KR101512061B1 - Solar power and heat energy acquiring apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광을 집광하여 발전효율을 높이면서도 다수개의 태양전지셀에 대하여 동시 발전이 가능하고 태양전지셀을 효과적으로 방열할 수 있는 태양광 발전 및 열에너지 획득장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 태양광 발전 및 열에너지 획득장치는, 중앙 영역에 통공이 형성되며, 태양광을 1차 집광하는 사각 파라볼라 형상의 1차 반사경; 상기 1차 반사경의 전방에 설치되며, 상기 1차 반사경에 의하여 집광되는 태양광을 2차 집광하여 상기 통공 방향으로 반사하는 2차 반사경; 상기 통공 후방에 설치되어 2차 집광된 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수개의 태양전지셀을 구비하는 발전부;를 포함한다.The present invention relates to a photovoltaic power generation and thermal energy acquisition apparatus capable of simultaneously generating a plurality of photovoltaic cells while enhancing power generation efficiency by condensing photovoltaic light and effectively dissipating the photovoltaic cells. A photovoltaic power generation and thermal energy acquisition apparatus includes: a rectangular primary parabola-shaped primary reflector in which a through hole is formed in a central region and primary light is condensed; A secondary reflector disposed in front of the primary reflector for collecting the sunlight condensed by the primary reflector and reflecting the sunlight in the direction of the aperture; And a power generation unit provided at a rear portion of the through hole and including a plurality of solar cells for generating electricity using secondary light.

Description

태양광 발전 및 열에너지 획득장치{SOLAR POWER AND HEAT ENERGY ACQUIRING APPARATUS}[0001] SOLAR POWER AND HEAT ENERGY ACQUIRING APPARATUS [0002]

본 발명은 태양광 발전 및 열에너지 획득장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광을 집광하여 발전효율을 높이면서도 다수개의 태양전지셀에 대하여 동시 발전이 가능하고 태양전지셀을 효과적으로 방열할 수 있는 태양광 발전 및 열에너지 획득장치에 관한 것이다. The present invention relates to a photovoltaic power generation and thermal energy acquisition apparatus, and more particularly, to a photovoltaic generation and thermal energy acquisition apparatus capable of simultaneously generating a plurality of photovoltaic cells while collecting sunlight to increase power generation efficiency, And a device for acquiring photovoltaic power and thermal energy.

태양 에너지를 이용하여 전기 에너지로 발전을 하는 태양광 장치 중 가장 일반적으로 사용되는 방식 중 하나인 일명 솔라셀(solar cell)이라 명명되는 태양전지는 주로 실리콘 재질을 이용하여 제작이 된 것으로, 가시광선 파장 영역에서의 광전 효과를 이용하여 전기를 발생시키는 원리를 가지고 있다.Solar cell, which is one of the most commonly used photovoltaic devices that generate electric energy by using solar energy, is mainly made of silicon material, And has a principle of generating electricity by using the photoelectric effect in the wavelength region.

Si(실리콘) 소재를 이용한 태양전지는 0.3 um에서 1.1 um 까지의 파장 영역의 파장만을 흡수하는 것으로 연구 결과가 보고되고 있는바, 이러한 파장 영역은 주로 가시광선 대역이고 보다 높은 발전 효과를 기대할 수 있는 적외선 영역대에서는 흡수 효율이 매우 낮다는 문제가 있다. It is reported that solar cells using Si (silicon) material absorb only wavelengths in the wavelength range from 0.3 to 1.1 μm, and these wavelength regions are mainly visible light band, There is a problem that the absorption efficiency is very low in the infrared region.

보다 구체적으로는, 상기 실리콘 재질에 의한 태양전지는 적외선 파장 영역의 태양광은 흡수 효율이 낮을 뿐 아니라 태양 전지 표면 온도를 증가시켜 발전 효율이 감소하게 된다. 다시 말해 태양광이 매우 강한 여름의 낮 시간에는 태양광이 강하여 조도는 높을지언정 오히려 태양전지 표면 온도가 상승하여 발전 효율이 떨어지게 되는 문제가 발생한다.More specifically, the solar cell using the silicon material not only has low absorption efficiency of sunlight in the infrared wavelength range, but also increases the surface temperature of the solar cell, thereby reducing the power generation efficiency. In other words, in the daytime of the summer when the sunlight is very strong, the sunlight is strong and the light intensity is high, but the solar cell surface temperature rises and the power generation efficiency is lowered.

