WO2019160394A1 - 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재 - Google Patents

태양 전지 패널을 포함하는 지붕재 Download PDF

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WO2019160394A1
WO2019160394A1 PCT/KR2019/001979 KR2019001979W WO2019160394A1 WO 2019160394 A1 WO2019160394 A1 WO 2019160394A1 KR 2019001979 W KR2019001979 W KR 2019001979W WO 2019160394 A1 WO2019160394 A1 WO 2019160394A1
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main
solar panel
panel
solar
frame
Prior art date
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PCT/KR2019/001979
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Inventor
천지현
유세종
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유한회사 중앙강재
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04D—ROOF COVERINGS; SKY-LIGHTS; GUTTERS; ROOF-WORKING TOOLS
    • E04D1/00—Roof covering by making use of tiles, slates, shingles, or other small roofing elements
    • E04D1/30—Special roof-covering elements, e.g. ridge tiles, gutter tiles, gable tiles, ventilation tiles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
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    • H02S20/23—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings specially adapted for roof structures
    • H02S20/25—Roof tile elements
    • H—ELECTRICITY
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    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a roofing material comprising a photovoltaic panel.
  • the solar panel is fixed to the structure.
  • an object of the present invention is to provide a roofing material having a structure capable of stably supporting a solar panel from the bottom.
  • an object of the present invention is to provide a roofing material having a beautiful appearance and high durability while including a solar panel.
  • Roof covering including a solar panel according to an embodiment of the present invention, a solar panel frame, a solar panel fixed to the top of the frame including a plurality of solar cells, and the solar panel on the frame
  • a roofing material comprising a solar panel including a fixing part for fixing, the frame comprising: a main cover part; A first bending portion bent upward from one side in the first direction of the main cover portion; And a second bending portion bent downward from the other side in the first direction of the main cover portion.
  • a panel support part provided on the main cover part so as to support the solar cell panel from the bottom, wherein the panel support part comprises a plurality of main recesses formed concave downward and spaced apart between the main recesses.
  • a plurality of main protrusions protruding upward, wherein a corresponding main protrusion is positioned at a lower portion of the plurality of solar cells, and includes a solar cell panel supporting the plurality of solar cells from below.
  • the panel support portion may include a stopper that prevents sliding of the solar panel toward the second bending portion.
  • the main recess and the main protrusion may include a solar cell extending in a first direction.
  • the main protrusion may include at least one solar panel positioned at both sides of the center of the second direction crossing the first direction of the solar cell.
  • At least some of the main recesses may have a lower height than the main protrusions.
  • At least some of the main protrusions may have a depth smaller than that of the main recesses.
  • the frame further includes first side overlapping parts and second side overlapping parts provided at both ends of the second direction crossing the first direction of the main cover part, and the first side overlapping part and the second side overlapping part are provided.
  • the panel support may include a solar cell panel having a shape corresponding to each other and overlapping the first side overlapping portion or the second side overlapping portion.
  • the panel support portion includes a stopper surface formed on the second bending portion and facing toward the first bending portion, a first side surface formed on the first side overlapping portion and facing the second side overlapping portion, and the second side. And a second side surface formed on the side overlapping portion toward the first side overlapping portion, and the space surrounded by the stopper surface, the first side surface, and the second side surface may be concave downward. .
  • Roof covering including a solar panel according to an embodiment of the present invention further comprises a sealing portion for waterproofing between the solar panel and the frame, the sealing portion is provided along the edge of the solar panel solar panel It may include.
  • the panel support may be provided with a position guide for guiding a position at which the solar cell panel is fixed, and the sealing portion may cover an upper portion of the position guide.
  • roofing material including a solar panel further comprises a stone chip (stone chip), it may be attached to the upper portion of the frame and the sealing portion exposed to the outside of the solar panel. .
  • stone chip stone chip
  • Corrugation extending in the vertical direction may be formed in at least one of the first bending portion and the second bending portion.
  • the first bending part includes a vertical extension part extending upward from a first direction end of the main cover part, and a horizontal extension part extending outward from the upper end of the vertical extension part in a first direction, and the vertical extension part includes a vertical extension part.
  • the solar panel may include a corrugation that extends in a direction.
  • the panel support may include a junction box mounting portion to which a junction box is coupled to a lower portion thereof, and the junction box mounting portion may include a solar cell panel in which at least one of the main protrusion and the main recess is extended.
  • the height of the junction box mounting portion may include a solar cell panel which is formed to be the same as or lower than the main recess.
  • the junction box mounting portion may be connected to the main recess at one side of the first direction, and may not be connected to the main recess at the other side of the first direction.
  • the main cover part, the first bending part, the second bending part, and the panel support part may include a solar cell panel in which one metal member is press-molded.
  • the solar panel is coupled to the roofing material, the roof construction and the installation of the solar panel are performed at the same time, making the construction simple and efficient.
  • the solar panel can be stably and firmly supported by a simple structure, so that an operator can step on it and minimize damage of the solar panel generated during the operation.
  • the visual heterogeneity of the part with and without the solar cell part is minimized, so that the house can have a beautiful appearance.
  • the stone chip is coupled to the metal or the sealing portion that may be exposed to the outside of the solar panel to block ultraviolet rays, it is possible to increase the product life and durability.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a roofing material including a solar panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1.
  • Figure 3 is a perspective view showing a roofing material including a solar panel according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 3.
  • the present invention relates to a roofing material including a solar cell panel according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a roofing material including a solar panel according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1. Due to limitations in representation, the configuration of the sub-projection 152a, the sub-concave 151a, etc., which will be described later, is not shown in FIG. In other words, some of the drawings for explaining the present embodiment are shown to be exaggerated or omitted, to make the structure easier to understand.
  • roofing material including a solar panel according to an embodiment of the present invention, the frame 100, the solar panel 200 coupled to the upper portion of the frame 100, and the solar cell on the frame 100
  • the frame 100 may be made of metal, and may be made of metal such as galvalume, galvanized steel sheet (GI), aluminum (Al), or zinc.
  • the thickness of the metal may be at least 0.4 mm. If the metal is too thin, the solar panel may not be supported securely, causing damage to the solar panel during roof construction.
  • the frame 100 has a first bending part 120 bent upward from one side of the main cover part 110 and the first cover part (x-axis direction) of the main cover part, and a lower part of the main cover part 110 from the other side of the first cover part. It includes a second bending portion 130 bent toward. That is, the first bending portion 110 and the second bending portion 120 may be provided at both ends of the first direction in the frame 100.
  • the first bending portion 120 is located above the roof inclined surface, and the second bending portion 130 is located below the roof inclined surface.
  • the first bending part 120 extends upward and downward from an end portion of the main cover part 100 in the first direction in the first direction, and extends outward from the upper end of the vertical extension part 121 in the first direction.
  • a horizontal extension 122 extending toward.
  • the shapes of the first bending portion 120 and the second bending portion 130 are not limited thereto, and the shape of the first bending portion 120 and the second bending portion 130 is not limited thereto.
  • Corrugation extending in the vertical direction may be formed in at least one of the first bending portion 120 and the second bending portion 130.
  • corrugation may be formed in at least one of the upper and lower extension parts 121 and the horizontal extension part 122 of the first bending part 120.
  • the frame 100 further includes side overlap parts 141 and 142 provided at both sides of the second cover (y-axis direction) of the main cover part 110.
  • the second direction is a direction crossing the first direction.
  • the direction may be perpendicular to the first direction. Since the roofing material including the solar cell panel according to the present invention is formed longer in the second direction, the second direction immediately becomes the longitudinal direction.
  • the side overlap parts 141 and 142 may include a first side overlap part 141 located on one side in the second direction of the main cover part 110, and a second side overlap part 142 located on the other side in the second direction. It includes. Since the roofing material including the solar cell panel according to the present invention is formed longer in the second direction, the second direction may immediately become the longitudinal direction.
  • the side overlap parts 141 and 142 may be provided at both ends of the frame 100 in the second direction.
  • the first side overlapping part 141 and the second side overlapping part 142 have a shape corresponding to each other so as to overlap each other. More precisely, when a plurality of roofing materials are installed, the first side overlapping portion 121 of one roofing material and the second side overlapping portion 122 of another adjacent roofing material overlap each other in a second direction. .
  • the frame 100 is provided in the main cover portion 110, and includes a panel support portion 150 for supporting the solar panel 200 located in the upper portion.
  • the solar panel 200 is coupled to the upper portion of the panel support 150.
  • the panel support part 150 may be located between the first side overlap part 141 and the second side overlap part 142.
  • the panel support 150 includes a plurality of main protrusions 151 and a plurality of main recesses 152.
  • One main protrusion 151 and the other main protrusion 151 are spaced apart from each other, and the main recess 152 is located therebetween.
  • the panel support 150 includes a plurality of main recesses 152, and the main protrusion 151 may be located in the spaced space between the main recesses 152.
  • the main protrusion 151 supports the solar panel from the bottom. In more detail, the solar panel and the fixing part 300 to be described later are contacted and supported.
  • the solar panel 200 described later includes a plurality of solar cells 201 (SOLAR CELLs) arranged along the second direction, and the structure of the solar panel 200 will be described later.
  • At least one main protrusion 151 is disposed under each of the plurality of solar cells 201. Therefore, even if an operator steps on the solar panel in the upper part, since the main protrusion 151 supports each solar cell 121 in the lower part of each solar cell, any one of the solar cells is excessively bent and damaged. Can be prevented.
  • the main protrusion 151 may be provided in plurality in the lower portion of each solar cell. In this case, if at least one or more of the plurality of main protrusions are disposed on both the left and right sides from the center in the second direction of the corresponding solar cell, the solar cell can be supported more effectively. In this case, the main recess 152 is disposed below each solar cell.
  • the main protrusion 151 and the main recess 152 may extend in a first direction.
  • the first directional length of the main protrusion 151 and the main concave portion 152 is longer than the first directional length of the solar cell 201 described later. Therefore, both ends of the first direction of the main protrusion 151 may be located outside both ends of the first direction of the solar cell 201. In this case, the entirety of the solar cell can be supported by the main protrusion along the first direction.
  • the length of the main protrusion 151 has a length that can cover all of the plurality of solar cells along the first direction. That is, one end of the main protrusion 151 is located closer to the first bending part than the solar cell located at the first bending part 120 side, and the other end is located at the second bending part 130 side than the solar cell. It is located closer to the second bending portion.
  • the main protrusion 151 may be provided with a sub concave portion (151a).
  • the sub recess 151a is provided with a portion of the main protrusion 151 recessed downward.
  • the depth of the sub recess 151a is smaller than the main recess 152.
  • the second direction width of the sub recess 151a is smaller than the corresponding main protrusion 151 in which the sub recess is located.
  • the main recess 152 may be provided with a sub protrusion 152a.
  • the height of the upper end of the sub protrusion 152a is lower than the upper end of the main protrusion 121.
  • the second direction width of the sub protrusion 152a is smaller than the corresponding main recess 152 positioned in the sub protrusion.
  • the plurality of main protrusions 151, the main fouling portion 152, the sub concave portion 151a, and the sub protrusions 152a can increase the support strength against external force from above, It is possible to prevent the occurrence of micro cracks due to deformation of the solar cell.
  • sub concave portion 151a and the sub protrusion 152a may be more effective in releasing heat generated from the solar cell during photovoltaic power generation by widening the cross-sectional area of the panel support 150.
  • the main cover portion 110 is provided with a cutting portion (not shown) to be drilled up and down.
  • the cutout is a portion through which wires and terminals of the solar cell panel 200 to be described later are passed, and a junction box (not shown) is positioned below.
  • the solar panel 200 should be disposed so as not to overlap with at least one side overlapping portion 141, 142. This is because when the solar panel overlaps with both side overlaps, either one roofing material and another adjacent roofing material cannot overlap each other and be constructed.
  • the frame 100 may be integrally formed by pressing one metal member.
  • the metal member may be pretreated.
  • corrugation may be formed on a metal sheet and then press processed.
  • the solar panel 200 includes a solar cell 201 that generates electricity by receiving solar light, a protection unit 202 positioned above the solar cell 201, and the solar cell 201. It includes a rear member 203 located below.
  • the protective part 202 may be tempered glass or heat-resistant glass, but is not limited thereto.
  • the back member 203 may be, for example, a back sheet or glass.
  • the solar panel 200 includes two or more EVA sheets 204.
  • the EVA sheet 204 is also called a filler, and is provided between the rear member 203 and the solar cell 201 and between the solar cell 201 and the protection part 202, respectively. .
  • the solar cell panel 200 is disposed not to overlap the first bending part 120, the second bending part 130, and the side overlapping part.
  • Roofing material including a solar panel according to an embodiment of the present invention further includes a fixing part (300).
  • the fixing part 300 serves to fix the solar panel 200 to the metal frame 100.
  • the fixing part 300 may be, for example, a double-sided tape or a double-sided adhesive sheet, but is not limited thereto.
  • roofing material including a solar cell panel further includes a sealing unit (400).
  • the sealing part 400 serves to prevent leakage between the frame 100 and the solar panel 200.
  • the sealing part 400 is provided along the edge of the solar panel 200.
  • the sealing part 400 may be silicon. Since the sealing part 400 is filled between the main concave part 152 and the sub concave part 151a, the adhesive area between the frame 100 and the sealing part 400 is widened, and the adhesive force is increased.
  • the sealing unit 400 is shown by a dotted line, because the stone chip 500 to be described later is attached to the upper portion, the sealing unit 400 is not exposed to the outside.
  • Roofing material including a solar panel further comprises a stone chip (500).
  • the stone chip 500 is attached to the upper portion of the frame 100 and the sealing portion 400, so that the upper surface of the frame 100 and the sealing portion 400 is not directly exposed to the outside. Therefore, the frame 100 and the sealing part 400 may be blocked from being exposed to ultraviolet rays to increase the lifespan and increase durability.
  • the stone chip 500 may be attached to an outer portion of the solar cell 201 so as not to interfere with power generation. In more detail, it may be attached to an outer portion of the solar panel 200.
  • the stone chip 500 is made by crushing the stone to a small size, the stone used herein may be, for example, basalt. When the stone chip 500 is a small crushed black stone or colored in black, the solar panel is not visually prominent, thereby making the roof more visually natural.
  • the stone chip 500 may be attached by an adhesive.
  • the adhesive can be, for example, an acrylic aqueous adhesive.
  • FIGS. 3 to 6 illustrate a roofing material including a solar cell panel according to another embodiment of the present invention.
  • the same components as in the foregoing embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2 are assigned the same reference numerals, and repeated descriptions thereof will be omitted.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a roofing material including a solar panel according to another exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of FIG. 3
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3.
  • 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 5.
  • the frame 100 ′ includes a main cover part 110, a first bending part 120, a second bending part 130, and side overlap parts 141 and 142, a panel support part 150, and a junction box mounting part 160. It includes.
  • the panel support part 150 ′ is provided in the main cover part 110.
  • the panel support part 150 ′ is formed by recessing a portion of the main cover part 110 to concave downward.
  • the panel support part 150 ′ is positioned on the second bending part 130 side and faces the first bending part 120 and the second side overlap part 141.
  • the panel support part 150 ′ may further include a longitudinal side surface 156 positioned at the side of the first bending part 120 and facing toward the second bending part 130.
  • the inner space surrounded by the stopper face 153, the first side face 154, the second side face 155, and the longitudinal side face 156 is recessed and recessed.
  • the solar panel 200 is seated.
  • the stopper surface 153 serves as a stopper for preventing the solar panel 200 from sliding toward the second bending part 130 with the sealing part 400 interposed therebetween after construction.
  • the panel support part 150 ′ includes a plurality of main protrusions 151 and a plurality of main recesses 152 in order to support the solar cell panel 200 positioned at the top.
  • One main protrusion 151 and the other main protrusion 151 are spaced apart from each other, and the main recess 152 is located therebetween.
  • the panel support 150 ′ includes a plurality of main recesses 152, and the main protrusion 151 may be located in the spaced space between the main recesses 152.
  • the main protrusion 151 supports the solar panel from the bottom. In more detail, the solar panel and the fixing part 300 to be described later are contacted and supported.
  • At least one main protrusion 151 is disposed under each of the plurality of solar cells 201. Therefore, even if an operator steps on the solar panel 200 at the top, since the main protrusion 151 supports each solar cell 201 at the bottom of each solar cell, any one solar cell is excessively bent, It is possible to prevent damage.
  • the main protrusion 151 may be provided in plurality in the lower portion of each solar cell. In this case, if the plurality of main protrusions are arranged on both the left and right sides from the center in the second direction of the corresponding solar cell, it is possible to support the solar cell more effectively. In this case, the main recess 152 is disposed below each solar cell.
  • the main protrusion 151 and the main recess 152 may extend in a first direction.
  • the first directional length of the main protrusion 151 and the main concave portion 152 is longer than the first directional length of the solar cell 201 described later. Therefore, both ends of the first direction of the main protrusion 151 may be located outside both ends of the first direction of the solar cell 201. In this case, the entirety of the solar cell can be supported by the main protrusion along the first direction.
  • the length of the main protrusion 151 has a length that can cover all of the plurality of solar cells along the first direction. That is, one end of the main protrusion 151 is located closer to the first bending part than the solar cell located at the first bending part 120 side, and the other end is located at the second bending part 130 side than the solar cell. It is located closer to the second bending portion.
  • the main protrusion 151 may be provided with a sub concave portion (151a).
  • the sub recess 151a is provided with a portion of the main protrusion 151 recessed downward.
  • the depth of the sub recess 151a is smaller than the main recess 152.
  • the second direction width of the sub recess 151a is smaller than the corresponding main protrusion 151 in which the sub recess is located.
  • the main recess 152 may be provided with a sub protrusion 152a.
  • the height of the upper end of the sub protrusion 152a is lower than the upper end of the main protrusion 121.
  • the second direction width of the sub protrusion 152a is smaller than the corresponding main recess 152 positioned in the sub protrusion.
  • the plurality of main protrusions 151, the main recesses 152, the sub recesses 151a, and the sub protrusions 152a can increase the support strength against external force from above, It is possible to prevent the occurrence of micro cracks due to deformation of the solar cell.
  • sub recess 151a and the sub protrusion 152a may be more effective in widening the cross-sectional area of the panel support 150 ′ to release heat generated from the solar cell during photovoltaic power generation.
  • the recessed depth of the panel support 150 ′ is approximately the same height as the solar panel 200 and the fixture 300 combined. That is, the top and bottom heights of the stopper face 153, the first side face 154, the second side face 155, and the longitudinal side face 156 are approximately the sum of the solar panel 200 and the fixing part 300. May be similar.
  • the concave depth of the panel support 150 ′ may be formed deeper toward the second bending portion 130 and shallower toward the first bending portion 120.
  • the longitudinal side surface 156 may be omitted.
  • the first side surface 154 and the second side surface 155 may be lowered from the second bending portion toward the first bending portion.
  • the fixing part 300 is not shown, but in this embodiment, the fixing part 30 serves to fix the solar panel 200 to the frame 100 as in FIG. do.
  • the panel support 150 ' is located between the two side overlaps 141 and 142, so that the panel support 150' and the solar panel 200 are connected to both side overlaps 141 and 142. Do not overlap.
  • the panel support 150 ′ may further include a location guide 157.
  • the position guide 157 guides the coupling position when the solar panel 200 is coupled to the frame 100 ′, thereby increasing work efficiency in the manufacturing process.
  • the location guide 157 may be formed by protruding a portion of the first side surface 154 and / or the second side surface 155 inward.
  • a portion of the stopper surface 153 and / or the longitudinal side surface 156 may protrude inward.
  • the upper end of the position guide 157 is the same as the upper end of the corresponding stopper surface 153, the first side surface 154, the second side surface 155, and the longitudinal side surface 156 on which the position guide 157 is formed. Or lower. That is, the height of the position guide 157 is lower than the recessed depth of the panel support part 150 ′.
  • the frame 100 ′ further includes a junction box mounting unit 160 provided on the panel support 150 ′.
  • the junction box is mounted below the junction box mounting unit 160.
  • the junction box mounting unit 160 is positioned to one side from the center in the second direction, that is, toward one of the side overlap parts 141 and 142.
  • At least one of the main protrusion 151 and the main recess 152 may stop extending in the junction box mounting unit 160 in the first direction (X-axis direction).
  • the extension of the main protrusion 151 or the main concave portion 152 is stopped, the main convex portion 151 and the main concave portion 152 are not formed in the junction box mounting portion 160, or the height of the junction This means that the box mounting unit 160 is formed relatively lower than the outside.
  • junction box mounting portion 160 is not in communication with the main concave portion 152 at the first bending portion side 120, and the main concave portion 152 at the second bending portion 130 side. Can be communicated.
  • the junction box mounting unit 160 includes a cutout 161 formed to penetrate up and down. A portion of the bus bar or ribbon of the solar cell panel is exposed to the lower portion through the cutout 161, thereby enabling electrical connection with an adjacent solar cell panel or an inverter.
  • the roofing material including the solar cell panel according to the present embodiment further includes the same solar panel 200 and the fixing part 300 as in the previous embodiment.
  • the roofing material including the solar cell panel according to the present embodiment further includes a sealing part 400.
  • the sealing part 400 serves to prevent leakage between the frame 100 ′ and the solar panel 200.
  • the sealing part 400 is provided along the edge of the solar panel 200, and fills the side surfaces 153, 154, 155, and 156 of the panel support part 150 ′ recessed with the solar panel 200.
  • the sealing part 400 is filled between the main concave part 152 and the sub concave part 151a.
  • the sealing unit 400 may cover the top of the position guide 157, so as not to be exposed to the outside.
  • the sealing unit 400 is shown by a dotted line, because the stone chip 500 to be described later is attached to the upper portion, the sealing unit 400 is not exposed to the outside.
  • roofing material including a solar panel may further include a stone chip 500 as in the previous embodiment.
  • the frame 100 ′ may be integrally formed by pressing one metal member.
  • the metal member may be pretreated.
  • corrugation may be formed on a metal sheet and then press processed.
  • the present invention can be applied to various types of roofing materials and building materials.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는 프레임과, 상기 프레임의 상부에 고정되며 복수의 태양전지를 포함하는 태양 전지 패널과, 상기 프레임과 상기 태양 전지 패널을 고정시키는 고정부를 포함하는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재로서 상기 프레임은 태양 전지 패널을 하부에서 지지하는 패널 지지부가 구비된 주 커버부; 상기 주 커버부의 제1 방향 일측에서 상부를 향해 구부러진 제1 밴딩부; 및 상기 주 커버부의 제1 방향 타측에서 하부를 향해 구부러진 제2 밴딩부;를 포함하고, 상기 패널 지지부는 하방을 향해 오목하게 형성되는 복수의 메인 오목부와, 상기 메인 오목부 사이의 이격된 공간에서 상방을 향해 돌출되는 복수의 메인 돌출부를 포함하며, 복수의 상기 태양 전지의 하부에는 각각 대응되는 메인 돌출부가 위치되어, 복수의 태양 전지를 하부에서 지지한다.

Description

태양 전지 패널을 포함하는 지붕재
본 발명은 태양 전지 패널(photovoltaic panel)을 포함하는 지붕재에 관한 것이다.
종래에는, 지붕재 위에 태양 전지 패널 고정을 위한 별도의 구조물을 설치한 후, 상기 구조물에 태양 전지 패널을 고정하였다.
이 경우, 구조물의 설치를 위해, 이미 설치된 지붕재를 천공해야 하므로, 누수 등의 문제가 발생할 수 있으며, 외관상 좋지 않다는 한계가 있다.
이를 위해, 지붕재와 태양 전지 패널을 일체화한 제품의 개발이 시도 되었다.
그러나, 시공을 위해서 태양 전지 패널의 상부를 작업자가 밟는 경우, 태양 전지 패널에 손상이 발생할 수 있다는 한계가 있으며, 이를 방지하려 할 경우 제품 사이즈가 작아진다는 한계가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 태양 전지 패널을 하부에서 안정적으로 지지할 수 있는 구조의 지붕재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 태양 전지 패널을 포함하면서도 미려한 외관과 높은 내구성을 갖는 지붕재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는, 태양 전지 패널프레임과, 상기 프레임의 상부에 고정되며 복수의 태양전지를 포함하는 태양 전지 패널과, 상기 프레임에 상기 태양 전지 패널을 고정시키는 고정부를 포함하는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재로서, 상기 프레임은 주 커버부; 상기 주 커버부의 제1 방향 일측에서 상부를 향해 구부러진 제1 밴딩부; 및 상기 주 커버부의 제1 방향 타측에서 하부를 향해 구부러진 제2 밴딩부; 및 태양 전지 패널을 하부에서 지지하도록 상기 주 커버부에 구비되는 패널 지지부;를 포함하고, 상기 패널 지지부는 하방을 향해 오목하게 형성되는 복수의 메인 오목부와, 상기 메인 오목부 사이의 이격된 공간에서 상방을 향해 돌출되는 복수의 메인 돌출부를 포함하며, 복수의 상기 태양 전지의 하부에는 각각 대응되는 메인 돌출부가 위치되어, 복수의 태양 전지를 하부에서 지지하는 태양 전지 패널을 포함한다.
상기 패널 지지부는, 상기 제2 밴딩부 쪽으로의 상기 태양 전지 패널의 슬라이딩을 방해하는 스토퍼를 포함할 수 있다.
상기 메인 오목부 및 메인 돌출부는 제1 방향으로 길게 연장되는 태양 전지 패널을 포함할 수 있다.
상기 메인 돌출부는 상기 태양 전지의 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향 중심의 양 측에 각각 적어도 하나 이상이 위치하는 태양 전지 패널을 포함할 수 있다.
상기 메인 오목부 중 적어도 일부에는 상기 메인 돌출부 보다 더 낮은 높이를 가질 수 있다.
상기 메인 돌출부 중 적어도 일부에는 상기 메인 오목부 보다 작은 깊이를 가질 수 있다.
상기 프레임은 상기 주 커버부의 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향 양 단부에 구비되는 제1 사이드 중첩부 및 제2 사이드 중첩부를 더 포함하며, 상기 제1 사이드 중첩부 및 상기 제2 사이드 중첩부는 서로 겹쳐질 수 있도록 대응되는 형상을 갖고, 상기 패널 지지부는 상기 제1 사이드 중첩부 또는 상기 제2 사이드 중첩부 사이에 위치하는 태양 전지 패널을 포함할 수 있다.
상기 패널 지지부는, 상기 제2 밴딩부 쪽에 형성되어 상기 제1 밴딩부 쪽을 향하는 스토퍼면과, 상기 제1 사이드 중첩부 쪽에 형성되어 상기 제2 사이드 중첩부를 향하는 제1 사이드 면과, 상기 제2 사이드 중첩부 쪽에 형성되어 상기 제1 사이드 중첩부를 향하는 제2 사이드 면을 포함하며, 상기 스토퍼면, 상기 제1 사이드 면, 상기 제2 사이드 면에 의해 둘러싸인 공간은 하방을 향해 오목하게 함몰될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는, 태양 전지 패널과 상기 프레임 사이의 방수를 위한 실링부를 더 포함하며, 상기 실링부는 상기 태양 전지 패널의 가장자리를 따라 구비되는 태양 전지 패널을 포함할 수 있다.
상기 패널 지지부에는 상기 태양 전지 패널이 고정되는 위치를 안내하는 위치 가이드가 형성되며, 상기 실링부는 상기 위치 가이드의 상부를 덮을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는, 스톤 칩(stone chip)을 더 포함하며, 상기 태양 전지 패널의 외측으로 노출되는 프레임의 상부와 상기 실링부의 상부에 부착될 수 있다.
상기 제1 밴딩부 및 제2 밴딩부 중 적어도 어느 하나 이상에는, 상하 방향을 따라 길게 연장되는 주름(corrugation)이 형성될 수 있다.
상기 제1 밴딩부는 상기 주 커버부의 제1 방향 단부에서 상방을 향해 연장되는 상하 연장부와, 상기 상하 연장부의 상단에서 제1 방향 외측을 향해 연장되는 수평 연장부를 포함하고, 상기 상하 연장부에는 상하 방향을 따라 길게 연장되는 주름(corrugation)이 형성되는 태양 전지 패널을 포함할 수 있다.
상기 패널 지지부에는 하부에 정션 박스가 결합되는 정션박스 장착부가 구비되며, 상기 정션박스 장착부에서는 상기 메인 돌출부 또는 메인 오목부 중 적어도 하나 이상의 제1 방향 연장이 중단되는 태양 전지 패널을 포함할 수 있다.
상기 정션 박스 장착부의 높이는 상기 메인 오목부와 동일하거나 그 보다 더 낮게 형성되는 태양전지 패널을 포함할 수 있다.
상기 정션 박스 장착부는 상기 제1 방향 일측에서 상기 메인 오목부와 연결되며, 상기 제1 방향 타측에서는 상기 메인 오목부와 연결되지 않을 수 있다.
상기 주 커버부, 상기 제1 밴딩부, 상기 제2 밴딩부 및 상기 패널 지지부는 하나의 금속 부재가 프레스 성형되어 일체로 이루어지는 태양 전지 패널을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 지붕재에 태양 전지 패널이 결합되어 있으므로, 지붕 공사와 태양 전지 패널의 설치가 동시에 이루어져, 시공이 간편해지고 효율적으로 된다.
또한, 태양 전지 패널의 설치를 위해, 설치 완료된 지붕재에 구멍을 뚫지 않아도 되므로, 누수의 위험을 줄일 수 있게 된다.
또한, 간단한 구조만으로도 태양 전지 패널을 안정적이고 견고하게 지지할 수 있어, 작업자가 밟고 지나다닐 수 있으며, 작업중에 발생하는 태양 전지 패널의 손상을 최소화 할 수 있게 된다.
또한, 태양 전지부가 구비된 부분과 그렇지 않은 부분의 시각적 이질감이 최소화 되어, 주택이 미려한 외관을 가질 수 있게 된다.
또한, 태양 전지 패널 외부로 노출될 수 있는 금속이나 실링부에 스톤 칩이 결합되어 자외선을 차단하므로, 제품 수명 및 내구성을 증가시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재를 도시한 사시도이다.
도2는 도1을 AA 선으로 절단한 단면도이다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재를 도시한 사시도이다.
도4은 도3의 분해 사시도이다.
도5는 도3을 BB 선을 따라 절단한 단면도이다.
도6은 도3을 CC 선을 따라 절단한 단면도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 일시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재에 관한 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재를 도시한 사시도이고, 도2는 도1을 AA 선으로 절단한 단면도이다. 도1에는 표현상의 한계로 인해, 후술하는 서브 돌출부(152a) 및 서브 오목부(151a) 등의 구성이 도시되어 있지 않으며, 이는 도2를 통해 도시되어 있다. 즉, 본 실시예를 설명하기 위한 일부 도면은, 구조를 보다 이해하기 쉽도록, 과장되거나 생략되어 도시되었다.
본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는, 프레임(100)과, 상기 프레임(100)의 상부에 결합되는 태양 전지 패널(200)과, 상기 프레임(100)에 상기 태양 전지 패널(200)을 고정하는 고정부(300)와, 상기 프레임(100)과 상기 태양 전지 패널(200) 사이를 실링하여 누수를 방지하는 실링부(400)와, 상기 태양 전지 패널(200)의 외측에서 상기 프레임(100)과 상기 실링부(400)의 상부에 부착되는 스톤 칩(500)을 포함한다.
상기 프레임(100)은 금속으로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 갈바륨(Galvalume), 아연도금강판(GI), 알루미늄(Al), 징크(Zinc) 등의 금속으로 이루어질 수 있다. 금속의 두께는 적어도 0.4mm 이상일 수 있다. 금속이 너무 얇을 경우, 태양 전지 패널을 안전하게 지지하지 못해, 지붕 시공 과정에서 태양 전지 패널에 손상이 발생할 수 있다.
상기 프레임(100)은 주커버부(110)와 상기 주 커버부의 제1 방향 (x축 방향) 일측에서 상부를 향해 구부러진 제1 밴딩부(120)와, 상기 주 커버부의 제1 방향 타측에서 하부를 향해 구부러진 제2 밴딩부(130)를 포함한다. 즉, 상기 제1 밴딩부(110)와 상기 제2 밴딩부(120)는 프레임(100)의 제1 방향 양측 단부에 구비될 수 있다.
여기서 상기 제1 밴딩부(120)는 시공되는 지붕 경사면의 상측에 위치하며, 제2 밴딩부(130)는 시공되는 지붕 경사면의 하측에 위치한다. 상기 제1 밴딩부(120)는 주 커버부(100)의 제1 방향 일측 단부에서 상방을 향해 연장되는 상하 연장부(121)와, 상기 상하 연장부(121)의 상단에서 제1 방향 외측을 향해 연장되는 수평 연장부(122)를 포함한다. 그러나, 상기 제1 밴딩부(120) 및 제2 밴딩부(130)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니며, 그 형상에 따로 제한을 두지 않는다.
상기 제1 밴딩부(120) 및 제2 밴딩부(130) 중 적어도 어느 하나 이상에는, 상하 방향을 따라 길게 연장되는 주름(corrugation)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 밴딩부(120)의 상하 연장부(121) 또는 수평 연장부(122) 중 적어도 어느 하나 이상에는 주름(corrugation)이 형성될 수 있다. 주름이 상하 연장부(121)에 형성되는 경우, 상기 주름은 상하 방향(z축 방향)으로 길게 연장되며, 상기 주름이 수평 연장부(122)에 형성되는 경우, 상기 주름은 제1 방향을 따라 길게 연장된다.
한편 상기 프레임(100)은 상기 주 커버부(110)의 제2 방향(y축 방향) 양측에 구비되는 사이드 중첩부(141, 142)를 더 포함한다. 여기서 제2 방향은 상기 제1 방향에 교차하는 방향이다. 예컨대, 상기 제1 방향에 직교하는 방향일 수 있다. 본 발명에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는 제2 방향으로 더 길게 형성되므로, 제2 방향은 곧 길이 방향이 된다.
상기 사이드 중첩부(141, 142)는 상기 주 커버부(110)의 제2 방향 일측에 위치하는 제1 사이드 중첩부(141)와, 제2 방향 타측에 위치하는 제2 사이드 중첩부(142)를 포함한다. 본 발명에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는 제2 방향으로 더 길게 형성되므로, 제2 방향은 곧 길이 방향이 되기도 한다. 상기 사이드 중첩부(141, 142)는 상기 프레임(100)의 제2 방향 양측 단부에 구비될 수 있다. 상기 제1 사이드 중첩부(141)와 상기 제2 사이드 중첩부(142)는 서로 겹쳐질 수 있도록 대응되는 형상을 갖는다. 보다 정확히 설명하면, 복수의 지붕재가 설치될 때, 어느 하나의 지붕재의 제1 사이드 중첩부(121)와, 인접한 다른 하나의 지붕재의 제2 사이드 중첩부(122)가 제2 방향으로 서로 중첩된다.
한편, 상기 프레임(100)은 주 커버부(110)에 구비되어, 상부에 위치하는 태양 전지 패널(200)을 하부에서 지지하기 위한 패널 지지부(150)를 포함한다. 따라서 상기 태양 전지 패널(200)은 상기 패널 지지부(150)의 상부에 결합된다. 상기 패널 지지부(150)는 상기 제1 사이드 중첩부(141)와 상기 제2 사이드 중첩부(142)의 사이에 위치할 수 있다.
상기 패널 지지부(150)는 복수개의 메인 돌출부(151)와 복수개의 메인 오목부(152)를 포함한다. 어느 하나의 메인 돌출부(151)와 다른 하나의 메인 돌출부(151)는 서로 이격되어 위치하며, 그 사이에는 메인 오목부(152)가 위치한다. 이는 곳, 패널 지지부(150)는 복수의 메인 오목부(152)를 포함하며, 메인 오목부(152) 사이의 이격된 공간에는 메인 돌출부(151)가 위치하는 것이 되기도 한다.
상기 메인 돌출부(151)는 태양 전지 패널을 하부에서 지지한다. 보다 상세하게는 상기 태양 전지 패널과 후술하는 고정부(300)를 사이에 두고 접촉하며 지지한다.
한편, 후술하는 태양 전지 패널(200)은 제2 방향을 따라 배치되는 복수개의 태양 전지(201, SOLAR CELL)를 포함하는데, 이 태양 전지 패널(200)의 구조에 대해서는 뒤에서 다시 설명한다.
상기 메인 돌출부(151)는 복수개의 상기 태양 전지(201) 각각의 하부에 적어도 한 개가 위치한다. 따라서, 상부에서 작업자가 태양 전지 패널을 밟더라도, 각각의 태양 전지의 하부에서 메인 돌출부(151)가 각각의 태양 전지(121)를 지지하므로, 어느 하나의 태양 전지가 과도하게 휘어져, 손상을 입는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 메인 돌출부(151)는 각각의 태양 전지의 하부에 복수개가 구비될 수도 있다. 이 경우, 복수개의 메인 돌출부가 대응되는 태양 전지의 제2 방향 중심으로부터 좌우 양측으로 적어도 하나 이상이 배치된다면, 보다 효과적으로 태양 전지를 지지할 수 있게 된다. 이 경우, 각각의 태양 전지의 하부에는 메인 오목부(152)가 배치된다.
상기 메인 돌출부(151) 및 메인 오목부(152)는 제1 방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 이때, 상기 메인 돌출부(151) 및 메인 오목부(152)의 제1 방향 길이는 후술하는 태양 전지(201)의 제1 방향 길이 보다 더 길다. 따라서, 상기 메인 돌출부(151)의 제1 방향 양 단부가 태양 전지(201)의 제1 방향 양 단부 외측에 위치할 수 있다. 이렇게 되면, 태양 전지의 전체가 제1 방향을 따라 메인 돌출부에 의해 지지될 수 있다.
한편, 상기 태양 전지(201)가 제1 방향을 따라 복수개 배치될 경우, 상기 메인 돌출부(151)의 길이는 복수개의 태양 전지를 제1 방향을 따라 전부 커버할 수 있는 길이를 갖는다. 즉 상기 메인 돌출부(151)의 일 단부가 제1 밴딩부(120) 쪽에 위치하는 태양 전지 보다 더 제1 밴딩부 쪽에 가깝게 위치하며, 타 단부가 제2 밴딩부(130) 쪽에 위치하는 태양 전지보다 더 제2 밴딩부 쪽에 가깝게 위치한다.
한편, 상기 메인 돌출부(151)에는 서브 오목부(151a)가 구비될 수 있다. 상기 서브 오목부(151a)는 상기 메인 돌출부(151)의 일부가 하방으로 오목하게 형성되어 구비된다. 상기 서브 오목부(151a)의 깊이는 상기 메인 오목부(152) 보다 작다. 상기 서브 오목부(151a)의 제2 방향 폭은 상기 서브 오목부가 위치하는 해당 메인 돌출부(151) 보다 작다.
한편, 상기 메인 오목부(152)에는 서브 돌출부(152a)가 구비될 수 있다. 상기 서브 돌출부(152a)의 상단의 높이는 메인 돌출부(121)의 상단 보다 낮다. 상기 서브 돌출부(152a)의 제2 방향 폭은 상기 서브 돌출부 위치하는 해당 메인 오목부(152) 보다 작다.
이러한 구조를 갖게 되면, 복수개의 메인 돌출부(151), 메인 오복부(152), 서브 오목부(151a), 및 서브 돌출부(152a)가 상방으로부터의 외력에 대한 지지 강도를 증가시킬 수 있게 되어, 태양 전지의 변형에 의한 마이크로 크랙 발생 등을 방지할 수 있게 된다.
또한, 서브 오목부(151a) 및 서브 돌출부(152a)는, 패널 지지부(150)의 단면적을 넓혀 태양광 발전 시 태양 전지에서 발생하는 열을 방출하는데 더 효과적일 수 있다.
한편, 상기 주 커버부(110)에는 상하로 천공되는 절개부(미도시)가 구비된다. 상기 절개부는 후술하는 태양 전지 패널(200)의 전선 및 단자가 통과되는 부분이며, 그 하부에는 정션박스(미도시)가 위치한다.
상기 태양 전지 패널(200)은 적어도 어느 하나의 사이드 중첩부(141,142)와는 중첩되지 않도록 배치되어야 한다. 태양 전지 패널이 양 사이드 중첩부와 중첩되는 경우, 어느 하나의 지붕재와 인접한 다른 지붕재가 서로 중첩되어 시공될 수 없기 때문이다.
한편, 상기 프레임(100)은 하나의 금속 부재가 프레스 가공되어 일체로 이루어질 수 있다. 단, 프레스 가공 전 보다 정확한 형상 가공을 위해, 금속 부재의 전 처리가 이루어질 수도 있다. 예컨대, 금속 판재(metal sheet)에 물결 주름(corrugation)을 형성한 다음 프레스 가공을 할 수도 있다.
이하 도1 및 도2를 참조하여 태양 전지 패널(200)을 설명한다.
태양 전지 패널(200)은 태양 빛을 받아 전기를 발생시키는 태양 전지(201, solar cell)와, 상기 태양 전지 (201)의 상부에 위치하는 보호부(202), 및 상기 태양 전지(201)의 하부에 위치하는 후면 부재(203)를 포함한다. 상기 보호부(202)는 강화유리(glass) 또는 내열유리 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 후면 부재(203)는 예컨대 백 시트(back sheet) 또는 유리(glass) 등 일 수 있다.
또한, 상기 태양 전지 패널(200)은 2개 이상의 EVA 시트(204)를 포함한다. 상기 EVA 시트(204)는 충진재 등으로 불리기도 하며, 상기 후면 부재(203)와 상기 태양 전지(201)의 사이에, 그리고 상기 태양 전지(201)와 상기 보호부(202) 사이에 각각 구비된다.
상기 태양 전지 패널(200)은 제1 밴딩부(120), 제2 밴딩부(130), 및 사이드 중첩부와는 중첩되지 않게 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는 고정부(300)를 더 포함한다.
상기 고정부(300)는 태양 전지 패널(200)을 금속 프레임(100)에 고정하는 역할을 한다. 상기 고정부(300)는 예컨대, 양면 테이프 또는 양면 접착 시트일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는 실링부(400)를 더 포함한다. 상기 실링부(400)는 프레임(100)과 태양 전지 패널(200) 사이로의 누수를 방지하도록 하는 역할을 한다. 상기 실링부(400)는 상기 태양 전지 패널(200)의 가장 자리를 따라 구비된다. 예컨대, 상기 실링부(400)는 실리콘일 수 있다. 상기 실링부(400)는 상기 메인 오목부(152) 및 서브 오목부(151a)의 사이 사이에 채워지므로, 프레임(100)과 실링부(400) 사이의 접착 면적이 넓어져, 접착력이 높아진다. 한편, 상기 실링부(400)는 점선으로 도시되어 있는데, 이는 그 상부에 후술하는 스톤 칩(500)이 부착되어, 실링부(400)가 외부로 노출되지 않기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는 스톤 칩(500)을 더 포함한다. 상기 스톤 칩(500)은 프레임(100)과 실링부(400)의 상부에 부착되어, 프레임(100)과 실링부(400)의 상면이 외부로 직접 노출되지 않도록 한다. 따라서, 프레임(100) 및 실링부(400)가 자외선에 노출되는 것을 차단하여 수명을 증가시키고, 내구성을 높일 수 있다. 이 스톤 칩(500)은 발전을 방해하지 않도록 태양 전지(201)의 외측 부분에 부착될 수 있다. 보다 상세하게는 태양 전지 패널(200)의 외측 부분에 부착될 수 있다. 상기 스톤 칩(500)은 돌을 작은 크기로 분쇄하여 만든 것으로, 여기에 사용되는 돌은 예컨대 현무암일 수 있다. 상기 스톤 칩(500)이 검은색 돌을 작게 분쇄한 것이거나 검은색으로 착색된 것을 경우, 태양 전지 패널이 시각적으로 두드러지지 않게 되어, 시각적으로 보다 자연스러운 지붕을 만들 수 있다.
상기 스톤 칩(500)은 접착제에 의해 부착될 수 있다. 상기 접착제는 예컨대, 아크릴계 수성 접착제일 수 있다.
이하, 도3 내지 도6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재를 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어, 도1 및 도2를 참조하여 설명한 앞선 실시예에서와 동일한 구성에 대하여는 동일한 도면 번호를 부여하며, 반복적인 설명을 생략한다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재를 도시한 사시도이고, 도4은 도3의 분해 사시도이며, 도5는 도3을 BB 선을 따라 절단한 단면도이다. 또한, 도6은 도5를 CC 선을 따라 절단한 단면도이다. 본 실시예를 설명하기 위한 일부 도면은, 구조를 보다 이해하기 쉽도록, 과장되거나 생략되어 도시되었다.
프레임(100')은 주 커버부(110), 제1 밴딩부(120), 제2 밴딩부(130) 및 사이드 중첩부(141, 142), 패널 지지부(150), 정션 박스 장착부(160)를 포함한다.
여기서, 제1 밴딩부(120), 제2 밴딩부(130) 및 사이드 중첩부(141, 142)의 구성은 앞선 실시예에서와 동일하므로, 반복적인 설명을 생략한다.
상기 패널 지지부(150')는 주 커버부(110)에 구비된다. 보다 상세하게는, 상기 패널 지지부(150')는 주 커버부(110)의 일부가 하방으로 오목하게 함몰되어 형성된다.
따라서, 상기 패널 지지부(150')는 제2 밴딩부(130) 쪽에 위치하여 제1 밴딩부(120)를 바라보는 스토퍼 면(153)과, 제1 사이드 중첩부(141) 쪽에 위치하여 제2 사이드 중첩부(142)를 바라보는 제1 사이드 면(154)과, 제2 사이드 중첩부(142) 쪽에 위치하여 제1 사이드 중첩부(141)를 바라보는 제2 사이드 면(155)를 포함한다. 한편, 상기 패널 지지부(150')는 상기 제1 밴딩부(120) 쪽에 위치하여, 상기 제2 밴딩부(130)쪽을 바라보는 길이 방향 측면(156)을 더 포함할 수도 있다.
따라서, 상기 스토퍼 면(153), 상기 제1 사이드 면(154), 상기 제2 사이드 면(155), 및 길이 방향 측면(156)에 의해 둘러싸인 내부 공간은 오목하게 함몰되며, 이 함몰된 부분에 상기 태양 전지 패널(200)이 안착 된다.
한편, 상기 스토퍼 면(153)은 시공후, 실링부(400)를 사이에 두고, 상기 태양 전지 패널(200)이 상기 제2 밴딩부(130) 쪽으로 슬라이딩하는 것을 방해하는 스토퍼 역할을 한다.
한편, 패널 지지부(150')는, 상부에 위치하는 태양 전지 패널(200)을 하부에서 지지하기 위해, 복수개의 메인 돌출부(151)와 복수개의 메인 오목부(152)를 포함한다.
어느 하나의 메인 돌출부(151)와 다른 하나의 메인 돌출부(151)는 서로 이격되어 위치하며, 그 사이에는 메인 오목부(152)가 위치한다.
이는 곳, 패널 지지부(150')는 복수의 메인 오목부(152)를 포함하며, 메인 오목부(152) 사이의 이격된 공간에는 메인 돌출부(151)가 위치하는 것이 되기도 한다.
상기 메인 돌출부(151)는 태양 전지 패널을 하부에서 지지한다. 보다 상세하게는 상기 태양 전지 패널과 후술하는 고정부(300)를 사이에 두고 접촉하며 지지한다.
상기 메인 돌출부(151)는 복수개의 상기 태양 전지(201) 각각의 하부에 적어도 한 개가 위치한다. 따라서, 상부에서 작업자가 태양 전지 패널(200)을 밟더라도, 각각의 태양 전지의 하부에서 메인 돌출부(151)가 각각의 태양 전지(201)를 지지하므로, 어느 하나의 태양 전지가 과도하게 휘어져, 손상을 입는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 상기 메인 돌출부(151)는 각각의 태양 전지의 하부에 복수개가 구비될 수도 있다. 이 경우, 복수개의 메인 돌출부가 대응되는 태양 전지의 제2 방향 중심으로부터 좌우 양측으로 배치된다면, 보다 효과적으로 태양 전지를 지지할 수 있게 된다. 이 경우, 각각의 태양 전지의 하부에는 메인 오목부(152)가 배치된다.
상기 메인 돌출부(151) 및 메인 오목부(152)는 제1 방향을 따라 길게 연장될 수 있다. 이때, 상기 메인 돌출부(151) 및 메인 오목부(152)의 제1 방향 길이는 후술하는 태양 전지(201)의 제1 방향 길이 보다 더 길다. 따라서, 상기 메인 돌출부(151)의 제1 방향 양 단부가 태양 전지(201)의 제1 방향 양 단부 외측에 위치할 수 있다. 이렇게 되면, 태양 전지의 전체가 제1 방향을 따라 메인 돌출부에 의해 지지될 수 있다.
한편, 상기 태양 전지(201)가 제1 방향을 따라 복수개 배치될 경우, 상기 메인 돌출부(151)의 길이는 복수개의 태양 전지를 제1 방향을 따라 전부 커버할 수 있는 길이를 갖는다. 즉 상기 메인 돌출부(151)의 일 단부가 제1 밴딩부(120) 쪽에 위치하는 태양 전지 보다 더 제1 밴딩부 쪽에 가깝게 위치하며, 타 단부가 제2 밴딩부(130) 쪽에 위치하는 태양 전지보다 더 제2 밴딩부 쪽에 가깝게 위치한다.
한편, 상기 메인 돌출부(151)에는 서브 오목부(151a)가 구비될 수 있다. 상기 서브 오목부(151a)는 상기 메인 돌출부(151)의 일부가 하방으로 오목하게 형성되어 구비된다. 상기 서브 오목부(151a)의 깊이는 상기 메인 오목부(152) 보다 작다. 상기 서브 오목부(151a)의 제2 방향 폭은 상기 서브 오목부가 위치하는 해당 메인 돌출부(151) 보다 작다.
한편, 상기 메인 오목부(152)에는 서브 돌출부(152a)가 구비될 수 있다. 상기 서브 돌출부(152a)의 상단의 높이는 메인 돌출부(121)의 상단 보다 낮다. 상기 서브 돌출부(152a)의 제2 방향 폭은 상기 서브 돌출부 위치하는 해당 메인 오목부(152) 보다 작다.
이러한 구조를 갖게 되면, 복수개의 메인 돌출부(151), 메인 오목부(152), 서브 오목부(151a), 및 서브 돌출부(152a)가 상방으로부터의 외력에 대한 지지 강도를 증가시킬 수 있게 되어, 태양 전지의 변형에 의한 마이크로 크랙 발생 등을 방지할 수 있게 된다.
또한, 서브 오목부(151a) 및 서브 돌출부(152a)는, 패널 지지부(150')의 단면적을 넓혀 태양광 발전 시 태양 전지에서 발생하는 열을 방출하는데 더 효과적일 수 있다.
상기 패널 지지부(150')의 함몰된 깊이는 대략 상기 태양 전지 패널(200) 및 고정부(300)를 합친 것과 비슷한 높이를 갖는다. 즉, 스토퍼 면(153), 제1 사이드 면(154), 제2 사이드 면(155), 및 길이 방향 측면(156)의 상하 높이는 대략 태양 전지 패널(200) 및 고정부(300)를 합친 것과 비슷할 수 있다.
그러나, 패널 지지부(150')의 오목한 깊이는 제2 밴딩부(130) 쪽으로 갈수록 더 깊고, 제1 밴딩부(120) 쪽으로 갈수록 더 얕게 형성될 수도 있다. 또한, 상기 길이 방향 측면(156)은 생략될 수도 있다. 이 경우, 상기 제1 사이드 면(154) 및 상기 제2 사이드 면(155)은 제2 밴딩부 쪽에서 제1 밴딩부 쪽으로 갈수록 높이가 낮아질 수 있다.
도3 내지 도6에는 고정부(300)가 도시되어 있지 않으나, 본 실시예에서도 고정부(30))는 도2에서와 동일하게 프레임(100)에 태양 전지 패널(200)을 고정하는 역할을 한다.
한편, 패널 지지부(150')는 2개의 사이드 중첩부(141, 142) 사이에 위치하므로, 패널 지지부(150') 및 태양 전지 패널(200)은 2개의 사이드 중첩부(141, 142) 모두와 중첩되지 않는다.
상기 패널 지지부(150')는 위치 가이드(157)를 더 포함할 수 있다. 상기 위치 가이드(157)는 태양 전지 패널(200)을 프레임(100')에 결합할 때, 결합 위치를 안내함으로써, 제조 과정에서의 작업 효율을 높일 수 있게 한다. 상기 위치 가이드(157)는 상기 제1 사이드 면(154) 및/또는 상기 제2 사이드 면(155)의 일부가 내측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 스토퍼 면(153) 및/또는 상기 길이 방향 측면(156)의 일부가 내측으로 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 위치 가이드(157)의 상단은 상기 위치 가이드(157)가 형성된 해당 스토퍼 면(153), 제1 사이드 면(154), 제2 사이드 면(155), 길이 방향 측면(156)의 상단과 동일하거나 그 보다 낮게 위치한다. 즉, 상기 위치 가이드(157)의 상하(Z축 방향) 높이는 상기 패널 지지부(150')의 함몰된 깊이 보다 낮다.
본 실시예에 의한 프레임(100')은 패널 지지부(150')에 구비되는 정션 박스 장착부(160)를 더 포함한다. 상기 정션 박스 장착부(160)의 하부에는 정션 박스가 장착된다.
상기 정션 박스 장착부(160)는 제2 방향 중앙으로부터 일측으로, 즉 어느 하나의 사이드 중첩부(141, 142) 쪽으로 치우쳐 위치한다.
상기 정션 박스 장착부(160)에서는 상기 메인 돌출부(151) 또는 메인 오목부(152) 중 적어도 하나 이상의 제1 방향(X축 방향) 연장이 중단될 수 있다.
상기 메인 돌출부(151) 또는 메인 오목부(152)의 연장이 중단된다는 것은, 상기 정션 박스 장착부(160)에 메인 볼록부(151) 및 메인 오목부(152)가 형성되지 않거나, 그 높낮이가 정션 박스 장착부(160) 외부에 비해 상대적으로 낮게 형성된다는 것을 의미한다.
정션 박스(미도시)가 패널 지지부(150')의 하부에 견고히 고정되도록 하기 위해서는, 어느 정도의 평탄도가 확보되는 것이 유리하기 때문이다.
한편, 상기 정션 박스 장착부(160)는 상기 제1 밴딩부 쪽(120)에서는 상기 메인 오목부(152)와 연통되지 않으며, 상기 제2 밴딩부(130) 쪽에서는 상기 메인 오목부(152)와 연통될 수 있다.
상기 정션 박스 장착부(160)는 상하로 관통되게 형성되는 절개부(161)를 포함한다. 상기 절개부(161)를 통해 태양전지 패널의 버스바 또는 리본의 일부가 하부로 노출되어, 인접한 태양전지 패널 또는 인버터와의 전기적 연결이 가능해 진다.
본 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는, 앞선 실시예에서와 동일한 태양 전지 패널(200) 및 고정부(300)를 더 포함한다.
본 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는 실링부(400)를 더 포함한다. 상기 실링부(400)는 프레임(100')과 태양 전지 패널(200) 사이로의 누수를 방지하도록 하는 역할을 한다. 상기 실링부(400)는 상기 태양 전지 패널(200)의 가장 자리를 따라 구비되며, 태양 전지 패널(200)과 함몰된 패널 지지부(150')의 측면(153,154,155,156) 사이를 메우게 된다. 본 실시예에서도, 실링부(400)는 상기 메인 오목부(152) 및 서브 오목부(151a)의 사이 사이에 채워진다. 한편, 상기 실링부(400)는 위치 가이드(157)의 상단을 덮어, 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.
한편, 상기 실링부(400)는 점선으로 도시되어 있는데, 이는 그 상부에 후술하는 스톤 칩(500)이 부착되어, 실링부(400)가 외부로 노출되지 않기 때문이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재는, 앞선 실시예에서와 마찬가지로 스톤 칩(500)을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 프레임(100')은 하나의 금속 부재가 프레스 가공되어 일체로 이루어질 수 있다. 단, 프레스 가공 전 보다 정확한 형상 가공을 위해, 금속 부재의 전 처리가 이루어질 수도 있다. 예컨대, 금속 판재(metal sheet)에 물결 주름(corrugation)을 형성한 다음 프레스 가공을 할 수도 있다.
본 발명은 다양한 형태의 지붕재 및 건축자재에 응용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 프레임과, 상기 프레임의 상부에 고정되며 복수의 태양전지를 포함하는 태양 전지 패널과, 상기 프레임에 상기 태양 전지 패널을 고정시키는 고정부를 포함하는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재로서,
    상기 프레임은
    주 커버부;
    상기 주 커버부의 제1 방향 일측에서 상부를 향해 구부러진 제1 밴딩부;
    및 상기 주 커버부의 제1 방향 타측에서 하부를 향해 구부러진 제2 밴딩부; 및
    태양 전지 패널을 하부에서 지지하도록 상기 주 커버부에 구비되는 패널 지지부;를 포함하고,
    상기 패널 지지부는 하방을 향해 오목하게 형성되는 복수의 메인 오목부와, 상기 메인 오목부 사이의 이격된 공간에서 상방을 향해 돌출되는 복수의 메인 돌출부를 포함하며,
    복수의 상기 태양 전지의 하부에는 각각 대응되는 메인 돌출부가 위치되어, 복수의 태양 전지를 하부에서 지지하는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패널 지지부는,
    상기 제2 밴딩부 쪽으로의 상기 태양 전지 패널의 슬라이딩을 방해하는 스토퍼를 포함하는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 오목부 및 메인 돌출부는 제1 방향으로 길게 연장되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 메인 돌출부는 상기 태양 전지의 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향 중심의 양 측에 각각 적어도 하나 이상이 위치하는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메인 오목부 중 적어도 일부에는 상기 메인 돌출부 보다 더 낮은 높이를 갖는 서브 돌출부가 구비되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인 돌출부 중 적어도 일부에는 상기 메인 오목부 보다 작은 깊이를 갖는 서브 오목부가 구비되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 주 커버부의 상기 제1 방향에 교차하는 제2 방향 양 단부에 구비되는 제1 사이드 중첩부 및 제2 사이드 중첩부를 더 포함하며,
    상기 제1 사이드 중첩부 및 상기 제2 사이드 중첩부는 서로 겹쳐질 수 있도록 대응되는 형상을 갖고,
    상기 패널 지지부는 상기 제1 사이드 중첩부 또는 상기 제2 사이드 중첩부 사이에 위치하는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 패널 지지부는,
    상기 제2 밴딩부 쪽에 형성되어 상기 제1 밴딩부 쪽을 향하는 스토퍼면과,
    상기 제1 사이드 중첩부 쪽에 형성되어 상기 제2 사이드 중첩부를 향하는 제1 사이드 면과,
    상기 제2 사이드 중첩부 쪽에 형성되어 상기 제1 사이드 중첩부를 향하는 제2 사이드 면을 포함하며,
    상기 스토퍼면, 상기 제1 사이드 면, 상기 제2 사이드 면에 의해 둘러싸인 공간은 하방을 향해 오목하게 함몰되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  9. 제1항에 있어서,
    태양 전지 패널과 상기 프레임 사이의 방수를 위한 실링부를 더 포함하며,
    상기 실링부는 상기 태양 전지 패널의 가장자리를 따라 구비되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 패널 지지부에는 상기 태양 전지 패널이 고정되는 위치를 안내하는 위치 가이드가 형성되며,
    상기 실링부는 상기 위치 가이드의 상부를 덮는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  11. 제9항에 있어서,
    스톤 칩(stone chip)을 더 포함하며,
    상기 태양 전지 패널의 외측으로 노출되는 프레임의 상부와 상기 실링부의 상부에 부착되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밴딩부 및 제2 밴딩부 중 적어도 어느 하나 이상에는, 상하 방향을 따라 길게 연장되는 주름(corrugation)이 형성되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 밴딩부는 상기 주 커버부의 제1 방향 단부에서 상방을 향해 연장되는 상하 연장부와, 상기 상하 연장부의 상단에서 제1 방향 외측을 향해 연장되는 수평 연장부를 포함하고,
    상기 상하 연장부에는 상하 방향을 따라 길게 연장되는 주름(corrugation)이 형성되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 패널 지지부에는 하부에 정션 박스가 결합되는 정션박스 장착부가 구비되며,
    상기 정션박스 장착부에서는 상기 메인 돌출부 또는 메인 오목부 중 적어도 하나 이상의 제1 방향 연장이 중단되는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 정션 박스 장착부의 높이는 상기 메인 오목부와 동일하거나 그 보다 더 낮게 형성되는 태양전지 패널을 포함하는 지붕재.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 정션 박스 장착부는 상기 제1 방향 일측에서 상기 메인 오목부와 연결되며, 상기 제1 방향 타측에서는 상기 메인 오목부와 연결되지 않는 태양 전지 패널이 일체로 결합된 기와.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 주 커버부, 상기 제1 밴딩부, 상기 제2 밴딩부 및 상기 패널 지지부는 하나의 금속 부재가 프레스 성형되어 일체로 이루어지는 태양 전지 패널을 포함하는 지붕재.
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