KR101051309B1

KR101051309B1 - 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치

Info

Publication number: KR101051309B1
Application number: KR1020100004935A
Authority: KR
Inventors: 남광진
Original assignee: 주식회사 쏠라콜렉타제작소
Priority date: 2010-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2011-07-22

Abstract

본 발명은 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일출시 반사판을 상승시켜 반사판을 통해 태양광이 조사되는 범위 외에서도 태양광을 흡수할 수 있도록 하여 태양광 에너지의 생산량을 높이도록 하고, 전체적인 평편형상이 원형을 이루도록 형성하여 태풍 등의 외부 풍압으로부터 손쉽게 손상되지 않도록 하며, 좁은 면적에도 설치할 수 있을 뿐 아니라 직사광과 반사광을 모두 흡수하여 에너지를 생산함에 따라 저비용으로도 고효율을 창출할 수 있는 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치에 관한 것이다.
본 발명은 태양광을 집광하기 위한 솔라모듈과, 상기 솔라모듈에서 집광된 전력을 축전지에 전달하는 태양광발전장치에 있어서, 상기 솔라모듈(10)이 내측면 및 외측면에 각각 설치되는 평면형상이 반원형상을 갖는 모듈판(20)과, 상기 모듈판(20)의 내측면 개구부에 전체적인 평면형상이 원형을 이루도록 대향되게 설치되는 반원형의 반사판(30)과, 상기 반사판(30)과 모듈판(20)이 상면에 결합되되, 상기 모듈판(20)이 상기 반사판(30)보다 상측에 위치되게 상면이 경사지게 구비되는 지지판(40)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치{SOLAR PHOTOVOLTAIC DEVICE WITH DOUBLE SIDED MODULE USING A REFLECTOR}

본 발명은 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일출시 반사판을 상승시켜 반사판을 통해 태양광이 조사되는 범위 외에서도 태양광을 흡수할 수 있도록 하여 태양광 에너지의 생산량을 높이도록 하고, 전체적인 평편형상이 원형을 이루도록 형성하여 태풍 등의 외부 풍압으로부터 손쉽게 손상되지 않도록 하며, 좁은 면적에도 설치할 수 있을 뿐 아니라 직사광과 반사광을 모두 흡수하여 에너지를 생산함에 따라 저비용으로도 고효율을 창출할 수 있는 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전이라 함은 가로 세로로 배열된 판상의 집광패널들이 입사되는 태양광을 집광하여 이를 통해 전기 에너지를 얻는 것을 말한다.

최근 석유에너지 및 각종 에너지의 고갈 또는 비용상승으로 대체에너지에 대한 중요성이 크게 대두되고 있으며, 그 한 예로 태양광을 이용하는 태양광 발전 시스템이 요구되고 있다.

이러한 태양광 발전 시스템은, 통상 필요한 전력을 공급받기 위하여 태양전지판을 직병렬로 연결한 태양전지 집광패널과, 집광된 전력을 저장하는 축전지, 그리고 전력을 조절하는 전력조절기 및 직교류로 변환하기 위한 인버터 등으로 구성되어 있다.

상기와 같은 태양광 발전 시스템은 건물 슬라브 상면 또는 육상, 야산 고산지대, 폐염전 등에 설치되는데 이때, 집광패널들이 일정한 규격으로 이루어져 있어 프레임에 집광패널들을 하나하나씩 부착하는 경우 그 작업이 힘들고, 장소나 면적이 많이 소비되는 문제점이 있어왔고, 또한 배열된 집광패널들이 안정된 상태에서 태양광을 입사해야 하는 데 외부 환경에 의해 태풍이나 지진 등이 발생하게 되면 구조물에 진동 현상이 발생되고 이 진동으로 집광패널이 쉽게 파손되는 피해가 발생되며, 발전소 자체가 기능이 상실되게 되면 단전으로 인해 발생되는 막중한 피해가 큰 문제점으로 대두되어 왔다.

또한, 집광패널들을 고정하는 프레임에 진동력이 발생되는 경우 그 소음 및 진동이 건물내로 전달되어져 소음 공해 및 건축물의 수명을 단축 그리고 크랙 발생으로 방수기능을 구현하지 못하는 문제점이 있어 왔다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 일출시 하강되어 있는 반사판을 상승시키도록 하여 직사광과 더불어 반사판을 통해 반사광을 흡수하도록 함으로써 태양광이 조사되는 범위 외에서도 태양광을 흡수하여 태양광 에너지의 생산량을 높이도록 할 수 있는 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전체적인 평면형상이 원형을 이루도록 형성함으로써 태풍 등의 외부 풍압으로부터 손쉽게 손상 및 파손되지 않도록 하며, 좁은 면적에도 설치할 수 있을 뿐 아니라 직사광과 반사광을 모두 흡수하여 에너지를 생산함에 따라 저비용으로 고효율을 창출할 수 있는 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 태양광을 집광하기 위한 솔라모듈과, 상기 솔라모듈에서 집광된 전력을 축전지에 전달하는 태양광발전장치에 있어서, 상기 솔라모듈(10)이 내측면 및 외측면에 각각 설치되는 평면형상이 반원형상을 갖는 모듈판(20)과, 상기 모듈판(20)의 내측면 개구부에 전체적인 평면형상이 원형을 이루도록 대향되게 설치되는 반원형의 반사판(30)과, 상기 반사판(30)과 모듈판(20)이 상면에 결합되되, 상기 모듈판(20)이 상기 반사판(30)보다 상측에 위치되게 상면이 경사지게 구비되는 지지판(40)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 반사판(30)은 다단으로 접철되게 형성되어 일몰시 상기 모듈판(20)의 높이보다 낮은 높이를 갖도록 접철동작되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 반사판(30)은 평면에서 바라본 경우, 상기 모듈판(20)과의 사이에 공간부(35)가 형성되게 상기 반사판(30)의 양끝단이 상기 모듈판(20)의 양끝단에 이격되게 설치되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 일출시 반사판이 상승동작되어 태양의 조사시 직사광과 함께 반사광을 솔라모듈이 모두 흡수하여 태양광 에너지의 생산량을 높일 수 있게 되고, 또한 전체적인 형상이 원형을 이룸으로써 외부 풍압에 의한 피해를 최소화할 수 있게 된다.

또한, 설치면적이 좁음에 따라 기존의 발전장치에 비해 면적대비 발전량이 월등하여 발전효율이 높은 장점이 있다.

도 1a는 본 발명에 의한 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치의 사시도,
도 1b는 본 발명에 의한 반사판이 접철되게 구비된 상태의 태양광발전장치를 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 태양광발전장치의 단면상태도,
도 3은 본 발명에 의한 태양광발전장치의 평면상태도,
도 4는 본 발명에 의한 반사판이 하강된 상태의 태양광발전장치를 보인 상태도,
도 5는 본 발명에 의한 반사판이 상승된 상태의 태양광발전장치를 보인 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치는 상기 도면에 도시된 바와 같이, 솔라모듈(10)이 설치되는 모듈판(20)과, 상기 모듈판(20)의 내측면에 태양광을 반사시키기 위한 반사판(30)과, 상기 반사판(30)과 모듈판(20)을 지지하는 지지판(40)으로 이루어진다.

이때, 상기 모듈판(20)이 구비된 위치가 남쪽을 향하도록 하고, 상기 반사판(30)이 구비된 위치가 북쪽으로 향하도록 하여 설치한다.

상기 솔라모듈(10)은 태양광을 집광하여 전기에너지를 발생시키도록 구비되는 구성으로, 유기 및 무기셀로 형성되어 있다. 여기서, 상기 솔라모듈(10)에서 집광된 전력은 축전지에 저장하게 되고, 축전지에 저장되는 전기에너지는 인버터를 통해 원하는 전압으로 변환시켜 산업용기기에 사용하게 된다.

상기 모듈판(20)은 평면에서 바라본 경우 반원형상을 갖도록 형성되어 있고, 내측면 및 외측면에 상기 솔라모듈(10)이 각각 설치되어 있다.

상기 반사판(30)은 상기 모듈판(20)의 내측면 개구부에 대향되게 설치되는 것으로, 설치 후 평면에서 바라본 경우 전체적인 평면형상이 원형을 이루도록 반원형으로 형성되고, 내주면에는 태양광을 반사시켜 상기 솔라모듈(10)로 전달하도록 반사경이 부착되어 있는 것이 바람직하다. 또한 상기 반사판(30) 자체를 반사경으로 형성시킬 수도 있다.

이때, 상기 반사판(30)은 태양광을 반사시켜 상기 모듈판(20)의 내측면에 설치된 솔라모듈(10)에 전달하게 됨으로써 상기 반사판(20)에 의해 집속되는 반사광과 상기 모듈판(20)의 외측면에 설치된 솔라모듈(10)에 집속되는 직사광 등 다양한 방향에서 조사되는 태양광을 집속하여 에너지를 생산하게 된다.

그리고, 본 발명의 상기 지지판(40)은 상면에 상기 반사판(30)과 모듈판(20)이 결합되어 지되, 상기 모듈판(20)이 상기 반사판(30)보다 상측에 위치되어 지도록 상면이 경사지게 구비되는 것이 바람직하다.

따라서, 태양광이 상기 반사판(30)에 의해 용이하게 반사되어 상기 모듈판(20)의 내측면에 설치된 솔라모듈(10)로 집속되게 하여 집속효율을 높이게 된다.

또한, 상기 모듈판(20)과 반사판(30)은 전체적인 형상이 원형을 갖도록 설치됨에 따라 천재지변시 대표적으로 태풍 등에 의한 외부 풍압 발생시에도 손쉽게 파손되지 않게 되며, 기존의 평면형 집속패널에 비해 설치면적이 좁고 더 많은 량의 전력을 생산하게 된다.

이때, 상기 지지판(40)의 상면 경사각도는 태양광의 효과적인 반사를 위해 35~55°의 각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 반사판(30)은 다단으로 접철되게 형성하여 일출시(일출 1~5°각도)에는 펼쳐놓도록 하여 태양광을 반사시키도록 하고, 일몰시(일몰 1~5°)에는 상기 모듈판(20)의 높이보다 낮은 높이를 갖도록 접철시켜 바람에 의한 손상 등 파손을 방지하도록 한다.

상기 반사판(30)의 높이조절은 반사판(30)의 외측면 또는 내부에 실린더를 구비하여 실린더를 작동시켜 반사판(30)의 승하강을 제어하면 되며, 이외에도 높이조절할 수 있는 구조를 갖는 공지의 다양한 승하강수단을 이용할 수도 있는 것으로, 이에 한정되지 않는다.

한편, 상기 반사판(30)은 평면에서 바라본 경우, 상기 모듈판(20)과의 사이에 공간부(35)가 형성되게 상기 반사판(30)의 양끝단이 상기 모듈판(20)의 양끝단에 이격되게 설치되게 한다.

따라서, 상기 모듈판(20)의 상측을 넘어 상기 반사판(30)으로 조사되는 태양광의 조사면적을 넓혀 상기 솔라모듈(10)로 집속되는 반사광의 양을 증가시켜 발전량을 더 증가시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 태양광발전장치는 자연대류방식으로 온도를 제어하도록 설치된다. 즉 상기 지지판(40)의 측벽에는 공기통로(45)가 형성되어 공기가 자연적으로 대류되면서 여름철에 상기 솔라모듈(10)의 온도를 제어하게 되는 것이다. 이때 상기 공기통로(45)는 상기 지지판(40)의 상부면에도 형성될 수 있는데, 상기 지지판(40)의 상부면에 형성되는 경우에는 상기 모듈판(20)의 내측에 위치되는 부분에 형성되어 지며, 이 경우 겨울철에 눈이 쌓였을 때 제설통로로 사용될 수 있다.

또한, 상기 지지판(40)의 상부면에는 상기 반사판(30)의 내측으로 쌓이는 눈이나 우천시 빗물의 배수를 위해 상기 반사판(30)의 내측에 위치되게 배수구(50)가 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 태양광발전장치는 지지판(40)에 의해 경사진 상태로 모듈판(20)과 반사판(30)이 설치되고, 태양광의 조사시 모듈판(20)의 외측면에 설치된 솔라모듈(10)에 직사광이 조사되고, 모듈판(20)의 내측면에 설치된 솔라모듈(10)에는 상기 반사판(30)에 의해 반사된 반사광이 조사되어짐에 따라 많은 량의 태양광 에너지를 흡수할 수 있어 발전효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 모듈판(20)과 반사판(30)을 원기둥형상(평면에서 바라본 경우에는 원형상)을 갖도록 설치하여 외부 풍압으로부터 발생될 수 있는 피해를 최소화시킬 수 있게 되고, 특히 기존의 태양광발전장치의 설치면적에 비해 월등히 좁은 면적에서도 설치가 가능할 뿐 아니라 저비용으로 설치할 수 있는 등 기존에 비해 고효율을 창출할 수 있게 된다.

10: 솔라모듈 20: 모듈판
30: 반사판 35: 공간부
40: 지지판 45: 공기통로
50: 배수구

Claims

태양광을 집광하기 위한 솔라모듈과, 상기 솔라모듈에서 집광된 전력을 축전지에 전달하는 태양광발전장치에 있어서,
상기 솔라모듈(10)이 내측면 및 외측면에 각각 설치되는 평면형상이 반원형상을 갖는 모듈판(20)과,
상기 모듈판(20)의 내측면 개구부에 전체적인 평면형상이 원형을 이루도록 대향되게 설치되어 상기 솔라모듈(10)에 태양광을 반사시키는 반원형의 반사판(30)과,
상기 반사판(30)과 모듈판(20)이 상면에 결합되되, 상기 모듈판(20)이 상기 반사판(30)보다 상측에 위치되게 상면이 경사지게 구비되는 지지판(40)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치.
제1항에 있어서,
상기 반사판(30)은 다단으로 접철되게 형성되어 일몰시 상기 모듈판(20)의 높이보다 낮은 높이를 갖도록 접철동작되는 것을 특징으로 하는 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 반사판(30)은 평면에서 바라본 경우, 상기 모듈판(20)과의 사이에 공간부(35)가 형성되게 상기 반사판(30)의 양끝단이 상기 모듈판(20)의 양끝단에 이격되게 설치되는 것을 특징으로 하는 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 지지판(40)의 측면 또는 상부면에는 공기의 유통으로 상기 솔라모듈(10)의 온도를 제어하도록 공기통로(45)가 형성되는 것을 특징으로 하는 반사경을 이용한 반원형 양면모듈 입상 태양광발전장치.