KR101710473B1 - 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 집광 렌즈가 구비되어 발전 효율을 높인 태양전지가 내장되어 태양광 발전이 가능하며, 벽돌에 비친 태양광의 열을 집진하여 난방이나 온수 생성에 활용할 수 있는 건축용 태양광 벽돌 블록에 관한 것으로, 벽돌에 볼록렌즈가 구비된 렌즈부를 설치하고, 렌즈부 내부에 태양전지를 구비함으로써, 벽돌의 태양광 발전으로 건축물에 필요한 전력을 공급할 수 있고, 벽돌의 내구성과 강도를 그대로 유지하면서 자연스럽고 미려한 벽돌 집 구조와 마감처리를 할 수 있는 효과가 있다.

Description

열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록 {Sunlight Brick Block for Construction with Heat Collection}
본 발명은 벽돌 블록에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 집광 렌즈가 구비되어 발전 효율을 높인 태양전지가 내장되어 태양광 발전이 가능하며, 벽돌에 비친 태양광의 열을 집진하여 난방이나 온수 생성에 활용할 수 있는 건축용 태양광 벽돌 블록에 관한 것이다.
벽돌은 모르타르를 이용하여 일렬로 쌓아서 벽, 칸막이, 굴뚝 등 다양한 건축물의 조적 공사에 사용되는 건축재료이다. 이러한 벽돌은 건축물의 외벽 마감재로 사용된다.
일반적으로 건축물의 외벽에 태양광 발전 기능을 부여하기 위해서는 기초 구조물 공사를 한 뒤, 태양전지판 위에 코팅 또는 색유리를 입힌 태양광 타일을 마감 시공하는 방식이다. 즉 벽돌로 조적된 외벽에 이러한 태양광 타일을 붙여서 마감하는 시공하는 방식이 사용된다.
그러나 건축 비용이 많이 소요되고, 고유한 벽돌 블록의 자연스러운 건축미를 살리기 어렵다는 문제가 있다.
KR 10-2014-0114541 A KR 20-2012-0005985 U
본 발명의 목적은 벽돌의 구조적인 내구성과 벽돌이 가진 고유의 건축미를 살릴 수 있도록 벽돌 내부에 집광용 렌즈가 삽입되어 태양광 발전이 가능한 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록를 제공하는 것이다.
아울러 본 발명의 목적은 집광용 렌즈와 태양전지의 간격을 최적화하여, 태양전지의 과열을 방지하면서도 최적의 발전 효율을 유지할 수 있는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록를 제공하는 것이다.
나아가 본 발명은 집광용 렌즈로 입사되는 태양광의 열을 집진하여 온수 생성이나 난방에 활용함으로써, 건축물에 필요한 에너지를 절약할 수 있는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명은 태양전지를 조도가 상대적으로 높은 쪽으로 태양전지를 회전시켜 태양전지의 발전 효율을 더더욱 높일 수 있는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록를 제공하는 것이다.
본 발명은 전면에 적어도 하나 이상 형성되는 렌즈홈(110)과, 상하좌우 면에 모르타르홈(160)이 형성된 벽돌(100); 상기 렌즈홈(110)에 설치되어 태양전지(300)의 상부를 덮어주며, 태양광을 상기 태양전지(300) 측으로 집광해주는 볼록렌즈(210)와, 상기 태양전지(300)와 상기 볼록렌즈(210)를 이격시켜주는 공간부(230)가 형성된 렌즈부(200); 상기 렌즈홈(110)의 저면에 설치되어 양 단에 전지리드선(310)과 전지커넥터(320)가 마련되는 태양전지(300); 상기 렌즈홈(110)의 측면에 설치되어 상기 볼록렌즈(210)를 통해 입사되는 태양광을 상기 태양전지(300) 측으로 반사시켜주는 반사판(400); 상기 반사판(400)의 하부에 매설되어, 상기 반사판(400)의 열을 전도해주는 히트파이프(500); 및 상기 히트파이프(500)의 양단에 각각 구비되어 상기 히트파이프(500)의 열을 전도받는 열전도판(510);을 포함하되, 상기 태양전지(300)와 상기 볼록렌즈(210)의 거리는 상기 볼록렌즈(210)의 초점 거리의 70 내지 90%에 해당하는 거리를 유지한다.
