KR102229057B1 - 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널에 관한 것으로, 그 목적은 도로 및 철도 주변을 따라 설치된 방음벽 및 방음터널 등의 방음시설에 구비되는 방음패널로 재귀반사판이 부착된 양면수광형 태양광발전패널을 적용하여 태양광 발전효율이 대폭 증가될 수 있도록 한 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널을 제공함에 있다.
이를 위해, 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널은, 도로변을 따라 일정 간격으로 수직 설치되는 다수 개의 수직 빔 상호 간의 사이 또는 상기 양측 도로변에 대응되게 설치된 한 쌍씩의 수직 빔 상단을 각각 연결하는 다수 개의 루프 빔 상호 간의 사이에 끼워져 설치되는 것으로서; 직사각틀 형상으로 이루어진 프레임과; 상기 프레임에 고정 설치되어 방음패널의 전면을 형성하되, 다수 개의 셀이 다수 행 및 다수 열을 이루도록 일정 간격 이격된 형태로 배열 형성되며, 상기 셀 상호 간의 사이 및 가장자리 부분은 태양광이 투광되도록 투명재질로 이루어진 태양광 모듈 및; 상기 프레임에 고정 설치되어 방음패널의 후면을 형성하되, 상기 태양광 모듈의 투명 부분을 통과하는 태양광에 대해 재귀반사가 이루어지도록 하는 재귀반사판;을 포함하여 구성된다.

Description

양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널{SOLAR SOUNDPROOF PANEL CAPABLE OF BOTH SIDES GENERATION}
본 발명은 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로에서 발생하는 소음 및 미세먼지 등의 억제를 위해 설치된 방음벽 및 방음터널에 구비되는 방음패널로 재귀반사판이 부착된 양면수광형 태양광발전패널을 적용하여 발전효율이 크게 향상될 수 있도록 한 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널에 관한 것이다.
일반적으로, 차량이나 철도 등의 주행이 이루어지는 도로 및 철로 주변을 따라서는 차량이나 철도의 주행 시 발생되는 소음 및 미세먼지 등이 주변의 주택지나 상업시설 등으로 전달되는 것을 억제하여 쾌적한 도시생활환경을 제공하기 위한 방음벽이나 방음터널이 설치되고 있으며, 이는 도로 및 철도의 확충으로 인해 그 설치가 증가되고 있는 추세이다.
상기 방음벽 및 방음터널은 도로 및 철로 주변을 따라 타설된 콘크리트 블록 기초에 일정 간격으로 다수 개의 수직 빔이 세워지고, 각 수직 빔 및 수직 빔 상호 간의 사이 또는 각 수직 빔으로부터 연장되는 루프 빔 및 루프 빔 상호 간의 사이에는 대략 사각판 형태를 갖는 방음패널이 연속 설치됨에 따라, 시공이 이루어지게 된다.
한편, 최근에는 도로나 철도 주변을 따라 설치되는 방음벽 및 방음터널에 구비되는 방음패널이 소음 및 미세먼지의 차단이라는 본래 기능 이외에 에너지를 생성하여 공급할 수 있도록 한 태양광을 이용한 방음패널에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다.
그러나, 종래에 태양광을 이용한 방음패널로는 일면으로만 태양광이 입사되어 발전이 이루어지는 단면수광형 패널이 적용됨에 따라, 그 발전량에 한계가 있는 문제점이 발생하게 되었으며, 이에 따라 발전 효율이 비교적 높지 않은 문제점이 발생하게 되었다.
국내 등록특허 제10-1809015호 국내 등록특허 제10-2003376호
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 도로 및 철도 주변을 따라 설치된 방음벽 및 방음터널 등의 방음시설에 구비되는 방음패널로 재귀반사판이 부착된 양면수광형 태양광발전패널을 적용하여 태양광 발전효율이 대폭 증가될 수 있도록 한 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널은, 도로변을 따라 일정 간격으로 수직 설치되는 다수 개의 수직 빔 상호 간의 사이 또는 상기 양측 도로변에 대응되게 설치된 한 쌍씩의 수직 빔 상단을 각각 연결하는 다수 개의 루프 빔 상호 간의 사이에 끼워져 설치되는 것으로서; 직사각틀 형상으로 이루어진 프레임과; 상기 프레임에 고정 설치되어 방음패널의 전면을 형성하되, 다수 개의 셀이 다수 행 및 다수 열을 이루도록 일정 간격 이격된 형태로 배열 형성되며, 상기 셀 상호 간의 사이 및 가장자리 부분은 태양광이 투광되도록 투명재질로 이루어진 태양광 모듈 및; 상기 프레임에 고정 설치되어 방음패널의 후면을 형성하되, 상기 태양광 모듈의 투명 부분을 통과하는 태양광에 대해 재귀반사가 이루어지도록 하는 재귀반사판을 포함하여 구성된 것;을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 태양광 모듈 및 재귀반사판 사이의 프레임 내부에는 입사된 광원에 대한 확산작용을 행하는 확산시트가 설치되어 구성된 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게, 상기 확산시트는 그 측단면의 형상이 사인곡선 형태를 이루도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 재귀반사판은 투명재질의 직사각판 일면에 띠형상을 갖는 재귀반사지가 일정 간격 이격된 상태로 부착되어, 상호 이격된 재귀반사지 사이를 통해 자연 채광이 이루어지도록 구성됨이 바람직하다.
또, 상기 프레임 전면의 상.하 가로방향을 따라서는 상기 태양광 모듈의 상단 및 하단이 끼워져 결합되는 끼움홈이 형성된 일정 길이의 프로파일이 고정 결합되어 구성됨이 바람직하다.
상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 도로 및 철도 주변에서 발생하는 소음을 차단하고 미세먼지를 억제시키도록 설치되는 방음벽 및 방음터널 등의 방음시설에 구비되는 방음패널로 재귀반사판이 부착된 양면수광형 태양광발전패널을 적용하므로서, 동일 면적에서 모듈 출력 및 발전량을 증대시켜 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있게 된다.
도 1a는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널이 적용된 방음벽의 구성을 나타내는 사시도,
도 1b는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널이 적용된 방음벽의 구성을 나타내는 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널의 적용된 방음터널의 구성을 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널의 구성을 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널의 구성을 나타내는 분리사시도,
도 5는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널의 구성을 나타내는 측단면도이다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널이 적용된 방음벽의 구성을 나타내는 사시도, 도 1b는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널이 적용된 방음벽의 구성을 나타내는 정면도, 도 2는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널의 적용된 방음터널의 구성을 나타내는 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널의 구성을 나타내는 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널의 구성을 나타내는 분리사시도, 도 5는 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널의 구성을 나타내는 측단면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널은, 도로 및 철도 주변을 따라 설치되는 방음벽 및 방음터널에 적용되는 방음패널(10)을 재귀반사판(40)을 포함하는 특정 구조의 양면수광형 태양광발전패널로 형성함에 따라 구현된다.
주지된 바와 같이, 도로 및 철로 주변을 따라서는 차량이나 철도의 주행 시 발생되는 소음 및 미세먼지 등이 주변의 주택지나 상업시설 등으로 전달되는 것을 억제할 수 있도록 방음벽(100) 또는 방음터널(200)이 설치되어 제공된다.
상기 방음벽(100)은 도로 및 철로 주변을 따라 타설된 콘크리트 블록 기초에 일정 간격으로 다수 개의 H빔으로 이루어진 수직 빔(110)이 세워진 후, 상기 수직 빔(110) 상호 간의 사이에는 대략 직사각판 형상을 갖는 방음패널(10)이 적층 설치되어 구성된다.
상기 방음터널(200)은 도로 및 철로 주변을 따라 타설된 콘크리트 블록 기초에 일정 간격으로 다수 개의 수직 빔(210)이 세워지고, 양측 도로변에 대응되게 설치된 한 쌍씩의 수직 빔(210) 상단을 각각 횡단한 상태로 연결하도록 다수 개의 H빔으로 이루어진 루프 빔(220)이 시공된 후, 상기 수직 빔(210) 상호 간의 사이 및 상기 루프 빔(210) 상호 간의 사이에는 대략 직사각판 형상을 갖는 방음패널(10)이 끼워져 설치되어 구성된다.
여기에서, 본 발명에서의 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널에 따라, 상기 방음패널(10)은 대략 직사각틀 형상을 갖는 프레임(20)을 매개로 대략 직사각판 형상을 갖는 태양광 모듈(30)과 확산시트(50) 및 재귀반사판(40)이 상호 이격된 상태로 고정 설치되어 구성된다.
상기 프레임(10)은 바(bar) 형태의 금속재질을 매개로 상기 수직 빔 또는 루프 빔 상호 간의 간격에 대응되는 규격의 대략 직사각틀 형태로 구성되는 것으로서, 일정 길이를 갖는 사각파이프로 이루어진 한 쌍씩의 가로바(22) 및 세로바(24)가 대략 직사각틀 형태를 이루도록 고정 결합되어 구성된다.
상기 프레임(20)을 구성하는 각 가로바(22) 및 세로바(24)는 사각판 형상의 부재가 대략 "ㄱ" 형상으로 절곡 형성되어 구성된 다수 개의 결합부재(29a)를 매개로 견고한 결합이 이루어지게 된다.
상기 프레임(20)을 구성하는 한 쌍의 가로바(22) 전면에는 상기 태양광 모듈(20)의 상단 및 하단이 끼워져 결합되도록 끼움홈(28)이 형성된 일정 길이의 프로파일(26)이 고정 결합되어 제공된다.
상기 프로파일(26)은 그 단면이 대략 "山" 형상을 갖는 하부부재(26a) 및, 상기 하부부재(26a)와 대응되는 형상으로 이루어져 그 상측에 적층 결합되는 상부부재(26b)로 이루어져, 상기 하부부재(26a) 및 상부부재(26b) 상호 간의 사이에 태양광 모듈(20)의 설치를 위한 끼움홈(28)이 형성되도록 구성된다.
참조부호 27은 가스켓을 나타낸다.
참조부호 29b는 해당 방음패널을 상기 수직 빔 사이 및 상기 루프 빔 사이의 일정 지점에 고정 결합시킬 수 있도록 구비되는 설치 브라켓트를 나타낸다.
상기 태양광 모듈(30)은 대략 사각판 형태로 이루어져, 상기 프레임(20) 전면에 설치된 프로파일(26)의 끼움홈(27)에 그 상단 및 하단이 각각 끼워짐에 따라, 상기 프레임(20)에 고정 설치되어 해당 방음패널(10)의 전면을 형성하도록 구성된다.
상기 태양광 모듈(20)은 태양광 발전을 행하는 다수 개의 셀(32)이 다수 행 및 다수 열을 이루도록 일정 간격 이격된 형태로 배열 형성되어 구성되며, 상기 셀(32) 상호 간의 사이 및 가장자리 부분은 투명재질의 패널로 이루어져 태양광이 투광되도록 이루어진다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양광 모듈(30)은 사각판 형태를 갖는 한 쌍의 강화유리 사이에 다수 개의 셀(32)이 배열 형성되어 구성되되, 이때 상기 셀(32)은 한 쌍의 전지셀 유닛이 코어블록을 기준으로 양면에 대응되게 부착되어 제공되는데, 이는 해당 분야의 공지된 기술이므로, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 재귀반사판(40)은 폴리카보네이트(PC) 등의 투명재질을 매개로 대략 사각판 형태를 이루도록 구성되되, 그 상단 및 하단 측이 직각을 이루도록 절곡 형성되어 절곡부(44)를 형성하며, 상기 절곡부(44)에 관통 체결되는 다수 개의 나사를 매개로 상기 프레임(20)의 내벽에 고정 설치되면서 해당 방음패널(10)의 후면을 형성하도록 이루어진다.
이에, 상기 재귀반사판(40)은 그 측면이 대략 "[" 형상을 이루도록 구성되며, 상기 절곡부(44)와 인접한 후면은 일정 기울기로 경사지게 형성되어 구성될 수 있다.
상기 재귀반사판(40)에서, 대략 사각판 형태를 갖는 상기 투명재질의 일면에는 대략 띠 형상을 갖는 다수 개의 재귀반사지(42)가 일정 간격 이격된 형태로 부착 형성되어, 상기 태양광 모듈(30)의 투명한 부분을 통과하는 태양광에 대하여 재귀반사가 이루어지도록 작용하게 된다.
또, 상기 재귀반사지(42) 상호 간이 이격되어 형성된 투명한 부분을 통해서는 해당 방음패널(10) 후방으로부터 자연 채광이 이루어질 수 있게 된다.
상기 재귀반사지(42)로는 반사성능과 내구성이 우수한 제품으로서, 그 표면에 마름포 형태의 씰링이 구비된 공지의 마이크로 프리즘 재귀반사시트가 적용될 수 있다.
또, 상기 태양광 모듈(30) 및 재귀반사판(40) 상호 간의 사이에 해당하는 상기 프레임(20)의 내부에는 입사된 광원에 대한 확산작용을 행하는 확산시트(50)가 설치되어, 상기 태양광 모듈(30)의 투명한 부분을 통과한 태양광을 상기 재귀반사판(40) 측에 넓게 확산하여 투영시킴과 동시에 상기 재귀반사판(40)을 매개로 재귀반사된 태양광을 상기 태양광 모듈(30)의 후면에 넓게 확산하여 투영시킬 수 있도록 구성된다.
상기 확산시트(50)는 그 측단면의 형상이 대략 사인곡선 형태를 이루도록 구성됨이 바람직하다.
이때, 상기 확산시트(50)는 대략 5밀리미터[mm] 정도의 두께를 갖는 투명 폴리카보네이트(PC) 재질로 구성되고, 상기 사인곡선 형태에서 최고점과 최저점 상호 간의 높이(h) 차이는 대략 3 내지 5센티미터[cm] 정도의 치수를 갖으며, 상기 사인곡선 형태에서 최고점과 최고점 상호 간의 거리(l)도 대략 3 내지 5센티미터[mm] 정도의 치수를 갖도록 구성됨이 바람직하다.
상기 확산시트(50)의 상단 및 하단은 상기 재귀반사판(40)의 절곡된 부분의 단부 및 상기 태양광 모듈(30)의 후면 사이에 끼워진 상태로 고정 설치되어 제공된다.
이어, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널은, 도로 및 철도 주변을 따라 설치되는 방음벽(100) 및 방음터널(200)에 다량의 부재가 배열 설치되어, 태양광을 이용한 발전이 이루어질 수 있게 제공된다.
이때, 상기 방음패널(10)의 태양광 모듈(30)은 양면수광형 태양광 패널이 적용됨과 아울러, 그 후면에는 재귀반사판(40)이 부착되어 제공됨에 따라, 종래의 단면수광형 태양광 패널에 비해 약 30% 이상의 향상된 발전량을 이끌어 낼 수 있게 된다.
즉, 상기 방음패널(10)의 전면을 통해 비춰지는 태양광은 상기 태양광 모듈(30)의 전면에 위치한 셀(32)을 통해 일부 흡수됨과 동시에 태양광의 일부는 상기 태양광 모듈(30)의 상기 셀(32) 상호 간의 사이 및 가장자리 부분의 투명재질의 패널로 이루어진 투명 유효 영역을 통과하게 된다.
그리고, 상기 태양광 모듈(30)의 투명 유효 영역을 통과한 태양광은 상기 태양광 모듈(30)의 후측에 위치한 확산시트(50)를 입사된 후, 상기 확산시트(50)를 통과하면서 해당 확산시트(50)의 확산작용에 의해 태양광이 상기 재귀반사판(40) 표면에 보다 넓게 확산 투영될 수 있게 된다.
또, 상기 확산시트(50)를 매개로 확산 통과된 태양광은 상기 재귀반사판(40)의 재귀반사지(42)을 통해 반사가 이루어진 후, 다시 상기 확산시트(50)을 거쳐 상기 태양광 모듈(30)의 후면에 위치한 셀(32)을 통해 흡수되면서 태양광 발전을 위한 에너지로 제공될 수 있게 된다.
이와 함께, 상기 방음패널(10)의 후면을 통해 비춰지는 태양광은 상기 재귀반사판(40)에 구비되는 다수 개의 재귀반사지(42) 상호 간의 사이에 형성되는 투명부분을 통해 상기 확산시트(50)의 후면에 비춰지게 되며, 상기 확산시트(50)의 후면으로 입사된 태양광은 상기 확산시트(50)를 통과하면서 확산된 상태로 상기 태양광 모듈(30)의 후면에 위치한 셀(32)을 통해 흡수되면서 태양광 발전을 위한 에너지로 제공될 수 있게 된다.
여기에서, 상기 태양광 모듈(30)의 양면에 구비된 다수 개의 셀(32)을 통해 태양광이 입사된 후, 태양광 에너지가 생성 저장되는 일련의 과정은 해당 분야의 널리 공지된 기술이므로, 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 본 발명에서의 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널은 어느 각도로 빛이 들어오더라도 광원에 돌아오는 재귀반사광의 반사원리를 이용하여, 태양광 모듈(30)에 구비된 양면발전 셀(32)의 전면과 후면을 이용한 고효율의 에너지 생산이 가능해질 수 있게 되며, 이에 동일 면적에서 에너지 출력을 최대화 할 수 있게 되는 것이다.
한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 수정이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 및 수정 발명들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되는 것이다.
10: 방음패널, 20: 프레임,
22: 가로바, 24: 세로바,
26: 프로파일, 28: 끼움홈,
30: 태양광 모듈, 32: 셀,
40: 재귀반사판, 42: 재귀반사지,
44: 절곡부, 50: 확산시트,
100: 방음벽, 110,210: 수직 빔,
200: 방음터널, 220: 루프 빔.

Claims (5)

  1. 도로변을 따라 일정 간격으로 수직 설치되는 다수 개의 수직 빔 상호 간의 사이 또는 양측 도로변에 대응되게 설치된 한 쌍씩의 수직 빔 상단을 각각 연결하는 다수 개의 루프 빔 상호 간의 사이에 끼워져 설치되는 것으로서;
    직사각틀 형상으로 이루어진 프레임과, 상기 프레임에 고정 설치되어 방음패널의 전면을 형성하되 다수 개의 셀이 다수 행 및 다수 열을 이루도록 일정 간격 이격된 형태로 배열 형성되며 상기 셀 상호 간의 사이 및 가장자리 부분은 태양광이 투광되도록 투명재질로 이루어진 태양광 모듈 및, 상기 프레임에 고정 설치되어 방음패널의 후면을 형성하되 상기 태양광 모듈의 투명 부분을 통과하는 태양광에 대해 재귀반사가 이루어지도록 하는 재귀반사판을 포함하여 구성되고;
    상기 태양광 모듈 및 재귀반사판 사이의 프레임 내부에는 입사된 광원에 대한 확산작용을 행하는 확산시트가 설치되며, 이때 상기 확산시트는 5밀리미터[mm] 두께를 갖는 투명 폴리카보네이트(PC) 재질을 매개로 그 측단면의 형상이 사인곡선 형태를 갖도록 이루어지고, 상기 사인곡선 형태에서 최고점과 최저점 상호 간의 높이(h) 차이는 3 내지 5센티미터[cm]의 치수를 갖음과 아울러, 상기 사인곡선 형태에서 최고점과 최고점 상호 간의 거리(l)도 3 내지 5센티미터[mm]의 치수를 갖도록 구성된 상태에서, 상기 확산시트의 상단 및 하단은 상기 재귀반사판의 절곡된 부분의 단부 및 상기 태양광 모듈의 후면 사이에 끼워진 상태로 고정 설치되어 구성되며;
    상기 재귀반사판은 투명재질을 매개로 직사각판 형태를 이루도록 구성되되, 그 상단 및 하단 측이 직각을 이루도록 절곡된 절곡부를 형성하면서 그 측면이 "[" 형상을 이루도록 구성됨에 따라, 상기 절곡부에 관통되는 다수 개의 나사를 매개로 상기 프레임의 내벽에 고정 설치되며, 투명재질의 직사각판 일면에 띠형상을 갖는 재귀반사지가 일정 간격 이격된 상태로 부착되어, 상호 이격된 재귀반사지 사이를 통해 해당 방음패널의 후방으로부터 자연 채광이 이루어지도록 구성된 것;을 특징으로 하는 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 프레임 전면의 상.하 가로방향을 따라서는 상기 태양광 모듈의 상단 및 하단이 끼워져 결합되는 끼움홈이 형성된 일정 길이의 프로파일이 고정 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 양면 발전이 가능한 반사형 태양광 방음패널.
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