KR20190058060A - 슁글드 어레이유닛, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈 및 슁글드 어레이유닛의 제조방법 - Google Patents

슁글드 어레이유닛, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈 및 슁글드 어레이유닛의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슁글드 어레이유닛, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈 및 슁글드 어레이유닛의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하중이 가해졌을 때 깨지지 않고, 고출력이 유지할 수 있는 슁글드 어레이유닛, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈 및 슁글드 어레이유닛의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 태양패널을 분할하여 마련된 복수의 셀을 상호 직렬 연결하여 마련된 스트링부; 및 상부에 상기 스트링부가 결합되는 기판부를 포함하며, 복수의 상기 셀은 슁글드(shingled) 형태로 배열되어 연결된 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛을 제공한다.

Description

슁글드 어레이유닛, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈 및 슁글드 어레이유닛의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING SOLAR MODULE AND SHINGLED ARRAY UNIT HAVING SHINGLED ARRAY UNIT, SHINGLED ARRAY UNIT}
본 발명은 슁글드 어레이유닛, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈 및 슁글드 어레이유닛의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하중이 가해졌을 때 깨지지 않고, 고출력이 유지할 수 있는 슁글드 어레이유닛, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈 및 슁글드 어레이유닛의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 도로에 태양전지를 매설하여 차세대 자연 에너지 확보를 위한 연구가 진행되고 있다.
도 1은 본 발명의 종래예에 따른 스트링을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 종래에는 복수의 셀(11)이 연속적으로 배열되어 결합된 스트링(10)을 도로에 매설하여 사용하였으며, 각 셀(11)은 상기 셀(11)의 길이 방향으로 연장된 복수의 부스바(busbar)를 이용하여 결합되었다.
그러나, 이처럼 셀(11)의 길이 방향으로 연장되어 상기 셀(11)을 고정하는 상기 부스바는 제한된 설치면적 내에서 상기 셀(11)의 태양광 발전 영역을 감소시켜 발전 효율을 저하하는 문제를 야기했다.
또한, 종래의 상기 스트링(10)은 넓은 면적에 상기 셀(11)이 평면상에서 일체화되어 연속적으로 배열되어 결합되기 때문에 전제 저항에 따른 전력 손실이 크게 발생했고, 그 결과, 지붕에 설치되는 태양광 패널에 비해 효율이 70%에 불과한 문제가 있었다.
또한, 종래의 상기 스트링(10)은 상판에 1cm 가량의 두께를 갖는 강화유리를 깔아서 상기 셀(11)이 오염되거나 하중이 가해졌을 때, 보호가 되도록 구성되었으나, 차량 등에 의해 하중이 가해졌을 때에는, 출력이 크게 저하되는 문제가 있었다.
일본공개특허 제2002-021036호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 하중이 가해졌을 때 깨지지 않고, 고출력이 유지할 수 있는 슁글드 어레이유닛, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈 및 슁글드 어레이유닛의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 태양패널을 분할하여 마련된 복수의 셀을 상호 직렬 연결하여 마련된 스트링부; 및 상부에 상기 스트링부가 결합되는 기판부를 포함하며, 복수의 상기 셀은 슁글드(shingled) 형태로 배열되어 연결된 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 스트링부는, 각각의 상기 셀의 상면 일측 및 하면 타측에 마련되는 상면결합체 및 하면결합체를 더 포함하며, 인접한 셀은 상호 반대면에 부착된 상면결합체와 하면결합체가 면접하여 결합되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상면결합체 및 상기 하면결합체는 탄성 전도성 접착제(ECA)에 의해 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판부는, 상부에 상기 스트링부가 결합되었을 때, 슁글드 형태로 결합된 복수의 상기 셀의 하면이 상기 기판부의 상면에 밀착되도록 실리콘 고무 소재로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판부는, PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판부는, 경화제를 더 포함하여 이루어지며, 상기 PDMS와 상기 경화제의 함량 비율은 8:2 내지 9:1인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 슁글드 어레이유닛; 상기 슁글드 어레이유닛의 하부에 결합되는 후면강화유닛; 상기 슁글드 어레이유닛의 상부에 결합되는 전면강화유닛; 및 상기 전면강화유닛의 상부에 결합되는 코팅유닛을 포함하며, 도로에 매설되어 태양광 발전이 이루어지도록 마련된 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 a) 태양패널을 분할하여 복수의 셀을 형성하는 단계; b) 복수의 상기 셀을 직렬 연결하여 스트링부를 형성하는 단계; c) 상기 스트링부를 기판부의 상면에 결합하는 단계; 및 d) 상기 기판부를 가열하여 경화시키는 단계를 포함하며, 상기 b) 단계에서, 복수의 상기 셀은 슁글드(shingled) 형태로 배열되어 연결되는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계는, a1) 상기 태양패널을 레이저로 스크라이빙(scribing) 하는 단계; 및 a2) 스크라이빙된 상기 태양패널을 복수의 셀로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b) 단계에서, 상기 복수의 셀은 탄성 전도성 접착제(ECA)에 의해 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계에서, 상기 기판부는, 상부에 상기 스트링부가 결합되었을 때, 슁글드 형태로 결합된 복수의 상기 셀의 하면이 상기 기판부의 상면에 밀착되도록 실리콘 고무 소재로 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판부는, PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 기판부는, 경화제를 더 포함하여 이루어지며, 상기 PDMS와 상기 경화제의 함량 비율은 8:2 내지 9:1인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 슁글드 어레이유닛의 제조방법으로 제조된 슁글드 어레이유닛을 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 하중이 가해져도 스트링부가 파손되는 문제를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 태양패널이 분할된 후 분할된 셀이 슁글드 구조로 연결되기 때문에, 각 셀 당 적은 전류값을 갖도록 마련된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 각 셀에 저항에 따른 전력 손실이 줄어들게 되고, 전체적으로 고출력을 유지할 수 있다.
그리고, 본 발명은 하중이 가해져도 출력 저하율이 적다.
또한, 본 발명은 복수의 셀이 슁글드 구조로 이루어졌을 때, 각 셀의 하부에 들뜨는 공간을 탄성력을 갖는 소재로 이루어진 기판부가 밀착되어 지지함으로써, 스트링부의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명은 부스바(busbar)의 설치 면적이 최소화되어 태양광을 받는 셀의 면적이 더 증가하게 되어 발전 효율이 증가된다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 종래예에 따른 스트링을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈의 결합사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 형태로 셀이 배열된 스트링부를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛의 제조방법의 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛의 제조방법의 공정예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 셀을 형성하는 단계의 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 셀을 형성하는 단계 및 스트링부를 형성하는 단계의 공정 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 스트링부의 사시도이다.
도 11은 종래예의 스트링과 본 발명의 일실시예에 따른 스트링부의 사진이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈의 결합사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛의 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 형태로 셀이 배열된 스트링부를 나타낸 예시도이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 것처럼, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈은 슁글드 어레이유닛, 후면강화유닛, 전면강화유닛 및 코팅유닛을 포함하며, 도로에 매설되어 태양광 발전이 이루어지도록 마련될 수 있다.
상기 슁글드 어레이유닛(1100)은 스트링부(1110) 및 기판부(1120)를 포함한다.
상기 스트링부(1110)는 태양패널(P)을 분할하여 마련된 복수의 셀(1111)을 상호 직렬 연결하여 마련될 수 있으며, 상기 스트링부(1110)는 셀(1111), 상면결합체(1112) 및 하면결합체(1113)를 포함할 수 있다.
상기 셀(1111)은, 상기 태양패널(P)을 복수개로 분할하여 마련되며, 복수의 상기 셀(1111)은 슁글드(shingled) 형태로 배열되어 연결될 수 있다.
일 예로, 인접한 한 쌍의 셀(1111)은 일측에 위치한 셀(1111)의 하면 일부분이 타측에 위치한 셀(1111)의 상면 일부분 상에 위치하도록 마련될 수 있다.
상기 상면결합체(1112)는 상기 셀(1111)의 상면 일측에 마련되며, 상기 하면결합체(1113)는 상기 셀(1111)의 하면 타측에 마련될 수 있다.
