KR102296260B1 - 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치 - Google Patents

태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102296260B1
KR102296260B1 KR1020210001871A KR20210001871A KR102296260B1 KR 102296260 B1 KR102296260 B1 KR 102296260B1 KR 1020210001871 A KR1020210001871 A KR 1020210001871A KR 20210001871 A KR20210001871 A KR 20210001871A KR 102296260 B1 KR102296260 B1 KR 102296260B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
heat exchange
solar
panel
storage tube
Prior art date
Application number
KR1020210001871A
Other languages
English (en)
Inventor
사공명건
Original Assignee
극동에너지 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 극동에너지 주식회사 filed Critical 극동에너지 주식회사
Priority to KR1020210001871A priority Critical patent/KR102296260B1/ko
Priority to US17/395,470 priority patent/US11515836B2/en
Priority to PE2021001337A priority patent/PE20221195A1/es
Priority to CL2021002162A priority patent/CL2021002162A1/es
Application granted granted Critical
Publication of KR102296260B1 publication Critical patent/KR102296260B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/90—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation
    • F24S10/95—Solar heat collectors using working fluids using internal thermosiphonic circulation having evaporator sections and condenser sections, e.g. heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/30—Thermophotovoltaic systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/50—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S80/00—Details, accessories or component parts of solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S70/00
    • F24S80/30—Arrangements for connecting the fluid circuits of solar collectors with each other or with other components, e.g. pipe connections; Fluid distributing means, e.g. headers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
    • F24S90/10—Solar heat systems not otherwise provided for using thermosiphonic circulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • H02S40/425—Cooling means using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/003—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system combined with solar energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S2020/10—Solar modules layout; Modular arrangements
    • F24S2020/17—Arrangements of solar thermal modules combined with solar PV modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광을 이용한 발전과 태양열을 이용한 온수 가열을 함께할 수 있도록 하는 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치는, 일측에 열매체유가 유입되는 입구부가 형성되고, 타측에 상기 열매체유가 배출되는 출구부가 형성되며, 하측면에 길이방향을 따라 슬릿홀이 형성된 축열관, 상부가 상기 슬릿홀을 밀폐시키며 관통하여 상기 축열관의 내부로 삽입되고, 하부가 상기 축열관의 하측 외부로 노출되도록 형성되며, 하측면 길이방향을 따라 복수의 삽입구가 형성된 열교환판, 복수의 태양전지 셀이 전면측에 구비된 태양광 패널, 상기 태양광 패널의 후면에 적층되고 상부가 상기 복수의 삽입구 중 적어도 어느 하나의 삽입구에 밀착되어 삽입되는 열교환 패널을 포함하는 복수의 태양광 모듈 및 상기 복수의 삽입구 중 적어도 어느 하나의 삽입구에 밀착되어 삽입되는 열교환 블록, 상기 열교환 블록의 하부에 일체로 연결된 집열관을 포함하는 복수의 집열 모듈을 포함하여 구성된다.

Description

태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치{COMPLEX ENERGY GENERATION DEVICE USING SUNLIGHT AND SOLAR HEAT}
본 발명은 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 태양광을 이용한 발전과 태양열을 이용한 온수 가열을 함께할 수 있도록 하는 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치에 관한 것이다.
태양에너지의 활용에 대한 기술은 태양광을 이용한 발전 형태와 태양열을 이용한 온수가열 형태로 구분할 수 있다.
태양광 발전은 선진국 및 국내에서도 상당한 연구가 진행되어 상용화되어 있으며, 현재 효율 향상이나 고품질쪽으로 연구가 진행되고 있다.
그리고, 태양열 집열의 경우 태양 복사열을 흡수하여 온수를 생산하고 그 온수를 사용하여 건물의 난방이나 급탕을 공급한다. 이러한 태양열 시스템은 주간에는 태양열을 집열하여 축열조에 온수 형태로 저장하였다가 필요 시 축열조에 저장된 온수를 이용하도록 구성되어 있다.
한편, 태양광을 이용한 발전과 태양열을 이용한 온수가열을 동시에 할 수 있는 복합 장치도 개발되고 있으며, 일예로, 한국공개특허 제2020-0096012호에 개시된 바와 같은 '태양열 및 태양광 복합장치'가 있다.
그러나, 상술한 태양열 및 태양광 복합장치는 구조가 복잡하여 조립성이 저하됨에 따라 제작시 번거로움을 초래할 뿐만 아니라 각각의 집열기와 집광기를 개별적으로 교체하기 어려운 구조여서 유지보수가 어려운 문제점이 있다.
한국공개특허 제2020-0096012호(2020-08-11)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 태양광을 이용한 발전과 태양열을 이용한 온수 가열을 함께할 수 있도록 하는 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치를 제공함에 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치는, 일측에 열매체유가 유입되는 입구부가 형성되고, 타측에 상기 열매체유가 배출되는 출구부가 형성되며, 하측면에 길이방향을 따라 슬릿홀이 형성된 축열관; 상부가 상기 슬릿홀을 밀폐시키며 관통하여 상기 축열관의 내부로 삽입되고, 하부가 상기 축열관의 하측 외부로 노출되도록 형성되며, 하측면 길이방향을 따라 복수의 삽입구가 형성된 열교환판; 복수의 태양전지 셀이 전면측에 구비된 태양광 패널, 상기 태양광 패널의 후면에 적층되고 상부가 상기 복수의 삽입구 중 적어도 어느 하나의 삽입구에 밀착되어 삽입되는 열교환 패널을 포함하는 복수의 태양광 모듈; 및 상기 복수의 삽입구 중 적어도 어느 하나의 삽입구에 밀착되어 삽입되는 열교환 블록, 상기 열교환 블록의 하부에 일체로 연결된 집열관을 포함하는 복수의 집열 모듈;을 포함하여 구성된 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치.
바람직하게, 상기 열교환판의 삽입구에 삽입되는 상기 열교환 패널의 삽입 부분 및 상기 열교환판의 삽입구에 삽입되는 상기 열교환 블록의 삽입 부분에는 서멀 그리스(Thermal Grease)가 도포된 후 상기 열교환판의 삽입구에 삽입되도록 구성되며, 상기 축열관, 열교환판, 열교환 패널 및 열교환 블록은 열팽창 계수가 동일한 소재로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 축열관의 내부로 삽입된 상기 열교환판의 상단면은 상기 축열관의 내부면에 대응하여 밀착되도록 곡면 형상으로 형성되고, 상기 축열관의 내부로 삽입된 상기 열교환판의 일측 단부와 타측 단부는 유선형의 단면을 갖도록 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 열교환판의 노출된 노출면, 상기 열교환 패널의 노출면에는 각각 보온재가 구비될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명은, 태양광을 이용한 발전과 태양열을 이용한 온수 가열을 함께할 수 있는 이점이 있다.
또한, 태양광 모듈, 집열 모듈의 교체가 용이한 구조로 구성됨에 따라 각 모듈의 고장 시 빠른 교체가 가능한 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치를 포함하는 전체 시스템을 도시한 구성도이다.
도 2는 일실시예에 따른 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 일실시예에 따른 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치를 도시한 일부 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 A-A단면과 B-B단면을 도시한 단면도이다.
도 5는 도 1의 C-C단면을 도시한 단면도이다.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수 항목들의 조합 또는 복수 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘연결되어’있다거나 ‘접속되어’있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 ‘직접 연결되어’있다거나 ‘직접 접속되어’있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, ‘포함하다’또는 ‘구비하다’, ‘가지다’등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치(이하, '복합에너지 생성장치'로 통칭함)를 포함한 전체 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 축열조(1), 가열관(2), 이송관(3) 및 복합에너지 생성장치(100, 200, 300, 400)를 포함하여 구성된다.
상기 축열조(1)는 소정의 공간을 갖도록 형성된 수조로서, 상부에는 생활수를 공급받기 위한 공급포트가 연결되고, 하부에는 가열된 온수를 배출하기 위한 배출포트가 연결된다.
상기 가열관(2)은 상기 축열조(1) 내의 생활수를 가열하여 온수로 형성하기 위한 관으로서, 상기 가열관(2)은 상기 축열조(1)의 내부에 지그재그 배열되도록 형성될 수 있다.
상기 이송관(3)은 상기 복합에너지 생성장치의 일측과 상기 가열관(2)을 연결하는 관으로서, 상기 복합에너지 생성장치와 상기 가열관(2)을 지나온 열매체유가 다시 상기 복합에너지 생성장치로 유입될 수 있도록 하여 열매체유가 순환하도록 한다.
한편, 상기 복합에너지 생성장치는 태양광을 이용한 발전과 태양열을 이용한 온수 가열을 함께할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 이하 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 복합에너지 생성장치는, 축열관(100), 열교환판(200), 복수의 태양광 모듈(300) 및 복수의 집열 모듈(400)을 포함하여 구성된다.
상기 축열관(100)은 일측에 열매체유가 유입되는 입구부가 형성되고, 타측에 상기 열매체유가 배출되는 출구부가 형성된 원형의 관 부재이다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 축열관(100)의 일측은 상기 이송관(3)과 연결되고, 상기 축열관(100)의 타측은 상기 가열관(2)과 연결되며, 상기 이송관(3)을 통해 축열관(100)의 내부로 유입된 열매체유가 열교환을 한 후 가열관(2)으로 배출된다.
한편, 상기 축열관(100)의 하측면에는 길이방향을 따라 슬릿홀(100S)이 형성되며, 상기 슬릿홀(100S)에는 상기 열교환판(200)의 상부가 삽입된다.
상술한 바와 같은 축열관(100)의 구성에 따르면, 상기 축열관(100)의 내부로 열매체유가 순환하면서 상기 열교환판(200)과 접촉하여 열교환을 이룰 수 있게 된다.
상기 열교환판(200)은 상기 축열관(100)을 순환하는 열매체유에 열을 전달하기 위한 부분으로서, 상기 열교환판(200)의 상부가 상기 슬릿홀(100S)을 밀폐시키며 관통하여 상기 축열관(100)의 내부로 삽입되고, 하부가 상기 축열관(100)의 하측 외부로 노출되도록 형성된다.
구체적으로, 상기 슬릿홀(100S)의 형상과 상기 열교환판(200)의 단면 형상이 거의 동일한 형상으로 형성됨에 따라 상기 열교환판(200)의 상부가 상기 슬릿홀(100S)에 삽입시 상기 슬릿홀(100S)이 밀폐될 수 있으며, 상기 슬릿홀(100S)과 상기 열교환판(200)의 표면 사이에 밀폐력을 향상시키기 위한 오링이나 별도의 씰링수단이 더 구비될 수도 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 슬릿홀(100S)을 통해 상기 축열관(100)의 내부로 삽입된 상기 열교환판(200)의 상단면(200a)은 상기 축열관(100)의 내부면까지 닿도록 연장되고, 상기 열교환판(200)의 상단면(200a)은 상기 축열관(100)의 내부면에 대응하여 밀착되도록 곡면 형상으로 형성된다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 슬릿홀(100S)을 통해 상기 축열관(100)의 내부로 삽입된 상기 열교환판(200)의 일측 단부(200b)와 타측 단부(200c)는 유선형의 단면을 갖도록 형성되는 것이 바람직하며, 이를 통해 열매체유의 순환이 원활하게 이뤄질 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 열교환판(200)의 하측면 길이방향을 따라 복수의 삽입구(201)가 등간격으로 형성되며, 상기 복수의 삽입구(201)에는 상기 태양광 모듈(300)과 상기 집열 모듈(400)이 교번적으로 배열되는 상태로 삽입된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 축열관(100)의 외부로 노출된 상기 열교환판(200)의 노출면에는 각각 보온재(210)가 감싸도록 구비되는 것이 바람직하다.
상술한 열교환판(200)은 상기 축열관(100)과 열팽창 계수가 동일한 소재로 구성되는 것이 바람직하며, 이는, 열팽창 계수의 차이로 인하여 상기 슬릿홀(100S)과 상기 열교환판(200)의 사이에 틈새가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
상술한 바와 같은 열교환판(200)의 구성에 따르면, 상기 태양광 모듈(300)과 상기 집열 모듈(400)의 열이 상기 축열관(100)의 내부를 순환하는 열매체유에 전달되어 열교환을 이룰 수 있게 된다.
상기 태양광 모듈(300)은 태양광을 이용하여 발전을 하는 복수의 태양전지 셀(311)이 구비된 모듈로서, 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 태양전지 셀(311)이 전면측에 구비된 태양광 패널(310), 상기 태양광 패널(310)의 후면에 적층되고 상부가 상기 복수의 삽입구(201) 중 적어도 어느 하나의 삽입구(201)에 밀착되어 삽입되는 열교환 패널(320), 상기 태양광 패널(310)의 전면부를 보호하도록 적층되는 투명보호유리(330), 상기 열교환 패널(320)의 후면 노출면에 구비된 보온재(340)를 포함하여 구성된다.
상기 태양광 패널(310)에 구비된 복수의 태양전지 셀(311)은 태양광을 이용하여 발전을 하는 구성요소로서, 도시되지 않은 별도의 전기배선을 통해 발전된 전기에너지를 외부로 공급하거나 충전지에 저장하도록 구성된다.
한편, 상기 태양광 패널(310)로 태양광이 조사됨에 따라 상기 태양광 패널(310)은 점점 온도가 상승하게 되는데, 일정 온도 이상으로 태양광 패널(310)의 온도가 상승하게 되면 발전 효율이 떨어지게 된다.
따라서, 상기 열교환 패널(320)은 상기 태양광 패널(310)의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하지 않도록 상기 태양광 패널(310)의 후면에 밀착되어 상기 태양광 패널(310)의 열을 상기 열교환판(200)으로 전달하는 기능을 한다.
즉, 상기 태양광 패널(310)의 열이 상기 열교환 패널(320)을 통해 상기 열교환판(200)으로 전달되고, 상기 열교환판(200)으로 전달된 열이 상기 축열관(100)의 내부를 순환하는 열매체유와 열교환을 이루게 되는 것이며, 이를 통해 상기 태양광 패널(310)의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하는 것을 방지하여 발전 효율이 유지될 수 있도록 한다.
한편, 상기 열교환판(200)의 삽입구(201)에 삽입되는 상기 열교환 패널(320)의 삽입 부분에는 서멀 그리스(Thermal Grease)가 도포된 후 상기 열교환판(200)의 삽입구(201)에 삽입되도록 구성되며, 이를 통해, 상기 열교환 패널(320)과 상기 열교환판(200) 사이의 열전달 효율을 높일 수 있다. 또한, 상기 서멀 그리스는 경화된 이후에 상기 열교환 패널(320)과 상기 열교환판(200) 간의 결합력을 상승시키는 기능도 갖는다.
상술한 열교환 패널(320)은 상기 열교환판(200)과 열팽창 계수가 동일한 소재로 구성되는 것이 바람직하며, 이는, 열팽창 계수의 차이로 인하여 삽입구(201)와 상기 열교환 패널(320)의 사이에 틈새가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
상술한 바와 같은 태양광 모듈(300)의 구성에 따르면, 상기 태양광 모듈(300)을 구성하는 태양광 패널(310)의 온도가 일정 온도 이상으로 상승하지 않도록 함과 동시에 태양열이 열매체유로 전달될 수 있게 된다.
상기 집열 모듈(400)은 태양열을 이용하여 상기 축열조(1) 내의 생활수를 가열하기 위한 구성요소로서, 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 삽입구(201) 중 적어도 어느 하나의 삽입구(201)에 밀착되어 삽입되는 열교환 블록(410), 상기 열교환 블록(410)의 하부에 일체로 연결된 집열관(420)을 포함하여 구성된다.
상기 열교환 블록(410)은 상기 집열관(420)에 의해 모여진 태양열을 상기 열교환판(200)으로 전달하는 기능을 한다.
즉, 상기 집열관(420)을 통해 모여진 태양열이 상기 열교환 블록(410)을 통해 상기 열교환판(200)으로 전달되고, 상기 열교환판(200)으로 전달된 열이 상기 축열관(100)의 내부를 순환하는 열매체유와 열교환을 이루게 되는 것이다.
상기 집열관(420)은 태양열을 수집하기 위한 구성요소로서, 일반적으로 태양열 진공관, 태양열 유리 진공관, 태양열 온수 진공관 등의 종래의 진공관으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 열교환판(200)의 삽입구(201)에 삽입되는 상기 열교환 블록(410)의 삽입 부분에는 서멀 그리스(Thermal Grease)가 도포된 후 상기 열교환판(200)의 삽입구(201)에 삽입되도록 구성되며, 이를 통해, 상기 열교환 블록(410)과 상기 열교환판(200) 사이의 열전달 효율을 높일 수 있다. 또한, 상기 서멀 그리스는 경화된 이후에 상기 열교환 블록(410)과 상기 열교환판(200) 간의 결합력을 상승시키는 기능도 갖는다.
상술한 열교환 블록(410)은 상기 열교환판(200)과 열팽창 계수가 동일한 소재로 구성되는 것이 바람직하며, 이는, 열팽창 계수의 차이로 인하여 삽입구(201)와 상기 열교환 블록(410)의 사이에 틈새가 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
상술한 바와 같은 집열 모듈(400)의 구성에 따르면, 상기 태양열에 의해 가열된 집열관(420)의 열이 상기 열교환판(200)을 통해 열매체유로 전달될 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 복합에너지 생성장치는, 도 2와 같이 조립된 상태로 사용하다가 복수의 태양광 모듈(300)과 복수의 집열 모듈(400) 중 어느 하나의 모듈이 고장이 나게 되면, 고장이 난 모듈을 상기 열교환판(200)의 삽입구(201)에서 분리하여 배출시킨 후 새로운 모듈로 교체하여 삽입하는 간단한 과정을 통해 유지보수가 가능하여 매우 빨리 수리할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.
100:축열관 200:열교환판
300:태양광 모듈 400:집열 모듈

Claims (4)

  1. 일측에 열매체유가 유입되는 입구부가 형성되고, 타측에 상기 열매체유가 배출되는 출구부가 형성되며, 하측면에 길이방향을 따라 슬릿홀이 형성된 축열관;
    상부가 상기 슬릿홀을 밀폐시키며 관통하여 상기 축열관의 내부로 삽입되고, 하부가 상기 축열관의 하측 외부로 노출되도록 형성되며, 하측면 길이방향을 따라 복수의 삽입구가 형성된 열교환판;
    복수의 태양전지 셀이 전면측에 구비된 태양광 패널, 상기 태양광 패널의 후면에 적층되고 상부가 상기 복수의 삽입구 중 적어도 어느 하나의 삽입구에 밀착되어 삽입되는 열교환 패널을 포함하는 복수의 태양광 모듈; 및
    상기 복수의 삽입구 중 적어도 어느 하나의 삽입구에 밀착되어 삽입되는 열교환 블록, 상기 열교환 블록의 하부에 일체로 연결된 집열관을 포함하는 복수의 집열 모듈;을 포함하여 구성되고,
    상기 열교환판의 삽입구에 삽입되는 상기 열교환 패널의 삽입 부분 및 상기 열교환판의 삽입구에 삽입되는 상기 열교환 블록의 삽입 부분에는 서멀 그리스(Thermal Grease)가 도포된 후 상기 열교환판의 삽입구에 삽입되도록 구성되며,
    상기 축열관, 열교환판, 열교환 패널 및 열교환 블록은 열팽창 계수가 동일한 소재로 구성되고,
    상기 축열관의 내부로 삽입된 상기 열교환판의 상단면은 상기 축열관의 내부면에 대응하여 밀착되도록 곡면 형상으로 형성되고,
    상기 축열관의 내부로 삽입된 상기 열교환판의 일측 단부와 타측 단부는 유선형의 단면을 갖도록 형성되며,
    상기 열교환판의 노출된 노출면, 상기 열교환 패널의 노출면에는 각각 보온재가 구비되고,
    상기 태양광 모듈의 열교환 패널이 삽입되는 상기 열교환판의 삽입구는 단면이 사각 형상으로 형성되고, 상기 태양광 모듈의 열교환 패널의 단면이 상기 삽입구의 단면 형상에 대응하는 사각 형상으로 형성됨에 따라 상기 태양광 모듈의 열교환 패널이 삽입되는 상기 열교환판의 삽입구에 상기 열교환 패널이 삽입 시 상기 복수의 태양전지 셀이 전면측을 향하도록 배치되도록 구성되고,
    상기 집열 모듈의 열교환 블록이 삽입되는 상기 열교환판의 삽입구는 단면이 사각 형상으로 형성되고, 상기 집열 모듈의 열교환 블록의 단면이 상기 삽입구의 단면 형상에 대응하는 사각 형상으로 형성됨에 따라 상기 집열 모듈의 열교환 블록이 삽입되는 상기 열교환판의 삽입구에 상기 열교환 블록이 삽입 시 상기 집열관의 일측이 전면측을 향하도록 배치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
KR1020210001871A 2021-01-07 2021-01-07 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치 KR102296260B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210001871A KR102296260B1 (ko) 2021-01-07 2021-01-07 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치
US17/395,470 US11515836B2 (en) 2021-01-07 2021-08-06 Complex energy generation device using sunlight and solar heat
PE2021001337A PE20221195A1 (es) 2021-01-07 2021-08-13 Dispositivo complejo de generacion de energia que usa luz solar y calor solar
CL2021002162A CL2021002162A1 (es) 2021-01-07 2021-08-13 Dispositivo complejo de generación de energía que usa luz solar y calor solar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210001871A KR102296260B1 (ko) 2021-01-07 2021-01-07 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102296260B1 true KR102296260B1 (ko) 2021-09-01

Family

ID=77779775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210001871A KR102296260B1 (ko) 2021-01-07 2021-01-07 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11515836B2 (ko)
KR (1) KR102296260B1 (ko)
CL (1) CL2021002162A1 (ko)
PE (1) PE20221195A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102408769B1 (ko) * 2021-10-05 2022-06-22 극동에너지 주식회사 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치
KR102515431B1 (ko) 2022-04-18 2023-03-30 알머티리얼즈 주식회사 열전-풍력 병합발전 시스템
KR102540261B1 (ko) 2022-04-18 2023-06-08 알머티리얼즈 주식회사 열전-태양광 병합발전 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100128154A (ko) * 2009-05-27 2010-12-07 경상대학교산학협력단 태양열 집열기
KR102088670B1 (ko) * 2019-11-19 2020-05-26 극동에너지 주식회사 온수가열장치를 가지는 태양광패널
KR20200096012A (ko) 2019-02-01 2020-08-11 선다코리아주식회사 태양열 및 태양광 복합장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4505261A (en) * 1983-12-19 1985-03-19 Hunter Billy D Modular passive solar heating system
CN101038109B (zh) * 2006-03-13 2010-10-27 淄博绿能环保设备科技有限公司 顶紧密封太阳热水器
CN200958870Y (zh) * 2006-09-18 2007-10-10 丁力 一种太阳能加热器内腔
NZ551361A (en) * 2006-11-14 2009-07-31 Lanwood Ind Ltd System and method for generating hot water
GB0710237D0 (en) * 2007-05-30 2007-07-11 Thermomax Ltd Solar collector assembley
BRPI0920723A2 (pt) * 2008-10-03 2016-01-12 Andrew Lowenstein coletor de energia solar
US9170057B2 (en) * 2011-02-16 2015-10-27 Thermal Resource Technologies, Inc. Evacuated tubes for solar thermal energy collection
AU2013100028B4 (en) * 2012-11-19 2013-09-05 Sami Habbouchi Hybrid energy production PV solar panel
CN107990565A (zh) * 2017-11-30 2018-05-04 滨州市甲力太阳能科技有限公司 干管式太阳能热水器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100128154A (ko) * 2009-05-27 2010-12-07 경상대학교산학협력단 태양열 집열기
KR20200096012A (ko) 2019-02-01 2020-08-11 선다코리아주식회사 태양열 및 태양광 복합장치
KR102088670B1 (ko) * 2019-11-19 2020-05-26 극동에너지 주식회사 온수가열장치를 가지는 태양광패널

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102408769B1 (ko) * 2021-10-05 2022-06-22 극동에너지 주식회사 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치
US11967928B2 (en) 2021-10-05 2024-04-23 Kukdong Energy Corp Hybrid energy generation device using sunlight and solar heat
KR102515431B1 (ko) 2022-04-18 2023-03-30 알머티리얼즈 주식회사 열전-풍력 병합발전 시스템
KR102540261B1 (ko) 2022-04-18 2023-06-08 알머티리얼즈 주식회사 열전-태양광 병합발전 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20220216827A1 (en) 2022-07-07
US11515836B2 (en) 2022-11-29
CL2021002162A1 (es) 2022-02-04
PE20221195A1 (es) 2022-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102296260B1 (ko) 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치
CN101764167B (zh) 太阳能光伏电池高效散热装置及热电联供系统
KR101236273B1 (ko) 무동력 냉각형 태양전지판
US9029683B2 (en) Self-contained, multi-fluid energy conversion and management system for converting solar energy to electric and thermal energy
EP2579385B1 (en) Battery pack having cooling system
US11431289B2 (en) Combination photovoltaic and thermal energy system
JP2011190991A (ja) 集熱器一体型の太陽電池モジュール
KR20170091296A (ko) 액체식 ｐｖｔ 컬렉터
CN103227297A (zh) 一种电动汽车用肋片式单体电池结构
US11967928B2 (en) Hybrid energy generation device using sunlight and solar heat
KR101211947B1 (ko) 태양전지와 열전소자를 이용한 온수 가열 기능을 갖는 발전 시스템
US20140150848A1 (en) Photovoltaic module with heat exchanger
KR101214153B1 (ko) 태양전지 방열장치
JP2004317117A (ja) 太陽光発電機能を有する太陽熱集熱器
US20220216828A1 (en) Complex energy generation device using sunlight and solar heat
KR20210096424A (ko) 발전 성능이 개선된 pvt 패널
KR20100040181A (ko) 태양광 발전 장치
WO2020047143A1 (en) Cylindrical battery cell packaging and cooling configuration
JP2014190669A (ja) 太陽光熱ハイブリッドパネル及びソーラーシステム
CN221427830U (zh) 一种基于相变传热的复合电池热管理装置
KR102055002B1 (ko) 태양열 흡수 패널
JP2017221007A (ja) 太陽電池パネル
WO2023073418A1 (en) Hybrid solar panel with a transparent liquid thermal collector, the method of manufacturing of the hybrid solar panel
JP2002081758A (ja) ハイブリッド太陽光利用システム
CN207321193U (zh) 布置有双面光伏电池片的管状聚光光伏光热组件及阵列

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant