KR20180068451A - 경량화된 건물일체형 태양전지 창호 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경량화된 건물일체형 태양전지 창호에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 2개의 유리기판 사이에 형성된 태양전지층에서 내부 공간 방향의 유리 하나를 제거함으로써 기존의 일반 건물일체형 태양전지 창호에 비해 유리를 최소한으로 사용하여 하중을 크게 경량화시키고, 제조원가의 비용을 최소화할 수 있는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호에 관한 것이다.
Description
본 발명은 경량화된 건물일체형 태양전지 창호에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 2개의 유리기판 사이에 형성된 태양전지층에서 내부 공간 방향의 유리 하나를 제거함으로써 기존의 일반 건물일체형 태양전지 창호에 비해 유리를 최소한으로 사용하여 하중을 크게 경량화시키고, 제조원가의 비용을 최소화할 수 있는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호에 관한 것이다.
태양전지(solar cell)는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서, 단결정, 다결정, 비정질 실리콘, CIGS(Copper Indium Gallium Selenide) 또는 염료감응형 태양전지 등이 연구되고 있다.
최근에는 건물일체형 태양광 모듈을 건축물의 외장재로 사용하여 전기를 생산하는 건물일체형 태양광 발전 시스템(Building Intergrated Photovoltaic System)이 활발히 연구되고 있다.
종래 한국공개특허 제2013-0096469호에서는 서로 연결된 복수의 염료감응 태양전지 모듈, 최외곽에 배열된 염료감응 태양전지 모듈이 삽입되는 결합재, 결합재와 조립되며 최외곽 프레임을 구성하는 간봉재 및 간봉재의 양면에 각각 부착된 유리를 포함하는 염료감응 태양전지를 이용한 건물일체형 태양광 발전 모듈에 관해 개시되어 있다.
그러나 이러한 건물일체형 태양광 발전 시스템은 외벽 유리, 내부 유리를 포함하고 있고, 그 사이에 염료감응 태양전지가 형성된 구조로 이루어진 것이 일반적이다. 이렇게 태양전지의 양면에 2 장의 기판을 포함하고 있어 두께 및 무게가 증가하게 되고, 결과적으로 제조비용의 증가를 초래하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 기존 2개의 유리기판 사이에 형성된 태양전지층(20)에서 내부 공간(30) 방향의 유리 하나를 삭제하는 구조로 제조함으로써 기존의 일반 건물일체형 태양전지 창호에 비해 유리를 최소한으로 사용하여 하중을 크게 경량화시킬 수 있다는 사실을 알게 되어 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 경량화된 건물일체형 태양전지 창호를 제공하는데 있다.
본 발명은 제1유리(10); 상기 제1유리(10)의 내면에 형성된 태양전지층(20); 상기 제1유리(10)의 내측으로 일정 거리 이격되어 위치하는 제2유리(40); 상기 제1유리(10) 및 제2유리(40) 사이의 가장자리에 개재되어 내부 공간(30)을 밀봉하는 간봉(31); 및 상기 간봉(31)의 외측에서 상기 간봉(31)을 감싸도록 형성된 실링재(32);를 포함하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호를 제공한다.
본 발명에 따른 건물일체형 태양전지 창호는 기존 2개의 유리기판 사이에 형성된 태양전지층(20)에서 내부 공간(30) 방향의 유리 하나를 삭제함으로써 기존의 일반 건물일체형 태양전지 창호에 비해 유리를 최소한으로 사용하여 하중을 크게 경량화시키고, 제조원가의 비용을 최소화 할 수 있다.
