KR101183634B1 - Apparatus for photovoltaic power generating having piezoelectric device - Google Patents
Apparatus for photovoltaic power generating having piezoelectric device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101183634B1 KR101183634B1 KR1020100050019A KR20100050019A KR101183634B1 KR 101183634 B1 KR101183634 B1 KR 101183634B1 KR 1020100050019 A KR1020100050019 A KR 1020100050019A KR 20100050019 A KR20100050019 A KR 20100050019A KR 101183634 B1 KR101183634 B1 KR 101183634B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- piezoelectric element
- solar
- solar panel
- film
- electrical energy
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Abstract
본 발명은 태양전지판에 필름형 압전소자를 형성하여 빗방울의 진동 및 압력을 통해 전기에너지를 생산함으로써 맑은날씨가 아닌 우천시에도 전기에너지를 생산하여 에너지 생산량을 극대화하는 필름형 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 필름형 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치는, 태양광을 흡수하여 전기에너지로 변환시키는 태양전지판과, 표면에 가해지는 압력 및 충격을 전기에너지로 변환시키는 필름형 압전소자로 구성된 태양전지패널; 상기 태양전지판 또는 상기 필름형 압전소자에서 발생된 전기에너지를 배터리에 충전시키거나 각각의 DC로드 또는 AC로드에 공급시켜 부하전원의 공급을 제어하는 태양광 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 태양전지패널 뒷부분에 압전소자는 배치될 수 있고, 상기 필름형 압전소자는 투명하게 구성되어 상기 태양전지판 아래에 겹치게 배치될 수 있다. 상기 압전소자는 그 모양과 길이가 태양전지판에 부착이 가능한 크기와 형태로 구성되어 압전소자 몸체를 형성하며, 그 양단에 전극이 형성되는 것이 바람직하다.The present invention forms a film-type piezoelectric element on a solar panel to produce electrical energy through the vibration and pressure of raindrops to produce electrical energy even in rainy weather, the solar energy including a film-type piezoelectric element to maximize energy production It relates to a power generation device. The photovoltaic device including the film-type piezoelectric element according to the present invention comprises a solar panel for absorbing sunlight and converting it into electrical energy, and a film-type piezoelectric element for converting pressure and impact applied to the surface into electrical energy. Solar panel; It is characterized in that it comprises a solar controller for controlling the supply of load power by charging the battery or the electrical energy generated in the solar panel or the film-type piezoelectric element to each DC rod or AC rod. In addition, a piezoelectric element may be disposed behind the solar cell panel, and the film-type piezoelectric element may be transparently disposed to overlap the solar cell panel. The piezoelectric element is formed in a size and shape that the shape and length of the piezoelectric element can be attached to the solar panel to form a piezoelectric element body, the electrode is preferably formed on both ends.
Description
본 발명은 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지판에 압전소자를 형성하여 빗방울의 진동 및 압력을 통해 전기에너지를 생산하고, 태양광과 진동 에너지로 생산된 전기에너지를 통하여 에너지 생산량을 극대화하기 위해 태양전지판의 하단에 압전소자를 구성하여 태양에너지와 충격에너지를 모두 사용할 수 있는 발전장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a photovoltaic device including a piezoelectric element, and more particularly, to form a piezoelectric element on a solar panel to produce electrical energy through vibration and pressure of raindrops, the electricity produced by the sunlight and vibration energy The present invention relates to a power generation device that can use both solar energy and impact energy by constructing a piezoelectric element at the bottom of a solar panel to maximize energy production through energy.
최근 화석자원의 고갈과 환경오염에 대처하기 위해 태양력 등의 청정에너지에 대한 관심이 고조되면서, 태양광을 이용하여 기전력을 발생시키는 친환경적인 자연에너지를 이용한 태양광 발전이 크게 주목 받고 있다.In order to cope with the depletion of fossil resources and environmental pollution, the interest in clean energy such as solar power is increasing, and solar power generation using eco-friendly natural energy that generates electromotive force by using solar light has attracted much attention.
태양광 발전장치는 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지를 이용하여 이루어지며, 태양전지는 PN접합 반도체에서 태양광으로 인해 여기된 소수캐리어에 의해 기전력을 발생시킨다. The photovoltaic device uses a solar cell that converts light energy into electrical energy. The solar cell generates electromotive force by a small number of carriers excited by sunlight in a PN junction semiconductor.
