KR101021281B1

KR101021281B1 - 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치

Info

Publication number: KR101021281B1
Application number: KR1020090025791A
Authority: KR
Inventors: 김도선; 김옥균
Original assignee: 김도선; 주식회사 진솔이앤지; 김옥균
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2011-03-15
Also published as: KR20100107630A

Abstract

본 발명은 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 창문이 설치되는 내벽 상부나 창문의 상부에 장착공간과 저면 수평방향으로 소정구간 가이드 공이 형성되는 케이스를 설치하여 정·역 회전작동하는 모터와 상기 모터와 결합하는 감속기를 통해 회전력을 전달받아 회전작동하는 회전 롤러가 연동작동하도록 회전수단을 상기 장착공간에 장착하고, 상기 회전 롤러에는 상기 모터의 정·역 회전작동에 따라 가이드 공을 통과하는 집광체가 상기 회전 롤러에 감기거나 풀리도록 구성하되, 상기 집광체는 다수의 솔라셀과 구멍으로 이루어진 셔터블레이드를 다수개수로 연결결합하여 좁은 공간에 설치가 용이하고 낮에 저장되는 태양광 에너지를 이용해서 조명 및 냉·난방에 활용할 수 있는 효과가 있다.

케이스, 장착공간, 가이드 공, 회전수단, 모터, 회전 롤러, 집광체, 셔터블레이드, 솔라셀, 구멍.

Description

건물 내벽 설치형 태양광 발전장치{A GENERATION OF ELECTRIC USED SUNLIGHT FOR OUTER WALL}

본 발명은 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 창문이 설치되는 내벽 상부나 창문의 상부에 다수의 솔라셀이 구비된 집광체를 상, 하 이동할 수 있도록 장착하여 차광과 더불어 낮에 저장되는 태양광 에너지를 이용해서 조명 및 냉·난방에 활용할 수 있도록 한 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치에 관한 것이다.

최근에 들어와서 일상생활에 많이 보편화되고 있는 태양광 전기는 태양에너지를 이용한 것으로 현재 지구상에 존재하는 고갈위기의 화석연료(석유, 석탄, 가스 등)를 대체할 수 있는 무한하고 완전 무공해인 에너지이다.

이렇게 태양에너지를 일상생활에 이용할 수 있는 것은 태양에 있는 포톤(Photon)이라고 하는 인자 때문인데, 이것이 반도체 내의 전자를 연결시키면, 전자와 정공은 드리프트 현상에 의해 전류가 발생하게 되며, 이와 같이 PN 접합 부근에 광을 조사하면 기전력이 생기는 현상을 광기전력 효과라 하며, 이러한 원리를 이용해서 만들어진 것이 태양광 전지(솔라태양전지 : Solar Cell)이다.

태양광 전지는 실리콘 반도체로 되어있고 P형 실리콘 기판 위에 N형 실리콘으로 도핑하여 PN 접합구조를 이루는 것으로, 태양광 닿는 부분을 네가티브(Negative : -)라고 하며 뒷면을 포지티브(Positive:+)라 한다.

즉 광기전력효과에 의해 생성된 전자와 정공의 움직임으로 인해 전류와 전압이 발생하게 되는 것이고, 상기와 같은 태양전지 2~100개를 연결한 것을 모듈이라고 한다.

그런데 종래의 태양광전기 모듈은 주로 건축물의 지붕에 설치하는 것에 고려된 모듈구조임에 따라 향후 개발과제인 건축물의 내벽면 창호 대체용으로 설치하기에는 적합하지 않은 문제점이 있다.

