KR20210052755A - 태양전지 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 설치가 간편하고, 사용을 하지 않을 때 쉽게 분리하여 보관할 수 있는 형태의 태양전지 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈은, 소정 형상을 가지며, 상기 소정 형상의 일측 또는 양측으로부터 돌출되는 제1 전극을 구비하는 1 이상의 태양전지 셀과, 길이 방향으로 연장하며, 상기 1 이상의 태양전지 셀로부터 돌출되는 제1 전극을 수용하여 고정하는 홈 형상의 제2 전극과, 상기 길이 방향의 적어도 일 단부로부터 돌출되고 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 커넥터를 구비하는 지지대와, 길이 방향으로 연장하며, 상기 커넥터를 수용하여 고정하는 홈 형상의 제3 전극을 복수 개 구비하고, 내부에 상기 제3 전극 사이를 전기적으로 연결하는 배선이 형성된 가이드를 포함하고, 상기 태양전지 셀의 상기 제1 전극을 상기 지지대의 상기 제2 전극에 삽입 고정하고, 상기 지지대의 커넥터를 상기 가이드의 제3 전극에 삽입 고정하는 방식으로 조립되는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지 모듈 {SOLAR CELL MODULE}

본 발명은 태양전지 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 설치가 간편하고, 이송 시나 사용을 하지 않을 때 쉽게 분리할 수 있는 태양전지 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 모듈은 셀과 셀의 전극 배선을 구리 리본으로 연결하고 백시트, EVA(Ethylene-Vinyl Acetate), 태양전지 셀, EVA(Ethylene-Vinyl Acetate), 커버 유리(cover glass)의 순서로 적층하여 압착시키는 단계와, 압착된 적층체의 가장자리를 알루미늄 프레임으로 마감하는 단계와, 뒷면에 상기 구리 리본을 출력 케이블에 결선하기 위한 접속함(junction box)을 설치하는 단계를 통해 완성된다.

이러한 방법으로 제작되는 태양광 모듈은 접속함을 사용하기 때문에 배선과 출력 케이블의 길이가 길어지는 문제점이 있다. 또한, 정해진 프레임 내에 셀이 설치되기 때문에 출력 용량을 용이하게 조절하기 어려운 문제점도 있고, 태양전지 모듈에 포함되는 각 부품의 분리가 용이하지 않아, 태양전지 모듈을 사용하지 않거나 이송 시에 취급하기가 불편한 문제점도 있다.

이와 관련하여, 하기 특허문헌에는 패널의 양쪽 모서리에 음극 도선 및 양극 도선을 통해 태양전지 셀과 직접 접속되면서 서로 대응 결합되는 소켓 및 플러그 형태의 제1 및 제2커넥터를 각각 구비하고, 서로 대응되도록 높이 차를 두는 어퍼베젤과 로어베젤이 형성시켜, 태양전지 모듈 간을 별도의 연결용 도선 없이 최단거리로 간편하고 용이하게 연결할 수 있는 구조를 개시하고 있는데, 이 구조는 태양전지 셀 간에 조립과 분리를 상기 방법에 비해 간편하게 하는 이점은 있으나, 태양전지 모듈을 구성하는 전체 부품의 조립과 분리를 간편하게 하기에는 여전히 한계가 있다.

또한, 태양전지 모듈은 설치되는 환경에 맞게 다양한 형태로 변형 설치되는 것이 바람직할 수 있는데, 하기 특허문헌에 개시된 구조로는 이와 같은 변형이 용이하지 않은 문제점도 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1730562호

본 발명의 과제는, 태양전지 모듈의 설치와 분해가 간편하게 이루어지고, 출력 조절이 용이하며, 환경에 맞게 다양한 형태로 설치될 수 있는 구조를 구비하는 태양전지 모듈을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 소정 형상을 가지며, 상기 소정 형상의 일측 또는 양측으로부터 돌출되는 제1 전극을 구비하는 1 이상의 태양전지 셀과, 길이 방향으로 연장하며, 상기 1 이상의 태양전지 셀로부터 돌출되는 제1 전극을 수용하여 고정하는 홈 형상의 제2 전극과, 상기 길이 방향의 적어도 일 단부로부터 돌출되고 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 커넥터를 구비하는 지지대와, 길이 방향으로 연장하며, 상기 커넥터를 수용하여 고정하는 홈 형상의 제3 전극을 복수 개 구비하고, 내부에 상기 제3 전극 사이를 전기적으로 연결하는 배선이 형성된 가이드를 포함하고, 상기 태양전지 셀의 상기 제1 전극을 상기 지지대의 상기 제2 전극에 삽입 고정하고, 상기 지지대의 커넥터를 상기 가이드의 제3 전극에 삽입 고정하는 방식으로 조립되는 태양전지 모듈을 제공한다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 태양전지 셀은, 단위 셀로 이루어지거나, 복수의 단위 셀이 직렬 또는 병렬로 연결된 형태일 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 제2 전극은 삽입되는 제1 전극을 고정하기 위한 제1 탄성지지체를 포함하고, 제3 전극은 삽입되는 커넥터를 고정하기 위한 제2 탄성지지체를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 태양전지 셀은 장방향으로 이루어지고, 상기 제1 전극은 상기 태양전지 셀의 대향하는 양 측부로부터 돌출되고, 상기 지지대는 적어도 2개가 배치되어, 그 하나는 상기 태양전지 셀의 일 측부에 형성된 제1 전극을 삽입 고정하고, 다른 하나는 상기 태양전지 셀의 다른 측부에 형성된 제1 전극을 삽입 고정하여 상기 태양전지 셀을 지지하고, 상기 지지대의 양 단부에는 각각 커넥터가 형성되어 있고, 상기 지지대의 일 단부에 형성된 커넥터는 하부에 배치되는 가이드의 삽입 고정되고, 상기 지지대의 다른 단부에 형성된 커넥터는 상부에 배치되는 가이드에 삽입 고정되며, 복수 개의 태양전지 셀이 상기 방식으로 지지대를 통해 가이드에 고정될 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 배선은 PCB 기판에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 가이드는 각 태양전지 셀이 다른 태양전지 셀에 대해 소정 각도로 접혀진 상태로 배치될 수 있는 플렉시블 구조로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈에 있어서, 상기 태양전지 셀 간의 각도는 0°~ 360°로 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 태양전지 모듈은, 태양전지 셀, 지지대 및 가이드를 플러그 인 방식을 통해 전기적으로 연결함과 동시에 고정함으로써, 종래의 접속함을 배제할 수 있어, 배선과 출력 케이블을 절감할 수 있다.

또한, 태양전지 셀과 지지대 및 가이드를 단순한 삽입 과정만으로 상호 체결할 수 있는 구조이므로, 조립은 물론 분해가 매우 용이하여 이송 및 보관이 용이하다.

또한, 태양전지 셀과 지지대의 수와 가이드의 길이 조절을 통해, 출력을 용이하게 조절할 수 있다.

또한, 가이드가 플렉시블한 구조를 가지므로, 설치되는 환경에 맞추어, 태양전지 셀을 다양한 각도로 설치할 수 있어, 동일한 설치 면적에서 더 많은 전력 생산이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구성하는 태양전지 셀의 투시도(a)와, 평단면도(b)이다.
도 4는 도 3과는 다른 형태의 태양전지 셀의 투시도(a)와, 평단면도(b)이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구성하는 지지대의 사시도 및 이의 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구성하는 가이드의 사시도 및 이의 부분 확대도이다.
도 7은 플렉시블 구조를 갖는 가이드로 이루어진 태양전지 모듈의 사시도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구성하는 태양전지 셀의 투시도(a)와, 평단면도(b)이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지 모듈(100)은, 크게 복수의 태양전지 셀(110)과, 상기 복수의 태양전지 셀(110)을 지지하는 복수의 지지대(120)와, 상기 복수의 지지대(120)를 상부 및 하부에서 고정하는 가이드(130)를 포함하여 이루어진다.

상기 복수의 태양전지 셀(110)의 각각은, 장방형의 형상을 가지는 하나의 단위 셀(111)과, 상기 단위 셀(111)의 전, 후면(도면에 전면에 형성된 배선 리본은 짙은 색으로, 후면에 형성된 배선 리본은 옅은 색으로 표시되어 있음)에 접속되는 다수의 배선 리본(112)과, 상기 다수의 배선 리본(112)에 전기적으로 접속되며, 상기 단위 셀(111)의 양 측부에 형성된 플러그 형상의 제1 전극(113)과, 상기 단위 셀(111)과 배선 리본(112)의 표면에 적층되는 적층필름(114)과, 상기 적층필름(114)의 외측에 배치되어 상기 복수의 단위 셀(111)을 보호하는 보호필름(115)을 포함하여 이루어진다.

상기 플러그 형상의 제1 전극(113)은, 도 3(b)에 도시된 것과 같이, 상기 보호필름(115)의 외측으로부터 그 단부가 돌출하여 도면상 세로 방향으로 판상으로 길게 연장된 형상을 이루고 있다. 한편, 도 1 내지 3에서는 각 태양전지 셀(110)이 하나의 단위 셀(111)을 포함하여 이루어진 것을 나타내었으나, 도 4에 도시된 것과 같이, 복수의 단위 셀(111)이 직렬 또는 병렬로 접속되어 하나의 태양전지 셀(110)을 이루는 형태로 할 수 있으며, 이 경우 플러그 형상의 제1 전극(113)은 상기 예에 비해 다소 짧은 형태로 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구성하는 지지대의 사시도 및 이의 부분 확대도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 셀(110)을 지지하는 복수의 지지대(120)의 각각은, 길이 방향으로 길게 연장하는 지지체(121)와, 상기 지지체(121)의 일측에 길이 방향을 따라 연장하며 상기 플러그 형상의 전극(113)을 삽입할 수 있도록 대응하는 홈 형상을 이루며 내측에는 상기 홈에 삽입되는 플러그 형상의 전극(113)을 고정하기 위한 체결력을 생성하면서 동시에 통전이 가능한 탄성 지지체(도면상 볼록하게 표시된 부분)를 포함하여 이루어지는 제2 전극(122)과, 상기 지지체(121)의 양 단부에 돌출 형성되며 상기 제2 전극(122)과 전기적으로 접속되어 있으며 전도체를 포함하여 이루어지는 커넥터(123)로 이루어진다. 한편, 본 발명의 일 실시형태에서는 탄성 지지체를 사용하여 플러그 형상의 제1 전극(113)을 상기 제2 전극(122)의 내부에 고정하면서 전기적으로 접속하고 있으나, 통전이 가능하면서 고정할 수 있는 다른 공지의 고정 장치를 사용할 수 있음은 물론이다.

도 6은 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구성하는 가이드의 사시도 및 이의 부분 확대도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 지지대(120)를 도면상 상부와 하부에서 고정하는 2개의 가이드(130)는, 길이 방향으로 길게 연장하는 하우징(131)과, 상기 하우징(131)의 일측에 형성되어 상기 커넥터(123)를 삽입할 수 있는 대응하는 홈 형상으로 이루어지며 상기 홈의 내측에 삽입되는 커넥터(123)를 고정하기 위한 체결력을 생성하면서 전기적으로 접속하기 위한 전도체로 이루어진 탄성지지체(도면상 볼록하게 표시된 부분)가 구비된 제3 전극(132)과, 상기 제3 전극(132) 사이를 전기적으로 연결하는 배선(133)이 형성되어 있다. 상기 배선(133)은 인쇄회로기판에 형성된 구리 배선으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 가이드(130)는 그 자체로 가요성이 있는 재료로 만들어지거나, 도 7에 도시된 것과 같이 가요성을 부여할 수 있는 구조, 예를 들어, 하나의 태양전지 셀(110)마다 0 ~ 360°로 절첩가능하도록 형성되어, 상기 가이드(130)에 체결된 복수의 태양전지 셀(110)을 병풍 형상으로 배치하도록 형성될 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에서는 상기 가이드(130)가 상,하부에 배치되는 구조를 제시하였으나, 상부 또는 하부 중 일측에만 가이드(130)가 배치되고, 이에 맞추어 상기 복수의 지지대(120)에도 일측에만 커넥터(123)가 형성되는 구조로 이루어질 수도 있다.

이상과 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지 모듈(100)은, 다음과 같은 공정을 통해 조립 및 분해될 수 있다.

먼저 태양전지 셀(110)의 양 측부에 형성된 플러그 형상의 제1 전극(113)을 상기 지지대(120)에 형성된 제2 전극(122)에 삽입하여 지지대(120)에 체결한다.

