KR101049194B1 - 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조에 관한 것으로, 지면이나 지붕에 설치되는 프레임(10)의 상면에 안착되어 태양광을 반사하는 반사판(20)과, 상기 반사판(20)의 상면에 안착되어 다각도에서 태양광이 집광되도록 봉형상으로 형성된 봉형솔라셀(30)과 상기 봉형솔라셀(30)의 내측에 내재되어 상기 봉형솔라셀(30)의 집광효율이 증가되도록 내부에 유체가 충진되는 방열파이프(40)와, 상기 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)의 상면을 덮는 투명재질의 보호필름(50)로 구성된 것을 특징으로 하여,
반사판의 상측에 다각도에서도 태양광이 집광되는 봉형상의 봉형솔라셀을 구비하여 집광효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 반사판의 내측에 요입부와 굴곡부를 형성하고 요입부에 봉형솔라셀이 일정한 간격으로 배열되어 태양광이 봉형솔라셀에 직접반사될 뿐만 아니라 반사판을 통하여 재반사되는 태양광이 봉형솔라셀에 흡수되어 집광효율을 배가시킬 수 있고, 봉형솔라셀의 내측에는 유체가 충진된 방열파이프가 내재되어 과열로 인한 집광효율이 감소되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 방열파이프와 연결되어 유체를 순환시키는 수냉케이블이 구비되어 상승된 유체를 난방이나 온수로 재활용하여 에너지를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조{A solar cell structure of circle type increased energy efficient}
본 발명은 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조에 관한 것으로, 상세하게는 반사판의 상측에 다각도에서도 태양광이 집광되는 봉형상의 봉형솔라셀을 구비하여 집광효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 요입부가 형성된 반사판의 내측에 봉형솔라셀이 일정한 간격으로 배열됨으로써 반사판을 통하여 재반사되는 태양광이 봉형솔라셀에 흡수되어 집광효율을 배가시킬 수 있고, 봉형솔라셀의 내측에는 유체가 충진된 방열파이프가 내재되어 과열로 인한 광전효율이 감소되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 방열파이프와 연결되어 유체를 순환시키는 수냉케이블이 구비되어 상승된 유체를 난방이나 온수로 재활용하고 태양에너지를 최대한 이용하여 화석에너지를 대폭 절감할 수 있는 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조에 관한 것이다 .
일반적으로 태양에너지는 화석연료와는 달리 고갈되지 않는 무한에너지로서, 환경오염과 소음공해가 전혀 없으며, 태양이 비추는 어떠한 지역에서도 이용이 가능하고, 한번 설치하면 20년 이상 긴 수명을 가지며 유지보수가 거의 필요 없으므로 인건비 및 원재료비가 대폭 절감되어 최근에 각광받는 기술이다.
이러한 태양에너지를 집광하여 태양에너지를 전기에너지로 교환하는 것이 태양전지 또는 솔라셀이며, 이러한 솔라셀은 실리콘 웨이퍼 표면에 입사된 빛을 얼마나 효율적으로 흡수할 수 있는가에 따라 그 효율이 결정된다.
그리고 솔라셀이 다수개 연결된 것을 태양전지 모듈이라고 하며, 현대인의 생활은 다량의 에너지를 사용하므로 다수의 태양전지 모듈이 연결된 대용량의 태양모듈을 사용하고 있다.
이와 같은 종래의 솔라셀은 평면으로 설치됨으로 태양광이 직각으로 조사될 경우에는 집광효율이 증가되나 태양광이 측면에서 조사될 경우 솔라셀의 집광효율이 급격히 감소되는 문제점이 있으며, 평면으로 설치된 솔라셀에 태양광이 조사되면서 태양광이 반사되어 태양광을 효율적으로 활용하지 못하는 문제점도 있었다.
또한, 종래의 솔라셀은 태양광의 세기가 매우 클 경우 과열시 솔라셀의 냉각을 즉시 처리하지 못하여 솔라셀의 광전효율이 대폭 감소되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조의 목적은, 반사판의 상측에 다각도에서도 태양광이 집광되는 봉형상의 봉형솔라셀을 구비하여 집광효율을 대폭 향상시킬 수 있고, 반사판의 내측에 요입부를 형성하고 요입부에 봉형솔라셀이 일정한 간격으로 배열되어 태양광이 봉형솔라셀에 직접흡수될 뿐만 아니라 반사판을 통하여 재반사되는 태양광이 봉형솔라셀에 흡수되어 집광효율을 배가시킬 수 있고, 봉형솔라셀의 내측에는 유체가 충진된 방열파이프가 내재되어 과열로 인한 광전효율이 감소되는 것을 미연에 방지할 수 있으며, 반사판과 봉형솔라셀의 상면에 투명재의 보호필름이 구비되어 반사판과 솔라셀을 보고하고, 반사판의 하면에 태양광으로 가열된 에너지가 유출되는 것을 방지 및 보온되는 보온재를 구비하여 에너지의 손실을 미연에 방지할 수 있고, 방열파이프와 연결되어 유체를 순환시키는 수냉케이블이 구비되어 상승된 유체를 난방이나 온수로 재활용하여 에너지를 대폭 절감할 수 있는 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조는, 지면이나 지붕에 설치되는 프레임의 상면에 안착되며 태양광을 집광하여 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 솔라셀 구조에 있어서, 상기 프레임(10)의 상면에 안착되어 태양광을 반사하는 반사판(20)과, 상기 반사판(20)의 상면에 안착되어 다각도에서 태양광이 집광되도록 봉형상으로 형성된 봉형솔라셀(30)과 상기 봉형솔라셀(30)의 내측에 내재되어 상기 봉형솔라셀(30)의 집광효율이 증가되도록 내부에 유체가 충진되는 방열파이프(40)와, 상기 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)의 상면을 덮어 보호하는 투명재질의 보호필름(50)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 반사판의 상측에 봉형상으로 형성된 봉형솔라셀이 안착됨으로써 다각도에서도 태양광이 집광되어 광전효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
둘째, 반사판의 내측에 일측에서 타측으로 요입된 요입부에 봉형솔라셀이 일정한 간격으로 배열됨으로써 태양광이 봉형솔라셀에 직접반사될 뿐만 아니라 반사판을 통하여 재반사되는 태양광이 봉형솔라셀에 흡수되어 집광효율을 배가시킬 수 있는 효과가 있다.
셋째, 봉형솔라셀의 내측에는 유체가 충진되는 방열파이프가 내재됨으로써 봉형솔라셀의 과열시 방열파이프의 유체를 통하여 냉각시켜 과열로 인한 광전효율이 감소되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과도 있다.
넷째, 봉형솔라셀의 양측에 방열파이프와 밀착 및 고정되는 체결판이 구비됨으로써 봉형솔라셀의 냉각을 통하여 온도가 상승된 유체를 난방이나 온수로 재활용하여 에너지를 대폭 절감할 수 있는 효과도 있다.
다섯째, 반사판과 봉형솔라셀의 상면을 덮는 투명재의 보호필름이 구비됨으로써 반사판과 봉형솔라셀에서 태양광으로 가열된 에너지가 유출되는 것을 방지할 뿐만 아니라 반사판과 봉형솔라셀을 보호할 수 있게 된다.
여섯째, 반사판과 프레임의 사이에 보온재가 구비됨으로써 태양광으로 가열된 반사판과 봉형솔라셀이 보온되어 에너지의 손실을 미연에 방지할 수 있는 효과도 있다.
일곱째, 방열파이프의 내주연에는 내측으로 돌출된 방열핀이 형성됨으로써 봉형솔라셀에서 발생되는 고열이 용이하게 방열되어 방열효과를 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 봉형솔라셀의 개요도.
도 2는, 도 1의 횡단면도.
도 3은, 도 2의 종단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예의 사용상태를 나타낸 상태도.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예의 사용상태를 나타낸 상태도.
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조에 대하여 기술한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지면이나 지붕에 설치되는 프레임의 상면에 안착되며 태양광을 집광하여 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 솔라셀 구조로서, 프레임(10)의 상면에 안착되는 반사판(20)과, 다각도에서 태양광이 집광되도록 봉형상으로 형성된 봉형솔라셀(30)과, 내부에 유체가 충진되는 방열파이프(40)와, 상기 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)의 상면을 덮는 투명재질의 보호필름(50)으로 구성된다.
즉, 상기 반사판(20)의 내측에는 일측에서 타측으로 요입된 요입부(21)가 다수열 일정한 간격으로 배열되고, 상기 요입부(21)의 사이에는 상측으로 굴곡진 굴곡부(22)가 형성되며, 상기 봉형솔라셀(30)은 태양광이 재반사되어 흡수되도록 상기 요입부(21)에 안착된다.
상기 봉형솔라셀(20)의 외주연에는 봉형솔라셀(20)의 표면을 보호하도록 강화유리로 형성된 강화필름(31)이 감싸며, 상기 방열파이프(40)의 내측에는 일측에서 타측으로 요입된 요입부(21)가 다수열 일정한 간격으로 배열되고, 상기 요입부(21)의 사이에는 상측으로 굴곡진 굴곡부(22)가 형성되며, 상기 봉형솔라셀(30)은 태양광이 재반사되어 흡수되도록 상기 요입부(21)에 안착된다.
그리고, 상기 봉형솔라셀(30)과 방열파이프(40) 사이에는 상기 봉형솔라셀(30)에서 생성되는 열에너지를 전달하며 상기 방열파이프(40)와 절연되는 열전도성의 절연재(33)가 내재된다.
또한, 상기 봉형솔라셀(30)은 상기 반사판(20)의 상면에 안착되어 다각도에서 태양광이 집광되도록 봉형상으로 형성되며, 상기 봉형솔라셀(30)의 양측에는 도 1 및 도 3에서, 상기 방열파이프(40)와 밀착 및 고정되는 체결판(70)이 구비되고, 상기 체결판(31)의 양측에는 충진된 유체를 순환시키는 수냉케이블(71)이 구비된다.
그리고, 상기 방열파이프(40)는 봉형솔라셀(30)의 내측에 밀착 내재되어 상기 봉형솔라셀(30)의 집광효율이 증가되도록 내부에 유체가 충진되며, 상기 방열파이프(40)와 수냉케이블(71)에 내재되는 유체는 겨울철 동파가 방지되도록 부동액으로 충진되는 것도 바람직하다.
또한, 상기 방열파이프(40)의 내주연에는 상기 봉형솔라셀(50)에서 발생되는 고열이 방열되도록 내측으로 돌출된 방열핀(41)이 형성된다.
그리고, 상기 반사판(20)의 하면에는 태양광으로 가열된 상기 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)이 보온되도록 보온재(60)가 구비된다.
한편, 도 5에서, 상기 봉형솔라셀(30)은 방열판(20)의 상면에 고정되어 상기 방열판(20)에서 재반사되는 태양광을 다양한 각도로 흡수할 수 있도록 형성된 것도 바람직하다.
다음은 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조의 동작과정에 대하여 기술한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조는, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 지면이나 지붕에 설치되는 프레임(10)의 상면에 미러글라스재질의 반사판(20)이 안착되고, 상기 반사판(20)의 상측에 봉형상으로 형성된 봉형솔라셀(30)이 안착됨으로써 다각도에서도 태양광이 집광되어 집광효율을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.
그리고, 상기 반사판(20)의 내측에 일측에서 타측으로 요입된 요입부(21)가 다수열 일정한 간격으로 배열되고, 상기 봉형솔라셀(30)은 상기 요입부(21)에 안착됨으로써 태양광이 봉형솔라셀에 직접반사될 뿐만 아니라 반사판을 통하여 재반사되는 태양광이 봉형솔라셀에 흡수되어 집광효율을 배가시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 봉형솔라셀(30)의 내측에는 유체가 충진되는 방열파이프(40)가 내재됨으로써 봉형솔라셀(30)의 과열시 방열파이프(40)의 유체를 통하여 냉각시켜 과열로 인한 광전효율이 감소되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)의 상면에는 투명재의 보호필름(50)을 덮음으로써 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)에서 태양광으로 가열된 에너지가 유출되는 것을 방지할 뿐만 아니라 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)을 보호할 수 있으며,
상기 봉형솔라셀(20)의 외주연에는 봉형솔라셀(20)의 표면을 감싸는 강화필름(31)이 구비됨으로써 봉형솔라셀을 완벽하게 보호할 뿐만 아니라 열에너지가 유출되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 봉형솔라셀(30)과 방열파이프(40) 사이에는 상기 봉형솔라셀(30)에서 생성되는 열에너지를 전달하며 상기 방열파이프(40)와 절연되는 절연재(33)가 내재되어 도체로 형성된 방열파이프(40)로부터 열을 전달할 뿐만 아니라 안전하게 사용할 수 있게 된다.
그리고, 상기 반사판(20)과 프레임(10)의 사이에는 보온재(60)가 구비됨으로써 태양광으로 가열된 상기 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)이 보온되어 열에너지의 손실을 미연에 방지할 수 있게 된다.
상기 봉형솔라셀(30)의 양측에는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 방열파이프(40)가 밀착 및 고정되는 체결판(70)이 구비되고, 상기 채결판(70)의 양측에는 유체를 순환시키는 수냉케이블(71)이 구비됨으로써 봉형솔라셀(30)의 냉각을 통하여 온도가 상승된 유체를 난방이나 온수로 재활용하여 에너지를 대폭 절감할 수 있게 된다.
또한, 상기 방열파이프(40)의 내주연에는 내측으로 일체로 돌출된 방열핀(41)이 형성됨으로써 상기 봉형솔라셀(50)에서 발생되는 고열이 용이하게 방열되어 방열효과를 대폭 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 방열파이프(40)는 봉형솔라셀(30)의 내측에 밀착 내재되어 상기 봉형솔라셀(30)의 집광효율이 증가되도록 내부에 유체가 충진되며, 상기 방열파이프(40)와 수냉케이블(71)에 내재되는 유체는 부동액으로 충진되어 겨울철 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
상기 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
10 : 프레임 20 : 반사판
21 : 요입부 22 : 굴곡부
30 : 봉형솔라셀 31 : 강화필름
33 : 절연재 40 : 방열파이프
41 : 방열핀 50 : 보호필름
60 : 보온재 70 : 채결판
71 : 수냉케이블

Claims (8)

  1. 지면이나 지붕에 설치되는 프레임의 상면에 안착되며 태양광을 집광하여 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 솔라셀 구조에 있어서,
    상기 프레임(10)의 상면에 안착되어 태양광을 반사하는 반사판(20)과;
    상기 반사판(20)의 상면에 안착되어 다각도에서 태양광이 집광되도록 봉형상으로 형성된 봉형솔라셀(30)과;
    상기 봉형솔라셀(30)의 내측에 내재되어 상기 봉형솔라셀(30)의 집광효율이 증가되도록 내부에 유체가 충진되는 방열파이프(40)와;
    상기 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)의 상면을 덮는 투명재질의 보호필름(50);으로 구성되고,
    상기 반사판(20)의 내측에는 일측에서 타측으로 요입되어 다수열 형성된 된 요입부(21)와, 상기 요입부(21)의 사이에 상측으로 굴곡진 굴곡부(22)가 형성되고, 상기 봉형솔라셀(30)은 태양광이 재반사되어 흡수되도록 상기 요입부(21)에 안착되며,
    상기 봉형솔라셀(30)의 외주연에는 상기 봉형솔라셀(30)의 표면을 강화하는 강화필름(31)이 감싼 것을 특징으로 하는 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 봉형솔라셀(30)과 방열파이프(40) 사이에는 상기 봉형솔라셀(30)의 열에너지를 전달하며 상기 방열파이프(40)와 절연되는 절연재(33)가 내재된 것을 특징으로 하는 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조.
  5. 청구항 제4항에 있어서,
    상기 봉형솔라셀(30)의 양측에는 상기 방열파이프(40)와 밀착 및 고정되는 체결판(70)이 구비되고, 상기 체결판(70)의 양측에는 유체를 순환시키는 수냉케이블(71)이 구비된 것을 특징으로 하는 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조.
  6. 청구항 제5항에 있어서,
    상기 방열파이프(40)의 내주연에는 상기 봉형솔라셀(30)에서 발생되는 고열이 방열되도록 내측으로 돌출된 방열핀(41)이 형성된 것을 특징으로 하는 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조.
  7. 청구항 제6항에 있어서,
    상기 방열파이프(40)의 내측에 내재되는 유체는 부동액으로 형성된 것을 특징으로 하는 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조.
  8. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 반사판(20)의 하면에는 태양광으로 가열된 상기 반사판(20)과 봉형솔라셀(30)이 보온되도록 보온재(60)가 구비된 것을 특징으로 하는 집광효율을 향상시킨 봉형상 솔라셀 구조.
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