KR100666056B1 - 태양열을 이용한 발전시스템 - Google Patents

태양열을 이용한 발전시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100666056B1
KR100666056B1 KR1020060004502A KR20060004502A KR100666056B1 KR 100666056 B1 KR100666056 B1 KR 100666056B1 KR 1020060004502 A KR1020060004502 A KR 1020060004502A KR 20060004502 A KR20060004502 A KR 20060004502A KR 100666056 B1 KR100666056 B1 KR 100666056B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
steam
hot water
tank
vapor
heat
Prior art date
Application number
KR1020060004502A
Other languages
English (en)
Inventor
이상각
Original Assignee
(주)한국주조
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)한국주조 filed Critical (주)한국주조
Application granted granted Critical
Publication of KR100666056B1 publication Critical patent/KR100666056B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40Thermal components
    • H02S40/44Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20Optical components
    • H02S40/22Light-reflecting or light-concentrating means
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60Thermal-PV hybrids

Abstract

본 발명은 태양광을 에너지원으로 사용하여 발전에 필요한 증기로 효율적으로 생성시킬 수 있는 태양열을 이용한 발전시스템에 관한 것으로, 움직이는 태양의 광원이 광반사판(10)에 설치된 다수의 광반사경(12) 각각에 대해 반사되어 농축된 이들 태양광의 핵점들이 다시 일정거리 떨어진 다수의 집열기(20)에 의해 획기적으로 증폭될 수 있도록 함으로서, 발전에 필요한 증기를 발생시키는데 필요한 에너지원인 태양열의 집적효율을 구조적으로 향상시킬 수 있다. 이를 위해 움직이는 기본적으로 태양의 광원을 계속적으로 반사시킬 수 있도록 다수의 광반사경(12)이 고정브래킷(14)을 매개로 반사판지주(16)에 일정높이로서 설치된 광반사판(10)과, 각각의 광반사경(12)들에 의해 1차 반사되는 태양광의 핵점들이 전방의 집광렌즈(24)를 통해 2차 반사되어 발전에 필요한 열원으로 균등하게 농축 집열되면서 통과되는 물을 가열시켜 증기를 생성시킬 수 있도록 상기 집광렌즈(24) 후방으로 증기발생탱크(30)가 형성된 다수의 집열기(20)를 포함한다.
광반사판, 집광렌즈, 집열기, 보온층, 반사유도판, 증기발생공간, 핵점

Description

태양열을 이용한 발전시스템 {Generation system for solar power}
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 기본 실시예로서 집광효율을 높인 태양열 발전시스템의 광반사판과 집열기 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 광반사판의 광반사경에 난반사되는 태양광이 집열기의 집광렌즈로 집광 농축되어 열에너지로 증폭되는 태양열 발전시스템의 전체 구성도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 태양열 발전시스템을 구성하는 집열기의 단면 구조도.
도 4는 본 발명의 집열기에 구성되는 증기발생탱크의 단면 구조도.
도 5a 도 5b는 본 발명의 응용 실시예로서 집열기에 높이조절기가 설치된 단면 구조도 및 사용상태 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 광반사판 12 : 광반사경
14 : 고정브래킷 16 : 반사판지주
20 : 집열기 22 : 집열기하우징
24 : 집광렌즈 26a,26b : 반사유도판
28 : 보온층 30 : 증기발생탱크
32 : 증기발생공간 34 : 방열기
36 : 증기저장공간 40 : 높이조절기
42 : 수직지지대 44 : 높이조절너트
46 : 높이조절볼트 48 : 수평지지대
50 : 증기공급관 52 : 증기분산관
54 : 온수회수관 56 : 온수유입관
60 : 증기터빈 62 : 발전기
64 : 온수순환펌프 70 : 온수생성탱크
72 : 온수보조탱크 74 : 온수분산관
80 : 난방시설 82 : 조절기받침대
84 : 핵점
본 발명은 태양의 움직임에 상관없이 태양열을 효율적으로 집열시켜 에너지원을 생성시킬 수 있는 태양열을 이용한 발전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 움직이는 태양의 광원(태양광)이 광반사판에 설치된 다수의 광반사경 각각에 대해 반사되어 농축된 이들 태양광의 핵점들이 다시 일정거리 떨어진 다수의 집열기 에 의해 획기적으로 증폭될 수 있도록 함으로서, 발전에 필요한 증기를 발생시키는데 필요한 에너지원인 태양열의 집적효율을 구조적으로 향상시킨 태양열을 이용한 발전시스템에 관한 것이다.
흔히 태양열 발전이라고 하면 직접적으로 태양에너지(태양열)를 이용하는 발전방식을 뜻하는데, 이러한 태양에너지는 다른 에너지원에 비해 잠재하는 열이 무한하나 기후 의존성이 심하고 낮은 에너지 밀도를 가지고 있어 그것을 이용 가능한 기술로 전환하기 위해서는 많은 비용 및 고도의 기술을 필요로 한다.
태양열 발전기(Solar thermal electric power generation)는 태양에너지를 이용하여 고온고압의 증기를 발생시켜 증기터빈을 돌림으로써 발전기를 구동하는 발전방식으로, 보통의 화력발전에서 석탄이나 석유를 연소하는 대신에 태양에너지를 이용한다.
통상 반사경을 통해 반사되는 태양광을 집광렌즈를 이용하여 집중(집적)시켜 고온의 태양열 열에너지로 변환하는데, 이러한 집광-집열방식에 따라 태양열 발전기는 크게 분산형(곡면집광형)과 집중형(타워집광형)으로 나뉜다.
분산형은 포물면 등의 곡면거울을 여러 개 분산 배치하고, 각각의 장소에서 열로 변환시켜 열에너지를 한 군데로 모아 발전한다. 또한 집중형은 여러 개의 평면거울을 이용, 높은 타워의 꼭지점에서 태양빛을 집광하여 한 군데에서 열로 변환하는 방식이다. 특히 집중형의 경우에는 평면거울을 태양의 운행에 맞춰 회전하는 태양의 태양광을 항상 타워의 꼭지점에서 반사하는 평면거울과 추미기구 등으로 이루어진 장치(헬리오스탯)가 필요하다.
한편, 집열기는 표면에 흡수된 태양에너지를 열에너지 또는 전기에너지로 변환시켜 열매체에 전달하는 역할을 하는 것으로서 집열기를 통해 가열된 열매체의 순환이 연속적이고 균일하게 수행되어야 하는데, 태양에너지는 계절이나 기후 등에 따라 공급이 간헐적이고 일정치 않아 가열펌프나 기름 또는 전기와 같은 보조열원을 사용하지 않으면 필요로 하는 온도까지 상승하지 못하므로 이로 인해 상변화 열교환기와 함께 효과적으로 작동될 수 없었다.
특히 지금까지 소개된 태양열 발전시스템은 이동체인 태양광에 대한 반사판의 반사효율 및 집열기의 집열능력이 구조적으로 높지 못해 결과적으로 경제성이 떨어져 상용화가 제대로 이루어지고 못하는 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 개발된 것으로, 태양의 움직임에 상관없이 다수의 광반사경이 위치한 광반사판에 의해 태양광의 반사효율이 지속적으로 유지될 수 있으면서 동시에 이들 다수의 광반사경에 의해 1차 농축된 태양광의 핵점들이 다수의 집열기에 위치한 집광렌즈를 통해 2차 농축되어 증폭될 수 있도록 함으로서 비교적 단순한 구성으로서도 태양열의 집적효율을 획기적으로 높일 수 있는 태양열을 이용한 발전시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양열을 이용한 발전시스템은 움직 이는 태양의 광원을 계속적으로 반사시킬 수 있도록 다수의 광반사경이 고정브래킷을 매개로 반사판지주에 일정높이로서 설치된 광반사판과, 각각의 광반사경들에 의해 1차 반사되는 태양광의 핵점들이 전방의 집광렌즈를 통해 2차 반사되어 발전에 필요한 열원으로 농축 집열되면서 통과되는 물을 가열시켜 증기를 생성시킬 수 있도록 상기 집광렌즈 후방으로 증기발생탱크가 형성된 다수의 집열기와, 각각의 집열기 후방에 설치된 증기발생탱크의 증기저장공간에 대해 증기공급관으로 연결된 증기터빈 및 발전기와, 상기 증기발생탱크의 증기발생공간으로 물을 공급시킬 수 있도록 일측으로 온수유입관이 연결되고 사용되지 않은 증기에 의해 저장된 물이 가열될 수 있도록 타측으로 상기 증기터빈으로부터의 증기분산관이 연결된 온수생성탱크와, 태양광의 집광에 의한 집열 작동이 중단되더라도 온수생성탱크의 물을 가열시켜 난방시설로 온수를 공급시킬 수 있도록 상기 증기발생탱크의 일측에 온수유입관과 별도로 온수회수관이 연결된 온수생성탱크 내의 온수보조탱크를 포함하여 구성된다.
