KR101502084B1 - 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템 - Google Patents

태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템 Download PDF

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주식회사 지산홀딩스
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Abstract

본 발명은 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 태양전지판의 발전량을 증대시키며, 설치 및 제거 작업이 수월하고 계절에 따라 적절하게 교체하여 사용할 수 있는 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

Description

태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템{Solar Reflectors and solar power generator system using the same}
본 발명은 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 태양전지판의 발전량을 증대시키며, 설치 및 제거 작업이 수월하고 계절에 따라 적절하게 교체하여 사용할 수 있는 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전 설비는 태양광에 의해 전기를 발생시키기 위한 것으로, 발전소와 같은 시설에서 넓은 대지에 복수의 태양전지모듈이 부착된 태양전지판을 복수 개로 설치하여 전기를 발생시키도록 구비되며, 태양전지판이 일정한 방향을 바라보도록 설치되는 고정식 발전 시스템 및 태양의 위치를 추적하여 태양전지판의 각도 또는 방향을 변경시킬 수 있는 추적식 발전 시스템으로 구분된다.
기존의 태양광 발전 설비는 초기 시설비 및 유지관리비가 적게 드는 고정식 발전 시스템의 형태가 대부분이며, 태양전지판을 지면에 경사지게 설치하고 태양전지판을 지지하는 지지대가 형성된 구조로 이루어져 있다. 또한, 태양전지판은 대개 평평한 판 형상으로 사용되고 있다.
또한, 복수 개의 태양전지판을 설치하는 경우, 연중 태양전지판에 입사되는 일사량이 최대가 되어 태양전지판에서 발생되는 전력량이 최대가 될 수 있는 각도로 지면과 경사지게 태양전지판들을 설치하며, 각각의 태양전지판이 태양전지판 상호간 또는 주변 장애물에 의한 그림자의 영향을 최소한으로 받도록 소정 간격을 이격시켜서 설치하는 것이 일반적이다.
다만, 고정식 발전 시스템은 태양전지판이 항상 일정한 방향으로 고정되어 있어 추적식 발전 시스템에 비하여 태양의 위치변화에 따른 태양전지판의 발전 성능이 떨어지는 단점이 있어서, 이를 보완하고자 태양광을 반사시키는 반사판을 별도로 설치하게 되었다.
또한, 반사판은 거울과 같이 태양광을 반사시킬 수 있게 구비된 것으로, 평평한 형태 또는 오목한 형태로 형성되며, 태양전지판의 좌,우측 등의 테두리에 설치되거나, 태양전지판과 이격된 위치에 복수의 반사거울이 태양전지판을 바라보도록 설치하는 방식이 알려져 있다.
한편, 넓은 대지에 복수 개의 태양전지판이 설치된 고정식 발전 시스템에서는 부가적으로 설치된 반사판에 의해 생성된 그림자가 태양전지판에 영향을 주거나 설치 공간의 소모를 가중시키는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 반사판은 설치 및 제거 작업에 어려움이 있었고 설치에 필요한 비용도 크게 소모하는 단점이 있어 실질적인 활용성이 매우 낮은 문제점과, 계절에 따라 태양의 고도가 변화되어 반사판에 입사되는 태양광의 각도나 방향이 달라짐에도 불구하고 태양광이 반사되는 정도를 조절하기가 불가능한 문제점이 있었다.
본 발명자들은 태양전지판의 발전량을 증대시키면서 교체가 용이하고, 태양전지판에 그림자의 영향을 주지 않으며 제조비용은 최소화할 수 있는 반사판을 제공하고자 연구 노력한 결과, 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템의 기술적 구성을 개발하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 태양전지판에 그림자를 발생시키지 않으면서 태양전지판의 발전량을 증대시킬 수 있는 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 제조, 설치 및 제거 작업이 용이하고, 계절에 따라 적절하게 교체하여 사용할 수 있는 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 경사지게 이격되어 설치된 복수 개의 태양전지판을 구비한 태양광 발전 시스템에서 사용되는 반사판으로서, 상기 반사판은, 상기 복수 개의 태양전지판 사이에서 경사지게 설치되고 적어도 탈부착이 가능하게 구비되며, 접거나 말아서 보관할 수 있도록 구비한 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 반사판을 제공한다.
