KR101892050B1 - 수냉식 태양광 발전장치 - Google Patents

수냉식 태양광 발전장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101892050B1
KR101892050B1 KR1020170094847A KR20170094847A KR101892050B1 KR 101892050 B1 KR101892050 B1 KR 101892050B1 KR 1020170094847 A KR1020170094847 A KR 1020170094847A KR 20170094847 A KR20170094847 A KR 20170094847A KR 101892050 B1 KR101892050 B1 KR 101892050B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
discharge pipe
water
variable discharge
spring
variable
Prior art date
Application number
KR1020170094847A
Other languages
English (en)
Inventor
강상원
Original Assignee
주식회사 다원엔지니어링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 다원엔지니어링 filed Critical 주식회사 다원엔지니어링
Priority to KR1020170094847A priority Critical patent/KR101892050B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101892050B1 publication Critical patent/KR101892050B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • H02S40/425—Cooling means using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/10—Cleaning arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 프레임에 종횡으로 고정된 다수의 태양전지판을 통해 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전장치에 있어서,
상기 프레임의 종방향을 따라 다수 형성된 물공급관(110); 상기 물공급관에 수평으로 연결하고 한쪽은 물공급관과 연통되어 있으며 하단 외주에는 일정한 간격으로 외부와 연통되는 다수의 토출공이 형성된 고정토출관(120); 상기 고정토출관에 삽입되고 상기 물공급에 연통되도록 결합되어 있으며 수압을 받으면 상기 고정토출관의 내부에서 뒤로 밀리고 외주에는 상기 각각의 고정토출관의 토출공과 대응되되 일정한 간격이 있어 이동중에 서로 맞대어지면 외부와 연통되어 유입된 물이 외부로 방출될 수 있도록 하는 다수의 토출공이 형성된 가변토출관(130): 상기 가변토출관의 내부 한쪽에 판지지스프링에 의해 지지 되어 있어 수압을 받으면 뒤로 밀리면서 판지지스프링을 압축하여 탄성지지되는 수압판(140); 상기 고정토출관 내부의 한쪽 끝에는 가변토출관이 특정 압력 이상의 수압에 의해 이동하면 압축되어 있다가 특정 압력 이하로 수압이 떨어지면 탄성적으로 복귀할 수 있도록 설치된 관지지스프링(150); 상기 고정토출관의 한쪽 끝 내벽에는 가변토출관이 뒤로 밀릴 때 그 밀리는 거리를 제한하도록 길이 방향으로 돌출되어 형성된 스토퍼(160); 상기 고정토출관의 외주에는 가변토출관이 끝 부분이 위치하는 곳에 가변토출관이 수압을 받아 이동할 때 견디고 있다가 특정 수압 이상에서만 순간적으로 이동할 수 있도록 설치된 임계스프링장치(210);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 태양광 발전장치에 관한 것이다.

Description

수냉식 태양광 발전장치{Solar light power generator having a water cooling system}
본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 태양전지판에 주기적으로 고압 분사하여 태양전지판의 과열을 방지함으로써 발전효율을 높일 수 있는 수냉식 태양광 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전장치는 태양전지를 부착한 패널을 대규모로 펼쳐 태양광 에너지를 이용, 전기를 대규모로 생산하는 발전시스템을 말한다. 태양광 발전장치는 반영구적으로 활용할 수 있고, 태양전지를 사용해서 유지 보수가 간편하며 무공해 태양에너지원을 사용하는 점 등으로 대체에너지원으로 개발되어 이용되고 있다.
이러한 태양광 발전장치의 장점 때문에 점점 더 많이 이용되고, 발전효율을 높이기 위한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있는데, 태양광 발전장치의 특성상 태양광모듈이 과열되면 발전효율이 크게 떨어진다. 태양전지를 판형태로 만든 것을 태양전지판이라고 하고, 태양전지판을 종횡으로 여러 이어 붙인 것을 태양광 모듈이라고 한다. 태양광모듈은 표면온도가 20 ~ 25℃ 일때 발전효율이 가장 좋고, 30℃ 이상에서는 1℃ 상승할 때마다 발전효율이 0.4 ~ 0.5% 씩 감소하는 걸로 알려져있다. 특히 50℃ 이상에서는 발전효율이 급속히 떨어지는데, 한여름 뿐만아니고 겨울을 제외한 봄이나 가을에도 복사열에 의해 태양광모듈의 표면온도가 80℃ 이상 과열되기도 한다.
이는 태양광 발전장치 효율을 50% 이상 감소시키는 원인이 된다. 따라서 태양광모듈의 온도를 감소시키기 위하여 다양한 장치들이 구비되어 있지만, 스프링 쿨러와 같이 대부분 별도의 물 분사장치를 이용하여 태양광모듈 표면에 분사하거나, 증발-압축-응축-팽창 이라는 냉동사이클을 이용하여 냉각된 공기나 물을 태양전지판 표면에 분사시킴으로써 강제로 냉각시킨다.
물 분사장치를 이용하여 태양광모듈에 연무상태로 물을 분사하면 냉각효율은 높지만 야외에 설치되는 태양광 발전장치의 특성상 주변의 먼지나 흙먼지들이 날아와 달라붙어 금방 적층됨으로서 태양광을 차단하여 발전효율을 저하 시키고, 냉동사이클을 이용하려면 냉매를 압축 팽창시킬 수 있는 압축기를 사용해야 하므로 전력이 많이 들어가 에너지 절감이라는 의도와 맞지 않고 구조도 복잡해서 태양광 발전장치를 운용하는데 더 많은 에너지 비용이 투입될 수 밖에 없다.
1. 대한민국 공개특허 제10-2017-68166호(2017.06.19) 2. 대한민국 등록특허 제10-1448212호(2014.09.30) 3. 대한민국 등록특허 제10-910623호(2009.07.28) 4. 대한민국 공개특허 제10-2017-75502호(2017.07.03) 5. 대한민국 공개특허 제10-2017-25183호(2017.03.08) 6. 대한민국 공개특허 제102013-77119호(2013.07.09)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양전지판에 물을 일정 시간마다 분사시키되, 특정 압력 이상에서만 분사시켜 상대적으로 고압으로 태양전지판에 주사함으로써 태양전지판을 냉각시키면서 태양전지판에 달라 붙은 모래나 먼지 등을 지속적으로 제거할 수 있고, 고압으로 토출시키는 과정이 왕복 운동에 의해 자동으로 이루어지게 하면서, 왕복 운동 수단으로 사용되는 스프링의 탄성복원력이 오랫동안 사용해도 감쇄 되지 않고 신뢰성 있게 작동할 수 있도록 하는 수냉식 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 프레임에 종횡으로 고정된 다수의 태양전지판을 통해 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전장치에 있어서,
상기 프레임의 종방향을 따라 다수 형성된 물공급관(110); 상기 물공급관에 수평으로 연결하고 한쪽은 물공급관과 연통되어 있으며 하단 외주에는 일정한 간격으로 외부와 연통되는 다수의 토출공이 형성된 고정토출관(120); 상기 고정토출관에 삽입되고 상기 물공급에 연통되도록 결합되어 있으며 수압을 받으면 상기 고정토출관의 내부에서 뒤로 밀리고 외주에는 상기 각각의 고정토출관의 토출공과 대응되되 일정한 간격이 있어 이동중에 서로 맞대어지면 외부와 연통되어 유입된 물이 외부로 방출될 수 있도록 하는 다수의 토출공이 형성된 가변토출관(130): 상기 가변토출관의 내부 한쪽에 판지지스프링에 의해 지지 되어 있어 수압을 받으면 뒤로 밀리면서 판지지스프링을 압축하여 탄성지지되는 수압판(140); 상기 고정토출관 내부의 한쪽 끝에는 가변토출관이 특정 압력 이상의 수압에 의해 이동하면 압축되어 있다가 특정 압력 이하로 수압이 떨어지면 탄성적으로 복귀할 수 있도록 설치된 관지지스프링(150); 상기 고정토출관의 한쪽 끝 내벽에는 가변토출관이 뒤로 밀릴 때 그 밀리는 거리를 제한하도록 길이 방향으로 돌출되어 형성된 스토퍼(160); 상기 고정토출관의 외주에는 가변토출관이 끝 부분이 위치하는 곳에 가변토출관이 수압을 받아 이동할 때 견디고 있다가 특정 수압 이상에서만 순간적으로 이동할 수 있도록 설치된 임계스프링장치(210);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 태양광 발전장치를 제공한다.
또한, 상기 스토퍼의 외주에 끼워지며 도넛 형태로 이루어져 있고 내부에 공기가 충진되어 있으며 연속으로 다수 적층되어 상기 가변토출관이 뒤로 밀리거나 복귀될 때 관지지스프링과 함께 압축되거나 복원되면서 연동하는 도넛형공기볼이 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 고정토출관과 가변토출관 사이에는 상기 물공급관의 물이 고정토출관으로 바로 유입되지 못하도록 수밀링이 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 스토퍼에는 로그지지스프링에 탄성 지지되어 앞뒤로 슬라이딩 하면서 상기 가변토출관이 뒤로 밀리며 스토퍼에 충돌할 때 그 충격력을 일부 흡수하고 상기 가변토출관도 탄성 지지할 수 있는 스토퍼로드가 더 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 임계스프링장치는 내부에 볼스프링이 내장되는 공간이 형성된 스프링홀더와, 상기 고정토출관의 외주에 내부와 연통되도록 형성되는 볼공과, 상기 볼공에 끼워져 일부만 볼공 외부로 돌출되는 구형볼 및 상기 스프링홀더에 삽입되어 구형볼을 탄성 지지하는 볼스프링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 태양전지판이 과열되면 수냉식 냉각장치를 가동시켜 태양전지판에 주기적으로 물을 분사함으로써 태양전지판의 온도를 낮춰 과열로 인한 태양광 발전장치의 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 물을 분사시킬 때 물공급관의 수압이 높지 않더라도 스프링의 탄성력에 의해 수 초 동안 고압으로 분사할 수 있어, 태양전지판에 달라 붙은 먼지나 이물질을 박리시켜 제거할 수 있으므로 물을 태양전지판에 장시간 분사 공급하면 발생되는 물때나 이물질의 적층이 없어져 태양광을 가리지 않으므로 태양광 발전장치의 효율을 높일 수 있다. 또한 스프링은 반복되는 동작에 의해 탄성력의 감쇄를 가져오는데, 감쇄 없이 항구적인 탄성력을 갖는 도넛형공기볼을 스프링과 함께 채용함으로써 신뢰성 있는 설정된 분사 압력을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수냉식 태양광 발전장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 수냉식 태양광 발전장치의 요부를 나타낸 것이다.
도 3는 본 발명에 따른 수냉식 발전장치의 주요부 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수냉식 발전장치의 작동상태 단면도로서, 가변토출관이 뒤로 밀리기 전 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 수냉식 발전장치의 작동상태 단면도로서, 가변토출관이 수압에 의해 뒤로 밀린 상태를 나타낸 것이다.
도 6는 본 발명에 다른 실시예에 따른 수냉식 태양광 발전장치를 나타낸 것이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 지지대(C) 위에 프레임(F)을 형성하고 여기에 다수의 태양광모듈(SM)이 설치되어 있다. 지지대(C)는 지면에 고정되는 것으로, 지열로 인한 태양광 발전장치의 효율 저하를 막기 위하여 지면에서 1m 이상의 높이를 갖는 게 일반적이고, 지지대 위에 설치되는 태양광모듈(SM)은 태양의 연간 평균적인 남중고도를 고려하여 지면과 20 ~ 40° 정도 경사져 있다. 태양광모듈(SM)은 태양전지판(SP)을 연속해서 여러개 이어 붙인 것으로 지지대 위에 실제로 노출되는 것은 태양전지판(SP)이다. 태양광 발전장치는 이러한 태양광모듈(SM)이 다수 집적되어 있는 것을 말하는 것으로, 사용중에 비가 오면 빗물이 흘러내리고, 바람이 불면 일정 단위로만 풍압을 받을 수 있도록 하기 위하여 태양광모듈(SM) 사이를 약간씩 벌려 놓았다.
태양광모듈(SM)과 태양광모듈(SM) 사이에는 지지대와 결합되면서 태양광모듈(SM)을 단단히 고정시키는 프레임이 형성되어 있고, 실질적으로는 프레임에 태양광모듈(SM)이 고정된다.
태양광모듈(SM)과 태양광모듈(SM) 사이의 종방향으로는 다수의 물공급이 설치된다. 물공급관은 정수장치에 연결되어 있어, 정수된 물을 공급할 수 있다. 또한 정수장치에는 정수를 일정한 압력 이상으로 보낼 수 있도록 하기 위하여 펌프시스템이 구비되어 있으므로 정수를 특정 압력으로 공급할 수 있다. 정수를 상당한 고압으로 보내기 위해서는 많은 에너지가 필요하므로 태양광 발전의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되므로 상대적으로 에너지 소비를 적게 하는 저출력 펌프를 사용한다. 고출력 펌프를 사용하면 본 발명에서 추구하는 고압분사를 용이하게 실현할 수 있지만, 태양광 발전은 축전을 목적으로 하기 때문에 태양광 발전을 효율을 높이면서도 생산되는 전력에 비해 소비되는 전력을 최소화 하여야 한다.
정수장치에는 공지된 컨버터를 사용하여 특정 시간대에만 물을 공급하게 할 수 있게 한다.