특히 광반사판은 태양의 움직임에 상관없이 태양 광원이 다수의 광반사경들에 반사되어 각각의 집열기에 설치된 집광렌즈로 집광될 수 있으면서 바람의 저항을 줄일 수 있도록 상기 집광렌즈의 위치를 중심으로 상하로는 곡면지게 배열되면서 좌우로는 반복적으로 요철되게 배열된다.
또한 집열기는 집열기하우징 전방의 집광렌즈와 후방의 증기발생탱크 사이에 상기 집광렌즈를 통해 2차 반사되어 농축되는 태양광의 핵점들이 상기 증기발생탱크로 균등하게 집중될 수 있도록 반사유도판이 구성되되, 상기 반사유도판은 길이 방향으로 폭이 동일하거나 또는 상기 증기발생탱크쪽으로 그 폭이 단턱지게 좁아지는 형태인 것중 어느 하나가 적용된다.
특히 상기 집열기는 집광렌즈가 설치된 전방보다 증기발생탱크가 설치된 후방이 높게 형성되어 상기 증기발생탱크 주변이 보온층으로 형성되고, 상기 증기발생탱크 하부의 증기발생공간으로는 온수생성탱크로부터의 온수회수관과 온수유입관이 연결되면서 공간 내부는 증기의 집열효율이 높아질 수 있도록 방열기 구조로 형성된다. 또한 상기 집열기는 계절에 따라 광반사판으로부터 반사되는 태양광에 대한 각도 조절이 가능하도록 그 저부에 높이조절기가 설치된 것을 기술적 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구성관계 및 구현원리가 쉽게 전달 이해될 수 있도록 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 태양열 발전시스템에 적용되는 기본 실시예의 광사사판(10)과 집열기(20)의 설치상태를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 광반사판의 광반사경(12)에 난반사되는 태양광이 집열기의 집광렌즈(24)로 집광 농축되어 열에너지로 증폭되는 태양열 발전시스템의 전체적인 구성관계를 도시한 것이며, 아울러 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 태양열 발전시스템을 구성하는 집열기(20)의 단면구조를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 집열기(20)에 구성되는 증기발생탱크(30)의 단면구조를 상세 도시한 것이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 태양열 발전시스템은 태양광을 반사하는 반사판(10)과, 움직이는 태양의 광원을 계속적으로 반사시킬 수 있도록 기본적으로 광 반사경(12)이 고정브래킷(14)을 매개로 반사판지주(16)에 일정높이로서 설치된 광반사판(10)과, 각각의 광반사경(12)들에 의해 1차 반사되는 태양광의 핵점들이 전방의 집광렌즈(24)를 통해 2차 반사되어 발전에 필요한 열원으로 농축 집열되면서 통과되는 물을 가열시켜 증기를 생성시킬 수 있도록 상기 집광렌즈(24) 후방으로 증기발생탱크(30)가 형성된 다수의 집열기(20)가 구성된다.
또한 각각의 집열기(20) 후방에 설치된 증기발생탱크(30)의 증기저장공간(36)에 대해 증기공급관(50)으로 연결된 증기터빈(60) 및 발전기(62)와, 상기 증기발생탱크(30)의 증기발생공간(32)으로 물을 공급시킬 수 있도록 일측으로 온수유입관(56)이 연결되고 사용되지 않은 증기에 의해 저장된 물이 가열될 수 있도록 타측으로 상기 증기터빈(60)으로부터의 증기분산관(52)이 연결된 온수생성탱크(70)를 기본적으로 포함하여 시스템 구성되며, 이와 같은 본 발명의 시스템 구성으로도 집열되는 태양열에 의한 물을 가열로 고온 고압의 증기를 발생시켜 증기터빈을 돌림으로서 발전기를 구동시킬 수 있다.
