KR20120026286A - 광기전력 모듈을 구비한 복층유리 - Google Patents
광기전력 모듈을 구비한 복층유리 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120026286A KR20120026286A KR1020100088424A KR20100088424A KR20120026286A KR 20120026286 A KR20120026286 A KR 20120026286A KR 1020100088424 A KR1020100088424 A KR 1020100088424A KR 20100088424 A KR20100088424 A KR 20100088424A KR 20120026286 A KR20120026286 A KR 20120026286A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- photovoltaic module
- glass
- photovoltaic
- insulating layer
- plate glass
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 claims abstract description 46
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000005341 toughened glass Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 56
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 15
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 3
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 3
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 3
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 Polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
- B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/6612—Evacuated glazing units
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/663—Elements for spacing panes
- E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/663—Elements for spacing panes
- E06B3/66309—Section members positioned at the edges of the glazing unit
- E06B3/66333—Section members positioned at the edges of the glazing unit of unusual substances, e.g. wood or other fibrous materials, glass or other transparent materials
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/677—Evacuating or filling the gap between the panes ; Equilibration of inside and outside pressure; Preventing condensation in the gap between the panes; Cleaning the gap between the panes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
-
- 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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명의 광기전력 모듈을 구비한 복층유리는 판유리; 빛을 전기로 변환하는 광기전력 모듈; 상기 판유리와 상기 광기전력 모듈 사이를 이격시키는 단열층; 및 상기 단열층 내부에 상기 판유리를 통과한 빛을 상기 광기전력 모듈로 전달하는 반사부를 포함한다.
Description
본 발명은 광기전력 모듈을 구비한 복층유리의 구조 및 효율 개선에 관한 것이다.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 수 있는 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 그 중에서도 태양 에너지는 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 특히 주목받고 있다. 태양 에너지의 이용방법으로는 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 에너지와, 반도체의 성질을 이용하여 태양광(photons)을 전기 에너지로 변환시키는 태양광 에너지가 있다.
태양광을 전기 에너지로 변환하는 광기전력 장치는 다이오드와 같이 p형 반도체와 n형 반도체의 접합 구조를 가지며, 광기전력 장치에 빛이 입사되면 빛과 광기전력 장치의 반도체를 구성하는 물질과의 상호작용으로 (-) 전하를 띤 전자와 (+) 전하를 띤 정공이 발생하여 이들이 이동하면서 전류가 흐르게 된다.
이를 광기전력효과(光起電力效果, photovoltaic effect)라 하는데, 광기전력 장치를 구성하는 p형 및 n형 반도체 중 전자는 n형 반도체 쪽으로, 정공은 p형 반도체 쪽으로 끌어 당겨져 각각 n형 반도체 및 p형 반도체와 접합된 전극들로 이동하고, 이 전극들을 전선으로 연결하면 전기가 외부로 흐른다.
이와 같은 태양광 발전은 특별한 유지관리, 공해 및 재료의 부식없이 간단하게 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 기술로서 다양한 응용분야가 있지만, 그 중에서도 특히 광기전력 장치를 건축물의 외피 마감재료로 대체하는 건물 통합형 또는 건물 일체화 PV (BIPV: Building Integrated Photovoltaics)에 대한 기술 개발이 전세계적으로 활발히 진행되고 있다.
건물의 외피를 구성하는 요소로 통합된 광기전력 시스템은 전력생산이라는 본래의 기능에, 건물의 외피재료로서의 새로운 기능을 추가함으로써 광기전력 시스템의 설치에 드는 비용을 절감하는 이중효과를 기대할 수 있다. 또한, 기존의 독립형 광기전력 시스템과 같이 설치 공간을 위한 별도의 부지확보가 필요 없기 때문에 더욱 경제성 측면에서 유리하다.
건축용 광기전력 장치는 건물의 지붕, 벽 또는 창 등에 장착되어 발전을 수행하며, 특히 광기전력 장치를 구비한 복층유리에 대한 관심이 증가하고 있다.
도1은 종래의 광기전력 장치를 구비한 단열 복층유리의 구조를 도시한다. 이러한 복층유리 구조체는 광기전력 모듈(10), 단열층(40), 판유리(20) 및 상기 광기전력 모듈(10)과 판유리(20) 사이의 간격 유지를 위한 간봉재(spacer)(30)를 포함한다. 상기 도2에 도시된 바와 같이 광기전력 모듈은 광기전력 셀 어레이를 포함하는 광기전력층(12)과, 이를 사이에 두고 배치된 일반적으로 유리를 포함하는 두 개의 기판층(11, 13)를 구비하며, 태양빛이 직접 입사되는 전면에 배치된다. 따라서, 상기 판유리(20)는 상기 광기전력 모듈에 비해 실내 측에 위치한다.
하지만, 상기와 같은 종래의 BIPV를 포함하는 복층유리는 고층 건물에 적용하는데 내구성 문제점이 있다. 일반적으로 강화유리가 사용되는 상기 판유리(20)는 실내측에 사용되는 반면, 광기전력 모듈(10)이 건물 외피로서 외부 환경과 직접 접하기 때문에 일차적으로 외부 풍압 및 하중을 받아야 하므로 광기전력 모듈의 외부 환경에 대한 안전도가 문제가 될 수 있다. 이러한 안전 문제를 해결하기 위해 광기전력 모듈에 일반적으로 사용되는 전면 비강화 유리 대신에 강화 유리를 사용하는 경우 비용이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 복층유리의 규격화로 인해 광기전력 모듈의 전면 기판층으로 강화유리가 사용되는 경우에도 그 두께가 제한되어 충분한 안전성을 제공할 수 없다.
또한, 상기 광기전력 모듈(10) 내의 광기전력층(12)과 상기 기판층(11,13)을 접합하기 위해 PVB(Poly Vinyl Butyral), EVA (Ethylene Vinyl Acetate), 또는 PET (Polyethylene terephthalate)과 같은 접착제가 사용된다. 하지만, 상기 기판층(11, 13)과 접착제의 열팽창계수의 차이로 인해 상기 광기전력 모듈의 온도가 상승하는 경우 접착부분의 접착능력이 저하되어 광기전력 모듈 자체의 내구성이 저하되는 문제점이 있다. 더욱이, 상기 광기전력 모듈(10)이 외부 환경에 직접 노출되므로 일교차의 영향으로 안정적인 출력 효율을 보장할 수 없다. 또한, 상기 광기전력 모듈(10)은 직접 외부 환경에 노출되기 때문에 파손의 우려가 있음에도 불구하고 상기 광기전력 모듈(10)이 고층건물에 적용된 경우 그 수리가 용이하지 않은 문제점을 갖는다.
하지만, 상기 광기전력 모듈(10)을 실내측에 적용하고 상기 강화유리로 된 판유리(20)를 건물 외측에 적용한다면 상기 광기전력 모듈(10)이 직접 태양광을 흡수할 수 없으므로 빛의 흡수량이 감소하여 이의 효율 저하를 야기한다.
따라서, 광기전력 효율을 저하시키지 않으면서 고층건물에 적용할 수 있도록 내구성 있는 BIPV를 포함하는 복층유리에 대한 필요성이 제기되고 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점과 필요성을 감안하여 고안된 것으로, 빛의 이용률을 높이고 빛의 손실을 보상함으로써 광기전력 효율을 저하시키지 않으면서 고층건물에 사용할 수 있는 내구성을 갖는 건물일체형 광기전력 모듈을 포함하는 복층유리를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 광기전력 모듈을 구비한 복층유리는 판유리; 빛을 전기로 변환하는 광기전력 모듈; 상기 판유리와 상기 광기전력 모듈 사이를 이격시키는 단열층; 및 상기 단열층 내부에 상기 판유리를 통과한 빛을 상기 광기전력 모듈로 전달하는 반사부를 포함한다.
본 발명의 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리는 제1판유리; 빛을 전기로 변환하는 광기전력 모듈; 상기 제1판유리와 상기 광기전력 모듈 사이를 이격시키는 제1단열층; 상기 광기전력 모듈에 인접하고 상기 광기전력 모듈에 대해 상기 제1 단열층의 반대측에 형성된 제2 단열층; 상기 제2 단열층에 의해 상기 광기전력 모듈과 이격되어 있는 제2판유리; 및 상기 제1 단열층 내부에 상기 제1판유리를 통과한 빛을 상기 광기전력 모듈로 전달하는 제1 반사부를 포함한다.
본 발명은 광기전력 효율을 저하시키지 않으면서 내구성 있는 광기전력 모듈을 포함하는 복층유리를 제공한다.
도1은 종래 기술에 따른 광기전력 모듈을 구비한 복층유리를 나타낸다.
도2는 복층유리에 사용되는 광기전력 모듈의 구조를 나타낸다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 2중 복층유리를 나타낸다.
도4a 및 도4b는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 복층유리에 사용되는 반사부 단면의 확대도이다.
도5a 내지 도5c는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 복층 유리의 반사부의 형상에 따른 빛의 진행을 나타낸다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리를 나타낸다.
도2는 복층유리에 사용되는 광기전력 모듈의 구조를 나타낸다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 2중 복층유리를 나타낸다.
도4a 및 도4b는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 복층유리에 사용되는 반사부 단면의 확대도이다.
도5a 내지 도5c는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 복층 유리의 반사부의 형상에 따른 빛의 진행을 나타낸다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 BIPV를 구비한 복층유리가 상세히 설명된다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본원 발명의 실시예에 따른 복층유리에 사용되는 광기전력 모듈의 구조를 나타낸다. 광기전력 셀 어레이를 포함하는 광기전력층(12)은 결정계 실리콘 광기전력 셀, 비정질계 실리콘 광기전력 셀, 화합물계 광기전력 셀, 및 유기물계 광기전력 셀과 같이 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 모든 광기전력 셀을 포함할 수 있다. 상기 광기전력 셀은 단일 접합 구조 또는 탄뎀 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 광기전력 셀 어레이(12)는 건물의 유리창의 대용으로 사용되기 위해 투명 또는 반투명일 수 있다. 상기 광기전력 셀은 오로지 광기전력의 일면에서 입사되는 빛에 의해 광전변환할 수 있는 전면 광기전력 셀뿐만 아니라 후면에서 입사되는 빛으로부터도 광전변환을 할 수 있는 양면(bifacial) 광기전력 셀을 포함할 수 있다.
상기 광기전력 모듈은 상기 광기전력층(12)을 사이에 두는 두 개의 기판층(11, 13)을 포함한다. 상기 기판층(11, 13)은 유리와 같은 투명 또는 반투명의 투광성 절연 기판층일 수 있다. 만약 상기 광기전력층(12)이 전면 광기전력층(12)인 경우 상기 기판층(11, 13) 중에 빛이 입사되는 측에서 먼 후면에 배치된 기판층(13)은 불투명 절연 기판층일 수 있다.
상기 광기전력층(12)은 PVB, EVA, 또는 PET와 같은 접착제로 상기 기판층(11, 13) 사이에 접착된다.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 2중 복층유리를 나타낸다. 상기 2중 복층유리는 외부로부터 태양 빛이 직접 입사되는 판유리(20), 단열층(40), 상기 판유리(20)로 입사된 빛이 상기 단열층(40)을 통과하여 간접적으로 입사되는 도2에 도시된 것과 같은 광기전력 모듈(10), 그리고 반사부(50)를 포함한다.
상기 판유리(20)로는 일반적으로 내구성이 강한 강화유리가 사용된다. 상기 광기전력 모듈(20)에는 상기 판유리(20)를 통과한 빛이 입사되므로, 상기 판유리(20)는 투명유리 또는 저철분 유리와 같은 투광성이 높은 유리를 사용함으로써 상기 광기전력 모듈(20)에 도달하는 빛의 손실을 어느 정도 보상할 수 있다. 상기 판유리(20)는 적용 예에 따라 다양한 두께로 구현할 수 있으며, 일반적으로 3T 내지 12T의 두께를 갖는다.
단열층(40)은 공기로 구성되며, 아르곤가스, 크립톤가스, 진공상태로도 이루어질 수 있다. 상기 판유리(20)와 상기 광기전력 모듈(10) 사이의 단열층(40)을 유지하기 위해 이 둘 사이에 간봉재(spacer)가 배치된다. 상기 간봉재는 상기 판유리(20)와 상기 광기전력 모듈(10)의 둘레를 따라 형성되어 있다. 일반적으로 건물에 사용되는 복층유리의 경우 사각형태를 가지며, 이 경우 상기 간봉재는 상기 단열층(40)의 상단, 하단, 및 양측단에 위치한다. 도3에 도시된 본 발명의 실시예에서는 상기 반사부(50)가 간봉재를 대신하며, 상기 반사부(50)는 빛을 반사하는 동시에 간봉재의 역할도 수행할 수 있다. 또한, 본원 발명의 실시예에서 반사부(50)는 종래의 간봉재의 표면에 배치될 수 있다. 상기 반사부(50) 또는 간봉재와 판유리(20), 그리고 상기 반사부(50) 또는 간봉재와 광기전력 모듈(10) 사이는 접착제로 접착된다.
