KR101715667B1 - Solar light and heat hybrid system dividing the wavelength of solar light - Google Patents

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Abstract

본 발명은 집광형 태양광 발전에 관한 것으로서, 특히 태양광과 태양열을 동시에 사용하여 전력을 생산하는 하이브리드 방식의 시스템 및 방법에 관한 것이다. 집광소자; 분광기; 광전소자; 및 열전소자를 포함하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템과 집광소자, 분광기, 광전소자 및 열전소자를 하부에서부터 차례대로 배열하는 단계; 집광소자를 이용하여 태양광을 집광하는 단계; 분광기로 집광소자에 집광된 태양광을 파장별로 분리하는 단계; 광전소자가 분광기로부터 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 전력을 발생시키는 단계; 및 열전소자가 분광기로부터 분리된 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 열을 발생시키는 단계를 포함하는 집광형 태양광-태양열 복합 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 태양광의 파장을 분리함으로써 보다 높은 태양열을 이용할 수 있는 이점과 근적외선 위주의 이중접합 구조의 태양전지를 제시함으로써 시스템의 제조비용을 낮출 수 있는 이점이 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a light collecting type solar power generation system, and more particularly, to a hybrid system and method for generating electric power by simultaneously using sunlight and solar heat. A light converging element; spectroscope; Photoelectric device; And arranging the light collecting type solar-thermal hybrid system including the thermoelectric element, the light converging element, the spectroscope, the photoelectric element and the thermoelectric element in order from the bottom; Concentrating solar light using a light converging element; Separating solar light collected by the light converging element by a spectroscope by wavelength; Generating a photovoltaic element by receiving sunlight having a wavelength corresponding to a near infrared ray or an infrared ray region separated from the spectroscope; And a step of generating heat by receiving the sunlight of a wavelength corresponding to a visible ray or ultraviolet ray region separated from the spectroscope by the thermoelectric element.
According to the present invention, there is an advantage that the manufacturing cost of the system can be lowered by providing a solar cell having a double junction structure based on near-infrared rays and an advantage of using higher solar heat by separating the wavelength of sunlight.

Description

파장 분리를 이용한 집광형 태양광-태양열 복합 시스템 및 방법{SOLAR LIGHT AND HEAT HYBRID SYSTEM DIVIDING THE WAVELENGTH OF SOLAR LIGHT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a solar-light hybrid system and method using wavelength separation,

본 발명은 집광형 태양광 발전에 관한 것으로서, 특히 태양광과 태양열을 동시에 사용하여 전력을 생산하는 하이브리드 방식의 시스템 및 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a light collecting type solar power generation system, and more particularly, to a hybrid system and method for generating electric power by simultaneously using sunlight and solar heat.

태양광발전 (photovoltaic power generation)은 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법이다. 태양광발전은 여러 개의 태양전지들이 붙어있는 태양광 패널을 이용한다. 재생 가능한 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양 전지와 태양광 어레이의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세이다. 태양광 발전량은 2년마다 두 배씩 증가하였으며, 2002년 이래로 매년 평균 48%의 성장을 하였고, 에너지 기술 분야에서 가장 빠르게 성장하고 있는 분야이다. 잠정적인 자료에 의하면 2007년 말에, 전 세계의 누적 생산량은 12,400MW였다. 특히 집광형 태양광시스템은 일반적으로 고효율의 태양전지에 렌즈 등의 빛을 수 배에서 수백 배까지 집광하여 발전하는 것으로 태양 추적 기능을 갖추고 있다. 집광형 태양광시스템은 고효율, 낮은 재료 의존성 및 낮은 전력 생산 단가의 장점을 가지고 있으며, 최근 40% 이상의 고효율 태양전지의 개발과 집광비율의 증가 그리고 생산 자동화에 의해 미래의 태양광시장은 그 점유율이 높아질 전망이다.Photovoltaic power generation is a method of generating electricity by converting sunlight into direct current. Solar power uses solar panels with several solar cells attached. As demand for renewable energy increases, production of solar cells and photovoltaic arrays is also increasing. Solar power generation has doubled every two years, growing at an annual average rate of 48% since 2002 and the fastest growing area in the energy technology sector. According to provisional data, at the end of 2007, the global cumulative output was 12,400 MW. In particular, a light-collecting type solar cell system generally has a solar cell tracking function by concentrating light from a lens to several hundred times to a high efficiency solar cell. The convergence type solar system has advantages of high efficiency, low material dependency and low power production unit cost, and the development of high efficiency solar cell with more than 40%, increase of condensation ratio and production automation, Respectively.

이와 관련 종래 문헌으로 한국공개특허 제2013-0054507호(태양광 다중집광 방법과 하이브리드 태양광발전 시스템)는, 태양광을 집광하여 초점에서 고온을 형성하고, 초점부에 설치된 흡수기로 열매체를 순환시켜 고온의 열을 획득하고, 솔라셀을 이용하여 발전효과를 높인 시스템을 개시하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0054507 (solar multimulti-concentrating method and hybrid solar power generation system) collects sunlight to form a high temperature at the focal point, and circulates the heat medium by an absorber installed in the focal point Discloses a system that acquires heat at a high temperature and uses a solar cell to enhance power generation efficiency.

다만, 기존의 하이브리드 방식은 태양전지와 집열판의 수광면이 동일하게 적용되어 작동되기 때문에, 태양열을 이용하는 부분과 태양광을 이용하는 부분의 온도가 비슷해진다. 태양전지의 작동 최대온도를 넘어가는 경우 효율이 저하되기 때문에 태양열을 이용하는 부분, 즉 태양열로 집광되는 온도가 태양전지의 작동온도를 넘어서는 안되는 문제점이 있다.
However, since the conventional hybrid system operates by applying the same light receiving surface of the solar cell and the heat collecting plate, the temperature of the portion using the solar heat and the portion using the solar light become similar. When the maximum operating temperature of the solar cell is exceeded, the efficiency is lowered. Therefore, there is a problem that the temperature of the portion using the solar heat, that is, the temperature of the sunlight, must not exceed the operating temperature of the solar cell.

한국공개특허 제2013-0054507호Korea Patent Publication No. 2013-0054507

본 발명은 집광된 빛의 파장을 분리하여 태양열과 태양광의 수광부분을 달리하고, 광전소자와 열전소자의 동작 온도를 개별화시켜 태양광의 전력발전 효율을 증가시키는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to increase the power generation efficiency of solar light by separating the wavelength of the condensed light to differentiate the light receiving portion between the solar heat and the sunlight and by making the operating temperatures of the photoelectric element and the thermoelectric element individual.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 태양광의 분광을 이용하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템에 있어서, 태양광을 집광하는 집광소자; 집광소자에 집광된 태양광을 파장별로 분리하는 분광기; 분광기로부터 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 전력을 발생시키는 광전소자; 및 분광기로부터 분리된 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 열을 발생시키는 열전소자를 포함하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템을 제공하는 것을 일 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light-condensing solar-light hybrid system using solar light spectroscopy, comprising: a light-converging element for condensing solar light; A spectroscope for separating the sunlight condensed by the light converging element by wavelength; A photoelectric device for generating power by receiving sunlight having a wavelength corresponding to a near-infrared ray or an infrared region separated from the spectroscope; And a thermoelectric element for generating heat by receiving sunlight having a wavelength corresponding to a visible light or ultraviolet ray region separated from the spectroscope.

바람직하게 집광소자는, 태양광을 직사광선 형태로 변경하여 분광기로 내보내는 오목렌즈를 포함할 수 있다.Preferably, the light converging element may include a concave lens that changes the sunlight into a direct sunlight and emits it to the spectroscope.

바람직하게 집광소자는, 태양광을 곡률이 일정한 반사판으로 집광하는 선형 집광모드로 동작하며, 선형 집광모드는 오목렌즈, 분광기 및 태양전지가 직선 형태로 구성된 단면을 연장한 형태로 구성될 수 있다.Preferably, the light converging element operates in a linear light collecting mode for collecting sunlight into a reflector having a constant curvature, and the linear light collecting mode may be configured such that a concave lens, a spectroscope, and a solar cell are formed in a straight line.

바람직하게 집광소자는, 태양광을 파라볼라 형태의 접시판으로 집광하는 점형 집광모드로 동작하며, 원형 형태로 빛을 모으고, 광전소자와 열전소자가 원형 형태의 중심을 기준으로 반지름의 변이에 따라 대칭으로 구성될 수 있다.Preferably, the light converging element operates in a spot-type light collecting mode for collecting sunlight in a parabolic dish plate, collecting light in a circular shape, and optically and thermoelectrically converting the light, .

바람직하게 광전소자는, 분광기에서 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 집광하는 광트레이; 및 광트레이에 의해 집광된 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지를 포함할 수 있다.Preferably, the photoelectric device includes an optical tray for condensing sunlight having a wavelength corresponding to a near-infrared ray or an infrared region separated from the spectroscope; And a solar cell that generates power from the sunlight condensed by the optical tray.

바람직하게 태양전지는, 적어도 하나 이상의 반도체 셀을 포함하고, 반도체 셀을 접합구조로 형성하여, 전력의 생성 효율을 높일 수 있다.Preferably, the solar cell includes at least one or more semiconductor cells, and the semiconductor cells may be formed in a bonded structure to increase power generation efficiency.

바람직하게 태양전지는, 화합물 소자 또는 Si (실리콘) 소자일 수 있다.Preferably, the solar cell may be a compound device or a Si (silicon) device.

바람직하게 화합물 소자는 (In)GaAs/Ge, Cu(In)GaSe(S) 및 CdTe 중 어느 하나로 구성될 수 있다.Preferably, the compound device may be composed of any one of (In) GaAs / Ge, Cu (In) GaSe (S) and CdTe.

바람직하게 열전소자는, 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 집광하는 집열기; 및 광전소자에서 발생하는 태양열을 전달받아 물의 온도를 변화시키는 수냉식 관을 포함하고, 집열기와 수냉식 관은 각각 분리되어 있으며, 집열기는 광전소자의 최대 작동온도와 무관하게 동작할 수 있다.Preferably, the thermoelectric element includes a collector for collecting solar light having a wavelength corresponding to a visible light or ultraviolet light region; And a water-cooled tube which receives the solar heat generated by the photoelectric device and changes the temperature of the water. The collector and the water-cooled tube are separated from each other, and the collector can operate irrespective of the maximum operating temperature of the photoelectric device.

바람직하게 분광기의 중심으로부터 광전소자의 중심까지 이르는 수광 거리는 조절이 가능하며, 수광 거리를 조절하여 태양전지의 작동 온도와 전력을 조절할 수 있다.Preferably, the light receiving distance from the center of the spectroscope to the center of the photoelectric device can be adjusted, and the operating temperature and power of the solar cell can be adjusted by adjusting the light receiving distance.

또한 본 발명은, 태양광의 분광을 이용하는 집광형 태양광-태양열 복합 방법에 있어서, 집광소자; 분광기; 광전소자; 및 열전소자를 배열하고, 집광소자를 이용하여 태양광을 집광하는 단계; 분광기로 집광소자에 집광된 태양광을 파장별로 분리하는 단계; 광전소자가 분광기로부터 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 전력을 발생시키는 단계; 및 열전소자가 분광기로부터 분리된 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 열을 발생시키는 단계를 포함하는 집광형 태양광-태양열 복합 방법을 제공하는 것을 다른 특징으로 한다.Further, the present invention is a light-condensing solar-light solar combined method using solar light spectroscopy, comprising: a light-converging element; spectroscope; Photoelectric device; Arranging the thermoelectric elements and collecting sunlight using a light converging element; Separating solar light collected by the light converging element by a spectroscope by wavelength; Generating a photovoltaic element by receiving sunlight having a wavelength corresponding to a near infrared ray or an infrared ray region separated from the spectroscope; And a step of generating heat by receiving the sunlight having a wavelength corresponding to a visible ray or ultraviolet ray region separated from the spectroscope by the thermoelectric element.

바람직하게 전력을 발생시키는 단계는, 분광기에서 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 광트레이로 집광하는 단계; 및 광트레이에 의해 집광된 태양광으로부터 태양전지를 이용하여 전력을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
Preferably, the step of generating power includes the steps of condensing sunlight of a wavelength corresponding to a near-infrared or infrared region separated by the spectroscope into an optical tray; And generating power using the solar cell from the sunlight condensed by the optical tray.

본 발명에 따르면, 태양광의 파장을 분리함으로써 보다 높은 태양열을 이용할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, there is an advantage that a higher solar heat can be utilized by separating the wavelength of sunlight.

또한 본 발명은, 근적외선 위주의 이중접합 구조의 태양전지를 제시함으로써 시스템의 제조비용을 낮출 수 있는 이점이 있다.
Further, the present invention has an advantage in that the manufacturing cost of the system can be lowered by presenting a solar cell having a double junction structure focused on the near-infrared rays.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집광형 태양광-태양열 복합 시스템의 개략도를 나타낸다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 선형 집광모드를 나타낸다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 점형 집광모드를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 분광기가 파장을 분리하는 모습이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파장분리형 하이브리드 시스템에 적합한 태양전지의 모습이다
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 분광기와 태양전지의 수광거리를 조절하는 모습과 이에 따른 집광도와 수광폭이 변화하는 모습을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 집광형 태양광-태양열 복합 방법의 순서도를 나타낸다.
1 is a schematic view of a light-collecting type solar-solar hybrid system according to an embodiment of the present invention.
2A shows a linear light collecting mode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B shows a point light condensing mode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view in which a spectroscope separates a wavelength according to an embodiment of the present invention.
4 is a view of a solar cell suitable for a wavelength-division-type hybrid system according to an embodiment of the present invention
FIG. 5 shows a state in which the light receiving distance of the spectroscope and the solar cell is adjusted according to the embodiment of the present invention, and a state in which the light condensation degree and the light receiving width are changed.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of combining a light-collecting type solar-solar array according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the exemplary embodiments. Like reference numerals in the drawings denote members performing substantially the same function.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited by the following description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 집광형 태양광-태양열 복합 시스템(1)의 개략도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 집광형 태양광-태양열 복합 시스템(1)은 집광소자(10), 분광기(30), 광전소자(50) 및 열전소자(70)로 구성될 수 있다.FIG. 1 is a schematic diagram of a light-collecting solar-solar hybrid system 1 according to an embodiment of the present invention. 1, the light-collecting solar-light hybrid system 1 may include a light-converging element 10, a spectroscope 30, a photoelectric element 50, and a thermoelectric element 70.

집광소자(10)는 집광반사판 또는 집광렌즈 등에 의하여 태양광을 집광시킬 수 있다. 집광소자(10)는 집광된 태양광을 직사광선 형태로 변경하여 분광기(30)로 내보내는 오목렌즈(101)를 포함할 수 있다. 집광소자(10)는 태양광을 곡률이 일정한 반사판으로 집광하는 선형 집광모드(90)로 동작하며, 선형 집광모드(90)는 오목렌즈(101), 분광기(30) 및 태양전지(503)가 직선형태로 구성된 단면을 연장한 형태로 구성될 수 있다. 집광소자(10)는 태양광을 파라볼라 형태의 접시판으로 집광하는 점형 집광모드(91)로 동작할 수 있다. 점형 집광모드(91)는 원형 형태로 빛을 모으고, 광전소자(50)와 열전소자(70)가 원형 형태의 중심을 기준으로 반지름의 변이에 따라 대칭으로 구성될 수 있다.The light converging element 10 can condense sunlight by a condensed reflection plate, a condenser lens or the like. The light converging element 10 may include a concave lens 101 for converting the condensed sunlight into a direct sunlight and outputting it to the spectroscope 30. [ The linear light condensing mode 90 is a mode in which the concave lens 101, the spectroscope 30, and the solar cell 503 are operated in a linear converging mode And may have a configuration in which a cross section formed in a straight line is extended. The light converging element 10 can operate in a point-type condensing mode 91 for condensing the sunlight into a parabolic dish plate. The point light condensing mode 91 collects light in a circular shape and the opto-electronic device 50 and the thermo-electric device 70 can be symmetrically arranged according to the variation of the radius with respect to the center of the circular shape.

도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 선형 집광모드(90)를 나타내고, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 점형 집광모드(91)를 나타낸다. 도 2a를 참조하면, 선형 집광모드(90)는 적용되는 파장분리 시스템에 있어서 오목렌즈(101) 및 분광기(30) 등이 일직선으로 구성되는 선형 형태로 이루어진다. 선형 집광모드(90)는 태양광이 일직선으로 입사된다고 가정했을 때, 일직선으로 입사되는 하나의 태양광이 하나의 단면으로 집광된다고 볼 수 있고, 이러한 단면을 연결시켜 태양광 전체를 집광시키는 형태를 갖출 수 있다. 선형 집광모드(90)는 태양광을 집광시켜 광전소자(50)로 입사시킬 수 있다. 집광된 태양광은 광전소자(50)의 광트레이(501)로 입사되어 태양전지(503)와 수냉식 관(703)을 통해 태양광과 태양열의 발전을 할 수 있다. FIG. 2A shows a linear light collection mode 90 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B shows a point light collection mode 91 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2A, the linear light condensing mode 90 has a linear shape in which the concave lens 101 and the spectroscope 30 are linearly formed in the wavelength separation system to which the present invention is applied. Assuming that the sunlight is incident linearly, the linear light collecting mode 90 can be regarded as one in which a single incident sunlight is condensed in one cross section, . The linear light condensing mode 90 can condense solar light and enter the photoelectric element 50. The condensed sunlight is incident on the optical tray 501 of the photoelectric element 50 and can generate sunlight and solar heat through the solar cell 503 and the water-cooled tube 703. [

도 2b를 참조하면, 점형 집광모드(91)는 접시판 모양의 반사판을 집광소자(10)로 이용할 수 있다. 점형 집광모드(91)는 집광소자(10)가 원형 형태로 빛이 모아지고, 파장 분리형 분광기(30) 또는 오목렌즈(101)도 모두 원의 중심을 기준으로 반지름의 변이에 따라 형태가 대칭으로 변화하는 원형 형태로 이루어질 수 있다. 특히 파장가변형의 경우, 근적외선 영역~적외선 영역은 가운데 영역의 원으로 모여 이 부분은 태양전지(503)가 설치되어 태양광을 수광하는 부분이고, 가운데 원을 제외한 나머지 부분은 가시광선 영역에서 자외선 영역에 해당하는 빛을 모으는 부분으로 집열기(701)가 설치되어 태양열을 수광하는 부분이 될 수 있다.Referring to FIG. 2B, the plate-shaped reflector may be used as the light-converging element 10 in the spot-type condensing mode 91. The spot condensing mode 91 is a mode in which the light converging element 10 is collected in a circular form and the wavelength separating type spectroscope 30 or the concave lens 101 are both symmetrical with respect to the center of the circle It can be made in a changing circular shape. Particularly, in the case of the tunable type, the near infrared ray region to the infrared ray region are gathered at the circle of the middle region, and this portion is the portion where the solar cell 503 is installed to receive the sunlight and the remaining portion except for the center circle, The light collecting unit 701 may be a part for receiving solar heat.

분광기(30)는 집광소자(10)에서 집열된 태양광을 파장의 길이 별로 분리하는 역할을 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 분광기(30)가 파장을 분리하는 모습이다. 분광기(30)는 회절격자나 간섭을 이용할 수 있고, 프리즘을 이용할 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 파장별로 빛을 스펙트럼화 하는 수단을 나타낸다. 본 발명에서 분광기(30)는 프리즘을 이용하여 빛의 스펙트럼을 측정할 수 있다. 도 3을 참조하면, 태양광이 집광되어 분광기(30)로 들어오게 되면, 빛의 파장에 따라 굴절률이 상이하여 분광기(30) 좌우측으로 빛이 나뉘게 된다. 분광기(30)의 매질이나 입사각에 따라 약간의 차이가 있을 수 있으나, 일반적으로 도 3과 같이 태양광을 구성하는 파장은, 파장의 길이에 따라 굴절율이 상이하여 영역별로 구분되어 나타날 수 있다. 따라서 파장의 길이가 상대적으로 긴 적외선은 굴절율이 작아 가운데 부분으로 상이 맺히고, 자외선과 가시광선은 적외선 양쪽으로 상이 맺히게 된다. 이는 후술하는 광전소자(50)와 열전소자(70)에서 이용될 수 있다.The spectroscope 30 serves to separate the sunlight collected in the light converging element 10 by the length of the wavelength. FIG. 3 is a view in which a spectroscope 30 separates wavelengths according to an embodiment of the present invention. The spectroscope 30 may use a diffraction grating or interference, and may use a prism, but it is not limited to this, and it shows means for spectrally separating light by wavelength. In the present invention, the spectroscope 30 can measure the spectrum of light using a prism. Referring to FIG. 3, when the sunlight is condensed and enters the spectroscope 30, the refractive index differs according to the wavelength of the light, and the light is split to the right and left of the spectroscope 30. As shown in FIG. 3, the wavelengths of the sunlight can be divided into different regions according to the length of the wavelengths, as shown in FIG. 3, though there may be slight differences depending on the medium or the incident angle of the spectroscope 30. Therefore, the infrared ray having a relatively long wavelength has a low refractive index, so that the image is formed at the center portion, and ultraviolet rays and visible rays are formed at both sides of the infrared rays. This can be used in the photoelectric element 50 and the thermoelectric element 70 described below.

광전소자(50)는 분광기(30)에서 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 집광하는 광트레이(501) 및 광트레이(501)에 의해 집광된 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지(503)를 포함할 수 있다. 광트레이(501)는 상술한 바와 같이 분광기(30)에 의해 분리된 태양광을 태양전지(503)로 모아주는 역할을 한다. 광트레이(501)는 일반적으로 분광기(30)에서 나오는 평행광을 가이드 역할을 하여 광을 집속하는 수단을 포함할 수 있다.The photoelectric element 50 includes an optical tray 501 for collecting sunlight having a wavelength corresponding to a near infrared ray or an infrared ray region separated from the spectroscope 30 and an optical system for generating power from the sunlight condensed by the optical tray 501 And a battery 503. The optical tray 501 serves to collect the sunlight separated by the spectroscope 30 into the solar cell 503 as described above. The optical tray 501 may include a means for focusing the light, generally acting as a guide for the parallel light emerging from the spectroscope 30.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파장분리형 하이브리드 시스템에 적합한 태양전지(503)의 모습이다. 태양전지(503)는 적어도 하나 이상의 반도체 셀(505)을 포함하고, 반도체 셀(505)을 접합구조로 형성하여, 전력의 생성 효율을 높일 수 있다. 도 4를 참조하면, 그림 (가)는 일반적인 고효율 삼중접합 태양전지(503)를 나타내고, 그 왼쪽의 그래프는 삼중접합에 해당하는 3층의 반도체 셀(505)을 이용하여 단일접합 태양전지(503)를 만들었을 경우, 각각의 반도체 셀(505)에 대한 최적 전압과 전류 곡선을 나타낸다. 왼쪽의 그래프를 통해 볼 때, InGaP 반도체 셀(505)은 GaAs 반도체 셀(505)과 Ge 반도체 셀(505)에 비해 전압은 크나 전류는 상대적으로 매우 작은 것을 볼 수 있다. 또한 그림 (가)에서 ARC(anti-reflection coating) 층을 통하여 들어온 태양광이 각각의 반도체 셀(505)에 의해 전압전류를 얻고, 이들은 tunnel junction에 의해 직렬로 연결되어 있는 형태일 수 있다. 따라서 직렬연결의 경우 전체전압과 전체전류는 아래의 [수학식]과 같을 수 있다.4 is a view of a solar cell 503 suitable for a wavelength-division type hybrid system according to an embodiment of the present invention. The solar cell 503 includes at least one semiconductor cell 505, and the semiconductor cell 505 may be formed as a junction structure to increase power generation efficiency. Referring to FIG. 4, a graph (A) shows a general high-efficiency triple junction solar cell 503, and a graph on the left side shows a single junction solar cell 503 using three semiconductor layers 505 corresponding to triple junction ), The optimum voltage and current curves for each semiconductor cell 505 are shown. As shown in the graph on the left, the InGaP semiconductor cell 505 has a relatively large voltage but a relatively small current compared to the GaAs semiconductor cell 505 and the Ge semiconductor cell 505. Also, the solar light received through the anti-reflection coating (ARC) layer in the figure (A) may obtain a voltage current by each semiconductor cell 505, and they may be connected in series by a tunnel junction. Therefore, in the case of a series connection, the total voltage and the total current can be expressed by the following equation.

[수학식][Mathematical Expression]

Figure 112015062706179-pat00001
Figure 112015062706179-pat00001

Figure 112015062706179-pat00002

Figure 112015062706179-pat00002

이때, 전체 전류

Figure 112015062706179-pat00003
은 InGaP, GaAs, Ge 층으로부터 얻어진 전류 중 가장 작은 쪽의 전류와 일치하므로, 각 셀별로 전류를 같게 하기 위한 구조적 개선이 필요할 수 있다. 상대적으로 InGaP층으로부터 생성된 전류가 적으므로 InGaP 층의 두께를 늘리고 GaAs층의 두께를 줄이는 등 최적 구조를 산출할 필요가 있다.At this time,
Figure 112015062706179-pat00003
Is equal to the smallest current among the currents obtained from the InGaP, GaAs, and Ge layers, a structural improvement may be required to make the currents equal for each cell. Since the current generated from the InGaP layer is relatively small, it is necessary to increase the thickness of the InGaP layer and to reduce the thickness of the GaAs layer.

반면에, 도면 4의 (나)는 GaAs/Ge double junction 구조로 InGaP 층이 없는 이중 접합구조를 나타낸다. 그림 (나)는 InGaP 층이 없기 때문에 전류의 손실이 그림 (가)에 비해 상대적으로 적다. 특히, 파장가변형의 태양전지(503)의 경우, 상술한 바와 같이 분광기(30)에 의해 파장의 굴절율에 따라 적외선, 가시광선, 자외선으로 나눌 수 있고, 태양광의 세기가 큰 자외선과 가시광선영역의 고에너지는 태양열로 사용하고, 근적외선과 적외선 영역은 태양전지(503)에 의한 전력 생산에 사용할 수 있다. 이 경우 InGaP 층이 가시광선 영역대의 파장을 가지는 태양광을 흡수할 수 있으므로, 이 영역을 제외한 근적외선 영역과 적외선 영역의 파장을 흡수할 수 있는 GaAs/Ge 반도체 셀(505)을 사용하는 이중 접합구조의 태양전지(503)를 사용함이 바람직할 수 있다.On the other hand, FIG. 4 (b) shows a double junction structure without an InGaP layer with a GaAs / Ge double junction structure. Figure (b) shows that current loss is relatively small compared to Figure (a) because there is no InGaP layer. Particularly, in the case of the tunable solar cell 503, it can be divided into infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays according to the refractive index of the wavelength by the spectroscope 30 as described above. In the ultraviolet ray and visible ray region The high energy is used as the solar heat, and the near infrared and infrared regions can be used for the power generation by the solar cell 503. In this case, since the InGaP layer can absorb sunlight having a wavelength in the visible light region, a double junction structure using a GaAs / Ge semiconductor cell 505 capable of absorbing the wavelengths of the near-infrared region and the infrared region, Of the solar cell 503 may be used.

태양전지(503)는 화합물 소자 또는 Si 소자일 수 있고, 화합물 소자는 (In)GaAs/Ge, Cu(In)GaSe(S) 및 CdTe 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 태양전지(503)는 III-V족 화합물로 구성될 수 있으며, 반도체 셀(505)은 III족(In, Ga, Al)과 V족(As, P) 물질을 혼합하여 다양한 밴드갭 에너지를 가질 수 있다. 태양전지(503)는 가시광 대역(600nm) 이하 단파장 대역은 InGaP 박막이 사용되며 근적외선 대역(800nm) 이하에서는 (In)GaAs 박막을 사용하고, 적외선 대역(1600nm) 이하에서는 Ge을 사용할 수 있다. The solar cell 503 may be a compound device or a Si device, and the compound device may be composed of any one of (In) GaAs / Ge, Cu (In) GaSe (S) and CdTe. The solar cell 503 may be composed of a group III-V compound and the semiconductor cell 505 may be formed by mixing Group III (In, Ga, Al) and Group V (As, P) . The InGaP thin film is used for the solar cell 503 in the visible light band (600 nm) or less, the (In) GaAs thin film is used for the near infrared ray band (800 nm) or less, and Ge can be used for the infrared band (1600 nm) or less.

III-V 화합물 반도체 셀(505)은 다양한 밴드갭 에너지를 가지는 박막 제조가 용이하고, 직접천이(direct bandgap) 구조를 가지고 있어 실리콘에 비해 광 흡수율이 높다. 또한 상술한 tunnel junction을 이용하면 광학적 손실과 전기적 소실을 최소화 하면서 다양한 밴드갭을 가지는 태양전지(503)를 직렬 연결이 가능하여 한 번의 박막 증착 공정으로 넓은 흡수대역을 가지며 효율이 높은 다중접합 태양전지(503) 제작이 가능할 수 있다.The III-V compound semiconductor cell 505 is easy to manufacture a thin film having various band gap energies and has a direct bandgap structure, so that the light absorption rate is higher than that of silicon. Also, by using the above-described tunnel junction, the solar cell 503 having various band gaps can be connected in series while minimizing the optical loss and the electric loss, so that the multi-junction solar cell (503).

다양한 흡수대역의 태양전지(503)를 연결하는 터널정션은 태양전지(503)와 동일한 물질인 III-V족 화합물 반도체 셀(505)을 이용하여 제작이 가능할 수 있고, 다중 접합 태양전지(503) 제작 시 한 번의 공정으로 다중 접합 태양전지(503) 제조가 가능할 수 있다.The tunnel junction connecting the solar cells 503 having various absorption bands may be fabricated using a III-V compound semiconductor cell 505 which is the same material as the solar cell 503 and the multi junction solar cell 503, It is possible to manufacture the multi-junction solar cell 503 in a single process at the time of manufacturing.

Tunnel junction은 불순물이 고도 첨가된 P++층과 N++층을 접합한 pn junction 구조를 가질 수 있고, tunneling에 의해 전류 흐름을 발생시킬 수 있다. 이러한 특성을 이용하면 반도체 셀(505)을 적층하는 경우 tunnel junction을 삽입하면 태양전지(503) 간에 저항이 매우 적은 도선을 연결한 것과 같은 특성을 가질 수 있다.Tunnel junctions can have a pn junction structure in which P ++ layers and N ++ layers are doped with highly doped pn junction structures and can generate current flow by tunneling. When the semiconductor cell 505 is stacked, the solar cell 503 can have the same characteristics as the case of inserting a tunnel junction and connecting a conductor having a very small resistance between the solar cells 503.

열전소자(70)는 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 집광하는 집열기(701); 및 광전소자(50)에서 발생하는 태양열을 전달받아 물의 온도를 변화시키는 수냉식 관(703)을 포함할 수 있다. 집열기(701)와 수냉식 관(703)은 각각 분리되어 있으며, 집열기(701)는 광전소자(50)의 최대 작동온도와 무관하게 동작할 수 있다. 본 발명에서는 광전소자(50)의 태양전지(503)의 작동 최대온도는 Ⅲ~Ⅴ족의 경우 60℃이고, 실리콘의 경우 40℃로 설정될 수 있다. 태양전지(503)는 설정된 온도를 넘어서 운영되는 경우 효율성은 저하될 수있으나, 파장을 분리하는 본 발명에서는 이 이상의 온도로 동작이 가능할 수 있다.The thermoelectric element 70 includes a collector 701 for collecting solar light having a wavelength corresponding to a visible light or ultraviolet light region; And a water-cooled tube 703 that receives the solar heat generated by the photoelectric element 50 and changes the temperature of the water. The collector 701 and the water-cooled tube 703 are separated from each other, and the collector 701 can operate independently of the maximum operating temperature of the photoelectric element 50. In the present invention, the maximum operating temperature of the solar cell 503 of the opto-electronic device 50 may be set to 60 占 폚 for III-V group and 40 占 폚 for silicon. When the solar cell 503 is operated beyond the set temperature, the efficiency may be lowered. However, in the present invention in which the wavelength is separated, the solar cell 503 may operate at a temperature higher than the set temperature.

열전소자(70)는 광전소자(50)에 비해 넓은 폭으로 형성되어 태양광을 수광할 수 있다. 열전소자(70)는 보일러와 같이 태양열을 직접 이용하거나, 증기 방식의 엔진으로 전기에너지를 생산할 수 있다.The thermoelectric element 70 is formed to have a wider width than the photoelectric element 50, and can receive sunlight. The thermoelectric element 70 can directly use solar heat, such as a boiler, or produce electric energy with a steam-type engine.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 분광기(30)와 태양전지(503)의 수광 거리(303)를 조절하는 모습과 이에 따른 집광도와 수광폭(301)이 변화하는 모습을 나타낸다. 도 5를 참조하면 분광기(30)의 중심으로부터 광전소자(50)의 중심까지 이르는 수광 거리(303)는 조절이 가능하며, 수광 거리(303)를 조절하여 태양전지(503)의 작동 온도와 전력을 조절할 수 있다.FIG. 5 shows a state in which the light receiving distance 303 of the spectroscope 30 and the solar cell 503 is adjusted according to the embodiment of the present invention, and a state in which the light condensation degree and the light receiving width 301 are changed. 5, the light receiving distance 303 from the center of the spectroscope 30 to the center of the photoelectric element 50 can be adjusted. By controlling the light receiving distance 303, the operating temperature of the solar cell 503 and the power Can be adjusted.

일정한 슬릿 간격으로 입사된 태양광을 파장에 따라 분광기(30)로 분리하는데, 집광도가 클수록 태양전지(503)의 전력 효율성은 증가할 수 있다. 이 경우 태양전지(503)의 집광도와 집열기(701)의 수광폭(301)을 수광 거리(303)에 따라 다르게 나타낼 수 있으며 아래 [수학식]과 같다. The sunlight incident at a constant slit spacing is separated into spectroscopes 30 according to wavelengths, and the power efficiency of the solar cell 503 can be increased as the degree of condensation increases. In this case, the light condensing degree of the solar cell 503 and the light receiving width 301 of the collector 701 can be represented differently according to the light receiving distance 303, as shown in the following equation.

[수학식][Mathematical Expression]

수광폭 :

Figure 112015062706179-pat00004
(n = 2, 3, 4, 5 …)Scale Wide:
Figure 112015062706179-pat00004
(n = 2, 3, 4, 5 ...)

집광도 :

Figure 112015062706179-pat00005
(n = 2, 3, 4, 5 …)
Concentration of light:
Figure 112015062706179-pat00005
(n = 2, 3, 4, 5 ...)

이하에서는, 상술한 시스템을 이용한 집광형 태양광-태양열 복합 방법에 관하여 후술한다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 집광형 태양광-태양열 복합 방법의 순서도를 나타낸다. Hereinafter, the light-gathering type solar-light solar combined method using the above-described system will be described in detail. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of combining a light-collecting type solar-solar array according to an embodiment of the present invention.

태양광을 곡률이 일정한 반사판으로 집광하는 선형 집광모드(90) 또는 상기 태양광을 파라볼라 형태의 접시판으로 집광하는 점형 집광모드(91)로 동작시킬 수 있는데 설치되는 지역의 특성에 따라 선택할 수 있다.It is possible to operate a linear light collecting mode 90 for collecting sun light with a reflector having a constant curvature or a point light collecting mode 91 for collecting the sun light with a parabolic plate, .

태양광의 분광을 이용하는 집광형 태양광-태양열 복합 방법은, 집광소자(10), 분광기(30), 광전소자(50) 및 열전소자(70)를 하부에서부터 차례대로 배열할 수 있다. 도 1에 나타난 그림은 집광소자(10)를 상부에 나타낸 것이지만, 태양광은 지상방향으로 입사되기 때문에 실제로 지상에 설치되는 경우 집광소자(10)는 하부에 배치된다. 따라서 배열은 도 1과 반대로 설치될 수 있다.The light collecting type solar-light heating method using sunlight spectroscopy can arrange the light collecting element 10, the spectroscope 30, the photoelectric element 50 and the thermoelectric element 70 in order from the bottom. Although the light-converging element 10 shown in FIG. 1 is shown at the top, since the solar light is incident in the direction of the ground, the light-converging element 10 is disposed at the bottom when it is actually installed on the ground. Thus, the arrangement can be reversed with respect to FIG.

집광소자(10)를 이용하여 태양광을 집광하고(S10단계), 분광기(30)로 집광소자(10)에 집광된 태양광을 파장별로 분리할 수 있다.(S20단계)The solar light is condensed by using the light converging element 10 in step S10 and the sunlight condensed on the light converging element 10 by the spectroscope 30 can be separated by wavelength.

분광기(30)에서 태양광을 파장별로 분리하여, 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광은 광트레이(501)로 집광하고(S30단계), 광전소자(50) 내의 태양전지(503)를 이용하여 전력을 발생시킬 수 있다(S40단계).The solar light of a wavelength corresponding to the near infrared ray or infrared ray region is collected by the optical tray 501 in step S30 and the solar cell 503 in the photoelectric element 50 is collected To generate power (S40).

분광기(30)에서 태양광을 파장별로 분리하여, 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양열은 집열기(701)로 집광하고(S50단계), 열전소자(70)는 집열기(701)의 태양열을 전달받아 열을 발생시킬 수 있다(S60단계). 집광형 태양광-태양열 복합 방법을 이용하여 상술한 방식으로 전기에너지 및 열에너지를 생산할 수 있다.The solar heat of the collector 701 is collected by the spectroscope 30 by the wavelength and the solar heat of the wavelength corresponding to the visible or ultraviolet region is collected by the collector 701 in step S50 And can generate heat by receiving it (S60). The electric energy and the thermal energy can be produced by the above-described method using the light-collecting solar-light solar combined method.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. will be. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by all changes or modifications derived from the scope of the appended claims and equivalents of the following claims.

1 : 집광형 태양광-태양열 복합 시스템
10 : 집광소자 30 : 분광기
50 : 광전소자 70 : 열전소자
90 : 선형 집광모드 91 : 점형 집광모드
101 : 오목렌즈 301 : 수광폭
303 : 수광 거리 501 : 광트레이
503 : 태양전지 505 : 반도체 셀
507 : 태양광 모듈 701 : 집열기
703 : 수냉식 관 705 : 태양열 모듈
1: Condensing type solar-solar complex system
10: light converging element 30: spectroscope
50: photoelectric element 70: thermoelectric element
90: Linear condensing mode 91: Spot condensing mode
101: concave lens 301:
303: Light receiving distance 501: Optical tray
503: Solar cell 505: Semiconductor cell
507: Solar module 701: Collector
703: Water-cooling tube 705: Solar module

Claims (12)

태양광의 분광을 이용하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템에 있어서,
상기 태양광을 집광하는 집광소자;
상기 집광소자에 집광된 태양광을 파장별로 분리하는 분광기;
상기 분광기로부터 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 전력을 발생시키는 광전소자; 및
상기 분광기로부터 분리된 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 열을 발생시키는 열전소자를 포함하고,
상기 광전소자는,
상기 분광기에서 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 집광하는 광트레이; 및
상기 광트레이에 의해 집광된 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양전지를 포함하는 것이고,
상기 태양전지는,
적어도 하나 이상의 반도체 셀을 포함하고,
상기 반도체 셀을 접합구조로 형성하여, 상기 전력의 생성 효율을 높이는 것이고,
상기 열전소자는,
상기 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 집광하는 집열기; 및
상기 광전소자에서 발생하는 태양열을 전달받아 물의 온도를 변화시키는 수냉식 관을 포함하고,
상기 집열기와 상기 수냉식 관은 각각 분리되어 있으며, 상기 집열기는 상기 광전소자의 최대 작동온도와 무관하게 동작할 수 있는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템.
In a light-collecting solar-light-heat hybrid system using sunlight spectroscopy,
A condensing element for condensing the sunlight;
A spectroscope for separating the sunlight focused on the light converging element by wavelength;
A photoelectric device for generating power by receiving sunlight having a wavelength corresponding to a near infrared ray or an infrared region separated from the spectroscope; And
And a thermoelectric element for generating heat by receiving solar light having a wavelength corresponding to a visible light or ultraviolet light region separated from the spectroscope,
In the photoelectric device,
An optical tray for condensing sunlight having a wavelength corresponding to a near-infrared ray or an infrared region separated from the spectroscope; And
And a solar cell that generates electric power from the sunlight condensed by the optical tray,
In the solar cell,
At least one semiconductor cell,
The semiconductor cells are formed in a bonded structure to increase the power generation efficiency,
The thermoelectric element includes:
A collector for collecting solar light having a wavelength corresponding to the visible light or ultraviolet light; And
And a water-cooled tube for receiving the solar heat generated by the photoelectric device to change the temperature of the water,
Wherein the collector and the water-cooled tube are separated from each other, and the collector can operate independently of the maximum operating temperature of the photoelectric device.
제 1 항에 있어서,
상기 집광소자는,
상기 태양광을 직사광선 형태로 변경하여 상기 분광기로 내보내는 오목렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템.
The method according to claim 1,
The light-
And a concave lens for converting the sunlight into a direct sunlight and outputting the sunlight to the spectroscope.
제 2 항에 있어서,
상기 집광소자는,
상기 태양광을 곡률이 일정한 반사판으로 집광하는 선형 집광모드로 동작하며, 상기 선형 집광모드는 상기 오목렌즈, 상기 분광기 및 상기 태양전지가 직선형태로 구성된 단면을 연장한 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템.
3. The method of claim 2,
The light-
Wherein the linear light collecting mode is a mode in which the concave lens, the spectroscope, and the solar cell are extended in a linear cross section. Concentrated Solar - Solar Complex System.
제 2 항에 있어서,
상기 집광소자는,
상기 태양광을 파라볼라 형태의 접시판으로 집광하는 점형 집광모드로 동작하며, 원형 형태로 빛을 모으고, 상기 광전소자와 상기 열전소자가 상기 원형 형태의 중심을 기준으로 반지름의 변이에 따라 대칭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템.
3. The method of claim 2,
The light-
The solar cell module according to claim 1, wherein the solar cell module is a solar cell module. The solar cell modules operate in a spot-type condensing mode for collecting the sunlight in a parabolic dish plate, collecting light in a circular shape, Wherein the light source is a solar-light hybrid system.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 태양전지는,
화합물 소자 또는 Si (실리콘) 소자인 것을 특징으로 하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템.
The method according to claim 1,
In the solar cell,
A compound element or a Si (silicon) element.
제 7 항에 있어서
상기 화합물 소자는 (In)GaAs/Ge, Cu(In)GaSe(S) 및 CdTe 중 어느 하나로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템.
The method of claim 7, wherein
Wherein the compound device is formed of any one of (In) GaAs / Ge, Cu (In) GaSe (S) and CdTe.
삭제delete 제 1 항 내지 제 4 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분광기의 중심으로부터 상기 광전소자의 중심까지 이르는 수광 거리는 조절이 가능하며,
상기 수광 거리를 조절하여 상기 태양전지의 작동 온도와 상기 전력을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광-태양열 복합 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 4, 7, and 8,
The light receiving distance from the center of the spectroscope to the center of the photoelectric device can be adjusted,
Wherein the operating temperature of the solar cell and the power of the solar cell can be adjusted by adjusting the light receiving distance.
태양광의 분광을 이용하는 집광형 태양광-태양열 복합 방법에 있어서,
집광소자, 분광기, 광전소자 및 열전소자를 배열하고, 상기 집광소자를 이용하여 상기 태양광을 집광하는 단계;
상기 분광기로 상기 집광소자에 집광된 태양광을 파장별로 분리하는 단계;
상기 광전소자가 상기 분광기로부터 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 전력을 발생시키는 단계; 및
상기 열전소자가 상기 분광기로부터 분리된 가시광선 또는 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 받아 열을 발생시키는 단계를 포함하고,
상기 전력을 발생시키는 단계는,
상기 분광기에서 분리된 근적외선 또는 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 광트레이로 집광하는 단계; 및
상기 광트레이에 의해 집광된 태양광으로부터 태양전지를 이용하여 전력을 생성하는 단계를 포함하는 것이고,
상기 열을 발생시키는 단계는,
상기 광전소자에서 발생하는 태양열을 전달받아 물의 온도를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양광-태양열 복합 방법.
A method of concentrating sunlight-solar heat using sunlight spectroscopy,
Arranging a light-converging element, a spectroscope, a photoelectric element and a thermoelectric element, and concentrating the sunlight using the light-converging element;
Separating solar light collected by the light converging element by wavelengths by the spectroscope;
Generating the electric power by receiving the solar light having a wavelength corresponding to a near infrared ray or infrared region separated from the spectroscope; And
And generating heat by receiving the sunlight having a wavelength corresponding to a visible light or ultraviolet ray region separated from the spectroscope by the thermoelectric element,
The step of generating the power comprises:
Focusing the sunlight having a wavelength corresponding to a near-infrared ray or an infrared region separated by the spectroscope into an optical tray; And
And generating electric power from the sunlight condensed by the optical tray by using the solar cell,
Wherein the step of generating heat comprises:
And a step of changing the temperature of the water by receiving solar heat generated in the photoelectric device.
삭제delete
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