KR101148288B1 - Development of photovoltaic systems, solar spectroscopy using a condensing unit panels - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광을 막대형 볼록 렌즈가 설치된 집광패널을 이용해 집광하여 광섬유 및 광케이블을 통해 태양광 분광기로 광원을 분광하여 적외선은 스팀 발전과 난방열로 이용하고 가시광선, 자외선은 태양 발전 모듈 패널에 집중 조사하여 효율적으로 태양 에너지를 활용할 수 있도록 한 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 태양광 발전기를 구비한 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템에 있어서; 상기 태양광 분광장치는 태양광 집광장치에서 광케이블로 이송된 태양광을 넓게 펴주기 위한 광프레이트기와, 상기 광프레이트기를 통해 펼쳐 진 태양광에서 적외선과 가시광선 및 자외선을 분광하기 위한 프리즘과, 상기 프리즘을 통해 분광된 적외선을 수광하는 수광부와, 상기 프리즘을 통해 분광된 가시광선과 자외선을 수광하는 수광부로 구성된 것을 특징으로 한다.
The present invention focuses the sunlight using a light collecting panel installed with a rod-shaped convex lens and spectroscopy the light source with a solar spectrometer through an optical fiber and an optical cable to use infrared rays as steam generation and heating heat, and visible light and ultraviolet rays to the solar module panel. It is to provide a photovoltaic spectroscopy device for a power generation system using a photovoltaic panel, which can focus solar energy efficiently.
That is, the present invention in the power generation system using a solar light collecting panel having a solar generator; The photovoltaic spectrometer includes an optical plate for widening the sunlight transferred from the solar concentrator to the optical cable, a prism for spectroscopy of infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays from the sunlight spread through the optical plate; And a light receiving unit for receiving infrared light spectroscopically through the prism, and a light receiving unit for receiving visible light and ultraviolet light that have been spectroscopically detected through the prism.

Description

태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치{Development of photovoltaic systems, solar spectroscopy using a condensing unit panels}Development of photovoltaic systems, solar spectroscopy using a condensing unit panels
본 발명은 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 태양광을 막대형 볼록 렌즈가 설치된 집광패널을 이용해 집광하여 광섬유 및 광케이블을 통해 태양광 분광기로 광원을 분광하여 적외선은 스팀 발전과 난방열로 이용하고 가시광선, 자외선은 태양 발전 모듈 패널에 집중 조사하여 효율적으로 태양 에너지를 활용할 수 있도록 한 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치를 제공코자 하는 것이다.The present invention relates to a photovoltaic spectroscopy device for a power generation system using a solar light collecting panel, and more particularly, to collect light using a light collecting panel provided with a rod-shaped convex lens, and spectroscopy a light source with a solar spectrometer through an optical fiber and an optical cable. It is to provide solar spectroscopy device for power generation system using solar condensing panel that uses infrared rays for steam power generation and heating heat, and makes visible energy and ultraviolet rays intensively irradiate solar module panel. .
기존에 개발된 태양광 기술은 옥외에 태양 발전 모듈 패널이나 집열 코일 패널을 설치하여 운영하므로 대량의 에너지를 얻기 위해서는 넓은 장소와 초기에 많은 시설비용이 드는 단점이 있다.Previously developed photovoltaic technology operates by installing solar power module panels or heat collecting coil panels outdoors, which requires a large place and a large initial cost to obtain large amounts of energy.
또한 태양광을 집광, 발전하기 위해 설치되는 태양 발전 모듈 패널이 적외선에 의해 과열되어 발전효율이 저하되며 내구성이 떨어지고, 무게가 무거워 설치 장소 등에 제한될 수 밖에 없는 등 다수의 문제점을 안고 있었던 것이다.In addition, the solar power module panel installed for condensing and generating solar power has a number of problems, such as overheating by infrared rays, resulting in low power generation efficiency, low durability, and heavy weight.
이에 본 발명에서 제공코자 하는 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치는 건물의 옥상이나 벽면, 옥외, 노천 등에 호환성있게 설치하여 대량의 태양광을 수집하여 발전은 물론 난방도 행할 수 있도록 한 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치를 제공코자 하는 것이다.Therefore, the photovoltaic spectroscopy for a power generation system using the solar light collecting panel to be provided in the present invention is installed on the roof or wall of a building, outdoors, open-air, etc. to collect a large amount of sunlight to generate power as well as heating. The present invention aims to provide a photovoltaic spectrometer for a power generation system using a solar light collecting panel.
또한 본 발명은 집광된 태양광을 적외선과 가시광선 및 자외선으로 분광하여 적외선을 이용한 발전 및 난방을 행하도록 하고, 가시광선은 별도의 태양광 발전기로 조사시켜 발전을 행할 수 있도록 하여 발전효율을 극대화 할 수 있는 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치를 제공코자 한다.In addition, the present invention is to perform the power generation and heating using infrared light by collecting the concentrated solar light with infrared rays, visible rays and ultraviolet rays, and the visible light is irradiated with a separate solar generator to maximize the power generation efficiency An object of the present invention is to provide a photovoltaic spectrometer for a power generation system using a photovoltaic light collecting panel.
또한 본 발명은 태양광을 채집 한 후 분광하여 분광된 광원을 그 특성에 맞춰 분리 이용하는 간접 태양광 발전 기술을 제공하여 기존의 태양전지 발전 방식이나 태양광 집열식 보일러에 대비하여 효율적이며 경제적인 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치를 제공코자 한다.In addition, the present invention provides an indirect photovoltaic technology that separates the spectroscopic light source according to its characteristics after collecting the solar light and spectroscopically, the efficient and economical An object of the present invention is to provide a photovoltaic spectrometer for a power generation system using a light collecting panel.
또한 본 발명은 소형 발전과 대형 발전 모두에 적용 되는 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치를 제공한다.The present invention also provides a photovoltaic spectroscopy apparatus for a power generation system using a solar light collecting panel applied to both small and large power generation.
또한 본 발명은 집광된 태양광을 이용하여 발전과 집열을 동시에 할 수 있도록 하여 에너지 활용도가 배가되며 발전시 생기는 태양 발전 모듈 패널의 발열을 감소시켜 더 높은 발전 효율과 내구성을 항상 시키며 발전장치를 옥외에서 옥내로 이동 시킬 수 있으므로 발전 설비의 운용과 증설, 이설의 편의성을 극대화 할 수 있는 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치를 제공한다.In addition, the present invention is to use the concentrated solar light at the same time to generate power and heat collection, the energy utilization is doubled, reducing the heat generation of the solar module panel generated during power generation, always higher power generation efficiency and durability, the power generation equipment outdoors The solar spectrometer for power generation system using solar condensing panel that can maximize the convenience of operation, expansion and relocation of power generation facilities can be moved from indoor to indoor.
이에 본 발명에서는 상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위해 다음과 같은 특징을 갖는 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치용 태양광 분광장치를 제공코자 한다.Accordingly, the present invention is to provide a solar spectroscopy device for a solar power spectroscopy device for a power generation system using a solar light collecting panel having the following characteristics in order to achieve the above problems.
즉, 본 발명은 태양광을 집광하기 위한 태양광 집광장치와, 상기 태양광 집광장치를 통해 집광된 태양광을 광케이블을 통해 이송하여 적외선 및 가시광선과 자외선으로 분광하기 위한 태양광 분광장치와, 상기 태양광 분광장치를 통해 분광된 적외선을 광케이블로 이송하여 증기압을 생성키 위한 적외선보일러와, 상기 적외선보일러에서 생성된 증기압을 이용하여 구동되는 증기터빈과, 증기터빈에 의해 발전하는 발전기와, 상기 증기터빈을 구동한 증기압의 폐열을 축열하여 난방을 행하기 위한 축열조와, 상기 태양광 분광장치를 통해 분광된 가시광선과 자외선을 광케이블로 이송하여 태양광 발전을 행하기 위한 태양광 발전기를 구비하며,That is, the present invention provides a photovoltaic solar light concentrator for condensing sunlight, a photovoltaic solar spectroscope for spectroscopy of infrared light, visible light and ultraviolet light by transferring the light collected through the solar light concentrator through an optical cable; An infrared boiler for generating steam pressure by transferring infrared spectroscopy through a solar spectrometer, a steam turbine driven by the steam pressure generated by the infrared boiler, a generator generated by the steam turbine, and the steam A heat storage tank for storing heat by heating the waste heat of steam pressure driving the turbine;
상기 태양광 분광장치는 태양광 집광장치에서 광케이블로 이송된 태양광을 넓게 펴주기 위한 광프레이트기와, 상기 광프레이트기를 통해 펼쳐진 태양광에서 적외선과 가시광선 및 자외선을 분광하기 위한 프리즘과, 상기 프리즘을 통해 분광된 적외선을 수광하는 수광부와, 상기 프리즘을 통해 분광된 가시광선과 자외선을 수광하는 수광부로 구성된 것을 특징으로 한다.The photovoltaic spectrometer includes an optical plate for widening the solar light transferred from the solar concentrator to the optical cable, a prism for spectroscopy of infrared rays, visible rays and ultraviolet rays from the sunlight spread through the optical plate, and the prism. And a light receiving unit for receiving infrared light spectroscopically through the light, and a light receiving unit for receiving visible light and ultraviolet light spectroscopy through the prism.
본 발명의 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치는 태양광 집광패널을 기존 건축물의 지붕재나 건축용 외부면 등에 부착시켜 사용 할 수도 있으며 대규모 채광 발전 설비 구축도 가능한 것으로서, 막대형 볼록 렌즈와 광섬유를 이용하여 태양광을 집광토록 하여 발전 시설비용 중 가장 큰 비중을 차지하는 태양 발전 모듈 패널 설치비용 및 토지 구입 등에 따른 비용도 최소화 할 수 있는 것이다.Photovoltaic spectroscopy for a power generation system using the solar light collecting panel of the present invention can be used by attaching the solar light collecting panel to the roofing material of the existing building or the exterior of the building, and also can build a large-scale mining power generation facility. By using solar and optical fiber to condense solar light, solar cell module panel installation cost and land purchase, which occupy the largest proportion of power generation cost, can be minimized.
그리고 태양광을 분광기를 거쳐 적외선을 분리시켜 태양 발전 모듈 패널에서 생기는 과열을 감소시켜 발전 효율을 높일 수 있으며, 분리시킨 적외선으로는 증기 터빈을 구동시켜 추가 발전을 하고 발전 후 잉여 열원과 태양열을 축열조에 저장 후 난방을 할 수 있어 에너지 효율성이 매우 우수하다.In addition, the infrared rays are separated through the spectrometer to reduce the overheat generated from the solar power module panel, and the power generation efficiency can be increased.The separated infrared rays are driven by a steam turbine to generate additional power, and after the power generation, the excess heat source and solar heat are accumulated. The energy efficiency is very good because it can be heated after being stored in.
그리고 본 발명은 일조량이 많은 사막에 저가의 집광패널을 대량 설치하여 황사 등 분진발생을 감소시키고 광원을 광케이블로 도시근처로 이송하여 발전을 이루도록 할 수 있어 이상적인 대형 태양 발전 시스템을 구축하여 지구 환경 개선의 효과를 득할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 매우 유용한 발명이다.In addition, the present invention can be installed in a large amount of low-cost condensing panel in a large amount of sunshine to reduce dust generation, such as yellow sand, and to move the light source near the city to achieve power generation to build an ideal large-scale solar power system to improve the global environment It is possible to obtain the effect of the expected effect is very useful invention.
도 1은 본 발명에서 제공하는 태양광 분광장치가 적용된 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템의 전체 과정을 보인 블록도
도 2는 본 발명에서 제공하는 태양광 분광장치가 적용된 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템 전체 구성을 보인 개략적인 구성도
도 3은 본 발명에서 제공하는 태양광 분광장치가 적용된 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템에 있어서, 태양광 집광장치를 보인 사시도
도 4는 본 발명에서 제공하는 태양광 분광장치가 적용된 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템에 있어서, 태양광 집광장치를 보인 단면 및 측단면 구성도
도 5는 본 발명에서 제공하는 태양광 분광장치가 적용된 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템에 있어서, 태양광 분광장치를 보인 사시도
도 6은 본 발명에서 제공하는 태양광 분광장치가 적용된 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템에 있어서, 태양광 발전기를 보인 사시도
1 is a block diagram showing an entire process of a power generation system using a solar light collecting panel to which the solar spectrometer provided by the present invention is applied.
Figure 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the power generation system using a solar light collecting panel to which the solar spectroscopy device provided in the present invention is applied
3 is a perspective view showing a solar light collecting device in a power generation system using a solar light collecting panel to which the solar spectroscopy device provided in the present invention is applied;
4 is a cross-sectional and side cross-sectional view showing a solar light collecting device in a power generation system using a solar light collecting panel to which the solar spectroscopy device provided in the present invention is applied.
5 is a perspective view showing a solar spectroscopy apparatus in a power generation system using a solar light collecting panel to which the solar spectroscopy apparatus provided by the present invention is applied;
6 is a perspective view showing a solar generator in a power generation system using a solar light collecting panel to which the solar spectrometer provided by the present invention is applied;
본 발명의 태양광 분광장치가 적용된 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템은 값 비싼 태양 전지 모듈 판을 대신해서 기존의 지붕재나 옥상에 태양광 집광장치와, 상기 태양광 집광장치를 통해 집광된 태양광을 스펙트럼(spectrum) 원리를 이용한 태양광 분광장치를 통해 적외선 및 가시광선과 자외선으로 분광시킨 후 가시광선과 자외선으로 태양광 발전기를 구동시켜 발전을 행할 수 있도록 하고, 적외선은 적외선 보일러에 조사하여 증기를 발생토록 하여 증기압으로 증기터빈을 구동토록 하여 발전기를 구동시켜 발전을 행하도록 하고, 증기터빈에서 사용된 증기는 축열조로 입력시켜 폐열을 축열 및 열교환시켜 난방도 동시에 행할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.The power generation system using the solar light collecting panel to which the solar spectroscopy device of the present invention is applied is a solar light concentrating device on a roofing material or a roof instead of an expensive solar cell module plate, and solar light condensed by the solar light concentrating device. After spectroscopy with infrared and visible and ultraviolet rays through the solar spectroscopy device using the spectrum principle, it is possible to generate electricity by driving the solar generator with visible and ultraviolet rays. It is characterized in that the steam turbine is driven by steam pressure so as to drive the generator to generate electricity, and the steam used in the steam turbine is inputted into a heat storage tank to heat and heat the waste heat so that heating can be performed simultaneously.
이하 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면과 함께 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에서 제공하는 태양광 분광장치가 적용된 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템의 전체 과정을 보인 블록도이며, 도 2는 전체 시스템 구성을 개략적으로 보인 구성도이다.1 is a block diagram showing the entire process of a power generation system using a solar light collecting panel to which the solar spectrometer provided by the present invention is applied, and FIG. 2 is a schematic view showing the overall system configuration.
태양광 집광장치(1)에서 집광된 태양광은 광케이블(2)을 통해 태양광 분광장치(3)로 전송되며, 본 발명의 특징인 태양광 분광장치(3)에서 적외선과 가시광선 및 자외선을 별도로 분광시킨 후 가시광선 및 자외선은 태양광 발전기(4)로 광케이블(2)을 통해 조사하여 태양광 발전을 행하도록 하며,The solar light collected by the solar light concentrator 1 is transmitted to the solar light spectrometer 3 through the optical cable 2, and the infrared light, the visible light and the ultraviolet light is transmitted by the solar light spectrometer 3, which is a feature of the present invention. After separate spectroscopy, visible and ultraviolet rays are irradiated through the optical cable (2) to the solar generator (4) to perform solar power generation,
상기 태양광 분광장치(3)에서 분광된 적외선은 적외선 보일러(5)로 광케이블(2)을 통해 조사하여 증기를 생성시킨 후, 적외선 보일러(5)에서 생성된 증기를 이용하여 증기터빈(6)을 가동하여 발전기(7)로 발전을 행하도록 하며,Infrared spectroscopy from the photovoltaic spectrometer (3) is irradiated through the optical cable (2) to the infrared boiler (5) to generate steam, using the steam generated in the infrared boiler (5) steam turbine (6) To generate power to the generator (7),
증기터빈(6)에 사용된 증기는 축열조(8)로 입력시켜 폐열을 축열 및 열교환시켜 난방도 동시에 행할 수 있도록 한 것이다.The steam used for the steam turbine 6 is input to the heat storage tank 8 so that waste heat is accumulated and heat-exchanged so that heating can be simultaneously performed.
도 3은 본 발명에 사용된 태양광 집광장치(1)의 구성을 보인 사시도이다.3 is a perspective view showing the configuration of the solar light collecting apparatus 1 used in the present invention.
상기 태양광 집광장치(1)는 내열 및 내후성을 갖는 다양한 수지로 이루어지는 집광패널(9)에 상부 단면이 물방울 형태와 유사한 긴 막대 모양의 볼록 렌즈(10)를 다수개 규칙적으로 설치하여 렌즈(10) 상부에 조사되는 태양광이 굴절되어 집광패널(9) 하부로 집광될 수 있도록 하고, 상기 렌즈(10) 하부에 광섬유(11)를 부착시켜 모아진 빛이 유입되게 한다.The solar light collecting apparatus 1 includes a plurality of lenses having a long rod-shaped convex lens 10 having a top cross section similar to that of water droplets on a light collecting panel 9 made of various resins having heat resistance and weather resistance. Solar light is irradiated to the top to be focused to the bottom of the light collecting panel 9, and the optical fiber 11 is attached to the lower portion of the lens 10 so that the collected light is introduced.
상기 렌즈(10)의 하단부에 설치된 광섬유(11)와 접합부에 경사각 약 25°정도(렌즈 재료의 굴절율에 적용)의 전반사 슬래쉬(slash; 12)를 형성하면 공기층이 형성됨과 아울러 전반사 빗면 거울이 된다. 상기 렌즈(10) 하단에 형성되는 슬래쉬(12)는 광섬유(11)의 상단부에 형성할 수도 있는 것이다.When a total reflection slash 12 having an inclination angle of about 25 ° (applied to the refractive index of the lens material) is formed at the junction of the optical fiber 11 installed at the lower end of the lens 10, an air layer is formed and a total reflection oblique mirror is formed. . The slash 12 formed at the lower end of the lens 10 may be formed at the upper end of the optical fiber 11.
상기 렌즈(10) 하단 또는 광섬유(11) 상단부에 형성되는 슬래쉬(12) 및 공기층에서 빛의 전반사에 의해 상부에서 투과된 빛이 광섬유(11) 배열방향으로 방향 전환을 일으켜 광섬유(11) 내부로 유입된다.The slash 12 formed at the lower end of the lens 10 or the upper end of the optical fiber 11 and the light transmitted from the upper part by total reflection of the light in the air layer cause a change of direction in the direction of the optical fiber 11 and into the optical fiber 11. Inflow.
상기 내장 광섬유(11) 끝단부에도 유입 광선의 방향 전환을 위한 전반사 슬래쉬(13)를 형성하여 외장 광케이블(2) 내부로 빛이 잘 흐르게 한다.A total reflection slash 13 is also formed at the end of the built-in optical fiber 11 to change the direction of the incoming light so that light flows well into the external optical cable 2.
상기 광섬유(11)는 집광패널(9)의 측면 단부에 약 10mm정도 돌출시켜 외장 광케이블(2)에 연결하고, 마감용 커버(14)로 고정 마감토록 한다.The optical fiber 11 is protruded about 10 mm on the side end of the light collecting panel 9 to be connected to the external optical cable 2 and fixed to the finishing cover 14.
상기 집광패널(9)은 원하는 단위 규격으로 제작이 가능하며, 이웃하여 연속 설치하기 위해서는 광섬유(11)의 일측은 이웃하여 설치되는 집광패널(9)의 돌출된 광섬유(11) 부위가 끼움접속될 수 있도록 약 10mm 정도 요입 내장토록 하여 도시치 아니한 연결브라켓 및 볼트 등의 연결수단으로 연결 사용할 수 있도록 한다.The light collecting panel 9 may be manufactured in a desired unit standard, and in order to continuously install the neighboring unit, one side of the optical fiber 11 may be connected to a portion of the protruding optical fiber 11 of the light collecting panel 9 installed next to each other. It should be built in about 10mm so that it can be used by connecting means such as connecting brackets and bolts not shown.
상기 집광패널(9)의 하부에는 보호수지패널(15)과 접착패드(16)가 부착되어 건축물의 외장면 등에 집광패널(9)을 부착하여 설치, 사용토록 한다.A protective resin panel 15 and an adhesive pad 16 are attached to the lower portion of the light collecting panel 9 so that the light collecting panel 9 is attached to the exterior surface of the building to be installed and used.
이와 같은 집광패널(9)은 그 두께가 20~30mm, 무게는 10~15kg/m2로 얇고 경량화로 제작하게 된다.Such a light collecting panel 9 has a thickness of 20 to 30 mm and a weight of 10 to 15 kg / m 2 to be made thin and light.
상기 태양광 집광장치(1)는 효과적으로 태양광을 채광하기 위해 집광패널(9)을 동서 횡단 방향으로 다수개 설치함이 바람직하며, 다수개의 집광패널(9)과 연결된 외장 광케이블(2)을 광터미널에 연결시켜 합쳐진 광원을 대용량 광케이블(2)을 통해 태양광 분광장치(3)로 전송하게 한다.The solar light collecting device 1 is preferably provided with a plurality of light collecting panels 9 in the east-west transverse direction in order to effectively collect sunlight, and the external optical cable (2) connected to the plurality of light collecting panels (9) It is connected to the terminal to transmit the combined light source to the solar spectrometer (3) through a large capacity optical cable (2).
도 5는 본 발명의 주된 특징부인 태양광 분광장치(3)를 보인 사시도이다.5 is a perspective view showing a solar spectrometer 3 which is a main feature of the present invention.
상기 태양광 분광장치(3)는 태양광 집광장치(1)에서 집광되어 광케이블(2)을 통해 공급된 태양광을 분광 효율을 높이고 프리즘(18) 과열 방지를 위해 광프레이트기(17)를 설치하여 태양광을 넓게 펼칠 수 있도록 한다.The photovoltaic spectrometer 3 collects the solar light collected from the photovoltaic concentrator 1 and installs an optical plater 17 to increase the spectral efficiency of the solar light supplied through the optical cable 2 and to prevent overheating of the prism 18. To spread the sunlight.
상기 광프레이트기(17)를 통해 넓게 펼친 광선을 막대형 프리즘(18)을 통과시키도록 하여, 통과된 광선은 하부 적외선과 상부의 가시광선과 자외선으로 분류토록 한다.The light rays spread out through the light plate group 17 are passed through the bar-shaped prism 18 so that the light rays are classified into lower infrared rays and upper visible rays and ultraviolet rays.
그리고 상하에 2개의 수광기(19,20)를 통해 프리즘(18)을 통과한 적외선은 상부 수광기(19)로, 프리즘(18)을 통과한 가시광선 및 자외선은 하부의 수광기(20)로 유입토록 하고, 적외선은 증기터빈(6)과 축열조(8)로 전송하고 가시광선과 자외선은 태양광 발전기(4)로 보낸다.Infrared light passing through the prism 18 through the two light receivers 19 and 20 up and down is the upper light receiver 19, and visible light and ultraviolet light passing through the prism 18 are the lower light receiver 20. Infrared rays are transmitted to the steam turbine (6) and the heat storage tank (8), and visible and ultraviolet rays are sent to the solar generator (4).
상기 태양광 분광장치(3)는 태양광 공급이 많아지면 병렬로 증설할 수 있음은 물론이다.The solar spectrometer 3 can be expanded in parallel as the solar light supply increases.
초대용량의 태양광 분광을 행하고자 할 시에는 상기의 석영 프리즘(18) 대신 세라믹 반사판인 그리이팅으로 교체하여 분광을 행하도록 하면 프리즘 과열 문제를 해결 할 수 있다.When solar spectroscopy of ultra-capacity is to be performed, the prism overheating problem can be solved by performing spectroscopy by replacing the quartz prism 18 with a grating which is a ceramic reflector.
도 6은 본 발명에 사용되는 태양광 발전기(4)를 보인 사시도이다.6 is a perspective view showing a solar generator 4 used in the present invention.
태양광 분광장치(3)에서 송출된 가시광선과 자외선은 태양광 발전기(4)를 구성하는 다수개의 태양 발전 모듈 패널(21)이 효율적으로 배열 설치된 발전탱크(22) 내부에 대량 투사시켜 전기를 얻도록 한 것이다.Visible light and ultraviolet rays emitted from the photovoltaic spectrometer 3 are projected in large quantities into a power generation tank 22 in which a plurality of solar power module panels 21 constituting the solar generator 4 are efficiently arranged to obtain electricity. It is to be.
상기 태양광 발전기(4)는 형광등의 원리와 유사한 것으로서, 발전탱크(22)의 내벽면이 반사체로 이루어지고, 발전탱크(22) 내부에 다수개의 양면 태양 발전 모듈 패널(21)을 방사상으로 배열시킨다.The solar generator 4 is similar to the principle of the fluorescent lamp, the inner wall surface of the power generation tank 22 is made of a reflector, the plurality of double-sided solar module panel 21 in the power generation tank 22 radially arranged Let's do it.
상기 발전탱크(22) 내부에는 가벼운 반사체 금속 칩(23)을 투입하여 냉각 송풍기(24)에서 송풍되는 공기의 대류작용에 의해 금속 칩(23)이 안개처럼 부유하게 만든다. 상기 냉각 송풍기(24)를 통해 발전탱크(22) 내부로 공급되는 공기는 냉각기능도 동시에 수행하게 된다.The light reflector metal chip 23 is introduced into the power generation tank 22 to cause the metal chip 23 to float like a fog by convection of air blown from the cooling blower 24. The air supplied into the power generation tank 22 through the cooling blower 24 performs the cooling function at the same time.
발전탱크(22) 내부로 분광된 가시광선을 대량 투사시켜 금속 칩(23)에서 난반사를 일으켜 광선이 태양 발전 모듈 패널(21)에 고르게 조사되도록 하여 발전이 일어나게 한다.Projecting a large amount of visible light spectroscopically into the power generation tank 22 causes diffuse reflection in the metal chip 23 so that the light beam is evenly irradiated to the solar power module panel 21 to generate power.
상기 태양 발전 모듈 패널(21)은 기존의 옥외 태양 발전에 사용하는 태양전지 모듈을 대량의 광선 조사에 적합한 다중 구조의 태양 전지 모듈로 교체시킬 경우에는 더 적은 부피의 발전탱크(22)에서 더 많은 전기를 얻을 수 있다.The solar power module panel 21 is more in a smaller volume of the power generation tank 22 when the solar cell module used for outdoor solar power generation is replaced with a solar cell module having a multiple structure suitable for a large amount of light irradiation. You can get electricity.
그리고 상기 태양광 분광장치(4)에서 분리되어 상부 수광기(19)를 통해 수광된 적외선은 광케이블(2)을 통해 적외선보일러(5)에 투사시켜서 발생된 증기압으로 증기터빈(6)을 구동토록 하며, 상기 증기터빈(6)과 연결된 발전기(7)에 의해 발전을 행하게 된다.Infrared rays separated from the photovoltaic spectrometer 4 and received through the upper light receiver 19 are driven to project the infrared turbine 5 through the optical cable 2 to drive the steam turbine 6 with the generated steam pressure. The generator 7 generates electricity by the generator 7 connected to the steam turbine 6.
증기터빈(6)을 구동한 증기압은 축열조(8)로 이동하여 축열시킨 후 난방에 사용하게 된다.The steam pressure driving the steam turbine 6 is moved to the heat storage tank 8 to regenerated and used for heating.
이러한 본 발명은 청정 에너지인 태양광을 이용해 주간에 발전을 하고 폐열을 축열조(8)에 저장하여 주야 난방에 이용하게 하는 점에서 매우 경제적이고 친환경적인 기술을 제공할 수 있다.The present invention can provide a very economical and environmentally friendly technology in that the daytime power generation using the clean energy solar light and the waste heat stored in the heat storage tank (8) to be used for day and night heating.
또한 본 발명의 간접 발전방식에서는 태양광을 집중 투사가 가능케 하기 위해 적외선을 분리 제거 과정을 필수적으로 거쳐야만 하기에 폐열을 이용해서 증기터빈 구동과 난방을 하는 관점으로 볼 때 태양 에너지 이용도가 매우 높은 기술이다.In addition, the indirect power generation method of the present invention has to go through a process of separating and removing infrared rays in order to enable intensive projection of sunlight, so that the utilization of solar energy is very high in terms of driving and heating steam turbines using waste heat. Technology.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be.
따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit 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 the embodiments and the accompanying drawings.
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 protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
본 발명의 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치는 태양광을 집광하여 분광한 후 적외선으로 증기터빈과 발전기를 구동시켜 발전을 행하고, 증기압을 이용하여 축열한 후 난방에 이용할 수 있으며, 가시광선과 자외선은 태양광 발전장치를 사용하여 발전을 행하도록 하여 발전 효율이 매우 높고, 태양광을 효율적으로 이용할 수 있으며, 그로 인해 관련 산업계에 파급효과가 지대한 것이다.Photovoltaic spectroscopy for a power generation system using the solar light collecting panel of the present invention after condensing the solar light and spectroscopy to drive the steam turbine and generator in the infrared to generate power, it can be used for heating after heat storage using steam pressure In addition, visible light and ultraviolet light are generated using a photovoltaic device to generate power, and thus, the generation efficiency is very high, and the solar light can be efficiently used, and thus the ripple effect of the related industry is enormous.
1: 태양광 집광장치 2: 광케이블 3: 태양광 분광장치 4: 태양광 발전기 5: 적외선 보일러 6: 증기터빈 7: 발전기 8: 축열조 9: 집광패널 10: (볼록)렌즈 11: 광섬유 12: 슬래쉬 13: 슬래쉬 14: 마감용 커버 15: 보호수지패널 16: 접착패드 17: 광프레이트기 18: 프리즘 19,20: (상하)수광기 21: 태양 발전 모듈 패널 22: 발전탱크 23: 금속 칩 24: 냉각 송풍기DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Solar condenser 2: Optical cable 3: Solar spectrometer 4: Solar generator 5: Infrared boiler 6: Steam turbine 7: Generator 8: Heat storage tank 9: Condensing panel 10: (convex) lens 11: Optical fiber 12: Slash DESCRIPTION OF SYMBOLS 13: Slash 14: Finishing cover 15: Protective resin panel 16: Adhesive pad 17: Optical plater 18: Prism 19, 20: (upper and lower) receiver 21: Solar module panel 22: Power generation tank 23: Metal chip 24: Cooling blower

Claims (1)

  1. 태양광을 집광하기 위한 태양광 집광장치와,
    상기 태양광 집광장치를 통해 집광된 태양광을 광케이블을 통해 이송하여 적외선 및 가시광선과 자외선으로 분광하기 위한 태양광 분광장치와,
    상기 태양광 분광장치를 통해 분광된 적외선을 광케이블로 이송하여 증기를 생성키 위한 적외선보일러와,
    상기 적외선보일러에서 생성된 증기압을 이용하여 구동되는 증기터빈과, 상기 증기터빈에 의해 발전하는 발전기와,
    상기 증기터빈을 구동한 증기압의 폐열을 축열하여 난방을 행하기 위한 축열조와,
    상기 태양광 분광장치를 통해 분광된 가시광선과 자외선을 광케이블로 이송하여 태양광 발전을 행하기 위한 태양광 발전기를 구비한 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템으로 이루어지고;
    상기 태양광 분광장치는 태양광 집광장치에서 광케이블로 이송된 태양광을 넓게 펴주기 위한 광프레이트기와,
    상기 광프레이트기를 통해 펼쳐 진 태양광에서 적외선과 가시광선 및 자외선을 분광하기 위한 프리즘과,
    상기 프리즘을 통해 분광된 적외선을 수광하는 수광부와,
    상기 프리즘을 통해 분광된 가시광선과 자외선을 수광하는 수광부로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치.
    A solar light concentrator for condensing sunlight;
    A solar spectroscopy device for transferring the solar light collected through the solar light concentrating device through an optical cable to spectroscopically infra-red, visible and ultraviolet rays;
    An infrared boiler for generating steam by transferring infrared spectroscopy through the solar spectrometer to an optical cable;
    A steam turbine driven by the steam pressure generated by the infrared boiler, a generator generated by the steam turbine,
    A heat storage tank for storing heat by heating the waste heat of the steam pressure driving the steam turbine;
    It consists of a power generation system using a solar condensing panel having a photovoltaic generator for transferring the visible light and ultraviolet light spectroscopically through the photovoltaic photovoltaic device to the optical cable to perform photovoltaic power generation;
    The photovoltaic spectroscope is an optical plate for widening the sunlight transmitted to the optical cable from the solar concentrator;
    A prism for spectroscopy of infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays from the sunlight spread through the optical plater;
    A light-receiving unit for receiving infrared light spectroscopically through the prism;
    Solar spectroscopy device for a power generation system using a solar light collecting panel, characterized in that consisting of a light receiving unit for receiving the visible light and ultraviolet light spectroscopy through the prism.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10318122A (en) * 1997-05-22 1998-12-02 Takashi Uesugi Generator and lighting device using sunlight

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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