이처럼 마련된 상기 상면결합체(1112) 및 상기 하면결합체(1113)는 각각의 셀(1111)에 모두 마련될 수 있으며, 인접한 셀(1111)은 상호 반대면에 부착된 상면결합체(1112)와 하면결합체(1113)가 면접하여 결합되도록 마련될 수 있다.
일 예로, 도 5에 도시된 바와 같이, 인접한 한 쌍의 셀(1111) 중 일측에 위치한 셀(1111)의 하면결합체(1113)는 타측에 위치한 셀(1111)의 상면결합체(1112)와 면접하여 결합될 수 있다. 이때, 상기 상면결합체(1112) 및 하면결합체(1113)는 상호 전기적으로 연결될 수 있도록 마련될 수도 있고, 접지체로 마련될 수도 있다. 즉, 상기 상면결합체(1112) 및 하면결합체(1113)가 상호 전기적으로 연결될 경우, 복수의 셀(1111) 전체의 발전량이 공유되며, 상기 상면결합체(1112) 및 하면결합체(1113)가 접지체로 마련된 경우, 각각의 셀(1111)은 분리되어 발전이 이루어질 수 있다.
상기 상면결합체(1112) 및 하면결합체(1113)가 접지체로 마련되어 각 셀(1111)이 분리되어 발전될 경우, 각 셀(1111) 당 적은 전류값을 갖게 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 각 셀(1111)에 저항에 따른 전력 손실이 줄어들게 되고, 전체적으로 고출력을 유지할 수 있으며, 하중이 가해져도 출력 저하율이 적다.
이때, 상기 상면결합체(1112) 및 하면결합체(1113)는 부스바(busbar)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 이 경우, 본 발명은 각 셀(1111)이 결합되는 부분에만 부스바(busbar)가 구비되기 때문에 슁글드 어레이유닛(1100)의 설치 면적이 최소화되며, 태양광을 받는 셀(1111)의 면적이 더 증가하게 되어 발전 효율이 증가될 수 있다.
또한, 상기 상면결합체(1112) 및 상기 하면결합체(1113)는 탄성 전도성 접착제(ECA)에 의해 결합될 수 있다.
상기 기판부(1120)는 상부에 상기 스트링부(1110)가 결합되도록 마련될 수 있다. 그리고, 상기 기판부(1120)는, 상부에 상기 스트링부(1110)가 결합되었을 때, 상면에 슁글드 형태로 결합된 복수의 상기 셀(1111)의 하면이 밀착되도록 마련될 수 있다.
그리고, 이를 위해, 상기 기판부(1120)는 실리콘 고무 소재로 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 기판부(1120)는 PDMS(Polydimethylsiloxane)와 경화제를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 PDMS는 우수한 충격 특성을 갖고 있으며 경화된 후 끓는점은 섭씨 200도 이상이기 때문에, 도로에 매설될 경우에도, 하중에 의해 파손되거나 고온에 의해 훼손되지 않을 수 있다.
또한, 상기 기판부(1120)에 포함되는 상기 PDMS와 상기 경화제의 함량 비율은 8:2 내지 9:1일 수 있다.
이처럼 마련된 기판부(1120)는 복수의 셀(1111)이 슁글드 구조로 이루어졌을 때, 각 셀(1111)의 하부에 들뜨는 공간을 탄성력을 갖는 소재로 이루어진 기판부(1120)가 밀착되어 지지함으로써, 스트링부(1110)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 하중이 가해져도 스트링부(1110)가 파손되는 문제를 방지할 수 있다.
상기 후면강화유닛(1200)은 상기 슁글드 어레이유닛(1100)의 하부에 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 후면강화유닛(1200)은 상기 슁글드 어레이유닛(1100)과 도로에 마련된 콘크리트(C) 사이에 마련되어, 상기 슁글드 어레이유닛(1100)에 하중이 가해졌을 때 완충기능을 수행할 수 있다. 단, 상기 후면강화유닛(1200)의 하부에는 상기 콘크리트(C)가 구비되는 것으로 한정되지 않으며, 도로를 형성하는 물질을 모두 포함할 수 있다.
상기 전면강화유닛(1300)은 상기 슁글드 어레이유닛(1100)의 상부에 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 전면강화유닛(1300)은 하중이 가해졌을 때, 상기 슁글드어레이유닛의 상면에 가해지는 충격을 완화하도록 마련될 수 있다.
상기 코팅유닛(1400)은 상기 전면강화유닛(1300)의 상부에 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅유닛(1400)은 상기 전면강화유닛(1300)의 표면에 코팅되는 필름일 수 있으며, 이처럼 마련된 상기 코팅유닛(1400)은 상기 슁글드어레이유닛을 갖는 태양광모듈에 이물질이 유입되어 오염되는 문제를 방지할 수 있다.
그리고, 상기 코팅유닛(1400)은 색상을 갖도록 마련된 것일 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛의 제조방법의 순서도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 슁글드 어레이유닛의 제조방법의 공정예시도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 것처럼, 슁글드 어레이유닛(1100)의 제조방법은 도 7의 (a)에 도시된 태양패널(P)을 분할하여 복수의 셀(1111)을 형성하는 단계(S100), 도 7의 (b)에 도시된 복수의 상기 셀(1111)을 직렬 연결하여 스트링부(1110)를 형성하는 단계(S200), 도7의 (c)에 도시된 상기 스트링부(1110)를 기판부(1120)의 상면에 결합하는 단계(S300) 및 도 7의 (d)에 도시된 상기 기판부(1120)를 가열하여 경화시키는 단계(S400)를 포함한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 셀을 형성하는 단계의 순서도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 복수의 셀을 형성하는 단계 및 스트링부를 형성하는 단계의 공정 예시도이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 스트링부의 사시도이다.
이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여 먼저, 태양패널(P)을 분할하여 복수의 셀(1111)을 형성하는 단계(S100) 및 복수의 상기 셀(1111)을 직렬 연결하여 스트링부(1110)를 형성하는 단계(S200)를 설명하도록 한다.
먼저, 태양패널(P)을 분할하여 복수의 셀(1111)을 형성하는 단계(S100)는, 상기 태양패널(P)을 레이저로 스크라이빙(scribing) 하는 단계(S110) 및 스크라이빙된 상기 태양패널(P)을 복수의 셀(1111)로 절단하는 단계(S120)를 포함한다.
구체적으로, 상기 태양패널(P)을 레이저로 스크라이빙(scribing) 하는 단계(S110)에서는, 도 9의 (a)에 도시된 것처럼, 상기 태양패널(P)에 레이저로 스크라이빙(scribing) 공정을 수행할 수 있다
이때, 상기 태양패널(P)에는 기설정된 간격마다 상기 상면결합체(1112) 및 하면결합체(1113)가 마련된 상태일 수 있다. 구체적으로, 상기 상면결합체(1112) 및 상기 하면결합체(1113)는 상기 태양패널(P)이 절단되어 셀(1111)을 형성하였을 때, 지정된 위치에 마련될 수 있도록 구비될 수 있다.
상기 태양패널(P)을 레이저로 스크라이빙(scribing) 하는 단계(S110) 이후에는, 스크라이빙된 상기 태양패널(P)을 복수의 셀(1111)로 절단하는 단계(S120)를 포함한다. 스크라이빙된 상기 태양패널(P)을 복수의 셀(1111)로 절단하는 단계(S120)에서, 상기 태양패널(P)은 절단되어 복수의 셀(1111)을 형성할 수 있으며, 이때, 절단된 복수의 셀(1111)은 가로 및 세로의 길이 및 두께가 동일하도록 마련될 수 있다.
그리고, 각 셀(1111)의 상면 일측에는 상면결합체(1112)가 마련되고, 상기 셀(1111)의 하면 타측에는 하면결합체(1113)가 마련된 상태일 수 있다.
태양패널(P)을 분할하여 복수의 셀(1111)을 형성하는 단계(S100) 이후에는, 복수의 상기 셀(1111)을 직렬 연결하여 스트링부(1110)를 형성하는 단계(S200)가 수행될 수 있다.
복수의 상기 셀(1111)을 직렬 연결하여 스트링부(1110)를 형성하는 단계(S200)는 도 7의 (b) 및 도 9의 (c)에 도시된 것처럼 복수의 상기 셀(1111)은 슁글드 형태로 배열되어 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 인접한 한 쌍의 셀(1111)은 일측에 위치한 셀(1111)의 하면 일부분이 타측에 위치한 셀(1111)의 상면 일부분 상에 위치하도록 마련될 수 있다. 이때, 인접한 셀(1111)은 상호 반대면에 부착된 상면결합체(1112)와 하면결합체(1113)가 면접하여 결합되도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 셀(1111)은 탄성 전도성 접착제(ECA)에 의해 결합될 수 있다.
복수의 상기 셀(1111)을 직렬 연결하여 스트링부(1110)를 형성하는 단계(S200) 이후에는, 상기 스트링부(1110)를 기판부(1120)의 상면에 결합하는 단계(S300)가 수행될 수 있다.
상기 스트링부(1110)를 기판부(1120)의 상면에 결합하는 단계(S300)에서, 상기 기판부(1120)는, 상부에 상기 스트링부(1110)가 결합되었을 때, 슁글드 형태로 결합된 복수의 상기 셀(1111)의 하면이 상기 기판부(1120)의 상면에 밀착되도록 실리콘 고무 소재로 마련될 수 있다.
이때, 상기 기판부(1120)는 실리콘 고무 소재로 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 기판부(1120)는 PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 PDMS는 우수한 충격 특성을 갖고 있으며 경화된 후 끓는점은 섭씨 200도 이상이기 때문에, 도로에 매설될 경우에도, 하중에 의해 파손되거나 고온에 의해 훼손되지 않을 수 있다.
상기 스트링부(1110)를 기판부(1120)의 상면에 결합하는 단계(S300) 이후에는, 상기 기판부(1120)를 가열하여 경화시키는 단계(S400)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 기판부(1120)는 상기 PDMS와 함께 경화제를 더 포함할 수 있으며, 상기 경화제의 함량 비율은 8:2 내지 9:1일 수 있다. 그리고, 경화제에 의해 상기 기판부(1120)를 가열하게 되면 경화가 이루어질 수 있다.
복수의 셀(1111)이 슁글드 구조로 이루어졌을 때, 각 셀(1111)의 하부에 들뜨는 공간이 형성된다. 이때, 탄성력을 갖는 소재로 이루어진 기판부(1120)는 들뜨는 공간을 채우면서 상기 셀(1111)의 하면에 밀착되어 상기 셀(1111)을 지지할 수 있다. 그리고, 상기 기판부(1120)는 상기 셀(1111)의 하면에 밀착된 상태에서 경화됨으로써, 스트링부(1110)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 하중이 가해져도 스트링부(1110)가 파손되는 문제를 방지할 수 있다.
도 11은 종래예의 스트링과 본 발명의 일실시예에 따른 스트링부(1110)의 사진이다.
도 11의 (a)에 도시된 것처럼, 종래예에 따른 스트링은 태양패널(P)을 분할하지 않고 복수의 태양패널(P)을 연결하여 사용하며, 각 태양패널(P)을 연결하기 위해 부스바(B)를 사용한다. 따라서, 종래예에 따른 스트링은 부스바에 가려진 면적만큼 태양광 발전이 이루어지지 못하여 효율이 저하된다.
그러나, 도 11의 (b)에 도시된 본 발명의 스트링부(1110)는 태양패널(P)을 복수개의 셀(1111)로 분할한 이후에, 이를 슁글드 형태로 결합하게 된다. 따라서, 본원발명의 스트링부(1110)는 부스바에 의해 가려진 부분이 없어 태양광 발전 효율이 저하되지 않는다.
도로의 경우, 지붕과 달리 설치면적에 제한이 크고, 태양패널(P)이 태양을 향하도록 배향각을 조절할 수 없기 때문에, 동일면적에서 최대한 태양광을 받는 면적을 크게할 필요가 있다. 따라서, 본 발명은 종래예에 비해 더 많은 태양광 발전 효율을 낼 수 있도록 마련된다.
실제로 실험 결과, 같은 면적 에서 본 발명에 따른 스트링부(1110)는 종래예에 비해 6.5%의 출력이 증가했다.
또한, 본 발명은 상기 기판부(1120)가 상기 스트링부(1110)를 지지하도록 마련되며, 상기 슁글드 어레이유닛(1100)의 하부와 상부에 각각 후면강화유닛(1200) 및 전면강화유닛(1300)이 마련되기 때문에 종래예에 비해 내구성이 뛰어나다.