또한, 태양전지층(20)의 양 가장자리를 간봉(31) 및 실링재(32)로 완전히 감싸도록 밀봉함으로써 외부로부터의 수분 또는 산소의 유입을 완전히 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교예 1에 따른 복층 창호의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 비교예 2에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 비교예 2에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명에서 '내면'이라 함은 본 발명의 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도를 기준으로 하여 세로측 단면인 것을 의미하며, '측면'이라 함은 가로측 단면을 의미하는 것으로, 이는 도면을 통해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 제1유리(10); 상기 제1유리(10)의 내면에 형성된 태양전지층(20); 상기 제1유리(10)의 내측으로 일정 거리 이격되어 위치하는 제2유리(40); 상기 제1유리(10) 및 제2유리(40) 사이의 가장자리에 개재되어 내부 공간(30)을 밀봉하는 간봉(31); 및 상기 간봉(31)의 외측에서 상기 간봉(31)을 감싸도록 형성된 실링재(32);를 포함하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호를 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 내부 공간(30)은 건축용 창호자재의 단열 성능을 확보하는 역할을 하며, 열 전달을 방지하기 위해 불활성 기체를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 불활성 기체는 아르곤, 크립톤, 제논 및 질소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 아르곤 가스를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 간봉(31)(air spacer)은 상기 제1유리(10) 및 제2유리(40) 사이의 가장자리에 개재되어 복층 유리 사이의 내부 공간(30) 간격을 유지하는 스페이서(spacer) 역할을 할 수 있다. 이러한 상기 간봉(31)의 소재는 알루미늄, 플라스틱, 실리콘 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 단열성과 결로방지 효과, 깔끔한 외관을 위해 상기 간봉(31)의 표면을 매끄럽게 가공하는 것이 좋다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 실링재(32)는 상기 간봉(31)의 외측에서 상기 간봉(31)을 완전히 감싸도록 하여 형성된 것으로, 수분 및 공기의 침입을 완전히 차단하고, 상기 제1유리(10) 및 제2유리(40)를 접착하여 지지할 수 있다. 상기 실링재(32)의 소재는 실리콘, 폴리우레탄, 아크릴, 부틸고무 및 폴리설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 실링재(32)로 실리콘을 사용하는 것이 좋다.
하기 비교예 1, 2 및 실시예 1~3에서 내부 공간(30)을 아르곤 가스로 충진시키고, 상기 간봉(31)의 소재는 알루미늄을 사용하며, 상기 실링재(32)의 소재는 실리콘을 사용하여 건물일체형 태양전지 창호를 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 제1유리(10), 태양전지층(20), 실링재(32) 및 제2유리(40)의 양 최외측 가장자리를 감싸도록 형성된 창호 프레임(60);을 더 포함할 수 있다. 상기 창호 프레임(60)은 상기 제1유리(10), 태양전지층(20), 실링재(32) 및 제2유리(40)의 최외측 가장자리를 완전히 감싸서 내부의 복층 유리 모듈을 보호하고, 복층 창호 구조를 유지하는 지지체로서의 역할을 위해 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교예 1에 따른 복층 창호의 측단면도이다. 상기 도 1의 복층 창호는 제1유리(10)와 제2유리(40)를 포함하고, 상기 제1유리(10) 및 제2유리(40) 사이의 가장자리에 개재되어 내부 공간(30)을 밀봉하는 간봉(31)과 상기 간봉(31)의 외측을 완전히 감싸도록 형성된 실링재(32)를 포함하는 구조로 이루어져 있다. 이러한 복층 창호 구조는 건축물 내 단열성 확보를 위해 일반적으로 쓰이는 건축자재이나, 태양전지층(20)을 구비하고 있지 않아 추가적인 친환경 에너지 확보는 불가능하다.
도 2는 본 발명의 비교예 2에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다. 상기 도 2에서 확인할 수 있듯이, 일반적인 건물일체형 태양전지 창호는 제1유리(10) 및 제3유리(50) 사이에 태양전지층(20)이 형성되고 있고, 제3유리(50)와 제2유리(40) 사이에는 내부 공간(30)을 밀봉하는 간봉(31)과 상기 간봉(31)의 외측을 감싸도록 형성된 실링재(32)를 포함하는 구조로 이루어져 있다. 여기에서, 상기 제3유리(50)는 건축용 또는 발전용 등으로 사용되는 일반적인 태양전지의 모듈 구조에서 외부로부터의 공기 및 수분이 유입되는 것을 방지하기 위해 접합되는 유리를 창호용에서도 그대로 도입한 것이다.
상기 비교예 2의 구조는 통상적으로 적용되고 있는 건물일체형 태양전지 창호 구조이며, 이와 같은 구조의 건물일체형 태양전지 창호는 태양전지층(20)의 양 내면에 2개의 유리 기판을 포함하고 있어 전체적인 중량을 증가시켜 시공성이 떨어지고, 또 이는 제조 비용의 증가를 초래하는 문제가 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 태양전지층(20)은 상기 제1유리(10)와 동일한 면적으로 형성되고, 상기 간봉(31) 및 실링재(32)가 상기 태양전지층(20)의 내면과 맞닿도록 위치하여 내부 공간(30)을 밀봉하는 구조로 이루어진 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다. 도 3을 참조하여 보면, 제1유리(10), 태양전지층(20), 제2유리(40), 상기 제1유리(10) 및 제2유리(40) 사이의 가장자리에 개재되어 내부공간을 밀봉하는 간봉(31) 및 상기 간봉(31)의 외측을 완전히 감싸고 있는 실링재(32)가 구성되어 있다.
