KR101061881B1 - 태양전지모듈의 세정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지모듈의 세정장치에 관한 것으로, 그 구성은 태양광으로부터 태양 에너지를 수득하게 하는 태양전지모듈; 상기 태양전지모듈의 상단에 배치되어 물을 살수하게 하는 살수조; 상기 태양전지모듈의 하단에 배치되어 살수조로부터 살수된 물을 수거하는 수거조; 상기 수거조에 의해 수거된 물을 담수하거나 또는 집수구를 통해 빗을 담수하게 하는 담수조; 및 상기 담수된 물을 순환시키는 펌프;를 포함하여 이루어진다.

Description

태양전지모듈의 세정장치{washing apparatus of solar cell}

본 발명은 태양전지모듈의 세정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우천시 담수된 물을 순환시켜 태양전지판을 세정할 수 있게 함으로써 태양전지의 최대효율을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 태양전지판 세정에 소요되는 관리비를 절감할 수 있게 하는 태양전지모듈의 세정장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지모듈은 옥외에 프레임을 이용해 다수의 셀을 설치하여 태양광으로부터 태양 에너지를 공급받아 전기 에너지로 저장하여 가정용이나 산업용으로 이용하기 위한 수단이다.

이러한 태양전지모듈은 태양광을 에너지원으로 이용하기 때문에 태양전지판이 먼지를 포함한 유기 이물질 등에 오염될 경우 광전변환 효율이 심각하게 저하되는 요인이 되기 때문에 상기 유기 이물질에 오염되는 것을 방지할 필요가 있어 태양전지판을 수시로 세정해줘야 한다. 이는 태양전지판의 오염이 미미하더라도 태양 광의 투과도가 저하되어 에너지 수득 효율은 급격이 저하되기 때문이다.

그러나 종래에는 대용량 태양전지 발전의 경우 인적이 드문 곳에 설치되어 세정을 하지 못하여 방치되고 있는 곳이 많고 가정용의 경우에도 태양전지판 세정을 수작업에 의해 일일이 세정해서 세정 작업에 따른 인건비 등으로 인해 관리비가 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 우천시 담수된 물을 순환시켜 태양전지판을 세정할 수 있게 함으로써 태양전지의 광전변환효율을 지속적으로 유지하고 태양전지판 세정에 소요되는 관리비를 절감할 수 있게 하는 태양전지모듈의 세정장치를 제공한다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.

본 발명의 태양전지모듈의 세정장치는, 태양광으로부터 태양 에너지를 수득하게 하는 태양전지모듈; 상기 태양전지모듈의 상단에 배치되어 물을 살수하게 하는 살수조; 상기 태양전지모듈의 하단에 배치되어 살수조로부터 살수된 물을 수거하는 수거조; 상기 수거조에 의해 수거된 물을 담수하거나 또는 집수구를 통해 빗물을 담수하게 하는 담수조; 및 상기 담수된 물을 순환시키는 펌프;를 포함하여 이루어진다.

또한 상기 펌프에는 펌프의 동작을 제어하게 하는 제어부;를 구비하게 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 펌프 및 제어부는 태양전지모듈로부터 전원을 공급받아 동작되게 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 펌프 및 제어부는 태양이 없는 흐린 날씨와 저녁의 경우 충전된 축전지로부터 전원을 공급받아 동작되게 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제어부는 펌프의 동작시간을 조절하게 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 담수조에는 담수된 물이 일정수위를 갖게 하는 드레인관을 구비하게 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 집수구에는 빗물과 세정된 물로부터 오염원을 제거하기 위한 필터를 구비하게 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 살수조에는 물을 필터링하게 하는 필터를 구비하게 하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 태양전지모듈 및 담수조는 친수성 무기원료로 코팅되게 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 태영전지모듈에는 상단에서 하단으로 이동하며 살수된 물기를 제거하거나 또는 좌우 방향으로 이동하며 물기를 제거하기 위한 제거 수단;이 더 구비되게 한다.

그리고 상기 제거 수단은 압축 공기를 노즐을 통해 분사하여 살수된 물이 제거되게 하거나 또는 상기 제거 수단은 와이퍼 등을 이용해 살수된 물이 제거되게 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 우천시 담수된 물을 순환시켜 태양전지판을 세정할 수 있게 함으로써 태양전지의 광전변환효율을 지속적으로 유지하고 태양전지판 세정에 소요되는 관리비를 절감할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 태양전모듈로부터 전원을 공급받아 제어되는 제어부를 통해 펌프의 동작시간을 조절할 수 있게 함으로써 태양전지판의 오염 정도에 따라 세정 간격을 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따르면, 태양전지모듈 표면을 친수성 무기원료로 코팅하여 물에 의해 세정시 세정 효율을 극대화하고 이물질에 의한 태양전지모듈 표면 손상을 최소화할 수 있게 하는 기대 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 세정장치를 나타내는 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 살수조와 수거조를 나타내는 개략도.
도 3은 도 1에 도시된 담수조를 나타내는 단면도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 물끼 제거 수단을 나타내는 개략도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 태양전지모듈 세정장치는 태양전지모듈(10), 담수조(20), 살수조(30), 수거조(40) 및 펌프(50)로 이루어진다.

상기 태양전지모듈은 태양광으로부터 태양 에너지를 공급받아 이를 전기 에너지로 변환시켜 저장하는 수단으로써 종래의 일반적인 기술이다.

상기 담수조(20)는 상기 태양전지모듈 주변에 설치되는 것으로 지하에 매설되거나 지상에 설치된다. 지하에 매설하는 것이 바람직하며, 그 형태는 설치되는 위치나 환경에 따라 변형될 수 있다.

또한 상기 담수조에는 빗물을 저장할 수 있게 하는 집수구(21)가 상부에 설치되며, 상기 집수구(21)에는 필터(22)를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 필터는 빗물로부터 담수된 물이 오염되는 것을 방지하게 하는 역할을 하며, 먼지 등을 필터링할 수 있는 헤파필터를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 헤파필터는 도면상에 도시하고 있지는 않지만 집수구로부터 탈착 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 담수조에는 담수된 물의 수위를 일정하게 유지하게 하는 드레인관(23)이 설치되는 것이 바람직하다. 이는 담수된 물이 드레인관을 통해 일정 수위를 넘지 않게 함으로써 빗물의 담수시 담수조가 넘치는 것을 방지할 수 있게 하기 위함이다.

상기 살수조(30)는 상기 태양전지모듈의 길이 방향 상단에 배치되는 살수관(31)과 상기 살수관(31) 하단에 살수관 길이 방향을 따라 등간격 개구된 다수개의 노즐(32)과 상기 담수조(20)로부터 살수관에 물을 공급하는 이송관(33)으로 이루어지며, 상기 이송관(33)에는 필터(34)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 필터는 담수된 물에서 오염원을 필터링하게 위한 수단으로 헤파필터를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 수거조(40)는 상기 태양전지모듈의 길이 방향 하단에 배치되며, 살수조로부터 살수된 물을 수거하여 담수조로 이동시키는 역할을 한다.

여기서 상기 수거조(40)에는 살수된 물을 필터링하여 수거하게 하는 필터(42)를 구비하게 하는 것이 바람직하다.

상기 펌프(50)는 전기 신호를 받아 동작하여 담수된 물을 순환시키기 위한 수단으로 공지의 기술과 동일함으로 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 동작상태를 설명하도록 한다.

앞서 설명한 바와 같이 태양전지모듈은 옥외에 설치된다. 설치된 태양전지모듈 상단에는 살수조(30)가 설치되며, 하단에는 수거조(40)가 설치된다.

지면에 담수조를 매설하거나 또는 지상에 설치되게 배치한 후 배치된 담수조와 태양전지모듈 측으로 순환라인을 형성하도록 담수조로부터 살수조측으로 이송관(33)을 통해 연결되게 하고, 수거조(40)로부터 유입관(41)을 통해 담수조와 연결되게 한다.

형성된 순환라인은 펌프(50)를 이용해 담수조(20)에 담수된 빗물을 이송관(33)을 통해 살수관(31)으로 이송시켜 살수관의 노즐(32)을 통해 태양전지모듈 표면에 물을 살수하게 하고 살수된 물은 태양전지모듈의 표면에 싸인 이물질을 세정하며 태양전지모듈 하측에 배치된 수거조(40)로 수거된다.

여기서 상기 이송관(33)에는 담수된 물로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 필터(34)를 배치시키며, 상기 수거조에는 필터(미도시)를 배치시켜 태양전지모듈의 표면을 세정한 물에 섞긴 이물질을 필터링하여 유입관(41)을 통해 담수조(20) 내부로 수거되게 한다.

한편 상기 담수조는 앞서 설명한 바와 같이 빗물을 최초 담수하고 이를 이용해 순환시켜 태양전지모듈을 세정하게 하는 것으로 담수조 상단에 집수구를 통해 빗물을 담수토록 하며, 집수조에는 필터를 설치하여 빗물로부터 담수조로 이물질이 유입되는 것을 방지토록 한다.

여기서 상기 집수구에는 도면상에 도시하고 있지는 않지만 덮개를 설치하여 맑은 날씨에는 집수구를 덮어 놓고 우천시에만 개방하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 덮개는 수작업에 의해 개폐할 수 있으나 바람직하게는 담수조와 덮개를 힌지 결합시키고 모터 또는 실린더에 의해 구동되게 하여 근거리 또는 원거리에서 조작 개폐하게 함으로써 작업의 효율성을 극대화시킬 수도 있다.

그리고 상기 덮개에 빗물을 감지하는 센서를 설치하여 우천시 빗물을 감지하여 덮개가 개방되게 하는 것도 가능하다.

한편 상기 펌프(50)에는 제어부(60)를 전기적으로 연결되게 하는 것이 바람직하다. 앞서 설명한 펌프는 펌프 동작을 위한 스위치만을 조작하여 동작하게 하는 것이나 제어부를 연결시킴으로써 근거리 또는 원거리에서 펌프를 원격조정할 수 있게 하는 것이 가능하다.

상기 제어부는 마이컴으로 이루어지며, 내부에 타이머가 설치되어 타이머에 의해 펌프 동작시간을 조절할 수 있게 하여 태양전지모듈의 세정시간을 조절하는 것이 가능하다.

또한 상기 제어부 및 펌프는 태양전지모듈에서 생성된 에너지를 공급받아 동작되게 하거나 또는 태양전지모듈에 의해 발생된 전기 에너지를 축전지에 충전하여 축전지로부터 전원을 공급받아 동작되게 한다.

특히 상기 태양전지모듈은 태양전지모듈을 이루는 태양전지판과 상기 태양전지판을 감싸 형태를 유지하게 하는 프레임에 대해 친수성 무기원료로 코팅시키는 것이 바람직하다. 코팅표면을 매끄럽게 함으로써 표면에 이물질이 적층되는 것을 최소화하게 하고, 더불어 이물질에 의해 표면이 손상되는 것을 방지토록 한다.

여기서 상기 친수성 무기원료는 특허 등록번호 제10-0783367호 및 등록특허 제10-0802395호에 의해 개시된 기술을 이용하는 것이 바람직하다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같은 본 발명의 태양전지모듈(10)에는 상단에서 하단으로 이동하며 살수된 물을 제거하기 위한 제거 수단(70);이 더 구비되게 하는 것이 바람직하다. 이는 살수된 물은 태양전지모듈 표면에 건조와 함께 얼룩 등이 발생하여 광투과도를 저하시켜 광전변환효율을 저하시킬 수 있기 때문에 세정된 물기를 완전히 제거하여 효율성을 극대화하기 위함이다.

여기서 상기 제거 수단(70)은 압축 공기를 노즐을 통해 분사하여 살수된 물이 제거되게 하거나 또는 상기 제거 수단은 와이퍼를 이용해 살수된 물이 제거되게 하는 것이 바람직다.

즉, 도 4a에 도시된 바와 같이 태양전지모듈 상단 길이 방향 측으로 길게 설치된 제거 수단에 길이 방향을 따라 태양전지모듈 방향 측으로 개구된 노즐로부터 압축 공기를 분사하며 제거 수단이 하측 방향으로 이동하게 되면 태양전지모듈에 남아 있는 물기는 완전히 제거할 수 있게 된다. 또한 도 4b에 도시된 바와 같이 와이퍼 형태를 태양전지모듈 길이 방향으로 설치하고 이를 상부에서 하부 방향으로 이동시키면 물기를 제거할 수 있게 되어 태양전지모듈의 효율성을 증대시킬 수 있게 된다.

또한 상기와 같은 제거수단은 좌우로 이동되면서 물기를 제거할 수도 있다.

한편 상기 제거 수단을 이동시키기 위한 수단은 모터로 구동되며 L/M 가이드를 따라 이동되게 할 수 있거나 모터로 구동되는 레크와 피니언으로 구동되거나 또는 실린더에 의해 이동되는 등 다양한 방식으로 구동될 수 있으며 상기 제거 수단을 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 것뿐만 아니라 좌우방향으로 구동되는 어떠한 것도 포함한다.

예컨대 상기 담수조는 우천시 빗물을 필터링하여 담수한 후 태양전지모듈로부터 공급된 전원을 통해 동작하는 펌프와 제어부를 통해 살수조에서 물을 태양전지모듈 표면에 살수하여 세정하고 세정된 태양전지모듈에 남아 있는 물기는 제거 수단을 이용해 제거 한 후 세정된 물은 필터링을 거쳐 다시 담수조로 수거하여 활용하게 함으로써 태양전지모듈 세정에 필요한 물과 에너지를 모두 자체 해결할 수 있게 함으로써 태양전지모듈 세정에 따른 유지관리비가 절감될 수 있게 된다.

본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.

Claims (12)

1. 태양광으로부터 태양 에너지를 수득하게 하는 태양전지모듈;
   상기 태양전지모듈의 상단에 배치되어 물을 살수하게 하는 살수조;
   상기 태양전지모듈의 하단에 배치되어 살수조로부터 살수된 물을 수거하는 수거조;
   상기 수거조에 의해 수거된 물을 담수하거나 또는 집수구를 통해 빗물을 담수하게 하는 담수조; 및
   상기 담수된 물을 순환시키는 펌프;를 포함하여 이루어지고,
   상기 담수조는 담수된 물이 일정수위를 갖게 하는 드레인관을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 펌프에는 펌프의 동작을 제어하게 하는 제어부;를 구비하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 펌프 및 제어부는 태양전지모듈로부터 전원을 공급받아 동작되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 펌프 및 제어부는 축전지로부터 전원을 공급받아 동작되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
   
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
   상기 제어부는 펌프의 동작시간을 조절하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
   
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 집수구에는 빗물로부터 오염원을 제거하기 위한 필터를 구비하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 살수조에는 물을 필터링하게 하는 필터를 구비하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 태양전지모듈 및 담수조는 친수성 무기원료로 코팅되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 태영전지모듈에는 상단에서 하단으로 이동하며 살수된 물기를 제거하거나 또는 좌우 방향으로 이동하며 물기를 제거하기 위한 제거 수단;이 더 구비되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제거 수단은 압축 공기를 노즐을 통해 분사하여 살수된 물이 제거되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
    
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제거 수단은 와이퍼를 이용해 살수된 물이 제거되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.

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