KR102068023B1 - Apparatus for cleaning and cooling floating solar power using wave energy - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a device for cooling and cleaning a water solar photovoltaic module using wave energy. The device for cooling and cleaning a water solar photovoltaic module using wave energy comprises: a floating body on which a solar module is installed; a mooring line extended from the floating body and fixed to the bottom of the water to support the floating body; a pump provided on the mooring line, including a piston operated by tension applied to the mooring line in accordance with fluctuation of the floating body, and spraying seawater at a constant pressure; and an outflow pipe leading the seawater sprayed from the pump to an upper part of the solar module installed on the floating body. Therefore, as the floating body is fluctuated by receiving wave energy, the mooring line, connected to an edge receives a tensile force, drives the pump located in the water so as to suck the seawater inside the water, thereby providing a driving force to discharge the seawater outside the water.

Description

파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치{Apparatus for cleaning and cooling floating solar power using wave energy}Apparatus for cleaning and cooling floating solar power using wave energy}

본 발명은 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파동에너지를 이용하여 외부로부터 전력공급 없이 수상태양광 발전 모듈의 냉각 및 청소를 수행하는 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for cooling and cleaning aquatic photovoltaic modules using wave energy, and more particularly, to an apparatus for performing cooling and cleaning of aquatic photovoltaic modules without power supply from outside using wave energy. .

수상 태양광발전에서 모듈을 냉각시키는 방법은 전기적 힘을 이용한 모터를 사용하여 냉각하는 방법이 있다. 그 중에서도, 수막 냉각과 스프링클러 방식은 물 펌프를 이용하여 태양광모듈에 직접 물을 공급함으로써 냉각 및 청소를 수행한다.The cooling method of the module in water photovoltaic power generation is a cooling method using a motor using an electric force. In particular, the water film cooling and sprinkler system performs cooling and cleaning by directly supplying water to the solar module using a water pump.

이러한 냉각은 가열되는 태양광 모듈의 온도 상승에 따른 효율 감소를 해소하기 위해서이다. 태양광 모듈은 에너지원인 태양 빛을 받기 위해 외부에 설치하게 된다. 이때 태양 빛에 의해 태양광모듈의 표면 온도는 약 60°C 이상 가열된다. 가열된 태양광 모듈은 온도 상승에 따라 -0.4~0.5 %/°C 효율 감소 현상이 발생된다. This cooling is to solve the efficiency decrease caused by the temperature rise of the solar module is heated. The solar module is installed outside to receive solar light as an energy source. At this time, the surface temperature of the solar module is heated by about 60 ° C or more. The heated photovoltaic module experiences a decrease in efficiency of -0.4 to 0.5% / ° C as the temperature rises.

모듈의 냉각 이외에도 물을 이용하는 방법으로 태양광 모듈 청소가 있다. 모듈은 외부 환경에 노출되어 있어 먼지, 조류의 배설물 등에 의해 부분적으로 그림자 영향을 받게 된다. 이러한 그림자 영향으로 인해 태양광 모듈에 입사되는 빛의 양이 감소하게 된다. 빛의 양의 감소는 태양광 효율 저하를 야기한다. 또한 조류의 배설물에 의해 태양광 모듈의 부식이 발생될 수 있다. 따라서 이러한 먼지와 조류의 배설물을 효과적으로 제거하기 위한 방법으로 물을 활용한다. In addition to cooling the module, there is a solar module cleaning method using water. The module is exposed to the outside environment, which is partially shadowed by dust, bird droppings, etc. Due to the shadow effect, the amount of light incident on the solar module is reduced. The decrease in the amount of light causes a decrease in solar efficiency. In addition, corrosion of the solar module may occur due to the excretion of algae. Therefore, water is used as a method for effectively removing the dust and algae feces.

수상 태양광모듈의 냉각 및 청소를 수행하기 위해 사용되고 있는 펌프는 전기적인 에너지를 사용하여 모터를 구동하는 방식이 일반적인데, 이 경우 전기에너지를 공급하기 위한 비용이 소요되며, 전원공급 장치 및 모터가 해수에 노출되기 쉬운 환경에 있어 유지 보수를 위한 별도의 비용이 추가적으로 드는 문제가 있었다.   The pump used to cool and clean the water photovoltaic module is a method of driving a motor using electrical energy. In this case, a cost for supplying electrical energy is required. In an environment susceptible to seawater, there is a problem of additional costs for maintenance.

국내 등록특허공보 제10-1636654호Domestic Patent Publication No. 10-1636654 국내 등록특허공보 제10-1802795호Domestic Patent Publication No. 10-1802795

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전기에너지를 사용하지 않고, 해수를 이용해 태양광발전 모듈의 냉각 및 청소를 수행하는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for cooling and cleaning of a photovoltaic module using seawater without using electrical energy.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한 본 발명의 특징은 다음과 같다. The characteristics of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, and to perform the characteristic functions of the present invention described below are as follows.

태양광 모듈이 설치되는 부유체; 상기 부유체로부터 연장되고 수중 하부에 고정되어 상기 부유체를 지지하는 계류선; 상기 계류선에 구비되되, 상기 부유체의 요동에 따라 상기 계류선에 걸리는 장력에 의해 동작하는 피스톤을 포함하여 해수를 일정한 압력으로 분사하는 펌프; 및 상기 펌프로부터 분사된 해수를 상기 부유체에 설치된 태양광 모듈의 상부로 안내하는 유출관;을 포함한다.Floating body in which the solar module is installed; A mooring line extending from the floating body and fixed to the lower portion of the water to support the floating body; A pump provided in the mooring line and including a piston operated by a tension applied to the mooring line according to the swing of the float; And an outlet pipe for guiding the seawater injected from the pump to an upper portion of the solar module installed in the floating body.

바람직하게는, 상기 펌프는, 상부 실린더와 상기 상부 실린더의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 상부 실린더의 내부에 수납되어 연직운동하는 하부 실린더를 포함하며, 상기 상부 실린더는, 상면으로부터 연장되되 상기 하부 실린더에 일정 깊이까지 관통형성된 피스톤 로드가 중앙에 형성되고, 상기 피스톤로드는, 상기 하부실린더의 단면 형상에 대응되는 피스톤이 끝단에 구비되어 상기 하부 실린더를 제1영역 및 제2영역으로 분획하고, 상기 제 1영역은, Preferably, the pump includes an upper cylinder and a lower cylinder having an outer diameter smaller than the inner diameter of the upper cylinder and being accommodated in the upper cylinder and vertically moving, wherein the upper cylinder extends from an upper surface of the lower cylinder. A piston rod penetrated to a predetermined depth is formed at the center thereof, and the piston rod has a piston corresponding to a cross-sectional shape of the lower cylinder at an end to divide the lower cylinder into a first region and a second region. The first area is

피스톤 로드가 위치하며, 상기 제2영역은, 해수가 유입되는 공간인 것을 특징으로 하며, 상기 제1영역에는 피스톤에 복원력을 제공하는 피스톤 스프링을 더 포함한다.The piston rod is located, the second region is characterized in that the space in which the seawater flows, the first region further includes a piston spring for providing a restoring force to the piston.

또한, 상기 하부 실린더는, 일측에 외부와 연통되는 유입구가 형성되어 해수를 공급받고, 타측에는 해수를 배출하는 유출구가 형성되어 상기 유출관과 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower cylinder, the inlet is formed in communication with the outside on one side is supplied with the seawater, the outlet side is formed on the other side is characterized in that it is connected to the outlet pipe.

또한, 상기 계류선은, 상기 상부 실린더에 구비되어 상기 부유체의 이동에 따라 피스톤 로드를 동작시키는 상부 계류선과, 상기 하부 실린더로부터 연장되고 수중 하부에 고정된 하부 계류선을 포함한다.The mooring line may include an upper mooring line provided in the upper cylinder and operating a piston rod according to the movement of the floating body, and a lower mooring line extending from the lower cylinder and fixed to the lower portion of the water.

또한, 상기 유입구는, 상기 하부 실린더로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 거름망을 더 포함하며, 상기 유출구는 내부 압력에 의해 연직으로 이동하며 상기 유출구를 개폐하는 유출 밸브; 상기 유출밸브에 구비되되, 상기 유출밸브에 복원력을 제공하는 유출밸브 스프링을 더 포함한다.In addition, the inlet further includes an inlet strainer to prevent foreign matter from entering the lower cylinder, the outlet is vertically moved by the internal pressure and the outlet valve for opening and closing the outlet; The outlet valve is provided, and further comprises an outlet valve spring for providing a restoring force to the outlet valve.

한편, 상기 태양광 모듈의 상부에 설치되고, 상기 유출관으로부터 배출된 해수를 일시적으로 수용하는 수로; 및 상기 수로를 상기 부유체 상에 지지하는 지지부를 더 포함하며, 상기 수로는, 적어도 하나 이상의 분무구멍으로 이루어진 배출부가 형성되고, 상기 배출부는 태양광 모듈에 대응되는 위치에 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, is installed on top of the photovoltaic module, the water channel for temporarily receiving the seawater discharged from the outlet pipe; And a support part supporting the water channel on the floating body, wherein the water channel includes at least one discharge portion formed of at least one spray hole, and at least one discharge portion is provided at a position corresponding to the solar module. It features.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 부유체가 파도에 의해 요동함으로써 계류선을 통해 연결된 펌프가 작동하는 구조에 따르면 냉각 및 청소를 위한 장치를 경제적으로 유지 및 보수하는 효과를 제공한다. As described above, according to the structure in which the pump connected through the mooring line is operated by the floating body of the present invention by the fluctuation of the wave provides an effect of economically maintaining and repairing the device for cooling and cleaning.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다. The effects of the present invention are not limited to the above, and other effects not mentioned will be clearly recognized by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치에 포함된 펌프의 상태를 나타낸 투시도이다.
도 3은 도 2의 펌프의 다른 상태를 나타낸 투시도이다. 1 is a perspective view of a water-based photovoltaic module cooling and cleaning device using wave energy according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing the state of the pump included in the water-based photovoltaic module cooling and cleaning device using the wave energy according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing another state of the pump of FIG.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail. It should be noted that the same elements in the figures are represented by the same numerals wherever possible. In addition, descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

또한 아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대한 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, various modifications may be made to the embodiments described below. The examples described below are not intended to be limiting of the embodiments, but should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes for them.

이하 도면에 따라서 논리적으로 기술한다.This will be described logically according to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a water-based photovoltaic module cooling and cleaning device using wave energy according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치(10)는, 부유체(100), 계류선(200), 펌프(300) 및 유출관(400)을 포함하고, 수로(600)와 지지부(700)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an apparatus for cooling and cleaning a water photovoltaic module using wave energy according to an exemplary embodiment of the present invention may include a floater 100, a mooring line 200, a pump 300, and an outflow. The pipe 400 may further include a water channel 600 and a support 700.

부유체(100)는, 해수면과 접하여 부력을 받는 하면과 수상에 노출되어 태양광발전 모듈을 지지하는 상면을 포함하는 부유구조물이다. The floating body 100 is a floating structure including a lower surface which is buoyant in contact with the sea surface and an upper surface which is exposed to the water surface and supports the photovoltaic module.

해수면에 부유하며 바람이나 파도의 영향에 의해 쉽게 요동하지 않고 태양광발전 모듈을 안정적으로 지지하도록 일정한 면적을 갖는 평판형일 수 있다.It may be a flat plate having a constant area to float on the sea surface and to stably support the photovoltaic module without being easily shaken by the influence of wind or waves.

바람직하게는 태양광발전 모듈이 최대한 조밀하게 설치되도록 공간적 효율성을 고려하여 상면을 직사각형 구조로 형성할 수 있다.Preferably, the upper surface may be formed in a rectangular structure in consideration of spatial efficiency so that the photovoltaic module is installed as densely as possible.

계류선(200)은, 부유체(100)를 해수면 상에서 일정한 위치에 고정 지지하도록, 부유체(100)에 연결되어 수중 하부까지 연장된 적어도 하나 이상의 라인이다.The mooring line 200 is at least one or more lines connected to the floating body 100 and extending to the bottom of the water so as to fix and support the floating body 100 at a predetermined position on the sea surface.

부유체(100)를 보다 안정적으로 지지하기 위해 부유체(100) 가장자리를 따라 대칭성있게 연결되는 것이 바람직하며, 부력을 받아 해수면으로 노출되지 않고 수중에서 일정한 장력을 형성하기 위해 물보다 가벼운 재질을 사용하는 것이 적절할 것이다. In order to support the floating body 100 more stably, it is preferable to be symmetrically connected along the edge of the floating body 100, and use a material lighter than water to form a constant tension in the water without being exposed to sea level by buoyancy. Would be appropriate.

계류선(200)은 일단은 부유체(100)에 연결되고, 타단은 수중 하부에 설치된 고정블럭(250)에 연결될 수 있다. 이 때, 고정블럭(250)은 부유체(100)에 가해지는 파동에너지가 계류선(200)을 통해 전달되어 요동하지 않을 정도의 충분한 무게를 갖는 구성이 적절할 것이다. One end of the mooring line 200 may be connected to the floating body 100, and the other end of the mooring line 200 may be connected to the fixed block 250 installed under the water. In this case, the fixed block 250 may be appropriately configured to have a sufficient weight so that the wave energy applied to the floating body 100 is transmitted through the mooring line 200 so as not to swing.

계류선(200)에는 펌프(300)가 연결되고, 이 펌프(300)는 계류선(200)으로부터 동력을 전달받아 구동할 수 있다. The pump 300 is connected to the mooring line 200, and the pump 300 may be driven by receiving power from the mooring line 200.

계류선(200)은 펌프(300)와의 연결부를 기준으로 상부 계류선(210)과 하부 계류선(230)으로 나누어질 수 있는데, 상부 계류선(210)은 부유체(100)와 펌프(300)를 연결하고, 하부 계류선(230)은 펌프(300)와 고정블럭(250)은 연결한다.The mooring line 200 may be divided into an upper mooring line 210 and a lower mooring line 230 based on a connection with the pump 300. The upper mooring line 210 connects the floating body 100 and the pump 300. The lower mooring line 230 connects the pump 300 to the fixed block 250.

파동에너지에 의해 수면의 부유체(100)가 요동하면, 부유체(100)에 직접 연결된 상부 계류선(210)이 펌프(300)에 대해 연직방향으로 운동하며 펌프(300)를 구동시킨다.When the floating body 100 on the surface is shaken by the wave energy, the upper mooring line 210 directly connected to the floating body 100 moves in a vertical direction with respect to the pump 300 and drives the pump 300.

상부 계류선(210)의 길이는 파동에너지에 의한 부유체(100)의 요동폭을 고려하여 결정된다. The length of the upper mooring line 210 is determined in consideration of the swing width of the floating body 100 by the wave energy.

계류선(200)은 파동에너지에 의한 부유체(100)의 요동범위가 가장 큰 부유체(100)의 코너부에 연결되는 것이 바람직할 것이다. 따라서 사각형 평판으로 부유체(100)를 형성할 경우, 4개의 코너부에 각각 계류선(200)이 연결될 수 있다. The mooring line 200 may be connected to the corner portion of the floating body 100 having the largest swing range of the floating body 100 due to the wave energy. Therefore, when the floating body 100 is formed of a rectangular flat plate, the mooring lines 200 may be connected to the four corner portions, respectively.

도 1은 펌프(300)가 각 계류선(200)마다 하나씩 구비된 구조만을 도시하고 있으나, 통상의 기술자는 단순한 설계 변경을 통해, 복수개의 펌프(300)를 하나의 계류선(200)에 설치하는 것도 가능할 것이다. FIG. 1 illustrates only a structure in which one pump 300 is provided for each mooring line 200, but a person skilled in the art may install a plurality of pumps 300 in one mooring line 200 through a simple design change. It will be possible.

이때 하나의 계류선(200)은 복수개의 펌프(300)들을 통해 단속적으로 연결될 수 있다.In this case, one mooring line 200 may be intermittently connected through the plurality of pumps 300.

펌프(300)는, 연직운동에 의해 수중에서 해수를 흡입하여 배출한다.The pump 300 sucks and discharges seawater in the water by vertical movement.

연결된 계류선(200)으로부터 구동력을 전달받아 운동하며, 일측에 형성된 유입구(332)를 통해 해수를 흡입하고, 타측에 형성된 유출구(334)를 통해 일정한 압력으로 해수를 분사하여 수상에 위치한 태양광발전 모듈을 냉각 및 청소할 수 있다. 상부와 하부에 각각 계류선(200)이 연결되되, 하부에 연결된 계류선, 즉 하부계류선(230)은 해수가 저장되는 공간을 구성하는 펌프(300)의 일단을 해수 하부로부터 일정한 높이상에 고정하고, 상부에 연결된 계류선, 즉 상부계류선(210)은 부유체(100)의 운동에 따라 펌프(300)의 타단에 구동력을 전달할 수 있다.Movement received by the driving force from the mooring line 200 is connected, the inhalation of seawater through the inlet 332 formed on one side, by spraying the seawater at a constant pressure through the outlet 334 formed on the other side photovoltaic module located in the water Can be cooled and cleaned. The mooring line 200 is connected to the upper and lower, respectively, the mooring line connected to the lower, that is, the lower mooring line 230 fixes one end of the pump 300 constituting the space in which the seawater is stored at a constant height from the bottom of the seawater, The mooring line connected to the upper portion, that is, the upper mooring line 210 may transmit the driving force to the other end of the pump 300 according to the movement of the floating body (100).

유출관(400)은, 펌프(300)의 외부 일측에 구비되어 펌프(300)의 유출구(334)로부터 배출된 해수를 수상에 위치한 태양광발전 모듈의 상부로 안내한다. The outlet pipe 400 is provided at one outside of the pump 300 to guide the seawater discharged from the outlet 334 of the pump 300 to the upper portion of the photovoltaic module located in the water phase.

유출관(400)의 일단은 유출구(334)와 결착되어, 펌프(300) 내부에 일시적으로 저장된 해수가 손실없이 유출관(400)으로 전달되도록 한다. 유출관(400)의 직경은 유출구(334)의 직경과 동일 또는 더 작게 형성되는 것이, 펌프(300)로부터 분사되는 해수의 압력 감소를 최소화하여 해수를 온전히 수상의 태양광발전 모듈로 이송할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다. One end of the outlet pipe 400 is bound to the outlet 334 so that the seawater temporarily stored in the pump 300 is transferred to the outlet pipe 400 without loss. The diameter of the outlet pipe 400 is formed to be the same or smaller than the diameter of the outlet 334, it is possible to minimize the pressure reduction of the seawater sprayed from the pump 300 to transfer the seawater completely to the solar power module of the water phase It is more preferable in that it exists.

각각의 계류선(200)에 구비된 펌프(300)는 그와 대응되는 수의 유출관(400)을 통해 수상으로 해수를 이송할 수 있고, 각각의 유출관(400)은 태양광발전 모듈(500)의 상부에 설치된 수로(600)까지 해수를 인상한다. The pump 300 provided in each mooring line 200 may transfer seawater to the water phase through a corresponding number of outflow pipes 400, and each outflow pipe 400 is a photovoltaic module 500. Raise the seawater up to the waterway 600 installed at the top of the).

수로(600)는, 태양광발전 모듈(500)의 상부에 설치되되, 유출관(400)으로부터 이송된 해수를 일시적으로 수용하도록 상부가 개방되고, 일정한 높이를 갖는 외벽을 형성한다.The water channel 600 is installed in the upper portion of the photovoltaic module 500, the upper portion is opened to temporarily receive the seawater transferred from the outlet pipe 400, and forms an outer wall having a constant height.

수로(600)에 수용된 해수가 수로(600)상에서의 위치에 따라 그 깊이를 달리하지 않도록 수로(600)는 부유체(100)에 대해 수평하게 설치된다. 수로(600)에는 적어도 하나 이상의 분무구멍(610)을 갖는 배출부가 형성된다. 분무구멍(610)을 통해 배출된 해수가 하부에 위치한 태양광발전 모듈(500)을 따라 손실없이 흐를 수 있도록, 배출부는 태양광발전 모듈(500)의 수와 대응되는 수만큼 그와 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. The waterway 600 is installed horizontally with respect to the floating body 100 so that the seawater accommodated in the waterway 600 does not vary in depth depending on the position on the waterway 600. The outlet 600 is provided with a discharge portion having at least one spray hole 610. The discharge portion corresponds to the number corresponding to the number of the photovoltaic module 500 so that the seawater discharged through the spray hole 610 can flow without loss along the photovoltaic module 500 disposed below. It is preferably formed in.

지지부(700)는, 수로(600)가 태양광발전 모듈(500)의 상부 일정 높이상에서 부유체(100)와 수평으로 배치되도록, 수로(600)를 지지한다.The support part 700 supports the waterway 600 so that the waterway 600 is horizontally disposed with the floating body 100 on an upper predetermined height of the photovoltaic module 500.

수로(600)를 지지하기 위한 구성이라면, 통상의 기술자가 변경가능한 범위내에서 어떠한 것이든 변경적용 가능하다. If it is a structure for supporting the water channel 600, it can change and apply anything in the range which a person skilled in the art can change.

다만, 태양광발전 효율의 최적화를 위한 공간사용, 부유체(100)에 가해지는 하중의 최소화 등을 고려할 때, 부피가 작고 가벼운 기둥형상으로써 수로(600)의 양측에 대칭적으로 설치되는 것이 보다 적절할 것이다. However, considering the use of space for optimizing the photovoltaic efficiency, minimizing the load on the floating body 100, it is more symmetrically installed on both sides of the waterway 600 as a small and light columnar shape. Will be appropriate.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치(10)에 포함된 펌프(300)의 상태를 나타낸 투시도이다. 도 3은 도 2의 펌프(300)의 다른 상태를 나타낸 투시도이다. 2 is a perspective view showing a state of the pump 300 included in the water cooling photovoltaic module cooling and cleaning device 10 using the wave energy according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view showing another state of the pump 300 of FIG.

도 2 및 도 3을 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치(10)에 포함된 펌프(300)는, 상부 실린더(310)와 하부 실린더(330)를 포함하며, 상부 실린더(310)는 피스톤 로드(313)를 포함할 수 있고, 하부 실린더(330)는 피스톤(3131), 피스톤 스프링(3331)를 포함할 수 있고, 일측에 유입구(332)가 형성되고 타측에 유출구(334)가 형성될 수 있다.2 and 3, the pump 300 included in the water-based photovoltaic module cooling and cleaning device 10 using the wave energy according to an embodiment of the present invention, the upper cylinder 310 and the lower It includes a cylinder 330, the upper cylinder 310 may include a piston rod 313, the lower cylinder 330 may include a piston 3131, a piston spring 3331, the inlet on one side 332 is formed and the outlet 334 may be formed on the other side.

상부 실린더(310)는, 상부가 폐쇄되고 하부가 개방된 원통형 관으로서, 상부 계류선(210)과 상면에서 연결되어 상부 계류선(210)에 의해 가해지는 인장력에 따라 상부 계류선(210)의 방향으로 일정변위만큼 이동할 수 있다. The upper cylinder 310 is a cylindrical tube of which the upper part is closed and the lower part is open. The upper cylinder 310 is connected to the upper mooring line 210 and the upper surface is constant in the direction of the upper mooring line 210 according to the tensile force applied by the upper mooring line 210. Can move by displacement

전술한 기능을 달성하는 범위 내에서 상부 실린더(310)의 형상을 다양하게 변경하는 것은 통상의 기술자에게 용이할 것이다. Various changes in the shape of the upper cylinder 310 within the scope of achieving the above-described function will be easy for those skilled in the art.

상부 실린더(310)는, 상면 중앙부로부터 길이방향을 따라 연장되는 피스톤 로드(313)가 내부에 구비된다. The upper cylinder 310 is provided with a piston rod 313 extending in the longitudinal direction from the upper center portion.

피스톤 로드(313)는, 상부 실린더(310)의 상면으로부터 후술하는 하부 실린더(330)의 상면을 관통하여 하부 실린더(330) 내부까지 연장형성되는 봉상형 막대일 수 있다. The piston rod 313 may be a rod-shaped rod extending from an upper surface of the upper cylinder 310 to an inner surface of the lower cylinder 330 through the upper surface of the lower cylinder 330.

상부 실린더(310)의 상면에 수직방향으로 형성되는 일정한 길이의 막대형상이라면 어떠한 형상이든 변경가능하게 적용된다. Any shape may be applied as long as it has a rod shape having a predetermined length vertically formed on the upper surface of the upper cylinder 310.

피스톤 로드(313)는 상부 실린더(310)와 한 몸체를 이루어, 상부 실린더(310)의 움직임에 따라 함께 일정 변위내에서 운동한다. The piston rod 313 forms a body with the upper cylinder 310 and moves together in a constant displacement as the upper cylinder 310 moves.

하부 실린더(330)는, 상부 실린더(310)의 내경보다 작은 외경을 가지고 상부 실린더(310)의 내부에 수납되어 연직운동 한다.The lower cylinder 330 has an outer diameter smaller than the inner diameter of the upper cylinder 310 and is accommodated in the upper cylinder 310 to vertically move.

하부 실린더(330)는, 상하부가 폐쇄된 원통형 관일 수 있다.The lower cylinder 330 may be a cylindrical tube of which upper and lower portions are closed.

전술한 기능을 달성하는 범위 내에서 하부 실린더(330)의 형상을 다양하게 변경하는 것은 통상의 기술자에게 용이할 것이다. Various changes in the shape of the lower cylinder 330 within the scope of achieving the above-described function will be easy for those skilled in the art.

하부 실린더(330)의 운동은 상대적인 것으로서, 실제로는 상부 실린더(310)의 연직운동일 수 있다.The movement of the lower cylinder 330 is relative and may actually be the vertical movement of the upper cylinder 310.

피스톤 로드(313)는 하부 실린더(330)의 상면을 관통하여 하부 실린더(330) 내부에서 일정깊이까지 연장되는데, 피스톤 로드(313)의 끝단에는 하부 실린더(330)를 제1영역(333s)과 제2영역(335s)으로 분획하는 피스톤(3131)이 구비된다. The piston rod 313 penetrates the upper surface of the lower cylinder 330 and extends to a predetermined depth inside the lower cylinder 330. At the end of the piston rod 313, the lower cylinder 330 is connected to the first region 333s. A piston 3131 for dividing into the second region 335s is provided.

피스톤(3131)은, 하부 실린더(330)의 단면형상에 대응되는 판상형 부재로서, 외주에 탄성소재를 포함하여, 제1영역(333s)을 제2영역(335s)으로부터 완전히 밀폐한다. The piston 3131 is a plate-shaped member corresponding to the cross-sectional shape of the lower cylinder 330. The piston 3131 includes an elastic material on its outer circumference to completely seal the first region 333s from the second region 335s.

제1영역(333s)과 제2영역(335s)은 하부 실린더(330)의 상대적인 운동에 따라 함께 움직이는 피스톤(3131)에 의해 그 용적이 가변적일 수 있다. The volume of the first region 333s and the second region 335s may be varied by the piston 3131 moving together according to the relative movement of the lower cylinder 330.

제1영역(333s)은 피스톤 로드(313)가 위치한 하부 실린더(330)의 상부영역으로 정의되고, 해수가 유입되지 않는다. The first region 333s is defined as an upper region of the lower cylinder 330 in which the piston rod 313 is located, and seawater does not flow in.

제2영역(335s)은 피스톤(3131)을 기준으로 하부 실린더(330)의 하부영역으로 정의되고, 해수가 유입 및 배출되는 공간이 된다. 유입되는 해수는 전술한 바와 같이 피스톤(3131)의 외주를 따라 형성된 탄성소재로 인하여, 제1영역(333s)으로 유출되지 않는다. The second region 335s is defined as a lower region of the lower cylinder 330 based on the piston 3131, and becomes a space into which seawater flows in and out. As introduced above, the seawater does not flow into the first region 333s due to the elastic material formed along the outer circumference of the piston 3131.

피스톤 스프링(3331)은, 하부 실린더(330)의 제1영역(333s)에 하부 실린더(330)의 길이방향을 따라 구비된다. 피스톤 스프링(3331)의 일단은 피스톤(3131)을, 타단은 하부실린더(330)의 상면을 가압함으로써, 피스톤(3131)에 복원력을 제공한다.The piston spring 3331 is provided along the longitudinal direction of the lower cylinder 330 in the first region 333s of the lower cylinder 330. One end of the piston spring 3331 provides a restoring force to the piston 3131 by pressing the piston 3131 and the other end to press the upper surface of the lower cylinder 330.

따라서, 상부 계류선(210)의 인장력에 의해, 상부 실린더(310)와 연결된 피스톤(3131)이 상승하면, 피스톤(3131)과 하부 실린더(330)의 상면 사이에 위치한 피스톤 스프링(3331)은 압축되고, 상부 계류선(210)에 의한 인장력이 피스톤 스프링(3331)의 탄성력보다 약해지면, 이 탄성력은 복원력으로 작용하여 피스톤(3131)을 하강시킨다. Therefore, when the piston 3131 connected to the upper cylinder 310 is raised by the tension of the upper mooring line 210, the piston spring 3331 located between the piston 3131 and the upper surface of the lower cylinder 330 is compressed and When the tensile force by the upper mooring line 210 becomes weaker than the elastic force of the piston spring 3331, this elastic force acts as a restoring force to lower the piston 3131.

피스톤(3131)의 상승 및 하강에 따라, 하부 실린더(330)의 제2영역(335s)에서는 해수의 유입 및 유출이 일어난다.As the piston 3131 rises and falls, the inflow and outflow of seawater occurs in the second region 335s of the lower cylinder 330.

유입구(332)는, 하부 실린더(330)의 일측에 형성되어 외부와 연통되며, 해수가 유입되는 통로가 된다. 유입구(332)를 통해 유입된 해수는 피스톤 스프링(3331)의 복원력이 작용할 때까지 제2영역(335s)에 일시적으로 수용된다.The inlet 332 is formed at one side of the lower cylinder 330 to communicate with the outside, and becomes a passage through which seawater flows. The seawater introduced through the inlet 332 is temporarily accommodated in the second region 335s until the restoring force of the piston spring 3331 is applied.

피스톤 스프링(3331)의 복원력이 작용할 때, 해수가 유입구(332)를 통해서는 외부로 유출되지 않도록, 유입구(332)에는 유입마개(3322)를 더 포함할 수 있다.When the restoring force of the piston spring 3331 is applied, the inlet 332 may further include an inlet stopper 3322 so that the sea water does not flow out through the inlet 332.

유입마개(3322)는 하부 실린더(330)의 내측방향이 더 넓은 면적을 갖는 T자 형상으로서, 복원력이 작용할 때 밀려난 해수가 유입마개(3322)를 밀어 유입구(332)를 막을 수 있다. The inlet stopper 3322 has a T-shape having a larger area in the inner direction of the lower cylinder 330, and when the restoring force is applied, the inlet stopper 3332 may push the inlet stopper 3322 to block the inlet 332.

유입마개(3322)의 형상 및 구조에 대해서는 통상의 기술자가 공지된 선행기술의 범위 내에서 얼마든지 변경적용 가능할 것이다.The shape and structure of the inlet stopper 3322 may be changed and applied by those skilled in the art within the scope of the known art.

또한 외부로부터 이물질이 함께 유입되는 것을 방지하기 위해 유입구(332)의 외측에는 그물망 형태의 유입 거름망(3321)을 더 포함할 수 있다. In addition, the outside of the inlet 332 may further include an inlet filtering net 3321 in the form of a net to prevent foreign substances from being introduced together from the outside.

유출구(334)는, 하부 실린더(330)의 타측에 형성되어 유출관(400)과 연결되며, 해수가 유출되는 통로가 된다. 해수는 전술한 바와 같이 피스톤 스프링(3331)의 복원력에 의해 일정한 압력으로 유출구(334)를 통해 배출된다. The outlet 334 is formed at the other side of the lower cylinder 330 and connected to the outlet pipe 400, and becomes a passage through which seawater flows out. As described above, the sea water is discharged through the outlet 334 at a constant pressure by the restoring force of the piston spring 3331.

유출구(334)는 유출관(400)을 통해 수상과 연통된다. 이때 유출구(334)를 통해 공기가 유입되어 하부 실린더(330) 내부 압력에 변화가 생기는 것을 방지하기 위해, 유출구(334)는 유출 밸브(3341)를 더 포함할 수 있다. The outlet 334 is in communication with the water phase through the outlet pipe 400. In this case, in order to prevent the air from flowing through the outlet 334 and causing a change in the pressure inside the lower cylinder 330, the outlet 334 may further include an outlet valve 3331.

유출 밸브(3341)는 해수의 유입시 폐쇄되었다가, 피스톤 스프링(3331)의 복원력에 의해 내부가 일정 압력이상으로 상승하게 되면 개방되며 해수를 유출관(400)으로 배출한다. 해수가 배출됨에 따라 내부 압력이 점차 감소하게 되고, 이 때는, 유출 밸브(3341)를 유출구(334)의 외측에서 막고 있는 유출밸브 스프링(3343)의 복원력에 의해 폐쇄된다. The outlet valve 3331 is closed upon inflow of seawater, and is opened when the inside rises above a predetermined pressure by the restoring force of the piston spring 3331, and discharges the seawater to the outflow pipe 400. As the seawater is discharged, the internal pressure gradually decreases, and at this time, it is closed by the restoring force of the outlet valve spring 3343 which blocks the outlet valve 3331 from the outside of the outlet port 334.

유출관(400)을 따라 상승한 해수는 수로(600)에 일시적으로 수용되고, 수로(600)에 형성된 분무구멍(610)을 따라 태양광발전 모듈(500)에 흘러내려, 태양광발전 모듈(500)의 냉각 및 청소를 가능하게 한다.Seawater rising along the outlet pipe 400 is temporarily accommodated in the waterway 600, flows down to the photovoltaic module 500 along the spray hole 610 formed in the waterway 600, the photovoltaic module 500 Cooling and cleaning).

즉, 부유체(100)가 파동에너지를 받아 요동함에 따라, 가장자리에 연결된 계류선(200)이 인장력을 받고, 이는 수중에 위치한 펌프(300)를 구동시켜 수중 내부의 해수를 흡입하여 수상으로 배출하는 구동력을 제공한다. That is, as the floating body 100 receives the wave energy and oscillates, the mooring line 200 connected to the edge receives a tensile force, which drives the pump 300 located in the water to suck seawater inside the water and discharge it into the water phase. Provide driving force.

또한, 파동에너지는 일정한 주기성을 갖는 바, 태양광발전 모듈(500)의 주기적인 냉각 및 청소가 가능하게 된다. In addition, the wave energy has a constant periodicity, it is possible to periodically cool and clean the photovoltaic module 500.

이하는 본 발명의 기술적 특징을 포함하는 구성들을 개시한 것이다.The following discloses configurations that include the technical features of the present invention.

태양광 모듈이 설치되는 부유체; 상기 부유체로부터 연장되고 수중 하부에 고정되어 상기 부유체를 지지하는 계류선; 상기 계류선에 구비되되, 상기 부유체의 요동에 따라 상기 계류선에 걸리는 장력에 의해 동작하는 피스톤을 포함하여 해수를 일정한 압력으로 분사하는 펌프; 및 상기 펌프로부터 분사된 해수를 상기 부유체에 설치된 태양광 모듈의 상부로 안내하는 유출관;을 포함한다.Floating body in which the solar module is installed; A mooring line extending from the floating body and fixed to the lower portion of the water to support the floating body; A pump provided in the mooring line and including a piston operated by a tension applied to the mooring line according to the swing of the float; And an outlet pipe for guiding the seawater injected from the pump to an upper portion of the solar module installed in the floating body.

바람직하게는, 상기 펌프는, 상부 실린더와 상기 상부 실린더의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 상부 실린더의 내부에 수납되어 연직운동하는 하부 실린더를 포함하며, 상기 상부 실린더는, 상면으로부터 연장되되 상기 하부 실린더에 일정 깊이까지 관통형성된 피스톤 로드가 중앙에 형성되고, 상기 피스톤로드는, 상기 하부실린더의 단면 형상에 대응되는 피스톤이 끝단에 구비되어 상기 하부 실린더를 제1영역 및 제2영역으로 분획하고, 상기 제 1영역은, Preferably, the pump includes an upper cylinder and a lower cylinder having an outer diameter smaller than the inner diameter of the upper cylinder and being accommodated in the upper cylinder and vertically moving, wherein the upper cylinder extends from an upper surface of the lower cylinder. A piston rod penetrated to a predetermined depth is formed at the center thereof, and the piston rod has a piston corresponding to a cross-sectional shape of the lower cylinder at an end to divide the lower cylinder into a first region and a second region. The first area is

피스톤 로드가 위치하며, 상기 제2영역은, 해수가 유입되는 공간인 것을 특징으로 하며, 상기 제1영역에는 피스톤에 복원력을 제공하는 피스톤 스프링을 더 포함한다.The piston rod is located, the second region is characterized in that the space in which the seawater flows, the first region further includes a piston spring for providing a restoring force to the piston.

또한, 상기 하부 실린더는, 일측에 외부와 연통되는 유입구가 형성되어 해수를 공급받고, 타측에는 해수를 배출하는 유출구가 형성되어 상기 유출관과 연결되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower cylinder, the inlet is formed in communication with the outside on one side is supplied with the seawater, the outlet side is formed on the other side is characterized in that it is connected to the outlet pipe.

또한, 상기 계류선은, 상기 상부 실린더에 구비되어 상기 부유체의 이동에 따라 피스톤 로드를 동작시키는 상부 계류선과, 상기 하부 실린더로부터 연장되고 수중 하부에 고정된 하부 계류선을 포함한다.The mooring line may include an upper mooring line provided in the upper cylinder and operating a piston rod according to the movement of the floating body, and a lower mooring line extending from the lower cylinder and fixed to the lower portion of the water.

또한, 상기 유입구는, 상기 하부 실린더로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 거름망을 더 포함하며, 상기 유출구는 내부 압력에 의해 연직으로 이동하며 상기 유출구를 개폐하는 유출 밸브; 상기 유출밸브에 구비되되, 상기 유출밸브에 복원력을 제공하는 유출밸브 스프링을 더 포함한다.In addition, the inlet further includes an inlet strainer to prevent foreign matter from entering the lower cylinder, the outlet is moved vertically by the internal pressure and the outlet valve for opening and closing the outlet; The outlet valve is provided, and further comprises an outlet valve spring for providing a restoring force to the outlet valve.

한편, 상기 태양광 모듈의 상부에 설치되고, 상기 유출관으로부터 배출된 해수를 일시적으로 수용하는 수로; 및 상기 수로를 상기 부유체 상에 지지하는 지지부를 더 포함하며, 상기 수로는, 적어도 하나 이상의 분무구멍으로 이루어진 배출부가 형성되고, 상기 배출부는 태양광 모듈에 대응되는 위치에 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, is installed on top of the photovoltaic module, the water channel for temporarily receiving the seawater discharged from the outlet pipe; And a support part supporting the water channel on the floating body, wherein the water channel includes at least one discharge portion formed of at least one spray hole, and at least one discharge portion is provided at a position corresponding to the solar module. It features.

한편 본 발명은 상술한 내용에서 본 발명의 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the embodiments of the present invention and the accompanying drawings in the above description, it is apparent to those skilled in the art that various substitutions, modifications and changes are possible without departing from the technical spirit of the present invention. something to do.

10 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치
100 부유체
200 계류선
210 상부계류선
230 하부계류선
250 고정블럭
300 펌프
310 상부 실린더
313 피스톤 로드
3131 피스톤
330 하부 실린더
332 유입구
3321 유입 거름망
3322 유입마개
333s 제1영역
3331 피스톤 스프링
334 유출구
3341 유출밸브
3343 유출밸브 스프링
335s 제2영역
400 유출관
500 태양광발전 모듈
600 수로
610 분무구멍
700 지지부10 Water photovoltaic module cooling and cleaning device
100 floats
200 mooring boats
210 Upper Mooring Ship
230 mooring line
250 fixed block
300 pump
310 upper cylinder
313 piston rod
3131 piston
330 lower cylinder
332 inlet
3321 inlet sieve
3322 inlet plug
333s first zone
3331 piston spring
334 outlet
3341 Outlet Valve
3343 Outlet Valve Spring
335s second zone
400 outlet pipe
500 solar power module
600 channels
610 spray hole
700 support

Claims (6)

삭제delete 태양광발전 모듈이 설치되는 부유체;
상기 부유체로부터 연장되고 수중 하부에 고정되어 상기 부유체를 지지하는 계류선;
상기 계류선에 구비되되, 상기 부유체의 요동에 따라 상기 계류선에 걸리는 장력에 의해 동작하며, 해수를 일정한 압력으로 분사하는 펌프; 및
상기 펌프로부터 분사된 해수를 상기 부유체에 설치된 태양광발전 모듈의 상부로 안내하는 유출관을 포함하며,
상기 펌프는,
상부 실린더와 상기 상부 실린더의 내경보다 작은 외경을 가지고 상기 상부 실린더의 내부에 수납되어 연직운동하는 하부 실린더를 포함하며,
상기 상부 실린더는,
상면으로부터 연장되되 상기 하부 실린더에 일정 깊이까지 관통형성된 피스톤 로드가 중앙에 형성되고,
상기 피스톤로드는,
상기 하부실린더의 단면 형상에 대응되는 피스톤이 끝단에 구비되어 상기 하부 실린더를 제1영역 및 제2영역으로 분획하고,
상기 제 1영역은,
피스톤 로드가 위치하며,
상기 제2영역은,
해수가 유입되는 공간인 것을 특징으로 하며,
상기 제1영역에는 피스톤에 복원력을 제공하는 피스톤 스프링을 더 포함하고,
상기 하부 실린더는,
일측에 외부와 연통되는 유입구가 형성되어 해수를 공급받고,
타측에는 해수를 배출하는 유출구가 형성되어 상기 유출관과 연결되고,
상기 유입구는,
상기 하부 실린더로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 유입 거름망을 더 포함하며,
상기 유출구는
내부 압력에 의해 연직으로 이동하며 상기 유출구를 개폐하는 유출 밸브와
상기 유출밸브에 구비되되, 상기 유출밸브에 복원력을 제공하는 유출밸브 스프링을 더 포함하는 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치. Floating body in which the solar power module is installed;
A mooring line extending from the floating body and fixed to the lower portion of the water to support the floating body;
A pump provided in the mooring line, the pump being operated by the tension applied to the mooring line according to the fluctuation of the floating body and injecting the seawater at a constant pressure; And
It includes an outlet pipe for guiding the seawater injected from the pump to the upper portion of the photovoltaic module installed in the float,
The pump,
It includes an upper cylinder and a lower cylinder having an outer diameter smaller than the inner diameter of the upper cylinder and received in the upper cylinder and vertically moving,
The upper cylinder,
A piston rod extending from an upper surface and penetrating to a predetermined depth in the lower cylinder is formed at the center,
The piston rod,
A piston corresponding to the cross-sectional shape of the lower cylinder is provided at the end to divide the lower cylinder into a first region and a second region,
The first area is,
The piston rod is located,
The second area is,
Characterized in that the seawater is introduced into the space,
The first region further includes a piston spring for providing a restoring force to the piston,
The lower cylinder,
Inlet is formed in communication with the outside on one side is supplied with sea water,
The other side is formed with an outlet for discharging sea water is connected to the outlet pipe,
The inlet is,
Further comprising an inlet strainer to prevent foreign matter from entering the lower cylinder,
The outlet is
An outlet valve which moves vertically by an internal pressure and opens and closes the outlet port;
The solar cell module cooling and cleaning device using wave energy provided on the outlet valve, further comprising an outlet valve spring for providing a restoring force to the outlet valve. 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 계류선은,
상기 상부 실린더에 구비되어 상기 부유체의 이동에 따라 피스톤 로드를 동작시키는 상부 계류선과, 상기 하부 실린더로부터 연장되고 수중 하부에 고정된 하부 계류선을 포함하는 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치.The method of claim 2,
The mooring line,
Cooling and cleaning water-based photovoltaic module using wave energy including an upper mooring line provided in the upper cylinder to operate the piston rod according to the movement of the floating body, and a lower mooring line extending from the lower cylinder and fixed to the lower part of the water. Device. 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 태양광발전 모듈의 상부에 설치되고, 상기 유출관으로부터 배출된 해수를 일시적으로 수용하는 수로;및
상기 수로를 상기 부유체 상에 지지하는 지지부를 더 포함하며,
상기 수로는,
적어도 하나 이상의 분무구멍으로 이루어진 배출부가 형성되고,
상기 배출부는 태양광발전 모듈에 대응되는 위치에 적어도 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 파동에너지를 이용한 수상 태양광발전 모듈 냉각 및 청소 장치.The method of claim 2,
A water channel installed at an upper portion of the photovoltaic module and temporarily receiving seawater discharged from the outlet pipe; and
Further comprising a support for supporting the waterway on the float,
The channel,
A discharge part formed of at least one spray hole is formed,
The discharge unit cooling and cleaning device for water-based photovoltaic module using wave energy, characterized in that provided at least one at a position corresponding to the photovoltaic module.
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