태양전지는 단결정실리콘, 다결정실리콘, 비정질실리콘, 화합물반도체 등의 반도체 물질로 제조되며, 최종적으로는 소정 프레임에 다수 개를 탑재한 후에 서로를 전기적으로 연결하여 모듈화한 태양전지패널의 형태로 제작된다.The solar cell is made of semiconductor materials such as monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, compound semiconductor, etc. Finally, the solar cell is manufactured in the form of a modular solar cell panel by mounting a plurality of them in a predetermined frame and electrically connecting them together. .
이러한 태양전지패널은 대규모 발전용으로 사용되거나 주택이나 건물등의 보조전력공급을 위한 소규모 발전용으로도 사용된다. 최근에는 가로등, 보안등, 유도등 등의 전력공급용으로도 많이 사용되고 있다.Such solar panels are used for large-scale power generation or small-scale power generation for supplying auxiliary power to houses or buildings. Recently, it is also widely used for power supply of street lights, security lights, induction lamps, and the like.
그러나, 이러한 종래의 태양광 발전장치는, 다양한 환경적 요인에 의해 태양광에너지의 사용의 비중이 다소 상이하지만, 태양광에너지를 창출하기 어려운 우기나 흐린날에는 에너지를 발생시킬 수 없는 문제점이 있었다. However, such a conventional photovoltaic device, although the use of photovoltaic energy is somewhat different due to various environmental factors, there is a problem that can not generate energy in rainy days or cloudy days when it is difficult to generate photovoltaic energy. .
특히, 특정 지역 환경의 경우 맑은 날씨의 비율이 그다지 높지 않기 때문에 높은 설치 비용과 대비하여 실제 태양광 에너지의 생산량이 부족함으로써 태양광 발전장치의 효율이 떨어지는 문제점도 있었다.
In particular, since the ratio of sunny weather is not so high in a particular local environment, there is a problem in that the efficiency of the photovoltaic device is deteriorated due to the insufficient amount of actual solar energy production in preparation for the high installation cost.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양전지판에 압전소자를 형성 및 부착하여 빗방울의 진동 및 압력을 통해 전기에너지를 생산함으로써 맑은 날씨가 아닌 우천시에도 전기에너지를 생산하여 에너지 생산량을 극대화하는 압전소자를 포함하는 태양전지판과 태양광 발전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
The present invention has been made in order to solve the above problems, by forming and attaching a piezoelectric element to the solar panel to produce electrical energy through vibration and pressure of raindrops to produce electrical energy even in rainy weather, the production of energy The purpose is to provide a solar panel and a photovoltaic device including a piezoelectric element to maximize.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치는, 태양광을 흡수하여 전기에너지로 변환시키는 태양전지판과, 표면에 가해지는 압력 및 충격을 전기에너지로 변환시키는 압전소자로 구성된 태양전지패널; 상기 태양전지판 또는 상기 압전소자에서 발생된 전기에너지를 배터리에 충전시키거나 각각의 DC로드 또는 AC로드에 공급시켜 부하전원의 공급을 제어하는 태양광 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.A photovoltaic device including a piezoelectric element according to the present invention for achieving the above object, a solar panel for absorbing the sunlight to convert into electrical energy, and a piezoelectric element for converting the pressure and impact applied to the surface into electrical energy Solar panel consisting of; It characterized in that it comprises a solar controller for controlling the supply of load power by charging the battery or the electrical energy generated from the solar panel or the piezoelectric element to each DC rod or AC rod.
또한, 상기 태양전지판에 부착될 압전소자는 태양전지판의 뒷면에 배치될 수 있다.In addition, the piezoelectric element to be attached to the solar panel may be disposed on the back of the solar panel.
또한, 상기 압전소자는 필름형태로 투명하게 구성되어 상기 태양전지판 아래에 겹치게 배치될 수 있다.In addition, the piezoelectric element may be transparently configured in the form of a film and overlapped under the solar panel.
또한, 상기 압전소자는 태양전지판이 부착되어 만들어진 태양전지패널의 뒷부분에 배치될 수 있다. In addition, the piezoelectric element may be disposed at a rear portion of the solar panel made by attaching the solar panel.
상기 압전소자는 그 모양과 길이가 태양전지판에 부착이 가능한 크기와 형태로 구성되어 압전소자 몸체를 형성하며, 그 양단에 전극이 형성되는 것이 바람직하다.The piezoelectric element is formed in a size and shape that the shape and length of the piezoelectric element can be attached to the solar panel to form a piezoelectric element body, the electrode is preferably formed on both ends.
또한, 상기 압전소자는 얇고 투명한 필름형태로 구성될 수 있으며,압전소자의 기본적 성질인 진동을 전기에너지로 변환시킬 수 있는 다양한 형태의 압전소자 모두를 포함한다. In addition, the piezoelectric element may be configured in the form of a thin and transparent film, and includes all kinds of piezoelectric elements of various forms capable of converting vibration, which is a basic property of the piezoelectric element, into electrical energy.
또한, 본 발명은 빗물을 감지하고 그 결과값을 상기 태양광 컨트롤러에 전송하는 빗물감지센서를 더 포함하며, 상기 태양광 컨트롤러는 상기 빗물감지센서로부터 빗물이 감지되었다는 결과를 전송받을 경우에 압전소자를 통하여 전기에너지를 전송받아 배터리에 축척하고, 빗물이 감지되지 않을 경우에는 상기 태양전지판으로부터 전기에너지를 전송받아 배터리에 축척하는 것이 더욱 바람직하다.
The present invention may further include a rainwater detection sensor for detecting rainwater and transmitting a result value to the solar controller, wherein the solar controller receives a result that rainwater is detected from the rainwater detection sensor. It is more preferable that the electrical energy is received and accumulated in the battery, and when rainwater is not detected, the electrical energy is received from the solar panel and accumulated in the battery.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치에 의하면, 태양전지판 후면부에 압전소자를 형성하여 빗방울의 진동 및 압력을 통해 전기에너지를 생산함으로써 맑은 날씨가 아닌 우천시에도 전기에너지를 생산하여 에너지 생산량을 극대화하고, 태양광 발전장치의 효율을 높이는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 압전소자가 태양전지판 후면부에 부착됨으로써 압전소자가 태양전지판 앞면부에 부착되었을때 강풍, 모래, 먼지, 온도 등으로부터 발생될 수 있는 압전소자의 변형과 부식, 훼손에 대하여 사전에 방지할 수 있으며, 태양전지판 아래의 부착을 통하여 태양전지판의 순수기능인 태양광을 받아들이는 태양전지판의 기본적 기능인 태양광의 흡수에 대한 원활한 수행을 방해하지 않을 뿐더러, 압전소자를 통한 추가적인 효율적 전기생산에 방해를 주지 않는다. 또한, 소정 프레임에 다수 개의 태양전지판을 탑재한 후에 서로를 전기적으로 연결하여 모듈화한 태양전지패널 뒤면에 압전소자가 형성됨으로써 압전소자를 더욱 많이, 그리고 두껍게 겹겹이 구성을 가능케 함으로써 빗방울을 통한 진동 및 압력을 통한 전기생산량을 극대화 할 수 있는 효과가 있으며, 이는 태양전지판의 전기생산에 영향을 미치지 않는 효과가 있다. According to the photovoltaic device including the piezoelectric element according to the present invention configured as described above, by forming a piezoelectric element on the rear panel of the solar panel to produce electrical energy through the vibration and pressure of raindrops to produce electrical energy even during rainy weather By maximizing the energy production by producing, it is effective to increase the efficiency of photovoltaic devices. In addition, since the piezoelectric element is attached to the solar panel rear part, the piezoelectric element is attached to the solar panel front part to prevent deformation, corrosion, and damage of the piezoelectric element that may be generated from strong wind, sand, dust, and temperature. It does not interfere with the smooth performance of the absorption of sunlight, which is the basic function of solar panels, which accepts sunlight, which is the pure function of solar panels, through the attachment under the solar panels, and also prevents further efficient electricity production through piezoelectric elements. Do not. In addition, after mounting a plurality of solar panels in a predetermined frame, the piezoelectric elements are formed on the rear surface of the modular solar panel by electrically connecting them to each other so that the piezoelectric elements can be configured more and more thickly, thereby allowing vibration and pressure through raindrops. Through this has the effect of maximizing the electricity production, which does not affect the electricity production of the solar panel.
또한, 태양전지판과 필름형 압전소자의 일체형 태양전지판은 필름형태로 제작이 되어 태양광을 이용한 빛에너지와 진동에너지를 동시에 창출할 수 있는 효과가 있다. In addition, the integrated solar panel of the solar panel and the film-type piezoelectric element is produced in the form of a film has the effect that can simultaneously generate light energy and vibration energy using sunlight.
도 1은 본 발명에 따른 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 압전소자 및 태양광 패널을 상세히 나타낸 상태도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 태양광 셀의 하부에 직접 구성한 상태도.
도 4는 본 발명의 태양광 패널의 하부전체면에 필름형 압전소자를 구성한 사용상태도.
도 5는 필름형 압전소자를 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 필름형 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치를 적용한 주택의 실시도.
도 7은 본 발명의 필름형 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치를 태양광 전기 자동차에 적용한 실시예도.1 is a block diagram showing a photovoltaic device including a piezoelectric element according to the present invention,
Figure 2 is a state diagram showing in detail the piezoelectric element and the solar panel according to the present invention.
3 is a state diagram directly configured in the lower portion of the solar cell of another embodiment of the present invention.
Figure 4 is a state of use of the film-like piezoelectric element configured on the lower whole surface of the solar panel of the present invention.
5 is a plan view showing a film-type piezoelectric element.
6 is an embodiment of a housing to which the photovoltaic device including the piezoelectric element of the present invention is applied.
7 is an embodiment in which the photovoltaic device including the film-type piezoelectric element of the present invention is applied to a photovoltaic electric vehicle.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 여기서, 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.It is to be understood that the words or words used in the present specification and claims are not to be construed in a conventional or dictionary sense and that the inventor can properly define the concept of a term in order to describe its invention in the best possible way And should be construed in light of the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible. Here, like reference numerals in the drawings denote like elements.
본 발명에서 진동이라 함은 빗방울(이하 ‘물방울’,‘물’이라 칭함) 및 기타 기계적 에너지를 통해 발생될 수 있는 모든 진동을 의미한다. 본 발명에서의 진동 및 압력을 통해 발생될 수 있는 에너지라 함은 빗방울이 압전소자에 떨어질때 발생될 수 있는 진동에너지를 일컬으며, 여기서 압력을 통해 발생될 수 있는 에너지라 함은 압전소자에 사람 및 기타 압전소자에 압력을 가할 수 있는 모든 형태의 것을 의미한다.Vibration in the present invention means all vibrations that can be generated through raindrops (hereinafter referred to as 'water drops', 'water') and other mechanical energy. In the present invention, the energy that can be generated through vibration and pressure refers to vibration energy that can be generated when raindrops fall on the piezoelectric element, and the energy that can be generated through pressure refers to a person in the piezoelectric element. And all other forms capable of applying pressure to other piezoelectric elements.
도 1은 본 발명에 따른 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치를 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 압전소자 및 태양광 패널을 상세히 나타낸 상태도이고, 도 3은 다른 실시예로 압전소자를 태양광 셀의 저면에 구성한 상태도이고, 도 4는 본 발명의 태양광 패널의 하부전체면에 필름형 압전소자를 구성한 사용상태도이고, 도 5는 필름형 압전소자를 나타낸 평면도이다.1 is a configuration diagram showing a photovoltaic device including a piezoelectric element according to the present invention, Figure 2 is a state diagram showing the piezoelectric element and the solar panel according to the present invention in detail, Figure 3 is a piezoelectric element in another embodiment 4 is a state diagram in which the bottom surface of the solar cell is configured, and FIG. 4 is a state diagram in which a film type piezoelectric element is formed on the entire lower surface of the solar panel of the present invention, and FIG.
도시된 바와 같이 본 발명은, 태양전지패널(10), 태양전지판(11), 필름형 압전소자(20), 태양광 컨트롤러(30), 배터리(40), DC/AC 인버터(50)를 포함한다.As shown, the present invention includes a
태양전지패널(10)은 태양전지판(11)과 압전소자(20)로 이루어진다.The
태양전지판(11)은 태양광을 흡수하여 전기에너지로 변환시키고, 압전소자(20)는 표면에 가해지는 압력, 예로서 빗방울의 충격을 전기에너지로 변환시킨다.The
태양전지판(11)에 부착될 압전소자(20)는 상기 태양전지패널(10)의 뒷면에 배치될 수 있다. The
또한, 상기 압전소자(20)는 투명하게 필름형태로 구성될 수 있다. 이때에는 상기 필름형 압전소자(20)를 상기 태양전지판(11) 아래에 겹치게 배치하여 태양전지판(11)의 태양광 흡수에 영향을 주지 않게 된다. 도 2에 도시한 본 발명은 태양전지 패널의 하부면에 압전소자를 구성하고, 압전소자를 전체면에 구성하거나 구분하여 분할해서설치가 가능하다. 또한 많은 강수량 또는 빗바람이 강한 지역에서는 압전소자의 용량을 늘리도록 압전소자의 두께를 높이 거나 적층하여 구성함이 바람직하다. In addition, the
도 3에 도시한 바와 같이 다른 실시예로 필름형 압전소자(20)는 태양전지판(11) 제조시 그 하부에 밀착하여 일체형으로 생성할 수도 있다.In another embodiment, as shown in FIG. 3, the film-type
잘 알려진 바와 같이, 압전소자란 piezoelectric transducer로 간단하게 PZT라고 하며, 압력을 받으면 압력의 크기에 따라 전류를 발생시킨다.As is well known, piezoelectric elements are simply called piezoelectric transducers called PZTs, which generate a current depending on the magnitude of the pressure.
일반적으로 수정, 전기석, 로셸염 등이 일찍부터 압전소자로서 이용되었으며, 근래에 개발된 타이타늄산바륨, 인산이수소암모늄, 타타르산에틸렌다이아민 등의 인공결정도 압전성이 뛰어나다.In general, crystals, tourmaline, Rochelle salt, etc. have been used as a piezoelectric element early on, and artificial crystals such as barium titanate, ammonium dihydrogen phosphate, and ethylene diamine tartrate developed in recent years also have excellent piezoelectricity.
압전기란 어떤 종류의 결정판(結晶板)에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양·음의 전하가 나타나는 현상인데 1880년 프랑스의 자크 퀴리(Jacque Curie)와 피에르 퀴리(Pierre Curie: 1859~1906) 형제가 처음 발견하였다. 이후 한 장의 결정판에 나타나는 압전기는 미약하지만 금속박을 삽입하면서 여러 장을 겹칠 경우 그 양이 크게 증대된다는 것이 알려졌다.Piezoelectric is a phenomenon in which positive and negative charges are proportional to external force on both sides of a plate when pressure is applied in a certain type of plate. In 1880, Jacques Curie and Pierre Curie of France (1859-1906) Brothers first discovered. Since the piezoelectric power on a single sheet is weak, it is known that the amount of the piezoelectric material increases greatly when the sheets are overlapped with each other.
또 결정판에는 고유의 진동이 있고 탄성진동과 전기진동이 일치하면 압전기와 결합되어 더욱 강한 진동이 일어난다는 사실도 발견되었다. 그리고 이들 현상을 이용하는 여러 가지 발명이 뒤따랐다.It was also found that there is an inherent vibration in the crystal plate and that when the elastic vibration and the electric vibration coincide, the vibration is combined with the piezoelectric force to generate a stronger vibration. And various inventions using these phenomena have followed.
이에 따라 마이크로폰이나 전축의 픽업에는 로셸염, 전화기나 라디오의 스피커, 초음파 탐지기, 수정시계의 진동자, 방송기기, 원거리 통신회로 등에는 수정과 타이타늄산바륨 등이 압전소자로서 많이 사용되고 있다.Accordingly, crystals and barium titanate are widely used as piezoelectric elements in Rochelle salts, speakers of telephones and radios, ultrasonic detectors, crystal oscillators, broadcasting devices, and telecommunication circuits for pickup of microphones or electric shafts.
도4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서의 압전소자(20)는 폭이 좁고 길이가 긴 띠형상으로 압전소자몸체(21)가 형성되며, 그 양단에 전극(22)이 형성되는 것이 바람직하지만, 면 형태로 태양전지판 아래, 태양전지패널의 뒷부분에 각각의 면적에 해당하는 만큼 형성할 수도 있으며, 이에 겹겹이 층을 이뤄 두꺼운 면 형태의 필름형 압전소자를 배치할 수도 있다.As shown in Fig. 4, the
또한, 태양전지패널을 구성하는 프레임등과 같은 구조물 및 태양전지패널에 부착될수 있는 다양한 형태의 균등물에도 압전소자를 형성하여 진동 및 압력을 통한 별도의 전기에너지를 생산할 수 있다. In addition, piezoelectric elements may be formed on structures such as a frame constituting the solar panel and various types of equivalents that may be attached to the solar panel to produce separate electric energy through vibration and pressure.
상기 태양전지판(11)은 잘알려진 바와 같이, 태양에너지(빛)를 반도체로 구성된 태양전지를 이용해 전기에너지로 변환하는 것이다. 모듈이 빛을 흡수하면 표면에서 전자가 생겨 전기가 발생하도록 하는 광전자효과를 기본원리로 한다. As is well known, the
이를 위하여, 태양전지판(11)은 통상의 반사방지막(12), 상면전극(13), 전극접점(14), N층(15), p-type 세미콘덕터(16), 후면전극(17)으로 이루어지며, 이러한 구성요소들은 일반적인 태앙전지판들의 구성요소와 대동소이하므로 여기서 그 세세한 작용 설명은 생략한다.To this end, the
태양광 컨트롤러(30)는 상기 태양전지판(11) 또는 상기 필름형 압전소자(20)에서 발생된 전기에너지를 배터리(40)에 충전시키거나 각각의 DC로드 또는 AC로드에 공급시켜 부하전원의 공급을 제어한다.The
이때, AC로드에 부하전원을 공급할 경우에는 별도의 DC/AC 인버터(50)를 구비하여 DC를 AC로 변환시킨다.At this time, when supplying load power to the AC rod is provided with a separate DC /
또한, 본 발명의 다른 실시예로서 빗물을 감지하는 빗물감지센서(60)를 더 포함할 수 있다.In addition, another embodiment of the present invention may further include a
상기 빗물감지센서(60)는 빗물을 감지하고 그 결과값을 상기 태양광 컨트롤러(30)에 전송한다.The
태양광 컨트롤러(30)는 상기 빗물감지센서(60)로부터 빗물이 감지되었다는 결과를 전송받을 경우에 필름형 압전소자(20)를 통하여 전기에너지를 전송받아 배터리(40)에 축척한다.The
한편, 빗물이 감지되지 않을 경우에는 상기 태양전지판(11)으로부터 전기에너지를 전송받아 배터리(40)에 축척한다.On the other hand, when rain water is not detected, electrical energy is received from the
이를 위하여, 상기 태양전지판(11)과 상기 압전소자(20)를 선택하는 선택 스위치가 구비될 수 있다.To this end, a selection switch for selecting the
이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured in this way in more detail as follows.
먼저, 햇볕이 좋은 주간에는 상기 태양전지판(11)에서 태양광을 흡수하여 전기에너지로 변환시킨다.First, during the sunny day, the
상기 태양전지판(11)은 전술한 바와 같이, 태양에너지(빛)를 반도체로 구성된 태양전지를 이용해 전기에너지로 변환하는 것으로, 모듈이 빛을 흡수하면 표면에서 전자가 생겨 전기가 발생하도록 하는 광전자효과를 기본원리로 한다.As described above, the
이렇게 변환된 전기에너지는 태양광 컨트롤러(30)에서 제어되어 배터리(40)에 충전되거나 각각의 DC로드 또는 AC로드에 공급시켜 부하전원으로 공급된다.The converted electrical energy is controlled by the
한편, 우천시에는 상기 태양전지판(11)에 빛이 공급되지 못하므로 태양광을 이용하여 전기 에너지를 발생시킬 수 없으나, 본 발명에서는 압전소자(20)를 이용하여 우천시에도 전기 에너지를 발생시킬 수 있다.On the other hand, since the light is not supplied to the
즉, 우천시에 태양전지판에 빗방울이 떨어지게 되면 , 압전소자(20)는 태양전지판에 가해지는 압력, 예로서 빗방울의 충격과 진동을 통하여 전기에너지로 변환시킨다.That is, when rain drops fall on the solar panel during rain, the
태양광 컨트롤러(30)는 상기 압전소자(20)에서 발생한 전기에너지를 전송받아 배터리(40)에 축척하도록 한다.The
또한, 태양광 컨트롤러(30)는 상기 압전소자(20)에서 발생된 전기에너지를 배터리(40)에 충전시키거나 각각의 DC로드 또는 AC로드에 공급시켜 부하전원의 공급을 제어할 수 있다.In addition, the
DC로드에 부하전원을 공급할 경우에는 배터리의 DC를 그대로 공급하는 한편, AC로드에 부하전원을 공급할 경우에는 별도의 DC/AC 인버터(50)를 구비하여 DC를 AC로 변환시켜 공급한다.When supplying load power to the DC load, while supplying the DC of the battery as it is, while supplying load power to the AC load is provided with a separate DC /
한편, 본 발명의 다른 실시예로서 빗물을 감지하는 빗물감지센서(60)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 빗물감지센서(60)는 빗물을 감지하고 그 결과값을 상기 태양광 컨트롤러(30)에 전송한다.On the other hand, as another embodiment of the present invention may further include a
태양광 컨트롤러(30)는 상기 빗물감지센서(60)로부터 빗물이 감지되었다는 결과를 전송받을 경우에 필름형 압전소자(20)를 통하여 전기에너지를 전송받아 배터리(40)에 축척하도록 한다.The
여기서, 전술한 바와 같이, 상기 태양전지패널(10) 후면에 배치된 필압전소자(20)는 표면에 가해지는 압력, 예로서 빗방울의 충격을 전기에너지로 변환시킨다.Here, as described above, the
태양광 컨트롤러(30)는 상기 필름형 압전소자(20)에서 발생된 전기에너지를 배터리(40)에 충전시키거나 각각의 DC로드 또는 AC로드에 공급시켜 부하전원의 공급을 제어한다.The
이때, AC로드에 부하전원을 공급할 경우에는 별도의 DC/AC 인버터(50)를 구비하여 DC를 AC로 변환시킨다.At this time, when supplying load power to the AC rod is provided with a separate DC /
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 태양전지판 후면에 압전소자를 얇은 각막형 필름형태로 제작하여 태양전지판에 부착 생산함으로써, 태양을 받기 어려운 우기나 기타 지형적, 환경적 요건에 의해 효율적으로 태양광에너지를 최대 활용하기가 어려운 현실적 한계를 뛰어 넘고자, 얇은 투명한 필름형태로 되어 있는 압전소자에 빗방울이 떨어지면서 발생되는 진동을 전기에너지로 전환하여 전기를 생산하는 것이다. 이는, 빗방울을 통해 발생되는 전기에너너지 및 태양전지판에 장착된 압전소자를 이용하여 기타 압력을 통해 발생시킬 수 있는 전기에너지 모두를 사용하는 것에 해당된다.As described above, the present invention by producing a piezoelectric element in the form of a thin corneal film on the back of the solar panel attached to the solar panel, by the rainy weather or other geographic and environmental requirements that are difficult to receive the sun efficiently In order to overcome the practical limitations, it is difficult to make the best use of, to produce electricity by converting the vibration generated by raindrops into piezoelectric elements in the form of thin transparent films into electrical energy. This corresponds to using both electrical energy generated through raindrops and electrical energy that can be generated through other pressures using piezoelectric elements mounted on solar panels.
따라서, 태양전지판에 필름형 압전소자를 형성하여 빗방울의 진동 및 압력을 통해 전기에너지를 생산함으로써 맑은날씨가 아닌 우천시에도 전기에너지를 생산하여 에너지 생산량을 극대화하고, 태양광 발전장치의 효율을 높일 수 있다.Therefore, by forming a film-type piezoelectric element on the solar panel to produce electrical energy through the vibration and pressure of raindrops to produce electrical energy even in rainy weather, maximizing energy production and improving the efficiency of the photovoltaic device. have.
본 발명의 도 6는 필름형 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치를 적용한 주택 및 아파트 등 건물의 옥상에 적용이 가능하다.6 of the present invention is applicable to the roof of a building, such as a house and apartment to which the photovoltaic device including the film-type piezoelectric element is applied.
또한 본 발명은 도 7에 도시된 바와 같이, 필름형 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치로서, 고정형 및 이동중에 사용할 수 있는 태양광 발전 자동차, 자전거 및 기타 움직이는 물체에 적용 가능함은 물론이며, 자동차의 경우 유리에도(전체표면) 필름형 태양전지판도 적용이 가능하다.In addition, the present invention is a photovoltaic device including a film-type piezoelectric element, as shown in Figure 7, to a photovoltaic vehicle, bicycle and other moving objects that can be used in fixed and mobile Not only can it be applied, but also in the case of automobiles (full surface) film-type solar panels are also applicable.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.
10 : 태양전지패널 11 : 태양전지판
12 : 반사방지막 13 : 상면전극
14 : 전극접점 15 : N층
16 : p-type 세미콘덕터 17 : 후면전극
20 : 압전소자 30 : 태양광 컨트롤러
40 : 배터리 50 : DC/AC 인버터
60 : 빗물감지센서10
12
14 electrode contact 15 N layer
16: p-type semiconductor 17: rear electrode
20: piezoelectric element 30: solar controller
40: battery 50: DC / AC inverter
60: rainwater detection sensor
Claims (4)
상기 태양전지판(11) 또는 상기 압전소자(20)에서 발생된 전기에너지를 배터리(40)에 충전시키거나 각각의 DC로드 또는 AC로드에 공급시켜 부하전원의 공급을 제어하는 태양광 컨트롤러(30);
빗물을 감지하고 그 결과값을 태양광 컨트롤러(30)에 전송하는 빗물감지센서(60)를 더 포함하며,
상기 태양광 컨트롤러(30)는 상기 빗물감지센서(60)로부터 빗물이 감지되었다는 결과를 전송받을 경우에 필름형 압전소자(20)를 통하여 전기에너지를 전송받아 배터리(40)에 축척하고, 빗물이 감지되지 않을 경우에는 상기 태양전지판(11)으로부터 전기에너지를 전송받아 배터리(40)에 축척하는 것을 특징으로 하는 필름형 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치.
A solar panel 10 configured to absorb solar light and convert solar energy into electrical energy, and a piezoelectric element 20 for converting pressure and shock applied to a surface into electrical energy, the solar cell panel 10 having a lower surface;
Solar controller 30 for controlling the supply of load power by charging the electric energy generated by the solar panel 11 or the piezoelectric element 20 to the battery 40 or by supplying to the respective DC rod or AC rod. ;
It further includes a rain water detection sensor 60 for detecting rain water and transmitting the result to the solar controller 30,
The solar controller 30 receives electrical energy through the film-type piezoelectric element 20 and accumulates in the battery 40 when the rainwater is detected from the rainwater sensor 60. When not detected, the solar cell apparatus includes a film-type piezoelectric element, which receives electric energy from the solar panel 11 and accumulates the battery 40.
상기 태양전지판(11)과 압전소자(20)를 일체로 결합한 것을 특징으로 하는 압전소자를 포함하는 태양전지패널과 태양광 발전장치.The method of claim 1,
The solar panel and the photovoltaic device comprising a piezoelectric element, characterized in that the solar panel 11 and the piezoelectric element 20 is integrally combined.
상기 태양전지패널(10)의 하부에 압전소자(20)를 다수개 적층하여 결합한 것을 특징으로 하는 압전소자를 포함하는 태양전지패널과 태양광 발전장치.
The method of claim 1,
A solar panel and a photovoltaic device comprising a piezoelectric element, characterized in that a plurality of piezoelectric elements 20 are stacked and coupled to the lower portion of the solar cell panel 10.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100050019A KR101183634B1 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Apparatus for photovoltaic power generating having piezoelectric device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100050019A KR101183634B1 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Apparatus for photovoltaic power generating having piezoelectric device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20110130612A KR20110130612A (en) | 2011-12-06 |
| KR101183634B1 true KR101183634B1 (en) | 2012-09-17 |
Family
ID=45499273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020100050019A KR101183634B1 (en) | 2010-05-28 | 2010-05-28 | Apparatus for photovoltaic power generating having piezoelectric device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101183634B1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102729498B (en) * | 2012-06-15 | 2015-11-18 | 浙江省天台祥和实业有限公司 | The production technology of high-speed railway fastener system compound backing plate |
| KR101449746B1 (en) * | 2013-04-22 | 2014-10-17 | 한국기계연구원 | Hybrid Solar Cell comprising piezoelectric element layer and the preparing method thereof |
| KR101670652B1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-11-02 | 한국생산기술연구원 | Intelligent umbrella and power generation method using the same |
| KR101918153B1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-01-30 | 김동완 | Solar power generator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010016936A (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Casio Comput Co Ltd | Power generating device |
-
2010
- 2010-05-28 KR KR1020100050019A patent/KR101183634B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010016936A (en) * | 2008-07-02 | 2010-01-21 | Casio Comput Co Ltd | Power generating device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20110130612A (en) | 2011-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100997774B1 (en) | Apparatus for photovoltaic power generating having film type piezoelectric device | |
| KR101338597B1 (en) | Generater apparatus using film type of piezoelectric element and solarcell | |
| US20070240758A1 (en) | Double-sided solar module | |
| JP2019519942A (en) | Lightweight photovoltaic module | |
| CN103227227A (en) | Light supply collector based on carbon nano tube and discharge circuit | |
| KR101126430B1 (en) | A functional panel using foamed aluminium | |
| KR101973243B1 (en) | Piezoelectric and photovoltaic pavement block | |
| KR101183634B1 (en) | Apparatus for photovoltaic power generating having piezoelectric device | |
| KR20100001204A (en) | Solar light collecting apparatus and solar power generator systme using the multiple reflection effect | |
| CN214756141U (en) | Light-following wind-solar hybrid power generation system | |
| CN103876432B (en) | Solar mobile phone charging sheath | |
| CN202608172U (en) | Rear panel applied to back-surface field passivation type solar cell | |
| KR20100021539A (en) | High efficiency solar cells | |
| KR101062486B1 (en) | Low degradation silicon thin film photovoltaics using heating element | |
| CN210073875U (en) | Solar curtain wall assembly and solar curtain wall | |
| KR102280815B1 (en) | Smart ship photovoltaic system using double sided solar module for ships | |
| KR101562191B1 (en) | High efficiency solar cells | |
| US20110308609A1 (en) | Optical features for solar cells | |
| JP2014075426A (en) | Photovoltaic power generator and photovoltaic power generation system | |
| WO2012147041A1 (en) | Brick with photovoltaic cell | |
| CN203277440U (en) | Solar cell back film | |
| CN201835453U (en) | Photovoltaic solar power generation tile | |
| KR101127054B1 (en) | Thin film solar cell | |
| CN216514925U (en) | Floor tile assembly with photovoltaic power generation and piezoelectric power generation functions | |
| CN207704393U (en) | A kind of intelligent terminal with solar cell module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150824 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |