KR101744293B1 - 히트 파이프 일체형 태양전지 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지에 있어서, 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈; 및 상기 태양전지 모듈 하단에 배치되고, 내부를 순환하는 냉매를 통해 상기 태양전지 모듈을 냉각시키는 윅구조/진동형 히트 파이프 패널;을 포함하며, 상기 윅구조 히트 파이프 패널은, 내부에 상기 냉매가 순환 이동하면서 열의 교환이나 외부배출이 가능하도록 지그재그 형태로 형성된 냉매유로; 및 상기 냉매유로 내에 일정간격 이격되어 다수개 배치되고, 상기 냉매를 모세관압으로 액화시켜서 열을 흡수시키거나 열이 흡수된 상기 냉매를 기화시키면서 열을 방출하여 액화시키는 과정의 반복에 의해 상기 태양전지 모듈에 발생한 열을 냉각시키는 모세관형태의 메쉬가 구비된 윅홀;을 포함하고, 상기 진동형 히트 파이프 패널은, 상기 냉매유로내에 일정간격 이격되어 다수개 배치되고, 상기 냉매를 모세관압으로 액화시켜서 열을 흡수시키거나 열이 흡수된 상기 냉매를 기화시키면서 열을 방출하여 액화시키는 과정의 반복에 의해 상기 태양전지 모듈에 발생한 열을 냉각시키는 모세관형태의 굽어진 폐루프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양전지 모듈의 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 히트 파이프를 이용하여 별도의 동력 제공 없이 태양전지 모듈을 전체적으로 균일하게 냉각시키는 히트 파이프 일체형 태양전지에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지는 태양의 빛에너지를 전기에너지로 바꾼다. 광전효과를 이용하여 발전시키는 최소 단위를 셀(cell)이라 하고, 다수 개의 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 일정 크기의 전력을 발생시키는 것을 태양전지 모듈이라 한다. 즉, 태양광 발전소는 다수 개의 태양전지 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결된 태양전지 모듈의 집합체이다.
태양광 발전소는 주로 육상에 설치된다. 한편, 육상에 태양광 발전소를 설치하기 위하여 막대한 부지구입비용과 토목공사 비용이 소요되므로 호수, 저수지, 댐 등의 물위에 태양광 발전소를 건설하기도 한다.
태양광 발전소의 발전 효율을 높이기 위하여 태양광 발전소를 구성하는 태양전지 모듈의 발전 효율을 높이는 것은 중요한 과제이다.
태양전지 모듈의 발전 효율을 저하시키는 요소 중의 하나로, 태양전지 모듈에 태양광이 지속적으로 입사될 때 태양열에 의해 태양전지 모듈이 가열될 뿐만 아니라 태양전지 모듈 내부에서 태양에너지를 전기에너지로 변환시키면서 열이 발생되어 태양전지 모듈이 가열되는 것이다. 상기 태양전지 모듈이 가열되면 태양전지 모듈 내부에 흐르는 전류의 저항값이 커지게 되어 전력손실을 유발시키게 된다.
태양전지 모듈을 냉각시키는 방법 중의 하나로, 스프링 쿨러를 이용하여 태양전지 모듈의 앞면에 물을 분사시킨다. 그러나, 이와 같은 경우 태양전지 모듈의 전면에 물 방울들로 인한 그림자가 발생하게 되고, 또한 바람이 불 경우 태양전지 모듈의 전면에 물이 골고루 뿌려지지 못하게 된다.
이로 인하여, 태양전지 모듈을 효과적으로 냉각시키지 못하게 됨은 물론 태양전지 모듈에 온도 차가 발생하게 되어 전력 손실을 유발시키게 되고 태양전지 모듈의 수명을 저하시키게 된다. 또한, 스프링 쿨러를 이용하여 태양전지 모듈의 앞면에 물을 분사할 경우 태양전지 모듈을 냉각시키기 위하여 물 소비량이 많게 된다.
이와 같은 문제점을 개선하기 위한 예가 선행기술 대한민국 특허출원 제10-2010-0300870호 `태양전지 모듈 냉각장치`에서 개시 되었다.
종래기술은 태양전지 모듈 냉각장치에 관한 것으로, 태양전지 모듈의 후면에 접촉되거나 일정 간격을 유지하며 물을 흡수하는 함수 유닛; 및 상기 함수 유닛에 물을 공급하는 물 공급유닛을 포함한다.
종래기술은 물 공급유닛으로부터 함수 유닛에 공급된 물이 태양전지 모듈의 후면 전체에 걸쳐 균일하게 접촉되어 흐르거나 간격을 두고 흐르면서 태양전지 모듈에서 발생되는 열을 흡수하게 되므로 태양전지 모듈에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시켜 태양전지 모듈의 발전 효율을 높이게 된다.
종래기술은 열이 많이 발생되는 태양전지 모듈의 후면에 함수 유닛이 구비되고 그 함수 유닛이 태양전지 모듈 후면 전체에 접촉되거나 일정 간격을 유지하게 되므로 물 공급유닛으로부터 함수 유닛에 공급된 물이 태양전지 모듈의 후면 전체에 걸쳐 균일하게 접촉되어 흐르거나 간격을 두고 흐르면서 태양전지 모듈에서 발생되는 열을 흡수하게 되어 태양전지 모듈에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킨다.
이로 인하여, 태양전지 모듈의 발전 효율을 높이고, 함수 유닛에 물을 공급할 때 보조 함수 시트가 물에 담긴 상태에서 함수 유닛에 물을 공급하게되므로 태양전지 모듈 냉각시 에너지 소모없이 태양전지 모듈을 냉각시키며, 물 공급유닛으로부터 함수 유닛에 공급된 물이 함수 유닛에 머금은 상태에서 그 함수 유닛을 따라 아래로 흐르게 되므로 태양전지 모듈을 냉각시 물 사용량이 적게 된다.
한편, 석유자원고갈과 환경오염 문제들에 직면하여 천연 대체에너지의 개발에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있는데, 대표적으로 태양열에너지 대한 연구가 가장 폭넓게 진행되고 다양한 분야에서 실행되고 있다.
그러나, 태양전지 모듈에서 발생하는 열기로 인해서 발전효율이 떨어지므로 태양전지 모듈을 냉각시키는 장치들에 관한 개발이 활발히 이루어지는데, 여기서, 냉각장치에 별도의 전력을 공급함이 없이 또는 최소한의 전력으로 가동시키는 방법이나 장치에 관한 꾸준한 수요가 발생하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로, 별도의 전력공급이 없어도 냉매 자체를 상변화 시키면서 태양전지에서 발생하는 열을 냉각시키는 기능이 구비된 히트 파이프 일체형 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 히트 파이프 패널을 다양한 방식의 제품으로 제작하여 작업 상황 등에 따라서 편리하게 사용이 가능한 히트 파이프 일체형 태양전지를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 히트 파이프 일체형 태양전지는, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지에 있어서, 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈; 및 상기 태양전지 모듈 하단에 배치되고, 내부를 순환하는 냉매를 통해 상기 태양전지 모듈을 냉각시키는 윅구조 히트 파이프 패널;을 포함하며, 상기 윅구조 히트 파이프 패널은, 내부에 상기 냉매가 순환 이동하면서 열의 교환이나 외부배출이 가능하도록 지그재그 형태로 형성된 냉매유로; 및 상기 냉매유로 내에 일정간격 이격되어 다수개 배치되고, 상기 냉매를 모세관압으로 액화시켜서 열을 흡수시키거나 열이 흡수된 상기 냉매를 기화시키면서 열을 방출하여 액화시키는 과정의 반복에 의해 상기 태양전지 모듈에 발생한 열을 냉각시키는 모세관형태의 메쉬가 구비된 윅홀;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 윅구조 히트 파이프 패널은, 냉매유로가 식각된 글래스판, 냉매유로가 식각된 금속판 및 금속으로 제작된 냉매유로를 상부에 지그재그로 융착 형성시킨 글래스판 중에서 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 윅구조 히트 파이프 패널의 뒷면에 배치되어 상기 윅구조 히트 파이프 패널을 지상이나 수상에서 지지하여 고정시키는 지지부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 태양전지 모듈은, 내부에 삽입되며 태양광을 포집하는 복수의 태양전지 소자; 상기 태양전지 소자의 상하면에 각각 배치되는 유리기판; 및 상기 유리기판 사이에 충진되어 상기 태양전지 소자를 고정시키는 충진재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉매는, 증류수, 에탄올 및 아세톤 중에서 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 파이프 일체형 태양전지는, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지에 있어서, 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈; 및 상기 태양전지 모듈 하단에 배치되고, 내부를 순환하는 냉매를 통해 상기 태양전지 모듈을 냉각시키는 진동형 히트 파이프 패널;을 포함하며, 상기 진동형 히트 파이프 패널은, 내부에 상기 냉매가 순환 이동하면서 열의 교환이나 외부배출이 가능하도록 지그재그 형태로 형성된 냉매유로; 및 상기 냉매유로내에 일정간격 이격되어 다수개 배치되고, 상기 냉매를 모세관압으로 액화시켜서 열을 흡수시키거나 열이 흡수된 상기 냉매를 기화시키면서 열을 방출하여 액화시키는 과정의 반복에 의해 상기 태양전지 모듈에 발생한 열을 냉각시키는 모세관형태의 굽어진 폐루프;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 진동형 히트 파이프 패널은, 냉매유로가 식각된 글래스판, 냉매유로가 식각된 금속판 및 금속으로 제작된 냉매유로를 상부에 지그재그로 융착 형성시킨 글래스판 중에서 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 진동형 히트 파이프 패널의 뒷면에 배치되어 상기 진동형 히트 파이프 패널을 지상이나 수상에서 지지하여 고정시키는 지지부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 태양전지 모듈은, 내부에 삽입되며 태양광을 포집하는 복수의 태양전지 소자; 상기 태양전지 소자의 상하면에 각각 배치되는 유리기판; 및 상기 유리기판 사이에 충진되어 상기 태양전지 소자를 고정시키는 충진재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 냉매는, 증류수, 에탄올 및 아세톤 중에서 하나일 수 있다.
본 발명의 히트 파이프 일체형 태양전지는, 냉매유로가 식각된 윅구조 히트 파이프 패널이나 진동형 히트 파이프 패널을 태양전지 모듈의 하단에 배치하여 별도의 전력공급이 없어도 상기의 히트 파이트에 형성된 모세관 형상을 이용하여 냉매 자체를 상변화 시키면서 태양전지에서 발생하는 열을 냉각시킬 수 있다.
또한, 윅구조/진동형 히트 파이프 패널을 냉매유로가 식각된 글래스판, 냉매유로가 식각된 금속판 및 금속으로 제작된 냉매유로를 상부에 지그재그로 융착 형성시킨 글래스판 중에서 하나를 이용하여 하나의 완성제품으로 제작하여 기존의 태양전지 등에 간편하게 탈부착하여 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트 파이프 일체형 태양전지의 개념도.
도 2는 본 발명의 윅구조 히트 파이프 패널을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 진동형 히트 파이프 패널을 나타낸 도면.
도 4는 상기 히트 파이프 패널의 분해사시도.
도 5는 본 발명 히트 파이프 패널의 냉매유로에서 냉매가 상변화 작동하는 모습을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 윅구조 히트 파이프 패널을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 진동형 히트 파이프 패널을 나타낸 도면.
도 4는 상기 히트 파이프 패널의 분해사시도.
도 5는 본 발명 히트 파이프 패널의 냉매유로에서 냉매가 상변화 작동하는 모습을 나타낸 개념도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트 파이프 일체형 태양전지의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 윅구조 히트 파이프 패널을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 진동형 히트 파이프 패널을 나타낸 도면이고, 도 4는 상기 히트 파이프 패널의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명 히트 파이프 패널의 냉매유로에서 냉매가 상변화 작동하는 모습을 나타낸 개념도이다.
도 1내지 도 5에 도시된 바와 같이, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지에 있어서, 본 발명은 태양전지 모듈(100)과 윅구조 히트파이프 패널(200)이나 진동형 히트 파이프 패널(200-1)을 포함할 수 있다.
상기 태양전지 모듈(100)은 태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 생산할 수 있다.
태양전지 모듈(100)은 태양전지 소자(110), 유리기판(120) 및 충진재(130)의 구성일 수 있다.
상기 태양전지 소자(110)는 복수로 제작되고 내부에 삽입되며 태양광을 포집할 수 있다.
상기 유리기판(120)은 태양전지 소자(110)의 상하면에 각각 배치될 수 있다.
상기 충진재(130)는 유리기판(120) 사이에 충진되어 태양전지 소자(110)를 고정시킬 수 있다.
유리기판(120)은 열충격이나 급격한 온도 변화에도 높은 저항력을 가지는 유리 소재를 사용하는 것이 바람직하며, 붕규산 유리(borosilicate glass)를 대표적인 예로 들 수 있으나, 이에 제한받지 않고 다양한 소재로 이루어진 유리를 사용하도록 구성할 수 있다.
상기 윅구조 히트파이프 패널(200)은 태양전지 모듈(100) 하단에 배치되고, 내부를 순환하는 냉매를 통해 태양전지 모듈(100)을 냉각시킬 수 있다.
윅구조 히트파이프 패널(200)은 냉매유로(210)와 윅홀(220)을 포함할 수 있다.
여기서, 히트 파이프에 대해서 알아보면, 히트 파이프는 밀폐된 용기내에 작동 유체를 주입한 후 진공 배기한 것인데 한쪽 끝을 가열하면 내부의 작동유체가 기화되어 압력차에 의해 다른쪽으로 이동하고 주변으로 열을 방출한 후 다시 응축의 과정을 거쳐 가열부로 귀환하는 구조로 되어 있다.
히트파이프 작동의 핵심 부품인 윅은 응축부에서 증발부로 액체 상태의 작동 유체를 되돌려 보내는 내부의 모세관 구조물로서, 보통 메쉬 또는 그루브의 형상을 가지는데, 이것은 액체의 표면 장력에 의한 모세관 현상을 일으킨다.
윅(Wick)이란, 불필요한 땜잡을 빨아들이기 위해 사용하는 흡인 도구로서, 플럭스를 함침 시킨 가열 편조선(編組線)의 침투 작용 혹은 모세관 현상으로 용융한 불필요한 땜납이 흐르는 것을 빨아들이는 것을 말한다.
상기 냉매유로(210)는 내부에 냉매가 순환 이동하면서 열의 교환이나 외부배출이 가능하도록 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
상기 윅홀(220)은 냉매유로(210)내에 일정간격 이격되어 다수개 배치되고, 냉매를 모세관압으로 액화시켜서 열을 흡수시키거나 열이 흡수된 냉매를 기화시키면서 열을 방출하여 액화시키는 과정의 반복에 의해 태양전지 모듈(100)에 발생한 열을 냉각시키는 모세관형태의 메쉬가 구비된 구조일 수 있다.
상기 진동형 히트 파이프 패널(200-1)은 태양전지 모듈(100) 하단에 배치되고, 내부를 순환하는 냉매를 통해 태양전지 모듈(100)을 냉각시킬 수 있다.
진동형 히트 파이프 패널(200-1)은 냉매유로(210-1)와 폐루프(220-1)를 포함할 수 있다.
상기 냉매유로(210-1)는 내부에 냉매가 순환 이동하면서 열의 교환이나 외부배출이 가능하도록 지그재그 형태로 형성될 수 있다.
상기 폐루프(220-1)는 냉매유로(210-1)내에 일정간격 이격되어 다수개 배치되고, 냉매를 모세관압으로 액화시켜서 열을 흡수시키거나 열이 흡수된 냉매를 기화시키면서 열을 방출하여 액화시키는 과정의 반복에 의해 태양전지 모듈(100)에 발생한 열을 냉각시키는 모세관형태의 굽어진 구조일 수 있다.
각각의 냉매유로(210, 210-1)는 일부분에 형성되어 각각의 냉매유로(210, 210-1)에 냉매를 주입시키는 입구를 제공하는 주입구를 포함하는 구조일 수 있다.
구체적으로, 진동형 히트 파이프는 끝이 연결되어 폐루프(closed loop)를 이루는 하나의 긴 튜브가 여러 개의 턴(turn)을 형성하고 있는 구조로 이루어져 있다.
튜브의 직경은 보통 2~3 mm 이고 튜브의 내부는 모세관 압력(capillary pressure)에 기인하여 작동유체가 액상(liquid slug)과 기상(vapor plug)이 반복되는 구조(slug-ttrain unit)로 채워져 있다.
진동형 히트파이프는 윅(wick)에 의한 증발부로의 작동액 환원 없이, 유체의 진동에 의하여 열을 수송하는 열전달 기구로, 세관을 사행(구불구불한)(serpentine)시킨 밀폐 구조로서, 세관을 진공 상태로 만든 후 임의의 비율로 작동유체를 충전시킨 매우 단순한 구조로 되어 있다.
기본적인 작동은 작동액 및 증기포의 불규칙적인 루프내 순환 또는 축방향 진동에 의한 것이며, 가열부에 주어진 열량 만큼의 핵비등을 일으키고, 핵비등에 의해 발생된 기포는 합쳐진 후 기액 슬러그류(slug flow)의 형태로 된다.
슬러그류는 압력파를 발생시킴과 동시에 축방향 진동을 동반하는 유동으로 되어 순환하고, 증기의 기포가 대류 열전달과 잠열 수송을 하며, 이러한 작동을 위하여는 세관형 튜브의 내경이 충분히 작아야 된다.
일반적으로 히트파이프는 밀폐된 용기내에 작동유체를 주입한 후 진공배기한 것으로 작동유체의 증발과 응축에 의하여 별도의 외부동력없이 열을 전달하는 기구로서, 통상적으로 사용되는 히트파이프의 경우 증발부로부터 응축부로의 기체의 이동은 압력차에 의하여 발생하며, 응축부에서 증발부로의 이동은 용기내에 형성된 다공성 윅을 이용한다.
그러나, 진동 세관형 히트파이프는 충분히 작은 내경으로 인한 표면장력과 축방향 진동에 의한 순환운동을 이용하므로 그 길이에 있어서 거의 제한이 없다.
작동유체(working fIuid)란 일반적으로 냉매를 말하는 것으로, 열기관에서는 열에너지의 공급을 받는 유체가 팽창함으로써 역학적 일을 하는데, 나머지 에너지를 방출해 원래의 상태로 되돌아간 다음에 다시 열의 공급을 받는다는 식으로, 유체가 몇 단의 상태변화를 하는 하나의 사이클에 의해 동력이 발생한다. 이 유체를 작동유체 라고 한다.
히트 펌프 또는 냉동기에서는, 동력을 소비해 유체가 상태변화를 하는 하나의 사이클을 형성하고 열에너지를 저온부에서 고온부로 이동시킨다. 이 유체도 작동유체라 한다. 히트 펌프의 작동유체로는 프론이 많이 쓰이고, 증기 터빈기관에서는 물이 작동유체이다.
윅구조/진동형 히트 파이프 패널(200, 200-1)은 냉매유로(210, 210-1)가 식각된 글래스판, 냉매유로(210, 210-1)가 식각된 금속판 및 금속으로 제작된 냉매유로(210, 210-1)를 상부에 지그재그로 융착 형성시킨 글래스판 중에서 어느 하나의 방식으로 제작되어 기존 태양전지에 부착하여 사용이 가능하다.
상기와 같이 히트 파이프 패널을 제작하여 기존의 태양전지에 간편하게 부착하여 사용할 수 있다.
상기 지지부(300)는 윅구조/진동형 히트 파이프 패널(200, 200-1)의 뒷면에 배치되어 윅구조/진동형 히트 파이프 패널(200, 200-1)을 지상이나 수상에서 지지하여 고정시킬 수 있다.
본 발명에서 사용되는 냉매는 증류수, 에탄올 및 아세톤 중에서 하나를 사용여 태양전지 모듈(100)의 냉각이 가능하다.
본 발명 히트 파이프 일체형 태양전지의 작동방법은, 작업자가 태양전지 모듈(100)의 하판에 받쳐지는 냉매유로(210-1)가 식각된 윅구조나 진동형 히트 파이프 패널(200,2300-1)에 냉매를 주입구를 통해 주입하고 마감부재 등으로 마감되어 진공상태가 된 상기 히트 파이프 패널을 이용하여 태양전지 모듈(100)에 발생한 열을 냉각시켜 줄 수 있다.
또한, 작업자는 틸팅 기능이 가능한 틸팅장치나 태양전지 모듈(100)의 회전이 가능한 회전장치를 추가 설치하고 제어부 등의 제어에 의해 광을 감지하면서 태양광에 따라서 태양전지 모듈(100)의 기울기를 조절하거나 회전시켜 가면서 지속적으로 태양광을 이용하여 전기를 생산할 수도 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
10 : 태양전지
100 : 태양전지 모듈
100 : 태양전지 소자
300 : 유리기판
300-1 : 충진재
300 : 윅구조 히트 파이프 패널
210 : 냉매유로
220 : 윅홀
300-1 : 진동형 히트 파이프 패널
210-1 : 냉매유로
220-1 : 폐루프
300 : 지지부
100 : 태양전지 모듈
100 : 태양전지 소자
300 : 유리기판
300-1 : 충진재
300 : 윅구조 히트 파이프 패널
210 : 냉매유로
220 : 윅홀
300-1 : 진동형 히트 파이프 패널
210-1 : 냉매유로
220-1 : 폐루프
300 : 지지부
Claims (10)
- 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지에 있어서,
태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈; 및
상기 태양전지 모듈 하단에 배치되고, 내부를 순환하는 냉매를 통해 상기 태양전지 모듈을 냉각시키는 윅구조 히트 파이프 패널;을 포함하며,
상기 윅구조 히트 파이프 패널은,
내부에 상기 냉매가 순환 이동하면서 열의 교환이나 외부배출이 가능하도록 지그재그 형태로 형성된 냉매유로;
상기 냉매유로 내에 일정간격 이격되어 다수개 배치되고, 상기 냉매를 모세관압으로 액화시켜서 열을 흡수시키거나 열이 흡수된 상기 냉매를 기화시키면서 열을 방출하여 액화시키는 과정의 반복에 의해 상기 태양전지 모듈에 발생한 열을 냉각시키는 모세관형태의 메쉬가 구비된 윅홀; 및
상기 윅구조 히트 파이프 패널은,
냉매유로가 식각된 글래스판, 냉매유로가 식각된 금속판 및 금속으로 제작된 냉매유로를 상부에 지그재그로 융착 형성시킨 글래스판 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양전지.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 윅구조 히트 파이프 패널의 뒷면에 배치되어 상기 윅구조 히트 파이프 패널을 지상이나 수상에서 지지하여 고정시키는 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양전지.
- 청구항 1에 있어서,
상기 태양전지 모듈은,
내부에 삽입되며 태양광을 포집하는 복수의 태양전지 소자;
상기 태양전지 소자의 상하면에 각각 배치되는 유리기판; 및
상기 유리기판 사이에 충진되어 상기 태양전지 소자를 고정시키는 충진재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양전지.
- 청구항 1에 있어서,
상기 냉매는,
증류수, 에탄올 및 아세톤 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양 전지.
- 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지에 있어서,
태양광에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈; 및
상기 태양전지 모듈 하단에 배치되고, 내부를 순환하는 냉매를 통해 상기 태양전지 모듈을 냉각시키는 진동형 히트 파이프 패널;을 포함하며,
상기 진동형 히트 파이프 패널은,
내부에 상기 냉매가 순환 이동하면서 열의 교환이나 외부배출이 가능하도록 지그재그 형태로 형성된 냉매유로; 및
상기 냉매유로내에 일정간격 이격되어 다수개 배치되고, 상기 냉매를 모세관압으로 액화시켜서 열을 흡수시키거나 열이 흡수된 상기 냉매를 기화시키면서 열을 방출하여 액화시키는 과정의 반복에 의해 상기 태양전지 모듈에 발생한 열을 냉각시키는 모세관형태의 굽어진 폐루프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양전지.
- 청구항 6에 있어서,
상기 진동형 히트 파이프 패널은,
냉매유로가 식각된 글래스판, 냉매유로가 식각된 금속판 및 금속으로 제작된 냉매유로를 상부에 지그재그로 융착 형성시킨 글래스판 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양전지.
- 청구항 6에 있어서,
상기 진동형 히트 파이프 패널의 뒷면에 배치되어 상기 진동형 히트 파이프 패널을 지상이나 수상에서 지지하여 고정시키는 지지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양전지.
- 청구항 6에 있어서,
상기 태양전지 모듈은,
내부에 삽입되며 태양광을 포집하는 복수의 태양전지 소자;
상기 태양전지 소자의 상하면에 각각 배치되는 유리기판; 및
상기 유리기판 사이에 충진되어 상기 태양전지 소자를 고정시키는 충진재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양전지.
- 청구항 6에 있어서,
상기 냉매는,
증류수, 에탄올 및 아세톤 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 히트 파이프 일체형 태양 전지.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160069306A KR101744293B1 (ko) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 히트 파이프 일체형 태양전지 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160069306A KR101744293B1 (ko) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 히트 파이프 일체형 태양전지 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101744293B1 true KR101744293B1 (ko) | 2017-06-07 |
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ID=59223292
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160069306A KR101744293B1 (ko) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 히트 파이프 일체형 태양전지 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101744293B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210131488A (ko) | 2020-04-23 | 2021-11-03 | 한국에너지기술연구원 | 진동형 히트파이프를 이용한 하수열 열교환장치 |
| KR20230068975A (ko) | 2021-11-11 | 2023-05-18 | 숙명여자대학교산학협력단 | 태양열병합발전 시스템 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008101822A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Tama Tlo Kk | 熱電気複合型太陽電池システム |
-
2016
- 2016-06-03 KR KR1020160069306A patent/KR101744293B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
| JP2008101822A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Tama Tlo Kk | 熱電気複合型太陽電池システム |
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| KR20230068975A (ko) | 2021-11-11 | 2023-05-18 | 숙명여자대학교산학협력단 | 태양열병합발전 시스템 |
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