KR100904249B1 - 태양열을 이용한 집열 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양열을 집열시켜 온수 또는 난방용수 등 열에너지(Energy)로 사용하기 위해 태양열을 이용한 집열 시스템에 관한 것이다.
태양의 위치를 감지하기 위해 프레임(Frame)의 구조물에 구비된 고정반사체 또는 가변반사체를 통해 상기 태양으로부터 발산(發散)된 태양열을 집열기에 구비된 이중진공관의 표면에 집열시켜 주기 위한 집열판의 어느 한 부위에 가설(加設)된 광센서부; 상기 광센서부에서 감지된 감지신호를 공급받아 상기 집열판을 상기 태양을 향해 추적시키기 위한 위치감지 및 추적부; 상기 위치감지 및 추적부에 의해 상기 집열판이 상기 태양을 추적하여, 상기 집열판으로부터 태양열의 집열에 의해 집열기의 저장수조에 저장된 유체가 온도감지센서에서 일정한 온도 이상으로 감지되면 순환펌프가 가동(稼動)되어 유체유출구로 유출된 상기 유체가 이송용 유체파이프를 통해 공급되는 열교환기; 상기 열교환기에서 용수(用水)와 열교환이 이루어진 상기 유체가 이송용 유체파이프를 통해 공급되어 저장되는 유체저장탱크(Tank); 상기 유체저장탱크에서 이송용 유체파이프를 통해 유체유입구로 유입된 상기 유체를 분배용 유체파이프를 통해 상기 이중진공관에 구비된 다수개의 유체관으로 각각 분배시켜 주기 위한 상기 집열기에 구비된 분배수조; 를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
태양열, 집열판, 집열기, 고정반사체, 가변반사체, 광센서부, 위치감지 및 추적부

Description

태양열을 이용한 집열 시스템{SOLAR COLLECTING SYSTEM}
본 발명은 태양열을 집열시켜 온수 또는 난방용수 등 열에너지(Energy)로 사용하기 위한 것에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 태양의 위치변화를 감지하는 위치감지 및 추적부에 의해 집열판이 상기 태양을 추적하여, 상기 집열판으로부터 태양열의 집열에 의해 집열기의 저장수조에 저장된 유체가 온도감지센서에서 일정한 온도 이상으로 감지되면, 순환펌프가 가동(稼動)되어 유체유출구로 유출된 상기 유체가 열교환기에서 용수와 열교환이 이루어질 수 있도록 한 태양열을 이용한 집열 시스템에 관한 것이다.
최근들어서 전세계는 한정된 전기 및 가스, 석유 자원에만 의존해 온 영향으로 인해 원유가가 급등하고 있는 반면에 인류가 대부분 석유 에너지(Energy)의 사용에 따른 온실가스의 증가 등으로 환경오염 문제가 심각하게 제기되고 있다.
이에 따라, 환경적인 공해가 발생되지 않고 친환경 차원에서 무한정으로 사용할 수 있는 태양열을 비롯하여 풍력, 조력 등 자연을 이용한 대체 에너지의 개발에 대한 관심이 집중되고 있으며, 그 중에서도 특히 태양열을 이용하여 가정 및 산업체에 사용되는 온수 또는 난방용수에 필요한 열에너지를 생산하기 위한 장치의 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 태양의 위치변화를 감지하는 위치감지 및 추적부에 의해 집열판이 상기 태양을 추적하여, 상기 집열판으로부터 태양열의 집열에 의해 집열기의 저장수조에 저장된 유체가 온도감지센서에서 일정한 온도 이상으로 감지되면, 순환펌프가 가동(稼動)되어 유체유출구로 유출된 상기 유체가 열교환기에서 용수와 열교환이 되어 온수 또는 난방용수 등 열에너지(Energy)로 사용할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로는 태양의 위치를 감지하기 위해 프레임(Frame)의 구조물에 구비된 고정반사체 또는 가변반사체를 통해 상기 태양으로부터 발산(發散)된 태양열을 집열기에 구비된 이중진공관의 표면에 집열시켜 주기 위한 집열판의 어느 한 부위에 가설(加設)된 광센서부가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 광센서부에서 감지된 감지신호를 공급받아 상기 집열판을 태양을 향해 추적시키기 위한 위치감지 및 추적부가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 위치감지 및 추적부에 의해 집열판이 상기 태양을 추적하여, 상기 집열판으로부터 태양열의 집열에 의해 집열기의 저장수조에 저장된 유체가 온도감지센서에서 일정한 온도 이상으로 감지되면 순환펌프가 가동(稼動)되어 유체유출구로 유출된 상기 유체가 이송용 유체파이프를 통해 공급되는 열교환기가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 열교환기에서 용수(用水)와 열교환이 이루어진 상기 유체가 이송용 유체파이프를 통해 공급되어 저장되는 유체저장탱크(Tank)가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 유체저장탱크에서 이송용 유체파이프를 통해 유체유입구로 유입된 상기 유체를 분배용 유체파이프를 통해 상기 이중진공관에 구비된 다수 개의 유체관으로 각각 분배시켜 주기 위한 상기 집열기에 구비된 분배수조를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단으로는 집열판에 구비된 다수 개의 제1보조프레임 및 제2보조프레임이 격자(格子) 형태로 연결되어 형성된 구조물이 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 구조물에 구비된 고정반사체 또는 가변반사체를 통해 태양으로부터 발산(發散)된 태양열을 집열기에 구비된 이중진공관의 표면에 집열시켜 주기 위한 집열판이 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 집열판으로부터 태양열의 집열에 의해 집열기의 저장수조에 저장된 유체가 온도감지센서에서 일정한 온도 이상으로 감지되면 순환펌프가 가동(稼動)되어 유체유출구로 유출된 상기 유체가 이송용 유체파이프를 통해 공급되는 열교환기가 구성된 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 열교환기에서 용수(用水)와 열교환이 이루어진 상기 유체가 이송용 유체파이프를 통해 공급되어 저장되는 유체저장탱크(Tank)가 구성된 것을 그 특 징으로 한다.
또한, 상기 유체저장탱크에서 이송용 유체파이프를 통해 유체유입구로 유입된 상기 유체를 분배용 유체파이프를 통해 상기 이중진공관에 구비된 다수 개의 유체관으로 각각 분배시켜 주기 위한 상기 집열기에 구비된 분배수조를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명이 해결하고자 하는 과제 및 해결수단들은 첨부한 도면에 나타난 다양한 실시 예들의 상세한 설명을 통해서 보다 더 명백하여 질 것이다.
이와 같이 본 발명의 태양열을 이용한 집열 시스템은 첫째, 본 발명의 집열판을 강한 맞바람으로부터 손상되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써, 바람이 강하게 부는 날씨에도 태양열의 집열을 효율적으로 할 수 있는 효과를 제공한다.
둘째, 본 발명은 광센서부를 통해 태양으로부터 발산(發散)되는 빛의 세기가 강한 날씨, 또는 조사(照射)되는 빛의 양이 많는 조도(照度)범위에서도 태양의 위치변화를 감지하기 위한 감도를 한층 더 높여 줄 수 있기 때문에 태양광 전력을 생산하는 솔라판 또는 태양열을 생산하는 집열판이 태양의 위치추적을 보다 용이하게 할 수 있는 효과를 제공한다.
셋째, 본 발명의 집열기를 이용하여 태양으로부터 발산(發散)되는 태양열의 집열을 보다 효율적으로 할 수 있기 때문에 가정 및 산업체에서 열에너지의 절감 뿐만 아니라, 공해 발생이 없는 친환경차원에서 매우 유익한 효과를 제공한다.
본 발명의 구체적인 실시사례를 설명함에 있어서, 본 발명의 도면에 의해 도시되어 있고, 이에 따른 구성과 동작들은 적어도 하나의 일실시 사례로서 설명되어 지는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심적인 구성 및 동작들이 제한받지는 않아야 할 것이다.
참고할 사항으로, 본 발명에서 설명되어 지는 각 도면에 부호를 표기함에 있어서, 동일한 구성요소는 비록 다른 도면에 표기되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여하였음에 특히 유의하여야 할 것이다.
이하, 본 발명의 태양열을 이용한 집열 시스템에 대해서 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 태양열을 집열시키기 위한 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 일실시사례 도면이다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단으로 본 시스템의 전체적인 구성에 대해서 개략적으로 살펴보면, 태양(900)으로부터 발산(發散)되는 태양열을 집열시키기 위한 집열판(1000)을 비롯하여 상기 태양(900)의 위치를 감지하는 광센서부(2000)(2000-1), 상기 광센서부(2000)(2000-1)의 감지신호를 공급받아 상기 집열판(1000)이 태양(900)의 위치를 감지하여 추적하는 위치감지 및 추적부(3000), 상기 집열판(1000)에서 집열된 태양열에 의한 유체(4280)의 온도를 상승시켜 주는 집열기(4000), 상기 집열기(4000)로 부터 유출된 유체(4280)가 용수(用水)(510)와 서로 열교환이 이루어지는 열교환기(500), 상기 열교환된 유체(4280)가 저장되는 유체저장탱크(Tank)(600) 및 상기 유체(4280)를 이송용 유체파이프(Pipe)(711)(721)(731)(741) 및 분배용 유체파이프(Pipe)(4272)를 통해 순환시켜 주기 위한 순환펌프(Pump)(700)를 포함하여 이루어진다.
다음은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단들의 일실시사례에 대한 구성 및 동작을 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
태양(900)의 위치를 감지하기 위해 프레임(Frame)(1110)의 구조물(1113)에 구비된 고정반사체(1300) 또는 가변반사체(1400)를 통해 상기 태양(900)으로부터 발산(發散)된 태양열을 집열기(4000)에 구비된 이중진공관(4230)의 표면에 집열시켜 주기 위한 집열판(1000)의 어느 한 부위에 가설(加設)된 광센서부(2000)(2000-1)가 구성된다.
또한, 상기 광센서부(2000)(2000-1)에서 감지된 감지신호를 공급받아 상기 집열판(1000)을 상기 태양(900)을 향해 추적시키기 위한 위치감지 및 추적부(3000)가 구성된다.
또한, 상기 위치감지 및 추적부(3000)에 의해 상기 집열판(1000)이 상기 태양(900)을 추적하여, 상기 집열판(1000)으로부터 태양열의 집열에 의해 집열기(4000)의 저장수조(4220)에 저장된 유체(4280)가 온도감지센서(4266)에서 일정한 온도 이상으로 감지되면 순환펌프(700)가 가동(稼動)되어 유체유출구(4264)로 유출된 상기 유체(4280)가 이송용 유체파이프(711)를 통해 공급되는 열교환기(500)가 구성된다.
또한, 상기 열교환기(500)에서 용수(用水)(510)와 열교환이 이루어진 상기 유체(4280)가 이송용 유체파이프(721)를 통해 공급되어 저장되는 유체저장탱 크(Tank)(600)가 구성된다.
또한, 상기 유체저장탱크(600)에서 이송용 유체파이프(731)(741)를 통해 유체유입구(4262)로 유입된 상기 유체(4280)를 분배용 유체파이프(4272)를 통해 상기 이중진공관(4230)에 구비된 다수 개의 유체관(4232)으로 각각 분배시켜 주기 위한 상기 집열기(4000)에 구비된 분배수조(4270)를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
다음은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 또 다른 수단들의 일실시사례에 대한 구성 및 동작을 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
집열판(1000)에 구비된 프레임(1110)에는 다수개의 가로 방향으로 형성된 제1보조프레임(1111) 및 세로 방향으로 형성된 제2보조프레임(1112)이 격자(格子) 형태로 연결되어 형성된 다수개의 구조물(1113)이 구성된다.
또한, 상기 구조물(1113)에 구비된 고정반사체(1300) 또는 가변반사체(1400)를 통해 태양(900)으로부터 발산(發散)된 태양열을 집열기(4000)에 구비된 이중진공관(4230)의 표면에 집열시켜 주기 위한 집열판(1000)이 구성된다.
또한, 상기 집열판(1000)으로부터 태양열의 집열에 의해 상기 집열기(4000)의 저장수조(4220)에 저장된 유체(4280)가 온도감지센서(4266)에서 일정한 온도 이상으로 감지되면 순환펌프(700)가 가동(稼動)되어 유체유출구(4264)로 유출된 상기 유체(4280)가 이송용 유체파이프(711)를 통해 공급되는 열교환기(500)가 구성된다.
또한, 상기 열교환기(500)에서 용수(用水)(510)와 열교환이 이루어진 상기 유체(4280)가 이송용 유체파이프(721)를 통해 공급되어 저장되는 유체저장탱 크(Tank)(600)가 구성된다.
또한, 상기 유체저장탱크(600)에서 이송용 유체파이프(731)(741)를 통해 유체유입구(4262)로 유입된 상기 유체(4280)를 분배용 유체파이프(4272)를 통해 상기 이중진공관(4230)에 구비된 다수 개의 유체관(4232)으로 각각 분배시켜 주기 위한 상기 집열기(4000)에 구비된 분배수조(4270)를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
다음은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단들의 상기 언급한 일실시사례들에 있어서 공통적으로 적용되는 구성 및 동작에 대해서 첨부된 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명에 있어서 집열판(1000)의 구성에 대해 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
상기 집열판(1000)에는 프레임(Frame)(1110)이 구비되고, 상기 프레임(1110)의 중심부위에 구비된 고정축(1140)에 체결봉(4240)을 끼워서 집열기(4000)를 고정시켜 설치가 이루어진다.
그리고, 상기 집열판(1000)은 프레임(1110)에 제1지지부(1510) 및 제2지지부(1520)로 구성된 지지부(1500)가 별도의 고정수단 및 용접 등에 의해 연결 및 고정되고, 상기 제2지지부(1520)에 앵커(Anchor)볼트(Bolt) 등과 같은 고정부재(1641)를 사용하여 건물의 옥상이나, 지면 등의 바닥면(1700)에 견고하게 고정시켜 줌으로써 설치가 이루어진다.
여기서, 상기 프레임(1110) 및 지지부(1500)는 상기 집열판(1000)이 강한 맞 바람에 의해 파손되지 않도록 충분한 강도가 요구되며, 이는 금속물질 또는 이와 동등 이상의 강도를 지닌 재질로 이루어지는 것이 바람직할 것이다.
한편, 상기 구조물(1113) 사이에 가로 및 세로 방향으로는 일정한 간격을 유지하는 틈새부(1421)(1422)를 가지고 체결축(1430)을 통해 상기 제1보조프레임(1111)에 설치되어, 상기 체결축(1430)을 중심으로 하여 전면 또는 후면 방향으로 개구부측(1423)이 강한 바람에 의해 오픈(Open) 제어되도록 설치된 가변반사체(1400)가 구성된다.
그리고, 상기 가변반사체(1400)가 오픈(Open)되는 밸런스(Balance) 제어를 위해 자체 탄성력을 가지며, 상기 가변반사체(1400)의 후면부위에 접하여 고정편(1453)을 별도의 고정나사 또는 리벳(Rivet) 등과 같은 고정부재(1631)를 통해 상기 제1보조프레임(1111)에 설치되는 제어편(1450)을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 집열판(1000)은 태양(900)으로부터 발산(發散)되는 태양열을 상기 집열판(1000)의 구조물(1113)에 설치된 고정반사체(1300) 및 가변반사체(1400)의 전면부위에 구비된 반사면(1311)(1411)를 통해서 집열하게 되고, 이어서 상기 반사면(1311)(1411)에서 집열된 태양열을 프레임(1110)의 중심부위에 구비된 고정축(1140)에 고정시켜서 설치된 집열기(4000)에 초점이 맞추어지도록 반사시켜 줌으로써 태양열에 대한 집열동작이 이루어지게 되는 것이다.
이때, 상기 고정반사체(1300)는 프레임(1110)의 중심부위 또는 가장자리부위에 설치되거나, 또는 상기 프레임(1110) 내(內)에서 십자(+)형상, 엑스자(X)형상, 지그재그(Z)형상 중에서 적어도 어느 하나로 설치시켜 주는 것이 바람직할 것이다.
여기서, 상기 고정반사체(1300)는 별도의 고정나사 또는 리벳(Rivet) 등과 같은 고정부재(1611)를 사용하여 프레임(1110)에 형성된 구조물(1113)에 견고하게 고정시켜 주는 것이 바람직할 것이다.
그리고, 상기 구조물(1113)의 형상은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 사각형상을 비롯하여 삼각형상, 원형상, 타원형상, 다각형상 등 다양하게 형성시키는 것도 가능할 것이다.
한편, 상기 프레임(1110)의 형상은 반사면(1311)(1411)에서 반사된 태양열이 집열기(4000)에 구비된 이중진공관(4230)의 표면 부위에 초점이 집중적으로 맞추어지도록 하기 위해서 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같은 사각형상을 비롯하여 삼각형상, 원형상, 타원형상, 다각형상 등으로 형성시키되, 상기 프레임(1110)의 중심부위에 설치된 집열기(4000)를 기준으로 해서 120도 내지 180도 범위로 내측을 향해서 오목하게 휘어지도록 형성시켜 주는 것이 태양열의 집열에 더욱 더 유리할 것이다.
이때, 상기 고정반사체(1300) 및 가변반사체(1400)의 전면부위에 구비된 반사면(1311)(1411)의 표면에는 태양(900)으로부터 발산되는 태양열의 효율적인 반사를 시키고자 반사율이 높은 재질을 사용하는 것이 바람직할 것이며, 이를 위해 상기 표면을 매끄럽게 가공처리하거나, 또는 상기 표면에 매끄러운 도금처리를 하거나, 또는 상기 표면에 박막의 반사필름 또는 은박지를 별도의 접착수단을 이용하여 부착시키는 것이 가능할 것이다.
그리고, 상기 집열기(4000)를 기준으로 하여 좌우측 양방향에 설치된 가변반사체(1400)는 도 2에 나타낸 바와 같이 개구부측(1423)이 상기 프레임(1110)의 중심부위에 설치된 집열기(4000)를 향하는 내측 방향으로 즉, 서로 대칭되는 방향으로 설치를 하여 줌으로써 맞바람에 의해 상기 개구부측(1423)이 후면 방향으로 오픈(Open)되더라도 태양열의 집열효율을 높여 줄 수가 있게 되는 것이다.
또한, 상기 가변반사체(1400)에 구비된 체결축(1430)은 도 3에 나타낸 바와 같이 가변반사체(1400)를 상기 체결축(1430)과 평행한 방향으로 3등분(P1)(P2)(P3) 하였을 때, 상기 개구부측(1423)를 기점으로 하여 2등분 지점(P2)과 3등분 지점(P3) 사이에 설치하는 것이 맞바람의 제어에 더 유리할 것이다.
상기 가변반사체(1400)는 구조물(1113)의 제1보조프레임(1111)에 형성된 체결홈(1433)에 상기 체결축(1430)을 체결시켜 줌으로써 설치가 이루어지게 되는데, 이는 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 가변반사체(1400)를 전면 또는 후면 방향으로 탄성력에 의해 휘어지도록 구부려서 체결축(1430)이 체결홈(1433)에 끼워져서 설치되도록 하는 것이다.
이때, 상기 체결축(1430)에는 링(Ring)(1432)을 체결시켜 줌으로써 구조물(1113)의 내측면부(1114)와 가변반사체(1400) 사이에 틈새부(1421)를 형성시켜, 상기 가변반사체(1400)의 전면 또는 후면 방향으로의 오픈(Open) 제어에 유리하게 된다.
한편, 상기 가변반사체(1400)가 강한 맞바람으로부터 손상되는 것을 방지시켜 주기 위해 후면 부위에 상기 체결축(1430)이 설치되는 방향으로 상기 체결 축(1430)의 일측단부(부호 생략함.)에 별도의 고정수단 또는 용접 등을 이용하여 일체로 접합시킨, 일정한 두께를 가진 보조지지편(1431)을 별도의 고정나사 또는 리벳(Rivet) 등과 같은 고정부재(1621)를 사용하여 가변반사체(1400)에 견고하게 고정시켜 주는 것이 바람직할 것이다.
그리고, 상기 제어편(1450)은 첨부된 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 가변반사체(1400)의 후면부위에 자체 탄성력이 발생하도록 접하여 적어도 하나 이상 설치시켜 줌으로써, 맞바람에 의해 개구부측(1423)이 프레임(1110)의 전면 또는 후면 방향으로 오픈(Open)되었다가 다시 자체 탄성력에 의해 복원되도록 함으로써, 상기 가변반사체(1400)의 밸런스(Balance) 제어가 이루어지게 되는 것이다.
이때, 상기 제어편(1450)에 구비된 제1제어편(1451)과 제2제어편(1452)은 제1보조프레임(1111)의 내측면부(1114)를 따라 평행하게 설치시켜 주는 것이 바람직하며, 또한 상기 제어편(1450)에 구비된 고정편(1453)의 일측단부(부호 생략함.)가 별도의 고정수단 또는 용접 등을 이용하여 상기 제1제어편(1451)과 제2제어편(1452) 사이에 일체로 접합된다.
그리고, 상기 고정편(1453)은 가변반사체(1400)를 상기 체결축(1430)과 평행한 방향으로 3등분(P1)(P2)(P3) 하였을 때 개구부측(1423)를 기점으로 하여 2등분 지점(P2)과 3등분 지점(P3) 사이에 위치하도록 별도의 고정나사 또는 리벳(Rivet) 등과 같은 고정부재(1631)를 사용하여 구조물(1113)의 제1보조프레임(1111)에 견고하게 고정시켜 주는 것이 바람직할 것이다.
또한, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 제어편(1450)에 구비된 제1제 어편(1451)의 길이는 제1제어편(1452)의 길이 보다 2배 이상 더 길게 형성시켜 줌으로써, 예컨데 맞바람에 의해서 길이가 더 길어서 탄성력이 떨어지게 되는 제1제어편(1451)에 위치한 개구부측(1423)이 먼저 오픈(Open) 제어되도록 하는 것이 바람직할 것이다.
다음은 본 발명에 있어서 광센서부(2000)의 구성에 대해 첨부된 도 7내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명에 따른 도 1에 있어서, 태양광의 위치 추적을 위한 광센서가 홀더에 설치되는 상태를 일부 절개하여 나타낸 일실시사례 분해도면이다.
본 발명의 광센서부(2000)(2000-1)는 CdS(황화카드늄셀)로 이루어진 광센서를 이용하여 태양(900)으로부터 발산(發散)되는 빛의 세기가 강한 날씨 즉, 조사(照射)되는 빛의 양이 많는 조도(照度)범위에서도 상기 태양(900)의 위치감지 동작이 세밀하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.
첨부된 도 7 및 도 8에 나탄낸 바와 같이 광센서부(2000)(2000-1)는 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)가 설치되는 원기둥 또는 사각기둥, 다각기둥 등 다양한 형상으로 이루어지며, 예컨데 동쪽, 서쪽, 남쪽, 북쪽방향으로 설치되는 어느 하나의 홀더(2100)(2100-1)에 대한 구성에 대해서 개략적으로 살펴보면, 바디(2110)(2110-1)의 하부위에 형성되어 상기 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)가 설치되는 제1요홈(2121)(2121-1)을 비롯하여, 상기 바디(2110)(2110-1)의 일측면부(2111)(2111-1)에 고정되어 상기 태양(900)의 그림자를 생성시켜 주기 위한 격벽(2300)으로 이루어진다.
또한, 본 발명에 있어서 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)는 한 쌍으로 구비되어 홀더(2100)(2100-1)에 각각 설치되어, 상기 제1광센서(2401)는 동쪽방향 또는 남쪽방향에 위치한 태양(900)으로부터 발산되는 빛을 감지하게 되며, 또한 상기 제2광센서(2401-1)는 서쪽방향 또는 북쪽방향에 위치한 태양(900)으로부터 발산되는 빛을 감지하는 구성으로 된다.
다시 말해서, 본 발명이 적용되는 태양광 전력을 생산하는 솔라판 장치(도시 생략함.) 또는 태양열을 생산하는 집열판 장치에는 상기 동서방향에 위치한 태양(900)을 감지하기 위한 한 쌍의 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)가 각각 구비되어 지는 것이며, 아울러 상기 남북방향에 위치한 태양(900)을 감지하기 위한 한 쌍의 또 다른 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)를 구비시켜 사용하는 것이 바람직할 것이다.
한편, 앞에서 이미 언급하였다시피 한 쌍의 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)가 각각 설치되는 한 쌍의 홀더(2100)(2100-1) 사이에 구비된 격벽(2300)을 기준으로 상기 바디(2110)(2110-1)의 일측면부(2111)(2111-1)가 서로 대향(對向)되도록 즉, 서로 대칭되도록 일체로 고정되며, 상기 바디(2110)(2110-1)의 일측면부(2111)(2111-1)에 격벽(2300)과 인접하여 태양(900)으로부터 발산(發散)되는 빛이 유입되는 광유입구(2151)(2151-1)를 구비함과 함께 세로방향으로 형성된 제1광유도로(2141)(2141-1)가 구성된다.
이때, 상기 한 쌍의 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)가 각각 설치되는 홀더(2100)(2100-1)는 격벽(2300)을 사이에 두고 별도의 고정편(2631)을 통해 바 디(2110)(2110-1)를 서로 고정시키기 위한 고정부재(2621)를 사용하여 고정시켜 주는 것이 바람직할 것이다.
여기서, 상기 고정부재(2621)는 보울트 및 너트를 이용하여 고정시키거나, 또는 별도의 고정나사, 리벳(Rivet) 등을 이용하여 고정시켜 주는 것도 가능할 것이다.
또한, 상기 제1광유도로(2141)(2141-1)와 굴절부(2172)(2172-1) 및 제2광유도로(2142)(2142-1)로 연결되어 상기 광유입구(2151)(2151-1)로부터 유입된 빛이 굴절되어 광유출구(2161)(2161-1)를 통해 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)의 감지부(2420)(2420-1)에 분산되어 지도록 공간(2122a)(2122a-1)을 가진 제2요홈(2122)(2122-1)이 구성된다.
또한, 상기 제2요홈(2122)(2122-1)에 인접하여 구비되며, 상기 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)가 각각 설치되는 제1요홈(2121)(2121-1)을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
그리고, 상기 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이 제1요홈(2121)(2121-1) 및 제2요홈(2122)(2122-1)은 절곡부(2123)(2123-1)를 통해 인접하여 형성되고, 상기 절곡부(2123)(2123-1)에는 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)의 감지부(2420)(2420-1)가 걸려지게 되는 것을 그 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1요홈(2121)(2121-1)의 직경을 공간(2122a)(2122a-1)이 형성된 제2요홈(2122)(2122-1)의 직경 보다 더 큰게 형성시켜 주는 것이 바람직 할 것이다.
또한, 상기 격벽(2300)은 제1광유도로(2141)(2141-1)와 평행으로 끝단부(2311)가 고정홈(2171)(2171-1)에 체결되어 고정되는 것을 그 특징으로 하되, 상기 격벽(2300)은 태양(900)에 의해 그림자가 생성되어야 하기 때문에 불투명한 재질의 금속물질 또는 합성수지로 이루어지는 것이 바람직할 것이다.
이때, 상기 격벽(2300)은 태양(900)에 의해 각각의 홀더(2100)(2100-1)에 구비된 바디(2110)(2110-1)의 상면부위에 충분한 그림자가 생성될 수 있도록 그 크기를 고려하여 설치하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 바디(2110)(2110-1)의 상부위에 구비된 광유입구(2151)(2151-1) 측에는 체결홈(2131)(2131-1)을 형성하고, 상기 체결홈(2131)(2131-1)에는 빛의 투과가 용이한 반면에 외부로부터 빗물 및 먼지 등이 유입되지 않도록 투명 또는 반투명의 필터(Filter)(2200)(2200-1)가 별도의 접착수단에 의해 접착되어 체결되는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 바디(2110)(2110-1)의 하부위에 구비된 제1요홈(2121)(2121-1)에는 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)를 각각 설치하여 고정시켜 주기 위한 캡(Cap)(2500)(2500-1)이 삽입되는 것을 그 특징으로 한다.
이때, 상기 바디(2110)(2110-1)의 하부위에 구비된 제1요홈(2121)(2121-1)에는 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)를 각각 설치시켜 줌과 함께 외부로부터 빛(광)의 투과가 되지 않도록 유의해야 하며, 특히 빗물 등이 유입되지 않도록 에폭시(Epoxy) 또는 실리콘(Silicon)으로 본딩(Bonding)하여 고정시켜주는 것이 바람직할 것이다.
여기서, 참조사항으로 미설명부호 2511(2511-1)는 상기 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)에 구비된 리드(Lead)선(2411)(2411-1)이 관통되어지는 통공이다.
다음은 본 발명에 있어서 태양(900)의 위치를 감지하여 그에 따른 위치추적을 하기 위한 위치감지 및 추적부(3000)의 구성에 대해 첨부된 도 9를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명에 따른 도 1 및 도 7 내지 도 8에 있어서, 홀더에 설치된 제1광센서 및 제2광센서를 통해 태양의 위치변화를 감지하여 그 감지신호에 의해 태양의 위치감지 및 추적을 하기 위한 위치감지 및 추적부의 회로구성을 나타낸 일실시사례 도면이다.
먼저, 본 발명은 태양(900)의 위치변화를 감지한 다음 상기 태양(900)의 위치를 추적하기 위한 위치감지 및 추적부(3000)는 제1광센서(2401)에서 감지된 감지신호가 공급되는 제1위치추적부(3801) 및 제2광센서(2401-1)에서 감지된 감지신호가 공급되는 제2위치추적부(3802)로 이루어진다.
앞에서 이미 언급되었다시피, 상기 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)는 한 쌍으로 구비되어 홀더(2100)(2100-1)에 각각 설치되어, 상기 제1광센서(2401)는 동쪽방향 또는 남쪽방향에 위치한 태양(900)으로부터 발산되는 빛을 감지하게 되며, 또한 상기 제2광센서(2401-1)는 서쪽방향 또는 북쪽방향에 위치한 태양(900)으로부터 발산되는 빛을 감지하는 구성으로 된다.
한편, 도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 제1요홈(2121)에 설치된 제1 광센서(2401)에서 감지된 감지신호가 상기 제1광센서(2401)의 저항값 밸런스(Balance) 조정용 제1가변저항(VR1) 및 제1다이오드(D1)를 거쳐서 공급되는 제1위치추적부(3801)와 상기 또 다른 제1요홈(2121-1)에 설치된 제2광센서(2401-1)에서 감지된 감지신호가 상기 제2광센서(2401-1)의 저항값 밸런스(Balance) 조정용 제2가변저항(VR2) 및 제2다이오드(D2)를 거쳐서 공급되는 제2위치추적부(3802)를 포함하여 구성되는 것을 그 특징으로 한다.
그리고, 상기 제1위치추적부(3801)에는 격벽(2300)을 기준으로 동쪽방향 또는 남쪽방향에 위치한 태양(900)으로부터 상기 홀더(2100)에 설치된 제1광센서(2401)에서 상기 태양(900)의 위치변화가 감지된 감지신호가 공급되는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 상기 제2위치추적부(3802)에는 격벽(2300)을 기준으로 서쪽방향 또는 북쪽방향에 위치한 태양(900)으로부터 또 다른 상기 홀더(2100-1)에 설치된 제2광센서(2401-1)에서 상기 태양(900)의 위치변화가 감지된 감지신호가 공급되는 것을 그 특징으로 한다.
여기서, 참조사항으로 도 9에 표기된 미설명부호 R1 및 R2는 저항이다
다시 말해서, 도 9에 나타낸 바와 같이 일명 브리지(Bridge)회로로 일컬어지는 위치감지 및 추적부(3000)에 직류 구동전원(3803)이 공급되는 상태에서 태양(900)이 동쪽방향 또는 남쪽방향에 위치하면, 이때 상기 태양(900)으로부터 발산되는 빛이 광유입구(2151)로 유입되어 제1광유도로(2141)를 통해 굴절부(2172)에서 굴절되고, 이어서 제2광유도로(2142)를 거쳐서 광유출구(2161)를 통해 상기 빛이 제1광센서(2401)의 감지부(2420)에 분산되어 조사(照射)된다.
이에 따라, 상기 CdS로 이루어진 제1광센서(2401)의 저항값이 감소하면서 예컨데, 라이트(Light)-온(On) 동작이 이루어지며, 도 9에 나타낸 바와 같이 상기 제1광센서(2401)를 통과하여 흐르는 전류(i1)가 증가하고, 그 결과 빛(광)신호를 전류신호로 변환시킨 감지신호가 발생하게 됨으로써, 상기 동쪽방향 또는 남쪽방향에 위치한 태양(900)에 대한 감지동작이 이루어지게 된다.
이어서, 상기 제1광센서(2401)에서 감지된 감지신호가 제1위치추적부(3801)에 공급되면, 이때 상기 제1위치추적부(3801)에 별도로 구비된 구동모터(도시 생략함.)를 가동(稼動)시켜 줌으로써, 태양광 전력을 생산하는 솔라판(도시 생략함.) 또는 태양열을 생산하는 집열판이 상기 태양(900)을 향해 추적동작을 수행하게 되면서 태양(900)으로부터 발산되는 태양열을 집열시켜 주게 된다.
한편, 상기 격벽(2300)으로 인해 그림자가 생성된 서쪽방향 또는 북쪽방향에 위치한 또 다른 홀더(2100-1)에 설치된 제2광센서(2401-1)에는 태양(900)으로부터 발산되는 빛이 조사(照射)되지 않기 때문에 당연히 상기 제2광센서(2401-1)의 저항값의 변화(예를 들면; 감소)가 없게 되는 것이며, 이로 인해 상기 제2광센서(2401-1)를 통과하는 전류(i1-1)는 흐르지 않게 되고, 그 결과 제2위치추적부(3802)에는 감지신호가 공급되지 않게 되는 것이다.
다시 말해서, 상기 서쪽방향 또는 북쪽방향에 태양(900)이 위치하지 않기 때문에 감지동작이 이루어지지 않게 되며, 그에 따른 상기 태양(900)에 대한 추적동작도 이루어지지 않게 되는 것이다.
다음은 본 발명에 있어서 집열판(1000)에 설치되는 집열기(4000)의 구성에 대해 첨부된 도 10 내지 도 15를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 태양(900)으로부터 발산(發散)되는 태양열을 집열시키기 위한 집열기(4000)에 구비되어 유체(4280)가 순환되는 유체관(4232)의 직경 및 길이가 동일하고, 도 13에 나타낸 바와 같이 상기 유체관(4232)의 외측으로 적어도 한겹 이상의 진공부(4231)를 가진 다수개의 이중진공관(4230)을 고정구(4290)를 통해 동축(同軸)으로 둥글게 결합시킨 바디(Body)(4210)가 구성된다.
그리고, 상기 바디(4210)에 캡(Cap)(4250)이 고정부재(4213)로 고정되며, 유체저장탱크(Tank)(600)에서 유체유입구(4262)로 유입된 유체(4280)를 분배용 유체파이프(Pipe)(4272)를 통해 상기 유체관(4232)으로 각각 분배시키기 위한 분배수조(4270)가 구성된다.
또한, 상기 유체관(4232)으로 분배된 유체(4280)를 다시 합쳐서 저장시키는 저장수조(4220)가 구성된다.
또한, 상기 저장수조(4220)에 저장된 유체(4280)를 이송용 유체파이프(Pipe)(711)를 통해 열교환기(500)로 유출시켜 주기 위한 유체유출구(4264)로 이루어진 상기 캡(Cap)(4250)을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 상기 집열기(4000)는 바디(4210)에 캡(4250)을 고정시키기 위해서는 제1고정부(4211)에 구비된 다수개의 제1고정공(4212)에 제2고정부(4251)에 구비된 다수개의 제2고정공(4252)를 서로 일치시켜 준 상태에서 고정부재(4213)를 사용하여 고정시켜 주는 것이 바람직할 것이다.
이때, 상기 제1고정부(4211) 및 제2고정부(4251) 사이에는 패킹(Packing)(4253)을 삽입하여 고정시켜 줌으로써, 상기 저장수조(4220)에 저장된 유체(4280)가 외부로 누출되지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 상기 바디(4210)의 반대측에 위치한 이중진공관(4230)의 끝단부위에는 상기 유체관(4232)을 외부의 충격으로부터 파손되는 것을 보호하기 위해 보호캡(Cap)(4233)을 씌운 것을 그 특징으로 한다.
도 13에 나타낸 바와 같이 한겹 이상의 진공부(4231)를 가진 이중진공관(4230)을 사용하는 것은 태양(900)으로부터 상기 이중진공관(4230)의 표면이 태양열을 받아서 집열되면, 이때 유체관(4232)에 유체(4280)가 채워진 상태에서 온도가 뜨겁게 상승한 상기 유체(4280)는 진공부(4231)에 의해 외부 공기와의 단열을 시켜주기 때문에 장시간 동안 보온유지에 유리하기 때문이다.
또한, 도 12에 나타낸 바와 같이 상기 이중진공관(4230)의 배면부위에는 일정한 간격을 두고 길이방향으로 평행하게 반원형상의 보조반사판(4292)을 구비시켜 줌으로써, 상기 이중진공관(4230)의 배면부위에도 태양열이 간접적으로 집열이 이루어지도록 하는 그 특징으로 한다.
또한, 상기 유체유출구(4264)를 통해 열교환기(500)쪽으로 유출되는 유체(4280)의 온도가 유체저장탱크(600)로부터 유체유입구(4262)를 통해 유입되는 유체(4280)의 온도 보다 더 높은 것을 그 특징으로 한다.
다시 말해서, 상기 유체유출구(4264)를 통해서 유출되는 유체(4280)는 태양(900)으로부터 발산되는 열을 상기 집열판(1000)의 구조물(1113)에 구비된 고정 반사체(1300) 또는 가변반사체(1400)의 반사면(1311)(1411)를 통해서 집열받게 되고, 이를 다시 상기 집열판(1000)의 중심부위에 설치된 집열기(4000)에 구비된 이중진공관(4230)의 표면에 초점이 맞추어지도록 반사시켜 집열되도록 함으로써, 상기 이중진공관(4230) 내부에 구비된 유체관(4232)에 채워진 유체(4280)의 온도(예를 들면; 60℃ 이상)가 뜨겁게 상승하게 된다.
이와 같이 뜨거워진 유체(4280)가 온도감지센서(4266)가 감지하여 일정한 온도 이상으로 감지되면 고압의 순환펌프(700)를 자동으로 가동(稼動)시켜 주게 된다.
이어서, 상기 유체저장탱크(600)에 저장되어 있던 유체(4280)가 유체유입구(4262)를 통해 유입되어 분배수조(4270)을 거쳐서 분배용 유체파이프(4272)를 통해 각각의 유체관(4232)으로 밀려 들어감과 동시에 상기 유체관(4232) 내부에서 뜨거워진 상태로 보온유지된 유체(4280)를 도 10에 나타낸 바와 같이 화살표(가) 방향으로 밀어서 상기 저장수조(4220)로 다시 합쳐지게 되고, 이는 유체유출구(4264)를 통해서 열교환기(500)쪽으로 유출시켜 상기 열교환기(500)내에 구비괸 축열파이프(520)를 통해 용수유입구(530)로 보충된 용수(用水)(510)와 열교환이 이루어지도록 상기 유체(4280)의 순환동작이 이루어지게 되는 것이다.
반면에, 상기 유체유입구(4262)를 통해 유입되는 유체(4280)는 상기 순환동작을 거쳐 유체저장탱크(600)에서 저장되었다가 다시 유입되기 때문에 그 온도는 상기 유체유출구(4264)를 통해서 유출되는 유체(4280)의 온도 보다 더 낮을 수 밖에 없는 것이다.
참조할 사항으로, 상기 열교환기(500)에서 축열파이프(520)를 통해 축열된 뜨거워진 용수(510)는 용수유출구(540)를 통해 온수 또는 난방용수로 공급이 이루어지게 된다.
또한, 상기 유체저장탱크(600)에 구비된 벤트(Vent)(650)는 유체(4280)의 온도 상승으로 인해 팽창되어 외부로 오우버플로우(Overflow)되는 것을 방지하여 주기 위함이다.
또한, 상기 분배용 유체파이프(4272)는 도 15에 나타낸 바와 같이 유체관(4232)의 중심부위에 각각 하나씩 매칭(Matching)되어 삽입 설치된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 이송용 유체파이프(Pipe)(711)(721)(731)(741) 및 분배용 유체파이프(4272)는 열전도율이 우수한 동파이프(Pipe) 또는 이와 동등 이상의 재질을 사용하는 것이 바람직할 것이다.
그리고, 상기 유체(4280)는 동절기에 유체관(4232)의 동파를 방지하기 위해 부동액(不凍液)을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 유체유출구(4264)를 통해 유출된 다음 유체유입구(4262)로 다시 순환되는 것을 극 특징으로 한다.
또한, 상기 이중진공관(4230)은 도 10 및 도 12에 나타낸 바와 같이 상하 부위에 적어도 하나 이상의 고정구(4290)에 구비된 완충부재(4291)에 하나씩 삽입되어 고정된 것을 그 특징으로 하며, 이때 완충부재(4291)의 재질은 외부로부터 충격 흡수성이 우수한 고무, 스펀지 또는 발포성 우레탄 등을 이용하여 이루어지는 것이 바람직할 것이다.
상기 고정구(4290)에 이중진공관(4230)을 다수개 즉, 여덟 개를 둥근 모양으로 일체로 고정시켜 사용하는 것은 큰 이중진공관 한 개를 사용할 때 보다 상기 이중진공관(4230)의 표면의 단면적을 증가시켜 집열효율을 더 높여 주기 위함이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변경과 수정 등이 가능함을 자명하게 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 언급된 바와 같은 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 특허청구 범위에 의하여 정해져야 함이 바람직할 것이다.
본 발명은 태양열을 집열시켜 열에너지(Energy)로 사용하기 위한 집열 시스템에 관한 기술로써, 향후 친환경 측면에서 그 이용가능성이 매우 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 태양열을 집열시키기 위한 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 도 1에 있어서, 태양열을 집열시키기 위한 집열판의 구조를 개략적으로 나타낸 일실시사례 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 도 2에 있어서, 어느 하나의 구조물에 가변반사체가 체결된 상태를 상세하게 나타낸 일실시사례 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 도 2에 있어서, 어느 하나의 구조물에 가변반사체가 체결된 상태를 일부 절개하여 상세하게 나타낸 일실시사례 배면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 도 4에 있어서, 가변반사체의 후면부에 제어편이 결합된 상태를 상세하게 나타낸 일실시사례 배면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 도 5에 있어서, 자체 탄성력이 발생되는 구조로 형성된 제어편의 상태를 상세하게 나타낸 일실시사례 측면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 도 1에 있어서, 태양의 위치 추적을 위한 광센서가 홀더에 설치되는 상태를 일부 절개하여 나타낸 일실시사례 분해도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 도 7에 있어서, 태양의 위치 추적을 위한 한 쌍의 광센서가 서로 대향되어 고정된 한 쌍의 홀더에 각각 설치된 상태를 일부 절개하여 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 도 1 및 도 7 내지 도 8에 있어서, 홀더에 설치된 제1광센서 및 제2광센서를 통해 태양의 위치변화를 감지하여 그 감지신호에 의해 태 양의 위치감지 및 추적을 하기 위한 위치감지 및 추적부의 회로구성을 나타낸 일실시사례 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 도 1 및 도 2에 있어서, 집열판에 설치되는 집열기의 구조를 나타낸 정면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 도 10에 있어서, 집열기의 바디에 캡이 조립된 상태를 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 도 10에 있어서, 집열기의 바디에 캡이 조립된 상태를 나타낸 저면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 도 10에 있어서, 집열기에 구비된 바디의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 14는 본 발명에 따른 도 10에 있어서, 집열기에 구비된 캡의 구조를 나타낸 저면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 도 10에 있어서, 집열기의 바디에 캡이 조립된 상태에서 A-A’부위를 절단하여 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1000 : 집열판 1110 : 프레임(Frame)
1111 : 제1보조프레임 1112 : 제2보조프레임
1113 : 구조물 1114 : 내측면부
1140 : 고정축 1300 : 고정반사체
1400 : 가변반사체 1311, 1411 : 반사면
1421, 1422 : 틈새부 1423 : 개구부측
1430 : 체결축 1431 : 보조지지편
1432 : 링(Ring) 1433 ; 체결홈
1450 : 제어편 1451 : 제1제어편
1452 : 제2제어편 1453 : 고정편
1500 : 지지부 1510 : 제1지지부
1520 : 제2지지부 1611, 1621, 1631, 1641 : 고정부재
2000, 2000-1 : 광센서부 2100, 2100-1 : 홀더(Holder)
2110, 2110-1 : 바디(Body) 2111, 2111-1 : 일측면부
2121, 2121-1 : 제1요홈 2122, 2122-1 : 제2요홈
2122a, 2122a-1 : 공간 2123, 2123-1 : 절곡부
2131, 2131 : 체결홈 2141, 2141-1 : 제1광유도로
2142, 2142-1 : 제2광유도로 2151, 2151-1 : 광유입구
2161, 2161-1 : 광유출구 2171, 2171-1 : 고정홈
2172, 2172-1 : 굴절부 2200, 2200-1 : 필터(Filter)
2300 : 격벽 2311 : 끝단부
2401 : 제1광센서 2401-1 : 제2광센서
2411, 2411-1 : 리드(Lead)선 2420, 2420-1 : 감지부
2500, 2500-2 : 캡(Cap) 2511, 2511-1 : 통공
2621 : 고정부재 2631 : 고정편
3000 : 위치감지 및 추적부 3801 : 제1위치추적부
3802 : 제2위치추적부 3803 : 구동전원
4000 : 집열기 4210 : 바디(Body)
4211 : 제1고정부 4212 : 제1고정공
4213 : 고정부재 4220 : 저장수조
4230 : 이중진공관 4231 : 진공부
4232 : 유체관 4233 : 보호캡(Cap)
4240 : 체결봉 4250 : 캡(Cap)
4251 : 제2고정부 4252 : 제2고정공
4253 : 패킹(Packing) 4262 : 유체유입구
4264 : 유체유출구 4266 : 온도감지센서
4270 : 분배수조 4272 : 분배용 유체파이프(Pipe)
4280 : 유체 4290 : 고정구
4291 : 완충부재 4292 : 보조반사판
500 : 열교환기 510 : 용수
520 : 축열파이프 530 : 용수유입구
540 : 용수유출구 600 : 유체저장탱크(Tank)
650 : 벤트(Vent) 700 : 순환펌프(Pump)
711, 721, 731, 741 : 이송용 유체파이프(Pipe)
900 : 태양

Claims (12)

  1. 태양(900)의 위치를 감지하기 위해 프레임(Frame)(1110)의 구조물(1113)에 구비된 고정반사체(1300) 또는 가변반사체(1400)를 통해 상기 태양(900)으로부터 발산(發散)된 태양열을 집열기(4000)에 구비된 이중진공관(4230)의 표면에 집열시켜 주기 위한 집열판(1000)의 어느 한 부위에 가설(加設)된 광센서부(2000);
    상기 광센서부(2000)에서 감지된 감지신호를 공급받아 상기 집열판(1000)을 상기 태양(900)을 향해 추적시키기 위한 위치감지 및 추적부(3000);
    상기 위치감지 및 추적부(3000)에 의해 상기 집열판(1000)이 상기 태양(900)을 추적하여, 상기 집열판(1000)으로부터 태양열의 집열에 의해 집열기(4000)의 저장수조(4220)에 저장된 유체(4280)가 온도감지센서(4266)에서 일정한 온도 이상으로 감지되면 순환펌프(700)가 가동(稼動)되어 유체유출구(4264)로 유출된 상기 유체(4280)가 이송용 유체파이프(711)를 통해 공급되는 열교환기(500);
    상기 열교환기(500)에서 용수(用水)(510)와 열교환이 이루어진 상기 유체(4280)가 이송용 유체파이프(721)를 통해 공급되어 저장되는 유체저장탱크(Tank)(600);
    상기 유체저장탱크(600)에서 이송용 유체파이프(731)(741)를 통해 유체유입구(4262)로 유입된 상기 유체(4280)를 분배용 유체파이프(4272)를 통해 상기 이중진공관(4230)에 구비된 다수 개의 유체관(4232)으로 각각 분배시켜 주기 위한 상기 집열기(4000)에 구비된 분배수조(4270);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광센서부(2000)(2000-2)는;
    한 쌍의 제1광센서(2401) 및 제2광센서(2401-1)가 각각 설치되는 한 쌍의 홀더(2100)(2100-1) 사이에 구비된 격벽(2300)을 기준으로 상기 바디(2110)(2110-1)의 일측면부(2111)(2111-1)가 서로 대향(對向)되어 구성된 것;
    특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위치감지 및 추적부(3000)는;
    제1광센서(2401)에서 감지된 감지신호가 공급되는 제1위치추적부(3801); 및
    제2광센서(2401-1)에서 감지된 감지신호가 공급되는 제2위치추적부(3802);
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1위치추적부(3801)에는;
    격벽(2300)을 기준으로 동쪽방향 또는 남쪽방향에 위치한 태양(900)으로부터 홀더(2100)에 설치된 제1광센서(2401)에서 태양(900)의 위치변화가 감지된 감지신호가 공급되는 것;
    을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2위치추적부(3802)에는;
    격벽(2300)을 기준으로 서쪽방향 또는 북쪽방향에 위치한 태양(900)으로부터 또 다른 홀더(2100-1)에 설치된 제2광센서(2401-1)에서 태양(900)의 위치변화가 감지된 감지신호가 공급되는 것;
    을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  6. 프레임(Frame)(1110)에 다수 개의 제1보조프레임(1111) 및 제2보조프레임(1112)이 격자(格子) 형태로 연결되어 형성된 구조물(1113); 및
    상기 구조물(1113)에 구비된 고정반사체(1300) 또는 가변반사체(1400)를 통해 태양(900)으로부터 발산(發散)된 태양열을 집열기(4000)에 구비된 이중진공관(4230)의 표면에 집열시켜 주기 위한 집열판(1000);
    상기 집열판(1000)으로부터 태양열의 집열에 의해 상기 집열기(4000)의 저장수조(4220)에 저장된 유체(4280)가 온도감지센서(4266)에서 일정한 온도 이상으로 감지되면 순환펌프(700)가 가동(稼動)되어 유체유출구(4264)로 유출된 상기 유체(4280)가 이송용 유체파이프(711)를 통해 공급되는 열교환기(500);
    상기 열교환기(500)에서 용수(用水)(510)와 열교환이 이루어진 상기 유체(4280)가 이송용 유체파이프(721)를 통해 공급되어 저장되는 유체저장탱크(Tank)(600);
    상기 유체저장탱크(600)에서 이송용 유체파이프(731)(741)를 통해 유체유입구(4262)로 유입된 상기 유체(4280)를 분배용 유체파이프(4272)를 통해 상기 이중진공관(4230)에 구비된 다수 개의 유체관(4232)으로 각각 분배시켜 주기 위한 상기 집열기(4000)에 구비된 분배수조(4270); 를 포함하여 구성된 태양열을 이용한 집열 시스템에 있어서,
    상기 프레임(Frame)(1110)은 사각형상, 삼각형상, 원형상, 타원형상, 다각형상 중에서 적어도 어느 하나로 형성시키되, 상기 프레임(1110)의 중심부위에 설치된 집열기(4000)를 기준으로 120도 내지 180도 범위로 내측을 향해서 오목하게 휘어지도록 형성된 것;
    을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 고정반사체(1300)는;
    a) 프레임(1110)의 중심부위 또는 가장자리부위에 설치되거나; 또는,
    b) 상기 프레임(1110) 내(內)에서 십자(+)형상, 엑스자(X)형상, 지그재그(Z)형상 중에서 적어도 어느 하나로 설치된 것;
    을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  8. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 가변반사체(1400)의 후면부위에 접하여 상기 가변반사체(1400)가 오픈(Open)되는 밸런스(Balance) 제어를 위해 탄성력을 가진 제어편(1450)은;
    상기 제어편(1450)에 구비된 제1제어편(1451)과 제2제어편(1452)이 제1보조프레임(1111)의 내측면부(1114)를 따라 평행하게 고정편(1453)을 통해 제1보조프레임(111)에 설치된 것;
    을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 집열기(4000)를 기준으로 하여 좌우측 양방향에 설치된 가변반사체(1400)는;
    개구부측(1423)이 상기 집열기(4000)를 향하는 내측 방향으로 설치된 것;
    을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 프레임(Frame)(1110)은;
    a) 사각형상, 삼각형상, 원형상, 타원형상, 다각형상 중에서 적어도 어느 하나로 형성시키되;
    b) 상기 프레임(1110)의 중심부위에 설치된 집열기(4000)를 기준으로 120도 내지 180도 범위로 내측을 향해서 오목하게 휘어지도록 형성된 것;
    을 특징으로 하는 태양열을 이용한 집열 시스템.
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