KR101799960B1 - 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 솔라셀이 배열된 집광판을 구비하여 태양으로부터 입사된 빛을 전기로 변환하여 축전지에 저장하는 태양광 패널부; 상기 집광판 아래에 연결 형성되고, 내부에 부동액이 수용되어 태양광에 의해 가열되는 부동액 패널부; 히트파이프와, 열전달매체를 통해 회수된 열을 축열하는 축열조와, 축열조에 저장된 열전달매체의 열을 회수하여 온수를 저장하는 온수조를 포함하는 온수 생산부; 공급배관과 연결된 세정샤프트가 분사수단을 통해 물이나 압축공기를 상기 집광판을 향해 분사하는 세정부; 집광판의 상측에 설치되어 카메라로 집광판을 촬영하고, 촬영된 영상정보를 콘트롤부로 송신하는 촬영부; 및 각 모터, 펌프, 밸브를 제어하여 물과 압축공기의 흐름을 제어하고, 축전지에 충전된 전기를 제어하는 제어부를 포함하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 전기와 온수를 동시에 생산할 수 있고, 태양광 발전 효율이 향상되며, 계절이나 기후 변화에 영향받지 않고 충분한 전력을 확보하여 안정적인 전원 공급이 가능하고 에너지 효율이 향상되며, 집광판의 수명이 증대되는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 전기와 온수를 동시에 생산할 수 있고, 태양광 발전 효율이 향상되며, 계절이나 기후 변화에 영향받지 않고 충분한 전력을 확보하여 안정적인 전원 공급이 가능하고 에너지 효율이 향상되며, 집광판의 수명이 증대되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 태양광 패널 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 발전에 의한 안정적인 전원 공급이 가능하고, 발전 효율이 증대되며, 온수를 생산하여 사용할 수 있도록 한 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치에 관한 것이다.
태양광 발전은 다수의 태양광모듈을 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전 방식으로, 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 없고, 유지 및 관리가 용이하며, 화석에너지가 점차 고갈되어감에 따라 대체에너지의 하나로 점차 그 수요가 증대되고 있다.
게다가, 태양광 발전 장치는 소규모 발전이 가능하기 때문에 정부나 기업이 아닌 개인들도 설치하여 발전을 하고 있고, 통상 건물의 지붕, 옥상 또는 외벽 등에 설치되거나 실외의 산중턱, 개활지에 설치될 수 있으며, 특히 지붕이나 옥상의 경우 햇빛이 잘 들고 공간 활용도가 높기 때문에 많이 설치되고 있다.
이러한 태양광 발전 장치는 태양광 모듈의 파손을 방지하고 안정적인 지지가 가능하도록 하부에 지지대를 설치하고, 이러한 지지대는 태양광 모듈이 햇빛에 정면으로 대향되도록 지지하고 있다.
이와 관련된 종래기술로, 특허문헌 1에는 거멀접이단이 형성된 다수의 거멀이 형성되어 있는 거멀접이 지붕에 설치되는 것으로, 다수의 태양전지패널을 지지하는 상부프레임과, 상부프레임의 일측 및 타측 각각을 지지하는 전방 및 후방 지지프레임과, 전방 지지프레임의 하단과 후방 지지프레임의 하단을 연결하는 하부프레임과, 하부프레임을 거멀과 연결하는 거멀연결부를 포함하는 거멀접이 지붕 설치용 태양광 발전장치가 공개되어 있다.
그러나, 상술한 특허문헌 1의 태양광 발전장치는 계절적 기후 변화에 취약하여 태양전지패널에 황사나 미세먼지, 이물질이 쌓이거나, 대기 중의 수증기가 얼어붙어 서리가 끼거나 눈이 적층되는 경우 발전 효율이 저하될 수 있고, 작업자가 지붕 위로 올라가 직접 제거해야 하므로 작업이 번거롭고 안전하지 못한 문제가 있다.
또한, 태양광 온수기는 태양광으로 물을 고온 가열하여 난방 등에 따른 온수를 얻도록 한 것으로 집광판을 통하여 온수를 직접 가열하는 방식이 제안되었는데, 주택의 지붕 등 특정 장소에 집광판을 설치하고, 집광판의 내부에 구리 파이프 등으로 이루어진 집열파이프를 설치하여 태양광에 의해 물을 고온으로 가열토록 하여 가열수로 난방을 이루거나 온수를 얻도록 하였다. 그러나, 상술한 직접 가열 방식은 집광판의 온도가 상승하여 집광판의 수명이 단축될 수 있고, 또한 최근 증가하고 있는 황사와 미세먼지 등이 집광판 위에 쌓여 태양광 발전 효율을 저하시킬 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제들을 모두 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전기와 온수를 동시에 생산할 수 있고, 태양광 발전 효율이 향상되며, 계절이나 기후 변화에 영향받지 않고 충분한 전력을 확보하여 안정적인 전원 공급이 가능하고 에너지 효율이 향상되며, 집광판의 수명이 증대되는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치의 제공에 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 고정대에 고정 설치되고 다수의 솔라셀이 배열된 집광판을 구비하여 태양으로부터 입사된 빛을 전기로 변환하여 축전지에 저장하되, 집광판의 테두리를 따라 결합되고 전원과 연결된 발열체가 내장된 금속틀과, 집광판 위에 적층되어 솔라셀을 보호하는 투명한 보호필름과, 보호필름 위에 적층되고 ITO 코팅 처리된 유리판과, 유리판에 설치되어 눈의 적층을 감지하여 제어부에 감지신호를 송신하는 하중센서를 포함하며, 발열체에 의해 금속틀이 발열되어 유리판으로 열이 전달되는 태양광 패널부; 상기 집광판 아래에 연결 형성되고, 내부에 부동액이 수용되어 태양광에 의해 가열되는 부동액 패널부; 일단부가 상기 부동액 패널부와 연결되어 가열된 부동액의 열을 회수하는 복수 개의 히트파이프와, 히트파이프의 타단부와 연결되고 내부에 저장된 열전달매체를 통해 회수된 열을 축열하며 온도센서와 임펠러가 설치된 축열조와, 상기 축열조에 저장된 열전달매체의 열을 회수하여 온수를 저장하는 온수조를 포함하는 온수 생산부; 공급배관을 통해 물을 공급받고, 상기 공급배관은 급수펌프가 설치되고 에어배관과 연결되어 공기압축기에서 압축된 압축공기가 유입되며, 상기 공급배관과 연결된 세정샤프트가 분사수단을 통해 물이나 압축공기를 상기 집광판을 향해 분사하는 세정부; 상기 집광판의 상측에 설치되어 카메라로 집광판을 촬영하고, 촬영된 영상정보를 콘트롤부로 송신하는 촬영부; 및 각 모터, 펌프, 밸브를 제어하여 물과 압축공기의 흐름을 제어하고, 축전지에 충전된 전기를 제어하는 제어부를 포함하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 전기와 온수를 동시에 생산할 수 있고, 태양광 발전 효율이 향상되며, 계절이나 기후 변화에 영향받지 않고 충분한 전력을 확보하여 안정적인 전원 공급이 가능하고 에너지 효율이 향상되며, 집광판의 수명이 증대되는 효과가 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세정부의 일부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 세정부의 작동을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치의 작동 관계를 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널부의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 세정부의 일부 구성을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 세정부의 작동을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치의 작동 관계를 나타낸 도면이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치를 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 실시예를 중심으로 상세하게 설명하도록 하겠다.
본 발명에 따른 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치는 건물의 지붕이나 옥상 등 야외에 설치되어 전기와 온수를 동시에 생산할 수 있고, 태양광 발전 효율이 향상되며, 안정적인 전원 공급이 가능하고, 에너지 효율이 증가하도록 구비된 것으로, 태양광 패널부(100), 부동액 패널부(200), 온수 생산부(300), 세정부(400), 촬영부(500), 구동부(600) 및 제어부(700)을 포함하여 이루어진다.
도 1a 내지 도 1c를 참고하면, 상기 태양광 패널부(100)는 바닥에 복수 개의 베이스바(110)가 나란히 고정 설치되고, 베이스바(110)의 상부에 고정대(120)가 고정 결합되어 건물의 지붕, 옥상, 베란다, 산중턱, 개활지 등 야외에 고정 설치되고, 다수의 솔라셀(131)이 배열된 집광판(130)을 구비하며, 집광판(130)은 태양광의 조사 방향에 맞추어지도록 경사지게 설치되어 태양으로부터 입사된 빛을 전기로 변환하여 축전지(160)에 충전하게 된다.
도 2a 내지 도 2c를 참고하면 집광판(130) 위에 투명한 보호필름(132)이 적층되어 솔라셀(131)을 보호하고, 보호필름(132) 위에 투명한 유리판(133)이 적층 설치되며, 상기 유리판(133)은 두께가 얇은 박판으로 이루어지고 표면에 ITO 타겟을 진공 증착하여 투명도전막(133a)을 형성한 것으로 인듐과 산화주석의 화합물(In2O3, SnO2)로 이루어지고 투명성이 우수하여 태양광의 대부분이 투과되고, 열전도도가 우수하다. 더불어, 유리판(133) 상의 복수 개의 지점에 하중센서(미도시)가 설치되어 겨울철에 눈의 적층을 감지하여 제어부(700)에 감지신호를 송신한다.
상기 태양광 패널부(100)는 집광판(130)의 테두리를 따라 금속틀(140)이 결합되고, 상기 금속틀(140)은 열전도도가 우수한 금속으로 이루어지고, 내부 중간에 길이 방향을 따라 구획판(141)이 수직 방향으로 형성되어 일측의 삽입홈(142)과 타측의 수용홈(143)이 구획되며, 상기 삽입홈(142)에 집광판(130)의 테두리부가 삽입 결합되고, 상기 수용홈(143)의 내부를 따라 전원과 전기적으로 연결된 선상의 발열체(150)가 내장된다.
따라서, 집광판(130) 위에 서리가 끼거나 눈이 쌓이는 경우, 제어부(700)는, 촬영부(500)에 의해 촬영된 영상정보를 판독하거나 하중센서에 의해 기준치 이상의 하중이 감지되거나, 촬영부(500)와 하중센서의 정보를 크로스 체크하여 서리나 눈이 쌓인 것으로 판독되면, 발열체(150)로 전원을 인가하여 발열체(150)가 발열되도록 하고, 발열체(150)의 발열에 따라 금속틀(140)로 열이 전달되며, 금속틀(140)은 금속틀(140)에 결합된 집광판(130)의 상층을 이루는 유리판(133)을 가열하여 유리판 위에 코팅된 투명도전막을 통해 집광판(130) 위에 발생한 서리나 눈을 녹여서 제거할 수 있다. 이로써, 태양광 발전 효율이 향상되고, 계절이나 기후 변화에 영향받지 않고 충분한 전력을 확보하여 안정적인 전원 공급이 가능하며, 에너지 효율이 증대될 수 있다.
상기 부동액 패널부(200)는 집광판(130)의 하부에 연결 형성되고, 내부 공간에 에틸알코올이나 에틸렌글리콜 등의 부동액이 수용되어 태양광에 의해 직접적으로 또는 집광판(130)을 거쳐 간접적으로 가열된다.
상기 온수 생산부(300)는 내부에 암모니아와 같은 작동유체가 담겨진 히트파이프(310)를 구비하고, 열을 신속하게 회수하기 위해 복수 개가 설치되는 것이 바람직하다. 히트파이프(310)는 일단부가 부동액 패널부(200)와 연결되어 작동유체에 잠기게 설치되어 가열된 부동액의 열을 회수한다. 이때, 히트파이프(310)의 구조는 이미 공개되어 통상의 기술자에게 자명한 것이므로 여기에서 자세한 설명은 생략하도록 한다.
다만, 대략 구조를 설명하면 히트파이프(310)는 일단부에 열원부가 형성되고, 열원부에 가열된 부동액의 열이 가해지면 작동유체가 기화되고, 기화된 기체의 흐름은 압력차를 발생시켜 압력차로 인해 기화된 작동유체가 단열부를 거쳐 응축부로 이동하게 된다. 단열부를 통해 이동하는 작동유체는 압력강하가 미미하여 이동 과정에서의 온도 변화는 무시할 정도이다. 그리고, 응축부에서 작동유체가 응축되어 잠열을 방출한 후 윅(wick)의 기공에 이슬로 맺히게 되며, 윅은 모세관 압력을 이용하여 응축된 작동유체를 열원부로 이동시키는 펌프 역할과 표면적을 극대화시켜 열전달 효율을 증가시켜 주고, 이러한 일련의 과정들이 반복되면서 열원의 열을 이동시켜 냉각효과를 갖게 된다.
또한, 내부에 열전달매체가 저장된 축열조(320)가 히트파이프(310)의 타단부인 응축부와 연결되고 열전달매체(F)에 잠기게 설치되어 히트파이프(310)로부터 열이 회수되어 열전달매체(F)에 축열시킨다. 축열조(320)는, 내부에 온도센서(321)가 설치되어 열전달매체(F)의 온도를 감지하여 제어부(700)로 송신하고, 임펠러(322)가 설치되어 열전달매체(F)를 교반하여 균일한 온도가 유지될 수 있도록 한다.
또한, 원수가 저장된 온수조(330)가 구비되고, 온수조(330)는 축열조(320)에 저장된 열전달매체(F)의 열을 회수하여 온수를 생산 및 저장한다.
이때, 축열조(320)와 온수조(330)의 사이에는 축열조(320)로부터 열전달매체(F)가 토출되는 토출관(340)과, 온수조(330)를 통과한 열전달매체(F)가 축열조(320)로 복귀하는 복귀관(350)이 연결 설치된다. 토출관(340)에는, 토출밸브(341)와, 축열조(320)의 열전달매체(F)를 펌핑하여 토출시키는 순환펌프(342)가 설치되고, 복귀관(350)에는 복귀밸브(351)가 설치된다.
이로써, 제어부(700)는, 열전달매체(F)의 온도가 기준치보다 낮은 경우 히터(323)를 가동하여 열전달매체(F)의 온도 측정값이 일정 온도 이하로 낮아지지 않도록 하고, 열전달매체(F)의 온도 측정값이 기준값보다 높은 경우 토출밸브(341), 순환펌프(342) 및 복귀밸브(351) 등의 작동을 제어하여 열전달매체(F)를 온수조(330)로 순환시키며, 이 과정에서 열전달매체(F)와 온수조(330)에 저장된 원수가 열교환되면서 온수가 생산된다.
도 1a 및 도 4를 참고하면, 상기 세정부(400)는 물이 저류되는 저류조(405)를 구비하고, 저류조(405)와 연결된 공급배관(410)을 통해 물을 공급받으며, 공급배관(410)에 솔레노이드밸브(V)와 급수펌프(420)가 설치되고, 공급배관(410)은 에어배관(440)과 연결되어 공기압축기(430)에서 압축된 압축공기가 개방된 솔레노이드밸브(V)에 의해 에어배관(440)을 통해 유입되며, 세정샤프트(460)가 공급배관(410)과 연결되어 집광판(130) 위를 가로질러 배치되고, 분사수단(490)을 통해 물이나 압축공기를 집광판(130)을 향해 분사하여 집광판(130) 위에 쌓인 황사나 미세먼지 등의 이물질을 세정 제거하여 태양광 패널부(100)의 발전 효율을 증가시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 세정부(400)는 계절별, 온도별, 이물질의 종류 등에 따라 물 또는 압축공기를 선택적으로 공급받아 이를 분사하여 집광판(130)을 세정할 수 있고, 물과 압축공기를 함께 공급받아 집광판(130)에 안개 형태로 분무하여 집광판(130)에 고르게 분문되어 세정 효과를 증대시킬 수도 있다.
이때, 상기 세정부(400)는 공급배관(410)과 세정샤프트(460) 사이에 공급호스(450)가 연결되고, 공급호스(450)는 플렉서블한 재질을 가지며, 세정샤프트(460)는 양측부가 구동부(600)의 스크류봉(620)에 이동 가능하게 체결될 수 있고, 공급호스(450)가 플렉서블하게 구부러지기 때문에 세정샤프트(460)가 이동하더라도 간섭없이 유체의 공급이 원활히 이루어질 수 있다.
상기 세정샤프트(460)는 하측을 향해 복수 개의 세정분기관(470)이 서로 이격된 채 직교 방향으로 연통 형성되어 물이나 압축공기의 유체가 통과하고, 상기 세정분기관(470)의 내부에 피스톤관(480)이 설치되어 유체의 압력에 의해 세정분기관(470)의 내외로 출몰한다. 또한, 피스톤관(480)의 상단부에 피스톤판(481)이 연결되고, 상기 피스톤판(481)은, 세정분기관(470)의 내주면에 밀착되며, 중앙에 유입홀이 관통 형성되어 유체가 유입될 수 있도록 구비된다. 또한, 상기 세정분기관(470)의 내부에 인입되어 있는 피스톤관(480)의 외주면에는 탄성부재(482)가 개재되고, 상기 탄성부재(482)는 유체의 압력에 의해 피스톤판(481)이 가압 또는 해제됨에 따라 함께 신축된다.
따라서, 도 5a와 같이 세정샤프트(460)에 유체가 공급되지 않은 상태에서는 피스톤관(480)의 대부분이 세정분기관(470)의 내측에 위치해 있다가, 도 5b와 같이 세정샤프트(460)에 유체가 공급되어 세정분기관(470)에 이르면 세정분기관(470) 내부를 흐르는 유체의 압력에 의해 가압된 피스톤판(481)이 세정분기관(470)의 내주면에 밀착된 채 하측으로 이동하며, 이에 따라 피스톤관(480)도 하측으로 이동하면서 집광판(130)에 접근하게 되고, 탄성부재(482)도 압축된 상태가 된다. 이때, 유체가 유입홀을 통해 피스톤관(480)의 내부로 유입되고, 상기 피스톤관(480)의 하단부에 형성된 분사수단(490)을 통하여 유체가 집광판(130)을 향해 분사되어 황사나 미세먼지 등의 이물질을 세정하여 제거하게 된다.
여기서, 상기 분사수단(490)은, 하단 중앙에 메인노즐(491)이 형성되고, 외주면을 따라 하측을 향해 직경이 점점 작아진 경사면을 따라 복수 개의 보조노즐(492)이 형성되며, 유체는 메인노즐(491)을 통해 맞은편에 있는 집광판(130) 위로 분사되어 이물질의 제거가 이루어지고, 또한 유체는 복수 개의 보조노즐(491)들을 통해 여러 방향으로 고루 분사되어 집광판(130)의 넓은 면적에 걸쳐 대부분의 이물질을 제거함으로써 발전 효율을 증대시킬 수 있다.
이와 같은 유체에 의한 이물질 제거가 종료되면 유체의 공급을 중단하게 되고, 유체의 공급을 중단하면 피스톤판(481)을 가압하던 유체의 압력이 해제되어 탄성부재(482)의 복원력에 의해 탄성부재(482)가 신장되어 원래대로 복원되고, 이에 따라 하측으로 인출되었던 피스톤관(480)이 상측으로 상승하여 대부분이 세정분기관(470)의 내부로 인입되게 된다.
도 1b를 참고하면, 상기 구동부(600)는 상기 태양광 패널부(100)의 양측에 각각 한쌍의 지지편(610)들이 세워져 서로 이격 설치되고, 하나의 스크류봉(620)의 양단부가 일측의 지지편(610)들을 관통하여 연결 배치되며, 다른 하나의 스크류봉(620)의 양단부가 타측의 지지편(610)들을 관통하여 연결 배치된다. 또한, 스크류봉(620)의 일단부에 구동모터(630)가 모터고정대(631)에 고정 설치되어 스크류봉(620)을 정방향 또는 역방향으로 회전시키고, 이때 양측에 설치된 구동모터(630)들은 동일한 방향과 속도로 구동되는 것이 바람직하며, 지지편(610)에 베어링(640)이 설치되어 스크류봉(620)의 원활한 회전이 가능하게 된다.
이때, 한쌍의 지지편(610)들 상부의 사이에 가이드바(611)가 연결되고, 상기 가이드바(611)의 하부에 레일홈(611a)이 형성되며, 상기 레일홈(611a)에 이동체(612)의 상부인 가이드편(612c)이 슬라이딩 이동 가능하게 체결되고, 이동체(612)의 하부인 이동뭉치(612a)는 나사산이 형성된 체결홀이 형성되어 체결홀에 스크류봉(620)이 관통 체결되며, 상기 이동뭉치(612a)와 가이드편(612c)은 수직 방향으로 연결된 연결봉(612b)에 의해 연결된다. 이로써, 상기 세정샤프트(460)는 양단부가 이동뭉치(612a)와 결합되어 가이드바(611)에 지지되면서 안내되어 흔들림없이 원활히 이동될 수 있다.
이와 같이, 상기 태양광 패널부(100)의 양측에 배치된 스크류봉(620)이 구동모터(630)에 의해 회전 작동되면 스크류봉(620)에 회전 가능하게 나사 결합된 세정샤프트(460)가 스크류봉(620)을 따라 집광판(130) 위를 이동하면서 집광판(130)의 전체 면적에 대한 세정이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 촬영부(500)는 상기 집광판(130) 일측의 카메라지지대(510)에 회동가능하게 설치되어 카메라로 상측에서 집광판(130)을 촬영하여 모니터링하면서 촬영된 영상정보를 제어부(700)로 송신하며, 제어부(700)는 영상정보를 판독하여 황사, 미세먼지 등의 이물질이나 서리, 눈 등의 적층이 탐지되면, 각 모터, 펌프, 밸브 등을 제어하여 세정샤프트(460)를 이동시키면서 물 또는 압축공기를 분사하거나 발열체(150)에 전원을 공급하여 발열에 의해 세정이 이루어지도록 한다.
상기 제어부(700)는 각 모터, 펌프, 밸브, 임펠러, 히터 등을 제어하여 물과 압축공기의 흐름과 세정샤프트(460)의 이동을 콘트롤하고, 전원의 공급과 차단 등 상기 축전지(160)에 충전된 전기를 콘트롤한다.
결국, 본 발명에 따른 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치는 전기와 온수를 동시에 생산할 수 있고, 태양광 발전 효율이 향상되며, 계절이나 기후 변화에 영향받지 않고 충분한 전력을 확보하여 안정적인 전원 공급이 가능하고 에너지 효율이 향상되며, 집광판의 수명이 증대되는 것이다.
본 발명에서 상기 실시 형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
100. 태앙광 패널부 110. 베이스바
120. 고정대 130. 집광판
131. 솔라셀 132. 보호필름
133. 유리판 133a. 투명도전막
140. 금속틀 141. 구획판 142. 삽입홈
143. 수용홈 150. 발열체
160. 축전지 200. 부동액 패널부
300. 온수 생산부 310. 히트파이프
320. 축열조 321. 온도센서
322. 임펠러 323. 히터
330. 온수조 340. 토출관
341. 토출밸브 342. 순환펌프
350. 복귀관 351. 복귀밸브
400. 세정부 405. 저류조
410. 공급배관 420. 급수펌프
430. 공기압축기 440. 에어배관
450. 공급호스 460. 세정샤프트
470. 세정분기관 480. 피스톤관
481. 피스톤판 482. 탄성부재
490. 분사수단 491. 메인노즐
492. 보조노즐 500. 촬영부
600. 구동부 610. 지지편
611. 가이드바 611a. 레일홈
612. 이동체 612a. 이동뭉치
612b. 연결봉 612c. 가이드편
620. 스크류봉 630. 구동모터
631. 모터고정대 640. 베어링
700. 제어부 F. 열전달매체
V. 솔레노이드밸브
120. 고정대 130. 집광판
131. 솔라셀 132. 보호필름
133. 유리판 133a. 투명도전막
140. 금속틀 141. 구획판 142. 삽입홈
143. 수용홈 150. 발열체
160. 축전지 200. 부동액 패널부
300. 온수 생산부 310. 히트파이프
320. 축열조 321. 온도센서
322. 임펠러 323. 히터
330. 온수조 340. 토출관
341. 토출밸브 342. 순환펌프
350. 복귀관 351. 복귀밸브
400. 세정부 405. 저류조
410. 공급배관 420. 급수펌프
430. 공기압축기 440. 에어배관
450. 공급호스 460. 세정샤프트
470. 세정분기관 480. 피스톤관
481. 피스톤판 482. 탄성부재
490. 분사수단 491. 메인노즐
492. 보조노즐 500. 촬영부
600. 구동부 610. 지지편
611. 가이드바 611a. 레일홈
612. 이동체 612a. 이동뭉치
612b. 연결봉 612c. 가이드편
620. 스크류봉 630. 구동모터
631. 모터고정대 640. 베어링
700. 제어부 F. 열전달매체
V. 솔레노이드밸브
Claims (8)
- 고정대에 고정 설치되고 다수의 솔라셀이 배열된 집광판을 구비하여 태양으로부터 입사된 빛을 전기로 변환하여 축전지에 저장하되, 집광판의 테두리를 따라 결합되고 전원과 연결된 발열체가 내장된 금속틀과, 집광판 위에 적층되어 솔라셀을 보호하는 투명한 보호필름과, 보호필름 위에 적층되고 ITO 코팅 처리된 유리판과, 유리판에 설치되어 눈의 적층을 감지하여 제어부에 감지신호를 송신하는 하중센서를 포함하며, 발열체에 의해 금속틀이 발열되어 유리판으로 열이 전달되는 태양광 패널부;
상기 집광판 아래에 연결 형성되고, 내부에 부동액이 수용되어 태양광에 의해 가열되는 부동액 패널부;
일단부가 상기 부동액 패널부와 연결되어 가열된 부동액의 열을 회수하는 복수 개의 히트파이프와, 히트파이프의 타단부와 연결되고 내부에 저장된 열전달매체를 통해 회수된 열을 축열하며 온도센서와 임펠러가 설치된 축열조와, 상기 축열조에 저장된 열전달매체의 열을 회수하여 온수를 저장하는 온수조를 포함하는 온수 생산부;
공급배관을 통해 물을 공급받고, 상기 공급배관은 급수펌프가 설치되고 에어배관과 연결되어 공기압축기에서 압축된 압축공기가 유입되며, 상기 공급배관과 연결된 세정샤프트가 분사수단을 통해 물이나 압축공기를 상기 집광판을 향해 분사하는 세정부;
상기 집광판의 상측에 설치되어 카메라로 집광판을 촬영하고, 촬영된 영상정보를 콘트롤부로 송신하는 촬영부; 및
각 모터, 펌프, 밸브를 제어하여 물과 압축공기의 흐름을 제어하고, 축전지에 충전된 전기를 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 세정부는, 세정샤프트에 하측을 향해 연통 형성된 복수 개의 세정분기관과, 세정분기관에서 유체의 압력에 의해 출몰하고 내부에 유체가 통과되는 피스톤관과, 피스톤관의 상단부와 연결되어 세정분기관의 내주면에 밀착된 채 함께 이동하고 중앙에 유입홀이 관통 형성된 피스톤판과, 상기 피스톤판 하측의 피스톤관 외주면에 개재되어 유체의 압력에 의해 신축되는 탄성부재와, 상기 피스톤관 하단부에 형성되어 유체를 여러 방향으로 분사하되 하단 중앙에 메인노즐이 형성되고 외주면을 따라 하측을 향해 직경이 점점 작아지면서 경사진 형태를 갖는 복수 개의 보조노즐이 형성된 분사수단을 더 포함하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 금속틀은 내부 중간에 길이 방향을 따라 구획판이 수직 방향으로 형성되어 일측의 삽입홈과 타측의 수용홈으로 구획되며,
상기 삽입홈에 집광판의 테두리부가 삽입 결합되고, 상기 수용홈의 내부를 따라 전원과 전기적으로 연결된 선상의 발열체가 내장되며,
상기 제어부는 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상정보를 판독하거나 하중센서에 의해 기준치 이상의 하중이 감지되거나 상기 촬영부와 하중센서의 정보를 크로스 체크하여 상기 집광판 위에 서리가 끼거나 눈이 쌓인 것으로 판독되면, 상기 제어부가 발열체로 전원을 인가하여 발열체가 발열되도록 하고, 발열체의 발열에 따라 금속틀로 열이 전달되며 금속틀은 유리판을 가열하여 집광판 위에 발생한 서리나 눈을 녹여서 제거하는 것을 특징으로 하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 태양광 패널부의 양측에 스크류봉이 배치되고, 스크류봉의 양단부는 베어링이 개재된 지지편을 관통하여 지지되며, 스크류봉은 일단부가 구동모터에 의해 회전 작동되어 세정샤프트가 이동될 수 있도록 하는 구동부를 더 포함하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 구동부는 태양광 패널부 양측에 각각 한쌍의 지지편들이 세워져 서로 이격 설치되고, 스크류봉의 양단부가 지지편들을 관통하여 연결 배치되며, 스크류봉의 일단부에 구동모터가 모터고정대에 고정 설치되어 스크류봉을 회전시키고, 지지편에 베어링이 설치되어 스크류봉의 원활한 회전을 가능하게 하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치.
- 제 4항에 있어서,
한쌍의 지지편들 상부의 사이에 가이드바가 연결되고, 가이드바의 하부에 레일홈이 형성되며, 레일홈에 이동체의 상부인 가이드편이 슬라이딩 이동 가능하게 체결되고, 이동체의 하부인 이동뭉치는 나사산이 구비된 체결홀이 형성되어 체결홀에 스크류봉이 관통 체결되며, 이동뭉치와 가이드편은 수직 방향으로 연결된 연결봉에 의해 연결된 것을 특징으로 하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 세정부는 상기 공급배관의 단부와 연결되고 플렉서블한 재질을 갖는 공급호스를 더 포함하고,
상기 세정샤프트는, 상기 공급호스의 단부와 연결되고, 양측이 스크류봉에 이동 가능하게 체결된 것을 특징으로 하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 온수 생산부는, 축열조와 온수조 사이를 연결하고 각각 열전달매체가 토출 및 복귀되는 토출관과 복귀관, 토출관에 설치되어 축열조의 열전달매체를 펌핑하여 토출시키는 순환펌프와, 토출관과 복귀관에 각각 설치된 토출밸브와 복귀밸브를 포함하고,
상기 제어부는 온도센서의 측정값을 기준값과 비교하여 순환펌프와 토출밸브 및 복귀밸브를 제어하는 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020170062215A KR101799960B1 (ko) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치 |
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Publications (1)
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|---|---|
| KR101799960B1 true KR101799960B1 (ko) | 2017-11-21 |
Family
ID=60808804
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| KR1020170062215A KR101799960B1 (ko) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | 온수 생산 겸용 태양광 패널 장치 |
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|---|---|
| KR (1) | KR101799960B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108105918A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-01 | 南京航空航天大学 | 双源复合热泵与光伏热管理一体化系统及其控制方法 |
| CN114308886A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 东北电力大学 | 一种便捷式光伏板智能清洁系统及方法 |
| KR20230042612A (ko) * | 2021-09-22 | 2023-03-29 | 민승기 | 근해지역이나 하천에서 수중 청소장치가 구비된 신재생발전장치 |
Citations (1)
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| KR101067801B1 (ko) * | 2011-04-05 | 2011-09-27 | (주)한국나이스방재 | 발전용 태양전지 패널지지대 |
-
2017
- 2017-05-19 KR KR1020170062215A patent/KR101799960B1/ko active IP Right Grant
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |