WO2014109541A1 - 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재 - Google Patents

태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재 Download PDF

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WO2014109541A1
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solar cell
panel
cell module
mounting portion
panels
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김이행
김우경
오미솔
박준현
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a panel having a solar cell module and a building exterior material using the same.
  • the present invention relates to a panel that can be used as a substitute for a building, in particular, a roof, and a building exterior material using the same, wherein a panel having a solar cell module has a first mounting portion and a second mounting portion, each of which is bent toward an upper surface and a lower surface.
  • the solar cell module is made of a plate-shaped body to simplify the parts, and through the simple structure design of the energization between the solar cell modules, the solar cell module which makes the installation process of the panel with the solar cell module very easy. It relates to a panel provided and a building exterior material using the same.
  • the interior and exterior panels of a building are configured to realize insulation and waterproofing, and stone panels or metal panels have been used in the past.
  • the solar cell is an alternative.
  • the solar cell is a representative way to solve the problems caused by the rapid increase in power consumption by using the solar power to generate unlimited power by self-generation.
  • the invention can collect solar energy
  • the present invention relates to a solar panel module for a roof panel installed in a roof panel of a building, and a solar energy collection device using the same.
  • the invention is a photovoltaic device is fixed to the reinforcing plate, a plurality of junctions for drawing power to the outside from the photovoltaic device
  • the box is provided on the semi-light receiving surface side of the reinforcing plate, the first spacer member having a height higher than the height of the junction box is disposed along two opposite sides of the reinforcing plate, and the second spacer member is connected to the plurality of junctions. It is configured to be placed between the boxes.
  • the first spacer member When the solar cell module is applied to the roof, the first spacer member is fixed on the roof substrate material, the space defined between the roof material and the roof substrate material is open to the outside air, and the space is in communication with the inside of the house at the ridge.
  • a battery module and a roofing material incorporated therein.
  • the invention relates to an energy generating system disposed in a roof structure, comprising one or more solar panels secured to the roof system component, wherein the solar panel comprises a roof system configuration with hook and loop fasteners that can be integral with the roof system component.
  • the present invention provides at least one roofing material including a plurality of solar cells electrically connected to each other, a plurality of wires connected to the solar cells, and a junction box bonded to the solar cells and the wires embedded therein.
  • the roofing material is coupled to the neighboring roofing material and the male, male coupling method and electrically connected, so as to improve the output as well as to a roof including a solar cell easy to install.
  • the present invention is provided with a plurality of the above-described panel to be very easy to install and assemble the panel with a solar cell module, the first mounting portion and the second mounting portion of each panel is made to be coupled to each other, separate
  • the solar cell module is connected to the positive electrode and the negative electrode at both corners of the body to reduce the cost of manufacturing and installation, and to ensure convenience for the operator during installation and assembly since there is no need for wiring and space for it.
  • the solar cell module is directly connected to the positive electrode and the negative electrode provided at both ends of one side of the body, and the panels are connected to each other in series when the panel is installed, so that electricity generated from the solar cell module is in a linear direction along one side of the panel body.
  • An object of the present invention is to provide a building exterior material consisting of a panel provided with a module.
  • the present invention prevents problems such as leakage or failure of the solar cell module or decreases the life of the solar cell by penetrating moisture between rain panels and the like through the gaps between the panels that are continuously connected and coupled to each other. It is an object of the present invention to provide a building exterior material comprising a panel having a solar cell module having a moisture permeation prevention assembly having a current conduction function between a connection portion of each panel so as to be directly coupled to the solar cell modules. .
  • the panel provided with a solar cell module according to the present invention includes a body having a fixing portion at one side edge;
  • a mounting part including a first mounting part bent toward an upper surface at two sides of the body adjacent to the fixing part and a second mounting part bent toward a lower surface at two sides spaced from the fixing part;
  • It comprises a solar cell module coupled to the upper surface of the body.
  • the building exterior material made of a panel having a solar cell module according to the present invention is provided with a plurality of panels,
  • the first mounting portion and the second mounting portion of each panel is made of mutually coupled
  • the solar cell module is connected to the positive electrode and the negative electrode respectively formed at the end of the first mounting portion adjacent to both corners between the fixing portion of the body,
  • the positive electrode and the negative electrode of each solar cell module are mutually connected in series with each other of the panels, and the energization direction is made in a diagonal direction of the panel body.
  • the building exterior material made of a panel provided with a solar cell module according to the present invention is provided with a plurality of panels,
  • the first mounting portion and the second mounting portion of each panel is made of mutually coupled
  • the solar cell module is connected to the positive electrode and the negative electrode respectively formed on both ends of any one of the first mounting portion adjacent to the fixed portion of the body,
  • each solar cell module The positive electrode and the negative electrode of each solar cell module are connected to each other in series with each other, so that the energization direction is made in a straight direction along one side of the panel body.
  • the first mounting portion of the panel connects the positive and negative electrodes between the panels to be connected to each other and conducts electricity to the inside of the panel through a gap between the mounting portions.
  • the moisture penetration prevention assembly having a power supply function is characterized in that it is further provided.
  • the panel having the solar cell module according to the present invention is provided with a solar cell module on the upper surface and a simple mounting structure can be easily manufactured and the manufacturing cost can be reduced.
  • the building exterior material consisting of a panel with a solar cell module according to the present invention is made by combining the first mounting portion and the second mounting portion of the plurality of panels described above continuously, it becomes very easy to install and assemble the roofing material,
  • the solar cell module is connected to the positive electrode and the negative electrode provided at both corners of the panel body, and when the panel is installed, the positive electrode and the negative electrode of each panel are connected in series so that the electrical energy generated from the solar cell module is energized in the diagonal direction of the panel body.
  • the solar cell module is directly connected to the positive electrode and the negative electrode provided at both ends of one side of the body, and when the panel is installed, the positive and negative electrodes of each panel are connected in series so that the electrical energy generated from the solar cell module is straight along the one side of the panel body.
  • the building exterior material comprising the panel with the solar cell module according to the present invention introduces a moisture permeation prevention assembly having a current-carrying function between the connection portions of each panel, so that moisture such as rain water is passed through the gaps between the panels continuously connected to each other. This penetration prevents water leakage into the roof or failure due to a short circuit, and minimizes wiring connections such as electric wires, thereby shortening installation time of building exterior materials and ensuring ease of operation.
  • FIG. 1 is a perspective view and a coupling structure of the panel according to the present invention.
  • Figure 2 is a plan view schematically showing a first embodiment of the building exterior material according to the present invention
  • Figure 3 is a plan view and an enlarged view of the main portion showing a first embodiment of the building exterior material according to the present invention.
  • Figure 4 is a combined perspective view showing only the moisture permeation prevention assembly according to the first embodiment of the building exterior member of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a coupling relationship of the first embodiment according to the present invention.
  • Figure 6 is a plan view schematically showing a second embodiment of the building envelope according to the present invention.
  • Figure 7 is a plan view and enlarged view of the main portion showing a second embodiment of the building envelope according to the present invention.
  • Figure 8 is a plan view schematically showing a bonding process of a second embodiment according to the present invention.
  • connection block 9 is a plan view schematically showing a modification of the connection block according to the present invention.
  • the same reference numerals in particular, the tens and ones digits, or the same digits, tens, ones, and alphabets refer to members having the same or similar functions, and unless otherwise specified, each member in the figures The member referred to by the reference numeral may be regarded as a member conforming to these criteria.
