KR102108792B1 - 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널은 광원의 방출광과 관찰자에게 전달되는 시선광이 진입되는 입사면과 상기 입사면의 반대면인 수용면이 형성되되, 거울반사에 의해서 지면에 수평한 기준선의 상방 영역에서는 상기 기준선의 하방 영역보다 광의 투과율을 크게하고, 상기 하방 영역에서는 상기 상방 영역보다 광의 반사율을 크게하는 필터링층부 및 상기 필터링층부의 입사면 상에 배치되는 전면층부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에 관한 것이다.
건축물 외벽에 태양광 발전모듈을 설치할 경우, 내부의 솔라셀(solar cell)의 형상 및 색상의 한계로 일반적인 건축외장재와 같은 심미성 확보가 어려운 문제가 있다.
이에 대하여 전면 보호유리에 컬러층을 부여하거나, 반사율을 제어하는 기술들이 제시되고 있으나, 발전성능과 심미성을 동시에 모두 확보하기 어려운 한계가 있다.
특히, 프리즘 패턴 형상의 변형에 의한 굴절율을 이용한 반사율과 투과율을 조정하는 기술을 개발하고 있으나, 굴절율 조정을 위하여 적어도 공기층이 구비되어야 한다.
그런데, 이러한 공기층이 되는 경우에 좌우에서의 입사각 편차에 따른 투과율과 반사율의 차이가 커지는 문제가 있으며, 또한 공기층에서의 광의 산란에 의한 광손실로 발전 효율이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 전술한 문제 내지 한계를 개선하기 위하여 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에 대한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 공기층에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율 차이 및 발전 효율 저하의 문제를 개선할 수 있는 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널은 광원의 방출광과 관찰자에게 전달되는 시선광이 진입되는 입사면과 상기 입사면의 반대면인 수용면이 형성되되, 거울반사에 의해서 지면에 수평한 기준선의 상방 영역에서는 상기 기준선의 하방 영역보다 광의 투과율을 크게하고, 상기 하방 영역에서는 상기 상방 영역보다 광의 반사율을 크게하는 필터링층부 및 상기 필터링층부의 입사면 상에 배치되는 전면층부를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 필터링층부는, 상기 입사면과 상기 수용면이 구비되며, 상기 방출광이 형성하는 광경로와 상기 시선광의 광경로가 내부에 형성되는 수용부 및 상기 수용면에 형성된 공동에 충만되게 수용되며, 적어도 상기 수용부와의 경계면에 인접한 부분은 거울반사되게 형성되고, 상기 방출광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 둔각으로 형성하여 상기 방출광을 상기 수용면 방향으로 통과시키고, 상기 시선광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 예각으로 형성하여 상기 시선광을 상기 입사면 방향으로 회귀시키는 반사부를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 반사부는, 상기 수용면에 서로 일정 간격 이격되어 형성된 복수의 공동에 각각 구비되어, 복수 개가 서로 일정 간격 이격되게 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 반사부는, 상기 수용면에 수평한 밑변부, 상기 밑변부에 수직한 높이변부, 상기 높이변부와 상기 밑변부를 연결하는 경사진 경사변부로 형성되어 직각삼각형 단면 패턴을 형성하되, 각각의 직각삼격형 패턴이 서로 일정 간격 이격된 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 높이변부의 길이는 적어도 이웃하는 직각삼각형 패턴이 이격된 간격의 삼등분된 길이보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 밑변부와 상기 경사변부가 형성하는 각도는 20도 이상 70도 이하의 범위로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 반사부는, 상기 수용면에 수평한 밑변부, 상기 밑변부에서 상기 입사면 방향으로 연장된 높이변부, 상기 높이변부와 상기 밑변부를 연결하는 경사진 경사변부로 형성된 단면 패턴을 형성하되, 각각의 단면 패턴은 서로 일정 간격 이격되게 형성되며, 상기 단면 패턴은, 패턴의 내부 각이 모두 예각인 예각삼각형, 상기 경사변부가 오목한 오목형 패턴, 상기 경사변부가 볼록한 볼록형 패턴, 상기 높이변부가 적어도 하나의 꺾인 점을 포함하여 상기 경사변부와 동일 방향으로 경사진 부분을 포함하는 모따기형 패턴 중 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 필터링층부는, 반경화된 수지에 패턴몰드를 프레싱한 후 완전 경화시켜 상기 수용부에 공동을 형성하고, 거울반사되는 미러잉크를 상기 공동이 형성된 상기 수용부의 수용면 상에 도포한 후에 상기 공동 이외의 부분에서 상기 미러잉크를 제거하여 상기 반사부를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널은 상기 전면층부와 상기 필터링층부 사이에 배치되며, 상기 필터링층부에서 반사된 시선광에 의해서 발색되는 컬러층부를 포함할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 반사부는, 거울반사되는 경계면에서의 배치 각도를 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 반사부는, 상기 수용면에 수평하게 형성되되, 탄성소재로 형성된 밑변부, 상기 밑변부에서 상기 입사면 방향으로 연장되게 형성되되, 상기 밑변부에 인접하여 제1전자석이 구비되고, 위치가 고정된 높이변부 및 상기 높이변부와 상기 밑변부를 연결하는 경사진 형태로 형성되되, 상기 밑변부에 인접하여 제2전자석이 구비되고, 상기 높이변부와 연결된 점을 기준으로 회전되어 위치 변경되는 경사변부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전모듈은 상기 필터링패널 및 상기 수용면과 접하며, 상기 방출광을 전달받아 전력을 생산하는 솔라셀을 포함할 수 있다.
본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈은 공기층에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율 차이 및 발전 효율 저하의 문제를 개선할 수 있는 이점이 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈은 거울반사에 의하여 컬러층부가 발색되므로, 발색되는 컬러의 균일성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 필터링패널에서 광경로를 포함하여 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 필터링패널에서 직각삼각형 반사부의 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 필터링패널에서 필터링층부가 복수 개가 구비되는 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 필터링패널에서 반사부의 단면 패턴의 변형 실시예들을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 필터링패널에서 필터링층부의 형성 과정을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 필터링패널에서 반사부의 배치 각도가 가변되는 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 태양광 발전모듈을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 종전의 공기층을 포함하는 태양광 발전모듈에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 필터링패널에서 직각삼각형 반사부의 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 필터링패널에서 필터링층부가 복수 개가 구비되는 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 필터링패널에서 반사부의 단면 패턴의 변형 실시예들을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 필터링패널에서 필터링층부의 형성 과정을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 필터링패널에서 반사부의 배치 각도가 가변되는 실시예를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 태양광 발전모듈을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 종전의 공기층을 포함하는 태양광 발전모듈에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호 또는 유사한 방식으로 부여된 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.
본 발명은 필터링패널(1) 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에 관한 것으로, 공기층에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율 차이 및 발전 효율 저하의 문제를 개선할 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 거울반사(또는 정반사)에 의하여 컬러층부(30)가 발색되므로, 발색되는 컬러의 균일성을 확보할 수 있으며, 또는 거울반사되는 경계면에서의 배치 각도(A)를 조정하여 태양 등의 광원(S)의 고도에 따른 투과율을 증가시킬 수 있다.
구체적으로 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 필터링패널(1)에서 광경로를 포함하여 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 필터링패널(1)에서 필터링층부(10)가 복수 개가 구비되는 실시예를 도시한 단면도이다.
여기서, 도 1에 도시된 광경로는 광원(S)에서 방출되는 방출광의 광경로(SR)와 관찰자(E)에게 전달되는 시선광의 광경로(ER)를 표시하였으며, 시선광은 관찰자(E)의 입장에서는 시선의 방향이 시선광과 반대이므로, 화살표는 반대로 표시하였다.
그리고, 도 8은 본 발명의 필터링패널(1) 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율과 투과율을 나타낸 그래프로서, 도 8의 (a)가 반사율을 나타낸 것이고, 도 8의 (b)가 투과율을 나타낸 것이다.
또한, 도 9는 종전의 공기층을 포함하는 태양광 발전모듈에 의한 좌우 시야각에 따른 반사율과 투과율을 나타낸 그래프로서, 도 9의 (a)가 반사율을 나타낸 것이고, 도 9의 (b)가 투과율을 나타낸 것이다.
상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)은 광원(S)의 방출광과 관찰자(E)에게 전달되는 시선광이 진입되는 입사면(13)과 상기 입사면(13)의 반대면인 수용면(14)이 형성되되, 거울반사에 의해서 지면에 수평한 기준선(CL)의 상방 영역에서는 상기 기준선(CL)의 하방 영역보다 광의 투과율을 크게하고, 상기 하방 영역에서는 상기 상방 영역보다 광의 반사율을 증가시키는 필터링층부(10) 및 상기 필터링층부(10)의 입사면(13) 상에 배치되는 전면층부(20)를 포함할 수 있다.
즉, 광원(S)에서 방출되는 방출광이 진입되는 상방 영역은 거울반사가 되면서도 상기 방출광의 광경로(SR)가 상기 수용면(14)을 향하게 되어 투과율을 높이는 것이고, 관찰자(E)의 시선광이 진입되는 하방 영역은 거울반사가 되면서도 상기 시선광의 광경로(ER)가 상기 입사면(13)을 향하게 회귀되어 반사율을 높이는 것이다.
상기 전면층부(20)는 상기 필터링층부(10)의 입사면(13) 상에 배치되며, 상기 입사면(13)에 직접 접하여 배치될 수도 있고, 상기 필터링층부(10)와의 사이에 컬러층부(30) 등이 위치하게 배치될 수도 있다.
이러한 전면층부(20)는 투명한 소재로 형성될 수 있고, 일례로 저철분 강화유리, 일반유리 또는 고분자 필름 등으로 제공될 수 있다.
상기 필터링층부(10)는 적어도 일부가 거울반사되도록 구성되며, 이에 의해서 기준선(CL)의 상방 영역에서는 투과율을 높이고, 기준선(CL)의 하방 영역에서는 반사율을 높이도록 구성될 수 있다.
구체적으로 상기 필터링층부(10)는 수용부(11), 반사부(12)를 포함할 수 있다. 즉, 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 필터링층부(10)는, 상기 입사면(13)과 상기 수용면(14)이 구비되며, 상기 방출광이 형성하는 광경로와 상기 시선광의 광경로(ER)가 내부에 형성되는 수용부(11) 및 상기 수용면(14)에 형성된 공동에 충만되게 수용되며, 적어도 상기 수용부(11)와의 경계면에 인접한 부분은 거울반사되게 형성되고, 상기 방출광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 둔각으로 형성하여 상기 방출광을 상기 수용면(14) 방향으로 통과시키고, 상기 시선광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 예각으로 형성하여 상기 시선광을 상기 입사면(13) 방향으로 회귀시키는 반사부(12)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 반사부(12)는 상기 수용부(11)와의 경계면에 인접한 부분이 거울반사되는 소재로 구성되어 상기 방출광과 상기 시선광을 거울반사시켜 광경로를 변경하게 된다.
상기 수용부(11)는 상기 방출광의 광경로(SR)와 상기 시선광의 광경로(ER)가 형성되는 구성이며, 일면이 입사면(13) 타면이 수용면(14)인 판상으로 제공될 수 있다.
그리고, 이러한 수용부(11)는 상기 반사부(12)가 수용되는 공동(空洞)이 형성될 수 있으며, 상기 공동의 형태에 따라서 상기 방출광의 광경로(SR)와 시선광의 광경로(ER)를 조정할 수 있다.
즉, 상기 수용부(11)는 상기 반사부(12)가 없는 경우에는 입사각에 따라 공기층과의 굴절율 차이에 의해서 전반사가 일어남에 의해서 상기 방출광의 광경로(SR)와 상기 시선광의 광경로(ER)를 변형하는 프리즘층으로서의 역할을 할 수도 있다.
다만, 상기 수용부(11)는 상기 공동에 상기 반사부(12)가 수용되므로, 전반사 일어나는 것이 아니라 상기 반사부(12)에 의한 거울반사(또는 정반사)가 일어나므로 상기 방출광 또는 시선광의 입사각과는 관계 없이 반사가 일어나므로 광손실을 방지하게 된다.
상기 반사부(12)는 상기 방출광 및 시선광 중 적어도 하나에 대한 거울반사를 수행하는 구성으로서, 이를 위해서 상기 수용부(11)에 형성된 공동에 수용되게 구비된다.
여기서, 상기 반사부(12)의 거울반사되는 소재인 실버 페이스트(Silver Paste), 알루미늄 페이스트(Aluminum Paste) 등으로 형성됨에 의해서, 상기 방출광, 시선광에 대한 거울반사를 수행할 수 있다.
그리고, 상기 반사부(12)는 상기 수용부(11)의 공동에 충만되게 수용됨에 의해서, 상기 수용부(11)와의 사이에 공기층이 형성되지 않게 구성될 수 있다. 이에 따라 상기 방출광, 시선광이 입사각에 따라 반사되지 않고 유도한 광경로에서 이탈되어 광손실이 발생하는 문제 또는 공기층에서의 산란에 의한 광손실이 발생하는 문제를 방지하게 된다.
이는 도 8에 도시된 본 발명의 공기층이 부재한 필터링패널(1)의 반사율과 투과율의 결과 그래프와 도 9에 도시된 공기층이 프리즘 패턴과 접하게 구비된 형태의 종전의 필터링패널(1)의 반사율과 투과율 결과 그래프를 비교하여 확인할 수 있다.
즉, 대체적으로 공기층이 부재한 본 발명의 필터링패널(1)이 기준선(CL)의 하방 영역에서의 반사율을 높게 하면서도 기준선(CL) 상방 영역에서의 투과율을 높이게 관찰된다.
또한, 대체적으로 공기층이 부재한 본 발명의 필터링패널(1)이 좌우에서의 입사각 편차에 따른 투과율과 반사율의 차이가 적게 관찰됨을 알 수 있다.
그리고, 상기 반사부(12)는 상기 기준선(CL)의 상방 영역으로 입사되는 방출광이 상기 수용면(14) 방향으로 이동되어 투과율을 높이도록, 상기 방출광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 둔각으로 형성하여 상기 수용면(14)에 더 가깝게 상기 방출광을 진출시키고, 상기 기준선(CL)의 하방 영역으로 입사되는 시선광이 상기 입사면(13) 방향으로 이동되어 반사율을 높이도록, 상기 시선광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 예각으로 형성하여 상기 입사면(13)에 더 가깝게 상기 시선광을 진출시키게 구성된다.
이와 같은 상기 반사부(12)의 일례로는 단면이 직각삼각형인 패턴으로 구성될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 2를 참조하여 후술한다.
또한, 상기 반사부(12)의 다른 실시예로서 단면이 예각삼각형인 패턴, 오목형 패턴, 볼록형 패턴, 모따기형 패턴 등으로 구성될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
그리고, 이러한 반사부(12)는 거울반사를 수행하기 때문에 시선광뿐만 아니라 광원(S)의 방출광도 전부 반사시키게 된다. 따라서, 상기 방출광이 상기 입사면(13)에서 상기 수용면(14) 방향으로 투과될 수 있도록, 상기 반사부(12)는 복수 개가 일정 간격(G) 이격되어 배치됨으로써, 상기 방출광이 투과될 수 있도록 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 반사부(12)는, 상기 수용면(14)에 서로 일정 간격(G) 이격되어 형성된 복수의 공동에 각각 구비되어, 복수 개가 서로 일정 간격(G) 이격되게 배치된 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 반사부(12)의 간격(G)이 넓으면 상기 방출광의 투과율은 높일 수 있으나 시선광의 반사율이 낮아지며, 또한 상기 반사부(12)의 간격(G)이 좁으면 상기 시선광의 반사율은 높일 수 있으나, 상기 방출광의 투과율이 낮아지므로, 그 간격(G)의 조정이 필요하다. 이에 대한 일례를 도 2를 참조하여 후술한다.
그리고, 상기 필터링층부(10)는, 적층되어 복수의 층을 형성하고, 서로 다른 층에 배치된 상기 반사부(12)의 직각삼각형 단면 패턴의 경사변부(12c)가 서로 동일 선상에 배치되게 구성될 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)은 상기 전면층부(20)와 상기 필터링층부(10) 사이에 배치되며, 상기 필터링층부(10)에서 반사된 시선광에 의해서 발색되는 컬러층부(30)를 포함할 수 있다.
이와 같이 상기 필터링층부(10)에 접하여 상기 컬러층부(30)가 구비됨에 의해서, 본 발명의 필터링패널(1)은 거울반사에 의하여 컬러층부(30)가 발색되므로, 발색되는 컬러의 균일성을 확보할 수 있다.
즉, 상기 시선광이 산란 등의 광손실 없이 상기 반사부(12)에서 거울반사되므로, 더욱 균일하고 또렷한 발생이 가능한 것이다.
이와 같은 컬러층부(30)는 발색을 위해서, 무기안료를 적용한 레이어로 색상을 구현할 수 있으며, 안료 방식 외에 무기물 증착 및 염료를 적용할 수도 있다.
또한 상기 컬러층부(30)는 상기 수용부(11)의 일부로 구비될 수도 있으며, 이를 위해서, 상기 수용부(11)에 발색을 위한 소재를 섞어서 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 필터링패널(1)에서 직각삼각형 반사부(12)의 부분을 확대하여 도시한 단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 반사부(12)는, 상기 수용면(14)에 수평한 밑변부(12a), 상기 밑변부(12a)에 수직한 높이변부(12b), 상기 높이변부(12b)와 상기 밑변부(12a)를 연결하는 경사진 경사변부(12c)로 형성되어 직각삼각형 단면 패턴을 형성하되, 각각의 직각삼격형 패턴이 서로 일정 간격(G) 이격된 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같이 상기 반사부(12)의 단면을 직각삼각형인 패턴으로 형성한 것은, 상기 반사부(12)가 상기 방출광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 둔각으로 형성하여 상기 수용면(14)에 더 가깝게 상기 방출광을 진출시키고, 상기 시선광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 예각으로 형성하여 상기 입사면(13)에 더 가깝게 상기 시선광을 진출시키게 구성하기 위한 것이다.
즉, 상기 반사부(12)는 도 1에 도시된 바와 같이, 본원의 필터링패널(1)이 건물의 외벽에 설치되어, 상기 입사면(13)이 건물 외측을 향하게 배치되고, 상기 수용면(14)은 건물 내측을 향하게 배치되는데, 이때 상기 높이변부(12b)는 광원(S)인 태양에 대면하게 상방을 향하여 배치되고, 상기 경사변부(12c)는 관찰자(E)가 위치하는 지면에 대면하게 하방을 향하여 배치되는 것이다.
여기서 상기 방출광이 상기 필터링층부(10)를 투과하려면, 상기 반사부(12)는 복수 개가 구비되되 간격(G)을 형성하게 배치되어야 한다. 다만 상기 반사부(12)의 간격(G)이 너무 넓으면 시선광의 반사율이 낮아지므로, 상기 반사부(12)들 사이의 간격(G)을 한정할 필요가 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 높이변부(12b)의 길이는 적어도 이웃하는 직각삼각형 패턴이 이격된 간격(G)의 삼등분된 길이보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 경사변부(12c)가 배치된 각도(A)에 따라서는 상기 방출광의 투과율이 작아지거나, 상기 시선광의 반사율이 작아질 수 있기 때문에, 상기 경사변부(12c)가 상기 밑변부(12a)와 형성하는 각도(A)를 한정할 필요가 있다.
즉, 상기 경사변부(12c)의 배치각도(A)가 너무 크면 상기 방출광의 투과율이 낮아지므로, 상기 밑변부(12a)와 상기 경사변부(12c)가 형성하는 각도(A)를 70도 이하로 형성하게 되며, 또한 상기 경사변부(12c)의 배치각도(A)가 너무 작으면 상기 시선광의 반사율이 낮아지므로, 상기 밑변부(12a)와 상기 경사변부(12c)가 형성하는 각도(A)를 20도 이상으로 형성하게 된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 밑변부(12a)와 상기 경사변부(12c)가 형성하는 각도(A)는 20도 이상 70도 이하의 범위로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 필터링패널(1)에서 반사부(12)의 단면 패턴의 변형 실시예들을 도시한 단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 반사부(12)는, 상기 수용면(14)에 수평한 밑변부(12a), 상기 밑변부(12a)에서 상기 입사면(13) 방향으로 연장된 높이변부(12b), 상기 높이변부(12b)와 상기 밑변부(12a)를 연결하는 경사진 경사변부(12c)로 형성된 단면 패턴을 형성하되, 각각의 단면 패턴은 서로 일정 간격(G) 이격되게 형성되며, 상기 단면 패턴은, 패턴의 내부 각이 모두 예각인 예각삼각형, 상기 경사변부(12c)가 오목한 오목형 패턴, 상기 경사변부(12c)가 볼록한 볼록형 패턴, 상기 높이변부(12b)가 적어도 하나의 꺾인 점을 포함하여 상기 경사변부(12c)와 동일 방향으로 경사진 부분을 포함하는 모따기형 패턴 중 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 상기 반사부(12)의 단면의 패턴 형태를 상기 직각삼각형 이외에 다른 형태를 제시한 것이다.
여기서, 상기 반사부(12)의 단면 패턴이 예각삼각형, 오목형 패턴인 경우에는 직각삼각형인 경우에 비교하여 방출광이던 시선광이던 반사율을 높이게 된다. 따라서 단면 패턴이 예각삼각형 또는 오목형 패턴으로 형성된 반사부(12)가 구비된 필터링패널(1)은 건물의 하층에 배치함으로써, 관찰자(E)에 대한 심미성을 높이도록 건물에 시공되는 것이 바람직하다.
반대로, 상기 반사부(12)의 단면 패턴이 모따기형 패턴, 볼록형 패턴인 경우에는 직각삼각형인 경우에 비교하여 방출광이던 시선광이던 투과율을 높이게 된다. 따라서 단면 패턴이 모따기형 패턴 또는 볼록형 패턴으로 형성된 반사부(12)가 구비된 필터링패널(1)은 건물의 상층에 배치함으로써, 광원(S)에 대한 투과율을 높여 솔라셀(2)에 의한 발전 효율을 높이도록 건물에 시공되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 필터링패널(1)에서 필터링층부(10)의 형성 과정을 도시한 단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 필터링층부(10)는, 반경화된 수지에 패턴몰드를 프레싱한 후 완전 경화시켜 상기 수용부(11)에 공동을 형성하고, 거울반사되는 미러잉크(I)를 상기 공동이 형성된 상기 수용부(11)의 수용면(14) 상에 도포한 후에 상기 공동 이외의 부분에서 상기 미러잉크(I)를 제거하여 상기 반사부(12)를 형성하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 상기 반사부(12)는 상기 수용부(11)와의 사이에 공기층이 형성되지 않도록 충만되게 상기 수용부(11)의 공동에 수용되어야 하므로 미러잉크(I)를 이용하여 형성되는 것이다.
여기서, 상기 수용부(11)의 형성은 전면층부(20) 상에 컬러층부(30)를 도포한 뒤, 상부에 반경화 수지 등의 경화되지 않은 수지를 도포한 뒤 설계된 반사부(12)의 패턴에 따라 패턴몰드로 찍어 공동을 형성한 뒤에 자외선 경화 등의 완전 경화를 진행하여 형성하게 된다.
상기 반사부(12)의 형성은 상기 수용부(11)에 공동의 형성 이후에 거울반사되는 소재의 미러잉크(I)를 도포한 하고, 공동 간의 간격(G) 부분에서 상기 미러잉크(I)를 제거하여 형성하게 된다.
도 6은 본 발명의 필터링패널(1)에서 반사부(12)의 배치 각도(A)가 가변되는 실시예를 도시한 단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 반사부(12)는, 거울반사되는 경계면에서의 배치 각도(A)를 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 광원(S)의 고도에 따른 입사각 차이를 고려하여 상기 반사부(12)의 거울반사되는 경계면에서의 배치 각도(A)를 가변적으로 구성한 것이다.
이를 위해서, 상기 반사부(12)는 밑변부(12a), 높이변부(12b), 경사변부(12c)로 형성되는 것에 더하여, 상기 높이변부(12b)에 제1전자석(12d)이 구비되고, 상기 경사변부(12c)에 제2전자석(12e)이 구비될 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 반사부(12)는, 상기 수용면(14)에 수평하게 형성되되, 탄성소재로 형성된 밑변부(12a), 상기 밑변부(12a)에서 상기 입사면(13) 방향으로 연장되게 형성되되, 상기 밑변부(12a)에 인접하여 제1전자석(12d)이 구비되고, 위치가 고정된 높이변부(12b) 및 상기 높이변부(12b)와 상기 밑변부(12a)를 연결하는 경사진 형태로 형성되되, 상기 밑변부(12a)에 인접하여 제2전자석(12e)이 구비되고, 상기 높이변부(12b)와 연결된 점을 기준으로 회전되어 위치 변경되는 경사변부(12c)를 포함할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 제1전자석(12d) 및 제2전자석(12e)이 서로 인력을 발생하도록 자력을 형성시켜 고정된 상기 높이변부(12b)의 위치로 상기 경사변부(12c)를 당기게 되며, 이에 따라 상기 경사변부(12c)의 배치 각도(A)가 조정될 수 있다.
여기서, 상기 밑변부(12a)는 탄성소재로 형성되어, 상기 높이변부(12b) 방향으로 이동되려는 상기 경사변부(12c)의 자성 인력과 힘의 균형을 형성하게 된다.
즉, 상기 경사변부(12c)의 자성 인력이 형성되어 상기 경사변부(12c)가 상기 높이변부(12b) 방향으로 회동되어 위치 변경될 때, 상기 경사변부(12c)는 상기 밑변부(12a)가 작용하는 탄성력과 균형이 발생하는 각도만큼 회동되어 배치될 수 있는 것이다.
한편, 상기 경사변부(12c)가 상기 높이변부(12b)와 연결된 점을 기준으로 회전되어 위치 변경됨에 따라, 상기 수용부(11)와의 사이에 공기층이 형성될 수도 있는데, 이때 상기 수용부(11)로 입사된 방출광 또는 시선광은 입사각에 따라서는 공기층과의 경계면에서 전반사가 일어나지 않고 상기 수용부(11)를 관통할 수도 있다. 이때 공기층을 통과하면서 산란으로 일부 광손실이 발생할 수는 있으나, 상기 수용부(11)를 관통한 상기 방출광 또는 시선광은 공기층에서 다시 상기 경사변부(12c)에 전달되면서 거울반사되므로 관통된 광이 전부 손실되는 문제는 방지할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 태양광 발전모듈을 도시한 단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전모듈은 상기 필터링패널(1) 및 상기 수용면(14)과 접하며, 상기 방출광을 전달받아 전력을 생산하는 솔라셀(2)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 필터링패널(1)은 앞서 설명한 바와 같이, 광원(S)에서 방출되는 방출광이 진입되는 상방 영역은 거울반사가 되면서도 상기 방출광의 광경로(SR)가 상기 수용면(14)을 향하게 되어 투과율을 높이고, 관찰자(E)의 시선광이 진입되는 하방 영역은 거울반사가 되면서도 상기 시선광의 광경로(ER)가 상기 입사면(13)을 향하게 회귀되어 반사율을 높이게 된다.
그리고, 상기 솔라셀(2)은 광에너지를 전기에너지로 변환하는 구성으로써, 상기 필터링패널(1)을 투과한 광원(S)에서 방출한 방출광에 대하여 전기에너지를 생산하게 된다.
또한, 상기 솔라셀(2)이 광에너지를 전기에너지로 변환하는 구체적인 구성은 일반적인 태양전지 또는 광전지와 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
그리고, 상기 솔라셀(2)은 방출광이 입사되는 일면에 상기 필터링패널(1)이 구비되고, 그 반대면에는 후면층패널(3)이 구비되어 상기 솔라셀(2)을 보호하게 구성될 수 있다.
여기서, 상기 솔라셀(2)은 접착층부(2a)에 의해서 상기 필터링패널(1), 후면층패널(3)과 결합될 수 있다.
상기 접착층부(2a)는 상기 방출광의 입사율이 저감되지 않는 소재로 형성될 수 있으며, 일례로 EVA(Ethylene Vinyl Acetate), POE(Poly Olefin Elastomer), PVB(Poly Vinyl Butyral)등의 유기 접착소재로 제공될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
1: 필터링패널 2: 솔라셀
3: 후면층패널 10: 필터링층부
11: 수용부 12: 반사부
12a: 밑변부 12b: 높이변부
12c: 경사변부 12d: 제1전자석
12e: 제2전자석 13: 입사면
14: 수용면 20: 전면층부
30: 컬러층부
3: 후면층패널 10: 필터링층부
11: 수용부 12: 반사부
12a: 밑변부 12b: 높이변부
12c: 경사변부 12d: 제1전자석
12e: 제2전자석 13: 입사면
14: 수용면 20: 전면층부
30: 컬러층부
Claims (12)
- 삭제
- 광원의 방출광과 관찰자에게 전달되는 시선광이 진입되는 입사면과 상기 입사면의 반대면인 수용면이 형성되되, 거울반사에 의해서 지면에 수평한 기준선의 상방 영역에서는 상기 기준선의 하방 영역보다 광의 투과율을 크게하고, 상기 하방 영역에서는 상기 상방 영역보다 광의 반사율을 크게하는 필터링층부; 및
상기 필터링층부의 입사면 상에 배치되는 전면층부;
를 포함하며,
상기 필터링층부는,
상기 입사면과 상기 수용면이 구비되며, 상기 방출광이 형성하는 광경로와 상기 시선광의 광경로가 내부에 형성되는 수용부; 및
상기 수용면에 형성된 공동에 충만되게 수용되며, 적어도 상기 수용부와의 경계면에 인접한 부분은 거울반사되게 형성되고, 상기 방출광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 둔각으로 형성하여 상기 방출광을 상기 수용면 방향으로 통과시키고, 상기 시선광의 최초 거울반사되는 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 예각으로 형성하여 상기 시선광을 상기 입사면 방향으로 회귀시키는 반사부;
를 포함하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 반사부는, 상기 수용면에 서로 일정 간격 이격되어 형성된 복수의 공동에 각각 구비되어, 복수 개가 서로 일정 간격 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제3항에 있어서,
상기 반사부는, 상기 수용면에 수평한 밑변부, 상기 밑변부에 수직한 높이변부, 상기 높이변부와 상기 밑변부를 연결하는 경사진 경사변부로 형성되어 직각삼각형 단면 패턴을 형성하되, 각각의 직각삼격형 패턴이 서로 일정 간격 이격된 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제4항에 있어서,
상기 높이변부의 길이는 적어도 이웃하는 직각삼각형 패턴이 이격된 간격의 삼등분된 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제4항에 있어서,
상기 밑변부와 상기 경사변부가 형성하는 각도는 20도 이상 70도 이하의 범위로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제3항에 있어서,
상기 반사부는, 상기 수용면에 수평한 밑변부, 상기 밑변부에서 상기 입사면 방향으로 연장된 높이변부, 상기 높이변부와 상기 밑변부를 연결하는 경사진 경사변부로 형성된 단면 패턴을 형성하되, 각각의 단면 패턴은 서로 일정 간격 이격되게 형성되며,
상기 단면 패턴은, 패턴의 내부 각이 모두 예각인 예각삼각형, 상기 경사변부가 오목한 오목형 패턴, 상기 경사변부가 볼록한 볼록형 패턴, 상기 높이변부가 적어도 하나의 꺾인 점을 포함하여 상기 경사변부와 동일 방향으로 경사진 부분을 포함하는 모따기형 패턴 중 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 필터링층부는, 반경화된 수지에 패턴몰드를 프레싱한 후 완전 경화시켜 상기 수용부에 공동을 형성하고, 거울반사되는 미러잉크를 상기 공동이 형성된 상기 수용부의 수용면 상에 도포한 후에 상기 공동 이외의 부분에서 상기 미러잉크를 제거하여 상기 반사부를 형성하는 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 전면층부와 상기 필터링층부 사이에 배치되며, 상기 필터링층부에서 반사된 시선광에 의해서 발색되는 컬러층부;
를 포함하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 반사부는, 거울반사되는 경계면에서의 배치 각도를 조정하는 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제10항에 있어서,
상기 반사부는,
상기 수용면에 수평하게 형성되되, 탄성소재로 형성된 밑변부;
상기 밑변부에서 상기 입사면 방향으로 연장되게 형성되되, 상기 밑변부에 인접하여 제1전자석이 구비되고, 위치가 고정된 높이변부; 및
상기 높이변부와 상기 밑변부를 연결하는 경사진 형태로 형성되되, 상기 밑변부에 인접하여 제2전자석이 구비되고, 상기 높이변부와 연결된 점을 기준으로 회전되어 위치 변경되는 경사변부;
를 포함하는 필터링패널. - 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항의 필터링패널; 및
상기 수용면과 접하며, 상기 방출광을 전달받아 전력을 생산하는 솔라셀;
을 포함하는 태양광 발전모듈.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180116285A KR102108792B1 (ko) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180116285A KR102108792B1 (ko) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈 |
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| KR1020180116285A KR102108792B1 (ko) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈 |
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