KR101090774B1 - Concentrated jet type efficiency enhancement equipment for solar photovoltaic power facilities - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전설비의 효율향상설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉각수 내의 이물질 및 물때가 태양광 모듈에 쌓이는 것을 방지할 수 있으며, 냉각수 내의 이물질 및 물때 제거를 위한 필터의 교체 시기를 알려 주어 적정 시점에 필터를 교체할 수 있도록 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비에 관한 것이다.
The present invention relates to a facility for improving efficiency of a photovoltaic power generation facility, and more particularly, to prevent foreign matters and scales in the cooling water from accumulating in the solar module, and to notify the replacement time of the filter for removing foreign matters and scales in the cooling water. The present invention relates to a facility for improving efficiency of photovoltaic power generation facilities that allows a filter to be replaced at an appropriate time.
일반적으로 태양에너지를 이용하는 방법은 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용하는 방법으로 구분된다. 태양열을 이용하는 방법은 태양에 의해 데워진 물 등을 이용하여 난방 및 발전을 하는 방법이며, 태양광을 이용하는 방법은 태양의 빛을 이용하여 전기를 발생시킴으로써 이 전기로 각종 기계 및 기구를 작동시킬 수 있도록 하는 방법으로 태양광 발전이라고 한다.Generally, the method of using solar energy is largely divided into a method using solar heat and a method using solar light. The method of using solar heat is to heat and generate electricity using water heated by the sun, and the method of using solar light can generate electricity by using the light of the sun to operate various machines and appliances. It is called solar power.
상술한 방법 중 태양광 발전은 실리콘 결정 위에 n형 도핑을 하여 p-n접합을 한 태양광 전지판에 태양광을 조사하면 광 에너지에 의해 전자-정공에 의한 기전력이 발생하게 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 전기를 발생시킨다.In the above-described method, the photovoltaic effect in which photovoltaic power generation is caused by electron-hole electromotive force generated by light energy when irradiating sunlight to a pn junction photovoltaic panel with n-type doping on a silicon crystal. Generate electricity using
이를 위하여 태양광을 집광하기 위한 태양전지(solar cell), 태양전지의 집합체인 태양광 모듈(photovoltaic module) 및 태양전지를 일정하게 배열한 태양광 어레이(solar array) 등이 요구된다.To this end, a solar cell for condensing sunlight, a photovoltaic module that is an assembly of solar cells, and a solar array in which the solar cells are constantly arranged are required.
일례로, 외부에서 빛이 태양광 모듈에 입사되면 p형 반도체의 전도대(conduction band)의 전자(electron)가 입사된 광에너지에 의해 가전자대(valance band)로 여기되고, 이렇기 여기된 전자는 p형 반도체 내부에 한 개의 전자-정공쌍(electron hole pair; EHP)을 형성하게 되며, 이렇게 발생된 전자-정공쌍 중 전자는 p-n 접합 사이에 존재하는 전기장(electron field)에 의해 n형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 된다.For example, when light is incident on the solar module from the outside, electrons in the conduction band of the p-type semiconductor are excited to the valence band by the incident light energy. One electron-hole pair (EHP) is formed inside the p-type semiconductor, and electrons in the electron-hole pair generated are transferred to the n-type semiconductor by an electric field existing between the pn junctions. It passes over and supplies current to the outside.
태양광은 화석원료 등의 기존 에너지원과는 달리 지구 온난화를 유발하는 온실가스 배출, 소음, 환경파괴 등의 위험성이 없는 청정 에너지원이며 고갈의 염려도 없다. 또한 여타 풍력이나 해수력과 달리 태양광 발전설비는 설치가 자유롭고 유지비용이 저렴하다는 장점을 갖는다.Unlike conventional energy sources such as fossil raw materials, sunlight is a clean energy source without the risks of greenhouse gas emissions, noise, and environmental degradation that cause global warming, and there is no fear of exhaustion. In addition, unlike other wind and sea power, solar power plants have the advantage of free installation and low maintenance costs.
하지만, 가장 널리 사용되고 있는 실리콘 태양전지의 경우 태양광 모듈의 온도가 올라갈 경우 1℃ 당 0.5%의 출력 감소가 발생한다. 이러한 특성에 따라 태양광 발전의 출력은 낮이 가장 긴 여름이 아닌 봄과 가을에 최고치를 기록한다. 이러한 온도 상승은 태양광 발전의 발전 효율을 저하시키는 주요 원인이 되고 있다. However, in the case of the most widely used silicon solar cell, when the temperature of the photovoltaic module rises, output decrease of 0.5% per 1 ° C occurs. As a result, the output of solar power is at its peak in spring and fall, rather than the longest summer day. This increase in temperature is a major cause of lowering the power generation efficiency of photovoltaic power generation.
또한, 태양광 모듈은 태양 전지판에 황사, 악천후 등의 기상현상 등에 의해 오물이 쉽게 쌓일 수 있다는 단점을 갖는다. 태양광 모듈에 오물이 쌓일 경우 태양광 모듈은 광흡수율이 현저히 떨어지므로 발전효율 또한 저하될 수 있다. 또한, 겨울철에 눈이 태양 전지판에 내릴 경우 발전효율의 저하가 발생할 수 있다. 이러한 오물, 눈 등으로 인한 발전효율의 저하의 방지를 위해 태양광 발전설비 유지장치가 사용된다.In addition, the photovoltaic module has a disadvantage that dirt may easily accumulate on the solar panel due to meteorological phenomena such as yellow sand and bad weather. If dirt accumulates on the photovoltaic module, the light absorption rate of the photovoltaic module is significantly reduced, and thus the power generation efficiency may also be reduced. In addition, when snow falls on a solar panel in winter, a decrease in power generation efficiency may occur. In order to prevent the deterioration of power generation efficiency due to such dirt, snow, etc., a photovoltaic power generation facility holding device is used.
태양광 발전설비 효율향상설비(유지설비)는 태양광 모듈에 물(기능상 냉각수, 세척수, 제설수 등으로 표현될 수 있으나, 이하 통칭하여 냉각수라 함)을 분사함으로써, 태양광 모듈의 온도를 식혀주는 냉각 작용과 태양 전지판에 쌓인 오물, 눈, 비 등을 세척, 제설 등을 함으로써 태양광 모듈이 일정한 출력의 발전을 수행할 수 있도록 태양광 발전설비를 유지관리하는 기능을 한다.The photovoltaic power generation efficiency improvement equipment (maintenance equipment) is cooled by spraying water (functional cooling water, washing water, snow removal water, etc., but collectively referred to as cooling water) to the solar module, to cool the temperature of the solar module The state functions to maintain the photovoltaic power generation facilities so that the photovoltaic module can generate a constant output power by cooling and washing dirt, snow, and rain accumulated on the solar panels.
태양광 발전설비 효율향상장치는 입지에 따라 지하수, 수돗물, 강물 등을 냉각수로 사용하는데, 태양광 발전설비의 효율향상장치를 장기간 사용할 경우 오히려 이러한 냉각수 내의 이물질 또는 물때가 태양광 모듈에 쌓이게 됨으로써 태양광 모듈의 투과도를 낮추어 발전효율을 저하시키는 문제가 있다.
Solar power plant efficiency improving device uses groundwater, tap water, and river water as cooling water depending on the location.If you use efficiency improving device of solar power plant for a long time, foreign matter or scale in such cooling water will accumulate in solar module. There is a problem of lowering the transmittance of the optical module to lower the power generation efficiency.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 필터를 포함하여 냉각수 내의 이물질 및 물때를 생성하는 이온을 제거할 수 있으며, 필터의 교체 시기를 알려 주어 필터를 적정 시점에 교체할 수 있도록 함으로써 효율적인 관리/운용이 가능하도록 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Therefore, the present invention has been invented to solve this problem, including the filter to remove foreign matter and ions that generate the scale in the coolant, and to inform the replacement time of the filter so that the filter can be replaced at the appropriate time It is an object of the present invention to provide a device for improving efficiency of a photovoltaic power plant that enables efficient management / operation.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 태양광을 집광하여 전기를 발생시키는 태양광 모듈들로 구성되는 태양광 발전설비에 냉각수를 분사하여 효율을 유지 또는 향상시키는 태양광 발전설비의 효율향상설비에 있어서, 냉각수를 저장하는 저장탱크; 상기 태양광 모듈에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사수단; 상기 저장탱크에 저장된 냉각수를 상기 냉각수 분사수단으로 전달하는 냉각수 공급관; 냉각수의 필터링을 위한 필터; 상기 필터의 전단 및 후단에 각각 설치되는 제1 및 제2 압력센서; 및 상기 제1 및 제2 압력센서에서 측정된 압력의 차이를 모니터링하여 필터의 교체시기를 알려 주는 모니터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, by improving the efficiency of the photovoltaic power generation facilities to maintain or improve the efficiency by injecting a coolant to the photovoltaic power generation equipment consisting of photovoltaic modules for collecting electricity to generate electricity A storage tank for storing cooling water; Coolant injection means for injecting coolant into the solar module; A cooling water supply pipe configured to transfer the cooling water stored in the storage tank to the cooling water injection means; A filter for filtering coolant; First and second pressure sensors respectively installed at the front and rear ends of the filter; And a monitoring unit for monitoring the difference in pressure measured by the first and second pressure sensors to indicate replacement time of the filter.
상기 필터는 냉각수 중의 이물질을 필터링하는 장치일 수 있다.The filter may be a device for filtering foreign matter in the cooling water.
또한, 상기 필터는 냉각수를 연화시키는 연수장치일 수 있다.In addition, the filter may be a softening device for softening the cooling water.
상기 태양광 발전설비의 효율향상설비는, 상기 저장탱크에 저장된 냉각수를 펌핑하여 냉각수 공급관을 통해 상기 냉각수 분사수단으로 공급하는 펌프; 및 상기 냉각수 공급관을 개폐하여 상기 냉각수 분사수단의 냉각수 분사를 조절하는 밸브를 더 포함할 수 있다.The efficiency improving system of the solar power generation system, the pump for cooling the cooling water stored in the storage tank to supply to the cooling water injection means through a cooling water supply pipe; And a valve for controlling the cooling water injection of the cooling water injection means by opening and closing the cooling water supply pipe.
상기 태양광 발전설비의 효율향상설비는, 상기 펌프의 구동 및 상기 밸브의 개폐를 조절하여 상기 냉각수 분사수단의 냉각수 분사를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The efficiency improving facility of the solar power generation facility may include a controller for controlling the cooling water injection of the cooling water injection means by controlling the driving of the pump and opening and closing of the valve.
상기 필터는 상기 펌프의 전단에 배치되는 것이 바람직하다.The filter is preferably arranged at the front of the pump.
상기 태양광 발전설비의 효율향상설비는 상기 저장탱크에 저장된 냉각수의 저장량을 측정하는 저장량 감지부를 포함할 수 있다.The efficiency improving facility of the solar power plant may include a storage amount sensing unit for measuring the storage amount of the cooling water stored in the storage tank.
상기 제어부는 상기 저장량 감지부에 의해 측정된 냉각수의 저장량이 증가하면 냉각수의 분사량을 증가시키고, 상기 저장량 감지부에 의해 측정된 냉각수의 저장량이 감소하면 냉각수의 분사량을 감소시킬 수 있다.The controller may increase the injection amount of the coolant when the storage amount of the coolant measured by the storage amount detector increases, and decrease the injection amount of the coolant when the storage amount of the coolant measured by the storage amount detector decreases.
이때, 상기 제어부는 냉각수 분사량의 증가 또는 감소 정도를 판단시점으로부터 소정 기간 동안의 예상 맑은 날 수를 반영하여 결정할 수 있다.In this case, the controller may determine the degree of increase or decrease of the amount of coolant spray by reflecting the expected number of clear days for a predetermined period from the time of determination.
여기서, 상기 제어부는 예상 맑은 날 수를 최근 기상청 통계 자료를 기초로 판단할 수 있다.Here, the controller may determine the estimated number of sunny days based on the latest weather station statistics.
또한, 상기 제어부는 예상 맑은 날 수를 판단시점으로부터 소정 기간 동안의 기상청의 날씨 정보를 기초로 판단할 수 있다.The controller may determine the estimated number of sunny days based on weather information of the Meteorological Agency for a predetermined period from the time of determination.
상기 태양광 발전설비의 효율향상설비는, 강우 여부를 판단하는 레인센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 레인센서가 강우 중이라고 판단하면 냉각수의 분사를 정지할 수 있다.The efficiency improving facility of the solar power plant further comprises a rain sensor for determining whether the rain, the control unit may stop the injection of the coolant when the rain sensor determines that the rainfall.
상기 태양광 발전설비의 효율향상설비는, 상기 태양광 모듈의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 측정된 상기 태양광 모듈의 온도가 기준치 이하인 경우 냉각수의 분사를 정지할 수 있다.
The efficiency improving apparatus of the solar power generation facility further includes a temperature sensor for measuring the temperature of the photovoltaic module, wherein the controller is spraying of coolant when the temperature of the photovoltaic module measured by the temperature sensor is less than the reference value Can be stopped.
상기한 본 발명에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비에 따르면, 필터를 포함함으로써 냉각수 내의 이물질 및 물때를 생성하는 이온을 제거하여 태양광 모듈에 이물질 및 물때가 쌓이는 것을 방지할 수 있으며, 필터의 적정 교체 시점을 용이하게 결정할 수 있다. 태양광 발전설비는 대부분 오지에 설치되므로 필터의 교체 시기를 직접 접근하여 판단하는 데는 많은 번거로움이 따르며 이에 따라 관리 비용을 증가시키게 되나, 본 발명의 태양광 발전설비의 효율향상설비를 통하여 적시에 필터를 교체할 수 있게 됨으로써 효율향상설비의 효과적인 관리/운용이 가능하다.
According to the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to the present invention, by including a filter to remove foreign substances and ions generated in the coolant to prevent the accumulation of foreign matter and scale in the solar module, the filter of The timing of proper replacement can be easily determined. Since most of the photovoltaic power generation facilities are installed in remote areas, it is very cumbersome to directly determine the replacement time of the filter, thereby increasing the management cost, but timely through the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment of the present invention. The replacement of the filter enables effective management and operation of the efficiency enhancing equipment.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to the first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the efficiency improving equipment of the photovoltaic power generation equipment according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to a third embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical meanings and concepts of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
The embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents and modifications that can replace them at the time of the present application are There may be.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to the first embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비는 태양광 모듈(7)에 냉각수를 분사하여 태양광 모듈을 유지, 관리하는 장치로서, 도 1을 참조하면 저장탱크(1), 냉각수 분사수단(6), 냉각수 공급관(5), 펌프(25), 밸브(20), 제어부(3), 필터(8), 모니터링부(10)를 포함한다.Efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to an embodiment of the present invention is a device for maintaining and managing the solar module by spraying cooling water to the solar module (7), referring to the storage tank (1), Cooling water injection means 6, the cooling
냉각수 분사수단(6)은 태양광 모듈(7) 각각에 대응하도록 설치되어 냉각수를 공급 받아 태양광 모듈(7)로 냉각수를 분사하는 수단이다. 본 실시예에서는 냉각수 분사수단(6)이 태양광 모듈(7)과 1 대 1로 대응하도록 설계되어 있으나, 태양광 모듈(7)의 면적 및 냉각수 분사수단(6)의 분사 면적을 고려하여, 1개의 냉각수 분사수단(6)에 2개 이상의 태양광 모듈(7)이 대응하거나, 2개 이상의 냉각수 분사수단(6)에 1개의 태양광 모듈(7)이 대응하도록 할 수도 있다. Cooling water injection means (6) is installed to correspond to each of the solar modules (7) is a means for injecting the coolant to spray the coolant to the solar module (7). In the present embodiment, the coolant spray means 6 is designed to correspond to the
한편, 냉각수 분사수단(6)이 냉각수를 태양광 모듈(7)에 흘려 주거나 약하게 분사하면 충분한 냉각 및 세정 효과를 얻기 어려우므로, 본 실시예에서는 냉각수의 충돌제트를 태양광 모듈(7)에 분사하도록 한다. 충돌제트는 유체로부터 충돌면으로의 열전달과 물질전달 효과가 뛰어나므로, 냉각 및 세정 효과를 향상시킬 수 있다. 다만, 충돌제트를 발생시키기 위해서는 태양광 모듈(7)에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사수단(6)의 입구를 기준으로 냉각수의 속도가 30m/s 이상이고 압력이 1.6kg/cm2 이상이 되는 것이 바람직하다. 여기서 냉각수 분사수단(6)의 입구란 외부로 냉각수가 분사되는 냉각수 분사수단(6)의 끝부분을 말한다.On the other hand, if the cooling water injection means 6 flows or weakly sprays the cooling water into the
냉각수 분사수단(6)은 고정되어 일 방향으로만 냉각수를 분사하지 않고, 좌우로 왕복 회전하면서 태양광 모듈(7)의 전면에 고르게 냉각수가 분사되도록 하는 것이 바람직하다.The cooling water injection means 6 is preferably fixed so that the cooling water is evenly sprayed on the front surface of the
냉각수 분사수단(6)이 고정되어 태양광 모듈(7) 전면에 냉각수를 분사한다면, 분사수단의 개수가 증가하여 이에 따른 수압저하로 태양광 모듈 전면에 충돌제트를 발생시키기 쉽지 않다. 그러나, 냉각수 분사수단(6)이 좌우로 왕복 회전하면서 태양광 모듈(7)의 일 부분에만 냉각수를 분사하면 냉각수의 수압을 증대시켜 충돌제트를 용이하게 발생시킬 수 있으며, 이를 통해 냉각 및 세정 효율을 향상시킬 수 있다.If the cooling water injection means 6 is fixed to inject the cooling water to the front of the
냉각수 공급관(5)은 펌프(25)를 통하여 저장탱크(1)에서 공급 받은 냉각수를 분사수단(6)까지 전달하는 역할을 한다. 냉각수 공급관(5)은 냉각수의 온도를 유지시키기 위하여 지중에 매설되는 것이 바람직하다.The cooling
펌프(25)는 저장탱크(1)에 저장된 냉각수를 펌핑하여 냉각수 공급관(5)을 통해 냉각수를 냉각수 분사수단(6)으로 공급하며, 밸브(20)는 냉각수 공급관(5)을 개폐하여 냉각수 분사수단(6)을 통해 냉각수 분사를 조절한다.The
필터(8)는 냉각수의 필터링을 위한 수단으로서 냉각수 중의 이물질을 필터링하는 장치 또는 냉각수를 연화시키는 연수장치일 수 있다.The
필터(8)가 연수장치로 구성될 경우, 필터(8)는 양이온교환수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 연수장치는 냉각수 중의 칼슘 이온 및 마그네슘 이온을 제거하여 태양광 모듈 및 냉각수 공급관에 물때가 쌓이는 것을 방지할 수 있다. 연수장치는 양이온교환수지 외에 인산나트륨, 붕산나트륨, 탄산나트륨, 수산화암모늄, 수산화나트륨 및 수산화칼륨 등과 같은 연화제를 공급하는 연화제 공급부로 대체될 수도 있다.When the
필터(8)는 펌프(25)의 전단(냉각수의 흐름을 기준으로 냉각수를 먼저 전달 받는 위치)에 배치되어 냉각수가 필터링된 후 펌프(25)로 전달되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이 저장탱크(1)의 앞에 배치되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 저장탱크(1)와 펌프(25) 사이에 배치될 수 있다. 이와 같이 필터(8)를 펌프(25)의 전단에 배치함으로써 펌프(25) 내부에 이물질 또는 물때가 쌓이는 것을 방지하여 냉각수의 원활한 흐름을 가능하게 한다. The
모니터링부(10)는 필터(8)의 적정 교체 시기를 알려 주는 장치로서, 제1 압력센서(12) 및 제2 압력센서(11)에서 측정된 압력의 차이를 모니터링하여 필터의 교체시기를 알려 준다. 즉, 필터(8)에 이물질이나 물때가 쌓이지 않거나 적게 쌓인 경우 제1 및 제2 압력센서(12, 11)의 압력 차이는 작게 나타날 것이나, 이물질 또는 물때가 쌓일수록 위 압력 차가 증가하게 되므로 정해진 압력 차가 되면 관리자 또는 관리 시스템으로 알려 주게 된다. 필터의 교체 시기로 설정되는 압력 차는 필터의 용량 및 필터막의 세공직경, 냉각수의 상태 등을 고려하여 적절히 설정될 수 있다.The
제어부(3)는 펌프(25)의 구동 및 밸브(20)의 개폐를 조절하여 냉각수 분사수단의 냉각수 분사를 제어한다. 제어부(3)는 일중 구동개시시각부터 구동종료시각까지 냉각수 분사수단(6)이 냉각수를 분사하도록 할 수 있으며, 이를 통하여 태양광 모듈(7)이 태양광에 의해 과열되는 경우에만 냉각수를 분사하게 함으로써 불필요한 냉각수의 소모를 막을 수 있다.The
또한, 구동개시시각부터 구동종료시각까지 냉각수를 분사함에 있어 일정 시간 동안 냉각수를 분사하고 일정 시간 동안 정지하는 과정을 반복하도록 하여 냉각수의 사용량을 효과적으로 안배할 수 있다. 여기서, 분사 시간 및 정지 시간은 동일한 값일 필요는 없으며, 각각 독립적으로 결정될 수 있다.In addition, in spraying the coolant from the driving start time to the driving end time, the process of spraying the coolant for a predetermined time and stopping for a predetermined time may be effectively arranged to effectively use the amount of the cooling water. Here, the injection time and the stop time need not be the same value, and can be determined independently of each other.
냉각수를 계속적으로 분사한다면 충돌제트 발생을 위한 고압의 냉각수 분사에 의해 지나치게 많은 양의 냉각수를 소모하게 되므로, 분사와 정지를 정해진 시간 동안 반복하면서 냉각수를 분사하도록 함으로써 이와 같은 문제를 해결할 수 있다.If continuously spraying the coolant is to consume too much of the coolant by the injection of high pressure coolant for the collision jet generation, it is possible to solve this problem by spraying the coolant while repeating the injection and stop for a predetermined time.
냉각수의 분사량은 일중 시간 경과에 따라 일정하게 유지하거나 변화를 줄 수 있는데, 냉각수 분사량을 일중 시간 경과에 따라 변화시키는 것은 각 시각 별로 태양광 모듈의 온도에 차이가 발생하므로 태양광 모듈의 온도가 더 높아지는 시간에 냉각수 분사를 집중하기 위해서이다. The amount of cooling water can be kept constant or change as time passes during the day.However, changing the amount of cooling water as time passes during the day changes the temperature of the solar module at each time. This is to concentrate the coolant jet at the rising time.
냉각수의 분사량을 일중 시간 경과에 따라 변화시킴에 있어서, 구동개시시각부터 최고온도시각(미리 입력된 시각 또는 온도센서에 의해 측정된 모듈의 온도가 최고인 시각)까지는 냉각수 분사량을 점점 증가시키고, 최고온도시각부터 구동종료시각까지는 냉각수 분사량을 점점 감소시킬 수 있다.In changing the amount of coolant sprayed over the course of the day, the amount of coolant sprayed is gradually increased from the start time of operation to the maximum temperature time (the time at which the temperature of the module measured by the temperature sensor is input in advance or the highest temperature) is gradually increased. From the time until the end of driving time, the amount of cooling water injection can be gradually reduced.
냉각수의 분사량의 변화는 냉각수 분사 수단으로 분사되는 냉각수의 분사속도를 조절하거나, 냉각수가 분사되는 시간 또는 냉각수 분사가 정지되는 시간을 조절함에 의해 이루어질 수 있다. The change in the injection amount of the cooling water may be made by adjusting the injection speed of the cooling water injected by the cooling water injection means, or adjusting the time when the cooling water is injected or when the cooling water injection is stopped.
냉각수의 분사 속도의 조절에는 가변 레귤레이터를 이용하는 방법, 모터의 회전수를 조정(전류, 전압 조정)하는 방법과 그 외 일반적인 압력 조절 방법이 적용될 수 있다. In order to adjust the cooling rate of the cooling water, a method using a variable regulator, a method of adjusting the rotation speed of the motor (current and voltage adjustment), and other general pressure adjustment methods may be applied.
냉각수가 분사되는 시간을 조절하는 방식에 따르면, 구동개시시각부터 최고온도시각까지는 냉각수가 분사되는 분사시간을 점점 증가시키고, 최고온도시각부터 구동종료시각까지는 냉각수가 분사되는 분사시간을 점점 감소시킨다.According to the method of controlling the time that the coolant is injected, the injection time of the coolant is gradually increased from the start time of operation to the maximum temperature time, and the injection time of the coolant is gradually decreased from the maximum temperature time to the end time of driving.
반대로, 냉각수 분사가 정지되는 시간을 조절하는 방식에 따르면, 구동개시시각부터 최고온도시각까지는 냉각수가 분사가 정지되는 정지시간을 점점 감소시키고, 최고온도시각부터 구동종료시각까지는 냉각수 분사가 정지되는 정지시간을 점점 증가시킨다.On the contrary, according to the method of controlling the time when the coolant injection is stopped, the stop time at which the coolant is stopped is gradually decreased from the start time to the maximum temperature time, and the stop of the coolant injection is stopped from the maximum temperature time to the end time of the drive. Increase time gradually
또한, 냉각수가 분사되는 시간을 조절하는 방식 및 냉각수 분사가 정지되는 시간을 조절하는 방식은 각각 별도로 적용될 수 있을 뿐만 아니라 동시에 적용될 수도 있다.
In addition, the method of adjusting the time for which the coolant is injected and the method for adjusting the time when the coolant is stopped may be applied separately as well as simultaneously.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비를 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram showing the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to a third embodiment of the present invention.
도 3의 실시예에 따르면, 도 1 및 도 2의 실시예와 달리 저장량 감지부(15)를 포함한다. 저장량 감지부(15)는 저장탱크(1) 내의 냉각수의 수위 또는 냉각수의 무게 등으로부터 저장탱크(1) 내의 냉각수 저장량을 측정하며, 제어부(3)는 저장량 감지부(15)에 의해 측정된 냉각수의 저장량에 따라 냉각수의 분사량을 조절한다.According to the embodiment of FIG. 3, unlike the embodiment of FIGS. 1 and 2, the storage
구체적으로, 제어부(3)는 저장량 감지부(15)에 의해 측정된 냉각수의 저장량이 증가하면 냉각수의 분사량을 증가시키고, 상기 저장량 감지부(15)에 의해 측정된 냉각수의 저장량이 감소하면 냉각수의 분사량을 감소시킨다. Specifically, the
이를 통해, 비 오는 날, 흐린 날, 기온이 극히 낮은 날 등 냉각수의 분사가 필요 없거나 그 외 냉각수의 공급이 원활한 날에 과량으로 저장된 냉각수를 냉각수의 분사가 필요한 때에 집중적으로 사용할 수 있다. 또한, 냉각수의 공급이 원활하지 않는 등 냉각수의 저장량이 부족한 경우에는 적절한 안배를 통해 효과적으로 효율향상장치를 운용할 수 있다.Through this, it is possible to intensively use the coolant stored in excess on a rainy day, cloudy day, extremely low temperature day or when the coolant is required to be sprayed in excess when the supply of the coolant is smooth. In addition, when the storage capacity of the cooling water is insufficient, such as the supply of the cooling water is not smooth, it is possible to operate the efficiency improving device effectively through proper arrangement.
한편, 제어부(3)는 냉각수 분사량의 증가 또는 감소 정도를 판단함에 있어서, 판단시점으로부터 소정 기간 동안의 예상된 맑은 날의 수를 반영하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(3)는 판단시점으로부터 향후 일주일 동안 맑은 날이 몇 일이 될 지를 예상하여 냉각수 분사량의 증가 또는 감소 정도를 결정할 수 있다. 그 기간 동안의 예상된 맑은 날의 수가 많은 경우에는 냉각수의 증가 정도를 낮추고 냉각수의 감소 정도를 높이며, 그 기간 동안의 예상된 맑은 날의 수가 적은 경우에는 냉각수의 증가 정도를 높이고 냉각수의 감소 정도를 낮추게 된다. 예상된 맑은 날 수를 계산하는 기간, 냉각수의 증가, 감소 정도는 저장탱크의 용량, 그 지역의 기온 등이 반영될 수 있다.Meanwhile, the
예상된 맑은 날의 수를 계산함에 있어서, 최근 수 년간의 기상청 통계 자료를 이용하여 판단 기간(예를 들어, 일주일) 동안 평균적인 맑은 날 수가 몇 일이었는지를 기준으로 할 수 있다. 이때, 평균 맑은 날 수는 계절별, 월별 또는 그 보다 짧은 기간 동안의 평균 수치를 구하여 각 구간 별로 달리 적용하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 제어부에는 최근 수 년간의 기상청 통계 자료가 입력될 수 있다.In calculating the expected number of sunny days, the weather station statistics from recent years can be used to base the average number of sunny days during the judgment period (for example, a week). In this case, the average number of sunny days is preferably obtained differently for each section to obtain the average value for each season, monthly or shorter period. To this end, the control unit may be inputted by the weather station statistics of recent years.
또한, 예상된 맑은 날의 수는 기상청의 기상 예보 자료를 이용하여 판단 기간(예를 들어, 일주일) 동안 맑은 날이 몇 일인지에 따라 결정될 수 있다. 즉, 제어부는 실시간으로 기상청의 기상 예보 자료를 전달 받아 판단 기간 동안 예보된 맑은 날 수를 기준으로 맑은 날 수를 결정하게 된다.
In addition, the expected number of sunny days may be determined according to the number of sunny days during the judgment period (for example, a week) using weather forecast data of the Meteorological Agency. That is, the control unit receives the weather forecast data of the Meteorological Agency in real time to determine the number of clear days based on the number of clear days forecasted during the determination period.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비를 나타낸 구성도이다. 도 4의 실시예에 따르면, 효율향상설비는 강우 여부를 판단하는 레인센서(43) 및 온도센서(45)를 더 포함한다. Figure 4 is a block diagram showing the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to a fourth embodiment of the present invention. According to the embodiment of Figure 4, the efficiency improvement facility further comprises a
레인센서(43)는 강우 여부를 판단하는 센서로서 레인센서(43)가 강우 중이라고 판단하면 제어부(3)는 냉각수의 분사를 정지하여 냉각수의 불필요한 소비를 막아 냉각수의 저장량을 늘릴 수 있다.The
나아가, 태양광 발전설비가 설치되는 지역의 입지, 즉 그 지역의 냉각수 공급 상황을 고려하여 흐린 날에도 그 정도에 따라 제어부(3)가 냉각수의 분사를 정지하여 냉각수의 저장량을 늘릴 수 있다. 흐린 날에 대한 판단은 일사량계의 측정량 또는 모듈의 온도와 기온 간의 차이가 얼마인지에 따라 이루어질 수 있다. 구체적으로 일사량계의 측정량(W/m2)이 일정한 지정수치 이하로 내려갈 때(예를 들어 일일 적산량이 2kW/m2 이하) 흐려졌다고 판단하거나, 모듈온도와 기온의 온도차이가 기준치 이하로 좁혀졌을 때(예를 들어 5℃ 이내) 흐린 날씨로 판단하고, 냉각수의 분사를 정지할 수 있다.Furthermore, in consideration of the location of the region where the photovoltaic power generation facility is installed, that is, the cooling water supply situation in the region, the
온도센서(45)는 태양광 모듈(7)의 온도를 측정하는 센서로서, 제어부(3)는 온도센서에 의해 측정된 태양광 모듈(7)의 온도가 기준치 이하인 경우 냉각수의 분사를 정지하여 냉각수의 불필요한 소비를 막아 냉각수의 저장량을 늘릴 수 있다.The
또한, 제어부(3)는 제1 및 제2 압력센서(12, 11)에서 측정된 압력이 설정된 소정 압력 범위를 벗어날 경우 효율향상설비의 기동을 종료할 수 있다. 측정된 압력이 설정된 압력 범위의 최대값을 초과하는 경우는 냉각수 공급관(5) 내에 냉각수의 동결이 발생하는 등의 문제가 발생한 경우이고, 측정된 압력이 설정된 압력 범위의 최소값에 미달하는 경우 냉각수 공급관(5)에 누수가 발생하는 등의 문제가 발생한 경우이므로, 이를 통해 설비의 고장을 막고 냉각수를 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 한편, 냉각수 공급관(5) 내의 동결 또는 누수와 같은 사고 상황을 보다 효과적으로 판단하기 위하여, 제1 및 제2 압력센서(12, 11) 외에 추가적인 압력센서를 냉각수 공급관(5)의 다른 위치에 배치시킬 수 있다.
In addition, the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (13)
냉각수를 저장하는 저장탱크;
상기 태양광 모듈에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사수단;
상기 저장탱크에 저장된 냉각수를 상기 냉각수 분사수단으로 전달하는 냉각수 공급관;
냉각수의 필터링을 위한 필터;
상기 필터의 전단 및 후단에 각각 설치되는 제1 및 제2 압력센서; 및
상기 제1 및 제2 압력센서에서 측정된 압력의 차이를 모니터링하여 필터의 교체시기를 알려 주는 모니터링부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
In the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation facilities to maintain or improve the efficiency by spraying the coolant to the photovoltaic power generation equipment consisting of photovoltaic modules that collect electricity to generate electricity,
A storage tank for storing coolant;
Coolant injection means for injecting coolant into the solar module;
A cooling water supply pipe configured to transfer the cooling water stored in the storage tank to the cooling water injection means;
A filter for filtering coolant;
First and second pressure sensors respectively installed at the front and rear ends of the filter; And
A monitoring unit for monitoring a difference in pressure measured by the first and second pressure sensors to indicate replacement time of the filter;
Efficiency improvement equipment of photovoltaic power generation equipment comprising a.
상기 필터는 냉각수 중의 이물질을 필터링하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 1,
The filter improves the efficiency of the solar power plant, characterized in that for filtering foreign matter in the cooling water.
상기 필터는 냉각수를 연화시키는 연수장치인 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 1,
The filter is an efficiency improving equipment of the solar power plant, characterized in that the softening device for softening the cooling water.
상기 저장탱크에 저장된 냉각수를 펌핑하여 냉각수 공급관을 통해 상기 냉각수 분사수단으로 공급하는 펌프; 및
상기 냉각수 공급관을 개폐하여 상기 냉각수 분사수단의 냉각수 분사를 조절하는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 1,
A pump for pumping the cooling water stored in the storage tank and supplying the cooling water to the cooling water injection means through a cooling water supply pipe; And
Further comprising: a valve for controlling the cooling water injection of the cooling water injection means by opening and closing the cooling water supply pipe.
상기 펌프의 구동 및 상기 밸브의 개폐를 조절하여 상기 냉각수 분사수단의 냉각수 분사를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 4, wherein
And a control unit controlling the driving of the pump and opening / closing of the valve to control the cooling water injection of the cooling water injection means.
상기 필터는 상기 펌프의 전단에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 4, wherein
The filter is an efficiency improving equipment of the solar power plant, characterized in that disposed in the front of the pump.
상기 저장탱크에 저장된 냉각수의 저장량을 측정하는 저장량 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 1,
And an storage amount sensing unit for measuring the storage amount of the cooling water stored in the storage tank.
상기 제어부는 상기 저장량 감지부에 의해 측정된 냉각수의 저장량이 증가하면 냉각수의 분사량을 증가시키고, 상기 저장량 감지부에 의해 측정된 냉각수의 저장량이 감소하면 냉각수의 분사량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 7, wherein
The control unit increases the injection amount of the cooling water when the storage amount of the coolant measured by the storage amount sensing unit increases, and decreases the injection amount of the cooling water when the storage amount of the cooling water measured by the storage amount sensing unit decreases. Equipment for improving efficiency of power generation facilities.
상기 제어부는 냉각수 분사량의 증가 또는 감소 정도를 판단시점으로부터 소정 기간 동안의 예상 맑은 날 수를 반영하여 결정하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 8,
The control unit increases the efficiency of the photovoltaic power generation equipment, characterized in that for determining the degree of increase or decrease of the amount of cooling water to reflect the expected number of clear days for a predetermined period from the time of determining.
상기 제어부는 예상 맑은 날 수를 최근 기상청 통계 자료를 기초로 판단하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
10. The method of claim 9,
The controller improves the efficiency of the photovoltaic power generation facility, characterized in that for determining the estimated number of clear days based on the latest weather agency statistics.
상기 제어부는 예상 맑은 날 수를 판단시점으로부터 소정 기간 동안의 기상청의 날씨 정보를 기초로 판단하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
10. The method of claim 9,
The control unit is to increase the efficiency of the photovoltaic power generation equipment, characterized in that for determining the estimated number of sunny days based on the weather information of the meteorological office for a predetermined period from the time of determination.
강우 여부를 판단하는 레인센서를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 레인센서가 강우 중이라고 판단하면 냉각수의 분사를 정지하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 5,
It further comprises a rain sensor for determining the rainfall,
And the control unit stops the injection of the coolant when it determines that the rain sensor is in the rain.
상기 태양광 모듈의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하며,
상기 제어부는 상기 온도센서에 의해 측정된 상기 태양광 모듈의 온도가 기준치 이하인 경우 냉각수의 분사를 정지하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 5,
Further comprising a temperature sensor for measuring the temperature of the solar module,
The controller improves the efficiency of the photovoltaic power generation facility, characterized in that to stop the injection of the cooling water when the temperature of the photovoltaic module measured by the temperature sensor is less than the reference value.
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| KR1020100131847A KR101090774B1 (en) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Concentrated jet type efficiency enhancement equipment for solar photovoltaic power facilities |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020100131847A KR101090774B1 (en) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | Concentrated jet type efficiency enhancement equipment for solar photovoltaic power facilities |
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| CN104283509A (en) * | 2014-10-27 | 2015-01-14 | 成都聚合科技有限公司 | Concentrating photovoltaic solar cooler |
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- 2010-12-21 KR KR1020100131847A patent/KR101090774B1/en not_active IP Right Cessation
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