JP2013504745A - 太陽光集光装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の太陽光集光装置は建物の外壁に設置された集光板(10)の下部側に設置した反射板(110)と、建物の外壁のフレームごとに結合して前記反射板(110)を支持する固定フレーム(121)形態の支持部(120)と、前記反射板(110)の角度を調節する作動部(130)とで構成して、前記集光板(10)と反射板(110)によって効果的に太陽光を集光するので、太陽エネルギーの発電効率を向上させることができるとともに、前記集光板(110)の下部に設置された反射板(110)の角度を作動部(130)で調節して太陽光をさらに効果的に集光することができる。
【選択図】図8
【選択図】図8
Description
本発明は太陽光集光装置に関し、より詳しくは、建物の外壁の層間に集光板を設置して効果的に太陽光を集光して、太陽エネルギーの発電効率を向上させることができるようにする太陽光集光装置に関する。
一般的に、太陽エネルギー発電は他の発電に比べて、大気汚染、騷音、発熱、振動などの公害が全くないクリーンエネルギーであって、燃料の輸送及び発電設備のメンテナンスがほとんど不必要であり、装置の寿命が長く、設備規模の選択及び設置工事が簡単である。
発電容量を極大化するために、太陽の子午線方向を垂直に太陽の位置に従ってその方向を変える程度によって、太陽追尾型、半追尾型、固定型太陽電池設備に分けられる。
まず、追尾型システム(追跡アレイ(tracking array))は、太陽光発電システムの発電効率を極大化するための方式で、太陽の直射光線が常に太陽電池板の前面に垂直に入射できるように、動力または機器操作を通じて太陽の位置を追尾して行く方式を言う。追尾型太陽電池は、追尾システムの種類によって、太陽子午線情報による位置情報プログラミングシステムと光センサー自動追尾システムに分けられて商業化されている。太陽子午線情報による位置情報プログラミングシステムはシステムが簡単で故障の要因がないという長所があるが、最大太陽光発電効率よりは少し低い効率を見せるという短所がある。光センサー自動追尾システムは、二つ以上の光センサーを取り付けた後、二つの光センサーに入って来る光の量が同じ地点を追尾する方式で、常に最大エネルギー効率を保障することができるという長所がある。しかし、雲による太陽光の屈折を起こしてポンピング現象を誘発するという短所がある。
次に、半固定型システム(semi-tracking array)は、太陽電池アレイ傾斜角度を季節または月別に上下に位置を変化させる方式で、一般的に一年に一回ずつアレイ傾斜角度を変化させる方式を半固定型システムと言う。半固定型アレイの発電量は固定式と追尾式の中間程度で、固定式に比べて通常約20%の発電量を増加することができる。
固定型システム(fixed array)は、一番低廉で安定した構造で、比較的遠隔地域に設置面積の制約のない所に多く利用されている。特に、島しょ地域など風速が強い所に設置するのが普通である。
追尾型、半固定型に比べて発電効率は低いが、初期設置費用が少なく、メンテナンスによる危険がなくて、相対的に多く利用されるアレイ支持方法である。韓国国内の島しょ用太陽光システムはこのような固定型システムを標準にする。
建物一体型太陽光発電システム(BIPV:Building Integrated Photovoltaic System)は、太陽エネルギーから電気を生産して発生された電力を消費者に供給する役割の以外にも、建物一体型太陽光モジュール(BIPV用モジュール)を建物の外装材として用いることによって、建設費用の減少及び建物の価値を高めるデザイン要素として用いることができる。
特に、地上の設置可能面積が不足する韓国の地形的特性を考慮すれば非常に有用に活用されることができる技術である。
しかし、このような建物一体型太陽光発電システムは前述した長所があるが、建物の形状や模様によってその限界があり、これによってより効率的な太陽光集光技術の開発が持続的に要求されている。
そこで、本発明は上記問題点を解決するために創出されたもので、本発明の主な目的は、建物の層間外壁に集光板を設置し、集光板の下部に反射板を設置して効果的に太陽光を集光するので、太陽エネルギーの発電効率を向上させることができるようにする太陽光集光装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、層間外壁の集光板下部に設置された反射板の角度を調節して効果的に太陽光を集光するので、太陽エネルギーの発電効率を向上させることができるようにする太陽光集光装置を提供することにある。
上記目的を達するための本発明の太陽光集光装置は、建物の外壁に設置された集光板の下部側に設置し、その底面に角度調節フレームを結合し、角度調節フレームの後端を建物側に突出させた挿入片を形成した反射板と、反射板を支持し、固定フレームを建物の外壁のフレームごとに結合して水平線上に複数設置し、固定フレームに回転ガイド部材を結合して、回転ガイド部材の外部側に軸孔を形成した支持部と、反射板の角度を調節して集光効率を向上させ、固定フレームに形成された回転ガイド部材に回転シャフトを嵌合し、回転ガイド部材の左右または一側に位置する回転シャフトの外周縁に連結片を一体に結合して、回転シャフトと連動され、連結片の他側に連結バーの一側をピン結合し、連結バーの他側に調節具をピン結合し、調節具に連結バーと角度調節フレームの挿入片をピン結合する作動部とで構成することをその技術的構成上の基本特徴とする。
上記構成による本発明の太陽光集光装置は、太陽の位置変化に従って最適な反射角度に反射板の角度を調節することによって、回転シャフトを回転させれば回転シャフトに結合された連結片が連動して回転されるので、連結片に連結バーでピン結合された調節具が上側または下側に移動し、調節具にピン結合された角度調節フレームが回転して角度調節フレームの上側に結合された反射板の角度を調節し、これによって最適な反射角を保持するようにして効果的に太陽エネルギーを集光板で反射させて集光効率を極大化する。
従って、このような本発明は、建物の層間外壁に集光板を設置し、集光板の下部に反射板を設置して効果的に太陽光を集光するので、太陽エネルギーの発電効率を向上させることができるとともに、集光板の下部に設置された反射板の角度を調節して効果的に太陽光を集光するようにする効果を奏する。
そこで、上記構成による本発明の高さ調節が可能な太陽光集光装置の具体的な実施例を添付した図面を参照してより詳細に説明すれば次の通りである。
図1〜図10に示すように、太陽光集光装置1は建物の外壁に設置された集光板10の下部側に設置する反射板110と、反射板110を結合する支持部120と、反射板110の角度を調節して集光効率を向上させる作動部130とで構成される。
反射板110は底面に軸孔115が形成された角度調節フレーム112を結合し、角度調節フレーム112の後端を建物側に突出してピン孔114が形成された挿入片113を形成する。
さらに、反射板110の上面反射面111は湾曲させ、前後に階段状を形成して効果的に異物が流れるようにし、同時に太陽エネルギーを集光板10に効率的に反射することができるようにすることが好ましい。
ここで、反射板110の反射面111は優れた反射性質を有する磁気洗浄コーティング剤で塗布することが好ましい。
支持部120は固定フレーム121を建物の外壁のフレームごとに結合して水平線上に複数設置し、固定フレーム121に軸孔123が形成された回転ガイド部材122を結合し、回転ガイド部材122の外部側に別途の軸孔124を形成する。
ここで、固定フレーム121の後側には垂直線上に結合用シャーシ125を形成して建物のフレームにスライディングして結合することが好ましい。
さらに、建物の外壁に設置された左右側端の固定フレーム121には固定部材126を形成して、建物のフレーム内部に挿入して固定することが好ましい。
作動部130は固定フレーム121に形成された回転ガイド部材122の軸孔123に回転シャフト131を嵌合し、回転ガイド部材122の左右または一側には連結片132の一側を結合して回転シャフト131と連動される。
ここで、連結片132の他側にはピン孔132bを形成し、連結片132にピン孔133bが両端に形成された連結バー133の一側を連結ピン132bでピン結合する。
また、連結バー133の他側にはピン孔134bを形成した調節具134を連結ピン133bでピン結合する。
さらに、調節具134には挿入溝134aを形成して連結バー133のピン孔133bと角度調節フレーム112の挿入片113に形成されたピン孔114及び調節具134のピン孔134bを一致させて一緒にピン結合する。
作動部130にはガイドシャフト136を備えて、角度調節フレーム112の軸孔115に挿入する。
従って、回転シャフト131が回転すれば連結片132が連動されて回転するので、連結バー133を押したり引いたりする。
これによって、連結バー133にピン結合された調節具134が上側または下側に移動することになり、さらに、角度調節フレーム112がガイドシャフト136を基準に回転して、角度調節フレーム112の上側に結合された反射板110の角度を調節して効果的に太陽エネルギーを集光板10に反射させる。
同時に、作動部130の調節具134には上向きに連結棒135を結合して、上側に設置される調節具134と連結して相互連動するようにするので、上下側の反射板110を同時に調節することができる。
一方、作動部130の回転シャフト131の一側または左右側にはモーターを結合し、モーターはパルスモーターや減速機などを選択的に使うことができる。
また、作動部130による反射板110の角度調節は、作動部130に設置される記憶センサー(図示しない)によって行われる。上記記憶センサーは、本発明の太陽光集光装置が設置される地域で日が沈んで昇る時間と毎日毎秒当たり太陽が照らす角度に対する資料を今後数十年間使うことができるように半導体メモリー(ROM)に入力したセンサーである。
このような本発明の作用を説明すれば次の通りである。
まず、建物の外壁を施工する時、層間の間に集光板10を設置し、集光板10の下端に上記した構成で反射板110を設置して太陽エネルギーを集光板10に反射するようにして太陽光集光効率を向上させる。
このような本発明の太陽光集光装置は、太陽の位置変化に従って最適な反射角度に反射板の角度を調節する。
この時、作動部130に設置されたモーターをコントロールして、回転シャフト131を回転または逆回転させる。
これによって回転シャフト131に結合された連結片132が連動されて回転または逆回転する。
従って、連結片132にピン結合された連結バー133も上側に上昇または下降し、これによって連結バー133にピン結合された調節具134が上側または下側に移動するようになる。
同時に、調節具134の挿入溝134aには連結バー133のピン孔133bと角度調節フレーム112の挿入片113に形成されたピン孔114及び調節具134のピン孔134bが一緒にピン結合されているので、角度調節フレーム112がガイドシャフト136を基準に回転または逆回転し、これによって角度調節フレーム112の上側に結合された反射板110の角度を調節することによって効果的に太陽エネルギーを集光板10に反射させることができる。
ここで、上記のような反射板110角度調節は、上記記憶センサーに貯蔵された値を基準に、その地域で該当する日の太陽が昇って沈む時間と相当する時間に、秒単位に太陽が照らす角度に合わせてモーターを制御することによって行われ、太陽の光のない夜間や雨の日には記憶センサーが光のないことを認知して反射板110の角度を45度以下に下げて雨水や埃などによる反射板110の汚染を防止する。
一方、反射板110の反射面111は優れた反射性質を有する磁気洗浄コーティング剤で塗布されるので、建物の外壁に設置された状態でも、異物が生成されることを最大限に抑制して持続的に反射機能を保持することができる。
本発明は建物の層間外壁に集光板を設置し、集光板の下部に反射板を設置して効果的に太陽光を集光することによって、太陽エネルギーの発電効率を向上させることができるようにする太陽光集光装置を提供することができるので、エネルギー分野に有用に活用することができる。
また、外壁の集光板の下部に設置された反射板の角度を調節して効果的に太陽光を集光することによって、太陽エネルギーの発電効率をさらに向上させることができるようにする太陽光集光装置を提供することができるので、エネルギー分野に有用に活用することができる。
1:集光装置
10:集光板
110:反射板
111:反射面
112:角度調節フレーム
113:挿入片
114:ピン孔
115:軸孔
120:支持部
121:固定フレーム
122:回転ガイド部材
123:軸孔
124:軸孔
125:結合用シャーシ
126:固定部材
130:作動部
131:回転シャフト
132:連結片
132a:連結ピン
132b:ピン孔
133:連結バー
133a:連結ピン
133b:ピン孔
134:調節具
134a:挿入溝
134b:ピン孔
135:連結棒
136:ガイドシャフト
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110:反射板
111:反射面
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120:支持部
121:固定フレーム
122:回転ガイド部材
123:軸孔
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133:連結バー
133a:連結ピン
133b:ピン孔
134:調節具
134a:挿入溝
134b:ピン孔
135:連結棒
136:ガイドシャフト
Claims (4)
- 建物の外壁に設置された集光板(10)の下部側に設置し、底面に軸孔(115)を形成した角度調節フレーム(112)を結合し、前記角度調節フレーム(112)の後端を建物側に突出してピン孔(114)が形成された挿入片(113)を形成した反射板(110)と、
前記反射板(110)を支持し、固定フレーム(121)を建物の外壁のフレームごとに結合して水平線上に複数設置し、固定フレーム(121)に回転ガイド部材(122)を結合し、回転ガイド部材(122)の外部側に軸孔(124)を形成した支持部(120)と、
前記反射板(110)の角度を調節して集光効率を向上させ、固定フレーム(121)に形成された回転ガイド部材(122)の軸孔(123)に回転シャフト(131)を嵌合し、回転シャフト(131)に連結片(132)を結合して連動されるようにし、連結片(132)に調節具(134)を連結バー(133)でそれぞれピン結合して連動されるようにし、調節具(134)に連結バー(133)と角度調節フレーム(112)の挿入片(113)を同時にピン結合し、角度調節フレーム(112)の軸孔(115)にガイドシャフト(136)を結合した作動部(130)とで構成したことを特徴とする太陽光集光装置。 - 前記反射板(110)の反射面(111)は前後に階段状を形成して湾曲させ、表面に磁気洗浄コーティング剤を塗布して構成したことを特徴とする請求項1に記載の太陽光集光装置。
- 前記支持部(120)の固定フレーム(121)の後側には垂直線上に結合用シャーシ(125)と固定部材(126)とを形成して構成したことを特徴とする請求項1に記載の太陽光集光装置。
- 前記作動部(130)の調節具(134)には上向きに連結棒(135)を結合して、上側に設置される調節具(134)と連結して相互連動されるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の太陽光集光装置。
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