또한 본 발명의 태양열 발전시스템은 태양광의 집광에 의한 집열 작동이 중단되더라도 온수생성탱크(70)의 물을 가열시켜 상기 온수생성탱크(70)에 대해 온수분산관(74)으로 연결된 난방시설(80)로 온수를 공급시킬 수 있도록, 상기 증기발생탱크(30)의 일측에 온수유입관(56)과 별도로 온수회수관(54)이 연결된 온수생성탱크(70) 내에 온수보조탱크(72)가 구성된다.
물론 온수보조탱크(72)와 증기발생탱크(30) 간에 연결된 온수유입관(56)은 증기발생탱크(50)의 증기발생공간(32)으로 물을 공급시켜 집열되는 태양열에 의해 증기가 발생되도록 하나, 경우에 따라서는 동절기와 같이 추운 계절에 태양광이 소멸되는 시간 동안 상기 온수보조탱크(32)에 저장된 온수가 상기 증기발생탱크(50)로 공급됨으로서 증기발생탱크(50)가 결빙되는 것을 막을 수 있다. 아울러 상기 온수보조탱크(72)에는 압력이 떨어질 때 1일 동안에 사용할 수 있는 물이 주입되는 공간 크기로 형성됨이 바람직하다.
특히 증기발생탱크(20)의 증기저장공간(36)과 증기터빈(60) 사이에 연결되는 증기공급관(50)과 별도로 상기 증기발생탱크(20)의 증기발생공간(32)에 대해 온수회수관(54)과 온수유입관(56)을 매개로 연결되는 온수보조탱크(72)는 온수생성탱크(70) 내에 설치됨이 바람직하며, 이는 증기터빈(60)으로부터의 증기에 의해 온도 가열되는 온수생성탱크(70)의 물이 상기 증기발생탱크(20)로부터의 역으로 회수되는 온수와 순간적으로 혼합될 때 발생되는 압력차로 인해 온수가 상기 증기터빈(60)으로 역류하는 것을 방지할 수 있다. 아울러 상기 온수유입관(56) 중간에는 순환펌프(64)가 설치되어 온수보조탱크(72)로부터의 물이 증기발생탱크(30)로 무리 없이 공급될 수 있도록 한다.
또한 온수생성탱크(70)는 증기터빈(60)에 연결된 증기분산관(52)을 통해 공급되는 증기가 공간 전체로 균등하게 확산 공급될 수 있도록 상기 증기분산관(52)의 단부가 온수생성탱크(70)의 상부 공간에 다수 분산되도록 구성됨이 바람직하며, 상단 일측으로는 증기의 압력이 적절히 외부 배출될 수 있도록 압력토출구가 관통 형성됨이 바람직하다.
특히 통상의 태양열 발전시스템과 달리 본 발명의 태양열 발전시스템에서 전 혀 다른 구조로서 적용되는 집열기(20)는 태양광을 효과적으로 집열시킬 수 있도록 집열기하우징(22)이 원통 형상으로 형성되고, 상기 집열기하우징(22) 전방에는 광반사판(10)의 1차 반사된 태양광을 2차 반사시켜 높은 온도로 증폭시키게 되는 집광렌즈(24)가 설치되며, 그 후방에는 고온 고압으로 농축된 태양열로 물을 가열시켜 증기를 발생시키게 되는 증기발생탱크(30)가 형성된다.
또한 이들 집광렌즈(24)와 증기발생탱크(30) 사이에는 상기 집광렌즈(24)를 통해 2차 반사되어 농축되는 태양광이 상기 증기발생탱크(30)로 집중될 수 있도록 반사유도판(26a)(26b)이 설치되며, 상기 반사유도판(26a)(26b)은 도 3a에서와 같이 길이방향으로 폭이 동일하거나 또는 도 3b에서와 같이 상기 증기발생탱크(30) 쪽으로 그 폭이 단턱지게 좁아지는 형태인 것 중 어느 하나가 적용된다. 물론 상기 반사유도판은 집열기(20)의 내측에 밀착 설치되도록 원형 형상으로 설치되며 바람직하다.
