KR101898000B1 - 제설 및 배수기능이 구비된 태양전지모듈 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제설 및 배수기능을 구비한 태양전지모듈 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 눈 또는 비가 오는 경우, 태양전지가 쌓인 눈이나 비로 덮히면 발전이 되지 않는 문제점을 해결하고자, 태양전지모듈과, 이 태양전지모듈이 결합되어 설치면에 설치되는 외각프레임을 구비하되, 이 외각프레임에 배출홈을 포함하는 배출수단을 구비하여 쌓인 눈 또는 빗물이 상기 배출홈을 통해 자연적으로 배출될 수 있도록 하여 태양전지모듈의 발전효율을 증대시킬 수 있는 태양전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.

Description

제설 및 배수기능이 구비된 태양전지모듈 어셈블리{SOLAR CELL MODULE ASSEMBLY}

본 발명은 제설 및 배수기능을 구비한 태양전지모듈 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 눈 또는 비가 오는 경우, 태양전지가 쌓인 눈이나 비로 덮히면 발전이 되지 않는 문제점을 해결하고자, 태양전지모듈과, 이 태양전지모듈이 결합되어 설치면에 설치되는 외각프레임을 구비하되, 이 외각프레임에 배출홈을 포함하는 배출수단을 구비하여 쌓인 눈 또는 빗물이 상기 배출홈을 통해 자연적으로 배출될 수 있도록 하여 태양전지모듈의 발전효율을 증대시킬 수 있는 태양전지모듈 어셈블리에 관한 것이다.

전 세계적으로 기후변화의 결과는 환경 파괴의 위기와 고(高)유가를 초래하였으며, 동시에 석유에너지의 고갈과 환경오염이 가속화됨에 따라 신재생에너지 및 이와 관련된 장치의 개발이 시급한 과제로 급부상하고 있다.

이러한 실정 하에서 기술개발의 방향은 풍력, 조력, 태양광, 수력 등의 자연에너지를 이용한 신재생에너지 개발에 집중되고 있는데, 태양전지가 그 대표적인 예이다.

태양전지의 종류로는 실리콘 기반의 단결정 및 다결정 태양전지가 있으며, 화합물기반 박막태양전지인 CIGS(Copper indium gallium selenide thin-film solar cells), CdTe(Cadmium telluride thin-film solar cells)가 있고, 기타 유기물, 염료감응, 나노입자 태양전지가 있으나, 이러한 모든 태양전지 및 태양전지 모듈은 태양 빛이 가려지면 발전효율이 크게 떨어지는 문제점이 있다.

또한 겨울철에 눈이 오는 경우, 신속하게 눈을 제거 해 줄 수 있다면 태양전지 모듈의 발전 효율을 높일 수 있다. 그러나 태양전지 모듈에 눈이 덥힌 상태에서는 태양전지 모듈이 설치된 장소에도 눈이 쌓여 있기 때문에 제설작업이 용이하지도 않고, 또한 불가피하게 제설작업을 할 경우, 눈으로 인한 미끄럼 때문에 안전사고 우려가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 종래기술로는 등록실용신안 제20-0458071호 『방수 및 제설기능을 갖는 태양 전지』가 있는데,

상기 종래기술은 태양전지판넬과 단자대를 개재시켜 인버터가 연결되게 하여 태양광 발전이 이루어지도록 하는 태양전지에 있어서, 상기 재양전지판넬의 하면에는 방수시트를 설치하고, 상기 방수시트 하면에는 높은 열전도율의 열전도 강판을 설치하여, 센서로부터의 신호를 받아 제어반이 스위치를 ON/OFF하여 작동되도록 히터 단자대에 의해 연결되는 히터를 상기 열전도 강판의 하면에 설치하여 히터를 외부로 노출되지 않게 설치하여 눈이 내리는 경우 히터가 작동하여 눈이 쌓이는 것을 근본적으로 방지하는 방수 및 제설기능을 갖는 태양전지를 제시하고 있다.

또한 종래기술로 공개특허 제10-2013-0105129호 『제설유닛이 구비된 태양전지 모듈 구조물 및 그 제설유닛의 제어방법』이 있는데,

상기 종래기술은 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지 모듈이 장착되는 태양전지 모듈 프레임과, 상기 태양전지 모듈 프레임을 지지하기 위한 지지대와, 상기 태양전지 모듈 프레임의 소정 위치에 설치되어 상기 태양전지 모듈 프레임에 눈이 소정 중량이상으로 쌓이면 열선부재에 전원을 공급하여 쌓인 눈을 제거하는 제설유닛을 구비하는 태양전지 모듈 구조물을 제시하고 있다.

또 다른 종래기술로 등록특허 제10-1337476호 『제설유닛이 구비된 태양전지 모듈 구조물 및 그 제설유닛의 제어방법』이 있는데,

상기 종래기술은 태양광 에너지를 전기에너지로 변환하는 적어도 하나의 태양전지 모듈이 장착되는 태양전지 모듈 프레임과, 태양전지 모듈 프레임을 지지하기 위한 지지대와, 태양전지 모듈 프레임에 눈이 소정 중량 이상으로 쌓이면 태양전지 모듈의 내부에 설치되는 열선 케이블을 통하여 쌓인 눈을 제거하는 적어도 하나의 제설유닛을 구비하는 태양전지 모듈 구조물 및 그 제설유닛의 제어방법을 제시하고 있다.

그러나 상기 종래기술들은 태양전지 모듈에 방열을 위한 열선, 열풍기 등을 설치하여 쌓이는 눈을 녹이는 방식으로 제설을 하는 것으로서, 열선, 열풍기 등을 사용하기 위하여 별도의 전원을 공급하여야 하고, 급격하게 추워진 날씨에 의해 센서의 고장 등으로 이러한 제설장비가 작동하지 않는 문제가 발생할 수 있다.

아울러 종래기술로 등록특허 제10-1663897호 『제설기능을 갖는 태양광 발전장치』가 있는데,

상기 종래기술은 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 탑재되는 태양전지 패널, 상기 베이스 프레임에 설치되어, 상기 태양전지 패널을 회전시키는 회전구동부와, 상기 태양전지 패널에 배치되며, 상기 태양전지 패널의 전면에 입사하는 빛의 세기를 감지하는 광원센서와, 상기 태양전지 패널에 배치되며, 상기 태양전지 패널의 상기 전면에 퇴적되는 수분의 존재 유무를 감지하는 레인센서 및 상기 태양전지 패널이 발전 자세에 있는 상태에서, 상기 광원센서에서 감지되는 빛의 세기가 기 설정된 제1 기준세기 이하가되고, 상기 레인센서에서 수분이 감지되면, 상기 태양전지 패널의 후면이 수평면과 이루는 고도각이 증가되도록 태양전지 패널을 회전시키는 제어부를 포함하는 태양광 발전장치를 제시하고 있다.

그러나 상기 종래기술 또한 태양전지 패널을 회전시키기 위하여 별도의 전원이 인가되어야 하며, 태양전지 패널의 고도각이 증가되더라도, 이를 감싸는 프레임에 의해 단턱이 형성됨으로서 눈이 이 단턱부분에 적층될 수 있는 문제가 발생한다.

따라서 본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 제설 및 배수기능이 구비된 태양전지모듈 어셈블리에 있어서,

태양전지모듈과, 이를 고정하기 위한 외각프레임을 구성하되, 태양광을 흡수하기 위하여 경사지게 구비되는 외각프레임에 배출홈을 포함하는 배출수단을 구비하여, 태양전지모듈 표면에 쌓이는 눈 또는 빗물이 경사를 따라 하강하여 배출홈을 통하여 배출될 수 있도록 하는 태양전지모듈 어셈블리를 제공함을 목적으로 한다.

또한 상기 배출수단에 상기 외각프레임에 형성되는 배출유도부를 더 포함하여, 외각프레임과 태양전지모듈 사이의 단턱이 생기는 것을 방지하여 눈 또는 빗물이 자연스럽게 흘러내리도록 하는 태양전지모듈 어셈블리를 제공함을 목적으로 한다.

즉, 이러한 배출수단을 이용하여 태양전지모듈에 쌓인 눈 또는 빗물을 보다 신속하게 제거함으로서, 발전효율을 향상시키는 태양전지모듈을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 제설 및 배수기능이 구비된 태양전지모듈 어셈블리는

태양전지모듈;

상부프레임과 하부프레임을 포함하고, 이들에 각각 구비되어 설치면에 고정되는 설치부와, 상기 태양전지모듈이 체결되는 결합부가 구비되며, 경사지게 구비되는 외각프레임;

을 포함하여 이루어지되,

상기 하부프레임에는

상기 태양전지모듈에 쌓이는 눈 또는 빗물을 배출하는 배출홈을 포함하는 배출수단;이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 제설 및 배수기능이 구비된 태양전지모듈 어셈블리는

태양전지모듈과, 이를 고정하기 위한 외각프레임으로 이루어지되, 상기 외각프레임은 설치면으로부터 경사지게 구비되어 이루어지며, 이 때 상기 외각프레임, 구체적으로는 이 외각프레임에 포함되는 하부프레임에 배출홈으로 이루어지는 배출수단을 구비하여, 태양전지모듈 표면에 쌓이는 눈 또는 빗물이 경사에 의해 자연적으로 하강하여 상기 배출홈을 통해 빠져나가 눈 또는 빗물이 태양전지모듈 위에 쌓이는 것을 방지하고, 별도의 전원을 공급할 필요가 없어 고장이 발생하는 문제가 없으며, 설치비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 이러한 배출수단에는 상기 하부프레임에 구비되는 배출유도부가 더 포함됨에 따라 하부프레임과 태양전지모듈 사이의 단턱이 형성되지 않아 자연스럽게 흘러내려 신속하게 눈 또는 빗물 등을 제거할 수 있는 효과를 갖는다.

아울러 이렇게 눈 또는 빗물이 쌓이는 것을 방지함으로서, 태양전지모듈의 발전효율을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리의 분해사시도
도 3은 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리의 배출수단의 확대도
도 5는 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리의 변형례

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

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 명세서 상에 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.

먼저 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리(M)는 태양전지모듈(10)과, 이 태양전지모듈(10)을 감싸는 외각프레임(20)으로 이루어지되, 외각프레임(20) 중 하부프레임(23)에는 배출수단(30)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

각각의 구성에 대하여 도1 내지 도 4를 참고하여 보다 상세하게 설명하면, 먼저 태양전지모듈(10)은 모듈 기판과 복수개의 태양전지(11)(또는 셀)로 구성된다. 이 복수개의 태양전지(11)는 행렬구조로 정렬되어 모듈 기판상에 형성되고, 예를 들어 바둑판 형상으로 배치될 수 있다.

이러한 태양전지(11)는 pn 접합을 이루는 반도체층에 빛이 조사될 경우 전자가 생성되는 광기전효과를 이용하여 태양광을 직접 전기로 변환하는 반도체 소자이다.

이 때 태양전지(11)는 셀 기판과 셀 기판 상에 형성되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 광전변화층으로 구성된다.

아울러 다양한 종류의 태양전지(11)가 존재할 수 있으나, 일반적인 실리콘 태양전지(11)의 경우, 셀 기판이 p-type 실리콘 기판이 될 수 있고, 광전변환층은 5가의 원소가 열 확산되어 실리콘 기판 전면 상에 형성되는 n-type 반도체층을 포함할 수 있는데, 이를 통해 실리콘 기판에 p-n junction이 형성된다. 이어서, 광전변환층은 실리콘 질화막으로 구성되며, n-type 층 위에 형성되는 반사 방지막을 더 포함할 수 있다.

또한, 광전변환층은 빛으로부터 변환되어 발생된 전자를 부하에 전달하기 위한 전극을 포함할 수있는데, 전극은 광전변환층의 상부와 하부 방면에 형성되는 전면전극과 후면 전극으로 구성될 수 있다.

실리콘 기판의 경우, 반사 방지막 위의 전면 전극은 일반적으로 아주 얇은 70~100μm 너비를 가지는 여러 가지의 평행선으로 이루어진 핑거바 (Finger bar)와 이에 넓은 (1.5~2m) 너비를 가진 몇 개의 버스바(Busbar)로 구성될 수 있다. 핑거바는 종방향으로 형성된, 패턴 표시가 되지 않은 영역에 형성된다. 버스바는 핑거바와 수직한 횡방향으로 형성되며 패턴 표시가 되지않은 영역에 형성된다. 이러한, 전면 전극은 고온의 은 페이스트를 스크린 프린팅으로 인쇄하여 형성된다. 후면 전극은 실리콘 기판의 전체를 알루미늄 페이스트로 도포되어 형성되는데, 알루미늄 후면 전극은 표면이 산화되어서 셀과 셀을 연결하기 위한 금속 리본과의 전기적/기계적 접촉이 좋지 않을 수가 있어서 후면 전극 위에 후면 버스바로 알루미늄/은 페이스트를 스크린 프린팅으로 인쇄하여 형성된다. 전면과 후면의 전극 페이스트는 섭씨 800 도 이상의 온도로 소성되어 형성되며, 이 때 전면 전극의 은 페이스트는 반사 방지막을 뚫고 들어가 n-type 층과 연결되게 된다. 일반적으로 단위 실리콘 태양전지 셀에서 얻을 수 있는 전압은 1V 이하여서 실용적인 수준에 비해 매우 낮다. 이에 따라, 태양전지(11)를 사용하여 전력을 생산하는 실리콘 태양전지(11) 모듈은 소정의 전압과 전류를 발생시키도록 복수개의 태양전지(11)들을 직렬 및 병렬로 상호 연결하여 제작된다.

