KR100851110B1 - 태양에너지를 이용한 전력공급장치 - Google Patents

태양에너지를 이용한 전력공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지, 전해질 공급장치, 전해질 재순환장치, 수소 재순환장치, 연료전지, 가열장치 그리고 전력제어장치를 포함하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치에 관한 것이다. 전력의 생산은 우선 전해질 공급장치를 작동시켜 전해질을 태양전지 내부로 분사함으로써 이루어진다. 전해질은 물과 광촉매의 혼합물이다. 태양 전지는 전력을 생산하기 위해 빛 또는 열을 받는다. 수증기와 수소가 발생 되며, 상기 수증기와 수소는 전해질 재순환 장치와 수소 재순환 장치를 통해 재순환이 된다. 빛 또는 열을 이용할 수 없을 때, 재순환된 수소가스는 연료 전지에 공급되어 지속적으로 전력을 생산하거나, 가열장치에 공급되어 태양전지를 가열함으로써 지속적으로 전력을 생산한다. 태양 전지와 연료 전지에 의해 생산된 전류는 최종 사용을 위한 전력사양에 따라 전력제어장치에 의해 제어된다.

Description

태양에너지를 이용한 전력공급장치{SOLAR ENERGY POWER SUPPLY SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따라 빛 또는 열이 존재하지 않는 상황에서 전력을 생산하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따라 빛 또는 열이 존재하는 상황에서 전력을 생산하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따라 수소가스에 의해 만들어진 열을 통하여 전력을 생산하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따라 저장된 수소가스를 사용하는 연료전지를 통하여 전력을 생산하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치를 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지의 일 실시예의 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양전지의 또 다른 실시예의 개략도이다.
본 발명은 태양에너지를 이용한 전력공급장치에 관한 것으로, 상세하게는 태양에너지의 열을 이용하여 자동으로 전해질을 공급하도록 해서 태양전지가 빛 또는 열에 의하여 전력을 생산할 수 있도록 하는 전력공급장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 빛 또는 열이 없는 상황에서 전력을 지속적으로 생산하기 위하여 재생된 수소를 연료전지에 공급하거나, 전력을 지속적으로 생산하기 위하여 가열장치에 의해 열을 태양전지에 공급하는 수소 재순환장치를 구비한다.
일반적으로, 종래의 태양에너지를 이용한 전력공급장치는 한 장의 유리패널 위에 다수의 솔라셀(solar cell)(두께 0.3㎜의 복수 개의 실리콘칩으로 집합을 이루어 태양전지를 이룬다)에 의해 형성되는 솔라모듈(solar module)를 구비하는 태양전지(solar battery)를 가지고 있다. 종과 횡으로 결합이 된 솔라셀의 양은 솔라모듈의 전류와 전압 값을 결정한다. 종과 횡의 연결 점 중 어느 한 점에서 결점이 생기는 경우, 전체 기능이 심각하게 영향을 받을 것이다. 제조과정 중에, 미세한 칩들은 쉽게 손상을 받는다. 또한, 솔라모듈은 대부분 태양 빛을 이용할 수 없을 때는 기능을 하지 않는다. 상기 칩들은 온도가 90-100℃보다 높은 경우는 기능을 멈춘다. 결정화된 솔라셀(crystallized solar cell)은 반드시 같은 평면상에 수광면(受光面)을 가져야 한다. 상기 수광면 상의 일부에 그늘이 지거나 가려진 경우에는, 출력이 떨어지거나 멈춘다. 또한, 큰 전력을 발생시키기 위해서는 방대한 크기의 솔라셀이 요구된다. 요구되는 효율을 얻기 위해, 상기 솔라셀이 지속적으로 태양의 방향을 응시하는 수광면을 가져야만 한다. 밤 동안 전력 공급은 태양전지에 의해 낮 동안 충전된 축전지에 저장된 전력에 의존한다. 저장된 전력의 양은 기후상황에 크게 영향을 받게 된다.
본 발명의 주요 목적은 실용성을 개선한 상시 전력공급장치(full time power supply system)인 새로운 태양에너지를 이용한 전력공급장치를 제공함으로써 종래 태양에너지를 이용한 전력공급장치의 취약점을 극복하기 위함이다.
본 발명의 태양에너지를 이용한 전력공급장치는 출원인에 의해 이전에 제안된 발명(영국 특허 제 GB2418056)의 개선된 태양전지를 포함한다. 광촉매(photo catalyst)가 전해질에 첨가되고, 투명하고 내열성 있는 절연 덮개가 양극 기판,음극 기판 그리고 전해질을 감싸기 위해 구비된다. 상기 절연 덮개는 전력 생산 강화를 위하여 빛 또는 열을 받을 수 있다.