또한 집열기(20)는 집광렌즈(24)가 설치된 전방보다 증기발생탱크(30)가 설치된 후방이 높게 형성되어 상기 증기발생탱크(30) 주변이 보온층(28)으로 형성되며, 상기 증기발생탱크(30) 하부의 증기발생공간(32)으로는 온수생성탱크(70)로부터의 온수회수관(54)과 온수유입관(56)이 연결되면서, 공간 내부는 증기의 집열효율이 높아질 수 있도록 방열기(34) 구조로 형성됨이 바람직하다. 나아가 증기발생탱크(30)의 전면이 흑연을 착색시켜 태양에너지의 집열이 보다 효율적으로 이루어지게 할 수도 있다.
그리고 상술한 광반사판(10)은 태양의 움직임에 상관없이 태양 광원이 다수 의 광반사경(12)들에 반사되어 각각의 집열기(20)에 설치된 집광렌즈(24)로 보다 확실하게 집광될 수 있으면서 바람의 저항을 줄일 수 있도록, 도 5에서 보는 것과 같이 상기 집광렌즈(24)의 위치를 중심으로 상하로는 곡면지게 배열되는 한편, 도 1a 및 도 1b에서 도시한 것과 같이 좌우로는 반복적으로 서로 요철되게 배열됨이 바람직하다. 물론 광반사판(10)에 설치되는 다수의 광반사경(12)들은 사각체가 아닌 원형체로 적용시킬 수 있음은 물론이다.
한편, 본 발명의 태양열 발전시스템은 집열기(20)가 고정된 도 1a 내지 도 4의 기본 실시예와 달리 도 5a 및 도 5b의 응용된 다른 실시예에서 보는 것처럼, 집열기(20)의 저부에 높이조절기(40)를 설치하여 상하 높이를 조절할 수 있도록 함으로서 계절에 따라 광반사판(10)을 통해 1차 반사되는 태양광의 높이에 맞게 집광렌즈(24)의 2차 반사높이를 정확하게 조절할 수 있다.
즉, 집열기(20)의 저부에 기본적으로 높이조절너트(44)와 높이조절볼트(46)의 회전 동작으로 높이를 조절할 수 있도록 수직지지대(42)가 결합되고, 상기 수직지지대(42)는 지면의 수평지지대(48) 위에 안정되게 설치되는 구성을 가질 수 있다. 나아가 높이조절기(40)의 작동수단으로 높이조절너트(44)와 높이조절볼트(46) 이외의 다양한 높이조절수단을 적용시킬 수 있음은 물론이다.
이와 같이 시스템 구성되는 본 발명의 태양열 발전시스템은 태양의 움직임에 상관없이 다수의 광반사경(12)이 위치한 광반사판(10)에 의해 태양광의 반사효율이 지속적으로 유지될 수 있으면서, 동시에 이들 다수의 광반사경(12)에 의해 1차 농축된 태양광의 핵점(84)들이 다수의 집열기(20)에 위치한 집광렌즈(24)를 통해 2차 반사 증폭되어 도 4에서 보는 것과 같이 증기발생탱크(30)의 증기발생공간(32)에 대해 전체적으로 균등하게 도달되며, 결국 고온 고압으로 농축되어 전달되는 태양광의 핵점(82)들인 태양열 에너지원에 의해 상기 증기발생탱크(30)의 증기발생공간(32)을 통과하는 물이 발전에 필요한 증기로서 가열 변환될 수 있다.
특히 태양 광원이 1차 반사되는 광반사판의 광반사경(12)은 1,200 ㅧ 1,200㎜의 크기로 형성되는 규격을 사용함이 바람직하며, 상기 광반사경(12)으로부터의 전달되는 태양광의 핵점(84)들을 재차 반사시켜 집열기(20) 내에서 고온 고압으로 농축시키게 되는 집광렌즈(24)는 반지름이 1,000㎜의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
아울러 1차 광반사경(12)을 통해 반사된 태양광의 핵점(84)이 집광렌즈(24)에 의해 2차 반사되어 증폭될 때의 온도는 여러 차례의 실험결과 대략 300- 600??의 고온 상태로 가열 전달될 수 있으며, 이는 집열기(20)의 증기발생탱크(30)로 공급되는 물을 별다른 어려움 없이 가열시켜 발전에 필요한 증기를 발생시킬 수 있는데 문제가 없다.
이상에서 설명한 바와 같이, 태양열의 집적효율을 높일 수 있도록 구조 개선시킨 본 발명의 태양열을 이용한 발전시스템은, 태양의 움직임에 상관없이 다수의 광반사경이 위치한 광반사판에 의해 태양광의 반사효율이 지속적으로 유지될 수 있으면서 동시에 이들 다수의 광반사경에 의해 1차 농축된 태양광의 핵점들이 다수의 집열기에 위치한 집광렌즈를 통해 2차 농축되어 증폭될 수 있도록 함으로서 비교적 단순한 구성으로서도 태양열의 집적효율을 획기적으로 높일 수 있다.
이는 간단한 구조의 태양열을 이용한 발전시스템으로서 난방용 온수를 얻을 수 있음은 물론, 고온의 온수에서 발생된 증기로 전력을 생산할 수 있어 산간이나 도서 지역 등 전력이 부족한 지역에서 전력 부족난을 해소할 수 있으며, 다수의 광반사경에서 반사된 태양광을 집광렌즈로 효율적으로 집속시켜 집열기에서 증기를 발생시키기 위한 물의 가열시간을 획기적으로 단축시킬 수 있고, 나아가 주간에 생산된 전력을 충전시켜 야간에도 활용함으로써 그 유용성을 보다 다양하게 증진시킬 수도 있는 등의 효과가 기대된다.

Claims (5)

  1. 움직이는 태양의 광원을 계속적으로 반사시킬 수 있도록 다수의 광반사경(12)이 고정브래킷(14)을 매개로 반사판지주(16)에 일정높이로서 설치된 광반사판(10)과,
    각각의 광반사경(12)들에 의해 1차 반사되는 태양광의 핵점(84)들이 전방의 집광렌즈(24)를 통해 2차 반사되어 발전에 필요한 열원으로 농축 집열되면서 통과되는 물을 가열시켜 증기를 생성시킬 수 있도록 상기 집광렌즈(24) 후방으로 증기발생탱크(30)가 형성된 다수의 집열기(20)와,
    각각의 집열기(20) 후방에 설치된 증기발생탱크(30)의 증기저장공간(36)에 대해 증기공급관(50)으로 연결된 증기터빈(60) 및 발전기(62)와,
    상기 증기발생탱크(30)의 증기발생공간(32)으로 물을 공급시킬 수 있도록 일측으로 온수유입관(56)이 연결되고 사용되지 않은 증기에 의해 저장된 물이 가열될 수 있도록 타측으로 상기 증기터빈(60)으로부터의 증기분산관(52)이 연결된 온수생성탱크(70)와,
    태양광의 집광에 의한 집열 작동이 중단되더라도 온수생성탱크(70)의 물을 가열시켜 난방시설(80)로 온수를 공급시킬 수 있도록 상기 증기발생탱크(30)의 일측에 온수유입관(56)과 별도로 온수회수관(54)이 연결된 온수생성탱크(70) 내의 온수보조탱크(72)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광반사판(10)은 태양의 움직임에 상관없이 태양 광원이 다수의 광반사경(12)들에 반사되어 각각의 집열기(20)에 설치된 집광렌즈(24)로 집광될 수 있으면서 바람의 저항을 줄일 수 있도록 상기 집광렌즈(24)의 위치를 중심으로 상하로는 곡면지게 배열되면서 좌우로는 반복적으로 요철되게 배열된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 집열기(20)는 집열기하우징(22) 전방의 집광렌즈(24)와 후방의 증기발생탱크(30) 사이에 상기 집광렌즈(24)를 통해 2차 반사되어 농축되는 태양광의 핵점(84)들이 상기 증기발생탱크(30)로 균등하게 집중될 수 있도록 반사유도판(26a)(26b)이 구성되되, 상기 반사유도판(26a)(26b)은 길이방향으로 폭이 동일하거나 또는 상기 증기발생탱크(30) 쪽으로 그 폭이 단턱지게 좁아지는 형태인 것중 어느 하나가 적용된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전시스템.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 집열기(20)는 집광렌즈(24)가 설치된 전방보다 증기발생탱크(30)가 설 치된 후방이 높게 형성되어 상기 증기발생탱크(30) 주변이 보온층(28)으로 형성되고, 상기 증기발생탱크(30) 하부의 증기발생공간(32)으로는 온수생성탱크(70)로부터의 온수회수관(54)과 온수유입관(56)이 연결되면서 공간 내부는 증기의 집열효율이 높아질 수 있도록 방열기(34) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 집열기(20)는 계절에 따라 광반사판(10)으로부터 반사되는 태양광에 대한 각도 조절이 가능하도록 그 저부에 높이조절기(40)가 설치된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 발전시스템.
KR1020060004502A 2005-10-26 2006-01-16 태양열을 이용한 발전시스템 KR100666056B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050101380 2005-10-26
KR20050101380 2005-10-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100666056B1 true KR100666056B1 (ko) 2007-01-09

Family

ID=37867262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060004502A KR100666056B1 (ko) 2005-10-26 2006-01-16 태양열을 이용한 발전시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100666056B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107800354A (zh) * 2017-11-07 2018-03-13 张洪涛 一种太阳能与炼焦发电设备的组合发电系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4454865A (en) * 1982-06-07 1984-06-19 Tammen Bobby J Liquid metal solar power system
KR19990039512U (ko) * 1998-04-14 1999-11-15 현대중공업주식회사 태양열 에너지 이용 및 저장 장치
JP2000243983A (ja) * 1999-02-19 2000-09-08 Nobuki Yabushita 太陽電池発電システム
KR20030061431A (ko) * 2000-12-12 2003-07-18 오라 코포레이션 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4454865A (en) * 1982-06-07 1984-06-19 Tammen Bobby J Liquid metal solar power system
KR19990039512U (ko) * 1998-04-14 1999-11-15 현대중공업주식회사 태양열 에너지 이용 및 저장 장치
JP2000243983A (ja) * 1999-02-19 2000-09-08 Nobuki Yabushita 太陽電池発電システム
KR20030061431A (ko) * 2000-12-12 2003-07-18 오라 코포레이션 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107800354A (zh) * 2017-11-07 2018-03-13 张洪涛 一种太阳能与炼焦发电设备的组合发电系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102103258B (zh) 基于碟式聚光的太阳能二次聚光分频方法及其装置
KR101172578B1 (ko) 집광형 태양열 집열장치
US8479515B2 (en) Solar power generator
JPS649546B2 (ko)
US20140224295A1 (en) Effective and scalable solar energy collection and storage
CN104583686A (zh) 聚光太阳能发电系统
US20170230000A1 (en) Combination photovoltaic and thermal energy system
KR20160136528A (ko) 태양열 및 태양광 복합 태양 에너지 온수기
KR100959369B1 (ko) 태양열 스팀 발전기
KR20100101325A (ko) 태양열을 이용한 열교환기 및 난방장치
JP2010281251A (ja) 太陽集光蒸気発電装置
CN1996738A (zh) 一种高性能太阳能装置
KR101221958B1 (ko) 태양에너지를 활용한 복합 에너지 변환장치
KR100666056B1 (ko) 태양열을 이용한 발전시스템
TWI360635B (ko)
CN210440172U (zh) 一种能实现全天发电的太阳能发电系统
CN207335204U (zh) 一种可调镜面聚光式太阳能锅炉
CN103321860A (zh) 一种太阳能发电装置
KR101336602B1 (ko) 태양열을 이용한 고효율의 고온 열원장치
CN105577032A (zh) 单元式太阳能全光谱利用的光电-热电-热水复合系统
KR20170085326A (ko) 태양광-열변환에 의한 온수 및 온풍 발생장치
KR20070104315A (ko) 태양광을 이용한 열전대차 발전장치
CN101796353B (zh) 聚焦太阳辐射的电子波的无线电波反射器以及使用电子波的蓄热单元
CN2884537Y (zh) 一种高性能太阳能装置
CN205425472U (zh) 光电-热电-热水一体化集成的单元式太阳能复合装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111230

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee