KR101152592B1 - 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 판넬을 포함하며 있는 집광대부와, 상기 집광대부와 별도의 위치에 형성하며 상기 집광대부로 태양광을 반사 및 투영하는 반사대부를 포함함으로써, 건축물의 개구부 상부에 남향으로 한 개 이상 설치되어 태양의 고도와 방향에 따라 상하좌우 회전이동하는 반사대부가 태양광을 반사하여 상기 집광대부에 집중 투영함으로써, 소량의 태양전지 사용으로 집광성능을 배가할 수 있고, 상기 반사대부가 어닝 기능을 겸하여 창문, 커튼월, 지붕창, 천창 등 개구부로부터 유입되는 직사광선을 차단하고 유익한 산란광은 실내에 유입시킴으로써 냉방비 및 조명에너지 절감 효과를 얻을 수 있으며, 주거 및 상업 건축물, 공공 건물 등 광범위한 신축 및 기존 건축물에 적용하여 사전 제작된 일체형 제품을 현장 설치함으로써 공사 시간과 비용을 절감할 수 있는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공하는 것이다.

Description

반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템{The Awning System for Collection and Control of Solar Energy Using Reflection}
본 발명은 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 판넬을 포함하며 있는 집광대부와, 상기 집광대부와 별도의 위치에 형성하며 상기 집광대부로 태양광을 반사 및 투영하는 반사대부를 포함함으로써, 건축물의 개구부 상부에 남향으로 한 개 이상 설치되어 태양의 고도와 방향에 따라 상하좌우 회전이동하는 반사대부가 태양광을 반사하여 상기 집광대부에 집중 투영함으로써, 소량의 태양전지 사용으로 집광성능을 배가할 수 있고, 상기 반사대부가 어닝 기능을 겸하여 창문, 커튼월, 지붕창, 천창 등 개구부로부터 유입되는 직사광선을 차단하고 유익한 산란광은 실내에 유입시킴으로써 냉방비 및 조명에너지 절감 효과를 얻을 수 있으며, 주거 및 상업 건축물, 공공 건물 등 광범위한 신축 및 기존 건축물에 적용하여 사전 제작된 일체형 제품을 현장 설치함으로써 공사 시간과 비용을 절감할 수 있는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공하는 것이다.
현재 인류는 화석 연료의 고갈과 이산화탄소의 배출에 따른 지구 온난화라는 양대 문제에 심각하게 직면하고 있으며, 필연적으로 에너지의 효율적인 이용과 대체 에너지의 적극적인 활용이 당면 과제로 대두되고 있다. 따라서, 석유를 대치할 대안으로 가장 활용 가능성이 높으며, 무한 공급이 가능하고 공해가 발생하지 않는 청정에너지인 태양에너지에 관해 많은 연구가 이루어져 왔다.
상기 사실에도 불구하고, 우리나라의 기후적 특성상 태양광 설비의 효율이 높지 않기 때문에 종래의 건축물에 있어서 태양에너지에 대한 활용도는 저조한 실정이다. 특히, 태양광 시설비 중 태양전지 가격이 매우 고가이므로, 태양광 설비를 설치하거나 건설하기 위해서는 초기 비용이 많이 소요되어 투자 대비 효과를 보기 어려우며, 이를 해결하기 위해 고안된 태양의 위치에 따라 이동하는 추적식 집광 방식으로도 태양광 설비의 수익성을 향상시키는데 한계가 있어왔다.
한편, 창문, 커튼월, 천창, 지붕창 등 건축물의 개구부를 통해 실내에 여과 없이 유입되는 직사광선은 실내의 온도를 상승시켜 건축물의 냉방, 공조 등에 사용되는 에너지를 증가시키며, 유해자외선을 포함하므로 거주자의 피부 및 건강, 실내 소품 등에 악영향을 줄 가능성이 있다. 하지만, 태양광의 실내 유입을 무조건 차단할 경우 유익한 주광마저 배제하게 되어 조명에너지 손실 등을 초래할 수 있으므로 태양광의 적절한 유입 조절이 필요하다.
본 발명에서는 직진, 반사 등 빛의 고유 성질을 이용하여 고효율을 담보할 수 있는 태양광의 수집 및 태양광의 과도한 실내유입 방지라는 당면 과제를 동시에 해결하여 건축물에 있어서 태양광 활용을 극대화하고 에너지 절감형 친환경 그린빌딩을 창출하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은 반사판을 포함하며 힌지를 중심으로 상하좌우 회전할 수 있도록 건축물 개구부의 상부에 형성하는 반사대부와, 태양전지 판넬을 포함하며 상기 반사대부의 상부에 형성하여 상기 반사대부로부터 반사 및 투영되는 태양광을 집광하는 집광대부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 반사대부에 반사판, 반사판 전동기부, 유압프레스, 래크 및 피니언 기어 등을 포함하여 상기 반사판이 태양의 고도와 방향에 따라 힌지를 중심으로 상하좌우 회전 이동할 수 있도록 함으로써 일자별, 시간별에 따른 최대량의 태양광을 상기 집광대부로 반사 및 투영할 수 있고, 상기 반사대부에 지지대 프레임, 반사대부 고정판 등을 포함하여 건축물의 벽면, 지붕 등에 상기 반사대부를 안전하고 용이하게 부착 및 고정 할 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 집광대부에 태양전지 판넬, 태양전지대 프레임, 지지 빔, 지지 브레이스, 전동기 등을 포함하여 기존 혹은 신축 건축물의 벽면이나 지붕에 안전하고 용이하게 설치 가능하고, 상기 반사대부로부터 최대 태양광을 투영 받을 수 있도록 태양전지대 각도를 조절하거나, 하절기 정오 전후 등 태양의 남중고도가 극도로 높아 반사각도가 성립되지 않는 특수한 경우 태양광을 직접 집광할 수 있는 각도로 태양전지대를 회전이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 반사대부는 건축물의 개구부 상부에 고정 및 부착함으로써, 직사광선을 차단하면서도 유익한 산란광은 실내에 유입하여 조명에너지를 절감할 수 있으며, 상기 반사대부의 반사판이 태양광을 반사하므로 하절기에 건축물 표피면에 복사되는 태양 에너지와 이에 따른 열에너지의 축적을 감소시켜 건축물의 냉방에너지를 절감할 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공한다.
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본 발명의 또 다른 목적은 인접한 복수의 건축물에 상기 집광대부와 상기 반사대부를 각기 별도 설치하여, 한 개 이상의 건축물에 한 개 이상 설치한 반사대부에서 반사된 태양광이 인접한 다른 건축물이나 시설 등에 설치된 집광대부의 태양전지에 집중 투영됨으로써, 특히 아파트 등 여러 동의 건축물로 이루어진 단지나 도심의 빌딩군 등에서 태양 에너지의 활용도를 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 반사대부에 노즐, 급수장치 등을 포함하여 반사판에 일정수압 이상의 물을 분사함으로써, 표면 청결도와 반사도를 유지하여 오염으로 인한 반사판의 효율 저하를 방지하는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 고층 빌딩이나 대형 건축물에 다수로 설치하는 경우, 층별 혹은 구역별 등으로 조닝하고 이에 따라 일정 존 내의 반사대부가 해당 집광대부로 태양광을 집중 투영하는 다수의 그룹을 형성할 수 있도록 설정 가능하며, 해당 그룹 내의 반사대부와 집광대부를 컴퓨터 등을 이용하여 자동 혹은 일괄 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 주거 및 상업 건축물, 공공건물 등 광범위한 기존 건축물 및 신축 건축물에 설치 가능하고 일정한 모듈로 생산되므로 건축물 설계시 반영이 용이하고, 사전 제작된 일체형 제품을 현장 설치함으로써 공사 시간과 비용을 절감할 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템을 제공한다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사판을 포함하며 힌지를 중심으로 상하좌우 회전할 수 있도록 건축물 개구부의 상부에 형성하는 반사대부와, 태양전지 판넬을 포함하며 상기 반사대부의 상부에 형성하여 상기 반사대부로부터 반사 및 투영되는 태양광을 집광하는 집광대부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 반사대부에 반사판, 반사판 전동기부, 유압프레스, 래크 및 피니언 기어 등을 포함하여 상기 반사판이 태양의 고도와 방향에 따라 힌지를 중심으로 상하좌우 회전 이동할 수 있도록 함으로써 일자별, 시간별에 따른 최대량의 태양광을 상기 집광대부로 반사 및 투영할 수 있고, 상기 반사대부에 지지대 프레임, 반사대부 고정판 등을 포함하여 건축물의 벽면, 지붕 등에 상기 반사대부를 안전하고 용이하게 부착 및 고정 할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 집광대부에 태양전지 판넬, 태양전지대 프레임, 지지 빔, 지지 브레이스, 전동기 등을 포함하여 기존 혹은 신축 건축물의 벽면이나 지붕에 안전하고 용이하게 설치 가능하고, 상기 반사대부로부터 최대 태양광을 투영 받을 수 있도록 태양전지대 각도를 조절하거나, 하절기 정오 전후 등 태양의 남중고도가 극도로 높아 반사각도가 성립되지 않는 특수한 경우 태양광을 직접 집광할 수 있는 각도로 태양전지대를 회전이동할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 반사대부는 건축물의 개구부 상부에 고정 및 부착함으로써, 직사광선을 차단하면서도 유익한 산란광은 실내에 유입하여 조명에너지를 절감할 수 있으며, 상기 반사대부의 반사판이 태양광을 반사하므로 하절기에 건축물 표피면에 복사되는 태양 에너지와 이에 따른 열에너지의 축적을 감소시켜 건축물의 냉방에너지를 절감할 수 있는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 인접한 복수의 건축물에 상기 집광대부와 상기 반사대부를 각기 별도 설치하여, 한 개 이상의 건축물에 한 개 이상 설치한 반사대부에서 반사된 태양광이 인접한 다른 건축물이나 시설 등에 설치된 집광대부의 태양전지에 집중 투영됨으로써, 특히 아파트 등 여러 동의 건축물로 이루어진 단지나 도심의 빌딩군 등에서 태양 에너지의 활용도를 높일 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 반사대부에 노즐, 급수장치 등을 포함하여 반사판에 일정수압 이상의 물을 분사함으로써, 표면 청결도와 반사도를 유지하여 오염으로 인한 반사판의 효율 저하를 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 고층 빌딩이나 대형 건축물에 다수로 설치하는 경우, 층별 혹은 구역별 등으로 조닝하고 이에 따라 일정 존 내의 반사대부가 해당 집광대부로 태양광을 집중 투영하는 다수의 그룹을 형성할 수 있도록 설정 가능하며, 해당 그룹 내의 반사대부와 집광대부를 컴퓨터 등을 이용하여 자동 혹은 일괄 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 주거 및 상업 건축물, 공공건물 등 광범위한 기존 건축물 및 신축 건축물에 설치 가능하고 일정한 모듈로 생산되므로 건축물 설계시 반영이 용이하고, 사전 제작된 일체형 제품을 현장 설치함으로서 공사 시간과 비용을 절감할 수 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의해 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 있어서, 반사판을 포함하며 힌지를 중심으로 상하좌우 회전할 수 있도록 건축물 개구부의 상부에 형성하는 반사대부와, 태양전지 판넬을 포함하며 상기 반사대부의 상부에 형성하여 상기 반사대부로부터 반사 및 투영되는 태양광을 집광하는 집광대부를 포함함으로써, 태양전지의 소량 사용으로도 태양광 집광 효과를 배가하는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 있어서, 상기 반사대부에 반사판, 반사판 전동기부, 유압프레스, 래크 및 피니언 기어 등을 포함하여 상기 반사판이 태양의 고도와 방향에 따라 힌지를 중심으로 상하좌우 회전 이동할 수 있도록 함으로써 일자별, 시간별에 따른 최대량의 태양광을 상기 집광대부로 반사 및 투영할 수 있고, 상기 반사대부에 지지대 프레임, 반사대부 고정판 등을 포함하여 건축물의 벽면, 지붕 등에 상기 반사대부를 안전하고 용이하게 부착 및 고정할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 있어서, 상기 집광대부에 태양전지 판넬, 태양전지대 프레임, 지지 빔, 지지 브레이스, 전동기 등을 포함하여 기존 혹은 신축 건축물의 벽면이나 지붕에 안전하고 용이하게 설치 가능하고, 상기 반사대부로부터 최대 태양광을 투영 받을 수 있도록 태양전지대 각도를 조절하거나, 하절기 정오 전후 등 태양의 남중고도가 극도로 높아 반사각도가 성립되지 않는 특수한 경우 태양광을 직접 집광할 수 있는 각도로 태양전지대를 회전이동할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 있어서, 상기 반사대부는 건축물의 개구부 상부에 고정 및 부착함으로써, 직사광선을 차단하면서도 유익한 산란광은 실내에 유입하여 조명에너지를 절감할 수 있으며, 상기 반사대부의 반사판이 태양광을 반사하므로 하절기에 건축물 표피면에 복사되는 태양 에너지와 이에 따른 열에너지의 축적을 감소시켜 건축물의 냉방에너지를 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
삭제
본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 있어서, 인접한 복수의 건축물에 상기 집광대부와 상기 반사대부를 각기 별도 설치하여, 한 개 이상의 건축물에 한 개 이상 설치한 반사대부에서 반사된 태양광이 인접한 다른 건축물이나 시설 등에 설치된 집광대부의 태양전지에 집중 투영됨으로써, 특히 아파트 등 여러 동의 건축물로 이루어진 단지나 도심의 빌딩군 등에서 태양 에너지의 활용도를 높일 수 있는 효과를 지닌다.