본 발명의 태양에너지를 이용한 전력공급장치에 의해, 태양전지는 빛과 열을 이용할 수 있는 한, 24시간 전력을 생산할 수 있다. 상기 태양전지는 쉽게 제작되고 견고하며, 부분적인 그늘에 영향을 받지 않는다. 상기 태양전지는 다양한 면의 수광면을 가지고, 전력생산은 90-100℃ 이상의 온도에서 더욱 증대된다. 상기 태양전지는 종래의 솔라모듈의 취약점을 극복한다. 또한, 상기 태양전지는 더욱 종합적으로 태양에너지를 이용하여 전력을 공급하기 위해 전해질 공급장치, 전해질 재순환장치, 수소 재순환장치,연료전지,가열장치 및 전력제어장치와 결합한다.
상기한 바와 함께, 본 발명의 부가적인 목적, 특징 및 이점들이 도면을 참조하는 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 전력공급장치는 태양전지(1), 전해질 공급장치(2), 전해질 재순환장치(3), 수소 재순환장치(4), 연료전지(5), 가열장치(6) 및 전력제어장치(7)를 구비한다.
상기 태양전지(1)는, 항산화성 저 전위 전도체이거나, 항산화성이지만 물을 활성화 또는 이온화시킬 수 있는 저 전위 전도체인 양극 기판(11)과, 고전위 전도체인 음극 기판(12)과, 상기 음극 기판(12)을 감싸고 있으며 투수성 또는 삼투성이 있는 필름(13)과, 물 또는 약산과 광촉매(photo catalyst) 그리고 비광촉매(non-photo catalyst)로 이루어진 혼합물인 전해질(15)과, 상기 양극 기판(11), 상기 음극 기판(12) 및 상기 전해질(15)을 둘러싸며 다양한 방향으로부터 빛과 열을 받기 위해 투명하고 내열성 있는 물질로 만들어진 절연덮개(14)와, 하나 이상의 접속 포트(connection port)와, 상기 전해질(15)을 흡수하기 위한 수분 흡수제(16)와, 안전밸브(17)와, 영구자석(8)을 구비한다. 상기 절연덮개(14) 내부의 수소가스 또는 수증기(9)의 압력이 사전 설정된 압력보다 더 높아질 경우, 상기 안전밸브(17)가 대기로 열려 압력을 낮춘다. 상기 영구자석은(8) 물을 활성화 또는 이온화시키기 위하여 자기장을 발생한다.
상기 태양전지(1)는 전지에서 전기 전달 매개체 역할을 하는 광촉매와 비광촉매에 의해 물 또는 약산으로부터 이온들을 발생시키고, 상기 양극 기판(11)과 상기 음극 기판(12) 사이의 전위차에 의해 전지의 전력 공급원이 만들어진다. 전력이 생산되는 동안, 상기 수증기(9)가 만들어진다. 또한, 상기 수분 중 일부는 전기분해되어 수소가스와 산소가스를 생산할 수도 있다.
상기 광촉매는 빛이 존재할 때 물을 활성화 또는 이온화 시킬 수 있다. 그리고 열 공급이 있을 시, 물의 활성화 또는 이온화가 더 증대될 수 있다. 상기 광촉 매는 나노미터 크기로 형성된 TiO2, ZnO, SnO2, ZrO2, CdS 또는 ZnS 를 포함한다. 상기 비광촉매는, 빛 또는 열을 이용할 수 없는 경우 역시 전해질(15) 속의 물을 활성화 또는 이온화시킬 수 있다. 상기 비광촉매는 적외선 나노 세라믹(infrared nano ceramics), 나노 음이온 물질(nano anion material), 나노 탄소(nano carbon), 나노 은이온(nano silver ions), 나노 금이온(nano gold ions), 활성 탄소(active carbon), 나노 카본 튜브(nano carbon tubes), 산성 루트(acid root) 등을 포함한다. 상기 양극 기판(11)은 전자기파를 방출할 수 있는 전도체이거나, 적절한 비율로 비광촉매(산성 루트는 제외)를 전도성의 입자들 또는 섬유들과 혼합하여 만들어진 혼합물이 이루어질 수 있다. 물을 활성화 또는 이온화시킬 수 있고 물을 흡수성 전도체(water absorbing conductor)(예를 들면, 활성 카본 또는 섬유 같은 물질)가 상기의 양극 기판(11)으로 사용되는 경우, 상기의 양극 기판(11)은 상기 흡수제(16)를 대신할 수 있다.
