KR101322739B1 - 태양광 집광 장치 - Google Patents

태양광 집광 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101322739B1
KR101322739B1 KR1020110134035A KR20110134035A KR101322739B1 KR 101322739 B1 KR101322739 B1 KR 101322739B1 KR 1020110134035 A KR1020110134035 A KR 1020110134035A KR 20110134035 A KR20110134035 A KR 20110134035A KR 101322739 B1 KR101322739 B1 KR 101322739B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter
surface treatment
treatment layer
polygonal
solar
Prior art date
Application number
KR1020110134035A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130067162A (ko
Inventor
류승기
한대철
문학룡
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Priority to KR1020110134035A priority Critical patent/KR101322739B1/ko
Publication of KR20130067162A publication Critical patent/KR20130067162A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101322739B1 publication Critical patent/KR101322739B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/054—Optical elements directly associated or integrated with the PV cell, e.g. light-reflecting means or light-concentrating means
    • 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
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Abstract

태양광의 직접도를 높여 집광 효율을 높일 수 있는 태양광 집광 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 내부에 빈 공간을 갖는 하우징; 상기 하우징의 상부에 형성되어 외부로부터 들어오는 태양광을 집광하는 표면 필터와 상기 표면 필터의 하부에 균질 또는 비균질하게 형성되는 복수 개의 다각형 필터를 구비하는 표면 처리층; 및 상기 하우징의 빈 공간내에 배치되어 상기 표면 처리층에서 집광된 태양광을 흡수하는 태양광판을 포함하는 태양광 집광 장치가 제공된다.
이에, 본 발명은 기존에 태양쪽을 향하여 형성된 다면 입사부의 구조에 비해 태양광의 직접도가 좋아져, 궁극적으로 집광 효율이 증대되는 효과가 있다.

Description

태양광 집광 장치{SOLAR COLLECTOR APPARATUS}
본 발명은 태양광 집광 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광의 직접도를 높여 집광 효율을 높일 수 있는 태양광 집광 장치에 관한 것이다.
최근에는 대체 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산하고자 하는 장치들이 많이 개발되고 있다. 특히, 대체 에너지 중 태양광 에너지는 어느 장소에서나 쉽게 획득할 수 있어 다양한 형태의 전기 생산 장치들이 속속 개발되고 있다.
대부분 산업용 발전 설비에 한정되고 있으나, 그 범위가 점차 넓어져 도로 분야와 같은 특수한 분야에서도 태양광 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생산하고자 하는 경우가 점차 늘고 있다. 대표적인 예로는 도로전광표지, 도로 표지판, 조경판, 보도 블럭 및 점자 보도 블럭 등의 분야에서 활발히 적용되고 있다.
이러한 각 유형마다 태양 에너지를 생산하기 위해서는 태양광 에너지를 흡수하는 태양광 집광 장치와 상기 집광 장치로부터 흡수된 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양 전지판을 공통적으로 구비하고 있다.
그러나, 대부분의 태양광 집광 장치는 태양광을 제대로 흡수하지 못하여 발전 효율이 떨어진다. 그 대표적인 예로서, 삼성 중공업(주)에 의해 2008년 12월 08일자로 출원된 한국특허출원번호 제2008-0123923호에서 태양광 집광 장치가 개시되었다.
상기 태양광 집광 장치는, 태양광이 입사되는 측에 다수의 입사면으로 둘러싸인 입체 구조를 가지는 다면 입사부를 구비하며, 상기 다면 입사부는 태양광이 빛추는 쪽을 향하여 삼각뿔 또는 사각뿔 구조를 갖고 있다. 그러나, 위와 같은 다면 입사부의 구조로는 태양광 집광 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양광이 빛추하는 하부 방향을 향하여 균질하거나 비균질한 형태로 복수 개의 다각형 필터를 배치하여 태양광의 집광 효율을 획기적으로 높일 수 있는 태양광 집광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 내부에 빈 공간을 갖는 하우징; 상기 하우징의 상부에 형성되어 외부로부터 들어오는 태양광을 집광하는 표면 필터와 상기 표면 필터의 하부에 균질하게 형성되는 복수 개의 다각형 필터를 구비하는 표면 처리층; 및 상기 하우징의 빈 공간내에 배치되어 상기 표면 처리층에서 집광된 태양광을 흡수하는 태양광판;을 포함하는 태양광 집광 장치가 제공된다.
