KR102274301B1

KR102274301B1 - 태양광 발전장치 및 이를 이용한 태양광 발전 방법

Info

Publication number: KR102274301B1
Application number: KR1020140030627A
Authority: KR
Inventors: 송명곤; 유일혁; 이상두
Original assignee: 주성엔지니어링(주)
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2021-07-07
Also published as: KR20150107530A

Abstract

태양전지로 입사되는 빛의 양을 증가시켜 태양전지의 효율을 향상시키기 위하여 본 실시예에 따른 태양광 발전장치는 양면에서 태양 빛을 받아 발전할 수 있고, 양면이 동서방향으로 대향되는 태양전지; 상기 태양전지와 이격되고, 상기 태양전지의 양면에 대향되게 배치되는 제 1 반사판 및 제 2 반사판; 및 상기 제 1 반사판, 상기 제 2 반사판 및 상기 태양전지의 일측면에 배치되는 측면반사판을 포함할 수 있다.

Description

태양광 발전장치 및 이를 이용한 태양광 발전 방법 {SOLAR POWER SYSTEM AND SOLAR POWER GENERATING METHOD USING THE SAME}

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 양면에서 태양 빛을 받아 발전할 수 있고, 양면이 동서방향으로 대향되는 태양전지; 상기 태양전지와 이격되고, 상기 태양전지의 양면에 대향되게 배치되는 제 1 반사판 및 제 2 반사판; 및 상기 제 1 반사판, 상기 제 2 반사판 및 상기 태양전지의 일측면에 배치되는 측면반사판을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 태양광 발전장치는 양면에서 입사되는 태양광을 광변환 할 수 있어서 단위 시간당 더 많은 전력을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 태양전지 또는 태양전지패널의 설치면적 당 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 3a은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 3b은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 3c은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치에서 제 1 반사판 및 제 2 반사판의 배치 유무에 따른 효율의 차이를 나타낸 그래프이다.

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 태양전지(30)의 개략적인 단면도이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지(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 태양전지(30)의 전면(前面)을 구성하게 된다. 따라서, 태양전지(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 태양전지(30)의 맨 후면(後面)에 형성되기 때문에 상기 제2 투명도전층(600)의 하면 전체에 형성될 수도 있지만, 반사되는 태양광이 태양전지(30)의 후면을 통해 입사될 수 있도록 하기 위해서, 도시된 바와 같이, 패턴 형성될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 사시도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명하면, 태양전지(30)는 제 1 면(31)과 제 2 면(32)을 포함할 수 있다. 본 발명의 태양광 발전장치의 실시예에 따른 태양전지(30)는 제 1 면(31)과 제 2 면(32)을 포함한 양면에서 태양광을 받아 발전에 사용할 수 있다. 태양광을 일면에서만 수광하여 광변환을 하는 종래 태양전지에 비해 효율이 향상될 수 있다.

태양전지(30)는 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)의 사이에 위치하고 제 1 반사판(10)과 이격되고, 제 2 반사판(20)과도 이격되어 배치될 수 있다. 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)은 지면과 수직을 형성하도록 배치될 수 있으나 이에 한정되지 아니한다.

태양전지(30) 또는 태양전지모듈이 고정되고 설치각도가 변경되지 않는 경우, 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)이 지면과 수직으로 형성될 수 있다. 태양전지(30)의 제 1 면(31)에 태양광이 입사되는 경우, 상기 태양전지(30)의 제 2 면(32)에는 제 2 반사판(20)에서 반사된 태양광이 입사될 수 있다. 또한 태양전지(30)의 제 2 면(32)에 태양광이 입사되는 경우, 상기 태양전지(30)의 제 1 면(31)에는 제 1 반사판(10)에서 반사된 태양광이 입사될 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.

또한, 태양전지(30)와 제 1 반사판(10) 사이와 태양전지(30)와 제 2 반사판(20) 사이에 바닥반사판(50)이 설치될 수 있다. 태양전지(30)가 바닥반사판(50)에 수직으로 형성되는 경우 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)에서 반사된 태양광이 바닥반사판(50)에서 재반사되어 태양전지(30)의 제 1 면과 제 2 면으로 입사될 수 있다. 이런 경우는 제 1 반사판(10)이나 제 2 반사판(20)에서 반사되어 상기 태양전지(30)에 도달하지 못하는 태양광도 바닥반사판(50)에서 다시 반사되어 상기 태양전지(30)로 입사될 수 있으므로, 상기 태양전지(30) 제 1 면(31)과 제 2 면(32)에 입사되는 태양광의 양을 증가시킬 수 있게 된다. 이에 따라 태양전지(30)의 효율이 향상될 수 있다.

한편, 태양전지(30)는 측면반사판(60)에 수직으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 태양전지(30)는 측면반사판(60)에 반사된 빛이 입사하여 태양전지(30)의 효율이 향상될 수 있다. 특히 북반구의 경우 태양이 동쪽에서 남쪽을 지나 서쪽으로 이동하므로 측면반사판(60)은 태양전지(30)의 일측, 즉 북측에만 형성될 수 있다. 측면반사판(60)이 태양전지(30)의 남측에 형성되는 경우 오히려 그림자가 생겨 태양전지(30)에 입사되는 빛을 막을 수 있으므로 북측에만 측면반사판(60)을 형성하는 것이 바람직하다.

태양전지(30) 또는 태양전지패널은 복수 개가 태양전지 지지부(40) 내부에 지지될 수 있다. 복수의 태양전지(30)는 태양전지 지지부(40) 내부에 각각 지지되어 태양의 고도에 따라서 회전할 수 있다. 태양전지(30)가 지지부 내부에 지지되어 회전하는 경우 태양이 이동하는 시간에 따라서 태양전지(30)의 양면이 태양을 향하여 배치될 수 있으므로 태양전지(30)의 효율이 향상될 수 있다.

태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)은 동서방향에 대향하여 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 태양전지(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 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)에 입사되는 빛의 양을 증가시켜 태양전지(30)의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 태양의 고도가 낮은 시간 대에는 태양전지(30)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 태양전지(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.

한편, 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)은 아침과 저녁에는 동서방향에 대향하여 형성될 수 있고, 낮에는 태양이 남쪽으로 이동함에 따라서 태양전지 지지부(40)의 회전부재(미도시)를 따라서 태양전지(30)의 제 1 면(31) 또는 제 2 면(32)이 남쪽을 향하도록 회전할 수 있다.

도 2a는 아침과 저녁에 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)이 동서방향에 대향되어 있는 것을 나타낸 것이고, 도 2b는 태양이 남쪽으로 이동하였을 때 태양전지(30)가 태양전지 지지부(40)의 회전부재(미도시)를 따라서 회전하는 것을 나타낸 것이다. 태양전지(30)는 시간에 따라서, 즉 태양의 위치에 따라서 연속적으로 회전할 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 본 발명의 도면에 도시한 바처럼 시간대를 나누어 2~3회만 회전할 수도 있다.

제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 태양전지(30)를 사이에 배치하여 형성될 수 있다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 복수개가 형성되어 도 2a의 태양광 발전장치가 반복적으로 형성될 수 있다.

제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 지면에 소정의 각도를 형성하며 배치될 수 있다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 지면과 이루는 각은 서로 동일할 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 서로 상이하게 배치될 수 있다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 지면과 이루는 각은 시간에 따라, 즉 태양의 위치에 따라 변할 수 있다.

제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 측면반사판(60)과 수직으로 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)에 입사한 빛이 측면반사판(60)으로 반사되고, 측면반사판(60)에서 반사된 빛은 태양전지(30)로 입사되어 태양전지(30)의 효율이 향상될 수 있다.

제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 거울로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 태양광을 반사시킬 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)은 반사율이 큰 재질로 형성되는 경우 입사되는 태양광의 반사율을 크게하여 태양전지(30)의 효율을 향상시킬 수 있다.

바닥반사판(50)은 지면과 평행하게 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 바닥반사판(50)은 태양전지(30)와 수직하게 배치될 수 있고, 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과는 소정의 각도를 가지고 배치될 수 있다. 바닥반사판(50)이 태양전지(30)와 수직하게 배치되는 경우 바닥반사판(50)에 직접 입사된 빛이 태양전지(30)로 들어갈 수 있고, 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)에서 반사된 빛이 태양전지(30)로 재입사 할 수 있다.

바닥반사판(50)은 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과 동일한 재질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고 반사율이 큰 재질로 형성될 수 있다. 바닥반사판(50)이 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과 동일한 재질로 형성되는 경우 재료 및 가공비를 줄일 수 있다.

바닥반사판(50)은 측면반사판(60)과 소정의 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 즉, 바닥반사판(50)은 측면반사판(60)과 예각을 이루고, 태양전지(30) 쪽으로 기울여져 형성될 수 있다. 상기와 같이 측면반사판(60)이 태양전지(30) 쪽으로 기울여져 배치되는 경우 측면반사판(60)에 입사된 빛의 각도가 상부가 아닌 하부쪽으로 향할 수 있기 때문에 태양전지(30)로 입사되는 빛의 양이 증가될 수 있다.

측면반사판(60)은 태양전지(30), 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과는 수직으로 배치될 수 있고, 바닥반사판(50)과는 소정의 각도를 가지고 배치될 수 있다. 이 때 측면반사판(60)은 바닥반사판(50)에 대해서 태양전지(30)측으로 기울여져 배치될 수 있다. 측면반사판(60)은 도면에는 투명한 것처럼 도시하였으나 실제로는 투명하지 않고, 태양광을 반사시킬 수 있는 재질로 형성된다.

측면반사판(60)은 상술한 바와 같이 태양전지(30)의 북측에만 배치될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 남반구에 설치되어 태양이 북쪽으로 이동하는 경우에는 태양전지(30)의 남측에 배치될 수 있다. 이에 따라 측면반사판(60)은 태양전지(30)의 일측에만 배치되는 것이 바람직하다.

태양전지 지지부(40)는 태양전지(30) 또는 태양전지(30)가 설치된 태양전지패널을 지지하도록 형성될 수 있다. 태양전지 지지부(40)는 태양전지(30)를 복수개 지지할 수 있도록 형성될 수 있으나 이에 한정되지 아니하고, 하나의 태양전지(30)만을 지지할 수도 있다. 태양전지 지지부(40)는 회전부재(미도시)가 형성되어 태양전지(30)를 회전시킬 수 있다. 태양전지 지지부(40)는 태양전지(30)를 회전시켜 태양의 고도 또는 위치에 따라서 태양전지(30)의 제 1 면(31) 또는 제 2 면(32)이 태양광을 마주하도록 할 수 있다.

태양전지 지지부(40)는 지면과 수직하게 형성되어 태양전지(30)가 지면과 수직하게 배치되도록 할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전장치를 도시한 단면도이다.

각각 도 3a는 태양이 동쪽에 있는 아침, 도 3b는 태양이 남쪽에 있는 점심, 도 3c는 태양이 서쪽에 있는 저녁시간을 나타낸다. 아침과 저녁의 경우에는 태양전지(30)의 제 1 면(31) 및 제 2 면(32)이 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)과 대향하도록 배치될 수 있고, 점심의 경우에 태양전지 지지부(40)의 회전부재(미도시)에 의해 태양전지(30)가 남향으로 회전할 수 있다.

태양전지(30)와 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)까지의 거리는 태양의 고도에 따라서 결정될 수 있다. 태양전지(30)와 제 1 반사판(10)까지의 거리를 L 이라고 하고, 태양전지(30)의 높이를 χ, 태양의 고도를 α, 제 1 반사판(10)이 지면과 이루는 각 중 예각을 ω 라고 하면, 다음 식에 의해서 최적의 태양전지(30)와 제 1 반사판(10)까지의 거리를 결정할 수 있다.

상기의 식에 따라 태양전지(30)와 제 1 반사판(10)까지의 거리가 결정될 수 있으나 이에 한정되지 아니한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치에서 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)의 배치 유무에 따른 생산 전력의 차이를 나타낸 그래프이다.

도 4를 참조하여 설명하면, x 라인은 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 배치되지 않았을 때 태양전지(30)의 효율을 나타낸 것이고, y 라인은 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 배치되었을 때의 태양전지(30)의 효율을 나타낸 것이다. 그래프를 통하여 알 수 있듯이 제 1 반사판(10) 및 제 2 반사판(20)이 배치되었을 때 태양전지(30)의 효율이 향상되는 것을 확인할 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 반사판
20 : 제 2 반사판
30 : 태양전지
31 : 제 1 면
32 : 제 2 면
40 : 태양전지 지지부
50 : 바닥반사판
60 : 측면반사판

Claims

서로 대향하는 제1면 및 제2면을 구비하고, 상기 제1면 및 제2면에서 태양광을 받아 발전할 수 있도록 구비된 태양전지;
상기 태양전지와 이격되고, 상기 태양전지의 제1면에 대향되게 배치되는 제 1 반사판 및 상기 태양전지의 제2면에 대향되게 배치되는 제 2 반사판; 및
상기 제 1 반사판, 상기 제 2 반사판 및 상기 태양전지의 일측면에 배치되는 측면반사판을 포함하고,
상기 측면반사판과 대향하는 상기 태양전지의 타측면에는 반사판이 구비되어 있지 않고,
상기 태양전지를 지지하는 태양전지 지지부를 추가로 포함하고, 상기 태양전지는 상기 태양전지 지지부 내에 지지되어 있고,
상기 태양전지의 제1면 및 제2면이 상기 제 1 반사판, 상기 제 2 반사판, 및 상기 측면반사판과 마주할 수 있도록 상기 태양전지가 회전가능하게 구비되어 있는 태양광 발전장치.
제 1 항에 있어서,
상기 태양전지의 하면에 배치되는 바닥반사판을 더 포함하는 태양광 발전장치.
제 2 항에 있어서, 상기 바닥반사판은 지면과 평행하면서 상기 태양전지에 수직으로 배치되는 태양광 발전장치.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지의 상기 제 1 면 및 제 2 면은 지면에 수직으로 배치되는 태양광 발전장치.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지는 측면반사판에 수직으로 배치되는 태양광 발전장치.
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제 1 항에 있어서, 상기 태양전지 지지부는 회전부재를 포함하고 상기 태양전지는 상기 회전부재에 의해 회전하도록 구비되는 태양광 발전장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 반사판 및 상기 제 2 반사판은 지면과 이루는 각이 변할 수 있도록 구비된 태양광 발전장치.
제 1 항에 있어서, 상기 측면반사판은 상기 제 1 반사판 및 상기 제 2 반사판에 수직으로 배치되는 태양광 발전장치.
제 1 항에 있어서, 상기 태양전지와 상기 제 1 반사판 및 상기 제 2 반사판까지의 거리(L)는 하기의 식에 따라서 결정되는 것을 포함하는 태양광 발전장치.
Lmin = x ( sin w / tan a + cos w) (상기 식에서, 상기 x는 태양전지 높이, a는 태양전지 고도, 및 w는 제 1 반사판이 지면과 이루는 각 중 예각)