KR101630780B1 - 태양전지 냉각 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지 냉각 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 태양전지 냉각 시스템은, 태양전지 패널(10)을 냉각하는 태양전지 냉각 시스템으로서, 태양전지 패널(10)은 태양전지 패널(10)의 지지체(1)와 소정 간격 이격되어 설치되고, 지지체(1)와 태양전지 패널(10) 사이의 공간에 안개 상태의 냉각수(w)를 분무하여 태양전지 패널(10)의 후면을 냉각하는 분무부(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양전지 냉각 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 지지체와 소정 간격 이격되어 설치되는 태양전지 패널의 후면에 안개 상태의 냉각수를 분무하여 냉각 효과와 광전 변환 효율을 증대시킬 수 있는 태양전지 냉각 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건물일체형 태양전지 시스템(Building Integrated Photovoltaic System, BIPV 시스템)은 태양전지를 건축 자재로 적용시켜 건축물에 외장재로 활용하는 기술을 말한다.
이러한 BIPV 시스템은 태양전지에서 발생되는 전력을 이용하여 급증하는 건축물의 에너지 소비를 최소화할 수 있기 때문에, 최근에는 에너지 절약 차원에서 BIPV 시스템을 채용하는 건축물이 점점 증대하고 있는 추세이다. 더욱이, 이러한 BIPV 시스템은 태양광의 투과가 가능하도록 구성할 수 있기 때문에, 건축물의 채광 또는 차양 시설로서도 널리 각광받고 있다.
그러나, BIPV 시스템의 태양전지 패널의 온도가 상승할수록 광전변환 효율이 낮아지는 문제점이 있었다. 따라서 태양전지 패널을 냉각시키기 위한 방안으로, 태양전지 패널 전면에 냉각수를 분사하는 장치가 제시되었다. 하지만, 태양전지 패널의 전면에 냉각수를 분사하면, 일부는 태양전지 패널의 열에 의해 기화가 되고, 일부는 태양전지 패널 표면 상에 남아 태양전지 패널 표면을 오염시키거나, 태양전지 패널 표면으로 입사하는 태양광을 난반사시켜 광전 변환 효율을 감소시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양전지 패널을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 태양전지 냉각 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양전지 패널의 표면을 오염시키지 않으면서 태양전지 패널을 냉각시킬 수 있는 태양전지 냉각 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 상기의 목적은, 태양전지 패널을 냉각하는 태양전지 냉각 시스템으로서, 상기 태양전지 패널은 상기 태양전지 패널의 지지체와 소정 간격 이격되어 설치되고, 상기 지지체와 상기 태양전지 패널 사이의 공간에 안개 상태의 냉각수를 분무하여 상기 태양전지 패널의 후면을 냉각하는 분무부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 냉각 시스템에 의해 달성된다.
상기 태양전지 냉각 시스템은 공기 증폭부를 더 포함하고, 상기 공기 증폭부는, 공기가 유입되는 유입구; 및 상기 유입구보다 작은 단면적을 가지도록 형성되며 상기 공기가 배출되는 배출구를 포함할 수 있다.
상기 배출구로부터 배출된 상기 공기는 상기 지지체와 상기 태양전지 패널 사이의 공간으로 송출될 수 있다.
상기 태양전지 패널의 후면에 전면이 접하도록 설치되는 냉각수 유도부를 더 포함하고, 상기 냉각수 유도부의 후면은, 친수성을 가지는 친수부 및 소수성을 가지는 소수부를 포함할 수 있다.
상기 소수부는 돌출 형태를 가지고, 상기 소수부에 맺히는 상기 냉각수는 상기 친수부 방향으로 유도될 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양전지 패널을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 태양전지 패널의 표면을 오염시키지 않으면서 태양전지 패널을 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템의 전체 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템의 부분 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템의 부분 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유도부를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템의 부분 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템의 부분 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유도부를 나타내는 평면도 및 단면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템의 전체 모습을 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템의 부분 측단면도이다. 아울러 본 발명의 태양전지 냉각 시스템은 반드시 도 1의 형태로만 설치되는 것으로 한정되지 않음을 밝혀둔다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템은 태양전지 패널(10), 태양전지 패널(10)이 설치되는, 이를 테면 건물의 지붕, 건물벽 등을 포함하는 지지체(1), 및 태양전지 패널(10)을 냉각시키는 냉각수를 분무하는 분무부(100)를 포함하여 구성된다.
