KR101918129B1

KR101918129B1 - 태양광발전기가 일체로 구비된 건축용 패널

Info

Publication number: KR101918129B1
Application number: KR1020180050771A
Authority: KR
Inventors: 김창범
Original assignee: (주)아성정보
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2018-05-02
Publication date: 2018-11-14
Anticipated expiration: 2038-05-02

Abstract

본 발명은 손쉽게 태양광발전기를 설치할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광발전기가 일체로 구비된 건축용 패널에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사각판 형태로 구성된 패널본체(10)와, 상기 패널본체(10)의 외측면에 고정된 태양광발전기(20)로 구성되어, 건축용 패널을 건축물의 골조 외측면에 결합하면, 상기 태양광발전기(20)가 태양을 향하게 된다.
따라서, 건축물을 건축할 때, 별도로 건축물에 지지대를 고정하고, 상기 지지대에 태양광발전기(20)를 설치할 필요가 없어서, 태양광발전기(20)의 설치가 매우 용이해지는 장점이 있다.

Description

태양광발전기가 일체로 구비된 건축용 패널{construction panel having photovoltaic power generator}

본 발명은 손쉽게 태양광발전기를 설치할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광발전기가 일체로 구비된 건축용 패널에 관한 것이다.

최근 들어, 공장이나 빌딩과 같은 건축물의 지붕에 태양광발전기를 설치하여, 태양광발전기에서 발전되는 전기를 이용하여 상용전원의 소비를 줄이도록 하는 경우가 늘어가고 있다.

이때, 상기 태양광발전기는 두께가 얇고 넓은 패널형상으로 구성되며, 태양광발전기를 설치할 때는 건축물의 지붕에 지지대를 설치하고, 상기 지지대의 상면에 상기 태양광발전기를 설치하고 있다.

그런데, 이와 같이, 지붕에 구비된 지지대에 태양광발전기를 설치할 경우, 작업시간과 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.

한편, 최근에는 건축물을 건축할 때, 골조를 먼저 구축한 후, 그 외측과 상면에 넓은 사각판 형태로 구성된 건축용 패널을 결합하는 방법이 널리 이용되고 있다

등록실용신안 20-0336361호,

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 손쉽게 태양광발전기를 설치할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광발전기가 일체로 구비된 건축용 패널을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 넓은 사각판 형태로 구성되어 건축물의 골조에 결합고정되는 건축용 패널에 있어서, 사각판 형태로 구성된 패널본체(10)와, 상기 패널본체(10)의 외측면에 고정된 태양광발전기(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 패널이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 태양광발전기(20)는 열전도율이 높은 금속재질로 구성된 방열판(21)과, 상기 방열판(21)의 내측면에 결합되며 내부에 냉각수가 흐르도록 된 냉각수관(22)과, 상기 방열판(21)의 외측면에 부착되어 태양광이 조사되면 발전을 하는 복수개의 솔라셀(23)을 포함하고, 상기 패널본체(10)의 외측면에는 상기 냉각수관(22)이 삽입되는 삽입홈(11)이 형성되며, 상기 방열판(21)의 일측에 구비되어 방열판(21)의 온도를 측정하는 온도측정센서(41)와, 상기 냉각수관(22)의 양단을 연결하는 순환관(42)과, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되어 냉각수관(22)의 내부로 공급된 냉각수관(22)이 순환되도록 하는 순환펌프(43)와, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되며 내부에는 냉각수가 저장된 냉각수탱크(44)와, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되어 상기 냉각수관(22)과 순환관(42)을 통해 순환되는 냉각수를 냉각시키는 냉각장치(45)와, 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하며 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)의 작동을 제어하는 제어수단(46)을 더 포함하며, 상기 제어수단(46)은 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하여 상기 방열판(21)의 온도가 미리 설정된 기준온도 이상으로 상승되면 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)를 구동시켜 상기 방열판(21)과 솔라셀(23)을 냉각시키도록 된 것을 특징으로 하는 건축용 패널이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 냉각수관(22)의 양단은 상기 패널본체(10)에 형성된 관통공(12)을 통해 패널본체(10)의 내측으로 연장된 것을 특징으로 하는 건축용 패널이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 건축용 패널은 건축물의 골조에 상하방향으로 연장되거나 일측이 하향되도록 경사지게 배치되며, 상기 패널본체(10)의 외측면에 상기 솔라셀(23)의 상측에 위치되도록 배치되며 측방향으로 연장되도록 배치되며 둘레면에는 다수개의 분사공(47a)이 상기 솔라셀(23)을 향하도록 형성된 분사관(47)과, 상기 분사관(47)과 냉각수관(22)을 연결하는 연결관(48)과, 상기 연결관(48)의 중간부에 구비되며 상기 제어수단(46)의 제어에 따라 상기 연결관(48)의 중간부를 개폐하는 제어밸브(49)를 더 포함하며, 상기 기준온도는 제1 기준온도와, 상기 제1 기준온도에 비해 높게 설정된 제2 기준온도로 구성되고, 상기 제어수단(46)은 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하여 상기 방열판(21)의 온도가 제1 기준온도 이상으로 상승되면 상기 순환펌프(43)를 구동시키고, 상기 방열판(21)의 온도가 제2 기준온도 이상으로 상승되면 상기 제어밸브(49)를 개방하여, 상기 냉각수관(22)을 통과하는 냉각수가 상기 분사관(47)을 통해 솔라셀(23)의 상면으로 분사되도록 하는 것을 특징으로 하는 건축용 패널이 제공된다.

본 발명에 따른 사각판 형태로 구성된 패널본체(10)와, 상기 패널본체(10)의 외측면에 고정된 태양광발전기(20)로 구성되어, 건축용 패널을 건축물의 골조 외측면에 결합하면, 상기 태양광발전기(20)가 태양을 향하게 된다.

따라서, 건축물을 건축할 때, 별도로 건축물에 지지대를 고정하고, 상기 지지대에 태양광발전기(20)를 설치할 필요가 없어서, 태양광발전기(20)의 설치가 매우 용이해지는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건축용 패널을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 건축용 패널을 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 건축용 패널의 패널본체를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 건축용 패널을 도시한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 건축용 패널의 분해상태를 도시한 측단면도,
도 6은 본 발명에 따른 건축용 패널의 회로구성도,
도 7은 본 발명에 따른 건축용 패널의 제2 실시예를 도시한 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 건축용 패널의 제2 실시예를 도시한 회로구성도,
도 9는 본 발명에 따른 건축용 패널의 제2 실시예의 작용을 도시한 참고도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 건축용 패널을 도시한 것으로, 넓은 사각판 형태로 구성되어 건축물의 골조에 결합고정되는 것은 종래와 동일하다.

그리고, 본 발명에 따르면, 상기 건축용 패널은 사각판 형태로 구성된 패널본체(10)와, 상기 패널본체(10)의 외측면에 고정된 태양광발전기(20)로 구성된다.

이를 자세히 설명하면, 상기 패널본체(10)는 목재나 콘크리트, 스티로폼이나 우레탄폼을 비롯한 다양한 재질로 구성되며, 재질에 따라, 내측면에 금속재의 보강판이 구비될 수 있다.

이때, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 패널본체(10)의 외측면에는 후술하는 냉각수관(22)의 중간부가 삽입되는 삽입홈(11)이 오목하게 형성되고, 패널본체(10)의 양단에는 냉각수관(22)의 양단이 관통하는 관통공(12)이 내외측면을 관통하도록 형성된다.

그리고, 열전도율이 높은 금속재질로 구성된 방열판(21)과, 상기 방열판(21)의 내측면에 결합되며 내부에 냉각수가 흐르도록 된 냉각수관(22)과, 상기 방열판(21)의 외측면에 부착되어 태양광이 조사되면 발전을 하는 복수개의 솔라셀(23)로 구성된다.

상기 방열판(21)은 두께가 얇은 사각판형상으로 구성되어, 상기 패널본체(10)의 외측면에 접착고정된다.

상기 냉각수관(22)은 열전도성이 높은 금속재로 구성되며 상기 방열판(21)의 내측면에 지그재그 형태로 배치되어, 내부를 통과하는 냉각수를 이용하여 방열판(21)을 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

이때, 상기 냉각수관(22)의 양단은 상기 패널본체(10)의 관통공(12)을 관통하여 패널본체(10)의 내측으로 연장되도록 구성된다.

상기 솔라셀(23)은 일반적인 태양광발전기(20)에서 일반적으로 사용되는 것으로, 상기 방열판(21)에 비해 작게 구성되어, 다수개가 일정한 패턴을 이루도록 상기 방열판(21)의 외측면에 고정결합된다.

이때, 상기 솔라셀(23)에는 도시 안된 전원선과 충전지가 연결되어, 태양광이 조사되어 발전되는 전기가 상기 전원선을 통해 충전지에 충전되도록 구성된다.

또한, 본 발명에 따르면, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 방열판(21)의 일측에 구비되어 방열판(21)의 온도를 측정하는 온도측정센서(41)와, 상기 냉각수관(22)의 양단을 연결하는 순환관(42)과, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되어 냉각수관(22)의 내부로 공급된 냉각수관(22)이 순환되도록 하는 순환펌프(43)와, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되며 내부에는 냉각수가 저장된 냉각수탱크(44)와, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되어 상기 냉각수관(22)과 순환관(42)을 통해 순환되는 냉각수를 냉각시키는 냉각장치(45)와, 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하며 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)의 작동을 제어하는 제어수단(46)이 더 구비된다.

상기 온도측정센서(41)는 상기 솔라셀(23)과 간섭되지 않도록 방열판(21)의 후측면에 구비되어, 상기 방열판(21)의 온도를 실시간으로 측정하도록 구성된다.

상기 순환관(42)은 플랙시블한 고무재질로 구성되어, 양단이 상기 패널본체(10)의 내측으로 연장된 냉각수관(22)의 양단에 연결되도록 구성된다.

상기 냉각수탱크(44)는 일측에 수도관이 연결되고, 상기 수도관의 내측단에는 수위조절장치가 구비되어, 내부에 항상 일정한 수위의 냉각수가 구비되도록 구성된다.

상기 냉각장치(45)는 상기 순환관(42)의 중간부에 연결되어 순환관(42)을 통과해 순환되는 물의 열을 방출하는 라디에이터(45a)와, 상기 라디에이터(45a)의 일측에 구비되어 상기 라디에이터(45a)로 공기를 불어내는 냉각팬(45b)으로 구성되어, 상기 냉각수관(22)을 통과하면서 가열된 냉각수를 공랭식으로 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

상기 제어수단(46)은 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하여 상기 방열판(21)의 온도가 미리 설정된 기준온도 이상으로 상승되면, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)를 구동시켜 상기 냉각수관(22)으로 냉각수가 순환되도록 함으로써, 상기 방열판(21)과 솔라셀(23)을 냉각시키도록 구성된다.

이때, 상기 기준온도는 상기 솔라셀(23)의 발전효율이 저하되는 온도, 예를 들어 45℃ 내외로 설정될 수 있다

따라서, 여름철에 태양광에 의해 솔라셀(23)이 가열되어 방열판(21)의 온도가 기준온도 이상으로 상승되면, 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)가 구동되어 상기 냉각장치(45)에 의해 냉각된 차가운 냉각수가 상기 냉각수관(22)으로 순환됨으로, 상기 방열판(21)과 솔라셀(23)이 냉각되고, 솔라셀(23)이 기준온도 이하로 상승되면 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)의 작동은 정지된다.

이와 같이 구성된 건축용 패널은 사각판 형태로 구성된 패널본체(10)와, 상기 패널본체(10)의 외측면에 고정된 태양광발전기(20)로 구성되어, 건축용 패널을 건축물의 골조 외측면에 결합하면, 상기 태양광발전기(20)가 태양을 향하게 된다.

그리고, 상기 태양광발전기(20)는 열전도율이 높은 금속재질로 구성된 방열판(21)과, 상기 방열판(21)의 내측면에 결합되며 내부에 냉각수가 흐르도록 된 냉각수관(22)과, 상기 방열판(21)의 외측면에 부착되어 태양광이 조사되면 발전을 하는 복수개의 솔라셀(23)을 포함하고, 상기 패널본체(10)의 외측면에는 상기 냉각수관(22)이 삽입되는 삽입홈(11)이 형성되며, 상기 방열판(21)의 일측에 구비되어 방열판(21)의 온도를 측정하는 온도측정센서(41)와, 상기 냉각수관(22)의 양단을 연결하는 순환관(42)과, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되어 냉각수관(22)의 내부로 공급된 냉각수관(22)이 순환되도록 하는 순환펌프(43)와, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되며 내부에는 냉각수가 저장된 냉각수탱크(44)와, 상기 순환관(42)의 중간부에 구비되어 상기 냉각수관(22)과 순환관(42)을 통해 순환되는 냉각수를 냉각시키는 냉각장치(45)와, 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하며 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)의 작동을 제어하는 제어수단(46)가 더 구비되고, 상기 제어수단(46)은 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하여 상기 방열판(21)의 온도가 미리 설정된 기준온도 이상으로 상승되면 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)를 구동시켜 상기 방열판(21)과 솔라셀(23)을 냉각시키도록 함으로, 솔라셀(23)의 온도가 과도하게 상승되어, 솔라셀(23), 즉, 태양광발전기(20)의 발전효율이 저하되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.

특히, 상기 냉각수관(22)의 양단은 상기 패널본체(10)에 형성된 관통공(12)을 통해 패널본체(10)의 내측으로 연장됨으로, 건축물을 완성한 후, 패널본체(10)의 내측으로 연장된 냉각수관(22)에 상기 순환관(42)을 연결할 수 있음으로, 상기 냉각수관(22)에 순환관(42)을 연결하는 작업이 매우 용이해지는 장점이 있다.

도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 건축용 패널의 제1 실시예를 도시한 것으로, 상기 건축용 패널은 건축물의 골조에 상하방향으로 연장되거나 일측이 하향되도록 경사지게 배치된다.

그리고, 상기 패널본체(10)의 외측면에 상기 솔라셀(23)의 상측에 위치되도록 배치되며 측방향으로 연장되도록 배치되며 둘레면에는 다수개의 분사공(47a)이 상기 솔라셀(23)을 향하도록 형성된 분사관(47)과, 상기 분사관(47)과 냉각수관(22)을 연결하는 연결관(48)과, 상기 연결관(48)의 중간부에 구비되며 상기 제어수단(46)의 제어에 따라 상기 연결관(48)의 중간부를 개폐하는 제어밸브(49)가 더 구비된다.

이를 위해, 상기 패널본체(10)의 외측면 상측에는 상기 솔라셀(23)이 배치되지 않은 공간부가 형성된다.

상기 분사관(47)은 측방향으로 연장되며 양단이 밀폐된 금속재의 파이프를 이용하는 것으로, 지지브라켓(47b)에 의해 상기 방열판(21)의 외측면 상단에 전방으로 이격되도록 구비된다.

그리고, 상기 기준온도는 제1 기준온도와, 상기 제1 기준온도에 비해 높게 설정된 제2 기준온도로 구성된다.

바람직하게는 상기 제1 기준온도는 45℃로 설정되고, 상기 제2 기준온도는 50℃로 설정될 수 있다.

또한, 상기 제어수단(46)은 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하여 상기 방열판(21)의 온도가 제1 기준온도 이상으로 상승되면 상기 순환펌프(43)를 구동시키고, 상기 방열판(21)의 온도가 제2 기준온도 이상으로 상승되면, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 제어밸브(49)를 개방하여, 상기 냉각수관(22)을 통과하는 냉각수가 상기 분사관(47)을 통해 솔라셀(23)의 상면으로 분사되도록 구성된다.

이와 같이 구성된 건축용 패널은 상기 패널본체(10)의 외측면에 상기 솔라셀(23)의 상측에 위치되도록 배치되며 측방향으로 연장되도록 배치되며 둘레면에는 다수개의 분사공(47a)이 상기 솔라셀(23)을 향하도록 형성된 분사관(47)과, 상기 분사관(47)과 냉각수관(22)을 연결하는 연결관(48)과, 상기 연결관(48)의 중간부에 구비되며 상기 제어수단(46)의 제어에 따라 상기 연결관(48)의 중간부를 개폐하는 제어밸브(49)가 더 구비되고, 상기 기준온도는 제1 기준온도와, 상기 제1 기준온도에 비해 높게 설정된 제2 기준온도로 구성되고, 상기 제어수단(46)은 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하여 상기 방열판(21)의 온도가 제1 기준온도 이상으로 상승되면 상기 순환펌프(43)를 구동시키고, 상기 방열판(21)의 온도가 제2 기준온도 이상으로 상승되면 상기 제어밸브(49)를 개방하여, 상기 냉각수관(22)을 통과하는 냉각수가 상기 분사관(47)을 통해 솔라셀(23)의 상면으로 분사되도록 한다.

따라서, 햇빛이 강한 여름철에 상기 냉각수관(22)을 통해 순환되는 냉각수만으로는 태양광발전기(20)를 충분히 냉각시키지 못할 경우, 상기 냉각수관(22)을 통해 순환되는 냉각수의 일부를 상기 분사관(47)을 통해 솔라셀(23)의 표면으로 직접 분사하여 냉각시킴으로서, 솔라셀(23)을 더욱 효과적으로 냉각시킬 수 있을 뿐 아니라, 솔라셀(23)의 표면에 묻어있는 이물질을 씻어 내리는 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

10. 패널본체 20. 태양광 발전기
41. 온도측정센서 42. 순환관
43. 순환펌프 44. 냉각수탱크
45. 냉각장치 46. 제어수단

Claims

사각판 형태로 구성되어 건축물의 골조에 결합되고, 외측면에는 삽입홈(11)이 형성되고, 양단에는 내외측면을 관통하도록 관통공(12)이 형성된 패널본체(10); 및
상기 패널본체(10)의 외측면에 고정된 방열판(21)과, 상기 방열판(21)의 내측면에 설치되고 양단이 상기 패널본체(10)에 형성된 관통공(12)을 통해 상기 패널본체(10)의 내측으로 연장되도록 설치된 냉각수관(22)과, 상기 방열판(21)의 외측면에 부착되어 태양광이 조사되면 발전을 하는 복수개의 솔라셀(23)을 포함하는 태양광발전기(20);
상기 방열판(21)의 일측에 구비되어 상기 방열판(21)의 온도를 측정하는 온도측정센서(41);
플랙시블한 고무재질로 이루어지고, 양단이 상기 패널본체(10)의 내측으로 연장된 상기 냉각수관(22)의 양단에 연결되는 순환관(42);
상기 순환관(42)의 중간부에 구비되어 상기 냉각수관(22)의 내부로 공급되는 냉각수를 순환시키는 순환펌프(43);
상기 순환관(42)의 중간부에 구비되고, 내부에는 냉각수가 저장된 냉각수탱크(44);
상기 순환관(42)의 중간부에 연결되어 상기 순환관(42)을 통과해 순환되는 냉각수의 열을 방출하는 라디에이터(45a)와, 상기 라디에이터(45a)의 일측에 구비되어 상기 라디에이터(45a)로 공기를 불어내는 냉각팬(45b)을 구비하여 상기 냉각수관(22)과 상기 순환관(42)을 통해 순환되는 냉각수를 냉각시키는 냉각장치(45);
상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하고, 상기 순환펌프(43)와 냉각장치(45)의 작동을 제어하는 제어수단(46);
상기 솔라셀(23)의 상측에 위치되도록 상기 패널본체(10)의 외측면에 배치되어 둘레면에 형성된 다수개의 분사공(47a)을 통해 상기 솔라셀(23)로 냉각수를 분사하는 분사관(47);
상기 분사관(47)과 상기 냉각수관(22)을 연결하는 연결관(48); 및
상기 연결관(48)의 중간부에 구비되고, 상기 제어수단(46)의 제어에 따라 상기 연결관(48)의 중간부를 개폐하는 제어밸브(49); 를 포함하되,
상기 제어수단(46)은 상기 온도측정센서(41)의 신호를 수신하여 상기 방열판(21)의 온도가 제1 기준온도 이상으로 상승되면 상기 순환펌프(43)와 상기 냉각장치(45)를 구동시키고, 상기 방열판(21)의 온도가 상기 제1 기준온도보다 높게 설정된 제2 기준온도 이상으로 상승되면 상기 제어밸브(49)를 개방하여 상기 냉각수관(22)을 통과하는 냉각수가 상기 분사관(47)을 통해 솔라셀(23)의 상면으로 분사되도록 하는,
것을 특징으로 하는 건축용 패널.
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