KR101194198B1 - 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광을 이용한 발전장치에 있어서, 구동부와 제어부를 포함하는 헤드 박스와, 상기 헤드 박스로부터 연장되어 상기 구동부에 의해 수직으로 이동되는 승강줄과, 상기 승강줄에 의해 연결되어 상호 균일한 간격으로 이격되어 배치되며 두 개의 면이 각도를 이루며 마주보는 복수의 브이형 슬랫과, 상기 브이형 슬랫 내부의 마주보는 두 면에 각각 배치되는 한 쌍의 태양전지를 포함하는 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전 장치를 제공한다.

Description

브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치{Blind type photovoltaic system with V slat}

본 발명은 블라인드형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 상세하게는 태양광의 흡수 효율이 높도록 브이형 슬랫을 채용한 새로운 태양광 발전 장치를 제안한다.

본 발명은 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 건물 등의 창문에 설치가 용이하고, 창문에 차양과 동시에 집광효과를 주며, 브이형 슬랫으로 인해 집광 효율을 높일 수 있다. 또한, 센서를 통한 태양광추적시스템을 통해 차양 및 집광 효율을 높일 수 있는 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전장치는 태양광에 의해 전기에너지를 발생시키는 태양전지로부터 전력을 공급받아 상점 계통과 주택에 안정된 전력을 공급하는 발전설비이다. 이러한 태양광 발전장치는 고품질의 전기를 정전 없이 저렴하고 안전하며, 편리하게 사용할 수 있는 자연 친화적인 발전장치이다.

종래의 태양광 발전장치는 복수의 태양 전지판을 구비하며, 효율성을 높이기 위해 태양광추적장치를 이용하여 태양의 위치에 따라 태양 전지판의 위치를 변화시키는 기술도 제안되었다. 그런데 종래의 태양광 발전장치는 과도한 설치 면적과 설비를 필요로 하는 단점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위한 대안으로 블라인드형 태양 발전장치 등이 많이 개발 되고 있다. 그러나 일반적으로 차양 일체형 태양 발전장치의 슬랫은 평평하여, 입사된 빛의 일부는 흡수 및 굴절되고 나머지 일부는 반사를 하기 때문에 태양전지의 광 흡수 현상이 비효율적인 한계를 가지고 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 차양효과를 갖는 태양광 발전장치를 건물 등의 창문에 설치하여 보다 광범위한 설치장소를 제공하고, 슬랫의 형태를 브이형으로 개선하여 태양광의 집광 효율을 향상시키며, 센서를 통한 태양광 고도를 추적할 수 있는 블라인드형 태양광 발전장치를 제공하는 데에 있다.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 구동부와 제어부를 포함하는 헤드 박스와, 상기 헤드 박스로부터 연장되어 상기 구동부에 의해 수직으로 이동되는 승강줄과, 상기 승강줄에 의해 연결되어 상호 균일한 간격으로 이격되어 배치되며 두 개의 면이 각도를 이루며 마주보는 복수의 브이형 슬랫과, 상기 브이형 슬랫 내부의 마주보는 두 면에 각각 배치되는 한 쌍의 태양전지를 포함하는 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전 장치를 제공한다.

상기 브이형 슬랫에 배치된 한 쌍의 태양전지는 서로 각도를 유지하며 마주보도록 배치되어 슬랫 내부로 입사되는 태양광의 직사성분과 다중 반사 성분을 흡수한다.

상기 복수의 슬랫 각각의 외측 면 및 내측 면에 상기 승강줄이 연결되며, 상기 승강줄 내에는 복수의 슬랫에 배치된 태양전지들을 전기적으로 연결시키는 전선이 포함될 수 있다.

상기 구동부는 회전룰러와 연결된 외접기어, 제어부와 연결된 모터기어 및 상기 외접기어와 연결된 회전 실린더를 포함할 수 있고, 상기 제어부는 태양의 고도와 방향을 감지하는 센서를 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면, 건물 등의 창문에 설치할 수 있어 과도한 설치 면적과 설비를 필요로 하지 않으며, 태양의 고도와 방향에 따라 슬랫의 높이와 경사각이 자동으로 변환되므로 집광 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 브이형 슬랫은 태양광의 직사성분 및 다중 반사성분을 대부분 흡수 가능하여 좁은 설치면적으로도 집광 표면적 및 효율을 더 향상시킬 수 있으며, 차양의 본 목적인 태양광 차단을 통해 실내 쾌적성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치를 나타낸 측면도.
도 3는 본 발명에 따른 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치의 슬랫을 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명에 따른 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치의 구동부와 제어부를 나타낸 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치의 구동부와 제어부를 나타낸 정면도.

본 발명은 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 건물 등의 창문에 설치가 용이하고, 창문에 차양효과를 준다. 또한, 센서를 통해 슬랫이 태양의 고도를 추적 가능하며, 브이형 슬랫을 통해 집광 효율을 높일 수 있는 태양광 발전장치를 제안한다.

도 1a 및 1b를 참조하면, 본 발명에 따른 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전장치의 바람직한 실시예가 도시되어 있다.

상기 장치는 구동부와 제어부를 포함하는 헤드박스(10)와, 헤드박스로부터 하방으로 연장되어 배치되는 복수의 슬랫(20)을 포함한다. 헤드박스는 예를 들어 건물 등의 창문 위 상부 장착공간에 설치할 수 있으며, 창문의 안쪽면 또는 바깥면에 설치할 수 있다. 복수의 슬랫(20)은 서로 거리를 두고 수직 방향으로 일정하게 배치된다. 상기 헤드박스(10) 내에는 슬랫의 각도 또는 간격 등을 조절할 수 있는 구동부와 구동부의 동작을 제어하는 제어부(40)가 포함된다.

본 발명의 블라인드형 태양광 발전장치는 일반적인 버티컬 블라인드와는 달리 블라인드를 구성하는 개별 슬랫이 서로 일정한 각도를 유지하면서 마주보는 두 개의 면으로 구성되며 슬랫의 단면은 V자 형태로 형성되어 있다.

도 2의 측면도를 참고하면, 상기 슬랫(20)은 헤드박스(10) 아래로 일정한 길이 및 두께를 가지는 플레이트 형상으로 서로 간에 일정한 거리를 두고 나란하게 배치되어 있다. 슬랫은 태양빛을 막는 차양판의 기능을 수행하며, 후술하는 바와 같이 슬랫 내부의 두 표면에 각각 플레이트 형상의 태양전지가 장착되어 태양발전이 이루어진다.

승강줄(30)이 헤드박스(10)로부터 하방으로 연장되어 복수의 슬랫(20)을 관통하도록 설치되어 일정한 간격을 유지하도록 복수의 슬랫(20)을 서로 연결시킨다. 이러한 승강줄(30)은 상기 슬랫(20)의 양측 바깥에 위치하며, 구체적으로 슬랫(20)의 뒤쪽(브이형 슬랫의 닫힌 부위)에서 슬랫(20)의 외측면에 모두 고정되며, 또한 상기 슬랫(20)의 앞쪽(브이형 슬랫의 열린 부위)에서 상기 슬랫(20)의 내측면에 모두 고정된다.

상기 승강줄(30)은 복수의 슬랫을 일정한 간격으로 유지하면서 슬랫들의 각도를 동시에 조절할 수 있다. 또한, 필요에 따라 상기 승강줄을 이용하여 슬랫 간의 이격 거리를 조정할 수도 있을 것이다.

본 발명에 따른 블라인드형 태양광 발전장치에서 태양전지(21)는 상기 슬랫(20)의 두 내면을 덮도록 한 쌍이 배치된다. 슬랫의 내면에 배치된 한 쌍의 태양전지는 슬랫의 V자 형태로 인하여 서로 각도를 유지한 채 마주보게 되며, 이러한 배치 형태로 인하여 후술하는 바와 같이 태양광의 직사 성분 및 반사 성분을 모두 흡수하게 된다.

하나의 상기 슬랫(20)에 설치된 한 쌍의 태양전지(21)는 서로 직렬로 연결된다. 한편, 개별 슬랫에서 직렬로 연결된 한 쌍의 태양전지 상기 승강줄(30)을 따라 설치된 전선에 의해 다른 상기 슬랫(20)에 설치된 태양전지와 전기적으로 연결된다. 이웃하는 슬랫에 속하는 태양전지들은 서로 병렬로 연결된다.

태양전지를 연결하는 전선은 승강줄(30)에 인접하거나 승강줄 내부에 포함되어 복수의 상기 슬랫(20)에 설치된 태양전지들을 전기적으로 연결할 수 있다.

본 발명의 블라인드형 태양광 발전장치는 슬랫의 각도를 변화시키기 위하여 별도의 동력 수단을 구비한다.

도 3 및 도 4를 참고하면, 구동부로서 회전룰러(41)와 연결된 외접기어(42), 제어부(40)와 연결된 모터기어(43) 그리고 상기 외접기어(42)와 연결된 회전 실린더(44)를 포함하며, 상기 승강줄(30)이 상기 회전 실린더(44)와 연결되어 동력의 전달된다.

상기 회전 실린더(44)가 회전함에 따라 상기 슬랫(20)의 외측 면에 고정된 상기 승강줄(30)이 하강하면서 상기 슬랫(20)의 경사각을 변화시킨다. 또한, 상기 회전 실린더(44)가 반대 방향으로 회전하면 상기 슬랫(20)의 내측면에 고정된 승강줄(30)이 하강하면서 상기 슬랫(20)의 경사각을 변화시킨다.

따라서, 건물의 위치나 방향, 태양의 고도 변화에 따라 슬랫의 각도를 쉽게 조절하여 슬랫의 태양전지에 입사되는 태양광의 입사량을 최적화시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제어부(40)는 태양의 고도와 위치를 감지하는 센서를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 제어부(40)는 센서로부터 태양의 위치 정보를 입력받아 구동부를 제어하는 제어 신호를 출력하며, 이 제어 신호에 따라 자동적으로 슬랫의 각도가 변화되어 항상 최적으로 태양광을 입사시킬 수 있을 것이다.

본 발명의 블라인드형 태양광 발전장치에서 태양광의 입사 및 반사 과정을 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5는 V 형 슬랫(20)의 내부 윗면 및 아랫면에 배치된 태양전지(21)로 입사되는 태양광의 입사 및 반사 경로를 모식적으로 도시하고 있다. 슬랫 내부의 두 면은 서로 각도를 유지한 채 마주보고 있으며, 일반적인 태양의 고도를 감안할 때 대부분 슬랫 아랫면에 배치되는 태양전지에 태양광이 입사된다. 즉 태양광의 직사 성분은 브이형 슬랫의 아랫면 태양전지로 입사된다. 반면 슬랫의 내부 윗면에 장착되는 태양전지에는 직사 성분 보다는 아랫면의 태양전지로부터 반사되는 태양광이 주로 입사된다.

본 발명에 있어서 블라인드를 구성하는 상기 슬랫(20)은 태양광의 직사성분과 다중반사 성분을 포함한 반사성분이 모두 흡수할 수 있는 각도를 유지하는 것이 바람직하다.

브이형 슬랫 내부에서 태양광이 효과적으로 집광되는 상태를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 태양광이 슬랫 아랫면의 태양전지로 입사된다. 태양전지는 그 특성상 입사된 태양광을 한번에 모두 흡수하지 못한다. 따라서 태양광이 슬랫 아랫면 태양전지에 입사되면, 입사된 빛의 일부는 아랫면 태양전지에 1차적으로 흡수되고('a' 상태), 나머지는 이웃하는 두 번째 태양전지, 즉 슬랫 내부의 윗면에 배치된 태양전지로 반사하게 된다('b' 상태).

윗면의 태양전지도 마찬가지로 태양광의 일부는 흡수하고('c' 상태), 일부는 다시 아랫면 태양전지로 반사하게 된다('d'상태). 마찬가지로 아랫면 태양전지도 윗면 태양전지로부터 다시 반사된 태양광 중 일부는 흡수하고('e' 상태), 일부는 다시 반사시킨다('f' 상태).

이와 같이 브이형 슬랫 내부에 배치된 한 쌍의 태양전지는 서로 태양광을 흡수 및 반사하는 과정을 반복적으로 수행하게 되고, 따라서 입사된 태양광을 모두 흡수할 수 있게 된다.

결국, 본 발명에서 브이형 슬랫에 배치되는 태양전지(21)는 태양광을 흡수하는 집광부의 기능과 반사판의 기능을 함께 수행하며, 상기 태양광의 직사성분 및 다중반사 성분을 포함한 반사성분을 모두 흡수하여 집광 효율 및 발전 효율이 증가하게 된다.

이와 같은 본 발명의 블라인드형 태양광 발전 장치는 큰 공간을 필요하지 않으면서도 높은 효율로 태양광 발전이 가능하며, 건물의 내부 및 외부에 자유롭게 설치하여 차양 효과는 물론 건축물의 사용 가치와 미적 가치를 크게 높일 수 있다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

10:헤드 박스 20:브이형 슬랫
21:태양 전지 30:승강줄
40:제어부 41:회전 롤러
42:외접 기어 43:모터 기어
44:회전 실린더

Claims (6)

1. 태양광을 이용한 발전장치에 있어서,
   구동부와 제어부를 포함하는 헤드 박스와,
   상기 헤드 박스로부터 연장되어 상기 구동부에 의해 수직으로 이동되는 승강줄과,
   상기 승강줄에 의해 연결되어 상호 균일한 간격으로 이격되어 배치되며 두 개의 면이 각도를 이루며 마주보는 복수의 브이형 슬랫과,
   상기 브이형 슬랫 내부의 마주보는 두 면에 각각 배치되는 한 쌍의 태양전지를 포함하는
   브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전 장치.
2. 제1항에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 브이형 슬랫에 배치된 한 쌍의 태양전지는 서로 각도를 유지하며 마주보도록 배치되어 슬랫 내부로 입사되는 태양광의 직사성분과 다중 반사 성분을 흡수하는 것을 특징으로 하는 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전 장치.
3. 제1항에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 복수의 슬랫 각각의 외측 면 및 내측 면에 상기 승강줄이 연결되는 것을 특징으로 하는 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 승강줄 내에는 복수의 슬랫에 배치된 태양전지들을 전기적으로 연결시키는 전선이 포함되어 있는 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전 장치.
5. 제1항에 있어서, 제1항에 있어서, 상기 구동부는 회전룰러와 연결된 외접기어, 제어부와 연결된 모터기어 및 상기 외접기어와 연결된 회전 실린더를 포함하는 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 태양의 고도와 방향을 감지하는 센서를 더 구비하는 브이형 슬랫을 갖는 블라인드형 태양광 발전 장치.

Images