  • a non-strict approximate direction reference is specified for convenience for convenience with reference to FIGS. 1A, 3 and 7. Determine the top, bottom, left and right, and set the a direction to the bottom surface in the b direction.
  • the building exterior material may be used directly as a roof or an exterior wall during construction of a building, or in addition to a built structure, a solar cell module may be used.
  • a building exterior material which is described for the convenience of the description on behalf of the roof material, the interpretation of the present invention is not limited to that presented in the detailed description.
  • the panel 10 including the solar cell module according to the present invention includes a body 11 having a fixing part 12 at one corner thereof;
  • the first mounting portion 13 bent toward the upper surface at two sides of the body 11 adjacent to the fixing portion 12 and the second mounting portion 14 bent toward the lower surface at two sides spaced apart from the fixing portion 12.
  • It includes a solar cell module 15 (see FIGS. 3 and 7) coupled to the upper surface of the body 11.
  • the configuration of the body and the mounting portion may be used for the interior and exterior exterior folding panel of the building of registered utility model No. 20-0327057 (2003.09.05.) Registered by the applicant of the present invention, the panel below This will be explained in detail.
  • the body may be formed not only in the form of a square plate, but also in any shape of a polygon (for example, an equilateral triangle or a hexagon), and in the case of a polygon other than a rectangular shape, the number of the first mounting part and the second mounting part. (For example, in the case of a triangular shape, the first mounting part and the second mounting part are formed on both sides with the fixing part interposed therebetween)
  • a polygon for example, an equilateral triangle or a hexagon
  • the forming position for example, in the case of a hexagonal shape, forming the first mounting portion on both sides with the fixing portion interposed therebetween and forming the second mounting portion on both sides in the opposite direction to the first mounting portion. This can be modified, changed and substituted by those skilled in the art with sufficient prediction.
  • the body 11 may be coupled to the other panel 10 in a diagonal direction of the body 11 by matching the diagonal direction to the horizontal or vertical direction of the roof or the outer wall of the building.
  • the fixing part 12 provided at one edge of the body 11 is provided with a through hole 12a that can be combined with a separate fixing member, such as screws or nails on the roof when the panel 10 is installed. Can be fixed and combined.
  • the first mounting portion 13 constituting the mounting portion appropriately cuts (dotted lines) four vertices of the panel 10 and then sandwiches the fixing portion 12 therebetween.
  • Two sides that are formed, that is, bent toward the upper surface to be parallel to the upper surface of the body 11 on the two sides adjacent to the fixing portion 12 is formed.
  • the second mounting portion 14 constituting the mounting portion is bent toward the lower surface to be parallel to the lower surface at two sides spaced apart from the first mounting portion 13, that is, the fixing portion 12.
  • the first mounting portion 13 of the panel 10 is coupled to the second mounting portion 14 of the other panel 10A. And such a structure is repeatedly connected to form a building exterior material according to the present invention.
  • the second mounting part 14 of the other panel 10A is attached to the first mounting part 13 of the fixed panel 10.
  • the building exterior material according to the present invention is completed by such an installation repeatedly, the present invention is easy to work It can be secured.
  • the panel 10 may be made of various materials, such as iron and stainless steel, and may be made of a material having some elasticity.
  • the solar cell module 15 coupled to the upper surface of the body 11 polarizes electric light generated from the light receiving unit 15a and the light receiving unit 15a to receive additional light. It may be made of an energy supply unit (15b) for supplying to the electricity supply device or the electrical storage device.
  • the solar cell module 15 generates electrical energy by using a photoelectric effect, and electrons and holes are generated by solar light in an n-type semiconductor and a p-type semiconductor (a light receiving unit 15a). Moving to the electrode (energy supply 15b) makes electrical energy available.
  • the solar cell module 15 may be made of various types such as crystalline solar cell, thin film solar cell (CIGS), next generation solar cell (DSSC), etc., using glass, plastic, etc. in consideration of manufacturing cost and volume. It is more preferable to consist of thin film type solar cells formed by depositing a chemical material on a thin film thereon.
  • CIGS thin film solar cell
  • DSSC next generation solar cell
  • the semiconductor constituting the light receiving unit 15a may be variously formed, such as a silicon semiconductor, a compound semiconductor,
  • the light receiving unit 15a may be formed by a plurality of cells, which are the minimum units for generating electrical energy, and may be provided with a plurality of modules in which the cells are assembled to form the light receiving unit 15a of the solar cell module 15. .
  • the solar cell module 15 is a reference for describing the entire solar cell provided in one panel 10, and should not be limited to a module that is typically used as a unit of a solar cell.
  • the wiring material connecting the light receiving unit 15a to the energy supply unit 15b in the solar cell module 15 may be formed by printing or depositing a pattern of copper foil, or may be formed by various methods used for solar cells. have.
  • the light receiving unit 15a to the energy supply unit 15b may be connected in series or in parallel to each other to supply electrical energy.
  • the building exterior member according to the present invention requires wiring for electric energy transfer (conduction) between the panels 10 so that the plurality of panels 10 are coupled to each other.
  • the building exterior material according to the present invention allows each panel 10 to be connected in series to each other so as to be connected to a separate electricity supply device or an electrical storage device, so that a solar cell module is not required even if a separate wiring (wire) is not required.
  • a separate wiring wire
  • the solar cell module 15 is a fixed portion 12 of the body 11 Are connected to the positive electrode and the negative electrode respectively formed at the ends of the first mounting portion 13 adjacent to both corners having a distance between),
  • each solar cell module 15 is connected in series with each other so that the energization direction is formed in a diagonal direction of the body of the panel 10.
  • the electrical energy generated in each panel 10, more specifically the solar cell module 15 provided in the panel 10 is connected in series with each other in the outermost One positive electrode and one negative electrode provided are gathered, and the electrical energy is energized by connecting the positive electrode and the negative electrode by using a separate energy supply device or an energy storage device and the like.
  • FIG. 2 only the positive electrode (+) and the negative electrode ( ⁇ ) are illustrated without detailed construction of the solar cell panel 10 for convenience of description.
  • the solar cell module of the present invention 15 is separately provided with the light receiving unit 15a for generating energy and the energy supply unit 15b for delivering the generated energy can be directly and parallelly connected (FIG. 3 shows that the light receiving units 15a are typically connected in series.
  • the positive and negative electrode markings of FIG. 2 should not be confused with the illustration for the electrical energy transfer of the present invention.
  • the positive electrode (+) and the negative electrode ( ⁇ ) shown in FIG. 2 are shown for convenience of description and may be formed in any one of the body 11 and the mounting portion of the panel 10.
  • the building exterior material consisting of the panel 10 provided with the solar cell module 15 has an object to provide convenience or ease of installation and maintenance by omitting a separate configuration for electrical energy wiring.
  • the positive electrode (+) and the negative electrode (-) are more preferably formed at the ends of the first mounting portion 13 adjacent to both corners with the fixing portion 12 of the body 11 therebetween.
  • the energization direction (electric current movement direction) of the electric energy shown in Figure 2 may be changed in the opposite direction through the opposite configuration of the positive electrode (+) and the negative electrode (-).
  • the present invention omits electrical wiring such as wires connected between the panels 10 for the series connection between the panels 10, thereby simplifying the structure and thus reducing manufacturing cost and maximizing ease of installation and maintenance. can do.
  • the present invention is provided with an assembly for connecting and energizing the positive electrode (+) and the negative electrode (-) of the panels 10 which are interconnected between the first mounting portion 13 adjacent to the fixing portion of the panel 10 It is preferable.
  • the assembly may not only conduct electricity between panels, but also moisture such as rainwater penetrates into the exterior material through gaps (gaps) generated between the panels 10 to be connected to each other, resulting in leakage of water into the building or fire due to leakage. It is desirable to have a moisture countercurrent penetration function in order to prevent this.
  • the moisture permeation prevention assembly is formed on both sides of the body portion 21 and the body portion 21, as shown in Figure 4 and 5 is inserted into the first mounting portion 13 of the panel 10.
  • An energizing block 20 consisting of a wing portion 22 and a protrusion 23 protruding from the upper surface of the body portion 21,
  • connection block 30 fixed to the second mounting portion 14 of the panel 10 and coupled to the energization block 20;
  • It consists of a conduction means for energizing each other between the panel 10 to be connected.
  • FIG. 4 only the moisture penetration prevention assembly, which omits the panel for convenience of description, is illustrated through FIG. 5.
  • the energization block 20 is excellent in water resistance and at the same time inserted into the gap between the panels 10 when the gap between the gap occurs according to the manufacturing error of the panel 10 to the predetermined volume of the energizing block 20 It is preferable to be made of a material such as rubber, synthetic resin and the like so as to form as large as possible and to prevent interference when combined to completely block even minute gaps.
  • the lower surface of the body portion 21 is made of a "V" shape bent toward the center of the contact surface (body portion) with the connection block 30 is fixed in close contact with the second mounting portion 14 of the panel 10
  • the lower surface of the 21 and the upper surface of the connecting block 30) may not be a minute gap.
  • the protruding portion 23 functions as a handle that the operator can grip and press by hand when forcibly inserting the energizing block 20 and at the same time is assembled above the panel 10 to which the energizing block 20 is coupled. It has a function of closing the gap with the panel 10.
  • the energizing means is formed on the lower side of the body portion 21 of the electrification block 20 and a pair of coupling parts 24 and mutually energized,
  • connection block 30 It is formed in the connection block 30 is made of a corresponding coupling portion 35 that is energized with the positive electrode (+) or the negative electrode (-) and corresponding to the coupling portion.
  • the coupling portion and the corresponding coupling portion are made of a material that is energized with each other.
  • the coupling portion and the corresponding coupling portion may be coupled in various ways, preferably, the female coupling portion 24 and the male coupling portion 34 corresponding thereto.
  • a pair of female coupling parts 24 are provided on the lower side of the body portion 21, and the male coupling part 34 corresponding to the female coupling part 24 is connected to the connection block 30. It can be seen that is provided, and the reverse configuration is also possible.
  • the pair of female coupling portions 24 should be energized with each other within the body portion 21.
  • the pair of female coupling portions 24 should be energized with each other within the body portion 21.
  • Ribbon 24A may be provided.
  • the conductive ribbon 24A may be formed of various wires such as copper or a thin metal substrate as a conductive material.
  • the energization of the positive electrode (+) or the negative electrode (-) of the male coupling part 34 and the panel 10 is also preferably connected to each other in the connection block 30 by using the energizing ribbon 24A described above.
  • the non-conduction section S may exist between the panels 10 coupled to the outermost sides.
  • the non-conduction section S may be electrically connected by a separate electric wire or the like, and more preferably, only a part of the panels 10 positioned at the outermost side may be connected to the first mounting portion 13 of the panel 10.
  • the connection block 30 is modified and fixed so as to have the same shape as the gap of the first mounting portion 13, the male coupling portion 34 is formed to face downward,
  • the female coupling portion 24 is coupled to the male coupling portion 34 on the upper side. It is more preferable to ensure that the energization of the non-energized section only by the combination of the deformed energizing block and at the same time to perform a moisture penetration prevention function.
  • the present invention can minimize the wiring of the electric wire, such as the installation of the building exterior material consisting of the panel 10 provided with the solar cell module 15 can be carried out very simply.
  • the solar cell module 15 has both ends of any one of the first mounting portion 13 adjacent to the fixing portion 12 of the body 11. Connected to the positive electrode (+) and the negative electrode (-) respectively formed in the
  • each solar cell module 15 The positive electrode (+) and the negative electrode (-) of each solar cell module 15 are connected to each other in series with each other so that the energization direction is formed in a linear direction along one side of the body 11 of the panel 10. It is preferable.
  • the second embodiment of the present invention allows the current to be conducted between any one of the two panels 10 coupled to the installed panel 10 and the installed panel 10.
  • the non-conduction section S (refer to FIG. 6) generated in the first embodiment can be minimized.
  • the energizing means are provided on the lower side and the upper side of the body portion 21 of the energizing block 20, respectively.
  • the first mounting part 13 is formed on a connecting piece extending toward the fixing part 12 to be energized with the positive electrode (+) or the negative electrode (-) of the panel 10 and the upper surface of the body portion 21. It consists of a corresponding coupling portion corresponding to the coupling portion.
  • the panel is omitted for convenience of explanation, and in FIG. 8B showing the state after coupling, another panel coupled for convenience of explanation is omitted, and the configuration of the connection block detachable from FIG. 8 is omitted. This will be described later in detail.
  • the panel 10 has a connecting piece having a corresponding coupling part that is energized with one of the first mounting parts 13 (the right first mounting part 13 in FIG. 8) or the negative electrode (+) of the panel ( 31 is formed so that when the coupling block 20 is coupled to the panel 10 and the coupling parts are connected to each other,
  • the other panel 10A (the left panel in FIG. 8) is coupled to the panel 10 while the corresponding coupling portion of the connection block 30 of the second mounting portion 14 is lower than the body portion 21 of the energization block 20. It is coupled to the side coupling portion to enable energization between the panels adjacent to one side of the panel 10, it is possible to connect in series in a linear direction along one side of the body between the panel 10 according to the second embodiment of the present invention Become.
  • the energization between the corresponding coupling portion of the connecting piece 31 and the positive electrode (+) or the negative electrode (-) formed on the first mounting portion 13 of the panel 10 can be performed using the energizing ribbon 24A described above. 6 to 8, it can be seen that the coupling parts are illustrated as the female coupling part 24 and the male coupling part 34 as in the first embodiment.
  • connection block 30 Next, another embodiment of the connection block 30 according to the present invention will be described.
  • Connection block 30 may be formed to be detachable to the second mounting portion (14).
  • connection block 30 By providing a detachable connection block 30, the present invention flexibly couples the connection block 30 according to the direction of energization of the electric energy in the above-described first and second embodiments, that is, the installation direction when installing the building exterior material. It is possible to ensure the convenience of the operator.
  • the connecting piece 31 may also be formed to be detachably attached to the first mounting portion 13 of the panel 10.
  • connection block 30 is preferably made of a material such as rubber, plastic, etc. having elasticity as described above.
  • a method of energizing the corresponding coupling part of the connection block 30 and the positive electrode (+) or the negative electrode (-) of the first mounting part 13 of the panel 10 may be performed in various ways such as a contact type.
  • connection block 30 is further provided with a connection member 32 for constraining the second mounting portion 14 to conduct electricity with the positive electrode (+) or the negative electrode ( ⁇ ). It is preferable.
  • connection member 32 may be connected to a separate member such as an electric wire in consideration of the ease of coupling and the conduction function, and more preferably made of a conductive and flexible material.

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Abstract

본 발명은 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 외장재 특히 지붕 대용으로 사용가능한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재에 관한 것으로, 태양전지 모듈을 구비한 패널이 상면과 하면을 향하여 각각 절곡된 제1장착부와 제2장착부를 구비한 사각판상의 바디로 이루어지게 하여 부품을 단순화시키고, 태양전지 모듈 상호간의 통전을 단순 구조 설계를 통하여 가능하게 함으로써, 태양전지 모듈을 구비한 패널의 설치 공정을 매우 용이하게 할 수 있게 하는 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널은 일측 모서리에 고정부를 갖는 바디; 상기 고정부와 인접한 바디의 두변에서 상면을 향하여 절곡된 제1장착부와 상기 고정부와 이격된 두변에서 하면을 향하여 절곡된 제2장착부로 이루어진 장착부; 및 상기 바디의 상면에 결합되는 태양전지 모듈을 포함하여 이루어진다. 또한 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재는 사각판상으로 이루어지고, 일측 모서리에 고정부를 갖는 바디와, 상기 고정부와 인접한 바디의 두변에서 상면을 향하여 절곡된 제1장착부와 상기 고정부와 이격된 두변에서 하면을 향하여 절곡된 제2장착부로 이루어진 장착부와, 상기 바디의 상면에 결합되는 태양전지 모듈을 포함하는 패널이 복수개 구비되고, 상기 각 패널의 제1장착부와 제2장착부가 상호 결합되어 이루어지되, 상기 태양전지 모듈은 상기 바디의 고정부를 사이에 두는 양 모서리와 인접한 제1장착부의 끝단에 각각 형성되는 양전극 및 음전극과 연결되고, 상기 패널들 상호간에 각 태양전지 모듈의 양전극과 음전극이 상호 직렬 연결되어 통전 방향이 패널 바디의 대각선 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재
본 발명은 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재에 관한 것으로,
보다 상세하게는 건축물의 외장재 특히 지붕 대용으로 사용가능한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재에 관한 것으로, 태양전지 모듈을 구비한 패널이 상면과 하면을 향하여 각각 절곡된 제1장착부와 제2장착부를 구비한 사각판상의 바디로 이루어지게 하여 부품을 단순화시키고, 태양전지 모듈 상호간의 통전을 단순 구조 설계를 통하여 가능하게 함으로써, 태양전지 모듈을 구비한 패널의 설치 공정을 매우 용이하게 할 수 있게 하는 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재에 관한 것이다.
우선 건축물의 내외장용 패널, 특히 지붕에 설치되는 패널은 단열 및 방수를 실현할 수 있도록 구성되어지는데, 종래에 석재 패널 또는 금속패널이 많이 사용되어져 왔다.
그리고 기술의 발전을 통한 다양한 전자제품의 활용과 지구 온난화 등에 의한 이상 기후 발생으로 인하여 하절기 및 동절기에 냉난방기의 사용이 급증함에 따라 전력 소비량 역시 급증하여 이에 따른 국가적인 대책이 시급한 실정이다.
이러한 문제를 해결함과 동시에 사용자에게 전력 소비에 따른 비용 부담을 줄일 수 있는 대안이 바로 태양 전지를 활용한 방안이다.
태양전지라 함은 태양광을 이용하여 무제한의 전력을 자가 발전시켜 건축물의 전력 소비에 이용함으로써, 전력 소비 급증에 따른 문제점을 해결하기 위한 대표적인 방안이라 할 수 있다.
이러한 태양전지는 많은 기술 발전으로 발전 효율이 많이 상승하였으나, 아직 만족할 만한 성과를 이루지는 못하였다. 따라서 현재 태양전지를 활용하기 위해서는 많은 설치 공간이 필요하게 된다.
이러한 공간적 제약을 해결하기 위하여 많은 건축물이 지붕이나 외벽에 태양전지 모듈을 일체화하여 외장재로써 활용함으로써 상기 문제점을 해결하고 있다.
이러한 태양전지 모듈을 활용한 패널 또는 건축물의 지붕이나 외벽을 구성하는 외장재에 대한 종래 기술로는 대한민국등록특허공보 제10-0869655호(2008.11.12.)가 있는데 상기 발명은 태양 에너지를 수집할 수 있도록 건물의 지붕 패널 등에 설치되는 지붕 패널용 태양 전지 모듈 및 이를 이용한 태양 에너지 수집 장치에 관한 것이다.
다른 종래 기술로는 대한민국등록특허공보 제10-0251069호(2000.01.10.)가 있는데, 상기 발명은 광기전력 소자는 보강 판에 고정되고, 상기 광기전력 소자로부터 외부로 전력을 인출하는 복수의 접합 상자는 보강 판의 반광 수용면 측 상에 제공되고, 접합 상자의 높이보다 더 높은 높이를 갖는 제1 스페이서 부재는 보강 판의 2개의 반대 측면을 따라 배치되고, 제2 스페이서부재는 상기 복수의 접합 상자 사이에 배치되도록 구성되어 있다. 태양 전지 모듈이 지붕에 적용될 때, 제1 스페이서 부재는 지붕 기판 재료 상에 고정되고, 지붕 재료 및 지붕 기판 재료 사이에 한정된 공간은 외부 공기에 개방되고, 그 공간은 리지에서 집 내부와 연통되는 태양 전지 모듈 및 이에 합체된 지붕 재료에 관한 것이다.
또 다른 종래 기술로는 대한민국공개특허공보 제10-2009-0085112호(2009.08.06.)가 있는데,
상기 발명은 지붕 시스템 구성요소에 고정된 하나 이상의 태양 전지판을 포함하는, 지붕 구조물에 배치되는 에너지 발생 시스템에 관한 것으로, 태양 전지판은 지붕 시스템 구성요소와 일체형일 수 있는 후크 및 루프 체결구로 지붕 시스템 구성요소에 고정되는 지붕 멤브레인에 대한 태양 전지판의 후크 및 루프 부착에 관한 것이다.
그 밖에 종래 기술로는 대한민국등록특허공보 제 10-0989599호(2010.10.25.)가 있는데,
상기 발명은 전기적으로 연결되어 있는 복수의 태양전지, 상기 태양전지와 연결되어 있는 복수의 배선, 그리고 상기 태양전지와 합착되어 있고 상기 배선이 내부에 매립되어 있는 정션박스를 포함하는 적어도 하나의 지붕재를 포함하고, 상기 지붕재는 이웃하는 지붕재와 암, 수 결합방식으로 결합되어 있고 전기적으로 연결됨으로써, 출력을 향상 시킬 뿐만 아니라 시공이 간편한 태양전지를 포함하는 지붕에 관한 것이다.
그러나 상기 발명들은 모두 태양전지(모듈)에서 발생하는 전기를 위한 복수의 배선 등을 위하여 별도의 정션박스(스페이스부재) 등이 필요하여 공간적 제한이 있을 뿐만 아니라, 그 제작 또한 난해하고, 복잡한 배선에 따른 연결 등에 의하여 지붕재(이하에서는 패널이라 통칭함)의 설치가 용이하지 않은 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
태양전지 모듈을 포함하는 패널의 제작을 용이하게 하고 배선을 위한 별도의 공간을 필요하지 않아 제작 단가의 저감과 동시에 지붕재 등으로써 설치 시 편의를 보장할 수 있도록 바디의 둘레를 이루는 변들 중 두변은 상면을 향하여 절곡된 제1장착부를, 나머지 두변은 하면을 향하여 절곡된 제2장착부를 구비한 태양전지 모듈을 구비한 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 태양전지 모듈을 구비한 패널의 설치 및 조립을 매우 용이하게 행할 수 있도록 상술한 패널이 복수개 구비되고, 각 패널의 제1장착부와 제2장착부가 상호 결합되어 이루어지게 하고, 별도의 배선 및 이를 위한 공간 등을 필요로 하지 않아 제작 및 설치 단가의 저감과 설치 및 조립 시 작업자에게 편의성을 보장할 수 있도록 바디의 양 모서리에 구비된 양전극과 음전극에 태양전지 모듈이 연결되어 패널 설치 시 패널 상호 간에 직렬 연결됨으로써 태양전지 모듈에서 발생하는 전기가 패널 바디의 대각선 방향으로 통전되도록 하거나,
바디의 일변의 양 끝단에 구비된 양전극과 음전극에 태양전지 모듈이 직접 연결되어 패널 설치 시 패널 상호간에 직렬 연결됨으로써, 태양전지 모듈에서 발생하는 전기가 패널 바디의 일변을 따라 직선 방향으로 이루어지는 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 상호 연속하여 연결, 결합되는 패널 사이의 간극을 통하여 빗물 등의 수분이 침투함으로써 누수나 태양전지 모듈의 고장 또는 수명 저하 등의 문제점을 방지함과 동시에 전선 등의 배선 연결 없이 패널 상호간에 직접 결합되고 태양전지 모듈 상호간에 전기가 통전될 수 있도록 각 패널의 연결부 사이에 통전 기능을 갖는 수분침투방지 어셈블리를 구비하는 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널은 일측 모서리에 고정부를 갖는 바디;
상기 고정부와 인접한 바디의 두변에서 상면을 향하여 절곡된 제1장착부와 상기 고정부와 이격된 두변에서 하면을 향하여 절곡된 제2장착부로 이루어진 장착부; 및
상기 바디의 상면에 결합되는 태양전지 모듈을 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재는 상기 패널이 복수개 구비되고,
상기 각 패널의 제1장착부와 제2장착부가 상호 결합되어 이루어지되,
상기 태양전지 모듈은 상기 바디의 고정부를 사이에 두는 양 모서리와 인접한 제1장착부의 끝단에 각각 형성되는 양전극 및 음전극과 연결되고,
상기 패널들 상호간에 각 태양전지 모듈의 양전극과 음전극이 상호 직렬 연결되어 통전 방향이 패널 바디의 대각선 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
나아가 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재는 상기 패널이 복수개 구비되고,
상기 각 패널의 제1장착부와 제2장착부가 상호 결합되어 이루어지되,
상기 태양전지 모듈은 상기 바디의 고정부에 인접하는 제1장착부 중 어느 하나의 양 끝단에 각각 형성된 양전극 및 음전극과 연결되고,
상기 패널들 상호간에 각 태양전지 모듈의 양전극과 음전극이 상호 직렬 연결되어 통전 방향이 패널 바디의 일변을 따라 직선 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이어서 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재에서 상기 패널의 제1장착부 사이에는 상호 연결되는 패널간의 양전극과 음전극을 연결하여 통전시킴과 동시에 상호 결합되는 장착부의 간극을 통하여 패널 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위하여 통전 기능을 갖는 수분침투방지 어셈블리가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널은 상면에 태양전지 모듈을 구비하고 구조가 단순한 장착부를 도입함으로써 제작이 용이하고 제작 단가를 저감시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재는 상술한 다수의 패널들의 제1장착부와 제2장착부가 상호 연속적으로 결합하여 이루어지도록 함으로써, 지붕재의 설치 및 조립이 매우 용이해지고,
패널의 바디의 양 모서리에 구비된 양전극과 음전극에 태양전지 모듈이 연결되고 패널 설치 시 각 패널의 양전극과 음전극이 상호 직렬 연결하여 태양전지 모듈에서 발생하는 전기에너지가 패널 바디의 대각선 방향으로 통전되거나,
바디의 일변의 양 끝단에 구비된 양전극과 음전극에 태양전지 모듈이 직접 연결되고 패널 설치 시 각 패널의 양전극과 음전그이 상호 직렬 연결하여 태양전지 모듈에서 발생하는 전기에너지가 패널 바디의 일변을 따라 직선 방향으로 통전되도록 함으로써,
태양전지 모듈과 연결된 별도의 배선 및 이를 위한 여유 공간 등이 필요하지 않아 제작 및 설치 단가의 저감과 패널 설치 및 조립 시 작업자에게 편의성을 보장할 수 있다.
나아가 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어지는 건축물 외장재는 각 패널의 연결부 사이에 통전 기능을 갖는 수분침투방지 어셈블리를 도입하여 상호 연속되어 결합된 패널들 사이의 간극을 통해 빗물 등의 수분이 침투해서 지붕내로의 누수나 누전에 의한 고장 등을 방지함과 동시에 전선 등의 배선 연결을 최소화하여 건축물 외장재 설치 시간을 단축하고, 작업의 용이성을 보장할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 패널의 사시도와 결합 구조도.
도 2는 본 발명에 따른 건축물 외장재의 제1실시예를 개략 도시한 평면도
도 3은 본 발명에 따른 건축물 외장재의 제1실시예를 도시한 평면도 및 요부 확대도.
도 4는 본 발명의 건축물 외장재의 제1실시예에 따른 수분침투방지 어셈블리만을 따로 도시한 결합 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 제1실시예의 결합 관계를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 건축물 외장재의 제2실시예를 개략 도시한 평면도.
도 7은 본 발명에 따른 건축물 외장재의 제2실시예를 도시한 평면도 및 요부 확대도.
도 8은 본 발명에 따른 제2실시예의 결합과정을 개략 도시한 평면도들.
도 9는 본 발명에 따른 연결블록의 변형례를 개략 도시한 평면도들.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 패널 11 : 바디
12 : 고정부 13 : 제1장착부
14 : 제2장착부 15 : 태양전지모듈
16 : 양전극 17 : 음전극
20 : 통전블록 21 : 몸통부
22 : 날개부 23 : 돌출부
24 : 결합부 30 : 연결블록
31 : 연결편 32 : 연결부재
34 : 대응결합부
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재를 설명함에 있어 편의를 위하여 엄밀하지 않은 대략의 방향 기준을 도 1의 A, 도 3 및 도 7을 참고하여 특정하면, 보이는 방향 그대로 상하좌우를 정하고, a 방향을 상면 b 방향을 하면으로 정한다.
또한 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재를 설명함에 있어 건축물 외장재라 함은 건축물의 건축 시 지붕 또는 외벽으로 직접 활용되거나 기건축된 건축물에 추가하여 태양전지 모듈을 이용할 수 있는 건축물 외장재를 포함하는 것으로써 본 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위하여 지붕재를 대표하여 설명하고, 본 발명의 권리해석이 본 상세한 설명에 제시되는 것으로 한정되지 않는다.
그리고 본 명세서의 도면 중 도 1, 도 2 및 도 6은 설명의 편의를 위하여 태양전지 모듈을 생략하였음을 밝힌다.
이하에서는 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널(10)은 일측 모서리에 고정부(12)를 갖는 바디(11);
상기 고정부(12)와 인접한 바디(11)의 두변에서 상면을 향하여 절곡된 제1장착부(13)와 상기 고정부(12)와 이격된 두변에서 하면을 향하여 절곡된 제2장착부(14)로 이루어진 장착부; 및
상기 바디(11)의 상면에 결합되는 태양전지 모듈(15; 도 3 및 도 7참조)을 포함하여 이루어진다.
상기 바디 및 장착부에 관한 구성은 본 발명의 출원인이 기출원하여 등록한 등록실용신안 제20-0327057호(2003.09.05.)의 건축물 내외장용 거멀접기형 패널이 이용될 수 있으며, 이하에서는 상기 패널을 상세히 설명하도록 한다.
또한 상기 바디는 사각판의 형태뿐만 아니라, 다각형의 모든 형태(예를 들어 정삼각형 또는 육각형 등)로 이루어질 수 있으며, 사각형상이 아닌 다른 다각형의 형태로 이루어질 경우에는 상기 제1장착부 및 제2장착부의 개수(예를 들어 삼각 형태일 경우 고정부를 사이에 두고 양변에 제1장착부와 제2장착부가 각각 형성)
또는 형성 위치(예를 들어 육각 형태일 경우에는 고정부를 사이에 두고 양변에 제1장착부를 형성하고 제1장착부와 반대 방향의 양변에 제2장착부를 형성)를 달리하여 다양하게 변형 될 수 있으며, 이는 당업자라면 충분히 예측하여 수정, 변경, 치환될 수 있다.
상기 바디(11)는 그 대각선 방향을 건축물의 지붕이나 외벽의 수평 또는 수직 방향에 일치시킴으로써, 바디(11)의 대각선 방향으로 다른 패널(10)을 연속적으로 연결하여 결합할 수 있다.
또한 건축물의 형태에 따라 바디(11)의 대각선 방향이 아닌 일렬 배열되어 결합되는 것도 가능하다.
그리고 상기 바디(11)의 일측 모서리에 구비된 고정부(12)에는 별도의 고정부재와 결합될 수 있는 통공(12a)이 구비되어 있어, 패널(10) 설치 시 지붕에 나사나, 못 등으로 고정하여 결합시킬 수 있다.
이어서 도 1의 [A]에 도시된 바와 같이, 장착부를 구성하는 제1장착부(13)는 패널(10)의 네 꼭지점을 적절히 절단(점선 부분)한 후, 고정부(12)를 사이에 두고 형성되는 두 변 즉, 고정부(12)와 인접한 두 변에서 바디(11)의 상면과 평행하도록 상면을 향하여 절곡되어 형성된다.
그리고 장착부를 구성하는 제2장착부(14)는 상기 제1장착부(13)의 반대측 즉, 상기 고정부(12)와 이격된 두 변에서 하면과 평행하도록 하면을 향하여 절곡되어 형성된다.
도 1의 [C]에서 도시된 바와 같이, 패널(10)의 제1장착부(13)는 다른 패널(10A)의 제2장착부(14)와 결합 연결된다. 그리고 이러한 구조가 반복적으로 연결되어 본 발명에 따른 건축물 외장재가 형성된다.
즉, 하나의 패널(10)을 건축물의 지붕에 고정부(12)를 이용하여 고정한 후 다른 패널(10A)의 제2장착부(14)를 고정된 패널(10)의 제1장착부(13)에 삽입하여 결합한 후 결합된 패널(10)의 고정부(12)를 이용하여 건축물의 지붕에 고정시키고, 이러한 설치가 반복적으로 이루어짐으로써 본 발명에 따른 건축물 외장재가 완성됨으로써, 본 발명은 작업의 용이성을 확보할 수 있게 된다.
상기 패널(10)은 철재, 스테인리스 등 다양한 재질로 이루어질 수 있으며, 약간의 탄성을 갖는 재질로도 이루어질 수 있다.
이어서 상기 바디(11)의 상면에 결합되는 태양전지 모듈(15)은 도 3에 도시된 바와 같이, 태양빛을 받는 수광부(15a), 이 수광부(15a)로부터 발생된 전기 에너지를 양극화하여 별도의 전기공급장치 또는 전기저장장치로 공급하는 에너지 공급부(15b) 등으로 이루어질 수 있다.
상기 태양전지 모듈(15)은 광전 효과를 이용하여 전기 에너지를 생산하는 것으로 n-형 반도체와, p-형 반도체(수광부(15a))에서 태양광에 의하여 전자와 홀이 생성되고 생성된 홀이 전극으로 이동하여(에너지 공급부(15b)) 전기 에너지를 이용할 수 있게 한다.
상기 태양전지 모듈(15)은 결정형 태양전지, 박막계 태양전지(CIGS), 차세대 태양전지(DSSC) 등 다양하게 이루어질 수 있는데, 제조 단가 및 부피 등을 감안하여 유리, 플라스틱 등을 기판으로 사용하고 그 위에 박막으로 화학재료를 증착하여 이루어지는 박막계 태양전지로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.
상기 수광부(15a)를 구성하는 반도체는 실리콘 반도체, 화합물 반도체 등 다양하게 이루어질 수 있으며,
상기 수광부(15a)는 전기 에너지를 발생시키는 최소 단위인 하나의 셀이 복수개 결집되어 이루어지며, 셀이 결집되어 이루어지는 모듈이 복수개 구비되어 태양전지 모듈(15)의 수광부(15a)를 구성할 수 있다.
본 명세서에서 태양전지 모듈(15)이라 함은 하나의 패널(10)에 구비되는 태양전지 전체를 설명하기 위한 지칭이며, 통상적으로 태양전지의 단위로 사용되는 모듈로 한정되어서는 안될 것이다.
그리고 상기 태양전지 모듈(15)에서 상기 수광부(15a) 내지 에너지 공급부(15b) 등을 연결하는 배선재료는 동박의 패턴을 인쇄하거나 증착하여 이루어지거나, 그 밖에 태양전지에 사용되는 다양한 방법으로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 수광부(15a) 내지 에너지 공급부(15b)는 상호 직렬 또는 병렬로 연결되어 전기 에너지를 공급할 수 있다.
이때 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 건축물 외장재는 복수개의 패널(10)이 상호 결합되어 이루어지도록 각 패널(10)간의 전기 에너지 이송(통전)을 위한 배선이 필요하다.
이에 본 발명에 따른 건축물 외장재는 각 패널(10)들이 상호 직렬 연결되어 별도의 전기 공급장치 또는 전기 저장 장치 등에 연결되도록 함으로써, 별도의 부수적인 배선(전선) 등을 필요로 하지 않아도 태양전지 모듈을 구비한 패널을 이용한 건축물 외장재의 설치 및 유지 관리의 편의성을 제공한다.
이를 위한 본 발명에 따른 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어지는 건축물 외장재의 제1실시예로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 모듈(15)은 상기 바디(11)의 고정부(12)를 사이에 두는 양 모서리와 인접한 제1장착부(13)의 끝단에 각각 형성되는 양전극 및 음전극과 연결되고,
상기 패널(10)들 상호간에 각 태양전지 모듈(15)의 양전극과 음전극이 상호 직렬 연결되어 통전 방향이 패널(10) 바디(11)의 대각선 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도 2에 화살표로 도시된 바와 같이, 각각의 패널(10), 보다 상세하게는 패널(10)에 구비된 태양전지 모듈(15)에서 발생하는 전기 에너지는 상호 직렬로 연결되어 최외측에 구비된 하나의 양전극과 음전극으로 모이게 되고, 이 양전극과 음전극을 별도의 에너지 공급 장치 또는 에너지 저장 장치등과 전선 등을 이용하여 연결함으로써 전기에너지의 통전이 이루어진다.
도 2에서는 설명의 편의를 위하여 태양전지 패널(10)의 상세 구성을 생략하고 양전극(+)과 음전극(-)만을 도시하고 있는데, 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 태양전지 모듈(15)은 에너지를 발생시키는 수광부(15a)와 발생된 에너지를 전달하는 에너지 공급부(15b)가 별도로 구비되어 직, 병렬 연결될 수 있으므로(도 3은 대표적으로 수광부(15a)들이 직렬로 연결되어 있는 것으로 도시되어 있다.) 도 2의 양전극 및 음전극 표시로 인하여 본 발명의 전기 에너지 전달을 위한 도시가 혼동되어서는 안된다.
또한 도 2에 도시된 양전극(+) 및 음전극(-)들은 설명의 편의를 위한 도시이며, 패널(10)의 바디(11) 및 장착부 중 어느 한 곳에서 형성될 수 있다.
더 나아가 본 발명에 따른 태양전지 모듈(15)을 구비한 패널(10)로 이루어지는 건축물 외장재는 전기 에너지 배선을 위한 별도의 구성을 생략하여 설치 및 유지 관리의 편의성 또는 용이성을 제공하는 것에 목적이 있으므로 상기 양전극(+) 및 음전극(-)은 상기 바디(11)의 고정부(12)를 사이에 두는 양 모서리와 인접한 제1장착부(13)의 끝단에 각각 형성되는 것이 보다 바람직하다.
또한 도 2에 도시된 전기에너지의 통전 방향(전류 이동 방향)은 양전극(+) 및 음전극(-)의 반대 구성을 통하여 반대 방향으로 바뀔 수 있음은 물론이다.
이어서 본 발명은 상술한 패널(10)간에 직렬연결을 위하여 패널(10) 상호간에 연결되는 전선 등의 전기 배선을 생략함으로써, 구조의 단순화 및 이에 따른 제작 단가 저감과 설치, 유지 관리의 용이성을 극대화할 수 있다.
이를 위하여 본 발명은 상기 패널(10)의 고정부에 인접하는 제1장착부(13) 사이에 상호 연결되는 패널(10)들의 양전극(+)과 음전극(-)을 연결하여 통전시키는 어셈블리가 구비되는 것이 바람직하다.
상기 어셈블리는 패널 상호간의 통전뿐만 아니라, 상호 연결되는 패널(10)들 사이에 발생하는 간극(틈)을 통하여 빗물 등의 수분이 외장재 내로 침투하여 건축물 내부로 누수가 발생하거나 누전에 의한 화재 등 문제점을 방지하기 위하여 수분역류침투 기능을 갖는 것이 바람직하다.
이를 위하여 상기 수분침투방지 어셈블리는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 몸통부(21)와, 상기 몸통부(21) 양측에 형성되어 패널(10)의 제1장착부(13)에 삽입되는 날개부(22)와, 상기 몸통부(21)의 상면에서 돌출 형성되는 돌출부(23)로 이루어지는 통전블록(20)과,
패널(10)의 제2장착부(14)에 고정되고, 상기 통전블록(20)에 결합되는 연결블록(30) 및
연결되는 패널(10)들 간에 상호 통전되도록 하는 통전수단을 포함하여 이루어진다.
도 4에서는 설명의 편의를 위하여 패널을 생략한 수분침투방지 어셈블리만을 도시하였으며, 패널과의 결합관계는 도 5를 통해 확인할 수 있다.
상기 통전블록(20)은 방수성이 뛰어남과 동시에 패널(10)들 사이의 간극에 삽입되어 결합되었을 때 패널(10)들의 제작 오차에 따라 간극의 차가 발생하여도 상기 통전블록(20)을 소정 부피만큼 크게 형성하고 결합 시 억지끼움 시켜 미세한 틈까지도 완벽하게 차단하여 수분의 침투를 방지할 수 있도록 탄성을 갖는 고무, 합성수지 등의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 상기 몸통부(21)의 하측면은 중앙을 향하여 절곡된 "V"자 형으로 이루어져 패널(10)의 제2장착부(14)에 밀착하여 고정되는 연결블록(30)과의 접촉면(몸통부(21)의 하측면과 연결블록(30)의 상측일면)에 미세한 틈이 발생하지 않을 수 있다.
또 상기 돌출부(23)는 통전블록(20)의 억지 끼움 시 작업자가 손으로 파지하여 가압할 수 있는 손잡이의 기능을 함과 동시에 통전블록(20)이 결합된 패널(10)보다 상측에 조립되는 패널(10)과의 간극을 밀폐하는 기능을 갖는다.
그리고 패널(10) 상호간에 통전을 위하여 상기 통전수단은 상기 통전블록(20)의 몸통부(21)의 하측면에 형성되어 상호 통전되는 한 쌍의 결합부(24)와,
상기 연결블록(30)에 형성되어 상기 양전극(+) 또는 상기 음전극(-)과 통전되고 상기 결합부에 대응하는 대응결합부(35)로 이루어진다.
상기 결합부와 대응결합부는 상호 통전되는 재질로 이루어지는 이루어짐은 당연하다.
그리고 상기 결합부와 대응결합부의 결합은 다양한 방식으로 이루어질 수 있는데, 암결합부(24)와 이에 대응하는 수결합부(34)로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 3 내지 도 5에서는 상기 몸통부(21)의 하측면에 한 쌍의 암결합부(24)가 구비되고, 연결블록(30)에 상기 암결합부(24)에 대응하는 수결합부(34)가 구비되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 이와 반대되는 구성 또한 가능하다.
상기 한 쌍의 암결합부(24)는 상기 몸통부(21) 내에서 상호 통전되어야 하는데 이를 위하여 도 3의 요부 확대도에서 개략 도시된 바와 같이, 한 상의 암결합부(24)를 통전시키는 통전리본(24A)이 구비될 수 있다.
상기 통전리본(24A)은 전도성이 좋은 재질로써 구리 등의 전선 또는 얇은 금속 재질의 기판 등 다양하게 형성될 수 있다.
그리고 상기 수결합부(34)와 패널(10)의 양전극(+) 또는 음전극(-)의 통전 역시 상술한 통전리본(24A)을 이용하여 연결블록(30) 내에서 상호 연결되는 것이 바람직하다.
이때 도 2에 도시된 바와 같이 최외측에 결합되는 패널(10) 상호간에는 미통전구간(S)이 존재할 수 있다.
상기 미통전구간(S)은 별도의 전선 등으로 연결하여 통전시킬 수 있으며, 보다 바람직하게는 최외측에 위치하는 패널(10)들 중 일부에 한해서 패널(10)의 제1장착부(13)에 대응되도록 즉, 제1장착부(13)의 틈과 동일한 형상을 갖도록 상기 연결블록(30)을 변형하여 고정시키되 수결합부(34)가 하측을 향하도록 형성하고,
상기 고정블록의 일측 날개부(22)를 제거하고 몸통부(21)를 상기 변형 연결 블록과 대응하도록 연장형성한 후 상측면에 상기 수결합부(34)와 결합되는 암결합부(24)를 구비하도록 함으로써 변형 통전 블록의 결합만으로 미통전 구간의 통전을 확보함과 동시에 수분침투방지 기능을 동시에 수행하도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 변형된 통전블록(20) 및 연결블록(30)은 도면에 도시되지 않았으나, 상술한 통전블록(20) 및 연결블록(30)의 간단한 구조 및 모양 변경으로 수정, 치환할 수 있음은 당연하며 본 발명의 기술분야에서 종사하는 통상의 기술자(이하 당업자라 칭함)라면 충분히 재현할 수 있고,
후술하는 제2실시예에 따른 수분침투방지 어셈블리를 활용할 경우 더욱 간단하게 미통전구간의 배선 연결을 행할 수 있다.
따라서 본 발명은 전선 등의 배선을 최소화하여 태양전지 모듈(15)을 구비한 패널(10)로 이루어진 건축물 외장재의 설치 시공을 매우 간단하게 행할 수 있다.
이어서 본 발명의 제2실시예를 설명한다.
본 발명의 제2실시예로써 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 모듈(15)은 상기 바디(11)의 고정부(12)에 인접하는 제1장착부(13) 중 어느 하나의 양 끝단에 각각 형성된 양전극(+) 및 음전극(-)과 연결되고,
상기 패널(10)들 상호간에 각 태양전지 모듈(15)의 양전극(+)과 음전극(-)이 상호 직렬 연결되어 통전 방향이 패널(10) 바디(11)의 일변을 따라 직선 방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상술한 제1실시예가 통전수단을 구비한 수분침투방지 어셈블리를 통하여 하나의 패널(10)에 결합되는 다른 패널(10A)들 상호간에 통전이 이루어지는데 반하여,
본 발명의 제2실시예는 도 8에 도시된 바와 같이, 설치된 패널(10)에 결합되는 두 개의 패널(10) 중 어느 하나(10A)와 설치된 패널(10)간에 통전이 이루어지도록 함으로써, 상술한 제1실시예에서 발생하는 미통전구간(S; 도 6참고)을 최소화 할 수 있다.
이를 위하여 상기 통전수단은 도 7의 요부 확대도 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 통전블록(20)의 몸통부(21)의 하측면과 상측면에 각각 구비되어 상호 통전되는 한 쌍의 결합부와,
상기 연결블록(30)에 형성되어 상기 패널(10)의 양전극(+) 또는 음전극(-)과 통전되고 상기 몸통부(21)의 하측면 결합부와 대응되는 대응결합부 및
상기 제1장착부(13)에서 상기 고정부(12)를 향하여 연장 형성되는 연결편에 형성되어 상기 패널(10)의 양전극(+) 또는 음전극(-)과 통전되고 상기 몸통부(21) 상측면의 결합부에 대응되는 대응결합부로 이루어진다.
도 7의 요부확대도에서는 설명의 편의를 위하여 패널을 생략하였으며, 결합 후 상태를 도시한 도 8의 B에서도 설명의 편의를 위하여 결합되는 다른 패널을 생략하였고, 도 8에서 탈착되는 연결블록의 구성에 관한 것은 후에 상세히 설명한다.
즉, 상기 패널(10)은 제1장착부(13) 중 하나(도 8에서 우축 제1장착부(13))에 상기 패널의 양전극(+) 또는 음전극(-)과 통전되는 대응결합부를 갖는 연결편(31)이 형성되어 상기 통전블록(20)을 상기 패널(10)에 결합 시 상기 결합부들이 상호 연결되어 통전되고,
상기 패널(10)에 다른 패널(10A)(도 8에서 좌측 패널)이 결합되면서 제2장착부(14)의 연결블록(30)의 대응결합부가 상기 통전블록(20)의 몸통부(21) 하측면 결합부에 결합되어 패널(10)의 일변에 인접한 패널들 간에 통전이 가능해짐으로써, 본 발명의 제2실시예에 따른 패널(10) 상호 간에 바디의 일변을 따라 직선방향으로 직렬 연결이 가능해진다.
상기 연결편(31)의 대응결합부와 상기 패널(10)의 제1장착부(13)에 형성되는 양전극(+) 또는 음전극(-)과의 통전은 상술한 통전리본(24A)을 이용하여 가능하고, 도 6 내지 도 8에서는 상기 결합부들이 상술한 제1실시예와 마찬가지로 암결합부(24)와 수결합부(34)로 도시되어 있는 것을 확인할 수 있다.
그리고 본 발명의 제2실시예에 따른 나머지 구체 구성은 상술한 제1실시예와 대동소이하므로 설명의 편의를 위하여 생략하도록 한다.
이어서 본 발명에 따른 연결블록(30)의 다른 구현예를 설명한다.
본 발명에 따른 연결블록(30)은 상기 제2장착부(14)에 탈착 가능하도록 형성될 수 있다.
탈착 가능한 연결블록(30)을 구비함으로써 본 발명은 상술한 제1실시예 및 제2실시예에서 전기 에너지의 통전 방향 즉, 건축물 외장재 설치 시 설치 방향에 따라 연결블록(30)의 결합을 유연하게 행할 수 있어 작업자의 편의를 보장할 수 있다.
나아가 도면에 도시되진 않았으나, 상기 연결편(31) 역시 패널(10)의 제1장착부(13)에 탈착 가능하도록 형성될 수 있음은 물론이다.
이때 상기 연결블록(30)은 상술한 통전블록(20)과 같이 탄성을 갖는 고무, 플라스틱 등의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 연결블록(30)의 대응결합부와 상기 패널(10)의 제1장착부(13)의 양전극(+) 또는 음전극(-)과의 통전 방식은 접촉식 등 다양한 방식으로 이루어질 수 있고,
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 연결블록(30)에 상기 제2장착부(14)에 구속시키면서 양전극(+) 또는 음전극(-)과 통전 되도록 하는 연결부재(32)가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 연결부재(32)는 결합의 용이성과 통전기능을 감안하여 전선 등의 별도 부재로 상호 연결될 수 있으며, 나아가 전도성, 가요성 재질로 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 태양전지 모듈을 구비한 패널 및 이를 이용한 건축물 외장재를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 일측 모서리에 고정부를 갖는 바디;
    상기 고정부와 인접한 바디의 두변에서 상면을 향하여 절곡된 제1장착부와 상기 고정부와 이격된 두변에서 하면을 향하여 절곡된 제2장착부로 이루어진 장착부; 및
    상기 바디의 상면에 결합되는 태양전지 모듈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈을 구비한 패널.
  2. 제1항의 태양전지 모듈을 포함하는 패널;이 복수개 구비되고,
    상기 각 패널의 제1장착부와 제2장착부가 상호 결합되어 이루어지되,
    상기 태양전지 모듈은 상기 바디의 고정부를 사이에 두는 양 모서리와 인접한 제1장착부의 끝단에 각각 형성되는 양전극 및 음전극과 연결되고,
    상기 패널들 상호간에 각 태양전지 모듈의 양전극과 음전극이 상호 직렬 연결되어 통전 방향이 패널 바디의 대각선 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재.
  3. 제1항의 태양전지 모듈을 포함하는 패널;이 복수개 구비되고,
    상기 각 패널의 제1장착부와 제2장착부가 상호 결합되어 이루어지되,
    상기 태양전지 모듈은 상기 바디의 고정부에 인접하는 제1장착부 중 어느 하나의 양 끝단에 각각 형성된 양전극 및 음전극과 연결되고,
    상기 패널들 상호간에 각 태양전지 모듈의 양전극과 음전극이 상호 직렬 연결되어 통전 방향이 패널 바디의 일변을 따라 직선 방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 패널의 제1장착부 사이에는 상호 연결되는 패널간의 양전극과 음전극을 연결하여 통전시킴과 동시에 상호 결합되는 장착부의 간극을 통하여 패널 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위하여 통전수단을 구비한 수분침투방지 어셈블리가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈을 구비한 패널로 이루어진 건축물 외장재.
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