KR20200099130A - 태양광 발전 통합형 유리 조립체 및 유리 조립체의 스페이서 구조 - Google Patents

태양광 발전 통합형 유리 조립체 및 유리 조립체의 스페이서 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR20200099130A
KR20200099130A KR1020207014646A KR20207014646A KR20200099130A KR 20200099130 A KR20200099130 A KR 20200099130A KR 1020207014646 A KR1020207014646 A KR 1020207014646A KR 20207014646 A KR20207014646 A KR 20207014646A KR 20200099130 A KR20200099130 A KR 20200099130A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
spacer structure
glass
module
modules
windows
Prior art date
Application number
KR1020207014646A
Other languages
English (en)
Inventor
사미 찰리 데이브 안데르스
페르디난드 로데베이크 그라퍼하우즈
드림 슈톡후이첸
Original Assignee
피지 그룹 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 피지 그룹 비.브이. filed Critical 피지 그룹 비.브이.
Publication of KR20200099130A publication Critical patent/KR20200099130A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/26—Building materials integrated with PV modules, e.g. façade elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B3/66314—Section members positioned at the edges of the glazing unit of tubular shape
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B3/66342—Section members positioned at the edges of the glazing unit characterised by their sealed connection to the panes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/667—Connectors therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6715—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6722—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light with adjustable passage of light
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/96—Corner joints or edge joints for windows, doors, or the like frames or wings
    • E06B3/964—Corner joints or edge joints for windows, doors, or the like frames or wings using separate connection pieces, e.g. T-connection pieces
    • E06B3/9641—Corner joints or edge joints for windows, doors, or the like frames or wings using separate connection pieces, e.g. T-connection pieces part of which remains visible
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B7/00—Special arrangements or measures in connection with doors or windows
    • E06B7/28—Other arrangements on doors or windows, e.g. door-plates, windows adapted to carry plants, hooks for window cleaners
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048—Encapsulation of modules
    • H01L31/0488—Double glass encapsulation, e.g. photovoltaic cells arranged between front and rear glass sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10—Frame structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30—Electrical components
    • H02S40/36—Electrical components characterised by special electrical interconnection means between two or more PV modules, e.g. electrical module-to-module connection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/663—Elements for spacing panes
    • E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
    • E06B2003/66395—U-shape
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H02J2300/26—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin involving maximum power point tracking control for photovoltaic sources
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
  • Special Wing (AREA)
  • Joining Of Glass To Other Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 유리 조립체에 관한 것으로, 유리 조립체는, 적어도 하나의 제1 (내부) 유리창, 제2(외부) 유리창 및 제1 유리창과 제2 유리창 사이에 사전 결정된 분리를 제공하기 위한 적어도 하나의 주변 스페이서 구조를 포함하며, 주변 스페이서 구조는 제1 및 제2 유리창의 주변 영역에 위치하고; 주변 스페이서 구조의 최소 일부에 장착된 하나 이상의 PV 모듈을 포함하고, 하나 이상의 PV 모듈은 제1 및 제2 유리창과 주변 스페이서 구조(창 사이 공간)에 의해 정의된 공간에 배치되며; 주변 스페이서 구조의 적어도 일부는 제2(외부) 유리창의 평면에 대해 경사진 위치에 PV 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면을 조절하기 적합한 하나 이상의 장착 부재를 포함하여 구성된다.

Description

태양광 발전 통합형 유리 조립체 및 유리 조립체의 스페이서 구조
본 발명은 유리 조립체 및 유리 조립체의 스페이서(spacer) 구조에 관한 것으로서, 특히 발전형 다중창(power-generating multi-pane) 유리 조립체, 발전형 유리 조립체로 구성된 창문, 다중창 유리 조립체를 위한 모듈화된 발전형 스페이서 구조와 코너 연결부 및 이러한 발전형 스페이서 구조를 위한 전자 모듈에 관한 것이다.
태양광 발전(Photovoltaics)은 건축물을 에너지 중립 또는 제로 에너지로 변화하는데 중요한 역할을 하며, 오히려 그러한 건축물은 소비하는 만큼의 에너지를 생산하기도 한다. 건물 통합형 태양광 발전(BIPV)은 지붕, 채광창, 창문, 파사이드 등 기존 건물의 외형 일부 구조를 대체하여 사용하는 태양광 구조이다. BIPV 구조는 주 전력원 또는 보조 전력원으로서 건설 분야에 점차 통합되고 있으며, 기존 건축물 또한 이와 유사한 기술을 활용하여 개선할 수 있으므로 태양광 발전 산업에서 가장 빠르게 성장하는 산업 중 하나가 되었다.
건물 통합형 태양광 구조의 일례로서, 전자 제어식 차양막 조절 또는 실내 온도 조절 등과 같은 주변적인 기능을 위해 충분한 에너지를 생산할 수 있는 발전형 창문 구조가 개시된다. 선행기술(EP1703063)은 중공의 창문 프레임의 수직 표면에 입혀진 태양광 소자를 개시하며, 중공의 창문 프레임은 통상적으로 둘 이상의 유리창이 장착되고, 알루미늄, 플라스틱 및/또는 섬유 유리 재질로 구성된다. 또한, 태양광 소자는 유리창 사이의 내부 공간에서 유리의 표면에 입혀질 수도 있으며, 특히 유리창을 서로 분리하는 스페이서 구조와 인접하여 형성될 수 있다.
그러나, 이와 같이 창문 구조의 인접 영역에 태양광 소자를 형성하는 것은 태양광 소자의 방향을 조정할 수 없어 효율을 최적화할 수 없다. 창문 구조의 인접 영역에 발생하는 음영 효과 및 창문을 통해 들어온 입사 광과 태양광 소자 표면 사이의 비교적 큰 각도가 태양광 소자의 효율을 저하시키기 때문이다. 또한, 태양광 소자가 창문 구조의 열 특성에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다. 그리고, 온도는 태양광 소자에 응력(stress)을 유발하여 전체의 발전 성능에 영향을 미칠 수 있고, 이것은 유리창 조립체의 조립 과정에서 태양광 소자의 결합 공정을 통합할 필요성을 더 요구한다.
선행기술(DE202011102438)은 유리 조립체의 인접 영역 주변의 스페이서 구조를 포함하는 이중창 유리 조립체에 관하여 상세히 개시하는데, 태양광 발전(PhotoVoltaic) 모듈이 유리창 사이의 공간 내의 스페이서 구조에 장착된다. PV 모듈은 힌지를 이용하여 스페이서 구조에 장착됨으로써 PV 모듈이 접혀질 수 있도록 제안되었다.
그러나, 상기 선행기술은 제로에너지 빌딩 또는 스마트 빌딩 솔루션에 사용되는 고성능 다중 창 구조의 대량 생산 공정에 관한 문제를 고려하지 않는다. 제로에너지 빌딩 또는 스마트 빌딩 솔루션은 투명도, 음영, 열적 안정성, 방음, 색상 효과 등의 특성을 정밀하게 조정하기 위해 생산 공정의 각 요소별 신중한 사양을 요구하며, 고성능의 유리창 조립체의 성능을 장기간 보증할 수 있도록 한다(10년 이상). 그러나, PV 모듈은 전력 운송과 데이터 통신을 위해 창 바깥과의 전자 연결 및 창 사이의 공간에 전자 장치 및 배선을 필요로 한다. 그러한 외부 연결은 이중 유리 구조에서 잠재적인 취약점을 형성하고, 유리 구조의 태양광발전 기능은 현대의 대량 생산 공정과 호환되지 않는 문제가 있다.
따라서, 이러한 발전형 스페이서 구조와 이를 포함하는 유리 조립체를 개선할 필요가 있다. 특히, 빛의 양에 따라 쉽고 유연하게 최적화할 수 있으며, 고급 유리 구조의 사양 및 고성능 다중창 조립체의 표준화된 생산 공정에 대하여 최적화된 발전형 다중창 조립체의 필요성이 있다.
본 발명은 태양광 발전 통합형 유리 조립체 및 유리 조립체의 스페이서 구조로서, 상기 선행기술의 단점 중 적어도 하나를 줄이거나 제거하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 발명은 유리조립체에 관한 것으로서, 적어도 제1(내부) 유리창, 제2(외부) 유리창 및 제1 및 제2 유리창 사이에 사전 설정된 분리를 제공하기 위한 적어도 하나의 스페이서 구조를 포함하고, 스페이서 구조는 제1 및 제2 유리창의 주변 영역에 위치하며; 스페이서 구조의 적어도 일부에 장착되는 하나 이상의 태양광 발전(PV) 모듈을 포함하며, 하나 이상의 PV 모듈은 제1 유리창과 제2 유리창 및 스페이서 구조에 의해 정의되는 공간(창 사이 공간)에 위치하고; 스페이서 구조의 적어도 일부는 하나 이상의 장착부재를 포함하며, 장착부재는 제2(외부) 유리창의 평면에 대해 경사지게 위치한 PV 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면의 방향을 조절할 수 있도록 형성되고; 및 스페이서 구조는 하나 이상의 긴 부재를 포함하며, 각각의 긴 부재는 중공의 몸체부 및 장착부를 구비하는 단면 프로파일을 가지며, 장착부는 주변 스페이서 구조의 적어도 일부분에 하나 이상의 PV 셀 모듈을 탈착가능하게 장착할 수 있는 하나 이상의 고정부재를 포함하여 구성된다. 따라서, PV 모듈은 스페이서 구조의 일부에 제거 가능하게 장착될 수 있다. 예를들어, 슬라이딩 및/또는 클램핑 메카니즘이 PV 모듈을 스페이서 구조의 일부에 기계적으로 고정시키는데 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 PV 모듈의 광 수신 표면과 제1 또는 제2 유리창의 표면은 10도 내지 80도, 바람직하게는 20도 내지 70도, 더욱 바람직하게는 30도 내지 60도 사이의 경사각을 구비한다.
일 실시예에서, 장착부는 PV 모듈이 고정된 경사 위치에서 방향을 조절할 수 있도록 구성되고; 또 다른 실시예에서, 장착부의 하나 이상의 고정부재가 몸체부의 하나 이상의 고정부재와 맞물리도록 형성되어 하나 이상의 PV 모듈을 포함하는 장착부를 몸체부 위에 탈착가능하게 장착한다. 따라서, 장착부는 스페이서 구조의 몸체부에 PV 모듈을 장착하기 위한 보조장착부로 사용될 수 있다.
일 실시예에서, (중공의) 몸체부는 실질적으로 직사각형 모양의 단면을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 장착부는 삼각형 모양의 단면을 가질 수 있고, 또 다른 실시예에서, 장착부는 직각 삼각형 모양의 단면을 가질 수 있으며, 여기서 직각의 반대 측면은 하나 이상의 PV 모듈을 위한 기울어진 장착 표면을 형성하고, 여기서, 선택적으로, 직각에서 인접한 측면은 중공 몸체부의 상부에 장착부를 장착하기 위한 장착 영역을 형성한다.
일 실시예에서, 스페이서 구조는 하나 이상의 제1 PV 모듈을 제1 경사 위치에 고정하기 위한 제1 긴 부재와, 하나 이상의 제2 PV 모듈을 제2 경사 위치에 고정하기 위한 제2 긴 부재 및 제1 부재의 제1 단부를 제2 부재의 제1 단부에 기계적 연결하는 코너 연결부를 더 포함한다.
일 실시예에서, 코너 연결부는 제1 단부와 제2 단부에 연결되는 메인 본체를 포함하며, 제1 단부는 제1 기계적 연결, 바람직하게는 제1 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 제1 부재의 제1 단부와 맞물리도록 형성된 적어도 하나의 제1 레그를 포함하고, 및 제2 단부는 제2 기계적 연결, 바람직하게는 제2 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 제2 부재의 제1 단부와 맞물리도록 형성된 적어도 하나의 제2 레그를 포함한다.
일 실시예에서, 코너 연결부는 적어도 하나의 전기 배선 구조를 더 포함하여 구성되고, 적어도 하나의 전기 배선 구조는 제2 부재의 일부에 장착 및/또는 배열된 컨트롤러 모듈, 바람직하게는 MPPT(maximum power point tracking)모듈에 제1 부재에 장착된 하나 이상의 제1 PV 모듈들 중 하나를 전기적으로 연결하도록 배열된다.
다른 실시예에서, 적어도 하나의 전기 배선 구조는 코너 연결부의 메인 본체에 내장된 전기 리드를 포함하고, 전기 리드의 제1 단부는 유리 조립체의 창 사이 공간(inter-pane cavity)에 제1 전원 커넥터를 형성하며, 전기 리드의 제2 단부는 창 사이 공간 외부에 제2 전원 커넥터를 형성한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 배선 구조는 하나 이상의 (유연한) 인쇄 회로 보드 또는 (유연한) 인쇄 배선 보드를 포함한다.
일 실시예에서, 스페이서 구조는 제1 유리창에 대해 접착된 제1 접착 표면 및 제2 유리창에 대해 접착된 제2 접착 표면을 포함하여 구성되고, 스페이서 구조는 제1 및 제2 유리창의 주변부를 따르는 봉인, 바람직하게는 밀폐된 봉인을 형성하거나 일부분이 되며, 봉인은 제1 및 제2 유리창 사이의 공간(창 사이 공간)을 밀폐한다.
일 실시예에서, 제2 유리창은 태양광 스펙트럼의 가시광선 부분에 대하여 투명하고 태양광 스펙트럼의 (근접)적외선 부분의 적어도 일부를 반사하는 중앙창 영역 및 중앙창 영역 주위의 주변 영역을 포함하고, 주변 영역은 스펙트럼의 (근접)적외선 부분과 가시 부분의 태양 빛에 PV 셀을 노출하기 위한 태양광 입구 영역(solar cell light entrance area)을 구비하며, 바람직하게는 중앙창 영역은 하나 이상의 (근접)적외선 반사 필름 코팅으로 덮히고 그리고 주변 영역은 하나 이상의 (근접)적외선 반사 필름 코팅으로 덮히지 않는다.
일 실시예에서, 하나 이상의 PV 모듈의 적어도 일부는 길게 형성된 전기 배선 보드, 바람직하게는 제1 외부 가장자리와 반대측의 제2 외부 가장자리를 구비하는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 전기 배선 보드는 PV 모듈의 PV 셀들의 적어도 일부를 전기적으로 직렬 연결하기 위해 배열된 전기 배선 구조를 포함한다.
일 실시예에서, 전기 배선 구조는 제1 외부 가장자리에서 제1 PV 접점과 제2 외부 가장자리에서 제1 PV 접점을 더 포함하고, 제1 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀들의 양극 측에 연결되며, 전기 배선 구조는 제1 외부 가장자리에서 제2 PV 접점 및 제2 외부 가장자리에서 제2 PV 접점을 포함하고, 제2 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀의 음극 측에 연결된다.
일 실시예에서, PV 모듈의 전기 배선 보드는 제1 전기 버스 및 제2 전기 버스를 더 포함하여 구성되고, 제1 전기 버스는 제1 외부 가장자리에서 제3 접점을 제2 외부 가장자리에서 제3 접점과 전기적으로 연결하고, 제2 전기 버스는 제1 외부 가장자리에서 제4 접점을 제2 외부 가장자리에서 제4 접점과 전기적으로 연결한다.
일 실시예에서, 유리창의 제1 가장자리를 따라 형성된 스페이서 구조의 제1 부분에 배열된 제1 PV 모듈은 전기적으로 서로 연결되고, 전기적으로 연결된 제1 PV 모듈은 제1 PV 어레이를 형성하며; 및, 유리창의 제2 가장자리를 따라 형성된 스페이서 구조의 제1 부분에 배열된 제2 PV 모듈은 서로 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 제2 PV 모듈은 제2 PV 어레이를 형성하며, 적어도 두 개의 MPPT 장치가 스페이서 구조의 제1 부분에 배열되고, 제1 MPPT 장치는 제1 PV 어레이에 연결되고, 제2 MPPT 장치는 제2 PV 어레이에 연결된다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 유리조립체에 관한 것으로서, 적어도 제1(내부) 유리창, 제2(외부) 유리창 및 제1 및 제2 유리창 사이에 사전 설정된 분리를 제공하기 위한 적어도 하나의 주변 스페이서 구조를 포함하고; 복수의 연장된 PV 셀 모듈은 제1 및 제2 유리창의 하나 이상의 가장자리를 따라 위치하고, 복수의 PV 셀 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면 및 제2(외부) 유리창의 표면은 경사각을 구비하며, 경사각은 10도 내지 80도, 바람직하게는 20도 내지 70도, 더욱 바람직하게는 30도 내지 60도 사이에서 선택되고; 제1 및 제2 유리창의 제1 가장자리를 따라 위치하는 PV 셀 모듈은 제1 MPPT장치에 연결되고, 제1 및 제2 유리창의 제2 가장자리를 따라 위치하는 PV 셀 모듈은 제2 MPPT 장치에 연결된다.
또 다른 측면에서 본 발명은 발전형 유리 조립체의 발전형 스페이서 구조에 관한 것으로서, 하나 이상의 PV 모듈이 제1 및 제2 유리창으로 구성된 유리 조립체의 스페이서 구조에 장착되거나 및/또는 최소한 일부에 장착되며, 하나 이상의 PV 모듈은 제1 및 제2 유리창 및 스페이서 구조에 의해 정의된 공간(창 사이 공간)에 위치하고; 스페이서 구조의 적어도 일부는 제2(외부) 유리창의 면에 대해 경사지게 위치한 PV 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면의 방향을 조절하기 적합한 하나 이상의 장착부재를 포함하고; 스페이서 구조는 하나 이상의 긴 부재들을 포함하며, 각각의 긴 부재는 중공의 몸체부 및 장착부를 구비하는 단면 프로파일을 가지며, 장착부는 주변 스페이서 구조의 적어도 일부분에 하나 이상의 PV 셀 모듈을 탈착가능하게 장착하는 하나 이상의 고정부재를 포함한다.
일 실시예에서, 하나 이상의 PV 모듈의 광 수신 표면 및 제1 및 제2 유리창의 표면은 10도 내지 80도, 바람직하게는 20도 내지 70도, 더욱 바람직하게는 30도 내지 60도 사이에서 경사각을 구비한다.
일 실시예에서, 장착부는 하나 이상의 PV 모듈들을 경사 고정 위치에서 방향 조절할 수 있도록 구성되고, 바람직하게는 장착부의 하나 이상의 고정 부재는 하나 이상의 PV 모듈을 포함하는 장착부를 몸체부에 탈착가능하게 장착할 수 있도록 몸체부의 하나 이상의 고정 부재와 맞물리도록 구성된다.
일 실시예에서, 중공 몸체부는 실질적으로 직사각형 모양의 단면을 가질 수 있고, 및/또는, 장착부는 삼각형 모양의 단면, 바람직하게는, 장착부는 직각 삼각형 모양의 단면을 가질 수 있으며, 여기서 직각의 반대 측면은 하나 이상의 PV 모듈을 위한 기울어진 장착 표면을 형성하고, 여기서, 선택적으로, 직각에서 인접한 측면은 중공 몸체부의 상부에 장착부를 장착하기 위한 장착 영역을 형성한다.
일 실시예에서, 스페이서 구조는 하나 이상의 제1 PV 모듈을 제1 경사 위치에 고정하기 위한 제1 긴 부재와, 하나 이상의 제2 PV 모듈을 제2 경사 위치에 고정하기 위한 제2 긴 부재 및 제1 부재의 제1 단부를 제2 부재의 제1 단부에 기계적으로 연결하기 위한 코너 연결부를 더 포함한다.
일 실시예에서, 코너 연결부는 제1 단부와 제2 단부에 연결되는 메인 본체를 포함하며, 제1 단부는 제1 기계적 연결, 바람직하게는 제1 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 제1 부재의 제1 단부와 맞물리게 형성된 적어도 하나의 제1 레그를 포함하고, 제2 단부는 제2 기계적 연결, 바람직하게는 제2 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 제2 부재의 제1 단부와 맞물리게 형성된 적어도 하나의 제2 레그를 포함한다.
일 실시예에서, 코너 연결부는 적어도 하나의 전기 배선 구조를 더 포함하여 구성되고, 적어도 하나의 전기 배선 구조는 제1 부재에 장착된 하나 이상의 PV 모듈들 중 하나를 제2 부재의 일부에 배열 및/또는 장착된 컨트롤러 모듈, 바람직하게는 MPPT모듈에 전기적으로 연결하기 위해 배열된다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 전기 배선 구조는 코너 연결부의 메인 본체에 내장된 전기 리드를 포함하고, 전기 리드의 제1 단부는 유리 조립체의 창 사이 공간에 제1 전원 커넥터를 형성하며, 전기 리드의 제2 단부는 창 사이 공간 외부에 제2 전원 커넥터를 형성하고, 바람직하게는 적어도 하나의 배선 구조는 하나 이상의 (유연한) 인쇄 회로 보드 또는 (유연한) 인쇄 배선 보드를 포함한다.
일 실시예에서, 하나 이상의 PV 모듈의 적어도 일부는 길게 형성된 전기 배선 보드, 바람직하게는 제1 외부 가장자리와 반대측의 제2 외부 가장자리를 구비하는 인쇄 회로 보드를 포함하고, 전기 배선 보드는 PV 모듈의 PV 셀의 적어도 일부를 전기적으로 직렬 연결하기 위해 배열된 전기 배선 구조를 포함하며, 바람직하게는 전기 배선 구조는 제1 외부 가장자리에서 제1 PV 접점 및 제2 외부 가장자리에서 제1 PV 접점을 더 포함하고, 제1 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀들의 양극 측에 연결되며, 전기 배선 구조는 제1 외부 가장자리에서 제2 PV 접점 및 제2 외부 가장자리에서 제2 PV 접점을 포함하고, 제2 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀들의 음극 측에 연결된다.
일 실시예에서, PV 모듈의 전기 배선 보드는 제1 전기 버스와 제2 전기 버스를 더 포함하고, 제1 전기 버스는 제1 외부 가장자리에서 제3 접점을 제2 외부 가장자리에서 제3 접점과 전기적으로 연결하고, 제2 전기 버스는 제1 외부 가장자리에서 제4 접점을 제2 외부 가장자리에서 제4 접점과 연결한다.
일 실시예에서, 유리창의 제1 가장자리를 따라 형성된 스페이서 구조의 제1 부분에 배열된 제1 PV 모듈은 전기적으로 서로 연결되고, 전기적으로 연결된 제1 PV 모듈은 제1 PV 어레이를 형성하며; 및, 유리창의 제2 가장자리를 따라 형성된 스페이서 구조의 제1 부분에 배열된 제2 PV 모듈은 서로 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 제2 PV 모듈은 제2 PV 어레이를 형성하며, 적어도 두 개의 MPPT 장치가 스페이서 구조의 제1 부분에 배열되고, 제1 MPPT 장치는 제1 PV 어레이에 연결되고 제2 MPPT 장치는 제2 PV 어레이에 연결된다.
일 측면에서, 본 발명은 스페이서 구조, 바람직하게는 이 적용에서 묘사된 어떠한 실시예에 따른 스페이서 구조,의 코너 연결부에 관한 것으로서, 메인 본체는 제1 단부 및 제2 단부에 연결되고, 제1 단부는 스페이서 구조의 제1 부분과 제1 기계적 연결, 바람직하게는 제1 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 스페이서 구조 일부의 제1 단부와 맞물리게 형성된 적어도 하나의 제1 레그를 포함하고; 및, 제2 단부는 스페이서 구조의 제2 부분과 제2 기계적 연결, 바람직하게는 제2 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 스페이서 구조의 제2 부분의 제1 단부와 맞물리게 형성된 적어도 하나의 제2 레그를 포함하며; 및, 적어도 하나의 전기 배선 구조를 포함하며, 배선 구조는 메인 본체에 장착된 하나 이상의 (유연한) 인쇄 회로 보드를 포함하며, 바람직하게는 인쇄 회로 보드의 제1 가장자리는 제1 전기 커넥터를 포함하고 인쇄 회로 보드의 제2 가장자리는 제2 전기 커넥터를 포함하며; 및, 배선 구조는 코너 연결부의 메인 본체에 내장된 전기 리드를 포함하고, 전기 리드의 제1 단부는 유리 조립체의 창 사이 공간에 제1 전원 커넥터를 형성하며 전기 리드의 제2 단부는 창 사이 공간 외부에 제2 전원 커넥터를 형성하고; 하나 이상의 (유연한) 인쇄 회로 보드 또는 (유연한) 인쇄 배선 보드의 전기 경로는 전기 리드와 전기적 접촉이 있다.
일 측면에서, 본 발명은 유리 조립체로서, 적어도 제1(내부) 유리창, 제2(외부) 유리창과 제1 및 제2 유리창 사이에 사전 설정된 분리를 제공하기 위한 적어도 하나의 주변 스페이서를 포함하고, 주변 스페이서 구조는 제1 및 제2 유리창의 주변 영역에 위치하며, 하나 이상의 태양광(PV) 셀 모듈은 주변 스페이서 구조의 적어도 일부의 내부 및/또는 위에 장착되고, 하나 이상의 PV 셀 모듈은 제1 및 제2 유리창과 주변 스페이서 구조(창 사이 공간)에 의해 정의된 공간에 위치하며; 여기서 주변 스페이서 구조의 적어도 일부는 제2(외부) 유리창의 면에 대하여 경사진 위치에서 PV 셀 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면의 방향을 조절하기에 적합한 하나 이상의 장착부재를 구비한다. 그러므로, 본 발명은 PV 셀 모듈이 주변 스페이서 구조에 경사지게 장착된 발전형 유리 조립체를 제공한다. PV 셀 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면의 기울어진 방향은 유리 조립체의 외부 유리창을 향한다. 이러한 방식으로 PV 셀 모듈은 유리 조립체의 열적 특성에 영향없이 태양에 대해 최적으로 방향이 조절될 수 있다. PV 셀 모듈이 스페이서 구조의 상부에 장착되는 것이므로, 스페이서 구조와 장착된 PV 셀 모듈들은 별도로 제작될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 PV 셀 모듈 각각의 광 수신 표면과 제1 또는 제2 창의 표면은 0도 내지 90도, 바람직하게는 10도 내지 80도, 더욱 바람직하게는 20도 내지 70도, 더욱 바람직하게는 30도 내지 60도 사이의 경사각을 형성한다. 그러므로, PV 셀 모듈은 경사각을 따라 방향이 조절될 수 있다. 글레이징 창문이 사용되는 지역의 지리적 방향성 및/또는 건물 내 유리 창문의 장소에 따라 다양한 경사각이 사용될 수 있다. 더구나, 유리 조립체의 제1 가장자리, 예를들어 좌측 수직 가장자리,를 따라 방향이 조절된 PV 셀 모듈은 유리 조립체의 제2 가장자리, 예를들어 하단 수평 가장자리를 따라 방향이 조절된 PV 셀 모듈과 비교하여 다른 경사각을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 주변 스페이서 구조는 제1 유리창에 대해 접착된 제1 접착표면과 제2 유리창에 대해 접착된 제2 접착표면을 구비할 수 있고, 주변 스페이서 구조는 제1 및 제2 유리창의 주변부를 따라 밀봉, 바람직하게는 밀폐형 밀봉,을 형성하거나 그 일부가 될 수 있으며, 밀봉은 제1 및 제2 유리창 사이 공간을 씰링한다. 일 실시예에서, 스페이서 구조의 표면은 유리창에 접합 또는 접착을 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 유리창의 주변 영역을 따라 접착 구조가 형성될 수 있으며, 유리창과 스페이서 사이의 공간(창 사이 공간)을 밀폐하는 밀봉을 제공한다.
일 실시예에서, 주변 스페이서 구조는 사전 설정된 단면 프로파일을 가지는 연장된 튜브 모양으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 프로파일은 몸체부, 바람직하게는 중공 몸체부, 그리고 주변 스페이서 구조의 적어도 일부에 하나 이상의 PV 셀 모듈을 탈착 가능한 하나 이상의 고정 부재를 포함하는 장착부를 형성한다. 그러므로, 스페이서 구조는 금속(확장된) 긴 튜브, 비금속, 예를들어 긴 튜브, 또는 금속과 비금속 재료 모두로 구성된 긴 튜브 구조를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 고정 부재는 PV 셀 모듈을 위치에 클램핑하기 위한 적어도 두 개의 클램핑 부재를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 고정 부재는 PV 셀 모듈의 지지 기판의 가장자리에 맞물리도록 구성된 적어도 두 개의 슬라이딩 부재를 포함할 수 있다. 그러므로, PV 셀 모듈은 클램핑 또는 슬라이딩과 같은 기계적 메카니즘을 사용하여 스페이서 구조에 장착될 수 있다. 이러한 장착 구조는 서로 다른 재료간에 충분한 열적 팽창을 허용하고, 열 응력에 따른 악 영향이 최소화된다.
일 실시예에서, 제2 유리창은 스펙트럼의 가시 부분으로부터 태양빛에 투명한 창문 영역과 태양 스펙트럽의 적외선(근접) 부분의 적어도 일부를 반사하는 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 유리창은 중앙 영역 주변의 주변 영역을 포함하고, 여기서 주변 영역은 스펙트럼의 적외선(근접) 부분과 가시 부분의 태양광에 PV 셀을 노출시키기 위한 태양광 입구 영역을 형성한다. 일 실시예에서, 창문 영역은 하나 이상의 적외선(근접) 반사 박막 코팅으로 덮힐 수 있고, 여기서 주변 영역은 하나 이상의 적외선(근접) 반사 박막 코팅으로 덮히지 않는다. 전통적인 유리창은 종종 적외선 반사 코팅을 포함한다. 이 실시예에서, 유리창의 주변 영역은 그러한 적외선 반사 코팅을 구비하지 않는다. 이 방식으로 PV 셀은 태양 스펙트럼의 (적외선 부분을 포함한)실질적인 부분에 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 PV 셀 모듈은 주변 영역을 통해 가시광선 그리고 적외선(근접)을 받도록 방향이 조절될 수 있다. 그러므로, 이 경우, PV 모듈은 주변 영역을 통해 창문으로 유입된 태양광에 직접 노출된다. 또 다른 실시예에서, 창문을 통해 유리 조립체에 유입된 가시광선은 전반사에 의해 유리창 사이 영역 내에 갇힐 수 있고, 하나 이상의 PV 셀 모듈을 향한다. 그러므로, 이 실시예에서, 유리 조립체의 창문 영역에 유입된 UV, 가시광선 및 적외선(근접)을 포함한 태양광 스펙트럼의 적어도 일부는 내부 전반사에 의해 갇히고 PV 셀 모듈에 간접적으로 노출된다. 그러므로, 이 실시예에서, 다중창 유리 조립체는 창문 영역으로부터 주변 영역의 PV 셀 모듈로 향하도록 빛을 안내하는 광가이드(light guide)로 사용된다.
일 실시예에서, PV 셀 모듈은 길게 형성된 지지 기판(support substrate), 바람직하게는 그 위에 장착되어 전기적으로 연결된 태양광 셀들의 배열을 포함하는 인쇄된 회로 보드(PCB)를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, PV 셀 모듈은 인버터를 포함하거나 또는 인버터에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 유리창의 가장자리를 따라 배열된 PV 셀 모듈은 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 여기서 전기적으로 연결된 PV 셀 모듈은 PV 어레이를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 최대 전력점 추적(MPPT) 장치는 PV 어레이에 연결될 수 있으며, MPPT 장치는 PV 어레이의 전력 전달 효율을 최적화할 수 있게 구성된다. 일 실시예에서, 각 PV 어레이는 분리된 MPPT 장치에 연결될 수 있다. 그러므로, 이러한 실시예들에서, 각 PV 어레이는 분리된 MPPT 장치에 의해 컨트롤 될 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 유리 조립체에 관한 것으로서, 적어도 제1(내부) 유리창, 제2(외부) 유리창과 제1 및 제2 유리창 사이에 사전 설정된 분리를 제공하기 위한 적어도 하나의 주변 스페이서 구조를 포함한다; 복수의 연장된 PV 셀 모듈은 제1 및 제2 유리창의 하나 이상의 가장자리를 따라 위치하고, 복수의 PV 셀 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면과 제2(외부) 유리창의 면은 기울기 각도를 형성한다.
일 실시예에서, 기울기 각도는 10도 내지 80도, 바람직하게는 20도 내지 70도, 더 바람직하게는 30도 내지 60도 사이에서 선택될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 유리창의 제1 가장자리를 따라 위치하고 제1 기울기 위치에서 방향이 향해진 하나 이상의 제1 PV 셀 모듈은 제1 MPPT 장치에 연결될 수 있고, 제1 및 제2 유리창의 제2 가장자리를 따라 위치하고 제2 기울기 위치에서 방향이 향해진 하나 이상의 제2 PV 셀 모듈은 제2 MPPT 장치에 연결될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 가장자리를 따라 위치한 하나 이상의 제1 및 제2 PV 셀 모듈은 하나 이상의 제1 PV 셀 모듈의 전력점을 최적화하기 위한 제1 최대 전력점 추적 프로세스와 하나 이상의 제2 PV 셀 모듈의 전력점을 최적화하기 위한 제2 최대 전력점 추적 프로세스를 실행하기 위해 구성된 MPPT 장치에 연결될 수 있다. 그러므로, 좌측 수직, 하부 수평 그리고 우측 수직 가장자리를 따라 위치하고 세 개의 다른 각도로 방향이 조절된 PV 모듈은 MPPT 장치를 사용하여 개별적으로 최적화 될 수 있다.
일 실시예에서, 발전형 유리 조립체의 주변 스페이서 구조는, 주변 스페이서 프로파일, 바람직하게는 돌출되고 연장된 스페이서 프로파일, 프로파일은 몸체부, 바람직하게는 중공 몸체부, 그리고 장착부를 포함하고, 몸체부는 제1 유리창을 수용하는 제1 접착표면과 제2 유리창을 수용하는 제2 접착표면을 구비하며; 그리고, 장착부는 스페이서 프로파일에 하나 이상의 PV 셀 모듈을 탈착 가능하게 장착할 수 있는 하나 이상의 고정부재를 포함하고, 하나 이상의 고정부재는 제2(외부) 유리창의 면에 대해 경사진 위치에서 PV 셀 모듈의 광 수신 표면의 방향을 조절하기 적합하게 형성된다.
일 실시예에서, 하나 이상의 고정부재는 PV 셀 모듈을 위치에 클램핑하기 위한 적어도 두 개의 클램핑 부재를 포함하고 및/또는 여기서 하나 이상의 장착 부재는 PV 셀 모듈의 지지 기판의 가장자리와 맞물리도록 구성된 적어도 두 개의 슬라이딩 부재를 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 PV 셀 모듈은 스페이서 프로파일에 장착된다. 일 실시예에서, PV 셀 모듈은 긴 모양의 지지 기판, 바람직하게는 인쇄 회로 보드(PCB)를 구비하고, 그 위에 장착되어 전기적으로 연결된 태양광 셀의 배열을 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 유리창에 관한 것으로서, 위에서 묘사된 어떠한 실시예를 따른 유리 조립체를 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 추가적으로 묘사될 것이며, 본 발명에 따른 실시예를 개략적으로 보여줄 것이다. 본 발명은 이러한 구체적인 실시예들에 의해 어떤 방식으로도 제한되지 않는 것으로 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전형 유리 조립체의 최소 일부를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유리 조립체에서 사용하기 위한 스페이서 구조의 단면도를 도시한 것이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 발전형 유리 조립체의 단면도를 도시한 것이다.
도 4a 내지 도 4c는 발명의 다양한 실시예에 따른 스페이서 구조의 일부를 도시한 것이다.
도 5a와 5b는 본 발명의 실시예에 따른 유리 조립체의 추가 실시예를 도시한 것이다.
도 6a와 6b는 모듈식 발전형 스페이서 구조의 연결 구조를 도시한 것이다.
도 7a와 7b는 모듈식 발전형 스페이서 구조의 연결 구조를 도시한 것이다.
도 8a와 8b는 본 발명의 실시예에 따른 발전형 스페이서 구조의 오른쪽 코너 부분을 도시한 것이다.
도 9a와 9b는 본 발명의 실시예에 따른 발전형 스페이서 구조의 왼쪽 코너 부분을 도시한 것이다.
도 10a와 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 최대 전력점 추적 모듈에 의해 제어되는 발전형 유리 조립체의 개략도를 설명한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 발전형 스페이서 구조를 제어하기 위한 전자 모듈을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 발전형 스페이서 구조에 대한 전기적 구성도를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 발전형 스페이서 구조에 대한 전기적 구성도를 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 발전형 창 구조를 제어하기 위한 다중 지점 전력 추적 모듈을 도시한 것이다.
도 15a와 15b는 다르게 제어되는 발전형 창 구조의 성능을 도시한 것이다.
본 발명에서, 개선된 발전형 유리 조립체, 특히 다중창(multi-pane) 유리 조립체가 설명되며, 여기서 PV 셀 모듈은 주변 스페이서 구조와 두 유리창의 사이에 형성된 공간에서 방향이 설정되거나 배치되고, 스페이서 구조는 유리창들을 미리 설정된 간격으로 유지하기 위해 유리창들의 주변 영역에 위치한다. PV 셀은 주변 스페이서 구조에 장착되며, PV 셀 모듈의 광 수신 표면의 방향은 외부 유리창으로 기능하는 유리창을 향하여 기울어진다. PV 모듈을 주변 스페이서 구조에 직접 장착하고, 유리창의 주변 영역을 따라 기울어진 방식으로 PV 모듈의 방향을 정함으로써, PV 셀의 성능은 유리 조립체의 온도 특성에 따른 영향없이 최적화될 수 있다. 그러므로 본 발명에 따른 유리 조립체는 PV 셀 모듈을 외부 유리면에 경사지게 배치하는 동시에 유리창 사이의 거리를 고정하는 주변 스페이서 구조를 포함한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 이점을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발전형 유리 조립체의 최소 일부를 도시한 것이다. 특히, 도 1은 제1 유리창(104)과 제2 유리창(106)의 주변 영역을 따라 형성된 주변(peripheral) 스페이서 구조(102)를 포함하는 발전형 다중창 조립체(100)를 도시한다(도 1에서, 유리창의 표면은 y-z 평면과 일치한다). 유리 조립체는 중앙투명창 영역(103)을 더 포함할 수 있다.
주변 스페이서 구조는 두 개의 유리창을 서로 일정 거리에 고정하기 위해 창(the window panes)의 모든 측면의 주변 영역을 따라 길게 형성된 연장된 주변 스페이서 구조를 형성할 수 있다. 주변 스페이서 구조는 다중창 조립체의 주변 영역을 따라서 기울어진 방식으로 다중의 PV 셀 모듈을 배치할 수 있는 장착 부재를 포함한다. PV 셀 모듈은 PV 셀 모듈의 광 수신 영역이 외부 유리창 쪽으로 기울도록 장착된다.
주변 스페이서 구조를 형성하기 위해 여러가지 재료들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예로서, 스페이서 구조는 속이 빈 금속 스페이서 구조일 수 있다. 적합한 재료로는 알루미늄, 스테인리스 강, 또는 아연도금강 등이 있다. 금속 스페이서는 높은 열 전도성을 가질 수 있으며, 이는 다중창, 가스 충전 및 절연 프레임의 에너지 절약 이점을 감소시킬 수 있다. 다른 실시예로서, 비금속 스페이서 구조가 사용될 수 있다. 비금속 스페이서 구조는 향상된 열 성능을 제공할 수 있다. 비금속 스페이서 구조의 적합한 재료로는 복합재, 구조용 폼(EPDM 또는 실리콘 폼) 또는 열가소성 플라스틱 재료가 있다. 또 다른 실시예로서, 스페이서 구조는 금속과 비금속 재료를 모두 포함할 수 있다.
주변 스페이서 구조는 적어도 두 개의 유리창, 즉, 제1(내부) 유리창(104)과 제2(외부) 유리창(106) 사이에 공간을 제공할 수 있게 구성된다. 스페이서 구조는 적절한 접착제를 사용하여 내부 유리창과 접착하기 위한 제1 접착표면(1051)과 외부 유리창과 접착하기 위한 제2 접착표면(1052)을 포함한다. 주변 스페이서 구조는 (일반적으로 직사각형인) 유리창의 가장자리 등 주변 영역에서 유리창과 접합할 수 있다. 일 실시예로서, 주변 스페이서 구조는 유리창 사이의 공간(inter-pane space)을 밀봉하도록 밀봉 구조, 바람직하게는 밀폐형 밀봉구조를 형성하거나 그 일부분이 될 수 있다. 또한, 몇 가지 실시예로서, 유리창 사이의 공간은 단열 및/또는 방음 효과를 높이기 위해 아르곤 또는 크립톤 등의 특정 기체로 채워질 수 있다.
스페이서 구조(102)는 도 1에서 도시한 것처럼 사전 설정된 단면을 가진 (확장된) 튜브로 구조화가 될 수 있으며, 하나 이상의 PV 모듈(1081-5)을 탈착가능하게 장착한 장착부(110)와 중공형의 몸체인 몸체부(112)를 포함한다. 중공형의 몸체가 스페이서 구조의 기초를 형성하므로 이 부분은 기초부라고도 언급될 수 있다. 도 1과 같이, 스페이서 구조의 장착부는 두 개의 유리창 사이의 공간에서 각도가 지게 PV 모듈을 배치하기 적합한 하나 이상의 장착 부재를 포함할 수 있으며, 따라서 PV 모듈의 광 수신 표면이 외부 유리창을 향하여 기울어진다. 기울기 각도는 태양 빛의 수신을 최적화하고 음영 효과를 피하기 위해 PV 셀의 광 수신 표면이 외부 유리창을 향하여 기울어지는 값으로 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 기울기 각도는 유리 조립체가 사용되는 건물의 지리적 위치(예: 위도)에 기초하여 선택할 수 있다. 다른 실시예로서, 유리 조립체 일측면의 스페이서 구조의 기울기 각도는 유리 조립체의 다른 측면에 형성된 기울기 각도와 다를 수 있다. 이러한 방식으로 유리 조립체는 건물의 북측 또는 남측과 같이 다른 방향에서 사용할 수 있도록 최적화된다. PV 셀 모듈은 스페이서 구조에 장착된다. 따라서, 스페이서 구조가 유리창에 접착되기 전에 PV 셀 모듈과 스페이서 구조는 별도로 제작될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발전형 유리 조립체의 스페이서 구조 단면(z-x평면)을 도시한 것이다. 특히, 도 2는 기초부(212), 예를 들어 (중공형) 직사각형의 기초부, 및 유리창의 평면(219)에 기울기 각도(217)를 형성하며 PV 셀 모듈(216)을 장착하기 위한 장착부(214)를 포함하는 주변 스페이서 구조(202)를 포함한다. PV 셀 모듈, 줄여서 PV 모듈은 인쇄회로기판(PCB)(220)에 장착된 광전지(218) (배열)를 포함할 수 있다. 또한, PV 셀과 관련된 전자 부품(222)(예: 바이패스 다이오드 및 기타 방전 보호 전자장치)은 PCB에 장착될 수 있다. 장착부는 PV 모듈을 주변 스페이서 구조에 기계적으로 고정시키기 위한 제1(내부) 고정(224)부재 및 제2(외부) 고정부재(226)로 구성될 수 있다. 양(both) 고정부재들은 y-z 평면에서 연장될 수 있다. 일실시예로서, 고정부재는 자리에서 모듈들을 집기(clamping) 위한 클램핑 부재로 구성될 수 있다. 또 다른 실시예로서, 고정부재는 PCB의 가장자리와 맞물리는 슬라이딩 부재로 구성될 수 있다. 고정부재의 치수는 PCB 및/또는 PV 셀에 기계적 응력을 유발하지 않고, PCB의 특정 열팽창이 허용되도록 선택될 수 있다.
도 2와 같이, 주변 스페이서 구조는 y-z평면에 평평한 구조를 가진 제1(내부) 고정부재를 포함하며 내부 유리창을 접합할 수 있는 후면 표면을 포함한다. 또한, y-z 평면에 평평한 구조를 가지고 외부 유리창을 접합할 수 있는 전면 표면을 포함하는 제2(외부) 고정부재를 포함한다. 고정부재는 PV 셀이 외부 유리창을 향하도록 모듈을 기울어진 위치로 고정할 수 있게 구성된다. 이를 위해, 제1(내부) 고정부재는 제2(외부) 고정부재보다 y 방향으로 더 확장되어 PV 모듈의 기울기를 형성할 수 있다. 기울기 각도는 10도에서 80도, 바람직하게는 20도에서 70도, 더 바람직하게는 30도에서 60도 사이에서 선택될 수 잇다. 몇 가지 실시예에서는, 기울기 각도는 40도에서 50도 사이로 선택될 수 있으며, 더 바람직하게는 약 45도로 할 수 있다. 그러므로, 도 1과 도 2에서 도시된 주변 스페이서 구조는 창의 주변부에서 두 개의 유리창 사이에 PV 모듈의 광수신표면을 기울어진 위치로 고정할 수 있는 효과적인 구조를 제공한다. PV 셀의 광수신표면은 외부 유리창 방향으로 기울어져 종래 기술 대비 더 많은 빛을 받게 된다. 기울기는 적용방법 및/또는 유리 조립체가 사용될 지리적 위치에 따라 선택될 수 있다. 주변 스페이서 구조는 창의 평면이 스페이서 구조에 접합되기 전에 PV 모듈을 장착하는 것을 허용한다.
도 1과 도 2에서 도시된 유리 조립체는 이중창 조립체를 참조로 설명되나, 숙련된 사람은 삼중 혹은 사중 창 등 다중창 유리 조립체에 대하여도 본 발명이 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 이 경우, 주변 스페이서 구조는 다중 유리창을 서로 간격을 두고 위치하도록 배치하는 수단을 포함하며, 여기서 두 개의 창에 의해 형성된 각 공간의 주변 부분에 하나 이상의 기울어진 PV 셀이 배치될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전형 다중판 유리 조립체의 단면을 도시한다. 도 3a에서 보이는 것처럼, 다중판 유리 조립체는 기울어진 PV 모듈(304)을 구비하는 스페이서 구조, 예를 들어 도 2에 참조되어 도시된 스페이서 구조(302)를 포함할 수 있다. 유리 구조는 내부유리창(306)과 외부유리창(308)을 더 포함하여 구성될 수 있으며, 여기서 유리창의 주변부(가장자리)는 스페이서 구조의 접착 표면(3091,2)에 결합되어 유리창의 평행한 표면이 미리 설정된 거리 d 를 두고 고정된다. 결합은 두 개의 유리창 사이의 공간을 밀봉하기 위한 제1 밀폐를 제공한다. 여기서 d는 유리창 구조의 열적 특성이 최적화되도록 선택할 수 있다. 예를 들어, 유리창 사이 공간의 열전달이 제거되거나 최소화된다. 공간 거리 d는 3 내지 30mm, 바람직하게는 5 내지 25mm, 더 바람직하게는 10 내지 20mm 사이에서 선택될 수 있다. 유리창 가장자리에 있는 씰(310)은 두 개의 유리창 사이 공간을 밀봉하기 위한 제2 밀폐를 제공한다. 또한, 띠(sash)(312)는 간격을 둔 유리창을 포함하는 유리 조립체의 자리를 유지한다.
특히, 이 실시예에서, 유리창은 유리창 표면, 특히 유리창의 안쪽 표면, 즉, 유리창 사이의 공간 내에 위치한 표면의 상당부분에 걸쳐 제공되는 하나 이상의 광학 박막층(314,316)을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 광학 층은 (근접)적외선 반사체를 구비할 수 있다. 적외선 반사체는 가시광선을 통과시키면서 (근접) 적외선을 반사하는 이색성(dichroic) 필터, 유전체 미러로 구성될 수 있다. 박막 (근접) 적외선 반사 코팅은 유리창의 창문 부분에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 외부 유리창(308)의 내부 표면(322)에 박막(근접) 적외선 반사 코팅(316)이 제공될 수 있다.
도 3a과 같이, 내부 유리창(306)의 내부 표면(320)은 제1 (근접) 적외선 반사체(314)로 덮힐 수 있고 및/또는 외부 유리창(308)의 내부 표면(322)은 제2 (근접) 적외선 반사체(316)로 덮힐 수 있다.
실시예에서, 외부 유리창의 표면은 중앙(창)부 및 중앙부 주위에 배열된 주변부(318)를 포함할 수 있다. 중앙(창)부는 가시광선을 위해 투명하지만 (근접) 적외선을 반사하는 적외선 반사 코팅이 제공될 수 있다. 대조적으로, 주변부는 적외선 반사 코팅이 덮이지 않는다. 그러므로, 유리창의 주변부는 PV 셀이 전체 태양광 스펙트럼에 노출되도록 가시광선과 (근접) 적외선 모두에 투명한 창을 제공한다.
일반적으로 유리창은 적외선 반사 코팅을 포함된 하나이상의 광학적 코팅을 포함한다. 그러므로, 일실시예에서, 본 발명에 따른 유리 조립체의 조립 과정에서, 유리창 주변부의 적외선 반사 코팅, 일반적으로 약 40-80mm의 스트립은 적절한 프로세스(예를 들어, 에칭 프로세스 및/또는 연마/광택 프로세스)를 사용하여 제거될 수 있다. 또한, 유리창 생산 중 유리창 주변부에 적외선 반사 코팅이 적용되는 것을 방지하기 위해 마스킹(masking) 기법이 사용될 수 있다.
도 3b는 태양광에 의해 PV 셀 모듈이 노출되는 것을 도시한다. 이 도면과 같이 PV 셀은 외부 창문의 주변부로 들어가는 태양광(324)에 의해 노출된다. 주변부에는 (근접) 적외선 반사 코팅이 포함되어 있지 않기 때문에, PV 셀은 태양 스펙트럼의 가시광선 및 적외선의 방사에 노출될 것이다. 또한, PV 셀은 중앙 부분의 유리 조립체로 들어오는 빛에 의해 노출될 것이다. 빛(326), 특히 가시광선, 일정한 각도로 중앙부로 들어가는 빛은 유리창 조립체의 창 사이 공간(328)에서 내부 전반사(total internal reflection)에 의해 갇힌다. 이 빛은 내부 전반사를 통해 주변부를 향해 유도되고 PV 셀에 의해 흡수된다. 따라서, 이 경우 이중 유리 조립체는 도파관(wavequide)으로서 유리창 사이에 갇힌 빛을 주변부로 유도한다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 스페이서 구조의 부분들의 단면을 도시한다. 특히, 도 4a와 4b는 발전 다중창 유리 조립체의 스페이서 구조(400,402)를 묘사한다. 도 4a는 분해 상태의 스페이서 구조(400)를 도시한다. 스페이서 구조는 미리 결정된 단면을 가진 연장된 튜브로 형성될 수 있으며, 여기서 단면은 중공을 포함한 몸체부와 장착부로 정의된다. 이 특정한 실시예에서, 기초부(406)와 장착부(404)는 두 개의 창 사이의 공간에 하나 이상의 PV 모듈(412)을 경사지게 장착할 수 있도록 구성될 수 있다. 실질적으로 직사각형인 기초부는 유리창을 수용할 수 있는 2개의 접촉면(4081,2)(y-z 평면에 평행)과 장착부를 수용할 수 있는 상부표면(411)(x-y 평면에 평행)을 포함할 수 있다. 기초부는 하나 이상의 고정부재(4081,2)를 더 구비하여 장착부를 기초부에 탈착가능하게 장착할 수 있다. 일 실시예로서, 고정부재는 y-z 평면에서 연장되는 접촉면에 평행한 적어도 2개의 리지(ridges)를 포함할 수 있다. 평행한 리지는 장착부를 받아 고정하도록 구성된 U-단면을 형성할 수 있다. 장착부는 하나 이상의 기초부 고정부재와 맞물리도록 구성된 하나 이상의 고정부재(4141,2)를 더 포함할 수 있다. 도 4b는 스페이서 구조를 조립 상태로 도시한 것이다.
그러므로, 이 실시예에서, 기초부와 장착부는 간단한 슬라이딩 및/또는 클램핑 메커니즘에 의해 외부 유리창 표면에 기울어진 위치에 PV 모듈을 장착/고정할 수 있는 스페이서 구조로 조립되는 분리 요소들이다. 이 실시예는 스페이서 구조로 개별 부품을 조립하기 전 기초부와 장착부를 그 기능에 맞게 별도로 제작하고 최적화할 수 있다는 이점을 제공한다.
도 4a와 도 4b에 따른 스페이서 구조의 다른 변형은 본 발명에서 벗어나지 않고 가능하다. 예를 들어, 도 4c의 스페이서 구조는 도 4a 및 4b와 유사한 기초부 및 장착부를 포함하지만, 이 실시예에서는 접착제를 사용하여 장착부의 기울어진 면(418)에 PV 모듈을 부착할 수 있다.
도 5a와 5b는 본 발명의 실시예에 따른 유리 조립체의 추가적인 실현을 도시한다. 도 5a는 주변 스페이서 구조(502,503,504)를 포함한 유리 조립체(500)의 일부를 외부 유리창(514)과 내부 유리창(도면에 보이지 않음)의 주변부를 따라 도시한다. 도면과 같이, 스페이서 구조는 PV 모듈의 장착을 위해 기울어진 장착부가 있는 연장된 튜브 구조(503,504) 및 튜브 구조를 연결하기 위한 코너 연결부 구조(502)를 포함한 다양한 요소로 구성될 수 있다(예: 외부 유리창의 가장자리를 따라 형성된 제1 연장된 튜브 구조(503) 및 제2 연장된 (중공의) 튜브 구조(504)). 연장된 튜브 구조의 단면의 모양은 도 1 내지 4를 참조하여 전술한 내용에 따라 형성될 수 있다. 몸체부(스페이서 구조의 기초)와 장착부를 포함한 단면 모양은 우수한 밀폐 및 열 격리 특성을 가진 기계적으로 견고한 스페이서 구조를 제공할 수 있다.
연장된 PV 셀 모듈(510,512)은 유리창의 주변부를 따라 PV 셀의 광 수신 면이 외부 유리창의 면에 기울어진 각도로 향하도록 스페이서 구조의 장착부에 장착된다. 또한, 외부 창문의 내부 표면의 중앙부(514)에는 (근접)적외선 반사 코팅이 제공되어 적외선이 반사되도록 한다. 대조적으로, 외부 유리창의 주변부(516)는 (근접) 적외선 반사층이 제공되지 않아 기울어진 PV 셀이 가시광선과 (근접) 적외선 태양 복사에 모두 노출된다.
도 5b는 제1 연장된 (발전형) 스페이서 구조(예: 기울어진 PV 모듈이 장착된 제1 연장된 (중공) 튜브)를 제2 연장된 (발전형) 스페이서 구조(예: 기울어진 PV 모듈이 장착된 제2 연장된 (중공) 튜브)와 기계적으로 연결하기 위한 코너 연결부의 상세도이다. 코너 연결부의 제1와 제2 끝 부분은 스페이서 구조의 끝 부분과 결합하도록 배열된 복수의 긴 돌출부(5181,2, 5201,2)를 포함할 수 있다. 여기서, 일 실시예에서, 제1 돌출부(5181,2)는 스페이서 구조의 중공 몸체부와 슬라이드 연결되도록 형성되는 제1 레그와 제2 레그를 형성할 수 있다. 마찬가지로, 제2 돌출부(5201,2)는 스페이서 구조의 장착부와 슬라이드 연결되도록 형성될 수 있다. 긴 돌출부는 튜브의 세로 방향(이 경우 y와 z 방향)으로 확장될 수 있으며 튜브를 기계적으로 연결하기 위한 슬라이드 연결부를 형성할 수 있다.
도면과 같이, 하나 이상의 돌출부(5181,2)는 돌출부가 스페이서 구조물의 중공 몸체부(예: 도 2에서 표시한 중공 몸체부(212)) 단면과 매치되도록, 그리고 하나 이상의 돌출부(5201,2)는 돌출부가 스페이서 구조의 장착부의 모양과 매치되도록 형성될 수 있다.
도 6a와 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발전형 주변 스페이서 구조의 코너 연결부를 도시한다. 도 6a는 본체(602), 바람직하게는 주형 본체, 제1 레그(6011) 및 제2 레그(6012)로 구성된 스페이서 구조의 코너 연결부(602)를 묘사한다. 일 실시예에서, 제1 레그와 제2 레그의 방향은 서로 대체로 직각으로 배열될 수 있다(이 경우 y-z 평면). 예를 들어, 직사각형과 다른 외부 모양을 가진 유리 조립체의 경우, 제1와 제2 사이의 방향은 90도와 다를 수 있다.
제1 레그의 제1 부분(6031)과 제2 레그의 제1 부분(6032)은 중공관 스페이서 구조물의 단면 일부, 특히 중공관 스페이서 구조물의 기초부(예: 도 1 내지 4에서 묘사된 단면을 가진 관모양의 스페이서 구조)에 적합하도록 형성될 수 있다. 제1 레그의 제2 부분(6O61)과 제2 레그의 제2 부분(6O62)은 중공관 스페이서 구조의 단면 일부, 특히 스페이서 구조의 장착부(예: 도 1 내지 4에 도시된 실질적으로 삼각형 모양의 장착부)에 적합하게 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 레그는 중공관 스페이서 구조 단면의 대응하는 돌출부와 맞물리도록 구성된 하나 이상의 리세스(6041,2)를 포함할 수 있다. 또는 제1 및/또는 제2 레그는 중공관 스페이서 구조의 단면의 대응되는 홈과 맞물릴 수 있는 하나 이상의 돌출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 레그의 모양과 중공관 스페이서 구조 단면의 대응되는 모양은 튜브를 기계적으로 연결하기 위한 슬라이드 및/또는 클램핑 연결부를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 코너 연결부의 본체는 창 사이 공간의 PV 모듈과 외부 세계(예: 주 전원 또는 그와 같은 것) 사이에 전기적 연결을 제공하는 제1 및 제2 전기(전원) 리드(6081,2)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 전기 리드는 제조 공정(예: 성형 공정) 중 코너 연결부의 본체(602)에 내장될 수 있으므로, 창 사이 공간 내부의 전기 리드의 제1 단부와 창 사이 공간 외부의 전기 리드의 제2 단부 사이에 습기 및 진공 밀폐 연결이 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 스페이서 구조의 여러 PV 모듈, 하나 이상의 컨트롤러 모듈, 센서 모듈 및/또는 전기 리드(6081,2) 사이에 전기 연결이 제공될 수 있다. 이 경우, 도 6b에 표시된 것처럼 전기 배선 보드(6101-3)를 연결부 모듈의 본체에 연결할 수 있다. 코너 연결부의 본체와 제1 및 제2 레그는 전기 배선 보드(6101-3)을 수용하기위한 경사면(6071-3)으로 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 전기 배선 보드(6101-3)는 연결부의 경사면(6071-3)에 장착된 하나 이상의 인쇄 회로 보드(PCB) 또는 인쇄 배선 보드(PCW)를 포함할 수 있다. 인쇄 배선 보드는 (부분적으로)유연한 PCB를 포함할 수 있다. 도면과 같이, 일 실시예에서, 전기 배선 보드는 제1 및 제2 전기 리드(6081,2)와 하나 이상의 측면 커넥터(6121,2) 사이의 전기 경로를 제공하는 배선 패턴을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전기 배선 보드는 제1 측면 커넥터(6121)와 제2 측면 커넥터 사이에 전기 경로를 제공하는 배선 패턴을 포함할 수 있다.
코너 연결부의 전기 배선 보드와 선택적으로 PV 모듈의 배선 패턴은 스페이서 구조의 다른 부분에 위치한 PV 모듈을 컨트롤러 모듈에 전기적으로 연결하는 데 사용할 수 있으며, 컨트롤러 모듈은 창 사이 공간 내 위치한 PV 모듈 및/또는 센서 모듈의 전원 공급을 제어하도록 구성된다. 또한, 코너 연결부의 전기 배선 보드의 배선 패턴은 컨트롤러 모듈의 출력(또는 데이터 통신의 경우 입력)을 창 사이 공간의 외부와의 연결을 제공하는 전기 리드에 연결하는 데 사용될 수 있다.
도 7a와 7b는 도 6a와 6b에서 설명한 코너 연결부(702)를 도시한다. 이 도면은 전기 리드(710)를 전원에 연결하기 위한 전원 플러그(706)를 보여준다. 이를 위해 코너 연결부는 전원 플러그를 수신하기 위한 리세스(708)를 포함하여 전기 리드가 주 전원에 연결되도록 할 수 있다. 도 7b와 같이 전원 플러그는 발전 스페이서 구조를 포함하는 다중창 유리 어셈블리가 창문 프레임에 쉽게 장착되도록 리세스에 완전히 적합하게 삽입될 수 있다.
도 8a와 8b는 본 발명의 실시예에 따른 모듈식 발전 스페이서 구조의 일부를 묘사한다. 특히, 도 8a는 모듈식 발전 스페이서 구조(802)의 우측 코너의 개별 부분을 분해된 상태로 묘사하고 있다. 오른쪽 코너 부분은 PV 모듈(8161,2)을 기울어진 위치로 고정하도록 구성된 기초부(8091,2)와 장착부(8091,2)를 포함하는 두 개의 연장된 튜브 구조(806,808)를 포함할 수 있다. PV 모듈은 다수의 PV 셀을 일렬로 배열하여 연결하기 위한 배선을 포함하는 PCB와 같은 (평면) 전기 배선 보드에 장착될 수 있다. PV 모듈(8161)의 배선 보드는 컨트롤러 모듈(822)의 측면 커넥터(8201)(수 또는 암)와 결합하도록 구성된 측면 커넥터(8181)(수 또는 암)를 포함할 수 있다. 또는, PV 모듈(8162)의 배선 보드는 코너 연결부(810)의 전기 배선 보드(812)의 관련 측면 커넥터(8142)(수 또는 암)와 맞물리도록 구성된 측면 커넥터(8182)(수 또는 암)를 포함할 수 있다.
오른쪽 코너 연결부(810)는 제1 및 제2 연장된 중공 튜브 구조와의 기계적(슬라이딩) 연결을 위한 제1 및 제2 레그, 전원 플러그를 통해 창 사이 공간에 있는 PV 모듈들에 전원 연결을 제공하는 전기 리드 및 전기 리드를 컨트롤러(822)와 PV 모듈(8161,2)에 연결하기 위한 전기 배선 보드(812)(예: (부분적으로) 유연한 PCB)를 포함할 수 있다. 이를 위해 전기 배선 보드에 측면 커넥터(8141,2)가 포함될 수 있으며, 여기서 전기 배선 구조의 각 가장자리 연결부는 컨트롤러의 측면 커넥터(8202) 및/또는 PV 모듈의 측면 커넥터(8182)와 결합하도록 구성된다. PV 모듈을 다른 PV 모듈, 컨트롤러 모듈 및/또는 코너 연결부의 전기 배선 보드에 전기적으로 연결하는 측면 커넥터는 도면에 표시된 커넥터 유형에 제한되지 않는다. 다른 모듈의 전기 연결을 허용하는 모든 유형의 전기 커넥터가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
도 8b는 조립 상태의 모듈식 발전 스페이서 구조의 오른쪽 코너 섹션(804)의 개별 부분을 도시한다. 도면에서 보이듯이, 발전 스페이서 구조는 모듈성이 뛰어나며, 슬라이드식 기계 연결 및/또는 전기적 연결에 기초하여 발전 스페이서 구조로 조립될 수 있다. 조립된 스페이서 구조물은 다중 창 유리 구조물의 조립 전에 기계적, 전기적으로 시험되고 특성화된다.