특히, 상기 태양전지층(20)은 상기 제1유리(10)와 동일한 면적으로 형성되어 있다. 또한, 상기 태양전지는 태양전지층(20)의 내면에서 양 가장자리가 간봉(31) 및 실링재(32)와 맞닿도록 위치하는 비활성 영역(21)과 창호 프레임(60)에 가려지지 않고 내부 공간(30)과 맞닿도록 위치하는 활성 영역(22)으로 이루어진 것을 알 수 있다. 상기 비활성 영역(21)은 외부로부터의 수분 및 산소 유입을 충분히 지연 혹은 차단하는 역할을 할 수 있고, 상기 활성 영역(22)은 빛으로부터 태양광을 흡수하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 수행할 수 있다.
이와 같이, 상기 실시예 1의 건물일체형 태양전지 창호 구조는 상기 태양전지층(20)의 한쪽 내면에만 제1유리(10)가 형성되어 있어 건물일체형 태양전지 창호의 하중을 크게 감소시키고, 이로 인해 제조비용을 절감할 수 있는 이점이 있다. 또한 상기 제3유리(50)가 삭제되더라도 내부 공간(30)을 채우고 있는 비활성 기체가 상기 태양전지층(20)의 활성 영역(22)으로의 수분 및 산소 유입을 방지하므로 상기 실시예 1과 유사한 수준의 태양전지 내구성능 구현이 가능하다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 태양전지층(20)은 상기 제1유리(10) 보다 작은 면적으로 형성되고, 상기 간봉(31)은 상기 태양전지층(20)의 내면과 맞닿도록 위치하여 내부 공간(30)을 밀봉하며, 상기 실링재(32)가 상기 간봉(31) 및 상기 태양전지층(20)의 측면을 감싸도록 형성된 구조로 이루어진 것일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다. 상기 도 4를 참조하면, 상기 실시예 1과 동일한 구성으로 이루어져 있되, 상기 태양전지층(20)은 상기 제1유리(10) 보다 작은 면적으로 형성된 구조를 가진다. 특히 상기 간봉(31)은 상기 태양전지층(20)의 가장자리 내면과 맞닿도록 위치하여 내부 공간(30)을 밀봉한 구조로 이루어지고, 상기 실링재(32)가 상기 간봉(31) 및 상기 태양전지층(20)의 가장자리 측면을 감싸도록 형성되어 있다. 이때, 상기 태양전지층(20)에서 상기 간봉(31) 및 실링재(32)가 맞닿는 부분은 비활성 영역(21)이 되고, 상기 내부 공간(30)과 맞닿는 부분은 활성 영역(22)으로 이루어지게 된다.
이러한 구조는 상기 실시예 1 및 비교예 2와 비교하였을 때, 상기 태양전지층(20)의 면적을 상기 제1유리(10) 보다 작게 하되, 외부 수분 및 산소 유입 통로가 되기 쉬운 상기 태양전지층(20)의 가장자리 내면 및 측면을 상기 실링재(32)로 완전히 감싸도록 형성시키게 되면 외부로부터의 수분 및 산소를 완전히 차단할 수 있고, 특히 외부 수분 유입에 의한 열화 발생 및 성능 저하를 방지하여 건물일체형 태양전지 창호의 내구 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 태양전지층(20)은 상기 제1유리(10) 보다 작은 면적으로 형성되고, 상기 간봉(31)이 상기 태양전지층(20)의 측면과 맞닿도록 위치하여 내부 공간(30)을 밀봉하는 구조로 이루어진 것일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 건물일체형 태양전지 창호의 측단면도이다. 상기 도 5를 참조하면, 상기 실시예 1과 동일한 구성으로 이루어져 있되, 상기 태양전지층(20)은 상기 제1유리(10) 보다 작은 면적으로 형성되어 있다. 또한 상기 간봉(31)이 상기 태양전지층(20)의 측면과 맞닿도록 위치하여 내부 공간(30)을 밀봉하고 있어 상기 태양전지층(20)은 활성 영역(22)으로만 이루어져 있다.
상기한 바와 같이, 태양전지층(20)의 면적을 상기 제1유리(10) 보다 작게 하되, 상기 태양전지층(20)의 측면을 상기 간봉(31)으로 완전히 밀봉하게 되면 앞서 언급하였듯이 외부로부터 수분 및 산소를 완전히 차단할 수 있으며, 이로 인해 본 발명의 건물일체형 태양전지 창호의 내구 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 건물일체형 태양전지 창호는 기존 2개의 유리기판 사이에 형성된 태양전지층(20)에서 내부 공간(30) 방향의 유리 하나를 삭제함으로써 기존의 일반 건물일체형 태양전지 창호에 비해 유리를 최소한으로 사용하여 하중을 크게 경량화시키는 동시에 제조원가의 비용을 최소화 할 수 있으며,
또한, 태양전지층(20)의 양 가장자리를 간봉(31) 및 실링재(32)로 완전히 감싸도록 밀봉함으로써 외부로부터의 수분 또는 산소의 유입을 완전히 차단할 수 있다.
10: 제1유리
20: 태양전지층
21: 비활성 영역
22: 활성 영역
30: 내부 공간
31: 간봉
32: 실링재
40: 제2유리
50: 제3유리
60: 창호 프레임
20: 태양전지층
21: 비활성 영역
22: 활성 영역
30: 내부 공간
31: 간봉
32: 실링재
40: 제2유리
50: 제3유리
60: 창호 프레임
Claims (9)
- 제1유리;
상기 제1유리의 내면에 형성된 태양전지층;
상기 제1유리의 내측으로 일정 거리 이격되어 위치하는 제2유리;
상기 제1유리 및 제2유리 사이의 가장자리에 개재되어 내부 공간을 밀봉하는 간봉; 및
상기 간봉의 외측에서 상기 간봉을 감싸도록 형성된 실링재;
를 포함하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
- 제1항에 있어서,
상기 내부 공간은 불활성 기체를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
- 제2항에 있어서,
상기 불활성 기체는 아르곤, 크립톤, 제논 및 질소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
- 제1항에 있어서,
상기 간봉의 소재는 알루미늄, 플라스틱, 실리콘 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
- 제1항에 있어서,
상기 실링재의 소재는 실리콘, 폴리우레탄, 아크릴, 부틸고무 및 폴리설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
- 제1항에 있어서,
상기 태양전지층은 상기 제1유리와 동일한 면적으로 형성되고, 상기 간봉 및 실링재가 상기 태양전지층의 내면과 맞닿도록 위치하여 내부 공간을 밀봉하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
- 제1항에 있어서,
상기 태양전지층은 상기 제1유리 보다 작은 면적으로 형성되고,
상기 간봉은 상기 태양전지층의 내면과 맞닿도록 위치하여 내부 공간을 밀봉하며, 상기 실링재가 상기 간봉 및 상기 태양전지층의 측면을 감싸도록 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
- 제1항에 있어서,
상기 태양전지층은 상기 제1유리 보다 작은 면적으로 형성되고,
상기 간봉이 상기 태양전지층의 측면과 맞닿도록 위치하여 내부 공간을 밀봉하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
- 제1항에 있어서,
상기 제1유리, 태양전지층, 실링재 및 제2유리의 양 최외측 가장자리를 감싸도록 형성된 창호 프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량화된 건물일체형 태양전지 창호.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160170149A KR20180068451A (ko) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | 경량화된 건물일체형 태양전지 창호 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020160170149A KR20180068451A (ko) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | 경량화된 건물일체형 태양전지 창호 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180068451A true KR20180068451A (ko) | 2018-06-22 |
Family
ID=62768535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160170149A KR20180068451A (ko) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | 경량화된 건물일체형 태양전지 창호 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180068451A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109038782A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-18 | 张晓泉 | 智能发电窗及其控制方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130096469A (ko) | 2012-02-22 | 2013-08-30 | 주식회사 케이씨씨 | 염료감응태양전지를 이용한 건물일체형 태양광발전 모듈 |
-
2016
- 2016-12-14 KR KR1020160170149A patent/KR20180068451A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130096469A (ko) | 2012-02-22 | 2013-08-30 | 주식회사 케이씨씨 | 염료감응태양전지를 이용한 건물일체형 태양광발전 모듈 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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