본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 있어서, 상기 반사대부에 노즐, 급수장치 등을 포함하여 반사판에 일정수압 이상의 물을 분사함으로써, 표면 청결도와 반사도를 유지하여 오염으로 인한 반사판의 효율 저하를 방지하는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 있어서, 고층 빌딩이나 대형 건축물에 다수로 설치하는 경우, 층별 혹은 구역별 등으로 조닝하고 이에 따라 일정 존 내의 반사대부가 해당 집광대부로 태양광을 집중 투영하는 다수의 그룹을 형성할 수 있도록 설정 가능하며, 해당 그룹 내의 반사대부와 집광대부를 컴퓨터 등을 이용하여 자동 혹은 일괄 제어할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템에 있어서, 주거 및 상업 건축물, 공공건물 등 광범위한 기존 건축물 및 신축 건축물에 설치 가능하고 일정한 모듈로 생산되므로 건축물 설계시 반영이 용이하고, 사전 제작된 일체형 제품을 현장 설치함으로서 공사 시간과 비용을 절감할 수 있는 효과를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 반사대부에 관한 사시도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 집광대부에 관한 사시도
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 사용상태도
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 복수 건축물 설치시 사용상태도
도 5a 내지 5b 는 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 반사판 회전에 관한 사용상태도
본 발명은 태양전지 판넬을 포함하고 있는 집광대부(200)와, 상기 집광대부와 별도로 형성하며 태양광을 반사하여 상기 집광대부의 태양전지 판넬에 투영할 수 있도록 형성된 반사대부(100)를 포함함으로써, 건축물의 개구부 상부에 남향으로 한 개 이상 설치되어 태양의 고도와 방향에 따라 상하좌우 회전이동하는 상기 반사대부(100)가 태양광을 반사하여 상기 집광대부(200)에 집중 투광함으로써 태양광 집광 효율을 배가시키며, 건축물에 설치된 상기 반사대부(100)가 어닝 기능을 하여 태양광의 과도한 실내 유입을 방지하는 어닝시스템을 제공하는 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 사시도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 반사대부에 관한 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 집광대부에 관한 사시도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 어닝시스템은 크게 반사대부(100)와 집광대부(200)로 형성한다.
상기 반사대부(100)는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 크게 어닝부(101)와 어닝지지대부(102)로 형성한다.
상기 어닝부(101)는 태양광을 반사하고 직사광선의 실내 유입을 차단하는 어닝 기능을 하는 것으로써, 테두리를 형성하는 어닝프레임(1011)과 급수관내장 어닝프레임(1012), 상기 어닝프레임(1011)과 급수관내장 어닝프레임(1012) 내측에 형성하며 태양광을 반사하는 반사판(1013)과, 상기 반사판(1013)의 끝단에 형성하여 회전의 축이 되는 반사판 회전축(1014)과, 상기 반사판(1013)의 회전을 구동하는 반사판 전동기부(1015)와, 상기 급수관내장 어닝프레임(1012)과 수직 접합되며 상기 반사판 전동기부(1015)로부터 받은 회전 신호를 내장된 기어를 구동하여 다수의 반사판(1013)을 회전시키는 기어내장 프레임부(1016)와, 상기 급수관내장 어닝프레임(1012)에서 공급받은 세척수를 분사하는 노즐(1017)을 포함한다.
상기 어닝프레임(1011)은 소정의 넓이를 갖는 스테인레스, 강재, 플라스틱 등 내구성을 확보할 수 있는 재료를 사용하여 내측에 형성된 상기 반사판(1013)을 지지하며, 상기 급수관내장 어닝프레임(1012)은 상기 어닝프레임(1011)와 재질과 기능은 동일하되 내부에 플라스틱, 고무 등의 재질로 된 급수관을 형성하여 상기 노즐(1017)로 분사되는 세척수를 공급하며, 세척 효과를 높이기 위해 상기 노즐(1017)에 인접하여 고무, 플라스틱, 철재 등으로 형성한 와이퍼 및 와이퍼 구동 장치를 추가할 수도 있다. 상기 반사판(1013)은 태양광을 반사할 수 있도록 반사도가 높은 스테인레스 미러나, 거울, 반사 플라스틱 등의 소재를 사용하되 파손의 우려가 적은 안전한 재료를 선택하고, 표면에 오염 방지나 발수 처리 가공을 하는 것이 바람직하다. 상기 반사판 전동기부(1015)는 내부에 컴퓨터가 내장되어 있어, 입력된 일자별, 시간별 태양의 방향 데이터값 혹은 광추적 센서의 신호값에 따라 최대 태양광을 반사할 수 있는 각도로 전동기가 회전 구동하면 전동기와 연결된 피니언 기어의 회전운동이 상기 기어내장 프레임부(1016) 내부에 형성된 래크 기어의 직선운동으로 변환되고 래크 기어의 치에 연결된 각 반사판의 피니언 기어가 회전 운동으로 동작하여 다수의 반사판이 상기 반사판 회전축(1014)을 중심으로 동시에 같은 각도로 회전이동하며, 상하로 각기 최대 90도까지 회전 가능하다.
한편, 본원발명에서는 복수의 상기 반사판(1013)을 일괄 회전시키기 위한 방법으로 래크 및 피니언 기어를 사용하였으나, 다른 실시예에서는 유압프레스, 나사 잭 등 반사판을 회전시킬 수 있는 방법이라면 어떠한 것이라도 적용할 수 있도록 하되, 비용 등의 이유로 상기 반사판(1013)의 회전장치를 배제한 채 고정식으로 운용하거나, 상기 집광대부(200)의 복수 적용시 각 집광대부의 반사판 회전 동작을 컴퓨터 등을 이용하여 동시에 일괄 제어할 수도 있다.
상기 어닝지지대부(102)는 상기 어닝부(101)를 지지하고 건축물에 부착, 고정시키기 위한 것으로써, 소정의 넓이를 가지고 가로 프레임과 세로 프레임이 접합된 어닝 지지대 프레임(1021), 상기 어닝부(101)와 상기 어닝지지대부(102)를 연결하는 어닝부 힌지(1022), 이완과 수축 운동으로 상기 어닝부(101)를 회전시키는 유압프레스(1023) 및 유압프레스 조인트(1024), 상기 지지대 프레임(1021)의 각 끝단과 중간부에 다수 형성하여 건축물의 벽면이나 지붕면 등에 상기 지지대 프레임(1021)을 고정 및 부착하는 반사대부 고정판(1025)을 포함한다.
상기 어닝 지지대 프레임(1021)은 스텐레스나 강재, 플라스틱 등 내구성이 있는 재료를 사용하는데 가로프레임과 세로프레임이 접합되어 격자형이 될 수 있도록 하고, 미관상 상기 반사대부 고정판(1025)과 함께 건축물의 외장재 내측으로 매립 가능하며, 상기 어닝부 힌지(1022)는 상기 어닝부(101)와 상기 어닝 지지대부(102)를 연결고정시킬 수 있도록 충분한 내구성을 가지는 재료를 가지고 형성하는 것이 바람직하며, 상기 유압프레스(1023)와 유압프레스 조인트(1024)는 내장된 컴퓨터에 입력된 일자별, 시간별 태양의 고도 데이터값 혹은 광추적 센서의 신호값에 따라 상기 어닝부(101)의 자연스러운 상하 회전 동작이 가능하도록 설치하며, 상기 반사대부 고정판(1025)은 소정의 두께를 갖는 강재, 철재 등으로 형성하여 상기 어닝 지지대 프레임(1021)과 용접, 볼트 등으로 접합하며, 피스, 앙카, 볼트, 나사, 용접 등으로 건축물에 고정할 수 있도록 다수의 공구를 포함한다.
한편, 본원발명에서는 상기 어닝부(101)를 회전시키기 위한 방법으로 유압프레스와 조인트를 사용하였으나, 다른 실시예에서는 나사잭(screw jack) 형태의 폴딩암이나 래크 및 피니언 기어 등 어닝부를 회전시킬 수 있는 방법이라면 어떠한 것이라도 적용할 수 있도록 하며, 비용 등의 이유로 상기 어닝부(101)의 회전장치를 배제한 채 고정식으로 운용하거나, 상기 반사대부(100)의 복수 적용시 각 반사대부의 어닝부 회전 동작을 컴퓨터 등을 이용하여 동시에 일괄 제어할 수도 있다.
도1 및 도3에 도시된 바와 같이, 상기 집광대부(200)는 크게 태양전지대부(201)와 지지구조물부(202)로 형성한다.
상기 태양전지대부(201)는 소정의 넓이를 가지고 외측에 테두리를 형성하는 태양전지대 프레임(2011)과, 상기 태양전지대 프레임(2011) 내측에 형성하며 태양광을 집광하는 태양전지 판넬(2012)과, 상기 태양전지대부(201)의 회전운동을 구동하기 위한 태양전지대 전동기부(2013)과, 태양전지대 회전축(2014)를 포함한다.
상기 태양전지대 프레임(2011)은 소정의 넓이를 가지고 태양전지대의 외측테두리를 형성하는 것으로 스텐레스나 강재, 플라스틱 등 내구성을 확보할 수 있는 재료를 사용하는데 가로프레임과 세로프레임이 접합되어 격자형이 될 수 있도록 하고 태양전지의 규격에 따른 모듈을 기준으로 형성하며, 상기 태양전지 판넬(2012)은 태양전지대 프레임(2011)의 내측에 판넬의 형태로 형성되며, 태양으로부터 오는 에너지를 모아서 전기로 변환하는 장치로서, 반도체 접합으로 구성된 태양전지(solar cell)에 태양광이 조사되면 광에너지에 의한 전자-양공 쌍이 생기고, 전자와 양공이 이동하여 n층과 p층을 가로질러 전류가 흐르게 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 기전력이 발생하여 외부에 접속된 부하에 전류가 흐르는 원리에 따라 전기를 생산하게 된다. 상기 태양전지대 전동기부(2013)는 최대 효율을 낼 수 있는 각도로 상기 태양전지대부(201)을 설정하거나 하절기 정오 전후 등 태양의 고도가 지나치게 높아 상기 반사대부(100)로부터의 반사 각도가 성립되지 않는 경우 상기 태양전지대부(201)가 직접 태양광을 집광할 수 있도록 회전이동할 수 있다.
한편, 비용 등의 이유로 상기 태양전지대부(201)의 회전장치를 배제한 채 고정식으로 운용하거나, 상기 집광대부(200)의 복수 적용시 컴퓨터 등을 이용하여 각 태양전지대의 동작을 동시에 일괄 제어할 수도 있다.
상기 지지구조물부(202)는 상기 태양전지대부(201)을 지지하는 지지 빔/기둥(2021)과 지지 브레이스(2022), 상기 지지 빔(2021)과 상기 지지 브레이스(2022)의 끝단에 형성하며 상기 집광대부(200)를 건축물에 고정 및 부착하는 집광대부 고정판(2023)을 포함한다.
상기 지지 빔/기둥(2021)과 상기 지지 브레이스(2022)는 충분한 하중을 견딜 수 있는 강재나 I빔, H빔 등의 철골재로 형성하며, 상기 지지 빔/기둥(2021)은 상기 집광대부(200)의 건축물 벽면 설치시에는 빔으로, 지붕 설치시에는 기둥으로 용도의 변형이 가능하고, 소규모 설치 등의 경우 상기 지지 브레이스(2022)를 생략한 캔틸레버 구조로 대체할 수 있으며, 상기 집광대부 고정판(2023)은 소정의 두께를 가진 강재, 철재 등으로 형성하여 피스, 앙카, 볼트, 나사, 용접 등으로 건축물에 고정할 수 있도록 다수의 공구를 포함한다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 사용상태도이다.
도 4a 에 도시된 바와 같이, 건축물에 본원 발명인 어닝시스템을 설치하게 되는데 건축물의 벽면에 한 개 이상 설치되는 상기 반사대부(100)의 어닝부(101)가 태양의 고도와 직각이 되는 각도로 회전운동하여 태양광을 반사하면, 상기 집광대부(200)의 태양전지대부(201)가 태양광을 집광하게 된다. 상기 어닝부(101)는 앞서 설명한 바와 같이 입력된 지역별, 일자별, 시간 별 태양 고도 데이터값 혹은 광추적 센서의 작동에 의한 신호값에 따라 회전 구동한다.
또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 하절기 등 태양의 고도가 높아 상기 어닝부(101)로부터의 반사 각도가 성립하지 않는 경우에는 상기 태양전지대부(201)를 회전 구동하여 상기 반사대부(100)로부터 태양광을 투영받지 않고 상기 태양전지대부(201)가 태양에 향하여 직접 집광할 수 있도록 한다.
또한, 도 4c에 도시된 바와 같이, 본원 발명인 어닝시스템을 건축물의 지붕에 설치하여 벽면 설치시와 동일하게 상기 반사대부(100)에서 반사한 태양광을 상기 집광대부(200)의 태양전지대부(201)에서 집광하는 효과를 기대할 수 있으며, 상기 반사대부(100)를 통해 천장 혹은 지붕창으로 직사광선이 차단된 유익한 산란광을 실내에 유입하여 냉방에너지와 조명에너지를 절감할 수 있도록 하는데, 이 경우 상기 지지 빔/기둥(2021)은 기둥의 형태로 사용된다.
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 복수 건축물 설치시 사용상태도이다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 인접한 복수 건축물에 상기 집광대부(200)와 상기 반사대부(100)를 각기 별도 설치하여, 한 개 이상 건축물에 복수로 설치한 반사대부에서 반사된 태양광이 인접한 다른 건축물이나 시설 등에 설치된 집광대부의 태양전지에 집중 투영됨으로써, 특히 아파트 등 여러 동의 건축물로 이루어진 단지나 도심의 빌딩군 등에서 태양 에너지의 활용도를 높일 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 어닝시스템의 반사판 회전에 관한 사용상태도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 오전 중에 태양의 방향이 동쪽에 위치하는 경우 상기 반사대부(100)의 상기 반사판(1013)이 상기 반사판 회전축(1014)을 축으로 태양의 방향에 따라 우측으로 회전이동하여 태양광을 반사하며, 태양의 방향에 따라 반시계 방향으로 지속적인 회전이동을 하여, 도 5b에 도시된 바와 같이, 오후에는 서쪽에 위치한 태양을 향할 수 있도록 함으로써, 상기 집광대부(200)의 태양전지 판넬(2012)에 반사 및 투영하는 최대량의 태양광을 상시 확보할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 반사대부 101 : 어닝부
102 : 어닝 지지대부 200 : 집광대부
201 : 태양전지대부 202 : 지지구조물부
1011 : 어닝 프레임 1012 : 급수관내장 어닝 프레임
1013 : 반사판 1014 : 반사판 회전축
1015 : 반사판 전동기부 1016 : 회전기어내장 프레임부
1017 : 노즐 1021 : 어닝 지지대 프레임
1022 : 어닝부 힌지 1023 : 유압프레스
1024 : 유압 프레스 조인트 1025 : 반사대부 고정판
2011 : 태양전지대 프레임 2012 : 태양전지 판넬
2013 : 태양전지대 전동기부 2014 : 태양전지대 회전축
2021 : 지지 빔/기둥 2022 : 지지 브레이스
2023 : 집광대부 고정판

Claims (8)

  1. 반사판을 포함하며 힌지를 중심으로 상하좌우 회전할 수 있도록 건축물 개구부의 상부에 형성하는 반사대부와, 태양전지 판넬을 포함하며 상기 반사대부의 상부에 형성하여 상기 반사대부로부터 반사 및 투영되는 태양광을 집광하는 집광대부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사대부는 어닝부와 어닝지지대부로 구성하며, 상기 어닝부는 테두리를 형성하는 어닝 프레임부와, 상기 어닝 프레임부의 내측에 형성하며 태양광을 반사하는 반사판과, 입력된 태양의 방향 데이터값 혹은 광추적 센서의 신호값에 의해 회전 구동하는 반사판 전동기부와, 반사판 전동기부와 연결된 피니언 기어의 회전 운동을 래크 기어를 이용하여 직선운동으로 변환하고 이를 다시 피니언 기어의 회전 운동으로 변환하여 복수의 상기 반사판을 일괄 회전시키는 기어내장 프레임부 등을 포함함으로써 태양의 방향에 따라 상기 반사판을 회전 구동하는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 어닝지지대부는 상기 어닝부와 상기 어닝부 힌지로 고정연결되어 상기 어닝부를 건축물에 부착 및 고정하는 어닝 지지대프레임 및 고정판과, 상기 어닝부를 지지하면서 입력된 태양의 고도 데이터값 혹은 광추적 센서의 신호값에 따라 수축 및 이완 운동으로 태양의 고도에 따라 상기 어닝부의 상하 회전운동을 구동하는 유압프레스 및 유압프레스 조인트 등을 포함함으로써 태양의 고도에 따라 상기 어닝부를 상하 회전 구동하는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 반사대부는 건축물의 개구부 상부에 고정 및 부착함으로써, 직사광선을 차단하면서도 유익한 산란광은 실내에 유입하여 조명에너지를 절감할 수 있으며, 상기 반사대부의 반사판이 태양광을 반사하므로 하절기에 건축물 표피면에 복사되는 태양 에너지와 이에 따른 열에너지의 축적을 감소시켜 건축물의 냉방에너지를 절감할 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 반사대부의 상기 어닝 프레임 일부의 내측에 세척수를 공급할 수 있는 급수관과 상기 반사판을 향하는 노즐을 형성하여, 세척수를 일정 수압 이상으로 분사함으로써 오염으로 인한 상기 반사판의 반사 효율 저하를 방지하는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 집광대부는 태양전지대부와 지지구조물부로 구성하며, 태양전지부는 소정의 넓이를 가지며 테두리를 형성하는 태양전지대 프레임과, 상기 태양전지대 프레임 내측에 형성하여 상기 반사대부로부터 반사 및 투영된 태양광을 집광하는 태양전지 판넬과, 상기 태양전지대의 최고 효율을 위한 각도 조절이나 태양 고도에 따라 태양을 향해 직접 집광할 수 있도록 상기 태양전지대 회전구동을 가능하게 하는 태양전지대 전동기부 등을 포함하며, 상기 지지구조물부는 상기 태양전지대부를 지지하여 건축물에 고정하는 지지 빔/기둥과, 지지 브레이스 등을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    인접한 복수의 건축물에 상기 집광대부 및 상기 반사대부를 각기 별도 설치하여, 한 개 이상의 건축물에 설치한 한 개 이상의 반사대부에서 반사된 태양광이 인접한 다른 건축물 또는 구조물에 설치된 집광대부의 태양전지에 집중 투영됨으로써, 2개 동 이상의 건축물로 이루어진 단지 또는 도심의 빌딩군에서 태양 에너지의 활용도를 높일 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    2개 이상의 상기 반사대부 및 상기 집광대부를 고층 빌딩 또는 대형 건축물에 설치 시, 층별 혹은 구역별 등으로 조닝하고 이에 따라 일정 존 내 한 개 이상의 반사대부가 해당 집광대부로 태양광을 집중 투영하는 복수의 그룹 형성을 설정할 수 있으며, 해당 그룹 내의 반사대부와 집광대부의 동작을 컴퓨터를 이용하여 자동 혹은 일괄 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 반사를 이용한 태양광의 집광 및 태양광의 과도한 실내유입 방지 기능을 하는 어닝시스템.








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