연번 시험결과(W)
하중시험 전 평균값 하중시험 후 평균값
1 366.43
366.5		 355.45
355.5
2 366.54 355.47
3 366.53 355.63
상기 표 1은 상기 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈(1000)에 2400Pa의 압력으로 인장 및 압축을 6시간 동안 가한 후의 결과를 나타낸 것이다.
표 1에 나타난 것처럼, 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈(1000)에 기계적 하중 테스트를 수행한 결과, 슁글드 어레이유닛(1100)에 깨짐 현상이 발생하지 않았으며, 출력 저하율도 2.99% 수준에 불과했다.
따라서, 본 발명은 종래에 비해 내구성이 뛰어나며 출력 효율도 뛰어남을 알 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 스트링 11: 셀
1000: 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈
1100: 슁글드 어레이유닛 1110: 스트링부
1111: 셀 1112: 상면결합체
1113: 하면결합체 1120: 기판부
1200: 후면강화유닛 1300: 전면강화유닛
1400: 코팅유닛 B: 부스바
C: 콘크리트 P: 태양패널

Claims (14)

  1. 태양패널을 분할하여 마련된 복수의 셀을 상호 직렬 연결하여 마련된 스트링부; 및
    상부에 상기 스트링부가 결합되는 기판부를 포함하며,
    복수의 상기 셀은 슁글드(shingled) 형태로 배열되어 연결된 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스트링부는,
    각각의 상기 셀의 상면 일측 및 하면 타측에 마련되는 상면결합체 및 하면결합체를 더 포함하며,
    인접한 셀은 상호 반대면에 부착된 상면결합체와 하면결합체가 면접하여 결합되도록 마련된 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상면결합체 및 상기 하면결합체는 탄성 전도성 접착제(ECA)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판부는,
    상부에 상기 스트링부가 결합되었을 때, 슁글드 형태로 결합된 복수의 상기 셀의 하면이 상기 기판부의 상면에 밀착되도록 실리콘 고무 소재로 마련된 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기판부는,
    PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 기판부는, 경화제를 더 포함하여 이루어지며,
    상기 PDMS와 상기 경화제의 함량 비율은 8:2 내지 9:1인 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛.
  7. 제 1 항에 따른 슁글드 어레이유닛;
    상기 슁글드 어레이유닛의 하부에 결합되는 후면강화유닛;
    상기 슁글드 어레이유닛의 상부에 결합되는 전면강화유닛; 및
    상기 전면강화유닛의 상부에 결합되는 코팅유닛을 포함하며,
    도로에 매설되어 태양광 발전이 이루어지도록 마련된 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛을 갖는 태양광모듈.
  8. a) 태양패널을 분할하여 복수의 셀을 형성하는 단계;
    b) 복수의 상기 셀을 직렬 연결하여 스트링부를 형성하는 단계;
    c) 상기 스트링부를 기판부의 상면에 결합하는 단계; 및
    d) 상기 기판부를 가열하여 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 b) 단계에서, 복수의 상기 셀은 슁글드(shingled) 형태로 배열되어 연결되는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 a) 단계는,
    a1) 상기 태양패널을 레이저로 스크라이빙(scribing) 하는 단계; 및
    a2) 스크라이빙된 상기 태양패널을 복수의 셀로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서,
    상기 복수의 셀은 탄성 전도성 접착제(ECA)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛의 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 c) 단계에서,
    상기 기판부는,
    상부에 상기 스트링부가 결합되었을 때, 슁글드 형태로 결합된 복수의 상기 셀의 하면이 상기 기판부의 상면에 밀착되도록 실리콘 고무 소재로 마련된 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판부는,
    PDMS(Polydimethylsiloxane)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판부는, 경화제를 더 포함하여 이루어지며,
    상기 PDMS와 상기 경화제의 함량 비율은 8:2 내지 9:1인 것을 특징으로 하는 슁글드 어레이유닛의 제조방법.
  14. 제 8 항에 따른 슁글드 어레이유닛의 제조방법으로 제조된 슁글드 어레이유닛.
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