즉, 건축물 내벽면 창호 대체용 모듈은 향후 건축물 신축시 건축물에 통상적으로 사용되는 유리창을 대신하려 적용 설치되는 태양전지모듈로서, 국내 에너지 절감차원에서 차세대 집중 개발과제 중 하나이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 창문이 설치되는 내벽 상부나 창문의 상부에 다수의 솔라셀이 구비된 집광체를 상, 하 이동할 수 있도록 장착하여 차광과 더불어 낮에 저장되는 태양광 에너지를 이용해서 조명 및 냉·난방에 활용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 집광체를 구성하는 셔터블레이드를 탈·부착으로 구성하여 분해나 조립이 용이할 뿐만 아니라 셔터블레이드의 손상시 해당되는 부분만을 교체할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 태양광을 이용한 발전장치에 있어서 창문이 설치되는 내벽 상부나 창문의 상부에 장착공간과 저면 수평방향으로 소정구간 가이드 공이 형성되는 케이스를 설치하여 정·역 회전작동하는 모터와 상기 모터와 결합하는 감속기를 통해 회전력을 전달받아 회전작동하는 회전 롤러가 연동작동하도록 회전수단을 상기 장착공간에 장착하고, 상기 회전 롤러에는 상기 모터의 정·역 회전작동에 따라 가이드 공을 통과하는 집광체가 상기 회전 롤러에 감기거나 풀리도록 구성하되, 상기 집광체는 다수의 솔라셀과 구멍으로 이루어진 셔터블레이드를 다수개수로 연결결합하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 창문의 상부에 위치한 내벽이나 창문의 상부에 다수의 솔라셀이 구비된 집광체를 상, 하 이동할 수 있도록 장착하여 좁은 공간을 차지하면서도 낮에 저장되는 태양광 에너지를 이용해서 조명 및 냉·난방에 활용할 수 있는 효과가 있다. 특히, 여름철 전력사용량의 증가에 따른 냉방부하가 발생하는 것을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 창문의 상부에 위치한 내벽이나 창문의 상부에 다수의 솔라셀이 구비된 집광체를 상, 하 이동할 수 있도록 장착하여 창문과 함께 이중으로 외부 바람과 햇빛을 차단함으로써 냉, 난방 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 집광체를 구성하는 셔터블레이드를 탈·부착할 수 있도록 구성하여 분해나 조립이 용이할 뿐만 아니라 셔터블레이드의 손상시 해당되는 부분만을 교체할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 1은 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치를 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 셔터블레이드를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치를 구성하는 회전수단의 다른 실시 예를 나타낸 구성도이다.

본 발명인 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치(10)는 창문(W)의 상부에 위치한 내벽(B)이나 창문(W)의 상부에 장착되는 케이스(20)와, 상기 케이스(20)의 내부에 장착되는 회전수단(30)과, 상기 회전수단(30)의 작동에 따라 상, 하 이동하면서 태양에너지를 저장하는 집광체(40)로 구성된다.

창문(W)의 상부에 위치한 내벽(B)이나 창문(W)의 상부에 장착되는 케이스(20)는 내부에 소정구간 장착공간(22)이 형성되고 저면 수평방향으로는 소정구간 가이드 공(24)이 형성된다.

여기서, 상기 케이스(20)는 직사각형의 박스 형상으로 저면에 가이드 공(24)이 형성되는 예를 들어 설명하기로 하되, 상기 케이스(20)의 장착공간(22)은 내부에 장착되는 집광체(40)의 크기를 고려하여 형성된다.

그리고 상기 케이스(20)의 저면에 소정구간 형성되는 가이드 공(24)은 테두리 부분에 합성수지나 고무재질로 형성되는 보호부재(50)가 끼움 장착하여 상기 집광체(40)를 구성하는 셔터블레이드(42)의 이동시 솔라셀(44)의 손상을 방지하게 된다.

상기 케이스(20)의 장착공간(22)에 장착되는 회전수단(30)은 정·역 회전작동하는 모터(32)와 상기 모터(32)의 회전축(32a)과 결합하여 회전작동하는 회전 롤러(34)로 구성되되, 상기 모터(32)의 회전축(32a)과 회전 롤러(34)의 회전축(34a) 사이에 회전속도를 조절할 수 있도록 감속기(36)가 더 장착하여 구성될 수 있음을 밝힌다.

즉, 상기 모터(32)의 회전작동시 상기 회전축(32a)과 연결된 회전 롤러(34) 의 회전축(34a)이 회전작동하여 상기 회전 롤러(34)를 회전작동시키게 되는 것이다.

그리고 상기 모터(32)는 일반적으로 사용되는 모터 이외에도 정·역 회전작동하는 스탭모터로 형성될 수 있다.

또한, 상기 케이스(20)의 장착공간(22)에 장착되는 회전수단(30)은 사용자가 직접 조작할 수 있도록 구성될 수 있는데 즉, 일측이나 양측 끝단에 내접기어(34b-1)가 형성되는 회전 롤러(34b)와, 상기 회전 롤러(34b)의 내접기어(34b-1)와 치합결합되고 외주면 둘레에 끼움 결합공(36b-1)이 형성되는 외접기어(36b)와, 상기 외접기어(36b)의 끼움 결합공(36b-1)에 삽입되고 사용자의 조작에 따라 정, 역회전 작동하는 작동줄(38b)을 포함하여 이루어질 수 있다.

즉, 상기 회전수단(30)은 사용자가 작동줄(38b)을 당기면 해당되는 방향을 따라 작동줄(38b)과 외접기어(36b)와 연동작동하면서 내접기어(34b-1)를 회전작동시켜 회전 롤러(34b)에 감긴 집광체(40)를 감거나 풀 수 있는 것이다.

상기 회전수단(30)의 작동에 따라 상, 하 이동하면서 태양에너지를 저장하는 집광체(40)는 소정의 길이를 가지고 형성되는 셔터블레이드(42)와, 상기 셔터블레이드(42)의 전면에 부착되는 다수의 솔라셀(44)과, 상기 셔터블레이드(42)의 전면에 관통형성되는 다수개의 구멍(46)으로 구성된다.

이때, 상기 솔라셀(44)의 외측 방향으로 보호막을 형성하여 다수개의 솔라셀(44)을 보호하는 것은 당연한 것이다.

상기 셔터블레이드(42)는 수평 길이방향으로 소정의 길이를 가지며 상, 하 끝단에는 끼움 삽입홈(42a)과 상기 끼움 삽입홈(42a)에 삽입될 수 있는 끼움 돌기(42b)가 각각 형성된다.

이때, 상기 끼움 삽입홈(42a)과 끼움 돌기(42b)는 다수개의 솔라셀(44)이 위치하는 부분을 제외하고 형성함으로써 솔라셀(44)의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 셔터블레이드(42)에 형성되는 끼움 삽입홈(42a)과 끼움 돌기(42b)는 도시된 도면과 같이 원형 이외에도 다른 형상으로 형성될 수 있음을 밝힌다.

그리고 상기 셔터블레이드(42)와 셔터블레이드(42)의 결합은 하부에 위치한 셔터블레이드(42)의 끼움 삽입홈(42a)에 상부에 위치한 셔터블레이드(42)의 끼움 돌기(42b)를 슬라이드 식으로 끼움 결합하는 과정을 통해 연속결합되는 것이다.

이때, 상기 셔터블레이드(42)의 끼움 삽입홈(42a)과 끼움 돌기(42b)는 양측 끝단에만 형성되고, 상기 끼움 삽입홈(42a)과 끼움 돌기(42b)의 중심에는 고정핀(미도시)이 택일하여 장착된다.

즉, 상기 끼움 삽입홈(42a)과 끼움 돌기(42b)를 끝단에 형성하여 상기 셔터블레이드(42)가 회전 롤러(34)에 감길 때 다수의 솔라셀(44)이 접촉에 따른 손상을 원천에 봉쇄할 수 있는 것이다.

그리고 상기 셔터블레이드(42)의 전면에 부착되는 다수의 솔라셀(44)은 일정 간격을 두고 상기 셔터블레이드(42)에 장착된다.

상기 셔터블레이드(42)의 전면에 관통형성되는 다수개의 구멍(46)은 상기 집 광체(40)의 하부 이동으로 인한 창문(W)의 차단시 외부 공기가 상기 집광체(40)를 거쳐 내부로 유입되도록 하는 통로역할과 더불어 태양에너지의 저장을 통한 집광체(40)에서 발산하는 열을 외부로 배출하는 등의 역할을 수행하게 된다.

상기와 같이 구성되는 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치(10)의 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 설명하면, 도 5는 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치의 설치상태를 나타낸 정면도이고, 도 6(a) 및 6(b)은 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치의 작동상태를 나타낸 측면도이다.

먼저, 창문(W)의 상부에 위치한 내벽(B)이나 창문(W)의 상부로 내부에 장착공간(22)이 형성되고 저면 수평방향으로 소정구간 가이드 공(24)이 형성되는 케이스(20)를 설치한다.

그리고 상기 케이스(20)의 장착공간(22)에 정·역 회전작동하는 모터(32)와 상기 모터(32)와 결합하는 감속기(36)를 통해 회전력을 전달받아 회전작동하는 회전 롤러(34)로 구성되는 회전수단(30)을 장착한다.

다음으로 상기 회전 롤러(34)에 전면에 다수개의 솔라셀(44)이 부착되고 다수개의 구멍(46)이 관통형성되는 셔터블레이드(42)를 연속결합하여 형성한 집광체(40)를 장착하면 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치(10)의 조립은 완료된다.

이때, 다수개의 솔라셀(44)을 통해 전기를 저장하는 구성은 공지된 기술 중 택일하여 형성되고 별도의 설명은 생략하기 한다.

또한, 창문(W)의 상부에 위치한 내벽(B)이나 창문(W)의 상부에 장착되는 다 수개의 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치(10)는 각각 개별작동하거나 전체가 동시에 일체로 작동할 수 있는데 이는 설치하고자 하는 장소와 위치에 따라 택일하여 구성된다.

상기와 같은 상태에서 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치(10)를 작동시키고자 상기 모터(32)를 정 회전작동시키면,

상기 모터(32)에서 발생한 회전력은 감속기(36)를 거쳐 회전 롤러(34)에 전달되고 상기 회전 롤러(34)는 연동회전작동하여 외주면에 감긴 집광체(40)를 풀게 되는 것이다.

즉, 상기 회전 롤러(34)에 감긴 집광체(40)는 회전 롤러(34)의 회전작동시 풀리면서 상기 가이드 공(24)을 통과면서 하부로 이동하여 지정된 위치까지 이동한 후 상기 모터(32)의 정지를 통해 상기 집광체(40)의 위치를 고정하게 되는 것이다.

다음으로 상기 셔터블레이드(42)에 장착되는 다수개의 솔라셀(44)을 이용해서 태양에너지를 저장하면 되는 것이다.

이때, 상기 집광체(40)는 태양에너지의 저장과 더불어 창문(W)과 함께 이중으로 외부공기의 유입을 차단함으로써 냉·난방 효율을 높일 수 있는 장점이 있는 것이다.

다음으로 상기 집광체(40)를 이용한 태양에너지의 저장을 끝내고 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치(10)의 작동을 끝내려 상기 모터(32)를 역 회전작동시키면,

상기 모터(32)에서 발생한 회전력은 감속기(36)를 거쳐 회전 롤러(34)에 전달되고 상기 회전 롤러(34)는 연동회전작동하여 외주면에 감긴 집광체(40)를 감게 되는 것이다.

즉, 상기 회전 롤러(34)에 일측이 고정된 집광체(40)는 회전 롤러(34)의 회전작동시 상부로 이동하면서 상기 가이드 공(24)을 통과하여 회전 롤러(34)의 외주면에 감겨 처음 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치를 나타낸 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치를 나타낸 측단면도.

도 3(a) 및 3(b)는 본 발명에 따른 셔터블레이드를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치를 구성하는 회전수단의 다른 실시 예를 나타낸 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치의 설치상태를 나타낸 정면도.

도 6(a) 및 6(b)는 본 발명에 따른 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치의 작동상태를 나타낸 측면도.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

10 : 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치,

20 : 케이스, 22 : 장착공간,

24 : 가이드 공, 30 : 회전수단,

32 : 모터, 34 : 회전 롤러,

40 : 집광체, 42 : 셔터블레이드,

44 : 솔라셀, 46 : 구멍.

Claims

태양광을 이용한 발전장치에 있어서,

창문(W)이 설치되는 내벽(B) 상부나 창문(W)의 상부에 장착공간(22)과 저면 수평방향으로 소정구간 가이드 공(24)이 형성되는 케이스(20)를 설치하여 정·역 회전작동하는 모터(32)와 상기 모터(32)와 결합하는 감속기(36)를 통해 회전력을 전달받아 회전작동하는 회전 롤러(34)가 연동작동하도록 회전수단(30)을 상기 장착공간(22)에 장착하고,

상기 회전 롤러(34)에는 상기 모터(32)의 정·역 회전작동에 따라 가이드 공(24)을 통과하는 집광체(40)가 상기 회전 롤러(34)에 감기거나 풀리도록 구성하되, 상기 집광체(40)는 다수의 솔라셀(44)과 구멍(46)으로 이루어진 셔터블레이드(42)를 다수개수로 연결결합하여 구성하되, 상기 셔터블레이드(42)는 상, 하 끝단에 끼움 삽입홈(42a)과 상기 끼움 삽입홈(42a)에 삽입될 수 있는 끼움 돌기(42b)를 각각 형성하여 연속결합할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 건물 내벽 설치형 태양광 발전장치.
삭제