KR100904666B1 - Solar power generator using thermoelectric generator - Google Patents

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Abstract

A solar power generating apparatus using thermoelectric elements is provided to maximize generator function by adding light concentration and forcible cooling function to produce high temperature difference at the both substrates of the thermoelectric element. A solar power generating apparatus using thermoelectric elements comprises: a reflecting mirror(10) reflecting sunlight to the front focus; a thermoelectric element assembly(100) including a thermoelectric element(110) which directly receives sunlight through the front side and a cooling part(120) adhering closely to the rear side of the thermoelectric element, and cooling the rear side of the thermoelectric element; and a wire(50) supporting the thermoelectric element assembly near the focal point of the reflecting mirror. The thermoelectric element assembly generates electromotive force through temperature difference between the front side and the rear side and produces electrical energy.

Description

열전소자를 이용한 태양광 발전 장치{SOLAR POWER GENERATOR USING THERMOELECTRIC GENERATOR} Photovoltaic device using thermoelectric device {SOLAR POWER GENERATOR USING THERMOELECTRIC GENERATOR}

본 발명은 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 태양광을 수집하여 발전을 하는 구성으로서 열전소자를 이용하되 열전소자의 내구성을 증강하여 보다 높은 온도에서 태양광 발전을 수행하여 발전 효율을 증강시키고 너무 높은 온도에서 열전소자가 열화되는 문제점을 방지하고자 열전소자의 위치를 조절할 수 있도록 하거나 빔 스프리터를 이용하여 열전소자로 전달되는 태양광의 투과도를 조절할 수 있는 특성을 가진 태양광 발전 장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to a photovoltaic device using a thermoelectric device, and more specifically, using a thermoelectric device as a configuration for generating power by collecting sunlight, to enhance the durability of the thermoelectric device to perform photovoltaic power generation at a higher temperature Photovoltaic power generation with the characteristics of adjusting the position of the thermoelectric element or enhancing the transmittance of solar light transmitted to the thermoelectric element by using a beam splitter to enhance the power generation efficiency and prevent the problem of deterioration of the thermoelectric element at an excessively high temperature. It is to provide a device.

태양광 발전장치는 태양광을 이용하여 열에너지 또는 전지 에너지를 생성하는 장치로서, 자연친화적이고 태양광이 무한히 공급된다는 장점에 의하여 미래의 대체 에너지 개발 분야로서 다양한 방식으로 연구되고 있다.The photovoltaic device is a device for generating thermal energy or battery energy using sunlight, and has been studied in various ways as an alternative energy development field in the future due to the advantages of nature-friendly and infinitely supply of sunlight.

기존의 태양광 발전 장치는, 태양전지를 이용하여 태양광 발전을 수행하거나 반사경을 통해 집광된 태양광을 이용하여 고온의 증기를 발생시키고 이를 이용한 증기터빈 발전을 하는 경우가 대부분이었다.Conventional photovoltaic devices are mostly used to perform solar power generation using solar cells or to generate high-temperature steam using solar light collected through a reflector and to generate steam turbine power using the same.

그런데 태양전지를 이용한 발전 방식은 가격 대비 발전 효율이 낮고, 증기터빈 방식은 시스템과 발전 구조가 복잡해지는 문제가 따랐다.However, the power generation method using solar cells has low power generation efficiency compared to the price, and the steam turbine method has a problem of complicated system and power generation structure.

이러한 문제를 해결할 수 있는 대안 기술 중 하나가 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치이다.One alternative technology that can solve this problem is a photovoltaic device using a thermoelectric element.

열전소자는 태양광에 의하여 가열이 되는 기판과 냉각부에 의하여 냉각이 되는 기판 사이의 온도 차이에 의하여 제베크(Seebeck) 효과 내지 펠티에(Peltier) 효과, 톰슨(Tomson) 효과를 통해 열전 현상을 발생함으로 열기전력을 창출하는 것을 의미한다.The thermoelectric element generates a thermoelectric phenomenon through the Seebeck effect, the Peltier effect, and the Thompson effect by the temperature difference between the substrate heated by sunlight and the substrate cooled by the cooling unit. This means creating thermal power.

이러한 열전소자를 이용하여 태양광 발전을 하는 선행기술로서, 국내 특허등록 제 868492호 '열전소자가 구비된 태양광 발전장치', 국내 실용신안등록 제 223071호 '태양전지와 열전냉온소자를 이용하는 냉난방장치', 국내 실용신안등록 제 259618호 '태양열 난방장치'와 같은 기술들이 게시되어 있다.As a prior art for photovoltaic power generation using such a thermoelectric device, Korean Patent Registration No. 868492, 'Solar power generation device with thermoelectric element', Korean Utility Model Registration No. 223071, 'Heating and heating using solar cell and thermoelectric cold and hot element Device ', Korean Utility Model Registration No. 259618,' Solar Heating Device '.

이러한 기술을 살펴보면, 모두 열전소자와 태양전지를 결합시킨 것으로 상술하였듯이 태양전지는 가격 대비 발전 효율이 낮아 열전소자를 결합하였을 경우에 발전 효율을 증강시킬 수 있을지 의문이 들고 더욱이 상기 기술은 열전소자를 태양광 발전 효율 자체를 증가시키기 위한 것이 아니라 태양전지의 과열 현상 내지 냉방으로의 전환을 위하여 사용하고 있는 수준에 그치는 것이다.Looking at these technologies, as mentioned above, the combination of the thermoelectric element and the solar cell, as mentioned above, the solar cell has a low power generation efficiency compared to the price, there is a question whether it is possible to increase the power generation efficiency when combined with the thermoelectric element. It is not just to increase the efficiency of photovoltaic generation itself, but to the level that is being used for the conversion of solar cells to overheating or cooling.

예를 들어, 국내 특허등록 제 868492호는 펠티에 효과를 이용하여 태양전지의 과잉된 열을 열전소자를 통해 분산 처리함으로써 태양전지의 열화 문제를 방지할 수 있다고 기술되어 있어 열전소자가 열기전력을 창출하기 위하여 사용되는 것 이 아니라 단순히 열 분산 효과를 나타내기 위하여 사용되고 있을 뿐이다.For example, Korean Patent Registration No. 868492 describes that it is possible to prevent the deterioration problem of solar cells by distributing excess heat of solar cells through thermoelectric elements using the Peltier effect. It is not intended to be used for the purpose but merely to exhibit the heat dissipation effect.

열전소자를 이용하여 발전을 할 때에는, 가열된 기판 면과 냉각된 기판 면의 온도 차이를 이용하여 발전을 하는 것으로 이해할 수 있다.When generating power using a thermoelectric element, it can be understood that the power is generated by using a temperature difference between a heated substrate surface and a cooled substrate surface.

일반적으로 열전소자의 가열판과 냉각판의 온도 차이를 300℃ 가량 유지시킬 경우 열전소자의 크기가 예를 들어 50mm * 50mm 일 때 발전용량은 14 watt 정도가 되는 것이 일반적이라 발표된 연구 결과가 있으나 50 watt 이상이 되는 제품이 개발되었다고 러시아 또는 독일에서 보고되고 있다.In general, when the temperature difference between the heating plate and the cooling plate of the thermoelectric element is maintained at about 300 ° C., the generation capacity is generally about 14 watts when the size of the thermoelectric element is 50 mm * 50 mm. It is reported in Russia or Germany that products with more than watts have been developed.

하지만, 상기 열전소자의 양 측판의 온도 차이를 확보하기 위하여 가열판의 가열을 위해 히터를 이용한다면 히터에 소요되는 열용량이 더욱 크게 되는 매우 비효율적인 현상이 발생하게 된다.However, if a heater is used for heating the heating plate to secure the temperature difference between the side plates of the thermoelectric element, a very inefficient phenomenon occurs in which the heat capacity required for the heater is further increased.

따라서 열전소자를 통해 보다 의미 있고 효율적으로 발전을 하기 위해서는 비용이 소요되지 않는 열원, 즉 폐열 회수발전 내지 온천 열, 지열 등의 제시될 수 있고 특히 환경 친화적이고 반영구적으로 사용 가능한 태양 에너지를 이용하여 가열판의 고온의 온도를 확보할 필요가 따른다.Therefore, it is possible to present heat sources that do not cost to generate more meaningful and efficient power generation through thermoelectric elements, that is, waste heat recovery power generation, hot spring heat, geothermal heat, etc., in particular, heating plates using solar energy that is environmentally friendly and semi-permanent. It is necessary to ensure the high temperature of.

즉, 기존의 발전용 열전소자의 경우 300℃ 내외의 비교적 낮은 온도 편차를 이용하여 발전의 한계를 가지고 있었으나, 만일 500 내지 800℃ 가량의 온도 편차를 얻을 수 있다면 이는 곧 단위면적 대비 발전 효율을 증가할 수 있음을 의미한다. 그러나 이 경우 고온의 열이 열전소자의 가열기판에 인가되었을 때 기판 또는 열전소자 자체가 열화(고열에 의한 손상 현상)되는 문제가 발생한다.That is, in the case of the conventional thermoelectric element for power generation has a limit of power generation by using a relatively low temperature deviation of about 300 ℃, if the temperature deviation of about 500 to 800 ℃ can be obtained, this will increase the power generation efficiency compared to the unit area It means you can. However, in this case, when high temperature heat is applied to the heating substrate of the thermoelectric element, a problem occurs that the substrate or the thermoelectric element itself is deteriorated (damage due to high heat).

이러한 열전소자의 열화 문제는 기판과 열전재료 사이의 부착 시 납땜으로 인한 내열성 부족 문제, 열전소자 자체의 내열성 문제를 비롯하여 열전소자가 열화되기 이전에 열전소자의 과열 방지를 수행할 수 있는 대안이 필요한 실정이다.Such thermoelectric deterioration problems include a problem of lack of heat resistance due to soldering at the time of attachment between the substrate and the thermoelectric material, a heat resistance problem of the thermoelectric element itself, and an alternative that can prevent overheating of the thermoelectric element before the thermoelectric element deteriorates. It is true.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 효율이 낮은 태양전지를 사용하지 않고 반사경을 통해 직접 태양광을 집광하여 이를 열전소자로 인가하고 태양광이 인가된 열전소자의 대향 면에는 냉각부를 통해 강제 냉각 처리를 함으로써 보다 높은 온도 차이 발생에 의한 고효율 태양광 발전을 수행할 수 있는 태양광 발전 장치를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.The present invention has been made in order to overcome the problems of the above technique, without using a low efficiency solar cell to collect sunlight directly through a reflector to apply it to a thermoelectric element on the opposite side of the thermoelectric element is applied It is a main object of the present invention to provide a photovoltaic device capable of performing high-efficiency photovoltaic power generation by a higher temperature difference by performing forced cooling through the cooling unit.

본 발명의 다른 목적은 반사경의 초점 위치에 열전소자를 배치하는데 불편함이 따르는 것을 방지하기 위하여 반사경 후방에 열전소자를 배치하되, 반사경을 1,2차로 마련하고 태양광을 반사경 후방으로 반사 처리하여 열전소자에 원활하게 태양광을 인가하도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to arrange the thermoelectric element in the rear of the reflector in order to prevent the inconvenience of placing the thermoelectric element in the focal position of the reflector, by providing a reflector of the first and second reflector and reflecting the sunlight to the rear of the reflector It is to apply the sunlight to the thermoelectric element smoothly.

본 발명의 또 다른 목적은 열전소자의 열화 문제를 방지하기 위하여 반사경의 초점 위치에 있는 열전소자의 위치를 초점 내외 위치로 이동할 수 있도록 하는 수단을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a means for moving the position of the thermoelectric element in the focal position of the reflector to a position inside and outside the focus in order to prevent the deterioration problem of the thermoelectric element.

본 발명의 추가 목적은 열전소자의 열화 문제를 방지하기 위하여, 빔 스프리터를 이용하여 열전소자에 인가되는 태양광량을 분산 조절 하는 것이다.A further object of the present invention is to control the dispersion of the amount of sunlight applied to the thermoelectric element by using a beam splitter in order to prevent the deterioration problem of the thermoelectric element.

본 발명의 추가 목적은 열전소자 자체의 내열성을 증가하여 보다 높은 온도에서도 견딜 수 있도록 하기 위하여 기판과 열전재료 사이의 본딩 부재에 일정량의 은을 포함하도록 처리하는 것이다.It is a further object of the present invention to treat the bonding element between the substrate and the thermoelectric material to contain a certain amount of silver in order to increase the heat resistance of the thermoelectric element itself so that it can withstand even higher temperatures.

본 발명의 추가 목적은 빔 스프리터의 우수한 분광 특성을 제공하기 위하여 서로 다른 재질의 코팅막을 교번적으로 수차례 적층 처리하는 것이다.It is a further object of the present invention to alternately stack several coating layers of different materials in order to provide excellent spectral characteristics of the beam splitter.

본 발명의 추가 목적은 반사경을 3개로 마련하고 반사경을 복수 세트로 구비하여 복수 개의 반사경에서 수집된 태양광을 하나로 집중한 위치에 열전소자를 배치함으로 보다 우수한 집광성을 도출할 수 있도록 하는 것이다.It is a further object of the present invention to provide three reflectors and to provide a plurality of sets of reflectors so that better condensing properties can be derived by arranging thermoelectric elements at a position where the sunlight collected from the plurality of reflectors is concentrated.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치의 제 1 실시예는, 태양광을 집중하여 반사경의 전방 부위에 형성된 초점 부위로 태양광을 반사하는 반사경; 상기 반사경을 통해 반사된 태양광을 전달받는 열전소자와, 상기 열전소자에 밀착 구성되어 상기 열전소자의 일 표면을 냉각하는 냉각부로 이루어져, 태양광을 받은 열전소자의 일 측면과 상기 냉각부를 통해 냉각이 된 열전소자 타 측면의 온도 차이에 의한 기전력 발생으로 전기 에너지 발전을 하는 열전소자 어셈블리; 상기 반사경으로부터 복수 개로 연장이 되어 상기 열전소자 어셈블리를 상기 반사경의 초점 위치 부근에 지지시키는 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the first embodiment of the photovoltaic device using the thermoelectric element according to the present invention, the reflector for concentrating the sunlight to reflect the sunlight to the focus portion formed in the front portion of the reflector; It consists of a thermoelectric element receiving the sunlight reflected through the reflector, and a cooling unit configured to be in close contact with the thermoelectric element, to cool one surface of the thermoelectric element, to cool through one side of the thermoelectric element subjected to sunlight and the cooling unit Thermoelectric element assembly for generating electrical energy by electromotive force generated by the temperature difference of the other side of the thermoelectric element; A plurality of wires extending from the reflector to support the thermoelectric element assembly near a focal position of the reflector.

또한, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치의 제 2 실시예 는, 태양광을 집중하여 2차 반사경으로 반사하도록 하되 일 부위에 통공이 형성되어 있는 1차 반사경 및, 상기 1차 반사경의 전방에 위치하여 상기 1차 반사경을 통해 전달받은 태양광을 상기 통공을 지나 상기 1차 반사경의 후방으로 반사하는 2차 반사경을 포함하는 집광 모듈; 상기 1차 반사경으로부터 복수 개로 연장이 되어 상기 2차 반사경을 상기 1차 반사경의 초점 위치 부근에 지지시키는 와이어; 상기 1차 반사경의 후방에 위치하는 것으로서, 상기 2차 반사경을 통해 반사된 태양광을 전달받는 열전소자와 상기 열전소자에 밀착 구성되어 상기 열전소자의 일 표면을 냉각하는 냉각부로 이루어져, 태양광을 받은 열전소자의 일 측면과 상기 냉각부를 통해 냉각이 된 열전소자 타 측면의 온도 차이에 의한 기전력 발생으로 전기 에너지 발전을 하는 열전소자 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a second embodiment of the photovoltaic device using the thermoelectric element according to the present invention, the primary reflector and the primary reflector, the through-hole is formed in one portion to concentrate the sunlight to reflect the secondary reflector A light concentrating module including a secondary reflector positioned in front of the second reflector to reflect the sunlight transmitted through the primary reflector to the rear of the primary reflector through the through hole; A plurality of wires extending from the primary reflector to support the secondary reflector near a focal position of the primary reflector; Located at the rear of the primary reflector, the thermoelectric element receiving the sunlight reflected through the secondary reflector and the thermoelectric element is formed in close contact with the cooling unit for cooling one surface of the thermoelectric element, Characterized in that it comprises a; thermoelectric element assembly for generating electrical energy by electromotive force generated by the temperature difference between the one side of the received thermoelectric element and the other side of the thermoelectric element cooled through the cooling unit.

더불어, 상기 제 1 실시예에서, 상기 와이어의 상기 열전소자 어셈블리 결합 측 단부 둘레에는 나사산이 형성되고, 링 형상으로 이루어져 상기 열전소자 어셈블리를 내부 중공 부위에 고정 결합하고, 링 형상의 바깥 부위로 돌출된 복수 개의 조절부을 구비하여 상기 조절부에 상기 와이어를 체결하도록 하며, 상기 조절부 상하 부위의 와이어 상에 체결된 조절 너트의 조임 및 해제를 통해 상기 와이어 상에서 조절부의 높이를 조절하도록 하는 초점 위치 조절 수단을 추가로 구비하여, 상기 초점 거리 조절 수단에 결합된 상기 열전소자 어셈블리가 상기 와이어를 따라 상하로 이동 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, in the first embodiment, a screw thread is formed around the thermoelectric element assembly coupling side end of the wire, and has a ring shape to fix the thermoelectric element assembly to an inner hollow portion, and to protrude to an outer portion of the ring shape. Focusing position adjustment to adjust the height of the adjustment portion on the wire through the tightening and releasing of the adjustment nut fastened on the wire of the upper and lower portions of the control portion provided with a plurality of adjustment portions to be adjusted Further means is provided, characterized in that the thermoelectric element assembly coupled to the focal length adjusting means is movable up and down along the wire.

추가적으로, 상기 열전소자 어셈블리와 상기 1차 반사경의 사이에는, 빔 스프리터가 장착되어, 상기 빔 스프리터를 통해 태양광의 일정량을 외부로 분산 처리 함으로 상기 열전소자 어셈블리에 이르는 태양광량을 조절하는 것을 특징으로 한다.In addition, between the thermoelectric element assembly and the primary reflector, a beam splitter is mounted to adjust the amount of sunlight reaching the thermoelectric element assembly by distributing a predetermined amount of sunlight to the outside through the beam splitter. .

본 발명에 따른 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치에 의하면,According to the solar cell apparatus using the thermoelectric device according to the present invention,

1) 온도 차이를 이용한 열전소자의 발전 기능에 태양광의 집광 및 강제 냉각기능을 가미하여 열전소자의 양 측 기판에서 보다 높은 온도 차이를 생성할 수 있도록 함으로써 열전소자를 통한 발전 기능의 극대화를 추구할 수 있고,1) Maximize the power generation function through thermoelectric element by adding the light condensing and forced cooling function of the thermoelectric element using temperature difference to generate higher temperature difference on both substrates of thermoelectric element. Can,

2) 반사경을 1,2차 또는 3차로 구분하여 제공하고 1차 반사경의 후방에 열전소자를 배치 처리함으로써, 설치 및 수리, 교체가 용이하고 집광 효율이 우수한 열전소자의 효율적인 배치 구조를 추구할 수 있으며,2) By providing reflectors divided into 1st, 2nd or 3rd order, and arranging thermoelectric elements behind the 1st reflector, it is possible to pursue efficient arrangement of thermoelectric elements that is easy to install, repair and replace, and has excellent light collection efficiency. And

3) 반사경의 초점 위치에 장착된 열전소자 또는 2차 반사경을 초점 이외 위치로 용이하게 이동 처리하거나 빔 스프리터를 통하여 열전소자에 인가되는 광량을 조절할 수 있어, 열전소자가 과열에 의하여 파손되는 문제를 보다 효율적으로 방지할 수 있을 뿐 아니라,  3) The thermoelectric element or the secondary reflector mounted at the focus position of the reflector can be easily moved to a position other than the focus or the amount of light applied to the thermoelectric element can be adjusted through the beam splitter, thereby preventing the thermoelectric element from being damaged by overheating. Not only can you prevent them more effectively,

4) 열전소자 자체의 내열성을 증가하여 보다 고온의 태양광을 인가받을 수 있는 구조를 제공함으로 발전 효율을 상승할 수 있음과 동시에,4) By increasing the heat resistance of the thermoelectric element itself to provide a structure that can be applied to a higher temperature of sunlight can increase the power generation efficiency,

5) 빔 스프리터의 분광 특성을 조절할 수 있어 열전소자 이용의 편의성을 극대화할 수 있다는 효과를 가진다.5) Since the spectral characteristics of the beam splitter can be adjusted, the convenience of using a thermoelectric element can be maximized.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are not drawn to scale, and like reference numerals in each of the drawings refer to like elements.

본 발명에 따른 열전소자를 이용한 태양광 발전장치는 반사경(10)의 전면부(반사경 위치 중에서 태양광이 전달되는 전방 부위) 내지 후면부(반사경 위치 중 태양광이 전달되는 면의 대향 측, 즉 후방 부위) 중 어느 한 부위에 장착되는 열전소자의 위치에 따라 제 1 실시예와 제 2 실시예로 나뉘어 설명이 되고, 또한 제 2 실시예에 추가적인 반사경을 포함한 것을 제 3 실시예로 설명이 된다.The photovoltaic device using the thermoelectric device according to the present invention is the front side (front portion where the sunlight is transmitted from the reflecting mirror position) to the rear portion of the reflector 10, that is, the opposite side of the surface to which the sunlight is transmitted among the reflecting mirror position, that is the rear According to the position of the thermoelectric element mounted on any one of the portions), the first embodiment and the second embodiment will be described separately, and the second embodiment will be described as the third embodiment including an additional reflector.

더불어 본 발명에 따른 열전소자 어셈블리(100)는 가열 기판과 냉각 기판 및 열전재료를 포함하는 열전소자(110)와 열전소자의 기판 중 냉각 역할을 담당하는 냉각 기판을 강제 냉각 처리하는 냉각부(120,120'), 출력단자(130), 튜브(140)로 이루어져 있는 개념으로 이해할 수 있다.In addition, the thermoelectric element assembly 100 according to the present invention is a cooling unit 120, 120 forcibly cooling the cooling substrate that plays a cooling role among the thermoelectric element 110 including the heating substrate, the cooling substrate and the thermoelectric material and the substrate of the thermoelectric element. '), It can be understood as a concept consisting of the output terminal 130, the tube 140.

