KR101183589B1 - 태양광 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 CIGS 태양전지 모듈을 태양광 수전소자로 사용함에 있어서 격자상으로 배치하여 각 태양전지 모듈의 사이로 채광을 위한 태양광의 진행이 가능토록 하며, 건물의 외면에 설치함에 있어 건물내 환기를 위해 태양전지 모듈이 모터에 의해 개폐가 가능토록 된 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 태양광 발전 시스템으로서, 복수의 CIGS 태양전지 셀이 격자상으로 배열된 태양전지판과, 상기 태양전지판의 상부에 적층되는 EVA 수지층과, 상기 EVA 수지층의 상부에 안착되는 투광성 글라스 판을 포함하는 태양전지 모듈과, 상기 태양전지 모듈의 일측 선단부에 설치되어 상기 태양전지 모듈의 각도를 조정하는 각도조정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 태양광 발전 시스템에서, 상기 각도조정 모듈은, 상기 태양전지 모듈의 일측 선단부를 취부하는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임을 회전력으로 회전시키기 위한 모터와, 상기 모터를 지지하기 위한 제2 프레임, 및 모터의 회전각도를 감지하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전 시스템{SOLAR POWER GENERATING SYSTEM}

본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 CIGS 태양전지 모듈을 태양광 수전소자로 사용함에 있어서 격자상으로 배치하여 각 태양전지 모듈의 사이로 채광을 위한 태양광의 진행이 가능토록 하며, 건물의 외면에 설치함에 있어 건물내 환기를 위해 태양전지 모듈이 모터에 의해 개폐가 가능토록 된 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

최근, 에너지 및 환경문제로 인하여 태양전지에 대한 관심이 고조되고 있으며, 특히 건축물의 외벽 및 창호 대체용으로 사용할 수 있는 건자재일체형 태양전지 모듈(BIPV)을 제조함으로써 태양전지의 발전 전력을 이용할 수 있도록 하는 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

최근 건축물의 추세를 살펴보면, 실내 채광율을 높이며 외관 디자인을 고려하여 유리로 건물의 벽체 및 지붕을 구성하는 방식이 증가하고 있다. 상기와 같은 건물의 벽체 및 지붕에 종래의 태양전지 모듈을 설치하려 하는 경우 여러가지 문제에 의해 적합하지 않은 단점이 있다.

즉, 종래의 태양전지 모듈은 태양전지들의 밀집도를 높이기 위해 태양전지들 사이에 틈이 없도록 상호 밀착하여 배치한다. 따라서, 기전력을 높이기 위해 밀집력이 높도록 설치하나, 건물내부로의 채광성이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 상기와 같은 태양전지 모듈을 이용하여 건축물의 외면을 구성하는 경우 건물내 환기를 위한 개폐가 불가능한 단점이 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명은 건물내 채광이 용이하도록 하는 태양광 발전 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 건물내 환기를 용이하도록 하는 태양광 발전 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양광 발전 시스템으로서, 복수의 CIGS 태양전지 셀이 격자상으로 배열된 태양전지판과, 상기 태양전지판의 상부에 적층되는 EVA 수지층과, 상기 EVA 수지층의 상부에 안착되는 투광성 글라스 판을 포함하는 태양전지 모듈과, 상기 태양전지 모듈의 일측 선단부에 설치되어 상기 태양전지 모듈의 각도를 조정하는 각도조정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 태양광 발전 시스템에서, 상기 각도조정 모듈은, 상기 태양전지 모듈의 일측 선단부를 취부하는 제1 프레임과, 상기 제1 프레임을 회전력으로 회전시키기 위한 모터와, 상기 모터를 지지하기 위한 제2 프레임, 및 모터의 회전각도를 감지하는 인코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 태양광 발전 시스템에서, 우적감지 센서 및 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부는 우적감지 센서로부터 감지된 우적신호에 따라 상기 각도 조정 모듈의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 태양광 발전 시스템에서, 상기 제1 프레임은 상기 태양전지 모듈의 일측 선단부에 부틸 러버에 의해 접착된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명의 태양광 발전 시스템은 태양전지 셀을 그리드 방식으로 배치하여, 각 셀 사이로 채광이 용이하도록 하는 장점이 있다.

또한, 태양전지 모듈의 기울기를 모터를 이용하여 제어할 수 있도록 하여 사용자 또는 미리 입력된 프로그램에 의해 태양전지 모듈이 창문으로서의 개폐가 가능하도록 하여 건물내 환기가 용이하게 이루어지는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈을 보이는 사시도
도 2는 도 1에 도시된 태양전지 모듈의 측 단면도
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 태양전지 모듈이 건물에 설치되어 동작되는 상태를 보이기 위한 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 설명하기 위한 블럭도

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기도 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 모듈을 보이는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 태양전지 모듈의 측 단면도이고, 도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 태양전지 모듈이 건물에 설치되어 동작되는 상태를 보이기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 설명하기 위한 블럭도이다.

본 실시예에 따른 태양광 발전 시스템(100)은 복수의 CIGS 태양전지 셀(31)이 격자상으로 배열된 태양전지판(30)과, 상기 태양전지판(30)의 상부에 적층되는 EVA 수지층(20)과, 상기 EVA 수지층(20)의 상부에 안착되는 투광성 글라스 판(10)을 포함하는 태양전지 모듈(10~30)과, 상기 태양전지 모듈(10~30)의 양측 선단부에 설치되어 상기 태양전지 모듈(10~30)의 각도를 조정하는 각도조정 모듈(40)을 포함한다. 본 실시예에서는 상기 각도조정 모듈(40)이 태양전지 모듈(10~30)의 양측에 설치된 것을 일예로 하나 이에 한정되는 것은 아니고 어느 한 일측에만 설치됨도 당업자에게는 당연히 유추될 것 이다.

상기 CIGS 태양전지 셀(31)은 도 1에 도시된 바와 같이 그리드 상으로 배열 설치된다. 종래에는 상기 CIGS 태양전지 셀(31)이 밀집도가 높게 설치되어, 즉 틈이 없게 배열 설치되어 태양광 발전에 대한 효율은 좋으나 건물내 채광성이 떨어지는 단점이 있었던 바, 이를 해결하기 위하여 도 1과 같이 그리드 상으로 배열 설치함으로써 각 CIGS 태양전지 셀(31)의 사이 간격으로 태양광에 의한 채광이 이루어 지도록 한다.

한편, 상기와 같은 태양전지 모듈(10~30)은 각도조정 모듈(40)에 의해 각도가 조정될 수 있어, 도 4에 도시된 바와 같이 건물의 외부에 유리창의 대용으로 설치되는 경우 개폐가 가능하여 건물내 환기가 용이하게 이루어짐이 가능하다.

상기 각도조정 모듈(40)은 상기 태양전지 모듈(10~30)의 선단부를 취부하는 제1 프레임(42)과, 상기 제1 프레임(42)을 회전력으로 회전시키기 위한 모터(44)와, 상기 모터(44)를 지지하기 위한 제2 프레임(41)을 포함하며, 상기 모터(44)는 고정축(43)에 의해 상기 제2 프레임(41)에 지지된다. 상기 태양전지 모듈(10~30)과 제1 프레임(42)은 부틸 러버(50)에 의해 접착되어 있는 것으로서, 상기 부틸러부(50)는 상기 태양전지 모듈(10~30)과 제1 프레임(42)을 접착과 동시에 밀봉의 역할도 수행하게 된다.

상기 모터(44)에 연결된 제1 프레임(42)은 모터(44)의 회전력을 전달받아 회전을 하게 되는데, 개폐용으로 사용됨으로 그 회전범위는 제한적으로 이루어지는게 바람직 하다. 따라서, 후술하는 모터(44)의 회전각도를 감지하는 인코더(45)를 이용하여 그 회전범위를 제한하는 것이 바람직 하다.

상기와 같이 구비되는 본 실시예의 태양전지 모듈(10~30)은 도 4에 도시된 바와 같이 건물의 외관에 설치되어 사용될 수 있다. 각 태양전지 모듈(10~30)은 개별 또는 그루핑 되어 개폐가 제어될 수 있으며, 사용자 또는 미리 정해진 프로그램에 의해 개폐가 이루어 질 수 있다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 모터(44)에 의해 제1 프레임(42)의 각도가 변화되면 열린 상태(100-O)가 되며, 그렇지 않은 경우에는 닫힌 상태(100-C)가 되는 것이다.

한편, 본 실시예의 태양광 발전 시스템(100)은 도 3에 도시된 바와 같이 우적센서(70)와, 제어부(60), 인코더(45)를 더 포함할 수 있다.

상기 우적센서(70)는 실외에 설치되어 우적을 감지하기 위한 것이며, 상기 인코더(45)는 상기 모터(44)의 회전상태를 감지하기 위한 것이고, 상기 제어부(60)는 상기 우적센서(70)의 감지신호를 입력받아 우적이 감지되는 경우, 상기 인코더(45)를 통해 모터(44)의 회전상태를 입력받고, 현재의 회전상태가 오픈상태일 경우에는 상기 모터(44)에 닫힘을 위한 원복신호를 출력하여 태양전지 모듈(10~30)이 닫힘 상태가 되도록 제어하는 것이다.

본 실시예에서 상기 제어부(60)는 우적센서(70)의 출력값을 입력받아 모터(44)의 동작을 제어하는 것을 일예로 하여 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 사용자의 조작신호를 입력받기 위한 별도의 외부 인터페이스를 통해 개폐 요청신호를 전달받아 모터(44)에 제어신호를 출력할 수 있으며, 제어부(60)내 저장수단등에 시간에 따라 설정된 개폐 제어시간이 입력되어 있고, 상기 시각에 도달하는 경우 제어부(60)가 모터(44)에 제어신호를 출력하여 개폐를 수행함도 가능한 것이다.

앞에서 설명된 본 발명의 일실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10 : 투광성 글라스 20 : EVE 수지
30 : 태양전지 판 31 : 태양전지 셀
41 : 제2 프레임 42 : 제1 프레임
43 : 고정축 44 : 모터
50 : 부틸 러버 60 : 제어부
70 : 우적 센서

Claims (4)

1. 복수의 CIGS 태양전지 셀이 격자상으로 배열된 태양전지판과,
   상기 태양전지판의 상부에 적층되는 EVA 수지층과,
   상기 EVA 수지층의 상부에 안착되는 투광성 글라스 판을 포함하는 태양전지 모듈과,
   상기 태양전지 모듈의 선단부에 설치되어 상기 태양전지 모듈의 각도를 조정하는 각도조정 모듈과,
   우적감지 센서, 및
   상기 우적감지 센서로부터 감지된 우적신호에 따라 상기 각도 조정모듈의 작동을 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 각도조정 모듈은,
   상기 태양전지 모듈의 일측 선단부를 취부하는 제1 프레임과,
   상기 제1 프레임을 회전시키기 위한 모터와,
   상기 모터를 지지하기 위한 제2 프레임, 및
   상기 모터의 회전각도를 감지하는 인코더를 포함하는 태양광 발전 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 프레임은 상기 태양전지 모듈의 일측 선단부에 부틸 러버에 의해 접착된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.

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