태양 전지의 소재로서 실리콘(Si) 이외에 다양한 소재가 사용되고, 소재의 특성 별로 흡수가 잘되는 파장 영역대를 가지고 있으나 문제는 각 소재 별로 고유의 흡수 파장 영역을 가지고 있어 태양광의 전반적인 파장 영역을 동시에 사용하기에 큰 애로가 따른다는 것이다.Various materials other than silicon (Si) are used as the material of the solar cell, and it has a wavelength range band which is absorbed by the characteristics of the material. However, the problem is that each material has its own absorption wavelength range, so the entire wavelength range of the sunlight is simultaneously used There is a great deal of trouble.

태양광의 흡수 파장 영역을 확장하기 위한 기술로서, 국내 특허 제 589323호 ‘광 흡수파장대가 확장된 연료 감응 태양전지’의 경우 다공질막에 흡착되는 특정 복합 염료에 의하여 태양전지의 광 흡수파장대를 확장 처리한다고 하고 있으나, 나노 크기의 다공질막을 제작하고 이에 흡착되는 특정 복합 염료를 마련하는데 소요되는 비용 대비 광 흡수영역대 확장 효과가 크지 않고, 가시광선 영역에서 적외선 영역까지 폭넓은 광 흡수영역대를 동시에 해결하기에는 한계가 따른다는 문제가 있다.As a technique for expanding the absorption wavelength range of sunlight, in the case of Korean Patent No. 589323 'fuel-sensitized solar cell having an extended light absorption wavelength band', a specific composite dye adsorbed on a porous film is used to expand the absorption wavelength band of the solar cell However, the nano-sized porous film is fabricated and the optical absorption region is not enlarged in cost compared to the cost required to prepare a specific composite dye to be adsorbed thereon, and the wide optical absorption region can be solved simultaneously from the visible light region to the infrared region. There is a problem that the limit is followed.

한편 태양광을 이용한 발전방식 중 다른 하나는 열전소자를 이용한 태양광 발전 장치이다. 열전소자는 태양광에 의하여 가열이 되는 기판과 냉각부에 의하여 냉각이 되는 기판 사이의 온도 차이에 의하여 제베크(Seebeck) 효과 내지 펠티에(Peltier) 효과, 톰슨(Tomson) 효과를 통해 열전 현상을 발생함으로 열기전력을 창출하는 것을 의미한다.On the other hand, another solar power generation system is a solar power generation apparatus using a thermoelectric element. The thermoelectric element generates a thermoelectric effect through the Seebeck effect, the Peltier effect, and the Thomson effect due to the temperature difference between the substrate heated by the sunlight and the substrate cooled by the cooling part. It means to create open power.

이러한 열전소자를 이용하여 태양광 발전을 하는 선행기술로서, 국내 특허등록 제 868492호 ‘열전소자가 구비된 태양광 발전 및 열에너지 획득장치’, 국내 실용신안등록 제 223071호 ‘태양전지와 열전냉온소자를 이용하는 냉난방장치’, 국내 실용신안등록 제 259618호 ‘태양열 난방장치’와 같은 기술들이 개시되어 있다.As a prior art for solar power generation using such a thermoelectric element, Korean Patent Registration No. 868492 entitled " Photovoltaic Power Generation & Thermal Energy Acquisition Device with Thermoelectric Device ", Korean Utility Model Registration No. 223071, , And Korean Utility Model Registration No. 259618 " Solar heating system ".

이러한 기술을 살펴보면, 모두 열전소자와 태양전지를 결합시킨 것으로 상술하였듯이 태양전지는 가격 대비 발전 효율이 낮아 열전소자를 결합하였을 경우에 발전 효율을 증강시킬 수 있을지 의문이 들고 더욱이 상기 기술은 열전소자를 태양광 발전 효율 자체를 증가시키기 위한 것이 아니라 태양전지의 과열 현상 내지 냉방으로의 전환을 위하여 사용하고 있는 수준에 그치는 것이다.As described above, all the thermoelectric elements and the solar cells are combined. As described above, the solar cells are low in power generation efficiency compared with the price, so there is doubt whether they can enhance the power generation efficiency when the thermoelectric elements are combined. This is not to increase the efficiency of solar power generation itself but to the level that is used for the conversion of solar cell to overheating or cooling.

