KR101781265B1 - 적층형 태양광 발전시스템 - Google Patents

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Abstract

한정된 좁은 면적에 적층된 많은 태양광패널에 태양광에너지가 인가되도록 하여 작은 면적에서 많은 전기를 발생시킬 수 있도록 하는 적층형 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 태양광에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 태양광패널을 패널하우징에 적층형으로 설치하고, 각 태양광패널에는 집광렌즈 및 확산렌즈를 통해 태양광에너지가 투사되도록 함으로써 작은 면적에도 많은 태양광패널을 이용하여 전기에너지를 얻을 수 있으며, 태양광패널이 외부로 노출되지 않고 집광렌즈만 태양광에 노출되므로 관리가 편리하고 외부의 충격으로부터 태양광패널을 보호할 수 있다.

Description

적층형 태양광 발전시스템{SYSTEM FOR CONCENTRATING SUNLIGHT AND GENERATING ELECTRICITY}
본 발명은 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한정된 좁은 면적에 적층된 많은 태양광패널에 태양광에너지가 인가되도록 하여 작은 면적에서 많은 전기를 발생시킬 수 있도록 하는 적층형 태양광 발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로 태양광에너지를 이용한 태양광발전은 차세대 에너지산업으로 주목받고 있으며, 다방면으로 연구되고 있다. 특히, 태양광을 이용하여 얻어지는 에너지는 청정한 에너지원을 이용함으로써 석탄이나 석유를 사용할 때 발생되는 지구 온난화 방지에 매우 적합하며, 친환경적인 대체 에너지로서 이용가치가 매우 높다.
태양광발전에 이용되는 태양광패널은 태양광이 입사되는 다수 개의 솔라셀(solar cell)을 이용하여 제작하게 되고, 상기 태양광패널에 구비되는 솔라셀의 수에 의해 태양광패널로부터 얻어지는 전압과용량이 결정된다. 즉, 태양광이 입사되어 전류를 발생시키는 솔라셀의 수가 많을수록 입사되는 태양광에너지가 많게 되므로 전기에너지로 변환되는 양도 많게 되어 높은 전압과 큰 용량의 전기에너지를 얻을 수 있게 된다.
상기 태양광패널을 이용하여 태양광에너지로부터 전기에너지를 얻기 위해서는 태양빛을 얻을 수 있는 장소에 태양광패널을 설치하여 태양광패널에 입사되는 태양광에너지로부터 전기에너지를 얻게 된다. 따라서, 많은 전기에너지를 얻기 위해서는 얼마나 많은 태양광패널을 설치하느냐에 따라 비례하게 된다. 이러한 태양광패널을 설치하는 기존의 방식은 태양광패널의 설치면적에 제한을 받아 많은 전기에너지를 얻지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 한정된 면적에 많은 태양광패널을 설치할 수 있도록 태양광패널을 적층 시킴으로써 높은 전압과 큰 용량의 전기에너지를 얻을 수 있도록 하는 적층형 태양광 발전시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 육면체의 형상을 하고, 상호 대응하는 좌측벽 및 우측벽의 내측벽에는 수직방향으로 다수 개의 패널설치홈이 각각 상호 대응하는 위치에 구비되고, 내부 바닥면에는 바닥반사판이 구비되며, 각 패널설치홈의 사이에는 측면반사판이 구비되는 패널하우징; 상기 패널하우징의 좌측벽과 우측벽에 구비되는 패널설치홈을 따라 삽입되며, 태양광에너지를 흡수하여 전기에너지를 발생시키는 태양광패널; 상기 태양광패널이 삽입되어 설치되는 패널하우징의 상단부에 설치되고, 다수개의 렌즈하우징이 태양광패널의 상면 길이방향을 따라 형성되며, 각 렌즈하우징의 내부에는 확산렌즈가 태양광패널을 향해 설치되는 집광하우징; 그리고 상기 집광하우징을 구성하는 각 렌즈하우징의 상측부에 설치되고, 외부로부터 입사되는 태양광에너지를 확산렌즈로 인가시켜 태양광에너지가 태양광패널로 투사되도록 하는 구(球)의 형상을 하는 집광렌즈로 이루어지는 적층형 태양광 발전시스템을 제공한다.
상기 집광하우징은 저면부에 상면반사판이 구비되어 바닥반사판 및 측면반사판으로부터 반사되는 태양광에너지를 태양광패널을 향해 반사시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 태양광에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 태양광패널을 패널하우징에 적층형으로 설치하고, 각 태양광패널에는 집광렌즈 및 확산렌즈를 통해 태양광에너지가 투사되도록 함으로써 작은 면적에도 많은 태양광패널을 이용하여 전기에너지를 얻을 수 있으며, 태양광패널이 외부로 노출되지 않고 집광렌즈만 태양광에 노출되므로 관리가 편리하고 외부의 충격으로부터 태양광패널을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 패널하우징을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 집광하우징을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 집광하우징 및 집광렌즈가 패널하우징에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 적층형 태양광 발전시스템의 분리사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 렌즈하우징에 확산렌즈 및 집광렌즈가 결합되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명에 따른 집광렌즈와 확산렌즈를 통해 태양광에너지가 투사되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 적층형 태양광 발전시스템의 내부 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 적층형 태양광 발전 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어서 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 패널하우징(200)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 집광하우징(300)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 집광하우징(300) 및 집광렌즈(500)가 패널하우징(200)에 결합된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 적층형 태양광 발전시스템(100)의 분리사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 렌즈하우징(400)에 확산렌즈(410) 및 집광렌즈(500)가 결합되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 집광렌즈(500)와 확산렌즈(410)를 통해 태양광에너지가 투사되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 적층형 태양광 발전시스템(100)의 내부 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 적층형 태양광 발전시스템(100)은 태양광에너지, 즉 빛이 인가되면 전기에너지를 발생시키는 태양광패널(600)을 적층 시키는 방식으로 다수 개를 일정 영역에 설치하기 위하여 태양광패널(600)이 적층되는 패널하우징(200)을 구비한다.
상기 패널하우징(200)은 여러 모양을 할 수 있으며, 대표적으로 육면체의 형상을 갖는다. 상기 패널하우징(200)의 내벽에는 상호 대응하는 위치, 예를 들면 우측벽면과 좌측벽면에 수직방향으로 가이드홈(230)이 구비된다. 상기 패널설치홈(230)에는 태양광패널(600)이 수직방향으로 삽설된다.
상기 패널하우징(200)의 바닥면에는 바닥반사판(210)이 구비되고, 상기 패널하우징(200)의 가이드홈(230)을 형성하는 면에는 측면반사판(220)이 구비된다. 상기 바닥반사판(210)과 측면반사판(220)은 태양광에너지를 반사시켜 태양광패널(600)에 인가되도록 한다.
상기 패널하우징(200)의 각 패널설치홈(230)에 태양광패널(600)이 삽설된 상태에서 패널하우징(200)의 상단부에는 집광하우징(300)이 설치된다.
상기 집광하우징(300)은 각 태양광패널(600)의 상측 길이방향을 따라 다수 개의 렌즈하우징(400)이 구비된다. 상기 렌즈하우징(400)은 육면체의 형상을 하고, 상기 렌즈하우징(400)의 내부에는 렌즈(410)가 구비된다. 상기 확산렌즈(410)는 복수 개가 설치될 수 있고, 상기 확산렌즈(410)에 인가되는 태양광에너지는 확산렌즈(410)의 기능에 의해 태양광패널(600)에 투사된다.
상기 집광하우징(300)에 구비되는 각 렌즈하우징(400)의 상측부에는 구(球)의 형상을 하는 집광렌즈(500)가 착설된다. 상기 집광렌즈(500)는 태양으로부터 태양광에너지를 흡수하여 확산렌즈(410)로 인가하게 된다.
상기 렌즈하우징(400)의 저면부에는 상면반사판(420)이 구비된다. 상기 상면반사판(420)은 바닥반사판(210) 및 측면반사판(220)으로부터 반사되어 인가되는 태양광에너지를 다시 반사시켜 태양광패널(600)에 인가되도록 한다.
일 실시예를 통해 설명하면, 적층형 태양광 발전시스템(100)은 패널하우징(200)의 내부에 구비되는 다수 개의 패널설치홈(230)에 태양광패널(600)을 각각 수직방향으로 삽설시킴으로써 다수 개의 태양광패널(600)이 일정 간격으로 패널하우징(200)의 내부에 구비된다.
상기 패널하우징(200)에 태양광패널(600)이 설치된 상태에서 집광하우징(300)이 상면부에 설치된다. 상기 집광하우징(300)에는 다수 개의 렌즈하우징(400)이 구비되어 있으며, 상기 렌즈하우징(400)에는 오목렌즈와 같은 렌즈가 설치되어 있다. 상기 렌즈하우징(400)의 상면부에는 집광렌즈(500)가 착설된다.
상기 집광렌즈(500)는 태양으로부터 인가되는 태양에너지를 흡수하여 확산렌즈(410)로 인가하고, 상기 확산렌즈(410)는 집광렌즈(500)로부터 인가되는 태양에너지를 태양광패널(600)에 투사시키게 된다. 상기 확산렌즈(410)로부터 투사되는 태양광에너지는 대부분 태양광패널(600)에 인가되고, 일부는 바닥반사판(210), 측면반사판 및 상면반사판(420)에 의해 반사되어 다시 태양광패널(600)에 인가된다.
상기 태양광패널(600)은 태양광에너지가 인가되면 반응을 하여 전기에너지를 발생시키게 되고, 상기 태양광패널(600)에서 발생되는 전기에너지는 태양광패널(600)에 접속되는 전열기구와 같은 부하(도시 안됨) 또는 축전지(도시 안됨)에 인가되어 사용된다.
100: 적층형 태양광 발전시스템 200: 패널하우징
300: 집광하우징 400: 렌즈하우징
500: 집광렌즈 600: 태양광패널

Claims (3)

  1. 상단부가 개방된 함체 형상으로 상호 대응하는 좌측벽 및 우측벽의 내측벽에는 각각 상호 대응하여 수직방향의 패널설치홈(230)이 길이 방향을 따라 간격을 두고 다수 개가 형성되고, 내부 바닥면 및 각 패널설치홈(230)의 사이에는 입사되는 빛을 반사시키는 바닥반사판(210) 및 측면반사판(220)을 갖는 패널하우징(200);과
    상기 패널하우징(200)의 패널설치홈(230)에 연속적으로 삽입 설치되어 패널하우징(200)의 내부로 입사 및 반사되는 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환시키는 다수의 태양광패널(600)과;
    상기 패널하우징(200)의 상단부를 커버 설치되는 패널형상으로 이루어지며, 외부의 빛을 상기 패널하우징(200)의 내부로 투과시키도록 상면과 저면은 오픈된 육면체의 형상으로 격자 설치된 다수 개의 렌즈하우징(400)을 갖는 집광하우징(300)을 포함하여 구성되며,
    상기 렌즈하우징(400)의 상측부에는 태양의 위치에 상관없이 빛을 상기 패널하우징(200)의 내부로 투사되도록 구 형상의 집광렌즈(500)가 결합되고, 상기 렌즈하우징(400)의 하측부에는 상기 집광렌즈(500)로부터 투사된 빛을 상기 패널하우징(200)의 내부로 확산시키도록 오목렌즈 형상의 확산렌즈(410)가 대응 설치되며, 상기 집광하우징(300)의 저면부에는 상기 바닥반사판(210) 및 측면반사판(220)에 의해 반사되는 빛을 다시 반사시키는 상면반사판(420)이 형성된 것을 특징으로 하는 적층형 태양광 발전시스템.
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