KR20200125691A - 피라미드형 벽 섹션들 - Google Patents

Abstract

태양광 패널 조립체들 및 이러한 조립체들을 사용하는 벽 섹션들이 설명된다. 하나의 태양광 패널 조립체에는, 장착 포스트 및 3 개 이상의 삼각형 형상 패널들이 있다. 각각의 삼각형 형상 패널은 제1 광 스펙트럼에 반응하고 제2 광 스펙트럼에 투명한 태양광 패널이다. 또한, 태양광 패널 조립체는 삼각형 형상 패널들을 장착 포스트에 연결하는 힌지들을 포함한다. 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 평탄한 구성과 역 피라미드 구성 사이에서 이동할 수 있다. 태양광 패널 조립체의 추가 실시예에서, 삼각형 형상 패널들은 제1 태양광 패널 층을 형성하고, 그리고 조립체는 또한 하나 이상의 추가 태양광 패널 층들을 포함한다. 추가 태양광 패널 층들 각각은 연관된 광 스펙트럼에 반응한다.

Description

피라미드형 벽 섹션들

다양한 실시예들은 일반적으로 모듈형 벽 시스템들, 방법들 및 디바이스들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 피라미드형 형상 구조물(pyramidal shaped structure)을 위한 벽들을 생성하는 데 사용될 수 있는 벽 섹션들에 관한 것이다.

이 섹션은 배경 또는 맥락을 제공하기 위해 의도된다. 설명은 추구될 수 있는 개념을 포함할 수 있지만, 반드시 이전에 고려되었거나 추구된 것은 아니다. 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명된 것은 설명 및 청구 범위에 대한 종래 기술로 간주되지 않으며 그리고 이 섹션에 포함됨으로써 종래 기술로 인정되지 않는다.

구조물들을 신속하게 생성하는 능력은, 효과적인 비상 대응을 위해 매우 중요할 수 있다. 추가로, 경량이며 공간 효율적인 재료들을 갖는 것은, 원격 위치들에서의 신속한 배치를 허용할 수 있다.

아래 요약은 단지 대표적인 것이며 제한하는 것은 아니다.

상기 문제들은 극복되고, 그리고 다른 이점들은 실시예들의 사용에 의해 실현될 수 있다.

제1 양태에서, 일 실시예는 태양광 패널 조립체(solar panel assembly)를 제공한다. 태양광 패널 조립체는 장착 포스트(mounting post) 및 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들을 포함한다. 각각의 삼각형 형상 패널은 제1 광 스펙트럼에 반응하고 제2 광 스펙트럼에 투명한 태양광 패널이다. 태양광 패널 조립체는 또한 적어도 3 개의 힌지들을 포함한다. 각각의 삼각형 형상 패널에 대해, 연관된 힌지가 삼각형 형상 패널을 장착 포스트에 연결한다. 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 평탄한 구성(예를 들어, 단일 평면을 따라)과 역 피라미드 구성(inverted pyramid configuration) 사이에서 이동할 수 있다.

태양광 패널 조립체의 추가 실시예에서, 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 제1 태양광 패널 층을 형성하고, 그리고 태양광 패널 조립체는 또한 하나 이상의 추가 태양광 패널 층들을 포함한다. 추가 태양광 패널 층들 각각은 연관된 광 스펙트럼에 반응한다.

다른 양태에서, 일 실시예는 복수의 피라미드형 형상들을 규정하는 쉘을 갖는 벽 섹션을 제공한다. 각각의 피라미드형 형상은 적어도 3 개의 삼각형 측면들을 갖는다. 벽 섹션은 연관된 피라미드형 형상으로 배치된 전술한 바와 같은 적어도 하나의 태양광 패널 조립체를 포함한다. 베이스에 대해 적어도 3 개의 삼각형 측면들의 각도는 5° 내지 85° 이다.

추가 양태에서, 일 실시예는 태양광 패널 조립체를 제공한다. 태양광 패널 조립체는 장착 포스트 및 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들을 포함한다. 각각의 삼각형 형상 패널은 제1 광 스펙트럼에 반응하고 제2 광 스펙트럼에 투명한 태양광 패널이다. 태양광 패널 조립체는 또한 에너지 저장 구성요소를 포함한다. 에너지 저장 구성요소 및 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은, 에너지 저장 구성요소가 역 피라미드 구성의 제1 부분에 위치되는 역 피라미드 구성을 규정하고 그리고 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 역 피라미드 구성의 외부를 향하는 제2 부분에 위치된다(예를 들어, 에너지 저장 구성요소는 피라미드 형상의 꼭지점(point)에 있고 그리고 피라미드 형상 패널들은 베이스에 가장 가까운 부분에 있음).

설명된 실시예의 양태들은 첨부된 도면들과 함께 판독할 때 다음 설명에서 더 분명하다.
도 1은 실시예에 따른 피라미드 금형 코어(pyramid mold core)를 도시한다.
도 2는 피라미드 금형 코어(pyramid mold core)로 크기가 정해진 탄소 섬유 시트를 도시한다.
도 3은 피라미드 금형 코어에 진공 성형된 후의 탄소 섬유 시트를 도시한다.
도 4는 수형 도전성 프레임(male conductive frame)을 도시한다.
도 5는 수형 도전성 프레임의 단면의 확대도를 도시한다.
도 6은 수형 도전성 프레임의 외부 쉘 섹션을 도시한다.
도 7은 패널 랙 플러그(panel rack plug)를 위한 외부 쉘 섹션의 볼 소켓의 상세를 도시한다.
도 8은 수형 도전성 프레임의 제1 절연 층을 도시한다.
도 9는 수형 도전성 프레임의 제1 도전 층을 도시한다.
도 10은 제1 도전 층의 접점의 상세를 도시한다.
도 11은 수형 도전성 프레임의 제2 절연 층을 도시한다.
도 12는 수형 도전성 프레임의 제2 도전 층을 도시한다.
도 13은 수형 도전성 프레임의 버드 본 섹션(bird bone section)을 도시한다.
도 14는 수형 도전성 프레임의 대안의 횡단면을 도시한다.
도 15는 수형 도전성 프레임의 커넥터의 상세를 도시한다.
도 16은 수형 도전성 프레임의 제1 도전 층을 위한 수형 프레임 커넥터 탭들(male frame connector tabs)을 도시한다.
도 17은 수형 도전성 프레임의 제2 도전 층을 위한 수형 프레임 커넥터 탭들을 도시한다.
도 18은 피라미드 금형 코어가 위치 결정된 프레임을 도시한다.
도 19는 탄소 섬유 시트의 "키홀(keyhole)" 슬롯들을 도시한다.
도 20은 "키홀" 슬롯들의 확대 상세를 도시한다.
도 21은 프레임 둘레를 감싸기 위해 준비중인 탄소 섬유 시트를 도시한다.
도 22는 탄소 섬유 시트의 외부측 에지들을 당겨서 하우징의 "풋프린트"를 노출시키는 것을 도시한다.
도 23은 탄소 섬유 시트로 절단된 2 개의 환기구들을 도시한다.
도 24는 환기구들의 상세를 도시한다.
도 25는 클램프 베이스(clamp base)를 소개한다.
도 26은 4 개의 미끄럼 작동 슬라이드들(slide action slides)을 소개한다.
도 27은 클램프 베이스에 위치결정된 미끄럼 작동 슬라이드들을 도시한다.
도 28은 클램프 베이스의 제위치에 있는 인라인 클램프들을 도시한다.
도 29는 인라인 클램프 하드웨어를 소개한다.
도 30은 핸들들이 아래로 개방되어 있는 상태로 제위치에 있는 클램프 고정구(clamp fixture)를 도시한다.
도 31은 미끄럼 작동 슬라이드들에 대해 폐쇄하는 핸들들이 업(handles up)된 상태로 인라인 클램프들을 도시한다.
도 32는 수형-A-도전성 프레임의 보스에 탄소 섬유 시트에 대한 클램핑 작동을 도시한다.
도 33은 클램핑 작동에 의해 영향을 받는 영역의 확대 상세를 도시한다.
도 34는 탄소 섬유가 수형 도전성 프레임의 상단에 걸쳐 그리고 다시 그 자체를 감싸는 영역의 확대 상세를 도시한다.
도 35는 그 자체가 완전히 감싸진 탄소 섬유 시트를 도시한다.
도 36은 탄소 섬유 시트의 상단 층에 있는 원형 절취부들을 도시한다.
도 37은 잠금 포스트를 소개한다.
도 38은 잠금 포스트의 저부측을 드러낸다.
도 39는 4 개의 잠금 포스트들이 모두 제 위치에 있는 것을 도시한다.
도 40은 포스트 슬롯들을 노출하도록 트리밍된 랩(wrap)을 도시한다.
도 41은 볼 소켓 멈춤쇠들(ball socket detents)을 갖는 보스들(bosses)을 노출하도록 트리밍된 랩을 도시한다.
도 42는 탄소 섬유 시트의 제2 층으로 절단된 3 개의 타원형 슬롯들의 하나의 세트를 도시한다.
도 43은 "열쇠구멍(keyhole)" 슬롯들의 상단에 있는 타원형 슬롯들의 프로파일의 상세를 도시한다. 도 44는 완전한 수형 측벽과 보스들을 도시한다.
도 45는 홈들(grooves)을 나타내도록 배향된 수형 측벽을 도시한다.
도 46은 수형 측벽의 후방(상단) 측면을 도시한다.
도 47은 수형 측벽에 삽입되도록 준비된 태양광 패널의 절개도를 도시한다.
도 48은 긴 대각선 에지를 따른 절개도를 도시한다.
도 49는 수형 측벽에서 제자리에 있는 태양광 패널을 도시한다.
도 50은 수형 측벽에 있는 2 개의 태양광 패널 포스트들의 잘라낸 상세를 도시한다.
도 51은 "열쇠 방식(key way)" 슬롯에서 제위치에 잠금된 태양광 패널 포스트를 도시한다.
도 52는 제위치에 잠금된 태양광 패널의 상세를 도시한다.
도 53은 상대 위치에 있는 4 개의 태양광 패널들의 모듈을 도시한다.
도 54는 수형 측벽에서 제자리에 잠금된 태양광 패널 모듈을 도시한다.
도 55는 연결 랙을 도시한다.
도 56a는 연결 랙의 절개도를 도시한다.
도 56b는 연결 랙의 추출된 서킷들을 도시한다.
도 57은 수형 측벽을 결합하도록 배향된 연결 랙을 도시한다.
도 58은 수형 측벽으로 제자리에 잠금된 연결 랙을 도시한다.
도 59는 연결 랙에 있는 멈춤쇠 소켓의 절개 상세를 도시한다.
도 60은 멈춤쇠 소켓에 잠금된 태양광 패널 포스트에 있는 도전성 리드의 절개 상세를 도시한다.
도 61은 연결 랙의 절개를 도시한다.
도 62는 볼 소켓 스냅 핏들의 횡단면의 상세를 도시한다.
도 63은 볼 스냅 핏들에 잠금된 볼 조인트들의 도면을 도시한다.
도 64는 나머지 연결 랙들을 소개한다.
도 65는 제자리에 잠금된 모든 연결 랙들을 도시한다.
도 66은 분리되어 제자리에 잠금될 준비가 된 태양광 패널들의 제2 모듈을 도시한다.
도 67은 제자리에 잠금된 태양광 패널들의 제2 모듈을 도시한다.
도 68은 태양광 패널 측면에서 수형 태양광 패널 섹션의 완성된 조립체를 도시한다.
도 69는 태양광 패널의 확대도를 도시한다.
도 70은 패널 케이싱의 과장된 상세를 도시한다.
도 71은 연결 랙 측면으로부터 암형(female)-B-벽 섹션을 도시한다.
도 72는 조합된 암형 커넥터 단부들의 상세를 도시한다.
도 73은 암형 제1 도전 층의 커넥터 단부들의 상세를 도시한다.
도 74는 암형 제2 절연 층의 상세를 도시한다.
도 75는 커넥터 단부의 암형 제2 도전 층의 상세를 도시한다.
도 76은 암형 제1 도전 층의 분리된 커넥터 단부들의 상세를 도시한다.
도 77은 분리된 암형 제2 절연 층의 상세를 도시한다.
도 78은 암형 제2 도전 층의 분리된 커넥터 단부들의 상세를 도시한다.
도 79는 상대 위치에 있는 수형-A- 및 암형-B-벽 섹션들을 도시한다.
도 80a는 -A-수형 커넥터 단부들과 -B-암형 커넥터 단부들의 상세를 도시한다.
도 80b는 O-링 홈의 확대를 도시한다.
도 80c는 O-링 홈과 O-링을 노출하는 코너의 횡단면을 도시한다.
도 81은 모듈형 어레이에서 제자리에 잠금된 수형-A- 및 암형-B-벽 섹션들을 도시한다.
도 82는 모듈형 어레이에서 제자리에 잠금된 수형-A- 및 암형-B-벽 섹션들의 대안의 도면을 도시한다.
도 83은 포스트 슬롯을 형성하는 -A- 및 -B- 섹션들의 접합부의 잘려진 상세를 도시한다.
도 84는 -A- 및 -B- 섹션들의 측방으로 분해된 접합부의 잘려진 상세를 도시한다. 도 85는 뒷벽 섹션에서 잠금 포스트를 갖는 측방으로 분해된 -A- 및 -B- 접합부의 다이메트릭 절개도(cutaway dimetric view)를 도시한다.
도 86은 측방으로 분해된 -A- 및 -B- 접합부 및 잠금 포스트의 대안의 도면을 도시한다.
도 87은 함께 결합된 -A- 및 -B- 접합부를 도시한다.
도 88은 포스트 슬롯에 고정된 잠금 포스트를 도시한다.
도 89는 포스트 슬롯에 고정된 잠금 포스트의 회전된 도면을 도시한다.
도 90은 태양광 패널 측면으로 모듈형 어레이를 도시한다.
도 91은 모듈형 어레이 및 뒷벽 섹션의 도면을 도시한다.
도 92는 제위치에 커패시터 벽 섹션을 갖는 모듈형 어레이의 도면을 도시한다.
도 93a는 자기 고정 포스트의 본체를 도시한다.
도 93b는 자기 고정 포스트의 분해도를 도시한다.
도 93c는 잠금 자석을 갖는 자기 고정 포스트를 도시한다.
도 93d는 직사각형 관통 구멍이 보이는 자기 고정 포스트를 도시한다.
도 94는 도면에서 조립할 준비가 된 자기 고정 포스트의 도면을 도시한다.
도 95a는 자기 삽입 도구를 도시한다.
도 95b는 자기 삽입 도구 상의 위치로 미끄러지는 자기 고정 포스트를 도시한다.
도 95c는 자기 삽입 도구 상의 자기 고정 포스트의 또 다른 도면을 도시한다.
도 96은 -A- 및 -B- 접합부의 횡단면과 자기 고정 포스트가 접합부에 로딩된 삽입 도구의 잘려진 도면을 도시한다.
도 97은 포스트 슬롯에 있는 강 오목부 및 작은 강 리테이닝 디스크를 도시한다.
도 98은 강 오목부에 접합된 작은 강 리테이닝 디스크를 도시한다.
도 99는 제 위치에 잠금된 자기 고정 포스트를 도시한다.
도 100은 샘플 구조적 백킹으로 잠금된 모듈형 어레이를 도시한다.
도 101은 커패시터 벽 섹션을 도시한다.
도 102는 커패시터 셀의 캐소드 접점 측면을 도시한다.
도 103a는 커패시터 셀의 애노드 접점 측면을 도시한다.
도 103b는 회전된 커패시터 셀을 도시한다.
도 104a는 허니콤 애노드, LED 및 캐소드 LED 채널을 드러내기 위해 섹션화된 절연 커버를 도시한다.
도 104b는 섹션화된 절연 커버의 잘려진 확대도이다.
도 104c는 커패시터 셀의 분해도를 도시한다.
도 104d는 절연 커버와 허니콤 애노드의 섹션의 잘려진 상세 영역을 도시한다.
도 104e는 애노드 도전성 포스트들이 커패시터 커버 구멍들을 통해 보이는 상태로 절연 커버를 도시한다.
도 105a는 허니콤 애노드에서 분리된 절연 커버를 도시한다.
도 105b는 허니콤 애노드와 함께 결합된 절연 커버의 후방 측면을 도시한다.
도 105c는 LED 및 캐소드 LED 채널의 단면도이다.
도 105d는 절연 커버 상의 테이퍼형 커버 보스들의 단면도이다.
도 105e는 하나의 덮혀진 보스 및 캐소드 LED 채널의 잘려진 상세이다.
도 105f는 절연 커버에서 분리된 허니콤 애노드를 도시한다.
도 105g는 도 105f의 분해도에서 LED를 도시한다.
도 106은 표시기 LED를 도시한다.
도 107a는 커패시터 셀 케이싱 및 허니콤 캐소드를 도시한다.
도 107b는 분리된 커패시터 셀 케이싱 및 허니콤 캐소드를 도시한다. 도 107c는 캐소드 도전성 포스트의 잘려진 상세를 도시한다.
도 107d는 부분적으로 조립된 커패시터 셀을 도시한다.
도 107e는 커패시터 셀의 잘려진 상세를 도시한다.
도 107f는 커패시터 셀의 다른 도면을 도시한다.
도 108a는 커패시터 셀 상단의 잘려진 상세를 도시한다.
도 108b는 커패시터 셀 상단의 또 다른 도면을 도시한다.
도 109는 커패시터 셀의 분해도를 도시한다.
도 110은 완전한(수형) 커패시터 벽 섹션에서 제거된 커패시터 랙을 도시한다.
도 111은 커패시터 랙을 도시한다.
도 112는 커패시터 랙 서킷을 도시한다.
도 113은 캐소드에 대한 서킷 접점을 도시한다.
도 114는 캐소드 연결 포스트의 팁 상의 해치를 도시한다.
도 115는 캐소드 연결 포스트와 커패시터 랙의 상세를 도시한다.
도 116은 피라미드 벽 프레임에 있는 태양광 패널 벽의 예를 도시한다.
도 117은 피라미드 벽 프레임의 뒷면을 도시한다.
도 118은 피라미드 벽 프레임의 U자형 베이스를 도시한다.
도 119는 프레임에 추가된 피라미드 프레임 코너들을 도시한다.
도 120은 프레임의 하단에 삽입된 상단 절반 암형 섹션들을 도시한다.
도 121은 하나의 수형측-A- 벽 섹션과 2 개의 암형측-B- 벽 섹션들을 갖는 프레임을 도시한다.
도 122는 2 개의 절반 암형 섹션들을 갖는 프레임을 도시한다.
도 123은 나머지 섹션들을 갖는 프레임을 도시한다.
도 124는 커패시터 벽을 갖는 프레임을 도시한다.
도 125는 프레임 커버를 갖는 프레임을 도시한다.
도 126은 커패시터 차폐부를 갖는 프레임을 도시한다.
도 126a는 커패시터 차폐부를 도시한다.
도 127은 다수의 커패시터 차폐부들을 갖는 프레임을 도시한다.
도 128은 피라미드 벽 프레임의 다른 도면을 도시한다.
도 129는 프레임 커버를 갖는 피라미드 벽 프레임의 하단을 도시한다.
도 130은 태양광 패널 벽을 갖는 조립체를 도시한다.
도 131은 피라미드 프레임 코너들을 갖는 프레임을 도시한다.
도 132는 상단 커버를 갖는 피라미드 벽 프레임을 도시한다.
도 133은 마름모 또는 다이아몬드 형상의 베이스를 갖는 적당히 경사진 피라미드(moderately angled pyramid)를 도시한다.
도 134는 다이아몬드 형상의 베이스를 갖는 얕게 경사진 피라미드(shallow angled pyramid)를 도시한다.
도 135는 다이아몬드 형상 베이스를 갖는 가파른 피라미드(steep pyramid)를 도시한다.
도 136은 길이가 고르지 않은 측면들의 역 피라미드들의 기하학적 형상을 도시한다.
도 137은 패널들의 밑면(underside)의 기류(airflow)와 이들 패널들의 내부 반사율을 도시한다.
도 138은 교차 패널 조립체의 분해도를 도시한다.
도 139는 제2 세트의 패널들을 도입하는 평탄화된 교차 패널 조립체를 도시한다. 도 140은 교차 패널 장착 포스트의 분해도를 도시한다.
도 141은 교차 패널 장착 포스트의 횡단면을 도시한다.
도 142는 투명한 허니콤 패널과 그 힌지의 윗면을 도시한다.
도 143은 허니콤 패널의 힌지의 단면도를 확대 도시한다.
도 144는 평탄화된 위치에서 교차 패널 조립체의 단면도를 도시한다.
도 145는 접혀진 교차 패널 조립체의 단면도를 도시한다.
도 146은 평탄한 위치의 힌지들과 교차 패널 장착 포스트의 제1 배선 층을 분리한다.
도 147은 교차 패널 장착 포스트에 제2 배선 층을 추가한다.
도 148은 접혀진 위치의 힌지들과 배선의 노출된 리드들을 도시한다.
도 149는 부분적으로 접혀진 조립체를 도시하며, 패널들의 제1 층 뒷면에 있는 전계 발광 코팅을 강조한다.
도 150은 투명한 허니콤 패널의 평면도를 도시한다.
도 151은 허니콤 패널의 연결 단부의 잘려진 상세를 도시한다.
도 152는 도전성 접점들의 단면도와 함께 허니콤 패널의 연결에 대한 추가 상세를 도시한다.
도 153은 완전히 조립되고 접혀진 교차 패널을 도시하며, 하나의 패널의 전계 발광 측면을 강조한다.
도 154는 3D 인쇄동안 플라스틱 펠릿들을 다루기 위한 스크류 컨베이어를 도시한다.
도 155는 로봇 3D 인쇄 시스템을 도시한다.
도 156은 로봇 팔과 압출기의 분해도의 상세를 도시한다.
도 157은 열가소성 시트들을 진공 성형하기 위한 셋업을 도시한다.
도 158은 진공 성형 프로세스에서 배관 및 금형의 단면들을 도시한다.
도 159는 진공 성형 셋업에서 배관, 금형 및 금형 환기구들의 단면도를 자세히 도시한다.
도 160은 진공 성형 셋업으로 열가소성 시트를 도입한다.
도 161은 금형에서 들어 올린 진공/열성형 시트를 도시한다.
도 162는 열성형식으로 성형된 피라미드 벽 조립체의 분해도를 도시한다. 도 163은 열성형된 피라미드 벽 조립체의 뒷면을 도시한다.
도 164는 열성형된 피라미드 벽 조립체의 앞면을 도시한다.
도 165는 피라미드 벽 섹션을 사출 성형하기 위한 셋업을 도시한다.
도 166은 금형으로부터 배출된 피라미드 벽 섹션을 도시한다.
도 167은 사출 성형된 피라미드 벽 섹션의 뒷면을 도시한다.
도 168은 2 개의 피라미드 벽 패널 섹션들을 연이어 도시한다.
도 169는 패널들 간의 연결 특징부들의 상세를 도시한다.
도 170은 벽들 사이에 발포체가 삽입된 샌드위치 벽들의 이탈 섹션을 도시한다.
도 171은 벽 소켓, 장착 스크류들 및 정렬 템플릿 위의 단일 다이아몬드 피라미드 벽 섹션을 도시한다.
도 172는 섹션화된 벽 소켓 조립체의 분해도의 확대를 도시한다.
도 173은 피라미드 벽과 정렬된 섹션화된 벽 소켓 조립체의 확대를 도시한다.
도 174는 섹션화된 정렬 템플릿을 추가한다.
도 175는 확대로부터 단면화를 제거한다.
도 176은 전체 피라미드 벽 섹션, 벽 소켓들 및 정렬 템플릿의 잘려진 분해도를 도시한다.
도 177은 피라미드 벽 섹션을 제거하고 확대를 도시한다.
도 178은 "플라워" 패널들 또는 "페이탈들(Petals)"을 셀에 적층하기 위한 포스트를 갖는 교차 패널들의 분해도를 도시한다.
도 179는 조립체에 제2 레벨의 패널들을 추가한다.
도 180은 플라워 포스트의 분해도를 도시한다.
도 181은 플라워 포스트의 단면도를 도시한다.
도 182는 플라워 포스트 캡, 그의 스냅 핏들 및 포스트의 스냅 핏 소켓들의 단면도를 자세히 도시한다.
도 183은 힌지들에 연결될 때 플라워 포스트의 내부 배선의 제1 레벨들 뿐만 아니라 다른 레벨들의 패널들에 대한 직렬 연결을 도시한다.
도 184는 (포스트의 본체가 제거된 상태로) 플라워 포스트의 내부 배선을 도시한다.
도 185는 명확성을 위해 포스트의 본체와 전면의 패널들이 제거된 상태로 배선에 연결된 패널들을 도시한다.
도 186은 교차 패널들이 평탄한 위치에 있는 상태로 완성된 적층된 '플라워'조립체를 도시한다.
도 187은 완전한 플라워 패널 셀을 만드는 피라미드 형상으로 접혀진 교차 패널들을 도시한다.
도 188은 수평 패널 및 포스트 연결들을 갖는 대안의 적층 셋업을 도시한다.
도 189는 수평 패널들의 완성된 적층의 단면도를 보여 주며, 교차 패널들은 평탄한 위치에 있다.
도 190은 적층 패널들의 단면도를 제거한다.
도 191은 적층된 수평 패널들 및 피라미드 형상으로 접혀진 교차 패널들의 대안의 단면도를 도시한다.
도 192는 완전히 조립되고 접혀진 수평 플라워 패널 셀을 도시한다.
도 193은 수평 플라워 페이탈 조립체를 포함하는 패널 섹션 위의 오목하고 투명한 커버의 단면도를 도시한다.
도 194는 평탄한, 구형 오목부, 타원형 오목부 및 눈물방울형 오목부를 포함한 투명 커버 기하학적 형상들의 변형들을 도시한다.
도 195는 렌즈를 갖는 구형 오목부, 구형 볼록부, 타원형 볼록부 및 눈물방울형 볼록부를 포함하는 투명 커버 기하학적 형상들의 변형들을 도시한다.
도 196은 보기 위해 제거된 중앙 포스트, 하나의 패널 및 힌지가 없는 대안의 수평 페이탈 셀 그리고 구형으로 오목한 투명 커버 오버 헤드를 도시한다.
도 197은 페이탈 셀을 위한 잠금 허브 조립체의 분해도를 도시한다.
도 198은 잠금 허브의 단면도를 도시한다.
도 199는 잠금 허브 내의 배선 및 힌지들에 대한 연결들을 도시한다.
도 200은 오목한 투명 커버를 갖는 완전히 조립된 수평 플라워 패널 조립체를 도시한다.
도 201은 슈퍼 커패시터 셀의 분해도를 도시한다.
도 202는 셀의 양극 및 음극 리드들을 도시한다.
도 203은 리드들에 연결된 연결 랙 및 섹션화된 셀 케이싱을 도시한다.
도 204는 양극 허니콤 층들의 도입을 도시한다.
도 205는 모든 양극 층들을 도시한다.
도 206은 모든 양극 및 음극 층들의 측면도 뿐만 아니라 그의 상단 및 하단의 경사도들을 도시한다.
도 207은 완성된 슈퍼 커패시터 모듈을 거꾸로 도시한다.
도 208은 하이브리드 커패시터, 포스트리스 플라워 패널 셀의 분해도를 도시한다.
도 209는 상단에 플라워 패널 셀들의 변경들을 갖는 슈퍼 커패시터 모듈의 단면도를 도시한다.
도 210은 섹션화된 커버와 하나의 셀 위에 오목한 딤플을 갖는 동일한 모듈을 도시한다.
도 211은 피라미드 벽 시스템을 갖는 완전히 조립된 트랙터 트레일러를 도시한다.
도 212는 트레일러 프레임, 상단 및 측면 피라미드 벽 섹션들의 분해도들 및 벽 섹션의 전면 및 후면의 상세들을 도시한다.
도 213은 캡이 추가된 전면 및 후면 투명 딤플 벽 커버들의 분해도들을 도시한다.
도 214는 상단 및 측면이 투명한 딤플 커버들의 분해도를 도시한다.
도 215는 상단이 투명한 딤플 커버의 분해도를 도시한다.
도 216은 트레일러의 단면도를 도시한다.
도 217은 섹션화된 트랙터 트레일러의 전방 단부를 도시한다.
도 218은 피라미드 벽 시스템을 갖는 완전한 트랙터 트레일러의 전방 단부를 도시한다.
도 219는 "H-프레임" 내의 방음 벽 섹션(sound wall section)의 분해도를 도시한다.
도 220은 조립된 방음 벽 섹션을 도시한다.
도 221은 발포체 또는 펠릿으로 채워진 내부를 노출하는 이탈 도면을 갖는 방음 벽 섹션을 도시한다.
도 222는 방음 벽 배리어의 길게뻗은 구역(stretch)을 도시한다.
도 223은 피라미드 구조물을 도시한다.
도 224는 피라미드 구조물의 하나의 삼각형 측벽의 분해도를 도시한다.
도 225는 베이스 슬롯들과 맞물리도록 위치결정된 삼각형 측벽의 상세를 도시한다.
도 226은 베이스 슬롯들 내 그리고 베이스 상에 삽입될 준비가된 다른 각도로부터 완성된 삼각형 측벽을 도시한다.
도 227은 베이스 슬롯들에 맞물리고 그리고 베이스에 연결될 준비가 된 완성된 삼각형 측벽의 2 개의 도면들을 도시한다.
도 228은 프레임 부재들이 제위치에 있는 상태에서 완성된 베이스 섹션에 삽입된 하나의 삼각형 측벽을 도시한다.
도 229는 삽입될 캡을 갖는 완성된 피라미드 구조물을 도시한다.
도 230은 측들이 피라미드 벽 섹션들과 지붕의 피라미드 구조 베이스들로 덮인 건물을 도시한다.
도 231은 지붕에 부분적으로 조립된 피라미드 벽 구조물들을 도시한다.
도 232는 측에 피라미드 벽 섹션이 있고 지붕에 4 개의 피라미드 벽 구조물들이 있는 건물을 도시한다.
도 233은 2 축 추적 시스템 상의 독립형 피라미드 구조물을 도시한다.
도 234는 측면들과 지붕이 단일 층 피라미드 벽 시스템으로 덮인 대안의 건물 셋업을 도시한다.
도 235는 피라미드 벽 섹션을 둘러싸는 윈드 스커트(Wind Skirt)의 잘려진 상세를 도시한다.

본 특허 출원은 2016 년 4 월 12일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/321,287호로부터 우선권을 주장하는 2017 년 4 월 11일자로 출원된 미국 정규 특허 출원 번호 제15/484,762호를 우선권 주장하는 연속 출원이며, 이들의 개시내용들은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.

도면들에 도시된 비제한적인 실시예는 다이아몬드 벽 섹션들을 만드는 데 관련된 일련의 제조 및 조립 단계들을 보여준다. 이 실시예의 다양한 요소들은 특정 측정들로 설명될 수 있다. 다른 실시예들에서, 요소들의 치수들은 예를 들어, 더 작거나 더 큰 다이아몬드 벽 섹션들을 생성하기 위해 그에 따라 조정될 수 있다. 추가 실시예들에서, 제조 및 조립 단계들의 순서는 재정렬될 수 있고 그리고 다양한 단계들이 조합 및/또는 생략될 수 있다.

피라미드 형상은 강도와 증가된 표면적을 포함하여 많은 이점들을 갖는다. 피라미드 벽 시스템의 하나의 주요한 아이디어는 세 부분이다:

1) 힘으로 자립하는 경량이며 저렴한 모듈형 시스템을 생성하는 것.

2) 피라미드 벽 시스템의 에너지 저장을 위한 그 용량 및 피라미드 벽 시스템의 태양광 패널들의 효율을 증가시키는 것. 태양광 패널들의 피라미드 구성은 태양광 패널들에 태양광 에너지에 노출될 표면적을 38 % 더 제공한다.

3) 노출된 내부/외부 피라미드 패턴은 비행 연장에 사용되는 골프 공의 딤플들의 아이디어와 유사하게 트랙터-트레일러들의 측벽의 바람 저항을 감소시킨다. 감소된 항력(drag)만으로도 차량 당 연간 연료비를 적어도 11 % 절감할 수 있다.

피라미드 벽 시스템은, 사면체들(tetrahedrons)(3 개의 측면들과 베이스를 갖는 피라미드), 각뿔(right pyramids)(4 개의 측면들과 베이스), 입방체들(cubes), 직육면체들(rectangular cuboids) 등을 포함하지만 이로 제한되지 않는 많은 상이한 기하학적 형상들(다면체)을 형성하는 구조적 프레임워크들로 구성될 수 있다. 벽 섹션들은 구조물의 각각의 면을 지지하기 위해 프레임의 경계 에지를 형성하도록 추가로 섹션화될 수 있다.

도 1에 도시된 피라미드 금형 코어(100)는 탄소 섬유 하우징을 생산하는데 사용되는 기본 형태이다. 이는 FFF(Fused Filament Fabrication)로 불리며 또한 FDM(Fused Deposition Modeling)으로도 불리는 프로세스를 사용하여 열가소성수지로 3D 인쇄될 수 있다. 이러한 프로세스에서, 플라스틱 필라멘트는 용융시켜 필라멘트를 노즐을 통해 공급하는 압출기에 공급된다. 필라멘트는 추가적인 강도와 치수 안정성을 위해 또한 추가되는 복합 섬유들을 가질 수 있다. 3D 모델로부터의 데이터는 압출기 헤드의 경로, 경로의 속도, 재료의 유속 및 온도를 결정하는 코드로 변환된다. 압출기 헤드는 이중 갠트리 셋업(dual gantry setup)에 부착되어, 서보 모터들이 X, Y 및 Z 축을 따라 다양한 지점들에서 레벨 빌드 플레이트(level build plate) 위에 압출기 헤드를 위치결정하는 것을 허용한다. 각각 독립적으로 제어되는 2 개 이상의 압출기 헤드들이 존재할 수 있다.

피라미드 금형 코어(100)는 내부에 격자 무늬가 있는 부분적으로 중공체(hollow)일 수 있고, 또는 강성을 위해 채워지거나 그리고/또는 전기 도금되는 중실체(solid)일 수 있다. 하우징의 "풋프린트"(110)는 다이아몬드 형상이며 대각선으로 29인치 × 18인치, 두께는 2인치이다. 이는 피라미드 형상의 보스들(120)의 4 개의 세트들을 지지하며, 이들은 각각의 베이스로부터 이들의 정점까지 높이가 단지 5인치 미만이다. 전체 금형 코어(100)는 일체로 만들어질 수 있다.

도 2는 하우징을 만들기 위해 사용되는 탄소 섬유 시트(200)를 도시한다. 탄소 섬유 또는 그와 등가물은 기존의 재료들 및 건설 방법들에 비해 수개의 장점들을 갖는다. 이는 목재 또는 금속보다 경량이며 강하고 그리고 내구성이 더 높으며 이들 재료들로는 불가능한 형상들로 형성될 수 있다. 이는 1 mm 내지 1.75 mm 사이 두께일 수 있다. 탄소 섬유 시트(200)는 이음새들(seams)이 위치되고 그리고/또는 위치결정될 때 개구들을 제공할 위치에 기초하여 패턴으로 절단될 수 있다. 도 3에서, 탄소 섬유 시트(200)는 피라미드 금형 코어(100)의 형상을 취하도록 진공 성형된다.

도 4는 수형 도전성 프레임(400)을 도시한다. 이 프레임(400)은 무선 유닛을 생성하고 그리고 복합 하우징에 내장되어 장기적인 손상의 가능성을 줄인다. 수형-A- 도전성 프레임으로 지칭되는 이 프레임(400)은, 피라미드 벽들의 윤곽을 따른다. 도 5 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 프레임(400)은 이중 재료들로 3D 인쇄되며; 제1 및 제2 절연 층들(이는 도전 층들 사이에서 교번함)뿐만 아니라 제1 재료는 외부 쉘(500)을 형성하는 절연 열가소성 수지이다. 제2 재료는 하나의 비제한적인 예로서 그래핀 주입 열가소성 수지와 같은 도전성일 수 있다. 이는, 기류를 허용하는 중공 경량 내부 구조물인 "버드 본" 코어(1300) 뿐만 아니라 제1 및 제2 도전 층들을 형성한다.

이 버드 본 코어(1300)는 중량의 분율로 증가된 강도를 제공하는 구조적 구성요소이다. 버드 본 코어(1300)는 또한 저압 가스가 전류 흐름을 증가시키는 격자(lattice)를 통해 유동함에 따라 양극 이온 전류를 허용하는 기류(예를 들어, 불활성 가스 흐름)를 제공한다. 후술하는 바와 같이, 버드 본 코어(1300)는 또한 태양광 패널들(1800)을 갖는 섹션들을 위한 도전성 경로를 제공한다.

비-제한적인 일 실시예에서, 외부 쉘(500)은 잠금 포스트들(1660)이 다이아몬드 섹션들을 연결할 수 있도록 상단면을 따라 포스트 슬롯들(510)을 갖는다. 이 디자인은 연이은 벽 섹션들 사이의 공간이 제한된 곳에서 사용할 수 있다.

다른 비-제한적인 실시예에서, 포스트/슬롯 조합들은 공간이 제한되지 않는 경우 외부 쉘(500)의 일부일 수 있다. 포스트 슬롯들(510)은, 측면으로 절단된 블라인드 채널을 갖는 융기된 원통형 포스트로 대체될 것이다. 채널의 프로파일은 반경 내측면이 있는 "T" 형상의 횡단면을 갖는다. (원래 포스트 슬롯들(510)에 대해서는 도 14, 도 40, 도 83, 도 87, 도 88 및 도 97 참조). 잠금 포스트들(1660)은 이러한 채널들 내부에 끼워맞춤되도록 "T" 형상 포스트를 생성하기 위해 숄더형 원통형 보스들(shouldered cylindrical bosses)로 대체될 수 있다. (원래 잠금 포스트들(1660)에 대해서는 도 36 내지 도 39, 도 85, 도 87 및 도 88 참조).

이 비-제한적인 실시예에서, 프레임(400)은 다양한 층들의 전도체들 및 절연체들로 절단되는 슬롯 특징부들을 제거함으로써 크게 단순화된다(도 14 참조). 측면들을 따른 "V" 형상 보스들(520) 및 홈들(530)은 정렬 및 고정을 돕는다. 4 개의 세트들의 볼 소켓 보스들(540)은 패널 랙 플러그들을 제1 및 제2 도전 층들에 연결한다. 긴 대각선을 따라 각각의 코너는 제1 도전 층(900)을 위한 커넥터 탭들(560)과 제2 도전 층(1200)을 위한 커넥터 탭들(570) 사이에 개방된 직사각형 슬롯들(550)을 갖는다. 그 다음에, 프레임(400)은 원료 탄소 섬유 재료(200) 위에 놓인다.

도 5는 프레임(400)의 횡단면(500)을 강조한다. 도 6 내지 도 13은 이 횡단면의 다양한 구성요소들 및 특징부들을 분리한다.

도 6은 이 횡단면의 "V" 프로파일의 절반을 갖는 외부 쉘 섹션(600)을 도시한다. 여기서, 볼 소켓 보스들(540) 및 볼 소켓 스냅 핏들(700)이 도시된다. 이들은 절연성 열가소성 수지로 만들 수 있다.

도 7은 패널 랙 플러그들(도 61 참조)의 볼 조인트들(2150)을 고정하기 위해 사용되는 볼 소켓 스냅 핏들(700) 중 하나의 상세를 도시한다. 이들은 볼 형상의 플러그에 맞추고 그리고 그 다음에 제자리에 있을 때 볼 형상와 맞물리는 것을 돕도록 3 개의 릴리프 슬롯들을 갖는 구형 공동(spherical cavity)을 갖는다.

도 8은, 외부 쉘과 동일한 재료인 제1 절연 층(800)을 도시한다. 제1 절연 층은, 제1 절연 층이 제1 도전 층(도 9 참조)의 윤곽을 따르기 때문에 구별될 수 있다. 이 비-제한적인 실시예에서, 재료는 대략 1/32 인치 두께이다.

도 9는 그래핀 주입/매립 열가소성 수지(또는 등가물)로 인쇄될 수 있는 제1 도전 층(900)을 도시한다. 이 층(900)은 음전하(negative charge)를 전도하고, 원뿔형 리셉터클(1000)로 종단되며, 이 비-제한적인 실시예에서 대략 1/32 인치 두께일 수 있다.

도 10에서, 플러그 팁을 위한 원뿔형 리셉터클(1000)의 상세들이 도시된다. 이것은 볼 조인트(2150)(도 61 참조)가 볼 소켓 보스들(540)의 내부에 볼 소켓 스냅 핏들(700)에서 제자리에 있을 때 제1 도전 층(900)을 위한 전기 접점(electrical contact)이다.

도 11에 도시된 제2 절연 층(1100)은 외부 쉘(600) 및 제1 절연 층(800)과 동일한 재료이다. 이 제2 절연 층(1100)은 제1 및 제2 도전 층들(900, 1200) 사이에 삽입되고, 그리고 이 비-제한적인 실시예에서 두께는 대략 1/32 인치이다.

도 12는 제2 도전 층(1200)을 도시한다. 이 층(1200)은 양전하(positive charge)를 전도하고 원뿔형 리셉터클(1210)로 종단된다는 점을 제외하고는 제1 도전 층(900)과 동일한 재료이다. 이것은 "버드 본(bird bone)" 코어(1300)(도 13에 도시됨)의 쉘로 간주될 수 있지만, 제2 절연 층(1100)의 윤곽을 따르기 때문에 구별된다. 이 비-제한적인 실시예에서, 제2 도전 층(1200)은 대략 1/32 인치 두께이다.

도 13의 버드 본 섹션(1300)은 또한 제1 및 제2 도전 층들(900, 1200)과 동일한 재료이고 그리고 양전하를 운반한다. 이 코어(1300)의 형상은 경량이며 기류를 허용하면서 약간의 구조적 보강을 제공하기 위해 버드 본과 같이 중공(hollow)이며 유기적일 수 있다.

도 14는 단부도에서 프레임 층들의 대안의 횡단면을 도시한다. 중심(1400)에서 시작하여, "버드 본"(1300)은 양전하를 띠고, 제2 도전 층(1200)(양전하), 그 다음에 제2 절연 층(1100), 그 다음에 제1 도전 층(900)(음전하), 그 다음에 제1 절연 층(800) 그리고 마지막으로 외부에 쉘(600)이 중심(1400)을 둘러싸고 있다. 포스트 슬롯들(510)은 이미지의 상단에 도시된다. (이 예에서, 제2 절연 층(1100)은 예를 들어 제한된 공간으로 인해 연속적이지 않음에 유의한다).

도 15는 코너들에 개방된 직사각형 슬롯들(550)을 갖는 수형-A-도전성 프레임(400)의 잘려진 도면을 도시한다. 이들 슬롯들은 패널 섹션들이 연결될 때 패널 섹션들 사이에서 저압 가스의 흐름을 허용하기 위해 도전성 "버드 본" 코어(1300)의 개구들이다. 도 16은 제1 도전 층(900)을 위한 커넥터 탭들(560)의 분리된 도면을 도시한다. 이 층과 이들 탭들의 외부 경계는 제1 절연 층(800)이다. 도 17은 제2 도전 층(1200)을 위한 커넥터 탭들(570)의 분리된 도면을 도시한다. 이 층과 이들 탭들의 외부 경계는 제2 절연 층(1100)이다.

도 18은 진공 성형된 탄소 섬유 시트(200) 상에서 제위치에 있는 수형-A-도전성 프레임(400)을 도시한다. 도 19는 진공 성형된 탄소 섬유 시트(200)의 제1 층으로 절단된 3 개의 "키홀" 슬롯들(1500)의 한 세트를 도시한다. 도 20은 "키홀" 슬롯들(1500)의 프로파일들의 상세를 도시한다. 각각의 슬롯(1500)의 좁은 섹션은 태양광 패널(1800)이 제위치에 놓일 때 태양광 패널(1800)의 후면에 포스트(1810)의 숄더를 유지한다. 각각의 피라미드 형상 보스에 대해 4 개의 슬롯들(1500)의 세트들이 있고 각각의 탄소 섬유 하우징에 대해 총 4 개의 피라미드 형상 보스들이 존재한다. 도 21은 프레임(400) 주위 및 그 자체의 상단을 감싸도록 준비하는 탄소 섬유 시트(200)의 외부 에지들을 도시한다. 도 22는 클램프 고정구(clamp fixture)(1600)를 위한 간극(clearance)을 허용하기 위해 하우징의 "풋프린트"(110)를 노출시키는, 잡아당겨진 탄소 섬유 시트(200)의 외부 에지들을 도시한다.

도 23은 긴 대각선 코너(이 도면에서 반대편 코너는 가려짐)에서 탄소 섬유 시트(200)로 절단되는 2 개의 환기구들(1700)을 도시한다. 이러한 절단들은 개방된 직사각형 슬롯들(550), 커넥터 탭들(560 및 570)을 위한 간극을 허용하기 위한 것이다. 도 24는 환기구들(1700)의 상세를 도시한다.

도 25는 클램프 베이스(1610)를 소개하고, 도 26은 4 개의 미끄럼 작동 슬라이드들(1620)을 소개하며, 도 27은 클램프 베이스(1610) 상에 위치결정된 미끄럼 작동 슬라이드들(1620)을 도시한다.

도 28은 클램프 베이스(1610) 상에서 제 위치에 있는 인라인 클램프들(1630)을 도시한다. 도 29는 인라인 클램프 하드웨어(1640)를 소개한다. 4 개의 클램프 중 하나는 이미 제자리에 있는 하드웨어를 갖는다. 도 30은 핸들들이 아래로 열려있는 상태로 제위치에 있는 클램프 고정구(1600)를 도시한다.

도 31은 핸들들이 위로 올라가 슬라이드 동작 슬라이드들(1620)에 대해 닫히는 인라인 클램프들(1630)을 도시한다. 도 32는 수형-A-도전성 프레임(400) 상의 V자형 보스(520)로 탄소 섬유 시트(200)에 대한 클램핑 작용의 상세를 도시한다.

도 33은 탄소 섬유 시트(200) 및 V자형 보스(520)를 포함하는 클램핑 작용에 의해 영향을 받는 영역의 확대 상세도를 도시한다. 도 34는 탄소 섬유 시트(200)가 수형 도전성 프레임(400)의 상단을 감싸고 제2 층에서 그 자체로 되돌아가는 영역의 확대 상세도를 도시한다.

도 35는, 탄소 섬유 시트(200)가 자체적으로 완전히 감싸서 제2 층을 완성하는 것을 도시한다. 도 36은 탄소 섬유 시트(200)의 상단 층으로의(그러나, 제1 층으로는 해당되지 않음) 원형 절취부들(1650)을 도시한다. 이것은 접합될 잠금 포스트들(1660)을 위한 리세스를 생성하기 위한 것이다.

도 37은 잠금 포스트(1660)를 소개한다. 도 38은 잠금 포스트(1660)의 바닥측을 드러낸다. 이들 4 개의 면들(1670) 및/또는 원형 절취부들(1650)의 노출된 면들은, 포스트들(1660)을 접합하기 위해 거기에 적용된 아교접착제(glue)를 갖는다. 도 39는 제 위치에 있는 4 개의 모든 잠금 포스트들(1660)을 도시한다.

도 40은 포스트 슬롯들(510)을 노출하도록 트리밍된 랩(wrap)을 도시하고, 그리고 도 41은 볼 소켓 스냅 핏들(700)을 갖는 볼 소켓 보스들(540)을 노출하도록 트리밍된 랩을 도시한다.

도 42는 진공 성형된 탄소 섬유 시트(200)의 제2 층으로 절단된 3 개의 타원형 슬롯들(1820)의 하나의 세트를 도시한다. 도 43은 "키홀" 슬롯들(1500) 상단에 있는 타원형 슬롯들(1820)의 프로파일의 상세를 도시한다. 이들 슬롯들(1820)은 제1 층 상의 "키홀" 슬롯들(1500)과 정렬되고 태양광 패널(1800)이 제 위치에 놓일 때 태양광 패널(1800)의 후방에 있는 포스트(1810)의 헤드에 대한 정지부를 제공한다. 각각의 피라미드 보스(120)에 대해 4 개의 세트의 슬롯들(1820, 1500) 및 각각의 탄소 섬유 하우징에 대해 총 4 개의 피라미드 보스들(120)이 존재한다.

도 44는 완전한 수형 측벽(1900)(태양광 패널들 제외) 및 V자형 보스들(520)을 도시한다. 도 45는 V자형 홈들(530)을 도시하도록 배향된 수형 측벽(1900)(태양광 패널들 제외)을 도시한다.

도 46은 태양광 패널들(1800)을 삽입하기 전의 수형 측벽(1900)(태양광 패널들 제외)의 상단 측면(내부)을 도시한다.

도 47은 미끄러지는 면 그리고 인접한 면의 절개를 갖는 수형 측벽(1900)에 삽입되도록 준비된 단일 태양광 패널(1800)을 도시한다. 도 48은 도 47의 그러나 긴 대각선 에지(짧은 대각선 에지들을 양분하는 평면에 수직임)를 따르는 절개도를 도시한다. 도 49는 도 48에서와 동일한 절개도를 갖는 수형 측벽(1900)에 제자리에 있는 단일 태양광 패널(1800)을 도시한다.

도 50은 "열쇠 통로(key way)" 슬롯(1500)의 넓은 섹션에 삽입된 하나의 포스트(1810) 및 타원형 슬롯(1820)의 일 단부에 놓여지는 그 숄더부를 갖는 2 개의 태양광 패널 포스트들(1810)의 절단면의 잘려진 상세를 도시한다. 도 51은 "열쇠 통로" 슬롯(1500)의 좁은 섹션의 상단에 그 숄더부가 있는 상태에서 제 위치에 잠금되고 타원형 슬롯(1820)의 반대쪽 단부에 대해 밀려지는 태양광 패널 포스트(1810)를 도시한다. 도 52는 제 위치에 잠금된 태양광 패널(1800)의 후면에 있는 보강 탭(1830)뿐만 아니라 둘 모두의 포스트들(1810)의 상세를 도시한다.

도 53은 상대 위치에 있는 4 개의 태양광 패널들(1800)의 모듈(2000)을 도시하고, 도 54는 수형 측벽(1900)에서 제자리에 잠금된 태양광 패널 모듈(2000)을 도시한다.

도 55는 태양광 패널 모듈(2000)을 결합하고 이를 제1 도전 층(900) 및 제2 도전 층(1200)에 연결하는데 사용되는 연결 랙(2100)을 도시한다. 이들 랙들(2100)은 노출된 와이어들을 제거하고 손상될 경우 쉽게 교체할 수 있기 때문에 유용하다. 개별 랙들(2100)은 병렬로 배열되기 때문에, 개별 랙들(2100)은 전류 흐름을 방해하지 않고 교체될 수 있다.

도 56a는 연결 랙(2100)의 절개도를 도시한다. 이는 연결 랙 본체(2110), 태양광 랙 양극 서킷(2120), 태양광 랙 음극 서킷(2130), 양극 리드(2160) 및 음극 리드(2170)를 도시한다. 도 56b는 명확성을 위해 추출된 서킷들의 2 개의 도면들을 도시한다. 이들은, 좌측 도면에서 태양광 랙 양극 서킷(2120) 및 양극 리드(2160), 그리고 우측 도면에서 태양광 랙 음극 서킷(2130) 및 음극 리드(2170)이다.

비-제한적인 일 예에서, 연결 랙(2100)은 열가소성 본체가 오버 몰딩된 금속 도전성 서킷들(2120, 2130)로 구성될 것이다. 다른 비-제한적인 예에서, 구성요소들은 이중 압출기 헤드들로 3D 인쇄될 수 있다. 이 프로세스에서, 본체(2110)는 절연성 열가소성 수지를 사용하여 인쇄되는 반면, 제2 재료는 아마도 수형 도전성 프레임(400)과 유사한 그래핀 주입 열가소성 수지를 사용하여 도전성 서킷들(2120, 2130)을 만들 것이다. 추가의 비-제한적인 예에서, 본체(2110)는 3D 인쇄되거나 섹션들로 성형되고 그리고 도전성 와이어에 고정된다.

도 57은 수형 측벽(1900)을 결합하도록 배향된 연결 랙(2100)을 도시한다. 도 58은 수형 측벽(1900)과 함께 제자리에 잠금된 연결 랙(2100)을 도시한다. 도 59는 연결 랙(2100)에 있는 8 개의 멈춤쇠 소켓들(2190) 중 하나의 절개 상세도를 도시한다. 멈춤쇠 소켓들(2190)은 태양광 패널 포스트(1810) 상에 도전성 리드의 구근형 팁(bulbous tip)을 유지하는데 사용된다. 이 이미지에서, 태양광 패널(1800) 및 그 포스트(1810)는 멈춤쇠 소켓(2190)의 공동을 드러내기 위해 숨겨져 있다.

도 60은 상세 절개도(도 59와 유사함)를 도시하며, 여기서는 태양광 패널 포스트(1810)가 멈춤쇠 소켓(2130)에 잠금될 때 태양광 패널 포스트(1810) 상의 도전성 리드의 구근형 팁이 노출된다.

도 61은 연결 랙(2100)의 절개도를 도시한다. 하단에는, 볼 소켓 스냅 핏들(700)(도 7 참조)로 들어가는 볼 조인트들(2150)의 상세가 있다. 이러한 스냅 핏들(700)은 태양광 랙 양극 서킷(2120)의 노출된 양극 리드(2160) 뿐만아니라 태양광 랙 음극 서킷(2130)의 노출된 음극 리드(2170)를 수납한다.

도 62는 볼 소켓 스냅 핏들(700)(연결 랙(2100)이 숨겨져 있음) 및 태양광 패널 포스트들(1810)이 노출된 횡단면의 상세를 도시한다.

도 63은 (도 60과 유사한) 도면을 도시하지만, 볼 스냅 핏들(700)에 잠금된 볼 조인트들(2150)을 드러내고 그리고 연결 랙(2100)의 절개부가 제자리에 태양광 패널 포스트(1810)를 노출시킨다.

도 64는 태양광 패널 섹션의 뒷면을 완성하기 위해 나머지 3 개의 연결 랙들(2100)을 소개한다. 도 65는 제자리에 잠금된 4 개의 연결 랙들(2100)을 모두 도시한다.

도 66은 분리되어 제자리에 잠금될 준비가 된 4 개의 태양광 패널들(2000)의 제2 모듈을 도시한다. 도 67은 제자리에 잠금된 4 개의 태양광 패널들(2000)의 제2 모듈을 보여준다. 도 68은 노출된 태양광 패널들 측면으로부터 수형 태양광 패널 섹션(2300)의 완성된 조립체를 도시한다.

도 69는 태양광 패널(1800) 및 투명 케이싱(1840)(이는 도 70에 도시 됨)의 상세 영역을 도시한다. 이 케이싱은 패널(1800)의 외부 표면에 물결 패턴이 있는 굴절 단차들(wave patterned, refraction steps)로 구성된다. 비-제한적인 일 실시예에서, 광전지(PV) 태양광 패널(1800) 상의 셀들(cells)은 각각 다른 재료가 할당된 다중 압출기 헤드들로 3D 인쇄된다. 제1 압출기는 절연성 뒷면을 인쇄한다. 제2 압출기는 도전성 잉크를 사용하여 하단 양극 셀 층의 도전성 경로를 인쇄한다. 제3 압출기는 양극으로 "도핑된" 반-도전성 층을 인쇄하고 그리고 제4 압출기는 음극으로 도핑된 반-도전성 층을 인쇄한다. 제2 압출기는 재도입될 수 있으며 상단 음극 층에 대한 도전성 경로를 인쇄한다.

다양한 레벨의 빌드에서, 하나의 비-제한적인 실시예에서, 인쇄는 컴포넌트들을 삽입하기 위해 중지되고, 재시작되고 그리고 그 다음에 집적 회로 또는 IC로 결합되는 부품들을 캡슐화한다. 이 IC는 전류의 역류를 방지하고 개별 셀이 손상된 경우에 연속적인 전기를 허용하기 위해 병렬로 바이패스 및 차단 다이오드들로 구성된 접합부 박스(junction box)일 수 있다. 다른 비-제한적인 실시예에서, 전체 IC 서브 조립체는 셀들이 인쇄되는 것과 동일한 방식으로 각각 별도의 재료를 사용하는 다중 압출기 헤드들을 사용하여 한 번에 3D 인쇄될 수 있다.

도 70은 도 69에서 참조된 바와 같이, 패널의 케이싱에 있는 물결 패턴화된 투명한 굴절 단차들(1840)의 과장된 상세를 도시한다. 이러한 단차들은 햇빛에 노출되는 표면적을 증가시킨다. 비-제한적인 일 실시예에서, 이 케이싱은 광학 품질 중합체를 사용하여 사출 성형된 구성요소로 생산된 다음 연마된다. 그 다음에, 에지들은 셀의 상단 층에 접착되고 그리고 태양광 패널(1800)을 완성한다. 다른 비-제한적인 실시예에서, 케이싱은 SLA(Stereolithograhy)와 같은 상이한 프로세스를 사용하여 3D 인쇄된 다음 연마되어 굴절 단차들(1840)을 개선한다.

도 71은 연결 랙 쪽의 암형-B-벽 섹션(2400)을 도시한다. 도 72는 결합된 암형 커넥터 단부들(2410)의 상세를 도시한다. 도 73은 암형 제1 도전 층(2430)의 커넥터 단부들의 상세를 도시한다. (암형 제1 절연 층이 가려짐).

도 74는 암형 제2 절연 층(2440) 및 그 오른쪽에 강화된 연결 피복(connective sheath)(2450)의 상세를 도시한다. 도 75는 커넥터 단부의 암형 제2 도전 층(2460)의 상세를 도시한다.

도 76은 암형 제1 도전 층(2430)의 분리된 커넥터 단부들의 상세를 도시한다. 도 77은 분리된 암형 제2 절연 층(2440) 및 그 오른쪽에 강화된 연결 피복(2450)의 상세를 도시한다. 도 78은 암형 제2 도전 층(2460)의 분리된 커넥터 단부들의 상세를 도시한다.

도 79는 커넥터측으로부터 상대 위치에 있는 수형-A-벽 섹션들(2300) 및 암형-B-벽 섹션들(2400)을 도시한다.

도 80a는 -A-수형 커넥터 단부들(550, 560 및 570으로 결합됨), -B-암형 커넥터 단부들(2410), 정합 코너들에서 절취 환기구들(1700), V자형 보스들(520), V자형 홈들(530) 및 O-링 홈(580)의 상세를 도시한다.

도 80b는 O-링 홈(580)의 확대도를 도시한다. 이는, 벽 섹션들을 함께 밀봉하고 습기가 양쪽으로 침투하는 것을 방지하는 데 사용된다. 홈 표면들은 시일(seal)을 강화하기 위해 아교접착제로 코팅될 수 있다. 도 80c는 O-링 홈(580) 및 O-링(590)을 노출시키는 코너의 횡단면을 도시한다.

도 81은 커넥터측면도에서 모듈형 어레이(2500)에 제자리에 잠금된 수형-A-벽 섹션(2300) 및 암형-B-벽 섹션(2400)을 도시한다. 도 82는 커넥터측면도(여기서는 밑면에 수직)에서 모듈형 어레이(2500)에 제자리에 잠금된 수형-A-벽 섹션(2300) 및 암형-B-벽 섹션(2400)의 대안의 도면을 도시한다.

도 83은 포스트 슬롯(510)을 형성하는 -A- 및 -B-섹션들(2510)의 접합부의 잘려진 상세를 도시한다. 도 84는 -A- 및 -B-섹션들(2510)의 측면으로 분해된 접합부의 잘려진 상세를 도시한다.

도 85는 모듈형 어레이(2500)를 결합하도록 배향된 지지 벽 섹션으로부터 잠금 포스트(1660)를 갖는 측면으로 분해된 -A- 및 -B- 접합부(2510)의 절개 다이아메트릭 도면을 도시한다. 도 86은 짧은 대각선 에지들을 양분하는 평면에 수직인 도 85의 조립체의 대안의 도면을 도시한다. 도 87은 함께 결합된 -A- 및 -B- 접합부(2510)를 도시한다. 잠금 포스트(1660)는 포스트 슬롯(510)에 삽입되고 지지 벽 섹션을 모듈형 어레이(2500)에 결합하도록 배향된다. 도 88은 짧은 대각선 에지들을 양분하는 평면에 수직인 단면도로부터 포스트 슬롯(510)에 고정된 잠금 포스트(1660)를 도시하고, 그리고 도 89는 도 88의 배향으로부터 90° 회전된 단면도를 도시한다.

도 90은 태양광 패널 측면에서 모듈형 어레이(2500)를 도시한다.

도 91은 모듈형 어레이(2500) 및 지지 벽 섹션의 측면도를 도시한다. 이 비-제한적인 실시예에서, 이 지지 벽은 커패시터 벽 섹션(2900)이 되어야 한다. 도 92는 커패시터 벽 섹션(2900)이 제 위치에 있는 모듈형 어레이(2500)의 긴 대각선을 따른 측단면도를 도시한다.

연이은 벽 섹션들(이를 테면, 모듈형 어레이(2500) 및 커패시터 벽 섹션(2900))이 멀리 미끄러지는 것을 방지하기 위해, 자기 고정 포스트(3000)가 사용된다. 이들 포스트들(3000)의 본체(3010)는 열가소성수지로 만들어지고 그리고 이에 접합되는 희토류 NdFeB 잠금 자석(3020)을 갖는다.

도 93a는 자기 고정 포스트(3000)의 본체(3010)를 도시한다. 도 93b는 자기 고정 포스트(3000)의 분해도를 도시한다. 상단에는 자기 고정 포스트(3000)의 본체(3010)가 있고 하단에는 희토류 NdFeB 잠금 자석(3020)이 있다. 도 93c는 희토류 NdFeB 잠금 자석(3020)이 접합되고 그리고 그의 남극(3030)이 외측방을 향하는 상태로 조립되는 자기 고정 포스트(3000)를 도시한다. 도 93d는 직사각형 관통 구멍(3050)이 명확하게 보이는 자기 고정 포스트(3000)를 도시한다.

도 94는 자기 고정 포스트(3000)가 보이고 그리고 조립할 준비가 된 도 92와 유사한 도면을 도시한다.

도 95a는 자기 삽입 도구(3040)를 도시한다. 도구 본체는 자기 고정 포스트(3000)가 흔들리는 것을 방지하고 그리고 포스트의 본체(3010)의 직사각형 관통 구멍(3050)으로 미끄러지는 것을 방지하기 위해 직사각형 프로파일을 갖는다. 도구(3040)는 또한 포스트(3000)가 삽입될 때 후방으로 미끄러지는 것을 방지하기 위해 일 단부를 향해 숄더 스톱(shoulder stop)(3060)을 갖는다. 도 95b는 자기 삽입 도구(3040)의 숄더 스톱(3060)에 대해 제위치로 미끄러진 자기 고정 포스트(3000)를 도시하고, 도 95c는 잠금 자석(3020)의 남극(3030)을 노출시키는 자기 삽입 도구(3040) 상의 자기 고정 포스트(3000)의 밑면을 도시한다.

도 96은 -A- 및 -B- 접합부(2510)의 단면 및 삽입될 준비가 된 자기 고정 포스트(3000)가 로딩된 삽입 도구(3040)의 잘려진 도면을 도시한다.

도 97은 작은 강 유지 디스크(3070)의 도입이 포스트 슬롯(510)의 강 리 세스(3080)에 자석을 유지하는데 사용되는 상태로, 도 96과 유사한 도면을 도시한다. 도 98은 강 리세스(3080)에 접합된 작은 강 유지 디스크(3070)를 도시한다. 도 99는 잠금 자석(3020)의 남극(3030)이 작은 강 유지 디스크(3070)에 자기적으로 고정된 상태로 제자리에 잠금된 자기 고정 포스트(3000)를 도시한다.

도 100은 구조적 샘플 지지대(여기서는, 커패시터 벽 섹션(2900))로 잠금된 모듈형 어레이(2500)를 도시한다.

도 101은 완전한 (수형) 커패시터 벽 섹션(2900)을 보여준다. 여기에 도시된 커패시터 랙(3200)은 도 111에 설명되어 있다.

리튬-이온 배터리들은 화학 반응을 통해 전기를 충전 및 방전한다.

커패시터들은 셀 내에서 정전기를 통해 에너지를 저장한다. 이 비-제한적인 실시예에서, 피라미드 벽 시스템을 통해 수집된 태양광 에너지는 도 102 내지 도 109에 상세히 도시된 바와 같이 피라미드형 커패시터 셀들(3100)에 저장될 것이다. "슈퍼 커패시터들", "울트라 커패시터들" 또는 "이중 층 커패시터들"이라 하는 이러한 셀들은 특히 배터리 기술을 보완하는 데 적합하다.

이러한 "슈퍼 커패시터들"은: 20 년의 수명 기간, 더 가벼운 중량, 98 % 효율, 백만 사이클 초과하는 충전/방전 능력, 무독성 재료들의 사용, 과열 방지 및 -40°C까지 작동하는 능력을 포함하는 배터리들에 대한 다수의 이점들을 갖는다. 그러나, 기존의 슈퍼 커패시터들은 단지 몇 초 내지 몇 분의 일부 범위에 걸쳐 방전될 수 있으며, 이는 지속적인 전력이 필요한 적용분야들에는 적합하지 않게 한다. 이들은 양립가능한 리튬 이온 배터리들보다 대략 20 배 더 비싸고 약 1/3의 저장 용량을 가지고 있다. 이 저장 용량은 커패시터의 전극들의 표면적과 직접적으로 관련된다. 이에 따라, 전극들은 초전도 재료(superconductive material)로 다양한 조밀한 패턴들로 인쇄된다.

비-제한적인 일 실시예에서, 커패시터 셀들(3100)은 허니콤 격자의 층들으로 형성되고 그리고 도전성 열가소성 수지의 베이스 재료로 형성된 전극들을 가질 것이다. 그 다음에, 이는 그래핀 또는 동등한 나노 입자들로 코팅되어 표면적을 증가시키고 그리고 초전도 겔 전해질(superconductive gel electrolyte)이 층들 사이에 도입된다. 이 증가된 표면적은 저장 용량을 증가시킨다. 또한, 겔 전해질은 에너지 밀도를 증가시켜 배터리들의 방전 시간과 일치하도록 방전 시간을 연장한다.

기존 배터리들은 에너지 밀도가 높아 몇시간 동안 전력이 필요한 적용분야들에 이들이 사용되는 것을 허용한다. 그러나, 이들은 또한 충전하는 데 몇 시간이 걸릴 수 있다. 슈퍼 커패시터들은 전력 밀도가 높으며, 슈퍼 커패시터들이 몇 초 내지 몇 분의 분율로 충전 및 방전할 수 있다는 것을 의미한다. 이는 정전(blackout) 동안 및/또는 대량(열차의 회생 제동)으로 데이터 충돌들을 방지하기 위해 전력이 빠르게(마이크로 초에서 몇 분) 요구될 때 유용하다. 배터리들은 종종, 장기간 방전이 필요한 적용분야들에 사용되지만, 시간이 지남에 따라(수천 번의 충전/방전 주기로 제한됨), 특히 과부하(heavy load) 상태에서 현저하게 저하된다. 부하 스파이크들을 슈퍼 커패시터로 전환함으로써 배터리 수명을 연장할 수 있다. 다른 비-제한적인 실시예에서, 리튬 이온 배터리들은 커패시터들과 번갈아가면서 피라미드 셀들이 도입될 수 있다.

도 102는 커패시터 셀(3100)의 캐소드 접점 측을 도시한다. 이들 셀들(3100) 중 4 개는 커패시터 벽 섹션(2900)에 배치될 수 있다.

도 103a는 커패시터 셀(3100)의 애노드 접점 측을 도시한다. 다음이 도시되어 있다: 커패시터 절연 커버(3110), 2 개의 애노드 도전성 포스트들(3130), 커패시터 셀 케이싱(3160)으로부터 돌출되어 커패시터 랙(3200)(도 110 참조)에 잠금되는 4 개의 구근형 보스들(3165) 중 하나, 2 개의 캐소드 도전성 포스트들(3170) 중 하나, 2 개의 커패시터 커버 핸들들(3180) 및 LED 소켓(3190). 커패시터 핸들들(3180)은 손상된 셀을 제거하는 데 사용될 수 있으며, 그 상태는 LED 소켓(3190)으로 이어지는 핸들들(3180) 중 하나의 포트 구멍(port hole)을 통해 LED를 관찰함으로써 결정될 수 있다. 도 103b는 하나 이상의 구근형 보스(3165)를 포함하는 도 103a와 동일한 특징들을 강조하고 후속 도면들에서 섹션화면화되도록 회전된 커패시터 셀(3200)을 도시한다.

도 104a는 허니콤 애노드(3120), LED(3105) 및 캐소드 LED 채널(3125)을 드러내도록 섹션화된 절연 커버(3110)를 도시한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 이 채널(3125)은 절연된 열가소성 수지로 LED 리드를 오버 몰딩하는 절연 커버(3110)에 의해 제조된다. 다른 비-제한적인 실시예에서, 절연 커버(3110)는 유사한 재료로 3D 인쇄되고, 인쇄가 일시 중지되고, 와이어가 삽입되며 그리고 프로세스가 재개된다. 다른 비-제한적인 실시예에서, 채널(3125)은 중공이고 그래핀 또는 다른 도전성 나노 입자 재료로 코팅(또는 인쇄)된다.

도 104b는 도 104a의 잘려진 상세도이며, 그리고 LED(3105), 캐소드 LED 채널(3125) 및 허니콤 캐소드(3150)의 에지 근처에서 돌출하고 캐소드 LED 채널(3125)에 연결되는 캐소드 채널 보스(3145)를 강조한다. 허니콤 캐소드(3150)는 도 107a 내지 도 107f에 도시되어 있다.

도 104c 절연 커버(3110), 허니콤 애노드(3120) 및 LED(3105)가 제거된 상태로 커패시터 셀(3100)의 분해도를 도시한다. 커패시터 셀 케이싱(3160) 및 허니콤 캐소드(3150)가 제자리에 있다.

도 104d는 절연 커버(3110) 및 허니콤 애노드(3120)의 단면의 잘려진 상세 영역을 도시한다. 섹션화된 영역은 LED(3105), 캐소드 LED 채널(3125) 및 LED(3105)의 포지티브 리드를 수납하기 위해 허니콤 애노드(3120)로 형성된 LED 접점 공동(3115)을 노출시킨다.

도 104e는 애노드 도전성 포스트 들(3130)이 커패시터 커버 홀들(3140)(도 105a에 도시됨)을 통해 보이는 상태로, 허니콤 애노드(3120)와 함께 연결된 절연 커버(3110)를 도시한다.

도 105a는 애노드 도전성 포스트들(3130) 및 커패시터 커버 홀들(3140)이 강조된 상태로 허니콤 애노드(3120)로부터 분리된 절연 커버(3110)를 도시한다. 도 105b는 허니콤 애노드(3120)와 함께 결합된 절연 커버(3110)의 뒷면을 도시한다. 이러한 2 개의 구성요소들(3110, 3120)은 도 105d 내지 도 105f에 자세히 설명된 바와 같이 함께 고정된다. 도 105c는 LED(3105) 및 캐소드 LED 채널(3125)을 드러내는, 도 105b의 단면도이다.

도 105d는 절연 커버(3110) 상에 테이퍼형 커버 보스들(3195)을 드러내는 도 105b의 단면도이다. 이들 보스들(3195)은 애노드(3120)를 고정하고 애노드(3120)가 허니콤 공간들의 내부에 압입(press fitting)함으로써 캐소드(3150)와 접촉하는 것을 방지한다. 도 105e는 하나의 덮혀진 보스(3195) 및 그 축에 수직인 캐소드 LED 채널(3125)의 단면도를 보여주는 도 105d의 잘려진 상세도이다.

도 105f는 절연 커버(3110) 상의 테이퍼형 커버 보스들(3195)로부터 분리된 허니콤 애노드(3120)를 도시한다. 또한, 함께 접합될 때 커패시터 셀 케이싱(3160) 상에 탭들(3185)(도 107a에 도시됨)을 유지하는 데 사용되는 커버(3110)의 탭 슬롯들(3175)이 도시되어 있다. 도 105g는 도 105f와 유사하며 분해도에서 LED(3105)의 추가를 도시한다. 도 106은 표시기 LED(3105)의 확대도를 도시한다.

도 107a는 절연 커버(3110) 상의 탭 슬롯들(3175)에 삽입될 케이싱 탭들(3185) 뿐만 아니라 커패시터 셀 케이싱(3160) 및 허니콤 캐소드(3150)를 함께 도시한다. 케이싱(3160)의 피라미드 형상은 태양광 패널 모듈(2000)과 동일한 3D "풋프린트"를 갖고 있어 이러한 2 개의 유형의 벽 섹션들 사이에 일관된 모듈형 설계를 허용한다.

도 107b는 (2 개중) 하나의 캐소드 도전성 포스트(3170) 뿐만 아니라 이들 포스트들(3170) 및 2 개의 구근형 보스들(3165)을 위한 2 개의 케이싱 홀(3135)이 보이는 상태로, 분리되어 있는 커패시터 셀 케이싱(3160) 및 허니콤 캐소드(3150)를 도시한다. 이들 보스들(3165)은 태양광 패널(1800) 상의 도전성 팁(1810)과 동일한 형상을 갖는데; 보스들(3165)은 커패시터 랙(3200)을 고정하고 전류를 전달하지 않는 잠금 특징부를 제공한다. 도 107c는 캐소드 도전성 포스트(3170)의 잘려진 상세도를 도시한다.

도 107d는 섹션화된 절연 커버(3110)를 갖는 조립된 커패시터 셀(3100)을 도시한다. 애노드(3120), 캐소드(3150)의 외부 에지, 셀 케이싱(3160), 캐소드 LED 채널(3125), LED(3105) 및 채널(3125)의 단부에 연결하기 위한 캐소드 채널 보스(3145)가 강조된다.

도 107e는 캐소드 LED 채널(3125) 및 캐소드 채널 보스(3145)를 강조하는 도 107d의 잘려진 상세도를 도시한다. 도 107f는 도 107e와 유사하며, 캐소드 채널 보스(3145)를 도시하기 위해 절연된 커버(3110)가 약간 상승된다.

도 108a는 절연 커버(3110)가 탭 슬롯들(3175)에 걸쳐 섹션화되고 케이싱 탭(3185)보다 약간 위로 올라와 제자리에 접합되기 전에 그 배향을 도시하는 상태로, 커패시터 셀(3100)의 상단의 잘려진 상세도를 도시한다. 도 108b는 도 108a와 유사한 도면을 도시하며, 절연 커버(3110)는 상대적인 위치에서 탭 슬롯(3175) 및 케이싱 탭(3185)이 제자리에 접합된다.

도 109는 커패시터 셀 케이싱(3160), 허니콤 캐소드(3150), 허니콤 애노드(3120), 표시자 LED(3105) 및 커패시터 절연 커버(3110)를 포함하는 커패시터 셀(3100)의 구성요소들의 분해도를 도시한다.

도 110은 완전한(수형) 커패시터 벽 섹션(2900)으로부터 제거된 커패시터 랙(3200)을 도시한다.

도 111은 분리된 커패시터 랙(3200)을 도시한다. 커패시터 랙(3200)은, 커패시터 셀 케이싱(3160)에서 구근형 보스들(3250)에 대해 멈춤쇠 스냅 끼워맞춤(detent snap fit)을 제공하는 역할을 하는 8 개 대신에 4 개의 보스들이 있다는 점을 제외하고는, 연결 랙(2100)과 유사한 구성을 갖는다. 도 112는 프레임에 대한 입력 리드(3210) 및 출력 리드(3220)를 갖는 커패시터 랙 서킷(3205)을 도시한다. 커패시터 랙 서킷(3205)은 커패시터 랙(3200) 내에서 구체화된다. 도 113은 캐소드에 대한 서킷 접점(3230)을 도시한다.

도 114는 서킷 접점(3230)이 제 위치에 있을 때 캐소드 연결 포스트(3170)의 팁 상의 해치를 도시한다. 도 115는, 캐소드 연결 포스트(3170)의 상세도 및 커패시터 셀 케이싱(3160)의 구근형 보스(3165)를 보여주는 커패시터 랙(3200)의 절단부를 도시한다. 커패시터 랙(3200)이 제자리에 있을 때, 캐소드 연결 포스트(3170)는 정렬되고 서킷 접점(3230)과 접촉하게 된다.

U자형, 3면 베이스(3410) 또는 그의 상단 커버(4400) 내의 전기 도관들(electrical conduits)은 태양광 패널 벽(3300)을 커패시터 벽(3500)과 연결할 수 있다. 이들 도관들은 커패시터들(3100)로부터 태양광 패널들(1800)까지의 전류의 역류(back-flow)를 방지하기 위해 바이패스 및 차단 다이오드들을 가질 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 멈춤쇠/스냅 핏 연결 방법들(도 61 내지 도 63에서 보이는 것과 유사함)은 베이스(3410) 및/또는 커버(4400)를 통해 벽 섹션들 사이의 전기적 연결을 제공한다. 이들은, 벽의 섹션이 손상될 경우에 연속적인 전기를 허용하기 위해 병렬로 연결될 수 있다. 추가의 비-제한적인 실시예에서, 패널들의 서브 섹션들로부터 전력을 끌어 오기 위해 플러그 아웃렛들(plug outlets)이 제공될 수 있다. 다른 비-제한적인 실시예에서, 벽당 단일 아웃렛이 사용된다.

도 116은 피라미드 벽 프레임(3400) 내의 태양광 패널 벽(3300)의 예를 도시한다. 섹션들을 측면으로 함께 유지하는 V자형 보스들(520) 및 홈들(530)에 추가하여, 벽(3300)의 면에 수직으로 힘이 가해질 때 붕괴를 방지하기 위해 연결 랙 측면에 수직인 이러한 V 조인트들을 통해 도웰 핀들(dowel pins)을 넣을 수 있다. 여기에 도시된 구성에서, 전체 모듈형 어레이(2500) 1 개, 수형 태양광 패널 섹션들(2300) 4 개, 암형 섹션들(오른쪽)(3700) 절반, 암형 섹션(왼쪽)(3800) 절반, 암형 섹션(상단)(3900) 절반 및 암형 섹션(하단)(4000) 절반이 존재한다.

도 117은 피라미드 벽 프레임(3400)의 뒷면을 도시한다. 여기서, 커패시터 벽(3500)은 모든 패널과 절반 섹션의 면을 덮는 커패시터 차폐부들(capacitor shields)(4300)로 태양광 패널 측면을 보완한다.

도 118은 피라미드 벽 프레임(3400)의 U자형, 3면 베이스(3410)를 도시한다. 도 119는, 누락된 쿼터 패널들에 대한 코스메틱 차폐부로서 프레임에 추가된 피라미드 프레임 코너들(3420)을 도시한다.

도 120은 프레임(3400)의 하단에 삽입된 2 개의 상단 절반 암형 섹션들(3900)을 도시한다. 도 121은 중앙에 추가된 하나의 수형측-A-벽 섹션(2900)과 그 양쪽에 2 개의 암형측-B-벽 섹션들(2400)을 도시한다. 도 122는 양쪽에 추가된, 절반의 암형 섹션들(오른쪽)(3700) 및 절반의 암형 섹션(왼쪽)(3800)을 도시한다. 도 123은 추가된 나머지 섹션을 도시한다: 2 개의 암형측-B-벽 섹션들(2400), 3 개의 수형측-A-벽 섹션들(2900) 및 2 개의 절반 암형 섹션들(하단)(4000).

도 124는 제자리에 있는 커패시터 벽(4100)을 도시한다. 도 125는 제자리에 놓일 준비가 된 프레임 커버(4200)를 도시한다.

도 126a는 제자리에 위치결정될 준비가 된 커패시터 차폐부(4300)를 도시한다. 도 126b는 표시기 LED(3105)들에서 정전 신호들을 보기 위해 투명한 창(4320)을 갖는 유지보수 핸들들(4310)을 도시한다. 도 127은 명확성을 위해 하나가 제거된 상태로 제자리에 있는 커패시터 차폐부들(4300)을 도시한다.

도 128은 커패시터 벽(4100)의 커넥터측을 노출하는 피라미드 벽 프레임(3400)의 반대 측을 도시한다. 도 129는 하단에 추가된 프레임 커버(4200)를 도시한다.

도 130은 조립체(4100)에 추가될 태양광 패널 벽(3300)을 도시한다. 도 131은 프레임에 추가될 피라미드 프레임 코너들(3420)을 도시한다. 도 132는 상단을 완성하고 피라미드 벽 프레임(3400)을 밀봉하기 위해 추가될 상단 커버(4400)를 도시한다.

피라미드 벽 시스템의 다양한 실시예들은 태양광 에너지를 수집하고 저장하는 요소를 포함하는 피라미드 형상의 공동들의 어레이를 사용한다. 이러한 피라미드들의 베이스는 정다각형 또는 불규칙 다각형일 수 있으며 그리고 측면들의 수에는 제한이 없다. 패널들 사이의 반사율은 패널들이 평탄하게 놓인 것처럼 동일한 전력 출력을 유지한다. 이는 표면적이 제한된 곳에 설치하는 것을 허용한다. 피라미드의 베이스에 대한 각각의 측면의 각도는 피라미드 벽 시스템에서 5° 내지 85° 범위일 수 있다.

다각형 베이스를 갖는 임의의 피라미드의 측면의 결합된 영역은 항상 베이스 영역보다 더 크다. 측면들과 베이스 사이의 각도가 커지거나 가파르면, 면적의 차이도 커진다. 그러나, 얕고 가파른 각진 피라미드들을 형성하도록 배열된 패널들 사이에는 장단점이 있다. 각도가 가파를수록, 풋프린트가 줄어들고 그리고 내부 반사율이 커지지만, 시스템이 추적에 더 민감해진다(최대 효율을 위해 오버헤드 광(overhead light)을 필요로함). 각도가 얕을수록, 풋프린트가 커지고 그리고 내부 반사율이 낮아 지지만, 시스템이 추적에 덜 민감해진다.

도 133은 마름모 또는 다이아몬드 형상의 베이스를 갖는 적당히 경사진 피라미드의 이미지들을 갖는다. 첫번째는 그의 측면 각도를 도시하는 단면도이다. 다음은 그의 베이스 또는 풋프린트의 영역이다. 하단에는 그의 측면 영역이 있다.

피라미드 벽 시스템은 도 133에 도시된 바와 같이 복합 각도를 형성하기 위해 마름모(다이아몬드) 형상의 베이스 및 측면들과 균형을 이룬 장단점을 갖는다. 이는 긴 대각선으로부터 수평까지 33.6°이다. 측면들(4520)에서 베이스(4500)까지 증가된 표면은 62.2 %이어서, 동일한 전력 출력을 유지하면서 풋프린트(4510)를 38 % 줄일 수 있게 된다. 이러한 감소된 풋프린트(4510)는 창문들, 굴뚝들, 환기구들 또는 배출구들과 같은 벽 또는 지붕 설계들에서 불규칙한 측면들, 각도들 또는 장애물들을 수용할 수 있다. 반대로, 피라미드 벽 시스템의 이 구성은 동일한 풋프린트(4510)를 커버하는 필적하는 평면 패널 시스템에 비해 62 %의 전력 증가를 허용할 것이다.

피라미드 벽 시스템은 도 133에 설명된 기하학적 형상으로 제한되지 않는다. 대안의 구성은 더 얕은 각도를 허용하는데; 도 134에 도시된 바와 같이 높이 제한들 또는 기타 기하학적 형상의 요구사항들이 존재하는 셋업들에 대해, 수평(4550)으로부터 5°만큼 낮다. 이 구성(4530)에서 풋프린트(4540)에 대한 표면적 증가는 미미하지만(1.4 %), 추적을 사용하지 않는다. 또한, 이는 기존의 패널 셋업들에 더 적합하다.

다른 구성들은 더 가파른 각도들을 허용하는데; 장착 표면적에 제한이 있는 셋업들에 대해, 수평(4580)으로부터 85°만큼 높다. 이 구성(4560)에서 풋프린트(4570)에 대한 표면적 증가는 도 135에 도시된 바와 같이 2,100 %이다. 이러한 날카로운 피라미드 구성들의 어레이들은, 풋프린트 영역이 매우 제한적이고 수직 공간이 문제가 되지 않으며 그리고 엄격하게 제어되는 추적 시스템이 제자리에 있는 곳에 적용될 수 있다.

이 시스템의 다른 비-제한적인 구성들에서는, 정사각형 베이스와 함께 더 가파른 측면 각도가 사용될 수 있으며, 149 %의 표면적 증가를 제공한다. 이러한 구성은 짧은 측면들이 피라미드의 개방 풋프린트에서 정사각형 형상의 둘레를 형성하는 상태로, 도 133에서와 동일한 삼각형 형상 패널들(4520)을 갖는다. 이러한 시스템은 추적에서 더 많은 이점을 얻을 수 있다.

추가의 비-제한적인 실시예들에서, 피라미드 측면들은 고르지 않을 수 있다. 햇빛에 대한 접근이 제한된 섹션들은 입사광을 가장 잘 포착하기 위해 연장 또는 축소된 길이의 측면들을 가질 수 있다. 어레이들은 크기가 동일하거나 동일하지 않은 역 피라미드들을 조합할 수 있다.

도 136은 2 개의 예들을 도시한다. 제1 실시예(4585)는 X- 축을 따라 대칭이지만, 측면들(4586 및 4587)은 동일하지 않은 표면적들을 갖는다. 다른 실시예(4590)는 Y- 축을 따라 대칭이지만, 측면들(4591 및 4592)은 동일하지 않은 표면적을 갖는다.

양자 모두의 실시예들(4585, 4590)은 풋프린트(4510)(또한, 도 133에 도시됨)의 동일한 면적 및 기하학적 형상을 가지며, 그리고 이들의 측면들(4586, 4587, 4591 및 4592) 사이에서 표면적의 필적하는 증가를 갖는다. 실시예(4585)는 59.8 %의 증가를 갖고, 실시예(4590)는 60.6 %의 증가를 갖는다. 비대칭은 단일 축으로 제한되지 않는데; 측면들은 X 및 Y 축을 따라 동일하지 않을 수 있다. 풋프린트의 기하학적 형상은 설정된 수의 측면들로 제한되지 않으며 측면 길이들도 동일하도록 제한되지 않는다.

역 피라미드들은 도 137에 도시된 바와 같이 건물 표면들에서 떨어진 자신의 측면들을 가지고 있어, 자연적인 기류(4595)가 셀들을 냉각시켜 열이 감소함에 따라 효율성을 증가시킨다.

내부 반사율(4596)은 도 137에서 개략도로서 도시된다. 패널들 간의 이러한 반사율은 동일하거나 유사한 전력 출력을 유지하면서 더 작은 풋프린트에 패널들이 배치되게 한다. 기하학적 형상의 배향을 보여주기 위해 구(sphere)가 상단 역 피라미드 공동에 추가되는데; 그것은 실제로 4 개의 역 피라미드들의 세트이다.

북부 기후에서, 패널들은 눈(snow)의 반사율을 활용하여 양쪽에 태양광 셀들을 가질 수 있다. 단일면 패널들도 전력 증가를 보여줄 수 있다. 해안 기후에서, 단면 및 양면 패널들은 물의 반사율을 활용할 수 있다. 피라미드 벽 시스템은 역 피라미드 "셀들" 또는 "모듈들"의 수에 의해 제한되지 않는다. 이는 하나만큼 작거나 무한대로 확장될 수 있다. 피라미드 벽 셀들 또는 모듈들은 확장 가능하다(scalable).

기존의 태양광 패널들은 피라미드 벽 시스템에 사용될 수 있지만, 이는 기존의 광전(photovoltaic) 기술이나 재료들에 제한되지 않는다. 패널들은 다양한 방식들로 역 피라미드 공간들에 도입될 수 있다. 일부 비-제한적인 실시예들에서:

ㆍ 태양광 패널들은 평탄하게 그리고 힌지 결합식으로 조립되어 피라미드들의 내측면들에 교차 형상의 패턴을 접합하거나 스냅 결합맞춤으로 만들 수 있다.

ㆍ 태양광 패널들은 유연하고 교차 형상의 평탄한 패턴으로 형성되고 피라미드 형상으로 "4D"로 접혀서 피라미드들의 내측면들에 접착되거나 끼워맞춤될 수 있다.

ㆍ 유연한 태양광 패널들은 교차 형상의 평탄한 패턴이고 피라미드 형상으로 "4D"로 접힐 수 있다.

ㆍ 태양광 패널들은 단일면 또는 양면일 수 있으며 그리고 기존 제조 방법들 또는 3D 인쇄로도 공지된 적층 가공(additive manufacturing)을 통해 제조될 수 있다. 태양광 패널들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 이는 SLA 수지를 산소 및 UV 광으로 경화하여 인쇄 속도를 25 배 내지 100 배까지 증가시키는 공정을 포함할 수 있다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다. 태양광 패널들은 가시 스펙트럼에서 투명하고 페로브스카이트 또는 유기 염들과 같은 무기 재료들로 제조될 수 있다. 태양광 패널들은 그래핀 또는 동등한 초전도 재료를 사용하여 투명한 나노 와이어들을 생성하여 에지들 전체와 에지들을 따라 투명한 접점들을 형성할 수 있다. 태양광 패널들은 불투명할 수 있는 기존의 전기 접점들을 코팅하기 위해 그래핀 또는 동등한 초전도 재료를 사용할 수 있다. 후자의 경우, 패널 전체의 접점 패턴 밀도 및 에지들을 따른 커버리지가 영향을 받을 수 있다. 패널 접점들은 접촉 표면적 및 효율성을 증가시키기 위해 허니콤 형상(이로 제한되지 않음)과 같은 조밀한 기하학적 패턴으로 배열될 수 있다. 패널들 및 그 접점들은 화학적 에칭, 레이저 에칭을 통해, 다른 종래의 제조 방법들로, 도전성 재료로 3D 인쇄 또는 이들의 임의의 조합을 통해 제조될 수 있다. 태양광 패널들은 중앙 위치를 통과하는 도전성 경로를 허용하는 장착 포스트에 고정될 수 있다. 장착 포스트 배선 층들은 내장된/오버 몰딩된 와이어들을 포함될 수 있다. 장착 포스트 배선 층들은 배선 층들을 생성하기 위해 리드들이 삽입된 상태로 성형되고, 기계 가공 또는 3D 인쇄된 채널들 또는 도관들을 수납할 수 있다. 층들은 3D 인쇄된 도전성 리드들을 가질 수 있다. 장착 포스트들의 채널들 또는 도관들은 도전성 재료 또는 그래핀 또는 등가물과 같은 초도전성 재료로 분무되거나 전기 도금될 수 있다. 이들은 도전성 또는 초도전성 젤로 코팅될 수 있다.

ㆍ 배선 층들은 본원에 설명된 임의의 조합으로 제조될 수 있으며 그리고 다수의 세트들의 패널들에 대해 적층될 수 있다. 장착 포스트 본체는 슬롯들을 추가하여 확장되어 다수의 패널 어레이들의 적층을 허용할 수 있다. 가시광(또는 특정 파장들)에 대해 투명한 패널들은 피라미드 공간 내에 적층될 수 있으며, 각각의 층은 지정된 범위의 파장들을 흡수하도록 위치결정된다. 패널 층들은 평탄하고 서로 평행하거나 평탄하고 서로 독립적으로 배향되고/각지고/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 임의의 기하학적 또는 비 기하학적 형상을 형성하기 위해 만곡될 수 있다. 패널 층들은 동심원으로 안착되거나 또는 서로 독립적으로 배향/경사/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 장미의 꽃잎들(petals of a rose)처럼 엇갈리고 오프셋될 수 있다. 패널들이 불투명한 에지 접점들을 갖는다면, 패널들은 측면들을 따라 부분적으로만 확장되고 그리고 아래 패널들을 가리지 않도록 상단을 회피할 수 있다. 그렇지 않으면, 패널의 둘레를 따라 투명 접점들이 사용될 수 있다.

ㆍ 패널들은 기존의 단순 렌즈, 렌티큘러 렌즈 또는 프레넬 렌즈의 임의의 유형과 같은 기능을 하는 투명한 외부 표면을 가질 수 있다. 이러한 렌즈들은 다양한 형상들을 가질 수 있으며 그리고 포커싱, 디포커싱 및 빛의 방향 전환을 포함한 다양한 목적들을 가질 수 있다. 도 69는 물결 형상의 태양광 패널(1800)을 도시한다. 도 69는 또한 이 패널(1840)의 샘플 영역을 강조한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 도 70은 이 샘플링된 영역을 자세히 설명하고 그리고 구배 물결 패턴, 굴절 단차들을 갖는 태양광 셀 커버를 도시한다.

ㆍ 패널 표면들은 반사 방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅된 특정 영역들을 가질 수 있다.

ㆍ 피라미드들의 내측면들은 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 발광 다이오드들(LEDs)로 코팅(또는 라이닝)될 수 있다. LED들은 어레이, 리본 또는 시트의 개별 구성요소들일 수 있다. 이는 투명/반투명 셀들을 사용하는 경우 야간 사용을 허용한다. 이러한 조명이 있는 면들은 피라미드 벽 모듈들의 슈퍼 커패시터들 및/또는 배터리들과 같은 전기 저장 장치에 연결된 인버터를 통해 전력을 끌어옴으로써 자체 지속되는 광을 가능하게 한다.

비-제한적인 일 실시예에서, 힌지결합되는 교차 형상 패널 조립체(4600)가 분해도로 도 138에 도시되어 있다. 4 개의 삼각형 형상 패널들(4610)이 평탄하게 놓인다. 각각의 이러한 패널들의 가장 작은 내부 가장자리에는 제자리에 접합된 힌지(4620)가 있다. 조립체의 하단 중앙에는, 힌지를 제위치에 유지하고 장착 나사(4640)가 패널 조립체를 역 피라미드 공간에 고정할 수 있도록 하는 공동의 하단 부분을 갖는 장착 포스트 허브(4630)가 있다. 장착 포스트 본체(4650)는 힌지를 제위치에 고정하기 위한 공동의 상단 부분을 가지며, 이는 하나의 자유도로 회전할 수 있게 한다. 이는 허브(4630)에 접합될 수 있다.

도 139는 장착 포스트 본체(4650)의 슬롯들(4660)을 강조한다. 추가 패널들(4570)은 제자리로 미끄러지도록 위치결정된다. 도 140에서, 장착 포스트 본체(4650)가 분해된 구성요소로 둘러싸인 것으로 도시되어 있다. 이 본체(4650)는 여러 가지 목적을 가지고 있는데: 이는 모든 패널(4610, 4670)을 중앙 위치에 연결하고, 내부 배선을 수납하고, 그리고 패널 조립체(4600)를 역 피라미드 캐비티에 체결하기 위해 카운터싱크(countersink)를 제공한다.

장착 포스트 본체(4650) 아래에는 역 피라미드 공동에 위치결정될 장착 허브(4530)가 있다. 외부 리드들(4680)은 허브(4530) 바로 위의 본체(4650)로부터 돌출된다. 장착 나사(4640)는 본체(4650) 바로 위에 있고 그리고 스냅 핏들(4656)을 갖는 보호 액세스 캡(4655)이 나사 바로 위에 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 보호 액세스 캡(4655)은 일반적으로 피라미드 형상 및 태양광 패널들(4610, 4670)로 광을 다시 반사하기 위한 반사 코팅을 가질 수 있다.

도 141은 장착 포스트의 단면도, 부분 분해된 구성요소들 및 특징부들의 상세를 도시한다. 이는, 장착 허브(4630), 장착 포스트 본체(4650)(명확성을 위해 이의 내부 배선은 숨겨져 있음), 보호 액세스 캡(4655), 캡(4655)의 스냅 핏들(4656), 장착 포스트 본체(4650)의 스냅 핏 소켓들(4657) 및 패널들(4670)의 제2 어레이를 위한 슬롯들(4660)을 포함한다. 장착 포스트 본체(4650)는 다중 패널 어레이들(4670)의 적층을 허용하도록 추가된 추가 슬롯들(4660)로 연장될 수 있다.

이 비-제한적인 실시예에서, 도 142는 그 힌지(4620)의 단면도를 갖는 투명 패널(4610)을 도시하고 그리고 도 143은 힌지(4620)의 단면도를 강조한다. 리드(4621)의 음극 접점은 장착 포스트 본체(4650)의 소켓에 연결될 수 있고, 리드(4622)의 양극 접점은 힌지(4620)의 본체로 들어갈 수 있으며, 그리고 양극 리드 접점(4623)은 패널 리드에 연결된다.

도 144는 절단된 횡단면의 상세를 도시하며, 여기서, 패널(4610) 및 그 힌지(4620)가 수평으로 연결되고 위치결정되며; 그 양극 리드(4622)는 장착 포스트 본체(4650)의 공동 내부에 있다. 제2 패널(4670)은 또한 장착 포스트 본체(4650)의 캐비티 내에 제 위치에 있는 한편, 내부 배선으로부터의 2 개의 리드들(4680)은 노출된다. 장착 허브(4630)가 제자리에 놓일 준비가 되어 있다.

도 145는 패널(4610) 및 힌지(4620)가 제 자리에 접혀 있는 잘려진 단면의 상세를 도시한다. 리드(4622) 상의 양극 접점 및 제2 패널(4670)은 참조용으로 도시되어 있으며 이제 장착 허브(4630)가 제자리에 있다.

도 146은 평탄한 위치에 있는 힌지들(4620)을 도시한다. 이는 4 개의 양극 접점들(4622)뿐만 아니라 장착 포스트 본체(4650)로 들어가는 리드들(4621)에 있는 힌지의 4 개의 음극 접점들을 강조한다. 제1 배선층(4681) 및 교차 패널 장착 포스트의 제2 배선층(4682)으로의 연결 리드들이 도시된다. 이러한 배선 층들은 장착 포스트에 내장/오버 몰딩된 와이어들일 수 있으며 또는 3D 인쇄된 도전성 리드들을 가질 수 있다. 또는 이러한 배선 층들은 리드들이 삽입되고, 분무 또는 전기 도금된 도전성 재료로 코팅되며, 도전성 또는 초전도 젤로 코팅된 장착 포스트 베이스에 성형, 기계 가공 또는 3D 인쇄된 채널들을 가질 수 있으며, 또는 이들은 그의 임의의 조합을 가질 수 있다.

도 147은 패널들의 제2 층 및 전기 리드들(4680)에 연결하기 위한 제2 배선 층(4682)을 도입한다. 이러한 배선 층들은 다수의 세트들의 패널들에 대해 적층될 수 있다. 도 148은 장착 허브를 통해 연결될 음극 및 양극 리드들(4680)을 노출시키는 접혀진 위치의 힌지들을 도시한다.

도 149는 평탄한 위치에 있는 3 개의 후면 패널들(4610)을 도시하고, 제4 후면 패널(4611)은 그의 후면을 노출하도록 접혀져 있으며, 이는 비-제한적인 일 실시예에서, 야간 사용을 위해 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 LED들로 코팅될 수 있다. 이러한 패널들은 가시광에 대해 투명하거나 반투명하다. 후면은 또한 역 피라미드 하우징에서 패널들(4610, 4611)을 고정하는 데 도움이되는 스냅 핏들(4612)을 가지며, 이는 비-제한적인 일 실시예에서, 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 LED로 코팅되는 그의 내부측 면들을 갖는다. 또한 패널들(4670)의 제2 층이 도시되어 있다.

도 150은 투명 패널(4610) 및 그의 접점들의 격자를 도시한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 이러한 접점들은 접점 표면적 및 효율을 증가시키기 위해 허니콤 형상이다. 패널들(4610) 및 그 접점은 종래의 제조 방법들로 제조되고, 도전성 재료로 3D 인쇄되거나 또는 이 둘의 조합으로 제조될 수 있다.

도 151은 패널(4610)의 잘려진 상세를 강조하고, 접점들의 그 허니콤 격자(4613)를 강조한다. 그의 양극 에지 접점(4614) 및 양극 힌지 소켓(4617)이 도시되어 있다. 또한 그의 음극 에지 접점(4615) 및 음극 힌지 소켓(4616)이 도시되어 있다.

도 152는 연결들 및 접점들(4614, 4615)의 추가 확대도를 도시한다. 허니콤 격자(4613)는 양쪽의 에지 접점들에 연결된다.

다음의 세부 사항이 도시되어있다 : 양극 에지 접점(4614)의 단면, 양극 힌지 소켓(4617)을 위한 하우징의 기하학적 형상, 음극 에지 접점(4614) 및 음극 힌지 소켓(4616)의 단면도.

도 153은 완성된 접혀진 교차 패널 조립체(4600)를 도시하고, 그리고 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 LED들(4611)이 투명 또는 반투명 패널들에 적용될 외부측 층들에 유의한다.

복합 벽 섹션들은 다양한 프로세스들을 사용하여 제조될 수 있다. 피라미드 벽 섹션들은 복합 시트들을 사용하여 금형들 위에 진공 성형될 수 있다. 이러한 섹션들은 작은 모듈형 "A" 및 "B" 정합 섹션들로부터 전체 벽 패널들(위에서 설명한 바와 같음)까지 다양할 수 있다.

또한, 피라미드 벽 섹션들은 3D 인쇄로 또한 공지된 적층 가공을 통해 제조될 수 있다. 태양광 패널들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, SLA 수지를 산소 및 UV 광으로 경화하는 프로세스는 인쇄 속도를 25 배 내지 100 배까지 증가시킨다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다.

피라미드 벽 섹션들은 열가소성 수지 베이스를 갖는 잘려진 탄소 섬유(chopped carbon fiber) 또는 열가소성 수지 베이스를 갖는 섬유의 연속 스트랜드들을 사용하여 층들에서 FFF/FDM 3D 인쇄될 수 있다. 잘려진 탄소 섬유 및 열가소성 수지 베이스는 펠릿들, 필라멘트 또는 이들의 조합 형태일 수 있다.

피라미드 벽 시스템은 중공, 역 피라미드들의 어레이를 형성할 수 있다. 기존의 FFF 또는 FDM 3D 인쇄 기술은 다음 단계로 이동하기 전에 완전한 수평 경로를 따르는 압출기 헤드를 사용한다. 기계 속도와 재료 처리량의 진보가 이러한 부품들을 더 신속하게 제조할 수 있지만, 기존 프린터들의 압출기들은 3 개의 자유도로 제한된다.

로봇 팔을 3D 인쇄 프로세스에 통합하면 압출기들이 6 개의 자유 도로 움직일 수 있어, 단면들의 기하학적 형상과 일치하는 비-직교 이동(non-orthogonal movement)을 허용한다. 이는 제조 프로세스의 속도를 높인다. 로봇 팔들은 기존의 선형 레일 또는 선형 갠트리 시스템에서 이동하거나 자율적으로 이동할 수 있다. 로봇 팔들은 단순한 곡선 트랙, 복합 곡선 트랙 또는 3 차원 곡선 경로에서 곡선 운동(curvilinear motion)으로 이동할 수 있다. 로봇 팔들은 개별 유닛들로 작동하거나 한꺼번에 또는 독립적으로 움직이는 다수의 팔들로 작동할 수 있다.

피라미드 벽 시스템은 기존의 FFF/FDM 또는 기타 제조 방법들을 통합하여 로봇 팔들의 압출기들에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 FFF/FDM 3D 인쇄될 수 있다. 기존 FFF 3D 인쇄 및 로봇 3D 인쇄의 조합들은, 다수의 재료들 및 압출기 직경들을 사용할 때 사용될 수 있다. 이러한 옵션들은, 대구경 압출기들를 이용한 대량 인쇄를 허용할 수 있고 그리고 더 작은 직경의 헤드들로 만든 상세 특징부들을 가질 수 있다.

비-제한적인 일 실시예에서, 도 154는 로봇 3D 인쇄에 사용하기 위해 펠릿화된 플라스틱을 취급하기 위한 가요성 스크류 컨베이어(4700)를 도시한다. 다음과 같이 라벨링한다: 시스템용 제어 패널(4710), 스탠드(4720), 도관들(4730) 및 전기 모터(4740). 피더(4750)가 도시된다(호스를 통해 3D 프린터의 압출기들 중 하나에 연결될 것임). 또한, 가요성 스크류 엔클로저(4760) 및 가요성 스크류(4770)의 절개도가 도시되어 있다. 이러한 스크류(4770)는 피더(4750)까지 펠릿들을 끌어당긴다. 펠릿화된 플라스틱(4780)은 메인 호퍼(4790)에 부착된 가요성 스크류 인클로저(4760)로 공급되는 것으로 도시되어 있다. 이 호퍼(4790)는 인쇄를 위해 재료를 저장하고 그리고 명확성을 위해 그의 힌지식 호퍼 도어(4785)가 제거되었다.

도 155는 로봇 3D 인쇄 시스템(4800)의 부분 셋업을 도시한다. 제조 시스템들은 기존의 FFF 또는 FDM 인쇄에서처럼 갠트리들의 압출기들뿐만 아니라 인쇄를 위해 다수의 로봇 팔들을 사용할 수 있다. 갠트리 또는 선형 레일(4810)은 선형 가이드(4820)의 제어된 이동을 허용한다. 로봇 팔(4830)은 다수의 자유도로 압출기 헤드(도 156에 자세히 설명됨)를 반복적으로 위치결정할 수 있게 한다. 호스(4840) 중력은 로봇 팔의 단부에서 압출기에 펠릿들을 공급한다. 도 154에서 제거된 호퍼 도어(4785)가 도시되어 있다. 로봇 3D 인쇄 시스템(4800)을 사용하여 만들어진 것과 같은 완성된 벽 섹션(4850)이 또한 도시되어 있다.

도 156은 로봇 팔(4830) 및 압출기의 분해도의 잘려진 부분의 상세를 도시한다. 암(4830)의 단부, 호퍼 공급 튜브(4840), 스테퍼 모터 및 튜브 커플러(4860), 가열 카트리지(4870), 서미스터(열 센서)(4880) 및 압출기 고온 단부 및 노즐(4890)을 도시한다. 필라멘트는 호퍼 공급된 펠릿화된 플라스틱 대신에 또는 그와 함께 사용될 수 있다.

다른 비-제한적인 실시예들에서, 복합 래핑(composite wrapping)을 위한 금형들 또는 형태들이 FFF 또는 FDM과 같은 적층 가공 공정들을 사용하여 3D 인쇄될 수 있다. 또한, 이들은 SLA, SLS 또는 DMLS를 통해 제조될 수 있다. 전술된 바와 같이, 피라미드 금형 코어(100)는 FFF(Fused Filament Fabrication) 또는 FDM(Fused Deposition Modeling)과 같은 3D 인쇄 공정들을 통해 제조될 수 있다. 금형들은 CNC 밀링 머신 또는 라우터로 제조될 수 있다. 또한, 금형들은 연이은 벽 섹션들 사이에 다양한 재료(플라스틱 및 콘크리트를 포함하되 이로 제한되지 않음)를 주입하여 제조될 수 있다.

피라미드 벽 섹션들은 진공 성형 열가소성 수지 시트들로 제조될 수 있다. 또한, 피라미드 벽 섹션들은 사출 성형, 회전 성형, 주조 및/또는 압출될 수 있다.

벽 섹션들은 위의 공정들(예를 들어, 적층 가공 또는 성형) 중 임의의 공정들을 통해 평탄하게 제조되어 보관 및 운송을 위해 적층될 수 있다. 그 다음에, 섹션들은 리빙 힌지(living hinge)를 통합함으로써 수동으로 형상으로 전개될 수 있다. 또는 섹션들은 금형 형상 위에 최종 형태를 취할 수 있다. 또한, 섹션들은 열, 전기 또는 화학 반응과 같은 외부 자극을 사용함으로써 "4D" 프로세스의 형태를 취할 수 있다.

복합 금형 랩핑을 위한 대체 재료들은 유리 섬유 및 케블라(Kevlar)를 포함한다.

FFF/FDM 3D 인쇄를 위한 대체 재료는, 유리 섬유 및 케블라(가닥 또는 잘려짐), 열가소성 수지들(자체), 콘크리트, 시멘트, 목재 펄프, 결합제를 갖는 집성재(composite wood) 및 재활용품들을 포함한다. 이러한 재료들은 펠릿들, 필라멘트들 또는 이들의 조합들로 공급되고 3D 프린터 노즐을 통해 압출될 수 있다.

다양한 금형 공정을 위한 대체 재료들은, 목재 펄프/집성재, 재활용 재료(플라스틱을 포함) 및 복합재가 내장된 열가소성 수지, 시멘트 또는 콘크리트를 포함한다.

벽들은 밀링되고(milled) 또는 플라스틱 또는 목재로 라우팅되고(routed); 판금으로 만들어지거나; 또는 형상으로 스탬핑될(stamped) 수 있다.

피라미드 벽 시스템의 구성요소들 중 의미의 구성요소는 본원에 설명된 임의의 공정 또는 이러한 공정들의 조합으로 완전히 제조될 수 있다.

도 157에 도시된 비-제한적인 일 실시예에서, 진공/열성형 셋업(4900)이 도시된다. 벽 패널 섹션에서 역 피라미드들의 내측면으로 형상화된 형태(4910)는, 그 후면에 부착된 진공 배관(4920)의 네트워크를 갖는다. 도 158은 형태(4910)의 상단, 진공 배관(4920)의 네트워크, 배관의 섹션 및 환기구들이 진공 경로에 연결되는 곳을 도시하는 형태(4910)의 섹션을 포함하는 셋업(4900)을 도시한다. 도 159는 형태(4910), 진공 배관(4920), 섹션화된 환기구 홀(4930) 및 형태(4910)의 환기구 홀들과 정렬된 진공 배관의 섹션을 갖는 이 단면도의 상세를 도시한다.

도 160은 그 위에 가열된 열가소성 시트(4945)를 갖는 열성형 셋업(4900)을 도시한다. 도 161은 열가소성 시트로 형성되고 형태(4900)에서 제거된 피라미드 어레이(4950)를 도시한다.

도 162는 열 성형된 피라미드 벽(4990) 및 그 구성요소의 분해도를 도시한다. 하단에는 피라미드 어레이(4950)가 존재한다. 그 위에는 어레이의 지지 프레임 코어(4960)(더미 또는 버드 본 및 도전성/절연 층들을 가짐), 소켓들(4970) 및 장착 플러그들(4980)를 갖는 지지 프레임의 상단이 존재한다.

도 163은 완성된 벽 섹션(4990)의 뒷면을 도시한다. 도 164는 벽 섹션의 앞면과 열성형 피라미드 어레이(4950)의 내측면을 도시한다.

도 165에 도시된 비-제한적인 일 실시예에서, 종래의 사출 금형(5000)(측면 작용 없음)이 완전한 벽 섹션을 생성하기 위해 사용된다. 용융 플라스틱 채널들의 단면도는 스프루(sprue)(5010) 및 금형의 전체 길이를 연장하는 러너들(runners)(5020)로 시작하는 것으로 도시되어 있다. 그 다음, 러너들은 (도 159에서와 같은 열성형 이미지들에서 환기구들(4930)과 유사한 배향으로) 금형 코어(5040)의 지점들에서 종료되는 게이트들(5030)에 연결된다.

그 다음, 상단 지지판(5060) 및 하단 지지판(5070)이 금형(5000)을 폐쇄 상태로 유지하면서 플라스틱이 게이트로부터 금형 공동(5050)으로 유동하게 할 수 있다.

도 166에서, 금형 코어(5040), 상단 지지판(5060), 금형 공동(5050) 및 하단 지지판(5070)이 개방된 상태로 보여지는, 완성된 벽 섹션(5100)이 금형으로부터 배출되는 것으로 도시된다. 도 167은 완전히 성형된 특징부들을 갖는 단일 부품 벽 섹션(5100)의 뒷면을 도시한다. 다른 실시예에서, 전체 벽 섹션이 다수의 부품들로 조립되는 상태로, 성형 부품 상의 임의의 특징부들은 제거될 수 있다.

독립형 섹션들에서는, 별도의 벽 섹션들은 패스너들로 연이어 연결될 수 있다. 포스트들 및 소켓들의 축은 포스트들이 고정될 소켓들에 끼워맞춤될 때 정렬될 수 있다. 대안으로, 소켓들은 포스트들이 미끄러질 수 있도록 반원형 절취부들을 가질 수 있다. 이러한 독립형 섹션들은 폐쇄 셀 발포체 또는 다양한 재료(재활용 플라스틱 또는 종이를 포함) 또는 시멘트의 펠릿들로 채울 수 있는 공간을 갖는다. 이 충전재 재료는 단열, 흡음 또는 둘 모두를 위해 사용할 수 있다. 격자는, 섹션들 사이에 삽입되고 폐쇄 셀 발포체와 같은 재료로 보강될 수 있다. 격자는 3D 인쇄으로도 알려진 적층 가공을 포함한 기존의 제조 방법들을 통해 제조될 수 있다. 격자는 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, SLA 수지를 산소 및 UV 광으로 경화하는 프로세스는 인쇄 속도를 25 배 내지 100 배까지 증가시킨다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다.

또한, 격자는 섹션이 나중에 조정되는 상태로 독립형 벽 섹션들 중 하나의 내측면에 인쇄될 수 있다.

도 168은 독립형 피라미드 벽 샌드위치(5200)를 형성하는 위치에서 연이어 분리된 2 개의 벽 섹션들을 보여준다. 비-제한적인 일 실시예에서, 도 169는 제위치에 그리고 피라미드 어레이들(4950)에서 연이은 섹션들을 보여주는 벽 샌드위치(5200)의 잘려진 섹션을 도시한다. 이 섹션의 상세는, 배수 포트(drainage port)(4975)를 갖는 일 측에 소켓(4970)을 포함한다. 플러그(4980)는 소켓의 포트와 일렬로 배수 포트(4985)를 갖는 소켓 반대편에 도시되어 있다. 배수 포트는 물, 습기를 위해 사용될 수 있고 그리고 열을 위한 환기구로 사용될 수 있다.

도 170은 독립형 피라미드 벽 샌드위치(5200)의 분리도를 도시한다. 이 비-제한적인 실시예에서, 폐쇄 셀 발포체(5210)는 벽 섹션들 사이의 공동을 부분적으로 채우는 것으로 도시된다.

도 64에 도시된 바와 같이, 태양광 패널 연결 랙들(2100)은 4 개의 패널의 4 개의 세트를 프레임의 하나의 소켓에 각각 연결한다. (예를 들어, 도 101에서 커패시터/배터리 연결 랙들(3200)은 동일한 방식으로 각각의 배터리/커패시터를 연결한다)

단일면 피라미드 벽 섹션을 위한 대체/보조 연결 방법은, 이들의 중앙 포스트들이 태양광 패널 리드들을 연결하는 전기 허브를 형성하도록 하는 것이다. 그 다음에, 이 허브는 벽 또는 지지 표면 상에 장착된 벽 소켓의 공동에 연결된다. 패스너가 허브에서 돌출되어 벽 소켓 공동에서 매립된 나사식 인서트(embedded, threaded insert)에 고정된다. 캐비티는 전기 접점들을 가지며, 이 접점들은 그 다음에 허브에서 전력을 끌어와 정렬/장착 템플릿/고정구에 있는 배선 하네스(wiring harness) 또는 전기 도관들로 이를 전송한다. 정렬/장착 템플릿/고정구의 절취 섹션들은 벽 소켓과 동일한 프로파일을 가질 수 있다. 절취 섹션들의 노치들은 벽 소켓들의 접점 니플들을 위한 경감을 제공한다.

정렬/장착 템플릿/고정구는 이들을 벽에 체결하거나 접착하기 이전에 벽 소켓들을 정렬하기 위한 임시 장착 템플릿으로도 사용될 수 있다. 템플릿에는 전기 도관들 또는 내장된 배선이 없을 수 있다. 이는 벽 소켓 정렬을 위한 것일 수 있으며 그 다음에 제거될 수 있다.

영구 장착 고정구로서, 정렬/장착 템플릿/고정구는 전기 도관들 또는 내장된 배선을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 이는 소켓들이 벽에 체결되거나 접합된 후 소켓들에 의해 완전히 지지될 수 있다. 정렬/장착 템플릿/고정구는 피라미드 벽 섹션에 대한 추가 지지를 제공하기 위해 독립적으로 체결되거나 접합될 수 있다.

벽 소켓들 및 정렬/장착 템플릿/고정구는 사출 성형을 포함하는 다양한 방법들을 통해 기계 가공, 라우팅, 레이저 절단, 물 절단 또는 성형될 수 있다. 이들은 또한 3D 인쇄로 공지된 적층 가공을 통해 형성될 수 있다. 이들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다.

벽 소켓들의 전기 접점들과 정렬/장착 템플릿/고정구에 있는 도관들은 오버 몰딩된 와이어들, 도전성 재료로 3D 인쇄된 와이어들 또는 절연 배선용 경로일 수 있다. 도관들은 그래핀 또는 등가물과 같은 초도전성 재료로 코팅될 수 있고 그리고/또는 초도전성 겔 또는 이의 임의의 조합으로 충전될 수 있다.

영구 고정구인 벽 소켓들 및 정렬/장착 템플릿은 장착 표면에 체결할 수 있게 하는 장착 구멍들을 가질 수 있다. 대안으로, 벽 소켓들 및 정렬/장착 템플릿은 패스너들(이를 테면, 스크류들); 접합 화합물 또는 이의 조합으로 고정될 수 있다.

도 171에서, 단일 다이아몬드 피라미드 벽 섹션(4900)은 벽 소켓(5300) 및 정렬/장착 템플릿/고정구(5400) 위에 도시된다. 비-제한적인 일 실시예에서, 템플릿(5400)은 벽 소켓들(5300)이 패스너들 또는 접합 화합물들로 벽들, 지붕들 또는 다른 표면들에 고정될 때 일시적으로 위치결정되는데 사용될 수 있다. 다른 비-제한적인 실시예에서, 템플릿(5400)은 강화를 위해 그리고/또는 패널 섹션들, 커패시터들 및/또는 배터리들 사이에 전기 도전성 경로를 제공하기 위해 영구적으로 고정된다.

도 172는 벽 소켓(5300)을 섹션화한 분해도의 상세를 도시한다. 이는 전기 리드들(5315)을 위한 니플들을 갖는 소켓 본체(5310)를 도시한다. 이는 피라미드 벽 포스트를 위한 카운터 보어, 카운터 보어(5316)의 배수 영역, 및 황동 스레디드 인서트(5320)를 위한 관통 구멍을 도시하기 위해 섹션화되어 있다. 배수 영역은 습기가 빠져 나가고 열이 배출되도록 한다. 인서트(5320)는 스크류(4640)를 수용하고 태양광 패널 조립체를 수납하는 피라미드 벽 포스트를 고정하도록 정렬된다.

비-제한적인 일 실시예에서, 벽 소켓을 벽 또는 지붕에 고정하기 위해 콘크리트 스크류들(5330)(예를 들어, 고정구를 콘크리트에 고정하기 위해 사용되는 탭콘 스크류들(Tapcon screws))이 사용될 수 있다. 도 173은 벽 소켓 이미지에 피라미드 벽 섹션의 포스트를 소개한다. 피라미드 벽 섹션의 패널 어레이로부터의 태양광 패널 리드(4680)는 벽 소켓의 도관(5340)과 정렬된다.

도 174는 정렬/장착 템플릿/고정구의 세부 섹션을 추가한다. 이러한 비-제한적인 실시예에서, 그 도관(5410)은 노출되고 벽 소켓 도관 및 태양광 패널 리드와 정렬된다. 이 도관(5410)은 절연된 배선, 오버 몰딩된 와이어들 또는 3D 인쇄된 도전성 재료를 위한 경로일 수 있다. 도관들(5410)은 그래핀 또는 등가물과 같은 초도전성 재료로 코팅될 수 있고 그리고/또는 초도전성 겔 또는 이의 임의의 조합으로 충전될 수 있다.

도 175는 벽 소켓(5310)에 연결될 때 완성된 피라미드 벽 시스템(4990)의 섹션을 도시한다. 정렬/장착 템플릿/고정구(5400)는 각각의 벽 소켓을 정렬하며 그리고 정렬 도구가 된 후 제거되거나 전기 도관들로 영구적으로 고정될 수 있다. 도 176은 피라미드 벽(4990), 일부 벽 소켓들(5300) 및 정렬/장착 템플릿/고정ㄱ구5400)의 분해도의 상세를 도시한다. 도 177은 피라미드 벽을 제거하고 이미지의 확대도를 도시한다. 벽 소켓들(5300)은 정렬/장착 템플릿/고정구(5400)의 수용 공동들에 끼워맞춤되도록 제위치에 있다. 장착 구멍들(5420)은 장착 템플릿을 표면에 고정하기 위해 사용될 수 있다. 구멍들은 그대로 두거나 패스너들을 위한 카운터성크 구멍들로 수정될 수 있다.

비-제한적인 일 실시예에서, 피라미드 벽 시스템은 가시광 및/또는 비-가시광의 특정 파장들을 흡수하기 위해 반투명 또는 투명 셀들/패널들의 층들을 위치결정하기 위해 피라미드 공간 내의 공간을 이용할 수 있다. 이것은, 도 139에 도시되고 그리고 도 142, 도 150, 도 151 및 152에 강조되어 있으며, 여기서 "투명한" 셀들의 제2 층이 도입된다. 태양광 패널들의 제1 층은 단일면 또는 양면일 수 있으며 피라미드 하우징의 내측면들에 체결될 수 있다. 태양광 패널들은 투명한 나노 와이어를 생성하거나 기존의 전기 접점을 코팅하기 위해 그래핀 또는 동등한 초전도 물질을 사용할 수 있다. 패널 접점들은 접촉 표면적 및 효율성을 증가시키기 위해 허니콤 형상(이로 제한되지 않음)과 같은 조밀한 기하학적 패턴으로 배열될 수 있다.

제1 및 후속 패널 층들 둘 모두는 가시 스펙트럼에서 투명할 수 있으며 페로브스카이트 또는 유기 염들과 같은 무기 재료들로 제조될 수 있다. 이들은 포스트 또는 "줄기(stem)" 주위에 플라워의 페이탈들처럼 쌓을 수 있다. 적층은 평탄할 수 있고 그리고 줄기 주위의 오프셋 피라미드들의 측면들을 형성할 수 있고 또는 측면들은 장미의 꽃잎들처럼 곡선 및/또는 중첩될 수 있다. 패널 층들은 평탄하고 서로 평행하거나 평탄하고 서로 독립적으로 배향되고/각지고/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 임의의 기하학적 또는 비 기하학적 형상을 형성하기 위해 만곡될 수 있다. 패널 층들은 동심원으로 안착되거나 또는 서로 독립적으로 배향/경사/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 장미의 꽃잎들처럼 엇갈리고 오프셋될 수 있다. 개별 패널들은 2 개 이상의 섹션들로 분할되어 독립적으로 위치결정될 수 있다. 패널 층들은 반사-방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅될 수 있다.

패널 층들은 기존의 제조 방법들 또는 3D 인쇄로도 알려진 적층 가공을 통해 제조될 수 있다. 이들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 산소 및 UV 광으로 SLA 수지를 경화시키는 공정은 인쇄 속도를 25 배에서 100 배까지 증가시킨다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다.

패널들 및 그 접점들은 종래의 제조 방법들로 제조되고, 도전성 재료로 3D 인쇄되거나 또는 이 둘의 조합으로 제조될 수 있다. 태양광 패널들은 중앙 위치를 통과하는 도전성 경로를 허용하는 장착 포스트에 고정될 수 있다. 장착 포스트는 위에서 설명된 다양한 방법들 중 일부 또는 이의 조합으로 사출 성형 또는 3D 인쇄와 같은 통상적인 제조 방법으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 저장을 위해 투명 셀 층들 사이에 투명 초전도 커패시터가 사용될 수 있다.

비고: 이 스택형 패널 '플라워' 조립체를 설명하는 데 사용된 이미지들의 일부 구성요소들은 교차 패널 조립체의 구성요소들과 동일하다. 다른 것들은 도 138 내지 도 141의 것들과 유사하다. 그러나, 개별 부품들이 이제 조립체들인 경우들이 있다. 따라서, 명확성을 위해 번호가 다시 매겨졌다.

도 178은 플라워 포스트 조립체(5600) 주위의 패널들(4610) 및 힌지들(4620)의 분해도를 도시한다. 이들 패널들은, 플라워 포스트 조립체가 다수의 세트의 패널들이 쌓일 수 있게 한다는 차이를 가지며, 도 138 내지 도 153에 도시된 것과 유사한 교차 패널 조립체를 형성한다. 이 분해도의 하단에는, 플라워 포스트의 연결 허브(5610)가 있다. 이 허브는 피라미드 벽 공동들의 패널들을 안정화하고 고정하는 데 사용된다.

도 179는 패널들(4670)의 제2 층을 도입한다. 도 180은 플라워 포스트 조립체(5600)의 분해도를 도시한다. 이는 포스트의 베이스 또는 허브(5610), 포스트 본체(5620), 장착 패스너(5630) 및 액세스 캡(5640)을 포함한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 이는 태양광 어레이를 피라미드 벽 섹션 및 벽 소켓에 장착하는 데 사용된다. 이는 반사율을 위해 코팅될 수 있으며 그리고 오버 몰딩, 삽입 또는 전기 리드들로 3D 인쇄될 수 있는 전기 경로들 또는 도관들을 포함할 수 있다. 이는 원형, 타원형 또는 임의의 정다각형 또는 불규칙 다각형과 같이 도시된 다이아몬드 형상과 다른 프로파일을 가질 수 있으며, 테이퍼 질 수 있고 그리고 공간 제한을 고려하여 상이하게 크기 조정될 수 있다.

도 181은 플라워 포스트(5600)의 단면도를 도시한다. 포스트의 허브(5610)는 본체의 카운터성크 구멍에서 제자리에 장착 패스너(5630)가 있는 상태로 포스트 본체(5620) 아래에 있다. 액세스 캡(5640)이 그의 바로 위에 있다.

도 182는 포스트의 본체(5620) 및 액세스 캡(5640)의 잘려진 단면도에 있는 특징부들의 확대도를 도시한다. 포스트의 본체(5620)의 외측을 따라 패널 오목부들(5622)은 다양한 레벨들의 패널들을 위치결정한다. 스냅 핏 소켓들(5621)은 액세스 캡(5640) 상의 스냅 핏들(5641)이 제자리에 고정되고 패스너를 보호하는 것을 허용한다. 액세스 캡 오목부들(5642)은 퀵 릴리스(quick release)를 위한 도구 액세스를 허용한다.

도 183은 교차 패널 힌지들(4620)에 연결하기 위한 제1 레벨의 배선(5650)을 도시한다. 이는, 도 146 내지 도 148에서 교차 패널에 대해 설명된 배선 레이어들과 동일한 서킷, 다양한 재료 및 제조 프로세스들을 따른다. 예외는, 셀에 있는 다수의 레벨들의 패널들을 연결하기 위한 직렬 연결부(5651)이다.

도 184는 장착 허브를 통해 연결되는 음극 및 양극 리드들(5682)을 도시한다. 제2 레벨의 배선(5683) 내지 제7 배선(5688) 층은 명확성을 위해 한쪽에만 표시되어 있다.

도 185는 제2 레벨 패널들(4670) 내지 제7 레벨 패널들(4675)의 적층을 도시한다. 이들은 명확성을 위해 한쪽에만 표시되어 있다.

도 186은 교차 패널(4610)이 평탄화된 위치에 있고 플라워 포스트의 허브(5610)가 분해된 상태로 완성된 적층된 플라워 조립체(5700)를 도시한다.

도 187은 피라미드 형상으로 접힌 완성된 플라워 조립체(5700)를 도시하며, 그 외부 표면들은 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 발광 다이오드들(LEDs)(4611)로 코팅되어 있다. 패널들은 전계 발광 코팅 또는 LED들의 요구사항들에 따라 상이한 파장들에 대해 투명하거나 반투명할 수 있다.

비-제한적인 일 실시예에서, 각각의 패널은 장착 포스트 주위에 단일의 평탄한 층을 형성할 수 있으며, 여기서 이들의 노출된면들은 피라미드의 풋프린트에 평행하다. 각각의 층은 만곡되고 장착 포스트 주위에 동심원으로 안착될 수 있다. 각각의 층은 장착 포스트를 따라 동일하게 이격되거나 상이하게 이격될 수 있다. 각각의 층은 서로 독립적으로 또는 이의 임의의 조합으로 각을 이룰 수 있다.

전기 접점들을 갖는 탭들은 태양광 패널들에 리드들을 연결하기 위해 장착 포스트 슬롯들; 이들의 노출된 에지들에 고정될 수 있다. 이 탭들은 패스너들, 스냅 핏들, 결합제들 또는 이의 임의의 조합으로 고정될 수 있다.

패널들은 반사 방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅될 수 있다.

도 188은 제1 층 수평 패널(5800)을 도입하며, 그의 면은 피라미드의 베이스 또는 풋프린트에 평행하게 배향된다. 수평 패널의 간극 구멍(clearance hole)의 에지들은 플라워 포스트의 패널 오목부들(5622) 바로 위에 위치결정될 수 있다. 오목부들에 끼워맞춤되는 연결 탭들(5805)은 제1 층 수평 패널에 접합되거나 체결될 수 있다. 후속 패널들을 먼저 조립하여 상단을 향해 작업할 수 있다.

도 189는 수개의 수평 패널들과 이들의 연결 탭들의 단면을 도시한다. 교차 패널들 위에 처음으로 조립되는 것은 연결 탭들(5855)을 갖는 제6 패널(5850)이다. 다음은 제5 패널(5840) 및 그의 연결 탭들(5845)이다. 그 다음, 연결 탭들(5835)을 갖는 제4 패널(5830). 그 다음, 연결 탭들(5825)을 갖는 제3 패널(5820). 그 다음, 연결 탭들(5815)을 갖는 제2 패널(5810). 마지막으로, 최상층 패널(5800) 및 그의 연결 탭(5805).

도 190은 교차 패널들(4610)이 평면으로 도시되고 그리고 제1 층 수평 패널(5800)이 강조된 상태로, 완성된 수평 적층 플라워(5900)를 도시한다.

도 191은 패널들의 대체 단면도 및 이들의 구성에서 증가된 표면적을 도시한다. 이는 포스트의 허브(5610), 포스트의 본체(5620), 장착 패스너(5630) 및 액세스 캡(5640)을 강조한다.

도 192는 피라미드 형태로 접혀진 수평 적층 플라워(5900)를 도시한다. 그의 외부 표면들(4611)은 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 LED들로 코팅된다.

추가의 비-제한적인 실시예에서, 적층 플라워는 비 수평적일 수 있다.

몇몇 비-제한적인 실시예들에서, 투명 커버들은 피라미드 벽 시스템 내에서 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 투명 커버들은 날씨로부터 보호하고, 공기 역학적 표면을 제공하며 그리고/또는 빛의 수집 또는 분산을 돕기 위해 사용될 수 있다. 커버들의 기하학적 형상은 평탄하거나, 움푹 들어가거나, 돌출될 수 있으며, 그리고 다양한 형상들일 수 있다. 커버들은 개별 셀들, 작은 패널 섹션들 또는 대형 어레이들을 덮을 수 있다. 이들은 용도에 따라 균일하거나 혼합될 수 있다.

커버들은 가시광 및 비 가시광의 다양한 파장들에 투명한 다수의 상이한 재료들로 제조될 수 있다. 이들은, 유리, 투명 폴리머들, 투명 무기 폴리머들, 투명 에폭시 수지, 투명 세라믹들 및 이의 조합들이 포함되지만 이로 제한되지 않는다. 이들 재료들은 보호를 위해 투명 실리카 코팅들, 투명 에폭시 또는 투명 나노 코팅들로 처리될 수 있다.

또한, 태양광 패널들의 보호 장벽을 형성하는 커버들은, 바람이 많이 부는 지역의 구조물들을 보호할 수 있다. 이 커버들은 이동중인 차량들에서 태양광 패널들을 차폐하는 데 사용할 때 항력(drag)을 줄일 수 있다. 풍동 테스트들(wind tunnel tests) 및 전산 유체 역학(CFD)과 같은 컴퓨터 분석으로부터의 데이터는, 커버 세그먼트의 특정 기하학적 형상 뿐만 아니라 대형 어레이에 걸쳐 이러한 세그먼트들의 배열을 결정할 것이다.

피라미드 벽 시스템은 극한의 기상 조건들에 노출될 수 있으므로, 습기 및 열 환기 포트들이 벽 섹션들의 다양한 구성요소들에 도입될 수 있다. 이들은 피라미드 벽의 측벽들, 에지들, 코너들 및 장착 소켓 그리고 커버들의 코너들 및 에지들을 포함할 수 있다.

커버들은 가시 스펙트럼에서 투명하고 그리고 페로브스카이트 또는 유기 염들과 같은 무기 재료들로 제조된 태양광 셀들로서 이중 기능을 수행할 수 있다. 이들은 투명한 나노 와이어를 생성하거나 기존의 전기 접점을 코팅하기 위해 그래핀 또는 동등한 초전도 물질을 사용할 수 있다. 패널 접점들은 접촉 표면적 및 효율성을 증가시키기 위해 허니콤 형상(이로 제한되지 않음)과 같은 조밀한 기하학적 패턴으로 배열될 수 있다(위에서 설명한 바와 같음).

커버들은 기존의 단순 렌즈, 렌티큘러 렌즈 또는 프레넬 렌즈의 임의의 유형으로 기능할 수 있다. 이러한 렌즈들은 다양한 형상들을 가질 수 있으며 그리고 포커싱, 디포커싱 및 빛의 방향 전환을 포함한 다양한 목적들을 가질 수 있다. 원본 파일의 도 69는 물결 형상의 태양광 패널(1800)을 도시한다. 도 69는 또한 이 패널(1840)의 샘플 영역을 강조한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 도 70은 이 샘플링된 영역을 자세히 설명하고 그리고 구배 물결 패턴, 굴절 단차들을 갖는 태양광 셀 커버를 도시한다.

커버들은 반사 방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅될 수 있다.

커버들은 개별 피라미드 셀들을 위해 개별 유닛으로 제조될 수 있다. 이들은 작은 모듈형 섹션들 또는 완전한 패널들로 제조될 수 있다. 모듈형 섹션들 또는 전체 패널들은, 개별 유닛들을 위해 분리 특징들이 추가된 상태로 개별 피라미드 셀들 위에 고정하기 위해 맞춤형 형상 영역들(custom shaped areas)을 가질 수 있다. 이렇게 하여, 손상된 유닛들만이 교체될 필요가 있다.

커버들은 압출, 주조, 블로운 필름(blown film), 사출 성형 및 열 성형을 포함하여 투명한 플라스틱 시트들을 생산하는 데 사용되는 기존 방법들을 통해 제조될 수 있다. 분리 섹션들은 성형 특징부들로 설계되거나 워터 제트 절단, 레이저 트리밍 또는 절단 블레이드들과 같은 2 차 제조 공정으로 추가될 수 있다.

또한, 커버들은 3D 인쇄로 공지된 적층 가공을 통해 제조될 수 있다. 이들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, SLA 수지를 산소 및 UV 광으로 경화하는 프로세스는 인쇄 속도를 25 배 내지 100 배까지 증가시킨다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다(위에서 설명한 바와 같음).

3D 인쇄된 부품들의 분리 섹션들은 단일 재료를 사용하여 설계 특징부로서 제조될 수 있다. 또한, 분리 섹션들은 3D 인쇄 지지 재료의 제거 후에 생성된 홈들/공동들로부터 형성될 수 있다. 대안으로, 이들은 워터 제트 절단, 레이저 트리밍 또는 절단 블레이드들과 같은 2 차 제조 공정으로 추가할 수 있다.

비고: 이 섹션은 포스트들이 있거나 없는 수평 페이탈 셋업들에 대한 커버들의 예들을 도시한다. 그러나, 커버들은 임의의 태양광 패널 변형들뿐만 아니라 커패시터들과 배터리들의 조합들에도 사용할 수 있다.

도 193은 구형의 오목한 커버(6010) 및 수평 적층 플라워들(5900)의 단면도를 도시한다. 이 비-제한적인 실시예에서, 액세스 캡(5645)은 간극을 위해 절두처리되고(truncated) 그리고 커버(6010)는 벽 섹션(4990)에서 4- 셀 공동에 끼워맞춤된다. 중앙 스크류(도시되지 않음)가 코너들의 스냅 끼워맞춤 특징부들과 함께 커버를 고정하는데 사용될 수 있다.

도 194 및 도 195는 단일 셀에 대한 예들로서 수개의 비-제한적인 실시예들에서 커버의 변형들을 도시한다. 도 194에서, 평탄한 커버(6000), 구형 오목 커버(6010), 타원형 오목 커버(6020) 및 눈물방울형(teardrop) 오목 커버(6030)가 도시된다. 도 195에서, 렌즈(6040)를 갖는 구형 오목 커버, 구형 볼록 커버(6050), 타원형 볼록 커버(6060) 및 눈물 방울형 볼록 커버(6070)가 도시된다.

렌즈 특징부는 구형 오목 변형이나 이러한 도면들의 임의의 변형들로 제한되지 않는다. 렌즈 형상은 기존의 단순 렌즈 또는 프레넬 렌즈의 임의의 변형일 수 있다. 임의의 커버들을 위한 재료는 광학적으로 투명한 화합물, 투명 태양광 셀들, 투명 커패시터들 또는 이의 임의의 조합일 수 있다.

비-제한적인 일 실시예에서, 수평 적층 플라워의 대안의 버전은 적층을 위해 장착 포스트를 제거한다. 이는, 패널들의 보다 간단한 구성 및 빛에 더 많이 노출된 표면적을 허용할 수 있다. 패널 층들은 평탄하고 서로 평행하거나 평탄하고 서로 독립적으로 배향되고/각지고/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 임의의 기하학적 또는 비 기하학적 형상을 형성하기 위해 만곡될 수 있다. 패널 층들은 동심원으로 안착되거나 또는 서로 독립적으로 배향/경사/위치결정될 수 있다.

패널 층들은 반사-방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅될 수 있다.

패널들의 코너들은 피라미드 셀의 내부측 에지들 또는 접혀진 교차 패널들의 측면들 사이의 에지들을 따라 리드들을 통해 전기 접점을 제공할 수 있다. 절두처리된 장착 포스트의 단순화된 버전은, 내부측 에지 리드들에서 중앙 위치(도시되지 않음)로 전류를 끌어온다.

도 196은 수평 적층 플라워(6100)의 대안의 버전을 도시한다. 포스트가 아닌 적층 플라워(6100)는 다양한 특징부들을 보여주기 위해서 하나의 교차 패널(4610)과 힌지(4620)가 제거된 상태로 도시되어 있다. 교차 패널, 플라워 및 수평 적층 플라워 버전들에서와 같이, 교차 패널들(4610)의 뒷면은 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 LED들로 코팅될 수 있다.

이 비-제한적인 실시예에서, 6 개의 안착 패널들: 6110, 6120, 6130, 6140, 6150 및 6160은 교차 패널 측면들에 압입된 것으로 도시된다. 전기 접점들은 직렬 연결을 제공하는 교차 패널들(4610)의 에지들과 함께 수평 패널들의 외부 코너들에 있을 수 있다. 교차 패널들은 제자리에 접혀있을 때 수평 패널들을 유지하기 위해 내측면에 홈 특징부들을 가질 수 있으며 또는 이들은 접합될 (또는 둘의 조합일) 수 있다. 패널들은 평탄하거나 만곡될 수 있으며 피라미드 공동 내에서 다양한 배향들로 위치결정될 수 있으며 피라미드의 풋프린트/베이스에 반드시 평행하지 않아도 된다. 피라미드 공동 위에는 참조용으로 구형 오목 커버가 있다.

도 197은 절두처리된 잠금 허브(6200)의 분해도를 도시한다. 허브 베이스(6210)는 교차 패널 및 기타 플라워 설계들의 허브와 유사하다. 허브 본체(6220)는 교차 패널 및 플라워 설계 포스트들과 동일한 기능을 갖는다. 이는 다른 설계들과 마찬가지로 배선 경로를 제공하고 그리고 힌지 접점들을 지지한다. 그러나, 이는 플라워 페이탈들을 지지하는 데 필요하지 않기 때문에 훨씬 낮은 프로파일이다. 장착 패스너(6230)가 허브 본체 위에 도시되어 있으며, 허브 본체는 그 위치 설정을 위해 카운터성크 관통 구멍을 갖는다. 배선 경로로부터의 전기 리드들(6250)이 도시된다.

도 198은 절두처리된 잠금 허브(6200)의 단면도를 도시한다. 허브 베이스(6210)는 허브 본체(6220)를 안착시키고 장착 패스너는 양쪽을 통해 도시된다. 명확성을 위해 내부 배선이 제거되었다.

도 199는 제거된 허브 베이스와 본체를 도시하며 절두처리된 베이스(6240)의 내부 배선을 강조한다. 2 개의 힌지 본체들은 이미지로부터의 장애물을 제거하기 위해 숨겨져 있다. 내부 배선 리드들(6250)은 힌지 접점들에 연결된 것으로 도시된다.

비-제한적인 일 실시예에서, 도 200은 오목한 투명 커버(6300)를 갖는 완전히 조립된 수평 플라워 패널 조립체를 도시한다.

슈퍼 커패시터들 및 배터리들에 대한 개요는 위에서 설명되어 있다. 요약하면, 슈퍼 커패시터들은 빠른 충전을 위해 설계된 한편, 배터리들은 장기간 에너지(long-term energy)를 제공하기 위해 설계되어 있다. 또한, "울트라 커패시터들"이라 하는 슈퍼 커패시터들은 경량이며, 이는 이들 커패시터들은 전력 밀도가 높으며, 일 초 내지 몇 분의 분율의 범위에 걸쳐 충전 및 방전할 수 있다는 것을 의미한다. 이들 커패시터들은 수년, 수백만 사이클 및 광범위한 온도에 걸쳐 높은 효율성을 유지하지만, 비싸고 저장 공간이 제한적이다. 반대로, 배터리들은 에너지 밀도가 높으며, 몇 분 내지 몇 시간 동안 충전 및 방전할 수 있음을 의미한다. 이들 배터리들은 슈퍼 커패시터들보다 가격이 저렴하고 더 많은 스토리지를 갖는다. 그러나, 배터리들의 사이클 수명은 훨씬 짧다. 또한, 배터리들의 작동 온도는 제한되어 있으며 배터리들은 간헐적인 태양광 발전과 같은 과부하들 상태에서는 빠르게 저하된다. 부하 스파이크들을 슈퍼 커패시터들로 전환함으로써, 배터리 수명을 연장할 수 있다. 그리고 슈퍼 커패시터 스토리지가 증가함에 따라, 이는 전기 차량들과 같은 적용분야들에서 배터리들을 보완하여 충전 시간을 크게 단축할 것이다.

커패시터 스토리지는 이들의 전극의 표면적과 직접 관련이 있어, 에너지 스토리지를 증가시키기 위해서 허니콤 층들의 조밀한 적층이 도입되었다. 슈퍼 커패시터 내 층들의 밀도와 층들의 수는 다를 수 있다. 이러한 층들은 그래핀 또는 동등한 나노 입자들로 코팅되어, 추가 표면적을 생성하며 이는 더 높은 저장 용량으로 이어진다. 전극들의 패턴은, 반드시 허니콤이 아닌 임의의 기하학적 형상의 어레이일 수 있다. 또한, 각각의 층의 패턴은 후속 층들의 패턴과 조합되어 보다 최적의 표면적을 얻기 위해 특정 3D 기하학적 형상을 만들 수 있다. 층들은 피라미드의 베이스/풋프린트에 평행하게 제한되지는 않는다. 이 층들은 서로 평행하거나 평행한 것으로 제한되지도 않는다. 이 층들은 만곡될 수 있다.

에너지 밀도를 증가시키는 층들 사이에 초도전성 겔 전해질이 도입되어, 배터리들의 방전 시간과 일치하도록 방전 시간이 연장된다(도 101 내지 도 115 참조). 또한 3D 인쇄로 공지된 적층 가공(Additive Manufacturing)이 등장하기 전까지는, 이러한 슈퍼 커패시터들에 필요한 복잡한 기하학적 형상들이 쉽게 가능하지 않았으며 또는 이 커패시터들은 엄두를 못낼 정도로 고가였다. 이 프로세스의 속도가 증가함에 따라, 부품들은 프로토 타입으로부터 제조로 직접 이동하여, 비용을 더욱 더 절감할 수 있다.

이들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, SLA 수지를 산소 및 UV 광으로 경화하는 프로세스는 인쇄 속도를 25 배 내지 100 배까지 증가시킨다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다.

슈퍼 커패시터 층들은 표면적/용량을 증가시키기 위해 화학적으로 에칭된 금속판들 또는 호일로 제조될 수 있다.

사출 성형, 열 성형 또는 블로우 성형과 같은 기존 제조 방법들이 커패시터 셀의 다양한 구성요소들을 위해 사용될 수 있다. 이러한 구성요소들을 제조하기 위해 3D 인쇄과 함께 기존의 제조 방법들이 사용될 수 있다.

단일 피라미드 셀에서 슈퍼 커패시터 층들과 태양광 패널 층들을 결합하는 대체 하이브리드 구성이 공간, 중량 및/또는 비용 제한이 있는 경우에 사용될 수 있다. 피라미드 공간의 하단 섹션은 커패시터로서 역할을 하는 한편, 상단은 태양광 패널들을 위한 역할을 할 것이다. 다른 비-제한적인 구성들은 동일한 공간에서 커패시터들을 배터리들로 대체할 수 있다.

참고 : 배터리들은 임의의 다양한 실시예들에서 커패시터 스토리지를 대체하거나 보완할 수 있다.

도 201은 슈퍼 커패시터 셀(6400)의 분해도를 도시한다. 구성요소들은: 셀 커버(6410), 허니콤 격자 피라미드(6420), 슈퍼 커패시터 케이싱(6430) 및 슈퍼 커패시터 연결 랙(6440)을 포함한다. 커버(3110), 쉘 또는 케이싱(3160) 및 연결 랙(3200)을 포함하는 유사한 구성요소들이 도 109 및 도 111에 도시되어 있다. 이러한 구성요소들은 도 201의 기하학적 형상들과 상이한 기하학적 형상을 갖는다.

도 202는 다음 구성요소들: 양극 직렬 포스트(6421), 양극 전기 리드들(6422), 음극 직렬 포스트(6423) 및 음극 전기 리드들(6424)을 분리한다. 포스트들(6421 및 6423)은 포스트들의 충전에 따라 허니콤 층들 각각에 대한 직렬 연결을 제공한다. 양극 리드들(6422) 및 음극 리드들(6424)은 슈퍼 커패시터 연결 랙(6440)에 스냅끼워맞춤되는 슈퍼 커패시터 케이싱(6430)의 포스트들에 연결된다.

도 203은 음극 전기 리드들(6424)이 슈퍼 커패시터 연결 랙에 끼워맞춤될 때 음극 전기 리드들(6424)을 드러내기 위해 절반으로 섹션화되는 슈퍼 커패시터 케이싱(6430)을 도시한다. 음극 직렬 포스트(6423)가 참조를 위해 도시된다. 랙은 피라미드 벽 본체의 소켓들에 스냅 끼워맞춤되는 2 개의 자체 리드들로 전류를 끌어들이는 내부 배선을 갖는다. 이들 리드들은 피라미드 벽 섹션의 버드-본 프레임에 있는 도전성 요소들에 연결된다.

도 204는 양극 허니콤 층들(6425)의 도입을 도시한다. 도 205에서, 이 비-제한적인 실시예에서, 11 개의 양극 층들(6425)이 도시된다. 도 206에서, 11 개의 음극 허니콤 층들(6426)이 강조되어 완전한 허니콤 격자 피라미드(6420)를 도시한다. 각진 상단 및 하단 도면들은 격자 피라미드(6420)의 상세를 도시한다.

도 207은 완전한 슈퍼 커패시터 모듈(6500)을 도시한다. 여기에 도시된 비-제한적인 실시예들에서, 모듈은 거꾸로 되어 있고 동일한 모듈에 부착된다. 다른 비-제한적인 실시예들에서, 반대편 섹션은 피라미드 벽 패널일 수 있다. 이 벽 섹션에는 여러 버전의 태양광 패널들이 있을 수 있다.

도 208은 하이브리드 슈퍼 커패시터/포스트-리스(post-less) 플라워 패널 셀(6600)을 도시한다. 셀 커버(6410)가 상단에 도시되어 있다. 그 아래에는 4 개의 안착된 패널들(6110, 6120, 6130 및 6140)이 있다. 그 아래에는 슈퍼 커패시터 케이싱(6430) 및 절반 크기의 허니콤, 격자 피라미드(6420)의 단면도가 있다. 이 구성은 단일면 피라미드 벽에 태양광 수집 및 저장을 허용한다. 이것은 수직 공간, 깊이 또는 무게가 제한된 적용 분야들을 위한 것일 수 있다

도 209는 완전한 슈퍼 커패시터 모듈(6500)의 단면도를 도시한다. 하단에는 2 개의 허니콤 격자 피라미드들(6420)이 도시되어 있다. 상단에는 3 개의 구성의 태양광 패널들을 갖는 피라미드 벽 하우징이 연결되어 있다. 먼저, 수평 적층 플라워(5900)가 있다. 이 비-제한적인 실시예에서, 피라미드 벽 하우징의 이 셀은 하나의 코너에 구형 오목 커버(6010)를 갖는다. 그 옆에는 "종래의" 플라워 조립체(5700)가 있고 그리고 그 옆에는 하이브리드 슈퍼 커패시터/포스트-리스 플라워 패널 셀(6600)이 있다.

도 210은 상단 덮개가 세션화된 동일한 완전한 슈퍼 커패시터 모듈(6500)을 도시한다. 이 비-제한적인 실시예에서, 모듈형 커버는 적어도 하나의 구형 오목 커버(6010) 및 2 개의 평탄 커버들(6000)을 포함한다. 날씨 보호, 조명 또는 공기 역학에 대한 제한된 접근을 위해, 커버 스타일들의 조합은 6000 내지 6070까지 또는 적용 분야에 기초하여 임의의 기하학적 형태일 수 있다.

피라미드 벽 시스템은 이동식 설비들(mobile installations) 및 트럭 운송 산업 둘 모두를 위한 적용 분야들을 갖는다. 이동식 셋업들은 원격 위치들에서 비상 전원 또는 대피소들을 위해 배치될 수 있으며, 이들의 컨테이너들은 하나 이상의 세그먼트들에 힌지 결합된 피라미드 벽 섹션들로 형성된다. 이들 설정들은 펴져서 태양을 추적하거나 고정된 구조물을 형성할 수 있다. 트럭 운송 산업 내에서, 트랙터-트레일러들 및 기타 차량들은 피라미드 벽 시스템을 사용하여 연료 비용을 부분적으로 또는 전체적으로 상쇄할 수 있다. 트랙터-트레일러들은 다음을 포함하되 이로 제한되지 않는 피라미드 벽 시스템의 여러 특징들로부터 이익일 수 있다:

1) 이 시스템의 독특한 기하학적 형상으로인해 동일한 크기의 기존 벽들 및 지붕들에 비해 강성과 강도가 증가하게 한다. 이 강도는 버드-본 격자 프레임으로 강화될 수 있다.

2) 이 기하학적 형상 내에서 태양광 패널들의 구성은 동일한 풋프린트에 걸쳐 평탄하게 놓인 패널들에 비해 에너지 수집을 증가시키게 한다.

3) 진보된 슈퍼 커패시터들을 빠르게 충전할 수 있는 능력은 주유소에서 필요한 시간을 줄이는 반면, 슈퍼 커패시터/배터리 조합들은 하이브리드 또는 완전 전기 차량들의 전력의 제어된 방전을 허용한다.

4) 딤플 커버들의 항력 감소(drag reduction)는 연간 연료 비용들을 적어도 11 % 절감할 수 있다. 플루크(fluke)(도 215 참조)와 같은 추가 특징들은 항력을 더욱 줄일 수 있다.

5) 피라미드 벽 시스템은 냉장 유닛들에 전력을 공급할 수 있는 한편, 벽 샌드위치 섹션들의 폐쇄 셀 내부는 단열을 제공할 수 있다.

6) 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 발광 다이오드들(LEDs)은 패널들 및/또는 플루크를 통해 야간 조명 및/또는 신호체계(signage)를 제공할 수 있다. LED들은 어레이, 리본 또는 시트의 개별 구성요소들일 수 있다. LED들은 또한 이러한 조명 특징을 사용하여 신호를 강화할 수 있다. LED들의 저전력 소비는 LED들이 외부 소스없이 피라미드 벽 시스템의 커패시터-배터리 부분을 빼게 하는 것을 허용한다. 위에서 설명한 몇 가지 방법, 예를 들어, 패널들의 마지막 층의 뒷면 또는 피라미드들의 내측면들을 코팅하는 것이 존재한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 트레일러의 측면들에 있는 피라미드들의 상단면들은 하향 조명(downward illumination)을 위해 코팅될 수 있다.

7) 컨테이너 측면들은 피라미드 벽 섹션들을 수납하기 위해 개조되거나 피라미드 벽 섹션들로 완전히 구성될 수 있다. 컨테이너 측면들은 태양광 셀들 또는 태양광 패널-커패시터들의 임의의 조합들을 포함하는 단일면 벽 패널들을 포함할 수 있다.

8) 피라미드 벽 섹션들은 도 193 내지 도 195 및 도 200에 도시된 바와 같이 날씨 보호를 위한 투명한 커버와 다양한 딤플 형상 및 특징들을 가질 수 있다. 이들 커버들은 최대 항력 감소를 위해 독립적으로 위치결정되고 구성된 형상들로 측면 패널들을 형성한다. 일부 커버들은 단순한 렌즈 특징들; 피라미드 셀의 위치에 기초하여 기존, 프레넬 또는 렌티큘러 중 하나를 가질 수 있다. 게다가, 피라미드 공동들은 벽 내에서 이들의 위치에 기초하여 잠재적인 태양광 수집을 극대화하기 위해 고르지 않은 측면들을 가질 수 있다. 커버들은 개별적으로 형성되거나 완전한 측벽 시트로 제조될 수 있다. 손상되거나 재구성된 경우 개별 섹션들을 교체할 수 있도록 사후 프로세스가 이어질 수 있다. 커버들은 앞쪽과 뒤쪽 에지들에 항력을 줄이는 "플루크들(flukes)"을 가질 수 있다. 이러한 플루크들은 마찬가지로 개별적으로 형성되거나, 또는 교체될 수 있는 완전한 측벽 시트로 제조될 수 있다. 항력 감소 커버들은 피라미드 벽 섹션들이 없는 기존 트레일러들에 사용될 수 있다.

도 211은 피라미드 벽 시스템을 갖는 완전히 조립된 트랙터 트레일러(6700)를 도시한다. 딤플이 있는 덮개들이 구성 가능하며 태양광 패널들 또는 배터리들 또는 커패시터들과 같은 전기 스토리지없이 사용될 수 있다. 또한, 딤플이 있는 커버들은 피라미드 벽 섹션들이 없는 기존 트레일러 측면들에서 사용될 수 있다.

도 212는 독립형 트레일러 프레임(6710), 3 개의 벽 섹션들(4990), 피라미드 어레이(4950)의 내측면들의 확대 및 소켓들(4970)과 장착 플러그들(4980)을 갖는 프레임 상단을 도시하는 벽 섹션 뒷면의 확대를 도시한다. 벽 섹션들은 다양한 크기들로 제조될 수 있고 함께 접합되어 완전한 트레일러 측면을 만들 수 있으며 또는 이 벽 섹션들은 연결 특징들 또는 전기 특징들을 갖거나 갖지 않는 단일 패널로 제조될 수 있다.

도 213은 캡(6720)과 2 개의 끝이 투명한 딤플 커버들(6730)을 소개한다. 다른 비-제한적인 실시예들은 태양광 셀 및 커패시터/배터리 단부 벽들을 포함할 수 있다.

도 214는 2 개의 측면이 투명한 딤플이 있는 벽들(6740)과 하나의 상단이 투명한 딤플이 있는 벽(6750)을 소개한다. 이러한 벽들의 딤플 패턴들은 풍동 테스트 및 CFD(computational fluid dynamics)와 같은 3D 모델 시뮬레이션들의 입력에 기초하여 구성가능하거나 조정된다.

도 215는 상단이 투명한 딤플이 있는 벽(6750)에 있는 수개의 특징부들의 잘려진, 분해 및 상세도를 도시한다. 원형 딤플이 있는 패널들, 평면 패널들, 초승달 형상 딤플이 있는 패널들(crescent shaped dimpled panels) 및 삼각형 형상 공동 시일들이 포함된다. 그 위에는 크고 작은 공기 역학적 "플루크들"이 안착된다. 3 개의 작은 공기 역학적 플루크들(6760)과 3 개의 큰 공기 역학적 플루크들(6770)의 열이 앞쪽 에지로부터 분해되어 있다. 도면 왼쪽 위에는, 작은 플루크(6760)와 그 뒤에 있는 큰 플루크(6770)의 프로파일을 보여주는 측면도가 있다. 도면 오른쪽에는 초승달 형상의 딤플들(6025)을 강조하는 패널의 뒤쪽 끝으로부터 잘라낸 도면이 있다. 3 개의 큰 플루크들(6770)이 그 위에서 분해되어 있다. 플루크들의 풋프린트는 초승달 형상의 딤플들과 정렬되어야 하며, 이는 비-제한적인 일 실시예에서, 실험 데이터를 기반으로 한 패턴 선택일 수 있다.

왼쪽 하단에는 상단 딤플이 있는 벽의 상세도가 있다. 편평한 커버(6000) 및 구형 오목 커버(6010)뿐만 아니라 편평한 커버를 위한 삼각 형상의 공동 시일(6005) 및 구형 오목 커버를 위한 삼각 형상의 공동 시일(6015)이 주목된다. 비-제한적인 일 실시예에서, 이러한 공동 시일들은 단순히 커버 구성의 단부 특징부일 것이며, 예를 들어 시일(6005)은 커버(6000)의 일부이고 시일(6015)은 커버(6010)의 일부 기타 등등이다.

도 216은 태양광 패널/슈퍼 커패시터 벽의 샘플을 도시하는 트랙터-트레일러의 단면도를 도시한다. 단면 절단에 수직인 잘려진 도면은 커패시터들 및 플라워 패널 벽 셀들을 도시한다. 커패시터/플라워 조립체의 더 자세한 단면도를 도시하기 위해 투명 커버들은 제거되어 있다. 뒤에서 앞쪽으로 바라보는 단부도는 작은 플루크들(6760) 및 큰 플루크들(6770)을 번갈아 가며 도시한다.

비-제한적인 일 실시예에서, 태양광 패널 구성은 단부도에 도시된 바와 같이 적층된 플라워 조립체(5700)일 수 있다. 그 아래 대각선으로 오른쪽에는 슈퍼 커패시터의 일부로서 허니콤 격자 피라미드(6420)가 있다. 이는 플라워 패널/슈퍼 커패시터 어레이의 횡단면을 도시한다. 오른쪽은 트레일러 섹션의 상세도가 있다. 어레이의 특징부들(플라워(5700)의 페이탈들과 포스트, 격자(6420)의 허니콤 특징부들)을 드러내기 위해 선택된 커버들이 제거된다.

도 217은 섹션화된 트랙터-트레일러의 정면에서 본 도면을 도시한다. 일부 투명한 벽 커버들의 분해도는 상단 측면들이 하단보다 더 짧은 비대칭 피라미드 벽 셀들을 드러낸다. 캡(6720)은 참조를 위해 도시된다. 측면 패널의 분해된 영역의 상세는, 수개의 평탄 커버들(6000)이 제거된 상태로 도시된다. 그 바로 뒤에는 비대칭 패널들의 샘플이 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 고르지 않은 측면들(상단에서 단축됨)을 갖는 피라미드 구성(4585)은 트레일러의 하단 열들로부터 입사광을 가장 잘 포착하기 위해 사용된다. 패널 측면들과 커버들은 고객맞춤화될 수 있다.

도 218은 피라미드 벽 시스템(6700)을 갖는 트랙터-트레일러의 경사도를 도시한다. 고객맞춤형 공기 역학적 특징부들이 전체 차량의 맥락에서 도시되어 있다.

방음 벽들(sound walls)은 음파들을 반사, 확산 또는 흡수할 목적으로 설계되어 있다. 50 년 넘게 미국에서 방음 벽들은 고속도로 소음 장벽들(noise barriers)로 광범위하게 사용되었다. 주거 및 상업 개발들에서도 이러한 장벽들의 증가를 보여왔다. 방음 벽들은 콘서트 홀들과 스튜디오에서 특정 주파수를 음소거할 수 있는 사운드 댐핑(sound damping)을 위해 사용되었다. 방음 벽들은 실험실에서 모든 음파를 완전히 흡수하고 격리하는 무향실들(anechoic chambers)을 생성한다. 효과, 비용 및 심미성은 비용과 효과 사이의 대부분의 균형을 이루는 설계 인자들이다.

일반적으로, 최소한의 효과지만 가장 저렴한 형태의 벽은 반사 벽이며, 이 벽은 긴 고속도로들의 길게뻗은 구역(stretch)에서 볼 수 있다. 시골 지역에서는, 반사 벽들이 충분할 수 있지만 일반적으로 그 앞에 있는 영역들로 소음을 전달한다. 반대쪽 측면에 있는 경쟁 반사 벽들은 실제로 영역의 소음을 증가시킬 수 있다.

확산 벽들이 그 다음으로 가장 효과적이지만, 더 정교한 형상과 더 높은 비용을 가질 수 있다. "S" 형상 벽과 불규칙한 기하학적 특징부들을 갖는 벽이 이 범주에 속하며; 이 벽들은 단순히 반대편으로 소리를 반사하는 것이 아니라 벽 앞에서 소리를 분해한다.

흡수 벽들은 일반적으로 가장 효과적이고 가장 비용이 많이 든다. 흡수 벽들은 어쿠스틱 폼(acoustic foam), 폐쇄 셀 폼, 펠릿들, 흙 및 작은 암석들을 갖는 벽들을 포함된다. 많은 방음 벽들은 세 가지 종류의 장벽이 결합되어 있다.

피라미드 벽 시스템은 확산과 흡수의 이러한 두 가지 방음 벽 범주에 대한 자연스러운 후보이다. 피라미드 벽 시스템의 독특한 형상은 역 피라미드 면들의 그 어레이 내에서 소리를 반사함으로써 소리를 분산시킨다.

비-제한적인 일 실시예에서, H- 빔들이 콘크리트 형태들(예를 들어, 소노튜브들(Sonotubes))에 고정되며, 이는 차례로 기초들(footings)에 고정된다. 소노튜브/기초 조합은 그 다음에 소노튜브들 사이에 베이스와 간격을 제공하는 수평 지면 지지부와 함께 지면에 내장될 수 있다.

도 168 내지 도 170에 설명된 바와 같이, 연이은 벽 섹션들은 흡수 벽을 생성하는 데 사용되는 독립형 패널들을 형성할 수 있다. 연이은 벽 섹션들은 그 하단에 더미 패널들의 열을 갖는 시작 섹션으로 시작하는 H 빔들의 채널 사이에서 아래로 미끄러진다. 날씨 캡(weather cap)을 보관할 공간이 있는 상단에 도달할 때까지 더 많은 섹션들이 추가된다.

캡이 추가되기 전에, 재료는 그 다음, 앞뒤 사이의 "샌드위치 갭"으로 가압된다. 이 재료는, 스프레이 폼 단열재, 폐쇄 셀 폼, 음향 폼 및 플라스틱 및 목재 펄프를 포함한 재활용 재료가 포함될 수 있지만 이로 제한되지 않는다.

격자는, 증가된 보강을 제공하기 위해 섹션들이 나중에 결합되는 상태로 독립형 벽 섹션들 중 하나의 내측면에 인쇄될 수 있다. 플러그 및 소켓들은 습기와 열을 위한 배수 포트들을 가질 수 있다.

피라미드 벽 섹션들은 위에서 언급 된 재료들 중 임의의 재료를 사용하여 모든 공정들에서 제조될 수 있다. 특히, 복합재들로 제조된 임의의 벽 섹션들은 콘크리트로 제조된 것보다 10배 이상(an order of magnitude or more) 더 가볍다.

피라미드 벽 섹션들로 구성된 방음벽은 빈 피라미드 공간들을 가질 수 있다.

피라미드 공간들은 한쪽에 태양광 패널들, 반대쪽에 커패시터/배터리 조합들 또는 한쪽에 하이브리드 커패시터/태양광 패널들을 가질 수 있다. 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 및 발광 다이오드(LED)는 최내부측에 있는 태양광 패널들의 외부면 또는 야간 사용을 위한 피라미드 셀들의 내측면들에 있다. LED들은 어레이, 리본 또는 시트의 개별 구성요소들일 수 있다. 커패시터/배터리 조합들은 이러한 조명 특징부들을 자급 자족하게 만들 수 있다.

H-빔들로 결합된 피라미드 벽 섹션들은 방음 벽의 길게뻗은 구역(stretch)을 형성하기 위해 결합될 수 있다. 방음 벽 섹션들은 만곡될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 피라미드들의 반전된 면들은 음향 기준에 기초한 설계에서 곡선형 배면 형상을 따를 수 있다. 곡선은 "S" 형상 또는 합성물일 수 있다.

피라미드들의 내측면들은 음향 기준에 따라 고르지 않거나 비대칭일 수 있다. 마찬가지로 태양광 발전 기준이 내부 피라미드 면들을 형성하는 요인이 될 수 있다.

도 219는 방음 벽 섹션(6800)의 분해도를 도시한다. 좌측 이미지 하단에서, 기초들(6820)이 지면에 놓여질 준비가 되어 있다. 콘크리트 소노튜브들(6830)이 바로 위에 있으며 기초들 위에 묻힐 것이다. 지면 벽 지지대(6840)는 소노튜브들(6830)의 상단에 직접 놓일 것이며, 지지대의 단부들은 포스트들 사이의 갭만 덮고 있다. H-빔들(6810)은 보강 철근(도시되지 않음)이 그 안에 그리고 기초까지 끝까지 붙어 있는 상태로, 튜브들(6830)의 상단에 결합된다.

4 개의 연이은 피라미드 벽 섹션들(5200)이 H-빔들(6810)위에 슬라이드할 준비가 된 것으로 도시되어 있다. 좌쪽 하단의 상세는, 연이은 피라미드 벽 섹션(5200)의 하단에 있는 더미 패널(5220)의일부를 도시한다. H-빔(6810)의 프로파일이 해당 상세도에 도시된다. 그 오른쪽 위에는 피라미드 벽 섹션들(5200)을 고정할 준비가 된 피라미드 어레이들(4950)(후면 및 전면) 및 벽 캡(6850)의 상세가 있다.

도 220은 완성된 방음 벽 섹션(6800)을 도시한다. 도 221은 분리도가 (비-제한적인 일 실시예에서) 폐쇄 셀 폼(5210)을 노출하는 상태로, 완성된 방음 벽 섹션(6800)을 도시한다. 다른 구성들에서, 이 삽입물은 플라스틱 펠릿들, 플라스틱을 포함하는 재활용품들, 종이/펄프 또는 콘크리트일 수 있다. 도 222는 일련의 방음 벽(6900)을 도시한다. 이러한 세그먼트들은 설계 기준에 따라 무한한 길이, 만곡되거나 각질 수 있다.

피라미드 벽 시스템은 다양한 크기들과 형상들의 구조물들에 적용될 수 있다. 또한, 구조물들은 다양한 크기와 형상의 독립형 유닛들로 사용되는 자립 구조물들(self-contained structures)을 형성할 수 있다. 구조물들은 무한 길이의 어레이들을 형성할 수 있다. 구조물들은 추적 시스템들을 사용하거나 고정될 수 있다. 구조물에서 개별 피라미드 셀들은 고르지 않은 측면들을 가질 수 있으며 크기와 수에 제한이 없다. 이 구조물의 베이스는 측면들의 수에 제한이 없는 정다각형 또는 불규칙 다각형일 수 있다. 피라미드 벽 구조물의 측면들은 평탄하거나 만곡될 수 있다. 그 다음에, 피라미드 셀들은 피라미드 형상의 프레임 내에서 모듈 방식으로 결합되어 피라미드 벽 구조물을 생성한다.

비-제한적인 일 실시예에서, 피라미드 벽 구조물의 나선형(involute) 표면들은 피라미드의 베이스 또는 풋프린트에 걸쳐 표면적의 119.6 % 증가를 나타낸다. 피라미드 벽 구조물의 또 다른 비-제한적인 실시예는 측면들이 제거된 상태로 피라미드의 베이스를 위한 패널들만을 사용할 수 있다. 초안들 중에 패널들을 지붕에 계속 가압하는 것을 돕기 위해 이러한 베이스 섹션들의 둘레에 윈드 스커트(wind skirt)가 추가될 수 있다. 공기 환기구들이 습기 및 열 환기를 위해 추가될 수 있다.

도 223은 독립형 피라미드 벽 구조물(7000)을 도시한다. 이 구조물은 독립형 유닛일 수 있으며 건물의 상단 또는 태양 열 농장의 어레이에서 사용될 수 있다.

도 224는 피라미드 벽 구조물의 삼각형 측벽의 분해도를 도시한다. 이 측벽은 피라미드 벽(4990)과 유사한 구조물을 가질 수 있다. 그러나, 이 측벽는 다르게 섹션화될 수 있으며, 이에 따라 고유 번호를 갖는다. 이 비-제한적인 실시예에서, 9 점 벽 섹션(7110), 8 점 및 7 점 섹션(7120), 6 점 및 5 점 섹션(7130), 4 점 및 3 점 섹션(7140) 그리고 2 점 및 1 점 섹션(7150)이 결합되도록 위치결정된다. 슬롯형 베이스 섹션(7210)이 바로 아래에 있고 그리고 베이스(7220)가 여기에 연결될 것이다.

도 225는 연결될 슬롯형 베이스 섹션(7210) 및 베이스(7210)의 상세를 도시한다. 도 226은 조립되고 슬롯형 베이스 섹션(7210) 및 베이스(7220) 상에 연결될 준비가된 삼각형 측벽(7100)을 도시한다. 도 227은 슬롯형 베이스 섹션(7210)에 조립된 삼각형 측벽(7100) 및 조립 대기중인 베이스(7220)의 2 개의 참조도를 도시한다. 도 228은 4 개의 베이스들(7220)의 조립체, 4 개의 슬롯형 베이스 섹션(7210) 중 하나로의 1 개의 삼각형 측벽(7100) 및 조립 준비된 2 개의 프레임 부재들(7230)을 도시한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 이러한 프레임 부재들은 피라미드 구조물의 내부측에 패널을 고정할 수 있어, 이에 따라 패널 에지들과 측면들이 태양에 완전히 노출되는 것을 허용한다. 도 229는 완성된 피라미드 벽 구조물(7000)을 도시하는데, 피라미드 벽의 캡(7240)은 피라미드 벽 위에서 분해되어 있다.

도 230은 전체 건물을 도시하는데, 전체 건물의 측면들은 단일면 피라미드 벽(4990) 섹션들로 덮여져 있다. 상단에는 베이스(7220) 및 슬롯형 베이스(7210)가 있다. 도 231은 부분적으로 조립된 피라미드 벽 빌딩(7300)을 도시한다. 프레임 부재들(7230)은 부재들 바로 위 캡(7240)이 분해된 채 도시되어 있다. 패널들은 한 번에 한 열씩 또는 한 번에 한 면씩 조립될 수 있다. 도 233은 완전히 조립된 피라미드 벽 건물(7300)을 도시한다. 이 비-제한적인 실시예에서, 4 개의 피라미드 벽 구조물이 지붕에 도시되어 있다. 이러한 구조물들은 크기, 형상 또는 수량이 제한되지 않는다.

도 233은 추적 피라미드 벽 구조물(7400)을 도시한다. 이 비-제한적인 실시예에서, 피라미드 구조물은 2 개의 자유도로 태양을 추적할 수 있다. 베이스 요소들(7420)은 피봇팅 요소(7410)에 연결된다. 요소(7410)는 일방향으로 이동할 수 있고 피라미드 구조물은 제2 수직 방향으로 이동될 수 있다.

비-제한적인 일 실시예(도시되지 않음)에서, 연이은 벽 패널들은 피라미드의 구조물 내부측에 커패시터들/배터리들을 수납하는 데 사용될 수 있다. 벽 패널들은 태양광 농장의 어레이들에 있을 수 있으며 개별 셀들의 형상은 최적의 태양광 수집 성능에 따라 다를 수 있다.

도 234는 평탄한 피라미드 벽 건물(7500)을 도시한다. 지붕 섹션들 위의 분해도에서, 윈드 스커트들이 고정되도록 위치 결정된다. 이 비-제한적인 실시예에서, 패널들, 측면들, 베이스, 슬롯형 베이스 프레임 및 캡은 벽 소켓들(5300) 및 정렬/장착 템플릿/고정구(5400)에 의해 고정된 피라미드 벽(4990)으로 대체된다. 이러한 패널들의 둘레는 윈드 스커트(7510)에 의해 고정된다. 이는, 건물들에 걸친 하향 드래프트들을 활용함으로써 패스너들 및 결합제들에 대한 변형을 줄이는 데 도움이 된다.

도 235는 윈드 스커트(7510), 스커트 환기 구멍들(7515) 및 피라미드 벽 섹션(4990)의 상세한 잘려진 도면을 도시한다. 피라미드 벽 시스템의 임의의 구성들에서와 같이, 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 발광 다이오드들(LEDs)이 패널들의 뒷면이나 피라미드들의 내측면에서 이 시스템의 인버터들과 함께 사용될 수 있다. LED들은 어레이, 리본 또는 시트의 개별 구성요소들일 수 있다. 날씨 및/또는 공기 분산용 투명 커버들이 사용될 수 있다.

전술된 바와 같이, 다양한 실시예들이 벽 섹션들을 생성하는 방법 및 장치를 제공한다. 이들 벽 섹션들은 피라미드형 구조물들을 빠르게 설정하는 데 사용될 수 있다.

설명된 다양한 작업들은 순전히 예시적이며 특정 순서를 내포하지 않는다. 더욱이, 작업들은 적절한 경우 임의의 순서로 사용될 수 있으며 부분적으로 사용될 수 있다. 개별 단계들로 설명된 다양한 작업들이 단일 작업으로 결합될 수 있다. 추가적으로, 개별 단계들로 설명된 일부 동작들은 다중 단계들로 수행되도록 분할될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 도, 도면, 이미지 및 단계라는 용어는 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 도 3에 도시된 진공 성형은 완전 진공 챔버에서 수행될 수 있고 단계계들은 다양할 수 있다. 다른 실시예들에서, 시트는 최종 진공 형성 단계 및 경화가 발생하기 전에 다양한 단계들에서 클램핑 및 절단될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 다른 일련의 단계들로서 발생하도록 다양한 도면들이 재정렬될 수 있다.

피라미드들의 형상으로 형성되는 시트의 비-제한적인 일 실시예에서, 마지막 접힘 및 절단 단계 후에, 주입 메쉬가 수지를 흡수하기 위해 재료 위에 배치될 수 있다. 메쉬는 반대쪽에 진공 호스 용으로 2 개의 플라스틱 커넥터들이 느슨하게 배치되는 상태로, 외부측을 따라 테이프로 붙여질 수 있다. 그 다음, 약간 큰 진공 백(예를 들어, 투명 포장재의 단일면 시트)이 재료 위에 놓여지고 진공 포장 테이프로 테이프로 붙여질 수 있다.

각각의 커넥터 위에서 절개가 이루어질 수 있다. 하나의 커넥터는 호스가 저장소로부터 수지를 끌어당길 수 있도록 한다. 다른 하나의 커넥터는 진공 펌프에 부착된 호스를 연결한다. 처음에는, 저장소가 클램프 오프될 수 있고 그리고 백(bag)을 통해 완전한 진공 상태가 유지될 수 있다. 그 다음, 펌프 단부 호스도 또한 클램프 오프될 수 있다. 누출이 없는 것으로 확인된 후에는, 저장소 단부의 클램프가 개방될 수 있고 주입 메쉬를 통해 수지를 끌어 당길 수 있다. 그 다음, 호스들 둘 모두가 다시 클램프 오프될 수 있다. 진공 성형 시트는 마무리된 하우징을 만들기 위해 다음 24 시간에 걸쳐 경화되게 허용될 수 있다.

일 실시예는 피라미드형 공동들 및 단일 유닛들 또는 어레이들의 관련 요소들을 사용하여 태양광 에너지를 수집하고 저장하는 방법을 제공한다. 이 방법은 패널들 사이의 반사율을 사용하여 패널들이 평탄하게 놓인 것처럼 동일한 전력 출력을 유지한다. 이는, 장착 영역이 제한된 곳에 설치하는 것을 허용한다. 피라미드의 베이스에 대한 각각의 측면의 각도는 5° 내지 85° 범위들이다. 이러한 피라미드들의 베이스 또는 "풋프린트(footprint)"는 다이아몬드 또는 마름모 형상과 같은 정다각형 또는 불규칙 다각형일 수 있다. 그러나 측면들의 수에는 제한이 없으며 피라미드 측면들은 고르지 않을 수 있다. 햇빛에 대한 접근이 제한된 섹션들은 입사광을 가장 잘 포착하기 위해 측면이 고르지 않을 수 있다.

역 피라미드들은 피라미드들의 측면들이 건물 표면들에서 떨어져있어 자연적인 기류가 셀들을 냉각시켜 열이 감소함에 따라 효율성을 증가시킨다. 피라미드 벽 시스템은 피라미드 "셀들" 또는 "모듈들"의 수에 의해 제한되지 않으며 셀들 또는 모듈들은 확장 가능하다.

다른 실시예는 태양광 패널들을 배열하기 위한 방법을 제공하며, 태양광 패널들은 평탄하게 조립되고 힌지 결합되어, 피라미드들의 내부측 면에 교차 형상의 패턴을 접합하거나 스냅 핏으로 생성할 수 있다. 태양광 패널들은 유연하고 교차 형상의 평탄한 패턴으로 형성되고 피라미드 형상으로 "4D"로 접혀서 피라미드들의 내측면들에 접착되거나 끼워맞춤될 수 있다. 태양광 패널은 단일면 또는 양면일 수 있으며 그리고 기존 제조 방법들 또는 3D 인쇄로 제조될 수 있다. 태양광 패널들은 가시 스펙트럼에서 투명하고 페로브스카이트 또는 유기 염들과 같은 무기 재료들로 제조될 수 있다. 이들은 투명한 나노 와이어를 생성하거나 기존의 전기 접점을 코팅하기 위해 그래핀 또는 동등한 초전도 물질을 사용할 수 있다. 패널 접점들은 접촉 표면적 및 효율성을 증가시키기 위해 허니콤 형상(이로 제한되지 않음)과 같은 조밀한 기하학적 패턴으로 배열될 수 있다. 패널들 및 그 접점들은 종래의 제조 방법들로 제조되고, 도전성 재료로 3D 인쇄되거나 또는 이 둘의 조합으로 제조될 수 있다.

태양광 패널들은 중앙 위치를 통과하는 도전성 경로를 허용하는 장착 포스트에 고정될 수 있다. 장착 포스트 배선 층들은 내장/오버 몰딩된 와이어들이 포함될 수 있다. 장착 포스트 배선 층들은 배선 층들을 생성하기 위해 리드들이 삽입된 상태로 성형되고, 기계 가공 또는 3D 인쇄된 채널들 또는 도관들을 수납할 수 있다. 층들은 3D 인쇄된 도전성 리드들을 가질 수 있다. 장착 포스트들의 채널들 또는 도관들은 도전성 재료 또는 그래핀 또는 등가물과 같은 초도전성 재료로 분무되거나 전기 도금될 수 있다. 이들은 도전성 또는 초도전성 젤로 코팅될 수 있다.

배선 층들은 본원에 설명된 임의의 조합으로 생성될 수 있고 그리고 다수의 패널들의 세트를 위해 적층될 수 있다. 장착 포스트 본체는 슬롯들을 추가하여 확장되어 다수의 패널 어레이들의 적층을 허용할 수 있다. 가시광(또는 특정 파장들)에 대해 투명한 패널들은 피라미드 공간 내에 적층될 수 있으며, 각각의 층은 지정된 범위의 파장들을 흡수하도록 위치결정된다. 패널 층들은 평탄하고 서로 평행하거나 평탄하고 서로 독립적으로 배향되고/각지고/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 임의의 기하학적 또는 비 기하학적 형상을 형성하기 위해 만곡될 수 있다. 패널 층들은 동심원으로 안착되거나 서로 독립적으로 배향/경사/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 장미의 꽃잎들처럼 엇갈리고 오프셋될 수 있다.

패널들은 기존의 단순 렌즈, 렌티큘러 렌즈 또는 프레넬 렌즈의 임의의 유형과 같은 기능을 하는 투명한 외부 표면을 가질 수 있다. 이러한 렌즈들은 다양한 형상들을 가질 수 있으며 그리고 포커싱, 디포커싱 및 빛의 방향 전환을 포함한 다양한 목적들을 가질 수 있다.

가시 광선에 대해 투명하거나 반투명 한 패널들은 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 발광 다이오드들(LEDs)로 코팅되는 패널 자신들의 외부 면들을 가질 수 있다. LED는 어레이, 리본 또는 시트의 개별 구성요소일 수 있다. 이는 투명 셀들을 사용하는 경우 야간용일 수 있다. 이러한 조명이 있는 면들은 자체 지속될 수 있어, 피라미드 벽 모듈의들 슈퍼 커패시터들 및/또는 배터리들과 같은 전기 저장 장치에 연결된 인버터를 통해 전력을 끌어온다. 전계 발광은 커패시터 또는 태양광 패널에 의해 전력을 공급받을 수 있다.

추가 실시예는 복합 시트들을 사용하여 금형 위에 진공 성형되는 벽 섹션들을 제공한다. 이러한 섹션은 작은 모듈형 "A" 및 "B" 정합 섹션들로부터 전체 벽 패널까지 다양할 수 있다. 또한, 벽 섹션들은 3D 인쇄로 공지된 적층 가공을 통해 제조될 수 있다. 이들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. (완전 생산을 위한 초고속 적층 공정 중 하나는 SLA 수지들 및/또는 산소와 자외선으로 경화된 SLA를 사용한다.) 벽 섹션들은 열가소성 수지 베이스를 갖는 잘려진 탄소 섬유 또는 열가소성 수지 베이스를 갖는 섬유의 연속 스트랜드들을 사용하여 FFF/FDM 3D 인쇄될 수 있다. 잘려진 탄소 섬유 및 열가소성 수지 베이스는 펠릿들, 필라멘트 또는 이들의 조합 형태일 수 있다.

피라미드 벽 시스템은 로봇 팔의 압출기들에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 FFF/FDM 3D 인쇄될 수 있어, 비 직교 이동이 섹션들의 기하학적 형상과 일치되게 하고 그리고 제조를 위한 공정의 속도를 높일 수 있다. 로봇 팔은 기존의 선형 레일 또는 선형 갠트리 시스템에서 개별 또는 다수의 유닛들로 이동할 수 있다. 로봇 팔은 곡선 운동으로 이동할 수 있으며; 개별 또는 다수의 팔들은 독립적으로 또는 복합 곡선 트랙에서 움직인다. 제조 시스템들은 기존의 FFF 또는 FDM 인쇄에서처럼 갠트리들의 로봇 팔들 뿐만 아니라 압출기들을 조합하여 사용할 수 있다.

복합재를 감싸기 위한 금형들 또는 형태들은 FFF, FDM, SLA, SLS 또는 DMLS와 같은 적층 가공 공정을 사용하여 3D 인쇄될 수 있다. 금형들은 CNC 밀링 머신 또는 라우터로 제조될 수 있다. 금형들은 연이은 벽 섹션들 사이에 다양한 재료(플라스틱 및 콘크리트를 포함하지만 이로 제한되지 않음)를 주입하여 제조될 수 있다.

피라미드 벽 섹션들은 진공 성형 열가소성 수지 시트, 사출 성형 또는 회전 성형으로 제조될 수 있다.

벽 섹션들은, 보관 및 운송을 위해 적층되도록 수동으로 또는 외부 자극을 사용하여 리빙 힌지가 형상으로 이동하는 상태로, 평탄하게 인쇄될 수 있다.

랩핑을 위한 대체 재료들은 유리 섬유 및 케블라를 포함한다. FFF/FDM 3D 인쇄를 위한 대체 재료는, 유리 섬유 및 케블라(가닥 또는 잘려짐), 열가소성 수지들(자체), 콘크리트, 시멘트, 목재 펄프, 결합제를 갖는 집성재(composite wood) 및 재활용품들을 포함한다. 이러한 재료들은 펠릿들, 필라멘트들 또는 이들의 조합들로 공급되고 3D 프린터 노즐을 통해 압출될 수 있다. 다양한 금형 공정을 위한 대체 재료들은, 목재 펄프/집성재, 재활용 재료(플라스틱을 포함) 및 복합재가 내장된 열가소성 수지, 시멘트 또는 콘크리트를 포함한다.

벽들은 밀링되거나 플라스틱 또는 목재로 라우팅될 수 있다.

벽들은 판금으로 제조될 수 있다.

피라미드 벽 시스템의 임의의 구성요소들은 완전히 제조되거나 본원에 설명된 임의의 공정들과 조합될 수 있다.

다른 실시예는 피라미드 벽 섹션들을 연이어 결합하는 방법을 제공한다. 독립형 섹션들에서는, 별도의 벽 섹션들은 패스너들로 연이어 연결될 수 있다. 포스트들 및 소켓들의 축은 포스트들이 고정될 소켓들에 끼워맞춤될 때 정렬될 수 있다. 그 대신, 소켓들은 포스트들이 미끄러질 수 있도록 반원형 절취부들을 가질 수 있다.

이러한 독립형 섹션들은 폐쇄 셀 폼 또는 다양한 재료(재활용 플라스틱 또는 종이를 포함) 또는 시멘트의 펠릿들로 채울 수 있는 공간을 갖는다. 이 충전재 재료는 단열, 흡음 또는 둘 모두를 위해 사용할 수 있다. 3D 인쇄된 격자는 섹션들 사이에 삽입되고 폐쇄 셀 폼과 같은 재료로 보강될 수 있다. 또한, 격자는 섹션이 나중에 조정되는 상태로 독립형 벽 섹션들 중 하나의 내측면에 인쇄될 수 있다.

플러그들 및 소켓들은 습기와 열을 위해 정렬된 배수 포트들을 가질 수 있다.

추가 실시예는 단일면 피라미드 벽 섹션들을 벽들에 연결하는 방법을 제공한다. 단일면 피라미드 벽 섹션은 태양광 패널 리드들을 연결하는 전기 허브를 형성하는 자신의 중앙 포스트들을 갖는다. 그 다음에, 이 허브는 벽 또는 지지 표면에 장착된 벽 소켓의 공동에 연결된다. 패스너가 허브에서 돌출되어 벽 소켓 공동에서 매립된 나사식 인서트(embedded, threaded insert)에 고정된다. 캐비티는 전기 접점들을 가지며, 이 접점들은 그 다음에 허브에서 전력을 끌어와 정렬/장착 템플릿/고정구에 있는 배선 하네스(wiring harness) 또는 전기 도관들로 이를 전송한다. 정렬/장착 템플릿/고정구의 절취 섹션들은 벽 소켓과 동일한 프로파일을 갖는다. 절취 섹션들의 노치들은 벽 소켓들의 접점 니플들을 위한 경감을 제공한다.

정렬/장착 템플릿/고정구는 이들을 벽에 체결하거나 접착하기 이전에 벽 소켓들을 정렬하기 위한 임시 장착 템플릿으로도 사용될 수 있다. 템플릿에는 전기 도관들 또는 내장된 배선 자체가 없을 수 있다. 이는 벽 소켓 정렬을 위한 것일 수 있으며 그 다음에 제거될 수 있다.

영구 장착 고정구로서, 정렬/장착 템플릿/고정구는 전기 도관들 또는 내장된 배선이 있거나 없을 수 있다. 이는 소켓들이 벽에 체결되거나 접합된 후 소켓들에 의해 완전히 지지될 수 있다. 정렬/장착 템플릿/고정구는 피라미드 벽 섹션에 대한 추가 지지를 제공하기 위해 독립적으로 체결되거나 접합될 수 있다.

벽 소켓들 및 정렬/장착 템플릿/고정구는 사출 성형을 포함하는 다양한 방법들을 통해 기계 가공, 라우팅, 레이저 절단, 물 절단 또는 성형될 수 있다. 이들은 또한 3D 인쇄로 공지된 적층 가공을 통해 형성될 수 있다. 이들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다.

벽 소켓들의 전기 접점들과 정렬/장착 템플릿/고정구에 있는 도관은 절연 배선, 오버 몰딩된 와이어들 또는 도전성 재료로 3D 인쇄된 경로일 수 있다. 도관들은 그래핀 또는 등가물과 같은 초도전성 재료로 코팅될 수 있고 그리고/또는 초도전성 겔 또는 이의 임의의 조합으로 충전될 수 있다.

영구 고정구인 벽 소켓들 및 정렬/장착 템플릿은 장착 표면에 체결할 수 있게 하는 장착 구멍들을 가질 수 있다. 이들은 접합 화합물 또는 이의 조합으로 고정될 수 있다.

비-제한적인 일 실시예에서, 피라미드 벽 시스템은 가시광 및/또는 비-가시광의 특정 파장들을 흡수하기 위해 반투명 또는 투명 셀들/패널들의 층들을 위치결정하기 위해 피라미드 공간 내의 공간을 이용할 수 있다. 태양광 패널들의 제1 층은 단일면 또는 양면일 수 있으며 피라미드 하우징의 내측면들에 체결될 수 있다. 이들은 투명한 나노 와이어를 생성하거나 기존의 전기 접점을 코팅하기 위해 그래핀 또는 동등한 초전도 물질을 사용할 수 있다. 패널 접점들은 접촉 표면적 및 효율성을 증가시키기 위해 허니콤 형상(이로 제한되지 않음)과 같은 조밀한 기하학적 패턴으로 배열될 수 있다.

제1 및 후속 패널 층들 둘 모두는 가시 스펙트럼에서 투명할 수 있으며 페로브스카이트 또는 유기 염들과 같은 무기 재료들로 제조될 수 있다. 이들은 포스트 또는 "줄기" 주위에 플라워의 페이탈처럼 쌓일 수 있다. 적층은 평탄할 수 있고 그리고 줄기 주위의 오프셋 피라미드들의 측면들을 형성할 수 있고 또는 측면들은 장미의 꽃잎들처럼 곡선 및/또는 중첩될 수 있다. 패널 층들은 평탄하고 서로 평행하거나 평탄하고 서로 독립적으로 배향되고/각지고/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 임의의 기하학적 또는 비 기하학적 형상을 형성하기 위해 만곡될 수 있다. 패널 층들은 동심원으로 안착되거나 서로 독립적으로 배향/경사/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 장미의 꽃잎들처럼 엇갈리고 오프셋될 수 있다. 개별 패널들은 2 개 이상의 섹션들로 분할되어 독립적으로 위치결정될 수 있다.

패널 층들은 반사-방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅될 수 있다.

패널 층들은 기존의 제조 방법들 또는 3D 인쇄로도 알려진 적층 가공을 통해 제조될 수 있다. 이들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, SLA 수지를 산소 및 UV 광으로 경화하는 프로세스는 인쇄 속도를 25 배 내지 100 배까지 증가시킨다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다.

패널들 및 그 접점들은 종래의 제조 방법들로 제조되고, 도전성 재료로 3D 인쇄되거나 또는 이 둘의 조합으로 제조될 수 있다. 태양광 패널들은 중앙 위치를 통과하는 도전성 경로를 허용하는 장착 포스트에 고정될 수 있다. 장착 포스트는 위에서 설명된 다양한 방법들 중 일부 또는 이의 조합으로 사출 성형 또는 3D 인쇄와 같은 통상적인 제조 방법으로 제조될 수 있다.

장착 후 배선 층들을 구성하는 도전성 경로들은 내장된/오버 몰딩된 와이어들을 포함할 수 있다. 장착 포스트 배선 층들은 배선 층들을 생성하기 위해 리드들이 삽입된 상태로 성형되고, 기계 가공 또는 3D 인쇄된 채널들 또는 도관들을 수납할 수 있다. 층들은 3D 인쇄된 도전성 리드들을 가질 수 있다. 장착 포스트들의 채널들 또는 도관들은 도전성 재료 또는 그래핀 또는 등가물과 같은 초도전성 재료로 분무되거나 전기 도금될 수 있다. 이들은 도전성 또는 초도전성 젤로 코팅될 수 있다.

비-제한적인 일 실시예에서, 저장을 위해 투명 셀 층 사이에 투명 초전도 커패시터가 사용될 수 있다.

교차 패널/플라워 조립체는 다수의 패널들의 세트가 쌓여지는 것을 허용하는 장착/플라워 포스트 조립체를 가질 수 있다. 플라워 포스트의 연결은 피라미드 벽 공동들의 패널들을 안정화하고 고정하는 데 사용할 수 있다. 플라워 포스트 조립체는 포스트의 베이스 또는 허브, 포스트 본체, 장착 패스너 및 액세스 캡을 포함한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 이는 태양광 어레이를 피라미드 벽 섹션 및 벽 소켓에 장착하는 데 사용된다. 이는 반사율을 위해 코팅될 수 있으며 그리고 오버 몰딩, 삽입 또는 전기 리드들로 3D 인쇄될 수 있는 전기 경로들 또는 도관들을 포함할 수 있다. 이는 원형, 타원형 또는 임의의 정다각형 또는 불규칙 다각형과 같이 도시된 다이아몬드 형상과 다른 프로파일을 가질 수 있으며, 테이퍼 질 수 있고 그리고 공간 제한을 고려하여 상이하게 크기 조정될 수 있다. 플라워 포스트의 허브는 본체의 카운터성크 구멍에서 제자리에 장착 패스너가 있는 상태로 보스트 본체 아래에 있다. 포스트의 본체의 외측을 따라 패널 오목부들은 다양한 레벨들의 패널들을 위치결정한다. 스냅 핏 소켓들은 액세스 캡 상의 스냅 핏들이 제자리에 고정되고 패스너를 보호하는 것을 허용한다. 액세스 캡 오목부들은 퀵 릴리스를 위한 도구 액세스를 허용한다.

제1 레벨의 배선은 교차 패널 힌지들에 연결된다. 음극 및 양극 리드들은 장착 허브를 통해 연결된다. 다수의 레벨들의 배선이 다수의 레벨들의 적층 패널들을 연결한다.

완성된 플라워 조립체는 피라미드 형상으로 접혀질 수 있으며, 그의 외부 표면들은 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 발광 다이오드들(LEDs)로 코팅된다. LED들은 어레이, 리본 또는 시트의 개별 구성요소들일 수 있다. 패널들은 전계 발광 코팅 또는 LED들의 요구사항들에 따라 상이한 파장들에 대해 투명하거나 반투명할 수 있다.

다른 비-제한적인 실시예에서, 각각의 패널은 장착 포스트 주위에 단일의 평탄한 층을 형성할 수 있으며, 여기서 이들의 노출된면들은 피라미드의 풋프린트에 평행하다. 각각의 층은 만곡되거나 장착 포스트 주위에 동심원으로 안착될 수 있다. 각각의 층은 장착 포스트를 따라 동일하게 이격되거나 상이하게 이격될 수 있다. 각각의 층은 서로 독립적으로 또는 이의 임의의 조합으로 각을 이룰 수 있다.

전기 접점들을 갖는 탭들은 태양광 패널들에 리드들을 연결하기 위해 장착 포스트 슬롯들; 이들의 노출된 에지들에 고정될 수 있다. 이 탭들은 패스너들, 스냅 핏들, 결합제들 또는 이의 임의의 조합으로 고정될 수 있다.

패널들은 반사 방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅될 수 있다.

이 비-제한적인 실시예에서, 제1 층 수평 패널은 피라미드의 베이스 또는 풋프린트에 평행하게 배향된 노출된 면을 갖는다. 수평 패널의 간극 구멍의 에지들은 플라워 포스트의 패널 오목부들 바로 위에 위치결정될 것이다. 연결 탭들은 제1 층 수평 패널에 접합되거나 체결되도록 오목부들에 끼워맞춤된다. 후속 패널들을 먼저 조립하여 상단을 향해 작업할 수 있다. 교차 패널들 위에 가장 먼저 조립되는 것은 연결 탭들을 갖는 하단 패널일 수 있다. 연속 층들은 상단 층 패널 및 그의 연결 탭들까지 조립된다. 그 다음에, 조립체는 피라미드 형상으로 접혀지고, 그의 외부 표면들은 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 LED로 코팅된다.

몇몇 비-제한적인 실시예들에서, 투명 커버들은 피라미드 벽 시스템 내에서 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 투명 커버들은 날씨로부터 보호하고, 공기 역학적 표면을 제공하거나, 빛의 수집 또는 분산을 돕기 위한 것일 수 있다. 커버들의 기하학적 형상은 평탄하거나, 움푹 들어가거나, 돌출될 수 있으며, 그리고 다양한 형상들일 수 있다. 커버들은 개별 셀들, 작은 패널 섹션들 또는 대형 어레이들을 덮을 수 있다. 이들은 용도에 따라 균일하거나 혼합될 수 있다.

커버들은 가시광 및 비 가시광의 다양한 파장들에 투명한 다수의 상이한 재료들로 제조될 수 있다. 이들은, 유리, 투명 폴리머들, 투명 무기 폴리머들, 투명 에폭시 수지, 투명 세라믹들 및 이의 조합들이 포함되지만 이로 제한되지 않는다. 이들 재료들은 보호를 위해 투명 실리카 코팅들, 투명 에폭시 또는 투명 나노 코팅들로 처리될 수 있다.

또한, 태양광 패널들의 보호 장벽을 형성하는 커버들은, 바람이 많이 부는 지역의 구조물을 보호할 수 있다. 이 커버들은 이동중인 차량들에서 태양광 패널들을 차폐하는 데 사용할 때 항력(drag)을 줄일 수 있다. 풍동 테스트들(wind tunnel tests) 및 전산 유체 역학(CFD)과 같은 컴퓨터 분석으로부터의 데이터는, 커버 세그먼트의 특정 기하학적 형상 뿐만 아니라 대형 어레이에 걸쳐 이러한 세그먼트들의 배열을 결정할 것이다.

피라미드 벽 시스템은 극한의 기상 조건들에 노출될 수 있으므로, 습기 및 열 환기 포트들이 벽 섹션들의 다양한 구성요소들에 도입되어야 한다. 이들은 피라미드 벽의 측벽들, 에지들, 코너들, 포스트들 및 장착 소켓들 그리고 커버들의 코너들 및 에지들을 포함할 수 있다.

커버들은 가시 스펙트럼에서 투명하고 그리고 페로브스카이트 또는 유기 염들과 같은 무기 재료들로 제조된 태양광 셀들로서 이중 기능을 수행할 수 있다. 이들은 투명한 나노 와이어를 생성하거나 기존의 전기 접점을 코팅하기 위해 그래핀 또는 동등한 초전도 물질을 사용할 수 있다. 패널 접점들은 접촉 표면적 및 효율성을 증가시키기 위해 허니콤 형상(이로 제한되지 않음)과 같은 조밀한 기하학적 패턴으로 배열될 수 있다.

커버들은 기존의 단순 렌즈, 렌티큘러 렌즈 또는 프레넬 렌즈의 임의의 유형으로 기능할 수 있다. 이러한 렌즈들은 다양한 형상들을 가질 수 있으며 그리고 포커싱, 디포커싱 및 광의 방향 전환을 포함한 다양한 목적들을 가질 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 태양광 셀 커버는 경사 물결 패턴화된 굴절 단차들을 가질 수 있다.

커버들은 반사 방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅될 수 있다.

커버들은 개별 피라미드 셀들을 위해 개별 유닛으로 제조될 수 있다. 이들은 작은 모듈형 섹션들 또는 완전한 패널들로 제조될 수 있다. 모듈형 섹션들 또는 전체 패널들은, 개별 유닛들을 위해 분리 특징들이 추가된 상태로 개별 피라미드 셀들 위에 고정하기 위해 맞춤형 형상 영역들(custom shaped areas)을 가질 수 있다. 이렇게 하여, 손상된 유닛들만이 교체될 필요가 있다.

커버들은 압출, 주조, 블로운 필름(blown film), 사출 성형 및 열 성형을 포함하여 투명한 플라스틱 시트들을 생산하는 데 사용되는 기존 방법들을 통해 제조될 수 있다. 분리 섹션들은 성형 특징부들로 설계되거나 워터 제트 절단, 레이저 트리밍 또는 절단 블레이드들과 같은 2 차 제조 공정으로 추가될 수 있다.

또한, 커버들은 3D 인쇄로 공지된 적층 가공을 통해 제조될 수 있다. 이들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, SLA 수지를 산소 및 UV 광으로 경화하는 프로세스는 인쇄 속도를 25 배 내지 100 배까지 증가시킨다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다.

3D 인쇄된 부품들의 분리 섹션들은 단일 재료를 사용하여 설계 특징부로서 제조될 수 있다. 또한, 분리 섹션들은 3D 인쇄 지지 재료의 제거 후에 생성된 홈들/공동들로부터 형성될 수 있다. 그 대신에, 분리 섹션들은 워터 제트 절단, 레이저 트리밍 또는 절단 블레이드들과 같은 2 차 제조 공정으로 추가될 수 있다.

커버들은 포스트들이 있거나 없는 수평 페이탈 셋업들에 사용될 수 있다. 게다가, 커버들은 임의의 태양광 패널 변형들뿐만 아니라 커패시터들과 배터리들의 조합들에도 사용할 수 있다.

플라워 포스트를 위한 액세스 캡은 커버의 기하학적 형상에 기초하여 간극을 위해 절두처리될 수 있다. 중앙 스크류는 코너들의 스냅 끼워맞춤 특징부들과 함께 커버를 고정하는데 사용될 수 있다.

단일 피라미드 셀을 위한 커버는 다양한 변형들을 갖는다. 평탄한 커버, 구형 오목 커버, 타원형 오목 커버, 눈물 방울형 오목 커버, 렌즈가 있는 구형 오목 커버, 구형 볼록 커버, 타원형 볼록 커버 및 눈물 방울형 볼록 커버를 포함하는 수개의 비-제한적인 실시예들이 도시되어 있다. 렌즈 특징부는 구형 오목 변형이나 이러한 도면들의 변형들로 제한되지 않는다. 렌즈 형상은 기존의 단순 렌즈 또는 프레넬 렌즈의 임의의 변형일 수 있다. 임의의 커버들을 위한 재료는 광학적으로 투명한 화합물, 투명 태양광 셀들, 투명 커패시터들 또는 이의 임의의 조합일 수 있다.

다른 비-제한적인 실시예에서, 수평 적층 플라워의 대안의 버전은 적층을 위해 장착 포스트를 제거한다. 이는, 패널들의 보다 간단한 구성 및 광에 더 많이 노출된 표면적을 허용할 수 있다. 패널 층들은 평탄하고 서로 평행하거나 평탄하고 서로 독립적으로 배향되고/각지고/위치결정될 수 있다. 패널 층들은 임의의 기하학적 또는 비 기하학적 형상을 형성하기 위해 만곡될 수 있다. 패널 층들은 동심원으로 안착되거나 또는 서로 독립적으로 배향/경사/위치결정될 수 있다.

패널 층들은 반사-방지 및/또는 편광 화합물들로 코팅될 수 있다.

패널들의 코너들은 피라미드 셀의 내부측 에지들 또는 접혀진 교차 패널들의 측면들 사이의 에지들을 따라 리드들을 통해 전기 접점을 제공할 수 있다. 절두처리된 장착 포스트의 단순화된 버전은, 내부측 에지 리드들에서 중앙 위치(도시되지 않음)로 전류를 끌어올 수 있다.

포스트가 아닌 적층 플라워는 교차 패널 측면들에 압입된(press fit) 압착된 패널들을 갖는다. 전기 접점들은 직렬 연결을 제공하는 교차 패널들의 에지들과 함께 수평 패널들의 외부 코너들에 있을 수 있다. 교차 패널들은 제자리에 접혀있을 때 수평 패널들을 유지하기 위해 내측면에 홈 특징부들를 가질 수 있으며 또는 이들은 접합될 또는 둘의 조합일 수 있다. 패널들은 평탄하거나 만곡될 수 있으며 피라미드 공동 내에서 다양한 배향들로 위치결정될 수 있으며 피라미드의 풋프린트/베이스에 반드시 평행하지 않아도 된다. 허브 베이스는 교차 패널 힌지들을 지지하는 데 사용된다. 허브 본체는 다른 설계들과 마찬가지로 배선 경로를 제공하고 그리고 힌지 접점들을 지지한다. 허브 본체는 허브 본체가 플라워 페이탈들을 지지하는 데 사용되지 않기 때문에 낮은 프로파일을 갖는다. 장착 패스너는 허브 본체를 통해 연결되며, 허브 본체는 그 위치 설정을 위해 카운터성크 관통 구멍을 갖는다.

배선 경로로부터의 전기 리드들은 허브 베이스를 통해 연결된다. 허브 베이스는 허브 본체 및 장착 패스너를 안착시키고 내부 배선 리드들은 힌지 접점들에 연결된다.

교차 패널들의 뒷면은, 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 LED들로 코팅될 수 있다.

슈퍼 커패시터들은 빠른 충전을 위해 설계된 한편, 배터리들은 장기간 에너지를 제공하기 위해 설계되어 있다. 또한, "울트라 커패시터들"이라 하는 슈퍼 커패시터들은 경량이며, 이는 이들 커패시터들은 전력 밀도가 높으며, 일 초 내지 몇 분의 분율의 범위에 걸쳐 충전 및 방전할 수 있다는 것을 의미한다. 이들 커패시터들은 수년, 수백만 사이클 및 광범위한 온도에 걸쳐 높은 효율성을 유지하지만, 비싸고 저장 공간이 제한적이다. 반대로, 배터리들은 에너지 밀도가 높으며, 몇 분에서 몇 시간 동안 충전 및 방전할 수 있음을 의미한다. 이들 배터리들은 가격이 저렴하고 슈퍼 커패시터들보다 더 많은 스토리지를 갖는다. 그러나, 배터리들의 사이클 수명은 훨씬 짧다. 또한, 배터리들의 작동 온도는 제한되어 있으며 배터리들은 간헐적인 태양광 발전과 같은 과부하들 상태에서는 빠르게 저하된다. 부하 스파이크들을 슈퍼 커패시터들로 전환함으로써, 배터리 수명을 연장할 수 있다. 그리고 슈퍼 커패시터 스토리지가 증가함에 따라, 이는 전기 차량들과 같은 적용분야들에서 배터리들을 보완하여 충전 시간을 크게 단축할 것이다.

커패시터 스토리지는 이들의 전극의 표면적과 직접 관련이 있어, 에너지 스토리지를 증가시키는 방법으로 허니콤 층들의 조밀한 적층이 도입되었다. 슈퍼 커패시터 내 층들의 밀도와 층들의 수는 다를 수 있다. 이러한 층들은 그래핀 또는 동등한 나노 입자들로 코팅되어, 추가 표면적을 생성하며 이는 더 높은 저장 용량으로 이어진다. 전극들의 패턴은, 반드시 허니콤이 아닌 임의의 기하학적 형상의 어레이일 수 있다. 그리고, 각각의 층의 패턴은 후속 층들의 패턴과 조합되어 최적의 표면적을 얻기 위해 특정 3D 기하학적 형상을 만들 수 있다. 층들은 피라미드의 베이스/풋프린트에 평행하게 제한되지는 않는다. 이 층들은 서로 평행하거나 평행한 것으로 제한되지도 않는다. 이 층들은 만곡될 수 있다.

에너지 밀도를 증가시키는 층들 사이에 초도전성 겔 전해질이 도입되어, 배터리들의 방전 시간과 일치하도록 방전 시간이 연장된다. 또한 3D 인쇄로 공지된 적층 가공이 등장하기 전까지는, 이러한 슈퍼 커패시터들을 위한 복잡한 기하학적 형상들은 작업가능하지 않았으며, 이 커패시터들은 엄두를 못낼 정도로 고가였다. 이 프로세스의 속도가 증가함에 따라, 부품들은 프로토 타입으로부터 제조로 직접 이동하여, 비용을 더욱 더 절감할 수 있다.

슈퍼 커패시터들은 FFF(Fused Filament Fabrication), FDM(Fused Deposition Modeling), SLA(Stereolithography), SLS(Selective Laser Sintering) 및 DMLS(Direct Metal Laser Sintering)와 같은 특정 3D 인쇄 방법들로 부분적으로 또는 전체적으로 제조될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, SLA 수지를 산소 및 UV 광으로 경화하는 프로세스는 인쇄 속도를 25 배 내지 100 배까지 증가시킨다. 이 초고속 적층 방법은 전체 생산에 맞춰져 있다.

슈퍼 커패시터 층들은 표면적/용량을 증가시키기 위해 화학적으로 에칭된 금속판들 또는 호일로 제조될 수 있다.

사출 성형, 열 성형 또는 블로우 성형과 같은 기존 제조 방법들이 커패시터 셀의 다양한 구성요소들을 위해 사용될 수 있다. 이러한 구성요소들을 제조하기 위해 3D 인쇄과 함께 기존의 제조 방법들이 사용될 수 있다.

단일 피라미드 셀에서 슈퍼 커패시터 층들과 태양광 패널 층들을 결합하는 대체 하이브리드 구성이 공간, 중량 및/또는 비용 제한이 있는 경우에 사용될 수 있다. 피라미드 공간의 하단 섹션은 커패시터로서 역할을 하는 한편, 상단은 태양광 패널들을 위한 역할을 할 것이다. 다른 비-제한적인 구성들은 동일한 공간에서 커패시터들을 배터리들로 대체할 수 있다.

참고 : 배터리들은 임의의 다양한 실시예들에서 커패시터 스토리지를 대체하거나 보완할 수 있다.

슈퍼 커패시터 셀의 구성요소들은: 셀 커버, 허니콤 격자 피라미드, 슈퍼 커패시터 케이싱 및 슈퍼 커패시터 연결 랙을 포함한다. 전기 접점들은 양극 직렬 포스트, 양극 전기 리드들, 음극 직렬 포스트 및 음극 전기 리드들을 포함한다. 포스트들은 포스트들의 충전에 따라 허니콤 층들 각각에 대한 직렬 연결을 제공한다. 양극 리드들 및 음극 리드들은 슈퍼 커패시터 연결 랙에 스냅 끼워맞춤될 슈퍼 커패시터 케이싱의 포스트들에 연결될 것이다. 랙은 피라미드 벽 본체의 소켓들에 스냅 끼워맞춤되는 2 개의 자체 리드들로 전류를 끌어들이는 내부 배선을 갖는다. 그 다음에, 이들 리드들은 피라미드 벽 섹션의 버드-본 프레임에 있는 도전성 요소들에 연결된다.

비-제한적인 일 실시예에서, 다수의 양극 허니콤 층들은 음극 허니콤 층들과과 결합하여 허니콤 격자 피라미드를 완성한다. 비-제한적인 일 실시예에서, 모듈은 뒤집혀 있고 동일한 모듈에 부착된다. 다른 비-제한적인 실시예들에서, 반대편 섹션은 피라미드 벽 패널일 수 있다. 벽 섹션은 하이브리드 슈퍼 커패시터/포스트리스 플라워 패널 셀을 포함하여 그 안에 다수 버전들의 태양광 패널들 및 덮개들을 가질 수 있다. 이 구성은 수직 공간이나 깊이 또는 중량이 제한된 적용 분야들에서 단일면 피라미드 벽에 태양광 수집 및 저장을 허용한다. 다른 구성은 수평 적층 플라워, 기존 플라워 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

단일 피라미드 셀에서 슈퍼 커패시터 층들과 태양광 패널 층들을 결합하는 대체 하이브리드 구성이 공간, 중량 및/또는 비용 제한이 있는 경우에 사용될 수 있다. 피라미드 공간의 하단 섹션은 커패시터로서 역할을 하는 한편, 상단은 태양광 패널들을 위한 역할을 할 것이다.

이 구성은 단일면 피라미드 벽에 태양광 수집 및 저장을 허용한다. 이것은 수직 공간, 깊이 또는 무게가 제한된 적용 분야들을 위한 것일 수 있다

다른 비-제한적인 구성들은 동일한 공간에서 커패시터들을 배터리들로 대체할 수 있다.

추가 실시예에서, 피라미드 벽 시스템은 이동식 설비들 및 트럭 운송 산업 둘 모두를 위한 적용 분야들을 갖는다. 이동식 셋업들은 원격 위치들에서 비상 전원 또는 대피소들을 위해 배치될 수 있으며, 이들의 컨테이너들은 하나 이상의 세그먼트에 힌지 결합된 피라미드 벽 섹션들로 형성된다. 이들 설정들은 펴져서 태양을 추적하거나 고정된 구조를 형성할 수 있다. 트럭 운송 산업 내에서, 트랙터-트레일러들 및 기타 차량들은 피라미드 벽 시스템을 사용하여 연료 비용을 부분적으로 또는 전체적으로 상쇄할 수 있다. 트랙터-트레일러들은 다음을 포함하되 이로 제한되지 않는 피라미드 벽 시스템의 여러 특징들로부터 이익일 수 있다:

1) 이 시스템의 독특한 기하학적 형상으로인해 동일한 크기의 기존 벽들 및 지붕들에 비해 강성과 강도가 증가하게 한다. 이 강도는 버드-본 격자 프레임으로 강화될 수 있다.

2) 이 기하학적 형상 내에서 태양광 패널들의 구성은 동일한 풋프린트에 걸쳐 평탄하게 놓인 패널들에 비해 에너지 수집을 증가시키게 한다.

3) 진보된 슈퍼 커패시터들을 빠르게 충전할 수 있는 능력은 주유소에서 필요한 시간을 줄이는 반면, 슈퍼 커패시터/배터리 조합들은 하이브리드 또는 완전 전기 차량들의 전력의 제어된 방전을 허용한다.

4) 딤플 커버들의 항력 감소(drag reduction)는 연간 연료 비용들을 적어도 11 % 절감할 수 있다. 플루크와 같은 추가 특징부들은 항력을 더욱 줄일 수 있다.

5) 피라미드 벽 시스템은 냉장 유닛들에 전력을 공급할 수 있는 한편, 벽 샌드위치 섹션들의 폐쇄 셀 내부는 단열을 제공할 수 있다.

6) 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프 또는 발광 다이오드들(LEDs)은 패널들 및/또는 플루크를 통해 야간 조명 및/또는 신호체계를 제공할 수 있다. LED들은 어레이, 리본 또는 시트의 개별 구성요소들일 수 있다. LED들은 또한 이러한 조명 특징을 사용하여 신호를 강화할 수 있다. LED들의 저전력 소비는 LED들이 외부 소스없이 피라미드 벽 시스템의 커패시터-배터리 부분을 빼게 하는 것을 허용한다. 발광 층은 패널들의 마지막 층의 뒷면 또는 피라미드들의 내측면들의 코팅일 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 트레일러의 측면들에 있는 피라미드들의 상단면들은 하향 조명을 위해 코팅될 수 있다.

7) 컨테이너 측면들은 피라미드 벽 섹션들을 수납하기 위해 개조되거나 피라미드 벽 섹션들로 완전히 구성될 수 있다. 컨테이너 측면들은 태양광 셀들 또는 태양광 패널-커패시터들의 조합을 포함하는 단일면 벽 패널들을 포함할 수 있다.

8) 피라미드 벽 섹션들은 날씨 보호를 위해 투명한 커버들 및 다양한 딤플 형상들을 가질 수 있다. 이들 커버들은 최대 항력 감소를 위해 독립적으로 위치결정되고 구성된 형상들로 측면 패널들을 형성한다. 일부 커버들은 단순한 렌즈 특징들; 피라미드 셀의 위치에 기초하여 기존, 프레넬 또는 렌티큘러 중 하나를 가질 수 있다. 게다가, 피라미드 공동들은 벽 내에서 이들의 위치에 기초하여 잠재적인 태양광 수집을 극대화하기 위해 고르지 않은 측면들을 가질 수 있다. 커버들은 개별적으로 형성되거나 완전한 측벽 시트로 제조될 수 있다. 손상되거나 재구성된 경우 개별 섹션들을 교체할 수 있도록 사후 프로세스가 이어질 수 있다. 커버들은 앞쪽과 뒤쪽 에지들에 항력을 줄이는 "플루크들(flukes)"을 가질 수 있다. 이러한 플루크들은 개별적으로 형성되거나 교체할 수 있는 완전한 측벽 시트로 제조될 수 있다. 항력 감소 커버들은 피라미드 벽 섹션들의 다른 특징부들없이 기존 트레일러들에 사용될 수 있다.

피라미드 벽 시스템을 갖는 완전히 조립된 트랙터 트레일러를 위해, 딤플이 있는 커버들이 구성 가능하며 태양광 패널들 또는 배터리들 또는 커패시터들과 같은 전기 스토리지없이 사용될 수 있다. 또한, 딤플이 있는 커버들은 피라미드 벽 섹션들이 없는 기존 트레일러 측면들에서 사용될 수 있다. 비-제한적인 일 실시예에서, 독립형 트레일러 프레임, 트레일러 길이의 3 개의 벽 섹션 및 트레일러의 단부에 끼워맞춤되는 2 개의 벽 섹션들이 조립된다. 벽 섹션들은 다양한 크기들로 제조될 수 있고 함께 접합되어 완전한 트레일러 측면을 만들 수 있으며 또는 이 벽 섹션들은 연결 특징들 또는 전기 특징들을 갖거나 갖지 않는 단일 패널로 제조될 수 있다. 양면 투명한, 딤플이 있는 커버들; 하나의 상단 투명한, 딤플이 있는 커버들 및 2 개의 단부가 투명한 딤플이 있는 커버들이 추가된다. 이러한 벽들의 딤플 패턴들은 풍동 테스트 및 CFD(computational fluid dynamics)와 같은 3D 모델 시뮬레이션들의 입력에 기초하여 구성가능하거나 최적화된다. 또한, 트레일러의 선단 및 말단 에지들을 따라 공기 역학적 플루크들의 크기, 형상 및 배치는 의도된 용도에 기초하여 구성될 수 있다. 플루크들의 풋프린트는 딤플들과 정렬되어야 하며, 이는 비-제한적인 일 실시예에서, 실험 데이터를 기반으로 한 패턴 선택일 수 있다. 다양한 형상의 커버들을 위한 삼각형 형상 캐비티 시일들이 트레일러의 에지들에서 윤곽들을 채운다. 하나의 비-제한적인 실시예에서, 이러한 공동 시일들은 커버 구성의 특징부이다.

비-제한적인 일 실시예에서, 고르지 않은 측면들(예를 들어, 상단에서 단축됨)을 갖는 피라미드 구성은 트레일러의 하단 열로부터 입사광을 포착하는 데 사용될 수 있다. 또한, 패널 측면들과 커버들은 고객맞춤화될 수 있다.

본원에 개시된 실시예들의 일부를 형성하는 설명된 임의의 동작들은 유용한 기계 동작들일 수 있다. 또한, 다양한 실시예들은 이러한 동작들을 수행하기 위한 디바이스 또는 장치에 관한 것이다. 장치는 필요한 목적을 위해 특별히 구성될 수 있거나, 장치는 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화되거나 구성되는 범용 컴퓨터일 수 있다. 특히, 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체에 결합된 하나 이상의 프로세서들을 채용하는 다양한 범용 기계들이 본원의 교시들에 따라 작성된 컴퓨터 프로그램들과 함께 사용될 수 있으며, 또는 필요한 작업들을 수행하기 위해 보다 전문화된 장치를 구성하는 것이 더 편리할 수 있다.

전술한 설명은 특정 실시예들에 관한 것이다. 그러나, 실시예들의 장점들의 일부 또는 전부를 달성하면서 설명된 실시예들에 대해 다른 변형들 및 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 시스템들 및 방법들에 대한 수정들은 본원에 개시된 개념들에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 개시된 실시예들에 의해 제한되는 것으로 간주되어서는 안된다. 더욱이, 설명된 실시예들의 다양한 특징부들은 다른 특징부들의 대응하는 사용없이 사용될 수 있다. 따라서, 이 설명은 본 발명을 제한하는 것이 아니라 단지 다양한 원리들을 예시하는 것으로 판독되어야 한다.

Claims (32)

1. 태양광 패널 조립체(solar panel assembly)로서,
   장착 포스트(mounting post);
   적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들(triangular shaped panels) ― 각각의 삼각형 형상 패널은 제1 광 스펙트럼에 반응하고 제2 광 스펙트럼에 투명한 태양광 패널을 포함함 ―; 및 적어도 3 개의 힌지들(hinges)을 포함하고, 상기 각각의 삼각형 형상 패널에 대해, 연관된 힌지가 삼각형 형상 패널을 장착 포스트에 연결하고,
   상기 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 평탄한 구성과 역 피라미드 구성 사이에서 이동하도록 구성되는,
   태양광 패널 조립체.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 힌지는 볼(ball) 및 소켓 힌지(socket hinge) 그리고 리빙 힌지(living hinge) 중 하나인,
   태양광 패널 조립체.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 각각의 삼각형 형상 패널은 피라미드형 형상 공동에 접합되거나 스냅 끼워맞춤되도록 구성되는,
   태양광 패널 조립체.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 각각의 삼각형 형상 패널은 단일면 및 양면 중 하나인,
   태양광 패널 조립체.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 광 스펙트럼은 가시광 스펙트럼 내에 있는,
   태양광 패널 조립체.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 각각의 삼각형 형상 패널은 삼각형 형상 패널의 에지들을 따라 그리고 전체적으로 접점들을 형성하는 나노 와이어들을 포함하는,
   태양광 패널 조립체.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 나노 와이어들은 그래핀 및 초전도 재료 중 적어도 하나를 포함하는,
   태양광 패널 조립체.
8. 제6 항에 있어서,
   상기 나노 와이어들 및 상기 접점들은 투명한,
   태양광 패널 조립체.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 각각의 삼각형 형상 패널은 기하학적 형상 패턴의 접점들을 포함하는,
   태양광 패널 조립체.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 점점의 기하학적 형상 패턴은 허니콤 패턴(honeycomb pattern)인,
    태양광 패널 조립체.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 장착 포스트는 도전성 경로를 제공하는 배선 층들을 포함하는,
    태양광 패널 조립체.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 3 개의 힌지들은 소켓 커넥터 및 볼 커넥터를 갖는 볼 및 소켓 힌지들이고, 그리고 상기 장착 포스트는 소켓 커넥터들을 포함하는,
    태양광 패널 조립체.
13. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 제1 태양광 패널 층을 형성하고, 그리고 상기 태양광 패널 조립체는 적어도 하나의 추가 태양광 패널 층을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 추가 태양광 패널 층 각각은 관련된 광 스펙트럼에 반응하는,
    태양광 패널 조립체.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 각각의 태양광 패널 층은 상이한 광 스펙트럼에 반응하는,
    태양광 패널 조립체.
15. 제13 항에 있어서,
    상기 장착 포스트는 적어도 하나의 추가 태양광 패널 층의 개별 태양광 패널들을 유지하도록 구성된 복수의 슬롯들을 포함하는,
    태양광 패널 조립체.
16. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 태양광 패널 층 및 상기 적어도 하나의 추가 태양광 패널 층은 평탄하고 만곡된,
    태양광 패널 조립체.
17. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 태양광 패널 층 및 상기 적어도 하나의 추가 태양광 패널 층은 상대적으로 평행한,
    태양광 패널 조립체.
18. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 태양광 패널 층 및 상기 적어도 하나의 추가 태양광 패널 층은 서로 엇갈리고 오프셋되는,
    태양광 패널 조립체.
19. 제1 항에 있어서,
    상기 역 피라미드 구성은 풋프린트를 규정하고, 상기 풋프린트는 정다각형(regular polygon), 불규칙 다각형, 다이아몬드 또는 마름모 중 하나인,
    태양광 패널 조립체.
20. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 서로에 대해 균등하거나 고르지 않은 것 중 하나인,
    태양광 패널 조립체.
21. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 4 개의 삼각형 형상 패널들을 포함하고, 그리고 상기 역 피라미드 구성은 정사각형 풋프린트 및 다이아몬드 형상 풋프린트 중 하나를 규정하는,
    태양광 패널 조립체.
22. 제1 항에 있어서,
    상기 장착 포스트는 반사 캡을 포함하는,
    태양광 패널 조립체.
23. 벽 섹션으로서,
    복수의 피라미드형 형상들을 규정하는 쉘 ― 각각의 피라미드형 형상은 적어도 3 개의 삼각형 측면들을 포함함 ―; 및
    연관된 피라미드형 형상으로 배치된 제1 항에 따른 적어도 하나의 태양광 패널 조립체를 포함하며,
    상기 베이스에 대한 적어도 3 개의 삼각형 측면들의 각도는 5° 내지 85° 범위인,
    벽 섹션.
24. 제23 항에 있어서,
    복수의 피라미드형 형상들 내의 쉘 상에 발광 층을 더 포함하는,
    벽 섹션.
25. 제24 항에 있어서,
    상기 발광 층은 전계 발광 페인트, 전계 발광 테이프, 발광 다이오드들의 어레이 및 발광 다이오드들의 리본 중 적어도 하나를 포함하는,
    벽 섹션.
26. 제23 항에 있어서,
    상기 복수의 피라미드형 형상들 내의 쉘 상에 반사 층을 더 포함하는,
    벽 섹션.
27. 제23 항에 있어서,
    상기 복수의 피라미드형 형상들을 둘러싸는 적어도 하나의 렌즈를 더 포함하는,
    벽 섹션.
28. 제27 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 렌즈는 평탄한 투명 표면, 렌티큘러 렌즈, 및 프레넬 렌즈 중 하나를 포함하는,
    벽 섹션.
29. 제27 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 렌즈는 외부 표면 상에 적어도 하나의 딤플(dimple)을 포함하는,
    벽 섹션.
30. 태양광 패널 조립체로서,
    장착 포스트;
    적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들 ― 각각의 삼각형 형상 패널은 제1 광 스펙트럼에 반응하고 제2 광 스펙트럼에 투명한 태양광 패널을 포함함 ―; 및 에너지 저장 구성요소를 포함하고,
    상기 에너지 저장 구성요소 및 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 역 피라미드 구성, 역 피라미드 구성의 제1 부분에 있는 에너지 저장 구성요소, 그리고 상기 역 피라미드 구성의 제2 외부 대향 부분에 있는 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들을 규정하는,
    태양광 패널 조립체.
31. 제30 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 구성요소는 슈퍼 커패시터, 커패시터 및 배터리 중 적어도 하나를 포함하는,
    태양광 패널 조립체.
32. 제30 항에 있어서,
    상기 적어도 3 개의 삼각형 형상 패널들은 에너지 저장 구성요소에 에너지를 제공하도록 구성되는,
    태양광 패널 조립체.

Images