여기서, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 태양광 집광 장치는 확산 필름층을 더 포함하고, 상기 확산 필름층은, 상기 태양광을 상기 표면 처리층을 향하여 확산시키도록 상기 표면 처리층의 상부에 코팅되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 표면 처리층의 높이는 5 내지 20 mm의 두께를 가지며, 상기 복수 개의 다각형 필터의 각 간격은 8 내지 12 mm의 길이를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 복수 개의 다각형 필터는, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 및 원뿔 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 관점에 따른 상기 표면 처리층은, 투명 아크릴, 폴리카폰네이트 및 강화 유리 중 어느 하나의 재질로 제작될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 내부에 빈 공간을 갖는 하우징; 상기 하우징의 상부에 형성되어 외부로부터 들어오는 태양광을 집광하는 표면 필터와 상기 표면 필터의 하부에 비균질하게 형성되는 복수 개의 다각형 필터를 구비하는 표면 처리층; 및 상기 하우징의 빈 공간내에 배치되어 상기 표면 처리층에서 집광된 태양광을 흡수하는 태양광판;을 포함하는 태양광 집광 장치가 제공된다.
여기서, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 태양광 집광 장치는 확산 필름층을 더 포함하고, 상기 확산 필름층은, 상기 태양광을 상기 표면 처리층을 향하여 확산시키도록 상기 표면 처리층의 상부에 코팅되는 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 상기 표면 처리층의 높이는 5 내지 20 mm의 두께를 가지며, 상기 복수 개의 다각형 필터의 각 간격은 8 내지 12 mm의 길이를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 상기 복수 개의 다각형 필터는, 상기 확산 필름층의 하부 모서리를 따라 내측 방향으로 균질하게 형성되는 제1 다각형 필터; 및 상기 제1 다각형 필터보다 작아 상기 제1 다각형 필터의 내측으로 비균질하게 형성되는 제2 다각형 필터;를 포함하는 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 상기 표면 처리층의 높이는 5 내지 20 mm의 두께를 가지며, 상기 제1 다각형 필터의 각 다각형의 간격은 8 내지 12 mm의 길이를 갖고, 상기 제2 다각형 필터의 각 다각형의 간격은 3 내지 7 mm의 길이를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 상기 복수 개의 다각형 필터는, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 및 원뿔 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 관점에 따른 상기 표면 처리층은, 투명 아크릴, 폴리카폰네이트 및 강화 유리 중 어느 하나의 재질로 제작될 수 있다.
본 발명에 의하면, 표면 필터의 하부에 균질 또는 비균질한 형태로 복수 개의 다각형 필터를 구비하여, 기존에 태양쪽을 향하여 형성된 다면 입사부의 구조에 비해 태양광의 직접도가 좋아져, 궁극적으로 집광 효율이 증대되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 위와 같은 복수 개의 다각형 필터와 더불어 표면 필터의 상부에 확산 필름층을 구비하여, 표면 필터층으로 향하는 태양광을 확산시킴으로써 다각형 필터에 의한 집광 효율을 높이는데 기여하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 표면 처리층의 높이와 다각형 필터의 길이를 최적으로 설계하여, 다각형 필터로 태양광을 집중시킬 수 있어 이 또한 집광 효율을 높이는데 기여하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 위와 같은 구조를 도로 분야뿐만 아니라 산업용, 가정용 에너지 설비로 확대하여 적용함으로써 기존에 각 설비가 갖고 있는 구조에 비하여 제작 비용을 줄일 수 있고, 유지 관리가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 처리층(130)의 크기를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 처리층(150)의 크기를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표면 처리층(160)의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표면 처리층(160)의 다른 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 각 표면 처리층이 배제될 경우에 대해 태양광 휘도 측정 장치(170)를 이용하여 시험한 결과를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 표면 처리층과 같은 구조물 상부에 복수 개의 사각뿔 모양이 형성되는 종래 기술에 대해 태양광 휘도 측정 장치(180)를 이용하여 시험한 결과를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)에 대해 태양광 휘도 측정 장치를 이용하여 시험한 결과를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 1를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)는 하우징(110), 태양광판(120) 및 표면 처리층(130)을 포함하는 구조를 갖는다.
각 구성에 대해 살펴보면, 먼저, 본 발명의 하우징(110)은 이후에 설명될 태양광판(120)을 보호 하기 위한 케이스로서, 태양광판(120)을 보호하기 위하여 내부에 빈 공간(111) 구조를 갖는다.
반면, 본 발명의 태양광판(120)은 하우징(110)의 빈 공간(111)내에 배치되고, 이후에 설명될 표면 처리층(130)을 통과하여 지나는 태양광을 흡수하여 전기 에너지로 변환시켜 충전하는 역할을 한다. 이때, 표면 처리층(130)을 통과하는 태양광은 표면 처리층(130)의 구조에 따라 집광된 상태로 태양광판(120)으로 보낸다.
집광 정도를 높이기 위하여, 본 발명의 표면 처리층(130)은 하우징(110)의 상부에 형성되어 외부로부터 들어오는 태양광을 흡수하는 표면 필터(131)와 상기 태양광을 집광하도록 표면 필터(131)의 하부에 균질하게 형성되는 복수 개의 다각형 필터(132)를 구비한다.
여기서, 복수 개의 다각형 필터(132)는 표면 필터(131)의 하부에 태양광판(120) 쪽을 향하여 모아지는 뿔 구조를 가지며, 등간격으로 동일한 패턴을 갖고 배치되기 때문에 균질한 상태를 이룬다. 이때, 복수 개의 다각형 필터(132)는, 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 및 원뿔 중 어느 하나의 형상이며, 바람직하게는 사각뿔 형상일 수 있다. 도 1에서는 사각뿔 모양의 다각형 필터(132)만을 뒤집어서 구체적으로 표시하였다.
이러한 복수 개의 다각형 필터(132)는 표면 필터(131)의 하부에서 모아지는 형태로 배열되기 때문에 예컨대, 기존의 표면 필터와 같은 구조 상부에 사각뿔 형상이 형성되었던 것에 비해 집광 효율이 높아짐을 확인하였다. 이러한 비교는 추후 도 8 내지 도 10에서 충분히 논의하기로 한다.
아울러, 재질적인 측면에서 표면 필터(131)와 복수 개의 다각형 필터(132)를 구비한 본 발명의 표면 처리층(130)은, 집광 효율을 높이기 위하여 투명 아크릴, 폴리카폰네이트 및 강화 유리 중 어느 하나의 재질로 제조될 수 있다. 여기서 각각의 재질은 태양광을 투과, 확산 및 집광시키는데 다소 다른 특성을 갖고 있었으나, 대부분이 태양광을 투과, 확산 및 집광시키는데 탁월하다.
이와 같은 본 제1 실시예에 따른 표면 처리층(130)으로 인하여, 태양광판(120)은 표면 처리층(130)을 통과한 태양광을 집광 효율이 높은 상태로 받아들일 수 있어 기존의 태양광판(120)에 비하여 매우 높은 에너지를 충전하여 생산할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)는 확산 필름층(140)을 더 포함한다. 상기 확산 필름층(140)은 태양광을 표면 처리층(130)을 향하여 확산되도록 표면 처리층(130)의 상부에 코팅되는 필터층이다. 표면 처리층(130)의 상부에 확산 필름층(140)이 더 코팅되면, 비나 눈과 같은 물질로부터 표면 처리층(130)이 오염되는 것을 방지하여 표면 처리층(130)을 보호하면서도 태양광을 보다 효율적으로 흡수, 확산시켜 표면 처리층(130)으로 보낼 수 있다.
상기와 같이 흡수, 확산 현상을 높이기 위하여, 본 발명의 확산 필름층(140)은 고분자 폴리머와 같은 재질로 제작되는 것이 바람직하다. 그러나, 위와 같은 고분자 폴리머의 재질에만 한정되지 않으며, 다양한 재질로도 적용 가능하다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 처리층(130)의 크기를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 처리층(130)은 표면 필터(131)의 상부에 복수 개의 다각형 필터(132)를 구비한다. 이러한 다각형 필터(132)는 표면 필터(131)와 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명의 표면 처리층(130)의 크기적인 측면에서 살펴보면, 본 발명의 표면 처리층(130)의 높이(A)는 5 내지 20 mm의 두께를 가지며, 복수 개의 다각형 필터(132)의 각 간격(B)은 8 내지 12 mm의 가로 길이를 가질 수 있다. 바람직하게는, 표면 처리층(130)의 두께(A)는 10 mm이고, 각 다각형 필터(130)의 가로 길이(B)는 10 mm을 가질 수 있다.
이러한 표면 처리층(130)의 크기는 실험에 의하여 집광 효율을 높일 수 있는 최적의 크기로 밝혀졌다. 이에 대해서는 추후에 설명될 도 8 내지 10에서 충분히 이해될 수 있다.
제2 실시예
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 1를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)는 하우징(110), 태양광판(120) 및 표면 처리층(150)을 포함한다. 상기 하우징(110)과 태양광판(120)은 앞서 도 1에서 충분히 논의되었으므로 생략하며, 이하에서는 표면 처리층(150)을 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 표면 처리층(150)은 표면 필터(151)와 복수 개의 다각형 필터(152)를 포함한다. 먼저, 본 발명의 표면 필터(151)는 하우징(110)의 상부에 형성되어 외부로부터 들어오는 태양광을 흡수(투과)하는 역할을 한다.
반면, 본 발명의 복수 개의 다각형 필터(152)는 표면 필터(151)를 통과한 태양광을 집광하도록 표면 필터(151)의 하부에 비균질하게 형성되는 복수 개의 다각형 필터(152)를 구비한다.
본 발명의 복수 개의 다각형 필터(152)는 확산 필름층(140)의 하부 모서리를 따라 내측 방향으로 균질하게 형성되는 제1 다각형 필터(152a) 및 제1 다각형 필터(152a)의 모서리를 따라 내측 방향으로 상기 제1 다각형 필터(152a)보다 작아 비균질하게 형성되는 제2 다각형 필터(152b)를 구비할 수 있다.
여기서, 복수 개의 제2 다각형 필터(152b)는 예컨대 한 개의 제1 다각형 필터(152a)가 형성된 면적에 대비하여 이등분하여 두개로 나뉘어진 상태 구조를 의미한다. 이렇게 하면, 태양광을 보다 효율적으로 집광할 수 있으며, 더 나아가서는 한 개의 제1 다각형 필터(152a) 면적 크기만큼 4개의 제2 다각형 필터(152b)가 형성될 수도 있다. 이와 같이 제2 다각형 필터(152B)는 다양하게 확장 가능하며, 이러한 예는 도 5에서 설명하기로 한다.
한편, 본 발명의 제1 다각형 필터(152a)와 제2 다각형 필터(152b)의 형상은 앞서 도 1에서 설명하였듯이 삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 및 원뿔 중 어느 하나의 형상일 수 있으며, 바람직하게는 제1 다각형 필터(152a)와 제2 다각형 필터(152b) 모두 사각뿔 형상일 수 있다.
이와 같이, 제1 다각형 필터(152a)와 제2 다각형 필터(152b) 모두 구조적으로 같은 형상인 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 다른 형상일 수도 있다. 예를 들면, 제1 다각형 필터(152a)는 사각뿔 형상인 반면 제2 다각형 필터(152b)는 삼각뿔 형상일 수도 있다. 이와 같이, 본 발명이 목적하는 바인 집광 효율을 떨어뜨리지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변형 실시가 가능하다.
다른 관점에서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)는 하우징(110), 태양광판(120) 및 표면 처리층(150)뿐만 아니라 도 1과 마찬가지로 확산 필름층(155)을 더 포함할 수 있다.
상기 확산 필름층(155)은 표면 처리층(150)의 상부에 코팅되는 구조물로서, 비나 눈과 같은 물질로부터 표면 처리층(150)이 오염되는 것을 방지하여 표면 처리층(150)을 보호하면서도, 태양광을 보다 효율적으로 흡수, 확산시켜 표면 처리층(150)으로 보내는 역할을 한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 처리층(150)의 크기를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 표면 처리층(150)은 표면 필터(151)와 상기 표면 필터(151)의 상부에 제1 다각형 필터(152a)와 제2 다각형 필터(152b)를 포함한 복수 개의 다각형 필터(152)를 구비한다.
여기서, 본 발명의 표면 처리층(150)의 높이(C)는 5 내지 20 mm의 두께를 가지며, 각 제1 다각형 필터(152a)의 간격(D)은 8 내지 12 mm의 길이를 갖고, 제2 다각형 필터(152b)의 각 간격(E)은 3 내지 7 mm의 길이를 가질 수 있다. 최적으로는 각각 15 mm, 10mm, 5mm를 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이 제1 다각형 필터(152a)와 제2 다각형 필터(152b)의 최적 크기를 갖게 되면, 기존뿐만 아니라, 도 1 및 도 2의 복수 개의 다각형 필터(130) 구조에 비해서도 집광 효율이 더 높음을 확인하였다.
변형 실시예
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 표면 처리층(160)의 구조를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 표면 처리층(160)은 표면 필터(161)와 각기 비균질한 관계로 형성되는 복수 개의 다각형 필터(162)를 포함하는 구조를 갖는다. 상기 표면 필터(161)와 복수 개의 다각형 필터(162)는 앞서 도 1 또는 3에 구조와 기능면에서 동일하다.
다만, 개수면에서 차이가 있다. 즉, 본 발명의 복수 개의 다각형 필터(162)는 복수 개의 제1 다각형 필터(162a), 제2 다각형 필터(162b) 및 제3 다각형 필터(162c)를 구비한다. 여기서, 각 다각형 필터(162a, 162b, 162c)는 모두 사각뿔 형상을 하고 있으며, 각 사각뿔의 크기가 다르다는 측면에서 비균질적인 관계를 가지나, 면적당 형성되는 사각뿔의 개수가 다를 뿐이다.
구체적으로는, 양사이드에서 내측 방향을 향하여 제1 다각형 필터(162a) < 제2 다각형 필터(162b) < 제3 다각형 필터(162c)의 순서로 크기가 작아진다. 상기 제3 다각형 필터(162c)는 한개의 제1 다각형 필터(162a) 대비 정방형 형태로 4개의 사각뿔 형태로 배치될 수 있다. 이와 같이 배치되면, 도 1 또는 도 3에 비하여 집중 효율이 더 높을 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 표면 처리층(160)의 다른 구조를 예시적으로 나타낸 도면으로서, 도 6을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 표면 처리층(160)은 앞서 도 1, 도 3 및 도 5에서 설명한 표면 필터(131, 151, 161) 위에 반타원형의 볼록층(170)을 더 구비할 수 있다.
이와 같이 표면 필터((131, 151, 161)가 태양광 쪽을 향하여 볼록한 타원형으로 형성되면, 비나 눈과 같은 자연 현상으로부터 오는 오염 피해를 방지할 수 있다.
비교예
도 7은 본 발명의 각 표면 처리층이 배제될 경우에 대해 태양광 휘도 측정 장치(170)를 이용하여 시험한 결과를 나타낸 것이고, 도 8은 본 발명의 표면 처리층과 같은 구조물 상부에 복수 개의 사각뿔 모양이 형성되는 종래 기술에 대해 태양광 휘도 측정 장치(180)를 이용하여 시험한 결과를 나타낸 것이며, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)에 대해 태양광 휘도 측정 장치를 이용하여 시험한 결과를 나타낸 것이다.
각 도면에 사용된 태양광 휘도 측정 장치(170, 180, 190)는 공통적으로 'RISA-COLOR/ONE 2'를 사용하였으며, 이를 통해 측정된 각 휘도 영상은 태양광 대신 인공빛인 LED 광원을 1분 동안 쏘아 측정된 결과이다.
위와 같은 조건하에서 측정된 결과를 보면, 먼저 도 7에서는 본 발명의 각 실시예에 따라 설명된 표면 처리층이 배제된 경우를 대상으로 시험한 결과, 그 휘도 영상(171)은 중앙으로 갈수록 휘도가 낮은 초록색을 띠며, 외부로 갈수록 휘도가 높은 빨간색을 띠고 있음을 알 수 있다. 또한 참조 부호 172와 같이 휘도 분포가 나타나고 있음을 확인하였다.
반면, 도 8에서는 본 발명의 표면 처리층과 같은 구조물 상부에 복수 개의 사각뿔 모양이 형성되는 경우를 대상(종래 기술)으로 시험한 결과, 그 휘도 영상(181)은 도 7의 휘도 영상(171))에 비해 휘도가 매우 낮음을 볼 수 있으며, 또한 참조 부호 182와 같이 휘도 분포가 도 7에 비하여 매우 낮음을 알 수 있었다.
그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 표면 처리층(130)의 사각뿔 형상일 경우를 적용한 태양광 집광 장치(100)를 대상으로 시험한 결과, 그 휘도 영상(190)은 도 7과 도 8에 비해 전체 면적에 걸쳐 휘도가 높은 빨간색을 띠고 있음을 알 수 있었으며, 이로 인하여 도 7과 도 8에 비해 휘도 분포(192)가 높음을 확인하였다. 만약, 도 3과 도 5와 같은 표면 처리층을 적용한다면 도 9에 비하여 높은 휘도 값을 얻을 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 각 실시예에 따른 태양광 집광 장치(100)는 균질 또는 비균질 형태의 표면 처리층(150, 160)을 적용함으로써 기존에 비하여 높은 집광 효율을 얻을 수 있는 장점이 있다.
이상에서와 같이, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
본 발명은 도로전광 표지용, 표지병용, 조경용 보도 블럭 및 장애인용 점자 보도블럭 등을 포함하는 도로 분야를 비롯하여, 가정용, 사무실용 및 산업용에 이르기까지 광범위하게 적용되어 기존의 태양광판의 보호 범위를 벗어나 광 효율을 높이는데 유용하다.
100 : 태양광 집광 장치 110 : 하우징
111 : 빈 공간 120 : 태양광판
130, 150, 160 : 표면 처리층 131, 151, 161 : 표면 필터
132, 152, 162 : 다각형 필터 140, 155 : 확산 필름층
152a : 제1 다각형 필터 152b : 제2 다각형 필터

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 보도 블록에 채용되는 태양광 집광장치에 있어서,
    보도블록의 형상으로, 태양광판(120)보호를 위해 내부에 빈 공간(111)을 갖는 하우징(110);
    상기 하우징(110)의 상부에 형성되어 외부로부터 들어오는 태양광을 흡수하는 표면 필터(151)와 상기 태양광을 집광하도록 상기 표면 필터(151)의 하부에 비균질하게 형성되는 복수 개의 다각형 필터(152)를 구비하며, 5 내지 20 mm의 두께를 갖는 표면 처리층(150);
    상기 하우징(110)의 빈 공간(111)내에 배치되어 상기 표면 처리층(150)에서 집광된 태양광을 흡수하는 태양광판(120);
    태양광을 상기 표면 처리층(150)을 향하여 확산시키도록 상기 표면 처리층(150)의 상부에 코팅되는 확산 필름층(155);을 포함하여 구성되며,
    상기 복수 개의 다각형 필터(152)는,
    상기 확산 필름층(155)의 하부 모서리를 따라 내측 방향으로 형성되는 다각형들로 구성되며, 각 다각형의 간격이 8 내지 12 mm를 이루도록 하는 제1 다각형 필터(152a); 및
    상기 제1다각형 필터(152a)의 내측으로, 제1다각형 필터(152a)의 것들보다 작은 다각형들을 구비하며, 각 다각형의 간격이 3 내지 7 mm를 이루도록 하는 제2 다각형 필터(152b);를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 2항에 있어서, 상기 복수 개의 다각형 필터(152)는,
    삼각뿔, 사각뿔, 오각뿔 및 원뿔 중 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 표면 처리층(150)은,
    투명 아크릴, 폴리카폰네이트, 강화 유리중 어느 하나의 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 표면 필터(151)는,
    반타원형의 볼록층(170)을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 장치.
KR1020110134035A 2011-12-13 2011-12-13 태양광 집광 장치 KR101322739B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110134035A KR101322739B1 (ko) 2011-12-13 2011-12-13 태양광 집광 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110134035A KR101322739B1 (ko) 2011-12-13 2011-12-13 태양광 집광 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130067162A KR20130067162A (ko) 2013-06-21
KR101322739B1 true KR101322739B1 (ko) 2013-10-28

Family

ID=48863128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110134035A KR101322739B1 (ko) 2011-12-13 2011-12-13 태양광 집광 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101322739B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090045474A (ko) * 2007-11-02 2009-05-08 김창일 광학시트 부착형 태양광모듈
KR20100001204A (ko) * 2008-06-26 2010-01-06 중앙대학교 산학협력단 태양광 집광 장치 및 그를 이용한 태양광 발전 시스템
KR100970083B1 (ko) * 2010-02-12 2010-07-16 김재우 태양광 집광 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090045474A (ko) * 2007-11-02 2009-05-08 김창일 광학시트 부착형 태양광모듈
KR20100001204A (ko) * 2008-06-26 2010-01-06 중앙대학교 산학협력단 태양광 집광 장치 및 그를 이용한 태양광 발전 시스템
KR100970083B1 (ko) * 2010-02-12 2010-07-16 김재우 태양광 집광 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130067162A (ko) 2013-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9477033B2 (en) Multi-layered waveguide for capturing solar energy
JP5380738B2 (ja) 光起電力装置
US20140090690A1 (en) Solar concentrator and photoelectric conversion structure
EP1732141A1 (en) Optical concentrator for solar cells
CN101943765B (zh) 聚光透镜、复眼式透镜聚光器及复眼式聚光太阳电池组件
KR101707716B1 (ko) 이중 층 구조의 태양광 모듈 및 이의 제조방법
US20150285959A1 (en) Solar radiation concentrators, methods of concentrating solar radiation, and solar radiation concentrating prism lenses
US20160204294A1 (en) Opto-electronic unit composed of an opto-photonic platform
WO2014142650A1 (en) Concentrating solar panel with diffuse light conversion
KR101358864B1 (ko) 태양 전지 및 이의 제조 방법
JP2005285948A (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
US20100282316A1 (en) Solar Cell Concentrator Structure Including A Plurality of Glass Concentrator Elements With A Notch Design
KR101322739B1 (ko) 태양광 집광 장치
KR200419531Y1 (ko) 중첩개념을 이용한 태양광 발전용 집광렌즈 및 집광장치
JP2015095351A (ja) 太陽電池付き化粧材
US20090126780A1 (en) Solar Cell and Method of Manufacturing a Transparent Cover Plate
CN201859227U (zh) 聚光透镜、复眼式透镜聚光器及复眼式聚光太阳电池组件
KR100466257B1 (ko) 태양광 발전용 집광렌즈 및 집광장치
US20220190010A1 (en) Optimal photon management for cmos sensors
CN205176371U (zh) 一种太阳能收集装置
CN202601691U (zh) 一种光伏组件用聚光玻璃以及一种聚光光伏组件
US20180240926A1 (en) Solar Panel with Optical Light Enhancement Device
US9385165B2 (en) Photovoltaics using concave surface column array to enhance sunlight absorption
JP5900867B1 (ja) ソーラーパネル及びその表面構造
Al-Hamdani Experimental and Theoretical Design for A New Array Micro-Lenses Silicon Solar Cell Concentrator

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: 20160928

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 6