KR20230105797A - 태양광 모듈의 리본 제조장치 - Google Patents

태양광 모듈의 리본 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 모듈의 리본 제조장치에 관한 것으로, 롤투롤(roll to roll) 방식으로 연속된 포일상의 원재료를 이송하는 이송부와, 상기 이송부를 통해 이송되는 원재료를 리본 형상으로 타발하는 타발부와, 상기 타발된 리본을 이송하여 포장함에 적재하는 언로딩부를 포함할 수 있다.

Description

태양광 모듈의 리본 제조장치{Manufacturing device for ribbon of solar cell module}
본 발명은 태양광 모듈의 리본 제조장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 태양광 패널을 전기적으로 연결하는 리본을 롤투롤 방식으로 제조할 수 있는 태양광 모듈의 리본 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전을 위한 태양전지는 실리콘이나 각종 화합물에서 출발, 솔라셀(Solar cell) 형태가 되면 전기 생산해 낼 수 있게 된다. 그러나 하나의 셀로는 충분한 출력을 얻지 못하므로 각각의 셀을 직렬 혹은 병렬 상태로 연결해야 하는데 이렇게 연결된 상태를 '태양광 모듈'이라 부른다.
태양광 모듈은 백 시트(back sheet), 솔라셀, 리본, 에바(EVA), 유리로 구성된다. 백 시트는 모듈 맨 아래 깔리는 소재로 TPT(Tedlar/PET/Tedlar) 타입이 많이 사용되고 있으며, 리본은 전류를 흘려 보내는 통로로 사용되므로 구리에 은이나 주석납으로 코팅된 소재가 이용된다.
이러한 리본으로 제조하는 종래의 장치는 등록특허 10-2247620호(2021년 4월 27일 등록, 쉰글드 태양전지 모듈용 엔드 리본, 그 제조 방법 및 이에 사용되는 프레스 금형)에 기재되어 있다.
위의 등록특허에는 구리 포일의 표면을 주석으로 도금하여 완성된 원단 플레이트를 롤에 권취하고, 원단 플레이트를 판넬 플레이트 형태로 절단한 후, 프레스 금형을 이용하는 프레스 공정으로 리본을 분리 제조하는 구성이 기재되어 있다.
이때 판넬 플레이트를 얻기 위하여 판넬을 재단하고, 프레스를 위하여 어라인 홀을 드릴링하고, 인쇄 및 타발하는 과정에서 두께가 얇은 금속재인 판넬 플레이트에 구김이 발생할 수 있으며, 구김의 발생에 의해 리본 제품의 품질 저하 및 수율 저하가 발생하게 된다.
원단 플레이트는 두께가 0.05~0.11mm 수준으로 매우 얇기 때문에, 작업자가 손으로 잡는 경우 도 1과 같이 구김이 발생하게 된다.
또한, 리본의 외형 가공(금형 타발) 후에도 리본 제품이 가공장치 아래에 쌓이면서 도 2에 도시한 바와 같이 서로 엉키게 되며, 포장을 위해 작업자가 리본을 만지는 경우에 다시 구김이 발생할 수 있다.
이처럼 종래에는 얇은 박판을 이용한 리본 형성시 구김이 쉽게 발생할 수 있으며, 구김 발생에 의해 품질 및 수율이 저하되는 문제점이 있었다.
또한 제품 포장을 위해 수량을 자동으로 카운팅할 수 없어, 수기를 통해 1포장에 정해진 수량의 리본을 담고 있으나, 리본 자체가 얇고, 서로 붙어 있는 경우가 있어 정확한 수량을 카운팅하여 포장하기 어려운 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 작업자의 개입을 방지하여 구김이 발생하지 않는 태양광 모듈의 리본 제조장치를 제공함에 있다.
특히 본 발명은 종래의 방법과는 다르게 판넬 플레이트를 제작하지 않음으로서, 공정 단계를 단순화하며, 판넬 플레이트 취급시 발생할 수 있는 구김 등의 문제점을 해결할 수 있는 태양광 모듈의 리본 제조장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 타발에 의해 획득된 리본 제품의 엉킴을 방지하고, 정확한 수량을 자동으로 포장할 수 있는 태양광 모듈의 리본 제조장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 태양광 모듈의 리본 제조장치는, 롤투롤(roll to roll) 방식으로 연속된 포일상의 원재료를 이송하는 이송부와, 상기 이송부를 통해 이송되는 원재료를 리본 형상으로 타발하는 타발부와, 상기 타발된 리본을 이송하여 포장함에 적재하는 언로딩부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 타발부의 전단에서, 이송되는 원재료에 반사방지층을 인쇄하는 인쇄부를 더 포함하고, 상기 타발부는 반사방지층을 포함하는 리본을 타발할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 인쇄부의 전단에서, 이송되는 원재료의 양측 가장자리를 소정의 간격으로 천공하여, 어라인 홀을 형성하는 타공부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 언로딩부는, 진공흡착에 의해 타발된 리본을 흡착하여 언로딩할 수 있다.
본 발명의 실시 예에서, 상기 언로딩부를 통해 포장함에 적재되는 리본의 수를 계수하는 계수기를 더 포함할 수 있다.
본 발명은, 롤투롤 기법을 이용하여 연속공정으로 리본을 제조할 수 있어, 작업자의 개입을 방지함으로써, 제품 또는 원재료에 구김이 발생하는 것을 방지하여, 수율 및 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 판넬 플레이트 형태로 가공하는 공정을 생략할 수 있어, 제조 공정을 단순화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 판넬 플레이트에 구김이 발생한 상태의 사진이다.
도 2는 종래 제작된 리본이 엉킨 상태 사진이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 모듈의 리본 제조장치의 구성도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 동작 과정에 따른 원재료의 평면 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일부 상세 구성도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 모듈의 리본 제조장치에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 모듈의 리본 제조장치의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명은 박막 필름상 원재료(1)를 롤투롤(roll to roll) 방식으로 이송하는 이송부(10)와, 상기 이송부(10)를 통해 이송되는 원재료(1)의 가장자리에 어라인 홀을 형성하는 타공부(20)와, 상기 타공부(20)를 통해 타공된 원재료(1)의 표면 일부에 반사방지층을 인쇄하는 인쇄부(30)와, 상기 반사방지층을 포함하는 원재료(1)의 일부를 리본 형상으로 타발하는 타발부(40)와, 상기 타발부(40)에서 타발된 리본 제품을 진공흡착하여 언로딩하는 언로딩부(50)와, 상기 언로딩부(50)를 통해 이송되는 리본 제품을 카운팅하여 포장하는 포장부(60)를 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 태양광 모듈의 리본 제조장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 이송부(10)는 제1권취롤러(11)와 제2권취롤러(12)를 포함하고, 원재료(1)의 이송 방향 변경 및 안정적인 이송을 위해 복수의 롤러(13)들을 포함한다.
제1권취롤러(11)에는 구리 포일을 주석 도금한 원재료(1)가 롤상으로 결합되며, 제2권취롤러(12)에는 타발되어 리본 형상의 천공이 형성된 타공원재료(2)가 롤상으로 권취된다.
즉, 본 발명은 이송부(10)를 이용하여 작업자의 개입 없이 인라인 방식으로 리본 제작을 수행할 수 있으며, 따라서 원재료의 구김 등 손상을 방지할 수 있다.
또한, 종래와 같이 포일 상의 원재료를 절단 가공하여 판넬 플레이트를 제작할 필요가 없으며, 판넬 플레이트를 개별적으로 재가공할 필요가 없기 때문에 공정이 단순화되고, 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
이송부(10)에 의해 이송되는 원재료(1)는 지속적으로 이송되는 것은 아니며, 제1권취롤러(11)와 제2권취롤러(12)는 회전과 정지를 설정된 시간 간격 또는 권취되는 원재료(1) 또는 타공원재료(2)의 길이를 감지하여 설정된 길이만큼 권취한 후, 정지하는 것을 반복한다.
이때 정지시간은 타발부(40)를 통해 타발이 이루어지고, 언로딩부(50)에 의해 타발된 리본이 언로딩되는 시간일 수 있다. 이는 타발부(40)와 언로딩부(50)의 동작에 필요한 시간이 타공부(20)나 인쇄부(30)의 동작에 필요한 시간보다 길기 때문이다.
타공부(20)는 드릴 또는 펀칭 방식으로 연속적으로 공급되는 원재료(1)의 양측 가장자리에 어라인 홀을 일정한 간격으로 형성한다.
도 4는 타공부(20)에 의해 어라인 홀(3)이 형성된 원재료(1)의 평면도이다.
이때 어라인 홀(3)의 형성 시점에서 이송부(10)는 정지하는 것으로 할 수 있다.
그 다음, 이송부(10)의 동작에 의해 어라인 홀(3)이 형성된 부분은 인쇄부(30)로 이송되고, 인쇄부(30)에서 일정한 패턴의 반사방지층이 인쇄된다.
도 5는 인쇄부(30)에서 반사방지층(4)이 형성된 상태의 원재료(1) 평면도이다.
이때, 인쇄부(30)에서 인쇄가 진행되는 동안 타공부(20)에서는 연속적으로 공급된 원재료(1)에 어라인 홀(3)을 형성한다.
그 다음, 다시 이송부(10)의 동작에 의하여 반사방지층(4)이 인쇄된 영역은 타발부(40)의 하부로 이송되고, 타발부(40)에 의해 반사방지층(4)을 포함하는 리본(5)이 타발된다.
도 6은 리본(5)이 타발된 상태를 나타낸다.
타발된 리본은 이후 언로딩부(50)에 의해 진공흡착된 상태로 언로딩되고, 언로딩부(50)에 의해 포장부(60)의 포장함에 투입된다. 즉, 언로딩부의 진공이 해제되어 포장부(60)의 포장함에 투입되며, 이때 광학 계수기 등의 계수기를 통해 카운팅되어 하나의 포장함에 투입된 리본의 수를 카운팅할 수 있다.
도 7은 타발부(40)와 언로딩부(50)의 구성 예시도이다.
도 7을 참조하면 본 발명은, 언로딩부(50)가 타발부(40)의 양측편에 위치할 수 있으며, 각각 하나 또는 둘 이상의 리본을 흡착하여 포장부(60)로 이동할 수 있는 것으로 한다.
도면에서는 진공흡착 또는 진공흡착을 해제할 수 있는 기술적 수단은 생략하였으며, 언로딩부(50)는 타발부(40)의 중앙측으로 이동하여 타발된 리본(5)을 흡착하여, 반대 방향으로 이동 또는 회전하여 포장부(60)로 이동할 수 있는 것으로 한다.
상기 타발부(40)는 프레스이며, 정해진 형상으로 반사방지층(4)을 포함하는 리본(5)을 적어도 하나 이상씩 동시에 타발할 수 있는 것으로 할 수 있다.
이처럼 본 발명은 작업자의 수작업 개입 없이 리본을 제조할 수 있으며, 따라서 생산성을 향상시킴과 아울러 구김 등 불량 발생을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10:이송부 20:타공부
30:인쇄부 40:타발부
50:언로딩부 60:포장부

Claims (5)

  1. 롤투롤(roll to roll) 방식으로 연속된 포일상의 원재료를 이송하는 이송부;
    상기 이송부를 통해 이송되는 원재료를 리본 형상으로 타발하는 타발부; 및
    상기 타발된 리본을 이송하여 포장함에 적재하는 언로딩부를 포함하는 태양광 모듈의 리본 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타발부의 전단에서, 이송되는 원재료에 반사방지층을 인쇄하는 인쇄부를 더 포함하고,
    상기 타발부는 반사방지층을 포함하는 리본을 타발하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 리본 제조장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄부의 전단에서, 이송되는 원재료의 양측 가장자리를 소정의 간격으로 천공하여, 어라인 홀을 형성하는 타공부를 더 포함하는 태양광 모듈의 리본 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 언로딩부는,
    진공흡착에 의해 타발된 리본을 흡착하여 언로딩하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 리본 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 언로딩부를 통해 포장함에 적재되는 리본의 수를 계수하는 계수기를 더 포함하는 태양광 모듈의 리본 제조장치.
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