전압 값은 상기 양극 기판(11)과 상기 음극 기판(12) 사이의 포텐셜 차(potential difference)와 정비례하지만, 둘 사이의 거리 차에는 반비례한다. 따라서, 상기 양극 기판(12)은 항산화 저 전위 전도체로 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 음극 기판(12)은 고 전위 전도체(예를 들면, 알루미늄, 아연, 알루미늄-아연 합금, 알루미늄-아연-리튬의 합금, 알루미늄-아연-마그네슘의 합금, 알루미늄-아연-리튬-마그네슘의 합금, 알루미늄-리튬의 합금, 알루미늄-마그네슘의 합금, 알루미늄-리튬-마그네슘의 합금, 아연-리튬의 합금, 아연-마그네슘의 합금, 아연- 리튬-마그네슘의 합금)로 만들어지는 것이 바람직하다. 상기 필름(13)은 고분자막(polymer membrane) 또는 양자교환막(proton exchange membrane) 또는 전환코팅(conversion coating) 등으로 이루어진다.
상기 전해질 공급장치(2)는 실린더(21), 피스톤(22), 액추에이터(23), 분사오리피스(4) 및 제 1 역지밸브(25)를 구비한다. 상기 액추에이터(23)는 형상기억합급 또는 바이메탈(bimetal)로 만들어지며, 열이 있는 상황에서 팽창가능 한 형상을 가진다. 상기 전해질(15)은 분사오리피스(24)를 통하여 분사된다. 상기 액추에이터(23)는 열에 의해 확장되어 상기 피스톤(22)을 밀어내고, 상기 전해질(15)이관(b)(전해질공급장치(2)를 태양전지(1)에 연결을 시키는 관)을 통해 상기 실린더(21)로부터 상기 절연덮개(14)로 송출되어, 상기 전해질(15)의 보충이 이루어진다. 다른 한편으로, 상기 액추에이터(23)는 열이 없을 시 수축되고, 상기 피스톤(22)은 관(b)을 통하여 상기 절연덮개(14)로부터 상기 실린더(21)로 전해질(15)을 회수한다.
상기 전해질 재순환 장치(3)는 냉각기(31)와 제 1 재순환관(c)을 구비한다.
상기 수소 재순환장치(4)는 용기(41), 제 2 역지밸브(42) 및 필터(43)를 구비한다. 상기 필터(43)는 수소 가스로부터 불순물을 걸러내어 수소 가스만을 통과시킨다.
상기 연료전지(5)는 제 3 역지밸브(51), 제 1 솔레노이드밸브(52) 및 제2 재순환관(e)을 구비한다.
상기 가열장치(6)는 자동점화기(61), 가스노즐(62) 및 제 2 솔레노이드밸 브(63)를 구비한다.
상기 전력제어장치(7)는 제어기(71), DC소켓(72), AC소켓(73) 및 축전지(74)를 구비한다. 상기 제어기(71)는 상기 태양전지(74)와 상기 연료전지(5)에 의해 생산된 전류를 회로(m)를 통해 상기 축전지(74)에 충전하기 위한 것이다. 또한, 상기 축전지(74)는 저장된 전력을 회로(m)를 통해 상기 제어기(71)에 전달하여, 교류 전원과 직류 전원을 AC소켓(73)과 DC소켓(72)에 공급하고, 회로(k,j 및 i)를 통해 제 1 솔레노이드밸브(52), 자동 점화기(61) 및 제 2 솔레노이드밸브(63)의 전원 ON/OFF를 제어한다. 상기 제 1 역지밸브(25), 제 2 역지밸브(42) 그리고 제 3 역지밸브(51)는 유체가 역류(逆流)함이 없이 정해진 방향(예를 들면, 도 4에서와 같이 화살표로 표시된 방향)으로 흐르도록 한다.
도 1을 참조하여, 빛 또는 열이 없는 상황에서 본 발명의 태양에너지를 이용한 전력 공급장치의 전력 생산 과정에 관해서 설명한다.
상기 액추에이터(23)가 수축하고, 상기 흡수제(16)는 상기 전해질(15)을 흡수하며, 상기 영구 자석(8)과 전해질(15) 속의 무광촉매는 상기 전해질 속의 물을 활성화 또는 이온화 시켜 이온들을 발생시킨다. 상기 양극 기판(11)과 음극 기판(12) 사이에서 전위차가 발생하고, 전류가 회로(g)를 통해 제어기(71)에 전달되며, 회로(m)를 통해 상기 축전기(74)를 충전시킨다. 한편 수소가스와 수증기(9)가 생성되어 관(a)(전해질 재순환장치(3)와 태양전지(1)를 연결하는 관)을 통해 상기 냉각기(31)에 보내진다. 상기 수증기는 냉각되고 응축되며, 액화된 물은 상기 제 1 재순환관(c)을 통해 상기 절연덮개(14)에 보내진다. 상기 수소가스는 관(d)(수소 재순환 장치(4)와 전해질 재순환 장치(3)를 연결하는 관)을 통해 상기 용기(41)에 보내진다.
도 2를 참조하여, 태양광 또는 열을 받는 상황에서 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 전력공급 장치의 전력 생산 과정에 관해서 설명한다.
상기 액추에이터(23)는 열에 의해 팽창되어 피스톤(22)을 밀고, 전해질(15)은 관(b)를 통해 실린더(21)로부터 절연 용기(14)(즉, 태양전지(1))로 보내진다. 상기 영구 자석(8)과 상기 전해질(15) 속의 광촉매 및 비광촉매는 신속하게 상기 전해질(15) 속의 물을 활성화 또는 이온화 시켜 이온들을 만든다. 상기 양극 기판(11)과 상기 음극 기판(12) 사이에 전위차가 발생하고, 전류가 회로(g)를 통해 상기 제어기(71)에 전달되며 회로(m)를 통해 상기 축전기(74)를 충전시킨다. 한편 수소가스와 수증기(9)가 생성되고, 관(a)을 통해 냉각기(31)에 보내진다. 상기 수증기는 냉각되고 응축되어 액화되고 상기 제 1 재순환관(c)을 통해 상기 절연덮개(14)에 보내진다. 상기 전해질(15)은 열이 주어질 때 팽창되고, 상기 관(a)을 통해 상기 냉각기(31)로 넘쳐 흐르게 되며, 상기 제 1 재순환관(c)을 통해 절연 용기(14)로 보내진다. 상기 수소가스는 관(d)을 통해 용기(41)로 보내진다.
도 3을 참조하여, 빛 또는 열이 없는 상황에서 저장된 수소가스를 사용하여 생성된 열에 의하여 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 전력공급 장치의 전력 생산 과정에 관해서 설명한다.
상기 축전지(74)는 저장된 전력을 회로(m)를 통해 제어기(71)에 전달한다. 상기 제어기(71)는 회로(i)를 통해 제 2 솔레노이드밸브(63)를 작동시킨다. 상기 수소 가스는 관(f)(수소 재순환 장치(4)와 가열장치(6)를 연결하는 관)을 통해 상기 용기(41)로부터 상기 가스노즐(62)로 보내진다. 상기 제어기(71)는 자동점화기(61)를 작동시켜 상기 수소가스를 연소함으로써 상기 태양전지(1)와 상기 전해질 공급 장치(2)를 위한 열을 제공한다. 상기 액추에이터(23)는 열에 의해 팽창하여 상기 피스톤(22)을 밀어고, 상기 전해질(15)은 관(b)을 통해 상기 실린더(21)로부터 상기 절연 덮개(14)에 보내진다. 상기 영구 자석(8)과 상기 전해질(15) 속의 광촉매와 비광촉매는 신속하게 상기 전해질(15) 속의 물을 활성화 또는 이온화 시켜 이온들을 만든다. 상기 양극 기판(11)과 상기 음극 기판(12) 사이에 전위차가 발생하고, 전류가 회로(g)를 통해 상기 제어기(71)에 전달되며 회로(m)를 통해 상기 축전기(74)를 충전시킨다. 한편 수소가스와 수증기(9)가 생성되고, 관(a)을 통해 상기 냉각기(31)에 보내진다. 상기 수증기는 냉각되고 응축되어 액화되고 제 1 재순환관(c)을 통해 절연 덮개(14)로 보내진다. 상기 전해질(15)은 열이 주어질 때 팽창하고, 관(a)을 통해 냉각기(31)로 넘쳐 흐르며, 상기 제 1 재순환관(c)을 통해 상기 절연덮개(14)로 보내진다. 상기 수소가스는 관(d)을 통해 상기 용기(41)로 보내진다.
도 4를 참조하여, 빛 또는 열이 없는 상황에서 저장된 수소가스를 사용하여 연료전지(5)를 통해 본 발명의 태양에너지를 이용한 전력공급 장치에서 전력을 생산하는 과정에 관해서 설명한다.
