KR101263243B1 - Efficiency enhancement equipment for solar photovoltaic power facilities - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전설비의 효율향상설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 모듈의 상단과 하단에 냉각수 분사 수단을 교번으로 배치하여서 냉각 및 세정 효과를 개선하면서 냉각수의 사용량을 절감하는 태양광 발전설비의 효율향상설비에 관한 것이다.
The present invention relates to a facility for improving efficiency of a photovoltaic power generation system, and more particularly, by alternately arranging coolant injection means at an upper end and a lower end of a photovoltaic module to improve cooling and cleaning effects, and to reduce the amount of cooling water used. The present invention relates to a facility for improving efficiency of power generation equipment.
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.Generally, the method of using solar energy is divided into a method using solar heat and a method using sunlight. The method of using solar heat is to heat and generate electricity using water heated by the sun, and the method of using solar light can generate electricity by using the light of the sun to operate various machines and appliances. It is called solar power.
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.Among the above-mentioned methods, photovoltaic power generation is a photovoltaic effect in which a photovoltaic panel having n-type doping on a silicon crystal and pn-junction is irradiated with sunlight to generate an electromotive force due to the photovoltaic energy, To generate electricity.
이를 위하여 태양광을 집광하기 위한 태양전지(solar cell), 태양전지의 집합체인 태양광 모듈(photovoltaic module) 및 태양전지를 일정하게 배열한 태양광 어레이(solar array) 등이 요구된다.To this end, a solar cell for condensing sunlight, a photovoltaic module that is an assembly of solar cells, and a solar array in which the solar cells are constantly arranged are required.
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.For example, when light is incident on the solar module from the outside, electrons in the conduction band of the p-type semiconductor are excited to the valence band by the incident light energy. One electron-hole pair (EHP) is formed inside the p-type semiconductor, and electrons in the electron-hole pair generated are transferred to the n-type semiconductor by an electric field existing between the pn junctions. It passes over and supplies current to the outside.
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.Unlike existing energy sources such as fossil raw materials, sunlight is a clean energy source that does not have the danger of global warming, such as greenhouse gas emissions, noise, environmental destruction, etc., and there is no fear of depletion. Unlike other types of wind and seawater, solar power generation facilities are free from installation and maintenance costs.
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. However, in the case of the most widely used silicon solar cell, when the temperature of the photovoltaic module rises, output decrease of 0.5% per 1 ° C occurs. According to these characteristics, the output of solar power peaks in spring and autumn, not in the summer when the sun is the longest. This increase in temperature is a major cause of lowering the power generation efficiency of photovoltaic power generation.
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.In addition, the photovoltaic module has a disadvantage that dirt may easily accumulate on the solar panel due to a weather phenomenon such as yellow sand or bad weather. If dirt accumulates on the photovoltaic module, the light absorption rate of the photovoltaic module is remarkably decreased, and thus, power generation efficiency may also be reduced.
또한, 겨울철에 비나 눈 등이 태양 전지판에 내릴 경우 발전효율의 저하가 발생할 수 있다. In addition, when rain or snow falls on the solar panel in winter, a decrease in power generation efficiency may occur.
이러한 오물, 눈, 비로 인한 발전효율의 저하의 방지를 위해 태양광 발전설비의 효율향상설비(유지설비)가 사용된다.In order to prevent such deterioration of power generation efficiency due to dirt, snow, and rain, the efficiency improvement equipment (maintenance equipment) of photovoltaic power generation facilities is used.
태양광 발전설비의 효율향상설비는 태양광 모듈의 온도를 식혀주는 냉각 작용과 태양 전지판에 쌓인 오물, 눈, 비 등을 세척, 제설 등을 함으로써 태양광 모듈이 일정한 출력의 발전을 수행할 수 있도록 태양광 발전설비를 유지관리하는 기능을 한다.In order to improve the efficiency of solar power generation facilities, the cooling module which cools the temperature of the solar module and the cleaning and snow removal of the dirt, snow, rain etc. accumulated on the solar panel, It functions to maintain the solar power generation facilities.
만약, 태양광 발전설비의 효율향상설비의 태양광 모듈에 대한 냉각 작용이 원활하지 않거나 태양 전지판의 세정 작용이 원할하지 않으면 태양광 모듈의 출력이 저하되는 문제점이 있다.If the cooling effect on the solar module of the efficiency improvement facility of the solar power generation facility is not smooth or the cleaning action of the solar panel is not desired, there is a problem in that the output of the solar module is reduced.
또한, 태양광 발전설비의 효율향상설비는 태양광 모듈의 냉각 및 세척을 위하여 막대한 양의 물(기능상 냉각수, 세척수, 제설수 등으로 표현될 수 있으나, 이하 통칭하여 냉각수라 함)을 사용하게 된다. 입지에 따라 지하수, 수돗물, 강물 등을 냉각수로 사용하게 되는데, 충분한 냉각수의 공급이 어려운 지역이 많고, 냉각수의 공급 및 분사를 위해 사용되는 전기 또한 전체적으로 태양광 발전설비의 효율을 감소시키는 요인이 된다. In addition, the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment is to use a huge amount of water (cooling water, washing water, snow removal water, etc., but functionally referred to as cooling water) for cooling and cleaning the solar module. . Depending on the location, groundwater, tap water, and river water are used as cooling water. In many areas, it is difficult to supply sufficient cooling water, and the electricity used for supplying and spraying the cooling water also reduces the efficiency of the photovoltaic plant as a whole. .
따라서, 냉각수의 사용을 줄이면서 효율적인 냉각 및 세정 작용이 가능한 태양광 발전설비의 효율향상설비의 제안이 요구되고 있다.
Therefore, there is a need for a proposal for improving the efficiency of a photovoltaic power generation facility that enables efficient cooling and cleaning while reducing the use of cooling water.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉각수를 분사하는 냉각수 분사 수단을 태양광 모듈의 상단과 하단에 교번으로 배치하여 동일 면적에 대하여 냉각수 분사 수단이 설치되는 수량과 냉각수의 소비량을 줄이며 그에 따라 배관과 펌프 용량을 감소시킬 수 있는 태양광 발전설비의 효율향상설비를 제공함을 목적으로 한다.
The present invention is to solve the above problems, by arranging the coolant injection means for injecting the coolant alternately at the top and bottom of the photovoltaic module to reduce the quantity and consumption of the coolant injection means is installed for the same area Accordingly, an object of the present invention is to provide a facility for improving efficiency of a photovoltaic power generation facility that can reduce pipe and pump capacity.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비는, 태양광을 집광하여 전기를 발생하는 태양광 모듈을 포함하여 구성되는 태양광 발전설비에 냉각수를 분사하여 효율을 유지 또는 향상시키기 위하여, 상기 태양광 모듈의 상단과 하단에 길이 방향으로 교번으로 배치되어서 상기 냉각수를 상기 태양광 모듈로 분사하는 냉각수 분사 수단들; 및 상기 냉각수를 저장하며 상기 태양광 모듈의 상부와 하부에 교번으로 배치된 상기 냉각수 분사 수단들로 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 수단;을 포함함을 특징으로 한다.Efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to the present invention for achieving the above object, maintaining the efficiency by spraying the cooling water to the photovoltaic power generation equipment comprising a photovoltaic module for collecting electricity to generate electricity Or to improve, the cooling water injection means is disposed in the longitudinal direction alternately in the upper and lower ends of the solar module to inject the cooling water to the solar module; And coolant supply means for storing the coolant and supplying the coolant to the coolant spraying means alternately arranged above and below the photovoltaic module.
여기에서, 상기 냉각수 분사 수단들은 최대 분사범위의 일부가 인접한 것과 겹치게 서로 이격되어 설치됨이 바람직하다.Here, the cooling water injection means is preferably installed spaced apart from each other overlapping with a portion of the maximum injection range.
상기 냉각수 분사 수단은 1.0 내지 3.5 바(Bar)의 구동 압력으로 상기 냉각수를 분사한 것으로 상기 최대 분사거리가 설정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The cooling water spraying means may inject the cooling water at a driving pressure of 1.0 to 3.5 bar, and the maximum spraying distance may be set. However, the present invention is not limited thereto.
그리고, 상기 냉각수 분사 수단들은 5m 내지 16m의 간격으로 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The cooling water injection means may be installed at intervals of 5m to 16m. However, the present invention is not limited thereto.
그리고, 상기 냉각수 분사 수단은 180° 이내의 회전각으로 회전하여 상기 냉각수를 분사할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The coolant spray means may rotate at a rotation angle within 180 ° to inject the coolant. However, the present invention is not limited thereto.
그리고, 상기 냉각수 공급 수단은 냉각수를 공급하는 압력을 센싱하는 압력 센서를 더 포함하며 상기 냉각수의 압력이 설정된 최소 압력 미만이거나 최고 압력을 초과하는 경우 기동을 중지하도록 구성될 수 있다.The cooling water supply means may further include a pressure sensor for sensing a pressure for supplying the cooling water, and may be configured to stop starting when the pressure of the cooling water is less than the set minimum pressure or exceeds the maximum pressure.
그리고, 상기 냉각수 공급 수단은 강우의 유무를 판단하는 레인 센서를 더 포함하며 상기 레인 센서의 센싱 상태에 따라서 강우 중이라고 판단되면 냉각수의 분사를 정지하도록 구성될 수 있다.The coolant supply means may further include a rain sensor that determines whether there is a rain, and may be configured to stop the injection of the coolant when it is determined that it is raining according to the sensing state of the rain sensor.
그리고, 상기 냉각수 공급수단은 상기 태양광 모듈의 광투과도를 측정하는 광투과도 측정 센서를 더 포함하며 상기 광투과도 측정 센서의 센싱 상태에 따라서 상기 태양광 모듈의 광투과도가 설정치 미만인 경우 상기 냉각수의 분사 상태를 유지하도록 구성될 수 있다.The cooling water supply unit further includes a light transmittance measuring sensor for measuring the light transmittance of the solar module, and when the light transmittance of the solar module is less than a set value according to the sensing state of the light transmittance measuring sensor, injection of the coolant. It may be configured to maintain a state.
그리고, 상하로 인접한 상기 냉각수 분사수단의 이격거리는 각 냉각수 분사수단의 각 최대분사범위의 호가 접하는 접점이 상기 태양광 모듈의 상단과 하단에 각각 형성되도록 설정될 수 있다.In addition, the separation distance of the coolant jetting means vertically adjacent to each other may be set so that the contact point of the arc of each maximum injection range of each coolant jetting means is formed at the top and bottom of the solar module, respectively.
그리고, 상하로 인접한 상기 냉각수 분사수단의 최대분사거리는 각 냉각수 분사수단의 각 최대분사범위의 호가 접하는 접점이 상기 태양광 모듈의 상단과 하단에 각각 형성되도록 설정될 수 있다.In addition, the maximum injection distance of the coolant injection means vertically adjacent to each other may be set so that the contact point of the arc of each maximum injection range of each cooling water injection means is formed at the top and bottom of the solar module, respectively.
그리고, 상기 냉각수 분사수단의 최대분사범위는 인접한 상기 냉각수 분사수단의 이격거리 이상으로 설정되고 각 냉각수 분사수단의 냉각수를 분사하는 분사각은 인접한 다른 냉각수 분사수단을 지향하는 범위 이내로 설정될 수 있다.
In addition, the maximum spraying range of the coolant spraying means may be set to be greater than or equal to the separation distance of the adjacent coolant spraying means, and the spray angle for spraying the coolant of each coolant spraying means may be set within a range for directing other adjacent coolant spraying means.
따라서, 본 발명에 의하면 냉각수 분사 수단을 태양광 모듈의 상단과 하단에 교번으로 배치함으로써 냉각수를 분사하는 분사 범위가 중복되는 것을 최소화할 수 있어서 냉각수의 소비량을 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, by alternately arranging the coolant injection means at the top and the bottom of the photovoltaic module, it is possible to minimize the overlapping injection ranges for spraying the coolant, thereby reducing the consumption of the coolant.
그리고, 냉각수의 소비량이 줄어듦에 따라서 펌프 용량과 배관 관경이 줄어들 수 있어서 설비를 구성하는데 소요되는 제조 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, as the consumption of the cooling water is reduced, the pump capacity and the pipe diameter can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost for constructing the facility.
그리고, 냉각수 분사 수단이 태양광 모듈의 상단과 하단에 교번하여 배치됨에 따라서 냉각수 분사 수단들의 배치 간격이 멀어질 수 있어서 냉각수 분사 수단이 설치되는 수량을 줄일 수 있어서 설비를 구성하는데 소요되는 제조 단가를 줄일 수 있는 효과가 있다.
In addition, as the coolant injection means is alternately arranged at the top and the bottom of the solar module, the arrangement interval of the coolant injection means may be farther away, thereby reducing the quantity of the coolant injection means installed, thereby reducing the manufacturing cost of constructing the facility. There is an effect that can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비의 구성을 설명하는 개략도.
도 2는 냉각수 분사 수단의 배치를 설명하기 위한 도 1의 태양광 모듈의 평면도.
도 3은 냉각수 분사 수단의 분사 영역을 표시한 도 1의 태양광 모듈의 평면도.
도 4는 도 2의 냉각수 분사 수단의 배치와 대비하여 설명하기 위한 종래의 태양광 모듈의 평면도.
도 5 및 도 6은 도 3의 냉각수 분사 수단의 분사 영역과 대비하여 설명하기 위한 종래의 태양광 모듈의 평면도.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비의 변형예를 설명하는 도 1의 태양광 모듈의 평면도.1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an efficiency improving facility of a photovoltaic power generation facility according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the solar module of FIG. 1 for explaining the arrangement of cooling water injection means. FIG.
3 is a plan view of the solar module of FIG. 1 showing the spraying region of the cooling water spraying means;
Figure 4 is a plan view of a conventional solar module for explaining the contrast with the arrangement of the cooling water injection means of FIG.
5 and 6 are a plan view of a conventional photovoltaic module for explaining the contrast with the injection region of the cooling water injection means of FIG.
7 and 8 are a plan view of the solar module of Figure 1 illustrating a modification of the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of description and should not be interpreted as limiting the scope of the present invention.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.The embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents and modifications that can replace them at the time of the present application are There may be.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비의 구성을 설명하는 개략도이다. 1 is a schematic view for explaining a configuration of an efficiency improvement facility of a solar power generation facility according to the present invention.
도 1의 본 발명에 따른 태양광 발전설비의 효율향상설비는 저장탱크(1), 냉각수 분사수단(6), 냉각수 공급관(5), 펌프(25), 밸브(20), 제어부(3) 및 센싱부(4)를 포함한다.Efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment according to the present invention of Figure 1 is a storage tank (1), cooling water injection means (6), cooling water supply pipe (5), pump (25), valve (20), control unit (3) and And a
냉각수 분사수단(6)은 태양광 모듈(7)의 길이 방향으로 상단과 하단에 교번으로 배치되며 냉각수를 공급받아서 태양광 모듈(7)로 냉각수를 분사하는 수단이다. 냉각수를 태양광 모듈(7)에 흘려주거나 약하게 분사하면 충분한 냉각 및 세정 효과를 얻기 어려우므로, 본 실시예에서는 냉각수의 충돌 제트를 태양광 모듈(7)에 분사하도록 구성된다.Cooling water injection means 6 is alternately arranged at the top and bottom in the longitudinal direction of the
충돌 제트는 냉각수로부터 충돌면으로 열전달과 물질전달 효과가 뛰어나므로 냉각 및 세정 효과를 향상시킬 수 있으며 물때의 발생도 감소시킬 수 있다.The impingement jets have excellent heat and mass transfer effects from the coolant to the impingement surface, thus improving the cooling and cleaning effects and reducing the generation of scale.
다만, 충돌제트를 발생시키기 위해서는 태양광 모듈(7)에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사수단(6)의 입구를 기준으로 냉각수의 속도가 30m/s 이상이고 압력이 1.6kg/cm2 이상이 되는 것이 바람직하다. 여기서 냉각수 분사수단(6)의 입구란 외부로 냉각수가 분사되는 냉각수 분사수단(6)의 끝부분을 말한다.However, in order to generate a collision jet, the speed of the coolant is 30 m / s or more and the pressure is 1.6 kg / cm 2 or more, based on the inlet of the coolant spray means 6 for injecting the coolant into the
냉각수 공급관(5)은 펌프(25)를 통하여 저장탱크(1)에서 공급받은 냉각수를 냉각수 분사수단(6)까지 전달하는 역할을 한다. 냉각수 공급관(5)은 냉각수의 온도를 유지시키기 위하여 지중에 매설되는 것이 바람직하며 태양광 모듈(7)의 상단과 하단에 길이 방향으로 교번하여 배치된 냉각수 분사 수단(6)들과 각각 연결되도록 구성됨이 바람직하다. The cooling
펌프(25)는 저장탱크(1)에 저장된 냉각수를 펌핑하여 공급하며 냉각수가 냉각수 공급관(5)을 통해 냉각수 분사수단(6)으로 공급하기 위한 펌핑력을 제공하며, 밸브(20)는 냉각수 공급관(5)을 개폐하여 냉각수 분사수단(6)을 통해 냉각수가 분사되는 것을 조절한다. 밸브(20)와 펌프(25)는 구동부(9)를 이루는 구성요소로 포함된다.The
한편, 제어부(3)는 펌프(25) 및 밸브(20)를 포함한 구동부(9)를 제어하는 구성요소이며 펌프(25)를 구동 또는 정지시키고 밸브(20)를 개폐한다.On the other hand, the
그리고, 센싱부(4)는 타이머(41), 압력센서(42), 레인센서(43), 광투과도 측정센서(44)를 포함하며, 타이머(41)는 제어부(3)에서 타이밍을 카운트한 결과에 따른 제어 동작이 가능하도록 타이밍 펄스를 제공하고, 압력 센서(42)는 냉각수 공급관(5) 내의 압력을 측정하며, 레인 센서(43)는 강우 상태를 센싱하고, 광투과도 측정 센서(44)는 태양광 모듈(7)의 광투과도를 측정한다. In addition, the
상술한 구성에 의하여, 제어부(3)는 레인센서(43)의 온오프 상태에 따라 강우 중이라고 판단되면 냉각수의 분사를 정지하여 불필요한 냉각수의 소비를 막을 수 있다. By the above-described configuration, when it is determined that the
또한, 제어부(3)는 광투과도 측정센서(44)를 이용하여 태양광 모듈(7)의 광투과도를 측정하여 태양광 모듈(7)에 적설이 되는 경우 신속히 눈을 제거할 수 있다.In addition, the
또한, 제어부(3)는 냉각수 공급관(5) 내의 압력을 측정하여 그 압력이 설정된 소정 압력 범위를 벗어날 경우 효율향상설비의 기동을 종료한다. 측정된 압력이 설정된 압력 범위의 최대값을 초과하는 경우는 냉각수 공급관(5) 내에 냉각수의 동결이 발생하는 등의 문제가 발생한 경우이고, 측정된 압력이 설정된 압력 범위의 최소값에 미달하는 경우 냉각수 공급관(5)에 누수가 발생하는 등의 문제가 발생한 경우이므로, 이를 통해 설비의 고장을 막고 냉각수의 보다 효율적으로 사용할 수 있다.In addition, the
제어부(3)는 위와 같이 펌프(25)의 구동 및 밸브(20)의 개폐를 제어하기 위하여, 센싱부(4)로부터 다양한 센싱 정보를 제공 받게된다. The
제어부(3)가 펌프(25) 및 밸브(20)를 제어하는 방식은 특별히 제한되지 않으나 냉각수의 사용 효율을 최대화할 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다. 냉각수의 사용 효율을 향상시키기 위하여 제어부(3)에서 수행될 수 있는 제어 방식은 타이머(41)에서 제공되는 타이밍 펄스를 이용한 시간에 따른 제어 방식이나 온도 제어 방식 등 다양하게 설계될 수 있다.The manner in which the
시간에 따른 제어 방식의 일예를 구체적으로 설명하면, 제어부(3)는 구동개시시간인지를 판단하고 구동개시시간이면 펌프(25)를 구동하고 밸브(20)를 순차적으로 설정된 시간 동안 개방하고 폐쇄한다. 태양광 발전설비가 설치된 지역 및 설비의 특성 등을 고려하여 구동개시시간 및 밸브(20)의 개방 시간은 가변되어 설정될 수 있다.Referring to an example of the control method according to the time in detail, the
그리고, 온도 제어 방식의 일예를 구체적으로 설명하면, 모듈(7)의 온도와 냉각수의 온도 차이 측정값이 모듈(7)의 온도와 냉각수의 온도 차이 설정값 이상인지를 판단하고, 모듈(7)의 온도와 냉각수의 온도 차이 측정값이 모듈(7)의 온도와 냉각수의 온도 차이 설정값 이상이면 그 미만이 될 때까지 펌프(25)를 구동하고 밸브(20)를 순차적으로 개방하고 폐쇄한다. 태양광 발전설비가 설치된 지역 및 설비의 특성 등을 고려하여 모듈(7)의 온도와 냉각수의 온도 차이 설정값이 가변되어 설정될 수 있다.And, if one example of the temperature control method will be described in detail, it is determined whether the measured temperature difference between the temperature of the
또한, 저장탱크(1)에 저장된 냉각수의 양 및 저장탱크(1)로 공급되는 냉각수의 공급 속도를 고려하여 냉각수를 구동시간 동안 적절히 분배되도록 냉각수의 분사량을 제어하는 것이 바람직하다. 이때 냉각수의 분사량은 매 시간 동일한 속도로 분사되도록 제어할 수도 있고, 시간대 별로 차등을 두어 분사되도록 제어할 수도 있다.In addition, in consideration of the amount of cooling water stored in the
상술한 바와 같이 저장탱크(1), 구동부(9)를 이루는 밸브(20)와 펌프(25), 및 제어부(3)는 냉각수를 저장하며 태양광 모듈(7)의 상부와 하부에 교번하여 배치된 냉각수 분사수단들(6)로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 수단으로 구성되며, 상기한 냉각수 공급 수단으로부터 냉각수를 공급받아서 태양광 모듈(7)로 분사하는 냉각수 분사수단(6)들은 도 2와 같이 태양광 모듈(7)에 대하여 배치될 수 있다.As described above, the
즉, 다수의 냉각수 분사수단(6)이 도 2와 같이 태양광 모듈(7)의 상단과 하단에 분산 배치되며 길이 방향으로 교번으로 배치된다. 보다 구체적으로 태양광 모듈(7)의 길이 방향으로 상단과 하단에 엇갈리게 지그재그로 배치된다.That is, a plurality of cooling water injection means 6 is distributed in the upper and lower ends of the
이때, 각 냉각수 분사수단(6)은 각각 설정된 최대 분사범위 내의 영역에 대하여 냉각수 분사를 수행한다. At this time, each of the cooling water injection means 6 performs the cooling water injection to the area within the set maximum injection range, respectively.
각 냉각수 분사수단(6)은 1.0바(Bar) 내지 3.5 바의 구동 압력으로 상기 냉각수를 분사한 것으로 최대 분사범위가 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이 경우, 냉각수 분사수단들(6)의 이격 간격 D1은 인접한 것과 5m 내지 16m로 설치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기에서 이격 간격 D1은 윗변의 냉각수 분사수단(6)의 위치를 밑변으로 랜더링한 위치와 밑변의 인접한 다른 냉각수 분사수단(6) 간의 거리를 의미한다. Each cooling water injection means 6 is a spraying of the cooling water at a driving pressure of 1.0 bar to 3.5 bar, the maximum injection range may be set, but is not limited thereto. In this case, the spacing D1 of the cooling water injection means 6 may be installed at an adjacent one from 5 m to 16 m. However, the present invention is not limited thereto. Here, the separation interval D1 means the distance between the position where the position of the coolant spray means 6 on the upper side is rendered to the bottom side and the other coolant spray means 6 adjacent to the bottom side.
또한, 냉각수 분사수단(6)은 도 3과 같이 각각의 최대 분사범위(S1, S2)를 가지며 태양광 모듈(7)의 전면에 냉각수의 분사가 이루어지기 위해서는 도 3과 같이 중첩 영역(S3)을 갖도록 배치됨이 바람직하다.In addition, the cooling water injection means 6 has a respective maximum injection range (S1, S2) as shown in FIG. 3 and in order to spray the cooling water on the front surface of the
그에 따라서, 냉각수 분사수단들(6)은 도 3과 같이 최대 분사범위의 일부가 인접한 것과 겹치게 서로 이격되어 설치될 수 있다.Accordingly, the cooling water injection means 6 may be installed spaced apart from each other overlapping with a portion of the maximum injection range as shown in FIG.
즉, 어느 하나의 냉각수 분사수단(6)이 S1의 최대 분사범위를 가지고, 인접한 다른 냉각수 분사수단(6)이 S2의 최대 분사범위를 가짐에 따라서 본 발명에 따른 실시예는 도 3의 S3와 같이 최대 분사범위가 겹친 중첩 영역(S3)이 형성된다.That is, as any one of the coolant injection means 6 has a maximum injection range of S1, and another adjacent coolant injection means 6 has a maximum injection range of S2, the embodiment according to the present invention is the same as S3 of FIG. Similarly, the overlapping region S3 in which the maximum injection ranges overlap is formed.
냉각수 분사수단(6)은 태양광 모듈(7)의 상단에 배치된 것은 하단을 바라보면서 태양광 모듈(7)을 지향하도록 180° 이내의 회전각으로 회전하여 냉각수를 분사하도록 구성될 수 있고, 태양광 모듈(7)의 하단에 배치된 것은 상단을 바라보면서 태양광 모듈(7)을 지향하도록 180° 이내의 회전각으로 회전하여 냉각수를 분사하도록 구성될 수 있다.Cooling water injection means 6 may be configured to spray the cooling water by rotating at a rotation angle within 180 ° to direct the
본 발명에 의하여 상술한 바와 같이 태양광 모듈(7)이 구성됨으로써 도 4 및 도 5와 같이 냉각수 분사수단(6)이 구성되고 분사가 이루어지는 종래의 태양광 발전설비의 효율향상설비에 비하여 냉각수를 절감하는 효과를 가질 수 있다.According to the present invention, the
한편, 본 발명에 따라 도 2 및 도 3과 같이 실시되는 태양광 모듈(7)에 대한 냉각수 분사 방법을 도 2 및 도 3에 대응하는 도 4 및 도 5와 같이 이루어지는 종래의 냉각수 분사 방법과 비교하여 설명한다.Meanwhile, according to the present invention, the cooling water injection method for the
종래의 태양광 발전설비의 효율향상설비는 도 4 및 도 5와 같이 상단 또는 하단에 일률적으로 냉각수 분사수단(6)이 배치되어서 자신의 최대 분사범위로 냉각수를 분사한다. In the conventional efficiency improvement apparatus of the photovoltaic power generation facility, as shown in FIGS. 4 and 5, the cooling
도 4 및 도 5는 태양광 모듈(7)의 전면에 냉각수를 분사하기 위하여 냉각수 분사수단(6)은 D2에 해당하는 이격 거리만큼 근접하여 배치하여야 한다. 여기에서 이격 간격 D2도 윗변의 냉각수 분사수단(6)의 위치를 밑변으로 랜더링한 위치와 밑변의 인접한 다른 냉각수 분사수단(6) 간의 거리를 의미한다. 4 and 5 show that the coolant spray means 6 is arranged as close as the separation distance corresponding to D2 in order to spray the coolant to the front of the solar module (7). Here, the spacing D2 also means the distance between the position where the position of the coolant injection means 6 on the upper side is rendered to the bottom side and other adjacent coolant injection means 6 on the bottom side.
그에 따라서, 종래의 인접한 냉각수 분사수단(6)은 도 5와 같이 S3에 해당하는 중첩 영역을 갖는다.Accordingly, the conventional adjacent coolant injection means 6 has an overlap region corresponding to S3 as shown in FIG.
종래의 냉각수 분사수단의 배치 방법에 의하여 형성되는 도 5의 중첩 영역 S3은 본 발명에 따른 실시예에 의하여 형성되는 도 3의 중첩 영역보다 상당히 넓은 면적에 형성됨을 알 수 있다.It can be seen that the overlap region S3 of FIG. 5 formed by the conventional method of arranging the coolant injection means is formed in a considerably larger area than the overlap region of FIG. 3 formed by the embodiment according to the present invention.
만약, 도 4 및 도 5와 같이 냉각수 분사수단(6)이 태양광 모듈(7)에 대하여 상단 또는 하단에 일률적으로 배치된 경우 냉각수의 분사량을 줄이고자 도 6과 같이 인접한 것끼리 이격거리를 멀리하는 경우, 냉각수 분사수단(6)의 분사범위의 한계로 인하여 도 6과 같이 냉각수가 분사되지 영역(S4)이 발생할 수 있다.4 and 5, when the coolant injection means 6 is uniformly disposed at the top or the bottom of the
이와 같이 본 발명에 따른 실시예는 도 4 및 도 5의 종래의 냉각수 분사수단(6)의 배치 방법과 비교하여 인접한 냉각수 분사수단(6)이 상대적으로 먼 거리에 배치될 수 있고, 인접한 냉각수 분사수단(6)에 의하여 형성되는 중첩 영역 S3이 상대적으로 좁게 형성될 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the adjacent cooling water injection means 6 may be disposed at a relatively long distance, and the adjacent cooling water injection may be compared with the conventional arrangement of the cooling water injection means 6 of FIGS. 4 and 5. The overlap region S3 formed by the
상기한 본 발명에 따른 실시예는 중첩 영역 S3이 좁게 형성됨에 따라서 냉각수 분사수단(6)이 중복하여 분사하는 영역이 그 만큼 줄어들 수 있어서 종래와 대비하여 결과적으로 약 20 퍼센트 이상 냉각수를 절감하는 효과를 기대할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, as the overlap region S3 is narrowly formed, the overlapping area of the coolant injection means 6 can be reduced by that much, resulting in an effect of reducing the coolant by about 20 percent or more as a result, as compared with the conventional art. You can expect.
그리고, 본 발명에 따른 실시예에서 인접한 냉각수 분사수단(6)이 상대적으로 먼 거리에 배치될 수 있으므로 태양광 발전설비의 효율향상설비를 구성하는데 필요한 냉각수 분사수단(6)의 수량이 줄어들 수 있어서 제조 단가를 줄일 수 있다.In addition, in the embodiment according to the present invention, since the adjacent coolant injection means 6 may be disposed at a relatively long distance, the quantity of the coolant injection means 6 required to configure the efficiency improving facility of the photovoltaic power generation facility may be reduced. The manufacturing cost can be reduced.
한편, 본 발명에 따른 실시예는 다양하게 변형실시될 수 있으며, 그 예로써 도 7 및 도 8과 같이 냉각수 분사수단(6)이 구성될 수 있다.On the other hand, the embodiment according to the present invention can be variously modified, for example, the cooling water injection means 6 may be configured as shown in FIG.
도 7의 경우 상하로 인접한 냉각수 분사수단(6)의 최대분사범위 S1 및 S2의 호가 접하는 접점(P1, P2)이 태양광 모듈(7)의 상단과 하단에 각각 형성되도록 상하로 인접한 냉각수 분사수단(6)의 이격 거리가 조정되거나 또는 냉각수 분사수단(6)의 최대분사범위가 조정될 수 있다.In the case of FIG. 7, the upper and lower adjacent coolant spraying means are formed such that the contacts P1 and P2 contacting the arcs of the maximum spraying range S1 and S2 of the upper and lower adjacent coolant spraying means 6 are formed at the upper and lower ends of the
이 경우 중첩 영역 S3가 최소로 형성될 수 있어서 냉각수가 낭비되는 것이 최소로 절감되는 효과를 얻을 수 있다.In this case, the overlap region S3 can be formed to a minimum, so that the waste water can be minimized.
또한, 도 8과 같이 냉각수 분사수단(6)이 인접한 다른 냉각수 분사수단(6)과 이격거리(R) 이상으로 최대분사범위(S1)가 설정된 경우, 냉각수 분사수단(6)의 분사각은 인접한 다른 냉각수 분사수단(6)을 지향하는 범위 이내로 설정될 수 있다. In addition, as shown in FIG. 8, when the maximum injection range S1 is set to be greater than the distance R from the other coolant injection means 6 adjacent to the coolant injection means 6, the injection angle of the coolant injection means 6 is adjacent. It can be set within the range that is directed to the other cooling water injection means (6).
이 경우 중첩 영역 S3가 형성되지 않으므로 냉각수가 낭비되는 것이 최소로 절감되는 효과를 얻을 수 있다.In this case, since the overlap region S3 is not formed, it is possible to minimize the waste of cooling water.
또한, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예에 의하여 20 퍼센트 이상 냉각수를 사용하는 양이 절감되므로 그에 따라 태양광 발전설비의 효율향상설비를 구성하는데 소요되는 배관의 관경을 줄일 수 있고 또한 펌프의 용량도 줄일 수 있어서 결과적으로 제조 단가를 경감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. In addition, as described above, by using the embodiment of the present invention, the amount of using the cooling water of 20 percent or more may be reduced, thereby reducing the pipe diameter of the pipe required to configure the efficiency improvement equipment of the solar power generation facility. The capacity can also be reduced, and as a result, an effect of reducing the manufacturing cost can be expected.
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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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 foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. 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.
1 : 저장탱크 3 : 제어부
4 : 센싱부 5 : 냉각수 공급관
6 : 냉각수 분사수단 7 : 태양광 모듈
20 : 밸브 25 : 펌프
41 : 타이머 42 : 압력 센서
43 : 레인 센서 44 : 광투과도 측정 센서 1: Storage Tank 3: Control Unit
4: sensing unit 5: cooling water supply pipe
6: cooling water injection means 7: solar module
20: valve 25: pump
41: timer 42: pressure sensor
43: rain sensor 44: light transmittance measuring sensor
Claims (11)
상기 태양광 모듈의 상단과 하단에 길이 방향으로 교번으로 배치되어서 상기 냉각수를 상기 태양광 모듈로 분사하는 냉각수 분사 수단들; 및
상기 냉각수를 저장하며 상기 태양광 모듈의 상부와 하부에 교번으로 배치된 상기 냉각수 분사 수단들로 상기 냉각수를 공급하는 냉각수 공급 수단;을 포함함을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
1. An efficiency improvement system for a solar power generation facility that maintains or improves efficiency by injecting cooling water into a solar power generation facility including a solar cell module that generates electricity by condensing sunlight,
Cooling water injection means disposed in the longitudinal direction alternately in the upper and lower ends of the photovoltaic module to spray the cooling water to the photovoltaic module; And
Cooling water supply means for storing the cooling water and supplying the cooling water to the cooling water injection means alternately arranged in the upper and lower parts of the photovoltaic module.
상기 냉각수 분사 수단들은 최대 분사범위의 일부가 인접한 것과 겹치게 서로 이격되어 설치되는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method according to claim 1,
The cooling water injection means is the efficiency of the photovoltaic power plant is installed to be spaced apart from each other overlapping with a portion of the maximum injection range.
상기 냉각수 분사 수단은 1.0 내지 3.5 바(Bar)의 구동 압력으로 상기 냉각수를 분사한 것으로 상기 최대 분사범위가 설정되는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 2,
The cooling water spraying means is spraying the cooling water at a driving pressure of 1.0 to 3.5 bar (Bar), the efficiency improvement equipment of the solar power plant is the maximum spraying range is set.
상기 냉각수 분사 수단들은 5m 내지 16m의 간격으로 설치되는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 2,
The cooling water injection means is installed in the efficiency of solar power plant installed at intervals of 5m to 16m.
상기 냉각수 분사 수단은 180° 이내의 회전각으로 회전하여 상기 냉각수를 분사하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method of claim 2,
The cooling water spraying means is rotated at a rotation angle of less than 180 ° efficiency improvement equipment of the solar power plant for spraying the cooling water.
상기 냉각수 공급 수단은 냉각수를 공급하는 압력을 센싱하는 압력 센서를 더 포함하며 상기 냉각수의 압력이 설정된 최소 압력 미만이거나 최고 압력을 초과하는 경우 기동을 중지하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method according to claim 1,
The cooling water supply means further includes a pressure sensor for sensing the pressure for supplying the cooling water and the efficiency increase facility of the photovoltaic power generation equipment to stop starting when the pressure of the cooling water is below the set minimum pressure or exceeds the maximum pressure.
상기 냉각수 공급 수단은 강우의 유무를 판단하는 레인 센서를 더 포함하며 상기 레인 센서의 센싱 상태에 따라서 강우 중이라고 판단되면 냉각수의 분사를 정지하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method according to claim 1,
The cooling water supply means further comprises a rain sensor for determining the presence or absence of rain, and if it is determined that the rainfall in accordance with the sensing state of the rain sensor efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment to stop the injection of the cooling water.
상기 냉각수 공급수단은 상기 태양광 모듈의 광투과도를 측정하는 광투과도 측정 센서를 더 포함하며 상기 광투과도 측정 센서의 센싱 상태에 따라서 상기 태양광 모듈의 광투과도가 설정치 미만인 경우 상기 냉각수의 분사 상태를 유지하는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method according to claim 1,
The cooling water supply means further includes a light transmittance measuring sensor for measuring the light transmittance of the solar module and the injection state of the coolant when the light transmittance of the solar module according to the sensing state of the light transmittance measuring sensor is less than a set value Maintain efficiency of solar power generation facilities.
상하로 인접한 상기 냉각수 분사수단의 이격거리는 각 냉각수 분사수단의 각 최대분사범위의 호가 접하는 접점이 상기 태양광 모듈의 상단과 하단에 각각 형성되도록 설정되는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method according to claim 1,
The separation distance of the coolant jetting means vertically adjacent to each other is the efficiency improvement equipment of the photovoltaic power generation equipment is set so that the contact point of the arc of each maximum injection range of each cooling water jetting means is formed on the upper and lower ends of the solar module, respectively.
상하로 인접한 상기 냉각수 분사수단의 최대분사거리는 각 냉각수 분사수단의 각 최대분사범위의 호가 접하는 접점이 상기 태양광 모듈의 상단과 하단에 각각 형성되도록 설정되는 태양광 발전설비의 효율향상설비.
The method according to claim 1,
The maximum spraying distance of the coolant spraying means vertically adjacent to each other, the contact point of the contact of each maximum spraying range of the cooling water spraying means is set so that the upper and lower ends of the photovoltaic module, respectively, the efficiency improvement equipment.
상기 냉각수 분사수단의 최대분사범위는 인접한 상기 냉각수 분사수단의 이격거리 이상으로 설정되고 각 냉각수 분사수단의 냉각수를 분사하는 분사각은 인접한 다른 냉각수 분사수단을 지향하는 범위 이내로 설정되는 태양광 발전설비의 효율향상 설비.The method according to claim 1,
The maximum spraying range of the coolant spraying means is set to be greater than or equal to the separation distance of the adjacent coolant spraying means, and the spray angle for spraying the coolant of each coolant spraying means is set within a range that is directed toward other adjacent coolant spraying means. Efficiency improvement equipment.
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|---|---|---|---|
| KR1020120001017A KR101263243B1 (en) | 2012-01-04 | 2012-01-04 | Efficiency enhancement equipment for solar photovoltaic power facilities |
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- 2012-01-04 KR KR1020120001017A patent/KR101263243B1/en active IP Right Grant
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