KR102093891B1 - 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광과 냉수를 이용하여 복수의 열전소자로 발전하는 발전모듈; 태양열을 흡수하는 열순환매체가 순환하여 냉수에 열을 전달하는 집열모듈; 순환하는 상기 열순환매체로부터 열을 전달받아 상기 발전모듈에서 사용된 냉수를 증류해 정화하는 정수모듈; 및 순환하는 상기 열전달매체로부터 열을 전달받아 생성되는 온수를 저장하는 온수저장탱크를 포함하는 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템에 관한 것이다. 이러한 본 발명에 따르면 태양광 및 태양열을 이용하여 발전, 정수 및 온수를 생산하므로, 별도의 전력장치 없이 전기, 정수 및 온수를 공급할 수 있다.
Description
본 발명의 정수 및 온수생산 시스템 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 태양광과 태양열을 이용하여 정수 및 온수생산을 하는 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템에 관한 것이다.
최근 산업의 급격한 발전으로 인한 자연환경이 급속하게 파괴되면서 엘리뇨 등과 같은 이상기온현상의 발생에 의해 특정지역에서는 폭우로 인한 홍수가 발생하고 다른 특정 지역에서는 가뭄으로 인한 물부족에 의해 심각한 고통을 받는다.
그리고, 재해 또는 재난이 발생했을 때는, 그 피해 정도에 따라 상·하수도 등의 기반시설이 파괴될 수 있기 때문에 단수 사고가 발생하여 안정적인 용수 공급이 어려운 상황이 발생한다.
특히 아프리카, 중동 및 동남아 등과 같은 지역은 가뭄으로 인한 물부족에 의해 주민들이 마실 물이 없어 흙탕물과 같은 정화되지 않은 물을 마시는 상황이 빈번하게 나타난다.
하지만, 이러한 지역에는 전기의 공급도 원활하지 않으므로 이를 보수하기 위해 많은 시간과 인력 및 비용이 요구되므로 천연자원인 태양광 및 태양열을 이용한 정수 및 온수를 생산하는 시스템이 요구된다.
본 발명의 목적은 구조물의 인방보에 배치되어 지진 또는 외부적인 충격에 의해 구조물에 힘이 가해질 경우 소성되면서 하중을 흡수하여 구조물로 가해지는 충격을 완화시켜주는 라운드 커팅 강재 댐퍼를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템은, 태양광과 냉수를 이용하여 복수의 열전소자로 발전하는 발전모듈; 태양열을 흡수하는 열순환매체가 순환하여 냉수에 열을 전달하는 집열모듈; 순환하는 상기 열순환매체로부터 열을 전달받아 상기 발전모듈에서 사용된 냉수를 증류해 정화하는 정수모듈; 및 순환하는 상기 열전달매체로부터 열을 전달받아 생성되는 온수를 저장하는 온수저장탱크를 포함한다.
상기 집열모듈은, 태양열을 집열하는 집열부; 상기 집열부와 결합되고, 상기 집열부로부터 전달된 열을 흡수해 순환하는 상기 열순환매체로 열을 전달하는 열전달부; 상기 열순환매체가 내부를 이동하고, 상기 정수모듈과 상기 온수저장탱크를 통과하여 냉수에 열을 전달하며, 상기 열전달부에서 배출된 상기 열순환매체를 상기 열전달부로 순환시키는 메인순환라인; 및 상기 메인순환라인에 배치되는 순환밸브를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 집열모듈은, 상기 메인순환라인에 결합되고, 상기 순환밸브에 의해 개폐되며, 상기 열전달부에서 배출된 상기 열순환매체의 일부를 상기 열전달부로 순환시키는 서브순환라인을 더 포함할 수 있다.
상기 발전모듈은, 태양광을 모으기 위한 복수의 집광렌즈; 복수의 상기 열전소자를 포함하는 열전소자부; 상기 열전소자부의 고온단자와 맞닿도록 배치되고, 상기 집광렌즈에서 모아진 태양광이 집중되는 히트플레이트; 및 상기 열전소자부의 저온단자와 맞닿도록 배치되고, 냉수가 이동하여 상기 열전소자부를 방열하는 방열부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발전모듈은, 태양광을 이용하여 생성된 에너지를 저장하는 에너지저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 정수모듈은, 냉수를 저장하고, 상기 방열부 및 상기 온수저장탱크로 냉수를 공급하는 냉수저장탱크; 순환하는 상기 열전달매체로부터 열을 전달받아 상기 방열부를 통과한 냉수를 증류하여 정화하는 정수부; 및 상기 정수부에서 증류되어 정화된 물을 저장하는 정수저장탱크를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 냉수저장탱크는, 외부로부터 냉수를 공급받는 냉수수급라인; 상기 방열부로 냉수를 공급하는 제1냉수공급라인; 상기 냉수공급라인에 배치된 제1공급밸브; 상기 온수저장탱크로 냉수를 공급하는 제2냉수공급라인; 상기 제2냉수공급라인에 배치된 제2공급밸브; 및 상기 방열부를 통과하여 배출되는 냉수를 상기 정수부로 공급하는 냉수배출라인을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 메인순환라인은, 상기 정수부를 통과하여 상기 정수부로 열을 전달해 상기 정수부로 공급된 물을 증류하고, 상기 온수저장탱크의 내부에 복수의 요철(凹凸)형상으로 형성되어 상기 온수저장탱크를 통과해 상기 온수저장탱크 내부에 저장된 물을 가열할 수 있다.
본 발명의 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템에 따르면,
첫째, 태양광 및 태양열을 이용하여 발전, 정수 및 온수를 생산하므로, 별도의 전력장치 없이 전기, 정수 및 온수를 공급할 수 있다.
둘째, 메인순환라인에 배치된 서브순환라인에 의해 고온으로 가열되지 않은 열순환매체의 순환주기를 짧게하여 쉽게 가열을 용이하게 할 수 있다.
셋째, 메인순환라인이 정수부를 통과하며 정수부에 저장된 물에 열을가해 증류시켜 정수하므로 별도의 정수장치를 구비하지 않아도 되기에 경제적이다.
넷째, 메인순환라인이 온수저장탱크를 통과하며 온수젖아탱크에 저장된 물에 열을가해 온수를 생산하므로 별도의 온수생산장치를 구비하지 않아도 되기에 경제적이다.
다섯째, 에너지저장부를 구비하여 발전모듈에서 생성된 전기를 저장하여 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템의 개념도이다
도 2는 도 1에 도시된 발전모듈의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방열부의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 집열모듈의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발전모듈의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 방열부의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 집열모듈의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템의 개념도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발전모듈의 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 방열부의 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 집열모듈의 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템(1000)은 발전모듈(100), 집열모듈(200), 정수모듈(300) 및 온수저장탱크(400)를 포함한다.
발전모듈(100)은 태양광과 냉수를 이용하여 복수의 열전소자로 발전한다.
그리고, 발전모듈(100)은 집광렌즈(110), 열전소자부(120), 히트플레이트(130), 방열부(140) 및 에너지저장부(150)를 포함한다.
집광렌즈(110)는 복수로 구비되어 태양광을 모은다.
열전소자부(120)는 복수의 열전소자를 포함하여 온도차이를 이용해 발전한다.
히트플레이트(130)는 열전소자부(120)의 고온단자와 맞닿도록 배치되고, 집광렌즈(110)에서 모아진 태양광이 집중된다.
방열부(140)는 열전소자부(120)의 저온단자와 맞닿도록 배치되고, 냉수가 이동하여 열전소자부(120)를 방열한다.
도 3에 도시된 것처럼, 방열부(140)의 내부에는 냉수가 이동하는 냉수이동관(141)이 배치되는데, 이 냉수이동관(141)은 다수의 요철(凹凸)형상으로 배치되어, 냉수가 내부에 오래 머물러 방열효율을 높일 수 있다.
에너지저장부(150)는 태양광을 이용하여 열전소자부(120)에서 생성된 에너지를 저장한다.
집열모듈(200)은 태양열을 흡수하는 열순환매체가 순환하여 냉수에 열을 전달한다.
집열모듈(200)은 집열부(210), 열전달부(220), 메인순환라인(230), 순환밸브(240) 및 서브순환라인(250)을 포함한다.
집열부(210)는 태양열을 집열하고, 열전달부(220)는 집열부(210)와 결합되고, 집열부(210)로부터 전달된 열을 흡수해 순환하는 열순환매체로 열을 전달한다.
메인순환라인(230)은 열순환매체가 내부를 통해 이동하고, 후술할 정수모듈(300)과 온수저장탱크(400)를 통과하여 냉수에 열을 전달하며, 열전달부(220)에서 배출된 열순환매체를 다시 열전달부(220)로 순환시킨다.
여기서, 메인순환라인(230)은 후술할 정수모듈(300)의 정수부(320)를 통과하여, 정수부(320)로 열순환매체가 가지고 있는 열을 전달해 정수부(320)로 공급된 냉수를 증류한다.
또한, 메인순환라인(230)은 온수저장탱크(400)의 내부에 복수의 요철(凹凸)형상으로 형성되어 온수저장탱크(400)를 통과해 온수저장탱크(400) 내부에 저장된 물을 가열한다.
순환밸브(240)는 메인순환라인(230)에 배치되어 메인순환라인(230)을 개폐한다.
서브순환라인(250)은 메인순환라인(230)에 결합되고, 순환밸브(240)에 의해 개폐되며, 열전달부(220)에서 배출된 열순환매체의 일부를 열전달부(220)로 다시 순환시킨다.
여기서, 순환밸브(240)는 삼방밸브로 구비되어, 메인순환라인(230) 및 서브순환라인(250) 각각을 개폐할 수 있다.
도 4는 집열모듈의 단면도인데, 도 4에 도시된 집열모듈(200)은 통상적인 태양열 집열기로서, 상단부는 일사광선을 투과시키고 열손실을 방지할 수 있는 투과체(transparent cover)인 강화유리가 구비되고, 하단부에는 투과된 일사광선을 흡수해 열에너지로 변환시키는 흡수판(absorber plate)이 구비된다.
그리고, 바닥면은 단열재가 구비되고, 흡수판에는 집열을 위한 열순환 매체가 지나갈 수 있는 관이 부착되어 있다.
여기서, 열순환매체가 지나가는 관은 다수의 요철(凹凸)형상으로 배치되어 열순환매체의 열 흡수율을 높일 수 있다.
본 발명의 집열모듈(200)은 도 4에 도시된 형상으로 한정되는 것은 아니다.
가열된 열순환매체는 메일순환라인(250)을 따라 정수부(320) 및 온수저장탱크(400)로 순환 이송된다.
정수모듈(300)은 순환하는 열순환매체로부터 열을 전달받아 발전모듈(200)에서 사용된 냉수를 증류해 정화한다.
정수모듈(300)은 냉수저장탱크(310), 정수부(320) 및 정수저장탱크(330)를 포함한다.
냉수저장탱크(310)는 냉수를 저장하고, 방열부(140) 및 온수저장탱크(400)로 냉수를 공급한다.
여기서, 냉수저장탱크(310)는 냉수수급라인(311), 제1냉수공급라인(312), 제1공급밸브(313), 제2냉수공급라인(314), 제2공급밸브(315) 및 냉수배출라인(316)을 포함한다.
냉수수급라인(311)은 외부로부터 냉수를 공급받는다.
그리고, 제1냉수공급라인(312)은 방열부(140)로 냉수를 공급하고, 제1공급밸브(313)는 제1냉수공급라인(312)에 배치되어 제1냉수공급라인(312)을 개폐한다.
제2냉수공급라인(314)은 온수저장탱크(400)로 냉수를 공급하고, 제2공급밸브(315)는 제2냉수공급라인(314)에 배치되어 제1냉수공급라인(314)을 개폐한다.
냉수배출라인(316)은 방열부(140)를 통과하여 배출된 냉수를 정수부(320)로 공급한다.
정수부(320)는 순환하는 열전달매체로부터 열을 전달받아 방열부(140)를 통과한 냉수를 증류하여 정화한다.
정수저장탱크(330)는 정수부(320)에서 증류되어 정화된 물을 저장한다.
여기서, 정수저장탱크(330)는 정수를 외부로 배출하는 정수배출라인(331)을 포함한다.
그리고, 온수저장탱크(400)는 냉수저장탱크(310)로부터 냉수를 공급받고, 메인순환라인(230)이 내부를 통과하여 열전달매체로부터 열을 전달받아 생성되는 온수를 내부에 저장한다.
그리고, 온수저장탱크(400)는 외부로 온수를 배출하는 온수배출라인(410)을 포함한다.
본 발명의 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템(1000)은 재해 또는 재난이 발생하여 식수, 온수 및 전기의 공급이 제한되는 지역에 적용될 수 있는 시스템으로, 태양광과 강물 또는 빗물을 이용한 발전으로 재난 또는 재해가 발생한 지역에 전기를 공급할 수 있다.
그리고, 태양열에 의해 가열된 열순환매체가 발전에 이용된 물을 증류하여 정화해 식수로 공급할 수도 있고, 냉수에 열을 전달하여 온수를 생산해 공급할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100...발전모듈 110...집광렌즈
120...열전소자부 130...히트플레이트
140...방열부 150...에너지저장부
200...집열모듈 210...집열부
220...열전달부 230...메인순환라인
240...순환밸브 300...정수모듈
310...냉수저장탱크 311...냉수수급라인
312...제1냉수공급라인 313...제1공급밸브
314...제2냉수공급라인 315...제2공급펌프
316...냉수배출라인 320...정수부
330...정수저장탱크 400...온수저장탱크
120...열전소자부 130...히트플레이트
140...방열부 150...에너지저장부
200...집열모듈 210...집열부
220...열전달부 230...메인순환라인
240...순환밸브 300...정수모듈
310...냉수저장탱크 311...냉수수급라인
312...제1냉수공급라인 313...제1공급밸브
314...제2냉수공급라인 315...제2공급펌프
316...냉수배출라인 320...정수부
330...정수저장탱크 400...온수저장탱크
Claims (8)
- 태양광과 냉수를 이용하여 복수의 열전소자로 발전하는 발전모듈;
태양열을 흡수하는 열순환매체가 순환하여 냉수에 열을 전달하는 집열모듈;
순환하는 상기 열순환매체로부터 열을 전달받아 상기 발전모듈에서 사용된 냉수를 증류해 정화하는 정수모듈; 및
상기 정수모듈로부터 냉수를 공급받고, 순환하는 상기 열순환매체로부터 열을 전달받아 생성되는 온수를 저장하는 온수저장탱크를 포함하되,
상기 집열모듈은,
태양열을 집열하는 집열부;
상기 집열부와 결합되고, 상기 집열부로부터 전달된 열을 흡수해 순환하는 상기 열순환매체로 열을 전달하는 열전달부;
상기 열순환매체가 내부를 이동하고, 상기 정수모듈과 상기 온수저장탱크를 통과하여 냉수에 열을 전달하며, 상기 열전달부에서 배출된 상기 열순환매체를 상기 열전달부로 순환시키는 메인순환라인; 및
상기 메인순환라인에 배치되어 상기 메인순환라인을 개폐하는 순환밸브를 포함하고,
상기 집열모듈은,
상기 메인순환라인에 결합되고, 상기 순환밸브에 의해 개폐되며, 상기 열전달부에서 배출된 상기 열순환매체의 일부를 상기 열전달부로 순환시키는 서브순환라인을 더 포함하고,
상기 발전모듈은,
태양광을 모으기 위한 복수의 집광렌즈;
복수의 상기 열전소자를 포함하는 열전소자부;
상기 열전소자부의 고온단자와 맞닿도록 배치되고, 상기 집광렌즈에서 모아진 태양광이 집중되는 히트플레이트; 및
상기 열전소자부의 저온단자와 맞닿도록 배치되고, 냉수가 이동하여 상기 열전소자부를 방열하는 방열부를 포함하고,
상기 발전모듈은,
태양광을 이용하여 생성된 에너지를 저장하는 에너지저장부를 더 포함하고,
상기 정수모듈은,
냉수를 저장하고, 상기 방열부 및 상기 온수저장탱크로 냉수를 공급하는 냉수저장탱크;
순환하는 상기 열순환매체로부터 열을 전달받아 상기 방열부를 통과한 냉수를 증류하여 정화하는 정수부; 및
상기 정수부에서 증류되어 정화된 물을 저장하는 정수저장탱크를 포함하고,
상기 냉수저장탱크는,
외부로부터 냉수를 공급받는 냉수수급라인;
상기 방열부로 냉수를 공급하는 제1냉수공급라인;
상기 제1냉수공급라인에 배치된 제1공급밸브;
상기 온수저장탱크로 냉수를 공급하는 제2냉수공급라인;
상기 제2냉수공급라인에 배치된 제2공급밸브; 및
상기 방열부를 통과하여 배출되는 냉수를 상기 정수부로 공급하는 냉수배출라인을 포함하고,
상기 메인순환라인은,
상기 정수부를 통과하여 상기 정수부로 열을 전달해 상기 정수부로 공급된 물을 증류하고,
상기 온수저장탱크의 내부에 복수의 요철(凹凸)형상으로 형성되어 상기 온수저장탱크를 통과해 상기 온수저장탱크 내부에 저장된 물을 가열하는 것을 특징으로 하는 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템. - 삭제
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Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180020483A KR102093891B1 (ko) | 2018-02-21 | 2018-02-21 | 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180020483A KR102093891B1 (ko) | 2018-02-21 | 2018-02-21 | 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190100659A KR20190100659A (ko) | 2019-08-29 |
| KR102093891B1 true KR102093891B1 (ko) | 2020-03-26 |
Family
ID=67775742
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180020483A KR102093891B1 (ko) | 2018-02-21 | 2018-02-21 | 태양광 및 태양열 발전을 이용한 정수 및 온수생산 시스템 |
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| KR (1) | KR102093891B1 (ko) |
Citations (1)
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| JP2015183948A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 株式会社ノーリツ | ソーラー装置 |
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| KR101211947B1 (ko) | 2010-11-25 | 2012-12-13 | 성균관대학교산학협력단 | 태양전지와 열전소자를 이용한 온수 가열 기능을 갖는 발전 시스템 |
| WO2011096376A1 (ja) * | 2011-02-01 | 2011-08-11 | アズマソーラー株式会社 | 飲用水、温水同時回収型太陽熱温水装置 |
| KR20140124962A (ko) | 2013-04-17 | 2014-10-28 | 김동섭 | 태양에너지를 이용한 열전소자 열원 분리 저장 시스템 및 방법 |
| KR20170022631A (ko) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | 주식회사 브리콘 | 태양광 통합 발전 시스템 |
-
2018
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Patent Citations (1)
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| JP2015183948A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 株式会社ノーリツ | ソーラー装置 |
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