KR102252066B1 - 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템 - Google Patents

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Abstract

건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템이 제공된다. 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템은, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양광 모듈이 직렬 연결되어 구성되는 복수의 스트링과, 복수의 스트링이 공급하는 전기를 수집하는 접속반과, 접속반으로부터 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하는 인버터와, 접속반의 역전류 다이오드 온도, 접속반의 내부 온도, 복수의 스트링의 절연저항, 복수의 스트링의 전압, 인버터의 절연저항 및 인버터의 내부 온도 중 적어도 하나를 상시 계측하는 측정부와, 측정부에서 계측된 데이터를 유무선 통신을 이용하여 송신하는 송신부와, 송신부로부터 발송되는 계측 데이터를 수신하는 수신부와, 수신부로부터 계측 데이터를 입력받아 디스플레이 하는 표시부와, 측정부로부터 계측된 데이터를 토대로 각 계측 요소별 이상 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 사고위험이 있다고 판단되면 원격으로 접속반의 DC 전원을 분리시키는 원격 제어부를 포함하고, 접속반은 원격 제어부의 제어에 따라 동작되어 DC 전원을 분리시키는 DC 회로 분리장치를 포함하고, 다수의 태양광 모듈은, 프레임부와, 프레임부 상에 배치된 다수의 태양 전지셀 및 반사판을 포함하며, 프레임부는, 유리재질의 베이스층과, 베이스층 상면에 배치되며 금속 나노입자를 포함하는 광확산층을 포함하고, 다수의 태양 전지셀은 광확산층 상에 배치되며, 다수의 태양 전지셀은 제1 열 내지 제4 열 및 제1 행 내지 제4 행을 따라 격자 형태로 이격되어 배치되되, 태양 전지셀 각각은 평행사변형 형상으로 이루어지고, 제1 행 및 제3 행에 배치된 다수의 태양 전지셀 각각은 제1 방향을 기준으로 반시계 방향으로 60도의 경사각을 가지며 배치되며, 제2 행 및 제4 행에 배치된 다수의 태양 전지셀 각각은 제1 방향을 기준으로 반시계 방향으로 120도의 경사각을 가지며 배치되고, 반사판은, 제1 방향으로 연장되되 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 배치되는 다수의 제1 반사판과, 원 형상의 제2 반사판을 포함하고, 다수의 제1 반사판 각각은, 두께 방향으로 연장된 제1 부분과, 제1 부분의 끝단에서 제2 방향의 반대 방향을 기준으로 시계 방향으로 제3 경사각을 가지며 연장된 제2 부분 및 제2 방향을 기준으로 반 시계 방향으로 제4 경사각을 가지며 연장된 제3 부분을 포함하고, 제3 경사각 및 제4 경사각은 30도이며, 제2 부분 및 제3 부분은 다수의 태양 전지셀 일부와 두께 방향으로 중첩하며, 제2 부분 및 제3 부분의 상면에는 실리콘 재질로 이루어진 보호층의 배치되고, 보호층의 두께는 4mm이며, 제2 부분 및 제3 부분의 하면에는 다수의 돌출 패턴이 배치되고, 다수의 돌출 패턴 각각의 두께는 2mm이며, 다수의 돌출 패턴의 피치는 4mm이고, 제2 반사판은, 제1 열에 배치된 태양 전지셀과 제2 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제2-1 반사판과, 제2 열에 배치된 태양 전지셀과 제3 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제2-2 반사판 및 제3 열에 배치된 태양 전지셀과 제4 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치된 제2-3 반사판을 포함한다.

Description

건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템{Building-integrated solar power generation system}
본 발명은 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템에 관한 것이다.
최근 들어서 태양에너지를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전설비의 사용이 점차 보편화되고 있다. 이러한 태양에너지를 이용하는 태양전지는 석탄이나 석유와 같은 화석 연료를 사용하지 않고, 무공해이며 무한의 에너지원인 태양광을 이용하므로 미래의 새로운 대체 에너지원으로서 각광을 받고 있다.
이러한 태양전지는 현재에는 태양광 발전소나 건축물, 자동차 등의 발전 전력을 얻는데 이용되고 있다. 일반적으로, 태양광발전은 태양전지(PV: Photovoltaic)를 이용하여 직접 전기를 생산하는 기술이다. 상기 태양전지는 광전효과를 이용하여 빛 에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 각각이 플러스(+)와 마이너스(-) 극성을 띠는 2장의 반도체 박막으로 구성된다. 또한, 다수의 태양전지 셀(cell)들은 직/병렬로 연결되어 사용자가 필요로 하는 전압 및 전류를 발생시키고, 사용자는 이러한 태양전지에서 발생된 전력을 사용할 수 있게 되는 것이다.
태양광 발전은 다양한 응용분야가 있지만 그 중에서도 태양전지(PV)를 건축물의 외피 마감재로 사용하는 건물일체화(BIPV: Building Integrated Photovoltaic) 기술은 21세기 유망 신기술로서 근래 전 세계적으로 주목받고 있다.
건물 일체화 기술은 기존의 건축물 외피를 단순히 외적 자극에 대한 보호 개념의 관점에서 탈피하여 에너지 창출의 도구로 활용하는 보다 적극적인 기술로서, 태양전지 수급의 일익을 담당할 수 있어 기존의 태양전지 시스템 설치에 소요되는 비용을 절감하는 이중효과를 기대할 수 있다.
다만, 태양전지를 통하여 발생된 전력의 효율성이 낮은 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전력 효율성을 향상시킨 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템은, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양광 모듈이 직렬 연결되어 구성되는 복수의 스트링과, 상기 복수의 스트링이 공급하는 전기를 수집하는 접속반과, 상기 접속반으로부터 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하는 인버터와, 상기 접속반의 역전류 다이오드 온도, 상기 접속반의 내부 온도, 상기 복수의 스트링의 절연저항, 상기 복수의 스트링의 전압, 상기 인버터의 절연저항 및 상기 인버터의 내부 온도 중 적어도 하나를 상시 계측하는 측정부와, 상기 측정부에서 계측된 데이터를 유무선 통신을 이용하여 송신하는 송신부와, 상기 송신부로부터 발송되는 계측 데이터를 수신하는 수신부와, 상기 수신부로부터 계측 데이터를 입력받아 디스플레이 하는 표시부와, 상기 측정부로부터 계측된 데이터를 토대로 각 계측 요소별 이상 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 사고위험이 있다고 판단되면 원격으로 상기 접속반의 DC 전원을 분리시키는 원격 제어부를 포함하고, 상기 접속반은 상기 원격 제어부의 제어에 따라 동작되어 DC 전원을 분리시키는 DC 회로 분리장치를 포함하고, 상기 다수의 태양광 모듈은, 프레임부와, 상기 프레임부 상에 배치된 다수의 태양 전지셀 및 반사판을 포함하며, 상기 프레임부는, 유리재질의 베이스층과, 상기 베이스층 상면에 배치되며 금속 나노입자를 포함하는 광확산층을 포함하고, 상기 다수의 태양 전지셀은 상기 광확산층 상에 배치되며, 상기 다수의 태양 전지셀은 제1 열 내지 제4 열 및 제1 행 내지 제4 행을 따라 격자 형태로 이격되어 배치되되, 상기 태양 전지셀 각각은 평행사변형 형상으로 이루어지고, 상기 제1 행 및 상기 제3 행에 배치된 상기 다수의 태양 전지셀 각각은 제1 방향을 기준으로 반시계 방향으로 60도의 경사각을 가지며 배치되며, 상기 제2 행 및 상기 제4 행에 배치된 상기 다수의 태양 전지셀 각각은 상기 제1 방향을 기준으로 반시계 방향으로 120도의 경사각을 가지며 배치되고, 상기 반사판은, 상기 제1 방향으로 연장되되 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 배치되는 다수의 제1 반사판과, 원 형상의 제2 반사판을 포함하고, 상기 다수의 제1 반사판 각각은, 두께 방향으로 연장된 제1 부분과, 상기 제1 부분의 끝단에서 상기 제2 방향의 반대 방향을 기준으로 시계 방향으로 제3 경사각을 가지며 연장된 제2 부분 및 상기 제2 방향을 기준으로 반 시계 방향으로 제4 경사각을 가지며 연장된 제3 부분을 포함하고, 상기 제3 경사각 및 상기 제4 경사각은 30도이며, 상기 제2 부분 및 상기 제3 부분은 상기 다수의 태양 전지셀 일부와 상기 두께 방향으로 중첩하며, 상기 제2 부분 및 상기 제3 부분의 상면에는 실리콘 재질로 이루어진 보호층의 배치되고, 상기 보호층의 두께는 4mm이며, 상기 제2 부분 및 상기 제3 부분의 하면에는 다수의 돌출 패턴이 배치되고, 상기 다수의 돌출 패턴 각각의 두께는 2mm이며, 상기 다수의 돌출 패턴의 피치는 4mm이고, 상기 제2 반사판은, 상기 제1 열에 배치된 태양 전지셀과 상기 제2 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제2-1 반사판과, 상기 제2 열에 배치된 태양 전지셀과 상기 제3 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제2-2 반사판 및 상기 제3 열에 배치된 태양 전지셀과 제4 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치된 제2-3 반사판을 포함한다.
상기 제1 반사판은, 상기 제1 행에 배치된 태양 전지셀과 상기 제2 행에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제1-1 반사판과, 상기 제2 행에 배치된 태양 전지셀과 상기 제3 행에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제1-2 반사판 및 상기 제3 행에 배치된 태양 전지셀과 제4 행에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치된 제1-3 반사판을 포함하며, 상기 제1-1 반사판은 상기 제1 행에 배치된 태양 전지셀 및 상기 제2 행에 배치된 태양 전지셀과 두께 방향으로 일부 중첩하며, 상기 제1-2 반사판은 상기 제2 행에 배치된 태양 전지셀 및 상기 제3 행에 배치된 태양 전지셀과 상기 두께 방향으로 일부 중첩하고, 상기 제1-3 반사판은 상기 제3 행에 배치된 태양 전지셀 및 상기 제4 행에 배치된 태양 전지셀과 상기 두께 방향으로 일부 중첩할 수 있다.
일 실시예에 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템에 의하면, 전력 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템의 태양광 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3의 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템의 태양광 모듈을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 A-A'를 따라 자른 단면도이고, 도 5는 도 3의 B-B'를 따라 자른 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템(100)은, 스트링(110), 접속반(120) 인버터(130), 측정부(140), 송신부(150), 수신부(160), 표시부(170) 및 원격 제어부(180)를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 스트링(String)(110)은 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양광 모듈(111)이 직렬 연결되어 구성될 수 있다. 또한, 태양광 모듈(111)은 건물의 벽체에 가로, 세로로 일정한 간극을 두고 배열되어 설치될 수 있다.
몇몇 실시예에서 접속반(120)은 복수의 스트링(String)(110)과 연결되고, 스트링(110)들이 공급하는 전기를 수집하여 인버터(130)로 제공할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서 접속반(120)은 DC 회로 분리장치(123)를 포함할 수 있다. DC 회로 분리장치(123)는 원격 제어부(180)의 제어에 따라 동작되어 접속반(120)에서 인버터(130)로 공급되는 DC 전원을 분리하여 차단할 수 있다.
몇몇 실시예에서 인버터(130)는 스트링(110)에서 생산된 DC 전원을 접속반(120)을 통해 제공받아 AC 전원으로 변환하여 공급할 수 있다.
몇몇 실시예에서 측정부(140)는 태양광 모듈(111)의 프레임부 온도, 접속반(120)의 역전류 다이오드 온도, 접속반(120)의 내부 온도, 스트링(110) 절연저항, 스트링(110) 전압, 인버터(130) 절연저항 및 인버터(130) 내부 온도중 적어도 하나를 상시 계측할 수 있다.
몇몇 실시예에서 측정부(140)는 스트링(110)을 구성하는 태양광 모듈(111)에서 프레임 온도를 측정할 수 있다.
몇몇 실시예에서 측정부(140)는 접속반(120)에서는 접속반 역전류 다이오드 온도, 접속반 내부 온도, 스트링 절연저항 및 스트링 전압을 측정할 수 있다.
몇몇 실시예에서 측정부(140)는 인버터(130)에서는 인버터 절연저항 및 인버터 내부 온도를 측정할 수 있다.
이에 따라, 프레임 온도, 접속반 역전류 다이오드 온도, 접속반 내부 온도 및 인버터 내부 온도를 몇몇 실시예에서 측정부(140)를 통하여 모니터링 함으로써 화재사고를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 스트링 절연저항, 스트링 전압 및 인버터 절연저항을 몇몇 실시예에서 측정부(140)를 통하여 모니터링 함으로써 절연파괴에 따른 감전 사고를 방지할 수 있다.
송신부(150)는 측정부(230)에서 측정된 상기 계측 요소를 유무선 통신을 이용하여 송신할 수 있다. 수신부(160)는 송신부(150)로부터 발송되는 데이터를 수신하여 표시부(170) 및 원격 제어부(180)로 전송할 수 있다.
표시부(170)는 측정부(140)에서 측정된 상기 계측값을 입력 받아 디스플레이 할 수 있다.
원격 제어부(180)는 측정부(140) 및 표시부(170)를 제어하고, 측정부(140)로부터 취득된 데이터를 토대로 각 계측 요소별 이상 여부를 판단하며, 상기 판단 결과에 따라 사고 위험이 있다고 판단되면 원격으로 DC 회로 분리장치를 제어하여 DC 회로를 분리시킬 수 있다. 예를 들어, 모니터링 방법은 기 설정된 계측 요소들을 측정하는 단계, 상기 측정된 결과를 유무선 통신을 이용하여 전송하는 단계 및 상기 측정된 결과를 전송받아 디스플레이하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 계측 요소들에는 프레임 온도, 접속반 역전류 다이오드 온도, 접속반 내부 온도, 스트링 절연저항, 스트링 전압, 인버터 절연저항 및 인버터 내부 온도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 측정된 결과를 전송받아 기 설정된 기준 범위와 비교하고 위험여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과를 토대로 사고 위함이 있다고 판단되면 접속반(120)에서 인버터(130)로 공급되는 DC 전원을 분리시키는 단계 및 알람신호를 출력하여 사용자에게 이상 여부를 알리는 단계를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 태양광 모듈(111)은 프레임부(FP)와, 프레임부(FP) 상에 배치된 다수의 태양 전지셀(SM) 및 반사판(MP)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서 프레임부(FP)는 유리재질의 베이스층과 베이스층 상면에 배치된 광확산층을 포함할 수 있다. 광확산층은 프레임부(FP)의 상면에 입사되는 태양광을 전(全)방향으로 산란되게 하기 위해 프레임부(FP)의 전면에 랜덤(random)하게 배열된 금속 나노입자들을 포함할 수 있다.
프레임부(FP)의 광확산층 상에는 다수의 태양 전지셀(SM) 및 반사판(MP)이 배치될 수 있다. 다수의 태양 전지셀(SM)은 제1 방향(X축 방향) 및 제1 방향(X축 방향)과 교차하는 제2 방향(Y축 방향)으로 다수개 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 열 내지 제4열(C1, C2, C3, C4) 및 제1 행 내지 제4 행(R1, R2, R3, R4)을 따라 다수의 태양 전지셀(SM)이 격자 형태로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다수의 태양 전지셀(SM)은 태양광의 집광효율을 향상시키기 위하여 위하여, 평행사변형 형상으로 이루어지되 제1 행(R1)과 제3 행(R3)에 배치된 태양 전지셀(SM)은 제1 방향(X축 방향)을 기준으로 반시계 방향으로 제1 경사각(θ1)을 가질 수 있다. 여기서, 제1 경사각(θ1)은 50도 내지 60도 일 수 있다.
다수의 태양 전지셀(SM)은 태양광의 집광효율을 향상시키기 위하여 위하여, 평행사변형 형상으로 이루어지되 제2 행(R2)과 제4 행(R4)에 배치된 태양 전지셀(SM)은 제1 방향(X축 방향)을 반시계 방향으로 기준으로 제2 경사각(θ2)을 가질 수 있다. 여기서 제2 경사각(θ2)은 110도 내지 120도 일 수 있다.
몇몇 실시예에서 반사판(MP)은 반사율이 90% 이상의 재질, 예컨대 반사율이 95%의 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서 반사판(MP)은 제1 반사판(MP1) 및 제2 반사판(MP2)을 포함할 수 있다.
제1 반사판(MP1)은 제1 방향(X축 방향)으로 연장되되 제2 방향(Y축 방향)으로 이격되어 다수 배치될 수 있다. 또한, 제1 반사판(MP1)은 제1 행(R1)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 제2 행(R2)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이, 제2 행(R2)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 제3 행(R3)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이 및 제3 행(R3)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 제4 행(R4)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이에 각각 배치될 수 있다.
구체적으로 상기 제1 반사판(MP1)은, 상기 제1 행(R1)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 상기 제2 행(R2)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이에 배치되는 제1-1 반사판(MP1-1)과, 상기 제2 행(R2)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 상기 제3 행(R3)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이에 배치되는 제1-2 반사판(MP1-2) 및 상기 제3 행(R3)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 제4 행(R4)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이에 배치된 제1-3 반사판(MP1-3)을 포함할 수 있다.
상기 제1-1 반사판(MP1-1)은 상기 제1 행(R1)에 배치된 태양 전지셀(MS)의 하단 및 상기 제2 행(R2)에 배치된 태양 전지셀(MS)의 상단과 두께 방향으로 일부 중첩하며, 상기 제1-2 반사판(MP1-2)은 상기 제2 행(R2)에 배치된 태양 전지셀(MS)의 하단 및 상기 제3 행(R3)에 배치된 태양 전지셀(MS)과 상기 두께 방향으로 일부 중첩하고, 상기 제1-3 반사판(MP1-3)은 상기 제3 행(R3)에 배치된 태양 전지셀(MS) 하단 및 상기 제4 행(R4)에 배치된 태양 전지셀(MS) 상단과 상기 두께 방향으로 일부 중첩할 수 있다.
구체적으로 제1 반사판(MP1)은 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)으로 연장된 제1 부분(P1)과 제1 부분(P1)의 끝단에서 제2 방향(Y축 방향)의 반대방향을 기준으로 시계 방향으로 제3 경사각(θ3)을 가지며 연장된 제2 부분(P2) 및 제2 방향(Y축 방향)을 기준으로 반시계 향향으로 제4 경사각(θ4)을 가지며 연장된 제3 부분(P3)을 포함할 수 있다. 여기서, 제3 경사각(θ3) 및 제4 경사각(θ4) 각각은 30도 내지 40도 일 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2 부분(P2) 및 제3 부분(P3)은 인접한 태양 전지셀(SM)과 일부 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 몇몇 실시예에서 다수의 태양전지 셀 전체 면적의 5% 내지 10%는 제1 반사판(MP1)의 제2 부분(P2) 및 제3 부분(P3)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩할 수 있다.
도 5와 같이, 제2 부분(P2) 및 제3 부분(P3)은 난반사를 위한 돌출 패턴(PU)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 부분(P2) 및 제3 부분(P3) 각각에서 태양 전지셀(SM)과 마주하는 하면에는 다수의 돌출 패턴(PU)이 배치될 수 있으며, 다수의 돌출 패턴(PU)의 두께는 2mm일 수 있고, 다수의 돌출 패턴(PU)의 피치는 4mm일 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2 부분(P2) 및 제3 부분(P3) 각각의 하면의 반대인 상면에는 외력으로부터 제1 반사판(MP1)의 손상을 방지하기 위한 보호층(PL)을 더 포함할 수 있다. 보호층(PL)은 실리콘 재질로 이루어질 수 있으며, 보호층의 두께는 3mm 내지 6mm로 이루어질 수 있다.
몇몇 실시예에서 보호층(PL) 상부에는 태양 전지셀(SM)이 추가적으로 배치될 수 있다. 이를 통하여 보호층(PL)으로 입사되는 태양광을 통하여 전기를 생산할 수 있다. 이와 같이, 보호층(PL) 상부에 태양 전지셀(SM)이 배치되는 경우 보호층(PL)과 태양 전지셀(SM) 사이에는 방열층이 추가될 수 있다.
제2 반사판(MP2)은 평면상 원 형상으로 이루어질 수 있다. 제2 반사판(MP2)은 제1 열(C1)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 제2 열(C2)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이, 제2 열(C2)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 제3 열(C3)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이 및 제3 열(C3)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 제4 열(C4) 에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이에 각각 배치될 수 있다.
구체적으로 제2 반사판(MP2)은, 상기 제1 열(C1)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 상기 제2 열(C2)에 배치된 태양 전지셀(SM) 사이에 배치되는 제2-1 반사판(MP2-1)과, 상기 제2 열(C2)에 배치된 태양 전지셀(SM)과 상기 제3 열(C3)에 배치된 태양 전지셀(MS) 사이에 배치되는 제2-2 반사판(MP2-2) 및 상기 제3 열(C3)에 배치된 태양 전지셀(MS)과 제4 열(C4)에 배치된 태양 전지셀(MS) 사이에 배치된 제2-3 반사판(MP2-3)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1 반사판(MP1) 및 제2 반사판(MP2)을 통하여 다양한 입사각을 갖는 태양광(SL)의 집광효율을 향상시킬 수 있게 된다.
프레임부(PP) 하면에는 방열을 위한 방열시트(RS)가 배치될 수 있으며, 방열시트(RS)에는 공기의 통로인 홈(H)이 형성될 수 있다. 효율적인 방열을 위하여 방열시트(RS)의 홈(H)과 태양 전지셀(SM)은 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩할 수 있다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템(100)에 따르면, 발전효율을 향상시킴과 동시에 화재사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
110: 스트링
111: 태양광 모듈
120: 접속반
123: DC회로 분리장치
130: 인버터

Claims (2)

  1. 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양광 모듈이 직렬 연결되어 구성되는 복수의 스트링;
    상기 복수의 스트링이 공급하는 전기를 수집하는 접속반;
    상기 접속반으로부터 공급되는 DC 전원을 AC 전원으로 변환하는 인버터;
    상기 접속반의 역전류 다이오드 온도, 상기 접속반의 내부 온도, 상기 복수의 스트링의 절연저항, 상기 복수의 스트링의 전압, 상기 인버터의 절연저항 및 상기 인버터의 내부 온도 중 적어도 하나를 상시 계측하는 측정부;
    상기 측정부에서 계측된 데이터를 유무선 통신을 이용하여 송신하는 송신부;
    상기 송신부로부터 발송되는 계측 데이터를 수신하는 수신부;
    상기 수신부로부터 계측 데이터를 입력받아 디스플레이 하는 표시부;
    상기 측정부로부터 계측된 데이터를 토대로 각 계측 요소별 이상 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 사고위험이 있다고 판단되면 원격으로 상기 접속반의 DC 전원을 분리시키는 원격 제어부를 포함하고,
    상기 접속반은 상기 원격 제어부의 제어에 따라 동작되어 DC 전원을 분리시키는 DC 회로 분리장치를 포함하고,
    상기 다수의 태양광 모듈은, 프레임부와, 상기 프레임부 상에 배치된 다수의 태양 전지셀 및 반사판을 포함하며,
    상기 프레임부는, 유리재질의 베이스층과, 상기 베이스층 상면에 배치되며 금속 나노입자를 포함하는 광확산층을 포함하고,
    상기 다수의 태양 전지셀은 상기 광확산층 상에 배치되며, 상기 다수의 태양 전지셀은 제1 열 내지 제4 열 및 제1 행 내지 제4 행을 따라 격자 형태로 이격되어 배치되되, 상기 태양 전지셀 각각은 평행사변형 형상으로 이루어지고,
    상기 제1 행 및 상기 제3 행에 배치된 상기 다수의 태양 전지셀 각각은 제1 방향을 기준으로 반시계 방향으로 60도의 경사각을 가지며 배치되며,
    상기 제2 행 및 상기 제4 행에 배치된 상기 다수의 태양 전지셀 각각은 상기 제1 방향을 기준으로 반시계 방향으로 120도의 경사각을 가지며 배치되고,
    상기 반사판은, 상기 제1 방향으로 연장되되 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 이격되어 배치되는 다수의 제1 반사판과, 원 형상의 제2 반사판을 포함하고,
    상기 다수의 제1 반사판 각각은, 두께 방향으로 연장된 제1 부분과, 상기 제1 부분의 끝단에서 상기 제2 방향의 반대 방향을 기준으로 시계 방향으로 제3 경사각을 가지며 연장된 제2 부분 및 상기 제2 방향을 기준으로 반 시계 방향으로 제4 경사각을 가지며 연장된 제3 부분을 포함하고,
    상기 제3 경사각 및 상기 제4 경사각은 30도이며,
    상기 제2 부분 및 상기 제3 부분은 상기 다수의 태양 전지셀 일부와 상기 두께 방향으로 중첩하며,
    상기 제2 부분 및 상기 제3 부분의 상면에는 실리콘 재질로 이루어진 보호층의 배치되고, 상기 보호층의 두께는 4mm이며,
    상기 제2 부분 및 상기 제3 부분의 하면에는 다수의 돌출 패턴이 배치되고, 상기 다수의 돌출 패턴의 피치는 4mm이고,
    상기 제2 반사판은, 상기 제1 열에 배치된 태양 전지셀과 상기 제2 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제2-1 반사판과, 상기 제2 열에 배치된 태양 전지셀과 상기 제3 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제2-2 반사판 및 상기 제3 열에 배치된 태양 전지셀과 제4 열에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치된 제2-3 반사판을 포함하는 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사판은, 상기 제1 행에 배치된 태양 전지셀과 상기 제2 행에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제1-1 반사판과, 상기 제2 행에 배치된 태양 전지셀과 상기 제3 행에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치되는 제1-2 반사판 및 상기 제3 행에 배치된 태양 전지셀과 제4 행에 배치된 태양 전지셀 사이에 배치된 제1-3 반사판을 포함하며,
    상기 제1-1 반사판은 상기 제1 행에 배치된 태양 전지셀 및 상기 제2 행에 배치된 태양 전지셀과 두께 방향으로 일부 중첩하며,
    상기 제1-2 반사판은 상기 제2 행에 배치된 태양 전지셀 및 상기 제3 행에 배치된 태양 전지셀과 상기 두께 방향으로 일부 중첩하고,
    상기 제1-3 반사판은 상기 제3 행에 배치된 태양 전지셀 및 상기 제4 행에 배치된 태양 전지셀과 상기 두께 방향으로 일부 중첩하는 건물일체형 태양광을 이용한 전기발전시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102461284B1 (ko) 2021-11-22 2022-11-01 한국건설기술연구원 연료전지 시스템과 태양광발전 시스템이 일체화된 건축물 구조

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6146627B2 (ko) * 1982-12-15 1986-10-15 Matsushita Electric Works Ltd
JP2013098496A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池モジュールおよびその製造方法
KR20150084554A (ko) * 2014-01-14 2015-07-22 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
KR20150086617A (ko) * 2014-01-20 2015-07-29 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
KR101686991B1 (ko) * 2015-06-30 2016-12-15 해평선 (주) 가변형 반사판이 구비된 bipv 시스템
JP6146627B2 (ja) 2012-05-22 2017-06-14 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール
KR20180112917A (ko) * 2017-04-04 2018-10-15 한국 전기안전공사 건물일체형 태양광발전시스템 전기안전진단 통합 모니터링 시스템 및 방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6146627B2 (ko) * 1982-12-15 1986-10-15 Matsushita Electric Works Ltd
JP2013098496A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP6146627B2 (ja) 2012-05-22 2017-06-14 大日本印刷株式会社 太陽電池モジュール
KR20150084554A (ko) * 2014-01-14 2015-07-22 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
KR20150086617A (ko) * 2014-01-20 2015-07-29 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈
KR101686991B1 (ko) * 2015-06-30 2016-12-15 해평선 (주) 가변형 반사판이 구비된 bipv 시스템
KR20180112917A (ko) * 2017-04-04 2018-10-15 한국 전기안전공사 건물일체형 태양광발전시스템 전기안전진단 통합 모니터링 시스템 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102461284B1 (ko) 2021-11-22 2022-11-01 한국건설기술연구원 연료전지 시스템과 태양광발전 시스템이 일체화된 건축물 구조

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