KR101775635B1 - 부유식 태양광 발전 시스템 - Google Patents

부유식 태양광 발전 시스템 Download PDF

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Abstract

부유식 태양광 발전 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 부유식 태양광 발전 시스템은, 태양광을 전기 에너지로 변환하고 태양광 입사면의 반대면에 방수 부재가 형성되어 수상에 부유되는 하나 이상의 태양전지 유닛; 상기 하나 이상의 태양전지 유닛을 서로 연결하는 하나 이상의 제1 연결부; 상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 주변을 둘러싸도록 구성되어 상기 하나 이상의 태양전지 유닛에 이물질이 부착되는 것을 방지하는 이물질 방지막; 상기 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 인근 육지와 상기 하나 이상의 태양전지 유닛을 연결하는 하나 이상의 제2 연결부; 및 상기 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 수위에 대응하여 상기 하나 이상의 제2 연결부의 길이를 조절할 수 있게 구성되는 하나 이상의 권취부를 포함한다.

Description

부유식 태양광 발전 시스템{Floating solar energy generating system}
본 발명은 부유식 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 특히 태양전지 유닛의 태양광 입사면의 반대면에 방수 부재가 형성되어 하나 이상의 태양전지 유닛을 제1 연결부를 통해 연결하여 수상에 직접 부유시킴으로써, 별도의 부유 구조물이 필요 없어 설치 시 소요되는 비용을 절감할 수 있고 수면의 물로 광발전 시 발생하는 열을 냉각시킬 수 있어 발전 효율을 향상시킬 수 있으며, 하나 이상의 태양전지 유닛의 주변을 둘러싸도록 이물질 방지막을 구성함으로써, 수상에 직접 부유된 하나 이상의 태양전지 유닛에 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 인근 육지와 하나 이상의 태양전지 유닛을 제2 연결부를 통해 연결하고 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 수위에 대응하여 제2 연결부의 길이를 조절할 수 있게 구성되는 권취부를 구비함으로써, 수위가 높아짐으로 인해 제2 연결부가 느슨해지거나, 수위가 낮아짐으로 인해 하나 이상의 태양전지 유닛이 수면보다 위로 들리는 등으로 인해 태양전지 유닛 또는 제2 연결부가 손상되는 것을 방지할 수 있는 부유식 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
최근 환경문제와 에너지 고갈에 대한 우려가 커지면서, 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없으며 에너지 효율이 높은 대체 에너지로서의 태양을 이용한 발전에 대한 관심이 높아지고 있다.
태양을 이용한 발전은 태양열을 이용하여 터빈을 회전시키는데 필요한 증기를 발생시키는 태양열 발전과, 반도체의 성질을 이용하여 태양빛(photons)을 전기 에너지로 변환시키는 태양광 발전으로 나눌 수 있다. 그 중에서도 빛을 흡수하여 전자와 정공을 생성함으로써 광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전에 대한 연구가 활발히 행해지고 있다.
한편, 태양광 발전 시스템은 다수개의 태양전지 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결된 태양전지 모듈의 집합체이다. 태양광 발전 시스템은 대게 육상에 설치되는데, 이때 주로 야산을 깍아서 태양광 발전 부지로 사용하기 때문에 환경이 파괴된다. 또한, 육상에 설치하게 되면 여름철의 경우 지열에 의해 태양전지 모듈들이 가열되어 태양전지 모듈들이 효과적으로 냉각되지 못하게 되고, 이로 인해 태양전지 모듈의 발전효율이 저하된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 태양전지 모듈들을 호수, 강, 연못, 하천, 댐 등의 수상에 설치하는 방법이 개발되고 있다. 그러나, 수상에 태양전지 모듈을 설치하기 위해 별도의 부유 구조물 등 구조가 복잡한 구성요소가 요구될 뿐만 아니라 이에 소요되는 설치비용 또한 과도하게 소요되는 문제점이 있다.
또한, 최근 별도의 부유 구조물 없이 태양전지 패널을 수상에 부유하게 설치되는 수상식 태양광 발전 시스템이 시도되고 있는데, 시시각각으로 크게 변하는 수상의 자연환경에 충분히 대응 가능하지 못하는 실정이다.
