KR102232564B1 - 농지형 양면수광 태양광 발전시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 태양광 발전시스템이 논에 설치되므로, 설치장소를 쉽고 저렴하게 구할 수 있다.
본 발명은, 양면수광 태양전지판을 논에 수직으로 세워 발전을 하므로, 설치면적이 작아 태양광 발전을 하면서 벼농사를 하는데 지장이 없다.
본 발명은, 태양광을 투과하는 양면수광 태양전지판을 사용하므로, 벼가 태양광을 받는 데 지장이 없다.
본 발명은, 양면수광 태양전지판을 사용하므로, 논에 채워진 물에서 난반사되는 태양광으로 발전을 할 수 있어 발전효율이 높아진다.
본 발명은, 벼농사가 끝나 물이 빠진 논바닥에 반사필름을 깔아서, 태양광을 난반사시켜 발전을 할 수 있어 발전효율이 높아진다.

Description

농지형 양면수광 태양광 발전시스템{Farmland-type double-sided light receiving solar power generation system}
본 발명은 태양광 발전시스템에 관한 것이다.
최근 들어, 태양광, 풍력, 조력 등 청정에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 태양광 발전시스템이 평야, 임야, 저수지, 바다 등 다양한 장소에 설치되고 있다.
그러나, 평야는 국토의 대부분이 산인 국내에서 찾기 힘들고, 구입비가 높아 경제성이 떨어진다.
임야는 평야 보다 찾기 쉽고, 구입비도 저렴하나, 태양광발전시스템을 설치하기 위해 산림을 훼손해야 하는 문제점을 가지고 있다.
저수지나 바다는 넓은 면적을 제공하고 구입비도 적으나, 물 위에 태양광 발전시스템을 띄우기 위한 부유체가 필요하며, 파도로 인한 진동에 대비해야 하는 문제점을 가지고 있다.
한국공개특허(10-2018-0002015)
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 농지형 양면수광 태양광 발전시스템은,
양면수광 태양전지판;
상기 양면수광 태양전지판이 수직하게 설치되며, 논바닥에 일정간격으로 떨어져 설치된 프레임들을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
적어도 2개의 양면수광 태양전지판;
상기 적어도 2개의 양면수광 태양전지판이 수직하게 설치되며, 논바닥에 일정간격으로 떨어져 설치된 프레임들을 포함하는 것을 특징으로 하는 농지형 양면수광 태양광 발전시스템에 의해 달성된다.
또한, 상기 목적은,
양면수광 태양전지판;
상기 양면수광 태양전지판이 수직하게 설치되며, 논바닥에 일정간격으로 떨어져 설치된 프레임들을 포함하며,
상기 프레임들 각각 하단에는 반사필름과 결합되는 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 농지형 양면수광 태양광 발전시스템에 의해 달성된다.
또한, 상기 목적은,
양면수광 태양전지판;
상기 양면수광 태양전지판이 수직하게 설치되며, 논바닥에 일정간격으로 떨어져 설치된 프레임들을 포함하며,
상기 양면수광 태양전지판을 상하로 이동시키는 구동부;
상기 프레임들 각각에 설치되어 수위를 감지하는 수위센서; 및
상기 수위센서로부터 신호를 받아 상기 구동부에 상기 양면수광 태양전지판을 상하로 이동시키라고 지시하는 제어부를 포함하며,
상기 프레임들은 수직으로 2등분되어 제1프레임과 제2프레임으로 나누어지며, 상기 제2프레임의 상단에 상기 양면수광 태양전지판이 설치되며,
상기 구동부는 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에 설치되어, 상기 제2프레임을 상하로 이동시키는 것을 특징으로 하는 농지형 양면수광 태양광 발전시스템에 의해 달성된다.
본 발명은, 태양광 발전시스템이 논에 설치되므로, 설치장소를 쉽고 저렴하게 구할 수 있다.
본 발명은, 양면수광 태양전지판을 논에 수직으로 세워 발전을 하므로, 설치면적이 작아 태양광 발전을 하면서 벼농사를 하는데 지장이 없다.
본 발명은, 태양광을 투과하는 양면수광 태양전지판을 사용하므로, 벼가 태양광을 받는 데 지장이 없다.
본 발명은, 양면수광 태양전지판을 사용하므로, 논에 채워진 물에서 난반사되는 태양광으로 발전을 할 수 있어 발전효율이 높아진다.
본 발명은, 벼농사가 끝나 물이 빠진 논바닥에 반사필름을 깔아서, 태양광을 난반사시켜 발전을 할 수 있어 발전효율이 높아진다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 반사필름과 프레임의 결합관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 단면 Ⅴ-Ⅴ를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 단면 Ⅵ-Ⅵ를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 자세히 설명한다. 도면부호 E는 논두렁을 나타내고, W는 논에 채워진 물, O는 논에서 자라는 벼, L은 태양광을 나타낸다. 이하, 모든 실시예에서 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템(1)은, 양면수광 태양전지판(11)들, 프레임(12)들로 구성된다.
양면수광 태양전지판(11)은 양면에서 발전하는 태양전지다. 양면수광 태양전지판(11) 구성 자체는 본 발명의 요지가 아니므로, 자세한 설명을 생략한다.
프레임(12)은 논바닥(G)에 일정간격으로 떨어져 설치된다. 프레임(12)의 상단에는 양면수광 태양전지판(11)이 수직하게 설치된다.
상술한 구성에 의해,
태양광(L)이 양면수광 태양전지판(11)을 통과하고, 논에 채워진 물(O)에 의해 양면수광 태양전지판(11)으로 난반사된다. 양면수광 태양전지판(11)에서 발전되는 동안, 벼농사는 지장 없이 진행된다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 자세히 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템(2)은, 발전량을 늘리기 위해 2개의 양면수광 태양전지판(21)이 수직으로 설치된 것에 특징이 있다. 물론, 발전량을 더 늘리기 위해, 3개 이상의 양면수광 태양전지판(21)이 수직으로 설치될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템(2)은, 양면수광 태양전지판(21)들, 프레임(22)들로 구성된다.
양면수광 태양전지판(21)은 양면에서 발전하는 태양전지다. 양면수광 태양전지판(21)은 수직방향으로 위치된 제1양면수광 태양전지판(21a)과 제2양면수광 태양전지판(21b)으로 구성된다.
프레임(22)은 논바닥(G)에 일정간격으로 떨어져 설치된다.
프레임(22)은 수직방향으로 위치된 제1프레임(22a)과 제2프레임(22b)으로 구성된다. 도 2에 도시는 안 되어있지만, 제1프레임(22a)과 제2프레임(22b)은 서로 연결되어 있다.
제1프레임(22a)의 하단은 논바닥(G)에 고정된다. 제1프레임(22a)의 상단에 제1양면수광 태양전지판(21a)이 설치된다.
제1양면수광 태양전지판(21a)위에 제2프레임(22b)이 위치된다.
제2프레임(22b)의 상단에 제2양면수광 태양전지판(21b)이 설치된다.
상술한 구성에 의해,
태양광(L)이 제1양면수광 태양전지판(21a)을 통과하고, 논에 채워진 물(O)에 의해 다시 제1양면수광 태양전지판(21a) 또는 제2양면수광 태양전지판(21b)으로 난반사된다.
태양광(L)이 제2양면수광 태양전지판(21b)을 통과하고, 논에 채워진 물(O)에 의해 다시 제1양면수광 태양전지판(21a) 또는 제2양면수광 태양전지판(21b)으로 난반사된다.
제1양면수광 태양전지판(21a)과 제2양면수광 태양전지판(21b)에서 발전되는 동안, 벼농사는 지장 없이 진행된다.
이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 자세히 설명한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템(3)은, 벼농사가 끝나 물이 빠진 논의 바닥에 반사필름을 깔아, 논에 물이 있을 때와 비슷한 발전량 또는 그 이상의 발전량을 만들어내는 데 목적이 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템(3)은, 양면수광 태양전지판(31)들, 프레임(32)들, 반사필름(33)으로 구성된다.
양면수광 태양전지판(31)은 양면에서 발전하는 태양전지다.
프레임(32)은 논바닥(G)에 일정간격으로 떨어져 설치된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(32)이 하단에는, 논에 물이 없을 때, 프레임(32)들 사이에 반사필름(33)을 설치하기 위한 돌기(32a)가 형성된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 반사필름(33)과 좌우에서 각각 결합하기 위해 돌기(32a)는 한 쌍이 구비된다. 반사필름(33)의 네모서리 각각에는 돌기(32a)가 통과할 수 있는 구멍(33a)이 뚫린다. 구멍(33a)에 돌기(32a)가 통과하고 나면, 반사필름(33)이 빠지지 못하게 캡(34)이 씌워진다.
반사필름(33)은 380~1100nm 파장대의 태양광(L) 85% 이상 난반사시켜, 반사필름(33)이 없는 경우보다 양면수광 태양전지판(20)의 발전량을 30% 이상 증가시킨다.
반사필름(33)은 수성용 페인트(P)와 산화티타늄(TiO2)으로 구성된다.
반사필름(33)의 난반사율을 높이기 위해, 반사필름(33)에 유리구슬이 뿌려질 수도 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 반사필름(33)은 제1층(A1)과 제2층(A2)으로 구성될 수 있다.
제1층(A1)은 까칠한 논바닥에 직접 접촉하는 부분이므로, 강한 고밀도 폴리에틸렌에 산화티타늄(TiO2)을 혼합해서 만든다. 고밀도인 관계로, 태양광 반사율을 결정하는 산화티타늄이 적게 혼합될 수밖에 없다.
이를 고려하여, 제2층(A2)은 고밀도 폴리에틸렌 보다 강도는 떨어지나 밀도는 작은 저밀도 폴리에틸렌에 산화티타늄을 혼합해서 만든다. 이로 인해, 제1층(A1) 보다 제2층(A2)에 산화티타늄을 더 많이 혼합시킬 수 있어, 반사율을 끌어올릴 수 있다.
상술한 구성에 의해,
논에 물이 채워져 있는 벼농사철에는, 태양광(L)이 양면수광 태양전지판(31)을 통과하고, 논에 채워진 물(O)에 의해 다시 양면수광 태양전지판(31)으로 난반사된다. 양면수광 태양전지판(31)에서 발전되는 동안, 벼농사는 지장 없이 진행된다.
한편, 벼농사가 끝나 논에 물이 없는 경우, 논바닥(G)에 반사필름(33)을 깐다. 태양광(L)이 양면수광 태양전지판(11)을 통과하고, 논바닥(G)에 깔린 반사필름(33)에 의해 다시 양면수광 태양전지판(11)으로 난반사된다. 이로 인해, 논에 물이 있을 때와 비슷한 발전량 또는 그 이상의 발전량을 만들어낸다.
이하, 본 발명의 제4실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템을 자세히 설명한다.
본 발명의 제4실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템(4)은, 논에 채워진 물의 수위 변화에 따라, 양면수광 태양전지판의 높이를 달리하여, 수위 변화에 따라 발전효율을 최대화 시키는 데 목적이 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 농지형 양면수광 태양광 발전시스템(4)은, 양면수광 태양전지판(41)들, 프레임(42)들, 구동부(43)들, 수위센서(44)들, 제어부(미도시)로 구성된다.
양면수광 태양전지판(41)은 양면에서 발전하는 태양전지다.
프레임(42)은 논바닥(G)에 일정간격으로 떨어져 설치된다.
구동부(43)는 양면수광 태양전지판(41)을 상하로 이동시킨다.
이를 위해, 프레임(42)은 수직으로 2등분되어 제1프레임(42a)과 제2프레임(42b)으로 나누어지며, 제2프레임(42b)의 상단에 양면수광 태양전지판(41)이 설치되고, 구동부(43)는 제1프레임(42a)과 제2프레임(42b) 사이에 설치되어, 제2프레임(42b)을 상하로 이동시킨다.
수위센서(44)는 프레임(42)들 각각의 측면에 설치되어 수위를 감지한다.
제어부는 수위센서(44)로부터 신호를 받아 구동부(43)에 양면수광 태양전지판(41)을 상하로 이동시키라고 지시한다.
상술한 구성에 의해,
태양광(L)이 양면수광 태양전지판(11)을 통과하고, 논에 채워진 물(O)에 의해 다시 양면수광 태양전지판(11)으로 난반사된다. 양면수광 태양전지판(11)에서 발전되는 동안, 벼농사는 지장 없이 진행된다.
한편, 논에 채워진 물(O)의 수위가 달라짐에 따라, 양면수광 태양전지판(11)으로 난반사되는 양이 달라지므로, 수위센서(44)로부터 측정된 수위값을 받아, 양면수광 태양전지판(41)의 높이를 조절한다.
여기서, 수위에 따라 발전량을 최대로 할 수 있는 양면수광 태양전지판(41)의 높이 데이터는 제어부에 미리 저장되어 있다. 이러한 데이터에는 시간별, 일별, 계절에 따라 바뀌는 태양의 고도에 대한 정보도 함께 들어있다.
한편, 제어부는 인터넷과 연결하여 날씨정보를 실시간으로 받아서, 이를 종합하여, 양면수광 태양전지판(41)의 높이를 조절할 수도 있다.
제어부가 수위에 따른 양면수광 태양전지판(41)의 높이를 결정하고 나면, 구동부(43)에 양면수광 태양전지판(41)을 결정된 높이에 맞게 이동시키라고 지시한다. 구동부(43)는 양면수광 태양전지판(41)을 지시에 따라 상승 또는 하강시킨다.
이로 인해, 수위 변화에 따른 발전효율을 최대화 시킬 수 있다.
1,2,3,4: 농지형 양면수광 태양광 발전시스템
11,21,31,41: 양면수광 태양전지판
12,22,32,42: 프레임 33: 반사필름
34: 캡 43: 구동부
44: 수위센서 E : 논두렁
G : 논바닥 L : 태양광
O : 벼 W : 물

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 논에 설치되며, 논에 물이 채워진 벼농사 기간이나, 벼농사가 끝나 논에 물이 빠진 휴농 기간 어느 때나 태양광 발전을 할 수 있도록,
    양면수광 태양전지판;
    논 바닥에 설치된 제1프레임과, 상기 제1프레임에 상하로 이동가능하게 설치되며 상기 양면수광 태양전지판이 수직하게 설치된 제2프레임으로 각각 구성되어, 논 바닥에 일정간격으로 떨어져 설치된 프레임들;
    논에 물이 채워진 벼농사 기간에, 논에 채워진 물의 수위에 따라 상기 양면수광 태양전지판의 높이를 조절하기 위해, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임 사이에 설치되어 상기 양면수광 태양전지판을 상하로 이동시키는 구동부; 상기 제1프레임에 설치되어 수위를 감지하는 수위센서; 상기 수위센서로부터 신호를 받아 상기 구동부에 상기 양면수광 태양전지판을 상하로 이동시키라고 지시하는 제어부;
    벼농사가 끝나 논에 물이 빠진 휴농 기간에 논 바닥에 깔리는 반사필름을 고정하기 위해, 상기 제1프레임의 하단에 형성되어 상기 반사필름의 네모서리 각각에 형성된 구멍을 통과하는 돌기; 상기 반사필름의 구멍으로부터 상기 돌기가 빠지지 못하게, 상기 돌기에 씌워지는 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 농지형 양면수광 태양광 발전시스템.
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