KR101329909B1 - 알루미늄 또는 철 파이프의 지열 전도를 이용한 태양전지의 냉각 장치 - Google Patents
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Abstract
태양 광 발전소의 년 평균의 효율을 증가시키기 위하여, 여름철의 태양전지셀의 온도를 50[℃] 이하로 유지시키기 위한 냉각 장치에 관한 것이다.
태양전지 셀에 지열을 전달하는 알루미늄 또는 철 파이프를 지하에 매설하여 지열을 흡수하게 하고, 지상의 알루미늄 또는 철 파이프 위쪽 끝의 절단된 경사면에 사각형 형태의 알루미늄 또는 철판을 접속한다.
사각형 형태의 알루미늄 또는 철판의 윗면에 태양전지 모듈의 뒷면을 부착시켜서, 지열이 전달되어 시원한 알루미늄 또는 철판을 태양전지의 뒷면에 접속하여 뜨거운 열을 흡수하게 된다.
태양전지 셀에 지열을 전달하는 알루미늄 또는 철 파이프를 지하에 매설하여 지열을 흡수하게 하고, 지상의 알루미늄 또는 철 파이프 위쪽 끝의 절단된 경사면에 사각형 형태의 알루미늄 또는 철판을 접속한다.
사각형 형태의 알루미늄 또는 철판의 윗면에 태양전지 모듈의 뒷면을 부착시켜서, 지열이 전달되어 시원한 알루미늄 또는 철판을 태양전지의 뒷면에 접속하여 뜨거운 열을 흡수하게 된다.
Description
태양 광 발전소는 수년 전에 정부 정책에 의해 가장 많이 건설되었고, 계속해서 어느 정도의 발전소가 건설되고 있으나, 일조량이 많은 여름에 발전량이 많아 진다거나 또한 이득을 보고 있다고는 알려지지 않고 있다.
이러한 이유 중의 하나가 태양전지가 열에 약하다는 것인데, 실리콘형의 태양전지는 50[℃] 이상이 되면 전력 생산이 감소하기 시작하고, 80[℃]에 이르면 전력 생산이 중단되어, 여름에 전력 생산량이 오히려 겨울보다 적어지는 경우도 발생한다.
여름철 포장된 도로의 온도가 50[℃] 이상이 되고, 자동차 표면의 철판을 만져보면, 태양전지판의 온도가 80[℃]에 이르는 것은 쉽다는 것을 알 수 있다.
태양전지판의 뒷면에 배관하여, 물을 흘리는 방법 등의 다양한 방식이 제안되었지만, 어떤 방식으로도 전지판의 열을 내리도록 구현 및 범용적으로 보급된 장치는 없다.
여름철에도 태양전지판의 온도를 50[℃] 이하로 유지시는 것은 정격출력을 유지시키는 것과 같고, 태양전지판의 온도를 50[℃] 이하로 유지하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.
또한 새로이 건설되는 태양 광 발전소의 철골 구조물 형태를 바꾸어, 본 발명과 같이 구조물 자체가 지열을 전달하며, 부과되는 다른 에너지의 공급 없이도 태양전지판의 냉각 효과를 가져 오게 하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.
지열을 태양전지 셀에 전달하는 알루미늄 또는 철 파이프를 지하에 매설하여 지열을 흡수하게 하고, 지상의 알루미늄 또는 철 파이프 위쪽 끝을 태양전지 모듈의 설치 경사각으로 절단한다.
알루미늄 또는 철 파이프 위쪽 끝의 절단된 경사면에 사각형 형태의 알루미늄 또는 철판을 접속시켜 경사지게 고정하고, 사각형 형태의 알루미늄 또는 철판의 윗면에 태양전지 모듈의 뒷면을 부착시켜서 고정한다.
지상에 알루미늄 또는 철 파이프는 단열재에 의해서 대기와 단열에 의해 열손실을 적게 하며, 지열이 전달되어 시원한 알루미늄 또는 철판을 태양전지의 뒷면에 접속하여 뜨거운 열을 흡수하게 된다.
태양 광 발전소에 설치되는 태양전지 모듈 면적 중앙부의 높이는 3[m] 정도이며, 3[m] 정도의 높이는 지열을 태양전지 셀에 충분하게 공급할 수 있어, 여름철에도 태양 전지판의 온도를 50[℃] 이하로 유지할 것으로 판단한다.
또한 새로이 건설되는 발전소에서, 종래에 사용하는 철골 구조물의 형태를 사용하지 않고, 지열을 전달하는 알루미늄 또는 철 파이프를 태양전지 모듈의 설치 구조물로 이용하므로, 지열전달과 구조물로 사용하는 2중의 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명에 따르는 알루미늄 또는 철 파이프의 지열 전도를 이용한 태양전지의 냉각 장치의 사시 도이다.
본 발명은 태양 광 발전소의 년 평균의 효율을 감소시키는 원인 중의 하나인 여름철의 태양전지 셀의 온도를 50[℃] 이하로 유지시키고자 한다.
태양 광 발전소에 설치되는 태양전지 모듈 면적 중앙부의 높이는 3[m] 정도이며, 이 정도의 높이는 지열을 태양전지 셀에 충분하게 공급할 수 있는 높이이다.
지열을 태양전지 셀에 전달하는 알루미늄 또는 철 파이프를 지하에 매설하여 지열을 흡수하게 하고, 지상의 알루미늄 또는 철 파이프 위쪽 끝을 태양전지 모듈의 설치 경사각으로 절단한다.
알루미늄 또는 철 파이프 위쪽 끝의 절단된 경사면에 사각형 형태의 알루미늄 또는 철판을 경사지게 접속하여 고정하고, 이들 알루미늄 또는 철판의 윗면에 태양전지 모듈의 뒷면을 접속 부착시켜서 고정한다.
지상에 노출된 알루미늄 또는 철 파이프는 단열재에 의해서 대기로의 열손실을 적게 하며, 지열이 전달되어 시원한 알루미늄 또는 철판을 태양전지의 뒷면에 접속하여 뜨거운 열을 흡수하게 된다.
본 발명은 지열을 전달하는 알루미늄 또는 철 파이프를 태양전지 모듈의 설치 구조물로 이용하므로, 지열 전달과 설치 구조물로 사용하는 2중의 효과가 발생한다.
기존 태양 광 발전소에도, 본 발명 방식의 지열 냉각 장치를 이용하면, 여름철에 정격 용량의 발전을 계속할 수 있어, 여름철 에너지 공급에 일조를 할 것으로 판단한다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 알루미늄 또는 철 파이프(6)에 의해 지면 아래의 지열을 태양전지 셀로 전도시켜서, 태양전지 셀의 열을 감소시키는 냉각 장치에 관한 것이다.
지열을 전달하여 태양전지(1) 셀의 열을 감소시키는 알루미늄 또는 철 파이프는, 발전소 건설시에 태양전지 모듈의 설치 구조물로 이용하므로, 지열 전달과 설치 구조물로 사용하는 2중의 효과가 발생하는 장점을 갖추고 있다.
알루미늄의 열전도도는 구리의 약 절반이고, 철의 열전도도는 알루미늄의 약 삼분지 일로서, 열전도도는 은 다음으로 구리가 좋으나, 구리는 가격이 비싼 관계로 설치 비용이 만만치 않다.
하지만, 가격이 비싸지만 열전도도가 좋은 구리나 알루미늄을 사용하여, 냉각 장치를 갖춘 발전기는 효율을 높일 수 있다.
일정 길이의 알루미늄 또는 철 파이프(6)는 지면에서 지면(3) 아래의 방향으로 지하(4) 1[m] 이상의 땅 속으로 수직으로 설치하고, 수직 파이프(6)에 수평 파이프(12)를 연결하여 지열 흡수를 잘하도록 만든다.
알루미늄 또는 철 파이프의 지상(5) 위쪽 높이는, 일정 높이의 철골 구조물(8) 위에 경사지게 설치된 태양전지 모듈 뒷면(2) 넓이의 중앙부를 높이로 결정하며, 알루미늄 또는 철 파이프(6) 지상 윗 쪽의 끝(9)을 경사지게 설치하는 태양전지 모듈의 경사 각도로 절단한다.
전력 케이블 인출 함(11)을 갖는 고정식의 태양전지(1) 모듈은 북에서 남쪽 방향으로 약 30도 정도 기울어지게 설치하므로, 알루미늄 또는 철 파이프(6) 원형 단면의 지상 윗 쪽의 끝(9)을 약 30도 정도 경사면을 갖도록 절단한다.
태양전지(1) 모듈의 고정식 설치 경사 각도로 절단된 알루미늄 또는 철 파이프(6)의 지상 윗 쪽의 끝(9) 경사면에 일정 크기 사각형의 알루미늄 또는 철판(10)을 경사지게 접촉시켜 용접에 의하여 접속하다.
지상(5)의 알루미늄 또는 철 파이프의 위쪽 끝(9)에 경사지게 부착 고정된 사각형 알루미늄 또는 철판(10)의 하늘 쪽인 윗면에는 태양전지 모듈의 뒷면(2)이 접촉되도록 부착시켜 고정한다.
사각형의 알루미늄 또는 철판(10)의 넓이는 태양전지(1) 셀의 면적 크기와 지면 아래 매설되는 알루미늄 또는 철 파이프(6) 지름에 의해 결정한다.
지면 위에 노출된 지열 전도체인 알루미늄 또는 철 파이프(6)는 단열재(7)로 대기의 열을 차단하여, 대기중으로 지열이 방출되는 손실되는 것을 최소화한다.
본 발명은 알루미늄 또는 철 파이프에 의해 태양전지 셀에 지열을 전달하여 셀의 온도를 허용온도 이하로 낮게 유지하는 특성을 갖추고 있다.
그리고 지열 전달하는 알루미늄 또는 철 파이프의 구조물은 태양 광 발전소의 건설시에 태양전지 모듈을 설치하는 구조물로 사용하는 중요한 특징을 갖추는 알루미늄 또는 철 파이프의 지열 전도를 이용한 태양전지의 냉각 장치이다.
본 발명의 변형 범위는 본 발명의 특징부를 포함하는 당해 기술 분야에 숙련된 통상적 지식을 가진자들의 범위 내에 있으며, 그러함 변형들은 본 발명의 청구항 범위 내에 있는 것으로 간주한다.
1. 태양전지.
2. 태양전지 모듈의 뒷면.
3. 지면.
4. 지하.
5. 지상.
6. 수직으로 설치한 알루미늄 또는 철 파이프.
7. 알루미늄 또는 철 파이프의 대기 열 차단을 위한 단열재.
8. 태양전지 모듈 설치를 위한 철골 구조물.
9. 태양전지 모듈 설치 경사각으로 절단된 알루미늄 또는 철 파이프의 위쪽 끝.
10. 알루미늄 또는 철판.
11. 태양전지 셀로부터 인출되는 전력선 인출함.
12. 수평으로 설치된 알루미늄 또는 철 파이프.
2. 태양전지 모듈의 뒷면.
3. 지면.
4. 지하.
5. 지상.
6. 수직으로 설치한 알루미늄 또는 철 파이프.
7. 알루미늄 또는 철 파이프의 대기 열 차단을 위한 단열재.
8. 태양전지 모듈 설치를 위한 철골 구조물.
9. 태양전지 모듈 설치 경사각으로 절단된 알루미늄 또는 철 파이프의 위쪽 끝.
10. 알루미늄 또는 철판.
11. 태양전지 셀로부터 인출되는 전력선 인출함.
12. 수평으로 설치된 알루미늄 또는 철 파이프.
Claims (1)
- 알루미늄 또는 철 파이프에 의해 지면 아래의 지열을 태양전지 셀로 전도시켜서, 태양전지 셀의 열을 감소시키는 냉각 장치에 관한 것으로,
상기 지면에서 지면 아래의 지하 1[m] 이상의 땅 속으로 일정 길이의 알루미늄 또는 철 파이프를 수직으로 매설하고, 수직의 매설 파이프에 수평으로도 연결하여 지열 흡수를 잘하게 하며,
상기 알루미늄 또는 철 파이프의 지상 높이는, 일정 높이의 철골 구조물 위에 경사지게 설치된 태양전지 모듈 뒷면 넓이의 중앙부를 높이로 결정하며, 알루미늄 또는 철 파이프 지상 윗 쪽의 끝을 경사지게 설치하는 태양전지 모듈의 경사 각도로 절단하며,
상기 태양전지 모듈의 고정식 설치 경사 각도로 절단된 지상 윗 쪽의 끝의 알루미늄 또는 철 파이프의 경사면에 일정 크기 사각형의 알루미늄 또는 철판을 경사지게 접촉시키고 용접에 의하여 고정하며, 고정된 사각형 알루미늄 또는 철판의 하늘 쪽인 윗면에는 태양전지 모듈의 뒷면이 접촉되도록 부착시켜 고정하며,
상기 사각형의 알루미늄 또는 철판의 넓이는 태양전지 셀의 면적 크기와 지면 아래 매설되는 알루미늄 또는 철 파이프 지름에 의해 결정하며,
지상의 알루미늄 또는 철 파이프는 태양 광 발전소의 건설시에 태양전지 모듈을 설치하는 구조물로 사용하며, 지면 위에 노출된 지열 전도체인 알루미늄 또는 철 파이프는 단열재로 대기의 열을 차단하는 특징을 갖는 알루미늄 또는 철 파이프의 지열 전도를 이용한 태양전지의 냉각 장치.
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| KR1020120086792A KR101329909B1 (ko) | 2012-08-08 | 2012-08-08 | 알루미늄 또는 철 파이프의 지열 전도를 이용한 태양전지의 냉각 장치 |
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| JP2000261021A (ja) | 1999-03-05 | 2000-09-22 | Takao Sato | 片面に複数の突起状を備えた放熱板を設けた太陽電池モジュール及び散水装置を設けた太陽光発電システム |
| KR20090115624A (ko) * | 2008-05-02 | 2009-11-05 | 유흥수 | 태양광 발전 유지설비 제어 시스템 |
| KR20100097266A (ko) * | 2009-02-26 | 2010-09-03 | 충북대학교 산학협력단 | 발포금속을 이용한 냉각수단이 구비된 집광형 태양광 및 태양열 복합 발전 장치 |
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2012
- 2012-08-08 KR KR1020120086792A patent/KR101329909B1/ko not_active IP Right Cessation
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| JP2000261021A (ja) | 1999-03-05 | 2000-09-22 | Takao Sato | 片面に複数の突起状を備えた放熱板を設けた太陽電池モジュール及び散水装置を設けた太陽光発電システム |
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