KR101959247B1 - 탄소가스켓 방열장치 및 이를 포함하는 태양광 발전 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 태양광 발전 시스템은, 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양광 전지 모듈, DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 가정이나 발전소로 송전하는 인버터, 상기 태양광 전지 모듈에서 발생한 DC 전력을 상기 인버터로 공급하는 태양광 접속반, 상기 태양광 접속반을 모니터링 하는 시스템, 상기 인버터와 연결되어 전기를 저장하는 에너지 저장 시스템을 포함하며, 상기 태양광 접속반은, 외함, 상기 외함 내부에 설치된 내부부품들과, 상기 외함 내부의 열을 외부로 방출하는 방열판을 포함하며, 상기 방열판과 상기 외함의 후면에는 상기 방열판이 걸쳐지는 방열판설치공이 뚫리고, 상기 방열판과 상기 외함의 후면 사이에는 상기 탄소가스켓 방열장치가 위치되며, 상기 탄소가스켓 방열장치는, 내재와 상기 내재의 표면에 코팅된 부식방지재를 포함하며, 상기 내재는 매트릭스 고무재 또는, 매트릭스 고무재와 탄소섬유 또는, 매트릭스 고무재와 탄소섬유직물로 구성되며, 상기 부식방지재는 탄소나노튜브 또는 그래핀으로 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 탄소가스켓 방열장치 및 이를 포함하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 발전 시스템(1)은 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양광 전지 모듈, DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 가정이나 발전소로 송전하는 인버터, 태양광 전지 모듈에서 발생한 DC 전력을 인버터로 공급하는 태양광 접속반(10), 태양광 접속반(10)을 모니터링 하는 시스템, 인버터와 연결되어 전기를 저장하는 에너지 저장 시스템으로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 태양광 접속반(10)은, 외함(11), 외함(11) 내부에 설치된 내부부품들과, 외함(11) 내부의 열을 방출하는 방열판(13), 외함(11)의 전면에 설치된 모니터(19), 가스켓(20)으로 구성된다. 외함(11)은 문(11a)과 본체(11b)로 구성된다.
내부부품들은, 태양광 관련 통합정보를 모니터링 시스템으로 전송하는 RTU(12), 반복적인 역전방을 차단하고 병렬회로에서 각 회로간 순환전력을 차단하는 다이오드(14), 실시간으로 각 채널별 전압.전류.전력 등의 태양과 발전 설비에 필요한 정보를 측정하는 스트링모듈(15), 낙뢰 및 과전압으로부 태양광 설비를 보호하는 서지보호기(16), DC차단기, 단락전류 및 과전류부터 기기를 보호하는 퓨즈홀더(18)로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 외함(11)의 후면에는 방열판설치공(11c)이 뚫린다. 방열판(13)은 방열판설치공(11c)에 걸쳐진다. 방열판(13)과 외함(11)의 후면 사이에 가스켓(20)이 위치된다. 가스켓(20)은 고무재질로 만들어진다.
방열판(13)의 리브(13a)와 외함(11)의 후면은 볼트(B)와 너트(N)로 결합된다. 이 때, 가스켓(20)은 압착된다. 압착된 가스켓(20)은 방열판(13)과 방열판설치공(11c) 사이 틈을 통해, 외함(11)의 내부로 먼지, 수분, 염분이 들어오는 것을 막는다.
한편, 최근 들어 태양광발전시스템이, 평야, 임야 보다 넓은 설치 면적을 제공하는 바다에 많이 설치되고 있다.
바다에서는 염분을 포함한 바람이 지속적으로 불어와, 고무재질의 가스켓(20)을 쉽게 부식시킨다. 이렇게 가스켓(20)이 부식되면, 가스켓(20)에 틈이 생기고, 이러한 틈을 통해 외함 (11) 내부로 먼지, 수분, 염분이 들어오게 된다.
먼지, 수분, 염분은 내부부품을 고장내고 합선을 일으켜 화재를 발생시키는 원인이 된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 탄소가스켓 방열장치 및 이를 포함하는 태양광 발전 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 탄소가스켓 방열장치는,
내재; 및
상기 내재의 표면에 코팅된 부식방지재를 포함하며,
상기 내재는 매트릭스 고무재 또는, 매트릭스 고무재와 탄소섬유 또는, 매트릭스 고무재와 탄소섬유직물로 구성되며,
상기 부식방지재는 탄소나노튜브 또는 그래핀으로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
태양광으로부터 전력을 생성하는 태양광 전지 모듈, DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 가정이나 발전소로 송전하는 인버터, 상기 태양광 전지 모듈에서 발생한 DC 전력을 상기 인버터로 공급하는 태양광 접속반, 상기 태양광 접속반을 모니터링 하는 시스템, 상기 인버터와 연결되어 전기를 저장하는 에너지 저장 시스템을 포함하며,
상기 태양광 접속반은, 외함, 상기 외함 내부에 설치된 내부부품들과, 상기 외함 내부의 열을 외부로 방출하는 방열판을 포함하며,
상기 방열판과 상기 외함의 후면에는 상기 방열판이 걸쳐지는 방열판설치공이 뚫리고,
상기 방열판과 상기 외함의 후면 사이에는 상기 탄소가스켓 방열장치가 위치되며,
상기 탄소가스켓 방열장치는, 내재와 상기 내재의 표면에 코팅된 부식방지재를 포함하며,
상기 내재는 매트릭스 고무재 또는, 매트릭스 고무재와 탄소섬유 또는, 매트릭스 고무재와 탄소섬유직물로 구성되며,
상기 부식방지재는 탄소나노튜브 또는 그래핀으로 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 탄소가스켓 방열장치는, 고무재질 내재의 표면에 부식방지재가 코팅되어 있어, 탄소가스켓 방열장치 자체의 부식이 방지된다.
본 발명에 따른 탄소가스켓 방열장치는, 내재에 탄소섬유직물 또는 짧은 탄소섬유가 혼합되어 있어, 가스켓 자체의 부식을 지연시킨다.
따라서, 본 발명에 따른 탄소가스켓 방열장치를 사용하면, 외함의 내부로 먼지, 수분, 염분이 들어가는 것이 원천적으로 차단되어, 태양광 발전 시스템이 평야, 임야는 물론 바다에 설치되더라도, 내부부품이 충분히 보호될 수 있다. 또한, 부식방지재가 열전도성이 뛰어난 탄소나노튜브나 그래핀으로 구성되어 있어, 외함 내부의 열을 신속하게 외부로 배출시킬 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 시스템에, 온도센서, 습도센서, 판단부를 두어, 탄소가스켓 방열장치의 부식 여부를 간접적으로 판단하여 경고할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 시스템에, 저항측정기를 두어 탄소가스켓 방열장치의 부식 여부를 직접적으로 판단하여 경고할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템을 사용하면, 탄소가스켓 방열장치가 뚫리는 특이 상황에 신속하게 대처 가능하다.
도 1은 일반적인 태양광 발전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양광 접속반을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 외함과, 외함의 후면에 설치된 히트싱크와, 외함과 히트싱크 사이에 설치된 탄소가스켓 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소가스켓 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 제1변형예에 따른 탄소가스켓 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 제2변형예에 따른 탄소가스켓 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1변형예에 따른 태양광 발전 시스템을 구성하는 온도센서, 습도센서, 판단부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2변형예에 따른 태양광 발전 시스템을 구성하는 탄소가스켓 방열장치, 저항측정기, 판단부를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양광 접속반을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 외함과, 외함의 후면에 설치된 히트싱크와, 외함과 히트싱크 사이에 설치된 탄소가스켓 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소가스켓 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 제1변형예에 따른 탄소가스켓 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 제2변형예에 따른 탄소가스켓 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1변형예에 따른 태양광 발전 시스템을 구성하는 온도센서, 습도센서, 판단부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2변형예에 따른 태양광 발전 시스템을 구성하는 탄소가스켓 방열장치, 저항측정기, 판단부를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소가스켓 방열장치를 자세히 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소가스켓 방열장치(100)는, 내재(110), 부식방지재(120)로 구성된다.
내재(110)는 고무재질로 만들어진다.
부식방지재(120)는 내부식성을 가진 탄소나노튜브 또는 그래핀으로 구성된다. 부식방지재(120)는 내재(110)의 표면에 코팅되어, 내재(110)가 부식되는 것을 막아준다. 또한, 부식방지재(120)가 열전도성이 뛰어난 탄소나노튜브나 그래핀으로 구성되어 있어, 외함(11, 도 2참조) 내부의 열을 신속하게 외부로 배출시킬 수 있다.
부식방지재(120)는 내재(110)의 표면에 스프레이로 뿌려져 코팅되거나, 붓으로 발라져 코팅된다.
한편, 부식방지재(120)가 내재(110)의 표면에 균일한 두께로 코팅될 경우, 내재(110)가 압착될 때, 압착되는 부분의 부식방지재(120)가 옆으로 퍼져 밀도가 낮아진다. 이 경우, 밀도가 낮아지는 부분에서 부식이 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위해, 부식방지재(120)는 내재(110)가 압착되어 퍼지는 쪽에 더 많이 코팅된다.
이하, 제1변형예에 따른 가스켓을 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1변형예에 따른 탄소가스켓 방열장치(200)는, 내재(210), 부식방지재(220)로 구성된다.
내재(210)는 매트릭스 고무재(R)와 탄소섬유(Cf)로 구성된다. 탄소섬유(Cf)는 매트릭스 고무재(R) 안에 무작위로 섞여 있다. 무작위로 섞여진 탄소섬유(Cf)로 인해, 염분이 부식방지재(220)를 뚫고 침투하더라도, 내재(210)의 부식을 최대한 지연시킬 수 있다, 또한, 탄소섬유(Cf)로 인해, 탄소가스켓 방열장치(200)의 강도가 보강된다. 탄소섬유(Cf)는 1~2mm로 짧아, 탄소섬유(Cf)를 용융된 매트릭스 고무재(R)에 섞어, 압출하고 경화시키는 방법으로 탄소가스켓 방열장치(200)을 만들어 낼 수 있다.
부식방지재(220)는 내부식성을 가진 탄소나노튜브 또는 그래핀으로 구성된다. 부식방지재(220)는 내재(210)의 표면에 코팅되어, 내재(210)가 부식되는 것을 막아준다. 또한, 부식방지재(220)가 열전도성이 뛰어난 탄소나노튜브나 그래핀으로 구성되어 있어, 외함(11, 도 2참조) 내부의 열을 신속하게 외부로 배출시킬 수 있다.
부식방지재(220)는 내재(210)의 표면에 스프레이로 뿌려져 코팅되거나, 붓으로 발라져 코팅된다.
부식방지재(220)는 내재(210)가 압착되어 퍼지는 쪽에 더 많이 코팅된다. 그 이유는 전술한 바와 같다.
이하, 제2변형예에 따른 가스켓을 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2변형예에 따른 탄소가스켓 방열장치(300)는, 내재(310), 부식방지재(320)로 구성된다.
내재(310)는 매트릭스 고무재(R)와 탄소섬유직물(FB)로 구성된다. 탄소섬유직물(FB)은 탄소섬유(Cf)가 가로와 세로로 직조되어 만들어진다. 이러한 탄소섬유직물(FB)로 인해, 염분이 부식방지재(320)를 뚫고 침투하더라도, 가로와 세로 방향으로 직조된 탄소섬유로 인해, 내재(310)의 부식을 최대한 지연시킬 수 있다, 또한, 탄소섬유직물(FB)로 인해, 가스켓(300)의 강도가 보강된다.
부식방지재(320)는 내부식성을 가진 탄소나노튜브 또는 그래핀으로 구성된다. 부식방지재(320)는 내재(310)의 표면에 코팅되어, 내재(310)가 부식되는 것을 막아준다. 또한, 부식방지재(320)가 열전도성이 뛰어난 탄소나노튜브나 그래핀으로 구성되어 있어, 외함(11, 도 2참조) 내부의 열을 신속하게 외부로 배출시킬 수 있다.
부식방지재(320)는 내재(310)의 표면에 스프레이로 뿌려져 코팅되거나, 붓으로 발라져 코팅된다.
부식방지재(320)는 내재(310)가 압착되어 퍼지는 쪽에 더 많이 코팅된다. 그 이유는 전술한 바와 같다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템을 자세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양광 전지 모듈, DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 가정이나 발전소로 송전하는 인버터, 태양광 전지 모듈에서 발생한 DC 전력을 인버터로 공급하는 태양광 접속반, 태양광 접속반을 모니터링 하는 시스템, 인버터와 연결되어 전기를 저장하는 에너지 저장 시스템으로 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템은, 도 3에 도시된 가스켓(20) 대신에, 도 4 내지 도 6에 도시된 탄소가스켓 방열장치(100,200,300)를 사용한다. 탄소가스켓 방열장치(100,200,300)는 방열판(13)과 외함(11)의 후면 사이에 설치된다.
이하, 본 발명의 제1변형예에 따른 태양광 발전 시스템을 자세히 설명한다.
본 발명의 제1변형예에 따른 태양광 발전 시스템은, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에, 도 7에 도시된 온도센서(31)와 습도센서(32)와 판단부(33)가 추가된다. 나머지 구성요소는 동일하다.
이렇게 온도센서(31)와 습도센서(32)와 판단부(33)를 추가한 이유는, 탄소가스켓 방열장치(100,200,300)을 사용하였음에도 불구하고, 만에 하나 탄소가스켓 방열장치(100,200,300)이 부식되어 구멍이 뚫리는 것을 신속하게 감지하기 위함이다.
온도센서(31)와 습도센서(32)는 외함의 내부에 설치된다.
판단부(33)는 온도센서(31)로부터 온도정보를 받고, 습도센서(32)로부터 습도정보를 받는다.
탄소가스켓 방열장치(100,200,300)가 부식되어 구멍이 뚫리면, 외함 내부의 온도가 급격하게 변하게 되고, 외함 내부의 습도가 급격하게 변하게 된다.
이 경우, 판단부(33)는 탄소가스켓 방열장치(100,200,300)이 부식되어 구멍이 뚫렸다고 판단하고, 관리자에게 경고를 보낸다.
이렇게 온도센서(31), 습도센서(32), 판단부(33)를 더 두어, 탄소가스켓 방열장치(100,200,300)의 부식여부를 간접적으로 감지하고 경고를 보냄으로써, 탄소가스켓 방열장치(100,200,300)이 뚫리는 특이 상황에 신속하게 대처 가능하다.
이하, 본 발명의 제2변형예에 따른 태양광 발전 시스템을 자세히 설명한다.
본 발명의 제2변형예에 따른 태양광 발전 시스템은, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템에, 도 8에 도시된 저항측정기(41)와 판단부(42)가 추가된다. 여기서, 탄소가스켓 방열장치는 탄소섬유가 서로 연결된 탄소섬유 직물이 들어간 탄소가스켓 방열장치(300)가 사용된다. 나머지 구성요소는 동일하다.
이러한 저항측정기(41)와 판단부(42)를 추가한 이유는, 탄소가스켓 방열장치(300)을 사용하였음에도 불구하고, 만에 하나 탄소가스켓 방열장치(300)이 부식되어 구멍에 뚫리는 것을 신속하게 감지하기 위함이다.
저항측정기(41)는 탄소가스켓 방열장치(300)의 저항을 측정한다.
탄소가스켓 방열장치(300)의 내재(310)에는 탄소섬유가 서로 연결된 탄소섬유 직물FB)이 들어가 있어, 탄소가스켓 방열장치(300)에 전기를 흘려보내면 탄소가스켓 방열장치(300)의 저항값을 얻어낼 수 있다. 도면부호 W는 탄소섬유직물(FB)과 저항측정기(40)을 연결하는 전선이다.
탄소가스켓 방열장치(300)이 부식되어 탄소섬유직물(FB)이 끊어지게 되면, 탄소가스켓 방열장치(300)의 저항은 급격하게 올라가게 된다.
이 경우, 판단부(42)는 탄소가스켓 방열장치(300)이 부식되어 구멍에 뚫렸다고 판단하고, 관리자에게 경고를 보낸다.
이렇게 저항측정기(41), 판단부(42)를 두어 탄소가스켓 방열장치(300)의 부식을 직접적으로 감지하고 경고를 보냄으로써, 탄소가스켓 방열장치(300)이 뚫리는 특이 상황에 신속하게 대처 가능하다.
1: 태양광 발전 시스템 10: 태양광 접속반
31: 온도센서 32: 습도센서
41: 저항측정기 33,42: 판단부
100,200,300: 탄소가스켓 방열장치 110,210,310: 내재
120,220,320: 부식방지재
31: 온도센서 32: 습도센서
41: 저항측정기 33,42: 판단부
100,200,300: 탄소가스켓 방열장치 110,210,310: 내재
120,220,320: 부식방지재
Claims (4)
- 삭제
- 태양광으로부터 전력을 생성하는 태양광 전지 모듈, DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 가정이나 발전소로 송전하는 인버터, 상기 태양광 전지 모듈에서 발생한 DC 전력을 상기 인버터로 공급하는 태양광 접속반, 상기 태양광 접속반을 모니터링 하는 시스템, 상기 인버터와 연결되어 전기를 저장하는 에너지 저장 시스템을 포함하며,
상기 태양광 접속반은, 외함, 상기 외함 내부에 설치된 내부부품들과, 상기 외함 내부의 열을 외부로 방출하는 방열판을 포함하며,
상기 방열판과 상기 외함의 후면에는 상기 방열판이 걸쳐지는 방열판설치공이 뚫리고,
상기 방열판과 상기 외함의 후면 사이에는 탄소가스켓 방열장치가 위치되며,
상기 탄소가스켓 방열장치는, 내재와 상기 내재의 표면에 코팅된 부식방지재를 포함하며,
상기 내재는 매트릭스 고무재와 탄소섬유직물로 구성되며,
상기 부식방지재는 탄소나노튜브 또는 그래핀으로 구성되며,
상기 탄소가스켓 방열장치의 저항을 측정하기 위한 저항측정기와, 상기 저항측정기로부터 상기 탄소가스켓 방열장치의 저항값을 받아 상기 탄소가스켓 방열장치의 부식여부를 직접적으로 판단하는 판단부가 포함된 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템. - 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020180134128A KR101959247B1 (ko) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 탄소가스켓 방열장치 및 이를 포함하는 태양광 발전 시스템 |
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KR1020180134128A KR101959247B1 (ko) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 탄소가스켓 방열장치 및 이를 포함하는 태양광 발전 시스템 |
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KR101959247B1 true KR101959247B1 (ko) | 2019-03-19 |
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ID=65908552
Family Applications (1)
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KR (1) | KR101959247B1 (ko) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101228603B1 (ko) * | 2012-07-31 | 2013-01-31 | 엘지전자 주식회사 | 그라파이트 밀폐형 열전도성 탄성 가스켓 |
JP2014054183A (ja) * | 2013-12-16 | 2014-03-20 | Fuji Electric Co Ltd | 密閉形配電盤 |
KR101666147B1 (ko) * | 2016-02-03 | 2016-10-13 | 운지파워텍(주) | 태양광발전시스템의 접속반 방열장치 |
KR20170114383A (ko) | 2016-04-04 | 2017-10-16 | 인피니티에너지주식회사 | 태양광 모듈 접속함 |
JP2017208323A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 燃料電池用フレームガスケットおよびその成形方法 |
-
2018
- 2018-11-05 KR KR1020180134128A patent/KR101959247B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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