KR101997573B1 - 다기능 태양광패널 - Google Patents

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KR101997573B1
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이건호
장대희
임석호
김용기
조동우
주정훈
정진우
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한국건설기술연구원
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 다기능 태양광패널은 건축물의 외부창호 하단에 위치하도록 외부벽면에 부착되어 태양광을 흡수하는 제1태양광패널과, 상기 제1태양광패널과 소정의 각도를 이루도록 외부벽면에 돌출된 형태로 구비되어 태양광을 흡수하고, 상기 제1태양광패널에서 반사된 태양광을 흡수하며, 실내로 유입되는 태양광을 차단하는 제2태양광패널과, 상기 제1태양광패널 또는 상기 제2태양광패널에 구비되어 상기 제1태양광패널을 외부벽면에 고정하거나 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널의 각도를 고정하는 고정부재를 구비할 수 있다.

Description

다기능 태양광패널{Multifunctional solar panel}
본 발명은 다기능 태양광패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 패널 자체의 버려지는 반사율을 이용하여 태양광의 효율을 개선하며 뿐만 아니라, 외부차양의 기능도 수행할 수 있는 다기능 태양광패널에 관한 것이다.
건물에 부착하는 기존 태양광 발전 패널은 태양과의 입사각이 90도를 유지할 때 가장 효율이 높고, 수평면에 적용시 90% 수준으로, 수직면에 적용시 70% 수준으로 감소한다.
이는 태양과 패널 표면의 입사각 변함에 따른 태양광의 반사율의 증가로 인해 발생하게 된다.
그리고 창호의 면적이 상대적으로 큰 국내 건물에는 태양광 패널을 수직으로 고정할 면적이 적은 실정이다.
특히 창호 상단의 벽면 또는 발코니 난간부에 적용하기에는 면적의 한계가 있다.
또한, 건물의 고층화로 인하여 수직 벽체의 면적은 증가했지만 태양광 발전 효율을 높일 수 있는 기술은 부족한 실정이다.
특히, 고층건물은 일사 유입 영향이 높아 실내 온도를 상승시켜 냉방수요를 증가시키는 문제가 있고, 기존 BIPV 적용시에도 실내 냉방부하 억제 효과가 발휘되는 않은 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-0916766호(2009.09.14)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 버려지는 반사율을 이용하여 효율개선 및 발전면적을 확대할 수 있는 다기능 태양광패널을 제공하는 것이다.
또한, 외부차양기능을 할 수 있는 다기능 태양광패널을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 태양광패널은 건축물의 외부창호 하단에 위치하도록 외부벽면에 부착되어 태양광을 흡수하는 제1태양광패널과, 상기 제1태양광패널과 소정의 각도를 이루도록 외부벽면에 돌출된 형태로 구비되어 태양광을 흡수하고, 상기 제1태양광패널에서 반사된 태양광을 흡수하며, 실내로 유입되는 태양광을 차단하는 제2태양광패널과, 상기 제1태양광패널 또는 상기 제2태양광패널에 구비되어 상기 제1태양광패널을 외부벽면에 고정하거나 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널의 각도를 고정하는 고정부재를 구비할 수 있다.
상기 제1태양광패널은 외부벽면과 대응되는 제1기초판과, 상기 제1기초판의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제1태양광모듈을 구비할 수 있다.
상기 제2태양광패널은 외부벽면에 돌출된 형태로 구비되는 제2기초판과, 상기 제2기초판의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제2태양광모듈을 구비할 수 있다.
상기 고정부재는 상기 제1기초판과 상기 제2기초판이 맞대어지는 일단의 양측에 각각 구비되어 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널의 상호 각도를 고정하는 제1고정부와, 상기 제1기초판의 타단에 구비되어 상기 제1태양광패널을 외부벽면에 고정하는 제2고정부를 구비할 수 있다.
상기 제1고정부는 상기 외부벽면에 고정되는 제1고정체와, 상기 제1고정체와 일체형으로 구비되어 상기 제1기초판 및 상기 제2기초판과 동시에 결합하는 제2고정체를 구비할 수 있다.
상기 제1고정부는 외부벽면에 고정되어 상기 제1기초판과 결합하는 제3고정체와, 상기 제3고정체와 일체형으로 구비되어 상기 제2기초판과 결합하는 제4고정체를 구비할 수 있다.
상기 제2기초판에는 상기 제2기초판의 타단 모서리와 결합하는 제3고정부가 구비되고, 상기 고정부재는 상기 제3고정부와 상기 제2고정부를 연결하는 제1와이어부를 구비할 수 있다.
상기 제3고정부는 상기 제2태양광모듈과 동일면에 위치하는 제1접면부와, 상기 제1접면부와 대응되도록 상기 제2기초판의 하면에 위치하는 제2접면부와, 상기 제2기초판의 길이방향 모서리 측에 위치하여 상기 제1접면부 및 상기 제2접면부와 일체화하는 제3접면부와, 상기 제2기초판의 너비방향 모서리 측에 위치하여 상기 제1접면부 및 상기 제2접면부와 일체화하는 제4접면부를 구비할 수 있다.
상기 제1고정부는 상기 제3고정체의 길이방향을 따라 하측으로 연장되어 상기 제1고정부의 지지력을 높이는 제5고정체를 구비하고, 상기 고정부재는 제1고정부와 상기 제5고정체를 연결하는 제2와이어부를 구비할 수 있다.
상기 제2고정부는 상기 제1기초판과 외부벽면 사이에 위치하는 제1면과, 상기 제1면과 대응되어 상기 제1태양광모듈과 동일면에 위치하는 제2면과, 상기 제1면과 상기 제2면을 일체화하는 제3면을 구비할 수 있다.
본 발명의 따른 다기능 태양광패널에 의하면, 소정의 각도를 이루는 한 쌍의 태양광패널을 구비함으로써 반사율을 이용한 효율개선 및 발전면적을 확대할 수 있는 것이다.
태양광 모듈이 적용되는 접합유리의 반사율은 15~20% 수준이며, 수평면에 반사되는 태양광이 수직면 태양광 패널에 입사되면 기존 70% 수준의 효율이 80~84% 수준으로 개선될 수 있다.
이와 함께 수직면에 반사되는 태양광이 수평면 태양광 패널에 입사되면 기존 90% 수준의 효율이 태양각과 패널이 수직을 이룰 때와 같이 100%의 수준으로 발전할 수 있다.
무엇보다 태양광 패널의 반사율을 높일 수 있도록 접합유리 내 셀의 후면유리의 반사율을 높이면, 해당 기술의 태양광 패널의 발전효율은 더욱 개선될 수 있다.
또한, 태양광패널의 벽면으로부터 돌출된 형태로 구비됨으로써 외부차양기능을 할 수 있는 것이다.
이의 경우 태양광 패널 하부의 창호면에 유입되는 일사량을 정의하는 SHGC(Solar Heat Gain Coefficient)가 내부차양이 적용되어 50% 수준인 반면, 본 기술의 적용 시는 유입일사량을 원천적으로 차단할 수 있어 SHGC 값이 10% 이하로 낮출 수 있으므로 냉방부하가 높은 오피스 또는 주상복합 건물의 경우 하절기 중 실내온도 상승을 억제할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 태양광패널이 설치된 모습의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 태양광패널이 설치된 모습의 단면도.
도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 태양광패널의 고정부재를 나타낸 사시도.
도 6 내지 도 9는 도 3에 도시된 고정부재의 변형 예를 나타낸 사시도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 태양광패널에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 태양광패널이 설치된 모습의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다기능 태양광패널이 설치된 모습의 단면도이다,
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 태양광패널(10)은 제1태양광패널(100) 및 제2태양광패널(200)을 구비할 수 있다.
제1태양광패널(100)은 건축물(20)의 외부창호(21) 하단에 위치하도록 외부벽면(22)에 부착될 수 있다. 이를 위해, 제1태양광패널(100)은 외부벽면(22)과 대응되는 제1기초판(110)과 제1기초판(110)의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제1태양광모듈(120)을 구비할 수 있다. 제1기초판(110)은 후술할 고정부재(300)에 의해 외부벽면(22)에 고정되고, 제1태양광모듈(120)은 제1기초판(110)에 고정되어 태양광을 흡수할 수 있다.
제2태양광패널(200)은 외부벽면(22)에 돌출된 형태로 구비되는데 이때, 제1태양광패널(100)과 소정의 각도를 이루어 구비될 수 있다. 제2태양광패널(200)을 자세히 살펴보면, 제2태양광패널(200)은 외부벽면(22)에 돌출된 형태로 구비되는 제2기초판(210)과 제2기초판(210)의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제2태양광모듈(220)을 구비할 수 있다. 제2기초판(210)은 고정부재(300)에 의해 외부벽면(22)에 고정되고 추가로 제1태양광모듈(120)과 연결될 수 있으며, 제2태양광모듈(220)은 제2기초판(210)에 고정되어 태양광을 흡수할 수 있다.
여기서, 제1태양광모듈(120)에 흡수되지 않고 반사된 태양광은 제1태양광패널(100)과 소정의 각도를 이루어 구비되는 제2태양광패널(200)의 제2태양광모듈(220)에 흡수되고, 반대로 제2태양광모듈(220)에 흡수되지 않고 반사된 태양광은 제2태양광패널(200)과 소정의 각도를 이루어 구비되는 제1태양광패널(100)의 제1태양광모듈(120)에 흡수될 수 있다. 이와 같이, 제1태양광패널(100) 또는 제2태양광패널(200)의 표면에서 버려지는 일사의 반사량을 흡수함으로써 상대적으로 발전 효율을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 제2태양광패널(200)의 경우, 건축물(20)의 외부벽면(22)으로부터 돌출된 형태로 구비되어 제2태양광패널(200)의 하측에 위치한 외부창호(21)보다 외측에 위치할 수 있다. 이에 따라, 제2태양광패널(200)은 제2태양광패널(200)의 하측에 위치한 외부창호(21)의 차양역할을 하게 되어 실내로 유입되는 일사량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 실내 온도가 상승하는 것이 저하되어 냉방수요를 줄이는 효과를 발휘할 수 있다.
본 실시 예에서는 다기능 태양광패널(10)이 건축물(20)의 외부벽면(22)에 구비된 것을 보였으나, 다기능 태양광패널(10)의 건축물(20)의 발코니 난간부에도 동일하게 적용될 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 에에 따른 다기능 태양광패널(10)의 고정부재(300)에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 3 내지 도 5는 도 1에 도시된 태양광패널의 고정부재를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 태양광패널(10)은 제1태양광패널(100) 또는 제2태양광패널(200)에 구비되어 제1태양광패널(100)을 외부벽면(22)에 고정하거나 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)의 각도를 고정하는 고정부재(300)를 구비할 수 있다.
이를 위해, 고정부재(300)는 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)의 상호 각도를 고정하는 제1고정부(310)와 제1태양광패널(100)을 외부벽면(22)에 고정하는 제2고정부(320)를 구비할 수 있다.
제1고정부(310)는 제1기초판(110)과 제2기초판(210)이 맞대어지는 일단의 양측에 각각 구비되어 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)의 상호 각도를 고정할 수 있다. 제1고정부(310)를 자세히 살펴보면, 제1고정부(310)는 외부벽면(22)에 고정되는 제1고정체(311) 및 제1고정체(311)와 일체형으로 구비되어 제1기초판(110), 제2기초판(210)과 동시에 결합하는 제2고정체(312)를 구비할 수 있다. 여기서, 제2기초판(210)을 삼각형 단면의 판 형상으로 구비함으로써 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)의 상호 각도를 고정함과 동시에 제2태양광패널(200)의 고정력을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.
제2고정부(320)는 제1기초판(110)의 타단 즉, 제2기초판(210)과 맞대어지지 않는 일측에 구비되어 제1태양광패널(100)을 외부벽면(22)에 고정할 수 있다. 제2고정부(320)를 자세히 살펴보면, 제2고정부(320)는 제1기초판(110)과 외부벽면(22) 사이에 위치하는 제1면(321), 제1면(321)과 대응되어 제1태양광모듈(120)과 동일면에 위치하는 제2면(322) 및 제1면(321)과 제2면(322)을 일체화하는 제3면(323)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 제2고정부(320)는 'ㄷ'자 형태로 구비되며, 제1기초판(110)의 타단 전체에 걸쳐 구비되어 제1태양광패널(100)을 외부벽면(22)에 고정할 수 있다.
다음은 고정부재(300)의 변형 예에 대해 살펴보도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 6은 도 3에 도시된 고정부재의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 고정부재(300)의 제1고정부(310)는 제3고정체(313)와 제4고정체(314)를 구비할 수 있다.
제3고정체(313)는 외부벽면(22)에 고정되어 제1기초판(110)과 결합하고, 제4고정체(314)는 제3고정체(313)와 일체형으로 구비되어 제2기초판(210)과 결합할 수 있다. 제3고정체(313)와 제4고정체(314)는 'ㄴ'자 형태로 구비될 수 있으며, 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)의 상호 각도에 따라 형태가 변형될 수 있다.
그리고 제2고정부(320)는 한 쌍을 이루어 제1기초판(110) 타단의 모서리 부분에 각각 구비될 수 있다. 이에 따라, 제2고정부(320)에 사용되는 자제를 최소화하여 제1태양광패널(100)을 외부벽면(22)에 고정할 수 있다.
다음은 고정부재(300)의 다른 변형 예에 대해 살펴보도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 7 및 도 8은 도 3에 도시된 고정부재의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 고정부재(300)는 제3고정부(330)를 구비할 수 있다. 제3고정부(330)는 제2기초판(210)의 타단 모서리와 결합하는 형태로 구비될 수 있다. 제3고정부(330)에 대해 자세히 살펴보면, 제3고정부(330)는 제2태양광모듈(220)과 동일면에 위치하는 제1접면부(331), 제1접면부(331)와 대응되도록 제2기초판(210)의 하면에 위치하는 제2접면부(332), 제2기초판(210)의 길이방향 모서리 측에 위치하여 제1접면부(331) 및 제2접면부(332)와 일체화하는 제3접면부(333), 제2기초판(210)의 너비방향 모서리 측에 위치하여 제1접면부(331) 및 제2접면부(332)와 일체화하는 제4접면부(334)를 구비할 수 있다.
이때, 제3고정부(330)에는 제1와이어부(340)의 일단이 연결되는데, 제1와이어부(340)의 타단에는 제2고정부(320)가 연결될 수 있다. 따라서, 제2고정부(320)와 제3고정부(330)는 제1와이어부(340)를 통해 서로 연결될 수 있으며, 제2태양광패널(200)의 지지력을 향상시키는 효과를 발휘할 수 있다.
다음은 고정부재(300)의 또 다른 변형 예에 대해 살펴보도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 9는 도 3에 도시된 고정부재의 변형 예를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 고정부재(300)의 제1고정부(310)는 제3고정체(313)의 길이방향을 따라 하측으로 연장되는 제5고정체(315)를 구비할 수 있다.
제5고정체(315)를 구비함에 따라 제1고정부(310)는 'ㅗ'자 형태로 구비될 수 있으며, 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)의 상호 각도에 따라 형태가 변형될 수 있다. 그리고 제1고정부(310)가 제5고정체(315)를 구비함으로써 제1고정부(310)의 지지력을 높일 수 있어 제2태양광패널(200)의 지지력 또한 높일 수 있다.
이때, 제3고정부(330)에는 제2와이어부(350)의 일단이 연결되는데, 제2와이어부(350)의 타단에는 제5고정가 연결될 수 있다. 따라서, 제3고정부(330)와 제5고정체(315)는 제2와이어부(350)를 통해 서로 연결될 수 있으며, 제2태양광패널(200)의 지지력을 향상시킴과 동시에 제1태양광패널(100)과 이루는 각도를 고정하는 고정력을 높일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 태양광패널에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 다기능 태양광패널 20: 건축물
21: 외부창호 22: 외부벽면
100: 제1태양광패널 110: 제1기초판
120: 제1태양광모듈 200: 제2태양광패널
210: 제2기초판 220: 제2태양광모듈
300: 고정부재 310: 제1고정부
311: 제1고정체 312: 제2고정체
313: 제3고정체 314: 제4고정체
315: 제5고정체 320: 제2고정부
321: 제1면 322: 제2면
323: 제3면 330: 제3고정부
331: 제1접면부 332: 제2접면부
333: 제3접면부 334: 제4접면부
340: 제1와이어부 350: 제2와이어부

Claims (11)

  1. 건축물의 외부창호 하단에 위치하도록 외부벽면에 부착되어 태양광을 흡수하는 제1태양광패널과,
    상기 제1태양광패널과 소정의 각도를 이루도록 외부벽면에 돌출된 형태로 구비되어 태양광을 흡수하고, 상기 제1태양광패널에서 반사된 태양광을 흡수하며, 실내로 유입되는 태양광을 차단하는 제2태양광패널과,
    상기 제1태양광패널 또는 상기 제2태양광패널에 구비되어 상기 제1태양광패널을 외부벽면에 고정하거나 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널의 각도를 고정하는 고정부재를 구비하고,
    상기 제1태양광패널은 외부벽면과 대응되는 제1기초판과, 상기 제1기초판의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제1태양광모듈을 구비하고,
    상기 제2태양광패널은 외부벽면에 돌출된 형태로 구비되는 제2기초판과, 상기 제2기초판의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제2태양광모듈을 구비하고,
    상기 고정부재는 상기 제1기초판과 상기 제2기초판이 맞대어지는 일단의 양측에 각각 구비되어 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널의 상호 각도를 고정하는 제1고정부와, 상기 제1기초판의 타단에 구비되어 상기 제1태양광패널을 외부벽면에 고정하는 제2고정부를 구비하고,
    상기 제2기초판에는 상기 제2기초판의 타단 모서리와 결합하는 제3고정부가 구비되고,
    상기 제3고정부는 상기 제2태양광모듈과 동일면에 위치하는 제1접면부와, 상기 제1접면부와 대응되도록 상기 제2기초판의 하면에 위치하는 제2접면부와, 상기 제2기초판의 길이방향 모서리 측에 위치하여 상기 제1접면부 및 상기 제2접면부와 일체화하는 제3접면부와, 상기 제2기초판의 너비방향 모서리 측에 위치하여 상기 제1접면부 및 상기 제2접면부와 일체화하는 제4접면부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다기능 태양광패널.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 제3고정부와 상기 제2고정부를 연결하는 제1와이어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 다기능 태양광패널.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
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