KR102119499B1 - 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 형성되며, 거울반사에 의해서 지면에 수평한 기준선의 하방 영역에서는 상기 기준선의 상방 영역보다 상기 시선광의 가시광선 반사율을 크게 하고, 상기 상방 영역에서는 상기 하방 영역보다 상기 방출광의 가시광선 투과율을 크게 형성하되, 상기 하방 영역과 상기 상방 영역의 모든 영역에서 상기 시선광과 상기 방출광의 적외선은 투과시키는 필터링층부 및 상기 필터링층부의 입사면 측에 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 굴절률을 이용한 반사율과 투과율을 조정하는 기술을 개발하고 있으나, 이러한 경우에는 발전성능의 확보에 한계가 있다.
즉, 종래에는 심미성의 측면에서는 가시광선 영역을 조정하고, 발전성능 측면에서는 가시광선 영역 이외의 영역을 별도의 과제로 인식하고 있지 못하여 발전성능 확보에 한계를 가지고 있었던 것이다.
따라서, 전술한 문제 내지 한계를 개선하기 위하여 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에 대한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명의 목적은 가시광선 영역과 자외선 영역을 구별하여 심미성을 확보하면서도 발전성능을 확보할 수 있는 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈을 제공하는 것이다.
다른 측면에서, 본 발명의 목적은 태양의 고도 각도에 따른 발전성능을 확보할 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 형성되며, 거울반사에 의해서 지면에 수평한 기준선의 하방 영역에서는 상기 기준선의 상방 영역보다 상기 시선광의 가시광선 반사율을 크게 하고, 상기 상방 영역에서는 상기 하방 영역보다 상기 방출광의 가시광선 투과율을 크게 형성하되, 상기 하방 영역과 상기 상방 영역의 모든 영역에서 상기 시선광과 상기 방출광의 적외선은 투과시키는 필터링층부 및 상기 필터링층부의 입사면 측에 배치되는 전면층부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 필터링층부는, 상기 방출광과 상기 시선광의 가시광선은 거울반사시키고, 상기 방출광과 상기 시선광의 적외선은 수용면 방향으로 통과시키는 소재로 형성되되, 거울반사에 의해서, 상기 방출광의 가시광선의 최초 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 둔각으로 형성하여 상기 수용면 방향으로 통과시키고, 상기 시선광의 가시광선의 최초 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 예각으로 형성하여 상기 입사면 방향으로 회귀시키는 각도로 배치되는 패턴부를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 패턴부는, 적외선은 투과시키되, 가시광선 전체 또는 가시광선의 특정 파장만을 거울반사시키는 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 아연(Zn), 크롬(Cr), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 철(Fe) 중 적어도 어느 하나의 금속 이온을 포함하는 시아닌 물감(Cyanine dyes)의 소재로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 패턴부는, 상방으로 15 ~ 70도 경사지게 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 패턴부는, 상방으로 일정 각도 경사지게 배치되는 무게 중심을 형성하도록, 일단부의 편중된 위치에 자중편이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 패턴부는, 상기 자중편이 형성된 일단부의 반대단부인 타단부를 가압하게 연계된 상기 전면층부의 가압 압력에 따라 배치 각도가 변경되는 것을 특징으로 할 수 있다.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 필터링층부는, 복수 개의 상기 패턴부 사이의 간극을 형성하는 간격형성부를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 간격형성부는, 공기층, 폴리에틸렌(PE: Polyethylene), 폴리에틸렌 테레프타레이트 (PET: Polyethyleneterephthalate), 폴리이미드(PI: polyimide) 폴리롤레핀(PO: Polyolefin), 폴리에테르에테르케톤(PEEK: Polyetheretherketon), 트리아세틸셀룰로오스(TAC: Triacetylcellulose), 폴리메틸 메타크릴산 (PMMA: Polymethylmethacrylate) 및 폴리비닐 알코올(PVA: Polyvinyl alcohol) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 전면층부는, 공기층, 일반유리, 저철분 강화유리 및 고분자 필름 중 어느 하나로 형성된 것으로 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 수용면 측에 일면이 배치되며, 일면 상에 복수의 오목 또는 볼록한 형상이 형성되어 상기 수용면을 통과한 광을 산란시키는 산란층부를 포함할 수 있다.
한편으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널의 상기 전면층부와 상기 필터링층부 사이에 배치되며, 상기 필터링층부에서 반사된 시선광에 의해서 발색되는 컬러층부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전모듈은 상기 필터링패널 및 상기 수용면 측에 일면이 배치되며, 상기 방출광을 전달받아 전력을 생산하는 솔라셀을 포함할 수 있다.
더하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전모듈은 상기 솔라셀의 타면 측에 배치되는 후면층패널을 포함할 수 있다.
본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈은 가시광선 영역과 자외선 영역을 구별하여 투과율과 반사율을 조정하여 심미성을 확보하면서도 발전성능을 확보할 수 있는 이점이 있다.
다른 측면에서, 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈은 태양의 고도 각도에 따른 필터링패널의 각도 조절로 발전성능을 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 2 및 도 3은 본 발명의 필터링패널에서 각도가 조정되는 패턴부의 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 필터링패널을 포함한 태양광 발전모듈을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 가시광선 영역의 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 적외선 영역의 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 전체 영역의 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 필터링패널에서 각도가 조정되는 패턴부의 실시예를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 필터링패널을 포함한 태양광 발전모듈을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 가시광선 영역의 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 적외선 영역의 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 필터링패널 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 전체 영역의 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, 가시광선 영역과 자외선 영역을 구별하여 투과율과 반사율을 조정하여 심미성을 확보하면서도 발전성능을 확보할 수 있고, 다른 측면에서, 태양의 고도 각도에 따른 필터링패널(1)의 각도 조절로 발전성능을 확보할 수 있다.
구체적으로 도면을 참고하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 필터링패널(1)에서 광경로를 포함하여 도시한 단면도이다.
또한, 도 5는 본 발명의 필터링패널(1) 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 가시광선 영역의 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 필터링패널(1) 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 적외선 영역의 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이며, 도 7은 본 발명의 필터링패널(1) 및 이를 포함하는 태양광 발전모듈에서 가시광선 영역과 적외선 영역을 포함하는 전체 영역의 반사율과 투과율을 나타낸 그래프이다.
상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)은 광원(S)의 방출광과 관찰자(E)에게 전달되는 시선광이 진입되는 입사면(11)과 상기 입사면(11)의 반대면인 수용면(12)이 형성되며, 거울반사에 의해서 지면에 수평한 기준선의 하방 영역에서는 상기 기준선의 상방 영역보다 상기 시선광의 가시광선 반사율을 크게 하고, 상기 상방 영역에서는 상기 하방 영역보다 상기 방출광의 가시광선 투과율을 크게 형성하되, 상기 하방 영역과 상기 상방 영역의 모든 영역에서 상기 시선광과 상기 방출광의 적외선은 투과시키는 필터링층부(10) 및 상기 필터링층부(10)의 입사면(11) 측에 배치되는 전면층부(20)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 필터링패널(1)은 가시광선과 적외선의 반사율과 투과율을 각각 조정되게 제공됨에 의해서, 심미성을 확보하면서도 발전성능은 향상시킬 수 있게 된다.
다시 말해, 관찰자(E)가 인식하지 못하는 적외선의 방출광과 시선광은 필터링층부(10) 전체에서 통과시키게 구성되되, 관찰자(E)가 인식하게 되는 가시광선에 대하여는 방출광의 가시광선과 시선광의 가시광선은 진입 각도가 다름을 이용하여 각각의 반사율과 투과율을 조정한 필터링층부(10)를 제시하고 있는 것이다.
상기 필터링층부(10)는 광원(S)의 방출광의 가싱광선과 관찰자(E)에게 전달되는 시선광의 가시광선의 반사율과 투과율을 조정하는 역할을 하는 동시에, 방출광과 시선광의 적외선은 전체 영역에서 통과시키게 구성된다.
이를 위해서, 상기 필터링층부(10)는 지면에 수평한 기준선의 하방 영역에서 광로를 형성하는 시선광은 투과율은 비교적 낮고 반사율은 비교적 높게 구비되되, 지면에 수평한 기준선의 상방 영역에서 광로를 형성하는 방출광은 투과율은 비교적 높고 반사율은 비교적 낮게 구비될 수 있다.
이를 위해서, 상기 필터링층부(10)는 패턴부(13), 간격형성부(14) 등으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 필터링층부(10)는, 상기 방출광과 상기 시선광의 가시광선은 거울반사시키고, 상기 방출광과 상기 시선광의 적외선은 수용면(12) 방향으로 통과시키는 소재로 형성되되, 거울반사에 의해서, 상기 방출광의 가시광선의 최초 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 둔각으로 형성하여 상기 수용면(12) 방향으로 통과시키고, 상기 시선광의 가시광선의 최초 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 예각으로 형성하여 상기 입사면(11) 방향으로 회귀시키는 각도로 배치되는 패턴부(13)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 필터링패널(1)은 상기 패턴부(13)를 구비함에 의해서, 지면에 수평한 기준선의 하방 영역에서 광로를 형성하는 시선광은 투과율은 비교적 낮고 반사율은 비교적 높게 구비되되, 지면에 수평한 기준선의 상방 영역에서 광로를 형성하는 방출광은 투과율은 비교적 높고 반사율은 비교적 낮게 구비될 수 있다.
다시 말해, 상기 패턴부(13)는 방출광과 시선광의 가시광선에 대하여 거울반사를 시키되, 방출광의 가시광선에 대하여는 둔각 광경로(SVR2)를 형성하는 형태로 구비되고, 시선광의 가시광선에 대하여는 예각 광경로(EVR)를 형성하는 형태로 구비될 수 있는 것이다.
이에 의해서, 상기 패턴부(13)는 상기 방출광의 가시광선에 대하여는 상기 시선광과 비교하여 반사율은 낮고, 투과율은 높게 작용하고, 상기 시선광의 가시광선에 대하여는 상기 방출광과 비교하여 반사율은 높고, 투과율은 낮게 작용하게 된다.
구체적 형태의 일례로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 시선광이 진입되는 방향에 대한 역방향 경사진 형태로 구비되되, 방출광이 진입되는 방향에 대한 정방향 경사진 형태로 구비될 수 있다.
더 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 패턴부(13)는, 상방으로 15 ~ 70도 경사지게 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기준선에 대하여 수용면(12)에서 입사면(11)으로 올수록 높아지는 상방으로 15 ~ 70도 경사지게 구비될 수 있는 것이다.
한편, 상기 패턴부(13)는 배치된 경사 각도가 고정된 형태일 수도 있으나, 배치 각도가 조정되게 구성될 수도 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 2 및 도 3을 참조하여 후술한다.
여기서, 상기 패턴부(13)는 방출광과 시선광의 가시광선에 대하여는 거울반사(specular reflection) 또는 정반사하는 작용을 하는데, 이러한 거울반사는 이종 층간의 굴절률의 차이에 의한 반사가 아니라 상기 패턴부(13)의 반사면에서의 반사물질이 가시광선을 튕겨냄에 의한 것으로 굴절에 의한 전반사와는 그 전제 원리가 전혀 상이하다.
따라서, 상기 패턴부(13)는 방출광과 시선광의 가시광선을 패턴부(13) 내부로 관통하여 투과를 시킨다기 보다는 복수의 패턴부(13) 사이의 간격형성부(14)로 가시광선을 유도하여 투과시키게 된다.
이와 같은 상기 패턴부(13)의 작용에 대하여는 도 5를 참조하면 쉽게 알 수 있다. 즉, 시야각이 0도인 기준선을 기준으로 마이너스(-) 시야각인 기준선 하방 영역에서는 비교적 가시광선의 반사율이 높고 투과율은 낮은 반면에서 플러스(+) 시야각인 기준선 상방 영역에서는 비교적 가시광선의 반사율이 낮고 투과율은 높게 형성됨을 알 수 있는 것이다.
또한, 상기 패턴부(13)의 작용에 대하여는 가시광선 영역과 적외선 영역을 모두 포괄하는 반사율과 투과율도 도 7을 참조하여 확인할 수 있다.
한편, 상기 패턴부(13)는 방출광과 시선광의 가시광선에 대하는 반사율, 투과율을 조정하게 구성되면서도 방출광과 시선광의 적외선은 투과시키게 구성된다. 즉, 상기 패턴부(13)는 방출광과 시선광의 가시광선을 그 내부로 관통시키기 않으면서도 방출광과 시선광의 적외선은 그 내부로 관통하게 구성되는 것이다.
다시 말해, 상기 방출광의 적외선의 광경로(SIR)는 물론이고, 상기 시선광의 적외선의 광경로(EIR)도 상기 패턴부(13) 내부를 관통하는 광경로를 형성하게 구성되는 것이다.
이와 같은 상기 패턴부(13)의 작용에 대하여는 도 6을 참조하면 쉽게 알 수 있다. 즉, 시야각이 0도인 기준선을 기준으로 마이너스(-) 시야각인 기준선 하방 영역과 플러스(+) 시야각인 기준선 상방 영역 모두에서 비교적 적외선의 반사율은 낮고 투과율은 높게 형성됨을 알 수 있는 것이다.
일례로 상기 패턴부(13)는 패턴부(13)를 형성하는 소재를 조정하여 가시광선은 거울반사시키되 적외선은 투과되게 구성될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 패턴부(13)는, 적외선은 투과시키되, 가시광선 전체 또는 가시광선의 특정 파장만을 거울반사시키는 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 아연(Zn), 크롬(Cr), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 철(Fe) 중 적어도 어느 하나의 금속 이온을 포함하는 시아닌 물감(Cyanine dyes)의 소재로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 필터링층부(10)는, 복수 개의 상기 패턴부(13) 사이의 간극을 형성하는 간격형성부(14)를 포함할 수 있다.
다시 말해, 상기 간격형성부(14)는 상기 패턴부(13)가 방출광의 가시광선을 상기 수용면(12) 방향으로 유도하면 이를 통과시키는 역할을 하게 되는 것이다.
이를 위해서, 상기 간격형성부(14)는 공기층으로 형성될 수도 있고, 공기층 내에서의 산란에 의한 광소실을 방지하기 위해서 별도의 충진 소재로 구성될 수도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 간격형성부(14)는, 공기층, 폴리에틸렌(PE: Polyethylene), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET: Polyethylene terephthalate), 폴리이미드(PI: polyimide) 폴리롤레핀(PO: Polyolefin), 폴리에테르에테르케톤(PEEK: Polyetheretherketon), 트리아세틸셀룰로오스(TAC: Triacetylcellulose ), 폴리메틸 메타크릴산(PMMA: Polymethylmethacrylate) 및 폴리비닐 알코올(PVA: Polyvinyl alcohol) 중 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 전면층부(20)는 상기 필터링층부(10)의 입사면(11) 상에 배치되는 구성으로 제시될 수 있는 것이다. 일례로 공기층이 될 수도 있고, 상기 필터링층부(10)에 이물질이 유입되는 것을 차단하도록 유리, 고분자 필름 등으로 구비되어 보호막의 역할을 할 수도 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 전면층부(20)는, 공기층, 일반유리, 저철분 강화유리 및 고분자 필름 중 어느 하나로 형성된 것으로 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 고분자 필름의 일례로는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE: ethylene tetrafluoroethylene), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF: polyvinylidene fluoride), 폴리디메틸실록산(PDMS: polydimethylsiloxane), 폴리이미드(PI: polyimide), 아크릴(Acrylic), 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 트리아셀틸 셀룰로오즈(TAC: triacetylcellulose) 및 에폭시(Epoxy) 중 적어도 하나가 될 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 필터링패널(1)에서 각도가 조정되는 패턴부(13)의 실시예를 도시한 단면도로서, 도 2는 상기 패턴부(13)만을 도시한 것이고, 도 3은 상기 패턴부(13)에 외력이 작용하도록 전면층부(20)가 상기 패턴부(13)의 타단부를 가압하는 상태를 도시한 것이다.
상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 패턴부(13)는, 상방으로 일정 각도 경사지게 배치되는 무게 중심을 형성하도록, 일단부의 편중된 위치에 자중편(13a)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
다시 말해, 상기 패턴부(13)는 배치된 경사 각도가 고정된 형태일 수도 있으나, 배치 각도가 조정되게 구성될 수도 있는 것이다.
더욱이, 상기 패턴부(13)는 지지축(13b)에 의해서 회전되게 구비되는 일단부에 자중편(13a)이 구비됨으로서, 별도의 외력이 작용하지 않는 경우에는 기본 경사 각도를 형성하게 구비될 수 있다.
일례로는 외력이 작용하지 않는 경우에 상기 패턴부(13)는 앞서 설명한 바와 같은 상방으로 15 ~ 70도 경사지게 배치될 수 있다. 이와 같은 자중편(13a)에 의한 일정 배치 각도의 형성은 상기 간격형성부(14)가 공기층으로 제공되어 상기 패턴부(13)의 타단부가 자유 회전될 수 있는 경우에 오뚝이와 같은 원리로 일정 각도를 형성하는 상기 패턴부(13)의 일단부의 편중된 위치에 상기 자중편(13a)이 결합되어 수행된다.
또한 상기 패턴부(13)가 외력을 받는 경우에는 배치 각도가 조정될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 패턴부(13)는, 상기 자중편(13a)이 형성된 일단부의 반대단부인 타단부를 가압하게 연계된 상기 전면층부(20)의 가압 압력에 따라 배치 각도가 변경되는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 상기 패턴부(13)의 일단부는 지지축(13b)에 의해서 회전만 가능하고 위치를 고정되기 때문에 상기 전면층부(20)가 상기 패턴부(13)의 타단부를 밀어 줌에 의해서 상기 패턴부(13)는 더욱 상방으로 경사 각도가 커지게 배치될 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 필터링패널(1)을 포함한 태양광 발전모듈을 도시한 단면도로서, 상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 수용면(12) 측에 일면이 배치되며, 일면 상에 복수의 오목 또는 볼록한 형상이 형성되어 상기 수용면(12)을 통과한 광을 산란시키는 산란층부(30)를 포함할 수 있다.
이와 같은 산란층부(30)에 의해서 상기 필터링층부(10)에서 필터링되어 통과된 가시광선, 적외선 등을 산란 또는 확산시킴으로서, 부분적인 부정합을 개선하여 솔라셀(2)의 전체 면에서 균일하게 발전할 수 있게 구성할 수 있다. 이에 따라 발전성능도 더 향상될 수 있게 된다.
이러한 산란층부(30)는 상기 솔라셀(2)을 감싸는 접착층부(2a)의 일면에 형성될 수도 있고, 별도의 레이어를 형성하게 구비될 수도 있다.
한편으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링패널(1)의 상기 전면층부(20)와 상기 필터링층부(10) 사이에 배치되며, 상기 필터링층부(10)에서 반사된 시선광에 의해서 발색되는 컬러층부(40)를 포함할 수 있다.
이와 같은 컬러층부(40)는 상기 필터링층부(10)에서 반사된 시선광의 가시광선에 대하여 발색되는 역할을 하게 된다.
다시 말해, 기준선의 하방 영역에 위치하는 관찰자(E)에게 도달하는 시선광은 상기 필터링층부(10)에선 거울반사되어 상기 컬러층부(40)를 통과하여 관찰자(E)에게 도달되기 때문에, 발색된 형태로 관찰자(E)에게 도달하는 것이다.
이때 상기 컬러층부(40)를 통과하는 시선광은 상기 필터링층부(10)에서 거울반사되므로, 굴절률 차이에 의한 전반사되는 것에 비하여 발색이 더욱 견고하고 미려하게 된다.
이와 같은 컬러층부(40)는 상기 필터링층부(10)와 별도의 층으로 형성될 수도 있으나, 상기 필터링층부(10)와 일체로 형성되어 구비될 수도 있다. 즉, 상기 필터링층부(10)가 가시광선의 특정 파장만을 거울반사시키게 구비됨에 의해서 발색 기능까지 포함할 수 있는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전모듈은 상기 필터링패널(1) 및 상기 수용면(12) 측에 일면이 배치되며, 상기 방출광을 전달받아 전력을 생산하는 솔라셀(2)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 필터링패널(1)은 앞서 설명한 바와 같이, 가시광선과 적외선의 반사율과 투과율을 각각 조정되게 제공됨에 의해서, 심미성을 확보하면서도 발전성능은 향상시킬 수 있게 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.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전모듈은 상기 솔라셀(2)의 타면 측에 배치되는 후면층패널(3)을 포함할 수 있다.
이러한 후면층패널(3)은 상기 솔라셀(2)을 보호하기 위한 불소중합체 (fluoropolymer), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET: Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌(PE: Polyethylene), 폴리디메틸실록산(PDMS: polydimethylsiloxane) 등의 백시트(backsheet) 또는 강화유리로 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), 폴리테트라 플루오로에틸렌(PTFE: polytetrafluoroethylene), 폴리디메틸실록산(PDMS: polydimethylsiloxane) 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: 입사면 12: 수용면
13: 패턴부 14: 간격형성부
20: 전면층부 30: 산란층부
40: 컬러층부
3: 후면층패널 10: 필터링층부
11: 입사면 12: 수용면
13: 패턴부 14: 간격형성부
20: 전면층부 30: 산란층부
40: 컬러층부
Claims (13)
- 삭제
- 광원의 방출광과 관찰자에게 전달되는 시선광이 진입되는 입사면과 상기 입사면의 반대면인 수용면이 형성되며, 거울반사에 의해서 지면에 수평한 기준선의 하방 영역에서는 상기 기준선의 상방 영역보다 상기 시선광의 가시광선 반사율을 크게 하고, 상기 상방 영역에서는 상기 하방 영역보다 상기 방출광의 가시광선 투과율을 크게 형성하되, 상기 하방 영역과 상기 상방 영역의 모든 영역에서 상기 시선광과 상기 방출광의 적외선은 투과시키는 필터링층부; 및
상기 필터링층부의 입사면 측에 배치되는 전면층부;
를 포함하며,
상기 필터링층부는,
상기 방출광과 상기 시선광의 가시광선은 거울반사시키고, 상기 방출광과 상기 시선광의 적외선은 수용면 방향으로 통과시키는 소재로 형성되되, 거울반사에 의해서, 상기 방출광의 가시광선의 최초 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 둔각으로 형성하여 상기 수용면 방향으로 통과시키고, 상기 시선광의 가시광선의 최초 진입 방향과 이탈 방향이 이루는 각도를 예각으로 형성하여 상기 입사면 방향으로 회귀시키는 각도로 배치되는 패턴부;
를 포함하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 패턴부는, 적외선은 투과시키되, 가시광선 전체 또는 가시광선의 특정 파장만을 거울반사시키는 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 구리(Cu), 코발트(Co), 아연(Zn), 크롬(Cr), 백금(Pt), 팔라듐(Pd) 및 철(Fe) 중 적어도 어느 하나의 금속 이온을 포함하는 시아닌 물감(Cyanine dyes)의 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 패턴부는, 상방으로 15 ~ 70도 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 패턴부는, 상방으로 일정 각도 경사지게 배치되는 무게 중심을 형성하도록, 일단부의 편중된 위치에 자중편이 형성된 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제5항에 있어서,
상기 패턴부는, 상기 자중편이 형성된 일단부의 반대단부인 타단부를 가압하게 연계된 상기 전면층부의 가압 압력에 따라 배치 각도가 변경되는 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 필터링층부는,
복수 개의 상기 패턴부 사이의 간극을 형성하는 간격형성부;
를 포함하는 필터링패널. - 제7항에 있어서,
상기 간격형성부는, 공기층, 폴리에틸렌(PE: Polyethylene), 폴리에틸렌 테레프타레이트 (PET: Polyethyleneterephthalate), 폴리이미드(PI: polyimide) 폴리롤레핀(PO: Polyolefin), 폴리에테르에테르케톤(PEEK: Polyetheretherketon), 트리아세틸셀룰로오스(TAC: Triacetylcellulose), 폴리메틸 메타크릴산 (PMMA: Polymethylmethacrylate) 및 폴리비닐 알코올(PVA: Polyvinyl alcohol) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 전면층부는, 공기층, 일반유리, 저철분 강화유리 및 고분자 필름 중 어느 하나로 형성된 것으로 특징으로 하는 필터링패널. - 제2항에 있어서,
상기 수용면 측에 일면이 배치되며, 일면 상에 복수의 오목 또는 볼록한 형상이 형성되어 상기 수용면을 통과한 광을 산란시키는 산란층부;
를 포함하는 필터링패널 - 제2항에 있어서,
상기 전면층부와 상기 필터링층부 사이에 배치되며, 상기 필터링층부에서 반사된 시선광에 의해서 발색되는 컬러층부;
를 포함하는 필터링패널. - 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항의 필터링패널; 및
상기 수용면 측에 일면이 배치되며, 상기 방출광을 전달받아 전력을 생산하는 솔라셀;
을 포함하는 태양광 발전모듈. - 제12항에 있어서,
상기 솔라셀의 타면 측에 배치되는 후면층패널;
을 포함하는 태양광 발전모듈.
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|---|---|---|---|---|
| JP2016025730A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | 大日本印刷株式会社 | 太陽光発電装置 |
| KR101700379B1 (ko) * | 2015-11-12 | 2017-01-26 | 운지파워텍(주) | Bipv용 컬러태양전지모듈 및 그 제작방법 |
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| KR20030022216A (ko) | 2003-02-07 | 2003-03-15 | 이정민 | 스트로를 구비한 음료용기 |
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2018
- 2018-11-02 KR KR1020180133233A patent/KR102119499B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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| JP2016025730A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | 大日本印刷株式会社 | 太陽光発電装置 |
| KR101700379B1 (ko) * | 2015-11-12 | 2017-01-26 | 운지파워텍(주) | Bipv용 컬러태양전지모듈 및 그 제작방법 |
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|---|---|
| KR20200050540A (ko) | 2020-05-12 |
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