아울러 본 발명의 상기 렌즈홈(110)에는, 태양전지(300)가 회동할 수 있는 전지회동홈(120)이 형성되고, 상기 전지회동홈(120)의 양측에는 태양전지(300)의 회전축이 되는 고정링(130)이 형성되며, 상기 태양전지(300)에는, 양측 중 어느 한 측에 회전축(330)이 구비되고, 상기 렌즈홈(110)의 저면에 상기 회전축(330)과 치합되는 구동축(610)이 구비된 모터(600)가 설치되어, 상기 모터(600)에 의해 상기 태양전지(300)가 회동되어 각도가 조절된다.
또한, 본 발명의 상기 렌즈부(200)는, 양측면에 상기 전지리드선(310)과 상기 전지커넥터(320)가 연결된 상태로 보관될 수 있는 연결선 보관홈(240)이 형성된다.
나아가 본 발명의 상기 반사판(400)은, 스테인리스, 알루미늄 중 어느 하나의 열전도율 및 반사율이 높은 금속재로 이루어진다.
아울러 본 발명의 상기 모르타르홈(160)에는, 전 면적에 걸쳐서 복수의 접촉 돌기(164)가 형성되되, 상기 접촉 돌기(164)의 높이는 벽돌(100)의 상하좌우 면에서 둘레를 따라 형성된 단턱(162) 보다 낮게 형성된다.
한편, 본 발명의 상기 렌즈홈(110)의 저면에서 상부측에 설치되어 조도를 측정하는 제1광센서(710)와 하부측에 설치되어 조도를 측정하는 제2광센서(720)가 구비되며, 상기 모터(600)와 전기적으로 연결되어 상기 제1광센서(710)에서 측정된 조도와 상기 제2광센서(720)에서 측정된 조도를 비교하여, 상기 모터(600)를 회전시켜 상기 조도가 상대적으로 높은 쪽으로 상기 태양전지(300)의 각도를 조절하는 컨트롤모듈(700)을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 상기 렌즈부(200)는, 양단에 상기 전지리드선(310)과 상기 전지커넥터(320)가 인출될 수 있는 연결선 인출공(250)이 관통 형성되고, 상기 연결선 인출공(250)이 상기 연결선 보관홈(240)이 직교하는 부위에 만곡부(252)가 형성된다.
본 발명은 벽돌(100)에 볼록렌즈(210)가 구비된 렌즈부(200)를 설치하고, 렌즈부(200) 내부에 태양전지(300)를 구비함으로써, 벽돌(100)의 태양광 발전으로 건축물에 필요한 전력을 공급할 수 있고, 벽돌(100)의 내구성과 강도를 그대로 유지하면서 자연스럽고 미려한 벽돌 집 구조와 마감처리를 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 태양전지(300)와 볼록렌즈(210)의 간격이 볼록렌즈(210) 정 초점의 70 내지 90%의 거리로 함으로써, 태양전지(300)의 과열을 방지하고, 태양전지(300)에 최적의 입사광을 제공하여 최적의 발전 효율을 유지하는 효과가 있다.
아울러 본 발명은 내부에 렌즈홈(110) 내부에 반사판(400)을 설치하고, 렌즈부(200)의 볼록렌즈(210)에 의해 입사되는 태양광을 태양전지(300)로 반사함으로써, 태양전지(300)의 발전 효율을 더욱 높이는 효과가 있다.
나아가 본 발명은 반사판(400)에 입사되는 태양광의 열을 렌즈홈(110) 저면에 설치된 히트파이프(500)로 전도하고, 히트파이프(500)로 전도된 열은 히트파이프(500)의 양옆에 설치된 열전도판(510)으로 전도하며, 벽돌(100)을 여러 개 조적한 상태에서 열전도판(510) 끼리 서로 접촉하여 집진된 열을 온수 생성이나 난방에 활용함으로써 건축물에 필요한 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 컨트롤모듈(700)에 구비된 제1광센서(710)와 제2광센서(720)에서 측정된 조도를 비교하여, 모터(600)를 구동시켜 조도가 상대적으로 높은 쪽으로 태양전지(300)를 회전함으로써, 태양전지(300)의 발전 효율을 더더욱 높이는 효과가 있다.
도 1은 종래의 건축 벽면용 태양광 판넬의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록의 2등각 투시도.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록에서 벽돌(100)을 도시한 2등각 투시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록에서 렌즈부(200)를 도시한 사시도.
도 5은 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록의 단면도.
도 6은 도 2에서 렌즈부(200)를 제외해서 나타낸 2등각 투시도.
도 7은 도 2에서 렌즈부(200)를 제외해서 나타낸 정면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록에서 태양전지(300)의 각도가 조절된 것을 나타낸 2등각 투시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록에서 벽돌(100)간의 결합을 나타낸 2등각 투시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.
도 1은 종래의 건축 벽면용 태양광 판넬의 구성도이다.
종래에는 일정 규격의 태양광 판넬(10)을 콘크리트나 벽돌과 같은 조립 벽면 구조물(20)에 추가로 설치하여, 각 태양광 판넬(10)을 그리드선(12)으로 연결하고, 최종 출력 그리드(14)를 충전 장치나 외부 전력 그리드에 연결하는 구조였다.
이러한 종래의 건물 외벽 태양광 발전 장치는 내구성이 취약하고 비용이 많이 들며, 건물 외관의 미적 마감처리의 다양성을 해치는 문제점이 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록의 2등각 투시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 벽돌(100)의 전면에 복수의 렌즈홈(110)이 형성되고, 렌즈홈(110)에 렌즈부(200)가 설치된다. 복수의 렌즈홈(110)이 벽돌(100)의 전면에 파여 형성되고, 렌즈홈(110)의 사이 사이에는 격벽(150)이 형성된다.
렌즈부(200)는 상부에 태양광을 한 곳으로 모아주는 볼록렌즈(210)가 형성되고, 볼록렌즈(210)의 양옆에는 고정대(220)가 형성된다. 렌즈부(200)는 볼록렌즈(210)가 벽돌(100)의 전면보다 돌출되도록 렌즈홈(110)에 설치된다.
격벽(150)의 양옆에는 후술할 히트파이프(500)의 열전도판(510)이 설치된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록에서 벽돌(100)을 도시한 2등각 투시도이다.
벽돌(100)은 시멘트, 흙 또는 점토로 단단하게 성형된 것으로 두꺼운 사각 블록 형상을 이룬다. 벽돌(100)의 전면에는 복수의 렌즈홈(110)이 파여 형성된다. 이때 복수의 렌즈홈(110)은 등간격으로 이격되도록 형성된다.
렌즈홈(110)의 전면 바닥에는 태양전지(300)의 크기와 대응되는 반원형상의 전지회동홈(120)이 파여 형성된다. 전지회동홈(120)의 양옆에는 태양전지(300)의 전지리드선(310) 및 전지커넥터(320)가 인입될 수 있는 링 형상의 고정링(130)이 형성된다. 또한, 고정링(130)과 입접하게 후술할 모터(600)의 설치를 위한 모터고정홈(140)이 형성된다.
그리고 렌즈홈(110)의 사이 사이에는 격벽(150)이 형성된다. 격벽(150)의 양옆에는 후술할 히트파이프(500)의 열전도판(510)이 설치되는 전도판홈(152)이 파여 형성된다.
그리고 벽돌(100)의 상하좌우 면에는 모르타르 도포를 위한 모르타르홈(160)이 파여 형성된다. 모르타르홈(160)으로 인해 벽돌(100)의 상하좌우 면에서 둘레를 따라 단턱(162)이 형성된다. 모르타르홈(160)에 모르타르를 도포하여 벽돌(100)을 좌우 또는 상하에 견고하게 조적 할 수 있다.
아울러 모르타르홈(160)의 바닥에는 모르타르의 접촉 면적을 극대화하기 위한 복수의 접촉 돌기(164)가 돌출형성된다. 접촉 돌기(164)는 모르타르홈(160)의 바닥 전면적에 걸쳐서 등간격으로 배열을 이루도록 돌출 형성된다.
접촉 돌기(164)는 원형, 사각, 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 이때 접촉 돌기(164)의 높이는 단턱(162)의 높이보다 낮게 형성된다. 이는 모르타르홈(160)에 모르타르가 도포되었을 때, 모르타르가 단턱(162)의 외부로 새어나가지 않으면서도 접촉 돌기(164)에 의해 벽돌(100) 간의 모르타르 접촉 면적을 극대화하여 조적된 벽돌(100)을 더욱 견고하게 고정하기 위함이다.
한편, 히트파이프홀(170)은 렌즈홈(110)의 저면에 지그재그 형상으로 형성된다. 히트파이프홀(170)에는 후술할 히트파이프(500)가 설치된다. 히트파이프홀(170)의 상부에는 반사판(400)이 설치된다. 히트파이프홀(170)은 상부 일부가 절개되도록 형성된다. 그래서 히트파이프홀(170)에 히트파이프(500)가 설치된 상태에서 히트파이프(500)에 반사판(400)이 직접 접촉되도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록에서 렌즈부(300)를 도시한 사시도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록의 단면도이다. 도 5에 태양광(30)의 입사를 나타내었다.
렌즈부(200)는 상부에 상부 방향으로 절곡된 볼록렌즈(210)가 형성된다. 그리고 볼록렌즈(210)의 양단이 아래 방향으로 돌출되어 고정대(220)를 형성한다. 볼록렌즈(210)와 고정대(220)는 유리 또는 투명 플라스틱 재질로 일체로 형성된다. 고정대(220)의 높이는 렌즈홈(110)의 높이와 대응된다.
또 렌즈부(200)는 볼록렌즈(210)의 하부와 고정대(220) 내측으로는 공간부(230)가 형성된다. 공간부(230)로 인해 후술할 태양전지(300)와 볼록렌즈(210)는 일정 간격 이격된 상태를 유지하게 된다. 이때 볼록렌즈(210)와 태양전지(300)의 간격은 볼록렌즈(210)의 정 초점의 70 내지 90%의 거리를 가지도록 이격된다. 정 초점의 거리가 70% 미만이면 볼록렌즈(210)를 통해 입사되는 태양광(30)의 면적이 작기 때문에 발전 효율이 떨어지고, 90% 초과하게 되면 볼록렌즈(210)를 통해 입사되는 태양광(30)의 면적이 과도하게 넓어지기 때문에 태양전지(300)가 과열되어 발전 효율이 떨어지는 문제가 있다.
따라서 태양광(30)이 볼록렌즈(210)에 입사되면, 볼록렌즈(210)의 집광 작용에 의하여 태양전지(300)의 발전량을 최대화할 수 있고, 태양의 이동에 따른 입사각 변화에도 볼록렌즈(210)의 작용에 의한 집광 효과로 최적의 발전 효율을 유지할 수 있다.
고정대(220)에는 벽돌(100) 끼리 결합하였을 때, 태양전지(300)의 전지리드선(310)과 전지커넥터(320)가 보관될 수 있는 연결선 보관홈(240)이 형성된다. 그리고 고정대(220)에는 전지리드선(310) 및 전지커넥터(320)의 위치와 대응되도록 연결선 인출공(250)이 관통 형성된다. 연결선 인출공(250)을 통해 전지리드선(310) 및 전지커넥터(320)가 외부로 노출된다.
아울러 연결선 인출공(250)에서 연결선 보관홈(240)과 직교하는 부분에는 만곡부(252)가 형성된다. 만곡부(252)는 전지리드선(310) 및 전지커넥터(320)가 연결선 보관홈(240)에 보관되었을 때 전지리드선(310)과 전지커넥터(320)가 완만하게 꺾이도록 하여, 전지리드선(310)과 전지커넥터(320)의 단선을 예방해준다.
한편, 볼록렌즈(210)를 통해 입사된 태양광(30)은 반사판(400)에 의해 반사되어 태양전지(300)로 입사됨으로써, 태양전지(300)의 발전 효율을 더욱 높여줄 수 있다. 아울러 반사판(400)에는 입사된 태양광(30)의 열이 전도된다.
도 6은 도 2에서 렌즈부(300)를 제외해서 나타낸 2등각 투시도, 도 7은 도 2에서 렌즈부(300)를 제외해서 나타낸 정면도이다.
도 6에서는 히트파이프홀(170)와 히트파이프(500)를 은선으로 나타내었으며, 열전도판(510)의 일부가 분해된 것으로 도시하였다. 도 7에서는 히트파이프(500)를 은선으로 도시하였다.
태양전지(300)는 렌즈부(200)의 볼록렌즈(210)로 입사된 태양광의 빛에너지를 전기에너지로 변환해주는 역할을 한다. 태양전지(300)는 렌즈홈(110)의 전면 바닥에 밀착되어 고정된다.
태양전지(300)의 양단에는 양극 및 음극을 가지는 전지리드선(310)이 인출된다. 전지리드선(310)을 통해 변환된 전기에너지가 출력된다. 전지리드선(310)의 끝단에는 전지커넥터(320)가 형성된다. 전지커넥터(320)는 전지리드선(310)의 양단에 각각 형성되는데, 한쪽에는 암단자가 다른 한쪽에는 수단자가 형성된다. 이때 전지커넥터(320)는 방수방진 기능을 갖춘 커넥터가 사용된다.
한편, 태양전지(300)의 양옆 중 어느 한쪽 옆의 중앙에는 회전축(330)이 기어 형상으로 설치된다. 회전축(330)에 의해 태양전지(300)가 회전할 수 있다.
아울러 전지리드선(310)과 전지커넥터(320)는 제자리에서 헛돌 수 있도록 설치된다. 이를 통해 회전축(330)에 의해 태양전지(300)가 회전하더라도 전지리드선(310) 및 전지커넥터(320)가 단선될 우려가 없게 된다. 구체적으로는 회전축(330)의 중앙에 구멍이 뚫려 있고, 이를 통해 전지리드선(310) 및 전지커넥터(320)가 인입될 수 있다. 도면에서는 예시로 전지커넥터(320) 측에 회전축(330)이 설치된 것으로 도시하였으나, 전지리드선(310) 측에 회전축(330)이 설치될 수도 있고, 양쪽에 회전축(330)이 설치될 수도 있다. 그에 따라 후술할 모터(600)의 설치 위치 및 설치 대수가 달라진다.
반사판(400)은 렌즈홈(110)의 저면에서 히트파이프홀(170)의 상부에 설치된다. 반사판(400)의 하부는 히트파이프(500)와 직접 접촉되도록, 히트파이프(500)에 부착된다. 이때 열전도 접착제를 사용하여 히트파이프(500)와 반사판(400)을 견고하게 부착해준다.
반사판(400)은 볼록렌즈(210)에 의해 입사되는 태양광을 태양전지(300)로 반사시켜 주는 역할을 한다. 아울러 반사판(400)은 볼록렌즈(210)에 의해 입사되는 태양열로 인해 데워진다. 반사판(400)은 열전도율이 높은 스테인리스 또는 알루미늄 재질의 판으로, 반사율을 높이기 위해 연마 또는 코팅처리된다. 반사판(400)의 열은 히트파이프(500)로 전도된다.(도 5참조)
히트파이프(500)는 반사판(400)의 열을 효율적으로 전달하기 위한 것으로, 히트파이프홀(170)에 상부가 노출되도록 설치된다. 히트파이프(500)의 상부에 반사판(400)이 열전도 접착제에 의해 부착된다. 히트파이프(500)의 양끝단에는 열전도판(510)이 설치된다. 열전도판(510)에는 접촉홈(512)이 형성되고, 접촉홈(512)에 히트파이프(500)의 양끝단이 직접 접촉된다.
아울러 열전도판(510)은 벽돌(100)의 격벽(150) 양옆에 형성된 전도판홈(152)에 고정된다. 접촉홈(512)에도 열전도 접착제가 도포되어 열전도판(510)이 부착된다. 이를 통해 열 전도시 발생할 수 있는 열 손실을 최소화 한다.
여러 개의 벽돌(100)이 옆으로 결합하였을 때 열전도판(510)이 서로 접촉하면서 열을 전도하게 된다. 열전도판(510)의 재질은 열전도율이 높은 구리, 알루미늄 등이 사용된다.
열전도판(510)은 사각의 판 형상으로 형성되며, 여러 개의 벽돌(100)을 옆으로 붙이는 시공을 할 때는 셔멀그리스나 열전도 접착제를 도포하여 열전도판(510) 간의 열전도율을 높여준다.
이를 통해 복수의 벽돌(100)이 옆으로 결합된 상태에서 최외각에 위치한 벽돌(100)의 열전도판(510)에 히트파이프를 추가로 연결하여, 히트파이프에서 전도되는 열을 집진할 수 있다. 그리고 집진된 열로 온수를 데워주거나, 난방을 보조하는 용도로 사용할 수 있다.
모터(600)는 렌즈홈(110)의 전면 바닥에 형성된 모터고정홈(140)에 설치되는 것으로, 동력 전달을 위한 기어 형상의 구동축(610)이 마련되어 있다. 구동축(610)은 태양전지(300)에 마련된 회전축(330)과 치합된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록에서 태양전지(200)의 각도가 조절된 것을 나타낸 2등각 투시도이다.
컨트롤모듈(700)은 제어회로 및 충전회로를 구비한 PCB로 모터(600)와 전기적으로 연결되어, 모터(600)의 정역회전을 제어한다. 아울러 컨트롤모듈(700)은 조도를 측정하는 제1광센서(710)와 제2광센서(720)를 구비한다. 컨트롤모듈(700)은 렌즈홈(110)의 전면 바닥에 모터(600)와 인접하게 설치된다.
제1광센서(710)는 렌즈홈(110)의 전면 바닥에 설치되는 것으로, 태양전지(300)의 길이방향을 기준으로 상부측에 설치된다.
제2광센서(720)는 렌즈홈(110)의 전면 바닥에서 제1광센서(710)와 반대로 태양전지(300)의 길이방향을 기준으로 하부측에 설치된다. 컨트롤모듈(700)은 제1광센서(710)와 제2광센서(720)와 각각 전기적으로 연결되어, 조도 측정값을 전달받는다.
컨트롤모듈(700)은 제1광센서(710)와 제2광센서(720)의 조도 측정값을 비교하여, 모터(600)를 회전시켜 조도 측정값이 큰 쪽으로 태양전지(300)를 회전시킨다. 이를 통해 태양의 각도에 따라 태양광을 최대로 많이 받을 수 있도록 태양전지(300)를 자동으로 회전시켜준다. 즉 태양의 위치에 따라 제1광센서(710)와 제2광센서(720)를 통해 측정된 조도로 태양광을 많이 받을 수 있도록 태양전지(300)를 회전시켜준다. 따라서 본 발명은 태양광 발전을 효율적으로 할 수 있다.
배터리(800)는 렌즈홈(110) 상에서 컨트롤모듈(700)과 인접하게 설치되는 것으로, 컨트롤모듈(700)과 전기적으로 연결된다. 컨트롤모듈(700)로부터 전원을 공급받아 충전된다. 배터리(800)는 모터(600), 제1광센서(710), 제2광센서(720)에 전원을 공급해주는 역할을 한다. 배터리(800)는 충전식으로 리튬이온, 리튬폴리머 배터리 등이 사용된다.
한편, 컨트롤모듈(700)은 배터리(800)와 전기적으로 연결되어, 배터리(800)에서 공그되는 전원을 모터(600)에 공급해준다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록에서 벽돌(100)간의 결합을 나타낸 2등각 투시도이다.
벽돌(100)은 일반 벽돌과 비슷한 강도와 내구성을 갖으며, 일반 벽돌의 질감과 과학적 인공 마감을 느끼게 하기에 충분할 뿐만 아니라 앞서 설명한 바와 같이 좌우 또는 상하로 조적하여 조립할 수 있다.
벽돌(100)을 쌓으면서 태양전지(300)의 전지리드선(310)과 전지커넥터(320)를 서로 연결하여, 최종 +, - 출력을 충전장치나 외부 전력 그리드에 연결하여 건축물에서 사용할 수 있다.
10 : 태양광 판넬 12 : 그리드선
20 : 조립 벽면 구조물
30 : 태양광
100 : 벽돌
110 : 렌즈홈 120 : 전지회동홈 130 : 고정링 140 : 모터고정홈
150 : 격벽 152 : 전도판홈
160 : 모르타르홈 162 : 단턱 164 : 접촉 돌기
170 : 히트파이프홀
200 : 렌즈부
210 : 볼록렌즈 220 : 고정대 230 : 공간부 240 : 연결선 보관홈
250 : 연결선 인출공 252 : 만곡부
300 : 태양전지
310 : 전지리드선 320 : 전지커넥터 330 : 회전축
400 : 반사판
500 : 히트파이프
510 : 열전도판 512 : 접촉홈
600 : 모터
610 : 구동축
700 : 컨트롤모듈
710 : 제1광센서 720 : 제2광센서
800 : 배터리

Claims (7)

  1. 전면에 적어도 하나 이상 형성되는 렌즈홈(110)과, 상하좌우 면에 모르타르홈(160)이 형성된 벽돌(100);
    상기 렌즈홈(110)에 설치되어 태양전지(300)의 상부를 덮어주며, 태양광을 상기 태양전지(300) 측으로 집광해주는 볼록렌즈(210)와, 상기 태양전지(300)와 상기 볼록렌즈(210)를 이격시켜주는 공간부(230)가 형성된 렌즈부(200);
    상기 렌즈홈(110)의 저면에 설치되어 양 단에 전지리드선(310)과 전지커넥터(320)가 마련되는 태양전지(300);
    상기 렌즈홈(110)의 측면에 설치되어 상기 볼록렌즈(210)를 통해 입사되는 태양광을 상기 태양전지(300) 측으로 반사시켜주는 반사판(400);
    상기 반사판(400)의 하부에 매설되어, 상기 반사판(400)의 열을 전도해주는 히트파이프(500); 및
    상기 히트파이프(500)의 양단에 각각 구비되어 상기 히트파이프(500)의 열을 전도받는 열전도판(510);을 포함하되,

    상기 태양전지(300)와 상기 볼록렌즈(210)의 거리는 상기 볼록렌즈(210)의 초점 거리의 70 내지 90%에 해당하는 거리를 유지하는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈홈(110)에는,
    태양전지(300)가 회동할 수 있는 전지회동홈(120)이 형성되고, 상기 전지회동홈(120)의 양측에는 태양전지(300)의 회전축이 되는 고정링(130)이 형성되며,

    상기 태양전지(300)에는,
    양측 중 어느 한 측에 회전축(330)이 구비되고,

    상기 렌즈홈(110)의 저면에 상기 회전축(330)과 치합되는 구동축(610)이 구비된 모터(600)가 설치되어, 상기 모터(600)에 의해 상기 태양전지(300)가 회동되어 각도가 조절되는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈부(200)는,
    양측면에 상기 전지리드선(310)과 상기 전지커넥터(320)가 연결된 상태로 보관될 수 있는 연결선 보관홈(240)이 형성되는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사판(400)은,
    스테인리스, 알루미늄 중 어느 하나의 열전도율 및 반사율이 높은 금속재로 이루어지는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 모르타르홈(160)에는,
    전 면적에 걸쳐서 복수의 접촉 돌기(164)가 형성되되,
    상기 접촉 돌기(164)의 높이는 벽돌(100)의 상하좌우 면에서 둘레를 따라 형성된 단턱(162)보다 낮게 형성되는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 렌즈홈(110)의 저면에서 상부측에 설치되어 조도를 측정하는 제1광센서(710)와 하부측에 설치되어 조도를 측정하는 제2광센서(720)가 구비되며,
    상기 모터(600)와 전기적으로 연결되어 상기 제1광센서(710)에서 측정된 조도와 상기 제2광센서(720)에서 측정된 조도를 비교하여, 상기 모터(600)를 회전시켜 상기 조도가 상대적으로 높은 쪽으로 상기 태양전지(300)의 각도를 조절하는 컨트롤모듈(700)을 더 포함하는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 렌즈부(200)는,
    양단에 상기 전지리드선(310)과 상기 전지커넥터(320)가 인출될 수 있는 연결선 인출공(250)이 관통 형성되고, 상기 연결선 인출공(250)이 상기 연결선 보관홈(240)이 직교하는 부위에 만곡부(252)가 형성되는 열 집진 기능이 구비된 건축용 태양광 벽돌 블록
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