도면에 도시되어 있지는 않으나, 열전소자 어셈블리(100)에 인가된 태양광을 통해 고열을 얻기 위하여 반사경(10)이 정확히 수직을 향할 수 있도록, 본 발명에 따른 장치는 태양 위치 추적 수단을 포함하여 태양의 위치를 따라 반사경(10)이 각도 조절 및 회동되는 것이 가능하다.Although not shown in the drawings, the apparatus according to the invention comprises a solar position tracking means so that the reflector 10 can be exactly vertical to obtain high heat through sunlight applied to the thermoelectric assembly 100. According to the position of the reflector 10 is possible to adjust the angle and rotate.

도 1은 본 발명에 따른 열전소자 어셈블리가 디시(dish) 타입 반사경의 전면부에 장착되어 있는 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열전소자 어셈블리가 PTC 타입 반사경의 전면부에 장착되어 있는 상태를 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a state in which a thermoelectric element assembly according to the present invention is mounted on a front side of a dish type reflector, and FIG. 2 is a thermoelectric element assembly according to the present invention mounted on a front side of a PTC type reflector. It is a perspective view which shows the state.

도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시예로서, 열전소자 어셈블리(100)가 반사경(10)의 전면부에 배치되어 있는 구조를 도시하고 있는 것을 알 수 있다.1 is a first embodiment according to the present invention, it can be seen that the thermoelectric element assembly 100 shows a structure disposed on the front portion of the reflector 10.

즉, 도 1에 도시된 반사경은 디시(dish) 타입으로서, 반사경(10)의 초점 위치(즉, 반사경의 곡면에 인가된 태양광이 반사경의 전면 부위로 집중하여 반사되는 위치)에 열전소자 어셈블리(100)를 장착하되, 반사경(10)의 초점 위치는 반사경(10)의 곡면과 이격되어 있기 때문에 반사경(10)의 표면 부위로부터 연장 형성된 고정 브라켓을 통하여 반사경(10)과 열전소자 어셈블리(100)가 상호 연결되고 구체적으로는 열전소자 어셈블리(100)가 반사경(10) 상에서 고정 지지된다.That is, the reflector illustrated in FIG. 1 is a dish type, and the thermoelectric element assembly is disposed at a focal position of the reflector 10 (that is, a position where the sunlight applied to the curved surface of the reflector is concentrated and reflected to the front portion of the reflector). Mount the 100, but since the focus position of the reflector 10 is spaced apart from the curved surface of the reflector 10, the reflector 10 and the thermoelectric element assembly 100 through a fixing bracket extending from the surface portion of the reflector 10. ) Are interconnected and specifically the thermoelectric assembly 100 is fixedly supported on the reflector 10.

반사경(10)은 접시(dish) 타입으로 이루어져 있어, 열전소자 어셈블리(100)가 위치한 지점(반사경의 초점 위치 주변 부위)으로 태양광을 집광하여 반사하도록 하고 이로 인하여 열전소자(110)에 태양광을 인가하여 열전소자(110)의 온도 상승 기반을 제공함으로써 열전소자를 이용한 방식의 발전 분야에서 보다 높은 열기전력을 발생할 수 있는 근원을 갖추도록 한다.The reflector 10 is made of a dish type to collect and reflect sunlight to a point where the thermoelectric element assembly 100 is positioned (a portion around the focal position of the reflector) and thereby the solar light to the thermoelectric element 110. By providing a base to increase the temperature of the thermoelectric element 110 to provide a source capable of generating a higher thermal power in the field of power generation using the thermoelectric element.

고정 브라켓은 반사경(10)을 최대한 가리지 않을 정도의 체적으로 이루어져 열전소자(110)를 향한 반사경(10)의 태양광 집광 기능에 큰 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하고, 이를 위해 강인하면서 얇은 두께로 제작이 되어 열전소자 어셈블리(100)의 견고한 고정 상태를 담보할 수 있는 금속 재질의 와이어(50)로 제작을 한다. 다시 말해, 고정 브라켓의 바람직한 실시예로서의 의미를 가진 와이어(50)는 최대한 외력(풍압 등)에 의하여 휘어지지 않거나 열전소자 어셈블리(100) 내지 후술할 2차 반사경(20)의 하중을 지탱하기에 충분한 두께를 가지도록 복수 개로 이루어져 일명 지주와 같은 기능을 수행한다.It is preferable that the fixing bracket has a volume that does not cover the reflector 10 as much as possible so as not to significantly affect the solar light collecting function of the reflector 10 toward the thermoelectric element 110. To be manufactured is made of a wire 50 of a metal material that can ensure a solid fixed state of the thermoelectric assembly 100. In other words, the wire 50 having a meaning as a preferred embodiment of the fixing bracket is not bent as much as possible by external force (wind pressure, etc.) or is sufficient to support the load of the thermoelectric element assembly 100 to the secondary reflector 20 to be described later. Composed of a plurality of pieces to have a thickness to perform the same function as a so-called prop.

와이어(50)는 복수 개로 마련이 되는바, 각각의 와이어(50) 일 측은 반사경(10)의 표면에 고정이 되고 타 측은 열전소자 어셈블리(100)의 둘레를 따라 고정이 되어 열전소자 어셈블리(100)가 안전하고 견고하게 반사경(10)에서 지지되도록 한다.The wire 50 is provided in plural, each wire 50 one side is fixed to the surface of the reflector 10 and the other side is fixed along the circumference of the thermoelectric element assembly 100, the thermoelectric element assembly 100 ) Is supported by the reflector 10 safely and firmly.

열전소자 어셈블리(100)는 온도 차에 의하여 열기전력을 발생하는 가열 기판과 냉각 기판, 열전 재료를 포함하는 열전소자(110)와, 열전소자(110)의 냉각 기판 외부 표면을 강제로 냉각 처리하여 열전소자(110)를 이루는 양 측면 기판의 온도 차이를 극대화하도록 열전소자(110)의 냉각 기판에 밀착된 냉각부(120)를 포함하도록 이루어져 있다.The thermoelement assembly 100 forcibly cools the outer surface of the thermoelectric element 110 including the heating substrate, the cooling substrate, and the thermoelectric material that generate the thermoelectric power by the temperature difference, and the cooling substrate outer surface of the thermoelectric element 110. It is configured to include a cooling unit 120 in close contact with the cooling substrate of the thermoelectric element 110 to maximize the temperature difference between the two side substrates constituting the thermoelectric element 110.

열전소자(110)는 현재 공지되어 있는 열전 재료, 예를 들어 제베크(Seeback)효과를 이용한 열전 재료 또는 펠티에(Peltier) 소자(열전 재료) 중 어느 하나를 이용하여도 무방하고, 이 외에 현재 알려진 재질의 열전 재료를 사용할 수도 있다.The thermoelectric element 110 may use any one of known thermoelectric materials, for example, a thermoelectric material using a Seeback effect or a Peltier element (thermoelectric material). It is also possible to use a thermoelectric material of the material.

보다 구체적으로는, 열전소자(110)의 가열 기판은 반사경(10)으로부터 반사된 태양광을 우선적으로 받아들일 수 있도록 반사경(10)을 향해 이루어져 있고, 가열 기판의 대향 면인 냉각 기판에는 냉각부(120)가 밀착 형성되어 냉각 기판을 강제적으로 냉각 처리하여 냉각 효과의 극대화를 추구하도록 한다.More specifically, the heating substrate of the thermoelectric element 110 is directed toward the reflector 10 so as to preferentially receive the sunlight reflected from the reflector 10, and the cooling substrate, which is the opposite surface of the heating substrate, is provided on the cooling substrate ( 120 is formed in close contact to forcibly cool the cooling substrate to maximize the cooling effect.

더불어, 열전소자(110)에서 발전된 기전력(발전 전력)을 외부로 출력할 수 있는 출력단자(130)가 열전소자(110)에서 외부로 연결되어 있으며, 냉각부(120)가 수랭식일 경우 냉매가 입력/출력되는 관로인 튜브(140)가 냉각부(120)에 2 갈래로서 각각 연결되어 있다.In addition, the output terminal 130 for outputting the electromotive force generated in the thermoelectric element 110 to the outside is connected to the outside in the thermoelectric element 110, when the cooling unit 120 is water-cooled refrigerant is Tubes 140, which are input / output pipes, are respectively connected to the cooling unit 120 in two parts.

도 1과 같이 반사경이 접시 형상일 경우에는, 열전소자의 크기는 10mm * 10mm에서 200mm * 200mm까지 구현되는 것이 가능하다.When the reflector has a dish shape as shown in FIG. 1, the size of the thermoelectric element may be implemented from 10 mm * 10 mm to 200 mm * 200 mm.

도 1에 따른 구성은 가장 기본적이면서도 간단한 방법으로 열전소자(110)를 반사경(10)에 설치하여 태양광 집광 발전을 도모하는 것으로서, 즉 열전소자(110)에 직접적으로 반사경(10)에 수렴된 태양광을 인가하도록 하는 방식을 추구한다. 이와 같이 반사경을 접시형상으로 사용한 본 발명에 따른 제 1 실시예는 설치비용의 절약 및 직관적인 태양광 인가 방식에 의하여 보다 용이하게 태양 발전을 도모할 수 있다는 특성을 가진다.The configuration according to FIG. 1 is to install the thermoelectric element 110 in the reflector 10 in the most basic and simple manner to promote photovoltaic power generation, that is, the thermoelectric element 110 is directly converged to the reflector 10. Seek ways to apply sunlight. Thus, the first embodiment according to the present invention using the reflector in the shape of a plate has a characteristic that the solar power generation can be facilitated more easily by the saving of installation cost and the intuitive application method.

도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예에 대한 변형예로서, 도 1과 달리 반사경(10')을 PTC(Parabolic Trough Collector) 타입으로 구현한 상태를 제시하고 있다.FIG. 2 is a modified example of the first embodiment according to the present invention, and unlike FIG. 1, the reflector 10 'is implemented as a PTC (Parabolic Trough Collector) type.

이 경우 반사경(10')의 길이 방향을 따라 열전소자 어셈블리(100')는 복수 개의 열전소자(110)가 일렬로 연결되어 있는 구조를 취하는 것이 가능하다. 즉, 열전소자(110)를 일렬로 수용할 수 있도록 구획 벽을 구비한 열전소자 하우징을 별도로 마련하여 이에 열전소자(110)를 삽입하도록 하고, 그 후면에는 냉각부를 열전소자마다 1:1로 대응되게 배치하거나 일렬로 배치된 열전소자 전체에 대해서 냉각 부(120)의 냉매(또는 냉각 공기)가 영향을 줄 수 있도록 설계할 수 있다. In this case, along the longitudinal direction of the reflector 10 ', the thermoelectric element assembly 100' may take a structure in which a plurality of thermoelectric elements 110 are connected in a line. That is, a thermoelectric element housing having a partition wall is separately provided to accommodate the thermoelectric element 110 in a row so that the thermoelectric element 110 is inserted therein, and the cooling unit corresponds to the thermoelectric element 1: 1 in the rear surface thereof. It may be designed so that the refrigerant (or cooling air) of the cooling unit 120 affects the entire thermoelectric elements arranged in a row or arranged in a line.

도 2에 따른 구성은 비록 도 1에 따른 구성보다 열전소자에서의 집열 온도가 낮아 발전 효율은 낮아지나, 제작이 용이하고 태양을 추적할 수 있는 기능을 가진 태양 위치 추적 수단과 결합이 되었을 때 태양 추적을 고도 방향의 1축으로만 진행하면 되기 때문에 저렴한 비용으로 제작할 수 있는 특성이 있다.Although the configuration according to FIG. 2 is lower in the heat collecting temperature in the thermoelectric element than the configuration according to FIG. 1, the power generation efficiency is lower. However, when combined with a solar position tracking means that is easy to manufacture and has a function to track the sun, Since the tracking only needs to be performed on one axis in the altitude direction, it can be manufactured at low cost.

도 1,2와 같은 구성에서, 열전소자 어셈블리(100)가 반사경(10)의 전방에 위치하게 됨으로 반사경(10)을 향하는 태양광을 가리게 되어 반사경(10)의 집광 효율을 저해할 우려가 있기는 하나, 이러한 문제를 극소화하기 위하여 열전소자 어셈블리(100)를 최소의 크기로 제작하도록 하는바, 열전소자 어셈블리(100)는 반사경(10)에서 수집된 광원을 충분히 전달받을 수 있는 수 있을 정도의 최소한의 크기로 이루어져도 일정 수준의 발전 효율을 보장할 수 있으며, 바람직하게는 반사경(10)의 면적을 기준으로 2 내지 10%, 더욱 바람직하게는 2 내지 5%에 해당하는 매우 적은 면적을 가지도록 한다.In the configuration as shown in FIGS. 1 and 2, since the thermoelectric element assembly 100 is positioned in front of the reflector 10, the solar element facing the reflector 10 may be blocked, thereby degrading the light collecting efficiency of the reflector 10. However, in order to minimize the problem, the thermoelectric element assembly 100 is manufactured to a minimum size, and the thermoelectric element assembly 100 is sufficiently capable of receiving a light source collected from the reflector 10. Even a minimum size can guarantee a certain level of power generation efficiency, and preferably has a very small area corresponding to 2 to 10%, more preferably 2 to 5% based on the area of the reflector 10. To do that.

도 3은 본 발명에 따른 열전소자가 반사경의 후면부에 배치되어 있는 상태를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a state in which the thermoelectric element according to the present invention is disposed on the rear portion of the reflector.

도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예로서 반사경을 2개(1차 반사경, 2차 반사경)로 마련하여 이 2개의 반사경을 집광 모듈이라 명명하고, 1차 반사경(10)의 후면부에 열전소자 어셈블리(100)를 배치하도록 한 것으로, 이와 같은 구성에서 상기 제 1 실시예와 마찬가지로 1차 반사경(10)이 접시 형상 및 PTC 형상 중 어느 형 상으로 제작되어도 무방하다. 도 3에서는 1차 반사경(10)이 접시 형상으로 도시되어 있는바, 이러한 접시 형상을 가진 반사경을 기준으로 중점적으로 설명한다.FIG. 3 shows two reflectors (primary reflector, secondary reflector) as a second embodiment according to the present invention, and these two reflectors are called condensing modules, and a thermoelectric element is formed on the rear surface of the primary reflector 10. The assembly 100 is arranged so that the primary reflecting mirror 10 may be manufactured in any of a dish shape and a PTC shape in the same configuration as in the first embodiment. In FIG. 3, the primary reflector 10 is illustrated in a dish shape, and will be mainly described based on the reflector having such a dish shape.

도 3에서의 1차 반사경(10)은 도 1,2에서의 반사경(10)의 기능과 동일 기능을 하는 것이라 별도의 설명이 필요하지 않지만, 2차 반사경(20)은 1차 반사경(10)의 초점 위치에 장착이 되어 1차 반사경(10)으로부터 반사된 태양광을 다시 1차 반사경(10)의 일 측에 형성된 통공(15)을 통해 1차 반사경(10)의 후방(후면부)로 재차 반사하는 기능을 수행한다.Although the primary reflector 10 in FIG. 3 has the same function as that of the reflector 10 in FIGS. 1 and 2, no separate explanation is required, but the secondary reflector 20 is the primary reflector 10. Mounted in the focal position of the light reflected from the primary reflector 10 again through the through hole 15 formed on one side of the primary reflector 10 back to the rear (rear) of the primary reflector 10 It performs the function of reflecting.

즉, 2차 반사경(20)은 1차 반사경(10)의 전방(1차 반사경의 초점 위치)에 위치하여, 1차 반사경(10)에서 1차적으로 수집된 광원을 전달받은 다음, 다시 1차 반사경(10)에 형성된 통공(15)으로 수집된 광원을 반사 전달하는 역할을 담당하는 것이다.That is, the secondary reflector 20 is located in front of the primary reflector 10 (the focus position of the primary reflector), and receives the light source collected by the primary reflector 10 first, and then again the primary reflector. It is responsible for reflecting and transmitting the light source collected into the through hole 15 formed in the reflector 10.

도 1,2에서의 열전소자 어셈블리(100)와 마찬가지로 2차 반사경(20) 역시, 1차 반사경(10)의 전방에 위치하여 1차 반사경(10)의 집광 기능이 떨어지는 문제를 극소화하기 위하여 최소한의 크기로 이루어지도록 하고, 아울러 가급적 1차 반사경(10)의 초점 위치에 정확하게 배치되도록 한다. Like the thermoelectric element assembly 100 of FIGS. 1 and 2, the secondary reflector 20 is also positioned at the front of the primary reflector 10 to minimize the problem that the light collecting function of the primary reflector 10 is reduced. It is made to be of the size and to be positioned as accurately as possible in the focal position of the primary reflector 10 as possible.

도 1,2 에 따른 열전소자 어셈블리(100) 및 도 3에 따른 2차 반사경(20)은 초점 위치에 정확히 위치하거나 집광 상태를 조절하기 위하여 위치 조절이 디테일하게 이루어질 수 있는바, 이는 후술할 초점 거리 조절 수단(60)에 의하여 구현이 가능하다.The thermoelectric element assembly 100 according to FIGS. 1 and 2 and the secondary reflector 20 according to FIG. 3 may be precisely positioned at the focus position or the position adjustment may be made in detail to adjust the condensing state, which will be described later. It is possible to implement by the distance adjusting means 60.

2차 반사경(20)은 1차 반사경(10)의 둘레 내지 기타 적절한 고정 부위를 따 라 복수 개로 연장된 고정 브라켓(와이어)에 의하여 1차 반사경(10) 상에서 고정이 가능하고, 이 와이어(50)는 도 1,2에서 설명한 와이어(50)와 동일 구조와 기능을 가진다.The secondary reflector 20 may be fixed on the primary reflector 10 by a plurality of fixing brackets (wires) extending along the periphery of the primary reflector 10 or other appropriate fixing portion, and the wire 50 may be fixed. ) Has the same structure and function as the wire 50 described with reference to FIGS.

도면에 도시되어 있지는 않으나, 1차 반사경(10)이 PTC 타입일 경우에는 1차 반사경(10)의 전방에 1차 반사경(10)의 길이에 상응하는 길이를 가진 2차 반사경(20)을 1개의 유닛 내지 복수 개의 유닛 조합으로서 배치하고, 역시 상기 길이로 연장되어 1차 반사경(10)의 일 측에 형성된 통공을 형성하며, 1차 반사경(10)의 후방에는 도 2에서와 마찬가지로 일렬로 배치된 열전소자 어셈블리(100)를 위치시킬 수가 있다.Although not shown in the drawing, when the primary reflector 10 is a PTC type, the secondary reflector 20 having a length corresponding to the length of the primary reflector 10 in front of the primary reflector 10 is 1. It is arranged as a combination of units to a plurality of units, also extends to the length to form a through-hole formed on one side of the primary reflector 10, arranged in a line as in FIG. 2 behind the primary reflector 10 The thermoelectric assembly 100 can be positioned.

도 4는 본 발명에 따른 냉각부의 종류를 공랭식, 수냉식으로 구분하여 예시적으로 도시한 사시도이다.4 is a perspective view exemplarily showing a type of cooling unit according to the present invention divided into air cooling and water cooling.

열전소자 어셈블리(100)의 발전 효율을 높이기 위해 열전소자(110)에서 온도 차이를 보다 높은 수치범위까지 확보할 수 있도록 열전소자(110) 일 측(냉각 기판 측)에 부착되어 있는 냉각부(120)는 열전소자(110)의 일 측면(냉각 기판)의 냉각 기능을 수행하는 바, 본 발명에 따른 냉각부(120)는 수랭식 및 공랭식 중 어느 하나가 편의적, 선택적으로 이용되는 것이 가능하다.Cooling unit 120 attached to one side (cooling substrate side) of the thermoelectric element 110 to ensure the temperature difference in the thermoelectric element 110 to a higher numerical range in order to increase the power generation efficiency of the thermoelectric element assembly 100 ) Performs a cooling function of one side (cooling substrate) of the thermoelectric element 110, the cooling unit 120 according to the present invention may be any one of the water-cooled and air-cooled, conveniently and selectively.

도 4(a)는 냉각부가 수랭식으로 이루어진 것을 예시적으로 도시한 것으로, 냉각부는 내부 공간을 통해 냉매가 순환될 수 있는 냉각 판(cooling plate)(120)으로 이루어져 튜브(140)를 통한 냉매의 입출력을 통하여 냉각 판(120)을 냉각하는 방식을 제시하고 있다.4 (a) shows an example in which the cooling unit is water-cooled, and the cooling unit is formed of a cooling plate 120 through which the refrigerant can be circulated through the inner space of the refrigerant through the tube 140. It proposes a method of cooling the cooling plate 120 through the input and output.

도 4(b)는 냉각부가 공랭식으로 이루어진 것을 예시적으로 도시한 것으로, 냉각부는 팬(fan)(120')으로 이루어져 팬(120')의 회전에 의하여 열전소자(110)의 일 측면을 냉각하는 방식을 제시하고 있다.4 (b) shows an example in which the cooling unit is air-cooled. The cooling unit includes a fan 120 'to cool one side of the thermoelectric element 110 by the rotation of the fan 120'. It suggests how to do it.

도 5a,b,c,d는 본 발명에 따른 초점 거리 조절 수단에 대한 구조를 도시한 예시도이다.5a, b, c, d are exemplary views showing the structure of the focal length adjusting means according to the present invention.

열전소자(110)에 태양광이 집중되는 경우, 열전소자(110)의 온도가 매우 높아져 오히려 열전소자(110)가 파괴(열화)되거나 본연의 기능이 상실될 우려가 있다. 따라서 열전소자(110)의 온도가 필요 이상으로 상승됨에 따라 열전소자 어셈블리(100)(도 1,2의 경우) 내지 2차 반사경(20)(도 3의 경우)이 반사경(1차 반사경)(10)의 정 초점 위치에서 어느 정도 벗어남으로써 태양광 밀도를 줄일 수 있도록 열전소자 어셈블리(100) 내지 2차 반사경(20)의 위치를 조절할 필요가 따르게 된다.When sunlight is concentrated in the thermoelectric element 110, the temperature of the thermoelectric element 110 becomes very high, rather, the thermoelectric element 110 may be destroyed (deteriorated) or its original function may be lost. Accordingly, as the temperature of the thermoelectric element 110 is increased more than necessary, the thermoelectric element assembly 100 (in the case of FIGS. 1 and 2) to the secondary reflector 20 (in the case of FIG. 3) may reflect the reflector (the primary reflector) ( It is necessary to adjust the position of the thermoelectric element assembly 100 to the secondary reflector 20 so as to reduce the solar density by moving away from the forward focus position of 10).

이를 위하여, 본 발명에서는 초점 거리 조절 수단(60)을 제공하는바, 이 초점 거리 조절 수단(60)은 지그(jig) 형태로 이루어져 이 지그에 열전소자 어셈블리(100) 내지 2차 반사경(20)을 고정하도록 한다.To this end, the present invention provides a focal length adjusting means 60, the focal length adjusting means 60 is formed in a jig (jig) form of the thermoelectric element assembly 100 to the secondary reflector 20 To be fixed.

구체적으로, 본 발명에 따른 초점 거리 조절 수단(60)은, 링 형상의 바디를 구비하고 바디의 둘레를 따라 상부로 절곡 구성되어 바디 상측 부위에서 일정 공간을 구비하도록 이루어진 결합턱(62)이 형성되어, 이 결합턱(62)에 의한 중공 부위에 열전소자 어셈블리(100) 내지 2차 반사경(20)이 끼움 결합이 되도록 하고, 끼움 결합된 열전소자 어셈블리가 외부로 유출되지 않도록 결합 턱의 외측에는 복수 개의 결합공을 마련하여 이에 패스너(63)가 체결되어 열전소자 어셈블리(100)를 조일 수 있도록 하고, 바디의 외측으로는 와이어의 개수에 상응하는 개수(바람직하게는 4개)로서 방사형으로 형성이 되어 있는 조절부(61)가 외측으로 돌출 구성되어 있다.Specifically, the focal length adjusting means 60 according to the present invention has a ring-shaped body and is configured to be bent upward along the circumference of the body to form a coupling jaw 62 formed to have a predetermined space at an upper portion of the body. Thus, the thermoelectric element assembly 100 to the secondary reflector 20 is fitted to the hollow portion by the coupling jaw 62, and the outer side of the coupling jaw so that the fitted thermoelectric element assembly does not leak to the outside. A plurality of coupling holes may be provided to fasten the fastener 63 to tighten the thermoelectric element assembly 100. The outer side of the body may be radially formed as a number corresponding to the number of wires (preferably four). The adjustment part 61 which becomes this is comprised protrudingly outward.

이 조절부(61)는 와이어(50)를 결합시키기 위한 체결공을 구비하여, 이 체결공을 매개로 바디와 와이어(50)가 결합되도록 한다. 와이어의 결합 단부(열전소자 어셈블리와의 결합 측 단부) 측에는 나사산(55)이 구비되어 있어, 후술할 조임 너트(N)와의 나사산 결합 및 해제를 통해 초점 거리 조절 수단(60)을 와이어(50) 에 결합되어 있는 상태에서 상하 이동이 가능하도록 한다.The adjusting unit 61 is provided with a fastening hole for coupling the wire 50, so that the body and the wire 50 is coupled through the fastening hole. A thread 55 is provided on the side of the wire (coupling side end with the thermoelectric element assembly), and the focal length adjusting means 60 is connected to the wire 50 by screwing and releasing the screw with the tightening nut N, which will be described later. To be able to move up and down in a state coupled to.

조절부(61) 각각에 와이어(50)를 체결하되 조절부(61)의 체결공은 와이어(50)의 직경보다 조절부(61)의 체결공의 내경이 약간 크거나 정확하게 들어맞는 상태를 가지도록 하여, 조절부(61)의 체결공에서 와이어(50)가 끼여 움직이지 못하는 현상을 방지하도록 한다.The wires 50 are fastened to each of the adjusting parts 61, but the fastening holes of the adjusting parts 61 have a state in which the inner diameter of the fastening holes of the adjusting parts 61 is slightly larger or more precisely fitted than the diameter of the wires 50. In order to prevent the phenomenon that the wire 50 is jammed in the fastening hole of the adjusting unit 61, the movement of the wire 50 is prevented.

와이어(50)에 결합된 조절부(61)의 체결공 상/하부에는 조임 너트(N)가 마련되어 있어, 와이어(50)에서 초점 거리 조절 수단(60)이 위치하게 될 지점을 결정하고 결정된 지점에 초점 거리 조절 수단(60)을 위치시킨 다음 조절부(61)의 상하부위에 장착된 조임 너트(N)를 초점 거리 조절 수단(60)(구체적으로 조절부)에 밀착하게 조임으로써 초점 거리 조절 수단(60)이 와이어(50)에서 유동되지 않고 견고 히 결합된 상태를 가지도록 한다.Tightening nuts (N) are provided above and below the fastening hole of the adjusting portion 61 coupled to the wire 50 to determine the point where the focal length adjusting means 60 will be located on the wire 50 and determine the determined point. The focal length adjusting means 60 by positioning the focal length adjusting means 60 and then tightening the tightening nut N mounted on the upper and lower portions of the adjusting part 61 in close contact with the focal length adjusting means 60 (specifically, the adjusting part). 60 does not flow in the wire 50 to have a tightly coupled state.

즉, 초점 거리 조절 수단(60)은 와이어(50)에 체결되되 와이어(50)의 상하 길이를 따라 상하로 이동될 수 있는바, 이로써 반사경(10)의 정 초점 위치에서 안쪽 내지 바깥쪽으로 벗어나도록 열전소자 어셈블리(100) 내지 2차 반사경(20)의 위치를 조절할 수 있고, 이로 인하여 열전소자(110)에 태양광이 과잉 집중됨으로 필요 이상으로 열전소자(110)가 과열이 되어 파손 위험이 따를 때 와이어(50)에서 조여진 1쌍의 조임 너트(N)를 풀러 반사경(1차 반사경)(10)의 초점 위치에서 다른 위치로 벗어난 지점으로 열전소자 어셈블리(100) 내지 2차 반사경(20)을 이동시킴으로써 열전소자(110)의 열화 위험을 줄일 수가 있다.That is, the focal length adjusting means 60 is fastened to the wire 50 but can be moved up and down along the up and down length of the wire 50, thereby moving away from the inner focal position of the reflector 10 to the inside or the outside. Position of the thermoelectric element assembly 100 to the secondary reflector 20 can be adjusted, thereby over-concentrating the solar light to the thermoelectric element 110, the thermoelectric element 110 is overheated more than necessary to cause the risk of damage When the pair of tightening nuts (N) tightened from the wire 50 is loosened, the thermoelectric element assembly 100 to the secondary reflector 20 are moved to a position deviating from the focus position of the reflector (primary reflector) 10 to another position. By moving, the risk of deterioration of the thermoelectric element 110 can be reduced.

특히 도면에 도시되어 있지는 않으나, 열전소자(110)의 온도를 측정하여 자동으로 열전소자(110)의 위치를 조절하는 자동 길이 조절 수단을 구비하는 것이 가능하다.In particular, although not shown in the figure, it is possible to include an automatic length adjusting means for automatically adjusting the position of the thermoelectric element 110 by measuring the temperature of the thermoelectric element 110.

자동 길이 조절 수단은 와이어(50)의 길이를 자동으로 조절할 수 있는 기능을 수행하는 것으로서 온도 측정 센서, 제어부, 길이 조절 와이어로 이루어져 있다.The automatic length adjusting means performs a function of automatically adjusting the length of the wire 50 and is composed of a temperature measuring sensor, a controller, and a length adjusting wire.

구체적으로, 온도 측정 센서는 열전소자(110)의 가열 기판 측에 부착이 되어 열전소자(110)의 가열 기판 측의 실시간 온도를 측정하는 기능을 가지고, 제어부는 온도 측정 센서에서 측정된 온도를 받아 소정 온도 이상으로 열전소자(110)가 가열된 경우 길이 조절 와이어가 길이 조절될 수 있도록 하는 구동 신호를 발생 처리한다. Specifically, the temperature measuring sensor is attached to the heating substrate side of the thermoelectric element 110 has a function of measuring the real-time temperature of the heating substrate side of the thermoelectric element 110, the control unit receives the temperature measured by the temperature measuring sensor When the thermoelectric element 110 is heated to a predetermined temperature or more, a driving signal for processing the length adjusting wire may be generated.

이 때 와이어(50)는 마치 자동차 외부에 장착이 된 접이식 안테나와 같이 길이 조절이 가능하도록 이루어져, 제어부의 명령에 의하여 상하 일정 거리만큼 신장과 수축이 가능하다. 더불어, 열전소자 어셈블리(100) 내지 2차 반사경(20)은 길이 조절 와이어의 단부에 일체적으로 결합되도록 하여 길이 조절 와이어의 신장, 수축 상태와 함께 일정 거리만큼 상하로 이동할 수 있도록 구성이 된다.At this time, the wire 50 is made to be adjustable in length, as if it is a foldable antenna mounted on the outside of the vehicle, it is possible to extend and contract by a predetermined distance up and down by the command of the controller. In addition, the thermoelement assembly 100 to the secondary reflector 20 is configured to be integrally coupled to the end of the length control wire to move up and down by a certain distance with the elongation, contraction state of the length control wire.

도 6은 본 발명에 따른 2차 반사경 내지 열전소자 어셈블리의 초점 위치에 따른 열전소자 표면 온도 조절 상태를 비교한 예시도이다.Figure 6 is an exemplary view comparing the thermoelectric surface temperature control state according to the focal position of the secondary reflector to the thermoelectric element assembly according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 제 2 실시예를 기준으로 2차 반사경의 장착 위치 조절을 통해 2차 반사경(20)이 1차 반사경(10)의 초점 위치에서 벗어난 상태 및 정 초점 위치에 있는 상태를 각각 도시한 것으로, 열전소자가 과열되거나 더 나아가 일정 온도에 미치지 못할 경우에는 정 초점 위치에서 안쪽 내지 바깥쪽으로 2차 반사경(20)의 위치를 조절하는 방식에 의하여 2차 반사경(20)에서 열전소자를 향해 반사되는 광원의 양과 밀도를 조절하여 소정 온도(예를 들어 250℃가량) 이상, 이하로 열전소자(110)의 표면 온도를 결정할 수 있도록 하는 것이 가능하다.6 shows a state in which the secondary reflector 20 is out of the focus position of the primary reflector 10 and is in the forward focus position by adjusting the mounting position of the secondary reflector based on the second embodiment according to the present invention. As shown in FIG. 1, when the thermoelectric element is overheated or further fails to reach a predetermined temperature, the thermoelectric element in the secondary reflector 20 is adjusted by adjusting the position of the secondary reflector 20 inward or outward from the forward focus position. It is possible to control the surface temperature of the thermoelectric element 110 above a predetermined temperature (for example, about 250 ° C.) or less by adjusting the amount and density of the light source reflected toward the light source.

도 7은 본 발명에 따른 제 2 실시예에서 열전소자의 전방 위치에 빔 스프리터(beam splitter)를 추가로 설치한 구조를 도시한 것이다.FIG. 7 illustrates a structure in which a beam splitter is additionally installed at a front position of the thermoelectric device in the second embodiment according to the present invention.

도 7에서 제시되는 빔 스프리터(200)를 이용하여 열전소자(110)의 다양한 체적을 선택할 수 있도록 함과 아울러 열전소자(110)의 열화 내지 파손 문제를 추 가적으로 조절하는 것이 가능하다.Using the beam splitter 200 shown in FIG. 7, it is possible to select various volumes of the thermoelectric element 110, and further control the degradation or breakage problem of the thermoelectric element 110.

빔 스프리터(분광기)(200)는 광을 일정 비율에 의하여 일 방향으로는 투과 및 다른 방향으로는 분산시키는 기능을 하는 것으로서, 도 7에서와 같이 열전소자 어셈블리(100) 전방에 빔 스프리터(200)를 위치시킬 경우 일정량의 태양광을 주변으로 분산하는 것이 가능하다. 즉, 열전소자(110)가 견딜 수 있는 임계온도보다 열전소자 표면 온도가 높게 올라갈 경우 상술한 초점 거리 조절 수단(60)에 의하여 열전소자 어셈블리(100) 내지 2차 반사경(20)의 위치를 조절하는 방식을 사용할 수도 있으나, 이와 동시 또는 선택적으로 빔 스프리터(200)를 이용하여 열전소자(110)에 미치는 태양광을 일정 수준으로 분광 처리함으로써 열전소자 표면 온도를 일정하게 유지할 수 있는 특성을 제공할 수가 있다.The beam splitter 200 serves to transmit light in one direction and scatter it in another direction by a predetermined ratio, and the beam splitter 200 in front of the thermoelectric element assembly 100 as shown in FIG. 7. It is possible to disperse a certain amount of sunlight to the surroundings. That is, when the thermoelectric surface temperature rises higher than the critical temperature that the thermoelectric element 110 can withstand, the position of the thermoelectric element assembly 100 to the secondary reflector 20 is adjusted by the focal length adjusting means 60 described above. Although the method may be used, simultaneously or selectively, the beam splitter 200 may be used to spectroscopically treat the sunlight on the thermoelectric element 110 to a predetermined level to provide a characteristic of maintaining the thermoelectric surface temperature at a constant level. There is a number.

특히, 빔 스프리터(200)의 각도를 조절하여 분광량을 조절하는 것과 동시에 열전소자(110)에 미치는 태양광 분산 반경을 넓힐 수가 있게 됨으로 보다 넓은 면적을 가진 열전소자(110)를 사용하는 것을 가능하도록 하여 동일 태양광을 통해 보다 많은 발전량을 수득할 수 있는 추가적인 장점을 제공할 수가 있다.In particular, it is possible to use the thermoelectric element 110 having a larger area by adjusting the angle of the beam splitter 200 to adjust the spectral amount and at the same time widening the solar dispersion radius on the thermoelectric element 110. It is possible to provide an additional advantage that can be obtained more power generation through the same sunlight.

본 발명에 따른 빔 스프리터(200)는 열전소자 어셈블리(100)로 태양광을 전달하는 투과도가 40 내지 60% 정도(반사도는 60 내지 40%) 수준이 되도록 설정하는 것이 가능하고, 이 투과도를 설정하기 위하여 1차 반사경(10)의 후면과 열전소자 어셈블리(100) 사이에서 빔 스프리터(200)가 1개는 물론 2개 이상 일렬로 배치되는 것도 가능하다.The beam splitter 200 according to the present invention can be set such that the transmittance of solar light to the thermoelectric element assembly 100 is about 40 to 60% (the reflectance is 60 to 40%), and the transmittance is set. In order to achieve this, two or more beam splitters 200 may be arranged in a row between the rear surface of the primary reflector 10 and the thermoelectric element assembly 100.

더불어, 빔 스프리터(200) 주변에 배치되는 열전소자 어셈블리(100)는 반 드시 1차 반사경(10), 빔 스프리터(200)의 연장선상에 배치(즉 2차원적 배치)되어야 할 필요는 없고 빔 스프리터(200)의 반사 위치에 따라 빔 스프리터(200) 주변으로 입체적으로 배치(즉, 3차원적 배치)되는 것도 가능하다.In addition, the thermoelectric element assembly 100 disposed around the beam splitter 200 does not necessarily need to be disposed (ie, two-dimensionally disposed) on the extension line of the primary reflector 10 and the beam splitter 200. It is also possible to be disposed three-dimensionally (ie, three-dimensional arrangement) around the beam splitter 200 according to the reflection position of the splitter 200.

또한, 빔 스프리터(200)의 분광 및 반사 특성을 높이기 위하여 빔 스프리터의 표면에는 Hfo, ZrO2, TiO2 및 TaO2 중 어느 하나의 재질로 이루어진 박막과 SiO2로 이루어진 보호 코팅막을 교번적으로 복수 회수로서 적층 처리하도록 한다.In addition, the beam surface of the beam splitter in order to improve the spectral and reflection characteristic of the splitter 200 is provided with a plurality of thin film and a protective coating film made of SiO 2 made of any one material of Hfo, ZrO 2, TiO 2 and TaO 2 alternately Lamination treatment is performed as the number of times.

통상적으로 빔 스프리터(beam splitter) 또는 핫 미러(Hot mirror) 또는 콜드 미러(Cold Mirror)에 반사막 형성을 위한 코팅(coating)을 수행할 때 Hfo, ZrO2, TiO2 및 TaO2 중 어느 하나의 재질로 이루어진 박막을 반사하고자 하는 파장의 1/4배 두께로 코팅을 하여 반사면을 만드는 것이 일반적이라 할 수 있는바, 여기에 투명한 SiO2로 이루어진 보호 코팅막을 코팅하게 되면, 코팅 면도 보호하고 특정 파장대에 따른 태양광을 보다 효율적으로 선택 분리하는 역할을 수행할 수가 있다. Typically, the material of any one of Hfo, ZrO 2 , TiO 2 and TaO 2 when coating for forming a reflective film on a beam splitter or a hot mirror or a cold mirror It is common to make a reflective surface by coating a thin film composed of 1/4 times the wavelength of the wavelength to be reflected. If a protective coating film made of transparent SiO 2 is coated on it, the coating is protected and a specific wavelength range is applied. It can play a role of selective separation of sunlight according to.

보다 구체적으로, 요망하는 코팅 파장 대역을 가진 태양광을 선택적으로 빔 스프리터에서 분산 처리하기 위하여, Hfo, ZrO2, TiO2 및 TaO2 중 어느 하나의 재질로 이루어진 박막 상에 SiO2로 이루어진 보호 코팅막이 코팅되어 있는 것을 1개의 복합 코팅층으로 기준을 둘 때 복합 코팅층을 수십 겹(20 내지 30회 가량)으로 빔 스프리터(200)의 표면에 코팅하도록 한다.More specifically, a protective coating film made of SiO 2 on a thin film made of any one of Hfo, ZrO 2 , TiO 2 and TaO 2 so as to selectively disperse sunlight having a desired coating wavelength band in a beam splitter. When the coating is based on one composite coating layer, the composite coating layer is coated on the surface of the beam splitter 200 in dozens of layers (about 20 to 30 times).

이로써, 빔 스프리터(200)는 특정 파장대의 태양광만을 선택 분광할 수 있 는 추가적인 기능도 겸비할 수가 있다.As a result, the beam splitter 200 may also have an additional function of selectively spectroscopy of sunlight in a specific wavelength band.

더불어, 본 발명에 따른 빔 스프리터(200)는 태양광의 분광 정도(분광량)를 조절하기 위하여 각도 조절(즉, 도 7에서와 같이 빔 스프리터(200)가 좁혀지고 넓혀질 수 있는 상태)이 가능함은 물론이다. In addition, the beam splitter 200 according to the present invention is capable of angle adjustment (that is, a state in which the beam splitter 200 can be narrowed and widened as shown in FIG. 7) to adjust the spectral degree (spectral amount) of sunlight. Of course.

본 발명에 따른 열전소자(110)는 흡열 효율을 증가시키기 위하여, 표면에 흑색 도료를 코팅 처리하여 태양광의 흡수율을 상승할 수 있으며, 아니면 흑색 크롬(Cr)및 TiNox를 열전소자의 표면에 코팅 처리하도록 한다.The thermoelectric element 110 according to the present invention may increase the absorption of sunlight by coating a black paint on the surface in order to increase the endothermic efficiency, or black chromium (Cr) and TiNox on the surface of the thermoelectric element Do it.

더불어, 열전소자(110)의 열화 문제를 방지하기 위하여 열전소자(110)를 이루는 전극 기판과 열전 재료 간의 본딩(bonding) 처리 시에, 납을 이용하는 방식(납땜- 대략 183℃ 정도의 내열 특성을 가진 것으로 알려짐)을 이용하는 것이 아니라 중량비로 주석(Sn) 96.5 %, 은(Ag) 3.5%로 이루어진 본딩 소재를 이용하여 전극 기판과 열전재료 사이를 땜질 처리하도록 한다.In addition, in order to prevent the deterioration problem of the thermoelectric element 110, a method of using lead in the bonding process between the electrode substrate constituting the thermoelectric element 110 and the thermoelectric material (soldering—approximately 183 ° C. Rather than using a bonding material composed of 96.5% of tin (Sn) and 3.5% of silver (Ag) by weight, and soldering between the electrode substrate and the thermoelectric material.

상기 본딩 소재는 대략 220℃ 정도의 내열 특성을 가질 수 있는 것으로 실험 결과 확인할 수 있었는바, 열전소자의 세부 구성(전극 기판과 열전재료)을 결합할 시에 상기 본딩 소재를 땜질 재료로 이용하도록 하여 보다 높은 내열 특성을 열전소자가 가지도록 한다.Experimental results confirmed that the bonding material may have a heat resistance of about 220 ℃ bar, when bonding the detailed configuration (electrode substrate and thermoelectric material) of the thermoelectric element to use the bonding material as a soldering material Allows the thermoelectric element to have higher heat resistance characteristics.

도 8은 본 발명에 따른 제 3실시예로서, 제 2 실시예에 3차 반사경을 추가로 포함한 구조를 도시하고 있는 개념도이고, 도 9는 1차 내지 3차 반사경이 복수 개로 배치되어 있는 구조를 예시적으로 도시한 개념도이다.8 is a conceptual diagram illustrating a structure in which a third reflector is further included in a second embodiment according to the present invention, and FIG. 9 illustrates a structure in which a plurality of first to third reflectors are disposed. It is a conceptual diagram shown by way of example.

1차 반사경(10)의 후방에는 3차 반사경(30)이 위치되어 있는바, 구체적으로는 3차 반사경(30)은 2차 반사경(20)에서 반사되어 통공(11)을 통해 1차 반사경(10)의 후방에 이른 광원을 다시 반사하여 최종적으로 열전소자 어셈블리(100)로 집중하도록 하는 역할을 담당한다.The tertiary reflector 30 is located behind the primary reflector 10. Specifically, the tertiary reflector 30 is reflected from the secondary reflector 20 to reflect the primary reflector through the through hole 11. 10) and reflects the light source to the rear of the back to finally concentrate on the thermoelectric element assembly 100.