상기 액추에이터(23)는 수축하고, 상기 축전지(74)는 회로(m)를 통해 저장된 전력을 상기 제어기(71)에 전달한다. 상기 제어기(71)는 회로(k)를 통해 상기 제1 솔레노이드밸브(52)를 작동시킨다. 상기 수소가스는 관(f)(연료전지(5)와 수소 재순환 장치(4)를 연결하는 관)을 통해 상기 용기(41)으로부터 상기 연료전지(5)로 보내진다. 상기 연료전지(5)는 전류를 발생시켜 회로(h)를 통해 전달한다. 생성된 물 또는 수증기는 제 2 재순환관(e)을 통해 상기 냉각기에 보내진다. 냉각 후, 물은 상기 제 1 재순환관(c)을 통해 상기 절연 덮개(14)로 보내진다.
도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 태양전지의 실시예에 관해서 설명한다. 이 실시예에서 태양전지(1a)는 덮개(shell)역할을 하는 양극 기판(11a)를 가진다는 점에서 도 1에서 보인 태양전지(1)와는 다르다.
상기 태양전지(1a)는, 항산화성이 있는 저 전위 전도체 또는 항산화성이 있지만, 물을 활성화 또는 이온화 시킬 수 있는 저 전위 전도체인 양극 기판(11a)과, 고 전위 전도체인 음극 기판(12)과, 투수성 또는 삼투성 있는 층이 상기 음극 기판(12)을 감싸고 있는 필름(13)과, 상기 음극 기판(12)과 전해질(15)을 둘러싸는 상기 양극 기판(11a)이면서 하나 이상의 접속 포트를 가지는 덮개(shell)와, 상기 양극 기판(11a)과 상기 음극 기판(12) 간의 단락(short circuit)방지를 위한 연결면에 위치한 절연부재(14b)와, 물 또는 약산과 광촉매 그리고 비광촉매로 구성된 혼합물인 전해질(15)과, 상기 양극 기판(11a) 안의 수소 가스와 수증기(9)의 압력이 사전 설정된 압력보다 높을 때 압력을 낮추기 위해 자동으로 대기를 향해 열리는 안전밸브(17)와, 물을 활성화 또는 이온화 시키기 위한 자기장 발생을 위한 영구 자석(8)을 구비한다.
도 6은 본 발명의 태양전지의 또 다른 실시예를 보여준다. 이 실시예에서의 태양전지(1b)는 상기 양극 기판(11a)과 상기 음극 기판(12)의 필름(13) 사이에 흡수체(16)을 부가하였다는 점에서, 도 5에 도시된 상기 태양전지(1a)와 다른데, 상기 양극 기판(11a)은 덮개역할을 하는 전도성 덮개(14a)에 의해 덮혀 있다.
상기 태양전지(1)는 빛 또는 열을 받을 때 전력생산은 증가한다. 그러나, 상기 태양전지(1a 와 1b)는 열이 공급될 때에만 전력생산이 증가한다.
상기한 실시예들에서 상기 필름(13)은 물의 활성화 또는 이온화 효율을 높이기 위하여 첨가물(나노 단위의 광촉매 또는 나노 단위의 비광촉매)을 더 포함한다.
본 발명의 태양에너지를 이용한 전력 공급 장치는 빛 또는 열을 입수할 수 있는 경우이든 또는 입수할 수 없는 경우이든 전력을 생산할 수 있다.실제에서 태양 에너지를 이용한 전력 공급 장치는 제품 크기,가격, 이용 등에 따라 다양한 결합을 형성하기 위해 조립될 수 있다. 작동원리는 동일하다.

Claims (17)

  1. 태양전지;
    전해질 공급을 위한 전해질 공급장치;
    냉각기와 제 1 재순환관을 구비한 전해질 재순환장치;
    용기, 제 2 역지밸브 및 필터를 구비한 수소 재순환장치;
    제 3 역지밸브, 제 1 솔레노이드밸브 및 제 2 재순환관을 구비한 연료전지;
    자동점화기, 가스노즐 및 제 2 솔레노이드밸브를 구비한 가열장치;
    제어기, 축전지, DC소켓 및 AC소켓을 구비하며, 상기 제어기는 상기 태양전지와 상기 연료전지에 의해 생성된 전류를 회로를 통해 상기 축전지에 충전시키며, 상기 축전지는 저장된 전력을 교류전원과 직류전원을 상기 AC소켓(73)과 상기 DC소켓(72)에 공급하기 위하여 회로를 통해 상기 제어기에 전달하며, 상기 제어기는 세 개의 서로 다른 회로를 통해 상기 제 1 및 제 2의 솔레노이드밸브, 상기 자동 점화기 및 전원 ON/OFF를 제어하는 전력제어장치; 및
    상기 전해질 공급장치와 상기 태양전지, 상기 전해질 재순환장치와 상기 태양전지, 상기 수소 재순환장치와 상기 전해질 재순환장치 및 상기 연료 전지, 상기 수소 재순환장치와 상기 가열장치를 각각 연결하는 4개 세트 이상의 관을 포함하며,
    전력생산은 우선 상기 전해질이 관을 통해 상기 전해질 공급장치로부터 상기 태양전지로 분사되고, 빛 또는 열을 받은 상기 태양전지는 전력을 생산하면서 수증기와 수소가스를 만들며, 상기 수증기는 관을 통해 상기 전해질 재순환장치로 보내져 상기 냉각기에 의해 냉각되어 액상의 물이 되고, 상기 전해질 재순환장치의 제 1 재순환관을 통해 상기 태양전지로 보내져 재순환 및 재사용되며, 상기 수소가스는 관을 통해 상기 수소 재순환장치로 보내짐으로써 재순환이 이루어지고; 빛 또는 열을 이용할 수 없는 경우, 열을 생성하여 상기 태양전지를 가열함으로써 전력을 지속적으로 생산하도록 상기 재순환된 수소가스는 관을 통해 상기 연료전지 또는 상기 가열장치 둘 중에 하나로 선택적으로 전달되며, 상기 태양전지와 연료전지에 의해 생성된 전류는 최종 사용을 위한 전력사양에 따라 상기 전력제어장치에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력 공급 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양전지는,
    항산화성의 제 1 전도체 또는 항산화성이 있지만 물을 활성화 또는 이온화 시킬 수 있는 제 1 전도체인 양극 기판;
    제 2 전도체인 음극 기판;
    상기 음극 기판을 덮고 있는 다공성 필름;
    물 또는 약산 중 어느 하나와 빛 또는 열을 받았을 때 물을 활성화 또는 이온화 시키는 광촉매의 화합물인 전해질; 및
    빛과 열을 여러 방향에서 받으며, 상기 양극 기판, 상기 음극 기판 및 상기 전해질을 덮기 위해 투명하고 내열성 있는 재료로 만들어진 용기이면서 하나 이상의 접속 포트를 가지는 절연 덮개를 포함하며,
    상기 제 2 전도체는 상기 제 1 전도체보다 높은 전위를 가지는 것이고,
    상기 태양전지 내의 물 또는 약산 중 어느 하나가, 전지에서 전기 전달 매개체 역할을 하는 광촉매에 의해 이온들을 발생시키며, 전력 공급원이 되는 상기 양극 기판과 상기 음극 기판 사이의 전위차를 만들어내는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력 공급 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양전지는,
    항산화성 제 1 전도체 또는 항산화성이지만 물을 활성화 또는 이온화 시킬 수 있는 제 1 전도체인 양극 기판;
    제 2 전도체인 음극 기판;
    상기 음극 기판을 덮고 있는 다공성 필름; 및
    물 또는 약산 중 하나와 열을 받았을 때 물을 활성화 또는 이온화 시키는 광촉매의 혼합물인 전해질을 포함하며,
    상기 제 2 전도체는 상기 제 1 전도체보다 높은 전위를 가지는 것이고,
    상기 양극 기판은, 상기 음극 기판과 상기 전해질을 덮는 덮개 역할을 하고, 하나 이상의 접속 포트를 가지며, 상기 음극 기판과 단락을 방지하기 위하여 그 위에 절연 부재가 배치된 연결 면에 의해 차단되고, 상기 태양전지 내의 물 또는 약산 중 어느 하나가 전지에서 전기 전달 매개체 역할을 하는 광촉매에 의해 이온들을 발생시키며, 전력 공급원이 되는 상기 양극 기판과 상기 음극 기판 사이의 전위차를 만들어내는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 양극 기판은 원하는 비율에 따라 전자기파를 방출할 수 있는 전도성 입자들과 섬유들을 적외선 나노 세라믹, 나노 음이온 물질, 나노 탄소, 나노 탄소 튜브, 나노 은 이온,나노 금 이온 및 활성 탄소 및 그것들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 물질과 혼합함으로써 형성된 혼합물인 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 양극 기판은 활성 탄소 또는 활성 탄소 섬유 중 하나로 만들어지고,
    상기 음극 기판은 알루미늄, 아연, 알루미늄-아연 합금, 알루미늄-아연-리튬의 합금, 알루미늄-아연-마그네슘의 합금, 알루미늄-아연-리튬-마그네슘의 합금, 알루미늄-리튬의 합금, 알루미늄-마그네슘의 합금, 알루미늄-리튬-마그네슘의 합금, 아연-리튬의 합금, 아연-마그네슘의 합금, 아연-리튬-마그네슘의 합금으로 구성된 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 필름은 삼투막인 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 필름은 양자 교환막인 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 광촉매는 나노미터 단위로 형성된 TiO2,ZnO,SnO2,ZrO2,CdS 또는 ZnS를 포함하는 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양전지는 빛 또는 열이 없는 상황에서 물을 활성화 또는 이온화 시킬 수 있는 비광촉매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 비광촉매는 적외선 나노 세라믹, 나노 음이온 물질, 나노 탄소, 나노 탄소 튜브, 나노 은 이온, 나노 금 이온, 활성 탄소 및 산성 루트에 의해 구성 된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급 장치.
  11. 제 2 항에 있어서,
    태양전지는 물을 활성화 또는 이온화시키는 자기장을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 태양전지는 상기 양극 기판과 상기 음극 기판 사이에 위치한 흡수제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  13. 제 3 항에 있어서,
    태양전지는 상기 양극 기판과 상기 필름 사이에 흡수제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  14. 제 2 항에 있어서,
    상기 필름은 중합체 또는 전환 코팅에 의해 만들어지는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해질 공급 장치는 실린더, 피스톤, 액추에이터, 분사오리피스 및 제 1 역지밸브를 구비하며, 상기 액추에이터는 형상 기억 합금 또는 바이메탈로 만들어지고 열이 있는 경우 팽창할 수 있는 형태를 가지며, 상기 액추에이터는 열에 의 해 작동되어 관을 통해 전해질을 상기 태양전지로 분사시키는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  16. 제 3 항에 있어서,
    상기 태양전지는 상기 양극 기판을 덮는 전도성의 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
  17. 제 2 항에 있어서,
    상기 필름은 물의 활성화 또는 이온화 효율을 증대시키는 나노 단위의 광촉매 또는 나노 단위의 비광촉매로 구성된 그룹으로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 전력공급장치.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100806168B1 (ko) * 2007-02-12 2008-02-21 재단법인서울대학교산학협력재단 태양 전지의 기전력을 이용한 광촉매 물 분해 수소에너지제조방법
KR100927185B1 (ko) * 2007-11-07 2009-11-18 재단법인서울대학교산학협력재단 태양 전지의 기전력을 이용한 광촉매 유기 오염물질 분해방법 및 이를 이용한 오염물질 분해 시스템.
US8349174B2 (en) * 2008-07-23 2013-01-08 Baxter International Inc. Portable power dialysis machine
US8283555B2 (en) * 2008-07-30 2012-10-09 Solaris Synergy Ltd. Photovoltaic solar power generation system with sealed evaporative cooling
CN101728977A (zh) * 2008-11-03 2010-06-09 邱聪智 循环使用光能与电能的能量管理方法
MD265Z (ro) * 2009-09-28 2011-03-31 Юрий САИНСУС Instalaţie fototermoelectrică
WO2011097724A1 (en) * 2010-02-09 2011-08-18 The University Of Western Ontario Hybrid solar energy conversion system with photocatalytic disinfectant layer
CN101867327B (zh) * 2010-06-12 2013-04-17 大连宏源照明节能工程有限公司 太阳能热电联产装置
CN102497000A (zh) * 2011-12-26 2012-06-13 上海理工大学 太阳能光伏-氢储能发电系统
JP2013222661A (ja) * 2012-04-18 2013-10-28 Toshiba Corp 光発電システムおよび蓄電装置
TWI497003B (zh) * 2013-03-18 2015-08-21 Univ Nan Kai Technology 燃料電池之氫氣回收釋放裝置
RU2548154C2 (ru) * 2013-06-10 2015-04-20 Владимир Борисович Лавров Мобильная солнечная электростанция
RU2548155C2 (ru) * 2013-06-10 2015-04-20 Владимир Борисович Лавров Переносная солнечная электростанция
CN106783190B (zh) * 2016-12-30 2018-06-19 上海英凡环保科技有限公司 一种循环电解液型染料敏化太阳能电池装置
RU177781U1 (ru) * 2017-06-14 2018-03-12 Сико Соломонович Галаванишвили Солнечная батарея
CN112443477B (zh) * 2020-11-26 2022-08-23 安徽信息工程学院 孤岛空气储能系统
CN112635798B (zh) * 2020-12-24 2022-03-22 郑州佛光发电设备有限公司 利用自消氢方式加热金属空气电池电解液的系统及方法
CN114335634B (zh) * 2021-12-28 2023-09-22 中南大学 一种光照析氢水系电池及其制备方法和应用
CN114353365B (zh) * 2022-01-06 2023-12-19 福州大学 一种太阳能驱动的分布式能源系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004171973A (ja) 2002-11-21 2004-06-17 Toyota Industries Corp 燃料電池発電システム

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB241243A (en) * 1924-04-17 1925-10-19 Albert Gillis Von Baumhauer Improvements relating to the construction of flying machines particularly helicopters
US3444070A (en) * 1958-11-10 1969-05-13 Anocut Eng Co Electrolytic shaping apparatus
US3070703A (en) * 1960-04-07 1962-12-25 United Aircraft Corp Solar energy powerplant
US3769088A (en) * 1968-08-12 1973-10-30 Gulton Ind Inc Rechargeable batteries and charge control circuit therefore
US4341607A (en) * 1980-12-08 1982-07-27 E:F Technology, Inc. Solar power system requiring no active control device
JPS5864441A (ja) * 1981-10-15 1983-04-16 Haihotsuto Kk 太陽熱瞬間湯沸器
US4800138A (en) * 1987-04-16 1989-01-24 International Fuel Cells Corporation Separation of gaseous hydrogen from a water-hydrogen mixture in a fuel cell power system operating in a weightless environment
US4830678A (en) * 1987-06-01 1989-05-16 Todorof William J Liquid-cooled sealed enclosure for concentrator solar cell and secondary lens
US4896507A (en) * 1988-11-28 1990-01-30 Sundstrand Corporation Solar power system
US6096969A (en) * 1994-11-22 2000-08-01 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus adapted to use solar battery
US6127054A (en) * 1995-05-30 2000-10-03 Agency Of Industrial Science And Technology Method of and apparatus for power generation
US6194099B1 (en) * 1997-12-19 2001-02-27 Moltech Corporation Electrochemical cells with carbon nanofibers and electroactive sulfur compounds
AU2265301A (en) * 1999-12-17 2001-06-25 Ohio State University, The Heat engine
JP2002299675A (ja) * 2001-04-02 2002-10-11 Akinori Ito 太陽電池
JP2003109630A (ja) * 2001-09-27 2003-04-11 Equos Research Co Ltd 燃料電池システム
US20030090233A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-15 Browe David S. Renewable stored energy power generating apparatus
JP2005523568A (ja) * 2002-04-22 2005-08-04 プロトン　エネルギー　システムズ，インク． モジュール電源を供給する方法および装置
TW553500U (en) * 2002-04-24 2003-09-11 Asia Pacific Fuel Cell Tech Liquid cooling type fuel battery device
US7118836B2 (en) * 2002-08-22 2006-10-10 Agfa Gevaert Process for preparing a substantially transparent conductive layer configuration
US20050074646A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-07 Kaushik Rajashekara Apparatus and method for solid oxide fuel cell and thermo photovoltaic converter based power generation system
US7459064B2 (en) * 2003-11-24 2008-12-02 Hamilton Sundstrand Corporation Solar electrolysis power source
US20050227135A1 (en) * 2004-04-12 2005-10-13 Elena Chalkova Composite membrane for fuel cell and fuel cells incorporating said membranes
US20060088739A1 (en) * 2004-10-26 2006-04-27 Energy Conversion Devices, Inc. Power generation and supply system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004171973A (ja) 2002-11-21 2004-06-17 Toyota Industries Corp 燃料電池発電システム

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TWI334236B (en) 2010-12-01
GB2434247A (en) 2007-07-18
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CA2573698C (en) 2010-04-13
CA2573698A1 (en) 2007-07-17
AU2007200124A1 (en) 2007-08-02
ZA200700366B (en) 2008-09-25
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JP2007195397A (ja) 2007-08-02
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ITBA20070004A1 (it) 2007-07-18
GB0700910D0 (en) 2007-02-28
US20070166573A1 (en) 2007-07-19
US7867641B2 (en) 2011-01-11
RU2346356C2 (ru) 2009-02-10
GB2434247B (en) 2008-03-19
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ES2323613B2 (es) 2010-03-01
ES2323613A1 (es) 2009-07-21

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