KR101885421B1 - 부유식 솔라셀 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액체의 수면에 부유하면서 태양광을 수광하여 발전하는 부유식 솔라셀 패널을 개시한다. 이러한 부유식 솔라셀 패널은 다수의 사각형 개방부(12)가 수직으로 형성된 부유판체(10), 상기 부유판체(10)의 상기 각 개방부(12)에 배치되는 솔라셀 모듈조립체(16)와, 상기 부유판체(10)를 종횡으로 다수를 연결하기 위하여 상기 각 부유판체(10)의 각 측면에 배치된 연결수단(26)을 포함한다.

Description

부유식 솔라셀 패널 {FLOATING SOLARCELL PANEL}
본 발명은 솔라셀 패널에 관한 것으로, 특히 액체의 수면에 다량으로 띄워 설치하여 부유하면서 태양광 발전을 하는 솔라셀 패널에 관한 것이다.
일반적으로 태양광발전설비인 솔라셀(solar cell)은 태양광의 수광에 방해가 되는 지형지물이 없는 넓은 지역에 설치되는 것이 유리하다. 종래 이러한 점을 감안하여 넓은 해수면과 같은 수상에 설치할 수 있는 태양광발전설비가 알려진 바 있다. 위와 같은 수상용 태양광발전설비는 그 기본조건이 물에 떠야 하므로 부유형(浮游形)의 구조물이 필요하다.
관련 종래기술로서, 특허 제10-0887723호 "태양광 수집 판넬의 수상용 고정 구조물", 특허 제10-1557741호 "수상용 태양광 발전장치의 물순환장치", 특허 제10-1562916호 "수상용 태양광 발전설비", 특허 제10-1587605호 "양면 쏠라셀을 이용한 수상용 태양광 모듈"에 개시된 발명들은 부유형의 구조물을 포함한다. 이러한 부유형 구조물은 하나의 대형 구조물로서 부유형 구조물 상에 태양광의 수광에 적합한 경사각도로 솔라셀 모듈이 배치될 수 있도록 구성되므로 결국 복잡한 구조로 될 수밖에 없다.
즉, 특허 제10-0887723호는 부유형 구조물인 원통형의 기다란 부구 상에 파이프와 받침 플레이트 등의 구조물이 고정되고 이에 태양광 수집판넬이 배치되는 구조로 되며, 다만 상기 부구의 구체적인 구조는 개시되지 않는다. 또한, 특허 제10-1557741호는 부유체 상에 지지대를 세우고 이에 태양광 모듈을 배치하는 구조를 개시하며, 부유체의 구체적인 구조는 개시되지 않는다. 또한, 특허 제10-1562916호는 부력체 상에 지지플레이트가 배치되고 이에 기둥이 세워져 태양광 발전부가 배치되는 구조를 개시하고, 특허 제10-1587605호는 사각 단면의 내부공간을 갖는 구조에 부유형인 프레임 사이에 솔라셀 모듈이 배치되는 구조로 된다.
위와 같이, 종래 태양광발전설비의 부유형 구조물은 구조가 복잡할 뿐만 아니라 이에 솔라셀 모듈을 배치하는데 필요한 구조물이 복잡하다는 문제를 갖는다.
본 발명은 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 솔라셀 모듈을 포함한 부유형 구조물이 간단한 구조로 구성되어 액체 수면에 부유하면서 태양광 발전을 하는 솔라셀 패널을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 솔라셀 패널은 액체의 수면에 부유하면서 태양광을 수광하여 발전하는 솔라셀 패널로서, 내부에 서로 격리되어 수직으로 형성된 복수의 개방부를 포함하는 복수의 부유판체와, 각각 상기 개방부에 수납되고 태양광을 수광하여 발전하는 솔라셀 모듈을 포함하는 복수의 솔라셀 모듈조립체와, 상기 각 부유판체의 하나 이상의 측면에 배치된 복수의 연결수단을 포함할 수 있고, 상기 복수의 부유판체는 상기 복수의 연결수단에 의하여 서로 종 방향 및 횡 방향 중의 하나 이상의 방향으로 연결되어 하나의 결합체를 이루면서 부유하도록 되고, 상기 복수의 솔라셀 모듈조립체 각각의 솔라셀 모듈은 서로 전기적으로 연결되어 각각 발전한 전류가 수집된다.
또한, 상기 솔라셀 모듈조립체는 상기 부유판체의 개방부를 덮는 투명판을 더 포함하고, 상기 솔라셀 모듈은 상기 투명판의 저면에 부착될 수 있다.
또한, 상기 투명판의 상면은 상기 부유판체의 상면과 동일 평면을 이룰 수 있다.
또한, 상기 부유판체는 내부 하측의 하나 이상의 모서리에 배치된 받침턱을 포함할 수 있고, 상기 투명판은 상기 받침턱 상에 안치되어 고정될 수 있다. 또한, 상기 투명판은 유리 또는 플라스틱 재질일 수 있다.
또한, 상기 부유판체는 내수성을 가짐이 바람직하고, 비중 1 이하의 합성수지 재질일 수 있다.
또한, 상기 솔라셀 모듈은 방수를 위한 투명 보호막으로 코팅될 수 있다.
또한, 상기 연결수단은 유연성 또는 굽힘성을 가질 수 있다. 또한, 상기 연결수단은 주름관, 체인, 테이프 및 롯드 중의 하나 이상으로 구성되거나 또는 경첩으로 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명은 복수의 솔라셀 모듈이 배치되는 부유판체의 구조가 매우 간단하고 하나의 부유판체에 다수의 솔라셀 모듈이 배치됨으로써 복수의 부유판체가 서로 연결되어 결합된 하나의 구조체로서 수면에 부유하면서 효과적으로 태양광 발전을 하는 솔라셀 패널을 제공한다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 솔라셀 패널의 하나를 보인 것으로, 일부 구정요소를 분리하여 도시한 사시도.
도 2는 도 1에서 보인 솔라셀 패널의 일부를 분리하여 보인 단면도.
도 3은 도 2에서 보인 솔라셀 패널의 부분확대단면도.
도 4는 하나의 솔라셀 패널을 보인 평면도.
도 5는 본 발명의 솔라셀 패널을 종횡으로 연결하여 보인 평면도.
도 6은 본 발명의 솔라셀 패널을 다수 연결하여 해수면상에 배치하였을 때 해수면의 변화에 적응하는 것을 설명하는 설명도.
도 7은 본 발명의 솔라셀 패널을 구성하는 부유판체가 경첩으로 연결되는 것을 보인 다른 예의 사시도.
본 발명에 의한 솔라셀 패널은 물 등의 액체 수면에 부유하면서 태양광 발전을 하는 것으로 여기서는 편의상 해수면 상에 배치하여 부유하는 것으로 설명되나, 본 발명에 의한 솔라셀 패널은 이에 한정되지 않고, 바다 이외에 호수나 저수지 등의 수면은 물론이고, 물 이외의 액체 수면에도 부유하며 태양광발전을 할 수 있다.
본 발명의 부유식 솔라셀 패널은 일정한 두께를 갖는 하나 이상의 부유판체(10)로 구성된다. 도 1은 본 발명에 따른 부유식 솔라셀 패널의 일 구현예를 보인 사시도, 도 2는 도 1에서 보인 부유식 솔라셀 패널의 일부를 분리하여 보인 단면도, 도 3은 도 2에서 보인 부유식 솔라셀 패널의 부분확대단면도, 그리고 도 4는 하나의 부유식 솔라셀 패널을 보인 평면도이다. 이들 도면을 참조하며 아래 설명한다.
도 1이나 도 4를 참조하면, 상기 부유판체(10)가 정사각형으로 도시되지만, 본 발명에서는 이 외에도 직사각형, 육각형, 마름모형 등과 같은 다각형으로도 될 수 있다. 그리고, 특히 복수의 부유판체(10)가 x-y축으로 종횡 정렬될 수 있는 형태라면 그 특정형태에 제한받음이 없이 본 발명에 모두 채택 가능하다. 다만, 정렬 면적의 효율을 극대화하도록 복수의 각 부유판체(10)는 서로 가능한 밀접하게 배치되는 것이 바람직하다.
부유판체(10)는 수면에 부유하도록 비중이 1 이하로 부력을 갖는 합성수지 재질의 판체로 제조되고 내수성을 갖는 것이 좋다. 부유판체(10)에는 수직으로 형성된 복수의 개방부(12)가 종횡으로 정렬되어 배치되며, 이들 개방부(12)의 각 모서리 하측에 각각 받침턱(14)이 형성된다.
그리고, 부유판체(10)의 각 개방부(12)에는 솔라셀 모듈조립체(16)가 배치된다. 솔라셀 모듈조립체(16)는 상부의 투명판(18)과 이러한 투명판(18)의 저면에 부착되는 솔라셀 모듈(20)을 포함한다.
솔라셀 모듈조립체(16)의 투명판(18)은 부유판체(10)의 개방부(12)와 평면 크기가 같고 상부면이 부유판체(10)의 상부면과 동일 평면상에 놓이도록 배치됨으로써, 수면에 부유시 개방부(12)에 가능한 물이 들어가지 않게 조립됨이 바람직하다. 또한, 투명판(18)은 예를 들어 유리 또는 투명 플라스틱 재질 등과 같이 저면에 부착되는 솔라셀 모듈(20)의 수광이 가능한 투명한 재질로 구성된다. 투명판(18)은 각 모서리에서 고정스크류(22)로 개방부(12)의 내부하측 모서리에 형성된 받침턱(14)에 고정될 수 있게 되어 있다.
한편, 도 3에 도시하듯이, 솔라셀 모듈(20)은 방수를 위한 투명 보호막(24)으로 코팅되어 투명판(18)의 저면에 접착되어 고정된다. 상기 보호막(24)은 플라스틱이나 폴리머 등의 얇은 피막으로 코팅가능한 재질로 될 수 있다. 그리고, 각 솔라셀 모듈(20)은 배선을 통하여 각각 발전하는 전류가 하나 이상의 터미널(도시하지 않음)로 수집될 수 있다.
부유판체(10)의 각 개방부(12)에는 각각의 솔라셀 모듈조립체(16)가 배치되어 하나의 솔라셀 패널을 구성한다. 그리고, 도 1~4에 도시하듯이, 이러한 부유판체(10)의 각 측면에는 연결수단(26)이 배치된다. 이러한 연결수단(26)은 유연성 또는 굽힘성을 갖는 것으로, 도면에서 이러한 연결수단(26)은 유연성의 주름관으로 예시되어 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 체인, 테이프, 롯드 등과 같이 유연성을 갖는 모든 수단으로 될 수 있다. 또한, 상기 연결수단(26)의 재질은 부유성을 위하여 중량이 가벼운, 예컨대 플라스틱으로 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 일 구현예로서 복수의 부유판체(10)를 종횡으로 연결하여 보인 평면도이고, 도 6은 이렇게 다수 연결하여 해수면 상에 배치하였을 때 해수면의 변화에 적응하는 것을 설명하는 설명도이다. 도 5와 도 6은 복수의 부유판체(10)가 종 방향 및 횡 방향으로 연결되어 결합된 것을 도시하나, 이 외에도 본 발명은 복수의 부유판체(10)가 종 방향 또는 횡 방향 어느 일 방향만으로 연결되어 사용될 수 있음은 통상의 기술자에게는 지극히 당연하다.
도 5에 도시하듯이, 본 발명의 다른 일 구현에에 의하면, 각각 복수의 솔라셀 모듈조립체(16)가 배치된 복수의 부유판체(10)는 서로 유연성의 연결수단(26)에 의하여 종횡으로 연결되어 사용될 수 있다. 이와 같이 종횡으로 복수의 부유판체(10)가 연결되어 구성된 솔라셀 패널은 해수면(28) 상에 띄워진 상태에서 사용되며, 솔라셀 모듈(20)을 통하여 수광한 태양광에 의한 발전이 이루어져 전력을 얻을 수 있다.
특히, 도 6에 도시하듯이, 종횡으로 복수의 부유판체(10)가 연결된 솔라셀 패널을 해수면(28) 상에 띄웠을 때, 각 부유판체(10)를 연결하는 유연성의 연결수단에 의하여 파도와 같은 해수면(28)의 변화에 잘 적응할 수 있게 된다. 또한, 각 부유판체(10)의 개방부(12) 내에 위치하는 솔라셀 모듈(20)의 하부가 해수면(28)에 접촉하여 냉각될 수 있어 솔라셀 모듈(20)의 작동시 발생하는 열을 발산시킴으로써 발전효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 예들은 단순히 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이고, 이러한 수정, 변경, 부가 등은 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
즉, 전술한 본 발명의 일 구현예에서는 주름관 등과 같은 유연성의 연결수단(26)을 기술하였으나, 본 발명의 연결수단(26)은 이에 한정되지 않는다. 즉, 이 구현예의 변형으로서, 본 발명에 의하면 도 7에 도시하듯이 인접한 부유판체(10)을 종횡으로 연결하는 연결수단이 경첩(30)으로 구성되고, 부유판체(10)의 각 측면에 착설되어 결합되는 이러한 경첩(30)에 의하여 다수의 부유패널(10)이 연결되어 부유식 솔라셀 패널을 구성할 수 있다. 이에 따라 각 부유판체(10)는 상기 경첩(30)에 의하여 상대측에 대하여 굽힘운동이 이루어져 다수의 부유판체(10)로 이루어진 솔라셀 패널을 해수면상에 배치하였을 때 해수면의 변화에 적응할 수 있다.
10: 부유판체, 12: 개방부, 14: 받침턱, 16: 솔라셀 모듈조립체, 18: 투명판, 20: 솔라셀 모듈, 22: 고정스크류, 24: 보호막, 26: 연결수단, 28: 해수면, 30: 경첩.

Claims (11)

  1. 액체의 수면에 부유하면서 태양광을 수광하여 발전하는 솔라셀 패널에 있어서,
    내부에 서로 격리되어 수직으로 형성된 복수의 개방부(12)를 포함하는 복수의 부유판체(10)와;
    각각 상기 개방부(12)에 수납되고 태양광을 수광하여 발전하는 솔라셀 모듈(20)을 포함하는 복수의 솔라셀 모듈조립체(16)와;
    상기 솔라셀 모듈(20)을 저면에 부착하여 상기 개방부(12)에 수납하도록 상기 부유판체(10)의 개방부(12)를 덮되, 상기 개방부(12)로의 상기 액체의 침투를 막도록 상면이 상기 부유판체(10)의 상면과 동일 평면을 이루도록 구성된 투명판(18)과;
    상기 각 부유판체(10)의 하나 이상의 측면에 배치된 복수의 연결수단(26)을 포함하고,
    상기 복수의 부유판체(10)는 상기 복수의 연결수단(26)에 의하여 서로 종 방향 및 횡 방향 중의 하나 이상의 방향으로 연결되어 하나의 결합체를 이루면서 부유하도록 되고, 상기 복수의 솔라셀 모듈조립체(16) 각각의 솔라셀 모듈(20)은 서로 전기적으로 연결되어 각각 발전한 전류가 수집되는 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부유판체(10)는 내부 하측의 하나 이상의 모서리에 배치된 받침턱(14)을 포함하고, 상기 투명판(18)은 상기 받침턱(14) 상에 안치되어 고정된 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투명판(18)은 유리 또는 플라스틱 재질인 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 부유판체(10)는 내수성을 갖는 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부유판체(10)는 비중 1 이하의 합성수지 재질인 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 솔라셀 모듈(20)은 방수를 위한 투명 보호막(24)으로 코팅된 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 연결수단(26)은 유연성 또는 굽힘성을 갖는 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결수단(26)은 주름관, 체인, 테이프 및 롯드 중의 하나 이상으로 구성된 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 연결수단(26)은 경첩(30)으로 구성된 것을 특징으로 하는 솔라셀 패널.
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