일 실시예에서, 컨트롤러 모듈을 기울어진 표면에 PV 모듈과 함께 장착하는 대신, 컨트롤러 모듈은 스페이서 구조의 빈 공간에 위치하거나 코너 연결부의 본체 안 또는 위에 위치할 수도 있다.
도 9a 및 9b는 본 발명의 실시예에 따른 모듈식 발전형 주변 스페이서 구조의 일부를 묘사한다. 이 도면들은 분해 상태(902) 및 조립 상태(904)의 모듈식 발전형 스페이서 구조를 도 8a와 8b와 유사하게 보여주나, 이 경우 왼쪽 코너 연결부(906)가 전원 플러그의 연결점으로 사용된다. 모듈식 설계와 (평면) 전기 배선 보드의 사용으로 사용자는 전원 플러그를 유리 조립체의 어느 모서리에 위치시킬 지 선택할 수 있다.
도 10a 및 10b는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 최대 전력점 추적(maximum power point tacking) 모듈에 의해 제어되는 발전형 유리 조립체의 개략도를 설명한다. 유리 조립체는 가장자리, 특히 다중창 조립체의 하단 수평 가장자리(10022)와 수직 가장자리(10021,3), 주위에 배열된 스페이서 구조 위에 장착된 하나 이상의 기울어진 PV 셀 모듈을 포함할 수 있다. 창문 구조의 가장자리를 따라 배열된 일련의 PV 셀 모듈은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 연결된 PV 셀 모듈 세트, 예를 들어 창의 수평 가장자리(10022)에 배열된 PV 모듈(10041-3)은 PV 어레이를 형성할 수 있다. PV 어레이는 PV 어레이에 의해 생성된 DC 전원을 주 전원에 연결하기에 적합한 AC 전원으로 변환하기 위해 (DC/AC)인버터에 연결될 수 있다. 또한, PV 모듈(10041-3)과 같은 PV 어레이는 PV 어레이의 전력 전달을 최대치로 유지하는 MPPT(최대 전력점 추적) 모듈(1003)에 의해 제어될 수 있다. PV 셀 조립체를 제어하기 위해 공지된 전력점 추적 체계를 사용할 수 있다. 도 10a는 창 가장자리의 PV 모듈이 PV 모듈과 같은 가장자리에 위치한 MPPT 모듈에 의해 제어되는 도식을 나타낸다. 도 10b는 MPPT 모듈(창문의 특정 측면에 있는 PV 모듈용 모듈 1개)이 스페이서 구조의 특정 위치(예: 도 8a와 8b에 묘사된 것처럼 오른쪽 코너 연결부에 가깝거나 도 6a와 6b에 묘사된 것처럼 코너 연결부에 위치)에 하나의 모듈로 함께 배열되는 개략도를 도시한다. MPPT를 하나의 모듈에서 서로 가깝게 위치시키면 MPPT에 의한 자원 공유를 통해 발전형 유리 조립체를 에너지 효율적으로 제어할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 발전형 스페이서 구조를 제어하기 위한 최대 전력점 추적(MPPT) 모듈을 나타낸다. 특히 도 11은 제1 및 제2 배선(11081,2)을 통해 제1 MPPT에 연결된 제1 PV 모듈(11041)과 제1 및 제2 배선을 통해 제2 MPPT 모듈에 연결된 제2 PV 모듈(11042)을 묘사한다. 실시예에서, 제1 및 제2 MPPT는 마스터 슬레이브 구성으로 배열될 수 있다. 이러한 구성에서 제1 MPPT 모듈(마스터)은 제1 PV 모듈의 출력을 수신할 수 있으며, 제2 MPPT 모듈(슬레이브)을 통해 제2 PV 모듈의 출력을 수신할 수 있다. 이러한 출력에 기초하여 제1 MPPT는 제1 및 제2 PV 모듈의 최적 작업 지점을 결정할 수 있으며, 결정된 작업 지점을 제2 MPPT 모듈로 전송할 수 있다. 이 방법으로 각 PV 어레이의 성능을 극대화할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 발전형 스페이서 구조에 대한 전기 배선 계획을 도시한다. 도면에는 코너 연결부(12061-4)와 연결된 장형 튜브형 스페이서 구조를 포함하는 발전형 스페이서 구조(1200)가 도식적으로 묘사되고, 여기서, 튜브형 스페이서 구조는 (전면)창에 대해 기울어지게 배열된 연장된 PV 모듈(12021-3)을 포함할 수 있다. 도 12는 가장자리에 있는 하나의 PV 모듈만을 묘사하지만, 실제로 복수의 PV 모듈이 창 가장자리의 (전체) 길이를 따라 직렬로 배열될 수 있다. 또한, 컨트롤러 모듈(1204)에는 하나 이상의 MPPT 모듈(12231-3), 프로세서(1224) 및 PLC(전력선 통신) 모듈(1225)이 포함될 수 있다. 각 MPPT 모듈은 창의 (수평 또는 수직)측면을 따라 배열된 하나 이상의 PV 모듈의 작업 지점을 제어할 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 MPPT 모듈과 PLC 모듈을 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 프로세서는 창 사이 공간 및/또는 스페이서 구조의 공간(예: 코너 연결부)에 위치한 하나 이상의 센서 모듈(1226,1228,1230)을 제어할 수 있다. 전형적인 센서 모듈에는 온도, 습기 및/또는 가스 센서가 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 컨트롤러 모듈의 프로세서는 센서 모듈 및/또는 MPPT 모듈로부터 데이터를 수신하고 (부분적으로) 데이터를 처리하고 데이터를 PLC(전력선 통신) 모듈로 전달할 수 있다. PLC 모듈은 이후 전원 라인 출력을 통해 데이터를 발전형 창 조립체의 외부의 다른 PCL 모듈로 전송할 수 있으며, 이 모듈은 데이터를 수신하고 중앙 데이터 처리 장치(예: 네트워크의 컴퓨터 또는 서버)로 데이터를 전달하도록 구성된다.
도 12와 같이, 일 실시예에서, PV 모듈(1202)은 PCB 또는 그와 유사한 (표준화된)전기 배선 보드 및 전기 배선 보드에 장착된 사전 설정된 수의 PV 셀(1212)을 포함할 수 있다. 전기 배선 보드는 제1 외부 가장자리(12091)와 그에 대응하는 제2 외부 가장자리(12092)(제2 가장자리는 제1 가장자리와 반대쪽에 있음)를 포함하는 길쭉한 직사각형의 PCB로 배열할 수 있다. 일 실시예에서, PV 모듈의 전기 배선 보드는 PV 모듈의 PV 셀의 적어도 일부를 직렬로 연결하기 위해 배열된 전기 배선 구조(1207)를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 전기 배선 구조(1207)는 제1 외부 가장자리의 제1 PV 접점(12111)과 제2 외부 가장자리의 제1 PV 접점(12112)이 포함될 수 있으며, 여기서 제1 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀의 양극 측에 연결된다. 전기 배선 구조(1207)는 제1 외부 가장자리의 제2 PV 접점(12131)과 제2 외부 가장자리의 제2 PV 접점(12132)이 포함될 수 있으며, 여기서 제2 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀의 음극 측에 연결된다. 또한 PV 모듈의 전기 배선 보드는 제1 및 제2 전기 버스(12081,2)를 포함하며, 제1 외부 가장자리의 제3 접점(12151)과 제2 외부 가장자리의 제3 접점(12152)을 연결하는, 그리고 제2 전기 버스(12082)는 제1 외부 가장자리의 제4 접점(12171)과 제2 외부 가장자리의 제4접점(12171)을 연결한다. 도 12에서 도시된 것과 같이 표준화된 전기 배선 보드로 구성된 두 개의 PV 모듈을 직렬로 연결하면 일련의 PV 셀(예: 각 PV 모듈이 5 개의 PV 셀을 포함할 때 10개의 PV 셀)과 두 개의 전기 버스가 연결된다.
도 12와 같이, 각 코너 연결부(12061-4)는 하나 이상의 PV 모듈의 직렬 연결된 PV 셀의 양극 및 음극을 MPPT 모듈에 전기적으로 연결하기 위한 표준화된 전기 배선 보드를 포함할 수 있다. 예를 들어 코너 연결 부(12062)의 전기 배선 보드는 PV 모듈(12022)의 제1 및 제2 PV 접점(즉, 양극 및 음극 측)을 MPPT(12123)에 연결할 수 있다.
제1 PV 모듈의 전기 배선 보드에 있는 제1 및 제2 전기 버스는 창 사이 공간의 PV 모듈 및/또는 컨트롤러 모듈과 유리 조립체 외부로 전원 연결을 제공하도록 구성된 전기 커넥터 사이의 전기적 연결을 제공하도록 구성된 추가 PV 모듈 및/또는 코너 연결부의 (전원)리드와의 배선 연결을 제공할 수 있다. 예를 들어 컨트롤러 모듈(1204)의 주 출력(1226)은 제1 코너 연결부(12062)의 배선과 PV 모듈(12022)의 제1 및 제2 전기 버스를 통해 제2 코너 연결부(12062)(오른쪽 상단 연결부)의 배선에 연결할 수 있으며, 이 배선은 유리 조립체 외부로 전원 연결을 제공하기 위한 전기 리드(1210)를 포함한다. 유사한 방법으로, PV 모듈(12022)의 제1 및 제2 전기 버스와 코너 연결부(12061)의 전기 배선 보드는 PV 모듈(12021)의 PV 셀과 MPPT(12232) 사이의 전기 연결을 입증한다.
상기 도면에서 보이듯이, PV 모듈에서 표준화된 배선 보드와 코너 연결부의 배선 보드는 이 적용에 대한 실시예에 도시된 것처럼 발전형 스페이서 구조에 대해 매우 유연한 배선 체계를 제공한다.
PV 모듈의 배선 보드와 코너 연결부가 제공하는 유연성은 도 13에 추가로 도시되며, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모듈화된 발전형 스페이서 구조(1300)에 관한 전기적 계획도이다. 발전형 스페이서 구조는 스페이서 구조에서 설명한 것과 유사하며, 도 12를 참조하여 설명된 컨트롤러 모듈과 유사한 컨트롤러 모듈(1304), 창의 다른 가장자리에 배열된 PV 모듈(13021-3)을 포함한다. 이 변형에서, 우측 하단 코너 연결부(13062)는 유리 조립체 외부에 전원 연결을 제공하는 전기 리드를 포함하도록 구성된다. 따라서 이 경우 코너 연결부(13062)의 전기 배선 보드는 PV 모듈(13022)의 PV 셀(1312)을 컨트롤러 모듈(1304)의 MPPT(13233) 중 하나에 연결하기 위한 배선을 포함할 수 있다. 또한, 코너 연결부(13062)의 전기 배선 보드는 컨트롤러 모듈(1304)의 주 출력(1326)을 유리 조립체 외부와 전원 연결을 제공하는 코너 연결부의 전기 리드(1310)에 연결하기 위한 배선을 포함할 수 있다. 이 경우, PV 모듈의 제1와 제2 전기 버스(1308)는 사용되지 않는다.
따라서, 도 12와 13에 도시된 바와 같이, PV 모듈의 PV 셀을 직렬로 연결하고 전기 배선 보드의 제1 가장자리와 전기 배선 보드의 제2 가장자리에서 연결 접점을 제공하도록 배열된 전기 배선 구조를 포함한 PV 모듈의 전기 배선 보드, 제1 가장자리는 제2 가장자리와 반대되며, 여기서 연결 접점은 직렬 연결된 PV 셀의 양극 측에 연결된 제1 접점과 직렬 연결된 PV 셀의 음극 측에 연결된 제2 접점을 포함하고, 이 연결 접점은 적어도 두 개의 연결 버스를 더 포함하며, 제1 연결 버스는 제1 가장자리의 제3 연결 접점과 제2 가장자리의 제3 연결 접점 사이에 전기적 연결을 제공하고, 제2 연결 버스는 제1 가장자리의 제4 연결 접점과 제2 가장자리의 제4 연결 접점 사이에 전기적 연결을 제공한다. 이러한 배선 배치는 스페이서 구조의 주변부 어딘가에 위치한 하나의 컨트롤러 모듈에 서로 다른 PV 모듈을 연결하는데 특히 유리하다.
일 실시예에서 유리 조립체의 가장자리를 따라 배열된 각 PV 어레이는 별도의 MPPT(Multi-point Power Tracking) 모듈을 사용하여 제어될 수 있다. 일 실시예에서, MPPT 모듈은 스페이서 구조에 배열된 별도의 전자 요소로 제공되거나 PV 모듈을 제어하도록 구성된 컨트롤러 모듈의 전자 구성 요소로 제공될 수 있다. 또는, MPPT는 하나 이상의 PV 모듈에서 전자 요소로 제공될 수 있다. 각 PV 어레이에 대해 별도의 MPPT 모듈을 사용하면 변환 성능 측면에서 상당한 이점을 제공할 수 있다.
이것은 도 14에 개략적으로 설명되어 있다. 도 14a 내지 14c는 유리 조립체의 가장자리를 따른 3개의 PV 어레이를 포함하는 발전형 창 구조의 노출에 대한 예를 설명한다. 이 도면에서 보이듯이, 아침(도 14a)에는 한 개의 수직 PV 어레이가 태양 방사선에 완전히 노출되고 반면에 다른 수직 PV 어레이는 음영에 위치한다. 또한, 수평 PV 어레이는 태양 복사에 노출되지만 태양의 위치 때문에 노출의 최적성이 떨어질 것이다. 그런 다음 정오에 두 수직 PV 어레이와 수평 PV 어레이는 대략 동일한 태양 복사 강도에 노출될 것이다(도 14b). 마지막으로, 저녁에는 아침과 반대되는 상황이 발생할 수 있다. 즉, 오른쪽 수평 PV 어레이는 강하게 노출되고, 수평 PV 어레이는 평균적으로 노출되며 왼쪽 수직 PV 어레이는 그늘질 수 있다(도 14c). 따라서 낮 동안 서로 다른 시간에 각 PV 배열이 태양 방사선에 다르게 노출된다. 분명히 도 14는 한 가지 특정 노출 상황을 예시한다. 유리창의 방향에 따라 많은 다른 노출이 발생할 수 있다.
도 15a와 15b는 다양하게 제어되는 발전형 창 구조의 성능을 도시한다. 도 15a의 그래프는 세 개의 수직 및 수평으로 배열된 PV 어레이로 구성된 유리 조립체의 성능을 보여준다. 점선은 세 개의 PV 어레이가 하나의 중앙 MPPT 모듈에 의해 제어되는 유리 조립체의 성능을 보여준다. 실선은 세 개의 PV 어레이 각각이 별도의 MPPT 모듈에 의해 제어되는 성능을 나타낸다. 각 PV 어레이에 대해 별도의 MPPT 모듈을 사용할 경우 상당한 개선이 나타난다.
도 15b는 각 PV 어레이가 MPPT 모듈에 의해 제어되는 개별 PV 어레이의 기여도를 보여준다. 이 그래프에서 보듯이, 두 개의 수직 PV 어레이의 기여는 태양의 방향에 강하게 의존하는 반면 수평 방향 PV 어레이는 태양의 방향에 덜 민감하다. 따라서 창의 특정 측면에 배열된 PV 모듈에 대한 별도의 MPPT는 이 적용에서 묘사된 발전형 유리 조립체의 전체 전력 생산을 크게 향상시킬 것이다.
여기서 사용되는 용어는 특정 실시예를 기술하기 위한 것이며 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. 여기서 사용된 것과 같이, "a", "an" 및 "the"는 문맥이 분명하게 달리 명시하지 않는 한 복수형도 포함하도록 의도되어 있다. 본 명세서에서 사용되는 "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 명시된 형상, 정수, 단계, 작동, 요소 및/또는 구성 요소의 존재를 명시하지만 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작동, 요소, 구성 요소 및/또는 그것들의 그룹이 존재하거나 추가되는 것을 배제하지 않는 것으로 이해될 것이다.
아래 청구항에 포함된 모든 수단 또는 단계와 기능 요소의 해당 구조, 재료, 행위 및 동등한 요소는 특별히 주장하는 다른 청구항 요소와 결합하여 기능을 수행하기 위한 어떤 구조, 재료 또는 행위를 포함하도록 의도된다. 현재 발명에 대한 설명은 예시와 설명의 목적으로 제시되었지만, 공개된 형태의 발명에 대해 완전하거나 제한적인 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위와 정신으로부터 벗어나지 않고 많은 수정과 변형이 가능할 것이다. 실시예는 발명의 원리와 실제 적용의 원리를 가장 잘 설명하기 위해, 그리고 일반 기술자들이 특정 용도에 적합한 다양한 변형과 함께 다양한 실시예에 대해 발명을 이해할 수 있도록 선택되고 설명되었다.

Claims (20)

  1. 유리 조립체로서,
    적어도 제1(내부) 유리창, 제2(외부) 유리창 및 제1 및 제2 유리창 사이에 사전 설정된 분리를 제공하기 위한 적어도 하나의 스페이서 구조를 포함하고, 스페이서 구조는 제1 및 제2 유리창의 주변 영역에 위치하며;
    스페이서 구조의 적어도 일부에 장착되는 하나 이상의 태양광 발전(PV) 모듈을 포함하며, 하나 이상의 PV 모듈은 제1 유리창과 제2 유리창 및 스페이서 구조에 의해 정의되는 공간(창 사이 공간)에 위치하고;
    스페이서 구조의 적어도 일부는 하나 이상의 장착부재를 포함하며, 장착부재는 제2(외부) 유리창의 평면에 대해 경사지게 위치한 PV 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면의 방향을 조절할 수 있도록 형성되고; 및,
    스페이서 구조는 하나 이상의 긴 부재를 포함하며, 각각의 긴 부재는 중공의 몸체부 및 장착부를 구비하는 단면 프로파일을 가지며, 장착부는 주변 스페이서 구조의 적어도 일부분에 하나 이상의 PV 셀 모듈을 탈착가능하게 장착할 수 있는 하나 이상의 고정부재를 포함하여 구성되는 유리 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 PV 모듈의 광 수신 표면과 제1 또는 제2 유리창의 표면은 10도 내지 80도, 바람직하게는 20도 내지 70도, 더욱 바람직하게는 30도 내지 60도 사이의 경사각을 구비하는 유리 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    장착부는 PV 모듈이 고정된 경사 위치에서 방향을 조절할 수 있도록 구성되고; 바람직하게는, 장착부의 하나 이상의 고정부재가 몸체부의 하나 이상의 고정부재와 맞물리도록 형성되어 하나 이상의 PV 모듈을 포함하는 장착부를 몸체부 위에 탈착가능하게 장착하는 유리 조립체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    스페이서 구조는 하나 이상의 제1 PV 모듈을 제1 경사 위치에 고정하기 위한 제1 긴 부재와, 하나 이상의 제2 PV 모듈을 제2 경사 위치에 고정하기 위한 제2 긴 부재 및 제1 부재의 제1 단부를 제2 부재의 제1 단부에 기계적 연결하는 코너 연결부를 더 포함하여 구성되고, 바람직하게는 코너 연결부는 제1 단부와 제2 단부에 연결되는 메인 본체를 포함하며, 제1 단부는 제1 기계적 연결, 바람직하게는 제1 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 제1 부재의 제1 단부와 맞물리도록 형성된 적어도 하나의 제1 레그를 포함하고, 및 제2 단부는 제2 기계적 연결, 바람직하게는 제2 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 제2 부재의 제1 단부와 맞물리도록 형성된 적어도 하나의 제2 레그를 포함하는 유리 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    코너 연결부는 적어도 하나의 전기 배선 구조를 더 포함하여 구성되고, 적어도 하나의 전기 배선 구조는 제2 부재의 일부에 장착 및/또는 배열된 컨트롤러 모듈, 바람직하게는 MPPT모듈에 제1 부재에 장착된 하나 이상의 제1 PV 모듈들 중 하나를 전기적으로 연결하도록 배열되며; 및/또는, 적어도 하나의 전기 배선 구조는 코너 연결부의 메인 본체에 내장된 전기 리드를 포함하고, 전기 리드의 제1 단부는 유리 조립체의 창 사이 공간에 제1 전원 커넥터를 형성하며, 전기 리드의 제2 단부는 창 사이 공간 외부에 제2 전원 커넥터를 형성하고, 바람직하게는 적어도 하나의 배선 구조는 하나 이상의 (유연한) 인쇄 회로 보드 또는 (유연한) 인쇄 배선 보드를 포함하는 유리 구조체.
  6. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    스페이서 구조는 제1 유리창에 대해 접착된 제1 접착 표면 및 제2 유리창에 대해 접착된 제2 접착 표면을 포함하여 구성되고, 스페이서 구조는 제1 및 제2 유리창의 주변부를 따르는 봉인, 바람직하게는 밀폐된 봉인을 형성하거나 일부분이 되며, 봉인은 제1 및 제2 유리창 사이의 공간(창 사이 공간)을 밀폐하는 유리 조립체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 유리창은 태양광 스펙트럼의 가시광선 부분에 대하여 투명하고 태양광 스펙트럼의 (근접)적외선 부분의 적어도 일부를 반사하는 중앙창 영역 및 중앙창 영역 주위의 주변 영역을 포함하고, 주변 영역은 스펙트럼의 (근접)적외선 부분과 가시 부분의 태양 빛에 PV 셀을 노출하기 위한 태양광 입구 영역(solar cell light entrance area)을 구비하며, 바람직하게는 중앙창 영역은 하나 이상의 (근접)적외선 반사 필름 코팅으로 덮히고 그리고 주변 영역은 하나 이상의 (근접)적외선 반사 필름 코팅으로 덮히지 않는 유리 조립체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 PV 모듈의 적어도 일부는 길게 형성된 전기 배선 보드, 바람직하게는 제1 외부 가장자리와 반대측의 제2 외부 가장자리를 구비하는 인쇄 회로 기판(PCB)을 포함하고, 전기 배선 보드는 PV 모듈의 PV 셀들의 적어도 일부를 전기적으로 직렬 연결하기 위해 배열된 전기 배선 구조를 포함하며, 바람직하게는 전기 배선 구조는 제1 외부 가장자리에서 제1 PV 접점과 제2 외부 가장자리에서 제1 PV 접점을 더 포함하고, 제1 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀들의 양극 측에 연결되며, 전기 배선 구조는 제1 외부 가장자리에서 제2 PV 접점 및 제2 외부 가장자리에서 제2 PV 접점을 포함하고, 제2 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀의 음극 측에 연결되는 유리 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    PV 모듈의 전기 배선 보드는 제1 전기 버스 및 제2 전기 버스를 더 포함하여 구성되고, 제1 전기 버스는 제1 외부 가장자리에서 제3 접점을 제2 외부 가장자리에서 제3 접점과 전기적으로 연결하고, 제2 전기 버스는 제1 외부 가장자리에서 제4 접점을 제2 외부 가장자리에서 제4 접점과 전기적으로 연결하는 유리 조립체.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    유리창의 제1 가장자리를 따라 형성된 스페이서 구조의 제1 부분에 배열된 제1 PV 모듈은 전기적으로 서로 연결되고, 전기적으로 연결된 제1 PV 모듈은 제1 PV 어레이를 형성하며; 및, 유리창의 제2 가장자리를 따라 형성된 스페이서 구조의 제1 부분에 배열된 제2 PV 모듈은 서로 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 제2 PV 모듈은 제2 PV 어레이를 형성하며, 적어도 두 개의 MPPT 장치가 스페이서 구조의 제1 부분에 배열되고, 제1 MPPT 장치는 제1 PV 어레이에 연결되고, 제2 MPPT 장치는 제2 PV 어레이에 연결되는 유리 조립체.
  11. 유리 조립체로서,
    적어도 제1(내부) 유리창, 제2(외부) 유리창 및 제1 및 제2 유리창 사이에 사전 설정된 분리를 제공하기 위한 적어도 하나의 주변 스페이서 구조를 포함하고;
    복수의 연장된 PV 셀 모듈은 제1 및 제2 유리창의 하나 이상의 가장자리를 따라 위치하고, 복수의 PV 셀 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면 및 제2(외부) 유리창의 표면은 경사각을 구비하며, 경사각은 10도 내지 80도, 바람직하게는 20도 내지 70도, 더욱 바람직하게는 30도 내지 60도 사이에서 선택되고;
    제1 및 제2 유리창의 제1 가장자리를 따라 위치하는 PV 셀 모듈은 제1 MPPT장치에 연결되고, 제1 및 제2 유리창의 제2 가장자리를 따라 위치하는 PV 셀 모듈은 제2 MPPT 장치에 연결되는 유리 조립체.
  12. 발전형 유리 조립체의 발전형 스페이서 구조에 있어서,
    하나 이상의 PV 모듈이 제1 및 제2 유리창으로 구성된 유리 조립체의 스페이서 구조에 장착되거나 및/또는 최소한 일부에 장착되며, 하나 이상의 PV 모듈은 제1 및 제2 유리창 및 스페이서 구조에 의해 정의된 공간(창 사이 공간)에 위치하고;
    스페이서 구조의 적어도 일부는 제2 (외부) 유리창의 면에 대해 경사지게 위치한 PV 모듈의 PV 셀의 광 수신 표면의 방향을 조절하기 적합한 하나 이상의 장착부재를 포함하고;
    스페이서 구조는 하나 이상의 긴 부재들을 포함하며, 각각의 긴 부재는 중공의 몸체부 및 장착부를 구비하는 단면 프로파일을 가지며, 장착부는 주변 스페이서 구조의 적어도 일부분에 하나 이상의 PV 셀 모듈을 탈착가능하게 장착하는 하나 이상의 고정부재를 포함하는 스페이서 구조.
  13. 제12항에 있어서,
    하나 이상의 PV 모듈의 광 수신 표면 및 제1 및 제2 유리창의 표면은 10도 내지 80도, 바람직하게는 20도 내지 70도, 더욱 바람직하게는 30도 내지 60도 사이에서 경사각을 구비하는 스페이서 구조.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    장착부는 하나 이상의 PV 모듈들을 경사 고정 위치에서 방향 조절할 수 있도록 구성되고, 바람직하게는 장착부의 하나 이상의 고정 부재는 하나 이상의 PV 모듈을 포함하는 장착부를 몸체부에 탈착가능하게 장착할 수 있도록 몸체부의 하나 이상의 고정 부재와 맞물리도록 구성되는 스페이서 구조.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    스페이서 구조는 하나 이상의 제1 PV 모듈을 제1 경사 위치에 고정하기 위한 제1 긴 부재와, 하나 이상의 제2 PV 모듈을 제2 경사 위치에 고정하기 위한 제2 긴 부재 및 제1 부재의 제1 단부를 제2 부재의 제1 단부에 기계적으로 연결하기 위한 코너 연결부를 더 포함하여 구성되고, 바람직하게는 코너 연결부는 제1 단부와 제2 단부에 연결되는 메인 본체를 포함하며, 제1 단부는 제1 기계적 연결, 바람직하게는 제1 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 제1 부재의 제1 단부와 맞물리게 형성된 적어도 하나의 제1 레그를 포함하고, 제2 단부는 제2 기계적 연결, 바람직하게는 제2 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 제2 부재의 제1 단부와 맞물리게 형성된 적어도 하나의 제2 레그를 포함하는 스페이서 구조.
  16. 제15항에 있어서,
    코너 연결부는 적어도 하나의 전기 배선 구조를 더 포함하여 구성되고, 적어도 하나의 전기 배선 구조는 제1 부재에 장착된 하나 이상의 PV 모듈들 중 하나를 제2 부재의 일부에 배열 및/또는 장착된 컨트롤러 모듈, 바람직하게는 MPPT모듈에 전기적으로 연결하기 위해 배열되고; 및/또는,
    적어도 하나의 전기 배선 구조는 코너 연결부의 메인 본체에 내장된 전기 리드를 포함하고, 전기 리드의 제1 단부는 유리 조립체의 창 사이 공간에 제1 전원 커넥터를 형성하며, 전기 리드의 제2 단부는 창 사이 공간 외부에 제2 전원 커넥터를 형성하고, 바람직하게는 적어도 하나의 배선 구조는 하나 이상의 (유연한) 인쇄 회로 보드 또는 (유연한) 인쇄 배선 보드를 포함하는 스페이서 구조.
  17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 PV 모듈의 적어도 일부는 길게 형성된 전기 배선 보드, 바람직하게는 제1 외부 가장자리와 반대측의 제2 외부 가장자리를 구비하는 인쇄 회로 기판을 포함하고, 전기 배선 보드는 PV 모듈의 PV 셀의 적어도 일부를 전기적으로 직렬 연결하기 위해 배열된 전기 배선 구조를 포함하며, 바람직하게는 전기 배선 구조는 제1 외부 가장자리에서 제1 PV 접점 및 제2 외부 가장자리에서 제1 PV 접점을 더 포함하고, 제1 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀들의 양극 측에 연결되며, 전기 배선 구조는 제1 외부 가장자리에서 제2 PV 접점 및 제2 외부 가장자리에서 제2 PV 접점을 포함하고, 제2 PV 접점은 직렬 연결된 PV 셀들의 음극 측에 연결되는 스페이서 구조.
  18. 제17항에 있어서,
    PV 모듈의 전기 배선 보드는 제1 전기 버스와 제2 전기 버스를 더 포함하고, 제1 전기 버스는 제1 외부 가장자리에서 제3 접점을 제2 외부 가장자리에서 제3 접점과 전기적으로 연결하고, 제2 전기 버스는 제1 외부 가장자리에서 제4 접점을 제2 외부 가장자리에서 제4 접점과 연결하는 스페이서 구조.
  19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    유리창의 제1 가장자리를 따라 형성된 스페이서 구조의 제1 부분에 배열된 제1 PV 모듈은 전기적으로 서로 연결되고, 전기적으로 연결된 제1 PV 모듈은 제1 PV 어레이를 형성하며; 및, 유리창의 제2 가장자리를 따라 형성된 스페이서 구조의 제1 부분에 배열된 제2 PV 모듈은 서로 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 제2 PV 모듈은 제2 PV 어레이를 형성하며, 적어도 두 개의 MPPT 장치가 스페이서 구조의 제1 부분에 배열되고, 제1 MPPT 장치는 제1 PV 어레이에 연결되고 제2 MPPT 장치는 제2 PV 어레이에 연결되는 스페이서 구조.
  20. 스페이서 구조, 바람직하게는 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 스페이서 구조의 코너 연결부로서,
    메인 본체는 제1 단부 및 제2 단부에 연결되고, 제1 단부는 스페이서 구조의 제1 부분과 제1 기계적 연결, 바람직하게는 제1 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 스페이서 구조 일부의 제1 단부와 맞물리게 형성된 적어도 하나의 제1 레그를 포함하고; 및, 제2 단부는 스페이서 구조의 제2 부분과 제2 기계적 연결, 바람직하게는 제2 슬라이딩 연결을 제공하기 위해 스페이서 구조의 제2 부분의 제1 단부와 맞물리게 형성된 적어도 하나의 제2 레그를 포함하며; 및,
    적어도 하나의 전기 배선 구조를 포함하며, 배선 구조는 메인 본체에 장착된 하나 이상의 (유연한) 인쇄 회로 보드를 포함하며, 바람직하게는 인쇄 회로 보드의 제1 가장자리는 제1 전기 커넥터를 포함하고 인쇄 회로 보드의 제2 가장자리는 제2 전기 커넥터를 포함하며; 및, 배선 구조는 코너 연결부의 메인 본체에 내장된 전기 리드를 포함하고, 전기 리드의 제1 단부는 유리 조립체의 창 사이 공간에 제1 전원 커넥터를 형성하며 전기 리드의 제2 단부는 창 사이 공간 외부에 제2 전원 커넥터를 형성하고;
    하나 이상의 (유연한) 인쇄 회로 보드 또는 (유연한) 인쇄 배선 보드의 전기 경로는 전기 리드와 전기적 접촉이 있는 코너 연결부.
KR1020207014646A 2017-10-27 2018-10-29 태양광 발전 통합형 유리 조립체 및 유리 조립체의 스페이서 구조 KR20200099130A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP2017077696 2017-10-27
EPPCT/EP2017/077696 2017-10-27
PCT/EP2018/079605 WO2019081784A1 (en) 2017-10-27 2018-10-29 INTEGRATED PHOTOVOLTAIC STRUCTURE GLAZING ASSEMBLIES AND SPACING STRUCTURES FOR SUCH GLAZING ASSEMBLIES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200099130A true KR20200099130A (ko) 2020-08-21

Family

ID=60201563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207014646A KR20200099130A (ko) 2017-10-27 2018-10-29 태양광 발전 통합형 유리 조립체 및 유리 조립체의 스페이서 구조

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20200321908A1 (ko)
EP (1) EP3701110A1 (ko)
JP (1) JP2021500498A (ko)
KR (1) KR20200099130A (ko)
CN (1) CN112119197A (ko)
AU (1) AU2018356741A1 (ko)
BR (1) BR112020008235A2 (ko)
CA (1) CA3080438A1 (ko)
WO (1) WO2019081784A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11431288B2 (en) 2018-03-30 2022-08-30 Sunpower Corporation Photovoltaic module with a cross rail assembly
CN111954980A (zh) 2018-03-30 2020-11-17 太阳能公司 单壁连接键框架组
US20210257967A1 (en) * 2018-07-20 2021-08-19 Clearvue Technologies Ltd A device for generating electricity
RU2708215C1 (ru) * 2019-07-01 2019-12-04 Андрей Валентинович Никитин Адаптивный изолирующий стеклопакет (варианты)
WO2022101704A1 (en) * 2020-11-10 2022-05-19 H.Glass Sa Hub connector for panels of a modular building structure
NL2027698B1 (en) 2021-03-03 2022-09-22 Physee Group B V Sensor module for insulating glazing structures
IT202100025865A1 (it) * 2021-10-08 2023-04-08 Powerglax S R L Sistema fotovoltaico
WO2023159261A1 (en) * 2022-02-23 2023-08-31 Clearvue Technologies Ltd A window unit for a building or structure
WO2024073814A1 (en) * 2022-10-06 2024-04-11 Clearvue Technologies Ltd A window unit for a building or structure
CN117117015B (zh) * 2023-08-10 2024-03-15 广东南星玻璃有限公司 一种真空光伏装饰玻璃及其真空结构

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58197781A (ja) * 1982-05-12 1983-11-17 Nippon Sheet Glass Co Ltd 太陽電池を組み込んだ窓
JP4026936B2 (ja) * 1998-06-26 2007-12-26 日本板硝子株式会社 建築窓ガラス
US6247948B1 (en) * 1999-02-08 2001-06-19 The Whitaker Corporation Electrical connector and panel assembly
AT501553B1 (de) 2005-02-16 2013-12-15 Ifn Holding Ag Fensterprofil
JP2009043842A (ja) * 2007-08-07 2009-02-26 Sharp Corp 太陽電池モジュール
DE202011102438U1 (de) * 2011-06-28 2012-01-19 Karl-Heinz Gnan Isolierglasscheibe mit beweglichen photovoltaischen Zellen
US9219363B2 (en) * 2012-09-06 2015-12-22 Eaton Corporation Photovoltaic system and method employing a number of maximum power point tracking mechanisms
CN103812433B (zh) * 2012-11-15 2016-07-06 杜邦公司 光伏模块及其集成型边框
US10988978B2 (en) * 2013-08-19 2021-04-27 Tropiglas Technologies Ltd Device for generating electric energy
WO2016098839A1 (ja) * 2014-12-19 2016-06-23 Ａｇｃ－Ｌｉｘｉｌウィンドウテクノロジー株式会社 複層ガラス
DE102015004913A1 (de) * 2015-04-17 2016-10-20 Lutz Grohmann Verglasung und Verfahren zur Temperierung eines Scheiben- oder Flächenzwischenraums sowie von Bauteilen
US20180337630A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 Andersen Corporation Insulating glazing unit with photovoltaic power source

Also Published As

Publication number Publication date
CN112119197A (zh) 2020-12-22
CA3080438A1 (en) 2019-05-02
EP3701110A1 (en) 2020-09-02
US20200321908A1 (en) 2020-10-08
AU2018356741A1 (en) 2020-06-11
BR112020008235A2 (pt) 2020-10-27
JP2021500498A (ja) 2021-01-07
WO2019081784A1 (en) 2019-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200099130A (ko) 태양광 발전 통합형 유리 조립체 및 유리 조립체의 스페이서 구조
KR102494421B1 (ko) 투명한 윈도우-일체형 광기전력 모듈
EP3161956B1 (en) Solar powered device with scalable size and power capacity
JP5450801B2 (ja) 対角的に配置される光起電性電池を含む絶縁ガラス複合材、その製造方法、及び、その使用方法
US9250494B2 (en) Control system for electrochromic device
CN105378549B (zh) 具有供电系统的光学装置
US7804023B2 (en) Bifacial thin film solar cell and method for making the same
KR102255573B1 (ko) 시인성이 우수한 태양 전지 모듈
US20120031465A1 (en) Solar module in an insulating glass composite method for production and use
ITMI20100614A1 (it) Cella fotovoltaica, in particolare per applicazioni architettoniche integrate, e metodo di fabbricazione di tale cella
CN110565873A (zh) 太阳能光伏墙板
US20140251411A1 (en) Large area photovoltaic energy-collecting window/skylight
US20160064588A1 (en) Concentrator lens for directing light to a photovoltaic target or mirrored surface and a dynamic window apparatus utilizing the same
JP5567740B2 (ja) 太陽電池モジュール用の接続装置及び該接続装置を設置する方法
CN211229173U (zh) 太阳能光伏墙板
KR20210143408A (ko) 마이크로 led가 설치된 태양광 모듈 및 이의 제조 방법
JP2022510506A (ja) 電気エネルギーの生産用の発光型太陽光集光器を有する複層ガラス
RU2772198C2 (ru) Дистанционирующий элемент для применения с фотоэлектрическими устройствами
PL235266B1 (pl) Moduł fotowoltaiczny o falowodowej transmisji światła o zwiększonej uniwersalności jego stosowania
CN206379359U (zh) 一种幕墙用薄膜光伏组件
WO2024073814A1 (en) A window unit for a building or structure
KR101337456B1 (ko) 태양전지강화모듈
ITMI20110994A1 (it) Apparato fotovoltaico

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application