KR20190001241U - 자체 히팅 코일 - Google Patents

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KR20190001241U
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battery cell
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얀인 훠
윈팡 왕
펑위 다이
즈펑 카오
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베이징 아폴로 딩 롱 솔라 테크놀로지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 고안은 자체 히팅 코일을 제공하며, 상기 자체 히팅 코일은, 순차적으로 적층되는 가요성 발전 재료층 및 히팅층을 포함하며; 가요성 발전 재료층은 가요성 전지 셀과, 상기 가요성 전지 셀을 연결하는 전기에너지 출력단을 포함하며; 히팅층은 전기에너지 입력단을 구비하고, 상기 히팅층의 전기에너지 입력단은 상기 가요성 발열 재료층의 전기에너지 출력단과 연결된다. 상기 자체 히팅 코일은 건물 또는 다른 물체 상에 고정될 수 있다.

Description

자체 히팅 코일{Self-heating coiled material}
본 국제출원은 2017년 11월 17일 중국 국가지식재산권국에 제출한 중국 실용신안특허출원 제201721541552.9호의 우선권을 주장하며, 상기 출원의 전체 내용은 본 명세서에 인용 방식으로 포함된다.
본 고안은 태양광 발전 기술과 관련되며, 구체적으로 자체 히팅 코일과 관련된다.
인간의 환경 보호에 대한 인식이 증대되고 녹색 저탄소 대체 에너지 원에 대한 중요성이 나날이 증가함에 따라, 태양에너지의 개발 및 이용은 미래의 주요 청정 에너지 원 중 하나가 될 것이다. 태양광 발전 기술은 태양광 패널을 사용하여 태양 복사 에너지를 광전 효과 또는 광화학 효과를 이용하여 직접 또는 간접적으로 전기에너지로 변환하며, 일반 전지 및 순환 가능한 충전 전지와 비교할 때, 태양전지는 에너지 절약 및 친환경의 녹색 제품에 속한다.
현대 도시는 다층 및 고층의 주택이 주를 이루고 있고, 고층 건물이 점점 늘어나고 있으며, 현재 건물의 에너지 소비가 전체 에너지 소비에서 30 % 이상을 차지하고 있다. 분명히 태양에너지의 사용은 건물 에너지 절감 목표를 실현할 수 있는 효과적인 수단이다. 그러나 태양광 패널로 만든 태양광 지붕을 이용하는 고층 빌딩의 전체 이용률은 높지 않고, 비에 젖거나 눈에 덮인 후 발전 효율이 낮은 문제가 광범위하게 발생하고, 또한 태양광 지붕이 무거워서, 설치가 불편한 문제점이 있다.
본 고안은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 태양광 지붕의 설치 편의성을 개선하는 한편, 태양광 패널의 발전 효율을 향상시키는 자체 히팅 코일을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 고안은 자체 히팅 코일을 제공하며, 상기 자체 히팅 코일은, 순차적으로 적층되는 가요성 발전 재료층 및 히팅층을 포함하며; 상기 가요성 발전 재료층은 가요성 전지 셀과, 상기 가요성 전지 셀을 연결하는 전기에너지 출력단을 포함하며; 상기 히팅층은 상기 가요성 발열 재료층의 아래에 위치하고 상기 히팅층의 전기에너지 입력단은 상기 가요성 발열 재료층의 전기에너지 출력단과 연결된다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 가요성 전지 셀은 가요성 태양전지 셀이다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 자체 히팅 코일은 접착층을 더 포함하며, 상기 접착층은 상기 자체 히팅 코일을 빌딩 또는 다른 물체 상에 고정한다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 가요성 발전 재료층은 밀봉 접착 필름을 더 포함하며, 상기 밀봉 접착 필름은 상기 가요성 전지 셀을 코팅한다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 가요성 발전 재료층의 상면 및 측면은 방수 필름층이 코팅된다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 방수 필름층은 투명성 유기무기 하이브리드 다층 배리어 박막이다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 투명성 유기무기 하이브리드 다층 배리어 박막은 복수의 조립 가능한 유닛으로 구성된다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 방수 필름층의 외측에 노화 방지층이 더 부착된다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 노화 방지층은 에틸렌 - 테트라 플루오로 에틸렌 공중합체 필름층이다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 히팅층은 물리 기상 증착법 또는 펄스 레이저 증착법을 통해 금속 산화물을 절연층 상에 고정하여 형성된다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 가요성 발전 재료층과 상기 히팅층 사이에는 절연 프레임층이 구비된다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 히팅층과 상기 접착층 사이에는 방수 전열층이 구비된다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 방수 전열층은 알루미늄 함유 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름이며, 상기 알루미늄 함유 PET 필름은 PET 필름 및 알루미늄 필름을 포함한다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 방수 전열층과 상기 접합층 사이에는 부식 방지층이 구비된다.
본 고안의 하나의 양태에 따라, 상기 가요성 전지 셀은 구리 인듐 갈륨 셀레늄 전지 셀이다.
본 고안에 의해 제공되는 자체 히팅 코일은 가요성 전지 셀을 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 변환하고, 히팅층을 가열하며, 자체 히팅 코일 상에 덮힌 적설을 가열하여 용해하는 목적을 달성한다. 동시에 본 고안의 실시예에 의해 제공되는 자체 히팅 코일은 유연성을 구비하여, 설치가 용이하다.
도 1은 본 고안의 하나의 실시예에 따른 자체 히팅 코일의 단면 개략도이다;
2는 본 고안의 다른 하나의 실시예에 따른 자체 히팅 코일의 단면 개략도이다.
다음은 본 고안의 실시예에 대해 상세히 설명하며, 상기 실시예의 예시는 도면에 도시된다. 그 중, 처음부터 끝까지 동일 또는 유사한 도면 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소이거나, 동일 또는 유사한 기능을 갖는 구성 요소를 나타낸다. 첨부 도면을 참조하여 이하에서 설명되는 실시예는 단지 예시적이며, 본 고안을 제한하는 것으로 해석해서는 안 된다.
도 1은 본 고안의 하나의 실시예에 따른 자체 히팅 코일의 단면 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예는 자체 히팅 코일을 제공하며, 상기 자체 코팅 코일은 가요성 발전 재료층(1) 및 히팅층(2)을 포함한다.
본 실시예에서, 가요성 발전 재료층(1)은 가요성 전지 셀(11)과, 가요성 전지 셀(11)을 연결하는 전기에너지 출력단을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 가요성 발전 재료층(1)은 가요성 태양전지 모듈일 수 있고, 상기 가요성 태양전지 모듈은 상기 가요성 전지 셀 및 상기 전지 셀을 코팅하는 필름층을 포함하며, 상기 전기에너지 출력단은 상기 가요성 태양전지 모듈 상에 구비될 수 있다. 히팅층(2)은 가요성 발열 재료층(1)의 아래에 위치하며, 히팅층(2)의 전기에너지 입력단은 가요성 발열 재료층(1)의 전기에너지 출력단과 연결되어, 전기에너지를 열로 변환하여, 자체 히팅 코일 상에 덮힌 적설에 대해 가열을 진행하여 용해한다.
본 실시예에서, 자체 히팅 코일은 접착층(8)을 더 포함하며, 상기 접착층(8)은 히팅층(2)의 아래에 위치한다. 히팅층(2)과 가요성 발전 재료층(1)은 히팅층(2) 아래의 접착층(8)에 의해 빌딩과 같은 다른 물체 상에 고정된다. 하나의 실시예에서, 상기 가요성 전지 셀(11)은 가요성 태양전지 셀이고, 상기 가요성 태양전지 셀은 구리 인듐 갈륨 셀레늄 (CIGS) 전지 셀일 수 있다, 상기 셀은 높은 전환율과 양호한 가요성을 구비하여 다양한 건물에 적용될 수 있고, 설치가 더 편리하다. 또한, 가요성 전지 셀은 이에 한정되지 않으며, 비결정질 실리콘 전지 셀, 유기 박막 전지 셀 또는 CdTe (Cadmium Telluride) 전지 셀일 수 있다는 것을 유의해야 한다.
히팅층(2) 및 가요성 발전 재료층(1)은 또한 다른 브라켓 또는 용골을 통해 건물 또는 다른 물체의 상부층에 고정 될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 자체 히팅 코일의 발전 재료층(1)은 가요성을 구비하므로, 자체 히팅 코일 전체는 사용하지 않을 때 말 수 있어 취급 및 보관에 편리하고, 또한 사용 중에는 건물(예를 들어 지붕)의 복잡한 모양에 맞춰 편리하게 설치할 수 있다. 예를 들면, 건물의 설치 표면이 불균일한 경우, 말 수 있는 자체 히팅층을 포함한 제품은 상기 설치 표면에도 잘 부착될 수 있다. 물론, 말 수 있는 자체 히팅층을 포함한 제품을 반드시 말 필요는 없으며, 평탄한 표면 상에 평평하게 펼쳐 놓을 수도 있다.
하나의 실시예에 있어서, 상기 히팅층(2)은 PLD / PVD (펄스 레이저 증착법 / 물리 기상 증착법)의 공정을 통해 알루미늄, 아연, 인듐 등의 원소의 금속 산화물을 절연층 상에 고정하여 형성된다. 상기 절연층은 선택적으로 유리 일 수 있다. 금속 산화물 필름층의 두께를 변화시킴으로써 히팅층의 투과율을 변화시킬 수 있다. 금속 산화물은 저항 특성을 구비하므로(각 블록은 하나의 저항과 동등함), 통전 후에 열량을 발생시키고, 금속 산화물 필름층의 면적을 변화시키고 또한 인접한 필름층 블록 간의 직렬 병렬 관계를 변화시켜, 전체 저항 값을 변화시킴으로써 최종적으로 통전 후에 발열 값을 변화시킬 수 있다. 통상적인 작동 전압은 36~600V이고, 통상적인 히팅 전력은 50W/m2이다.
하나의 실시예에서, 상기 접착층(8)은 부틸 접착제를 사용할 수 있으며, 두께는 500~1000㎛ 이고, 표면은 이형지로 덮혀 있어, 자체 히팅 코일은 시멘트, 아스팔트 및 알루미늄 아연 도금 강판 등의 루핑 재료에 효과적으로 접착 될 수 있다.
다른 실시예에서, 히팅층(2) 및 가요성 발전 재료층(1)은 다른 브라켓 또는 용골을 통해 빌딩 또는 다른 물체의 상부 층에 고정 될 수도 있다.
본 고안의 실시예에 의해 제공되는 자체 히팅 코일은 가요성 전지 셀(11)을 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 변환하고, 히팅층(2)을 가열하며, 자체 히팅 코일 상에 덮힌 적설을 가열하여 용해하는 목적을 달성한다. 동시에 자체 히팅 코일은 유연성을 구비하여, 설치가 용이하다.
본 고안의 실시예에 의해 제공되는 자체 히팅 코일은 가요성 태양 광 발전 재료 및 전도성 필름 가열 기술에 기초하며, 건물 지붕에 부설하고, 자체 발전 및 발열로 적설을 용해하는 방수 코일을 제안한다. 기존의 방수 코일과 비교하여 발전 및 발열을 통한 적설 용해 기능을 구비하며; 기존의 태양 광 발전 시스템과 비교하여 지붕 설치에 보다 편리한 응용성을 구비하며; 기존의 적설 용해 시스템과 비교하여 자체 발전을 통해 가열을 위해 전기를 사용해야 하는 문제점을 해결할 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 자체 히팅 코일은 직사각형 일 수 있으며, 그 길이는20~50 m, 그 폭은 1~3 m이며, 예를 들면, 길이는 50 m, 폭은 1.5 m이다. 물론, 말 수 있는 자체 히팅층을 포함한 제품의 형상은 직사각형에 한정되지 않고, 다른 기하학적 형상(예를 들면, 삼각형이나 정사각형 등) 일 수 있다. 또한, 하나의 실시예에서, 자체 발열 코일은 상응하는 소정의 크기를 구비한 각 유닛으로 설정되어, 사용시에 접착 연결을 진행하여, 진일보하게 설치의 편리성을 제고할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시예에서, 가요성 발전 재료층(1)은 밀봉 접착 필름(12)을 더 포함하며, 상기 밀봉 접착 필름(12)은 가요성 전지 셀(11)을 코팅한다. 상기 밀봉 접착 필름(12)의 두께는200~500㎛ 이며, 재질은 POE (폴리올레핀 엘라스토머) 또는 EVA(에틸렌 - 비닐아세테이트 공중합체) 등이다. 전방 밀봉 접착 필름, 가요성 전지 셀(11) 및 후방 밀봉 접착 필름은 함께 접착되어, 외력에 의한 전지 셀의 손상을 효과적으로 완충시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 가요성 발전 재료층(1)의 상면 및 측면은 방수 필름층(3)이 코팅된다. 상기 방수 필름층(3)의 두께는 50~150 ㎛ 일 수 있으며, 가요성 발전 재료층(1) 상에 투명성 유기무기 하이브리드 다층 배리어 박막이 구비되며, 그 수증기 투과율이 <1×10-3 g/㎡/d가 되도록 하여, 수증기가 가요성 발전 재료층(1)에 들어가는 것을 방지하여, 태양전지 셀(11)의 수명을 연장시킨다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 상기 방수 필름층(3)의 외측(즉, 가요성 발전 재료층(1)과 대응되는 다른 일측)에 에틸렌 - 테트라 플루오로 에틸렌 공중합체 필름층(4) (ETFE)이 더 부착된다. 상기 ETFE 필름층의 두께는 30~100㎛ 일 수 있으며, 자외선 노화 및 절연에 대해 보호 작용을 한다. 본 고안의 다른 실시예에서, 에틸렌 - 테트라 플루오로 에틸렌 공중합체 필름층(4)은 노화 방지층이고, 또한 다른 노화 방지 물질로 이루어질 수 있으며, 에틸렌 - 테트라 플루오로 에틸렌 공중합체 필름층으로 제한되지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 상기 가요성 발전 재료층(1)과 히팅층(2) 사이에 절연 프레임층(5)이 구비된다. 상기 절연 프레임층(5)은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름을 사용할 수 있고, 두께는 50~100 ㎛ 일 수 있으며, 프레임층으로서, 지지, 절연 보호 및 방수 기능을 할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 히팅층(2)의 아래에는 방수 전열층(6)이 구비된다. 상기 방수 전열층(6)은 알루미늄 함유 PET 필름을 사용할 수 있으며, 위에서 아래로PET 필름 및 알루미늄 필름 일 수 있다. PET 필름의 두께는 150~200㎛이고, 알루미늄 필름의 두께는 5~15㎛ 이며, 이는 수증기를 차단하는 작용을 하며, 동시에 히팅층(2)에서 전달되는 열을 자체 히팅 코일의 상부층으로 효과적으로 반사할 수 있다. 본 고안의 실시예와 관련된 방수 전열층(6)은 방수 열 전달 층이며, 방수 열 전달 효과를 갖는 다른 재료로 대체 될 수 있으며, 방수 열 전달 층에 한정되지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 방수 전열층(6)의 아래에는 부식 방지층이 더 구비되며, 상기 부식 방지층(7)은 불소 함유 필름 일 수 있으며, 두께는 25~40㎛이며, PVF (폴리비닐 포말), PVDF(폴리비닐리덴 플루오라이드) 또는 ECTFE (에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌 공중합체)등의 물질일 수 있으며, 화학 부식 방지 및 절연 보호 작용을 한다.
이상은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 고안의 구조, 특징 및 작용 효과에 대해 상세하게 설명하였다. 전술한 것은 본 고안의 단지 바람직한 실시예 일 뿐이므로, 본 고안은 도면에 도시된 실시 범위에 한정되지 않는다. 본 고안의 사상에 의해 이루어진 변경 또는 수정은 동등한 변화의 등가 실시예에 해당하므로, 본 명세서 및 도면에 포함된 정신을 벗어나지 않는 한, 모두 본 고안의 보호 범위에 속한다.
1 - 가요성 발전 재료층, 2 - 히팅층, 3 -방수 필름층, 4 - 에틸렌 - 테트라 플루오로 에틸렌 공중합체 필름층, 5 - 절연 프레임층, 6 -방수 전열층, 7 부식 방지층, 8- 접착층, 11 - 가요성 전지 셀, 12 - 밀봉 접착 필름.

Claims (15)

  1. 순차적으로 적층되는 가요성 발전 재료층 및 히팅층을 포함하며;
    상기 가요성 발전 재료층은 가요성 전지 셀과, 상기 가요성 전지 셀을 연결하는 전기에너지 출력단을 포함하며;
    상기 히팅층은 상기 가요성 발열 재료층의 아래에 위치하고, 상기 히팅층의 전기에너지 입력단은 상기 가요성 발열 재료층의 전기에너지 출력단과 연결되는, 자체 히팅 코일.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 전지 셀은 가요성 태양전지 셀인, 자체 히팅 코일.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 자체 히팅 코일은 접착층을 더 포함하며, 상기 접착층은 상기 자체 히팅 코일을 빌딩 또는 다른 물체 상에 고정하는, 자체 히팅 코일.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 발전 재료층은 밀봉 접착 필름을 더 포함하며, 상기 밀봉 접착 필름은 상기 가요성 전지 셀을 코팅하는, 자체 히팅 코일.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 발전 재료층의 상면 및 측면은 방수 필름층이 코팅되는, 자체 히팅 코일.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 방수 필름층은 투명성 유기무기 하이브리드 다층 배리어 박막인, 자체 히팅 코일.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 투명성 유기무기 하이브리드 다층 배리어 박막은 복수의 조립 가능한 유닛으로 구성되는, 자체 히팅 코일.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 방수 필름층의 외측에 노화 방지층이 더 부착되는, 자체 히팅 코일.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 노화 방지층은 에틸렌 - 테트라 플루오로 에틸렌 공중합체 필름층인, 자체 히팅 코일.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 히팅층은 물리 기상 증착법 또는 펄스 레이저 증착법을 통해 금속 산화물을 절연층 상에 고정하여 형성되는, 자체 히팅 코일.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 발전 재료층과 상기 히팅층 사이에는 절연 프레임층이 구비되는, 자체 히팅 코일.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 히팅층과 상기 접착층 사이에는 방수 전열층이 구비되는, 자체 히팅 코일.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 방수 전열층은 알루미늄 함유 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이며, 상기 알루미늄 함유 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 및 알루미늄 필름을 포함하는, 자체 히팅 코일.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 방수 전열층과 상기 접합층 사이에는 부식 방지층이 구비되는, 자체 히팅 코일.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 가요성 전지 셀은 구리 인듐 갈륨 셀레늄 전지 셀인, 자체 히팅 코일.
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