예를 들어, 국내 특허등록 제 868492호는 펠티에 효과를 이용하여 태양전지의 과잉된 열을 열전소자를 통해 분산 처리함으로써 태양전지의 열화 문제를 방지할 수 있다고 기술되어 있어 열전소자가 열기전력을 창출하기 위하여 사용되는 것이 아니라 단순히 열 분산 효과를 나타내기 위하여 사용되고 있을 뿐이다.For example, Korean Patent No. 868492 discloses that the problem of deterioration of a solar cell can be prevented by dispersing excessive heat of a solar cell through a thermoelectric element by using the Peltier effect, But is used merely to exhibit a heat dispersion effect.

열전소자를 이용하여 발전을 할 때에는, 가열된 기판 면과 냉각된 기판 면의 온도 차이를 이용하여 발전을 하는 것으로 이해할 수 있다. 일반적으로 열전소자의 가열판과 냉각판의 온도 차이를 300℃ 가량 유지시킬 경우 열전소자의 크기가 예를 들어 50mm × 50mm 일 때 발전용량은 14 watt 정도가 되는 것이 일반적이라 발표된 연구 결과가 있으나 50 watt 이상이 되는 제품이 개발되었다고 러시아 또는 독일에서 보고되고 있다.When electricity is generated using the thermoelectric element, it can be understood that the power generation is performed by using the temperature difference between the heated substrate surface and the cooled substrate surface. Generally, when the temperature difference between the heating plate and the cooling plate of the thermoelectric element is maintained at about 300 ° C., the generation capacity is about 14 watt when the size of the thermoelectric element is, for example, 50 mm × 50 mm, watt or more has been developed in Russia or Germany is reported.

하지만, 상기 열전소자의 양 측판의 온도 차이를 확보하기 위하여 가열판의 가열을 위해 히터를 이용한다면 히터에 소요되는 열용량이 더욱 크게 되는 매우 비효율적인 현상이 발생하게 된다. 따라서 열전소자를 통해 보다 의미있고 효율적으로 발전을 하기 위해서는 비용이 소요되지 않는 열원, 즉 폐열 회수발전 내지 온천 열, 지열 등의 제시될 수 있고 특히 환경 친화적이고 반영구적으로 사용 가능한 태양 에너지를 이용하여 가열판의 고온의 온도를 확보할 필요가 따른다.
However, if a heater is used to heat the heating plate in order to secure the temperature difference between both side plates of the thermoelectric element, a very inefficient phenomenon occurs in which the heat capacity required for the heater is further increased. Therefore, in order to generate more meaningful and efficient power generation through the thermoelectric element, it is possible to suggest a heat source that does not require cost, that is, a waste heat recovery power generation, hot heat and geothermal heat. In particular, by using solar energy which is environment- It is necessary to secure the high-temperature temperature.

결국 현재 사용되고 있는 태양광 발전에서는 소자의 과열을 방지하여 효율 하락을 방지하는 기술과 소자에 접합한 파장 영역의 빛을 선택적으로 선별하여 발전 효율을 향상시키는 기술의 개발이 절실하게 요구되고 있다. As a result, there is an urgent need to develop a technique for preventing the overheating of the device from being degraded in the currently used photovoltaic power generation device, and a technique for selectively selecting the light in the wavelength range bonded to the device to improve the power generation efficiency.

또한 발전장치 내부를 외부와 완벽하게 차단하여 운용과정에서의 고장을 방지하고 발전효율 하락을 방지할 수 있는 기술의 개바로 요구되고 있다. Also, there is a need for a technology that can completely prevent the inside of the power generation device from outside, thereby preventing malfunction in the operating process and preventing the power generation efficiency from dropping.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 태양광을 집광하여 발전효율을 높이면서도 다수개의 태양전지셀에 대하여 동시 발전이 가능하고 태양전지셀을 효과적으로 방열할 수 있는 태양광 발전 및 열에너지 획득장치를 제공하는 것이다. The present invention provides a solar power generation and thermal energy acquisition apparatus capable of simultaneously generating power for a plurality of solar cells while collecting sunlight to increase power generation efficiency and effectively dissipating the solar cell will be.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전 및 열에너지 획득장치는, 중앙 영역에 통공이 형성되며, 태양광을 1차 집광하는 사각 파라볼라 형상의 1차 반사경; 상기 1차 반사경의 전방에 설치되며, 상기 1차 반사경에 의하여 집광되는 태양광을 2차 집광하여 상기 통공 방향으로 반사하는 2차 반사경; 상기 통공 후방에 설치되어 2차 집광된 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수개의 태양전지셀을 구비하는 발전부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for acquiring photovoltaic power generation and thermal energy according to the present invention, comprising: a rectangular primary parabola-shaped primary reflector having a through hole formed at a central region thereof; A secondary reflector disposed in front of the primary reflector for collecting the sunlight condensed by the primary reflector and reflecting the sunlight in the direction of the aperture; And a power generation unit provided at a rear portion of the through hole and including a plurality of solar cells for generating electricity using secondary light.

본 발명에서 상기 1차 반사경은, 파라볼라 형상의 집광면 외측에 전방 방향으로 절곡되어 형성되며, 정사각형 형상의 말단면을 가지는 측벽부를 구비하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the primary reflector is formed by bending in the forward direction on the outside of the parabolic-shaped condensing surface and has a side wall portion having a square end surface.

이때 상기 측벽부는 내측에서 외측 방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. At this time, it is preferable that the side walls are inclined from the inside to the outside.

그리고 상기 측벽부 내면에는 내측으로 돌출되는 단턱이 형성되며, 상기 측벽부 외면에는 상기 단턱보다 깊은 위치에 다수개의 돌출부가 형성되는 것이 바람직하다. And a plurality of protrusions are formed on the inner surface of the side wall portion at a position deeper than the step.

그리고 상기 1차 반사경 후면에는, 상기 1차 반사경 후측으로 돌출되어 형성되며, 상기 1차 반사경을 프레임에 고정하는 다수개의 설치봉이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a plurality of mounting rods are formed on the rear surface of the primary reflecting mirror so as to protrude toward the rear side of the primary reflecting mirror and fix the primary reflecting mirror to the frame.

또한 상기 측벽부 전단면에는, 상기 1차 반사경 내부를 외부와 차단하는 보호유리가 더 구비되는 것이 바람직하다.Preferably, the front end surface of the side wall portion further includes a protective glass for blocking the inside of the primary reflecting mirror from the outside.

이때 상기 보호유리는 표면이 강화처리된 강화유리인 것이 바람직하다.Preferably, the protective glass is a tempered glass whose surface is reinforced.

또한 본 발명에서 상기 측벽부 말단에는 상기 보호유리 안착을 위한 보호유리 안착홈이 형성되고, 상기 보호유리 안착홈에는 상기 보호유리를 상기 보호유리 안착홈에 밀착 고정하는 개스킷이 더 구비되는 것이 바람직하다. According to another aspect of the present invention, a protective glass mounting groove for mounting the protective glass is formed at an end of the side wall, and a gasket is further provided in the protective glass mounting groove for closely fixing the protective glass to the protective glass mounting groove .

그리고 상기 개스킷은 실리콘으로 이루어지는 것이 바람직하다.The gasket is preferably made of silicon.

한편 상기 보호유리 표면에는 태양광 중 장파장 영역의 빛을 반사하고 단파장 영역을 빛을 통과시키는 빔스플릿팅 코팅면이 더 형성될 수도 있다. A beam splitting coating surface may be further formed on the protective glass surface to reflect light in a long wavelength region of sunlight and to transmit light in a short wavelength region.

본 발명에 따르면 태양광 중 열적인 기여도가 높은 장파장 대역의 빛을 제거하여 태양전지셀에 조사하므로 집광형 태양광 발전 및 열에너지 획득장치임에도 불구하고 다수개의 태양전지셀을 설치하고 동시에 발전을 할 수 있다는 장점이 있다. According to the present invention, since light of a long wavelength band having a high thermal contribution is photographed and irradiated to a solar cell, a plurality of solar cells can be installed and power can be generated .

또한 본 발명에 따른 태양광 발전 및 열에너지 획득장치에서는 1차 반사경과 그 전단면에 설치되는 보호유리에 의하여 발전장치 내부가 완전하게 밀봉되므로, 운용과정에서 내부가 완벽하게 밀봉되어 수분의 침투 등이 방지되고 내구성이 향상되는 장점이 있다. In addition, in the solar power generation and thermal energy acquisition apparatus according to the present invention, since the inside of the power generation apparatus is completely sealed by the primary reflector and the protective glass provided on the front end surface thereof, the inside is completely sealed during operation, And the durability is improved.

또한 1차 반사경의 측벽부 구조에 의하여 제조 및 운송과정에서 취급이 용이해지는 장점도 있다. Also, the side wall structure of the primary reflector facilitates handling during manufacture and transportation.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 및 열에너지 획득장치의 구성을 도시하는 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1차 반사경의 구조를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보호유리 안착홈과 개스킷의 형상을 도시한 부분 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호유리가 안착된 구조를 도시하는 부분 단면도이다.
1 is an exploded perspective view showing a configuration of a solar power generation and heat energy acquisition apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing a structure of a primary reflector according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial cross-sectional view illustrating the shape of a protective glass seat and a gasket according to an embodiment of the present invention.
4 is a partial cross-sectional view showing a structure in which a protective glass is mounted according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 실시예에 따른 태양광 발전 및 열에너지 획득장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 반사경(10), 2차 반사경(20), 발전부(30) 및 보호유리(40)를 포함하여 구성된다. 1, the solar power generation and heat energy acquisition apparatus according to the present embodiment includes a primary reflector 10, a secondary reflector 20, a power generation unit 30, and a protective glass 40, do.

먼저 1차 반사경(10)은 중앙 영역에 통공(11)이 형성되며, 태양광을 1차 집광하는 사각 파라볼라 형상의 구성요소이다. 상기 1차 반사경(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 전체적으로 파라볼라 형상을 가지며, 전방 중앙에 입사된 태양광을 1차 집광한다. 이때 상기 1차 반사경(10)의 초점 영역에 후술하는 2차 반사경(20)이 위치된다. 그리고 상기 1차 반사경(10)의 중앙 영역에는 통공(11)이 형성되는데, 이 통공(11)을 관통하여 후술하는 발전부(30)가 설치된다. First, the primary reflector 10 is a rectangular parabola-shaped component in which a through hole 11 is formed in a central area and is primarily focused on sunlight. As shown in FIG. 1, the primary reflector 10 has a parabolic shape as a whole, and primarily condenses sunlight incident on the front center. At this time, a secondary reflector 20, which will be described later, is positioned in the focus area of the primary reflector 10. A through hole 11 is formed in a central region of the primary reflecting mirror 10 and a power generating portion 30 to be described later is installed through the through hole 11.

그리고 상기 1차 반사경(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 파라볼라 형상의 집광면 외측에 전방 방향으로 절곡되어 형성되며, 정사각형 형상의 말단면을 가지는 측벽부(12)를 더 구비한다. 상기 측벽부(12)에 의하여 상기 1차 반사경(10)은 전방 방향만이 개구된 형상을 가지며, 그 내부에 일정한 체적을 가지는 공간이 형성된다. 이 공간 내에 상기 2차 반사경(20)이 설치된다. 그리고 상기 1차 반사경(10)의 전방 방향 개구부는 후술하는 보호유리(40)에 의하여 밀폐되는 것이다. As shown in FIG. 1, the primary reflector 10 further includes a sidewall 12, which is formed by bending in a forward direction on the outside of the parabolic-shaped condensing surface and has a square end surface. The primary reflecting mirror 10 has a shape in which only the front direction is opened by the side wall part 12, and a space having a certain volume is formed therein. And the secondary reflecting mirror 20 is installed in this space. The front opening of the primary reflecting mirror 10 is sealed by a protective glass 40 to be described later.

이때 본 실시예에서 상기 측벽부(12)는 내측에서 외측 방향으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 측벽부(12)가 경사지게 형성되면, 상기 측벽부(12)에 의하여 형성되는 개구부가 전방으로 갈수록 직경이 커지는 구조를 가지게 되고, 다수개의 1차 반사경을 포개어 놓을 수 있게 된다. 이렇게 상기 1차 반사경을 포갤 수 있는 구조를 가지는 것은, 상기 1차 반사경의 생산, 보관 및 이송과정에서 체적을 획기적으로 줄일 수 있는 장점이 있다. At this time, in the present embodiment, it is preferable that the side wall part 12 is formed to be inclined from the inside to the outside direction. When the side wall part 12 is formed to be inclined, the opening formed by the side wall part 12 has a larger diameter as it goes forward, and a plurality of primary reflecting mirrors can be stacked. The structure having the primary reflector can be significantly reduced in volume during the production, storage, and transportation of the primary reflector.

한편 상기 측벽부(12) 내면에는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 내측으로 돌출되는 단턱(13)이 형성된다. 그리고 상기 측벽부(12) 외면에는 상기 단턱(13)보다 약간 깊은 위치에 다수개의 돌출부(14)가 형성된다. 따라서 2개의 1차 반사경을 포개는 경우에 상측에 배치되는 1차 반사경의 상기 다수개의 돌출부(14)가 하측에 배치되는 다른 1차 반사경의 단턱(13)에 걸려서 상기 1차 반사경 내면과 외면이 직접 접촉하여 1차 반사경 내면에 코팅되어 있는 반사층 등을 손상시키지 않는 장점이 있다. On the other hand, a step 13 protruding inward is formed on the inner surface of the side wall portion 12 as shown in FIGS. A plurality of projections 14 are formed on the outer surface of the side wall 12 at a position slightly deeper than the step 13. Therefore, when the two primary reflectors are superimposed, the plurality of projections 14 of the primary reflector disposed on the upper side are caught by the step 13 of the other primary reflector disposed on the lower side so that the inner and outer surfaces of the primary reflector There is an advantage that the reflective layer coated on the inner surface of the primary reflector is not damaged.

다음으로 상기 1차 반사경(10) 후면에는 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 상기 1차 반사경(10) 후측으로 돌출되어 형성되며, 상기 1차 반사경(10)을 프레임에 고정하는 다수개의 설치봉(15)이 더 형성되는 것이 바람직하다. 상기 설치봉(15)은 상기 1차 반사경(10)의 후면에 상기 1차 반사경(10)과 일체로 형성되며, 다수개의 설치봉(15)에 대하여 각 설치봉의 말단이 하나의 평면에 위치하도록 그 길이가 정해진다. Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, a rear surface of the primary reflecting mirror 10 is protruded toward the rear side of the primary reflecting mirror 10, (15) is further formed. The mounting bar 15 is formed integrally with the primary reflecting mirror 10 on the rear surface of the primary reflecting mirror 10 so that the end of each mounting rod is positioned on one plane with respect to the plurality of mounting rods 15, .

상기 다수개의 설치봉(15)은 본 실시예에 따른 태양광 발전 및 열에너지 획득장치가 실제로 설치되는 경우에, 지면에 고정되어 있는 프레임(도면에 미도시)에 태양광 발전 및 열에너지 획득장치(1) 자체를 고정하는 역할을 한다. 예를 들어 프레임과 상기 설치봉(15)을 동시에 체결하는 볼트(도면에 미도시) 등에 의하여 고정되는 것이다. When the solar power generation and thermal energy acquisition apparatus according to the present embodiment is actually installed, the plurality of installation rods 15 are installed in a frame (not shown) fixed on the ground, It serves to fix itself. For example, a bolt (not shown) for fastening the frame and the mounting rod 15 at the same time.

다음으로 상기 2차 반사경(20)은 상기 1차 반사경(10)의 전방에 설치되며, 상기 1차 반사경(10)에 의하여 집광되는 태양광을 2차 집광하여 상기 통공 방향으로 반사하는 구성요소이다. 상기 2차 반사경(20)은 전술한 바와 같이, 상기 1차 반사경(10)에 의하여 집광된 태양광의 초점 영역에 설치되며, 상기 1차 반사경(10)에 의하여 1차 집광된 태양광을 2차 집광하여 상기 통공(11) 방향으로 보낸다. 상기 2차 반사경(20)은 전체적으로 볼록 거울 형상을 가지며, 그 표면에 빔스플릿팅 코팅면이 형성될 수도 있다. 상기 빔스플릿팅 코팅면은 장파장 영역의 태양광은 투과하고, 단파장 영역의 태양광은 반사하여 통공 방향으로 보낸다. Next, the secondary reflector 20 is disposed in front of the primary reflector 10, and is a component that secondarily condenses sunlight focused by the primary reflector 10 and reflects the sunlight in the direction of the aperture . As described above, the secondary reflector 20 is provided in a focus region of sunlight condensed by the primary reflector 10, and the primary sunlight condensed by the primary reflector 10 is divided into secondary Condensed and directed toward the through hole 11. The secondary mirror 20 has a convex mirror shape as a whole, and a beam splitting coating surface may be formed on the surface thereof. The beam splitting coated surface transmits sunlight in a long wavelength region, and sunlight in a short wavelength region is reflected and transmitted in a through hole direction.

다음으로 상기 발전부(30)는 상기 통공(11) 후방에 설치되어 2차 집광된 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수개의 태양전지셀(31)을 구비하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 발전부(30)는 다수개의 태양전지셀(31)과 상기 다수개의 태양전지셀(31)이 고정되어 설치되는 인쇄회로기판(32) 및 방열판(33)으로 구성된다. 그리고 상기 인쇄회로 기판(32)의 표면 중 상기 태양전지셀(31)이 고정되는 영역을 제외한 영역에는 역류 방지용 다이오드 등 다른 구성요소들이 설치된다. Next, the power generating unit 30 is a component having a plurality of solar cells 31 installed at the rear of the through hole 11 to produce electricity using secondary light. The power generating unit 30 includes a plurality of solar cells 31 and a printed circuit board 32 and a heat sink 33 to which the plurality of solar cells 31 are fixed. In addition, other components such as a backflow prevention diode are installed in a region of the surface of the printed circuit board 32 excluding the region where the solar cell 31 is fixed.

다음으로 상기 보호유리(40)는 상기 측벽부(12) 말단면에 설치되어 상기 1차 반사경(10) 내부를 외부와 차단하는 구성요소이다. 이렇게 상기 보호유리(40)가 상기 1차 반사경(10)의 전단부에 설치되면, 그 내부 공간에 설치되는 상기 2차 반사경(20)과 태양전지셀(31) 등은 외부와 완전히 차단되어 수분 또는 다른 오염물질에 노출될 가능성이 원천적으로 배제되므로 내구성을 높일 수 있다. Next, the protective glass 40 is installed on the end face of the side wall part 12 to block the inside of the primary reflecting mirror 10 from the outside. When the protective glass 40 is installed on the front end of the primary reflector 10, the secondary reflector 20 and the solar cell 31 installed in the internal space are completely blocked from the outside, Or the possibility of exposure to other pollutants is excluded from the source, thereby enhancing durability.

본 실시예에서 상기 보호유리(40)는 표면이 강화처리된 강화유리인 것이 바람직하다. 상기 보호유리(40)는 상기 1차 반사경(10)의 내부 공간을 차단하는 역할을 하면서도 본 실시예에 따른 태양광 발전 및 열에너지 획득장치(1)가 외부 환경에 장시간 동안 노출된 상태로 설치된 상태에서 다양한 상황에 견딜 수 있어야 한다. 따라서 돌풍 또는 다른 요인에 의하여 외력이 가해질 경우에도 파손되지 않고 견뎌야 하며, 특히, 그 표면에 스크래치 등이 형성되면, 입사되는 태양광의 투과율이 낮아져서 발전효율이 떨어질 수 있다. 따라서 표면을 강화처리하여 외력에 의하여 스크래치 등이 발생하지 않도록 하는 것이다. In the present embodiment, the protective glass 40 is preferably a tempered glass whose surface has been reinforced. The protective glass 40 functions to shut off the internal space of the primary reflector 10 while the solar power generation and thermal energy acquisition apparatus 1 according to the present embodiment is installed in a state exposed to the external environment for a long time To be able to withstand a variety of situations. Therefore, even if an external force is applied due to a gust wind or other factors, it is required to withstand damage. Particularly, when scratches or the like are formed on the surface, the transmittance of incident sunlight is lowered and power generation efficiency may be lowered. Therefore, the surface is strengthened to prevent scratches or the like from occurring due to external force.

한편 상기 보호유리(40) 표면에는 빔스플릿팅 코팅막이 더 형성될 수도 있다. 상기 빔스플릿팅 코팅막은 태양광 중 장파장 영역의 빛을 반사하고 단파장 영역을 빛을 통과시키는 기능을 한다. 본 실시예에서는 단파장 영역의 빛이라 함은 태양광 중 파장 2㎛ 미만의 단파장 대역의 빛을 말하고, 장파장 영역의 빛이라 함은 파장 2 ㎛ 이상의 장파장 대역의 빛을 말하는 것이다. On the other hand, a beam splitting coating film may be further formed on the surface of the protective glass 40. The beam splitting coating film reflects light in a long wavelength region of solar light and transmits light in a short wavelength region. In this embodiment, light in a short wavelength region means light in a short wavelength band of less than 2 mu m in wavelength of sunlight, and light in a long wavelength region means light in a long wavelength band of wavelength 2 mu m or more.

그리고 본 실시예에서 상기 보호유리(40)는 전술한 바와 같이, 상기 1차 반사경(10)에 설치된 상태에서 상기 1차 반사경(10)의 내부 공간을 확실하게 밀폐하여야 하므로, 특수한 설치 구조가 필요하다. 따라서 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 측벽부(12) 말단에 상기 보호유리(40) 안착을 위한 보호유리 안착홈(16)을 형성하고, 상기 보호유리 안착홈(16)에는 상기 보호유리(40)를 상기 보호유리 안착홈(16)에 밀착 고정하는 개스킷(50)을 구비한다. In this embodiment, since the protective glass 40 is required to seal the inner space of the primary reflecting mirror 10 in a state where it is installed in the primary reflecting mirror 10 as described above, a special mounting structure is required Do. 3, a protective glass mounting groove 16 for mounting the protective glass 40 is formed at the end of the side wall portion 12, and the protective glass mounting groove 16 is formed in the protective glass mounting groove 16 And a gasket 50 for closely fixing the protective glass 40 to the protective glass seat groove 16.

이때 상기 보호유리 안착홈(16)은 보호유리(40)의 안착을 위하여 단차진 단면 형상을 가지되, 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 단차진 수직면이 좌측 및 수평면이 하측으로 패인 곡면을 가진다. 그리고 상기 개스킷(50)은 신축성을 가지는 소재로 상기 보호유리 안착홈(16)에 형성되되, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 측벽부(12)의 내측 방향으로 볼록하게 돌출되는 단면 형상을 가지는 구조로 형성된다. The protective glass mounting groove 16 has a stepped cross-sectional shape for the seating of the protective glass 40. As shown in FIGS. 3 and 4, the stepped vertical surface has a curved surface with the left side and the horizontal surface facing downward I have. 3, the gasket 50 is formed in the protective glass seat groove 16 with a stretchable material. The gasket 50 has a cross-sectional shape protruding inward toward the inside of the side wall portion 12 .

이러한 구조를 가지는 상기 개스킷(50)은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 보호유리(40)가 안착된 상태에서는 돌출된 형상이 상기 보호유리(40)에 의하여 가압되면서 변형된다. 이렇게 가압된 상태의 개스킷(50)은 상기 보호유리(40)의 가장자리 영역과 확실하게 밀착되면서 상기 1차 반사경(10)의 내부 공간을 밀폐시킨다. 4, the protruded shape of the gasket 50 having such a structure is deformed while being pressed by the protective glass 40 when the protective glass 40 is seated. The gasket 50 in such a state of being pressurized tightly closes the inner space of the primary reflector 10 while firmly coming into close contact with the edge region of the protective glass 40.

본 실시예에서 상기 개스킷(50)은 예를 들어 실리콘으로 이루어질 수 있다. In this embodiment, the gasket 50 may be made of, for example, silicon.

10 : 1차 반사경 20 : 2차 반사경
30 : 발전부 40 : 보호유리
10: primary reflector 20: secondary reflector
30: power generator 40: protective glass

Claims (5)

중앙 영역에 통공이 형성되며, 태양광을 1차 집광하는 사각 파라볼라 형상의 1차 반사경;
상기 1차 반사경의 전방에 설치되며, 상기 1차 반사경에 의하여 집광되는 태양광을 2차 집광하여 상기 통공 방향으로 반사하는 2차 반사경;
상기 통공 후방에 설치되어 2차 집광된 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수개의 태양전지셀을 구비하는 발전부;를 포함하며,
상기 1차 반사경은,
파라볼라 형상의 집광면 외측에 전방 방향으로 절곡되어 형성되며, 정사각형 형상의 말단면을 가지는 측벽부를 구비하며,
상기 측벽부 내면에는 내측으로 돌출되는 단턱이 형성되며,
상기 측벽부 외면에는 상기 단턱보다 깊은 위치에 다수개의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 열에너지 획득장치.
A primary reflector of a rectangular parabola shape in which a through hole is formed in a central area and is primarily focused on sunlight;
A secondary reflector disposed in front of the primary reflector for collecting the sunlight condensed by the primary reflector and reflecting the sunlight in the direction of the aperture;
And a plurality of solar cells provided at the rear of the through hole to generate electricity using secondary light collected by the solar cell,
The primary reflector may include:
A sidewall portion bent in a forward direction on the outside of the parabola-shaped light collecting surface and having a square end surface,
A stepped portion protruding inward is formed on the inner surface of the side wall portion,
And a plurality of protrusions are formed on an outer surface of the side wall portion at a position deeper than the step.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 측벽부는 내측에서 외측 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 열에너지 획득장치.
The method according to claim 1,
Wherein the side wall part is formed to be inclined from the inner side to the outer side.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 1차 반사경 후면에는,
상기 1차 반사경 후측으로 돌출되어 형성되며, 상기 1차 반사경을 프레임에 고정하는 다수개의 설치봉이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 및 열에너지 획득장치.
The apparatus according to claim 1, wherein, on the rear surface of the primary reflector,
And a plurality of mounting rods protruding toward the rear side of the primary reflecting mirror and fixing the primary reflecting mirror to the frame are formed.
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