KR20210126329A - 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법은 비 플렉서블하고 곡면 형상을 갖는 투명 기판을 준비하는 단계; 충진재로 봉지되고 플렉시블한 태양 전지판을 준비하는 단계; 플렉시블한 후면 시트를 준비하는 단계; 투명 기판, 태양 전지판, 후면 시트를 순서대로 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 그리고 적층체에 열과 압력을 가하여 압착하는 단계를 포함한다.

Description

경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법{Method for Manufacturing Light-and-thin Curved Solar Cell Panel}

본 발명은 태양광 패널의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 캠핑카에 결합하여 사용하는 태양광 패널을 경량, 박형, 곡면으로 구성할 수 있는 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법에 관한 것이다.

캠핑카는 장시간 드라이브 여행을 할 수 있도록 각종 생활 설비를 갖춘 차량을 말하는데, 과거에는 육로로 이웃나라 여행이 가능한 유럽 등에서 활성화되었으나, 최근에는 한국에서도 주 5일 근무와 맞물려 생활 설비를 갖춘 레저형 캠핑카의 이용이 크게 늘고 있다.

캠핑카는 부대 시설로서 온열 매트, 조리 기구, 에어컨, 조명등 등을 구비하고 있으며, 이러한 부대 전기 시설을 운용하기 위해서는 지붕에 태양광 패널을 설치하고 내부 바닥판 아래에는 배터리를 구비하고 있다.

한국특허공개 제2017-0141585호(태양광 발전이 가능한 루프랙 조립체)를 보면, 차량 지붕에 결합되는 한 쌍의 루프랙, 한 쌍의 루프랙을 따라 전후로 이동가능하게 결합되어 지붕을 개폐시키고 태양광을 차단하는 태양광 발전 차광모듈, 태양광 발전 차광모듈이 한 쌍의 루프랙을 따라 전후로 이동하며 차량의 지붕 위에 펼쳐지거나 접혀지도록 구동력을 인가하는 차광판 이송부, 태양광 발전 차광모듈에서 생산된 전기를 차광판 이송부와 차량에서 사용 가능한 전원으로 변환하는 컨버터, 컨버터에서 변환된 전원을 저장하는 축전지, 컨버터와 축전지의 전원 공급을 제어하는 제어부 등을 포함하고 있다.

그런데, 종래의 캠핑카에 사용되는 태양광 패널을 보면, 평면 형상으로 구성되어 있어, 보통 곡면 형상을 갖는 캠핑카 지붕에 설치하기가 쉽지 않다.

또한, 종래의 태양광 패널은 평면 형상과 함께 가장자리를 따라 테두리 프레임이 결합되어 있어, 두껍고 무거우며, 나아가 캠핑카 지붕에 태양광 패널을 설치하면 외부에서 태양광 패널이 쉽게 보여, 캠핑카의 외관을 해치는 경우도 발생하고 있다.

[선행특허문헌]

한국특허공개 제2017-0141585호(태양광 발전이 가능한 루프랙 조립체)

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로,

첫째, 곡면 형상의 캠핑카 지붕에 태양광 패널을 설치할 때 캠핑카 지붕 형상과 매칭시켜 캠핑카 외관을 그대로 유지할 수 있고,

둘째, 무게와 두께를 최소화하여 설치가 용이하고 외부에서 태양광 패널의 설치 여부를 쉽게 인식하기 어려운, 경량 박형 곡면 태양광 패널을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법은, 비 플렉서블(not-flexible)하고 곡면 형상을 갖는 투명 기판을 준비하는 단계; 충진재로 봉지되고 플렉시블한 태양 전지판을 준비하는 단계; 플렉시블한 후면 시트를 준비하는 단계; 투명 기판, 태양 전지판, 후면 시트를 순서대로 적층하여 적층체를 형성하는 단계; 그리고 적층체에 열과 압력을 가하여 압착하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법은, 투명 기판과 태양 전지판 사이, 그리고 태양 전지판과 후면 시트 사이에 접착층을 삽입하는 단계; 투명 기판, 태양 전지판, 후면 시트를 접착층으로 접착 결합하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법에서, 투명 기판은 강화 유리판일 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법에 의하면, 곡면 형상의 캠핑카 지붕에 태양광 패널을 설치할 때 캠핑카 지붕의 곡면과 매칭되는 경량 박형의 곡면 태양광 패널을 제조할 수 있고, 이를 통해 캠핑카 지붕에 설치되는 태양광 패널이 외부에서 쉽게 보이지 않고, 그 결과 캠핑카의 외관을 원형 그대로 유지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법에 의하면, 곡면 태양광 패널에 테두리 프레임을 제거함으로써, 태양광 패널의 두께와 무게를 대폭 줄일 수 있고, 그 결과 설치가 용이하고, 캠핑카의 외관을 해치는 것도 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널을 갖는 캠핑카의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 공정도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 경량 박형의 곡면 태양광 패널을 갖는 캠핑카의 사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 박형의 곡면 태양광 패널을 갖는 캠핑카는 곡면 태양광 패널(100), 지지 프레임(200), 고정 부재(300) 등을 포함할 수 있다.

곡면 태양광 패널(100)은 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 것으로, 중앙이 외측으로(도 1에서 상방으로) 휘어져 돌출하는 플레이트 형상일 수 있다. 곡면 태양광 패널(100)은 다양한 크기의 곡률 반경을 가질 수 있는데, 예를 들어 캠핑카(400) 지붕의 곡면 형상과 매칭되는 곡률 반경을 가질 수 있다.

지지 프레임(200)은 곡면 태양광 패널(100)을 지지하는 것으로, 상측은 곡면 태양광 패널(100)의 가장자리 하면을 따라 결합하고, 하측은 캠핑카(400)의 지붕에 결합하여 고정될 수 있다.

지지 프레임(200)은 수직 플레이트와 수직 플레이트의 하단과 상단에 수평으로(또는 경사지게) 연장되는 수평 프레이트를 포함할 수 있다. 하단의 수평(또는 경사) 플레이트는 접착제, 볼트, 리벳 등을 사용하여 캠핑카(400)의 지붕에 결합 고정될 수 있다. 상단의 수평(또는 경사) 플레이트는 내측으로 절곡 연장되면서 단턱 안착부를 구비할 수 있다. 단턱 안착부는 곡면 태양광 패널(100)의 가장자리 단부를 지지 고정할 수 있다.

도 1에는 도시하지 않았지만, 지지 프레임(200)은 폭 방향으로 관통하는 통공을 포함할 수 있다. 통공은 지지 프레임(200)과 곡면 태양광 패널(100)로 구성되는 내부 공간의 열을 외부로 배출하는 기능을 수행할 수 있다.

고정 부재(300)는 곡면 태양광 패널(100)을 지지 프레임(200)의 단턱 안착부에 고정하는 것으로, 접착제, 볼트, 리벳 등을 이용할 수 있다.

도 1에서는 곡면 태양광 패널(100)을 고정 부재(300)와 지지 프레임(200)을 매개로 캠핑카(400) 지붕에 결합하는 형태를 도시하고 있으나, 지지 프레임(200)을 매개로 하지 않지 않고 고정 부재(300)을 이용하여 곡면 태양광 패널(100)을 캠핑카(400) 지붕에 결합하는 형태도 가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 단면도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 곡면 태양광 패널(100)은 투명 기판(110), 태양 전지판(120), 후면 시트(130) 등을 포함할 수 있다.

투명 기판(110)은 비 플렉서블(not-flexible)한 딱딱한 재질, 예를 들어 강화 유리판 등을 사용할 수 있으며, 투과율이 높고, 파손 방지 기능이 우수하며, 햇볕에 오래 쬐여도 쉽게 변색되거나 변질되지 않는 성질을 가질 수 있다.

투명 기판(110)은 곡면 형상으로 성형된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 경우에 따라서는 평면 형상의 것을 사용할 수도 있는데, 이 경우에는 곡면 태양광 패널(100)을 캠핑카(400)의 지붕에 결합하는 시공 과정에서 인위적으로 중앙을 외측으로 휘어지게 한 후 고정함으로써 곡면화할 수 있다. 투명 기판(110)의 곡면 형상과 곡률 반경은 캠핑카(400) 지붕의 형상이나 곡률 반경에 따라 조절될 수 있다.

태양 전지판(120)은 태양광을 이용하여 전기를 생성하는 것으로, 투명 기판(110)과 후면 시트(130) 사이에 결합할 수 있다.

태양 전지판(120)는 다수의 태양 전지셀, 배선, 셀 커넥터 등을 포함할 수 있다. 태양 전지셀은 m×n 매트릭스 배열을 이루고, 그 갯수는 태양 전지판(120)의 발전 용량에 따라 달라질 수 있다. 배선과 셀 커넥터는 태양 전지셀을 일정 방향으로 연결하여 전기적으로 접속할 수 있다.

태양 전지셀, 배선, 셀 커넥터 등은 충진재에 의해 밀봉될 수 있다. 충진재는 광투과성, 절연성, 접착성, 습기 차단성, 충격 흡수성 등을 갖는 재질, 예를 들어 에틸렌초산비닐 공중합체 수지(EVA), 폴리비닐부티랄, 규소 수지, 에스테르계 수지, 올레핀계 수지 등을 사용할 수 있다. 충진재는 시트 형태의 것을 사용할 수 있는데, 시트 형태의 충진재는 라미네이션 공정 중에 열과 압력에 의해 연화 및 경화되면서 압착될 수 있다.

후면 시트(130)는 태양 전지판(120)의 후방에 결합할 수 있다. 후면 시트(130)는 태양 전지판(120)을 외부 환경으로부터 보호하는 것으로, 특히 태양 전지판(120)의 후면에서 침투하는 습기를 차단할 수 있다. 후면 시트(130)는 수분과 산소의 침투를 차단하는 층, 화학적 부식을 차단하는 층을 포함하는 다층 구조로 구성할 수 있다.

후면 시트(130)는 플렉서블한 재질로 구성할 수 있는데, 예를들어 FP(fluoropolymer), PE(polyeaster), FP(fluoropolymer) 등을 사용할 수 있다.

도 2에는 도시하지 않았지만, 투명 기판(110)과 태양 전지판(120) 사이, 그리고 태양 전지판(120)과 후면 시트(130) 사이에 접착층을 포함할 수 있다. 접착층은 예를 들어 광경화 접착제를 사용할 수 있는데, 광경화 접착제는 광중합성 화합물, 광중합 개시제 등을 포함할 수 있다. 광중합성 화합물은 광 라디칼 중합성 화합물 및/또는 광 양이온 중합성 화합물을 포함할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 공정도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법은, 먼저, 투명 기판(110), 태양 전지판(120), 후면 시트(130) 등을 준비할 수 있다.

투명 기판(110)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 곡면 형상으로 성형된 것을 사용할 수 있다. 투명 기판(110)은 비 플렉서블(not-flexible)한 딱딱한 재질, 예를 들어 강화 유리판 등을 이용할 수 있다.

태양 전지판(120)은 태양 전지셀, 배선, 셀 커넥터 등이 충진재로 봉지된 것을 사용할 수 있다. 태양 전지판(120)은 플렉시블할 수 있다. 여기서, 충진재는 접착 기능을 갖는 재질을 사용하거나, 접착 기능을 갖지 않는 재질을 사용할 수도 있다.

후면 시트(130)는 플렉서블한 성질을 갖는 시트 형상의 FP 등을 사용할 수 있다.

투명 기판(110), 태양 전지판(120), 후면 시트(130) 등이 준비되면, 이들을 순서대로 적층하여 적층체를 구성할 수 있다. 여기서, 투명 기판(110)이 곡면 형상의 딱딱한 강화 유리판으로 구성되는 경우에는, 플렉시블한 태양 전지판(120)과 플렉시블한 후면 시트(130)는 강화 유리판의 곡면 형상에 맞춰 휘어지면서 투명 기판(110)에 밀착 적층될 수 있다.

이후, 적층체에 열과 압력을 가하면서 열압착하면, 접착 기능을 갖는 태양 전지판(120)의 충진재 표면이 연화 및 경화하면서 전방과 후방에서 각각 투명 기판(110)과 후면 시트(130)에 열압착되고, 그 결과 결합 적층체를 구성하게 된다.

한편, 태양 전지판(120)의 충진재가 접착 기능을 갖지 않는 경우에는, 투명 기판(110)과 태양 전지판(120) 사이, 그리고 태양 전지판(120)과 후면 시트(130) 사이에 접착층(140)을 추가 삽입할 수 있다. 이 때, 접착층(140)으로는 광경화 접착제를 사용할 수 있는데, 이 경우 적층체에 빛을 조사하면, 접착층(140)이 경화되면서 투명 기판(110), 태양 전지판(120), 후면 시트(130)을 접합하게 되고, 그 결과 결합 적층체를 구성할 수 있다.

이상, 본 발명을 여러 실시예로서 설명하였는데, 이들은 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 통상의 기술자라면 이러한 실시예를 다른 형태로 변형하거나 수정할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명의 권리범위는 아래의 특허청구범위에 의해 정해지므로, 그러한 변형이나 수정이 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석될 수 있다.

100 : 곡면 태양광 패널 110 : 투명 기판
120 : 태양 전지판 130 : 후면 시트
140 : 접착층 200 : 지지 프레임
300 : 고정 부재 400 : 캠핑카

Claims (3)

1. 비 플렉서블(not-flexible)하고 곡면 형상을 갖는 투명 기판을 준비하는 단계;
   충진재로 봉지되고 플렉시블한 태양 전지판을 준비하는 단계;
   플렉시블한 후면 시트를 준비하는 단계;
   상기 투명 기판, 태양 전지판, 후면 시트를 순서대로 적층하여 적층체를 형성하는 단계;
   상기 적층체에 열과 압력을 가하여 압착하는 단계를 포함하는, 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법.
2. 제2항에 있어서,
   상기 투명 기판과 상기 태양 전지판 사이, 그리고 상기 태양 전지판과 상기 후면 시트 사이에 접착층을 삽입하는 단계;
   상기 투명 기판, 태양 전지판, 후면 시트를 상기 접착층으로 접착 결합하는 단계를 포함하는, 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 투명 기판은
   강화 유리판인, 경량 박형 곡면 태양광 패널의 제조 방법.

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