또한, 본 발명은 반사판이 설치되고, 복수의 태양전지판이 소정 각도로 경사지게 설치되고 서로 이격되어 복수의 열로 배치된 태양광 발전 시스템으로서, 상기 반사판은 상기 복수의 태양전지판 사이의 이격 공간에서 특정 태양전지판의 상단부터 상기 특정 태양전지판의 뒤쪽에 배치된 다른 태양전지판의 하단까지 연결되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 반사판이 구비된 태양광 발전 시스템을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 반사판은 적어도 한 면이 태양광의 반사를 위한 반사면으로 구비된 필름 형태로 구비되고, 그리고, 상기 반사면에는 복수 개의 요철부가 구비되어 태양광을 난반사한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 반사면의 요철부는 고르게 분포되거나 소정 간격을 두고 분포하게 된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 반사판은 상기 반사면에 형성된 요철부의 분포 정도를, 계절의 변화에 따라 선택하여 설치할 수 있도록 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 반사판은, 태양전지판의 상단에 고정되는 상부 고정수단; 및 태양전지판의 하단에서 고정되는 하부 고정수단;을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 상부 고정수단 및 상기 하부 고정수단 중 어느 하나 이상은 고리, 끈끈이, 벨크로 또는 소정 크기의 홀로 구비된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양광 발전 시스템은, 상기 복수의 태양전지판 사이에 설치되어 특정 태양전지판의 상단부터 상기 특정 태양전지판의 뒤쪽에 배치된 다른 태양전지판의 하단까지 연결된 면을 형성하며, 상기 반사판을 거치시킬 수 있게 구비되는 거치대;를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양광 발전 시스템은, 상기 복수의 태양전지판이 음영분석에 의해 배열설치된다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템에 의하면, 태양광을 난반사하여 적절한 수준으로 태양전지판의 발전량을 증대시킬 수 있으며, 장착 및 제거 작업이 용이하여 계절에 따라 쉽게 교체하여 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판 및 이를 구비한 태양광 발전 시스템에 의하면, 복수의 태양전지판 사이의 빈 공간에 설치되고 태양전지판에는 그림자를 발생시키지 않으므로 태양전지판의 태양광 발전 효율을 향상시키면서 공간 효율도 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판을 접은 상태를 보여주는 도면.
도 3a 내지 도 3C는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판의 요철부의 분포 정도를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 단면을 보여주는 도면.
도 6은 태양광 발전시스템에 설치되는 태양전지판들을 고정하기 위한 마운팅 레일을 보여주는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판을 접은 상태를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판은, 복수의 태양전지판이 설치되고 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 발전 시스템에서 사용되는 것으로, 태양전지판에 그림자를 발생시키지 않으면서 태양광을 반사시킬 수 있게 설치되고, 장착 및 교체 작업을 수월하게 수행할 수 있게 하며, 반사면(110) 및 고정수단(120)을 포함한다.
또한, 상기 태양광 발전 시스템은 복수의 태양전지판이 지지대에 의해 지면에 고정된 상태로 전기를 발전하도록 구비된 것을 뜻하며, 상기 태양전지판은 복수의 태양전지 셀이 부착된 것을 뜻한다. 또한, 상기 복수의 태양전지판은 각각의 태양전지판에 의해 생성되는 그림자가 상호간에 미치는 영향이 최소가 되도록 이격 거리가 설정되게 되었다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판(100)은, 태양광을 반사시켜 태양전지판의 발전량을 증대시키기 위한 것으로, 장착 및 교체 작업이 수월하게 이루어질 수 있고, 계절에 따라 교체하여 사용할 수 있도록 구비되며, 반사면(110) 및 고정수단(120)을 포함한다.
또한, 상기 반사판(100)은 상기 복수 개의 태양전지판 사이에 경사지게 설치될 수 있으며, 바람직하게 특정 태양전지판 뒷면의 빈 공간에 설치되게 된다. 여기서, 상기 태양전지판은 대개 남향으로 설치되므로 상기 태양전지판의 뒷면은 북향인 것이 일반적이다.
또한, 상기 반사판(100)은 천연섬유, 합성섬유 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)를 포함하는 합성수지로 이루어진 필름 형태로 구비되어 접거나 말아서 보관할 수 있으며, 설치 시에는 펴서 태양전지판에 고정시켜 설치하도록 구비된다.
또한, 상기 반사판(100)은 1400㎜ 내지 1600㎜ 사이의 특정 폭을 갖도록 구비할 수 있으며 1500㎜의 폭으로 구비하는 것이 바람직하며, 4500㎜ 내지 5500㎜ 사이의 특정 길이를 갖도록 구비할 수 있으며 5000㎜의 길이로 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 반사판은 0.20㎜ 내지 0.30㎜ 사이의 특정 두께로 구비할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따른 반사판은 0.25㎜의 두께로 구비하였다.
상기 반사면(110)은 적어도 상기 반사판(100)의 한 면에 형성되는 것으로, 입사하는 태양광을 반사시킬 수 있도록 구비되며, 태양광의 난반사를 위한 요철부(111)가 구비된다.
또한, 상기 반사면(110)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속을 증착시켜서 형성할 수 있으며, 예컨대, 진공코팅(Vacuum coated) 공정을 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 요철부(111)는 상기 반사면(110)에서 복수 개로 형성되는 것으로, 소정 패턴을 이루며 돌출형성되며, 반구 형상 또는 피라미드 형상으로 돌출되게 형성된다. 또한, 상기 요철부는 15㎜ 내지 25㎜ 사이의 특정 직경을 갖게 구비할 수 있으며, 바람직하게는 20㎜의 직경을 갖는 반구 형상으로 구비하였다.
또한, 복수 개의 요철부 간의 간격은 15㎜ 내지 25㎜ 사이의 특정 간격으로 구비할 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따른 복수 개의 요철부는 20㎜로 간격을 설정하였다.
또한, 상기 요철부(111)는 상기 반사면(110)에서 고르게 분포하거나, 소정 간격을 두고 분포하도록 구비될 수 있으며, 상기 요철부(111)가 고르게 분포할수록 태양광이 난반사되는 정도가 크므로 겨울과 같은 계절에 사용하기 용이하다. 즉, 상기 요철부(111)의 형태에 따라 상기 반사판(100)을 계절마다 교체하여 사용할 수 있다.
상기 고정수단(120)은 상기 반사판(100)의 상단 및 하단에 구비되는 것으로, 상기 반사판(100)을 태양전지판에 고정시킬 수 있게 하며, 상부 고정수단(121) 및 하부 고정수단(122)을 포함한다.
또한, 상기 상부 고정수단(121)은 상기 반사판(100)의 상단에 형성되는 것으로, 태양전지판과 상기 반사판(100)을 연결하여 고정될 수 있게 하며, 예를 들어, 고리, 끈끈이 또는 벨크로 형태로 구비되거나, 소정 크기의 홀로 구비되어 상기 태양전지판에 걸려서 고정되도록 구비될 수 있다.
또한, 상기 하부 고정수단(122)은 상기 반사판(100)의 하단에 형성되는 것으로, 태양전지판과 상기 반사판(100)을 연결하여 고정될 수 있게 하며, 상기 상부 고정수단(121)과 같이 고리, 끈끈이, 벨크로 또는 소정 크기의 홀로 구비되어 상기 태양전지판에 상기 반사판(100)의 하단이 고정되도록 구비될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판(100)의 요철부(111)의 분포 정도를 나타내는 도면이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판(100)은, 계절에 따라 태양광을 난반사하는 정도를 다르게 할 수 있도록 구비되며 계절에 맞게 반사판(100)을 교체하여 사용하도록 구비된다.
즉, 겨울과 같이 태양광이 약하게 내리쬐는 계절에는 태양광을 난반사하는 정도를 높여서 최대한 많은 양의 태양광이 태양전지판에 입사하게 될 수 있도록 요철부(111)가 형성된 면인 난반사면의 면적이 상대적으로 넓게 형성된 반사판(100)으로 교체하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 난반사면은 상기 반사판(100)의 반사면 일부로서 상기 요철부(111)가 분포한 소정 영역을 뜻한다.
또한, 상기 요철부는 태양광을 난반사할 수 있도록 평평하지 않고 굴곡지게 형성되거나 오목 또는 볼록하게 형성할 수 있는데, 예컨대, 오목 또는 볼록한 피라미드 형상이거나 오목 또는 볼록한 반구 형상으로 구비할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 요철부는 볼록한 반구 형상으로 구비하였다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판(100)은, 봄 또는 가을과 같이 태양광이 지나치게 강하지도 약하지도 않은 계절에는 요철부(111)를 소정 간격만큼 이격시켜서 분포하도록 구비하게 된다.
이때, 봄 또는 가을의 일사강도는 겨울에 비해 대략 1.5배 정도로 강하므로 봄 또는 가을에 사용되는 반사판(100)은 태양광이 난반사되는 요철부가 형성된 난반사면의 면적을 겨울에 비해 55% 내지 70%로 줄인 반사판(100)으로 교체하여 사용할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판(100)은, 여름과 같이 태양광이 가장 강한 계절에는 태양광을 난반사하는 정도를 낮게 하여 태양전지판에 고장 또는 손상이나 무리한 반사광을 발생시키지 않으면서 태양전지판의 발전량을 증대시킬 수 있는 정도로 요철부(111)를 구비하는 것이 바람직하다. 따라서, 여름에 사용되는 반사판(100)은 요철부(111)가 소정 영역에만 분포하도록 구비된다.
이때, 겨울에 사용되는 반사판의 요철부 분포를 100%로 할 때, 여름에 사용될 반사판(100)은 태양광이 난반사되는 요철부(111)가 형성된 난반사면의 면적을 40% 내지 55%로 줄인 반사판(100)으로 사용할 수 있다.
즉, 상기 반사면(110)에 형성된 요철부(111)의 분포 정도가 서로 다른 복수 개의 반사판(100)을 미리 구비하고, 계절의 변화에 따라 각각의 반사판(100)을 선택하여 설치하여 사용할 수 있게 된다.
한편, 반사판의 요철부 분포를 계절별로 구분하여 사용하는 바람직한 일 예로서 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명하였으나 요철부(111)의 분포 비율은 난반사량 비율에 대한 것으로서, 실질적으로 각각의 요철부(111)의 간격 및/또는 크기를 조절하여 난반사량을 계절별로 다르게 할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템의 단면을 보여주는 도면이며, 도 6은 태양광 발전시스템에 설치되는 태양전지판들을 고정하기 위한 마운팅 레일을 보여주는 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 복수의 태양전지판(10)이 설치되어 태양광에 의한 전기를 발생시킬 때, 상기 복수의 태양전지판(10)으로 더 많은 태양광이 입사되게 하여 발전량을 증대시키기 위한 것으로, 반사판(100)을 포함한다.
상기 태양전지판(10)은 지지대에 의해 지면에 고정된 상태로 소정 각도로 경사지게 설치되며, 소정 면적의 대지에 복수 개의 태양전지판(10)이 소정의 이격 거리를 갖도록 복수의 열로 배치된다. 이때, 복수 개의 태양전지판은 앞면이 남향이고 뒷면이 북향이 되도록 설치되며, 각 태양전지판(10) 사이에 상기 이격 거리만큼의 빈 공간인 이격 공간이 형성된다.
여기서, 상기 태양전지판(10)들은 지구 북반구에서는 남쪽 방향을 바라보도록 설치되며, 특정 태양전지판(10a)의 그림자가 상기 특정 태양전지판(10a)의 뒤쪽(북쪽)에 배치된 다른 태양전지판(10b)에 미치는 영향을 최소화하는 것이 매우 중요하므로, 상기 복수 개의 태양전지판(10)은 상기 이격 공간을 형성하도록 배치되는 것이다.
또한, 상기 태양전지판(10)들을 고정하기 위한 마운팅 레일(Mounting Rail)(20)이 구비될 수 있으며, 일반적으로 각각의 태양전지판(10)을 상기 마운팅 레일(20)에 볼트를 이용하여 고정시키게 되며, 상기 마운팅 레일(20)은 C-채널 또는 AL 프로파일로 구비될 수 있다.
한편, 복수 개의 태양전지판(10) 사이의 상기 이격 공간을 지나치게 크게 한 경우에는 태양광 발전 시스템의 부지 면적은 증가하고 단위 면적당 출력은 낮아지게 되므로, 상기 태양광 발전 시스템에서는 상기 이격 공간을 최적화할 수 있도록 상기 복수 개의 태양전지판(10)을 배치 및 설치하게 된다.
이때, 상기 복수 개의 태양전지판(10) 간의 이격 공간을 설정하는 방법으로는 음영분석(Shadow Analysis)에 의한 태양전지 어레이간 이격거리 선정 방법을 이용하여 상기 복수 개의 태양전지판(10)을 배열하고 설치하게 되며, 연중 그림자 길이가 가장 길어지는 동짓날에 각각의 태양전지판(10)에 미치는 그림자 영향이 최소화되도록 하되, 공간 효율성을 높일 수 있도록 상기 이격 공간을 최적화하게 된다. 예컨대, 동짓날을 기준으로 9시부터 15시 사이의 시간 동안에 각각의 태양전지판(10)에 의해 생성된 그림자가 다른 태양전지판(10)에 전혀 영향을 주지 않도록 상기 이격 공간을 설정하는 것이다.
한편, 태양광에 의해 발생하는 그림자의 길이는 실질적으로 태양의 고도와 관련되므로, 상기 태양광 발전 시스템이 설치된 장소의 위도를 고려하여 상기 이격 공간의 최적화를 설정할 수 있다.
위도 34 35 36 37
k 2.20 2.30 2.42 2.54
[표 1]을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템에서는 당해 태양광발전소의 위도에 따른 이격 거리 계수(k)를 계산하여 상기 복수의 태양전지판(10) 간의 이격 공간을 설정하게 된다. 여기서, 상기 이격 공간은 상기 태양전지판(10)의 높이값과 상기 이격 거리 계수(k)를 곱한 값으로 계산될 수 있으며, 상기 이격 거리 계수(k)는 동짓날 15시를 기준으로 특정 높이를 갖는 물체가 생성한 그림자의 남북 방향 길이를 상기 물체의 높이로 나눈 값으로서, 예컨대, 표 1과 같이 위도 35도 지역에서는 상기 이격 거리 계수(k)가 2.30이며 1m의 높이를 갖는 특정 물체가 북쪽으로 2.3m의 길이를 갖는 그림자를 생성한다는 것을 뜻한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템에서는 각각의 반사판에 입사하는 태양광을 아래와 같은 수학식을 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112013080131012-pat00001
여기서, IB는 태양광에 의한 일사량을 뜻한다.
[수학식 2]
Figure 112013080131012-pat00002
여기서, θ는 반사판에 대한 태양광의 입사각을 뜻하며, 그림자한계각은 태양전지판 간의 이격 공간에서 특정 태양전지판(10a)의 상부와 뒤쪽(북쪽)에 배치된 다른 태양전지판(10b)의 하부를 연결하여 설치된 난반사판이 지면과 이루는 각도를 말한다.
또한, 반사판에 대한 태양광의 입사각과 일사량을 반영하여, 반사판에 조사되는 태양광의 입사량(IBC)을 계산할 수 있게 된다.
[수학식 3]
Figure 112013080131012-pat00003
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 후술할 반사판에 의해 태양전지판(10)으로 입사하는 난반사량을 [수학식 4]를 이용하여 계산하였다.
[수학식 4]
Figure 112013080131012-pat00004
또한, 태양전지판(10)에 난반사로 입사되는 입사량과, 거울반사에 의해 입사되는 입사량의 비(AIR)는 아래의 [수학식 5]를 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112013080131012-pat00005
또한, 상기 [수학식 5]를 이용하여 고정식 태양광 발전 시스템의 태양전지판 경사각을 30°로 설정하였을 경우, 위도에 따른 난반사율 및 반사율을 계산하면 아래의 [표 2]와 같이 계산된다.
위도 34 35 36 37
그림자한계각(A) 24.4 23.5 22.5 21.5
태양전지판(10) 경사각(B) 30 30 30 30
[1+cos(A+B)]/[1-cos(A+B)] 3.786 3.936 4.112 4.298
최소 난반사율@반사율=1.0 0.264 0.254 0.243 0.233
즉, [표 2]를 참조하면, 위도 34° 내지 37°인 지역이고, 태양전지판(10)이 30°로 경사지게 설치된 경우에는 상기 반사판에 의한 태양광의 반사율이 26.4% 이상이면, 태양전지판(10)에 난반사로 입사되는 입사량과, 거울반사에 의해 입사되는 입사량의 비(AIR)가 1과 같거나 크게 됨을 알 수 있다. 따라서, 거울반사에 의한 태양광의 반사보다는 난반사가 더 효과적임을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전 시스템은 상기한 바와 같은 음영분석을 이용한 계산에 근거하여 각각의 태양전지판 간의 이격 공간을 설정하고, 태양전지판의 경사 각도를 설정하여 설치한 것으로 구비된다.
한편, 상기 반사판(100)은 상기 복수의 태양전지판(10) 사이의 이격 공간에 설치되는 것으로, 태양전지판(10)으로 태양광을 난반사시킬 수 있도록 구비되며, 반사면(110) 및 고정수단(120)을 포함한다.
또한, 상기 반사판(100)은 태양전지판(10)의 뒷면으로 설치되며, 특정 태양전지판(10a) 뒷면의 상단부터 다른 태양전지판(10b) 앞면의 하단까지 연결되어, 경사진 면을 형성하면서 설치되는 구조를 갖는다.
또한, 상기 반사판(100)은 필름 형태로 구비되어 접거나 말아서 보관할 수 있도록 구비되며, 상기 태양전지판(10)에 설치하고자 하는 경우에는 펴서 고정시키도록 구비된다. 여기서, 상기 반사판(100)은 실질적으로 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판(100)의 고정수단(120)과 동일하게 구비될 수 있다.
상기 반사면(110)은 상기 반사판(100)의 한 면에 형성되어 태양광을 반사시키기 위한 것으로, 태양광을 난반사하기 위한 복수 개의 요철부(111)가 구비되며, 상기 요철부(111)는 반구 형상으로 돌출형성된 것으로 고르게 분포되거나 소정 간격을 두고 분포하도록 구비된다. 한편, 상기 반사면(110)은 실질적으로 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판(100)의 반사면(110)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 상기 고정수단(120)은 상기 반사판(100)을 태양전지판(10)에 고정시키기 위한 것으로, 반사판(100)이 이탈되지 않게 하면서 교체 및 설치 작업을 수월하게 진행할 수 있도록 비교적 간단한 구조로 구비되며, 상부 고정수단(121) 및 하부 고정수단(122)을 포함한다.
또한, 상기 상부 고정수단(121)은 태양전지판(10)의 뒷면 상단에 고정되는 것으로, 반사판(100)의 상단을 특정 태양전지판(10a)의 뒷면 상단에 고정시키며, 고리, 끈끈이, 벨크로 또는 소정 크기의 홀로 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 상부 고정수단(121)을 홀로 구비하였다.
또한, 상기 상부 고정수단(121)을 상기 태양 전지판(10)의 뒷면에 고정할 때에는 직접 체결할 수도 있으나, 상기 상부 고정수단(121)과 상기 태양전지판(10)의 뒷면을 연결하기 위한 고정 스트링을 이용할 수도 있다.
또한, 상기 고정 스트링은 볼트가 체결될 수 있는 홀이 구비된 두 개의 와셔(washers)를 스트링으로 연결한 것으로 구비되며, 상기 상부 고정수단(121)에 상기 고정 스트링을 통과시킨 후 두 개의 와셔를 볼트를 이용하여 상기 태양전지판의 뒷면에 고정시킬 수 있다.
이때, 상기 태양전지판(10)은 볼트를 사용하여 마운팅 레일(20)에 고정되는 구조를 가지므로 별도로 고리 또는 벨크로 등을 설치하지 않고도 상기 반사판(100)을 설치할 수 있게 된다.
또한, 상기 하부 고정수단(122)은 태양전지판(10)의 앞면 하단에 고정되는 것으로, 반사판(100)의 하단을 상기 특정 태양전지판(10a)의 북향인 뒤쪽에 배치된 다른 태양전지판(10b)의 앞면 하단에 고정시키며, 상기 상부 고정수단(121)과 같이 고리, 끈끈이, 벨크로 또는 소정 크기의 홀로 구비될 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에서는 상기 하부 고정수단(122)를 소정 크기의 홀로 구비하였다.
또한, 상기 하부 고정수단(121)의 경우에도 상기 고정 스트링을 이용하여 상기 태양 전지판의 앞면 하단에 고정되도록 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 하부 고정수단(122)에 상기 고정 스트링을 통과시킨 후 두 개의 와셔를 볼트를 이용하여 상기 태양전지판의 앞면 하단에 고정할 수 있다. 이때, 상기 태양전지판(10)과 마운팅 레일(20) 간의 고정을 위한 볼트를 이용할 수 있다.
또한, 상기 상부 고정수단(121) 및 상기 하부 고정수단(122)은 복잡한 작업을 요구하지 않고 걸거나 붙여서 고정되는 구조를 가지므로, 반사판(100)의 교체 및 설치 작업을 현장에서 수월하고 신속하게 진행할 수 있다. 한편, 상기 고정수단(120)은 실질적으로 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 반사판(100)의 고정수단(120)과 동일하다 할 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100 : 반사판 110 : 반사면
111 : 요철부 120 : 고정수단
121 : 상부 고정수단 122 : 하부 고정수단
200 : 태양전지판

Claims (9)

  1. 경사지게 이격되어 설치된 복수 개의 태양전지판을 구비한 태양광 발전 시스템에서 사용되는 반사판으로서,
    상기 반사판은, 상기 복수 개의 태양전지판 사이에서 경사지게 설치되고 적어도 탈부착이 가능하게 구비되며, 접거나 말아서 보관할 수 있도록 구비하고,
    상기 반사판은 적어도 한 면이 태양광의 반사를 위한 반사면으로 구비되며, 그리고 상기 반사면에는 복수 개의 요철부가 구비되고,
    상기 반사판은 상기 반사면에 형성된 요철부의 분포 정도를, 계절의 변화에 따라 선택하여 설치할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 반사판.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반사면의 요철부는 고르게 분포되거나 소정 간격을 두고 분포하게 되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 반사판.
  4. 삭제
  5. 제 1항 또는 제 3항의 반사판이 설치되고, 복수의 태양전지판이 소정 각도로 경사지게 설치되고 서로 이격되어 복수의 열로 배치된 태양광 발전 시스템으로서,
    상기 반사판은 상기 복수의 태양전지판 사이의 이격 공간에서 특정 태양전지판의 상단부터 상기 특정 태양전지판의 뒤쪽에 배치된 다른 태양전지판의 하단까지 연결되도록 설치되고,
    상기 복수의 태양전지판 사이에 설치되어 특정 태양전지판의 상단부터 상기 특정 태양전지판의 뒤쪽에 배치된 다른 태양전지판의 하단까지 연결된 면을 형성하며,
    상기 반사판을 거치시킬 수 있게 구비되는 거치대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사판이 구비된 태양광 발전 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 반사판은,
    태양전지판의 상단에 고정되는 상부 고정수단; 및
    태양전지판의 하단에서 고정되는 하부 고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사판이 구비된 태양광 발전 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 상부 고정수단 및 상기 하부 고정수단 중 어느 하나 이상은 고리, 끈끈이, 벨크로 또는 소정 크기의 홀로 구비되는 것을 특징으로 하는 반사판이 구비된 태양광 발전 시스템.
  8. 삭제
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 태양광 발전 시스템은, 상기 복수의 태양전지판이 음영분석에 의해 배열설치된 것을 특징으로 하는 반사판이 구비된 태양광 발전 시스템.
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