태양전지 패널(10)은 복수의 태양전지 셀(미도시)을 포함하며, 태양전지 셀에서 생성된 전기에너지가 전력공급대상(미도시)에 전달될 수 있다. 태양전지 패널(10)은 개구율에 따라서 건물 내부로 투과되는 빛의 양을 제어함과 동시에 전기에너지를 생성할 수 있고, 태양전지 셀의 색상의 변경에 따라서 건물 외관에 기여할 수 있다.
태양전지 패널(10)은 지지체(1)와 소정 간격 이격되어 설치될 수 있다. 즉, 지지체(1)의 표면과 태양전지 패널(10)의 후면 사이에는 소정의 공간이 형성될 수 있다. 태양전지 패널(10)과 지지체(1)가 소정 간격 이격되어 설치되도록, 지지체(1) 상에 지지프레임(5)을 설치하여 태양전지 패널(10)을 지지하도록 할 수 있다.
분무부(100)는 태양전지 패널(10)에 대해 안개 상태의 냉각수(w)를 분무할 수 있다. 분무부(100)는 복수의 노즐(110)에 의해 구성될 수 있다. 노즐(110)의 개수, 노즐(110) 간의 간격, 노즐(110)에서 분무되는 냉각수(w)의 세기 등은 태양전지 패널(10)의 크기를 고려하여 적절히 변경할 수 있다. 외부의 냉각수 공급 장치(미도시)로부터 분무부(100)에 유입된 냉각수는 노즐(110)을 통해 태양전지 패널(10)과 지지체(1) 사이의 공간으로 분무될 수 있다.
안개 상태의 냉각수(w)는 일반 냉각수에 비해 단위부피당 면적이 매우 크므로 태양전지 패널(10)의 열에 의해 곧바로 기화될 수 있다. 그리하여, 태양전지 패널(10)에 냉각수가 남아 있을 가능성이 줄어든다.
또한, 분무부(100)에서 태양전지 패널(10)과 지지체(1)의 사이 공간, 즉, 태양전지 패널(10)의 후면에 안개 상태의 냉각수(w)를 분무하기 때문에, 태양전지 패널(10)의 후면에서 냉각이 이루어지게 되므로, 태양전지 패널(10)의 전면에 냉각수가 남아 태양전지 패널(10)의 전면을 오염시키거나, 난반사를 일으킬 가능성이 줄어들어 광전변환 효율을 상승시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 태양전지 냉각 시스템은 공기 증폭부(200)를 더 포함할 수 있다. 공기 증폭부(200)는 태양전지 패널(10)보다 아래쪽에 설치하여 공기 증폭부(200)를 통과한 공기(a)가 태양전지 패널(10) 측으로 송출되도록 하는 것이 바람직하다.
공기 증폭부(200)는 터널 형상을 가지며, 공기가 유입되는 유입구(210) 및 공기가 배출되는 배출구(220)를 포함할 수 있다. 배출구(220)는 유입구(210)보다 작은 단면적을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 공기 증폭부(200)는 유입구(210)와 배출구(220)의 단면적 차이로 인한 베르누이 원리를 이용하여 공기(a)의 이동 속력을 증폭시킬 수 있다.
베르누이 원리는 유체가 단면적이 큰 곳과 작은 곳을 흐를 때, 단면적이 큰 곳은 유체의 흐름이 느리고 압력은 높게 형성되고, 단면적이 작은 곳은 유체의 흐름이 빠르고 압력은 낮게 형성되는, 속도와 압력이 일정한 관계를 갖는 원리를 말한다. 따라서, 공기(a)가 흐르는 유로에서 유입구(210)보다 배출구(220)의 단면적이 작아지게 되면 유체인 공기(a)의 속력이 증가할 수 있다.
