KR101243175B1 - 냉각수 분사노즐의 성능시험장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 모듈을 냉각 및 세척하기 위해 냉각수를 분사하는 냉각수 분사노즐의 성능을 시험하기 위한 냉각수 분사노즐의 성능시험장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치는 태양광 모듈에 냉각수를 분사하여 냉각 및 세척하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치로서, 상기 태양광 모듈이 외부에 설치된 상태와 유사한 외부조건을 상기 태양광 모듈에 제공하는 태양조건 모사부, 상기 태양조건 모사부에 의해 상기 태양광 모듈에서 발전된 전압 및 전류를 측정하는 모듈측정부, 상기 냉각수 분사노즐이 탈착 가능하게 결합되고 상기 냉각수 분사노즐로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부, 및 상기 태양광 모듈에 혼탁액을 분사하여 상기 태양광 모듈이 외부에서 오염된 상태와 유사한 오염조건을 제공하는 혼탁액 공급부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 다양한 종류의 냉각수 분사노즐을 비교하여 성능시험을 수행할 수 있다.
Description
본 발명은 태양광 모듈을 냉각 및 세척하기 위해 냉각수를 분사하는 냉각수 분사노즐의 성능을 시험하기 위한 냉각수 분사노즐의 성능시험장치에 관한 것이다.
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.
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.
이를 위하여 태양광을 집광하기 위한 태양전지(solar cell), 태양전지의 집합체인 태양광 모듈(photovoltaic module) 및 태양전지를 일정하게 배열한 태양광 어레이(solar array) 등이 요구된다.
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.
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.
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 태양이 가장 긴 여름이 아닌 봄과 가을에 최고치를 기록한다. 이러한 온도 상승은 태양광 발전의 발전 효율을 저하시키는 주요 원인이 되고 있다.
또한, 이러한 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 따라서 발전효율 또한 저하될 수 있다.
또한, 겨울철에 비나 눈 등이 태양 전지판에 내릴 경우 발전효율의 저하가 발생할 수 있다.
이러한 오물, 눈, 비로 인한 발전효율의 저하의 방지를 위해 본 출원인은 한국등록특허 제10-1044713호의 "태양광 발전설비의 세척을 구현하는 효율향상설비"를 개발한바 있다.
종래의 태양광 발전설비의 세척을 구현하는 효율향상설비는 냉각수를 저장하는 저장탱크; 태양광 모듈에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사수단; 상기 저장탱크에 저장된 냉각수를 펌핑하여 냉각수 공급관을 통해 상기 냉각수 분사수단으로 공급하는 펌프; 상기 냉각수 공급관을 개폐하여 상기 냉각수 분사수단의 냉각수 분사를 조절하는 밸브; 냉각수에 치료용 세척제를 첨가하는 치료용 세척제 공급부; 및 냉각수에 예방용 세척제를 첨가하는 예방용 세척제 공급부를 포함하여 구성되었다.
이러한 구성의 종래의 태양광 발전설비의 세척을 구현하는 효율향상설비는 저장탱크에 저장된 냉각수를 펌프를 사용하여 냉각수 분사수단으로 태양광 모듈을 세척 및 냉각함으로써, 태양광 모듈의 성능을 향상시킬 수 있었다.
한편, 종래의 태양광 발전설비의 세척을 구현하는 효율향상설비는 냉각수 분사수단의 종류에 따라 냉각성능 및 세척성능의 차이가 크게 발생하는 데, 종래에는 냉각수 분사수단을 시험하기 위해서 효율향상설비에 직접 냉각수 분사수단을 장착하여 시험을 수행하였다.
하지만, 종래와 같이 효율향상설비에 직접 설치하여 시험을 수행하면, 외부 환경에 따라 큰 오차가 발생할 뿐만 아니라, 냉각수 분사수단을 시험을 수행하기 위해서 효율향상설비의 전체를 가동해야 하기 때문에 다양한 종류의 냉각수 분사수단의 시험을 수행하기가 난해하고, 냉각수 분사수단의 세척성능과 냉각성능을 각각 시험하기 난해한 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 종류의 냉각수 분사노즐을 시험할 수 있으며, 태양광 모듈이 외부에 위치된 상태와 유사한 조건하에서 냉각수 분사노즐을 시험함으로써, 시험결과의 오차를 감소시키고, 세척성능과 냉각성능의 시험을 동시에 수행할 수 있는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치는 태양광 모듈에 냉각수를 분사하여 냉각 및 세척하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치로서, 상기 태양광 모듈이 외부에 설치된 상태와 유사한 외부조건을 상기 태양광 모듈에 제공하는 태양조건 모사부, 상기 태양조건 모사부에 의해 상기 태양광 모듈에서 발전된 전압 및 전류를 측정하는 모듈측정부, 상기 냉각수 분사노즐이 탈착 가능하게 결합되고 상기 냉각수 분사노즐로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부, 및 상기 태양광 모듈에 혼탁액을 분사하여 상기 태양광 모듈이 외부에서 오염된 상태와 유사한 오염조건을 제공하는 혼탁액 공급부를 포함한다.
상기 태양조건 모사부는 상기 태양광 모듈을 밀폐하는 하우징, 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 태양광 모듈이 외부에 노출되는 온도와 유사한 온도로 상기 태양광 모듈을 가열하는 히터, 및 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 태양광 모듈이 발전하도록 빛을 제공하는 램프를 포함할 수 있다.
상기 태양조건 모사부는 상기 태양광 모듈과 상기 히터 사이에 위치되어 상기 히터의 열을 분산시키는 형태로 상기 태양광 모듈을 균일하게 가열하는 열전도판을 더 포함할 수 있다.
상기 태양조건 모사부는 상기 태양광 모듈의 온도를 측정하여 상기 히터의 작동을 제어하는 온도센서를 더 포함할 수 있다.
상기 태양조건 모사부는 상기 램프의 빛이 상기 태양광 모듈에 집중되도록 상기 램프의 빛을 반사하는 반사판을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 공급부는 상기 냉각수가 저장되는 냉각수 탱크, 상기 냉각수 탱크에 저장된 상기 냉각수를 상기 냉각수 분사노즐로 공급하고 상기 냉각수 분사노즐이 끝단에 탈착 가능하게 결합되는 냉각수 공급관, 및 상기 냉각수 공급관에 구비되어 상기 냉각수를 상기 냉각수 분사노즐로 펌핑하는 냉각수 펌프를 포함할 수 있다.
상기 냉각수 공급부는 상기 냉각수 분사노즐로 분사되는 상기 냉각수에 혼입된 이물질을 여과하는 여과필터를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 공급부는 상기 냉각수의 온도를 임의로 설정된 온도로 일정하게 유지하는 온도조절기를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 공급부는 상기 냉각수 분사노즐로 분사되는 냉각수의 압력을 조절하는 압력조절밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 냉각수 공급부는 상기 태양광 모듈의 하부에 구비되어 상기 태양광 모듈을 냉각 및 세척한 상기 냉각수를 받아 상기 냉각수 분사노즐로 재공급하는 수조를 더 포함할 수 있다.
상기 혼탁액 공급부는 상기 혼탁액을 저장하는 혼탁액 탱크, 상기 태양광 모듈로 상기 혼탁액을 분사하는 혼탁액 분사노즐, 상기 혼탁액 탱크에서 상기 혼탁액 분사노즐로 상기 혼탁액을 공급하는 혼탁액 공급관, 및 상기 혼탁액 공급관에 구비되어 상기 혼탁액 탱크에서 상기 혼탁액 분사노즐로 상기 혼탁액을 펌핑하는 혼탁액 펌프를 포함할 수 있다.
상기 혼탁액은 물과 탄산칼슘을 임의의 비율로 혼합한 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 다양한 종류의 냉각수 분사노즐을 비교하여 성능시험을 수행할 수 있으며, 태양고아 모듈이 외부에 위치된 상태와 유사한 조건하에서 냉각수 분사노즐의 시험을 수행할 수 있어 냉각수 분사노즐의 성능평가에 대한 오차를 최소화 할 수 있다.
또한, 냉각수 분사노즐의 세척성능시험 및 냉각성능시험을 동시에 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치를 구성하는 태양조건 모사부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치를 구성하는 냉각수 공급부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치를 구성하는 혼탁액 공급부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치를 구성하는 냉각수 공급부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치를 구성하는 혼탁액 공급부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 태양광으로 발전하는 태양광 모듈(200)의 성능을 향상시키기 위해 태양광 모듈(200)의 냉각수를 분사하여 태양광 모듈(200)을 세척 및 냉각하는 냉각수 분사노즐(300)의 세척성능 및 냉각성능을 시험할 수 있는 장치이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 태양조건 모사부(110)를 포함할 수 있다.
이 태양조건 모사부(110)는 통상 외부에 노출되는 태양광 모듈(200)의 외부조건 즉, 태양광의 빛이 세기와 태양광에 의해 가열되는 태양광 모듈(200)의 온도와 유사한 조건을 태양광 모듈(200)에 제공할 수 있다.
한편, 태양조건 모사부(110)는 하우징(111)을 포함할 수 있다. 이 하우징(111)은 태양광 모듈(200)에 다른 외부의 조건 예컨대, 태양광 모듈(200)의 시험을 위해 태양광 모듈(200)이 실내에 설치될 경우, 실내의 온도 및 실내의 빛의 세기가 태양광 모듈(200)에 작용하여 시험에 영향을 주는 것을 방지하도록 태양광 모듈(200)을 밀폐할 수 있다.
그리고, 하우징(111)의 내부에는 외부에 빛을 차단하도록 바닥면을 제외한 모든 면에 암막이 설치될 수 있으며, 하우징(111)의 내부에는 지지대(117)가 설치되어 지지대(117)의 상부에 태양광 모듈(200)이 지지되는 형태로 설치될 수 있다.
이때, 지지대(117)는 금속 중 상대적으로 무게가 가벼운 알루미늄으로 형성될 수 있다.
태양조건 모사부(110)는 히터(113)를 포함할 수 있다. 이 히터(113)는 태양광 모듈(200)이 외부에 노출될 때, 태양열에 의해 가열되는 온도조건과 유사하도록 태양광 모듈(200)을 가열할 수 있다.
이때, 히터(113)는 태양광 모듈(200)을 외부에 설치되었을 때의 평균적인 온도인 대략 70℃로 태양광 모듈(200)을 가열하는 것이 바람직하다.
한편, 히터(113)는 하우징(111)의 내부에 위치되는 태양광 모듈(200)의 하부에 위치되어 태양광 모듈(200)을 가열하거나 태양광 모듈(200)의 위치되는 하우징(111)의 내부에 예컨대, 드라이기와 같이 열풍을 공급하여 태양광 모듈(200)을 가열하는 형태로도 구성될 수 있다.
여기서, 실시예에서는 히터(113)가 태양광 모듈(200)의 하부에 가열하는 형태로 구성되었으며, 히터(113)는 단시간 내에 높은 온도로 가열될 수 있는 공지된 석영관 히터(113)로 구현될 수 있다.
태양조건 모사부(110)는 열전도판(112)을 포함할 수 있다. 이 열전도판(112)은 히터(113)에서 발생된 열을 고르게 분산시켜 태양광 모듈(200)을 전체적으로 균일하게 가열할 수 있다.
예컨대, 실시예와 같이 히터(113)가 태양광 모듈(200)의 하부에 위치될 경우, 태양광 모듈(200)과 히터(113)의 사이에 위치되어 히터(113)에서 발생되는 열이 열전도판(112)에서 분산되고, 열전도판(112)에서 분산된 열이 태양광 모듈(200)을 전체적으로 균일하게 가열함으로써, 히터(113)가 태양광 모듈(200)의 일부분만 집중적으로 가열되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 열전도판(112)은 열전도성물질 예컨대, 구리, 알루미늄 등으로 형성될 수 있다.
태양조건 모사부(110)는 온도센서(116)를 포함할 수 있다. 이 온도센서(116)는 태양모듈의 온도를 측정하여 임의로 설정된 온도를 유지하도록 히터(113)를 제어할 수 있다.
예컨대, 온도센서(116)는 태양광 모듈(200)의 온도를 측정하여 설정된 온도보다 낮을 경우, 히터(113)를 작동하고, 설정된 온도보다 높을 경우, 히터(113)의 작동을 멈추는 형태로 태양광 모듈(200)의 온도를 제어할 수 있다.
태양조건 모사부(110)는 램프(115)를 포함할 수 있다. 이 램프(115)는 태양광 모듈(200)이 발전하도록 태양광과 유사한 빛을 태양광 모듈(200)에 조사(照射)할 수 있다.
한편, 램프(115)는 태양광 모듈(200)이 설치되는 하우징(111)의 내부에 설치될 수 있으며, 태양광 모듈(200)의 상부에서 빛을 조사할 수 있도록 하우징(111)의 상부 내면에 설치될 수 있다.
또한, 램프(115)는 태양광이 일반적으로 조사되는 평균의 세기로 조사될 수 있도록 임의의 세기로 램프(115)에서 발생되는 빛의 세기를 조절할 수 있다.
여기서, 램프(115)는 태양광과 유사한 빛을 발산할 수 있는 다양한 종류의 램프(115) 예컨대, 전구, 형광등, LED 램프, 할로겐 램프 등이 사용될 수 있으나, 실시예에서와 같이 할로겐 램프로 구현되는 것이 바람직하다.
태양조건 모사부(110)는 반사판(114)을 포함할 수 있다. 이 반사판(114)은 램프(115)의 효율을 향상되도록 램프(115)에서 발생되는 빛을 태양광 모듈(200)에 집중되도록 반사시킬 수 있다.
한편, 반사판(114)은 램프(115)가 설치되는 하우징(111)의 상면에 하부로 갈수록 넓어지는 형태의 갓의 형상을 형성될 수 있으며, 반사판(114)의 내면은 램프(115)의 빛을 난반사하여 태양광 모듈(200)의 전체에 균일한 빛의 세기로 빛이 반사되도록 요철(凹凸) 면으로 형성될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 모듈측정부(130)를 포함할 수 있다.
이 모듈측정부(130)는 태양광 모듈(200)에서 생산되는 전기의 전압 및 전류를 측정할 수 있으며, 실시간으로 측정되는 전압 및 전류의 량을 그래프로 표시할 수 있다.
한편, 모듈측정부(130)는 전기의 전압 및 전류를 측정하여 냉각수 분사노즐(300)의 성능을 시험할 수 있다.
예컨대, 태양조건 모사부(110)를 작동한 상태에서 냉각수 분사노즐(300)에서 냉각수를 분사하기 전, 태양광 모듈(200)에서 발생되는 전기의 전압 및 전류를 측정하고, 냉각수 분사노즐(300)에서 냉각수를 분사 후, 태양광 모듈(200)에서 발생되는 전기의 전압 및 전류를 측정하여 냉각수를 분사 전과 분사 후의 전기의 전압 및 전류를 비교하는 형태로 냉각수 분사노즐(300)의 성능을 시험할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 냉각수 공급부(150)를 포함할 수 있다.
이 냉각수 공급부(150)는 시험을 수행할 냉각수 분사노즐(300)로 냉각수를 공급할 수 있다.
한편, 냉각수 공급부(150)는 냉각수 탱크(151), 냉각수 공급관(152) 및 냉각수 펌프(153)를 포함할 수 있다. 냉각수 탱크(151)는 외부에서 냉각수를 공급받아 냉각수를 임시로 저장할 수 있다.
그리고, 냉각수 공급관(152)은 냉각수 공급관(152)의 일단은 냉각수 탱크(151)와 연통되도록 연결되고, 타단은 하우징(111)의 내부 즉, 태양광 모듈(200)이 위치되는 부분까지 연장이 끝단에 시험을 수행할 냉각수 분사노즐(300)이 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
여기서, 냉각수 공급관(152)의 끝단에는 나사산이 형성되고, 냉각수 분사노즐(300)에도 나사산이 형성되어 냉각수 공급관(152)과 냉각수 분사노즐(300)이 나사체결되는 형태로 냉각수 공급관(152)에 냉각수 분사노즐(300)이 탈착 가능하게 결합될 수 있다.
한편, 냉각수 펌프(153)는 냉각수 공급관(152)에 구비되어 냉각수 탱크(151)에 저장된 냉각수를 냉각수 분사노즐(300)로 펌핑(pumping)할 수 있다.
또한, 냉각수 공급부(150)는 여과필터(154)를 더 포함할 수 있다. 이 여과필터(154)는 냉각수 분사노즐(300)로 분사되는 냉각수에 포함된 이물질을 여과하도록 냉각수 탱크(151)에서 냉각수 분사노즐(300)로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관(152)에 설치될 수 있다.
냉각수 공급부(150)는 냉각수의 온도를 조절하는 온도조절기(157)를 더 포함할 수 있다. 이 온도조절기(157)는 균일한 온도의 냉각수가 태양광 모듈(200)에 분사되도록 냉각수의 온도를 조절할 수 있다.
한편, 온도조절기(157)는 냉각수 탱크(151)에 구비되어 냉각수 탱크(151)에 저장된 냉각수의 온도를 조절하는 형태로 냉각수의 온도를 조절하여 냉각수의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
여기서, 온도조절기(157)는 냉각수를 냉각 또는 가열할 수 있는 열선 또는 냉동기일 수 있으며, 온도조절기(157)는 센서(158)를 포함하여 냉각수 탱크(151)에 저장된 냉각수의 온도를 센서(158)가 측정하고 측정된 정보를 기초로 센서(158)에서 설정된 임의의 온도로 온도조절기(157)를 작동하여 냉각수를 냉각하거나 가열하여 냉각수의 온도를 조절할 수 있다.
아울러, 냉각수 공급부(150)는 수조(155)를 더 포함할 수 있다. 이 수조(155)는 사용된 냉각수를 수거하여 냉각수 탱크(151)로 다시 공급함으로써, 냉각수를 재활용할 수 있다.
한편, 수조(155)는 태양광 모듈(200)의 하부에 태양광 모듈(200)의 크기보다 더 큰 크기로 형성되어 태양광 모듈(200)의 둘레로 흘러내리는 냉각수를 태양광 모듈(200)의 하부에서 모을 수 있다. 그리고, 수조(155)에는 사용되고 모인 냉각수를 냉각수 탱크(151)로 보내는 순환관(156)이 구비될 수 있다.
그리고, 냉각수 공급부(150)는 압력조절밸브(152d)를 더 포함할 수 있다.
이 압력조절밸브(152d)는 냉각수 공급관(152)에 구비되어 냉각수 공급관(152)을 통해 냉각수 분사노즐(300)로 분사되는 냉각수의 압력을 조절할 수 있다.
즉, 압력조절밸브(152d)는 냉각수 분사노즐(300)으로 분사되는 냉각수의 압력을 미세하게 조절하여 냉각수의 압력에 따라 태양광 모듈(200)의 세척 및 냉각 성능을 시험할 수 있다.
아울러, 냉각수 공급관(152)에는 냉각수 공급관(152)을 지나는 냉각수의 상태를 파악 및 제어할 수 있도록 냉각수를 개방 또는 차단하는 제어밸브(152a)가 설치될 수 있으며, 냉각수의 압력을 측정하는 압력계(152c) 및 냉각수의 유량을 측정하는 유량계(152c)가 더 설치될 수 있음은 물론이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 혼탁액 공급부(170)를 포함할 수 있다.
이 혼탁액 공급부(170)는 냉각수 분사노즐(300)의 세척성능을 파악할 수 있도록 외부에 노출된 태양광 모듈(200)이 이물질로 오염된 것과 같은 상태로 태양광 모듈(200)을 오염시킬 수 있다.
한편, 혼탁액 공급부(170)는 혼탁액 탱크(171), 혼탁액 분사노즐(172), 혼탁액 공급관(174) 및 혼탁액 펌프(173)로 구성될 수 있다.
혼탁액 탱크(171)는 외부에서 혼탁액을 공급받아 혼탁액을 임시로 저장할 수 있으며, 혼탁액 분사노즐(172)은 태양광 모듈(200)의 상면에 혼탁액을 분사할 수 있도록 태양광 모듈(200)이 설치된 부분에 위치될 수 있다.
그리고, 혼탁액 공급관(174)은 혼탁액 탱크(171)와 혼탁액 분사노즐(172)을 서로 연결하여 혼탁액 탱크(171)에 저장된 혼탁액을 혼탁액 분사노즐(172)로 공급할 수 있으며, 혼탁액 펌프(173)는 혼탁액 공급관(174)에 구비되어 혼탁액 탱크(171)에 저장된 혼탁액을 혼탁액 분사노즐(172)로 펌핑할 수 있다.
여기서, 혼탁액은 태양광 모듈(200)을 오염시키는 물질로서, 태양광 모듈(200)의 주된 오염원인이 되는 물때의 성분인 탄산칼슘(CaCO3)을 물(H2O)에 일정비율 대략 1:2의 비율로 혼합하여 구성될 수 있다.
이렇게 구성된 혼탁액 공급관(174)은 분사노즐을 시험하기 전에 혼탁액 분사노즐(172)을 통해 태양광 모듈(200)에 혼탁액을 공급하고, 혼탁액을 건조시켜 태양광 모듈(200)에 혼탁액을 고착시키는 형태로 태양광 모듈(200)을 오염시킬 수 있다.
이때, 혼탁액 공급관(174)에는 혼탁액 공급관(174)을 지나는 혼탁액의 상태를 파악 및 제어할 수 있도록 혼탁액을 개방 또는 차단하는 제어밸브(174a)가 설치될 수 있으며, 혼탁액의 압력을 측정하는 압력계(174c) 및 혼탁액의 유량을 측정하는 유량계(174b)가 더 설치될 수 있음은 물론이다.
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 태양광 모듈(200)이 외부에 태양광에 노출된 상태를 태양광 모듈(200)에 제공하기 위해 밀폐된 하우징(111)의 내부에 태양광 모듈(200)이 지지대(117)에 의해 지지된 상태로 설치되고, 태양광 모듈(200)의 상부에는 램프(115)가 반사판(114)에 의해 빛을 반사하도록 구비된다.
그리고, 태양광 모듈(200)의 하부에는 태양광 모듈(200)을 태양열에 의해 가열된 상태를 모사하기 위해 히터(113)가 구비되며, 히터(113)와 태양광 모듈(200)의 사이에는 태양광 모듈(200)을 전체적으로 균일하게 가열할 수 있도록 열전도판(112)이 설치된다.
한편, 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 태양광 모듈(200)에 냉각수를 공급할 수 있는 냉각수 공급부(150)가 구비될 수 있는데, 냉각수 공급부(150)는 시험을 수행할 냉각수 분사노즐(300)이 태양광 모듈(200)의 상부로 냉각수를 분사하도록 하우징(111)의 내부에 설치된다.
그리고, 냉각수 공급부(150)는 냉각수 탱크(151)에 저장된 냉각수를 냉각수 공급관(152)을 통해 시험할 냉각수 분사노즐(300)로 공급하며, 이때, 냉각수는 냉각수 펌프(153)에 의해 냉각수 탱크(151)에서 냉각수 분사노즐(300)로 펌핑된다.
또한, 냉각수 공급부(150)는 태양광 모듈(200)을 세척 및 냉각한 냉각수를 재활용할 수 있도록 태양광 모듈(200)의 하부에 수조(155)가 설치되고 수조(155)는 냉각수 탱크(151)와 순환관(156)으로 연결되어 사용된 냉각수가 순환관(156)을 통해 다시 냉각수 탱크(151)로 유입될 수 있다.
이때, 냉각수 탱크(151)에는 온도조절기(157)가 설치되어 냉각수를 설정된 임의의 온도로 냉각 또는 가열할 수 있으며, 냉각수 공급관(152)에는 여과필터(154)가 구비되어 냉각수에 포함된 이물질을 여과된 깨끗한 냉각수를 냉각수 분사노즐(300)로 공급할 수 있다.
한편, 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 냉각수 분사노즐(300)의 세척성능을 시험하기 위해 태양광 모듈(200)을 오염시킬 수 있는 혼탁액 공급부(170)가 구비되는데, 이때, 혼탁액 분사노즐(172)이 태양광 모듈(200)의 상부로 혼탁액을 분사할 수 있도록 태양광 모듈(200)이 위치되는 하우징(111)의 내부에 설치된다.
그리고 혼탁액 공급부(170)는 혼탁액 탱크(171)에 저장된 혼탁액을 혼탁액 공급관(174)을 통해 혼탁액 분사노즐(172)로 공급하며, 이때, 혼탁액은 혼탁액 펌프(173)에 의해 혼탁액 탱크(171)에서 혼탁액 분사노즐(172)로 펌핑된다.
이렇게 구성된 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 먼저, 냉각수 분사노즐(300)의 냉각성능을 시험할 수 있다.
냉각수 분사노즐(300)의 냉각성능시험은 태양광 모듈(200)이 위치된 부분의 공급관 끝단에 시험을 수행할 냉각수 분사노즐(300)을 설치한다.
그리고, 히터(113)를 가동하여 설정된 온도(대략 70℃)로 태양광 모듈(200)을 가열한다. 이때, 히터(113)는 태양광 모듈(200)에 구비된 온도센서(116)에 의해 작동하여 항상 설정된 온도를 균일하게 유지할 수 있다.
그리고, 태양광 모듈(200)이 설정된 온도에 도달하면 태양광 모듈(200)이 발전할 수 있도록 램프(115)를 점등하고, 모듈측정부(130)에서 태양광 모듈(200)에서 발전되는 전기의 전압 및 전류를 실시간으로 체크한다.
일정시간 태양광 모듈(200)을 발전 상태를 체크한 후, 냉각수 펌프(153)를 가동하여 냉각수 탱크(151)에 저장된 냉각수를 시험할 냉각수 분사노즐(300)을 통해 분사하여 모듈측정부(130)에서 태양광 모듈(200)의 발전되는 전기의 전압 및 전류를 실시간으로 체크한다.
그리고, 일정시간 냉각수를 분사한 상태에서의 태양광 모듈(200)의 전력 생산량과 냉각수를 분사하기 전의 태양광 모듈(200)의 전력 생산량을 서로 비교하여 냉각수 분사노즐(300)의 냉각성능을 시험할 수 있다.
아울러, 시험할 다른 냉각수 분사노즐(300)도 상기와 같은 방법으로 시험을 수행함으로써, 먼저 시험한 냉각수 분사노즐(300)에 의한 태양광 모듈(200)의 전력 생산량과 다른 냉각수 분사노즐(300)에 의한 태양광 모듈(200)의 전력 생산량을 비교함으로써, 여러가지 냉각수 분사노즐(300)의 냉각성능을 비교하는 시험을 수행할 수 있다.
냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 냉각수 분사노즐(300)의 세척성능을 시험할 수 있다.
냉각수 분사노즐(300)의 세척성능을 시험할 때에는 먼저, 태양광 모듈(200)이 위치된 부분의 공급관 끝단에 시험을 수행할 냉각수 분사노즐(300)을 설치한다.
그리고, 히터(113)를 가동하여 설정된 온도(대략 70℃ 정도)로 태양광 모듈(200)을 가열한다. 이때, 히터(113)는 태양광 모듈(200)에 구비된 온도센서(116)에 의해 작동하여 항상 설정된 온도를 균일하게 유지할 수 있다.
그리고, 태양광 모듈(200)이 설정된 온도에 도달하면 혼탁액 공급부(170)의 혼탁액 펌프(173)를 통해 혼탁액 저장탱크에 저장된 혼탁액을 혼탁액 분사노즐(172)로 분사시킨다.
혼탁액을 일정시간 분사 후, 혼탁액 펌프(173)의 작동을 멈춰 혼탁액의 분사를 정지하고, 혼탁액이 건조되어 태양광 모듈(200)에 고착되도록 혼탁액을 건조시킨다. 이때, 혼탁액은 히터(113)에 의해 가열되어 빠르게 건조될 수 있다.
그리고, 태양광 모듈(200)이 발전할 수 있도록 램프(115)를 점등하고, 모듈측정부(130)에서 태양광 모듈(200)에서 발전되는 전기의 전압 및 전류를 실시간으로 체크한다.
일정시간 태양광 모듈(200)을 발전 상태를 체크한 후, 냉각수 펌프(153)를 가동하여 냉각수 탱크(151)에 저장된 냉각수를 시험할 냉각수 분사노즐(300)을 통해 분사하여 모듈측정부(130)에서 태양광 모듈(200)의 발전되는 전기의 전압 및 전류를 실시간으로 체크한다.
그리고, 일정시간 냉각수를 분사한 상태에서의 태양광 모듈(200)의 전력 생산량과 냉각수를 분사하기 전의 태양광 모듈(200)의 전력 생산량을 서로 비교하여 냉각수 분사노즐(300)의 세척성능을 시험할 수 있다.
아울러, 시험할 다른 냉각수 분사노즐(300)도 상기와 같은 방법으로 시험을 수행함으로써, 먼저 시험한 냉각수 분사노즐(300)에 의한 태양광 모듈(200)의 전력 생산량과 다른 냉각수 분사노즐(300)에 의한 태양광 모듈(200)의 전력 생산량을 비교함으로써, 여러가지 냉각수 분사노즐(300)의 세척성능을 비교하는 시험을 수행할 수 있다.
한편, 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 냉각수 공급부(150)에 구비된 압력조절밸브(152d)에서 냉각수 분사노즐(300)을 통해 분사되는 냉각수의 압력을 조절함으로써, 냉각수의 분사되는 압력에 따라 태양광 모듈(200)의 세척 및 냉각 성능을 시험할 수 있음은 물론이다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 분사노즐의 성능시험장치(100)는 여러가지 냉각수 분사노즐(300)을 비교하여 성능시험을 수행할 수 있으며, 태양광 모듈(200)이 외부에 위치된 상태와 유사한 조건하에서 냉각수 분사노즐(300)의 시험을 수행함으로써, 냉각수 분사노즐(300)의 성능평가에 대한 오차를 최소화할 수 있다.
그리고, 냉각수 분사노즐(300)의 세척성능시험 및 냉각성능시험을 동시에 수행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
100: 냉각수 분사노즐의 성능시험장치 110: 태양조건 모사부
111: 하우징 112: 열전도판
113: 히터 114: 반사판
115: 램프 116: 온도센서
117: 지지대 130: 모듈측정부
150: 냉각수 공급부 151: 냉각수 탱크
152: 냉각수 공급관 152a,174a: 제어밸브
152b,174b: 유량계 152c,174c: 압력계
152d: 압력조절밸브 153: 냉각수 펌프
154: 여과필터 155: 수조
156: 순환관 157: 온도조절기
158: 센서 170: 혼탁액 공급부
171: 혼탁액 탱크 172: 혼탁액 분사노즐
173: 혼탁액 펌프 174: 혼탁액 공급관
200: 태양광 모듈 300: 냉각수 분사노즐
111: 하우징 112: 열전도판
113: 히터 114: 반사판
115: 램프 116: 온도센서
117: 지지대 130: 모듈측정부
150: 냉각수 공급부 151: 냉각수 탱크
152: 냉각수 공급관 152a,174a: 제어밸브
152b,174b: 유량계 152c,174c: 압력계
152d: 압력조절밸브 153: 냉각수 펌프
154: 여과필터 155: 수조
156: 순환관 157: 온도조절기
158: 센서 170: 혼탁액 공급부
171: 혼탁액 탱크 172: 혼탁액 분사노즐
173: 혼탁액 펌프 174: 혼탁액 공급관
200: 태양광 모듈 300: 냉각수 분사노즐
Claims (12)
- 태양광 모듈에 냉각수를 분사하여 냉각 및 세척하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치로서,
상기 태양광 모듈이 외부에 설치된 상태와 유사한 외부조건을 상기 태양광 모듈에 제공하는 태양조건 모사부,
상기 태양조건 모사부에 의해 상기 태양광 모듈에서 발전된 전압 및 전류를 측정하는 모듈측정부,
상기 냉각수 분사노즐이 탈착 가능하게 결합되고 상기 냉각수 분사노즐로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부, 및
상기 태양광 모듈에 혼탁액을 분사하여 상기 태양광 모듈이 외부에서 오염된 상태와 유사한 오염조건을 제공하는 혼탁액 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 태양조건 모사부는
상기 태양광 모듈을 밀폐하는 하우징,
상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 태양광 모듈이 외부에 노출되는 온도와 유사한 온도로 상기 태양광 모듈을 가열하는 히터, 및
상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 태양광 모듈이 발전하도록 빛을 제공하는 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제2항에 있어서,
상기 태양조건 모사부는
상기 태양광 모듈과 상기 히터 사이에 위치되어 상기 히터의 열을 분산시키는 형태로 상기 태양광 모듈을 균일하게 가열하는 열전도판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제2항에 있어서,
상기 태양조건 모사부는
상기 태양광 모듈의 온도를 측정하여 상기 히터의 작동을 제어하는 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제2항에 있어서,
상기 태양조건 모사부는
상기 램프의 빛이 상기 태양광 모듈에 집중되도록 상기 램프의 빛을 반사하는 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 냉각수 공급부는
상기 냉각수가 저장되는 냉각수 탱크,
상기 냉각수 탱크에 저장된 상기 냉각수를 상기 냉각수 분사노즐로 공급하고 상기 냉각수 분사노즐이 끝단에 탈착 가능하게 결합되는 냉각수 공급관, 및
상기 냉각수 공급관에 구비되어 상기 냉각수를 상기 냉각수 분사노즐로 펌핑하는 냉각수 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 냉각수 공급부는
상기 냉각수 분사노즐로 분사되는 상기 냉각수에 혼입된 이물질을 여과하는 여과필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 냉각수 공급부는
상기 냉각수의 온도를 임의로 설정된 온도로 일정하게 유지하는 온도조절기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 냉각수 공급부는
상기 냉각수 분사노즐로 분사되는 냉각수의 압력을 조절하는 압력조절밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 냉각수 공급부는
상기 태양광 모듈의 하부에 구비되어 상기 태양광 모듈을 냉각 및 세척한 상기 냉각수를 받아 상기 냉각수 분사노즐로 재공급하는 수조를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 혼탁액 공급부는
상기 혼탁액을 저장하는 혼탁액 탱크,
상기 태양광 모듈로 상기 혼탁액을 분사하는 혼탁액 분사노즐,
상기 혼탁액 탱크에서 상기 혼탁액 분사노즐로 상기 혼탁액을 공급하는 혼탁액 공급관, 및
상기 혼탁액 공급관에 구비되어 상기 혼탁액 탱크에서 상기 혼탁액 분사노즐로 상기 혼탁액을 펌핑하는 혼탁액 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치. - 제1항에 있어서,
상기 혼탁액은
물과 탄산칼슘을 임의의 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 냉각수 분사노즐의 성능시험장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110104972A KR101243175B1 (ko) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | 냉각수 분사노즐의 성능시험장치 |
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|---|---|
| KR101243175B1 true KR101243175B1 (ko) | 2013-03-13 |
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ID=48181802
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101446079B1 (ko) * | 2013-07-03 | 2014-09-30 | 주식회사 삼우에코 | 에어노즐 와이핑 성능 테스트 장치 |
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2011
- 2011-10-14 KR KR1020110104972A patent/KR101243175B1/ko active IP Right Grant
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