이와 같이, 태양전지 셀(110)이 체결된 지지대(120)의 양 단부에 형성된 커넥터(123)를 상기 가이드(130)에 형성된 제3 전극(132)에 삽입하여, 태양전지 모듈(100)을 완성하며, 이때 가이드(130) 내부에 형성된 배선(133)에 의해, 양 지지대(120)에 접속된 태양전지 셀(110)의 제1 전극(113)이 전기적으로 연결된다.

이상과 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양전지 모듈(100)은, 단순히 각 부품에 형성된 전극 간을 플러그 인 방식으로 체결하는 공정을 통해 조립되므로, 종래의 구조의 태양전지 모듈(100)의 조립이 현저하게 간소화될 수 있다.

또한, 설치된 태양전지 모듈(100)을 분해하여 이송하거나 보관하고자 할 경우, 상기 조립과정의 역순으로 분해하면 되므로, 이송 및 보관도 종래 구조의 태양전지 모듈에 비해 현저하게 간소해진다.

100: 태양전지 모듈 110: 태양전지 셀
111: 단위 셀 112: 배선 리본
113: 제1 전극 114: 적층 필름
115: 보호 필름
120: 지지대 121: 지지체
122: 제2 전극 123: 제2 전극
123: 커넥터
130: 가이드 131: 하우징
132: 제3 전극 133: 배선

Claims (7)

1. 소정 형상을 가지며, 상기 소정 형상의 일측 또는 양측으로부터 돌출되는 제1 전극을 구비하는 1 이상의 태양전지 셀과,
   길이 방향으로 연장하며, 상기 1 이상의 태양전지 셀로부터 돌출되는 제1 전극을 수용하여 고정하는 홈 형상의 제2 전극과, 상기 길이 방향의 적어도 일 단부로부터 돌출되고 상기 제2 전극과 전기적으로 연결되는 커넥터를 구비하는 지지대와,
   길이 방향으로 연장하며, 상기 커넥터를 수용하여 고정하는 홈 형상의 제3 전극을 복수 개 구비하고, 내부에 상기 제3 전극 사이를 전기적으로 연결하는 배선이 형성된 가이드를 포함하고,
   상기 태양전지 셀의 상기 제1 전극을 상기 지지대의 상기 제2 전극에 삽입 고정하고, 상기 지지대의 커넥터를 상기 가이드의 제3 전극에 삽입 고정하는 방식으로 조립되는, 태양전지 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 태양전지 셀은, 단위 셀로 이루어지거나, 복수의 단위 셀이 직렬 또는 병렬로 연결된 형태인, 태양전지 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 전극은 삽입되는 제1 전극을 고정하기 위한 제1 고정수단을 포함하고, 제3 전극은 삽입되는 커넥터를 고정하기 위한 제2 고정수단을 포함하는, 태양전지 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 태양전지 셀은 장방향으로 이루어지고, 상기 제1 전극은 상기 태양전지 셀의 대향하는 양 측부로부터 돌출되고,
   상기 지지대는 적어도 2개가 배치되어, 그 하나는 상기 태양전지 셀의 일 측부에 형성된 제1 전극을 삽입 고정하고, 다른 하나는 상기 태양전지 셀의 다른 측부에 형성된 제1 전극을 삽입 고정하여 상기 태양전지 셀을 지지하고,
   상기 지지대의 양 단부에는 각각 커넥터가 형성되어 있고,
   상기 지지대의 일 단부에 형성된 커넥터는 일측에 배치되는 가이드의 삽입 고정되고,
   상기 지지대의 다른 단부에 형성된 커넥터는 타측에 배치되는 가이드에 삽입 고정되는, 태양전지 모듈.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 배선은 PCB 기판에 형성되는, 태양전지 모듈.
6. 제4항에 있어서,
   상기 태양전지 셀을 복수 개 설치되고,
   상기 가이드는 각 태양전지 셀이 다른 태양전지 셀에 대해 소정 각도로 접혀진 상태로 배치될 수 있는 플렉시블 구조로 이루어진, 태양전지 모듈.
7. 제6항에 있어서,
   상기 태양전지 셀 간의 각도는 0°~ 360°로 조절될 수 있는, 태양전지 모듈.

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