KR102251708B1 - 태양광 발전장치 및 이를 이용한 태양광 발전 방법 - Google Patents
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Abstract
태양전지로 입사되는 빛의 양을 증가시켜 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 양면에서 태양광을 받아 발전할 수 있고, 양면이 남북 방향으로 대향되는 제 1 태양전지 및 제 2 태양전지와 양면에서 태양광을 받아 전달할 수 있고, 양면이 동서방향으로 대향되는 하나 이상의 반사판;및 상기 제 1 태양전지, 상기 제 2 태양전지 사이에 위치하고, 상기 제 1 태양전지와 상기 제2 태양전지 모두에 태양광을 전달하는 반사판을 포함하는 태양광 발전장치를 포함할 수 있다.
Description
실시 예는 태양광 발전장치에 관한 것이고, 더욱 자세하게는 양면으로 태양광을 흡수하여 발전할 수 있는 태양전지가 설치된 태양광 발전장치 및 이를 이용한 태양광 발전 방법에 관한 것이다.
태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치이다.
태양전지는 P(positive)형 반도체와 N(negative)형 반도체를 접합시킨 PN접합 구조를 하고 있으며, 이러한 구조의 태양전지에 태양광이 입사되면, 입사된 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 상기 반도체 내에서 정공(hole) 및 전자(electron)가 발생하고, 이때, PN접합에서 발생한 전기장에 의해서 상기 정공(+)는 P형 반도체쪽으로 이동하고 상기 전자(-)는 N형 반도체쪽으로 이동하게 되어 전위가 발생하게 됨으로써 전력을 생산할 수 있게 된다.
이와 같은 태양전지는 일반적으로 기판형 태양전지와 박막형 태양전지로 구분할 수 있다.
상기 기판형 태양전지는 실리콘과 같은 반도체물질 자체를 기판으로 이용하여 태양전지를 제조한 것이고, 상기 박막형 태양전지는 유리 등과 같은 기판 상에 박막의 형태로 반도체를 형성하여 태양전지를 제조한 것이다.
상기 기판형 태양전지는 상기 박막형 태양전지에 비하여 효율이 다소 우수한 장점이 있고, 상기 박막형 태양전지는 상기 기판형 태양전지에 비하여 제조비용이 감소되는 장점이 있다.
태양전지를 이용하여 태양광 발전을 함에 있어서, 생산되는 전력량을 증가시키기 위해서는 입사되는 태양광을 전기로 변환하는 효율이 높을수록 더 경제성이 있다. 또한 태양전지로 입사되는 빛의 양을 증가시키는 방법이 있다. 다만, 태양전지로 입사되는 태양광의 모든 파장대를 광변환하지 못하므로 광변환 효율을 증가시키는 데는 한계가 있다. 이에 따라서 태양전지로 입사되는 태양광의 양을 증가시키거나 입사된 태양광의 반사되는 비율을 낮추는 방법들이 연구되고 있다.
따라서 본 발명은 태양전지로 입사하는 태양광의 양을 증가시켜 태양전지의 광변환 효율을 향상시키는 태양광 발전장치와 이를 이용한 태양광 발전방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치는 단면 또는 양면에서 태양 빛을 받아 발전할 수 있고,
양면이 남북 방향으로 대향되는 제 1 태양전지 및 제 2 태양전지;
양면에서 태양광을 받아 전달할 수 있고, 양면이 동서방향으로 대향되는 하나 이상의 반사판;
상기 제 1 태양전지, 상기 제 2 태양전지 사이에 위치하고, 상기 제 1 태양전지와 상기 제2 태양전지 모두에 태양광을 전달하는 반사판을 포함하는 특징을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전장치는 수직으로 세워져 있어 하늘 에서 떨어지는 먼지 등을 피할 수 있어, 오랜 기간 태양전지 및 반사판에서 입사되는 태양광을 광변환 할 수 있어서 단위 시간당 더 많은 전력을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 측면에 태양전지를 두어 모듈에 그림자를 생성하지 않게 하여 태양광의 광변환을 할 수 있게 해 단위 시간당 더 많은 전력을 생산할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 태양광 입사량이 적은 시간대에도 더 많은 전력을 생산할 수 있어서, 태양광 발전장치를 이용한 태양광 발전 시스템의 가동시간을 늘일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양전지를 도시한 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 반사산을 도시한 사시도이다.
도 3a은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 3b은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 4a은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 4b은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 2d는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 2e는 본 발명의 실시예에 따른 반사산을 도시한 사시도이다.
도 3a은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 3b은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 4a은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
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도 5는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 태양광 발전장치의 일 실시예에 따른 반사판(30)의 개략적인 단면도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사판(30)는, 반도체 웨이퍼(100), 제1 버퍼층(150), 제1 반도체층(200), 제1 투명도전층(300), 제1 전극(400), 제2 버퍼층(450), 제2 반도체층(500), 제2 투명도전층(600), 및 제2 전극(700)을 포함하여 이루어진다.
상기 반도체 웨이퍼(100)는 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있으며, 구체적으로는, N형 실리콘 웨이퍼 또는 P형 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다. 이와 같은 반도체 웨이퍼(100)는 상기 제1 반도체층(200) 및 상기 제2 반도체층(500) 중 어느 하나의 반도체층과 동일한 극성으로 이루어진다.
상기 제1 버퍼층(150)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성되어 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 결함(Defect)이 발생하는 것을 방지하는 기능을 한다.
상기 제1 반도체층(200)은 상기 제1 버퍼층(150)의 상면에 박막의 형태로 형성된다. 만약, 상기 제1 버퍼층(150)이 생략된 경우 상기 제1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 상면에 형성될 것이다.
상기 제1 반도체층(200)은 상기 반도체 웨이퍼(100)와 함께 PN접합을 형성할 수 있으며, 따라서, 상기 반도체 웨이퍼(100)가 N형 실리콘 웨이퍼로 이루어진 경우 상기 제1 반도체층(200)은 P형 반도체층으로 이루어질 수 있다.
일반적으로, 정공의 드리프트 이동도(drift mobility)가 전자의 드리프트 이동도 보다 낮기 때문에 입사광에 의한 정공의 수집효율을 극대화하기 위해서는 P형 반도체층을 수광면에 가깝게 형성하는 것이 바람직하고, 따라서, 수광면에 가까운 상기 제1 반도체층(200)이 P형 반도체층으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 제1 투명도전층(300)은 상기 제1 반도체층(200)의 상면에 박막의 형태로 형성된다. 상기 제1 투명도전층(300)은 상기 반도체 웨이퍼(100)에서 생성된 캐리어, 예로서 정공을 수집하고 상기 수집한 캐리어를 상기 제1 전극(400)으로 이동시키는 역할을 한다.
상기 제1 전극(400)은 상기 제1 투명도전층(300) 상에 형성되어 반사판(30)의 전면(前面)을 구성하게 된다. 따라서, 반사판(30) 내부로 태양광이 투과될 수 있도록 상기 제1 전극(400)은 소정 형태로 패턴 형성된다.
상기 제2 버퍼층(450)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성되어, 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 결함(Defect)이 발생하는 것을 방지하는 기능을 한다.
전술한 제1 버퍼층(150)과 마찬가지로, 상기 제2 버퍼층(450)도 반드시 적용되어야 하는 것은 아니고, 경우에 따라서, 상기 제2 버퍼층(450)이 생략될 수도 있다.
상기 제2 반도체층(500)은 상기 제2 버퍼층(450)의 하면에 박막의 형태로 형성된다. 만약, 상기 제2 버퍼층(450)이 생략된 경우 상기 제2 반도체층(500)은 상기 반도체 웨이퍼(100)의 하면에 형성될 것이다.
상기 제2 반도체층(500)은 상기 제1 반도체층(200)과 극성이 상이하게 형성되는데, 상기 제1 반도체층(200)이 붕소(B)와 같은 3족 원소로 도핑된 P형 반도체층으로 이루어진 경우, 상기 제2 반도체층(500)은 인(P)과 같은 5족 원소로 도핑된 N형 반도체층으로 이루어진다.
상기 제2 투명도전층(600)은 상기 제2 반도체층(500)의 하면에 박막의 형태로 형성된다. 상기 제2 투명도전층(600)은 상기 반도체 웨이퍼(100)에서 생성된 캐리어, 예로서 전자를 수집하고 상기 수집한 캐리어를 상기 제2 전극(700)으로 이동시키는 역할을 한다.
상기 제2 전극(700)은 상기 제2 투명도전층(600)의 하면 상에 형성된다. 상기 제2 전극(700)은 반사판(30)의 맨 후면(後面)에 형성되기 때문에 상기 제2 투명도전층(600)의 하면 전체에 형성될 수도 있지만, 반사되는 태양광이 반사판(30)의 후면을 통해 입사될 수 있도록 하기 위해서, 도시된 바와 같이, 패턴 형성될 수 있다.
도 2a 및 도 2e는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.
도 2a 및 도 2e를 참조하여 설명하면, 반사판(30)는 제 1 면(31)과 제 2 면(32)을 포함할 수 있다. 본 발명의 태양광 발전장치의 실시예에 따른 반사판(30)는 제 1 면(31)과 제 2 면(32)을 포함한 양면에서 태양광을 반사를 받아 태양전지 발전에 사용할 수 있다. 태양광을 일면에서만 수광하여 광변환을 하는 종래 태양전지에 비해 효율이 향상될 수 있다.
도 2a의 반사판(30)은 제 1 태양전지(10) 제 2 태양전지(20)의 사이에 위치하고 제 1 태양전지(10)와 이격되고, 제 2 태양전지(20)와도 이격되어 배치될 수 있다. 반사판(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)은 지면과 수직을 형성하도록 배치될 수 있으나 이에 한정되지 아니할 수 있다.
반사판(30)이 고정되고 설치각도가 변경되지 않는 경우에는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(2)와 90도의 각도로 설치가 될 수 있다. 기존에는 태양이 일출시간에서 오전시간과 오후 늦은 시간에서 일몰시간에는 보통의 태양전지는 남쪽을 바라보고 있어 효율이 좋지가 않다. 따라서, 본 기술은 반사판(30)의 제 1 면(31)이 동쪽 방향을 바라 보고 있고, 제 2 면(32)이 서쪽을 바라보고 있어 좌우에 각각 위치한 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)에 태양광을 반사시켜 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)의 효율을 증가시킬 수 있다. 다시 설명을 하면 이는 태양이 뜨는 오전시간에는 많은 광량을 제 1 면(31)에 반사시켜 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)에 태양광을 입사 시킬 수 있다. 반사판(30)의 서쪽을 바라보고 있는 제 2 면(32)는 태양이 지는 오후시간에는 많은 광량을 제 2 면(32)에 반사시켜 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)에 태양광을 입사 시킬 수 있다. 이를 통해 기존의 오전과 오후에는 태양광이 적게 입사되어 발전량이 적게 되는 문제를 해결 할 수 있다.
반사판(30) 제 1 면(31)과 제 2 면(32)에는 입사되는 태양광을 좌우로 반사가 가능한 반사산(33)이 설치될 수 있으며, 더 자세하게는 제 1 반사산(33a), 제 2 반사산(33b), 제 3 반사산(33c)가 설치되어 있다. 이에 한정하지 않고 더 많은 반사산이 설치 될 수 있다. 반사산(33)은 높이가 가장적고 뿔의 각도 크기가 가장 적은 반사산(33a), 반사산(33) 중에 중간의 높이이고, 뿔의 각도의 크기가 중간인 반사산(33b), 반사산(33)중에 높이가 가장 높고, 뿔의 각도의 크기가 가장 적은 반사산(33c)가 제 1 면(31)과 제 2 면(32)에 설치 될 수 있다. 반사산(33)은 각도가 상이한 반사산(33)이 하나 이상이 설치가 되어 있다. 각각의 높이와 각도가 다른 반사산(33)을 통해 더 많은 태양광이 좌 또는 우로 1회 이상 반사될 수 있으며, 이는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전(20)의 태양광의 입사 효율을 높일 수 있다. 또한, 반사판(30)은 제 1 면(31)과 제 2 면(32)을 통해 태양광을 반사시킨다. 반사시에는 주로 좌우로만 반사가 될 수 있도록 하고, 반사산(33) 각각의 높이와 각도의 조정을 통해 상하부로는 반사가 되지 않도록 할 수 있다.
반사판(30)은 중심점(34)을 기준으로 회전이 가능할 수 있다. 이는 더욱이 높은 태양광 반사 효율을 위해 회전을 통해 제 1 면(31)과 제 2 면(32)을 효율적 이용할 수 있다.
반사판(30)은 제 1 반사판(30a)의 제 2 면(32)은 제 2 반사판(30b) 제 1면(31)에서 반사된 태양광을 반사하여 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)에 반사시켜 더욱 높이 발전량을 높일 수 있다.
제 1 태양전지(10)는 제 1 면(11)과 제 2 면(12)을 모두 발전할 수 있다. 제 1 태양전지(10)의 반사판(30)이 설치된 방향의 반대방향의 동일한 반사판(미도시) 여러개가 연속적으로 설치되어 제 1 태양전지(10)의 효율을 더 높일 수 있다. 따라서, 제 1 면(31)와 제 2 면(32)에서 모두 광변환이 일어나므로, 동일한 크기를 가지는 태양전지 경우와 같이 한 면만으로 광변환하는 경우보다 더 많은 전력을 생산할 수 있다.
한편, 반사판(30)은 수직으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 반사판(30)에서 반사된 빛이 입사하여 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)의 효율이 향상될 수 있다. 특히 북반구의 경우 태양이 동쪽에서 남쪽을 지나 서쪽으로 이동하므로 반사판(30)의 일측에만 형성될 수 있다.
반사판(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)은 동서방향에 대향하여 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 반사판(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)이 동서방향에 대향하여 형성되는 경우, 아침과 저녁에 태양이 동쪽으로 떠서 서쪽으로 지기 때문에 아침과 저녁 특히 태양의 고도가 낮은 경우 반사판(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)을 통해 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)에 입사되는 빛의 양을 증가시켜 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 태양의 고도가 낮은 시간 대에는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)에 입사되는 태양광의 양이 적어서, 태양광 발전에 필요한 전력을 생산하기 어렵다. 따라서 태양이 뜨고 질때까지 전체 일조시간 중에서 태양광 발전을 실제 할 수 있는 시간은 이보다 작게 된다. 특히 태양광 발전을 할 수 있는 시간은 위도가 높아질수록 작아질 수 밖에 없다.
본 발명의 태양광 발전장치의 실시예의 경우, 상기 일조시간 중에서 태양광 발전을 할 수 없는 상황에서 반사판(30)의 제 1 면(31)과 제 2 면(32)를 모두 사용하여 더 큰 전력을 생산하게 되므로, 실제 태양광 발전을 할 수 있는 전력을 생산할 수 있는 시간을 더 늘일 수 있게 된다.
도2b는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)의 사이에 더 많은 반사판(30)을 추가하여 설치 할 수도 있다. 이를 통해 더 많은 태양광을 반사시켜 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)을 발전 할 수 있게 할 수 있다. 개수에 한정하지 않고 하나 이상 설치가 가능 할 수 있다.
도 2c는 도 2b의 'A'의 단면을 보았을 때의 그림으로, 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)이 측면부가 보이고, 태양광 모듈(13)이 하나 이상으로 다수가 설치 될 수 있다.
도 2d는 도 2b의 'B'의 단면을 보았을 때 의 그림으로, 제 2 태양전지(20)이 위치할 때, 중앙부에 반사판(30)이 제 2 태양전지(20)과 90도의 각도로 설치 될 수 있다.
또한 남북을 향해 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)가 설치되고 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)의 사이에 반사판(30)이 설치될 수 있다. 제 1 반사판(30a)의 제 1 면(31)은 북동 방면을 향해 비스듬히 설치 될 수 있고, 태양광은 제 1 반사판(30a)의 제 1 면(31)에 반사되어 태양전지(10)의 제 1 면(11)에 입사되어 제 1 태양전지(10)가 발전 할 수 있다. 또한, 남서를 향해 제 2 반사판(30b)의 제 1 면(31)이 설치되고, 태양광은 제 2 반사판(30b)의 제 1 면(31)에 반사되어 제 2 태양전지(20)의 제 1 면(22)에 입사하여 제 2 태양전지(20)가 발전 할 수 있다.
또한, 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)은 동서를 향해 설치 될 수 있으며, 이는 제 1 태양전지(10) 또는 제 2 태양전지(20)의 주위의 최소 2개이상의 반사판(30)을 설치 가능하게 하여 제 1 태양전지(10) 또는 제 2 태양전지(20)의 효율을 극대화 할 수도 있다.
제 1 반사판(30a)와 제 2 반사판(30b)의 일부가 부채꼴 형상으로 펼쳐져 위치 할 수 있으며, 또한, 병풍이 세워져 있는 형상으로 서로 맞닿아 설치 될 수 있다. 반사판(30)은 다수의 반사판이 연결되어 설치되는 형태로 설치 될 수도 있으며, 각각의 반사판은 서로 반사되어 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)에 더 많은 태양광을 반사시켜 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)의 발전량을 높일 수 있다.
그리고, 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)은 일면이 남쪽 방향을 향해 북쪽으로 순차적으로 설치될 수 있으며, 태양전지의 개수를 제한 두지 않고 장소가 허락하는 한 설치 될 수 있다. 또한, 상기 태양전지 사이에 반사판(30)을 두어고, 앞뒤의 태양전지를 발전할 수 있도록 하며, 반사판(30)의 개수를 한정하지 않을 수 있다.
도 3a와 도 3b는 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)이 남북 방향으로 설치되어 있고, 반사판(30)도 동일한 방향인 남북 방향으로 설치되어 있다. 이러한 경우에는 낮시간에 많은 양의 태양광을 제 1 태양전지(10)의 제 1 면(11), 제 2 면(12) 및 제 2 태양전지(20)의 제 1 면(21), 제 2 면(22)에 반사시켜 효율이 높은 발전을 할 수 있도록 할 수 있다. 반사판(30)은 고정형으로 사용이 가능하고, 도한 반사판(30)은 회전형으로 사용되어 효율이 높게 회전 시킬 수 도 있다. 도 3b는 여러 개의 태양전지와 여러 개의 반사판을 이용하여 설치한 시스템을 설치 할 수도 있다.
도 4a와 4b는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)가 동서 방향으로 설치되어 있고, 반사판(30)은 동일한 방향인 동서 방향으로 설치되어 있다. 반사판(30)은 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)의 사이에 설치될 수 있다. 반사판(30)의 높이는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)의 높이와 같거나 작다. 이와 같이 반사판(30)의 높이가 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)의 높이보다 같거나 작은 이유는 태양에서 직접 입사되는 각도가 제 2 태양전지(20)에 최소한의 그림자를 주어 제 2 태양전지(20)의 발전량을 최대한 높이기 위함이다. 또한, 제 1 태양전지(10)의 제 2 면(12)에 태양광을 반사시키기 위해 태양전지들의 높이보다 같거나 작게 반사판(30)이 설치 될 수도 있다.
도 4a와 도 4b를 참조하면 반사판(30)과 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)과의 설치 거리 조절이 가능할 수 있다. 거리를 가깝게 하거나 멀게 설치하면 반사의 각도를 조절할 수 있어, 태양광의 광량의 조절이 가능 할 수 있다. 각각의 태양전지의 거리는 같을 수도 있고, 광량에 따라 거리 조절이 가능할 수 있다.
도 4c는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)가 동서 방향으로 설치되어 있고, 반사판(30)은 남북 방향으로 설치될 수 있다. 또한, 반사판(30)은 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20) 측면외측에 90도 각도로 마주보지 않게 설치 될 수 있다. 반사판(30)은 제 1 태양전지(10)의 제 2 면(12)과 제 1 태양전지 제 1 면(21)을 동시에 반사된 태양광을 반사 시킬 수 있다.
도 5는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)은 동서 방향으로 설치가 될 수 있으며, 반사판(30)은 동북 방향과 남서방향을 바라보고 있으며, 또한, 북서방향과 남동방향을 바라보고 있을 수 있다. 두 개의 반사판(30)은 하나의 제 1 태양전지(10)과 두 개의 제 2 태양전지(20)가 설치되는 것이 바람직할 수 있다. 제 2 태양전지(20)와 제 1 태양전지(10)은 'Y'자 형태를 이루며 이격되어 설치될 수 있다. 반사판(30)은 남쪽을 공통되게 바라보고 있으므로, 본 설치 방법은 더욱 해가 떠있는 모든 시간에 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20) 모두에 많은 태양광을 반사시켜 높은 태양광 발전이 가능하게 할 수 있다. 태양이 일출과 일몰시에는 제 1 태양전지(10)의 제 2 태양전지(20)의 일측에 태양광을 반사시켜 높은 태양광 발전을 가능하게 하고, 낮시간에는 반사판이(30) 모두 남쪽을 비스듬히 바라보고있어, 제 1 반사판(30a)와 제 2 반사판(30b)에 태양광을 제 1 차 또는 제 2 차 등의 반사를 통해 높은 발전이 가능하게 한다. 앞에서 반사산(33)은 모든 반사판(30)에 설치될 수 있다.
도 6은 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)은 동서를 향하여 있고, 반사판(30)은 남북을 바라보게 설치될 수 있다. 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)의 일측에 중복되지 않게 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20)와 90도 각도로 설치된다. 따라서 일출과 일몰시간에는 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)로 발전을 하고, 태양이 남쪽으로 이동함에 따라 제 1 태양전지(10)과 제 2 태양전지(20) 등이 포함된 태양전지 시스템에서 직접 태양을 받아 발전을 하지만, 반사판(30)을 이용하여 앞에서 기술하였듯이 반사산(33)을 이용하여 좌우로 반사되는 태양광을 이용하여 더욱 효율이 높은 태양광 발전이 가능할 수 있다.
도 7은 제 1 태양전지(10)와 제 2 태양전지(20)과 반사판(30) 모두가 동서를 바라보고 있게 설치될 수 있다. 이때, 반사판(30)은 제 1 태양전지(10) 또는 제 2 태양전지(20)과 높이가 같게 설치되거나, 높이가 작게 설치 될 수 있다. 이는 반사판(30)의 높이로 인해 그림자를 가릴 수 있기 때문에 설치시에 10%~20%가 작은 사이즈의 반사판(30)이 설치 될 수 있다. 최대 30%까지 작은 반사판(30)이 설치 될 수 있으며, 그 보다 작은 반사판이 설치가 되면, 반사효율이 낮아져 효과가 태양광 반사 효율이 감소될 수 있다.
이상에서는 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.
10 : 제 1 태양전지
11 : 제 1 태양전지 제 1 면
12 : 제 1 태양전지 제 2 면
20 : 제 2 태양전지
21 : 제 2 태양전지 제 1 면
22 : 제 2 태양전지 제 2 면
30 : 반사판
31 : 반사판 제 1 면
32 : 반사판 제 2 면
33 : 반사산
11 : 제 1 태양전지 제 1 면
12 : 제 1 태양전지 제 2 면
20 : 제 2 태양전지
21 : 제 2 태양전지 제 1 면
22 : 제 2 태양전지 제 2 면
30 : 반사판
31 : 반사판 제 1 면
32 : 반사판 제 2 면
33 : 반사산
Claims (4)
- 양면에서 태양광을 받아 발전할 수 있고, 양면이 남북 방향으로 대향되는 제 1 태양전지 및 제 2 태양전지; 및
상기 제 1 태양전지와 상기 제 2 태양전지 사이에 위치하고, 상기 제 1 태양전지와 상기 제2 태양전지 모두에 태양광을 전달하며, 양면에서 태양광을 받아 전달할 수 있고, 양면이 동서방향으로 대향되는 하나 이상의 반사판을 포함하고,
상기 반사판의 양면에는 높이가 서로 상이한 복수 개의 반사산이 구비되어 있는 태양광 발전장치. - 양면에서 태양광을 받아 발전할 수 있고, 양면이 남북 방향으로 대향되는 제 1 태양전지 및 제 2 태양전지; 및
상기 제 1 태양전지와 상기 제 2 태양전지 사이에 위치하고, 상기 제 1 태양전지 또는 상기 제2 태양전지에 태양광을 전달하며, 양면에서 태양광을 받아 전달할 수 있고, 양면이 남북 방향으로 대향되는 하나 이상의 반사판을 포함하고,
상기 반사판의 양면에는 높이가 서로 상이한 복수 개의 반사산이 구비되어 있는 태양광 발전장치. - 양면에서 태양광을 받아 발전할 수 있고, 양면이 동서 방향으로 대향되는 제 1 태양전지 및 제 2 태양전지; 및
상기 제 1 태양전지와 상기 제 2 태양전지 사이에 위치하고, 상기 제 1 태양전지 또는 상기 제2 태양전지 보다 높이가 낮고, 양면에서 태양광을 받아 전달할 수 있고, 양면이 동서방향으로 대향되는 하나 이상의 반사판을 포함하고,
상기 반사판의 양면에는 높이가 서로 상이한 복수 개의 반사산이 구비되어 있는 태양광 발전장치. - 삭제
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