이다.The supports 100 are arranged in plural on the roof r of the building to provide a space and an area in which the components to be described later are seated.

리브부(200)는 지지체(100)의 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체(100)의 가장자리를 덮는 것으로, 일반적인 기와의 고정부분(도 5의 시공 상태 참조)과 같은 역할을 한다.The rib portion 200 is formed at the edge of the support body 100 to cover the edge of the adjacent support body 100 and functions as a fixed portion (see the construction state of FIG. 5) with a general tile.

하우징 블럭(300)은 지지체(100)에 안착되는 것으로 태양광 전지 패널(400)을 감싸는 것이다.The housing block 300 is mounted on the support 100 to surround the solar cell panel 400.

태양광 전지 패널(400)은 단결정 PV 셀(Photovoltaic Cell)을 포함하는 것으로, 글래스(glass) 타입의 결정질태양광 모듈의 일종이라 할 수 있다.The solar cell panel 400 includes a single crystal PV cell (photovoltaic cell), and can be said to be a kind of a crystalline solar photovoltaic module of a glass type.

커넥터부(500)는 지지체(100)의 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체(100)와 탈착 결합되고, 태양광 전지 패널(400)과 전기적으로 연결되도록 하는 역할을 수행하기 위한 것이다.The connector unit 500 is formed at the edge of the support member 100 to be detachably coupled to the neighboring support member 100 and electrically connected to the solar cell panel 400.

본 발명은 상기와 같은 구조의 실시예를 적용할 수 있으며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.It is needless to say that the present invention can be applied to the embodiment having the above-described structure, and the following various embodiments can be applied.

리브부(200)는 전술한 바와 같이 기와의 고정부분과 같은 역할을 하는 것으로, 제1, 2 리브(210, 220)가 형성된 구조이다.The rib portion 200 functions as a fixed portion of the tile as described above, and has a structure in which the first and second ribs 210 and 220 are formed.

제1 리브(210)는 지지체(100)의 상측 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체(100)의 하측 가장자리(230)를 덮는 것이다.The first rib 210 is formed on the upper edge of the support 100 to cover the lower edge 230 of the adjacent support 100.

제2 리브(220)는 지지체(100)의 우측 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체(100)의 좌측 가장자리(240)를 덮는 것이다.The second rib 220 is formed on the right edge of the support 100 to cover the left edge 240 of the neighboring support 100.

한편, 하우징 블럭(300)은 전술한 바와 같이 태양광 전지 패널(400)을 감싸는 것으로, 지지체(100)에 길이 방향으로 배치될 수 있으며, 시공과 교체 및 수리의 편의를 위하여 지지체(100)로부터 끼워맞춤 방식으로 탈착 결합되도록 할 수 있다.Meanwhile, the housing block 300 may be disposed in the longitudinal direction of the support body 100 by covering the solar cell panel 400 as described above. In order to facilitate construction, replacement, and repair, And can be detachably coupled by a fitting method.

한편, 태양광 전지 패널(400)은 전술한 바와 같이 단결정 PV 셀을 채택한 것으로, 단결정 PV 셀은 기존의 CIGS 타입에 비하여 가격이 저렴하면서도 효율이 높아 널리 사용되는 것이다.On the other hand, the solar cell panel 400 adopts a single crystal PV cell as described above, and the monocrystalline PV cell is widely used because it is less expensive than the existing CIGS type, and has higher efficiency.

이러한 태양광 전지 패널(400)은 복수의 솔라셀(401, 402, 403, 404, 405, 406)을 포함하며, 솔라셀(401,402, 403, 404, 405, 406)은 복수의 행과 열을 이루며 배치된다.The solar cell panel 400 includes a plurality of solar cells 401, 402, 403, 404, 405 and 406, and the solar cells 401, 402, 403, 404, 405, 406 include a plurality of rows and columns Respectively.

여기서, 태양광 전지 패널(400)은 구체적으로는 6 개의 솔라셀(401, 402, 403, 404, 405, 406)을 포함하며, 솔라셀(401, 402, 403, 404, 405, 406) 각각은 도시된 바와 같이 3행과 2열로 배치되거나, 특별히 도시하지 않았으나 2행과 3열로 배치되도록 할 때 최고의 효율을 나타낸 것이 실험으로 확인되었다.Specifically, the solar cell panel 400 includes six solar cells 401, 402, 403, 404, 405, and 406, and the solar cells 401, 402, 403, 404, 405, Are arranged in three rows and two columns as shown in the figure, or not shown, but it is confirmed that the best efficiency is achieved when the two rows and three columns are arranged.

구체적으로 살펴보면 156mmx156mm 단결정 PV 셀을 도시된 바와 같이 3행과 2열의 6개로 배치함으로써 전체적인 하우징 블럭(300)의 크기는 350mm(가로)x500mm(세로)X40mm(두께)가 되고 전체적인 무게는 2.06kg가 되었다.Specifically, the 156 mm x 156 mm single crystal PV cell is arranged in 6 rows of 3 rows and 2 columns as shown in the figure, whereby the size of the entire housing block 300 becomes 350 mm (width) x 500 mm (length) X 40 mm (thickness) .

이렇게 만들어진 태양광 전지 패널(400)의 출력은 태양광 전지 패널(400) 하나당 24.97Wp이며, 120Wp/m²였다.The output of the solar cell panel 400 thus formed was 24.97 Wp per 120 Wp / m2 of the solar cell panel 400.

여기서, 태양광 전지 패널(400)은 시공 및 교체와 수리의 편의를 위하여 하우징 블럭(300)으로부터 탈착 결합되도록 하여도 무방하다.Here, the solar cell panel 400 may be desorbed from the housing block 300 for ease of construction, replacement, and repair.

이때, 적어도 하나 이상의 태양광 전지 패널(400)은 별도로 구비된 프레임 부재(이하 미도시)로 감싸지고, 프레임 부재는 지지체(100)와 끼워맞춤 방식으로 체결되도록 할 수도 있음은 물론이다.At this time, it is needless to say that at least one solar cell panel 400 may be enclosed by a separately provided frame member (not shown), and the frame member may be fastened to the supporting member 100 in a fitting manner.

한편, 커넥터부(500)는 복수의 지지체(100)들 중 이웃한 지지체(100)에 구비된 태양광 전지 패널(400)과의 전기적 연결을 도모하기 위한 것으로, 수 단자(510) 및 암 단자(520)를 포함하는 구조임을 알 수 있다.The connector 500 is provided to electrically connect the solar cell panel 400 provided on the neighboring support 100 among the plurality of supports 100. The connector 500 includes a male terminal 510, (520). ≪ / RTI >

수 단자(510)는 지지체(100)의 하측 가장자리로부터 적어도 하나 이상 돌출되어 태양광 전지 패널(400)과 전기적으로 연결되는 것이다.The male terminal 510 protrudes from the lower edge of the support 100 and is electrically connected to the solar cell panel 400.

암 단자(520)는 지지체(100)의 상측 가장자리로부터 수 단자(510)와 대응되게 적어도 하나 이상 함몰되어 태양광 전지 패널(400)과 전기적으로 연결되는 것이다.The female terminal 520 is at least one recessed from the upper edge of the support body 100 correspondingly to the male terminal 510 to be electrically connected to the solar cell panel 400.

한편, 지지체(100)는 도 4와 같이 지붕(r)과 대향되는 면에 자연 대류 또는 강제 대류를 위한 적어도 하나의 캐비티(150)를 구비하는 것이 바람직하다.On the other hand, the supporting body 100 preferably has at least one cavity 150 for natural convection or forced convection on the surface facing the roof r as shown in FIG.

캐비티(150)는 중공의 부재로 경사진 측에 개방되도록 하여 공기가 자연스레 또는 강제적으로 흐르도록 함으로써 태양광 전지 패널(400)의 과열을 해소할 수도 있을 것이다.The cavity 150 may be opened at an inclined side by a hollow member so that the air flows naturally or forcedly to overheat the solar cell panel 400. [

이를 위하여 지지체(100)의 상측 가장자리는 지붕(r)과 대향되는 면으로부터 일정 거리(h)만큼 이격하여 배치되도록 할 수도 있음은 물론이다.It is needless to say that the upper edge of the support body 100 may be spaced a predetermined distance h from the surface facing the roof r.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양광 기와 어셈블리를 도 5와 같이 지붕(r)에 배치하되, 구체적으로는 지지체(100)의 크기를 +5mm의 공차를 두고 460mm(가로) X 650mm(세로) X 70mm(두께)로, 개당 0.38kg일 수 있고, 태양광 전지 패널(400)의 제원은 전술한 바와 같다.5, the size of the support 100 is set to 460 mm (horizontal) X 650 mm (vertical) X (vertical) with a tolerance of +5 mm, (Thickness) of 0.38 kg per unit, and the specifications of the solar cell panel 400 are as described above.

따라서, 본 발명에 따른 태양광 기와 어셈블리는 9.9m² 당 1KW의 출력을 보이며, 이렇게 생산된 에너지는 축전지(600)에 저장되고 각 개소에서 전기 에너지가 필요한 곳에 공급되고 활용될 수 있는 것이다.Accordingly, the photovoltaic device and assembly according to the present invention show an output of 1 KW per 9.9 m < 2 >, and the energy thus produced is stored in the battery 600 and can be supplied and utilized where electric energy is required at each location.

지지체(100)의 재질는 플라스틱, 금속 등 제한 없이 적용될 수 있으며, 지지체(100)의 성형 방식도 사출방식, 압출 방식 등 제한 없이 적용될 수 있다.The support 100 may be formed of plastic, metal, or the like without limitation, and the support 100 may be formed by any suitable injection method, extrusion method, and the like.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야한다.Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.

100: 지지체
200: 리브부
210: 제1 리브
220: 제2 리브
300: 하우징 블럭
400: 태양광 전지 패널
500: 커넥터
510: 수 단자
520: 암 단자
600: 축전지100: Support
200: rib portion
210: first rib
220: second rib
300: housing block
400: Photovoltaic cell panel
500: Connector
510:
520: female terminal
600: Battery

Claims (5)

건물의 지붕에 배치하는 태양광 기와 어셈블리에 있어서,
건물의 지붕에 복수로 배치되는 지지체와;
상기 지지체의 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체의 가장자리를 덮는 리브부와;
상기 지지체에 안착되는 하우징 블럭과;
상기 하우징 블럭으로 감싸지는 태양광 전지 패널과;
상기 지지체의 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체와 탈착 결합되고, 상기 태양광 전지 패널과 전기적으로 연결되는 커넥터부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 기와 어셈블리.For photovoltaics and assemblies placed on the roof of a building,
A plurality of supports arranged on the roof of the building;
A rib formed at an edge of the support and covering the edge of the adjacent support;
A housing block seated on the support;
A solar cell panel enclosed in the housing block;
And a connector portion formed at an edge of the support member and detachably coupled to a neighboring support member and electrically connected to the solar cell panel. 청구항 1에 있어서,
상기 태양광 전지 패널은, 6 개의 솔라셀을 포함하며, 상기 솔라셀 각각은 3행과 2열 또는 2행과 3열로 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 기와 어셈블리.The method according to claim 1,
Wherein the solar cell panel comprises six solar cells, each of the solar cells being arranged in three rows and two columns or two rows and three columns. 청구항 1에 있어서,
상기 리브부는,
상기 지지체의 상측 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체의 하측 가장자리를 덮는 제1 리브; 및
상기 지지체의 우측 가장자리에 형성되어 이웃한 지지체의 좌측 가장자리를 덮는 제2 리브;로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 기와 어셈블리.The method according to claim 1,
The rib portion
A first rib formed on an upper edge of the support and covering a lower edge of the neighboring support; And
And a second rib formed on the right edge of the support and covering the left edge of the neighboring support. 청구항 1에 있어서,
상기 지지체는 상기 지붕과 대향되는 면에 자연 대류 또는 강제 대류를 위한 적어도 하나의 캐비티를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 기와 어셈블리.The method according to claim 1,
Characterized in that the support comprises at least one cavity for natural convection or forced convection on the surface facing the roof. 청구항 1에 있어서,
상기 지지체의 상측 가장자리는 상기 지붕과 대향되는 면으로부터 이격하여 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 기와 어셈블리.The method according to claim 1,
And an upper edge of the support is spaced apart from a surface facing the roof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210072169A (en) * 2019-12-06 2021-06-17 (주) 센불 Roof tile-solar module using fixed frame
US11791763B1 (en) * 2023-03-22 2023-10-17 Zev Laine Renewable energy generating cladding

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