이처럼 공기 증폭부(200)를 통과하여 배출구(220)에서 배출된 공기(a)는 증가된 속력으로 지지체(1)와 태양전지 패널(10) 사이의 공간으로 송출될 수 있다. 그리하여, 속력이 증폭된 공기(a)에 의해 안개 상태의 냉각수(w)가 태양전지 패널(10) 후면의 전면(全面)에 균일하게 분무될 수 있다. 또한, 외부의 온도가 그리 높지 않을 때에는 냉각수(w)를 사용함이 없이, 속력이 증폭된 공기(a) 자체로만 태양전지 패널(10)을 냉각시킬 수도 있다. 또한, 속력이 증폭된 공기(a) 중의 일부가 태양전지 패널(10)의 전면으로 송출되면 태양전지 패널(10)의 전면에 있는 이물질이 제거될 수 있고, 속력이 증폭된 공기(a)가 태양전지 패널(10)의 후면으로 송출되면 태양전지 패널(10)의 후면에 잔존하는 냉각수를 제거하여 태양전지 패널(10)의 후면이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 냉각 시스템의 부분 측단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 유도부(300)를 나타내는 평면도[도 4의 (a) 및 (c)] 및 단면도[도 4의 (b) 및 (d)]이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 태양전지 냉각 시스템은 태양전지 패널(10)의 후면에 전면이 접하도록 설치되는 냉각수 유도부(300)를 더 포함할 수 있다. 냉각수 유도부(300)는 태양전지 패널(10)의 후면에서 방열이 잘 되도록, 열전도성이 높으면서, 경량의 소재를 사용할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄이나 구리 재질을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
냉각수 유도부(300)의 후면은 소수성을 가지는 소수부(310)와 친수성을 가지는 친수부(320)를 포함할 수 있다. 소수부(310)는 소수성 물질로 에테르(Ether), 스티렌(Styrene), 비닐산(Vinyl Acid), 비닐알코(Vinyl Alcohol) 등을 코팅하거나 표면처리하여 형성할 수 있고, 친수부(320)는 친수성 물질로 아크릴산(Acrylic Acid), 아크릴아마이드(Acrylamide), 에틸렌이민(Ethyleneimine), 기타 아민 기능기를 포함하는 고분자 물질 등을 코팅하거나 표면처리하여 형성할 수 있다. 다만, 유도부(300)의 후면을 소수성, 친수성을 가지도록 하는 목적의 범위 내에서 상기 물질 외에 다른 물질도 제한없이 이용가능하다.
냉각수 유도부(300)에서 소수부(310)가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역은 친수부(320)일 수 있다. 소수부(310)는 물과 결합하기 어렵기 때문에 물이 소수부(310) 표면에서 잘 흘러내리고, 친수부(320)는 물과 결합하는 성질로 인해 물이 모일 수 있다.
소수부(310)는 돌출 형태를 가지고 소정 간격을 이루며 수직 라인 형태[도 4의 (a) 및 (b)]로 형성되거나, 반원의 형태[도 4의 (c) 및 (d)]로 형성될 수 있다. 도 4는 소수부(310)의 일 실시예를 나타낼 뿐, 소수부(310)의 형태는 제한없이 변경 가능하다.
분무부(100)에서 태양전지 패널(10)과 지지체(1)의 사이 공간에 안개 상태의 냉각수(w)를 분무해도, 태양전지 패널(10)의 후면에 안개 상태의 냉각수(w)가 맺혀서 이슬과 같이 남아 있을 수 있다. 따라서, 돌출 형태를 가지는 소수부(310)를 따라 소수부(310)에 맺힌 냉각수가 친수부(320) 방향으로 유도될 수 있고, 친수부(320) 방향으로 유도되어 집수된 냉각수는 배수로(미도시)를 따라 배수되거나, 공기 증폭부(200)에 의해 속력이 증폭된 공기(a)에 의해 태양전지 패널(10)의 후면 상에서 제거될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 태양전지 냉각 시스템은, 태양전지 패널(10)의 후면에 안개 상태의 냉각수(w)를 분무하고, 공기 증폭부(200)에 의해 공기(a)의 속력을 증폭시켜 태양전지 패널을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 태양전지 패널(10)에 맺혀있는 냉각수를 공기(a)에 의해 제거하거나, 냉각수 유도부(300)에 의해 용이하게 배수할 수 있어, 태양전지 패널의 표면을 오염시키지 않으면서 태양전지 패널을 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
이상의 상세한 설명에서 본 발명은 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 지지체
5: 지지프레임
10: 태양전지 패널
100: 분무부
110: 노즐
200: 공기 증폭부
210: 유입구
220: 배출구
300: 냉각수 유도부
310: 소수부
320: 친수부
a: 속력이 증폭된 공기
w: 안개 상태의 냉각수
5: 지지프레임
10: 태양전지 패널
100: 분무부
110: 노즐
200: 공기 증폭부
210: 유입구
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300: 냉각수 유도부
310: 소수부
320: 친수부
a: 속력이 증폭된 공기
w: 안개 상태의 냉각수
Claims (5)
- 태양전지 패널을 냉각하는 태양전지 냉각 시스템으로서,
상기 태양전지 패널은 상기 태양전지 패널의 지지체와 소정 간격 이격되어 설치되고,
상기 지지체와 상기 태양전지 패널 사이의 공간에 안개 상태의 냉각수를 분무하여 상기 태양전지 패널의 후면을 냉각하는 분무부, 및
상기 태양전지 패널의 후면에 전면이 접하도록 설치되는 냉각수 유도부 - 냉각수 유도부의 후면은, 친수성을 가지는 친수부 및 돌출 형태이며 소수성을 가지는 소수부를 포함함 -
를 포함하고,
상기 소수부에 맺히는 상기 냉각수는 상기 친수부 방향으로 유도되는 것을 특징으로 하는 태양전지 냉각 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 태양전지 냉각 시스템은 공기 증폭부를 더 포함하고,
상기 공기 증폭부는,
공기가 유입되는 유입구; 및
상기 유입구보다 작은 단면적을 가지도록 형성되며 상기 공기가 배출되는 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 냉각 시스템. - 제2항에 있어서,
상기 배출구로부터 배출된 상기 공기는 상기 지지체와 상기 태양전지 패널 사이의 공간으로 송출되는 것을 특징으로 하는 태양전지 냉각 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 소수부는 소정 간격을 이루는 복수의 수직 라인 형태로 형성되거나, 반원의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지 냉각 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 소수부는 에테르(Ether), 스티렌(Styrene), 비닐산(Vinyl Acid), 비닐알코올(Vinyl Alcohol) 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
상기 친수부는 아크릴산(Acrylic Acid), 아크릴아마이드(Acrylamide), 에틸렌이민(Ethyleneimine) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 냉각 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020140138421A KR101630780B1 (ko) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | 태양전지 냉각 시스템 |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160043782A KR20160043782A (ko) | 2016-04-22 |
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ID=55918317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020140138421A KR101630780B1 (ko) | 2014-10-14 | 2014-10-14 | 태양전지 냉각 시스템 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101630780B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101751253B1 (ko) | 2016-10-10 | 2017-06-29 | 주식회사 에코전력 | 태양광 발전장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011100782A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Toyota Home Kk | 太陽光パネル冷却装置 |
| JP2013093376A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 太陽光発電パネル用整流架台 |
-
2014
- 2014-10-14 KR KR1020140138421A patent/KR101630780B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011100782A (ja) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Toyota Home Kk | 太陽光パネル冷却装置 |
| JP2013093376A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-05-16 | Nippon Steel & Sumitomo Metal | 太陽光発電パネル用整流架台 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101751253B1 (ko) | 2016-10-10 | 2017-06-29 | 주식회사 에코전력 | 태양광 발전장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR20160043782A (ko) | 2016-04-22 |
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