본 발명의 실시예에서 상기 단열층(40)은 광기전력 모듈(10)에 비해 실외측에 위치하므로, 외부 환경으로부터 상기 광기전력 모듈(10)로 열이 전달되는 것이 상기 단열층(40)에 의해 차단된다. 따라서, 상기 광기전력 모듈(10)은 외부환경의 온도변화에 민감하지 않으며 안정적인 출력 효율을 가질 수 있다. 또한, 상기 광기전력 모듈(10)이 외부환경에 직접 노출되는 경우보다 상기 광기전력 모듈(10) 내의 기판층(11,13)과 상기 광기전력 층(12)을 접착하기 위한 접착제와 상기 기판층(11,13) 사이의 열팽창계수의 차이로 인해 내구성이 감소되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 광기전력 모듈(10) 전면에 강화 유리로 된 기판층을 사용하지 않고서도 광기전력 모듈(10)의 안전성을 보장할 수 있다.
하지만, 이러한 광기전력 모듈(10)을 실내측 배치, 즉 후면 배치하고 강화 유리(20)를 실외측 배치, 즉 전면 배치함으로써 광기전력 모듈(10)에 입사되는 빛의 양이 감소하는 문제점이 발생한다. 이러한 빛 손실에 대한 보상이 필요하며, 이는 본원 명세서의 이하에서 설명되는 반사부 및 양면 광기전력 모듈의 사용으로 보상될 수 있다. 상기 양면 광기전력 모듈은 실외 및 실내로 입사되는 빛에 의해 광전변환할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반사부(50)는 전술한 바와 같이 간봉재를 대체하거나 간봉재 표면상에 형성될 수 있다. 양자의 경우 모두에, 상기 반사부(50)의 표면은 상기 판유리(20)를 통과한 빛을 효율적으로 반사시켜 상기 광기전력 모듈(10)로 입사되는 구조를 포함한다. 이에 따라, 상기 광기전력 모듈(10)의 광전변환 효율을 높일 수 있다.
상기 반사부(50)의 표면에는 상기 판유리(20)를 통과한 빛을 상기 광기전력 모듈(10)로 효과적으로 반사시킬 수 있도록 요철을 포함할 수 있다. 도4a 및 도4b는 는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 복층유리에 사용되는 반사부(50) 표면의 단면에 대한 확대도이다.
도4a에는 삼각형 형상을 갖는 규칙성을 갖는 요철의 단면이 도시되어 있고, 도4b에는 굴곡진 형태의 요철의 단면이 도시되어 있지만, 본원 발명의 실시예에 따른 반사부(50)의 표면에는 상기 판유리(20)를 통해 입사된 빛을 상기 광기전력 모듈(10)로 반사할 수 있는 모든 형태의 요철을 포함할 수 있다. 또한, 상기 반사부(10) 표면에는 무작위적으로 요철이 형성되어 임의의 각으로 입사되는 빛을 효과적으로 상기 광기전력 모듈(10)에 반사할 수 있다.
상기 반사부(50)는 알루미늄, 알루미늄 박판, 금속재질, 거울, 유리 또는스틸(steel)과 같이 입사된 빛을 효율적으로 반사시킬 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
도5a 내지 도5c는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 이중 복층 유리의 반사부의 형상에 따른 빛의 진행 경로를 나타낸다. 도5a 내지 도5c는 도3의 이중 복층유리의 A-A'선을 따라 자른 단면형상이다.
도5a에서는 반사부(51)의 반사 표면은 상기 판유리(20)로부터 상기 광기전력 모듈(10)로 진행할수록 그 밑면으로부터의 수직 높이가 감소한다. 이 경우는, 빛이 입사되는 측의 전면 판유리(20)의 굴절각이 1보다 작다. 도5b에서는 반사부(52)의 반사 표면은 상기 판유리(20)로부터 상기 광기전력 모듈(10)로 진행할수록 그 밑면으로부터의 수직 높이가 증가한다. 이 경우는, 빛이 입사되는 측의 전면 판유리(20)의 굴절각은 1보다 크다. 도5c는 전면 판유리(20)의 굴절각이 1보다 작고, 반사 표면에 요철들이 무작위적으로 형성된 반사부(53)를 도시한다.
상기 도5a 내지 도5c에서 상기 전면 판유리(20)를 통해 입사된 빛은 상기 반사부(51,52,53)에 의해 효율적으로 후면에 위치한 광기전력 모듈(10)로 전달됨을 알 수 있다. 상기 예시들은 빛의 입사각 및 반사부의 형태에 따른 빛의 진행 경로를 설명하기 위한 것이며 본원 발명의 반사부의 형상을 이에 제한하고자 하는 것이 아니다.
상기 도5a 내지 도5c에서는 상기 복층유리의 하단에만 반사부(51,52,53)를 도시하였으나, 본원 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 포함한 복층유리는 단열층(40)의 간봉재가 위치하는 상단, 하단, 및 양측단 모두에 반사부를 구비할 수 있다. 또한, 상기 상단, 하단, 또는 양측단들 중 적어도 어느 하나에 반사부를 포함할 수 있다. 이 경우에, 반사부가 구비되지 않은 상단, 하단, 또는 양측단에는 간봉재를 구비한다. 상기 반사부가 간봉재를 대체하지 않는 경우에는 상기 반사부가 구비된 상단, 하단, 또는 양측단에도 간봉재를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 반사부는 상기 간봉재의 표면 상에 위치한다. 본원 발명의 실시예에 따라 제조된 광기전력 모듈을 구비한 복층유리가 프레임에 삽입되는 경우, 상기 반사부는 상기 프레임에 의해 가려져 상기 복층유리의 창호로서의 기능을 손상시키지 않으며 외관을 해치지 않는 것이 바람직하다.
상기 판유리(20)로 입사되는 빛의 입사각이 언제나 상기 판유리(20)의 수직 법선에 대해 0°의 각도를 갖는 것이 아니므로, 상기 판유리(20)를 통과한 빛이 굴절되지 않는 경우에도 상기 판유리(20)를 통과한 빛의 일부는 상기 광기전력 모듈(10)로 전달되지 않아 광전변환에 이용될 수 없다. 상기 반사부(50)를 포함함으로써 상기 판유리(20)를 통과하되 상기 광기전력 모듈(10)로 전달되지 못하는 빛의 이용효율을 높일 수 있다. 따라서, 상기 광기전력 모듈(10)이 실외측이 아니라 실내측에 위치함으로써 상기 광기전력 모듈(10)에서 흡수할 수 있는 빛의 양의 손실을 보상할 수 있다.
도6은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리를 나타낸다. 고층 건물에 복층유리가 사용되는 경우에는 그 내구성을 강화하기 위해 3중 복층유리가 사용될 수 있다. 본원 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 포함하는 3중 복층유리는 도3에 도시된 바와 같은 광기전력 모듈을 포함하는 2중 복층유리에 추가의 단열층, 추가의 판유리 및 추가의 반사부를 포함한다.
즉, 도6에 도시된 3중 복층유리는 외부로부터 태양 빛이 직접 입사되는 제1 판유리(21), 제1 단열층(41), 상기 제1 판유리(21)로 입사된 빛이 상기 제1 단열층(41)을 통과하여 간접적으로 입사되는 광기전력 모듈(10), 상기 광기전력 모듈(10) 후면에 위치하는 제2 단열층(42), 상기 제2 단열층(42)을 사이에 두고 상기 광기전력 모듈(10)과 반대 측에 위치하는 제2판유리(22)를 포함한다. 또한, 상기 제1 판유리(21)와 광기전력 모듈(10) 사이의 제1 단열층(41)의 둘레를 따라, 즉, 상기 단열층(41)의 상단, 하단, 및 양측단에 제1반사부(53)를 포함한다. 상기 3중 복층유리는 상기 광기전력 모듈(10)과 상기 제2 판유리(22) 사이의 제2 단열층(42)의 둘레를 따라, 즉, 상기 단열층(41)의 상단, 하단, 및 양측단에 제2반사부(54)를 포함한다.
상기 제1 판유리(21)는 외부 환경에 직접 접촉하기 때문에 강화 유리같은 내구성이 강한 유리를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1판유리를 통과한 실외 빛, 즉, 태양광이 상기 광기전력 모듈(10)로 입사되어 충분한 광전변환 효율을 달성하기 위해서는 상기 제1판유리(21)는 투명유리 또는 저철분 유리와 같은 투광성이 좋은 유리를 포함할 수 있다. 상기 제1 판유리(21)에 대해서는 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 포함하는 2중 복층유리의 판유리(20)에서 상세하게 설명하였으며 그 구체적인 설명은 생략한다.
상기 제2 판유리(22)는 실내 환경에 접하므로 그 필요에 따라 강화 또는 비강화 유리가 사용될 수 있다. 상기 광기전력 모듈(10)은 양면 광기전력 모듈(10)인 것이 바람직하며, 상기 광기전력 모듈(10)은 제1 판유리(21)를 통한 실외 빛으로부터 전면 광전변환하는 것과 더불어 상기 제2 판유리(22)를 통한 실내 빛으로부터 후면 광전변환할 수 있다. 따라서, 이 경우 상기 제2판유리(22)는 실내 빛이 상기 광기전력 모듈(10)의 후면에 도달할 수 있도록 실내 빛에 대한 투광성이 좋은 유리를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 광기전력 모듈(10)이 실외 환경에 접하여 태양빛을 직접 받는 것에 비해 감소된 빛 입사량에 대한 광전변환양의 보상이 가능하다.
상기 광기전력 모듈(10) 및 상기 제1 및 제2 단열층(41, 42)은 도3에 도시된 것과 같은 본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 포함하는 2중 복층유리에서 설명된 것과 동일하므로 그 상세한 설명을 생략한다.
상기 제1반사부(53)는 상기 제1 판유리(21)를 통해 입사된 빛을 상기 광기전력 모듈(10)로 효과적으로 전달하는 역할을 한다. 상기 제2반사부(54)는 상기 광기전력 모듈(10)의 후방에 위치하여 상기 제2판유리(22)를 통해 입사된 빛을 상기 광기전력 모듈(10)로 효과적으로 전달하는 역할을 한다. 상기 제1 및 제2반사부(53, 54)는 도3에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 광기전력 모듈을 포함하는 2중 복층유리에 사용되는 반사부(50)와 동일하므로 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 광기전력 모듈을 포함하는 복층유리에서 광기전력 모듈에 입사되는 빛의 감소에 따른 광기전력 모듈의 출력량 손실은 본 발명에 따른 반사부의 사용으로 보상될 수 있다. 또한, 양면 광기전력 모듈의 사용으로 실외 빛뿐 아니라 실내 빛을 이용하여 광전변환을 수행함으로써 광기전력 모듈의 출력량을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 단열층의 후방, 즉 실내측에 광기전력 모듈을 배치시킴으로써 외부 환경으로부터의 열이 상기 광기전력 모듈에 전달되는 것이 차단되어 상기 광기전력 모듈의 안정적인 출력이 유지될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 광기전력 모듈 20, 21, 22: 판유리
30 : 간봉재 40, 41, 42: 단열층
50, 51, 52, 53, 54 : 반사부 11, 13 : 기판층
12 : 광기전력층
30 : 간봉재 40, 41, 42: 단열층
50, 51, 52, 53, 54 : 반사부 11, 13 : 기판층
12 : 광기전력층
Claims (14)
- 판유리;
빛을 전기로 변환하는 광기전력 모듈;
상기 판유리와 상기 광기전력 모듈 사이를 이격시키는 단열층; 및
상기 단열층 내부에 상기 판유리를 통과한 빛을 상기 광기전력 모듈로 전달하는 반사부를 포함하는 광기전력 모듈을 구비한 복층유리. - 제1항에 있어서,
상기 판유리는 상기 복층유리가 설치되는 건물 외피를 구성하며, 상기 광기전력 모듈은 상기 판유리에 비해 상기 건물의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 복층유리. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 반사부는 상기 단열층의 상단, 하단, 그리고 양측단들 중 적어도 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 복층유리. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 반사부의 반사표면은 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 복층유리. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 광기전력 모듈은 양면 광기전력 모듈인 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 복층유리. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 판유리는 강화유리인 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 복층유리. - 제1판유리;
빛을 전기로 변환하는 광기전력 모듈;
상기 제1판유리와 상기 광기전력 모듈 사이를 이격시키는 제1단열층;
상기 광기전력 모듈에 인접하고 상기 광기전력 모듈에 대해 상기 제1 단열층의 반대측에 형성된 제2 단열층;
상기 제2 단열층에 의해 상기 광기전력 모듈과 이격되어 있는 제2판유리; 및
상기 제1 단열층 내부에 상기 제1판유리를 통과한 빛을 상기 광기전력 모듈로 전달하는 제1 반사부를 포함하는 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리. - 제7항에 있어서,
상기 제2단열층 내부에 상기 제2 판유리를 통해 입사된 빛을 상기 광기전력 모듈로 전달하는 제2반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제1 반사부는 상기 제1 단열층의 상단, 하단, 그리고 양측단들 중 적어도 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 복층유리. - 제8항에 있어서,
상기 제2반사부는 상기 제2 단열층의 상단, 하단, 그리고 양측단들 중 적어도 하나에 위치하는 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리. - 제7항에 있어서,
상기 제1반사부의 반사표면은 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리. - 제8항에 있어서,
상기 제2반사부의 반사표면은 요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제1 판유리 그리고 상기 제2 판유리 중 적어도 하나는 강화유리인 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 광기전력 모듈은 양면 광기전력 모듈인 것을 특징으로 하는 광기전력 모듈을 구비한 3중 복층유리.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100088424A KR20120026286A (ko) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | 광기전력 모듈을 구비한 복층유리 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100088424A KR20120026286A (ko) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | 광기전력 모듈을 구비한 복층유리 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120026286A true KR20120026286A (ko) | 2012-03-19 |
Family
ID=46132224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100088424A KR20120026286A (ko) | 2010-09-09 | 2010-09-09 | 광기전력 모듈을 구비한 복층유리 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120026286A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019092458A1 (en) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Pilkington Group Limited | Multifunctional glazing unit |
-
2010
- 2010-09-09 KR KR1020100088424A patent/KR20120026286A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019092458A1 (en) * | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Pilkington Group Limited | Multifunctional glazing unit |
| US11959334B2 (en) | 2017-11-13 | 2024-04-16 | Pilkington Group Limited | Multifunctional glazing unit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2346092B1 (en) | Photoelectric module | |
| US20130306130A1 (en) | Solar module apparatus with edge reflection enhancement and method of making the same | |
| US20120097213A1 (en) | Bifacial photovoltaic module with reflective elements and method of making same | |
| US20140137939A1 (en) | Solar-cell module and manufacturing method therefor | |
| CN202434543U (zh) | 太阳电池双玻组件 | |
| WO2011101682A2 (en) | Concentrating evacuated photovoltaic glazing panel | |
| CN110299424A (zh) | 一种双面双玻ibc光伏组件 | |
| RU2313642C1 (ru) | Солнечная батарея как элемент строительной конструкции | |
| KR200420311Y1 (ko) | 건축외장용 일체형 복층유리 pv | |
| KR102107498B1 (ko) | 방열형 bipv 창호 시스템 | |
| KR101195518B1 (ko) | 방화 창호 | |
| KR102586342B1 (ko) | 태양광 모듈 및 이의 제조 방법 | |
| KR20210004125A (ko) | 건물 일체형 태양 전지 모듈을 포함하는 복층 창호 시스템 | |
| KR101405279B1 (ko) | 태양전지모듈 | |
| KR20120026286A (ko) | 광기전력 모듈을 구비한 복층유리 | |
| CN213242566U (zh) | 一种光伏bipv隔热中空防爆组件 | |
| KR101616131B1 (ko) | 태양전지 모듈 | |
| CN102587545A (zh) | 一种光伏建筑玻璃幕墙组件 | |
| JP2012102587A (ja) | 太陽電池一体型屋根材 | |
| CN210073875U (zh) | 太阳能幕墙组件及太阳能幕墙 | |
| JP6397703B2 (ja) | 太陽電池モジュール及び壁面形成部材 | |
| CN205566160U (zh) | 一种具有防雨功能的双玻双面光伏车棚发电*** | |
| JP5340312B2 (ja) | 光電変換モジュール | |
| KR102371050B1 (ko) | 태양 전지 모듈 | |
| JP3164180U (ja) | 発電及び熱絶縁機能を備える複層ガラス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |