KR101998619B1 - 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템 - Google Patents
태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 태양광이 투과되는 글래스와의 사이에 축열공간을 형성하도록 솔라셀이 마련되고, 상기 솔라셀에 접착제층을 매개로 태양열집열판이 부착되되, 상기 접착제층이 연성을 가진 제 1 접착제와, 열전도성을 가진 제 2 접착제와, 연성을 가진 제 1 접착제의 적층에 의해 형성되며, 상기 태양열집열판과 케이스 사이에 단열재가 채워지는 태양광/태양열 융합유닛; 상기 솔라셀로부터 생성되는 전기에너지를 축전하는 축전지; 상기 태양열집열판에 의해 가열된 온수를 공급받아 열을 저장하고, 난방 또는 온수로서 공급하도록 하는 축열조; 상기 축열조로부터 공급되는 온수를 가압하여 스팀을 생성하는 부스터; 상기 부스터로부터 공급되는 스팀에 의해 동작하는 터빈; 상기 터빈에 의해 동작하여 생성되는 전기에너지를 상기 축전지에 축전되도록 제공하는 발전기; 및 상기 축전지에 전기에너지가 축전되도록 제어를 수행하는 콘트롤러;를 포함하도록 한 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 집광과 집열 효율을 높이도록 하여, 에너지의 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 발전을 비롯한 에너지 생산에 대한 신뢰성을 높임으로써 안정적인 사용을 가능하도록 하며, 태양에너지의 조사량이 많은 하절기에 솔라셀의 온도상승으로 인한 효율저하를 막을 수 있고, 수명을 연장시킬 수 있다.
Description
본 발명은 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광과 태양열을 효과적으로 사용하여, 전기에너지와 난방 및 온수를 제공하도록 하는 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전은 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 것으로서, 이러한 태양광은 풍력, 바이오매스, 지열, 수력, 조력 등과 함께 신재생에너지 중의 하나에 해당하고, 무한한 자원인 태양광을 이용하기 때문에 안전하면서 친환경적인 에너지이며, 발전 원가가 하락하는 전력원이기 때문에 많은 성장이 기대되고 있다.
이러한 태양광 발전을 위해서는 태양광을 받아서 전기로 변환하기 위한 솔라셀(solar cell)이 필요한데, 솔라셀은 태양광이 입사되면, n-형 반도체와 p-형 반도체에서 전자와 홀이 생성되고, 이렇게 생성된 전자와 홀이 전극으로 이동하게 되는 광전효과(photovoltaic effect)에 의해 전기를 생산하게 된다.
그러나, 태양광 발전은 에너지 생산성을 향상시키는데 한계를 가지므로, 태양열 발전을 복합적으로 운영하는 시스템이 개발되었는데, 이와 관련되는 종래 기술로는 한국등록특허 제10-1568606호의 "태양광열 모듈 및 이 태양광열 모듈을 포함하는 태양광열 및 지열 시스템"이 제시된 바 있다. 이는 태양광열(PVT) 모듈에 있어서, 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지를 포함하는 태양전지층; 상기 태양전지층의 하부에 부착된 발포금속층; 상기 발포금속층의 하부에 부착되는 복수개의 집열판 유닛; 및 상기 복수개의 집열판 유닛의 하부에 배치된 평판형의 단열층;을 포함하고, 상기 집열판 유닛의 각각은, 제1 측면에서 이와 대향하는 제2 측면까지 관통하고 액체가 그 내부를 흐를 수 있는 제1 유체 채널을 포함하고, 상기 제1 측면에서 바라본 상기 집열판 유닛의 단면이 역삼각형 형상을 가지며, 상기 집열판 유닛의 하부면과 상기 단열층의 상부면 사이의 공간이 공기가 통과할 수 있는 제2 유체 채널을 형성한다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 집열 등의 효율을 높이기에 부족하여, 여전히 에너지 생산성을 증대시키는데 한계로서 작용하게 되는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 집광과 집열 효율을 높이도록 하여, 에너지의 생산성을 크게 향상시키고, 발전을 비롯한 에너지 생산에 대한 신뢰성을 높임으로써 안정적인 사용을 가능하도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 태양광이 투과되는 글래스와의 사이에 축열공간을 형성하도록 솔라셀이 마련되고, 상기 솔라셀에 접착제층을 매개로 태양열집열판이 부착되되, 상기 접착제층이 연성을 가진 제 1 접착제와, 열전도성을 가진 제 2 접착제와, 연성을 가진 제 1 접착제의 적층에 의해 형성되며, 상기 태양열집열판과 케이스 사이에 단열재가 채워지는 태양광/태양열 융합유닛; 상기 솔라셀로부터 생성되는 전기에너지를 축전하는 축전지; 상기 태양열집열판에 의해 가열된 온수를 공급받아 열을 저장하고, 난방 또는 온수로서 공급하도록 하는 축열조; 상기 축열조로부터 공급되는 온수를 가압하여 스팀을 생성하는 부스터; 상기 부스터로부터 공급되는 스팀에 의해 동작하는 터빈; 상기 터빈에 의해 동작하여 생성되는 전기에너지를 상기 축전지에 축전되도록 제공하는 발전기; 및 상기 축전지에 전기에너지가 축전되도록 제어를 수행하는 콘트롤러;를 포함하는, 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템이 제공된다.
상기 제 1 접착제는, 주제와 경화제가 100 : 10~40 중량비율로 혼합된 결과물과 Al2O3 분말인 필러를 100 : 10~50의 중량비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 주제는, 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 경화제는, MPDA(Meta Phenylene Di Amine)와 DDM(Diaminodiphenylmethane)을 1 : 0.5~1.5의 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.1~0.5%에 해당하는 중량의 금속염 경화촉진제를 혼합하여 이루어질 수 있다.
상기 주제는, 지방족 고리의 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와 티오콜(thiocol)을 부가하되, 상기 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 상기 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합한 혼합물과, 상기 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와, 상기 티오콜(thiocol)이 15∼35 : 65∼85 : 1 ∼ 20의 중량비율로 혼합되어 이루어질 수 있다.
상기 제 2 접착제는, 주제와 경화제가 100 : 10~40 중량비율로 혼합된 결과물과 Al2O3 분말인 필러를 100 : 200~400의 중량비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 주제는, 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합하여 이루어지고, 상기 경화제는, MPDA(Meta Phenylene Di Amine)와 DDM(Diaminodiphenylmethane)을 1 : 0.5~1.5의 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.1~0.5%에 해당하는 중량의 금속염 경화촉진제를 혼합하여 이루어질 수 있다.
상기 주제는, 지방족 고리의 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와 티오콜(thiocol)을 부가하되, 상기 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 상기 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합한 혼합물과, 상기 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와, 상기 티오콜(thiocol)이 15∼35 : 65∼85 : 1 ∼ 20의 중량비율로 혼합되어 이루어질 수 있다.
상기 솔라셀과 상기 태양열집열판을 접착제층에 의해 서로 접착시키기 위하여, 상기 솔라셀의 접착면에 상기 제 1 접착제를 1차로 3~7㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 상기 제 1 접착제를 2차로 도포한 다음, 80~120℃로 가열하여 40~60% 경화시키고, 상기 태양열집열판의 접착면에 상기 제 1 접착제를 1차로 3~7㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 상기 제 1 접착제를 2차로 도포한 다음, 50~90℃로 가열하여 40~60% 경화시키며, 상기 태양열집열판에서 상기 제 1 접착제의 도포를 마친 면에 상기 제 2 접착제를 1차로 25~35㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 상기 제 2 접착제를 2차로 25~35㎛ 두께로 도포한 다음, 상기 솔라셀과 상기 태양열집열판을 상기 제 1 또는 제 2 접착제가 도포된 면을 서로 가압하여 밀착시킨 상태에서, 1차로 35~45℃에서 5~15분 동안 가열하고, 2차 80~120℃에서 10~30분 동안 가열하며, 3차로 120~180℃에서 5~15분 동안 가열하고, 4차로 150~250℃에서 10~30분 동안 가열할 수 있다.
상기 터빈으로부터 사용을 마친 온수를 상기 태양열집열판에 공급되기 위한 냉수와의 열교환에 의해 예열시키는 열교환기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템에 의하면, 집광과 집열 효율을 높이도록 하여, 에너지의 생산성을 크게 향상시킬 수 있고, 발전을 비롯한 에너지 생산에 대한 신뢰성을 높임으로써 안정적인 사용을 가능하도록 하며, 태양에너지의 조사량이 많은 하절기에 솔라셀의 온도상승으로 인한 효율저하를 막을 수 있고, 수명을 연장시킬 수 있으며, 태양에너지의 조사량이 많은 고온의 사막 뿐만 아니라, 열대지방에서도 설치 및 가동이 가능하도록 하고, 단위면적당 에너지생산량이 많으며, 전기와 함께 온수의 생산도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템에서, 태양광/태양열 융합유닛을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템에서, 태양광/태양열 융합유닛을 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템을 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템에서, 태양광/태양열 융합유닛을 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템(10)은 태양광/태양열 융합유닛(100)과, 축전지(210), 축열조(220), 부스터(230), 터빈(240), 발전기(250) 및 콘트롤러(270)를 포함할 수 있다.
태양광/태양열 융합유닛(100)은 태양광이 투과되는 글래스(120)와의 사이에 축열공간(130)을 형성하도록 솔라셀(140)이 마련되고, 솔라셀(140)에 접착제층(150)을 매개로 태양열집열판(160)이 부착되되, 접착제층(150)이 연성을 가진 제 1 접착제(151)와, 열전도성을 가진 제 2 접착제(152)와, 연성을 가진 제 1 접착제(151)의 적층에 의해 형성되며, 태양열집열판(160)과 케이스(110) 사이에 단열재(170)가 채워진다. 여기서 태양열집열판(160)은 태양열로부터 획득되는 열을 사용하여, 집열파이프(161)를 통해서 공급되는 냉수를 가열하여 온수가 되도록 하는데, 집열파이프(161)는 열교환 효율을 높이기 위하여, 태양열집열판(160) 내에서 지그재그를 비롯하여 다양한 형태로 배치될 수 있다. 솔라셀(140)은 25℃ 일조에서 최대치이고, 1℃ 상승시 0.5%의 전기생산량이 감소될 수 있다.
접착제층(150)은 열전달이 우수한 알루미나계 변성세라믹 접착제가 사용될 수 있는데, 다공이 없는 얇은 80∼100㎛의 열 전달이 우수한 변성세라믹을 사용할 수 있으며, 이로 인해 실크프린트, 스프레이 등으로 제조가 용이하고, 제조단가가 저렴하며, 생산단가가 낮아 상품의 가격이 저렴한 장점을 가지도록 한다.
제 1 접착제(151)는 주제와 경화제가 100 : 10~40 중량비율로 혼합된 결과물과 Al2O3 분말인 필러를 100 : 10~50의 중량비율로 혼합하여 이루어질 수 있다. 여기서, 주제는 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합하여 이루어질 수 있다. 이러한 주제는 지방족 고리의 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와 티오콜(thiocol)을 부가할 수 있되, 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합한 혼합물과, 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와, 티오콜(thiocol)이 15∼35 : 65∼85 : 1 ∼ 20의 중량비율로 혼합되어 이루어질 수 있다. 또한 경화제는 MPDA(Meta Phenylene Di Amine)와 DDM(Diaminodiphenylmethane)을 1 : 0.5~1.5의 중량비율로 혼합한 혼합물에 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.1~0.5%에 해당하는 중량의 금속염 경화촉진제를 혼합하여 이루어질 수 있다. Al2O3 분말은 구형으로서, 1~5㎛의 입경을 가질 수 있다.
제 2 접착제(152)는 주제와 경화제가 100 : 10~40 중량비율로 혼합된 결과물과 Al2O3 분말인 필러를 100 : 200~400의 중량비율로 혼합하여 이루어질 수 있다. 여기서, 주제는 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합하여 이루어질 수 있다. 주제는 지방족 고리의 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와 티오콜(thiocol)을 부가할 수 있되, 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합한 혼합물과, 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와, 티오콜(thiocol)이 15∼35 : 65∼85 : 1 ∼ 20의 중량비율로 혼합되어 이루어질 수 있다. 또한 경화제는 MPDA(Meta Phenylene Di Amine)와 DDM(Diaminodiphenylmethane)을 1 : 0.5~1.5의 중량비율로 혼합한 혼합물에 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.1~0.5%에 해당하는 중량의 철, 동, 아연, 니켈, 주석 코발트 또는 망간 등의 금속염 경화촉진제를 혼합하여 이루어질 수 있다.
케이스(110)는 본 실시례에서처럼 상방이 개방되는 내부공간을 가지는 구조를 가지거나, 이에 한하지 않고, 다른 예로서 하부에 위치하는 패널 구조로 이루어질 수도 있다.
접착제층(150)에서 제 1 접착제(151)에 의해 형성되는 각 층의 두께는 10㎛ 이하일 수 있고, 제 2 접착제(152)에 의해 형성되는 층의 두께는 50~80㎛일 수 있다. 접착제층(150)은 솔라셀(140)에 조사되어진 태양열을 태양열집열판(160)으로 전달되도록 하는 매개 역할을 하는데, 100㎛ 정도의 두께로 도포되며, 열손실없이 솔라셀(140)에 집열된 열을 태양열집열판(160)으로 전달되도록 한다. 태양열집열판(160)은 구리(Cu)나 알루미늄(Al)으로 제작될 수 있다.
솔라셀(140)과 태양열집열판(160)을 접착제층(150)에 의해 서로 접착시키기 위하여, 솔라셀(140)의 접착면에 제 1 접착제(151)를 1차로 3~7㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 제 1 접착제(151)를 2차로 도포한 다음, 80~120℃로 가열하여 40~60% 경화, 예컨대 반경화시키고, 태양열집열판(160)의 접착면에 제 1 접착제(151)를 1차로 3~7㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 제 1 접착제(151)를 2차로 도포한 다음, 50~90℃로 가열하여 40~60% 경화시키며, 태양열집열판(160)에서 제 1 접착제(151)의 도포를 마친 면에 제 2 접착제(152)를 1차로 25~35㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 제 2 접착제(152)를 2차로 25~35㎛ 두께로 도포한 다음, 솔라셀(140)과 태양열집열판(160)을 제 1 접착제(151) 또는 제 2 접착제(152)가 도포된 면을 서로 가압, 예컨대 8~12Kg/cm2의 압력으로 가압하여 밀착시킨 상태에서, 1차로 35~45℃에서 5~15분 동안 가열하고, 2차 80~120℃에서 10~30분 동안 가열하며, 3차로 120~180℃에서 5~15분 동안 가열하고, 4차로 150~250℃에서 10~30분 동안 가열할 수 있다.
축전지(210)는 솔라셀(140)로부터 생성되는 전기에너지를 축전하는데, 이에 한하지 않고 발전기(250)로부터 생성되는 전기에너지를 축전하게 되며, 축전된 전기에너지를 필요로 하는 전기장치 또는 전기부하에 공급하도록 한다.
축열조(220)는 태양열집열판(160)에 의해 가열된 온수를 공급받아 열을 저장하고, 이러한 열을 이용하여 난방 또는 온수로서 공급하도록 하며, 부스터(230)에 온수를 공급하기도 한다. 축열조(220)는 난방이나 온수로 제공하지 않을 경우, 부스터(230)에 온수를 공급함으로써, 부스터(230) 사용 에너지에 대하여 20~30%의 부담을 경감시킴으로써 에너지 효율이 뛰어나도록 할 수 있다.
부스터(230)는 축열조(220)로부터 공급되는 온수를 가압하여 스팀을 생성하여 터빈(240)에 공급하도록 한다.
터빈(240)은 부스터(230)로부터 공급되는 스팀에 의해 동작하는데, 발전기(250)의 동작에 필요한 구동력을 제공하도록 한다.
발전기(250)는 터빈(240)에 의해 동작하여 생성되는 전기에너지를 축전지(210)에 축전되도록 제공한다.
콘트롤러(270)는 축전지(210)에 전기에너지가 축전되도록 제어를 수행하는데, 이에 한하지 않고, 모든 동작에 필요한 프로세스를 사용자의 조작신호나 미리 정해진 프로그램 등에 따라 수행하도록 한다.
본 발명의 일 실시례에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템(10)은 터빈(240)으로부터 사용을 마친 온수를 태양열집열판(160)에 공급되기 위한 냉수와의 열교환에 의해 예열시키는 열교환기(260)가 마련될 수 있다. 열교환기(260)는 제 1 라인(221)을 통해 펌프(222)의 펌핑에 의해 공급되는 냉수와 제 2 라인(261)을 통해 공급되는 온수가 서로 열교환이 일어나도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템에 따르면, 태양광이 글래스(120)를 통과하여 솔라셀(140)에 조사되면, 솔라셀(140)로부터 전기에너지를 생성하고, 이렇게 생성된 전기에너지가 축전지(210)에 축전되도록 한다. 이때, 조사되는 태양에너지 중에서 태양열은 글래스(120)를 통과하여 솔라셀(140)과 글래스(120) 사이에서 에너지파장이 굴절되어 글래스(120)와 솔라셀(140) 사이의 축열공간(130)에 갇혀서 열에너지가 축열된다.
이렇게 축열된 열에너지는 솔라셀(140)을 통과하고, 접착제층(150)을 경유하여 태양열집열판(160)에 도달하여 가열이 이루어지도록 한다. 또한 태양열집열판(160)으로부터 공급되는 열을 축열조(220)가 저장하여, 난방으로 활용하거나, 난방이 차단된 상태인 경우, 부스터(230)의 스팀 발생에 사용되도록 할 수 있다.
부스터(230)에서 발생된 스팀은 터빈(240)의 구동에 사용되고, 이로 인해 구동하는 발전기(250)로부터 생성되는 전기에너지가 축전지(210)에 축전되도록 할 수 있다. 한편, 터빈(240)에서 발생된 잔열은 열교환기(260)로 흡수하여 축열조(220)로 보내고, 열교환을 마침으로써 예열된 예열수가 태양열집열판(160)에 공급되어 온수로서 가열되도록 한다.
이와 같이, 태양에너지의 가시광선과 자외선 영역은 솔라셀(140)에서 전기 생산에 사용되고, 적외선은 태양열집열판(160)에서 열에너지의 생산에 사용됨으로써, 태양에너지의 가시광선, 자외선 및 적외선 전부를 필요한 에너지로 전환하도록 하여, 에너지 생산성이 뛰어나도록 한다.
또한, 태양에너지의 조사량이 많은 하절기에 솔라셀(140)의 온도상승으로 인한 효율저하를 막고, 수명을 연장시키도록 하며, 태양에너지의 조사량이 많은 고온의 사막 뿐만 아니라, 열대지방에서도 설치 및 가동이 가능하도록 하고, 단위면적당 에너지생산량이 많으며, 전기와 함께 온수의 생산도 가능하다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 태양광/태양열 융합유닛 110 : 케이스
120 : 글래스 130 : 축열공간
140 : 솔라셀 150 : 접착제층
151 : 제 1 접착제 152 : 제 2 접착제
160 : 태양열집열판 161 : 집열파이프
170 : 단열재 210 : 축전지
220 : 축열조 221 : 제 1 라인
222 : 펌프 230 : 부스터
240 : 터빈 250 : 발전기
260 : 열교환기 261 : 제 2 라인
270 : 콘트롤러
120 : 글래스 130 : 축열공간
140 : 솔라셀 150 : 접착제층
151 : 제 1 접착제 152 : 제 2 접착제
160 : 태양열집열판 161 : 집열파이프
170 : 단열재 210 : 축전지
220 : 축열조 221 : 제 1 라인
222 : 펌프 230 : 부스터
240 : 터빈 250 : 발전기
260 : 열교환기 261 : 제 2 라인
270 : 콘트롤러
Claims (7)
- 태양광이 투과되는 글래스와의 사이에 축열공간을 형성하도록 솔라셀이 마련되고, 상기 솔라셀에 접착제층을 매개로 태양열집열판이 부착되되, 상기 접착제층이 연성을 가진 제 1 접착제와, 열전도성을 가진 제 2 접착제와, 연성을 가진 제 1 접착제의 적층에 의해 형성되며, 상기 태양열집열판과 케이스 사이에 단열재가 채워지는 태양광/태양열 융합유닛;
상기 솔라셀로부터 생성되는 전기에너지를 축전하는 축전지;
상기 태양열집열판에 의해 가열된 온수를 공급받아 열을 저장하고, 난방 또는 온수로서 공급하도록 하는 축열조;
상기 축열조로부터 공급되는 온수를 가압하여 스팀을 생성하는 부스터;
상기 부스터로부터 공급되는 스팀에 의해 동작하는 터빈;
상기 터빈에 의해 동작하여 생성되는 전기에너지를 상기 축전지에 축전되도록 제공하는 발전기; 및
상기 축전지에 전기에너지가 축전되도록 제어를 수행하는 콘트롤러;
를 포함하고,
상기 제 1 접착제는,
주제와 경화제가 100 : 10~40 중량비율로 혼합된 결과물과 Al2O3 분말인 필러를 100 : 10~50의 중량비율로 혼합하여 이루어지고,
상기 주제는,
디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합하여 이루어지고,
상기 경화제는,
MPDA(Meta Phenylene Di Amine)와 DDM(Diaminodiphenylmethane)을 1 : 0.5~1.5의 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.1~0.5%에 해당하는 중량의 금속염 경화촉진제를 혼합하여 이루어지는, 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 주제는,
지방족 고리의 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와 티오콜(thiocol)을 부가하되, 상기 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 상기 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합한 혼합물과, 상기 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와, 상기 티오콜(thiocol)이 15∼35 : 65∼85 : 1 ∼ 20의 중량비율로 혼합되어 이루어지는, 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 제 2 접착제는,
주제와 경화제가 100 : 10~40 중량비율로 혼합된 결과물과 Al2O3 분말인 필러를 100 : 200~400의 중량비율로 혼합하여 이루어지고,
상기 주제는,
디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합하여 이루어지고,
상기 경화제는,
MPDA(Meta Phenylene Di Amine)와 DDM(Diaminodiphenylmethane)을 1 : 0.5~1.5의 중량비율로 혼합한 혼합물에 상기 혼합물의 전체 중량을 기준으로 0.1~0.5%에 해당하는 중량의 금속염 경화촉진제를 혼합하여 이루어지는, 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템. - 청구항 4에 있어서,
상기 주제는,
지방족 고리의 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와 티오콜(thiocol)을 부가하되, 상기 디글리시딜 에스테르 에폭사이트수지(Diglycidyl ester epoxide resin)와 상기 사이클로알리파틱 에폭사이트 수지(cycloaliphatic expoxide resin)를 10~30 : 70~90의 중량비율로 혼합한 혼합물과, 상기 디에폭시 카르복실레이트(Alicyclic diepoxy carboxylate)와, 상기 티오콜(thiocol)이 15∼35 : 65∼85 : 1 ∼ 20의 중량비율로 혼합되어 이루어지는, 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템. - 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 솔라셀과 상기 태양열집열판을 접착제층에 의해 서로 접착시키기 위하여, 상기 솔라셀의 접착면에 상기 제 1 접착제를 1차로 3~7㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 상기 제 1 접착제를 2차로 도포한 다음, 80~120℃로 가열하여 40~60% 경화시키고, 상기 태양열집열판의 접착면에 상기 제 1 접착제를 1차로 3~7㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 상기 제 1 접착제를 2차로 도포한 다음, 50~90℃로 가열하여 40~60% 경화시키며, 상기 태양열집열판에서 상기 제 1 접착제의 도포를 마친 면에 상기 제 2 접착제를 1차로 25~35㎛ 두께로 도포한 다음, 35~45℃에서 5~15분 가열하여 흄을 제거한 다음, 상기 제 2 접착제를 2차로 25~35㎛ 두께로 도포한 다음, 상기 솔라셀과 상기 태양열집열판을 상기 제 1 또는 제 2 접착제가 도포된 면을 서로 가압하여 밀착시킨 상태에서, 1차로 35~45℃에서 5~15분 동안 가열하고, 2차 80~120℃에서 10~30분 동안 가열하며, 3차로 120~180℃에서 5~15분 동안 가열하고, 4차로 150~250℃에서 10~30분 동안 가열하는, 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템. - 청구항 1, 청구항 3 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터빈으로부터 사용을 마친 온수를 상기 태양열집열판에 공급되기 위한 냉수와의 열교환에 의해 예열시키는 열교환기를 더 포함하는, 태양광과 태양열 융합 및 복합 활용 에너지 시스템.
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- 2019-01-09 KR KR1020190002600A patent/KR101998619B1/ko active IP Right Grant
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