KR20180002388U - Multi-functional bipv windows system - Google Patents

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이승준
류의환
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Abstract

본 고안의 목적은 BIPV 시스템의 전력 생산 효율을 높이고 여름철 냉방 부하와 겨울철 결로 현상을 모두 방지할 수 있는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적에 따라 본 고안은, 정면 유리와 배면 유리 사이에 양면형 태양전지를 설치하고 배면 유리에는 반사층을 형성하여 발전 효율을 높이고, 실내를 향해 배치되는 배면 유리 표면에 투명전극을 형성하거나 배면 유리 후면, 즉 실내와 접하는 쪽에 투명전극이 형성된 발열 유리를 더 배치하여 결로 현상을 방지할 수 있는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다.
The purpose of this design is to provide a multifunctional BIPV system that can increase the power generation efficiency of the BIPV system and prevent both cooling load in summer and condensation in winter.
According to the above object, the present invention provides a solar cell comprising a double-sided solar cell disposed between a front glass and a rear glass, a reflection layer formed on the rear glass to increase power generation efficiency, a transparent electrode formed on a rear glass surface disposed toward the room, A multi-functional type BIPV system capable of preventing the condensation phenomenon by further arranging a heat-generating glass having a transparent electrode formed on the back side, that is, the side facing the room.

Description

다중 기능형 BIPV 창호 시스템{MULTI-FUNCTIONAL BIPV WINDOWS SYSTEM}Multi-functional BIPV window system {MULTI-FUNCTIONAL BIPV WINDOWS SYSTEM}

본 고안은 태양광 발전을 건물 창호에 적용하되, BIPV 창호에 의한 태양광 발전설비를 운용하여 에너지를 효율적으로 사용하는 BIPV 창호 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a BIPV window system that uses solar power generation for building windows, and uses energy efficiently by operating photovoltaic power generation facilities by BIPV windows.

태양광 발전은 대표적인 친환경 에너지 공급 수단으로서 널리 보급되고 있다. 특히, 건물 외벽이나 창호에 태양전지를 부착하여 에너지를 얻는 BIPV 모듈은 건물 일체형이기 때문에 발전시스템과 더불어 건축 외장재로서의 역할도 겸한다. 이러한 BIPV 모듈은 건축외장재로서는 구조적인 안전성과 내구성을 구비하여야 하고 발전시스템으로서는 지속적인 전기 발전 성능과 전기 재해로부터 시설물과 사람을 보호할 수 있는 전기적 안전성을 구비해야 한다. BIPV 모듈이 설치된 건물은 창의 투명도를 적절히 조절하여 바깥 풍경을 볼 수 있으면서 빛의 유입을 어느 정도 차단하여 여름철 냉방 부담을 줄이는 것이 좋다. Photovoltaic power generation is widely used as a typical green energy supply. In particular, the BIPV module that attaches solar cells to the exterior walls and windows of a building is an integral part of the building, so it plays a role as a building exterior material along with the power generation system. These BIPV modules should have structural safety and durability as building exterior materials, and should have electrical power generation capability and electrical safety to protect buildings and people from electrical accidents. Buildings with BIPV modules should be able to adjust the transparency of the windows so that they can see the outside scenery, while blocking the light inflow to some extent to reduce the cooling load in summer.

한편, 겨울철의 경우, BIPV 모듈이 설치된 창문에 결로현상이 발생 되어 이에 대한 하자보수가 문제되고 있다. On the other hand, in winter, condensation occurs on the windows where the BIPV module is installed, which is problematic to repair.

대한민국 등록특허 제10-1506590호는 태양전지와 면상 발열체가 구비된 복층유리에 대해 기재하나, 면상 발열체는 카본 블랙 등의 소재로 구성되어 투명한 창을 이룰 수 없다. Korean Patent No. 10-1506590 discloses a multilayer glass having a solar cell and an area heating element, but the area heating element is made of a material such as carbon black, so that a transparent window can not be formed.

따라서 본 고안의 목적은 BIPV 모듈이 적용된 창호 시스템의 전력 생산과 소비를 최적화한 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a multi-functional BIPV system which optimizes the power generation and consumption of the window system to which the BIPV module is applied.

즉, 본 고안의 목적은 BIPV 시스템의 전력 생산 효율을 높이고 여름철 냉방 부하와 겨울철 결로 현상을 모두 방지할 수 있는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공하고자 하는 것이다.That is, the object of the present invention is to provide a multi-functional BIPV system that can enhance the power generation efficiency of the BIPV system and prevent both the cooling load in summer and the condensation in winter.

상기 목적에 따라 본 고안은, 정면 유리와 배면 유리 사이에 양면형 태양전지를 설치하고 배면 유리에는 반사층을 형성하여 발전 효율을 높이고, 실내를 향해 배치되는 배면 유리 표면에 투명전극을 형성하거나 배면 유리 후면, 즉 실내와 접하는 쪽에 투명전극이 형성된 발열 유리를 더 배치하여 결로 현상을 방지할 수 있는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. According to the above object, the present invention provides a solar cell comprising a double-sided solar cell disposed between a front glass and a rear glass, a reflection layer formed on the rear glass to increase power generation efficiency, a transparent electrode formed on a rear glass surface disposed toward the room, A multi-functional type BIPV system capable of preventing the condensation phenomenon by further arranging a heat-generating glass having a transparent electrode formed on the back side, that is, the side facing the room.

본 고안은, In the present invention,

외부에 노출되는 정면 유리;A front glass exposed to the outside;

실내에 접하는 배면 유리;Rear glass facing the room;

상기 정면 유리와 배면 유리 사이에 설치되는 양면형 태양전지; 및A double-sided solar cell installed between the front glass and the rear glass; And

반사층이 코팅된 유리;를 포함하여 발전효율을 높이고 냉방부하를 저감할 수 있는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. A multi-functional type BIPV system including a glass coated with a reflective layer to improve power generation efficiency and reduce a cooling load.

상기에 있어서, 반사층이 코팅된 유리는 배면 유리이거나, 별도의 이중유리인 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. The multi-functional BIPV system is characterized in that the glass coated with the reflective layer is a rear glass or a separate double glass.

상기에 있어서, 상기 반사층은 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. The multi-functional BIPV system is characterized in that the reflective layer has a pattern.

본 고안은, In the present invention,

외부에 노출되는 정면 유리;A front glass exposed to the outside;

실내에 접하는 배면 유리;Rear glass facing the room;

상기 정면 유리와 배면 유리 사이에 설치되는 양면형 태양전지; 및A double-sided solar cell installed between the front glass and the rear glass; And

변색물질과 투명전극을 포함한 변색유리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. And a discoloration glass including a coloring material and a transparent electrode.

상기에 있어서, 반사층이 코팅된 유리의 안쪽인 실내 면에 투명전극이 형성된 발열 유리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. The present invention further provides a multifunctional BIPV system, wherein the BIPV system further comprises a heat-generating glass having a transparent electrode formed on the inner surface of the glass coated with the reflective layer.

상기에 있어서, 변색 유리 안쪽인 실내 면에 투명전극이 형성된 발열 유리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

상기에 있어서, 제어모듈을 포함하여 변색 유리 또는 발열 유리에 양면형 태양전지로부터 발전된 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. The present invention provides a multi-functional BIPV system including the control module, wherein power generated from the double-side solar cell is supplied to the discolored glass or the heat-generating glass.

상기에 있어서, 제어모듈은 실내 조명의 전력공급 제어를 포함하며, 변색 유리를 제어하여 입사광의 차단량을 높일 경우, 실내 조명의 조도를 밝게 제어하는 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템을 제공한다. In the above, the control module includes power supply control of the interior lighting, and provides a multifunctional type BIPV system in which the illuminance of the interior lighting is controlled brightly when the amount of blocking of the incident light is increased by controlling the discoloration glass .

본 고안에 따르면, 양면형 태양전지를 적용함으로써 외부에서 실내를 향한 태양광은 물론 실내에서 외부를 향한 빛까지 모두 발전에 기여할 수 있게 함으로써 발전 효율을 높일 수 있다. According to the present invention, by applying a double-sided solar cell, it is possible to contribute to power generation from indoor to outside as well as sunlight from the outside to the room, thereby enhancing power generation efficiency.

또한, 본 고안에 따르면, 실내 쪽에 발열 유리를 설치하여 태양전지에서 발전된 전력을 발열유리에 공급하여 겨울철 결로 현상을 제거할 수 있으며, 발열유리는 투명전극이 설치되어 창문으로서의 투광도는 여전히 유지되게 하였다. In addition, according to the present invention, it is possible to remove the winter condensation phenomenon by supplying the generated power from the solar cell to the heat-generating glass by installing the heat-generating glass in the indoor side, and the transparent glass is installed in the heat- .

양면 태양전지의 구동을 위해 배면 유리에 형성되는 반사층도 패턴형으로 형성하여 창문의 심미감을 주면서 투광도는 유지하며, 변색 물질의 적용으로 일사량이 조절되어 냉방 부하를 저감할 수 있게 하였다. In order to drive the double-sided solar cell, the reflective layer formed on the rear glass is formed in a pattern shape to maintain the transparency while giving a sense of the window, and the solar radiation amount can be controlled by the application of the discoloring material.

또한, 정면 유리와 배면 유리 사이에 로이유리(Low-e glass)를 적용함으로써 열 차단 효과를 높였다.In addition, by applying low-e glass between the front glass and the back glass, the heat shielding effect is enhanced.

또한, 본 고안은 제어모듈을 이용하여 태양전지에서 발전 된 전력으로 변색 유리의 변색 정도 또는 발열 유리의 발열량을 조절할 수 있어 매우 편리하고 효율적이다. In addition, the present invention is very convenient and efficient because it can control the discoloration degree of the discolored glass or the calorific value of the heat-generating glass by the electric power generated from the solar cell using the control module.

또한, 본 고안은 변색유리를 제어하여 입사광량을 줄일 경우, 제어모듈에서 지동으로 실내조명을 밝게 조절하도록 하여 실내환경을 쾌적하게 하였다. In addition, the present invention makes the indoor environment pleasant by controlling the room lighting by controlling the control module when the incident light amount is controlled by controlling the discolored glass.

도 1은 본 고안에 따라 양면 태양전지를 적용한 BIPV 모듈을 보여주는 단면구성도이다.
도 2는 본 고안에 따라 양면 태양전지를 적용하고 반사층을 코팅한 로이 유리를 배면 유리 안쪽에 배치한 것을 보여주는 개략적인 구성도들이다.
도 3은 반사층 코팅에 의한 양면 태양전지의 발전 효율 향상을 설명하는 모식도들이다.
도 4는 본 고안에 따라 발열 유리와 로이 유리가 적용된 BIPV 모듈을 보여주는 사시도 이다.
도 5은 본 고안에 따라 변색유리가 적용된 BIPV 창호를 보여주는 사진이다.
도 6은 본 고안에 따라 변색유리가 적용된 BIPV 모듈의 구성을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 7은 본 고안에 따라 태양전지에서 발전 된 전력을 제어모듈로 제어하여 이용하는 것을 보여주는 개요도이다.
도 8은 다중기능형 BIPV 창호 융복합 시스템에 대한 구성의 개요도이다.
1 is a cross-sectional view showing a BIPV module to which a double-sided solar cell is applied according to the present invention.
Fig. 2 is a schematic diagram showing a red glass in which a double-sided solar cell is applied according to the present invention and a reflective layer is coated on the back glass.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating improvement of power generation efficiency of a double-sided solar cell by a reflection layer coating.
4 is a perspective view showing a BIPV module to which a heat-generating glass and a Royer glass are applied according to the present invention.
5 is a photograph showing a BIPV window to which a discoloring glass is applied according to the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a BIPV module to which the discoloring glass is applied according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing that power generated in a solar cell according to the present invention is controlled and used by a control module.
8 is a schematic diagram of a configuration of a multi-function type BIPV window fusion system.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 고안에 따른 양면 태양전지를 적용한 BIPV 모듈을 보여주는 단면 구성도가 나와있다. 양면형 태양전지(100)는 건물 밖과 접하는 정면 유리(200)와 실내 쪽으로 향하는 배면 유리(300) 사이에 배치되어 하나의 BIPV 유리모듈이 되고, 배면 유리(300) 표면에는 반사층(400)이 형성될 수 있다. BIPV 유리모듈 제작시 양면형 태양전지(100)는 투명 필름 사이에 샌드위치 되어 정면유리(200)와 배면유리(300) 사이에 다시 샌드위치된다. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a BIPV module to which a double-sided solar cell according to the present invention is applied. The double-sided solar cell 100 is disposed between the front glass 200 contacting the outside of the building and the rear glass 300 facing toward the inside to form a single BIPV glass module. A reflective layer 400 is formed on the surface of the rear glass 300 . In manufacturing the BIPV glass module, the double-sided solar cell 100 is sandwiched between the transparent films and sandwiched between the front glass 200 and the back glass 300 again.

반사층(400)은 후술 되겠지만, 패턴으로 형성되어 10 내지 30% 정도의 광 투과면을 구비할 수 있다. 그 외에도 반사층 자체를 반투명을 유지하는 소재로 형성하여 창문으로서 바깥 풍경을 볼 수 있게 할 수 있다. 반사코팅 소재와 형성 방법은 공지 기술에 따를 수 있다. The reflective layer 400 may be formed in a pattern to have a light transmitting surface of about 10 to 30%, as will be described later. In addition, the reflective layer itself may be formed of a material that maintains translucency so that the outside scenery can be viewed as a window. The reflective coating material and the method of formation may be known in the art.

양면형 태양전지는 정면 유리(200)를 통해 입사된 빛을 이용하여 발전함과 동시에 반사층(400)에 의해 반사된 빛과 실내에서 반사층을 투과하여 입사되는 빛을 통해서도 발전하게 되므로 발전 효율을 단면형 태양전지에 비해 기존 BIPV 모듈 대비 10%이상 향상시킬 수 있다. Since the double-sided solar cell generates electricity by using the light incident through the front glass 200 and also through the light reflected by the reflection layer 400 and the light incident through the reflection layer in the room, Type solar cells compared to conventional BIPV modules by more than 10%.

도 2에는 반사층(400) 코팅을 스트라이프, 사각형 배열, 마름모 배열과 같은 패턴으로 하여 도형의 여백을 통해 빛이 입사될 수 있게 한 것을 보였다. 좌측 상단에는 반사층이 로이 유리면 전체에 실시된 것을, 우측 상단에는 스트라이프 패턴으로 된 것을 예시하여 반사층에 의해 반사된 빛이 양면형 태양전지에 흡수되어 발전에 기여하는 것을 설명한다. 도 2 하단에는, 반사층을 다양한 패턴으로 할 수 있다는 것을 예시하며, 마름모 배열, 사각형 배열의 경우, 심미적인 효과를 낼 수 있고, 광 투과율이 각각 30%, 20%로 실내의 조도에도 기여할 수 있다. 스트라이프형의 경우, 투과율이 10% 정도이나 이러한 수치는 선폭 조절 등으로 조절된다. 그밖에 원형이나 다각형, 무정형, 특정 형상 등 다양한 패턴이 구비될 수 있다. In FIG. 2, the reflection layer 400 coating has a pattern such as a stripe pattern, a rectangular pattern, and a rhombic pattern, so that light can be incident through the margins of the pattern. In the upper left corner, a reflective layer is formed on the entire surface of the Roy glass. In the upper right corner, an example of a stripe pattern is illustrated. The light reflected by the reflective layer is absorbed by the double-sided solar cell to contribute to power generation. FIG. 2 illustrates that the reflective layer can have various patterns. In the case of the rhombic array and the rectangular array, the aesthetic effect can be obtained and the light transmittance can contribute to the illuminance of the room at 30% and 20%, respectively . In the case of the stripe type, the transmittance is about 10%, but these values are controlled by controlling the line width. In addition, various patterns such as a circle, a polygon, an amorphous shape, and a specific shape can be provided.

도 3에는 반사층을 적용한 BIPV 모듈의 구성과 기능을 좀 더 상세히 보였다. FIG. 3 shows the structure and function of the BIPV module using the reflection layer in more detail.

상단 좌측에는 일반적인 이중 유리를, 우측에는 반사층 없이 이중 구조로 된 BIPV 모듈을 보였고, 하단 좌측에는 정면유리와 배면 유리 사이에 양면형 태양전지가 배치된 양면형 태양전지 모듈과 그 안쪽에 공백을 두고 이중유리가 배치된 BIPV 모듈을 보였으며, 여기서 반사층을 배면 유리의 정면(실외 측을 향한 면을 일컫는다)에 형성하여 양면형 태양전지에 의한 발전을 촉진하게 하였다. 하단 우측에는 양면형 태양전지 모듈과 공백을 두고 배치된 이중유리에 반사층이 형성된 것을 보였다. 즉, 안쪽에 배치된 이중유리의 정면에 반사층을 형성하여 반사광을 양면형 태양전지에 흡수되게 하였다. 반사층은 패턴형이거나 전면코팅될 수 있다. On the upper left side is a general double glass and on the right side is a dual structure BIPV module without a reflection layer and on the lower left side is a double sided solar cell module in which a double sided solar cell is arranged between a front glass and a rear glass, The BIPV module in which the double glass is disposed is shown. Here, the reflection layer is formed on the front surface (referred to as the outward facing surface) of the rear glass, thereby promoting the power generation by the double-sided solar cell. On the lower right side, a reflective layer was formed on a double-sided solar cell module and a double glass disposed with a space. That is, a reflective layer was formed on the front surface of the double glass disposed inside, so that the reflected light was absorbed by the double-sided solar cell. The reflective layer may be patterned or fully coated.

도 4에는 결로방지를 위한 발열 유리(500)와 로이(Low-e) 유리(600, 610)를 포함한 BIPV용 유리모듈이 나와있다. 태양전지가 설치된 창호의 경우, 겨울철 실내외 온도차로 인한 결로 현상은 소비자의 큰 불만의 주 요인이 되고 있다. 따라서 실내와 접하는 안쪽에 발열 유리(500)를 배치하는 것이 바람직하다. 발열 유리(500)는 투명도를 유지하도록 투명전극을 형성하고 여기에 전력을 인가하여 발열 되게 한다. 투명전극은 ITO, IZO, ZnO, AZO 등, 기존에 알려진 것을 증착 공정으로 형성할 수 있다. FIG. 4 shows a glass module for BIPV including a heat-generating glass 500 for preventing condensation and low-e glass 600 and 610. In the case of windows equipped with solar cells, the condensation due to the temperature difference between indoor and outdoor in winter is a main cause of consumers' dissatisfaction. Therefore, it is preferable to dispose the heat-generating glass 500 on the inner side in contact with the room. The heat-generating glass 500 forms a transparent electrode so as to maintain transparency and applies electric power thereto to generate heat. The transparent electrode can be formed by a known deposition process such as ITO, IZO, ZnO, AZO or the like.

발열 유리(500)는 실내에 바로 접하는 맨 안쪽에 배치하고, 로이 유리(600, 610) 두 장을 배치하고 그 외 측에 상술한 양면형 태양전지(100)를 포함하고 반사층이 코팅된 유리모듈을 배치할 수 있다. The heat-generating glass 500 is disposed on the innermost side in contact with the interior of the room, and two glass rods 600 and 610 are disposed. On the other side of the glass rods 600 and 610, Can be arranged.

로이 유리들(600, 610)과 발열 유리(500)는 알루미늄 프레임에 조립되고 절연성 PVC 커버로 마감되며, 열 브레이크가 설치된다. 열 브레이크는 알루미늄은 열 전도성이 좋기 때문에 열 전도율이 나쁜 재질을 중간에 넣어 열 차단 효과를 내기 위한 것이다. The glass rods 600 and 610 and the heat-generating glass 500 are assembled to an aluminum frame, closed with an insulating PVC cover, and equipped with a thermal brake. The heat brake is intended to provide a heat shielding effect by placing a material with a poor thermal conductivity in the middle because aluminum has good thermal conductivity.

발열 유리에 의해 온도차 비율 TDR은 0.22 이하에서 제어되도록 하였다. The temperature difference ratio TDR was controlled to be 0.22 or less by the heating glass.

Figure utm00001
Figure utm00001

상기에서 발열 유리의 실내면 쪽에는 투명전극을 형성하여 일정 온도 이하에서 양면형 태양전지에서 발전된 전기에너지를 이용하여 발열시킬 수 있다. In this case, a transparent electrode may be formed on the inner surface side of the heat-generating glass so that the heat can be generated using electric energy generated from the double-side solar cell at a certain temperature or lower.

도 5는 본 고안에 따라 변색물질이 유리에 적용된 BIPV 모듈을 보여주는 사진이다. 즉, 여름철 냉방 부하를 저감시키기 위해, 유리에 변색물질을 적용하여 다양한 색으로 조절하도록 하였다. 변색 물질은 전기변색을 일으키는 텅스텐산화물(WO3)과 같은 것이 있으며, 유리기판/투명전극/WO3/고체 전해질을 포함하는 모듈로 되어 제작된다. 변색 유리는 발열 유리(500) 바로 다음에 배치하는 것이 바람직하다. 즉, 전체적으로, 실내에서부터 발열유리/변색유리/반사층이 형성된 로이유리/양면형 태양전지/정면유리 순으로 BIPV 모듈이 구성된다. FIG. 5 is a photograph showing a BIPV module to which a discoloring substance is applied to glass according to the present invention. FIG. That is, in order to reduce the cooling load during the summer, coloring materials were applied to the glass to control various colors. The discoloring material is such as tungsten oxide (WO 3 ) which causes electrochromism and is fabricated as a module containing glass substrate / transparent electrode / WO 3 / solid electrolyte. It is preferable that the discoloration glass is disposed immediately after the heat-generating glass 500. That is, as a whole, a BIPV module is constructed in the order of a glass / double-sided solar cell / front glass with a heating glass / discolored glass / reflective layer formed therein from the inside.

상기에서 변색유리(Electro Chromic)의 SHGC(Solar Heat Gain Coefficient)는 0.4 이하에서 조절되는 것으로 하였고, 가시광선투과율(차양효과)은 20% 이하에서 조절되는 것으로 하였다. In the above, the SHGC (Solar Heat Gain Coefficient) of the electrochromic glass was adjusted to 0.4 or less, and the visible light transmittance (shading effect) was adjusted to 20% or less.

이러한 BIPV 모듈은 제어모듈을 통해 변색 정도와 발열 정도를 제어하여 상황에 대해 최적상태를 만들 수 있다. The BIPV module controls the degree of discoloration and the degree of heat generation through the control module, thus making it possible to optimize the situation.

도 6에서 변색유리가 적용된 경우, 태양광의 차단효과를 좀 더 상세히 비교설명하였다. 입사되는 태양광을 가시광과 적외선으로 분리 표시하였으며, 상단 좌측에는 일반 이중 유리에서는 양자가 모두 일부 흡수되지만 거의 대부분 투과되어 여름철 냉방 부하를 높이게 된다. 상단 우측의 경우, 양면형 태양전지와 이중유리를 설치하여 적외선(태양열)은 일부 흡수되지만 대부분 실내로 입사되며, 가시광선은 태양전지가 없는 곳을 통해 입사되어 이 경우도 여름철 냉방 부하가 상당하다.In FIG. 6, when the discoloring glass is applied, the blocking effect of sunlight is described in more detail. The incident sunlight is divided into visible light and infrared light. In the upper left corner, both of them are absorbed in the general double glass, but almost all of them are transmitted, which increases the cooling load in summer. In the case of the upper right side, a double-sided solar cell and a double glass are installed so that infrared rays (solar heat) are partially absorbed, but most of the rays enter the room, and visible light is incident through a place without a solar battery. .

하단의 좌측에는 반사층을 배면유리에 코팅하고 이중유리를 배치한 경우로, 반사층에 의해 가시광선 대부분이 반사되어 양면형 태양전지에 흡수되거나 실외로 보내지고, 적외선 일부는 반사층을 통과하여 실내로 입사된다. 따라서 이 경우도 여름철 냉방부하를 저감시킬 필요가 어느 정도 존재한다. 하단 우측에는 양면형 태양전지의 배면유리에 반사층을 코팅하지 않은 상태로 양면형 태양전지 모듈을 배치하고 이중유리 대신, 변색 유리를 배치한 것을 보였다. 이 경우, 가시광과 적외선은 모두 변색유리에 의해 반사된다. 특히, 변색유리의 투명전극에 인가하는 전압을 조절하여 변색정도를 강화하면 가시광과 적외선의 반사율을 높일 수 있어 여름철 냉방부하를 크게 저감시킬 수 있다. Most of the visible light is reflected by the reflective layer and is absorbed by the double-sided solar cell or sent out to the outside. Part of the infrared rays are transmitted through the reflection layer to enter the room. do. In this case, therefore, there is a certain need to reduce the cooling load in the summer. On the lower right side, a double-sided solar cell module was disposed in a state that the backside glass of the double-sided solar cell was not coated with the reflection layer, and the discolored glass was arranged instead of the double glass. In this case, both the visible light and the infrared light are reflected by the discoloration glass. Particularly, by adjusting the voltage applied to the transparent electrode of the discolored glass to enhance the degree of discoloration, the reflectance of visible light and infrared light can be increased, so that the summer cooling load can be greatly reduced.

도 7은 본 고안에 따라 태양전지에서 발전 된 전력을 제어모듈로 제어하여 이용하는 것을 보여주는 개요도이다. FIG. 7 is a schematic diagram showing that power generated in a solar cell according to the present invention is controlled and used by a control module.

다중 기능 BIPV 시스템에 사물인터넷(IoT) 기술을 접목하여 냉난방 부하를 저감시킬 수 있게 한다. 양면형 태양전지에서 발전 되는 전기에너지를 이용하여 변색유리와 발열유리를 제어한다. 즉, 변색유리에 인가되는 전력을 조절하여 변색 정도를 제어함으로써 냉방 부하를 줄이도록 하며, 겨울철에는 발열유리에 인가되는 전력을 제어하여 발열유리에서 내는 열량을 조절한다. 이러한 변색정도 및 발열량 조절은 온도센서와 연계시켜 제어모듈에서 임계치 이상일 때 자동적으로 전력이 소정 시간 동안 인가되게 하고 다시 자동으로 차단되게 하여 발전에너지를 충전하도록 할 수 있다. Multi-function BIPV system is integrated with Internet (IoT) technology to reduce heating and cooling load. Controlling discolored and heated glass using electrical energy generated from double-sided solar cells. That is, by controlling the power applied to the discolored glass, the degree of discoloration is controlled to reduce the cooling load, and in winter, the power applied to the heating glass is controlled to control the heat released from the heating glass. The degree of discoloration and the calorific value can be controlled by the temperature sensor so that the power is automatically applied for a predetermined time when the control module is above the threshold value and then automatically shut off to charge the generated energy.

또한, 변색유리에 대한 전력 인가로 실내로 입사되는 빛을 차단하게 되면, 자연채광량이 감소되므로 실내 조명의 조도도 연계 제어하는 것이 에너지 효율상 바람직하다. In addition, when light incident on the room is blocked by power application to the discoloration glass, since the amount of natural light is reduced, it is preferable from the viewpoint of energy efficiency to control the illuminance of the room lighting.

도 8은 다중기능형 BIPV 창호융복합 시스템에 대한 구성의 개요도이다. 8 is a schematic diagram of a configuration of a multi-function type BIPV window fusion system.

양면형 태양전지/변색유리/발열유리가 구비된 BIPV 모듈은 ESS(Energy Storage System)을 통해 충방전된다. 리튬이온 배터리 등을 포함한 ESS는 태양전지에서 발전된 에너지를 배터리에 충전저장하고 각종 실내 전기장치에 공급된다. 이때, 변색유리와 발열유리에도 전력공급되며, 여름철에는 변색유리에, 겨울철에는 발열유리에 전력이 공급된다. 온도센서는 실외면에 설치되거나 필요에 따라서는 실내외에 모두 설치될 수도 있다. 임계온도들을 설정하여 소정 온도 이상에서 온도별로 변색유리에 인가되는 전력량을 차등화하고, 소정 온도 이하에서 또는 실외와 실내의 온도차에 대해 임계치들을 설정하여 임계치별로 발열유리에 공급되는 전력을 차등화하도록 제어모듈을 구성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 변색유리에 대한 전력량 제어는 실내 조명등의 조도 제어와 연계될 수 있다. 변색유리의 변색정도를 높여 광량 투과를 많이 차단할수록 조명을 더 밝게 조절하는 것이다. The BIPV module with double-sided solar cell / discoloration glass / heat-insulating glass is charged and discharged through ESS (Energy Storage System). ESS, including lithium-ion batteries, stores the energy generated from solar cells in batteries and supplies them to various indoor electrical devices. At this time, power is supplied to the discolored glass and the heat-generating glass, and to the discolored glass in the summer and to the heat-generating glass in the winter. The temperature sensor may be installed on the outside of the room or may be installed both indoors and outdoors as required. The control module sets the critical temperatures to differentiate the amount of power applied to the discoloration glass at a predetermined temperature or more and to set the threshold values for the temperature difference between the room temperature and the room temperature or below, . ≪ / RTI > As described above, the power amount control for the discolored glass can be associated with the illumination control of an indoor lighting or the like. By increasing the degree of discoloration of the discolored glass and blocking the transmission of the light quantity much more, the light is adjusted to be brighter.

변색유리와 발열유리에 대한 전력 공급에 대해서는 전자동으로 제어되게 설정할 수 있을뿐 아니라 수동으로 조작될 수 있게 제어모듈을 구성하는 것이 바람직하다. The power supply to the discolored glass and the heat-generating glass can be set to be controlled automatically, and it is preferable to configure the control module so as to be manually operated.

이와 같은 다중기능형 BIPV 모듈과 ESS는 에너지 효율을 높이며, 실내 조명 및 습도, 온도 등을 조절하여 줌으로써 쾌적한 환경을 제공할 수 있다. Such multifunctional BIPV modules and ESSs can enhance the energy efficiency and provide a comfortable environment by adjusting indoor lighting, humidity, and temperature.

본 고안의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 고안의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.It is to be understood that the invention is not limited to the embodiments described above but is defined by the appended claims and that those skilled in the art can make various modifications and alterations within the scope of the claims It is self-evident.

양면형 태양전지(100)
정면 유리(200)
배면 유리(300)
반사층(400)
발열 유리(500)
로이(Low-e) 유리(600, 610)
In the double-sided solar cell 100,
The front glass (200)
In the rear glass 300,
The reflective layer (400)
The heat-
Low-e glass 600, 610,

Claims (4)

실내에 접하는 발열 유리;
상기 발열 유리 외측에 배열되며, 전기변색을 일으키는 변색 유리;
상기 변색 유리 외측에 배열되어 빛을 반사하는 반사층이 형성된 로이 유리;
상기 로이 유리 외측에 배열되는 양면형 태양전지; 및
상기 양면형 태양전지 외측에 배치되어 외부에 노출되는 정면 유리;를 포함하는 BIPV 모듈과,
상기 BIPV 모듈은 ESS(Energy Storage System)을 통해 충 방전되고,
상기 변색 유리와 상기 발열 유리에 상기 양면형 태양전지에서 발전 되는 전력이 공급되며,
온도센서에 연계시켜 여름철에는 변색유리에 인가되는 전력을 조절하여 변색 정도를 제어함으로써 냉방 부하를 줄이도록 하며, 겨울철에는 발열 유리에 인가되는 전력을 제어하여 발열 유리에서 내는 열량을 조절하며, 변색 정도 및 발열량 조절은 제어모듈에서 연계된 온도센서의 값이 임계치 이상일 때 자동적으로 전력이 소정 시간 동안 인가되게 하고 다시 자동으로 차단되게 하여 발전에너지를 충전하도록 하고,
상기 변색 유리에 대한 전력 인가는 실내 조명의 조도 제어와 연계하여 자연채광량이 감소에 대응하게 한 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템.
Heating glass in contact with the room;
A discoloring glass arranged outside the heat-generating glass and causing electrochromism;
A red glass disposed on the outside of the discoloration glass and having a reflective layer for reflecting light;
A double-sided solar cell arranged outside the glass; And
A BIPV module disposed outside the double-side solar cell and exposed to the outside,
The BIPV module is charged / discharged through an ESS (Energy Storage System)
The power generated from the double-sided solar cell is supplied to the discoloration glass and the heat-generating glass,
In conjunction with the temperature sensor, it adjusts the power applied to the discolored glass in the summer to control the degree of discoloration, thereby reducing the cooling load. In winter, the power applied to the heating glass is controlled to control the amount of heat released from the heating glass. And the calorific value adjustment is performed such that when the value of the temperature sensor associated with the control module is equal to or greater than the threshold value, the power is automatically applied for a predetermined time,
Wherein the application of power to the discoloration glass corresponds to the reduction of the amount of natural light in conjunction with the illumination control of the interior illumination.
제1항에 있어서, 반사층 코팅은 전면형이거나 스트라이프, 사각형 배열, 마름모 배열과 같은 패턴으로 하여 패턴 도형의 여백을 통해 빛이 입사될 수 있게 하며 패턴으로 인한 광 투과율 제어 효과 및 심미적인 효과를 내는 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템.The reflective layer coating according to claim 1, wherein the reflective layer coating is a front type or a pattern such as a stripe, a quadrangle, and a rhombic arrangement, allowing light to be incident through the margins of the pattern figure, and has a light transmission control effect and a aesthetic effect Wherein the BIPV system is a multi-functional BIPV system. 제1항에 있어서, 상기에서 변색유리(Electro Chromic)의 SHGC(Solar Heat Gain Coefficient)는 0.4 이하에서 조절되고, 가시광선투과율(차양효과)은 20% 이하에서 조절되는 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템.The method according to claim 1, wherein the SHGC (Solar Heat Gain Coefficient) of the electrochromic glass is adjusted to 0.4 or less and the visible light transmittance (shading effect) is adjusted to 20% or less. BIPV system. 제1항에 있어서, 발열 유리에 의해 온도차 비율 TDR(
Figure utm00002
)은 0.22 이하에서 제어되도록 한 것을 특징으로 하는 다중 기능형 BIPV 시스템.









The method according to claim 1, wherein the temperature difference ratio TDR (
Figure utm00002
) Is controlled to be 0.22 or less.









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