한편, 태양전지(11)의 구조의 경우, 상술한 바와 다르게 불순물처리 되지 않은 유리, 금속 또는 플라스틱 등과 같은 기판 상에 pn 접합을 구성하는 반도체층을 포함하는 광전변환층이 형성되는 형태로 구성될 수도 있다.

상기와 같은 태양전지(11)를 포함하는 태양전지모듈(10)은 외각프레임(20)에 끼워져 설치면에 설치될 수 있다.

이 외각프레임(20)에 대하여 설명하기에 앞서, 태양전지모듈(10)은 태양 빛을 보다 효율적으로 받기 위하여 일방향으로 경사진 형상을 이루게 되는데, 이에 따라 경사면을 기준으로 위쪽을 상부, 아래쪽을 하부라 명명하도록 한다.

다시, 이 외각프레임(20)은 상기 태양전지모듈(10)이 끼워지도록 하나의 테두리를 형성하는 것으로서, 상부프레임(21)과 하부프레임(23)을 포함하고, 설치면에 고정하기 위한 설치부(233)와, 상기 태양전지모듈(10)이 체결되는 결합부(231)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 외각프레임(20)에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 외각프레임(20)은 상부프레임(21)과 하부프레임(23), 그리고 이들을 연결하는 한 쌍의 측부프레임(25)으로 이루어져 있으며, 사각형의 형상을 이루어 태양전지모듈(10)이 이 프레임들 사이에 위치될 수 있다.

즉, 이 외각프레임(20)은 태양전지모듈(10)을 설치면에 고정하고, 복수개의 태양전지(11)로 이루어지는 태양전지모듈(10)의 틀을 형성하기 위하여 구비되며, 태양전지모듈(10)이 체결되는 결합부(231)는 이들 프레임에 모두 구비되며, 설치면에 고정되기 위한 설치부(233) 또한 이들 외각프레임(20)에 모두 구비될 수 있으나, 설치부(233), 특히 하부프레임(23)에 구비되는 설치부(233)가 설치면에 밀착 고정되고, 상부프레임(21)에 구비되는 설치부(233)는 별도의 고정장치를 통해 설치면과 연결되어 경사를 형성하도록 구비되게 된다.

따라서 설명의 편의를 위하여 하부프레임(23)을 기준으로 상기 외각프레임(20)에 대하여 설명하면, 먼저 상기 하부프레임(23)에는 설치부(233)와, 상기 설치부(233)와 이격되어 태양전지모듈(10)이 체결되는 결합부(231)가 형성되어 있다.

이 설치부(233)는 설치면에 고정하기 위한 것으로서, 앵커볼트 등을 이용하여 설치면에 견고하게 고정될 수 있으며, 배선, 전원장치 등을 설치하거나, 태양전지모듈(10)의 충격에 의한 파손을 감소시키기 위하여 상기 설치부(233)와 결합부(231)는 서로 이격되는 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 설치부(233)에는 별도의 브라켓이 구비되어 설치면과 경사를 형성하여 고정될 수 있도록 이루어지는 것이 더욱 바람직하고, 이 경우에 상부프레임(21)에는 설치면과의 고정을 위한 지지부재(211)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기 결합부(231)는 상기 태양전지모듈(10)이 결합되는 것으로서, 홈 형상으로 이루어져 상기 태양전지모듈(10)의 측면이 끼워지는 것이 바람직하나, 별도의 고정장치, 즉 결합볼트 등을 이용하여 고정되는 것도 가능하며 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

이러한 태양전지모듈(10)의 상부에는 투광부재(13)가 더 구비될 수 있으며, 이 투광부재(13)는 태양전지모듈(10)의 파손을 방지하기 위한 것으로서, 유리와 같은 투명한 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 이 투광부재(13) 또한 상기 결합부(231)에 끼워져 결합될 수 있으나, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

아울러 하기에 배출수단(30)에 대하여 설명하겠지만, 내리는 눈의 제설을 위하여 눈을 녹이기 위한 열선으로 이루어지는 발열장치(15)가 상기 투광부재(13)와 태양전지모듈(10) 사이에 구비되어, 투광부재(13) 상부에 쌓이는 눈을 녹일 수 있도록 이루어지는 것도 가능하다.

다시, 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리(M)에는 내리는 눈 또는 빗물을 자연적으로 배출시킬 수 있는 배출수단(30)을 더 구비하여 태양전지모듈(10), 보다 정확하게는 상기 투광부재(13) 상부에 눈이 쌓이지 않도록 하여 발전효율을 향상시키는 효과를 갖는다.

이러한 배출수단(30)에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 먼저 상기 배출수단(30)은 상기 외각프레임(20) 중 하부프레임(23)에 구비되는 배출홈(31) 및 배출유도부(33)를 포함하여 이루어지게 된다.

이러한 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 배출수단(30)은 하부프레임(23)에 구비되는 것으로 배출홈(31)을 포함하여 이루어진다. 일반적으로 태양전지모듈(10)을 설치함에 있어, 태양전지모듈(10)의 고정을 위하여 상기 외각프레임(20), 특히 하부프레임(23)과 상기 태양전지모듈(10) 사이에는 단턱(235)이 형성될 수 있으며, 이러한 단턱(235)에 의하여 눈이 오는 경우에는 눈이 쌓여 발전의 효율을 저하시키는 문제점을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 이러한 하부프레임(23), 특히 상기 하부프레임(23)에 형성되는 단턱(235)에 배출홈(31)을 형성함으로서, 하부프레임(23)과 태양전지모듈(10)이 일부 수평을 이룰 수 있도록 하여 내리는 눈이 경사에 의해 자연스럽게 아래로 배출될 수 있어 발전효율을 향상시키는 효과를 갖는다.

또한 이러한 배출홈(31)과 별도로 배출수단(30)은 상기 하부프레임(23)의 단턱(235)에 형성되어 일면으로 경사면을 형성하는 배출유도부(33)를 더 포함함으로서, 쌓이는 눈이 경사면을 따라 아래로 흐를 수 있도록 있도록 한다.

결과적으로 상기 배출홈(31)만 형성하는 경우에는 프레임의 견고성이 저하될 수 있는 문제가 발생되는 바, 이를 해결하기 위하여 상기 배출홈(31)을 복수개로 구비하고, 이들 사이에 배출유도부(33)를 구비하였다.

이 때 상기 배출유도부(33)의 경사각은 대략 20도에서 45도, 바람직하게는 30도 정도의 각도로 형성되는 것이 바람직하다.

아울러 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리(M)에는 상기 투광부재(13) 및 태양전지모듈(10)에 통공(17)을 형성하여 자연적으로 바람이 생성되도록 하며, 그 바람이 태양전지(11)의 표면을 관통하여 지나가도록 함으로써 냉각효율을 증대시킴과 동시에 풍하중에 의한 영향을 줄일 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 통공(17)은 셀 기판 및 투광패널을 관통하도록 형성되며, 이를 통해 태양전지모듈(10)의 전면과 후면을 관통하는 공기통로가 형성될 수 있다.

이 때 복수의 통공(17)은 동일한 간격으로 이격하여 형성되고, 행렬 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

다시 도 5는 본 발명에 따른 태양전지모듈 어셈블리(M)의 변형례를 도시한 것으로서,

태양의 이동에 따라 상기 태양전지모듈(10)의 경사각을 조절하여 보다 효율적으로 발전을 할 수 있도록 하기 위함으로,

경사각 조절을 보다 용이하게 하기 위하여 상기 상부프레임(21)과 설치면 사이의 이격거리를 조절하는 기술에 관한 것이다.

보다 상세하게는 상기 상부프레임(21)에는 상기 설치면과의 고정을 위하여 지지부재(211)가 구비되어 있는데, 이 지지부재(211)의 높낮이를 조절하는 높이조절수단을 구비하여 태양전지모듈(10)의 경사각을 조절하고자 한다.

또한 이 때 상기 하부프레임(23)에는 힌지운동이 가능한 브라켓이 설치면과 연결되어 경사각 조절을 용이하게 하는 것이 바람직하며, 이러한 경사각 조절로 인하여, 쌓인 눈을 보다 손쉽게 낙하시킬 수 있는 효과 또한 기대할 수 있다.

도면을 참조하여 각각의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 먼저 상기 지지부재(211)에는 제1 분체(H1)와, 상기 제1 분체(H1)에 삽입되는 제2 분체(H2)로 이루어지는 길이조절수단(H)이 더 구비되며, 이 제2 분체(H2)가 제1 분체(H1)로부터 돌출되는 정도에 따라 길이조절수단의 전체 길이가 변화될 수 있도록 구성된다.

보다 구체적으로 상기 제1 분체(H1)에는 내삽부(H11)가 구비되어 있으며, 이 내삽부(H11)에 상기 제2 분체(H2)가 내삽되어 제1 분체(H1)의 일측으로 돌출될 수 있도록 구성되며, 상기 제2 분체(H2)가 제1 분체(H1)로부터 완전히 이탈되는 것을 방지하고자, 상기 제1 분체(H1)에는 내측으로 돌출된 내측돌기(H13)가 구비되고, 상기 제2 분체(H2)에는 상기 내측돌기(H13)에 걸릴 수 있도록 외측으로 돌출된 걸림돌기(H21)가 구비되는 것이 바람직하다.

이렇게 제1 분체(H1)와 제2 분체(H2)로 구성되는 길이조절수단(H)이 구비되는 바, 이 길이조절수단(H)은 제1 분체(H1)에 구비되는 통과공(H40)과, 상기 제2 분체(H2)에 구비되는 이동공(H30) 및 상기 통과공(H40)을 관통하여 이동공(H30)을 따라 이동함으로서 제2 분체(H2)의 돌출정도를 변경하는 이동부재(H50)를 포함하여 이루어져 있다.

각각의 구성에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 먼저 상기 제2 분체(H2)에는 이동공(H30)이 구비되어 있는 바, 상기 이동공(H30)은 사선방향으로 경사진 경사부(H31)와 상기 경사부(H31)에 연장되어 수직방향으로 구성되는 수직부(H33)로 이루어지며, 이 수직부(H33)에서 다시 경사부(H31)가 반대방향으로 형성됨으로서 결과적으로 상기 경사부(H31)와 수직부(H33)가 하나의 세트를 이루어 복수번 구비됨에 따라 지그재그 형상으로 이루어지게 된다.

또한 이 이동공(H30)은 공의 형상 또는 홈의 형상으로 이루어질 수 있으며, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

아울러 상기 제1 분체(H1)에는 통과공(H40)이 구비되어 있는 바, 상기 통과공(H40)은 가로방향으로 형성된 가로공(H41)과, 상기 가로공(H41)의 양측에 연통되어 세로방향으로 구비되는 제1 세로공(H43) 및 제2 세로공(H44)으로 이루어져 그 형상이 'H' 모양을 이루도록 구성되게 된다.

나아가 상기 통과공(H40)을 관통하여 상기 이동공(H30)에 단부가 체결되는 이동부재(H50)가 더 구비되게 되며, 이 이동부재(H50)에 대하여 보다 상세하게 설명하면, 먼저 상기 이동부재(H50)는 바디부재(H53)와, 상기 바디부재(H53) 단부에 구비되는 볼베어링(H51), 다른 단부에 구비되는 핸들부재(H55)로 이루어지게 된다.

보다 상세하게는 상기 바디부재(H53)의 단부에는 볼베어링(H51)이 구비되어 있는 바, 이 볼베어링(H51)은 상기 이동부재(H50)가 이동공(H30) 내에서 움직일 때 보다 움직임을 부드럽게 하기 위한 것으로서, 상기 바디부재(H53)의 단부에는 볼베어링삽입부(H533)가 구비되어 볼베어링(H51)을 안착시킬 수 있도록 이루어진다. 즉 상기 볼베어링삽입부(H533)는 상기 볼베어링(H51)의 절반 이상을 감쌀 수 있도록 구비되어 볼베어링(H51)이 이탈되는 것을 방지하도록 이루어져, 이 볼베어링삽입부(H533) 내에서 상기 볼베어링(H51)이 자유롭게 회전하게 됨으로서 이동의 유연성을 향상시킬 수 있다.

아울러 상기 바디부재(H53)의 반대쪽 단부에는 핸들결합부(H531)가 더 구비되어 있으며, 이 핸들결합부(H531)에 상기 핸들부재(H55)가 결합되어 하나의 이동부재(H50)를 형성하게 된다.

보다 상세하게는 상기 핸들결합부(H531)와 핸들부재(H55)에 구비되는 바디삽입부(H551)는 나사결합을 통하여 결합되어 있으며, 이 나사결합에 의해 핸들부재(H55)를 회전시키면 상기 핸들결합부(H531) 방향으로 조여지거나 반대방향으로 풀어지는 구조로서, 이 구조는 하기에 이동부재(H50)의 동작을 설명할 때 보다 상세하게 설명하도록 한다.

상기와 같은 구조를 통하여 본 발명은 제1 분체(H1)로부터 제2 분체(H2)의 돌출정도를 조절하여 길이를 조절하게 되는데, 그 동작에 대하여 일실시예를 통하여 상세하게 설명하면,

상기 이동부재(H50)는 상기 통과공(H40)을 관통하여 이동공(H30)에 체결되는 바, 상기 통과공(H40)의 가로공(H41)을 따라 이동부재(H50)를 좌측방향으로 이동시키면, 경사부(H31)(우측방향으로 상승되는 경사를 갖는 경사부(H31))에 의해 제2 분체(H2)는 상승하게 된다. 이렇게 이동부재(H50)가 가로공(H41)의 좌측에 위치한 후, 다시 우측방향으로 바로 이동을 시키면, 상기 이동부재(H50)가 앞서 움직인 경사부(H31)를 따라 다시 이동하여 제2 분체(H2)가 원위치되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이를 해결하기 위하여 상기 가로공(H41)의 좌측 및 우측에는 제1 세로공(H43) 및 제2 세로공(H44)이 각각 구비되는 바, 상기 이동부재(H50)를 상기 제1 세로공(H43)의 상부방향으로 이동시키면, 상기 이동부재(H50)가 상기 이동공(H30)의 수직부(H33)에 의해 좀 더 상승하게 되고, 이렇게 상승된 후 다시 상기 이동부재(H50)를 아래로 내리면, 자연스럽게 이동공(H30)의 다음 경사부(H31)에 초입에 위치하며, 이동부재(H50)를 다시 우측방향으로 이동시키면, 두 번째 경사부(H31)를 따라 이동부재(H50)가 이동하여 제2 분체(H2)는 다시한번 상승할 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 통과공(H40)의 가로공(H41)을 따라 이동부재(H50)가 이동하는 경우에는 이동부재(H50)는 상기 이동공(H30)의 경사부(H31)를 따라 이동하고, 상기 통과공(H40)의 제1 및 제2 세로공(H44)을 따라 이동하는 경우에는 상기 이동공(H30)의 수직부(H33)를 따라 이동함으로서 연속적으로 제2 분체(H2)를 제1 분체(H1)로부터 상승시킬 수 있는 효과를 갖으며, 상기 제2 분체(H2)를 하강하는 경우에는 상승하는 방식과 반대로 이동부재(H50)를 움직임으로서 해결하게 된다.

아울러 이렇게 길이가 조정된 제2 분체(H2)를 고정하기 위하여 별도의 고정장치가 필요한데, 이를 위하여 본 발명에서는 핸들부재(H55)에 고정플랜지(H553)를 구비하고 상기 통과공(H40)에 상기 고정플랜지(H553)가 결합되는 고정홈(H46)을 구비함으로서 이를 해결하도록 한다.

보다 상세하게는 상기 핸들부재(H55)의 테두리에는 고정플랜지(H553)가 구비되어 있는데, 상기 고정플랜지(H553)는 상기 바디부재(H53) 방향으로 절곡된 형상을 이루도록 구비되어 있다.

또한 상기 고정홈(H46)은 상기 통과공(H40)의 가로공(H41) 양 단부에 반원의 형상을 이루도록 구비된 홈 또는 공 형상의 것으로 이 반원의 형상의 직경은 상기 핸들부재(H55)의 직경과 동일하게 구비되게 된다.

그 동작에 대하여 구체적으로 설명하면, 상기 바디부재(H53)와 핸들부재(H55)는 나사결합을 통해 결합되어 있는 바, 핸들부재(H55)를 살짝 풀어 바디부재(H53)와 핸들부재(H55)의 내측이 이격될 수 있도록 하면, 상기 고정플랜지(H553)가 상기 제1 분체(H1)의 외면과 떨어진 형상을 이루어 이동부재(H50)의 움직임에 간섭이 생기지 않도록 하며, 상기 이동부재(H50)를 상기 가로공(H41) 양 단부 중 어느 하나에 위치하게 되면, 상기 핸들부재(H55)를 조이게 되며, 이렇게 조이면 핸들부재(H55)가 자연스럽게 통과공(H40)방향으로 이동하여 고정플랜지(H553)가 통과공(H40)에 구비되는 고정홈(H46)에 삽입됨으로서 이동부재(H50)의 움직임을 막을 수 있도록 구성된다.

나아가 보다 완벽한 고정을 위하여 상기 고정플랜지(H553)에는 제1 마그넷(H555)을 구비하고, 상기 고정홈(H46)의 일측에는 제2 마그넷(H557)을 구비하여 고정플랜지(H553)가 고정홈(H46)에 체결되면 이 제1 마그넷(H555)과 제2 마그넷(H557)의 자력에 의해 임의로 핸들부재(H55)가 회전하는 것을 방지함으로서 고정력을 보다 향상시킬 수 있으나, 이는 하나의 일실시예로서 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

아울러 상기 이동부재의 동작은 모터 등의 구동수단을 이용하여 자동으로 상하 및 좌우로 이동하게 하는 것도 가능하며, 이에 권리범위를 제한 해석해서는 안 된다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조 및 구성을 갖는 태양전지모듈 어셈블리를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