태양광모듈(SM)의 종방향으로 설치된 물공급관(110)에는 수평 방향으로 고정토출관(120)이 결합된다. 고정토출관(120)은 물공급관(110)에 연통되도록 형성되어 있어서, 물공급관(110)에 물이 흐르면 자연스럽게 고정토출관(120)에도 물이 유입될 수 있도록 되어 있다. 고정토출관(120)은 태양광모듈(SM)의 상단에 위치되도록 한다. 상하 태양광모듈과 태양광모듈사이의 프레임(F)에는 다수의 배출홀(도시되지 않음)을 형성하여 경사진 태양전지판(SP)에 물이 흐르면 경사면을 따라 흐르다가 배출홀을 통해 지면으로 떨어지도록 되어 있다.
고정토출관(120)에는 일정 간격으로 다수의 토출공(H)이 형성되어 있다. 토출공(H)은 10 ~ 30mm 간격으로 형성되어 있고, 직경은 2 ~ 5mm 로서 고정토출관(120)에 물이 유입되면 토출공(H)을 통해 외부로 방출된다.
고정토출관(120)에는 가변토출관(130)이 삽입된다. 가변토출관(130)은 고정토출관(120)과 동심원 형태로서, 고정토출관(120) 보다 30 ~ 50mm 정도 길이가 작게 형성되어 고정토출관(120) 내부에서 길이 방향으로 길이 차이 만큼 왕복 이동이 가능하다. 가변토출관(130)의 일단은 열려 있어서 물공급관(110)과 연통되어 있고, 다른 일단은 막혀 있어서, 열린 곳으로 물이 유입되면 막혀 있는 곳에서는 수압을 받아 가변토출관(130)이 수압에 저항하는 반대 방향으로 고정토출관(120)을 따라 밀려나간다. 고정토출관과 가변토출관 사이에는 앞 부분에 한쌍의 수밀링(WR)을 형성하여 가변토출관(130)에 유입된 물이 고정토출관(120)으로 바로 유입되지 않도록 한다.
물공급관(110)과 가변토출관(130)이 연통되는 부분에는 한쪽 방향 즉, 가변토출관(130) 방향으로만 물이 유입될 수 있도록 하는 첵밸브(CV)가 형성된다. 첵밸브(CV)는 가변토출관(130)에 물이 5 ~ 10분 사이에 채워질 수 있도록 열림량을 선택하여 채택할 수 있다. 즉 물공급관(110)의 수압이 가변토출관(130) 보다 상대적으로 크게 높더라도 물이 일시에 가변토출관(130)에 채워지지 않고, 5 ~ 10 동안 천천히 지속적으로 채워지고, 첵밸브(CV)가 있어서 가변토출관(130) 내부의 압력(수압) 변화에 따라 물공급관(110)의 압력 변화는 거의 일어나지 않는다.
물공급관(110)에는 다수의 가변토출관(130)이 연결되어 있으므로 하나의 가변토출관(130)의 수압 변화에 따라 물공급관(110)의 수압이 영향을 받지 않도록 한 것이다.
물공급관(110)의 수압은 가변토출관(130)의 수압이 최대로 높아지는 것 보다 높게 설정된다. 따라서 가변토출관(130)에 지속적으로 압력(수압)을 높일수 있다.
가변토출관(130)의 후단에는 판지지스프링(142)에 탄성 지지된 수압판(140)이 형성된다. 수압판(140)은 가변토출관(130)에 끼워져 길이 방향으로 이동가능하고, 한쪽 벽면에 형성된 판지지스프링(142)에 의해 탄성 지지된 것으로, 가변토출관(130)에 고압의 물이 유입되면 수압을 받아 수압판(140)이 뒤로 밀리고, 이때 판지지스프링(142)이 수축되면서 수압판(140)을 밀어내는 방향으로 탄성 지지하고 있도록 한 것이다.
물공급관(110)과 연통되지 않는 부분의 고정토출관(120)의 다른 일측단도 막혀 있는데, 막혀 있는 곳의 내벽과 막혀 있는 부분의 가변토출관(130) 끝 부분 사이에 관지지스프링(150)을 설치한다. 고정토출관(120)과 가변토출관(130)의 길이의 차이가 30 ~ 50mm 이므로 스프링 길이를 30 ~ 50mm 인 것을 선택하여 설치하면 물공급관과 연결되는 고정토출관(120)의 선단과 가변토출관(130)의 선단은 동일 수직선상에 위치되지만, 가변토출관(130)의 후단은 관지지스프링(150)에 의해서 탄성 지지된 상태가 된다.
고정토출관(120)의 막힌 부분 내벽에는 길이 방향으로 돌출되는 스토퍼(160)가 형성된다. 스토퍼(160)는 관지지스프링(150)의 길이 보다 10 ~ 20mm 짧게 한다. 스토퍼(160)가 형성되어 있으면, 가변토출관(130)이 탄성 지지된 상태로 관지지스프링(150)의 탄성력 보다 더 큰 힘으로 후퇴하더라도 스토퍼(160)의 끝에 막혀서 더 이상 후퇴하지 않게 된다. 이는 가변토출관(130)이 후퇴할 때 가변토출관(130)의 후퇴 거리를 일정하게 제한하기 위한 것이다.
가변토출관(130)에는 일정 간격으로 다수의 토출공(H)이 형성된다. 고정토출관(120)에 형성된 토출공(H)의 크기와 간격과 동일하지만, 고정토출관(120)에 삽입 고정된 상태에서는 고정토출관(120)의 토출공과 10 ~ 20mm의 간격 차이를 둔다. 즉 가변토출관(130)이 10 ~ 20mm 이동했을 때, 고정토출관(120)의 토출공(H)과 가변토출관(130)의 토출공(H)이 서로 중첩되면서 일치되도록 한 것이다.
가변토출관(130)의 끝이 위치되는 곳의 고정토출관(120)의 외부에는 임계스프링장치(210)가 형성된다. 임계스프링장치(210)는 가변토출관(130)이 수압을 받아서 뒤로 밀릴 때 특정 압력 이상의 외력에서만 작동된다.
임계스프링장치(210)는 내부에 볼스프링이 내장되는 공간이 형성된 스프링홀더(220)와, 고정토출관(120)의 외주에 내부와 연통되도록 형성되는 볼공(230)과 볼공에 끼워져 일부만 볼공 외부로 돌출되는 구형볼(240) 및 구형볼을 탄지하는 볼스프링(250)으로 구성된다.
구형볼(240)의 직경은 볼공(230)의 내경 보다 커서 볼공(230) 안에 위치되면 구형볼(240)의 일부만 외부로 돌출되어 있고, 돌출된 볼공(230)의 위치는 가변토출관(130)의 끝 부분에 위치되어 가변토출관(130)은 관지지스프링(150)에 탄지된 상태이면서 구형볼(240)에 끝이 걸려 있는 상태이다. 따라서 수압에 의해 관지지스프링(150)이 압축되기 위해서는 구형볼(240)을 지나야 하는데, 구형볼(240)이 볼스프링(250)에 탄성 지지되어 있어서 특정한 압력(수압) 이상이 작용할 때에는 구형볼(240)이 뒤로 밀리면서 가변토출관(130)이 순간적으로 뒤로 후퇴할 수 있도록 한다.
이와 같이 구형볼(240)이 뒤로 밀려 가변토출관(130)이 지나갈 수 있도록 하는 수압을 임계압력이라고 정의하며, 임계압력 이상으로 수압이 작용하면 순식간에 가변토출관(130)이 뒤로 밀리면서 관지지스프링(150)이 압축되었다가 수압이 낮아지면 관지지스프링(150)의 탄성력에 의해 가변토출관(130)은 복귀되어 원위치 된다.
스토퍼(160)의 중공부에는 로드지지스프링(172)에 탄지된 상태로 스토퍼의 중공부에서 전후로 이동하가능하게 스토퍼로드(170)가 삽입되어 있고, 끝이 가변토출관(130)의 끝에 접해있어 가변토출관(130)이 후퇴하면 함께 뒤로 밀렸다가 가변토출관(130)이 원위치 되면 로드지지스프링(172)의 탄성력에 의해 원위치 된다.
본 발명의 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 스토퍼(160)와 스토퍼로드(170)의 외주에 도넛형공기볼(180)이 다수 삽입되어 적층 된다. 도넛형공기볼(180)은 도넛 처럼 가운데 부분이 비어 있고, 내부에는 공기가 채워진 것으로, 도넛형공기볼 10 ~ 15 개가 스토퍼(160)와 스토퍼로드(170)의 외주에 연속되어 끼어 진다. 도넛형공기볼(180)은 내부에 공기가 충진되어 있어서, 표면이 손상되어 내부에 충진된 공기만 유출되지 만 않으면 일정한 탄성력을 항구적으로 얻을 수 있다.
스프링은 반복하여 사용하면 탄성력이 감쇄될 수 밖에 없어서, 스프링 탄성력을 이용할 때는 시간이 지나면서 발생되는 감쇄력을 감안하여 탄성력을 필요 이상으로 크게 설계하므로 초기에는 과도하게 탄성력이 작용하다가도 시간이 지나면서 기준치 아래로 탄성력이 떨어지므로 일정한 탄성력을 거의 항구적으로 얻을 수 있는 도넛형공기볼(180)에 의해 감쇄되는 탄성력을 상쇄시킬 수 있게 한 것이다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 수냉식 태양광 발전장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 물공급관(110)에 설치된 밸브를 열면 특정 수압의 물이 첵밸브(CV)를 통해 물공급관(110)에서 가변토출관(130)으로 천천히 유입된다. 가변토출관(130)에 유입된 물이 가변토출관(130)에 다 채워져도 물공급관의 수압이 더 크므로 지속적으로 물이 유입되면서 수압판(140)을 밀어내어 수압판(140)이 뒤로 밀리면서 판지지스프링(142)을 압축시키고, 가변토출관(130)도 수압을 받아 뒤로 밀리는 외력을 받지만 가변토출관(130) 후단이 임계스프링장치(210)의 구형볼(240)에 걸려서 정지하고 있다가 구형볼(240)을 탄성 지지하는 볼스프링(250)의 탄성력을 초과하는 수압이 작용하면 구형볼(240)이 볼공(230) 내부로 밀려 들어가면서 가변토출관(130)이 뒤로 순간적으로 밀려난다.
뒤로 밀려난 가변토출관(130)은 관지지스프링(150)에 탄성 지지된 상태로 뒤로 밀리다가 스토퍼(160)의 선단에 접촉되면 더 이상 뒤로 밀려나가지 않고 정지된다. 이때 스토퍼로드(170)도 로드지지스프링(172)에 탄성 지지된 상태로 뒤로 밀린다.
가변토출관(130)이 뒤로 밀리면, 가변토출관(130)에 형성된 토출공도 함께 이동하다가 고정토출관(120)의 토출공과 맞대어지면서 중첩되어 서로 연통되면 가변토출관(130)에 유입된 고압의 물이 토출된다. 가변토출관(130)의 물이 외부로 방출될 때 압축되어 있던 판지지스프링(142)이 복원되면서 수압판(140)을 밀어내므로 토출공을 통해 방출되는 물의 수압이 1 ~ 2초 동안은 급격히 감소하지 않고 천천히 감소되면서 방출되는 물이 멀리까지 고압으로 주사된다.
토출된 물은 태양전지판(SP)에 강하게 주사되면서 태양전지판을 식히고 태양전지판(SP)에 달라 붙은 먼지와 이물질을 박리시킨 후 태양광모듈(SM)의 끝에 형성된 배출공을 통해 물과 함께 지면으로 배출된다.
가변토출관(130)에 있던 물이 토출되면 수압이 떨어져 관지지스프링(150)의 탄성력 보다 수압이 낮아지면서 관지지스프링(150)의 탄성력에 의해 가변토출관(130)이 복귀되어 최초의 상태로 원위치 된다.
가변토출관(130)이 복귀되어 원위치 되면 구형볼(240)이 볼스프링(250)에 의해 돌출되어 가변토출관(130)을 최초의 상태처럼 뒤로 밀리지 못하게 막고 있게 되고, 스토퍼로드(170)도 로드지지스프링(172)에 의해 복귀되어 가변토출관(130)의 끝에 접하게 된다. 또한, 수압판(140)도 판지지스프링(142)에 의해 최초의 상태로 복귀 된다.
이와 같이, 가변토출관(130)은 물공급관(110)의 첵밸브(CV)를 통과하여 물이 천천히 유입되면서 수압을 받다가 관지지스프링(150)의 탄성력과 구형볼(240)을 누르고 밀어 낼 수 있는 있는 이상의 수압이 작용하면 뒤로 밀렸다가 토출공(H)을 통해 물을 외부로 토출 시킨 후 수압이 떨어지면 관지지스프링 및 볼스프링의 복원력에 의해 최초로 상태로 복원되는 동작을 반복함으로써 주기적으로 토출공(H)을 통해 물을 고압으로 토출 시킴으로써 태양전지판(SP)을 냉각시킴과 동시에 태양전지판(SP)에 달라붙은 먼지나 이물질을 제거한다.
태양전지판에 토출된 물은 태양전지판을 주기적으로 냉각시킴으로써 태양광 발전장치가 고열에 의해 발전 효율이 떨어지는 것을 방지하고, 고압의 토출 압력에 의해 물이 주사됨으로써 먼지나 이물질을 박리시켜 태양전지판에 먼지나 이물질이 쌓이지 않게 되어 먼지나 이물질에 의해 태양광의 차단이 방지되므로 발전 효율의 저하가 방지된다.
110 : 물공급관 120 : 고정토출관
130 : 가변토출관 140 : 수압판
150 : 관지지스프링 160 : 스토퍼
170 : 스토퍼로드 180 : 도넛형공기볼
210 : 임계스프링장치 220 : 스프링홀더
230 : 볼공 240 : 구형볼
250 : 볼스프링

Claims (5)

  1. 프레임에 종횡으로 고정된 다수의 태양전지판을 통해 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전장치에 있어서,
    상기 프레임의 종방향을 따라 다수 형성된 물공급관(110);
    상기 물공급관에 수평으로 연결하고 한쪽은 물공급관과 연통되어 있으며 하단 외주에는 일정한 간격으로 외부와 연통되는 다수의 토출공이 형성된 고정토출관(120);
    상기 고정토출관에 삽입되고 상기 물공급에 연통되도록 결합되어 있으며 수압을 받으면 상기 고정토출관의 내부에서 뒤로 밀리고 외주에는 상기 각각의 고정토출관의 토출공과 대응되되 일정한 간격이 있어 이동중에 서로 맞대어지면 외부와 연통되어 유입된 물이 외부로 방출될 수 있도록 하는 다수의 토출공이 형성된 가변토출관(130):
    상기 가변토출관의 내부 한쪽에 판지지스프링에 의해 지지 되어 있어 수압을 받으면 뒤로 밀리면서 판지지스프링을 압축하여 탄성지지되는 수압판(140);
    상기 고정토출관 내부의 한쪽 끝에는 가변토출관이 특정 압력 이상의 수압에 의해 이동하면 압축되어 있다가 특정 압력 이하로 수압이 떨어지면 탄성적으로 복귀할 수 있도록 설치된 관지지스프링(150);
    상기 고정토출관의 한쪽 끝 내벽에는 가변토출관이 뒤로 밀릴 때 그 밀리는 거리를 제한하도록 길이 방향으로 돌출되어 형성된 스토퍼(160);
    상기 고정토출관의 외주에는 가변토출관이 끝 부분이 위치하는 곳에 가변토출관이 수압을 받아 이동할 때 견디고 있다가 특정 수압 이상에서만 순간적으로 이동할 수 있도록 설치된 임계스프링장치(210);
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼의 외주에 끼워지며 도넛 형태로 이루어져 있고 내부에 공기가 충진되어 있으며 연속으로 다수 적층되어 상기 가변토출관이 뒤로 밀리거나 복귀될 때 관지지스프링과 함께 압축되거나 복원되면서 연동하는 도넛형공기볼이 형성된 것을 특징으로 하는 수냉식 태양광 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고정토출관과 가변토출관 사이에는 상기 물공급관의 물이 고정토출관으로 바로 유입되지 못하도록 수밀링이 형성된 것을 특징으로 하는 수냉식 태양광 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼에는 로그지지스프링에 탄성 지지되어 앞뒤로 슬라이딩 하면서 상기 가변토출관이 뒤로 밀리며 스토퍼에 충돌할 때 그 충격력을 일부 흡수하고 상기 가변토출관도 탄성 지지할 수 있는 스토퍼로드가 더 형성된 것을 특징으로 하는 수냉식 태양광 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 임계스프링장치는 내부에 볼스프링이 내장되는 공간이 형성된 스프링홀더와, 상기 고정토출관의 외주에 내부와 연통되도록 형성되는 볼공과, 상기 볼공에 끼워져 일부만 볼공 외부로 돌출되는 구형볼 및 상기 스프링홀더에 삽입되어 구형볼을 탄성 지지하는 볼스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉식 태양광 발전장치.
KR1020170094847A 2017-07-26 2017-07-26 수냉식 태양광 발전장치 KR101892050B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170094847A KR101892050B1 (ko) 2017-07-26 2017-07-26 수냉식 태양광 발전장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170094847A KR101892050B1 (ko) 2017-07-26 2017-07-26 수냉식 태양광 발전장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101892050B1 true KR101892050B1 (ko) 2018-08-27

Family

ID=63454955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170094847A KR101892050B1 (ko) 2017-07-26 2017-07-26 수냉식 태양광 발전장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101892050B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200057822A (ko) 2018-11-13 2020-05-27 주식회사 에코시안 우수를 이용한 태양광 발전 모듈 최적 냉각 장치 및 방법
KR20220165007A (ko) 2021-06-07 2022-12-14 솔라시도코리아 주식회사 태양광열 복합 시스템
KR20230012741A (ko) 2021-07-16 2023-01-26 솔라시도코리아 주식회사 비닐하우스의 온수공급을 위한 태양광열 시스템

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100910623B1 (ko) 2009-04-21 2009-08-04 주식회사 유나티앤이 냉각장치를 구비한 태양광 모듈 및 그 냉각장치 제조방법
KR20120077822A (ko) * 2010-12-31 2012-07-10 엘지전자 주식회사 태양광 발전 장치
KR20120081449A (ko) * 2011-01-11 2012-07-19 에스엘 주식회사 램프 세정장치 및 이를 이용한 세정방법
KR20130077119A (ko) 2011-12-29 2013-07-09 박행원 태양광 모듈의 냉각방법 및 태양광 모듈의 냉각장치
KR101448212B1 (ko) 2014-01-13 2014-12-03 한국수자원공사 수냉식 수상 태양광 발전장치
KR20170025183A (ko) 2015-08-27 2017-03-08 (주)미래그이후 태양광 발전설비의 냉각 및 세척장치
KR20170068166A (ko) 2015-12-09 2017-06-19 주식회사 강원월드팜 수냉식 태양광 발전장치가 구비된 돔하우스
KR20170075502A (ko) 2015-12-23 2017-07-03 한국에너지기술연구원 자연대류를 이용한 태양광 모듈의 냉각장치
KR101776573B1 (ko) * 2017-04-20 2017-09-18 이재욱 발전 효율이 증대된 태양광 및 풍력 발전 장치

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100910623B1 (ko) 2009-04-21 2009-08-04 주식회사 유나티앤이 냉각장치를 구비한 태양광 모듈 및 그 냉각장치 제조방법
KR20120077822A (ko) * 2010-12-31 2012-07-10 엘지전자 주식회사 태양광 발전 장치
KR20120081449A (ko) * 2011-01-11 2012-07-19 에스엘 주식회사 램프 세정장치 및 이를 이용한 세정방법
KR20130077119A (ko) 2011-12-29 2013-07-09 박행원 태양광 모듈의 냉각방법 및 태양광 모듈의 냉각장치
KR101448212B1 (ko) 2014-01-13 2014-12-03 한국수자원공사 수냉식 수상 태양광 발전장치
KR20170025183A (ko) 2015-08-27 2017-03-08 (주)미래그이후 태양광 발전설비의 냉각 및 세척장치
KR20170068166A (ko) 2015-12-09 2017-06-19 주식회사 강원월드팜 수냉식 태양광 발전장치가 구비된 돔하우스
KR20170075502A (ko) 2015-12-23 2017-07-03 한국에너지기술연구원 자연대류를 이용한 태양광 모듈의 냉각장치
KR101776573B1 (ko) * 2017-04-20 2017-09-18 이재욱 발전 효율이 증대된 태양광 및 풍력 발전 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200057822A (ko) 2018-11-13 2020-05-27 주식회사 에코시안 우수를 이용한 태양광 발전 모듈 최적 냉각 장치 및 방법
KR20220165007A (ko) 2021-06-07 2022-12-14 솔라시도코리아 주식회사 태양광열 복합 시스템
KR20230012741A (ko) 2021-07-16 2023-01-26 솔라시도코리아 주식회사 비닐하우스의 온수공급을 위한 태양광열 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101892050B1 (ko) 수냉식 태양광 발전장치
CN103727011B (zh) 一种压缩空气蓄能系统
CN107939604A (zh) 一种风电与海水压缩空气储能一体化装置及方法
CN109114512B (zh) 一种太阳能、风能角度可调节的路灯
CN103775207B (zh) 一种稳定运行的绝热压缩空气蓄能发电方法
CN107726220B (zh) 自带除尘功能的太阳能路灯
KR20150058827A (ko) 풍하중에 의해 태양전지판의 경사각이 조절되는 능동형 수상 태양광 발전장치
KR102094583B1 (ko) 1유체 분사노즐의 미세 분무를 통한 태양광패널 냉각방법 및 이를 이용한 태양광패널 냉각장치
KR20110055759A (ko) 공냉식 태양광 발전기 냉각시스템
KR20150087503A (ko) 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치
CN203604048U (zh) 一种可降低压缩空气蓄能功耗的发电装置
CN110125053A (zh) 一种光伏发电站光伏板的清洗装置
CN103245166A (zh) 一种高效热交换装置
CN103245165B (zh) 一种热交换装置
KR20160005602A (ko) 지열을 이용한 냉난방 시스템
CN213906026U (zh) 一种电力工程用电气柜散热装置
CN103245207A (zh) 一种水箱降温装置
CN110015031A (zh) 一种便于调节的电动车用太阳能充电站
CN211405726U (zh) 一种光伏发电站发电机缓冲减震底座
KR101097901B1 (ko) 태양광 모듈 냉각장치
CN203274541U (zh) 水箱温控装置
CN103551327B (zh) 一种太阳能电池组件用自动除尘装置
CN103267386B (zh) 一种无耗热源系统
CN105300029A (zh) 一种水箱降温装置
CN103234317A (zh) 一种水箱温度控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant