KR101009688B1 - Hybrid module for solar energy - Google Patents

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KR101009688B1
KR101009688B1 KR1020100034772A KR20100034772A KR101009688B1 KR 101009688 B1 KR101009688 B1 KR 101009688B1 KR 1020100034772 A KR1020100034772 A KR 1020100034772A KR 20100034772 A KR20100034772 A KR 20100034772A KR 101009688 B1 KR101009688 B1 KR 101009688B1
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박대전
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이앤에이치(주)
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Abstract

PURPOSE: A hybrid module is provided to maximize a thermal conductance rate and heat efficiency and to improve power generation efficiency. CONSTITUTION: A hybrid module(1000) uses the conduction of solar energy. Sunlight is penetrated to a surface glass(1010). A first EVA sheet(1020) is filled in the lower part of the surface glass. A second EVA sheet(1040) is filled in the lower part of a solar cell.

Description

태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈{hybrid module for solar energy}Hybrid module for optimizing solar conduction {hybrid module for solar energy}

본 발명은 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양열을 활용하여 난방 또는 온수를 공급할 수 있고, 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 공급할 수 있도록 한 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid type module for optimizing solar energy conduction, and more specifically, it is possible to supply heating or hot water using solar heat, and to optimize solar energy conduction so that solar energy can be converted into electrical energy and supplied. It relates to a hybrid module.

오늘날 국제적인 환경 문제와 에너지 문제를 해결하기 위하여 세계 각국에서는 대체 에너지에 대한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 특히, 이러한 대체 에너지에 대한 관심은 최근의 국제적인 유가 급등 문제, 장래의 국제적인 에너지 문제 등과 긴밀한 관련성이 있다.Today, research and development on alternative energy is actively being conducted in various countries in order to solve international environmental and energy problems. In particular, this interest in alternative energy is closely related to the recent international oil price hikes and future international energy issues.

한편, 이러한 에너지 문제나 환경 문제 해결을 위한 대체 에너지 중에서 특히 태양에너지의 이용은 무한한 에너지원이라는 측면에서 더욱 각광을 받고 있다. 주로 일조 건은 유럽이 좋지만 우리나라 또한 일조 건이 상당히 좋은 편이므로 태양에너지의 활용은 대단히 유용한 에너지 활용 방안으로 간주한다.On the other hand, among the alternative energy for solving such energy problems or environmental problems, in particular, the use of solar energy is in the spotlight in terms of infinite energy source. In general, the sunshine condition is good in Europe, but Korea also has a very good sunshine condition, so the use of solar energy is considered as a very useful energy utilization plan.

이와 같은 태양에너지의 활용에 대한 종래의 기술은 크게 태양광을 이용한 발전 형태와 태양열을 이용한 난방 및 온수 형태로 구분할 수 있다.Conventional techniques for the utilization of such solar energy can be largely divided into a form of power generation using solar light and heating and hot water using solar heat.

태양 광 발전은 선진국 및 국내에서도 상당한 연구가 진행되어 상용화되어 있으며, 현재 효율 향상이나 고품질 쪽으로 연구가 진행되고 있다.Photovoltaic power generation has been studied and commercialized in developed countries and domestic countries, and is currently being researched for improving efficiency and high quality.

그리고, 태양열의 경우 태양 복사열을 흡수하여 온수를 생산하고 그 온수를 사용하여 건물의 난방이나 급탕을 공급한다. 이러한 태양열 시스템은 주간에는 태양열을 집열하여 축열조에 온수 형태로 저장하였다가 필요 시 축열조에 저장된 온수를 이용하도록 구성되어 있다.In the case of solar heat, solar radiation is absorbed to produce hot water, and the hot water is used to supply heating or hot water for buildings. The solar system is configured to collect solar heat during the day and store the hot water in the heat storage tank in order to use the hot water stored in the heat storage tank.

특히, 이와 같이 태양에너지를 활용한 종래기술 중 특허공보를 통해 개시된 일부의 종래기술을 첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 간략하게 설명하면 하기와 같다.In particular, some of the prior art disclosed through the patent publication of the prior art utilizing the solar energy will be briefly described with reference to FIGS. 1 to 3.

먼저, 공개특허공보 제10-2004-0061706호는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 한 장의 저철분 강화유리(11)와, 상기 저철분 강화유리(11)의 후면에 구비되는 태양전지(13)와, 빛의 투과율을 극대화하기 위해 상기 태양전지(13)의 후면에 구비되는 투명 테들러(15)와, 상기 요소들을 적층상태로 하나의 모듈로 이루어지도록 접착수단을 갖는 태양광 모듈(10)이 다수로 이루어지는 태양광 열판에 있어서, 상기 투명 테들러(15)의 후면에 열전도성이 높은 금속판(17)이 구비되고, 금속판(17) 후면에 열매체의 이동을 가능하게 하고, 상기 태양전지(13) 자체에서 발생되는 폐열을 전달받아 열매체에 공급하는 동관(20)을 순차적으로 구비하여 상기 접착수단을 이용하여 상기 태양광 모듈(10)과 일체로 구성된 일체형 태양광 열판이 개시되어 있다. 여기서, 상기 접착수단은 다수의 EVA 시트(12)(14)(16)로 이루어진다.First, as disclosed in Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2004-0061706, as shown in FIGS. 1A and 1B, a sheet of low iron tempered glass 11 and a solar cell provided on a rear surface of the low iron tempered glass 11 are disclosed. (13), a transparent module 15 provided on the rear of the solar cell 13 in order to maximize the light transmittance, and a solar module having an adhesive means to be made of one module in a stacked state In the solar thermal plate composed of a plurality of (10), a metal plate 17 having a high thermal conductivity is provided on the rear surface of the transparent Tedler 15, the rear surface of the metal plate 17 enables the movement of the heat medium, The solar cell 13 is provided with a copper tube 20 which receives the waste heat generated by itself and supplies to the heat medium in order to provide an integrated solar thermal plate which is integrally formed with the photovoltaic module 10 using the adhesive means have. Here, the bonding means is composed of a plurality of EVA sheets 12, 14, 16.

그리고, 공개특허공보 제10-2010-0006205호는 도 2에 도시된 바와 같이, CIGS 태양전지 모듈로서, 다각형의 평판 형태로 이루어진 하부 유리판(100); 상기 하부 유리판(100) 위에 적층되는 EVA 수지로 이루어진 하부 충진재(200); 상기 하부 충진재(200) 위에 적층되며, 다수개의 CIGS 태양전지(320)가 리본(340)으로 직렬 연결되어 그리드 형태를 가진 CIGS 태양전지판(300); 상기 태양전지판(300) 위에 적층되는 EVA 수지로 이루어진 상부 충진재(400); 및 상기 상부 충진재(400) 위에 적층되는 다각형의 평판 형태로 이루어진 상부 유리판(500);을 포함하여 구성된 CIGS 태양전지 모듈이 개시되어 있다. 이러한 CIGS 태양전지 모듈은 건자재 일체형 태양전지 모듈(BIPV)로써, 건축물의 외벽 및 창호 대체용으로 사용될 수 있어 태양전지의 발전 전력을 이용할 수 있으며, 복층유리 구조이므로 전기적 절연효과가 있다. 또, 하부 유리판(100)과 태양전지(320)의 기판의 재질이 공통적으로 유리이므로 이후 재생을 위한 분리 공정 시 태양전지(320)와 하부 유리판(100)의 분리가 용이한 효과가 있다.And, Patent Publication No. 10-2010-0006205, as shown in Figure 2, CIGS solar cell module, the lower glass plate 100 made of a polygonal flat plate form; A lower filler 200 made of an EVA resin laminated on the lower glass plate 100; A CIGS solar panel 300 stacked on the lower filler material 200 and having a plurality of CIGS solar cells 320 connected in series with a ribbon 340 and having a grid shape; An upper filler 400 made of an EVA resin stacked on the solar panel 300; Disclosed is a CIGS solar cell module comprising a; and an upper glass plate 500 made of a polygonal flat plate stacked on the upper filler 400. The CIGS solar cell module is a building material integrated solar cell module (BIPV), and can be used for replacing exterior walls and windows of buildings, and can use the power generated by solar cells. In addition, since the materials of the substrate of the lower glass plate 100 and the solar cell 320 are commonly made of glass, there is an effect of easily separating the solar cell 320 and the lower glass plate 100 during a separation process for subsequent regeneration.

또한, 등록특허 제10-0735101호는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 단자박스가 일체화된 발코니형 태양전지모듈에 관한 것으로서, 특히 태양전지모듈에 있어서; 사각판 형태로 형성되고, 태양광을 투과하는 투과형 컬러 강화유리(110)와; 상기 투과형 컬러 강화유리(110)와 동일한 크기로 사각판 형태로 형성되고, 습기 침투 및 내구성 확보를 위해 상기 투과형 컬러 강화유리(110)의 상면에 부착되는 제 1 EVA 시트(120)와; 상기 제 1 EVA 시트(120)의 상면에 일정 형태로 부착되는 복수의 태양전지(130)와; 상기 각각의 태양전지(130)를 직렬로 연결하여 각각의 태양전지(130)로부터 발생되는 전기를 전달하는 패턴(140)과; 상기 태양전지(130) 및 패턴(140) 상면에 부착되는 제 2 EVA 시트(150); 및 사각판 형태로 형성되고, 태양광을 투과하도록 상기 제 2 EVA 시트(150)의 상면에 부착되는 투과형 저철분 강화유리(160)를 포함하는 단자박스가 일체화된 발코니형 태양전지모듈이 개시되어 있다.In addition, Korean Patent No. 10-0735101 relates to a balcony solar cell module in which a terminal box is integrated, as shown in FIGS. 3A and 3B, in particular, in a solar cell module; A transmissive color tempered glass 110 formed in a rectangular plate shape and transmitting sunlight; A first EVA sheet 120 formed in the same size as the transmissive color tempered glass 110 and attached to an upper surface of the transmissive color tempered glass 110 to ensure moisture penetration and durability; A plurality of solar cells 130 attached to an upper surface of the first EVA sheet 120 in a predetermined form; A pattern 140 connecting the respective solar cells 130 in series to transfer electricity generated from each solar cell 130; A second EVA sheet 150 attached to an upper surface of the solar cell 130 and the pattern 140; And a balcony-type solar cell module in which a terminal box is formed in a rectangular plate shape and includes a transmission-type low iron tempered glass 160 attached to an upper surface of the second EVA sheet 150 to transmit sunlight. have.

하지만, 이러한 종래기술에서는, 태양전지는 상온 25℃에서 최적의 발전을 나타내고 있으나, 한낮에 태양복사열은 태양전지 셀의 온도를 80℃ 이상까지 상승시켜 발전효율을 저하시키게 되는 문제가 있었다.However, in the prior art, the solar cell shows the optimal power generation at room temperature of 25 ° C., but the solar radiation heat during the day raises the temperature of the solar cell to 80 ° C. or more, thereby lowering the power generation efficiency.

따라서, 발전효율을 저하시키는 고온(대략 40℃ 이상의 온도)의 열에너지를 순환하는 순환유체에 공급함으로써 태양전지의 효율도 향상시키는 한편 고온의 열 또한 이용할 수 있는 하이브리드형 모듈의 필요성이 크게 대두되었다.Therefore, the need for a hybrid module that improves the efficiency of a solar cell and also utilizes high-temperature heat by supplying thermal energy of high temperature (approximately 40 ° C. or more) that reduces power generation efficiency to a circulating fluid that circulates has emerged.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 태양에너지를 이용하여 발전을 이룰 뿐만 아니라 고온화되는 태양에너지의 열에너지를 순환유체에 공급하여 최적의 발전과 더불어 난방 및 온수를 사용할 수 있도록 한 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, not only to achieve the power generation using solar energy, but also to supply the heat energy of the high temperature solar energy to the circulating fluid, heating and The goal is to provide a hybrid module that optimizes solar conduction to enable hot water.

또, 본 발명의 다른 목적은, 태양에너지를 활용하여 발전 및 난방 또는 온수를 공급할 수 있는 태양에너지용 장치에 있어, 태양에너지를 전도열로서 효율적으로 열전달이 이루어지도록 하여 열효율을 향상시키고, 태양에너지에 의해 발생된 열의 손실을 사전에 방지할 수 있도록 한 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈을 제공함에 있다.In addition, another object of the present invention, in the solar energy device capable of supplying power generation and heating or hot water by utilizing the solar energy, to improve heat efficiency by heat transfer to the solar energy as conduction heat efficiently, The present invention provides a hybrid module that optimizes solar conduction to prevent heat loss caused by heat.

상술한 목적은, 태양에너지의 전도를 이용하는 하이브리드 모듈을 구성함에 있어서, 상기 하이브리드 모듈은, 태양광이 투광되는 표면유리; 상기 표면유리의 하부에 충진되는 제 1 EVA 시트; 상기 제 1 EVA 시트의 하부에 설치되어 상기 표면유리를 투광한 태양광을 입사받아 전기적 작용을 일으키는 태양전지 셀; 상기 태양전지 셀의 하부에 충진되는 제 2 EVA 시트; 상기 제 2 EVA 시트의 하부에 설치되어 열손실을 방지하는 하부시트; 상기 하부시트의 하부에 설치되어 열을 흡수하는 전도성 재질로 이루어진 집열판; 상기 집열판의 하부에 설치되어 유체가 이동되는 유동관; 및 상기 유동관의 하부에 설치되어 열을 반사시키는 열반사부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈에 의해 달성된다.The above object is, in configuring a hybrid module using the conduction of solar energy, the hybrid module, the surface of the sunlight is transmitted to the glass; A first EVA sheet filled in the lower portion of the surface glass; A solar cell installed under the first EVA sheet and receiving electrical light through the surface glass to generate an electrical action; A second EVA sheet filled in the lower portion of the solar cell; A lower sheet installed below the second EVA sheet to prevent heat loss; A heat collecting plate made of a conductive material absorbing heat by being installed under the lower sheet; A flow pipe installed at a lower portion of the heat collecting plate to move a fluid; And a heat reflecting member installed at a lower portion of the flow pipe to reflect heat, and is achieved by a hybrid type module optimizing solar energy conduction.

그리고, 상기 열반사부재의 하부에는 단열재가 더 구성되고, 상기 열반사부재는 단열재의 상면에 부착되는 열반사필름으로 구성됨이 바람직하다.And, the lower portion of the heat reflection member is further configured to the heat insulating material, the heat reflection member is preferably composed of a heat reflection film attached to the upper surface of the heat insulating material.

또한, 상기 하부시트는 열손실을 최소화하고 열 보존율을 최대한 향상시킬 수 있는 블랙시트(black sheet)로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the lower sheet is characterized by consisting of a black sheet (black sheet) that can minimize the heat loss and improve the heat retention as much as possible.

본 발명의 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈에 따르면, 투광된 태양에너지 즉 태양광이 태양전지 셀로 입사됨에 따라 태양전지 셀에서 전기에너지가 생성되어 발전이 이루어지는 한편 전기에너지와 더불어 태양전지 셀에서 생성되는 전도열은 하부시트에 의해서 열손실이 차단된 상태로 보존될 뿐 아니라 점차적으로 고온화되는 전도열이 집열판과 열반사부재에 의해서 순환유체(물)가 흐르는 유동관의 전면으로 고르게 제공되므로 열전도율 및 열효율을 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 최적의 발전효율과 더불어 난방 및 온수를 사용할 수 있는 장점이 있다.According to the hybrid type module optimizing the solar energy conduction of the present invention, as the transmitted solar energy, that is, the solar light is incident on the solar cell, the electric energy is generated in the solar cell, the power generation is generated, while in the solar cell together with the electrical energy The generated conductive heat is not only preserved with heat loss blocked by the lower sheet, but the conductive heat gradually increasing in temperature is provided evenly to the front surface of the flow pipe through which the circulating fluid (water) flows by the heat collecting plate and the heat reflecting member to improve thermal conductivity and thermal efficiency. Not only can it maximize, but it has the advantage of using heating and hot water along with the optimal power generation efficiency.

더욱이, 상기 열반사부재의 하면에는 단열재가 더 구성됨으로써 열손실을 보다 완벽하게 차단할 수 있는 장점이 있다.In addition, the lower surface of the heat reflection member has an advantage that the heat insulating material is further configured to block the heat loss more completely.

도 1a 및 도 1b는 종래의 태양광 열판을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 태양전지 모듈을 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 종래 다른 형태의 태양전지 모듈을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈을 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈이 구성된 실시 상태도이다.1A and 1B are views illustrating a conventional solar thermal plate.
2 is a view showing a conventional solar cell module.
3A and 3B are views illustrating another conventional solar cell module.
Figure 4 is a block diagram showing a hybrid module optimizing solar energy conduction according to the present invention.
5 is an exemplary embodiment showing a hybrid module optimized for solar energy conduction according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 각 도면에 도시된 구성요소들에 참조부호를 부여함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하였음에 유의해야 한다. 이와 더불어, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.First, in the reference numerals to the components shown in each drawing of the present invention, it should be noted that the same reference numerals as much as possible even if shown on the other drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

첨부도면 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈 및 이의 실시 상태를 도시한 도면이다.4 and 5 are diagrams illustrating a hybrid type module and an embodiment thereof, which optimize solar energy conduction according to the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈은 도 4에 도시된 바와 같이, 태양에너지 중 투광된 태양광에 의해 태양전지 셀(1030)에서 발생된 전도열을 유체가 유동하는 유동관(1070)에 제공하여 난방 및 온수를 공급하고, 태양광이 입사된 태양전지 셀(1030)의 전기적 작용에 의해 전기에너지를 발생시켜 공급할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 4, in the hybrid type module optimizing solar energy conduction according to an embodiment of the present invention, the fluid flows the conduction heat generated in the solar cell 1030 by the light emitted from the solar energy. It is provided to the flow tube 1070 to supply heating and hot water, and to generate and supply electrical energy by the electrical action of the solar cell 1030 is incident to the sunlight.

이러한 본 실시예에 따른 하이브리드 모듈(1000)은, 태양광이 투광되는 표면유리(1010)와, 상기 표면유리(1010)의 하면에 부착되어 충진되는 제 1 EVA 시트(1020)와, 상기 제 1 EVA 시트(1020)의 하면에 부착 설치되고 상기 표면유리(1010)를 투광한 태양광을 입사받아 전기적 작용을 일으키는 태양전지 셀(1030)과, 상기 태양전지 셀(1030)의 하면에 부착되어 충진되는 제 2 EVA 시트(1040)와, 상기 제 2 EVA 시트(1040)의 하면에 부착 설치되고 상기 태양전지 셀(1030)에 의해 발생된 열의 손실을 방지하는 하부시트(1050)와, 상기 하부시트(1050)의 하면에 설치되어 열을 흡수하는 전도성 재질로 이루어진 집열판(1060)과, 상기 집열판(1060)의 하면에 설치되어 유체(물)가 이동되는 유동관(1070) 및 상기 유동관(1070)의 하면에 설치되어 열을 반사시키는 열반사부재를 포함한다.The hybrid module 1000 according to the present embodiment includes a surface glass 1010 through which sunlight is transmitted, a first EVA sheet 1020 attached to and filled with a lower surface of the surface glass 1010, and the first glass sheet. It is attached to the bottom surface of the EVA sheet 1020 and is attached to the solar cell 1030 and the bottom surface of the solar cell 1030 that is charged with the solar light incident to the surface glass 1010 to generate an electrical action A second EVA sheet 1040 and a lower sheet 1050 attached to a lower surface of the second EVA sheet 1040 and preventing a loss of heat generated by the solar cell 1030 and the lower sheet. A heat collecting plate 1060 made of a conductive material absorbing heat and installed on a lower surface of 1050, and a flow pipe 1070 and a fluid pipe 1070 to which a fluid (water) is moved on the lower surface of the heat collecting plate 1060. It is installed on the lower surface includes a heat reflection member for reflecting heat.

상기 표면유리(1010)는 태양광 투과율이 높으면서도 유리파손이 방지되는 투명한 저철분 강화유리로 구성됨이 바람직하다.The surface glass 1010 is preferably made of a transparent low iron tempered glass to prevent glass breakage while having a high solar transmittance.

상기 제 1,2 EVA 시트(1020)(1040)는 각각 표면유리(1010)와 태양전지 셀(1030), 태양전지 셀(1030)과 하부시트(1050) 사이에 개재되는 충진재로서, 태양전지 셀(1030)을 외부 충격으로부터 보호해 주는 역할과 습기 침입 및 태양전지 셀(1030)의 부식방지 등의 역할을 한다. 특히, 상기 제 1,2 EVA 시트(1020)(1040)를 이루는 EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 재질은 투명성, 완충성, 탄성, 인장강도가 우수하고, 접착력과 투과율이 우수하며, 자외선에 강한 특성을 갖는다.The first and second EVA sheets 1020 and 1040 are fillers interposed between the surface glass 1010 and the solar cell 1030, the solar cell 1030, and the lower sheet 1050, respectively. The role of protecting the 1030 from external shocks and serves to prevent moisture intrusion and corrosion of the solar cell 1030. In particular, the EVA (Ethylene Vinyl Acetate) material forming the first and second EVA sheets 1020 and 1040 has excellent transparency, buffering property, elasticity, tensile strength, excellent adhesion and transmittance, and strong UV resistance. Have

그리고, 상기 태양전지 셀(1030)은 태양전지를 이루는 다수의 셀이 직렬 연결된 그리드 형태로 구성될 수 있으나, 이에 국한되거나 한정되지 않고 다양한 연결형태로 구성될 수도 있음은 물론이다. 한편, 상기와 같이 직렬 연결된 태양전지 셀(1030)은 유동관(1070)의 설치방향에 대응하게 연결된 열로서 설치된다.The solar cell 1030 may be configured in a grid form in which a plurality of cells constituting the solar cell are connected in series, but the solar cell 1030 may be configured in various connection forms without being limited thereto. Meanwhile, the solar cells 1030 connected in series as described above are installed as heat connected corresponding to the installation direction of the flow pipe 1070.

상기 하부시트(1050)는 열을 잘 포집할 수 있는 검정색의 블랙시트(black sheet)로서, 상기 태양전지 셀(1030)에 의해 생성된 열을 포집하여 외부로의 발산을 방지하는 한편 포집된 열을 후술될 하기의 집열판(1060)으로 전달함으로써, 열 보존율(즉, 열이 외부로 발산되지 않도록 포집한 열 포집율 또는 열 함유율)이 향상되어 열손실을 최대한 방지할 수 있게 된다.The lower sheet 1050 is a black black sheet capable of capturing heat, and collects heat generated by the solar cell 1030 to prevent divergence to the outside while being collected. By transferring to the heat collecting plate 1060 which will be described later, the heat preservation rate (that is, the heat collection rate or heat content rate is collected so that heat does not dissipate to the outside) is improved to prevent the heat loss as possible.

상기 집열판(1060)은 상기 하부시트(1050)에 의해 보존된 열을 흡수하여 유체 즉 물이 유동하는 유동관(1070)으로 열을 전달하는 구성으로서, 열의 효과적으로 전달을 위해 전도성이 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.The heat collecting plate 1060 is configured to absorb heat stored by the lower sheet 1050 to transfer heat to a fluid tube 1070 in which a fluid, ie, water flows, and is formed of a material having excellent conductivity for effectively transferring heat. It is preferable.

한편, 상기 유동관(1070)은 유체 즉 물이 유동하는 전도율이 우수한 동 재질로 이루어진 관으로서, 다수의 유동관(1070)이 하이브리드 모듈(1000)의 일방향(이하 "길이방향" 이라 한다)으로 길게 설치된다. 이러한 유동관(1070)의 설치방향은 전술한 태양전지 셀(1030)의 직렬 연결된 설치방향에 대응한 것으로, 길이방향으로 설치된 각 유동관(1070)은 각각 직렬 연결된 태양전지 셀(1030)의 열에 의해 덮여지도록 설치됨이 바람직하다. 따라서, 상기 태양전지 셀(1030)에 의해 생성된 열은 집열판(1060)을 통해서 각 유동관(1070)으로 효과적으로 전달될 수 있게 된다.On the other hand, the flow tube 1070 is a tube made of a copper material having excellent conductivity of fluid, that is, water flows, a plurality of flow tube 1070 is installed long in one direction (hereinafter referred to as "length direction") of the hybrid module 1000 do. The installation direction of the flow tube 1070 corresponds to the installation direction connected in series of the above-described solar cell 1030, each flow tube 1070 installed in the longitudinal direction is covered by a row of solar cells 1030 connected in series, respectively. It is desirable to be installed so that. Therefore, heat generated by the solar cell 1030 can be effectively transferred to each flow tube 1070 through the heat collecting plate 1060.

그리고, 상기 열반사부재는 유동관(1070)의 하면에 태양전지 셀(1030) 모두를 수용할 수 있는 면적으로 형성됨이 바람직하고, 그 재질은 열반사율이 우수한 알루미늄으로 형성될 수 있다. 한편, 본 실시예에서는 열반사부재의 바람직한 형태로서 후술될 단열재(1090)의 상면에 부착되어 고정되는 열반사필름(이하 "열반사필름" 이라 한다)(1080)을 그 일례로 들어 설명한다.In addition, the heat reflection member may be formed on the bottom surface of the flow pipe 1070 to accommodate all of the solar cells 1030, and the material may be formed of aluminum having excellent heat reflectivity. In the present embodiment, a heat reflection film (hereinafter referred to as a “heat reflection film”) 1080 that is attached and fixed to an upper surface of the heat insulating material 1090 to be described below as a preferred form of the heat reflection member will be described as an example.

그리고, 상기와 같이 형성된 열반사필름(1080)의 하면에는 열반사필름(1080)에 대응한 면적으로 형성된 단열재(1090)가 더 구성되고, 상기 단열재(1090)의 하면에는 케이스(1100)가 구성된다. 상기 단열재(1090)는 열반사필름(1080)의 하면을 가려 줌으로써 열반사필름(1080)을 통해 발생될 수 있는 열손실을 사전에 방지할 수 있게 된다.In addition, the bottom surface of the heat reflection film 1080 formed as described above is further configured with a heat insulating material 1090 formed with an area corresponding to the heat reflection film 1080, the case 1100 is configured on the bottom surface of the heat insulating material 1090. do. The heat insulator 1090 covers the lower surface of the heat reflection film 1080 to prevent heat loss that may be generated through the heat reflection film 1080 in advance.

한편, 상기와 같이 하이브리드 모듈(1000)로 입사되어 생성된 태양에너지의 전도율은 하이브리드 모듈(1000) 내에서 열손실이 방지된 상태로 지속적으로 이루어지는 집열작용에 의해 점차적으로 고온화되는데, 이때 고온화되는 전도열은 전술한 바와 같이 집열판(1060)과 열반사필름(1080)에 의해서 순환유체 즉 물이 흐르는 유동관(1070)의 전면에 고르게 작용하여 신속한 열전도가 이루어짐으로써 적정온도의 전도열을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 신속한 난방 및 온수의 사용이 가능하게 된다.
On the other hand, as described above, the conductivity of the solar energy incident to the hybrid module 1000 is gradually increased in temperature by a heat collecting action continuously performed in a state in which heat loss is prevented in the hybrid module 1000, in which the heat of conduction becomes high. As described above, the heat collecting plate 1060 and the heat reflecting film 1080 act evenly on the front surface of the circulating fluid, ie, the flow pipe 1070, whereby rapid thermal conductivity is achieved to maintain conduction heat at an appropriate temperature. Heating and hot water can be used.

이상과 같이 구성된 본 실시예에 따른 하이브리드 모듈(1000)의 작용은 발전작용과 집열작용으로 대별되고, 이를 하기에서 통합하여 설명한다.The operation of the hybrid module 1000 according to the present embodiment configured as described above is roughly divided into a power generation operation and a heat collection operation, which will be described below by integrating them.

먼저, 태양에너지의 태양광은 투명한 표면유리(1010)와, 제 1 EVA 시트(1020)를 투광하여 태양전지 셀(1030)로 입사된다.First, sunlight of solar energy is incident on the solar cell 1030 by transmitting the transparent surface glass 1010 and the first EVA sheet 1020.

이와 같이 태양광이 입사된 태양전지 셀(1030)은 전기적 작용을 하여 전도열을 발생시킴과 더불어 태양광에너지를 전기에너지로 변환 생성시키게 된다.As described above, the solar cell 1030 to which solar light is incident generates electrical conduction heat and converts solar energy into electrical energy.

이때, 태양전지 셀(1030)은 P-N 접합 반도체로 구성되어 태양광이 입사되면, 광에너지에 의해 자유전자-정공 쌍이 생겨나고, 자유전자와 정공이 이동하여 N층과 P층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르게 하는 전기를 유도하는 기능을 수행한다.At this time, the solar cell 1030 is composed of a PN junction semiconductor, when solar light is incident, a free electron-hole pair is generated by the light energy, the free electrons and holes are moved to move the current across the N and P layers The electromotive force is generated by the photovoltaic effect that flows to induce electricity to flow current to the externally connected load.

그리고, 하이브리드 모듈(1000)에는 태양광을 집중하여 태양전지 셀(1030)의 표면에 조사하는 집광장치가 사용될 수 있고, 이러한 집광장치에 의한 광 집적도에 따라 발전효율에 차이가 생길 수 있으므로 집광장치를 태양전지 셀(1030)과 마주보게 설치하는 것이 발전효율의 향상에 있어 바람직하다.The hybrid module 1000 may use a light concentrator which concentrates sunlight and irradiates the surface of the solar cell 1030, and may generate a difference in power generation efficiency according to the light density by the light concentrator. To face the solar cell 1030 is preferable in improving power generation efficiency.

한편, 이와 같이 발전된 전기에너지는 도 5에 도시된 바와 같이, 접속배선함(3020)을 통해 인버터(3010)로 공급되어 교류 또는 직류로 변환될 수 있고, 변환된 전기에너지는 공급장치(3000)를 통해서 외부로 공급된다.Meanwhile, as shown in FIG. 5, the electric energy generated as described above may be supplied to the inverter 3010 through the junction box 3020 to be converted into alternating current or direct current, and the converted electrical energy may be supplied to the supply apparatus 3000. It is supplied through the outside.

그리고, 전술한 바와 같이, 태양전지 셀(1030)에서 발생된 전도열은 그 하부의 제 2 EVA 시트(1040)를 투광하여 검정색의 하부시트(1050)에 의해 포집되어 보존된다.As described above, the conductive heat generated in the solar cell 1030 is collected by the black lower sheet 1050 by being transmitted through the second EVA sheet 1040 below and preserved.

이때, 하부시트(1050)에 의해 포집된 전도열은 점차적으로 고온화되는데, 고온화된 전도열은 하부의 집열판(1060)에 의해 흡수되고, 흡수된 전도열은 집열판(1060) 하부의 각 유동관(1070)의 상부 측으로 제공된다.At this time, the conductive heat collected by the lower sheet 1050 is gradually increased in temperature, the heated conductive heat is absorbed by the lower heat collecting plate 1060, the absorbed heat is absorbed by the upper portion of each flow pipe 1070 below the heat collecting plate 1060 Is provided to the side.

그리고, 유동관(1070)을 지나친 열은 유동관(1070) 하부의 열반사필름(1080)에 의해서 반사되어 유동관(1070)의 하부 측으로 제공됨으로써 유동관(1070) 내부의 유체를 신속하면서도 고르게 가열할 수 있게 된다.The heat passing through the flow tube 1070 is reflected by the heat reflection film 1080 under the flow tube 1070 to be provided to the lower side of the flow tube 1070 so that the fluid inside the flow tube 1070 can be heated quickly and evenly. do.

따라서, 이와 같은 열전도 작용에 의해서 하이브리드 모듈(1000) 내부에 작용하는 전도열 즉 집열온도를 적정온도(대략 25℃ 정도)로 유지하여 최적의 발전효율을 이룰 수 있을 뿐만 아니라 신속한 난방 및 온수의 사용이 가능하게 된다.Therefore, the heat conduction effect of the heat conduction heat acting inside the hybrid module 1000, that is, the heat collection temperature is maintained at an appropriate temperature (about 25 ℃) to achieve the optimum power generation efficiency as well as the rapid use of heating and hot water It becomes possible.

더욱이, 이와 같이 제공되는 전도열은 상부의 하부시트(1050)와 하부의 단열재(1090) 사이에서 보존됨으로써 열전도율을 극대화할 수 있게 된다.In addition, the conductive heat provided as described above may be preserved between the upper lower sheet 1050 and the lower thermal insulator 1090 to maximize the thermal conductivity.

도 5는 본 발명에 따른 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈이 구성된 실시 상태도로서, 상기와 같이 구성된 하이브리드 모듈(1000)의 일측에는 전기장치가 연결되고, 타측에는 난방장치가 연결된다.5 is an exemplary embodiment of a hybrid type module configured to optimize solar energy conduction according to the present invention. An electric device is connected to one side of the hybrid module 1000 configured as described above, and a heating device is connected to the other side.

즉, 상기 전기장치는 하이브리드 모듈(1000)에 연결된 접속배선함(3020)과, 상기 접속배선함(3020)에 연결된 인버터(3010) 및 상기 인버터(3010)에 연결된 전기에너지 공급장치 등을 포함한다. 여기서, 상기 인버터(3010)는 직류전기를 교류전기로 변환하는 장치이나, 이와는 반대로 교류전기를 직류전기로 변환할 수도 있다.That is, the electric device includes a junction box 3020 connected to the hybrid module 1000, an inverter 3010 connected to the junction box 3020, and an electric energy supply device connected to the inverter 3010. Here, the inverter 3010 is a device for converting direct current electricity into alternating current electricity, or conversely, may convert the alternating current electricity into direct current electricity.

따라서, 태양전지 셀(1030)에 의해서 생성된 전기에너지가 접속배선함(3020)을 통해 인버터(3010)로 공급되어 교류 또는 직류로 변환되고, 변환된 전기에너지는 공급장치(3000)를 통해서 외부로 공급된다.Therefore, the electrical energy generated by the solar cell 1030 is supplied to the inverter 3010 through the junction box 3020 and converted into alternating current or direct current, and the converted electrical energy is supplied to the outside through the supply device 3000. Supplied.

그리고, 상기 난방장치는 열교환기(2000)에 의해 구성되고, 상기 열교환기(2000)에는 하이브리드 모듈(1000)에서 생성된 고온의 유체가 순환하는 증발부(2100)와, 실내를 난방시킨 후의 저온의 유체가 순환하면서 증발부(2100)를 순환하는 고온 유체와 열교환되도록 한 응축부(2200)가 구성된다. 상기 증발부(2100)와 응축부(2200)는 열전도율이 높은 재질이 나선 형태로 형성되는 한편 서로 근접되게 설치되어 열교환율을 향상시킨다.The heating device is constituted by a heat exchanger 2000. The heat exchanger 2000 includes an evaporator 2100 through which high temperature fluid generated by the hybrid module 1000 circulates, and a low temperature after heating the room. Condensation unit 2200 is configured to exchange heat with the high temperature fluid circulating the evaporator 2100 while circulating fluid. The evaporator 2100 and the condenser 2200 are formed in a spiral shape with high thermal conductivity and are installed in close proximity to each other to improve heat exchange rate.

더욱이, 열교환기(2000)의 응축부(2200)를 순환하는 유체 즉 물은 증발부(2100)와의 열교환을 통해서 실내의 난방 뿐만 아니라 온수나 급탕 등의 목적으로 사용될 수도 있다.In addition, the fluid circulating in the condenser 2200 of the heat exchanger 2000, that is, water, may be used not only for indoor heating but also for hot water or hot water supply through heat exchange with the evaporator 2100.

1000 : 하이브리드 모듈 1010 : 표면유리
1020,1040 : EVA 시트 1030 : 태양전지 셀
1050 : 하부시트 1060 : 집열판
1070 : 유동관 1080 : 열반사필름
1090 : 단열재 1100 : 케이스
2000 : 열교환기 2100 : 증발부
2200 : 응축부 3000 : 공급장치
3010 : 인버터 3020 : 접속배선함1000: hybrid module 1010: surface glass
1020,1040 EVA sheet 1030 solar cell
1050: lower sheet 1060: heat collecting plate
1070: flow tube 1080: heat reflection film
1090: insulation 1100: case
2000: heat exchanger 2100: evaporator
2200: condenser 3000: supply device
3010: inverter 3020: junction box

Claims (4)

태양에너지의 전도를 이용하는 하이브리드 모듈을 구성함에 있어서,
상기 하이브리드 모듈은, 태양광이 투광되는 표면유리;
상기 표면유리의 하부에 충진되는 제 1 EVA 시트;
상기 제 1 EVA 시트의 하부에 설치되어 상기 표면유리를 투광한 태양광을 입사받아 전기적 작용을 일으키는 태양전지 셀;
상기 태양전지 셀의 하부에 충진되는 제 2 EVA 시트;
상기 제 2 EVA 시트의 하부에 설치되어 열손실을 방지하는 블랙시트(black sheet)로 이루어진 하부시트;
상기 하부시트의 하부에 설치되어 열을 흡수하는 전도성 재질로 이루어진 집열판;
상기 집열판의 하부에 설치되어 유체가 이동되는 유동관; 및
상기 유동관의 하부에 설치되어 열을 반사시키는 열반사부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈.In constructing a hybrid module using the conduction of solar energy,
The hybrid module, the surface glass through which sunlight is transmitted;
A first EVA sheet filled in the lower portion of the surface glass;
A solar cell installed under the first EVA sheet and receiving electrical light through the surface glass to generate an electrical action;
A second EVA sheet filled in the lower portion of the solar cell;
A lower sheet made of a black sheet installed under the second EVA sheet to prevent heat loss;
A heat collecting plate made of a conductive material absorbing heat by being installed under the lower sheet;
A flow pipe installed at a lower portion of the heat collecting plate to move a fluid; And
And a heat reflection member installed at a lower portion of the flow tube to reflect heat. 청구항 1에 있어서,
상기 열반사부재의 하부에는 단열재가 더 구성된 것을 특징으로 하는 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈.The method according to claim 1,
Hybrid type module for optimizing the solar energy conduction, characterized in that the heat insulating member further comprises a lower portion of the heat reflection member. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 열반사부재는 단열재의 상면에 부착되는 열반사필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈.The method according to claim 1 or 2,
The heat reflection member is a hybrid module optimized for solar energy conduction, characterized in that consisting of a heat reflection film attached to the upper surface of the heat insulating material. 삭제delete
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