KR102361351B1 - 적층형 태양광패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 적층형 태양광패널은 태양광을 이용하여 전력을 생산하기 위한 것으로, 직육면체의 형상으로 형성되고, 모든 면이 투명하게 형성된 투명 방수형 외함(201), 상기 투명 방수형 외함(201)의 내부 최상단에 구비된 표면 태양광모듈(209) 및 상기 표면 태양광모듈(209)의 하부에 다수 구비된 모듈 조립체(210)를 포함하고, 상기 모듈 조립체(210)는 측면으로 입사되는 태양광에 의해 면 발광하는 광확산 레이어(211), 발전면이 상기 광확산 레이어(211)의 상면에 접합 설치되어, 상기 광확산 레이어(211)가 면 발광함에 따라 발전하는 제1 태양광모듈(210a) 및 발전면이 상기 광확산 레이어(211)의 하면에 접합 설치되어, 상기 광확산 레이어(211)가 면 발광함에 따라 발전하는 제2 태양광모듈(210b)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 적층형 태양광 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광이 효과적으로 입사될 수 있도록, 모든 면이 투명하게 형성된 직육면체의 형상의 투명 방수형 외함이 구비되고, 상기 투명 방수형 외함의 내부에는 입사되는 태양광에 의해 면 발광되는 광확산 레이어가 구비되고, 상기 광확산 레이어의 면 발광 작용에 의해 효율적인 태양광 발전이 가능하도록, 상기 광확산 레이어의 상/하면에 각각 발전면이 접합 설치된 태양광모듈이 각각 구비되어, 단위 면적당 태양광모듈의 집적도를 높여, 발전 면적을 획기적으로 증가시킴으로써, 저비용, 고효율로 발전량을 증대시킬 수 있는 적층형 태양광패널에 관한 것이다.
최근 들어, 자연 에너지를 이용하여 지속적이고, 효율이 높은 전력 생산이 가능한 제품 및 장치에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양 전지, 태양광 어레이 등 관련 산업의 성장 및 효율 개량을 위한 연구 개발도 활발히 진행되고 있다.
태양광 발전(photovoltaics, PV)은 다수의 태양 전지들이 구비된 태양광모듈을 이용하여 태양광을 직류 전기로 변환하여, 전력을 생산할 수 있는 발전 방식을 의미한다.
그러나, 종래의 태양광 발전은 발전 효율이 8∼15%로 매우 낮다는 문제점이 있었다. 구체적으로, 종래의 태양광 발전은 수력 발전이 80∼90%, 화력 발전이 45∼50%, 원자력 발전이 최대 92%의 발전 효율을 갖는 것에 비하여, 발전 효율이 평균 12%로 매우 낮다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 태양광 발전 설비는 다른 발전 설비에 비하여 상당히 넓은 부지면적을 필요로 한다는 문제점이 있었다. 구체적으로, 원자력 발전은 1의 발전 설비를 구축하기 위해 0.6의 부지 면적만을 필요로 하는 것에 비하여, 종래의 태양광 발전은 1의 발전 설비를 구축하기 위해 13.2~44의 부지 면적을 필요로 하므로, 매우 비효율적일 뿐만 아니라, 인구밀도가 높은 도시 지역을 제외하고, 산지가 대부분인 국내 여건상 태양광 발전용 부지를 확보하는 것이 매우 어렵기 때문에, 태양광 발전의 비율을 증대시키는데도 큰 걸림돌이 되고 있다.
그리고, 종래의 태양광 발전은 회로가 서로 연결된 여러 장의 태양전지로 구성된 태양광모듈이 패널 형태로 제작된 발전용 태양광 패널을 주로 이용하므로, 태양광 패널의 크기(면적)에 따라 발전량이 결정될 뿐만 아니라, 태양광 발전면이 단면형으로 구성되어 있어, 발전량을 획기적으로 증대시키기에는 한계가 있다는 문제점이 있었다.
따라서, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에 제안된 기술에는 대한민국 등록특허 제10-1334092호(2013. 11. 28 공고)가 있다. 상기 기술은 '랙 타입 구조를 갖는 태양광 충전장치'에 관한 것으로, 다수의 적층 공간이 마련된 랙(rack)의 적층 공간에 태양광 발전을 위한 다수의 태양광모듈을 이용하여 발전량을 증대시키는 방법으로 적층으로 구성된 태양광모듈의 음영 영역을 해소하기 위해 각도 조절부를 갖는 미러를 랙 주변에 설치하여 이용하는 것 등을 특징으로 한다.
그러나 상기와 같은 종래의 기술은 다수의 태양광모듈을 설치하기 위해 다수의 랙 및 미러를 필요로 하므로, 태양광 발전장치의 총 규모 및 중량이 증가하여, 제조 비용 및 이를 설치하기 위한 설치비용이 증가한다는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 기술에서는 태양광에 의한 발전량을 증대시키기 위하여, 랙 또는 지주의 상하 방향으로 다수의 태양광 패널이 설치될 수 있다. 그러나, 종래의 기술에서는 태양광 패널 상호 간의 간섭으로 인해 태양광 패널로 입사되는 광원이 가려지거나, 음영이 발생하는 것을 방지하기 위해서는 실제로 설치 가능한 태양광 패널의 수량에 한계가 따른다는 문제점이 있었다.
따라서, 설치 면적을 최소화하여, 고효율, 저비용으로 태양광 발전량을 증대시킬 수 있는 새로운 기술 개발 및 상술한 종래 기술의 다양한 문제점을 효율적으로 해결하기 위한 방법이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 태양광이 효과적으로 입사될 수 있도록, 모든 면이 투명하게 형성된 직육면체의 형상의 투명 방수형 외함이 구비되고, 상기 투명 방수형 외함의 내부에는 입사되는 태양광에 의해 면 발광되는 광확산 레이어가 구비되고, 상기 광확산 레이어의 면 발광 작용에 의해 효율적인 태양광 발전이 가능하도록, 상기 광확산 레이어의 상/하면에 각각 발전면이 접합 설치된 태양광모듈이 각각 구비되어, 단위 면적당 태양광모듈의 집적도를 높여, 발전 면적을 획기적으로 증가시킴으로써, 저비용, 고효율로 발전량을 증대시킬 수 있는 적층형 태양광패널을 제공하는데 있다.
상기와 같은 기술적인 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 의한 적층형 태양광패널은 태양광을 이용하여 전력을 생산하기 위한 것으로, 직육면체의 형상으로 형성되고, 모든 면이 투명하게 형성된 투명 방수형 외함(201), 상기 투명 방수형 외함(201)의 내부 최상단에 구비된 표면 태양광모듈(209) 및 상기 표면 태양광모듈(209)의 하부에 다수 구비된 모듈 조립체(210)를 포함하고, 상기 모듈 조립체(210)는 측면으로 입사되는 태양광에 의해 면 발광하는 광확산 레이어(211), 발전면이 상기 광확산 레이어(211)의 상면에 접합 설치되어, 상기 광확산 레이어(211)가 면 발광함에 따라 발전하는 제1 태양광모듈(210a) 및 발전면이 상기 광확산 레이어(211)의 하면에 접합 설치되어, 상기 광확산 레이어(211)가 면 발광함에 따라 발전하는 제2 태양광모듈(210b)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 레이어(211)의 좌측면 및 우측면에는 판상형의 제1 렌즈바(311) 및 제3 렌즈바(331)가 각각 구비되고, 상기 광확산 레이어(211)의 전면 및 후면에는 판상형의 제4 렌즈바(341) 및 제2 렌즈바(321)가 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 렌즈바(311)의 일면에는 상기 제1 렌즈바(311)의 길이 방향으로 반구형의 제1 볼록렌즈(312)가 다수 구비되고, 상기 제3 렌즈바(331)의 일면에는 상기 제3 렌즈바(331)의 길이 방향으로 반구형의 제3 볼록렌즈(332)가 다수 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제4 렌즈바(341)의 일면에는 상기 제4 렌즈바(341)의 길이 방향으로 반구형의 제4 볼록렌즈(342)가 다수 구비되고, 상기 제2 렌즈바(321)의 일면에는 상기 제2 렌즈바(321)의 길이 방향으로 반구형의 제2 볼록렌즈(322)가 다수 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광확산 레이어(211)는 외부로부터 입사되는 태양광이 광범위한 확산, 산란 및 반사 과정을 거칠 수 있도록, 상기 광확산 레이어(211)의 총 중량 대비 직경 1.0㎛인 구형 유리분말 3wt%, 직경 1.5㎛인 구형 Bi203 분말 5wt% 및 폴리카보네이트 92wt%로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 렌즈바(311), 제2 렌즈바(321), 제3 렌즈바(331) 및 제4 렌즈바(341)의 일측에는 각각 돌출부(401)가 다수 돌출 형성되고, 상기 제1 렌즈바(311), 제2 렌즈바(321), 제3 렌즈바(331) 및 제4 렌즈바(341)의 타측에는 각각 상기 돌출부(401)가 삽입 체결되는 체결부(402)가 다수 함몰 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)에서는 다수의 발전용 태양광모듈이 적층 배열되어 있어, 발전용 태양광 패널이 단면으로 구성된 종래의 태양광패널에 비하여, 정해진 설치 면적 대비 발전 면적을 획기적으로 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고효율 및 고용량의 태양광 발전이 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)이 적용된 태양광 발전 설비는 종래의 태양광 발전설비에 비하여, 소요되는 부지의 면적을 축소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 발전용 태양광패널의 설치비용도 획기적으로 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)은 다양하고 광범위한 적용성, 응용성 및 활용성을 갖는 태양광 발전장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)의 외형도 및 분해도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 A-A'선으로 절단한 제1 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 B-B'선으로 절단한 제1 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 A-A'선으로 절단한 제2 단면도이다.
도 5는 제1 렌즈바(311) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 6은 제3 렌즈바(331) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 7는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 B-B'선으로 절단한 제2 단면도이다.
도 8은 제4 렌즈바(341) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 9은 제2 렌즈바(321) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 10은 제1 볼록렌즈(312)를 통과한 태양광이 다수의 첨가제 입자(244)에 의해 광확산, 산란 및 반사 작용을 거쳐, 광확산 레이어(211)가 면 발광되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 렌즈바(311. 321. 331. 341)의 체결 구조도이다.
도 12는 도 5에 도시된 제1 렌즈바(311) 및 제1 볼록렌즈(312)를 A-A'선으로 절단한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 A-A'선으로 절단한 제1 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 B-B'선으로 절단한 제1 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 A-A'선으로 절단한 제2 단면도이다.
도 5는 제1 렌즈바(311) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 6은 제3 렌즈바(331) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 7는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 B-B'선으로 절단한 제2 단면도이다.
도 8은 제4 렌즈바(341) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 9은 제2 렌즈바(321) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 10은 제1 볼록렌즈(312)를 통과한 태양광이 다수의 첨가제 입자(244)에 의해 광확산, 산란 및 반사 작용을 거쳐, 광확산 레이어(211)가 면 발광되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 렌즈바(311. 321. 331. 341)의 체결 구조도이다.
도 12는 도 5에 도시된 제1 렌즈바(311) 및 제1 볼록렌즈(312)를 A-A'선으로 절단한 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 개발 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경과 대체물, 균등물 등을 포함하는 것으로 이해하고 해석하여야 한다.
명세서에 첨부된 도면은 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면들은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 기술분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략하였으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 이외에 추가로 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “∼유닛”, “∼부”, “∼솔라셀” 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있으며, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결의 경우뿐 만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)은 투명 방수형 외함(201)의 내부에 다수의 태양광모듈 및 광확산 레이어를 순서대로 적층하여, 종래의 태양광패널의 단위 설치 면적에 비하여 발전 가능한 태양광모듈의 전체 면적을 획기적으로 증대시킬 수 있어, 고효율 및 고용량의 발전이 가능한 장치를 제공할 수 있다.
그리고, 상기 광확산 레이어(211)의 측면에는 입사되는 태양광을 집적하여, 상기 광확산 레이어(211)의 면 발광 효율을 증대시킬 수 있도록, 렌즈바(311, 321, 331, 341) 및 볼록렌즈(312, 322, 332, 342)가 추가로 구비된다.
본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)에서는 다수의 발전용 태양광모듈이 적층 배열되어 있어, 종래의 태양광패널에 비하여 발전 면적을 획기적으로 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 부지 면적 축소 및 저비용, 고효율 및 고용량의 태양광 발전을 가능하게 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 예에 불과한 것으로 이에 의해 본 발명의 권리범위가 축소되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)의 외형도 및 분해도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)은 투명 방수형 외함(201), 표면 태양광모듈(209) 및 다수의 모듈 조립체(210)를 포함하여 구성된다.
먼저, 투명 방수형 외함(201)은 직육면체의 형상으로 형성되고, 상면, 하면, 전면, 후면, 좌측면 및 우측면 등 모든 면이 투명하게 형성된다.
이때, 투명 방수형 외함(201)은 상기 투명 방수형 외함(201)의 두께가 얇은 경우에도 외부의 충격으로부터 투명 방수형 외함(201)의 내부에 설치된 태양광모듈(210a, 210b) 및 광확산 레이어(211)를 효과적으로 보호할 수 있고, 투명 방수형 외함(201)의 모든 면을 통해 태양광이 입사될 수 있도록, 폴리카보네이트 재질의 경량 강화형 방수형 투명 소재로 제작되는 것이 바람직하다.
그리고, 투명 방수형 외함(201)의 상부는 다수의 태양광모듈(210a, 210b) 및 광확산 레이어(211)가 적층 배열될 수 있도록, 개폐 가능하게 제작되는 것이 바람직하다.
그리고, 표면 태양광모듈(209)은 상기 투명 방수형 외함(201)의 내부 최상단에 구비된다.
그리고, 모듈 조립체(210)는 표면 태양광모듈(209)의 하부에 다수 구비되고, 제1 태양광모듈(210a), 광확산 레이어(211) 및 제2 태양광모듈(210b)의 순서로 상부에서 하부로 설치된다.
한편, 상기 광확산 레이어(211)는 외부로부터 입사되는 태양광이 첨가제 분말입자에 의해 광범위한 확산, 산란 및 반사 과정을 거칠 수 있도록, ㎛ 단위의 직경을 갖는 구형 유리 분말 및 Bi2O3 분말이 첨가된 폴리카보네이트로 제작되는 것이 바람직하다.
도 2는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 A-A'선으로 절단한 제1 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 B-B'선으로 절단한 제1 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 의한 적층형 태양광패널(200)의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 투명 방수형 외함(201)의 내부의 최상단에 구비된 표면 태양광모듈(209)은 태양광에 의해 상시 발전을 개시한다.
그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 광확산 레이어(211)는 상기 광확산 레이어(211)의 측면으로 입사되는 태양광에 의해 면 발광한다.
그리고, 상기 광확산 레이어(211)의 상면 및 하면에 각각 발전면이 접합 설치된 제1 태양광모듈(210a) 및 제2 태양광모듈(210b)은 상기 광확산 레이어(211)가 면 발광함에 따라 발전을 개시한다.
도 4는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 A-A'선으로 절단한 제2 단면도이고, 도 5는 제1 렌즈바(311) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이고, 도 6은 제3 렌즈바(331) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 광확산 레이어(211)의 좌측면 및 우측면에는 판상형의 제1 렌즈바(311) 및 제3 렌즈바(331)가 각각 구비된다.
그리고, 제1 렌즈바(311)의 일면에는 상기 제1 렌즈바(311)의 길이 방향으로 반구형의 제1 볼록렌즈(312)가 소정의 길이가 이격되게 다수 구비된다.
그리고, 제3 렌즈바(331)의 일면에는 상기 제3 렌즈바(331)의 길이 방향으로 반구형의 제3 볼록렌즈(332)가 소정의 길이가 이격되게 다수 구비된다.
그리고, 제1 볼록렌즈(312) 및 제3 볼록렌즈(332)는 각각 광확산 레이어(211)의 좌측면 및 우측면을 따라 외부로부터 입사되는 태양광을 효과적으로 집적함으로써, 상기 광확산 레이어(211)의 면 발광 효율을 증대시킬 수 있다.
여기서, 제1 볼록렌즈(312) 및 제3 볼록렌즈(332)의 개수는 각각 제1 렌즈바(311) 및 제3 렌즈바(332)의 길이에 따라 변경될 수 있고, 제3 볼록렌즈(332)는 제1 볼록렌즈(312)와 동일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 7는 도 1에 도시된 적층형 태양광패널(200)을 B-B'선으로 절단한 제2 단면도이고, 도 8은 제4 렌즈바(341) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이고, 도 9은 제2 렌즈바(321) 및 광확산 레이어(211)의 결합도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 광확산 레이어(211)의 전면 및 후면에는 판상형의 제4 렌즈바(341) 및 제2 렌즈바(321)가 각각 구비된다.
그리고, 제4 렌즈바(341)의 일면에는 상기 제4 렌즈바(341)의 길이 방향으로 반구형의 제4 볼록렌즈(342)가 소정의 길이가 이격되게 다수 구비된다.
그리고, 제2 렌즈바(321)의 일면에는 상기 제2 렌즈바(321)의 길이 방향으로 반구형의 제2 볼록렌즈(322)가 소정의 길이가 이격되게 다수 구비된다.
그리고, 제4 볼록렌즈(342) 및 제2 볼록렌즈(322)는 각각 광확산 레이어(211)의 전면 및 후면을 따라 외부로부터 입사되는 태양광을 효과적으로 집적함으로써, 상기 광확산 레이어(211)의 면 발광 효율을 증대시킬 수 있다.
그리고, 제4 볼록렌즈(342) 및 제2 볼록렌즈(322)의 개수는 각각 제4 렌즈바(341) 및 제2 렌즈바(322)의 길이에 따라 변경될 수 있고, 제4 볼록렌즈(342) 및 제2 볼록렌즈(322)는 제1 볼록렌즈(312)와 동일한 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 10은 제1 볼록렌즈(312)를 통과한 태양광이 다수의 첨가제 입자(244)에 의해 광확산, 산란 및 반사 작용을 거쳐, 광확산 레이어(211)가 면 발광되는 원리를 설명하기 위한 도면이다
도 11을 참조하면, 표면 태양광모듈(209)은 광확산 레이어(211)가 없는 경우에도, 외부로부터 입사되는 태양광에 의해 발전을 개시할 수 있다.
그리고, 광확산 레이어(211)의 측면으로 입사된 태양광은 상기 광확산 레이어(211)의 측면에 접합된 제1 볼록렌즈(312) 및 제3 볼록렌즈(332)의 내부를 통과하며, 집적 과정을 거친 후, 상기 광확산 레이어(211)의 내부를 통과하게 된다.
그리고, 상기 광확산 레이어(211)의 내부에 포함된 다수의 첨가제 입자(244)는 상기 광확산 레이어(211)가 광범위한 면 발광을 일으킬 수 있도록, 상기 광확산 레이어(211)의 내부를 통과하는 태양광을 광확산, 산란 및 반사시킬 수 있다.
상기 광확산 레이어(211)가 면 발광함에 따라 상기 광확산 레이어(211)의 상면 및 하면에 각각 발전면이 대향되도록 설치된 제1 태양광모듈(210a) 및 제2 태양광모듈(210b)은 발전함으로써, 고효율 및 고용량의 발전이 가능하게 된다.
여기서, 첨가제 입자(244)는 상기 광확산 레이어(211)가 효율적으로 면 발광될 수 있도록, 광확산 레이어(211)의 총 중량 대비 직경 1.0㎛인 구형 유리 분말 3wt%, 직경 1.5㎛인 구형 Bi203 분말 5wt%의 비율로 구성된다.
구체적으로, 광확산 레이어(211)는 상기 광확산 레이어(211)의 총 중량 대비 폴리카보네이트 92wt%, 직경 1.0㎛인 구형 유리분말 3wt% 및 직경 1.5㎛인 구형 Bi203 분말 5wt%로 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 구형 유리 분말 및 구형 Bi203 분말은 각각 태양광의 투과율 및 발광 세기를 증대시키기 위한 목적으로 사용된다.
도 11은 렌즈바(311. 321. 331. 341)의 체결 구조도이다. 도 12를 참조하면, 렌즈바(311. 321. 331. 341)는 광확산 레이어(211)의 두께 및 길이에 따라 다수의 렌즈바(311. 321. 331. 341)가 용이하게 체결될 수 있도록 일측에는 돌출부(401)가 다수 돌출 형성되고, 타측에는 상기 돌출부(401)에 삽입 체결되는 체결부(402)가 다수 함몰 형성된다.
렌즈바 및 상기 렌즈바와 인접한 렌즈바 체결 시, 상기 렌즈바의 돌출부(401)를 상기 렌즈바와 인접한 렌즈바의 체결부(402)에 삽입 체결함으로써, 렌즈바 및 상기 렌즈바와 인접한 렌즈바는 고정 결합될 수 있다.
도 12는 도 5에 도시된 제1 렌즈바(311) 및 제1 볼록렌즈(312)를 A-A'선으로 절단한 단면도이다.
여기서, 제1 볼록렌즈(312)의 초점거리(EFL)가 f이고, 제1 볼록렌즈(312)의 곡률 반경이 R1 및 R2이고, 제1 볼록렌즈(312)로 사용하는 물질의 굴절률이 n인 경우, f와 R1, R2, n 에 관한 관계식은 수식 1과 같다.
(수식 1)
1/s + 1/s' = 1/f
s: 물체 및 제1 볼록렌즈 사이의 거리
s': 제1 볼록렌즈 및 상 사이의 거리
상기 수식 1을 이용하여, 광확산 레이어(211)의 접합면에서 제1 볼록렌즈(312)의 초점거리 f를 계산할 수 있다. 이를 통해, 입사되는 태양광을 집적하여, 광확산 레이어(211)가 최적의 면 발광이 가능하도록 구성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 적층형 태양광패널(200)을 제공하고자 하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시예는 단지 하나의 실시예에 불과하고, 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허 청구범위를 기준으로 하되, 다양하게 존재할 수 있는 균등한 실시예에도 미친다 할 것이다.
200: 적층형 태양광패널
201: 방수형 외함
209: 표면 태양광모듈
210: 모듈 조립체
210a: 제1 태양광모듈
210b: 제2 태양광모듈
211: 광확산 레이어
244: 첨가제 입자
311: 제1 렌즈바
312: 제1 볼록렌즈
321: 제2 렌즈바
322: 제2 볼록렌즈
331: 제3 렌즈바
332: 제3 볼록렌즈
341: 제4 렌즈바
342: 제4 볼록렌즈
401: 돌출부
402: 체결부
201: 방수형 외함
209: 표면 태양광모듈
210: 모듈 조립체
210a: 제1 태양광모듈
210b: 제2 태양광모듈
211: 광확산 레이어
244: 첨가제 입자
311: 제1 렌즈바
312: 제1 볼록렌즈
321: 제2 렌즈바
322: 제2 볼록렌즈
331: 제3 렌즈바
332: 제3 볼록렌즈
341: 제4 렌즈바
342: 제4 볼록렌즈
401: 돌출부
402: 체결부
Claims (6)
- 태양광을 이용하여 전력을 생산하기 위한 적층형 태양광패널에 있어서,
상기 적층형 태양광패널은
직육면체의 형상으로 형성되고, 모든 면이 투명하게 형성된 투명 방수형 외함(201);
상기 투명 방수형 외함(201)의 내부 최상단에 구비된 표면 태양광모듈(209); 및
상기 표면 태양광모듈(209)의 하부에 다수 구비된 모듈 조립체(210);을 포함하고,
상기 모듈 조립체(210)는
측면으로 입사되는 태양광에 의해 면 발광하는 광확산 레이어(211);
발전면이 상기 광확산 레이어(211)의 상면에 접합 설치되어, 상기 광확산 레이어(211)가 면 발광함에 따라 발전하는 제1 태양광모듈(210a); 및
발전면이 상기 광확산 레이어(211)의 하면에 접합 설치되어, 상기 광확산 레이어(211)가 면 발광함에 따라 발전하는 제2 태양광모듈(210b);을 포함하고,
상기 광확산 레이어(211)의 좌측면 및 우측면에는
판상형의 제1 렌즈바(311) 및 제3 렌즈바(331)가 각각 구비되고,
상기 광확산 레이어(211)의 전면 및 후면에는
판상형의 제4 렌즈바(341) 및 제2 렌즈바(321)가 각각 구비되고,
상기 제1 렌즈바(311)의 일면에는
상기 제1 렌즈바(311)의 길이 방향으로 반구형의 제1 볼록렌즈(312)가 다수 구비되고,
상기 제3 렌즈바(331)의 일면에는
상기 제3 렌즈바(331)의 길이 방향으로 반구형의 제3 볼록렌즈(332)가 다수 구비되고,
상기 제4 렌즈바(341)의 일면에는
상기 제4 렌즈바(341)의 길이 방향으로 반구형의 제4 볼록렌즈(342)가 다수 구비되고,
상기 제2 렌즈바(321)의 일면에는
상기 제2 렌즈바(321)의 길이 방향으로 반구형의 제2 볼록렌즈(322)가 다수 구비되고,
상기 광확산 레이어(211)는
외부로부터 입사되는 태양광이 광범위한 확산, 산란 및 반사 과정을 거칠 수 있도록, 상기 광확산 레이어(211)의 총 중량 대비 직경 1.0㎛인 구형 유리분말 3wt%, 직경 1.5㎛인 구형 Bi203 분말 5wt% 및 폴리카보네이트 92wt%로 구성되는 것을 특징으로 하는 척층형 태양광 패널. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제1 렌즈바(311), 제2 렌즈바(321), 제3 렌즈바(331) 및 제4 렌즈바(341)의 일측에는
각각 돌출부(401)가 다수 돌출 형성되고,
상기 제1 렌즈바(311), 제2 렌즈바(321), 제3 렌즈바(331) 및 제4 렌즈바(341)의 타측에는
각각 상기 돌출부(401)가 삽입 체결되는 체결부(402)가 다수 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 적층형 태양광 패널.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210094967A KR102361351B1 (ko) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 적층형 태양광패널 |
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| KR1020210094967A KR102361351B1 (ko) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 적층형 태양광패널 |
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|---|---|
| KR102361351B1 true KR102361351B1 (ko) | 2022-02-14 |
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| KR1020210094967A KR102361351B1 (ko) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 적층형 태양광패널 |
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| KR (1) | KR102361351B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102534433B1 (ko) | 2022-12-09 | 2023-05-26 | 주식회사명품에너지코리아 | 태양광 패널을 이용한 지붕 설치 시스템 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090111610A (ko) * | 2008-04-22 | 2009-10-27 | 버스텍 주식회사 | 발광 다이오드를 이용하는 표시 장치 |
| KR101334092B1 (ko) | 2012-10-10 | 2013-11-28 | 이윤기 | 랙 타입 구조를 가지는 태양광 충전장치 |
| KR20160047099A (ko) * | 2014-10-22 | 2016-05-02 | 양지혁 | 이중 층 구조의 태양광 모듈 |
| KR20170036261A (ko) * | 2015-09-24 | 2017-04-03 | 이종은 | 적층형 태양광 발전시스템 |
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2021
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090111610A (ko) * | 2008-04-22 | 2009-10-27 | 버스텍 주식회사 | 발광 다이오드를 이용하는 표시 장치 |
| KR101334092B1 (ko) | 2012-10-10 | 2013-11-28 | 이윤기 | 랙 타입 구조를 가지는 태양광 충전장치 |
| KR20160047099A (ko) * | 2014-10-22 | 2016-05-02 | 양지혁 | 이중 층 구조의 태양광 모듈 |
| KR20170036261A (ko) * | 2015-09-24 | 2017-04-03 | 이종은 | 적층형 태양광 발전시스템 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102534433B1 (ko) | 2022-12-09 | 2023-05-26 | 주식회사명품에너지코리아 | 태양광 패널을 이용한 지붕 설치 시스템 |
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