KR101880519B1 - 자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

수상에서 태양의 위치를 추적할 수 있는 발전장치가 개시된다. 본 발명은 태양광 발전의 효율을 극대화하기 위해, 태양을 추적하여 실시간으로 조도센서를 적용하여 태양광의 세기가 최대인 지점을 향하도록 제어하여, 태양광의 집광율을 극대화할 수 있는 발전장치를 제공할 수 있도록 하며, 기본적인 발전장치의 전력을 소모하여 상술한 동작을 구현하여 추가 전력없이도 고효율의 발전을 구현하는바 경제적인 장점도 구현된다.

Description

자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템 {Sun tracing unit for floating concentrated solar cell and hybrid generator system}

본 발명은 수상에 부유형으로 배치되는 태양광발전장치의 구조에 대한 것으로, 특히 수상에서 태양의 위치를 추적할 수 있는 발전장치에 대한 것이다.

서로 다른 2개의 반도체 또는 금속을 접속하여 접합부에 온도차를 주면 기전력이 발생하는데 이런 현상을 제벡 효과라 명칭하며, 이때 발생된 기전력을 열기전력이라 일컫는다.

열기전력은 접합부 접속점의 온도차에 의해 가변되는데, 온도차(△t)가 클수록 열기전력은 커진다.

예를 들어 대한민국의 여름철 바닷물 표층의 온도와 태양열의 온도차를 이용하여 전력을 생산한다고 했을 경우, 통상 바다 표층 수중의 온도는 20℃ ~ 25℃이며, 한여름 집광하지 않은 밀폐된 자동차의 실내 온도가 통상적으로 최고 90℃ ~ 100℃ 정도 올라가는 것을 볼 때 특별히 다수의 반사경을 통해서 집광된 태양광의 복사열은 이 보다 더 높이 올라가는 것을 알 수 있다. 하지만 밀폐된 자동차 온도로만 따져봤을 경우, 온도가 △t = 65℃ ~ 80℃가 되며, 이 수치는 발전 가능한 온도차인 △t > 40℃를 만족한다.

따라서 효율적인 발전을 위해서는 온도차(△t)의 극대화와 더불어 이 온도차를 지속적으로 유지하기 위해 열원과 냉각원을 지속적으로 공급하는 방안이 필요하다. 열전발전은 온도차를 이용한 방식임을 감안할 때 단순히 열원만을 논할 수는 없는 것이 당연하다. 열원으로서 흔히 태양열, 폐열, 메탄가스 연소열 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 경제적이고 지속가능한 열원인 태양열을 채택한다. 온도차발전에서 열원만큼 냉각원이 중요한 요소이며, 냉각의 방식은 크게 공냉식과 수냉식으로 나뉘는데 단위 면적당 냉각 효율면에서 수냉식이 우수하다. 수냉식은 물의 순환을 이용하여 냉각하는 방식으로, 냉각에 물을 사용하는 이유는 물의 비열이 여타의 액체보다 크기 때문이다. 수냉식 냉각방식은 다시 자연순환방식과 강제순환방식으로 나뉘는데, 강제순환방식이 냉각 특성이 우수하다. 자연순환방식은 수조의 물의 대류에 의해 순환되는 방식인데 비용이 적게 드는 반면, 냉각효율이 높지 않아 열전발전용으로 부적합한 문제점이 있었고, 강제순환방식의 경우 냉각 효율은 높지만 에너지가 소비되므로 결과적으로 에너지 효율이 낮고 비용이 많이 드는 문제점이 상존하고 있었다.

특히, 태양광발전을 구현하는 경우, 태양광발전을 위한 집광시 발생하는 고열원을 냉각하기 위한 효율적인 구조의 필요성이 발전효율을 위해서 더욱 절실해지고 있으며, 태양광 발전효율을 높이가 위해 태양광을 추적하는 기능이 필요하게 된다.

한국공개특허공보 제10-2012-0114454호

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 태양광 발전의 효율을 극대화하기 위해, 태양을 추적하여 태양광모듈로 입사되는 태양광의 입사각을 확보할 수 있도록 하는 위치추적모듈을 구비하며, 태양광의 집광율을 극대화할 수 있는 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 이러한 위치추적을 제어하기 위한 모듈을 구동하기 위한 기본전력을 열전모듈을 통해 발생시켜 확보하여, 물 위에 부유한 상태로 태양광 위치 추척을 별도의 외부 전원의 공급 없이도 구현할 수 있도록 한다. 구체적으로, 이러한 태양광의 위치추적은 반사판의 경사제어를 구현할 수 있는 시스템을 구비하여 태양광 입사를 위한 위치제어를 효율적으로 구현할 수 있도록 하는 발전장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는, 도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 수상에 부유 상태로 배치되어, 태양의 위치를 추적하는 복합형 태양광발전장치에 있어서, 태양광을 집광하는 반사경모듈(100), 상기 반사경모듈에 인접하여 배치되며, 상기 반사경모듈의 광입사면의 경사를 조절하는 위치제어모듈(200), 상기 반사경모듈의 후방에 배치되며, 상기 위치제어모듈의 구동에 필요한 기본전력을 생성하는 열전발전모듈(300), 상기 열전발전모듈의 내측에 배치되며, 파랑에너지를 이용해 추가 보조전력을 생성하는 파력제어모듈(400) 및 상기 열전발전모듈의 후방에 배치되며, 상기 반사경모듈에서 전달되는 태양광을 이용해 발전하는 태양광발전모듈(500)을 포함하되, 상기 위치제어모듈(200)은, 상기 반사경모듈의 후방에서 무게 중심을 조절하여 반사경의 각도를 제어하여 태양의 입사각을 조절할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 복합형 태양광발전장치를 제공할 수 있도록 한다.

특히, 상기 위치제어모듈(200)은, 상기 반사경모듈(100)과 접촉하며 지지하는 반사모듈지지유닛(130)과 인접하여 배치되는 위치제어플레이트(210), 상기 위치제어플레이트의 일면에 배치되어, 상기 위치제어플레이트의 외각과 중심부를 경유하여 이동하는 위치제어부를 포함하는 위치조절유닛(220)을 포함하도록 구현할 수 있다.

나아가, 상기 위치조절유닛(200)은, 상기 위치제어플레이트(210) 상에 적어도 2개 이상 배치되며, 상기 제어플레이트(210)의 외측부에서 중심부 방향으로 배치되는 가이드부(222)와 상기 가이드부(222)를 따라 상기 제어플레이트의 중심부와 외측부를 이동하여 무게중심을 이동시키는 무게조절부(224)를 포함하여 구현될 수 있도록 한다.

또한, 상기 위치제어모듈(200)은, 열전모듈과 파력제어모듈에서 발전된 전력이 충전되어 전원을 공급받도록 하는 배터리유닛을 더 포함하는, 복합형 태양광발전장치로 구성될 수도 있다.

나아가, 상기 배터리유닛은, 상기 무게조절부(224)의 하우징 내부에 장착되는, 복합형 태양광발전장치로 구현할 수도 있다.

이 경우, 본 발명의 실시예에 따른 수상형 복합 발전 시스템은 상기 위치제어플레이트(210)의 중심부에, 상기 반사경모듈(100)에서 집광되어 상기 태양광발전모듈(500)로 전달되는 태양광이 경유하는 태양광 경유홀(230)을 더 포함하는 구조로 구현할 수 있다.

또한, 이 경우, 상기 태양광경유홀(230)은, 상기 반사경모듈의 집광용모듈에 구비되는 투과홀의 중심과 일치하도록 배치되도록 한다.

아울러, 상기 반사경모듈(100)은, 제1방향(A)으로 곡률을 가지는 제1반사면(111)을 구비하는 집광용모듈(110) 및 상기 집광용모듈(110)의 상기 제1반사면과 상호 대향하는 곡률을 가지는 제2반사면(121)을 구비하며, 상기 집광용모듈(110)과 이격되어 배치되는 송광용모듈(120)을 포함하며, 상기 집광용모듈(110)에서 집광된 광이 상기 송광용모듈로 전달되고, 상기 송광용모듈에서 반사되어 집중된 광이 상기 태양광발전모듈(500)으로 전달되며, 상기 송광용모듈(120)에 구비되는 조도센서에서 측정되는 조도차이에 대한 정보를 바탕으로 상기 위치제어모듈(200)의 상기 무게조절부(224)를 이동시키고, 이에 따라 상기 반사경모듈(100)의 기울기를 변경시켜 태양광의 입사각도를 조절하는 구조로 구현할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상술한 복합형 태양광발전장치를 적어도 2 이상 배치하는 구조로 구현되는 대단위의 복합형 태양광발전시스템으로 구현할 수도 있다.

태양광은 구름이나 공기 등에 분산(Diffuse)되기 때문에, 태양광의 집광은 단순히 고정된 광학적 설계와 시간에 따른 남중고도로 따라 움직이는 것 만으로는 최대치로 집광하는 것이 힘들다. 본 발명의 실시예에서는, 시간에 따른 남중 고도를 바탕으로 조도센서를 이용하여 태양빛의 세기가 최대인 지점을 향하도록 실시간으로 집광효율이 최대가 되는 점을 찾아서 집광판을 미세하게 보정하여 집광효율을 극대화할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 태양광 발전의 효율을 극대화하기 위해, 태양을 추적하여 태양광모듈로 입사되는 태양광의 입사각(90도)을 확보할 수 있도록 하는 위치추적모듈을 구비하며, 이를 구동하기 위한 기본전력을 열전모듈 및 압전모듈을 통해 발생시켜 확보하여, 물 위에 부유한 상태로 태양광위치 추적을 별도의 외부 전원의 공급 없이도 구현할 수 있도록 한다. 구체적으로, 이러한 태양광의 위치추적은 반사판의 경사제어를 구현할 수 있는 시스템을 구비하여 태양광 입사를 위한 위치제어를 효율적으로 구현할 수 있도록 한다.

나아가, 반사경에 의해 집광된 태양광으로 인해 가열되는 솔라셀의 열화를 감소시킬 수 있도록, 태양전지를 물에 침지하여 저비용으로 냉각하여 고 발전효율을 유지시킬 수 있는 발전 시스템을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.

특히, 이 경우, 좁은 면적의 솔라셀에 집광되는 태양광으로 인해 발생하는 열을 신속하게 냉각할 수 있도록 솔라셀을 물에 침지배치하여 냉각효과를 최대화할 수 있도록 하며, 열이 빠져 나가는 면적을 높일 수 있도록 방열판을 추가 배치하여 집속과 발전효율의 고도화를 구현할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 태양광 발전모듈에 적용되는 기본 전력을 발생시키기 위한 열전모듈 및 압전모듈을 구비하여, 태양광의 위치추적뿐만 아니라, 태양광 발전모듈의 자동 유지 보수를 구현할 수 있도록 할 수 있도록 해, 수상에 배치되는 발전모듈의 실용적인 관리를 구현할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 제1방향(A)에서 바라본 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템을 제2방향(B)에서 바라본 구조를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 구조에 대한 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 구조에 대한 분해사시도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 위치제어모듈의 구조를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 실시에에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템 의 집광용모듈의 구조를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 송광용모듈의 구조를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 반사모듈지지유닛의 구조를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 반사모듈지지유닛의 안착부를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 열전발전모듈을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 압전모듈의 구조를 예시한 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 압전모듈의 세척기능의 주파수에 따른 변화율을 도시한 것이다.
도 13은 태양광발전모듈의 구조를 도시한 것이고, 도 14는 냉각모듈의 구조를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 온도변화에 따른 발전효율의 변이를 도시한 것이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템을 다수개를 설치한 대단위 발전시스템의 목식도를 도시한 것이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템의 수중 침지식 작용원리를 설명하기 위한 이미지이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템에 적용되는 냉각모듈의 구조의 예를 도시한 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 추적제어형 집광 태양 전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템(이하, '본 시스템'라 한다.)의 제1방향(A)에서 바라본 구조를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 시스템을 제2방향(B)에서 바라본 구조를 도시한 사시도이다. 아울러, 도 3은 도 1의 구조에 대한 분해 사시도이며, 도 4는 도 2의 구조에 대한 분해사시도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 보면, 본 시스템은, 수상에 부유 상태로 배치되는 복합형 태양광발전장치로 구현될 수 있다.

특히, 본 시스템의 구성은 태양광을 집광하는 반사경모듈(100)과, 상기 반사경모듈에 인접하여 배치되며, 상기 반사경모듈의 광입사면의 경사를 조절하는 위치제어모듈(200), 상기 반사경모듈의 후방에 배치되며, 상기 위치제어모듈의 구동에 필요한 기본전력을 생성하는 열전발전모듈(300), 상기 열전발전모듈의 내측에 배치되며, 파랑에너지를 이용해 추가보조전력을 생성하는 파력제어모듈(400) 및 상기 열전발전모듈의 후방에 배치되며, 상기 반사경모듈에서 전달되는 태양광을 이용해 발전하는 태양광발전모듈(500)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 본 시스템은, 상기 반사경모듈(100) 하부의 일부 영역이 물에 침지하는 상태로 배치되며, 수중에 배치되는 구조물로서, 상기 태양광발전모듈(500)의 후방에 접촉하여 배치되는 냉각모듈(600)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

도 1의 구조를 참조하면, 본 시스템은 반사경모듈(100) 부분은 수상으로 노출되는 구조로 배치되며, 상기 반사경모듈(100)의 하부 일 영역, 특히 태양전지가 배치되는 부분은 수중에 침지되는 구조로 배치되어, 수상에 부유형태로 배치되게 된다.

특히, 이 경우, 외부의 태양의 입사를 수광하기 위한 수광기능을 하는 집광용모듈(110)을 구비하며, 1차적으로 집광된 빛이 위쪽에 배치되는 송광용모듈(120)으로 모이며, 모인 빛은 재차 집광용모듈의 중심부에 뚤린 투과홀(113)을 경우하여 본 시스템의 중심부를 관통하여 하단 중심부에 배치되는 태양광발전모듈(500)에 입사하여 발전을 수행할 수 있게 된다.

특히, 본 시스템의 구성에서는, 상기 집광용모듈(110)으로 입사되는 태양광의 입사각을 태양의 이동경로에 따라 변동시킬 수 있도록 하는, 위치제어모듈(200)을 구비하는 것을 주요 특징으로 한다.

상기 위치제어모듈(200)은 도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 집광용모듈(110)의 후방에 밀착하여 배치될 수 있도록 한다.

도 1 내지 도 4의 구조도를 중심으로 하여, 도 5에 도시된 위치제어모듈(200)의 확대도를 참조하여 위치제어모듈의 기능을 설명하기로 한다.

도 5는 도 1 내지 도 4에서 도시된 본 발명의 실시예에 따른 위치제어모듈(200)의 구조를 도시한 확대도로, (a) A방향 (b)는 B방향에서의 형태를 도시한 것이다.

상기 위치제어모듈(200)은 반사경모듈에 인접하여 배치되며, 상기 반사경모듈의 광입사면의 경사를 조절하는 기능을 수행한다.

구체적으로는, 위치제어모듈(200)은, 상기 반사경모듈의 후방에서 무게 중심을 조절하여 반사경의 각도를 제어하여 태양의 입사각을 조절할 수 있도록 한다.

이를 위해, 상기 위치제어모듈(200)은, 상기 반사경모듈(100)과 접촉하며 지지하는 반사모듈지지유닛(130)과 인접하여 배치되는 위치제어플레이트(210)와, 상기 위치제어플레이트의 일면에 배치되어, 상기 위치제어플레이트의 외각과 중심부를 경유하여 이동하는 위치제어부를 포함하는 위치조절유닛(220)을 포함하여 구성될 수 있다.

특히, 이 경우, 상기 위치조절유닛(200)은, 상기 위치제어플레이트(210) 상에 적어도 2개 이상 배치되며, 상기 제어플레이트(210)의 외측부에서 중심부 방향으로 배치되는 가이드부(222)와 상기 가이드부(222)를 따라 상기 제어플레이트의 중심부와 외측부를 이동하여 무게중심을 이동시키는 무게조절부(224)를 포함하여 구성될 수 있도록 한다.

즉, 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 무게조절부(224)가 상기 가이드부(222)를 따라 중심부쪽으로 이동하면 무게중심이 중심부쪽으로 이동하며, 다른 방향에 배치된 무게조절부(224)를 이동하지 않게 되면, 그 방향으로 무게가 쏠리게 된다. 이러한 기작은 상술한 송광용모듈에 배치되는 위치추적센싱 기능을 하는 조도센서의 감지 정보를 이용하여 조절 정도를 제어할 수 있도록 한다.

이와 같은 무게 조절 기작은, 도 1 및 도 3에 구성도를 참조하여 설명하면, 위치조절유닛(200)의 무게중심추의 이동으로 무게 중심이 한쪽으로 이동하면, 상호 결착되는 구조로 배치되어 있는 반사경의 광 입사면도 일정하게 기울어지게 된다. 이러한 기울기의 조절로 인해 태양광의 이동에 따른 입사면도 일정하게 조절할 수 있게 된다.

기본적으로 태양은 일정한 규칙을 가지고 제한적인 이동을 하게 되는데, 이는 통상 황도를 따라 이동하는 태양의 이동경로를 기본으로, 남중고도를 설정한 후, 일정 시간간격으로 무게조절부를 태양위치에 따라 이동시키는 방식으로 태양광의 위치 변동에 대응할 수 있도록 한다.

또는, 본 시스템의 위치추적센서의 센서 감지 정도에 따라 이동 정도를 보정하여 집광용모듈의 기울기를 변화시켜, 태양광의 입사강도를 항상 최고 효율로 구현할 수 있도록 구현할 수도 있다.

이러한 위치제어모듈의 이동 기작에 필요한 전력은 후수하는 열전발전모듈 또는 파력제어모듈에서 생성되는 기본전력을 이용하여 확보할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 위치제어모듈(200)은, 열전모듈과 파력제어모듈에서 발전된 전력이 충전되어 전원을 공급받도록 하는 배터리유닛을 더 포함하여 구성될 수 있도록 한다. 아울러, 구조의 단순화를 구현하기 위해, 상기 배터리유닛은, 상기 무게조절부(224)의 하우징 내부에 장착될 수 있도록 한다.

상기 위치제어플레이트(210)의 중심부에, 상기 반사경모듈(100)에서 집광되어 상기 태양광발전모듈(500)로 전달되는 태양광이 경유하는 태양광경유홀(230)을 더 포함하여 구현할 수 있도록 하여, 집광되는 태양광이 효율적으로 하부의 태양광발전모듈 상의 태양광소자에 전달될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 태양광경유홀(230)은, 상기 반사경모듈의 집광용모듈(110)에 구비되는 투과홀(112)의 중심과 일치하도록 배치될 수 있도록 한다.

이상의 위치제어모듈을 통해, 본 시스템에서는, 태양을 추적하여 태양광모듈로 입사되는 태양광의 입사각을 확보할 수 있도록 하며, 이를 구동하기 위한 기본전력을 열전모듈을 통해 발생시켜 확보하여, 물 위에 부유한 상태로 태양광위치 추척을 별도의 외부 전원의 공급 없이도 구현할 수 있도록 한다. 나아가, 이러한 태양광의 위치추적은 반사판의 경사제어를 구현할 수 있는 시스템을 구비하여 태양광 입사를 위한 위치제어를 효율적으로 구현할 수 있도록 한다.

이하에서는, 상기 위치제어모듈에 의해 태양광의 입사각을 조절하는 반사경모듈(100)의 구조와 인접 구조물과의 작용을 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 중심으로 하여, 도 6에 도시된 집광용모듈의 구조와 도 6에 도시된 송광용모듈의 구조를 참조하여 그 작용을 설명한다.

본 시스템의 반사경모듈(100)은, 제1방향(A)으로 곡률을 가지는 제1반사면(111)을 구비하는 집광용모듈(110) 및 상기 집광용모듈(110)의 상기 제1반사면과 상호 대향하는 곡률을 가지는 제2반사면(121)을 구비하며, 상기 집광용모듈(110)과 이격되어 배치되는 송광용모듈(120)을 포함하여 구성될 수 있다.

특히, 상기 집광용모듈(110)에서 집광된 광이 상기 송광용모듈로 전달되고, 상기 송광용모듈에서 반사되어 집중된 광이 상기 태양광발전모듈(500)으로 전달할 수 있도록 한다.

따라서, 상기 집광용모듈(110)과 송광용모듈(120)은 상호 이격되는 배치 구조를 가지게 되며, 특히 상기 송광용모듈(120)은 반사모듈지지유닛(130)에 고정되는 고정부재(P)를 매개로 위치를 배치할 수 있도록 할 수 있다.

아울러, 본 시스템은 수중에 부유하는 형태로 배치되어야 하는바, 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 반사경모듈(100)과, 상기 위치제어모듈(200), 상기 열전발전모듈(300) 및 상기 태양광발전모듈(500)은, 수직중심축(X)이 일치하는 구조로 순차 배치되며, 상기 열전발전모듈(300)의 수평중심축(Y) 하부의 하중이, 상부의 하중보다 크게 구현되도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 수직중심축(X)는 반사경모듈의 중심축을 제1방향으로 연장한 것으로 정의하고, 상기 수평중심축(Y)는 열전발전모듈의 높이의 1/2 지점의 수평연장선으로 정의한다.

도 6은 도 1 내지 도 4에 도시된 집광용모듈(110)의 확대도로, (a) A 방향 (b)는 B 방향에서의 형태를 도시한 것이다. 도 7은 도 1 내지 도 4에 도시된 송광용모듈(120)의 확대도로, (a) A방향 (b)는 B방향에서의 형태를 도시한 것이다.

도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 집광용모듈(110)은 제1방향(A)으로 곡률을 가지는 제1반사면(111)을 구비하며, 중심부에 광투과를 위한 투과홀(113)이 관통구조로 구현될 수 있도록 한다. 상기 집광용모듈(110)은 태양광을 1차적을 입사받는 구성에 해당한다. 1차적으로 태양광을 입사받아 대향하는 송광용모듈(120)의 반사면(121)에 재차 전달하며, 이후 송광용모듈(120)의 반사면(121)에서 반사된 태양광은 본 시스템의 하부에 배치되는 태양광발전모듈로 전달되게 된다.

상기 집광용모듈(110)은 상기 반사면(111)의 반대면 부분에 도 3에서 상술한 반사모듈지지유닛(130)과 지지유닛안착부(140)가 삽입되는 구조로 배치될 수 있도록 내부 공간을 구비하도록 구현될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 반사경모듈(100)은 상술한 집광용모듈(110)의 내부에 반사모듈지지유닛(130)과 지지유닛안착부(140)이 내삽되는 구조로 결합되는 것을 예시하였다. 그러나 다른 구조의 실시예로서, 상기 집광용모듈(110)을 제거하고, 반사모듈지지유닛(130)과 지지유닛안착부(140)만으로 반사경모듈(100)을 구현하고, 태양광을 반사경지재유닛(130)의 표면에서 반사하는 구조로 구현하는 것도 가능하다.

본 시스템의 상기 집광용모듈의 구조를 통해 집광되는 태양광의 밀도는 고밀도 태양광으로 집광되게 되며, 입사광의 10배~100배의 강도로 집광이 이루어지게 된다. 후술하겠지만, 이러한 집광도를 구현하기 위해, 위치제어모듈(200)을 통해 태양광의 남중고도나 위치 변화를 감지하여 입사면의 방향을 조절할 수 있도록 구현할 수 있다.

또한, 상기 집광용모듈(110)의 구조는 부유형 본 시스템의 특성에 부합할 수 있도록 물에 뜰 수 있는 재질로 구현할 수 있으며, 일예로 내열성 플라스틱구조를 이용하여 반사경 형태를 구현한 후, 반사면에 Al과 같은 반사물질을 코팅하고, 이후 발수 코팅을 구현할 수 있다. 나아가 기본적으로 집광용모듈(110)의 구성에 연결되는 조인트 등의 구성은 흑색의 아노다이징 처리를 통해 부식을 방지할 수 있도록 할 수 있다.

도 7에 도시된 구조는, 상기 집광용모듈(110)에 대항하는 위치에 배치되는 송광용모듈(120)의 구조를 도시한 것이다.

상기 송광용모듈(120)은 상기 집광용모듈(110)의 상기 제1반사면과 상호 대향하는 곡률을 가지는 제2반사면(121)을 구비하며, 상기 집광용모듈(110)과 이격되어 배치되게 된다. 이를 통해, 상기 집광용모듈(110)에서 집광된 광이 상기 송광용모듈로 전달되고, 상기 송광용모듈에서 반사되어 집중된 광이 상기 태양광발전모듈(500)으로 전달할 수 있도록 한다.

이를 위해, 상기 송광용모듈(120)은 집광용모듈(110)에서 집광된 빛이 송광용모듈의 반사면(121)의 중심점에 한점으로 집중되게 되며, 집중된 빛의 반사각을 조절하여, 태양광 발전모듈에 수직으로 입사할 수 있도록 반사경 각도를 조절할 수 있도록 한다.

상기 송광용모듈(120)의 경우도 부유형 본 시스템의 특성에 부합할 수 있도록 물에 뜰 수 있는 재질로 구현할 수 있으며, 일예로 내열성 플라스틱구조를 이용하여 반사경 형태를 구현한 후, 반사면(121)에 Al과 같은 반사물질을 코팅하고, 이후 발수 코팅을 구현할 수 있다. 나아가, 알루미늄(Al) 재질 위에 단열소재를 설치하고, 그 위에 조도센서와 같은 위치추적센서(125)를 구비할 수 있도록 할 수 있다. 후술하겠지만, 상기 단열소재의 경우, 집광된 빛으로 인해 가열된 송광용모듈의 열을 열전도성을 가지는 재질로 구현되는 고정부재(도 1 및 도 2의 'P')를 통해서 열전발전모듈로 전달되도록 할 수 있다. 이를 통해 열전발전모듈의 고온부는 더욱 고온으로 형성하고, 열전발전모듈의 하부에 저온부와의 온도차(△t)를 더욱 높일 수 있게 된다. 이는 후술하는 열전발전모듈에서 기본 전력을 생성하는 효율을 더욱 높일 수 있도록 하는 효과가 구현되게 한다.

이하에서는, 도 8 및 도 9를 참조하여, 상술한 반사경모듈을 지지하는 반사모듈지지유닛(130)의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4의 전체 구성도를 기준으로, 도 8 및 도 9를 참조하면, 도 8은, 상기 반사모듈지지유닛(130)의 확대도로, (a) A방향 (b)는 B방향에서의 형태를 도시한 것이다.

도 8에 도시된 반사모듈지지유닛(130)은 도 3에 도시된 구조와 같이, 집광용모듈(110)의 내측으로 내삽되는 구조로 배치되며, 지지유닛안착부(140)에 까움 결합하는 구조로 장착될 수 있다. 이 경우, 상술한 집광용모듈(110)은 일종의 커버부재의 기능을 하며, 상기 반사모듈지지유닛(130)의 표면이 가지는 곡률면과 동일한 곡률을 가지는 제1반사면을 구비할 수 있도록 한다.

상술한 집광용모듈(110)의 내부에 반사모듈지지유닛(130)과 지지유닛안착부(140)이 내삽되는 구조로 결합되는 실시예 외에, 상기 집광용모듈(110)을 제거하고, 반사모듈지지유닛(130)과 지지유닛안착부(140)만으로 반사경모듈(100)을 구현하고, 태양광을 반사경지재유닛(130)의 표면에서 반사하는 구조로 구현하는 것도 가능하다.

즉, 상기 반사모듈지지유닛(130)은 상술한 집광용모듈(110)의 후방인 배면측에 내삽되는 형태로 배치되는 구조물로, 위치제어모듈(200) 상에 배치되며, 상기 집광용모듈(110)과 동일한 곡률을 가지는 내측면(131)을 구비한다.

상기 반사모듈지지유닛(130)의 기본 기능은 상기 집광용모듈(110)을 안정적으로 지지하는 기능을 구현하는 것이나, 상기 내측면(131)에 반사물질을 코팅하여 상기 집광용모듈(110)의 기능을 대체할 수 있도록 할 수 있다. 이 경우, 본 시스템에서 상기 집광용모듈(110)의 구성을 생략할 수 있게 되어, 장치 전체의 하중을 더욱 감소시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 반사모듈지지유닛(130)과 상기 집광용모듈을 일체형으로 구현할 수도 있다.

따라서, 반사모듈지지유닛(130)의 재질 역시 부유형 특성을 가질 수 있도록 가벼운 다공성 단열재로 구성할 수 있으며, 지지유닛안착부(140)의 경우, 열을 하부의 열전모듈로 전달하기 위해 경금속인 Al과 같은 물질로 구현할 수 있다.

상기 반사모듈지지유닛(130)은 중심부에 제2투과홀(132)가 형성되며, 상술한 투과홀(111)과 중심축이 일치하도록 배치되며, 송광용모듈(120)에서 반사되는 빛이 경유할 수 있도록 한다.

도 9는 도 8의 반사모듈지지유닛(130)이 끼움 결합식으로 안착할 수 있는 지지유닛안착부(140)를 도시한 것이다. 즉, 도 8의 상기 반사모듈지지유닛(130)의 돌출부(a, b, c)가 안착돌기부(141, 142)의 사이 공간에 끼움 결합 형태로 안착되게 된다. 이러한 구조는 반사경을 더욱 안정적인 구조로 지지할 수 있게 할 수 있다.

이하에서는, 본 시스템을 이용하여 태양광발전을 하는 발전 전력 외에, 도 5에서 상술한 위치제어모듈의 구동을 위한 전력을 공급하는 기본 전력을 자체적으로 생산하는 열전발전모듈과 파력제어모듈의 구조 및 작용을 도 10 및 도 11을 통해 설명하기로 한다.

도 10은, 도 1 내지 도 4에서 상술한 열전발전모듈(300)의 구조에 대한 확대도를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 상기 열전발전모듈(300)은 반사경모듈(100)의 반사모듈지지유닛의 일면과 상기 열전발전모듈의 상부가 접촉하도록 배치되며, 열전발전모듈을 구성하는 단위 열전모듈의 길이 방향의 하부 부분은 냉각모듈(600)과 접촉하는 구조로 배치될 수 있다.

열전발전모듈(300)은 내부에 열전소자를 구비하여 발전을 구현하는 기능을 수행할 수 있도록 한다.

이를 위해, 도시된바와 같이, 상기 열전발전모듈(300)은, 상기 위치추적제어모듈을 구동하는 기본전력을 형성하며, 상기 위치추적제어모듈의 후방에 중앙부에 공동부를 구현하도록 배치되는 적어도 1이상의 열전모듈이 배치되는 구조로 구현할 수 있도록 할 수 있다.

도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서는, 3개의 열전모듈이 상호 균일한 배치 각도를 이루고 배치되는 구조로 구현되며, 그 중심부에는 공동부가 마련되어 태양광이 원활하게 하부로 전달될 수 있도록 한다.

특히, 상기 열전발전모듈(300)은, 상기 위치추적제어모듈(200)에 인접한 부분에 고온부가 형성되며, 상기 고온부의 반대면에 저온부가 형성되도록 횡방향 배치구조로 배치될 수 있도록 한다. 이는 상기 저온부 부분이 물에 잠길 수 있도록 하며, 고온부 부분은 송광용모듈이나 집광용모듈에서 발생하는 열을 전달 받을 수 있도록 하여, 저온부와 고온부의 온도차를 높일 수 있도록 하여 발전효율을 높일 수 있도록 한다.

상기 열전발전모듈(300)에서 발전되는 전력은, 상기 위치추적제어모듈의 구동 및 유지보수 전력으로 적용될 수 있다.

저온영역에서 발전효율이 가장 좋은 Bi-Te 계열의 소재를 사용하고, 열전모듈의 상부 부분은 도 1 내지 도 4에 도시된 것과 같이, 집광용모듈(110)의 결합부 역할을 수행할 수 있도록 한다.

본 시스템의 온도차에 의한 열전발전모듈은 공지된 In-plane 형 혹은 cross-plane 형을 적용할 수 있으며, 바람직한 본 발명의 실시예에 따르면, cross-plane 형을 적용하여 발전효율을 더욱 높일 수 있도록 한다.

도 10은 도 1 내지 도 4에서 도시된 열전발전모듈(300)의 구조를 도시한 확대도로, (a) A방향 (b)는 B방향에서의 형태를 도시한 것이다.

도 10에 도시된 것과 같이, 3개의 단위 열전모듈(300A, 300B, 300C)의 상호 일정한 간격을 유지하며 기둥형으로 배치되고, 그 중심부에는 공동부(605A)가 형성되게 된다. 상기 공동부(605A)는 도 1 내지 도 4에 도시된 태양광발전모듈(500)의 상면에 대응되는 공간으로, 상부에서 상기 공동부를 통해 전달되는 광이 상기 태양광발전모듈(500)에 안착할 수 있도록, 상기 공동부의 중심축과 상기 집광형반사경의 투과홀(112), 반사모듈지지유닛의 태양광경유홀(230)의 중심축이 상호 일치하도록 배치되는 것이 태양광전달효율을 극대화할 수 있는바 가장 바람직하다.

도 11은 도 1 내지 도 4에서 도시된 파력제어모듈(400)을 구성하는 압전모듈의 구조예를 도시한 것이다.

도 1 내지 도 4 및 도 10 및 도 11을 참조하면, 파력제어모듈(400)은 열전발전모듈(300)의 내측에 배치되며, 파랑에너지를 이용해 추가보조전력을 생성하는 기능을 수행한다.

도 10에 도시된 것과 같이, 상기 파력제어모듈(400)은, 상기 열전발전모듈에 인접하여 침수되는 부분에 배치되어, 파력의 유동에 따른 파랑에너지를 감쇄 및 흡수하여 기본 전력을 발전형성하며, 상기 열전모듈의 종방향 배치구조의 사이 공간인 공동부상에 장착될 수 있도록 한다.

안정적인 지지력을 확보하기 위해서, 상기 파력제어모듈(400)은 상기 3개의 단위 열전모듈(300A, 300B, 300C)의 내측표면에 삽입결합되는 구조로 장착될 수 있으며, 3개의 단위 열전모듈(300A, 300B, 300C)의 길이방향과 직교하도록 수평배치구조로 고정될 수 있도록 한다.

이러한 파력제어모듈(400)은 유연성 압전소재를 다수 포함하여 구성될 수 있으며, 저주파초음파를 상기 태양광발전모듈에 인가하여 클리닝 작업을 구현할 수 있도록 한다. 이 경우, 상기 저주파초음파는, 20KHz~40KHz의 범위를 사용할 수 있다.

즉, 본 시스템은 부유형으로 해수면에 일부가 노출되며, 수중으로 하부가 잠기는 구조로 장착되는바, 파도나 조류의 움직임에 본 시스템의 유동이 많아지게 되는 환경에 노출되게 된다. 이 경우, 조류 및 파도에 의한 파랑에너지를 감쇄시키거나 흡수할 수 있는 구조체로서, 유연성압전소재를 이용해 파랑에너지를 감쇄하거나 흡수하고, 발전을 수행할 수 있도록 한다.

도 11은 상술한 파력제어모듈(400)을 구성하는 압전모듈의 구조를 예시한 것이다. 상기 압전모듈은 압전소재로 구성되는 압전소재 네트워크구조물(402)과 압전상기 압전소재 네트워크구조물(402) 상에 배치되는 압전소재(404)를 포함하여 구성될 수 있다.

이를 위해 상기 파력제어모듈은 압전모듈을 다수 포함하게 되며, 평소에는 발전 및 요동제어를 위해 사용하는 압전모듈을 20KHz~40KHz의 범위의 저주파 초음파를 이용하여 태양광 발전모듈을 클리닝(cleaning) 하는 용도로 사용할 수 있다. 이러한 기작은 저전력을 소모하는 잇점이 있으며, 특히 수 ㎛ 이상의 입자제거에 매우 우수한 효과를 구현하게 된다.

도 12는 상술한 본 시스템의 파력제어모듈(400)의 주파수에 따른 오염원의 제거 효율을 나타낸 그래프이다. 도 1 및 도 3, 도 12에 도시된 구조에서, 상기 파력제어모듈(400)은 중심부에 제2광경유홀(410)이 구현되게 되며, 그 수직 하부에 태양광발전모듈(500)이 배치되게 된다. 이 경우, 상부에 수평하게 배치되는 파력제어모듈(400)에서 하부로 전달되는 초음파의 주파수에 따른 제거 효율을 도 12를 통해 살펴보면, 20KHz~40KHz의 범위의 저주파 초음파에서 수 ㎛ 이상의 입자제거에 매우 우수한 효과를 구현하게 됨을 확인할 수 있다.

즉, 본 시스템은 태양광 발전모듈에 적용되는 기본 전력을 발생시키기 위한 압전모듈을 구비하여, 태양광의 위치추적뿐만 아니라, 태양광 발전모듈의 자동 유지 보수를 구현할 수 있도록 할 수 있도록 해, 수상에 배치되는 발전모듈의 실용적인 관리를 구현할 수 있게 된다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 태양광발전장치의 태양광 발전을 수행하는 포함하는 태양광발전모듈의 모식도이다.

이 경우, 상기 상기 태양광발전모듈(500)은 태양광소자를 포함하여, 태양열을 전달받아 발전을 수행하는 모듈 일체를 포함하는 구성으로 정의한다.

도 1 및 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 태양광발전모듈(500)은, 상기 태양광발전모듈(500)의 후방에 접촉하여 배치되는 냉각모듈(600)의 중심부의 안착홈부(605)에 배치될 수 있도록 한다.

상기 태양광발전모듈(500)의 상부 방향에는 열전발전모듈(300)의 저온부가 배치되게 되며, 공동부 상에 배치되는 파력제어모듈(400)의 평면구조물과 대향하여 배치되게 된다.

특히, 도 13에 도시된 구조의 상기 태양광발전모듈(500)은 상기 냉각모듈(600)의 냉각플레이트(610) 상에 구현되는 안착부(605)에 삽입되는 구조로 안착되게 된다. 상기 냉각모듈(600)은 도 14에서 도시된 바와 같이, 상기 태양광발전모듈(500)에서 발생되는 열원은 상기 냉각모듈에 접촉되어 외부로 전달될 수 있게 된다. 이러한 방열효과를 극대화하기 위해, 상기 냉각모듈(600)의 외부 방향 표면에는 돌출구조의 냉각핀(620)을 다수 구현될 수 있도록 한다. 상기 냉각핀(620)은 표면적을 넓혀서 물과 접촉하는 면적을 더욱 넓히고, 방열 효율을 더욱 증진할 수 있게 된다.

냉각모듈의 형태는 도 1 내지 도 4, 도 14에 도시된 구조에 한정되는 것이 아니라 다양하게 변형설계될 수 있다. 이를테면, 도 18을 참조하면, 이는 상기 냉각모듈(600)의 일 실시예를 예시한 것이다. 냉각모듈의 구조는 접촉면적을 넓히기 위한 다수의 냉각핀을 구비하는 구조로 구현할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 공지의 냉각핀 또는 냉각패턴 등의 구조를 채용할 수 있다.

이러한 냉각모듈(600)이 본 시스템에 장착되는 것은, 도 15에 도시된 것과 같이, 일반적으로 태양광발전을 하는 구조물의 경유, 고효율의 태양광 모듈에서 집광에 따른 온도 상승이 발생하여 발전효율을 떨어뜨리게 된다.

즉, 도 15의 그래프를 참조하면, 태양광 패널의 온도 상승에 따른 최대 발전율을 살펴보면, 패널의 온도가 상승할 수록 발전효율이 급격히 저하하게 됨을 알 수 있다.

따라서, 이러한 발전효율의 방지하기 위한 냉각기능을 필수적이라 할 것이다. 이에 본 시스템은, 수냉식으로 방열을 구현하는 한편, 냉각모듈을 이용하여 더욱 방열효과를 높일 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 냉각모듈은 상기 태양광발전모듈(500)의 후방에 접촉하여 배치되게 되며, 이는 전체 시스템의 질량을 높여 본 발명에 따른 발전 장치가 파랑에도 흔들림이 적도록 하여 요동을 감쇄할 수 있도록 한다. 나아가 전체 발전 시스템의 수직방향의 무게 중심을 낮춰 전복가능성을 감소시킬 수 있도록 할 수 있다.

아울러, 본 시스템의 경우, 본 시스템의 일부가 수중에 침지되는 구조(반잠수식)로 적용이 되는바, 이는 냉각효과 측면에서 상당히 유효한데, 이는 수심 10cm~30cm 이내의 범위에서는 빛이 모듈로 거의 동일하게 입사하게 되는바, 에너지 전달 효율은 동등한데, 수냉이 가능한바, 본 시스템의 반잠수식 구조가 냉각에 유리하게 된다.

도 16은 도 1 내지 도 4에서 상술한 본 발명에 따른 복합식 태양광발전장치를 수상 또는 수상에 배치하는 경우, 효과적인 공간확보를 위해, 정다각형구조로 단위 구조를 구현하는 경우, 도 16과 같은 전체적인 발전시스템을 구축할 수 있다.

즉, 다수의 단위 복합식 태양광발전장치(pw₁~pw_n)를 상호 인접하게 배치하여, 대형의 부유식 구조물로 구현할 수 있다. 물론, 이 경우, 상술한 것과 같이, 육각형 밀집구조로 구현하여 공간확보를 하는 것도 가능하지만, 이러한 형태는 사각형 구조로 구현하는 것도 가능하며, 조류, 파력에 따른 국부 응력을 최소화하기 위해 거미줄 구조로 배치하는 것도 가능하다.

도 17은, 태양광의 사용효율에 대한 본 발명의 적용원리를 설명하기 위한 이미지이다. 도 17(a)는 고효율 태양광 모듈의 효율을 나타낸 것으로, 도 17(b)는 태양광의 파장에 따른 물침투 깊이에 대한 이미지이다.

태양광 모듈의 경우, 집광이 진행됨에 따라 효율이 일정부분 상승하게 되나, 온도가 상승하는 경우 발전효율이 떨어지게 되는 문제가 있다. 따라서 주 발전원인 태양광 발전모듈의 경우, 고효율 태양광모듈과 방열구조물을 구비하는 것이 필요하게 된다. 그러나 고효율 태양광 모듈의 경우, 소재가 고가이며 구조가 복잡한 단점이 있다.

효율적인 태양광발전모듈의 냉각을 위해서는 표면적이 넓은 방열구조가 필수적이나, 제한된 크기를 가지는 모듈 구조에서는 그 한계가 있는바, 냉각효율을 높이기 위해서 본 발명의 실시예와 같은 수중 침지식 구조의 냉각을 구현하는 것이 매우 바람직하다. 수중 침지식 구조의 경우, 얕게 태양전지가 배치되는 부분이 물에 잠기는 경우, 물 표면에서 10cm 이내의 경우, 빛이 모듈로 거의 동일하게 입사하게 되는바, 물에 침지하는 경우라도 발전효율이 떨어질 우려가 없다. 동시에 냉각의 효과를 높일 수 있게 되는바, 본 발명의 실시예의 반 잠수식 배치 구조가 유효하게 효과를 구현할 수 있게 되는 것도 이러한 원리에 기초한다.

즉, 도 17(b)에 된 것과 같이, 발전에 사용되는 파장 영역대(blue, green)만을 이용하는 것으로 발전효율을 높일 수 있으며, 그 외 파장은 에너지밀도가 낮은 부분인바, 발전에 이용되지 않아도 효율에 거의 영향이 없게 된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 기술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 반사경모듈
200: 위치제어모듈
210: 위치제어플레이트
220: 위치조절유닛
222: 가이드부
224: 무게조절부
300: 열전발전모듈
400: 파력제어모듈
500: 태양광발전모듈
600: 냉각모듈

Claims (9)

1. 태양광을 집광하는 반사경모듈;
   상기 반사경모듈에 인접하여 배치되며, 상기 반사경모듈의 광입사면의 경사를 조절하는 위치제어모듈;
   상기 반사경모듈의 후방에 배치되며, 상기 위치제어모듈의 구동에 필요한 기본전력을 생성하는 열전발전모듈;
   상기 열전발전모듈의 내측에 배치되며, 파랑에너지를 이용해 추가 보조전력을 생성하는 파력제어모듈;
   상기 열전발전모듈의 후방에 배치되며, 상기 반사경모듈에서 전달되는 태양광을 이용해 발전하는 태양광발전모듈; 및
   상기 태양광발전모듈의 후방에 접촉하여 배치되는 냉각모듈을 포함하고,
   상기 위치제어모듈은,
   상기 반사경모듈과 접촉하여 지지하는 반사모듈지지유닛에 인접하여 배치되는 위치제어플레이트;
   상기 위치제어플레이트 상에 적어도 2개 이상 배치되고, 상기 위치제어플레이트의 외측부에서 중심부 방향으로 배치되는 가이드부; 및
   상기 가이드부를 따라 상기 위치제어플레이트의 중심부와 외측부를 이동하여 무게중심을 이동시키는 무게조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치제어모듈은, 열전모듈과 파력제어모듈에서 발전된 전력에 의해 충전되어 전원을 공급받도록 하는 배터리유닛을 더 포함하는 자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 배터리유닛은 상기 무게조절부의 하우징 내부에 장착되어, 기본 전력을 저장하고, 무게추 기능을 수행하는, 자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치제어플레이트의 중심부에,
   상기 반사경모듈에서 집광되어 상기 태양광발전모듈로 전달되는 태양광이 경유하는 태양광 경유홀을 더 포함하는, 자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 태양광 경유홀은,
   상기 반사경모듈의 집광용모듈에 구비되는 투과홀의 중심과 일치하도록 배치되는, 자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 반사경모듈은,
   제1방향으로 곡률을 가지는 제1반사면을 구비하는 집광용모듈; 및
   상기 집광용모듈의 상기 제1반사면과 상호 대향하는 곡률을 가지는 제2반사면을 구비하며, 상기 집광용모듈과 이격되어 배치되는 송광용모듈을 포함하고,
   상기 집광용모듈에서 집광된 광이 상기 송광용모듈로 전달되고, 상기 송광용모듈에서 반사되어 집중된 광이 상기 태양광발전모듈로 전달되며,
   상기 송광용모듈에 구비되는 조도센서에서 측정되는 조도차이에 대한 정보를 바탕으로 상기 위치제어모듈의 상기 무게조절부를 이동시키고,
   이에 따라 상기 반사경모듈의 기울기를 변경시켜 태양광의 입사각도를 조절하는, 자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템.
   
9. 청구항 1에 따른 자체 주광 기능을 구비한 집광 태양전지를 이용한 수상형 복합 발전 시스템을 적어도 2 이상 배치하는 구조로 구현되는 복합형 태양광발전시스템.

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