KR101496832B1 - Reflecting Apparatus for Solar Photovoltaic Power Generation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전의 집광용 반사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수개의 반사판이 바람에 의해 회전할 수 있도록 구성되어 바람에 의한 영향을 최소화할 수 있으며, 집광 효율을 향상시킬 수 있는 태양광 발전용 반사장치에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a reflector for collecting light of solar power generation, and more particularly, to a reflector for concentrating sunlight, And a reflection device for photovoltaic power generation.
최근 석탄과 석유와 같은 화석연료의 고갈 문제 및 환경오염 문제의 심각성으로 인하여, 이를 대체할 수 있는 대체에너지에 대한 다양한 모델이 제시되고 있다. 이중 태양광 에너지를 이용한 발전 또는 난방은 화석 연료에 대한 에너지 의존도를 줄이고, 무공해 환경을 조성할 수 있어서, 세계 여러 나라에서 활발한 연구가 이루어지고 있다.In recent years, various models of alternative energy have been proposed as substitutes for fossil fuels such as coal and oil, and the seriousness of environmental pollution problems. Power generation or heating using dual photovoltaic energy can reduce energy dependence on fossil fuels and create pollution-free environment, and active research is being conducted in various countries around the world.
태양광 에너지를 열 또는 전기로 변환하기 위해서는 태양광 모듈이 필요하다. 여기서, 태양광 모듈은 태양광으로부터 열에너지를 얻는 태양광 집열 판넬이나 태양광으로부터 전기에너지를 얻는 태양광 발전 판넬 등과 같이 태양광을 흡수하기 위한 판형상의 판넬을 모두 포함하는 개념이다.Solar modules are needed to convert solar energy to heat or electricity. Here, the solar module includes a solar panel for obtaining heat energy from sunlight, a solar panel for obtaining electric energy from sunlight, and a plate panel for absorbing sunlight.
이러한 태양광 모듈은 건축물의 지붕이나 넓은 평야 지대에 소정의 각도로 경사지게 설치되는 고정 방식이거나, 태양의 이동에 따라 태양광 모듈의 각도를 변화시켜 집광 효율을 높일 수 있는 태양광 추적 방식이 많이 이용되고 있다. Such a solar module may be fixed in a manner that it is inclined at a predetermined angle to a roof or a wide plain of a building, or may be a solar tracking method that can increase the efficiency of condensing by changing the angle of the solar module according to the movement of the sun .
고정식 태양광 모듈의 경우 태양광 모듈을 지탱하기 위한 지지장치가 마련되어야 하는데, 이러한 지지장치는 태양광 모듈의 크기가 커질수록, 그리고 바람의 많이 부는 지역일수록 큰 지지력을 발휘해야 하므로 크기와 구조가 복잡해지고, 비용이 많이 드는 문제가 발생한다. In the case of a fixed solar module, a supporting device for supporting the solar module should be provided. The larger the size of the solar module and the more windy the area, the larger the supporting force, Complicated and costly problems arise.
이러한 문제를 해결하기 위하여 태양광 모듈을 수평하게 설치하고, 태양광 모듈의 일측에 태양광을 집광하기 위한 반사판을 설치하여 저비용 고효율의 태양광 발전장치를 구성할 수 있는 방안이 개발되고 있다.In order to solve such a problem, a method for constructing a low-cost and high-efficiency photovoltaic power generation device by installing a solar module horizontally and installing a reflector for collecting sunlight on one side of the solar module has been developed.
그러나, 이러한 반사판을 채용한 종래의 태양광 발전장치는 반사판이 바람의 영향에 의해 휘어지거나 파손될 수 있기 때문에 반사판의 구조 강도를 증대시키기 위하여 복잡하고 크기가 큰 지지구조물을 채용해야 하므로 비용 절감 효과가 낮고, 유지 관리가 어려운 문제가 있다. However, since the conventional solar power generator using such a reflector can be bent or broken due to the influence of the wind, the complicated and large supporting structure is required to increase the structural strength of the reflector, There is a problem that maintenance is difficult.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수개의 반사판이 바람에 의해 회전할 수 있도록 구성되어 바람에 의한 영향을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 반사판을 지지하는 지지구조물을 경량화할 수 있고, 집광 효율을 향상시킬 수 있는 태양광 발전용 반사장치를 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a support structure for supporting a reflector, in which a plurality of reflectors can be rotated by wind to minimize the influence of wind, And to provide a reflecting device for a solar power generator capable of reducing light weight and improving light collecting efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전용 반사장치는, 태양광에 의해 전기를 발생시키는 태양광 모듈의 일측에 설치되는 프레임과; 상기 프레임에 힌지축을 매개로 자유롭게 회전 운동 가능하게 설치되어 바람에 의해 힌지축을 중심으로 회전 운동하며, 태양 광을 상기 태양광 모듈 쪽으로 반사하는 복수개의 반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a reflection device for a solar power generation, comprising: a frame installed at one side of a solar module for generating electricity by sunlight; And a plurality of reflection plates installed on the frame freely rotatably through a hinge axis, rotating around the hinge axis by the wind, and reflecting sunlight toward the solar module.
본 발명의 한 형태에 따르면, 본 발명의 태양광 발전용 반사장치는, 상기 반사판의 배면에 반사판에 대하여 각도가 가변될 수 있게 설치되어, 반사판의 경사각을 조절하는 각도조절부재를 더 포함할 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for reflecting solar power according to the present invention, further comprising an angle adjusting member installed on a rear surface of the reflecting plate so as to vary the angle with respect to the reflecting plate, have.
상기 각도조절부재는, 일단이 반사판의 배면에 고정되며 일정한 크기 이상의 외력을 가했을 때 구부러지는 성질이 있는 연결바아와, 상기 연결바아의 타단에 고정되는 각도조절용 무게추를 포함한 구성으로 이루어질 수 있다. The angle adjusting member may include a connecting bar having one end fixed to the back surface of the reflecting plate and bent when an external force equal to or greater than a predetermined magnitude is applied, and an angle adjusting weight attached to the other end of the connecting bar.
본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 상기 반사판의 하단부는 말려져서 그 두께가 나머지 부분보다 두껍게 형성될 수 있다. According to another aspect of the present invention, the lower end of the reflection plate may be curled so that its thickness is thicker than the rest.
본 발명의 또 다른 한 형태에 따르면, 상기 반사판의 하단부에 무게추가 부착될 수 있다. According to another aspect of the present invention, a weight may be attached to the lower end of the reflection plate.
본 발명의 또 다른 한 형태에 따르면, 상기 반사판의 일측 또는 양측 가장자리 부분과 일정 거리 이격되도록 상기 프레임에 고정되게 설치되며, 반사판 쪽으로 절곡된 걸림턱을 구비한 스톱퍼를 더 포함하여, 상기 반사판의 회전시 반사판이 걸림턱에 걸리면서 반사판의 회전이 제한되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 반사장치가 제공된다. According to still another aspect of the present invention, there is provided a display device, further comprising a stopper fixed to the frame so as to be spaced apart from the edge of one side or both sides of the reflection plate and having a stopper bent toward the reflection plate, And the rotation of the reflection plate is restricted while the reflection plate is caught by the catching jaw.
본 발명의 또 다른 한 형태에 따른 태양광 발전용 반사장치는, 상기 반사판이 바람에 의해 회전한 후 원위치로 복귀하도록 프레임에 대해 반사판을 탄력적으로 지탱하는 탄성부재를 더 포함할 수 있다. The reflector for solar power generation according to another embodiment of the present invention may further include an elastic member for elastically supporting the reflector with respect to the frame so that the reflector returns to the original position after the reflector is rotated by the wind.
본 발명에 따르면, 복수개의 반사판이 바람에 순응하여 회전하게 되므로 강풍이 불더라도 반사판이 휘어지거나 파손되는 현상이 발생하지 않게 된다. 따라서 반사판을 지지하기 위한 프레임을 경량화할 수 있으며, 프레임의 구조를 단순화시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, since a plurality of reflectors are rotated in accordance with the wind, a phenomenon that the reflector is bent or broken even when strong winds are blown does not occur. Therefore, the frame for supporting the reflector can be lightened, and the structure of the frame can be simplified.
또한 반사판의 경사각을 조절할 수 있도록 구성하게 되면, 반사판의 경사각을 최적의 집광 효율을 얻을 수 있는 각도로 조절할 수 있게 된다.Further, when the inclination angle of the reflection plate is adjusted, it is possible to adjust the inclination angle of the reflection plate to an angle at which optimal light collection efficiency can be obtained.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전용 반사장치가 적용된 태양광 발전장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 태양광 발전용 반사장치의 주요 부분에 대한 사시도이다.
도 3은 도 1의 태양광 발전용 반사장치의 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전용 반사장치의 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양광 발전용 반사장치의 또 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양광 발전용 반사장치의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 7 및 도 8은 도 6의 태양광 발전용 반사장치의 변형된 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 태양광 발전용 반사장치의 또 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도이다.
도 10은 도 9의 태양광 발전용 반사장치의 정면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a photovoltaic generation apparatus to which a reflective device for a solar power generation according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a perspective view of a main part of the reflection device for the solar power generation of FIG.
3 is a cross-sectional view of the main part of the reflection device for the solar power generation of Fig.
4 is a cross-sectional view showing another embodiment of a reflection device for a solar power generation according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing another embodiment of a reflection device for a solar power generation according to the present invention.
6 is a perspective view showing still another embodiment of a reflection device for a solar power generation according to the present invention.
Figs. 7 and 8 are cross-sectional views showing a principal part of a modified embodiment of the reflection device for the solar power generation of Fig. 6;
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of a reflecting device for a solar power generator according to the present invention.
10 is a front view of the reflection device for the solar power generation of FIG.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양광 발전용 반사장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 태양광 발전장치는 태양광에 의해 전기를 발생시키는 태양광 모듈(1)과, 상기 태양광 모듈(1)의 일측에 설치되어 태양광을 상기 태양광 모듈(1) 쪽으로 반사시켜 집광하기 위한 반사장치(10)로 구성된다. 1 and 2, the photovoltaic device includes a
상기 태양광 모듈(1)은 건물의 지붕이나 편평한 땅에 수평하게 설치되며, 복수개의 태양전지 셀이 n × m의 매트릭스 형태로 배열된 구조를 갖는다. 상기 태양광 모듈(1)은 건물의 지붕 또는 지면(地面)으로부터 일정 거리 이격되게 배치된다.The
상기 반사장치(10)는 상기 태양광 모듈(1)의 일측에 설치되는 프레임(11)과, 상기 프레임(11)에 힌지축(13)을 매개로 자유롭게 회전 운동 가능하게 설치되어 바람에 의해 힌지축(13)을 중심으로 회전 운동하도록 된 복수개의 반사판(12)을 포함한 구성으로 이루어진다. The
상기 프레임(11)은 건물의 지붕이나 옥상, 지면 상에 수직하게 또는 일정 각도로 경사지게 기립하도록 설치된다. 상기 프레임(11)은 하나의 사각형으로 이루어질 수도 있지만, 이와 다르게 격자 구조의 사각형으로 이루어질 수도 있다. The
상기 반사판(12)은 상기 프레임(11)에 n × m의 매트릭스 형태로 배열된다. 상기 반사판(12)은 태양 광을 반사시킬 수 있는 금속 재질로 만들어지거나, 플라스틱과 같은 합성수지 재질의 판에 반사시트가 부착된 구조로 만들어질 수도 있다. 상기 반사판(12)은 상단부가 상기 힌지축(13)에 의해 프레임(11)에 자유롭게 회전하도록 연결된다. 따라서, 바람이 불게 되면 반사판(12)이 힌지축(13)을 중심으로 회전하게 되어 저항력이 최소화되고, 이에 따라 반사판(12)이 휘어지거나 파손되는 현상이 방지될 수 있다. 또한 프레임(11)의 지지 강도를 크게 할 필요가 없으므로 프레임(11)을 경량화시킬 수 있으며, 프레임(11)의 구조 또한 단순화시킬 수 있게 된다.The
상기 반사판(12)은 전체가 동일한 두께와 크기를 갖는 사각형의 판체로 이루어질 수 있지만, 반사판(12)이 미약한 바람에는 크게 회전하지 않음과 더불어 회전한 이후에는 신속하게 원상태로 복귀하여 집광 작용을 할 수 있도록 하기 위하여 하측이 상측보다 무겁게 되도록 구성할 수도 있다. Although the
이를 위해 도 4에 도시한 것과 같이 반사판(12)의 하단부를 말아서 그 두께가 나머지 부분보다 두껍게 형성하거나, 도 5에 도시한 것과 같이 반사판(12)의 하단부에 무게추(14)를 부착하여 반사판(12)의 하단부가 상부보다 무거워지게 할 수도 있다.4, the lower end of the
한편, 전술한 실시예에서 반사판(12)의 상단에 힌지축(13)이 연결되지만, 도 6에 도시한 것과 같이 반사판(12)의 중간 부분에 힌지축(13)이 연결될 수도 있다. Meanwhile, although the
또한 상기 반사판(12)은 지면(地面)에 대해 수직한 상태를 유지하게 설치될 수도 있지만, 도 7 및 도 8에 도시한 것과 같이 반사판(12)의 배면에 각도조절부재(15)를 설치하여 반사판(12)의 경사각(지면에 대해 수직한 축에 대해 기울어진 각도)을 조절할 수도 있다. 7 and 8, the
상기 각도조절부재(15)는 일단이 반사판(12)의 배면에 고정되며 일정한 크기 이상의 외력을 가했을 때 구부러지는 성질이 있는 철사와 같은 연결바아(16)와, 상기 연결바아(16)의 타단에 고정되는 각도조절용 무게추(17)를 구비한다. 상기 연결바아(16)는 소정 굵기의 철사와 같은 선재로 되어 일정 크기 이상의 외력을 가했을 때 구부러지면서 반사판(12)에 대하여 각도가 가변되고, 이로써 반사판(12)에 대한 각도조절용 무게추(17)의 상대 위치를 가변시켜 반사판(12)의 경사각을 조절하는 작용을 하게 된다. The
즉, 도 7에 도시한 것과 같이 연결바아(16)를 반사판(12)과 근접한 방향으로 구부리게 되면 각도조절용 무게추(17)가 반사판(12)과 근접하게 되면서 반사판(12)의 경사각이 줄어들게 되고, 도 8에 도시한 것처럼 연결바아(16)를 반사판(12)과 먼 방향으로 구부리면 각도조절용 무게추(17)가 반사판(12)과 멀어지면서 반사판(12)의 경사각이 증가하게 되는 것이다. 7, when the
이와 같이 각도조절부재(15)의 연결바아(16)를 가변시켜 반사판(12)의 초기 경사각을 조절할 수 있게 되면, 태양광 모듈(1)과 반사장치(10)의 상대 위치와 주변 환경에 따라 반사판(12)의 초기 경사각을 원하는 대로 조절하여 최적의 집광 효율을 얻을 수 있는 반사판(12) 배열 구조를 얻을 수 있게 된다. The connecting
상기 반사장치(10)에 배열된 모든 반사판(12)의 경사각을 동일할 수도 있지만, 각 열과 행의 반사판(12)의 경사각을 상황에 따라 다르게 조절하여 배열할 수도 있다. The inclination angles of all the
한편 상기 반사판(12)의 회전각이 너무 크게 되면 반사판(12)의 진동 범위가 커서 원래 위치로 복귀하는데 시간이 많이 소요될 수 있다. 따라서, 도 9 및 도 10에 도시한 것과 같이 상기 반사판(12)의 일측 또는 양측 가장자리 부분과 일정 거리 이격되도록 상기 프레임(11)에 스톱퍼(18)를 설치하여 반사판(12)의 회전각을 제한할 수도 있다. On the other hand, if the rotation angle of the
상기 스톱퍼(18)는 양단부 또는 일단부에 반사판(12) 쪽으로 절곡된 걸림턱(19)을 구비하여, 상기 반사판(12)의 회전시 반사판(12)이 걸림턱(19)에 걸리면서 반사판(12)의 회전이 제한된다. The
한편, 도면에 도시하지는 않았으나, 상기 반사판(12)이 바람에 의해 회전한 후 원위치로 복귀하도록 프레임(11)에 대해 반사판(12)을 탄력적으로 지탱하는 스프링과 같은 탄성부재가 추가로 설치될 수도 있다. Although not shown in the drawings, an elastic member such as a spring that resiliently supports the
상술한 것과 같이 본 발명의 반사장치(10)는 복수개의 반사판(12)이 바람에 의해 회전이 가능하게 설치되므로 강풍이 불더라도 반사판(12)이 휘어지거나 파손되는 현상이 발생하지 않게 된다. As described above, the
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. And it is to be understood that such modified embodiments belong to the scope of protection of the present invention defined by the appended claims.
1 : 태양광 모듈 10 : 반사장치
11 : 프레임 12 : 반사판
13 : 힌지축 14 : 무게추
15 : 각도조절부재 16 : 연결바아
17 : 각도조절용 무게추 18 : 스톱퍼
19 : 걸림턱1: solar module 10: reflector
11: Frame 12: Reflector
13: Hinge shaft 14: Weight weight
15: angle adjusting member 16: connecting bar
17: weight for adjusting angle 18: stopper
19: hanging jaw
Claims (3)
상기 프레임(11)에 힌지축(13)을 매개로 자유롭게 회전 운동 가능하게 설치되어 바람에 의해 힌지축(13)을 중심으로 회전 운동하며, 프레임(11)에 n × m의 매트릭스 형태로 배열되어 태양 광을 상기 태양광 모듈(1) 쪽으로 반사하는 복수개의 반사판(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 반사장치.A frame 11 installed on one side of the solar module 1 generating electricity by sunlight, standing upright or inclined at an angle with respect to the ground;
And is rotatably mounted on the frame 11 via a hinge shaft 13 so as to be rotatable around the hinge shaft 13 by wind and arranged in a matrix of n × m in the frame 11 And a plurality of reflection plates (12) for reflecting sunlight toward the solar module (1).
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