KR101088408B1 - 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광을 조명용으로 이용하기 위하여 집광시 초점에서 생하는 열을 별도의 에너지를 공급하지 않고도 열을 소산시킬 수 있는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치에 관한 것으로, 몸체를 이루는 하우징; 상기 하우징의 하부에 설치되고, 중심부에 광케이블지지부가 설치되는 1차반사거울; 및 상기 하우징의 상부에 설치되고, 중심부에 상기 1차반사거울에 의해 집광된 광을 상기 광케이블지지부로 공급하는 2차반사거울이 형성된 수광창을 포함하고, 상기 광케이블지지부는, 초점조절수단에 의해 상기 1차반사거울에 대하여 상하로 이동가능하도록 결합하는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 설치되고, 상기 2차반사거울에 의해 집광된 광을 전달받는 광케이블; 상기 케이싱 내에 상기 광케이블 주위로 설치되고, 일단이 상기 케이싱 외부로 노출되어 대기와 접촉하는 하나 이상의 대류형 열교환관; 및 상기 광케이블 및 상기 대류형 열교환관 사이의 열전도가 용이하도록 상기 케이싱 내에 충진되는 열전달매체를 포함하는 조명용 태양광 집광장치이다.
또 다른 발명은, 상기 2차반사거울을 설치하지 않고, 수광창에 상기 광케이블지지부를 직접 설치하여, 상방식 집광이 이루어지도록 한다.
태양광, 집광장치

Description

자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치{Sunlight concentraing device for natural lighting capable of cooling without power supply}
본 발명은 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광을 조명용으로 이용하기 위하여 집광시 발생하는 열을 별도의 에너지를 공급하지 않고도 소산시킬 수 있는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치에 관한 것이다.
영속적이며 무한한 에너지를 가지는 태양에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 많은 연구가 행해지고 있으며, 최근 비용 및 공해문제로 인하여 화석연료의 사용량을 줄이고자 하는 노력이 세계적으로 이루어지고 있다.
태양에너지를 이용하는 방법으로는 열에너지를 이용하거나, 솔라셀을 통해서 전기에너지로 변환시키거나, 태양광 자체를 집광하여 광케이블을 통해 먼거리까지 수송하여 조명용 광원으로 사용하는 방법이 있다.
조명용 광원으로 사용되기 위해서는 기준치 이상의 조도를 가져야 하므로 집 광량이 많아야 하지만, 실제 산업현장에 적용시에 채광이 가능한 공간은 무한한 것이 아니며, 또 경제적인 이유로 집광장치의 수를 가능한 한 줄여야 하므로, 태양광의 집광율을 높이는 것이 중요하다.
다만, 집광율을 높이면 높일수록 집광된 광에 포함된 적외선에 의해 집광장치에 발생되는 열손상이 더욱 커지게 된다.
따라서, 태양광의 집광시 적외선에 의해 발생되는 열은 반드시 제거되어야 하지만, 현재까지 신뢰성 있는 방법이 제시된 바 없다.
종래기술에 따른 집광장치의 열소산방법은 집광장치에 다수의 열소산용 핀(fin)을 설치하거나, 냉각수가 흐르는 열교환기를 집광장치의 주위나 내부에 설치하는 것이다.
그러나, 열소산용 핀(fin)을 설치하는 경우, 열소산능력이 작아 집광장치의 크기를 크게 할 수 없는 단점이 있으며, 냉각수를 이용한 냉각의 경우에는 냉각수를 순환시킬 수 있는 동력원이 필요하다는 문제점이 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 태양광을 조명용으로 이용하기 위하여 집광시 발생하는 열을 별도의 에너지를 공급하지 않고도 소산시킬 수 있는 조명용 태양광 집광장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 몸체를 이루는 하우징; 상기 하우징의 하부에 설치되고, 중심부에 광케이블지지부가 설치되는 1차반사거울; 및 상기 하우징의 상부에 설치되고, 중심부에 상기 1차반사거울에 의해 집광된 광을 상기 광케이블지지부로 공급하는 2차반사거울이 형성된 수광창을 포함하고, 상기 광케이블지지부는, 초점조절수단에 의해 상기 1차반사거울에 대하여 상하로 이동가능하도록 결합하는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 설치되고, 상기 2차반사거울에 의해 집광된 광을 전달받는 광케이블; 상기 케이싱 내에 상기 광케이블 주위로 설치되고, 일단이 상기 케이싱 외부로 노출되어 대기와 접촉하는 하나 이상의 대류형 열교환관; 및 상기 광케이블 및 상기 대류형 열교환관 사이의 열전도가 용이하도록 상기 케이싱 내에 충진되는 열전달매체를 포함하는 조명용 태양광 집광장치이다.
상기 2차반사거울은 상기 수광창의 중심부에 상기 1차반사거울을 향해서 볼록하게 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 발명은, 몸체를 이루는 하우징; 상기 하우징의 하부에 설치되는 1차반사거울; 및 상기 하우징의 상부에 설치되고, 중심부에 상기 1차반사거울에 의해 집광된 광을 수광하는 광케이블지지부가 설치되는 수광창을 포함하고, 상기 광케이블지지부는, 초점조절수단에 의해 상기 수광창에 대하여 상하로 이동가능하도록 결합하는 케이싱; 상기 케이싱 내부에 설치되고, 상기 1차반사거울에 의해 집광된 광을 전달받는 광케이블; 상기 케이싱 내에 상기 광케이블 주위로 설치되고, 일단이 상기 케이싱 외부로 노출되어 대기와 접촉하는 하나 이상의 대류형 열교환관; 및 상기 광케이블 및 상기 대류형 열교환관 사이의 열전도가 용이하도록 상기 케이싱 내에 충진되는 열전달매체를 포함하는 조명용 태양광 집광장치이다.
상기 1차반사거울, 상기 2차반사거울, 및 상기 수광창의 표면 중 어느 하나 이상에는 적외선차단필름코팅 또는 친수코팅된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 케이싱의 외면 또는 상기 하우징의 내면에는 광반사가 가능하도록 거울면코팅된 것을 특징으로 한다.
상기, 상기 초점조절수단은,
상기 1차반사거울 또는 상기 수광창의 중심에 설치되고 내부에 암나사가 형성된 부싱; 및 상기 케이싱의 외주면에 형성되고 상기 암나사와 나사결합하는 수나사를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 열전달매체는 SiC인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 대류형 열교환관은, 외부접촉물질과 열전달하는 중공이고 밀폐된 튜브용기; 상기 튜브용기의 내벽면에 설치되는 다공성튜브; 및 상기 튜브용기 내에 충진되는 냉매를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 튜브용기의 외주면 중 대기에 접하는 부분에는 핀이 형성된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 튜브용기의 외주면 중 대기에 접하는 부분에는 냉각팬이 설치되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 발명은, 상기 조명용 태양광 집광장치 복수개가 베이스 위에 배치되고, 상기 조명용 태양광 집광장치의 주위로 하나 이상의 솔라셀이 설치되며, 상기 베이스에는 상기 튜브용기의 외주면 중 대기에 접하는 부분을 냉각시키는 냉각팬이 설치되고, 상기 냉각팬은 상기 솔라셀과 연결되는 냉각팬 구동모터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 조명용 태양광 집광모듈이다.
상기 베이스에는 태양추적장치가 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 태양광 추적장치는 태양광의 세기를 측정하도록 서로 이격되어 상기 베이스에 설치되는 복수의 광센서와, 상기 복수의 광센서에 따라 상기 베이스의 각도조절이 가능한 각도조절기구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통하여, 조명용 태양광 집광장치의 집광효율을 높이기 위해 사이즈를 크게 하면서도 집광시 발생하는 열을 별도의 에너지를 공급하지 않고도 소산시킬 수 있다.
또, 대류형 열교환관에 의해 새로운 냉각매체를 공급하지 않아도 지속적인 열의 소산이 가능하므로, 유지비용이 절감된다.
광케이블에 집광되는 초점의 미세조절이 가능하고, 초점의 미세조절시 대류형 열교환관도 동시에 같은 거리만큼 변위되므로, 조작이 간단하고 초점의 변화에도 불구하고 열소산능력이 저하되지 않는다.
또한, 본 발명의 집광장치는 렌즈를 사용하지 않으므로 광손실이 적으며, 간단한 구조를 가지면서도 집광율을 크게 향상시킬 수 있어서, 집광장치의 대량생산이 가능하다.
또, 본 발명은 솔라셀을 추가하여, 이를 통해지는 전력을 통해 대류형 열교환관을 냉각팬에 의해 강제냉각시킴으로써, 외부의 전력을 사용하지 않고도 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 조명용 태양광 집광장치(10)의 개략도이다.
상기 조명용 태양광 집광장치(10)는 기본적으로 집광을 위하여 오목거울을 사용하고 렌즈를 사용하지 않는다. 렌즈의 경우는 광손실이 크기 때문에, 본발명에 서는 집광율을 높이기 위해 1개의 오목거울과 1개의 볼록거울로 집광을 수행한다.
따라서, 상기 조명용 태양광 집광장치(10)는 몸체를 이루는 하우징(106)과, 상기 하우징(106)의 하부에 설치되고 그 중심부에 광케이블지지부(122)가 설치되는 1차반사거울(100)과, 상기 하우징(106)의 상부에 설치되고 그 중심부에 상기 1차반사거울에 의해 집광된 광을 상기 광케이블지지부(122)로 전달하는 2차반사거울(112)이 형성된 수광창(110)을 포함한다.
상기 1차반사거울(100)은 태양광을 반사시켜 집광시키는 것으로, 설치공간 및 열소산능력을 고려하여, 최대한의 직경을 가지도록 하는 것이 집광효율을 높이는데 바람직하다.
또, 상기 조명용 태양광 집광장치(10)의 전체적인 크기가 상기 1차반사거울(100)의 곡률이 커질수록 커지게 되므로, 상기 1차반사거울(100)의 곡률은 최종적인 제품형상을 고려하여 결정한다.
그리고, 상기 1차반사거울(100)에는 열을 1차적으로 차단하기 위해 열차단필름을 1차반사거울면(102)에 더 코팅할 수 있다.
또한, 상기 1차반사거울(100)의 초점은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 2차반사거울(112)보다 하측에 위치하는 것이 열의 집중을 막을 수 있어서 바람직하다.
상기 하우징(106)은 소재의 제한은 없으나, 상기 조명용 태양광 집광장치(10)의 내부온도상승을 고려하여 내열성이 강한 PE 등의 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 하우징(106)의 내벽면(108)에는 거울면코팅을 하여, 상기 1차 반사거울(100) 또는 상기 2차반사거울(112)에서 반사된 광이 상기 하우징(106)의 내벽면(108)에 부딪혀 열이 발생하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또, 도시되지는 않았지만, 상기 하우징(106)의 내벽면(108)이 상기 1차반사거울(100)에서 상기 수광창(110)으로 갈수록 상기 1차반사거울(100)에 가까워지도록 테이퍼가공하는 것도 가능하다. 이를 통해, 상기 하우징(106)의 거울면코팅된 내벽면(108)에 입사된 광이 다시 상기 1차반사거울(100)측으로 반사되도록 해서 집광율을 향상시킬 수 있다.
상기 수광창(110)은 빛의 투과율이 좋은 재료를 선택하는 것이 바람직하며, 유리 등을 사용할 수 있다. 상기 수광창(110)의 중심부에 형성되는 2차반사거울(112)은 상기 수광창(100)의 제조시 그 중심부를 상기 1차반사거울(100)을 향하여 볼록하게 가공하여 여기에 거울면코팅을 하는 것으로 형성될 수 있다.
상기 수광창(110)의 내면(116) 또는 외면에도 적외선차단필름을 코팅하여 적외선의 상기 집광장치 내로의 유입을 먼저 차단할 수 있다.
상기 하우징(106)에 상기 수광창(110) 및 상기 1차반사거울(100)을 결합시키는 것은 볼트고정, 접착제 접착 등과 같은 공지기술을 사용할 수 있다.
상기 2차반사거울(112)의 직경 및 곡률의 크기는 상기 1차반사거울(100)과의 위치관계, 상기 조명용 태양광 집광장치(10)의 전체적인 크기, 및 상기 광케이블(130)과의 위치관계 등을 고려하여 결정한다.
상기 2차반사거울(112)은 태양광을 2차로 반사시켜 집광시키는 것으로, 상기 2차반사거울(112)에는 열을 차단하기 위해 열차단필름을 2차반사거울면(114)에 더 코팅할 수 있다.
또한, 상기 2차반사거울(112)에 의한 초점은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 광케이블(130)보다 상측에 위치하는 것이 열의 집중을 막을 수 있어서 바람직하다.
상기 광케이블지지부(122)는 상기 광케이블(130)을 지지함과 동시에 상기 집광장치의 내부에 형성된 열을 제거하는 역할을 한다.
따라서, 상기 광케이블지지부(122)는, 초점조절수단에 의해 상기 1차반사거울에 대하여 상하로 이동가능하도록 결합하는 케이싱(124)과, 상기 케이싱(124) 내부에 설치되고 상기 2차반사거울(112)에 의해 집광된 2차집광된 광을 전달받는 광케이블(130)과, 상기 케이싱(124) 내에 상기 광케이블(130) 주위로 설치되는 하나 이상의 대류형 열교환관(132)를 포함하여 구성된다.
상기 케이싱(124)의 외면에 광반사가 가능하도록 거울면코팅을 해서, 상기 2차반사거울(112)에서 입사되는 광 이외의 광으로 상기 케이싱(124)에 열이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상기 케이싱(124)은 초점조절수단에 의해 상하로 이동되게 함으로써, 상기 케이싱(124)에 일체로 설치된 상기 광케이블(130)의 단부와 상기 2차반사거울(112) 사이의 간격을 조절할 수 있다.
특히, 상기 케이싱(124)의 상하이동을 통하여, 상기 광케이블(130)에 입사되는 광량을 조절할 수 있어서, 최종적으로 조명으로 사용시의 조도를 조절할 수 있게 된다.
상기 초점조절수단은 상기 1차반사거울(100)의 중심에 설치되고 내부에 암나사가 형성된 부싱(104)과, 상기 케이싱(124)의 외주면에 형성되고 상기 암나사와 나사결합하는 수나사(128)를 포함한다. 또, 상기 하우징(106)에도 부싱(105)이 더 설치되어 상기 조명용 태양광 집광장치(10)의 하우징(106) 내의 밀폐성을 높일 수 있다.
따라서, 상기 케이싱(124)을 회전시키는 것에 의해서, 상기 케이싱(124)이 상기 1차반사거울(100)에 대해 상승하거나 하강하게 된다. 그러므로, 상기 케이싱(124)에 일체로 설치된 광케이블(130)도 함께 이동하게 되고, 이에 따라 상기 광케이블(130)의 상단과 상기 2차반사거울(112) 사이의 간격이 조절될 수 있다.
상기 열교환관(132)은 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 광케이블(130)의 주위에 하나 이상이 설치된다. 이 때, 상기 대류형 열교환관(132)으로 열이 잘 유입되도록 하기 위해서, 상기 케이싱(124)의 내부를 열전단매체(126)로 충진하는 것이 바람직하다.
상기 열전달매체(126)로는 SiC를 사용할 수 있다.
상기 대류형 열교환관(132)은 일단이 상기 케이싱(124) 외부로 노출되어 대기와 접촉해서, 상기 집광장치에서 얻은 열량을 대기에 방출하도록 한다. 이 때, 상기 대류형 열교환관(132)의 열전도 효율을 상승시키기 위해, 상기 대류형 열교환관(132)의 외면 중 대기에 접촉하는 부분에는 핀(134)을 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 대류형 열교환관(132)은 도 3에 도시된 바와 같이, 대기 또는 열전달매체(126)와 같은 외부접촉물질과 열전달하는 중공이고 밀폐된 튜브용기(136)와, 상 기 튜브용기(138)의 내벽면에 설치되는 다공성튜브(138)와, 상기 튜브용기(136) 내에 충진되는 냉매(140)를 포함한다.
따라서, 상기 냉매(140)는 상기 튜브용기(136)의 상기 케이싱(124)의 내부에 위치하는 부분을 통해 열을 받으면 기화하게 되고, 기화된 냉매는 대류작용에 의해 상대적으로 온도가 낮은 상기 튜브용기(136)의 대기와의 접촉부분으로 이동하게 된다.
그리고, 상기 튜브용기(136)의 대기와의 접촉부분에서 열의 방출을 통해 냉각되어 응축된 냉매는 모세관현상에 의해서 상기 다공성튜브(138)를 타고 다시 상기 튜브용기(136)의 상기 케이싱(124)의 내부에 위치하는 부분까지 이동하게 된다.
따라서, 이러한 냉매의 기화, 응축, 이동의 순환에 의하여 상기 집광장치 내부의 열이 상기 대류형 열교환관(132)을 통해 외기로 방출되게 되며, 이 과정에서 외부에너지는 공급되지 않는다.
상기 냉매로는 CFC, HCFC, HFC, 또는 물을 사용할 수 있다.
상기 대류형 열교환관(132)의 설치개수, 단면적, 길이 등은 상기 집광장치의 크기 및 집광시 발생되는 열량을 고려하여 결정한다.
또, 상기 튜브용기(136)의 대기와의 접촉부분의 냉각능력을 향상시키기 위해 냉각팬(24)을 더 설치하는 것이 가능하다. 상기 냉각팬(24)은 냉각팬 구동모터(22)에 구동되며, 상기 냉각팬 구동모터(22)에 전기공급은 도 4에 도시된 바와 같이 솔라셀(30)을 이용할 수 있다.
상기 냉각팬(24)는 상기 하우징(106) 또는 상기 대류형 열교환관(132)에 직 접 설치되는 것도 가능하다.
또, 추가적으로 상기 1차반사거울(100), 상기 2차반사거울(112), 및 상기 수광창(110)의 표면 중 어느 하나 이상에는 친수코팅하는 것이 바람직하다. 친수코팅을 하게 되면, 비 또는 이슬과 같은 물이 닿으면 물이 퍼지는 효과를 이용하여 먼지를 표면에 적게 부착되게 하는 장점이 있다.
본 발명의 실시예1에 따른 조명용 태양광 집광장치(10)는 기본적으로 상술한 바와 같이 구성된다. 이하, 상기 조명용 태양광 집광장치(10)를 이용한 조명용 태양광 집광모듈(1)에 대해 설명한다.
상기 조명용 태양광 집광모듈(1)은 복수의 조명용 태양광 집광장치(10)를 집적한 것으로, 하나의 조명용 태양광 집광장치(10)에 의해 수광되는 빛은 하나의 광케이블에 전달되므로, 여러 곳의 실내공간에 조명을 사용해야 하거나, 빛을 집광하여야 할 경우 등을 고려하여, 복수의 조명용 태양광 집광장치(10)를 사용하는 것이다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스(20)에 상기 조명용 태양광 집광장치(10) 복수개를 정렬하고, 상기 조명용 태양광 집광장치(10)의 주위로 전력을 생산하기 위한 솔라셀(30)을 설치한다.
상기 각 조명용 태양광 집광장치(10)을 베이스(20)에 설치할 때, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(20)로부터 일정간격을 두어서 공기의 순환이 용이하도록 프레임(26)에 의해 상기 조명용 태양광 집광장치(10)를 설치하고, 상기 조명용 태양광 집광장치(10)의 하측으로 상기 베이스(20)의 상부에는 상기 냉각팬(24) 이 설치된다.
상기 냉각팬(22)을 구동시키는 냉각팬 구동모터(22)는 상기 솔라셀(30)과 전기적으로 연결되서 전원을 공급받는다. 따라서, 상기 조명용 태양광 집광장치(10)에 의한 집광이 일어나는 동안에는 솔라셀(30)에 의한 전력생산이 가능하므로 본 발명에 따른 조명용 태양광 집광장치(10)의 냉각을 위한 별도의 전원이 필요하지 않다.
또, 상기 베이스(20)에는 도시되지 않은 태양추적장치가 더 설치될 수 있다. 상기 태양추적장치의 공지의 기술을 이용할 수 있다.
예를 들어, 상기 태양광 추적장치는 태양광의 세기를 측정하도록 서로 이격되어 상기 베이스(20)에 설치되는 복수의 광센서(미도시)와, 상기 복수의 광센서에 따라 상기 베이스(20)의 각도조절이 가능한 각도조절기구(미도시)를 포함한다.
상기 광센서(미도시)는 예를 들어, 상기 베이스(20)의 상하좌우의 4개의 위치에 배치될 수 있다.
상기 각도조절기구에서 필요한 구동전원은 상기 솔라셀(30)로부터 얻어지는 전력을 이용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 실시예2에 따른 조명용 태양광 집광장치(11)에 대해서 설명한다. 실시예2의 조명용 태양광 집광장치(11)에서 실시예1의 조명용 태양광 집광장치(10)와 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
실시예2에 따른 조명용 태양광 집광장치(11)는 실시예1의 조명용 태양광 집 광장치(10)와 달리, 광케이블지지부(222)가 수광창(210)에 설치되며, 2차반사거울은 존재하지 않는다. 따라서, 실시예1의 조명용 태양광 집광장치(10)가 하향식 집광인 것에 반하여, 실시예2의 조명용 태양광 집광장치(11)는 상향식 집광인 차이점이 있다.
따라서, 하우징(206)의 하부에는 1차집광거울(200)이 배치되고, 상기 하우징(206)의 상부에는 수광창(210)이 배치되며, 상기 수광창(210)의 중심에 광케이블지지부(222)가 고정된다.
상기 광케이블지지부(222)는 길이조절을 위해 수나사(228)가 형성되므로, 이에 대응되는 암나사를 가지는 부싱(204)이 상기 수광창(210)에 설치된다.
실시예2는 실시예1과 달리 광케이블(230)을 상측으로 빼서 정리해야 하므로, 외관상은 불리해지지만, 2차반사거울을 포함하지 않으므로 부품수가 줄어들어 제조단가가 감소되고 유지관리가 용이한 장점이 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 조명용 태양광 집광장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 3은 도 1의 조명용 태양광 집광장치의 대류형 열교환관의 단면도이다.
도 4는 도 1의 조명용 태양광 집광장치를 이용한 조명용 태양광 집광모듈의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예2에 따른 조명용 태양광 집광장치의 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 조명용 태양광 집광모듈 10,11: 조명용 태양광 집광장치
20: 베이스 22: 냉각팬 구동모터
24: 냉각팬 26: 프레임
30: 솔라셀 100,200: 1차반사거울
102,202: 1차반사거울면 104,105,204: 부싱
106,206: 하우징 108,208: 내벽면
110,210: 수광창 112: 2차반사거울
114: 2차반사거울면 115,215: 수광창외면
116,216: 수광창내면 122,222: 광케이블지지부
124,222: 케이싱 126,226: 열전달매체
128,228: 수나사 130,230: 광케이블
132,232: 대류형 열교환관 134,234: 핀
136: 튜브용기 138: 다공성튜브
140: 냉매

Claims (14)

  1. 몸체를 이루는 하우징;
    상기 하우징의 하부에 설치되고, 중심부에 광케이블지지부가 설치되는 1차반사거울; 및
    상기 하우징의 상부에 설치되고, 중심부에 상기 1차반사거울에 의해 집광된 광을 상기 광케이블지지부로 공급하는 2차반사거울이 형성된 수광창을 포함하고,
    상기 광케이블지지부는, 초점조절수단에 의해 상기 1차반사거울에 대하여 상하로 이동가능하도록 결합하는 케이싱;
    상기 케이싱 내부에 설치되고, 상기 2차반사거울에 의해 집광된 광을 전달받는 광케이블;
    상기 케이싱 내에 상기 광케이블 주위로 설치되고, 일단이 상기 케이싱 외부로 노출되어 대기와 접촉하는 하나 이상의 대류형 열교환관; 및
    상기 광케이블 및 상기 대류형 열교환관 사이의 열전도가 용이하도록 상기 케이싱 내에 충진되는 열전달매체를 포함하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  2. 몸체를 이루는 하우징;
    상기 하우징의 하부에 설치되는 1차반사거울; 및
    상기 하우징의 상부에 설치되고, 중심부에 상기 1차반사거울에 의해 집광된 광을 수광하는 광케이블지지부가 설치되는 수광창을 포함하고,
    상기 광케이블지지부는, 초점조절수단에 의해 상기 수광창에 대하여 상하로 이동가능하도록 결합하는 케이싱;
    상기 케이싱 내부에 설치되고, 상기 1차반사거울에 의해 집광된 광을 전달받는 광케이블;
    상기 케이싱 내에 상기 광케이블 주위로 설치되고, 일단이 상기 케이싱 외부로 노출되어 대기와 접촉하는 하나 이상의 대류형 열교환관; 및
    상기 광케이블 및 상기 대류형 열교환관 사이의 열전도가 용이하도록 상기 케이싱 내에 충진되는 열전달매체를 포함하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  3. 제1항에 있어서, 상기 2차반사거울은 상기 수광창의 중심부에 상기 1차반사거울을 향해서 볼록하게 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  4. 제1항에 있어서, 상기 1차반사거울, 상기 2차반사거울, 및 상기 수광창의 표면 중 어느 하나 이상에는 적외선차단필름코팅 또는 친수코팅된 것을 특징으로 하 는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  5. 제2항에 있어서, 상기 1차반사거울 및 상기 수광창의 표면 중 어느 하나 이상에는 적외선차단필름코팅 또는 친수코팅된 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 케이싱의 외면 또는 상기 하우징의 내면에는 광반사가 가능하도록 거울면코팅된 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 초점조절수단은,
    상기 1차반사거울 또는 상기 수광창의 중심에 설치되고 내부에 암나사가 형성된 부싱; 및
    상기 케이싱의 외주면에 형성되고 상기 암나사와 나사결합하는 수나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  8. 제1항에 있어서, 상기 열전달매체는 SiC인 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  9. 제1항에 있어서, 상기 대류형 열교환관은,
    외부접촉물질과 열전달하는 중공이고 밀폐된 튜브용기;
    상기 튜브용기의 내벽면에 설치되는 다공성튜브; 및
    상기 튜브용기 내에 충진되는 냉매를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  10. 제9항에 있어서, 상기 튜브용기의 외주면 중 대기에 접하는 부분에는 핀이 형성된 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  11. 제9항에 있어서, 상기 튜브용기의 외주면 중 대기에 접하는 부분에는 냉각팬이 설치되는 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광장치
  12. 제1항 또는 제2항의 조명용 태양광 집광장치 복수개가 베이스 위에 배치되고, 상기 조명용 태양광 집광장치의 주위로 하나 이상의 솔라셀이 설치되며, 상기 베이스에는 상기 대류형 열교환관의 외주면 중 대기에 접하는 부분을 냉각시키는 냉각팬이 설치되고, 상기 냉각팬은 상기 솔라셀과 연결되는 냉각팬 구동모터에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광모듈.
  13. 제12항에 있어서, 상기 베이스에는 태양추적장치가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광모듈.
  14. 제13항에 있어서, 상기 태양광 추적장치는 태양광의 세기를 측정하도록 서로 이격되어 상기 베이스에 설치되는 복수의 광센서와, 상기 복수의 광센서에 따라 상기 베이스의 각도조절이 가능한 각도조절기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 자연냉각이 가능한 조명용 태양광 집광모듈.
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