M : 태양전지모듈 어셈블리 10 : 태양전지모듈
11 : 태양전지 13 : 투광부재
15 : 발열장치 17 : 통공
20 : 외각프레임 21 : 상부프레임
211 : 지지부재 23 : 하부프레임
231 : 결합부 233 : 설치부
235 : 단턱 25 : 측부프레임
30 : 배출수단 31 : 배출홈
33 : 배출유도부
H : 길이조절수단 H1 : 제1 분체
H11 : 내삽부 H13 : 내측돌기
H2 : 제2 분체 H21 : 걸림돌기
H30 : 이동공 H31 : 경사부
H33 : 수직부 H40 : 통과공
H41 : 가로공 H43 : 제1 세로공
H44 : 제2 세로공 H46 : 고정홈
H50 : 이동부재 H51 : 볼베어링
H53 : 바디부재 H531 : 핸들결합부
H533 : 볼베어링삽입부 H55 : 핸들부재
H551 : 바디삽입부 H553 : 고정플랜지
H555 : 제1 마그넷 H557 : 제2 마그넷

Claims (4)

1. 태양전지모듈(H);
   상부프레임(21)과 하부프레임(23)을 포함하고, 설치면에 고정되는 설치부(233)와, 상기 태양전지모듈(H)이 체결되는 결합부(231)가 구비되며, 설치면으로부터 경사지게 구비되는 외각프레임(20); 및
   상기 하부프레임(23)에 구비되어, 상기 태양전지모듈(H)에 쌓이는 눈 또는 빗물을 배출하는 배출홈(31)을 포함하는 배출수단(30);
   을 포함하여 이루어지되,
   상기 상부프레임(21)에는 설치면과의 고정을 위한 지지부재(211)가 구비되되, 길이조절수단(H)에 의해 지지부재(211)의 높낮이가 조절됨으로써, 상부프레임(21)의 높낮이를 조절하여 외각프레임(20)의 경사각을 조절하고,
   
   상기 길이조절수단(H)은
   제1 분체(H1)와, 상기 제1 분체(H1)에 내삽되는 제2 분체(H2), 상기 제1 분체(H1)에 가로방향으로 구비되는 통과공(H40)과, 상기 통과공(H40)에 삽입되어 통과공(H40)을 따라 가로방향으로 이동하는 이동부재(H50)와, 상기 제2 분체(H2)에 구비되어 상기 이동부재(H50)의 단부가 결합되는 이동공(H30)을 포함하여 이루어지되,
   상기 이동공(H30)은 경사부(H31)와 상기 경사부(H31)에 연장되는 수직부(H33)가 복수번 반복되도록 구비되되, 상기 경사부(H31)가 지그재그형상으로 이루어짐에 따라 상기 이동부재(H50)가 통과공(H40)을 따라 가로방향으로 이동하면, 상기 이동부재(H50)의 단부가 지그재그형상으로 이루어진 이동공(H30)을 따라 이동함으로서 상기 제2 분체(H2)가 상기 제1 분체(H1)로부터 인출되어 길이가 조정되되,
   상기 이동부재(H50)는 바디부재(H53)와, 상기 바디부재(H53) 단부에 구비되는 볼베어링(H51), 다른 단부에 구비되는 핸들부재(H55)로 이루어지며, 상기 바디부재(H53)의 단부에는 볼베어링(H51)이 구비되고,
   상기 바디부재(H53)의 반대쪽 단부에는 핸들결합부(H531)가 더 구비되어 있으며, 이 핸들결합부(H531)에 상기 핸들부재(H55)가 나사 결합되고,
   상기 핸들부재(H55)의 테두리에는 상기 바디부재(H53) 방향으로 절곡된 고정플랜지(H553)가 구비되고,
   상기 통과공(H40)의 가로공(H41) 양 단부에 반원의 형상을 이루어 상기 고정플랜지(H553)가 결합되는 고정홈(H46)이 형성되어, 상기 핸들부재(H55)를 조이면, 핸들부재(H55)가 통과공(H40)방향으로 이동하여 고정플랜지(H553)가 통과공(H40)에 구비되는 고정홈(H46)에 삽입됨으로서 이동부재(H50)의 움직임을 방지하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 어셈블리.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출수단(30)에는
   상기 하부프레임(23)의 결합부(231)에 형성되어 경사면을 형성하는 배출유도부(33)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈 어셈블리.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 배출수단(30)의 배출홈(31)은
   상기 하부프레임(23)에 서로 이격되어 복수개로 구비되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 배출유도부(33)는 상기 복수개의 배출홈(31) 사이에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 어셈블리.

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