여기서, 집광 기능을 하는 반사경(1차, 2차 반사경)은 도 9를 보아 알 수 있듯이 복수 개로 특정 배열에 의해 배치되는 것이 가능한바, 이에 상응하여 역시 복수 개로 이루어지게 되는 3차 반사경(30)의 반사각은 열전소자 어셈블리(100)의 위치와 크기에 따라 각기 다른 다양한 설정 각을 가질 수가 있으나, 그 크기와 위치보다 중요한 것은 3차 반사경(30)을 통해 반사된 광원은 무조건 열전소자 어셈블리(100)를 향하도록 이루어진다는 점이다.Here, as shown in FIG. 9, the reflectors (primary and secondary reflectors) having a condensing function may be arranged in a plurality of specific arrangements, and thus the tertiary reflectors 30 may also be provided in plurality. Although the reflection angle of the thermoelectric element assembly 100 may have various different setting angles depending on the position and size of the thermoelectric element assembly 100, the light source reflected through the tertiary reflector 30 is more important than the size and position of the thermoelectric element assembly 100. It is made to face).

3차 반사경(30)은 반드시 1,2차 반사경(10,20)이 복수 개로 이루어졌을 때만 효용성이 있는 것은 아니고, 1,2차 반사경(10,20)이 하나만 이루어진 경우에도 태양광의 재반사 처리에 의하여 열전소자 어셈블리를 설치할 수 있는 공간을 보다 폭넓게 확보할 수 있기 때문에 충분한 효용성을 가진다. The tertiary reflector 30 is not necessarily useful only when a plurality of primary and secondary reflectors 10 and 20 are formed, and rereflection of sunlight is performed even when only the primary and secondary reflectors 10 and 20 are formed. This makes it possible to secure a wider space for installing the thermoelectric element assembly, thereby having sufficient utility.

3차 반사경(30)에서 또 다른 위치로 광원의 전달하기 위해 4차, 5차 반사경을 구비하는 것도 예측할 수 있으나, 잦은 반사에 의해 집광 효율이 떨어지는 것을 막기 위해서라도 상술한 바와 같이 반사경은 1 내지 3차의 반사경(10,20,30)만을 갖는 것이 보다 바람직하다 할 것이다.It may be foreseen to have 4th and 5th reflectors to transmit the light source to another position in the tertiary reflector 30, but the reflectors may be 1 to 5 as described above in order to prevent the light collection efficiency from dropping due to frequent reflection. It would be more desirable to have only the third reflectors 10, 20, 30.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 1 내지 3차 반사경(10,20,30)은 개별적인 단위 모듈을 설치 현장의 상황과 요구되어지는 조건에 따라서 원하는 대로 수량과 배치(array) 방법을 조절할 수 있는 것을 알 수 있다. 이러한 반사경의 수량과 배치 방법은 2*2, 3*3, 4*4 등의 장방형 타입이거나 기타 1* 7 등의 직육면체 타입으로 이루어지는 것도 가능하다.Referring to Figure 9, the first to third reflectors (10, 20, 30) according to the present invention can adjust the quantity and the arrangement (array) method as desired according to the conditions of the installation site and the requirements of the individual unit module I can see that there is. The quantity and arrangement method of the reflector may be made of a rectangular type such as 2 * 2, 3 * 3, 4 * 4, or other rectangular parallelepiped type such as 1 * 7.

이렇게 3차 반사경(30)이 장착된 제 3 실시예에서는, 복수 개의 3차 반사경(30)을 통해 반사 처리된 태양광이 특정 위치로 수렴이 되고 이 수렴 지역에는 당연히 열전소자 어셈블리(100)가 위치하고 있을 터이나, 복수 개의 반사경을 통해 태양광이 집광되는 만큼 열전소자 어셈블리(100)를 구성하는 열전소자(110) 역시 적은 면적을 가진 단일 유닛으로 이루어져 있는 것이 아니라 특정 면적을 가질 수 있도록 다양한 행렬 구조로서 복수 개의 유닛이 연속 배치되어 있는 것이 가능하다.Thus, in the third embodiment in which the tertiary reflector 30 is mounted, the sunlight reflected by the plurality of tertiary reflectors 30 converges to a specific position, and the thermoelectric element assembly 100 is naturally in the convergence region. The thermoelectric element 110 constituting the thermoelectric element assembly 100 may be located in various matrices so that the thermoelectric element 110 constituting the thermoelectric element assembly 100 may have a specific area. As a structure, it is possible that several units are arranged continuously.

즉, 보다 넓은 면적을 가지도록 열전소자(110) 유닛의 복수 개 배치가 가능하며, 이 경우 냉각부(120)는 단위 유닛으로 이루어진 각각의 열전소자(110)마다 역시 각각 부착되는 것이 아니라 복수 개로 배치된 열전소자(110)의 전체 면적을 기준으로 할 때 일정 면적비를 '섹터'로 설정하여 섹터마다 냉각부(120)가 부착되는 것이 냉매의 유량 및 설치에 필요한 부품 수를 감소하면서도 냉각 효과를 유지할 수 있기에 바람직하다.That is, a plurality of thermoelectric element 110 units may be arranged to have a wider area, and in this case, the cooling unit 120 may not be attached to each thermoelectric element 110 formed of a unit unit, instead of a plurality of units. When the cooling unit 120 is attached to each sector by setting a certain area ratio to 'sector' based on the total area of the disposed thermoelectric element 110, the cooling effect is reduced while reducing the flow rate of the refrigerant and the number of parts required for installation. It is preferable to maintain.

예를 들어, 열전소자(110)가 4*4 유닛으로 설정되어 있는 경우, 2*2 행렬을 1 섹터로 설정하게 되면 2* 2 유닛 사이즈를 가지는 냉각부(120)가 총 4개 마련이 되면 전체 열전소자(110)의 냉각 기판 부위를 커버하면서 냉각 처리할 수 있다. For example, when the thermoelectric element 110 is set to 4 * 4 units, when the 2 * 2 matrix is set to 1 sector, 4 cooling units 120 having 2 * 2 unit sizes are provided. The cooling process may be performed while covering the cooling substrate portions of the entire thermoelectric element 110.

도 10은 3차 반사경에서 반사된 태양광을 흡수 처리하는 열전소자 어셈블리의 구조를 도시한 개념도이다.10 is a conceptual diagram illustrating a structure of a thermoelectric element assembly for absorbing sunlight reflected from a tertiary reflector.

도 10을 참조하면, 열전소자 어셈블리(100)는 육면체의 형상의 입체 구조를 가져 각 표면으로 복수 개로 이루어진 3차 반사경(30)을 통해 다양한 방향으로 반사된 태양광을 흡수할 수 있는 것을 알 수 있다. 이 때, 열전소자 어셈블리(100)의 각 면, 즉 열전소자(110)의 각 표면을 커버할 수 있는 냉각부(120)가 부착되는 것이 가능하며, 냉각부(120)는 태양광이 열전소자에 미칠 수 있도록 하기 위해 중앙 부위가 관통 처리된 태양광 전달공(121)을 추가로 구비한다. 즉, 태양광 전달공(121)으로 태양광이 통과하여 열전소자(110)의 표면에 태양광을 전달할 수 있으며, 냉각부(120)의 냉각에 의하여 열전조사의 열기전력 발생을 높일 수가 있다.Referring to FIG. 10, it can be seen that the thermoelectric element assembly 100 has a three-dimensional structure having a hexahedron shape to absorb sunlight reflected in various directions through the tertiary reflector 30 having a plurality of surfaces. have. At this time, it is possible to attach the cooling unit 120 that can cover each surface of the thermoelectric element assembly 100, that is, each surface of the thermoelectric element 110, the cooling unit 120 is solar light thermoelectric element In order to be able to reach the central portion is further provided with a through hole solar transmission hole 121. That is, solar light passes through the solar light transmission hole 121 to transmit sunlight to the surface of the thermoelectric element 110, and the generation of thermoelectric power of thermoelectric irradiation may be increased by cooling of the cooling unit 120.

이러한 본 발명에 따른 제 3실시예 역시 제 2 실시예와 마찬가지로, 초점 거리 조절 수단, 공랭식/수냉식 냉각부 등을 포함할 수가 있다.Like the second embodiment, the third embodiment according to the present invention may also include a focal length adjusting means, an air-cooled / water-cooled cooling unit, and the like.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.As described so far, the configuration and operation of the photovoltaic device using the thermoelectric device according to the present invention have been represented in the above description and the drawings, but this is merely described by way of example, and the spirit of the present invention is not limited to the above description and the drawings. And, of course, various changes and modifications are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 제 1실시예로서 열전소자 어셈블리가 디시(dish) 타입 반사경의 전면부위에 장착되어 있는 상태를 도시한 단면도. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a thermoelectric element assembly is mounted on a front portion of a dish type reflector as a first embodiment according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 변형예로서 열전소자 어셈블리가 PTC 타입 반사경의 전면 부위에 장착되어 있는 상태를 도시한 사시도.2 is a perspective view showing a state in which the thermoelectric element assembly is mounted on the front portion of the PTC type reflector as a modification of the first embodiment according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 제 2 실시예로서 열전소자가 반사경의 후면 부위에 배치되어 있는 상태를 도시한 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view showing a state in which the thermoelectric element is disposed on the rear portion of the reflector as a second embodiment according to the present invention.

도 4a,b는 본 발명에 따른 냉각부의 종류를 예시적으로 도시한 사시도.Figure 4a, b is a perspective view illustratively showing the type of cooling unit according to the present invention.

도 5a,b,c,d는 본 발명에 따른 초점 거리 조절 수단에 대한 구조를 도시한 예시도.Figures 5a, b, c, d is an illustration showing a structure for the focal length adjusting means according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 2차 반사경 내지 열전소자 어셈블리의 초점 위치에 따른 열전소자 표면 온도 조절 상태를 비교한 예시도.Figure 6 is an exemplary view comparing the thermoelectric surface temperature control state according to the focus position of the secondary reflector to the thermoelectric element assembly according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 열전소자의 전방 위치에 빔 스프리터(beam splitter)를 추가로 설치한 구조를 도시한 개념도.7 is a conceptual diagram illustrating a structure in which a beam splitter is additionally installed at a front position of a thermoelectric device according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 제 3실시예로서, 제 2 실시예에 3차 반사경을 추가로 포함한 구조를 도시하고 있는 개념도. 8 is a conceptual diagram illustrating a structure in which a third reflector is further included in a second embodiment according to the third embodiment of the present invention.

도 9는 1차 내지 3차 반사경이 복수 개로 배치되어 있는 구조를 예시적으로 도시한 개념도.9 is a conceptual view illustrating a structure in which a plurality of primary to tertiary reflectors are arranged in an exemplary manner.

도 10은 3차 반사경에서 반사된 태양광을 흡수 처리하는 열전소자 어셈블리의 구조를 도시한 개념도.10 is a conceptual diagram illustrating a structure of a thermoelectric element assembly for absorbing sunlight reflected from a tertiary reflector.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 반사경(1차 반사경) 100: 열전소자 어셈블리10: reflector (primary reflector) 100: thermoelectric assembly

15: 통공 110: 열전소자15: through-hole 110: thermoelectric element

20: 2차 반사경 120: 냉각부20: secondary reflector 120: cooling unit

50: 와이어 130: 출력단자50: wire 130: output terminal

55: 나사산 140: 튜브55: thread 140: tube

60: 초점 거리 조절 수단 N: 조임 너트60: focal length adjusting means N: tightening nut

61: 조절부 63: 패스너61: adjuster 63: fastener

62: 결합턱 30: 3차 반사경62: coupling jaw 30: tertiary reflector

Claims (15)

열전소자를 이용한 태양광 발전 장치로서,As a photovoltaic device using a thermoelectric element, 태양광을 집광하여 전방에 형성된 초점 부위로 태양광을 반사하는 반사경;A reflector that collects sunlight and reflects sunlight to a focal region formed in front; 상기 반사경을 통해 집광된 태양광을 전면에 직접 조사받는 열전소자와, 상기 열전소자의 배면에 밀착 구성되어 상기 열전소자의 배면을 냉각하는 냉각부로 이루어져, 태양광을 조사받은 열전소자의 전면과 상기 냉각부를 통해 냉각이 된 열전소자의 배면의 온도 차이에 의한 기전력 발생으로 전기 에너지 발전을 하는 열전소자 어셈블리;It consists of a thermoelectric element directly irradiated to the front of the solar light collected through the reflector, and a cooling unit configured to be in close contact with the back of the thermoelectric element, to cool the back of the thermoelectric element, the front and the front of the thermoelectric element irradiated with sunlight A thermoelectric assembly that generates electric energy by generating electromotive force by a temperature difference of a rear surface of the thermoelectric element cooled by the cooling unit; 상기 반사경으로부터 복수 개로 연장이 되어 상기 열전소자 어셈블리를 상기 반사경의 초점 위치 부근에 지지시키는 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.And a wire extending from the reflecting mirror to a plurality of wires to support the thermoelectric element assembly near a focal position of the reflecting mirror. 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치로서,As a photovoltaic device using a thermoelectric element, 태양광을 집광하여 전방에 형성되는 초점 부위로 태양광을 반사하며, 중앙 부분에 통공이 형성되어 있는 1차 반사경 및 상기 1차 반사경의 전방 초점 부위에 위치하여 상기 1차 반사경에 의하여 집광된 태양광을 상기 통공을 지나 상기 1차 반사경의 후방으로 2차 집광하는 2차 반사경을 포함하는 집광 모듈;Condensing the sunlight and reflecting the sunlight to the focal region formed in front of the sun, the primary reflector having a hole formed in the center portion and the sun condensed by the primary reflector located in the front focal region of the primary reflector A condensing module including a secondary reflector configured to condense light secondly through the aperture to the rear of the primary reflector; 상기 1차 반사경으로부터 복수 개로 연장이 되어 상기 2차 반사경을 상기 1차 반사경의 초점 위치 부근에 지지시키는 와이어;A plurality of wires extending from the primary reflector to support the secondary reflector near a focal position of the primary reflector; 상기 1차 반사경의 후방에 위치하며, 상기 2차 반사경을 통해 반사된 태양광을 직접 전달받는 열전소자와 상기 열전소자의 배면에 밀착 구성되어 상기 열전소자의 배면을 냉각하는 냉각부로 이루어져, 태양광을 받은 열전소자의 전면과 상기 냉각부를 통해 냉각이 된 열전소자 배면의 온도 차이에 의한 기전력 발생으로 전기 에너지 발전을 하는 열전소자 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.Located in the rear of the primary reflector, a thermoelectric element directly receiving the sunlight reflected through the secondary reflector and a cooling unit configured to be in close contact with the back of the thermoelectric element to cool the back of the thermoelectric element, the solar light A thermoelectric device using a thermoelectric device comprising a; thermoelectric element assembly for generating electrical energy by electromotive force generated by the temperature difference between the front of the thermoelectric element received and the rear of the thermoelectric element cooled through the cooling unit; . 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치로서,As a photovoltaic device using a thermoelectric element, 태양광을 집광하여 전방에 형성되는 초점 부위로 태양광을 반사하며, 중앙 부분에 통공이 형성되어 있는 1차 반사경과, 상기 1차 반사경의 전방 초점 부위에 위치하여 상기 1차 반사경에 의하여 집광된 태양광을 상기 통공을 지나 상기 1차 반사경의 후방으로 2차 집광하는 2차 반사경 및 상기 1차 초점 반사경의 후방에 배치되며 상기 2차 반사경에 의하여 2차 집광된 태양광을 특정한 방향으로 반사하는 3차 반사경을 포함하는 집광 모듈;It collects the sunlight and reflects the sunlight to the focal region formed in the front, and the primary reflector having a hole formed in the center portion, and located in the front focal region of the primary reflector and collected by the primary reflector A second reflector for condensing sunlight to the rear of the primary reflector through the aperture and a rear reflector for reflecting the sunlight condensed by the secondary reflector in a specific direction; A light condensing module including a tertiary reflector; 상기 1차 반사경으로부터 복수 개로 연장이 되어 상기 2차 반사경을 상기 1차 반사경의 초점 위치 부근에 지지시키는 와이어;A plurality of wires extending from the primary reflector to support the secondary reflector near a focal position of the primary reflector; 상기 3차 반사경을 통해 반사된 태양광을 직접 조사받는 열전소자와 상기 열전소자의 배면에 밀착 구성되어 상기 열전소자의 배면을 냉각하는 냉각부로 이루어져, 태양광을 받은 열전소자의 전면과 상기 냉각부를 통해 냉각이 된 열전소자 배면의 온도 차이에 의한 기전력 발생으로 전기 에너지 발전을 하는 열전소자 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.The thermoelectric element directly irradiated with the sunlight reflected through the tertiary reflector and the rear surface of the thermoelectric element is formed in close contact with the cooling unit for cooling the rear surface of the thermoelectric element, the front and the cooling portion of the thermoelectric element received sunlight And a thermoelectric element assembly configured to generate electric energy by electromotive force generation due to a temperature difference of the rear surface of the thermoelectric element cooled through the photovoltaic device. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 냉각부는,The cooling unit, 냉매 입출 튜브를 구비하여 상기 냉매 입출 튜브를 통한 냉매의 순환으로 수냉식 방식으로 냉각되는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.And a coolant inlet and outlet tube, wherein the coolant is cooled in a water-cooled manner by circulation of the coolant through the coolant inlet and outlet tube. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 냉각부는,The cooling unit, 팬을 구비하여 상기 팬의 회전으로 공랭식 방식으로 냉각되는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.The solar power generation apparatus using a thermoelectric element, characterized in that the cooling is provided by an air cooling method by the rotation of the fan. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열전소자 어셈블리를 수용한 상태에서 상기 와이어에 지지되되, 상기 와이어의 길이 방향을 따라 이동이 가능하여 상기 열전소자 어셈블리를 상기 와이어 상하로 이동시키는 초점 거리 조절 수단;을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.And a focal length adjusting means which is supported by the wire in a state in which the thermoelectric element assembly is accommodated and is movable along a length direction of the wire to move the thermoelectric element assembly up and down the wire. Photovoltaic device using a thermoelectric device. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 와이어의 상기 열전소자 어셈블리 결합 측 단부 둘레에는 나사산이 형성되고,A thread is formed around an end of the wire element assembly coupling side of the wire, 상기 초점 거리 조절 수단은,The focal length adjusting means, 링 형상으로 이루어져 상기 열전소자 어셈블리를 내부 중공 부위에 고정 결합하고, 링 형상의 바깥 부위로 돌출된 복수 개의 조절부를 구비하여 상기 조절부에 상기 와이어를 체결하도록 하며, 상기 조절부 상하 부위의 와이어 상에 체결된 조절 너트의 조임 및 해제를 통해 상기 와이어 상에서 조절부의 높이를 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.The thermoelectric element assembly is fixedly coupled to an inner hollow portion by a ring shape, and includes a plurality of control portions protruding to an outer portion of the ring shape so as to fasten the wires to the control portion, and the upper and lower portions of the control portion on the wire. To adjust the height of the control portion on the wire by tightening and releasing the adjustment nut fastened to the, photovoltaic device using a thermoelectric element. 제 2항 또는 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to claim 2 or 3, 상기 2차 반사경을 수용한 상태에서 상기 와이어에 지지되어 있되, 상기 외이어의 길이 방향을 따라 이동이 가능하여 상기 2차 반사경을 상기 와이어 상하로 이동시키는 초점 거리 조절 수단;을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.And a focal length adjusting means which is supported by the wire in a state in which the secondary reflector is accommodated, and is movable along the longitudinal direction of the outer wire to move the secondary reflector up and down the wire. A photovoltaic device using a thermoelectric element, characterized in that. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 와이어의 상기 2차 반사경의 결합 측 단부 둘레에는 나사산이 형성되고,A thread is formed around an end of a coupling side of the secondary reflector of the wire, 상기 초점 거리 조절 수단은,The focal length adjusting means, 링 형상으로 이루어져 상기 2차 반사경을 내부 중공 부위에 고정 결합하고, 링 형상의 바깥 부위로 돌출된 복수 개의 조절부를 구비하여 상기 조절부에 상기 와이어를 체결하도록 하며, 상기 조절부 상하 부위의 와이어 상에 체결된 조절 너트의 조임 및 해제를 통해 상기 와이어 상에서 조절부의 높이를 조절하도록 하는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.It is formed in a ring shape and fixedly coupled to the secondary reflector to the inner hollow portion, and provided with a plurality of control portions protruding to the outer portion of the ring shape to fasten the wire to the control portion, the upper and lower portions of the control portion wire To adjust the height of the control portion on the wire by tightening and releasing the adjustment nut fastened to the, photovoltaic device using a thermoelectric element. 삭제delete 삭제delete 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 열전소자는 전극 기판과 열전재료의 결합으로 이루어지되, 상기 전극 기판과 열전재료는 중량비를 기준으로 주석(Sn) 96.5 % 및 은(Ag) 3.5%로 이루어진 본딩 소재를 통해 땜질 결합되는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.The thermoelectric element is made of a combination of the electrode substrate and the thermoelectric material, the electrode substrate and the thermoelectric material is soldered through a bonding material consisting of 96.5% tin (Sn) and 3.5% silver (Ag) based on the weight ratio. A photovoltaic device using a thermoelectric element. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 집광 모듈은, 다양한 행렬 구조를 가지면서 복수 개로 연속 배치되는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.The condensing module has a plurality of matrix structures, characterized in that arranged in plurality in plurality, the solar cell apparatus using a thermoelectric element. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 열전소자 어셈블리는,The thermoelectric element assembly, 상기 3차 반사경에 의하여 태양광이 반사된 태양광 수렴 경로 상에 위치하되, 복수 개의 3차 반사경으로부터 반사된 태양광 각각을 흡수할 수 있도록 행렬 구조 및 입체 구조 중 어느 하나의 구조를 가지면서 복수 개로 연속 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치.Located on the solar light convergence path reflected by the tertiary reflector, and having a structure of any one of a matrix structure and a three-dimensional structure so as to absorb each of the sunlight reflected from the plurality of tertiary reflector A photovoltaic device using a thermoelectric element, characterized by being continuously arranged in pieces. 삭제delete
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