본 발명의 목적은, 태양전지 유닛의 태양광 입사면의 반대면에 방수 부재가 형성되어 하나 이상의 태양전지 유닛을 제1 연결부를 통해 연결하여 수상에 직접 부유시킴으로써, 별도의 부유 구조물이 필요 없어 설치 시 소요되는 비용을 절감할 수 있고 수면의 물로 광발전 시 발생하는 열을 냉각시킬 수 있어 발전 효율을 향상시킬 수 있으며, 하나 이상의 태양전지 유닛의 주변을 둘러싸도록 이물질 방지막을 구성함으로써, 수상에 직접 부유된 하나 이상의 태양전지 유닛에 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 인근 육지와 하나 이상의 태양전지 유닛을 제2 연결부를 통해 연결하고 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 수위에 대응하여 제2 연결부의 길이를 조절할 수 있게 구성되는 권취부를 구비함으로써, 수위가 높아짐으로 인해 제2 연결부가 느슨해지거나, 수위가 낮아짐으로 인해 하나 이상의 태양전지 유닛이 수면보다 위로 들리는 등으로 인해 태양전지 유닛 또는 제2 연결부가 손상되는 것을 방지할 수 있는 부유식 태양광 발전 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템은, 태양광을 전기 에너지로 변환하고 태양광 입사면의 반대면에 방수 부재가 형성되어 수상에 부유되는 하나 이상의 태양전지 유닛; 상기 하나 이상의 태양전지 유닛을 서로 연결하는 하나 이상의 제1 연결부; 상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 주변을 둘러싸도록 구성되어 상기 하나 이상의 태양전지 유닛에 이물질이 부착되는 것을 방지하는 이물질 방지막; 상기 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 인근 육지와 상기 하나 이상의 태양전지 유닛을 연결하는 하나 이상의 제2 연결부; 및 상기 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 수위에 대응하여 상기 하나 이상의 제2 연결부의 길이를 조절할 수 있게 구성되는 하나 이상의 권취부를 포함하여 구성된다.
상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 각 태양전지 유닛은, 상기 각 태양전지 유닛의 태양광 입사면의 반대면에 상기 태양전지 유닛의 부유력을 강화시키기 위한 부유 강화층이 형성될 수 있다.
상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 각 태양전지 유닛은, 상기 수상에 부유 시에 상기 태양전지 유닛이 경사를 형성하도록 하는 경사 형성 부재를 구비할 수 있다.
상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 각 태양전지 유닛은, 측면에 하나 이상의 구멍을 구비할 수 있다. 이 때, 상기 하나 이상의 제1 연결부의 각 제1 연결부는, 몸체부; 및 상기 몸체부의 양 끝단에 하나 이상의 걸림부를 구비하고 상기 몸체부의 양 끝단이 상기 구멍에 삽입된 후 상기 걸림부가 상기 구멍에 걸려 빠지지 않도록 하여 상기 하나 이상의 태양전지 유닛 간을 연결할 수 있다.
상기 하나 이상의 제1 연결부의 각 제1 연결부는, 상기 걸림부에 인접하여 유닛 충돌 방지부를 구비하고 상기 태양전지 유닛의 측면이 상기 걸림부와 상기 유닛 충돌 방지부 사이에 위치하도록 하여 상기 하나 이상의 태양전지 유닛 간의 충돌을 방지할 수 있다.
상기 제1 연결부의 몸체부는, 연질의 섬유, 플라스틱 및 고무 중 하나 이상의 재질로 형성되고, 상기 걸림부 또는 유닛 충돌 방지부는, 경질의 플라스틱, 고무 및 금속 중 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 각 태양전지 유닛은, 측면에 서로 인접하는 제1 구멍 및 제2 구멍의 쌍을 하나 이상 구비할 수 있다. 이 때, 상기 하나 이상의 제1 연결부의 각 제1 연결부는, 상기 제1 연결부의 끝단이 상기 제1 구멍 및 상기 제2 구멍을 통과한 후 상기 제1 연결부의 몸체부에 접합됨으로써, 상기 하나 이상의 태양전지 유닛 간을 연결할 수 있다.
상기 이물질 방지막은, 내부가 빈 통으로 형성되어 수상에 부유 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 이물질 방지막은, 수상에 부유 시 수면 위로 드러나는 부분에 물이 출입 가능한 하나 이상의 물구멍이 형성될 수 있다.
상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 각 태양전지 유닛은, 상기 하나 이상의 태양전지 유닛이 서로 부딪혀 파손되는 것을 방지하기 위하여, 각 모서리부에 충격 흡수 부재를 구비할 수 있다.
상기 부유식 태양광 발전 시스템은, 상기 제2 연결부의 장력을 측정하는 장력 측정부를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 하나 이상의 권취부는, 상기 제2 연결부가 소정의 장력 설정값 범위 내의 장력으로 유지되도록 상기 제2 연결부를 감거나 풀어 길이를 조절할 수 있다.
상기 부유식 태양광 발전 시스템은, 상기 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 수위를 측정하는 수위 측정부를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 하나 이상의 귄취부는, 상기 수상이 소정의 수위 설정값 범위 내의 수위로 유지되도록 상기 제2 연결부를 감거나 풀어 길이를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 측면에 하나 이상의 구멍을 구비한 하나 이상의 태양전지 유닛 간을 연결하는 부유식 태양전지 유닛 연결 세트는, 몸체부; 및 상기 몸체부의 양 끝단에 구비되는 걸림부를 구비하되, 상기 몸체부의 양 끝단이 상기 구멍에 삽입된 후 상기 걸림부가 상기 구멍에 걸려 빠지지 않도록 하여 상기 하나 이상의 태양전지 유닛 간을 연결하는 제1 연결부를 포함하여 구성된다.
상기 부유식 태양전지 유닛 연결 세트는, 상기 하나 이상의 태양전지 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 연결부는, 상기 걸림부에 인접하여 구비되는 유닛 충돌 방지부를 더 구비할 수 있다. 이 때, 상기 태양전지 유닛의 측면이 상기 걸림부와 상기 유닛 충돌 방지부 사이에 위치하도록 하여 상기 하나 이상의 태양전지 유닛 간의 충돌을 방지할 수 있다.
상기 걸림부 또는 유닛 충돌 방지부는, 상기 태양전지 유닛의 측면에 형성된 구멍의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
상기 몸체부는, 연질의 섬유, 플라스틱 및 고무 중 하나 이상의 재질로 형성되고, 상기 걸림부 또는 유닛 충돌 방지부는, 경질의 플라스틱, 고무 및 금속 중 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시에에 따른, 부유식 태양전지 유닛 연결 세트는, 측면에 서로 인접하는 제1 구멍 및 제2 구멍의 쌍을 하나 이상 구비한 하나 이상의 태양전지 유닛을 포함하여 구성된다. 이 때, 유연한 재질로 형성되는 제1 연결부의 끝단을 상기 제1 구멍 및 상기 제2 구멍을 통과시킨 후 상기 제1 연결부의 몸체부에 접합함으로써, 상기 하나 이상의 태양전지 유닛 간을 연결할 수 있다.
상기 부유식 태양전지 유닛 연결 세트는, 상기 제1 연결부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 태양전지 유닛의 태양광 입사면의 반대면에 방수 부재가 형성되어 하나 이상의 태양전지 유닛을 제1 연결부를 통해 연결하여 수상에 직접 부유시킴으로써, 별도의 부유 구조물이 필요 없어 설치 시 소요되는 비용을 절감할 수 있고 수면의 물로 광발전 시 발생하는 열을 냉각시킬 수 있어 발전 효율을 향상시킬 수 있으며, 하나 이상의 태양전지 유닛의 주변을 둘러싸도록 이물질 방지막을 구성함으로써, 수상에 직접 부유된 하나 이상의 태양전지 유닛에 이물질이 부착되는 것을 방지할 수 있고, 인근 육지와 하나 이상의 태양전지 유닛을 제2 연결부를 통해 연결하고 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 수위에 대응하여 제2 연결부의 길이를 조절할 수 있게 구성되는 권취부를 구비함으로써, 수위가 높아짐으로 인해 제2 연결부가 느슨해지거나, 수위가 낮아짐으로 인해 하나 이상의 태양전지 유닛이 수면보다 위로 들리는 등으로 인해 태양전지 유닛 또는 제2 연결부가 손상되는 것을 방지할 수 있는 부유식 태양광 발전 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 태양전지 유닛의 단면의 예들을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 태양전지 유닛이 경사 형성 부재를 구비하는 경우의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양전지 유닛 연결 세트의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양전지 유닛 연결 세트의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 태양전지 유닛이 충격 흡수 부재를 구비하는 경우의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 이물질 방지막의 예들을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 권취부가 수위에 대응하여 제2 연결부를 감아서 길이를 짧게 조절하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 권취부가 수위에 대응하여 제2 연결부를 풀어 길이를 길게 조절하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)이 장력 측정부를 더 포함하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)이 수위 측정부를 더 포함하는 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)은 하나 이상의 태양전지 유닛(110), 제1 연결부(120), 이물질 방지막(130), 제2 연결부(140) 및 권취부(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 부유식 태양광 발전 시스템(100)은 일 실시예에 따른 것이고 도 1에 도시된 구성요소들은 모든 구성요소가 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 일부 구성요소가 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
하나 이상의 태양전지 유닛(110)은 태양광을 전기 에너지로 변환하고 태양광 입사면의 반대면에 방수 부재가 형성되어 수상(10)에 부유된다. 이하 도 2 내지 도 4를 참조하여 태양전지 유닛(110)의 구성의 예들을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 태양전지 유닛의 단면의 예들을 도시한 도면이다.
도 2의 (a)를 참조하면, 태양전지 유닛(110)은 태양전지판(111)과 태양전지판(111)을 양쪽에서 지지하는 프레임(112)의 구조를 가진다. 그리고 태양광 입사면의 반대면에 방수 부재(113)가 형성되어 태양전지 유닛(110)은 수상(10)에 직접 부유될 수 있다. 도 2의 (a)에서와 같이 방수 부재(113)는 태양전지판(111)의 후면과 프레임(112)을 덮도록 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 방수 부재(113)는 방수 핫멜트 시트를 이용할 수 있다. 방수 핫멜트 시트는 열가소성 수지를 가열 용융시킨 후 접착면에 밀착시킨 후 고화시켜 접착하는 시트이다. 그러나 본 발명의 일 실시예에서, 방수 부재(113)는 반드시 방수 핫멜트 시트에 한정되는 것은 아니고 방수성을 가진 소재라면 모두 사용할 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이다.
도 2의 (b)를 참조하면, 태양전지 유닛(110)은 태양전지 유닛(110)의 태양광 입사면의 반대면에 태양전지 유닛(110)의 부유력을 강화시키기 위한 부유 강화층(114)이 형성될 수 있다. 부유 강화층(114)은 방수 부재(113)를 덮도록 형성될 수 있으며, 태양전지 유닛(110)이 수상(10)에 직접 부유될 경우 태양전지 유닛(110)이 수상(10)에 더욱 잘 부유할 수 있도록 돕는다. 일 실시예에서, 부유 강화층(114)은 장방형의 발포 스티로폼, 합성목 등을 사용할 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 부유력을 가진 소재라면 모두 사용할 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 태양전지 유닛이 경사 형성 부재를 구비하는 경우의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 태양전지 유닛(110)은 수상(10)에 부유 시에 태양전지 유닛(110)이 경사를 형성하도록 하는 경사 형성 부재(115)를 구비할 수 있다. 도 3에서와 같이 경사 형성 부재(115)는 태양전지 유닛(110)의 태양광 입사면의 반대면의 일측에 설치되어 일측이 타측보다 위로 부유되게 함으로써, 태양전지 유닛(110)이 경사를 형성하도록 할 수 있다. 이 때, 경사 형성 부재(115)는 부유 강화측(114)과 마찬가지로 발포 스티로폼, 합성목 등을 사용할 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 부유력을 가진 소재라면 모두 사용할 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이다.
경사 형성 부재(115)는 도 3에서와 같이 일측에 추가 부유 부재를 설치하여 일측이 타측보다 위로 부유되게 하는 방식을 이용할 수 있으나, 이는 일 실시예에 따른 것이고, 수상(10)에 직접 부유되는 태양전지 유닛(110)에 경사를 형성할 수 있는 방식이라면 다른 어떤 방식이든 이용할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제1 연결부(120)는 하나 이상의 태양전지 유닛(110)을 서로 연결한다. 즉, 제1 연결부(120)는 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 간을 서로 연결하여 물결에 서로 흩어지거나 서로 부딪혀 손상되는 것을 방지한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 부유식 태양전지 유닛 연결 세트는 제1 연결부(120) 또는 제1 연결부(120)를 통해 연결되는 하나 이상의 태양전지 유닛(110)을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라, 부유식 태양전지 유닛 연결 세트는 다양한 형태로 구성될 수 있다. 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 제1 연결부(120)를 포함한 부유식 태양전지 유닛 연결 세트의 구성의 예들을 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양전지 유닛 연결 세트의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 태양전지 유닛(110)은 측면에 하나 이상의 구멍(116)을 구비할 수 있다. 구멍(116)은 제1 연결부(120)가 삽입되어 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 사이를 서로 연결할 수 있도록 한다.
도 4의 (b)를 참조하면, 제1 연결부(120)는 몸체부(121), 걸림부(122) 및 유닛 충돌 방지부(123)로 구성될 수 있다.
제1 연결부(120)는 몸체부(121)의 양 끝단에 하나 이상의 걸림부(122)를 구비할 수 있다. 이를 통해, 제1 연결부(120)의 끝단이 상기 구멍에 삽입된 후 걸림부(122)가 상기 구멍에 걸려 빠지지 않도록 하여 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 간을 연결한다.
그리고 제1 연결부(120)는 걸림부(122)에 인접하여 유닛 충돌 방지부(123)를 구비할 수 있다. 이를 통해, 태양전지 유닛(110)의 측면이 걸림부(122)와 유닛 충돌 방지부(123) 사이에 위치하도록 하여 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 간의 충돌을 방지한다. 이를 위하여, 상기 걸림부 또는 유닛 충돌 방지부는 태양전지 유닛(110)의 측면에 형성된 구멍의 크기보다 크게 형성될 수 있다.
이 때, 제1 연결부(120)의 몸체부(121)는 연질의 섬유, 플라스틱 및 고무 중 하나 이상의 재질로 형성될 수 있고, 걸림부(122) 또는 유닛 충돌 방지부(123)는 경질의 플라스틱, 고무 및 금속 중 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양전지 유닛 연결 세트의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 5의 (a)를 참조하면, 태양전지 유닛(110)은 측면에 서로 인접하는 제1 구멍(117) 및 제2 구멍(118)의 쌍을 하나 이상 구비할 수 있다. 제1 구멍(117) 및 제2 구멍(118)은 유연한 재질로 형성되는 제1 연결부(120)가 삽입 통과되어 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 사이를 서로 연결할 수 있도록 한다.
도 5의 (b)를 참조하면, 제1 연결부(120)는 몸체부(121)만으로 구성되어, 제1 연결부(120)의 끝단이 제1 구멍(117) 및 제2 구멍(118)을 통과한 후 제1 연결부(120)의 몸체부(121)에 접합됨으로써, 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 간을 연결할 수 있다.
이 때, 제1 연결부(120)의 몸체부(121)는 연질의 섬유, 플라스틱 및 고무 중 하나 이상의 재질로 형성될 수 있다.
이상 도 4 및 도 5를 참조하여 제1 연결부(120)의 구성의 예들을 설명하였다. 제1 연결부(120)가 이와 같은 구성을 가짐에 따라, 제1 연결부(120)는 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 간을 연결하고 하나 이상의 태양전지 유닛(110)이 바람이나 물결에 따라 자연스럽게 움직이되, 서로 충돌하지 않도록 할 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 제1 연결부(120)의 예들은 실시예에 따른 것이고, 필요에 따라 제1 연결부(120)가 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 사이를 연결하기 위한 다른 구성을 가질 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 태양전지 유닛이 충격 흡수 부재를 구비하는 경우의 일 예를 도시한 도면이다.
상기 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)은 제1 연결부(120)를 포함함으로써, 하나 이상의 태양전지 유닛(110) 간에 서로 충돌하여 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이 밖에도 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)의 태양전지 유닛(110)은 충격 흡수 부재(119)를 구비함으로써, 태양전지 유닛(110) 간에 서로 충돌하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 태양전지 유닛(110)은 하나 이상의 태양전지 유닛(110)이 서로 부딪혀 파손되는 것을 방지하기 위하여, 각 모서리부에 충격 흡수 부재(119)를 구비할 수 있다. 충격 흡수 부재(119)는 충격 흡수가 가능한 발포 스티로폼, 스펀지 등을 사용할 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 충격 흡수성을 가진 소재라면 모두 사용할 수 있음은 당업자에게 자명한 사실이다.
다시 도 1로 돌아와서, 이물질 방지막(130)은 하나 이상의 태양전지 유닛(110)의 주변을 둘러싸도록 구성되어 하나 이상의 태양전지 유닛(110)에 이물질이 부착되는 것을 방지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)에서 하나 이상의 태양전지 유닛(110)은 별도의 부유 구조물을 이용하지 않고 직접 수상(10)에 부유되므로 바람이나 물결에 따라 수면을 떠도는 각종 쓰레기나 먼지, 여러 동식물의 사체, 배설물 등의 이물질이 부착될 수 있다. 이물질 방지막(130)은 태양전지 유닛(110)에 이와 같은 이물질이 부탁되는 것을 방지하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 이물질 방지막의 예들을 도시한 도면이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 이물질 방지막(130)은 내부가 빈 통으로 형성되어 수상(10)에 부유 가능하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 이물질 방지막(130)은 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics; FRP), 폴리 염화 비닐(Polyvinyl Chloride; PVC)과 같은 플라스틱이나 발포 스티로폼으로 형성될 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 이물질 방지막(130)은 수상(10)에 부유 시 수면 위로 드러나는 부분에 물이 출입 가능한 하나 이상의 물구멍(131)이 형성될 수 있다. 이물질 방지막(130)은 이와 같은 물구멍(131)을 통해 내부의 빈 통에 물이 유입되어 이물질 방지막(130)에 적정량의 물이 차있도록 함으로써, 가라앉은 부분만큼 수면 하부를 통해 흘러 들어오는 이물질을 막을 수 있고, 강한 바람이나 파도에 의해 이물질 방지막(130)이 뒤집히는 것을 막을 수 있다.
다시 도 1로 돌아와서, 하나 이상의 제2 연결부(140)는 하나 이상의 태양전지 유닛(110)이 부유되는 수상(10)의 인근 육지(20)와 하나 이상의 태양전지 유닛(110)을 연결한다. 일 실시예에서, 제2 연결부(140)는 합성 수지 또는 금속 소재의 와이어를 사용할 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제2 연결부(140)는 인근 육지(20)와 하나 이상의 태양전지 유닛(110)을 직접 연결하는 방식으로 연결할 수도 있으나, 제2 연결부(140)가 둘 이상의 연결 부재로 나뉘어 중간에 다른 설치물(앵커, 부유물 등)을 거쳐 연결하는 방식으로 인근 육지(20)와 하나 이상의 태양전지 유닛(110)을 연결할 수도 있음은 당업자에게 자명한 사실이다.
하나 이상의 권취부(150)는 하나 이상의 태양전지 유닛(110)이 부유되는 수상(10)의 수위에 대응하여 하나 이상의 제2 연결부(140)의 길이를 조절할 수 있게 구성된다. 일 실시예에서, 권취부(150)는 회전을 통해 와이어를 감거나 풀 수 있는 감속 모터를 사용할 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 도 8 및 도 9를 참조하여 권취부(150)가 수상(10)의 수위에 대응하여 제2 연결부(140)를 감거나 풀어 길이를 조절하는 경우의 예들을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 권취부가 수위에 대응하여 제2 연결부를 감아서 짧게 길이를 조절하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (a)을 참조하면, 강수 또는 댐 방류 등에 의해 수상(10)의 수위가 상승한 모습이 도시되어 있다. 이 경우, 제2 연결부(140)가 느슨해지게 되어, 바람이나 물결에 의해 하나 이상의 태양전지 유닛(110)이 서로 부딪혀 손상될 수 있게 된다.
따라서 도 8의 (b)와 같이, 권취부(150)가 제2 연결부(140)를 감아서 짧게 길이를 조절함으로써, 하나 이상의 태양전지 유닛(110)이 서로 부딪혀 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템의 권취부가 수위에 대응하여 제2 연결부를 풀어 길게 길이를 조절하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 9의 (a)을 참조하면, 가뭄 또는 물 사용 등에 의해 수상(10)의 수위가 하강한 모습이 도시되어 있다. 이 경우, 제2 연결부(140)가 팽팽하게 당겨지게 되어하나 이상의 태양전지 유닛(110)이 수상(10)보다 위로 들리게 되어 태양전지 유닛(110)의 무게에 의해 제2 연결부(140)가 끊어지고 태양전지 유닛(110)이 추락하여 손상될 수 있게 된다.
따라서 도 9의 (b)와 같이, 권취부(150)가 제2 연결부(140)를 풀어 길게 길이를 조절함으로써, 태양전지 유닛(110) 또는 제2 연결부(140)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 권취부(150)는 수상(10)의 수위에 대응하여 하나 이상의 제2 연결부(140)를 감거나 풀어 길이를 조절함으로써, 태양전지 유닛(110) 또는 제2 연결부(140)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)은 권취부(150)가 이러한 기능을 수행할 수 있도록 장력 측정부(160) 또는 수위 측정부(170)를 더 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)이 장력 측정부를 더 포함하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)은 권취부(150)에 제2 연결부(140)의 장력을 측정하는 장력 측정부(160)를 더 포함할 수 있다.
이를 통해, 권취부(150)는 제2 연결부(140)가 소정의 장력 설정값 범위 내의 장력으로 유지되도록 제2 연결부(140)를 감거나 풀어 길이를 조절할 수 있다. 상기 소정의 장력 설정값 범위는 제2 연결부(140)가 지나치게 팽팽해 지거나 지나치게 느슨해지는 것을 방지하기 위한 값으로서 초기값으로 설정되거나 사용자에 의해 설정될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)이 수위 측정부를 더 포함하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 태양광 발전 시스템(100)은 수상(10)에 부유되는 하나 이상의 태양전지 유닛(110)의 중심부에 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상(10)의 수위를 측정하는 수위 측정부(170)를 더 포함할 수 있다.
이를 통해, 권취부(150)는 수상(10)이 소정의 수위 설정값 범위 내의 수위로 유지되도록 제2 연결부(140)를 감거나 풀어 길이를 조절할 수 있다. 상기 소정의 수위 설정값 범위는 제2 연결부(140)가 지나치게 팽팽해 지거나 지나치게 느슨해지는 것을 방지하기 위한 값으로서 초기값으로 설정되거나 사용자에 의해 설정될 수 있다.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.
100: 부유식 태양광 발전 시스템 110: 태양전지 유닛
120: 제1 연결부 130: 이물질 방지막
140: 제2 연결부 150: 권취부
160: 장력 측정부 170: 수위 측정부

Claims (19)

  1. 태양광을 전기 에너지로 변환하고 태양광 입사면의 반대면에 방수 부재가 형성되어 수상에 부유되는 하나 이상의 태양전지 유닛;
    상기 하나 이상의 태양전지 유닛을 서로 연결하는 하나 이상의 제1 연결부;
    상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 주변을 둘러싸도록 구성되어 상기 하나 이상의 태양전지 유닛에 이물질이 부착되는 것을 방지하는 이물질 방지막;
    상기 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 인근 육지와 상기 하나 이상의 태양전지 유닛을 연결하는 하나 이상의 제2 연결부; 및
    상기 하나 이상의 태양전지 유닛이 부유되는 수상의 수위에 대응하여 상기 하나 이상의 제2 연결부의 길이를 조절할 수 있게 구성되는 하나 이상의 권취부를 포함하며,
    상기 하나 이상의 태양전지 유닛의 각 태양전지 유닛은,
    측면에 서로 인접하는 제1 구멍 및 제2 구멍의 쌍을 하나 이상 구비하고,
    상기 하나 이상의 제1 연결부의 각 제1 연결부는,
    상기 제1 연결부의 끝단이 상기 제1 구멍 및 상기 제2 구멍을 통과한 후 상기 제1 연결부의 몸체부에 접합됨으로써, 상기 하나 이상의 태양전지 유닛 간을 연결하는 것을 특징으로 하는 부유식 태양광 발전 시스템.
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  18. 측면에 서로 인접하는 제1 구멍 및 제2 구멍의 쌍을 하나 이상 구비한 하나 이상의 태양전지 유닛을 포함하되,
    유연한 재질로 형성되는 제1 연결부의 끝단을 상기 제1 구멍 및 상기 제2 구멍을 통과시킨 후 상기 제1 연결부의 몸체부에 접합함으로써, 상기 하나 이상의 태양전지 유닛 간을 연결하는 것을 특징으로 하는 부유식 태양전지 유닛 연결 세트.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 연결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 태양전지 유닛 연결 세트.
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