KR102388937B1 - 하이브리드 태양광 발전기 - Google Patents

하이브리드 태양광 발전기 Download PDF

Info

Publication number
KR102388937B1
KR102388937B1 KR1020210142765A KR20210142765A KR102388937B1 KR 102388937 B1 KR102388937 B1 KR 102388937B1 KR 1020210142765 A KR1020210142765 A KR 1020210142765A KR 20210142765 A KR20210142765 A KR 20210142765A KR 102388937 B1 KR102388937 B1 KR 102388937B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main body
power generation
generation unit
solar
sunlight
Prior art date
Application number
KR1020210142765A
Other languages
English (en)
Inventor
이장희
Original Assignee
이장희
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 이장희 filed Critical 이장희
Priority to KR1020210142765A priority Critical patent/KR102388937B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102388937B1 publication Critical patent/KR102388937B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/10PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
    • H02S10/12Hybrid wind-PV energy systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/11Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S10/00PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/20Systems characterised by their energy storage means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20Optical components
    • H02S40/22Light-reflecting or light-concentrating means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02SGENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/30Electrical components
    • H02S40/38Energy storage means, e.g. batteries, structurally associated with PV modules
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52PV systems with concentrators
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

하이브리드 태양광 발전기가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기는 내부에 중공이 형성된 본체; 상기 본체의 상부측에 구비되고, 경사진 톱니 형상의 집광홈이 형성된 집광렌즈를 포함하고, 상기 본체의 상면 및 상측면으로 입사하는 태양광을 집광하는 집광부 - 상기 집광렌즈는 평판으로 형성되고 상기 본체의 상면 및 상측면에 구비됨 - ; 상기 본체의 상측면에 구비된 집광렌즈에 대향하도록 상기 본체 내부에 구비되며, 상기 본체의 상측에서 중앙측으로 갈수록 상기 본체의 내벽으로부터 이격되게 사선으로 구비되어 상기 본체의 상측면에서 집광된 상기 태양광을 상기 본체 하부 측으로 반사시키고 상기 본체의 상면으로부터 조사되는 태양광을 하측으로 통과시키는 상부반사판; 상기 본체의 상측에 구비되어 풍력으로 전기에너지를 생산하는 풍력발전부; 상기 본체 내부의 하측에 구비되어 상기 본체 내부에서 수직방향으로 조사되는 상기 태양광을 상기 본체의 내벽 측으로 재반사 시키는 하부반사판; 상기 하부반사판에 대응하여 상기 본체의 내벽에 판 형상으로 구비되어 상기 하부반사판에서 재반사된 상기 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광발전부; 상기 본체의 내부 하측에 구비되어 상기 상부반사판 및 상기 하부반사판을 통과한 태양열을 전기에너지로 변환시키는 태양열발전부; 및 상기 풍력발전부, 상기 태양광발전부 및 상기 태양열발전부와 전기적으로 연결되어 상기 풍력발전부, 상기 태양광발전부 및 상기 태양열발전부에서 변환된 상기 전기에너지를 저장하는 축전지;를 포함한다.

Description

하이브리드 태양광 발전기{HYBRID SOLAR POWER GENERATOR}
본 발명은 하이브리드 태양광 발전기에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 에너지의 상당 부분은 화석 연료로부터 얻는 에너지이다. 이러한 화석 연료는 그 양이 한정되어 있고 각종 오염물질이나 이산화탄소를 배출하기 때문에 최근 친환경적인 대체 에너지원의 개발의 필요성이 증대하고 있다.
그에 따라, 화석연료를 대체하는 친환경 에너지원으로서 태양광, 풍력, 조력, 지열 등이 연구되고 있다. 그 중에서도 태양광은 다른 친환경 에너지들에 비해 상대적으로 발전 모듈을 설치하기 위한 지역적 한계가 적어 최근 태양광에 대한 관심이 커지고 있다.
이러한 태양광은 날씨나 환경에 따라 변화가 심하고, 그에 따라 태양광을 이용한 발전량도 계절과 시간에 따라 차이가 있어 발전량의 변동이 심한 문제가 있었다.
또한, 태양광 발전은 에너지 밀도가 낮기 때문에 넓은 설치면적을 필요로 하는데, 넓은 설치면적을 확보하기위해 산에 나무를 베어내고 설치하는 경우가 있어 오히려 환경을 훼손하게 되는 문제가 있었다.
KR 10-2095442 B1
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 태양광 발전과 풍력 및 태양열 발전을 통합하여 발전량의 변동성이 적은 하이브리드 태양광 발전기를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 태양광 발전, 태양열 발전 및 풍력 발전을 수직 구조로 배치하여 주변의 나무를 베어낼 필요가 없어 환경 훼손을 최소화할 수 있고, 기존의 설치물(가로등, 신호등 등)과 옥상, 대지 등의 협소한 자투리 공간을 활용하여 발전을 할 수 있는 하이브리드 태양광 발전기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 중공이 형성된 본체; 상기 본체의 상부측에 구비되고, 경사진 톱니 형상의 집광홈이 형성된 집광렌즈를 포함하고, 상기 본체의 상면 및 상측면으로 입사하는 태양광을 집광하는 집광부 - 상기 집광렌즈는 평판으로 형성되고 상기 본체의 상면 및 상측면에 구비됨 - ; 상기 본체의 상측면에 구비된 집광렌즈에 대향하도록 상기 본체 내부에 구비되며, 상기 본체의 상측에서 중앙측으로 갈수록 상기 본체의 내벽으로부터 이격되게 사선으로 구비되어 상기 본체의 상측면에서 집광된 상기 태양광을 상기 본체 하부 측으로 반사시키고 상기 본체의 상면으로부터 조사되는 태양광을 하측으로 통과시키는 상부반사판; 상기 본체의 상측에 구비되어 풍력으로 전기에너지를 생산하는 풍력발전부; 상기 본체 내부의 하측에 구비되어 상기 본체 내부에서 수직방향으로 조사되는 상기 태양광을 상기 본체의 내벽 측으로 재반사 시키는 하부반사판; 상기 하부반사판에 대응하여 상기 본체의 내벽에 판 형상으로 구비되어 상기 하부반사판에서 재반사된 상기 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광발전부; 상기 본체의 내부 하측에 구비되어 상기 상부반사판 및 상기 하부반사판을 통과한 태양열을 전기에너지로 변환시키는 태양열발전부; 및 상기 풍력발전부, 상기 태양광발전부 및 상기 태양열발전부와 전기적으로 연결되어 상기 풍력발전부, 상기 태양광발전부 및 상기 태양열발전부에서 변환된 상기 전기에너지를 저장하는 축전지;를 포함하는 하이브리드 태양광 발전기가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 풍력발전부는, 상기 상부반사판의 하측에 구비되며 회전가능한 회전바디; 상기 회전바디의 외측에 방사상으로 배치되는 복수의 블레이드; 상기 회전바디의 하측에 구비되어, 상기 블레이드의 회전력을 전기에너지로 변환시키는 발전기; 상기 회전바디 하측에 장착되고 상기 회전바디가 상기 본체에 회전 가능하도록 구비되는 회전체; 상기 회전체가 올려지고 상기 회전체의 운동을 가이드 하는 레일;을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하부반사판은, 상기 본체의 중앙측에서 양측으로 분기되어 상기 본체의 하측으로 갈수록 상기 본체의 내벽에 근접되도록 사선으로 구비되어 상기 본체 내부에서 수직방향으로 조사되는 상기 태양광을 상기 태양광발전부로 반사시키고, 상기 태양열을 상기 태양열발전부로 통과시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기는 태양광 발전과 풍력 및 태양열 발전을 통합함으로써, 태양광만을 이용한 발전 시 일조량에 따라 발전량의 변동성이 증가하는 것을 방지하여 발전의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기는 본체의 상부에서 다방향으로 입사하는 태양에너지를 집광하고 태양광과 태양열을 분리함으로써, 주변 나무에 의해 일조량이 감소하는 것을 방지하기 위해 나무를 베어낼 필요가 없어 환경 훼손을 최소화할 수 있으므로 사용 시 및 설치 시에도 친환경성을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기는 태양광발전부, 태양열발전부 및 풍력발전부를 수직 구조로 배치함으로써, 좁은 설치 면적만으로 도로변이나 도심에 설치된 가로등, 신호등 또는 전신주 등에 용이하게 결합할 수 있고, 옥상, 대지 등의 협소한 자투리 공간을 활용하여 발전을 할 수 있어 태양에너지 발전의 활용성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전부를 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기의 제1 설치예를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기의 제2 설치예를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기를 나타낸 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전부를 나타낸 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기(100)는 본체(110), 집광부(120), 상부반사판(130), 풍력발전부(140), 하부반사판(160), 태양광발전부(170), 태양열발전부(180) 및 축전지(190)를 포함할 수 있다.
하이브리드 태양광 발전기(100)는 태양광 이외의 태양에너지 및 풍력 등 복수의 친환경 에너지원을 이용하여 발전하기 위한 것으로 각 에너지원의 기후에 대한 영향을 최소화할 수 있다. 여기서, 태양에너지는 크게 태양광 에너지와 태양열 에너지로 구분될 수 있다. 태양광은 태양에서 발산되는 빛에너지로서 광전변환에 의해 전기에너지로 변환될 수 있고, 태양열은 태양이 방출하는 열에너지로서 제벡효과(Seeback effect)에 의해 전기에너지로 변환될 수 있다.
본체(110)는 내부에 중공이 형성된 원통 형상일 수 있다. 이때, 본체(110)의 중공에는 하이브리드 태양광 발전기(100)의 주요 구성이 내장될 수 있다.
집광부(120)는 본체(110)의 상부에 구비되어 다방향에서 입사하는 태양광을 수집할 수 있다. 이러한 집광부(120)는 집광렌즈(121)를 포함할 수 있다.
집광렌즈(121)는 판 형상으로 형성되고, 본체(110)의 최상면 및 상측면에 구비될 수 있다. 여기서 본체(110)의 상측면은 본체(110)의 최상면으로부터 본체(110) 하부방향으로 회전바디(141)와 맞닿은 위치까지 일 수 있다.
집광렌즈(121)는 집광효율을 높이고 집광된 태양광을 집광렌즈(121)의 판 형상에 대향하여 수직으로 통과시키도록 경사진 톱니 형상의 집광홈이 형성될 수 있다.
이때, 본체(110) 상면의 집광렌즈(121)는 본체(110)의 상부에서 수직으로 입사하는 태양광을 집광하여 본체(110) 하부로 수직하게 통과시킬 수 있다. 또한, 본체(110) 상측면의 집광렌즈(121)는 본체(110)에 수평 및 일정 각도로 입사하는 태양광을 집광하여 상부반사판(130)을 향하도록 본체(110)의 내측으로 통과시킬 수 있다. 상측면 집광렌즈(121)는 태양광의 입사각과 무관하게 태양광을 상부반사판(130)에 수평으로 통과시킬 수 있다.
아울러, 집광렌즈(121)는 프레넬 렌즈(Fresnel lens)일 수 있다. 프레넬 렌즈는 플라스틱에 식각된 연속적인 동심홈으로 이루어진 광학 부품일 수 있다. 프레넬 렌즈는 얇고 가벼운 구조로서 소형 및 대형 사이즈로 이용할 수 있으며 집광 능력이 뛰어나 다양한 활용이 가능할 수 있다. 본 발명의 실시예로서, 집광렌즈(121)는 프레넬 렌즈를 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고 볼록 또는 오목 렌즈를 사용할 수도 있다.
상부반사판(130)은 본체(110) 상부의 내측에 구비되어 집광부(120)에서 수집한 태양광을 본체(110) 하부로 반사시킬 수 있다.
상부반사판(130)은 상측면에 구비된 집광렌즈(121)에 대향하도록 본체(110) 내부에 구비될 수 있다. 이때, 상부반사판(130)은 본체(110)의 상측에서 본체(110)의 중앙측으로 갈수록 본체(110)의 내벽으로부터 이격되게 사선으로 구비될 수 있다. 즉, 상부반사판(130)은 상부반사판(130)과 본체(110)의 내주면 사이의 거리가 상부반사판(130)의 하부로 갈수록 점진적으로 증가하도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 상부반사판(130)은 본체(110) 상측면에 구비된 집광렌즈(121)에 집광된 태양광을 본체(110) 하부 측으로 수직하게 반사시킬 수 있다.
풍력발전부(140)는 본체(110)의 상측에 구비되어 풍력에 의해 전기에너지를 생산할 수 있다. 이러한 풍력발전부(140)는 회전바디(141), 블레이드(142), 발전기(143), 회전체(144), 레일(145) 및 열배출부(146)를 포함할 수 있다.
회전바디(141)는 상부반사판(130)의 하측에 구비될 수 있다. 이때, 회전바디(141)는 본체(110)의 외주면을 따라 설치되어 본체(110)에 대하여 회전 가능하게 구비될 수 있다.
회전바디(141)는 그 내주면에 톱니바퀴(141a)가 형성될 수 있다. 이때, 톱니바퀴(141a)는 기어의 톱니 형상으로 형성되어 기어의 맞물리는 힘으로 동력을 전달할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 톱니바퀴(141a)는 레일(145)과 회전체(144)의 형상에 따라 변형되어 회전바디(141)의 외주면에 형성될 수도 있다.
블레이드(142)는 회전바디(141)의 외측에 방사상으로 배치될 수 있다. 이때, 블레이드(142)는 회전바디(141)에 일체형으로 구비되어 회전바디(141)와 함께 회전할 수 있다. 블레이드(142)는 복수 개로 구비되고, 풍력에 의하여 회전력을 얻어 회전할 수 있다. 본 발명의 실시예로서, 블레이드(142)는 세 개로 도시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 지역 및 지형에 따른 풍력의 세기에 따라 그 개수 및 형태는 조정될 수 있다.
발전기(143)는 회전바디(141)의 하측에 구비되어, 블레이드(142)의 회전력을 전기에너지로 변환시킬 수 있다. 이때, 발전기(143)의 회전축에 결합된 기어가 회전바디(141)의 톱니바퀴(141a)와 맞물릴 수 있다. 이를 통해, 발전기(143)는 풍력에 의해 블레이드(142)와 결합된 회전바디(141)가 회전함에 따라 톱니바퀴(141a)와 맞물려 회전 동력을 전기에너지로 변환할 수 있다.
회전체(144)는 회전바디(141)의 하측에 장착되어 회전바디(141)가 본체(110)에 대향하여 회전하도록 구비될 수 있다. 이때, 회전체(144)는 본체(110)에 연결된 레일(145)위에 올려질 수 있다. 레일(145)은 회전체(144)의 운동을 가이드 할 수 있다. 일례로, 회전체(144)는 바퀴, 베어링 및 체인일 수 있다.
열배출부(146)는 회전바디(141)의 상측에 형성되어, 상기 본체(110)내의 열을 외부로 배출할 수 있다. 이때, 열배출부(146)는 복수 개의 슬릿으로 형성될 수 있다. 따라서 열배출부(146)는 회전바디(141)의 회전에 따라 슬릿을 통해 공기가 유출입 함으로써 열을 외부로 배출할 수 있다.
이를 통해, 열배출부(146)는 풍력 발전동안 블레이드(142)의 회전에 따라 열배출이 가능하여 태양광 수집 효율을 향상시킬 수 있다.
하부반사판(160)은 본체(110) 내부의 하측에 구비되어 본체(110) 내부에서 수직방향으로 조사되는 태양광을 태양광발전부(170)로 향하도록 본체(110)의 내벽 측으로 재반사 시킬 수 있다. 즉, 하부반사판(160)은 본체(110) 내측 상부로부터 수직방향으로 조사되는 태양광을 재반사 시킬 수 있다. 여기서, 하부반사판(160)은 태양광을 내측벽에 수직하게 재반사하도록 일정 각도로 구비될 수 있다.
하부반사판(160)은 본체(110) 내부의 중앙측(원의 중심)에서 양측으로 분기되어 본체(110)의 하측으로 갈수록 본체(110)의 내벽에 근접하도록 사선으로 구비될 수 있다. 일례로, 하부반사판(160)은 전체적으로 원뿔 또는 각뿔 형상으로 구비될 수 있고, 원뿔 또는 각뿔의 꼭짓점은 회전바디(141)측에 형성될 수 있다. 또한, 원뿔 또는 각뿔의 밑면은 본체(110)의 하면에 접할 수 있다. 즉, 하부반사판(160)은 하부반사판(160)의 하부측에서 본체(110) 내주면까지의 거리가 하부반사판(160)의 상부측에서 본체(110) 내주면까지의 거리보다 짧도록 경사진 형태로 구비될 수 있다.
또한, 하부반사판(160)은 본체(110) 내측 상부로부터 입사하는 태양열은 반사하지 않고 본체(110) 하부로 통과시킬 수 있다. 일례로, 하부반사판(160)은 태양광은 반사시키고 태양열은 통과시키는 필터일 수 있다. 이때, 하부반사판(160)은 태양광 발전용 파장과 태양열 발전용 파장을 구분하여 태양광 발전용 파장은 반사시키고 태양열 발전용 파장은 통과시킬 수 있다.
여기서, 하부반사판(160)으로 유입되는 태양열은 본체(110) 상면에서 유입되어 본체(110) 내부에서 수직방향으로 복사되고, 결과적으로, 본체(110)로 유입되는 태양열은 태양열발전부(180)까지 복사될 수 있다.
태양광발전부(170)는 본체(110)의 내부 하측에 구비되고, 하부반사판(160)에 대응하여 본체(110)의 내벽에 판상으로 구비될 수 있다. 여기서, 태양광발전부(170)는 태양광패널일 수 있다. 이때, 태양광발전부(170)는 하부반사판(160)에서 재반사된 태양광을 전기에너지로 변환시킬 수 있다.
태양열발전부(180)는 본체(110)의 내부 하측에 구비되어 상부반사판(130) 및 하부반사판(160)을 통과한 태양열을 전기에너지로 변환시킬 수 있다. 여기서, 태양열발전부(180)는 본체(110)의 상면에 대향하도록 구비되어 열전효과(제백효과)에 의해 태양열을 전기에너지로 변환할 수 있다. 일례로, 태양열발전부(180)는 제백효과에 의한 전기에너지 생산을 위해 PN-접합형 열전반도체 소자(미도시)를 구비할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 당업자에 의해 변경되어 활용될 수 있다.
축전지(190)는 하이브리드 태양광 발전기(100)에서 생산된 전기에너지를 저장할 수 있다. 이때, 축전지(190)는 태양광발전부(170), 태양열발전부(180) 및 풍력발전부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이, 하이브리드 태양광 발전기(100)는 태양광, 태양열 및 풍력을 이용한 발전이 가능하여 태양광만을 이용한 발전 시 일조량에 따라 발전량의 변동성이 증가하는 것을 방지하여 발전의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 설치예에 대해서 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기의 제1 설치예를 나타낸 예시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기의 제2 설치예를 나타낸 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기(100)는 기둥 형상으로 형성되어 본체(110)의 상부에서 다방향으로 입사하는 태양광을 집광할 수 있다. 이를 통해, 하이브리드 태양광 발전기(100)는 주변 나무에 의해 하이브리드 태양광 발전기(100)의 일조량이 감소하지 않을 수 있다. 따라서, 하이브리드 태양광 발전기(100)는 설치 시 주변 나무를 베어낼 필요가 없으므로 환경 훼손을 최소화할 수 있으므로 친환경성을 보장할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전기(100)는 수직구조로 형성되어 좁은 면적에도 설치가 가능할 수 있다. 일례로, 하이브리드 태양광 발전기(100)는 가로등에 결합되어 설치될 수 있다. 본 발명의 설치예에서 하이브리드 태양광 발전기(100)는 도면에 가로등과 결합되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 전신주, 신호등 또는 가로수 등에 결합하여 설치될 수도 있다. 이를 통해, 하이브리드 태양광 발전기(100)는 좁은 설치면적만으로 도로변이나 도심, 옥상이나 대지 등의 자투리 공간에 설치가능 하므로 태양에너지 발전의 활용성 및 공간 활용도를 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 하이브리드 태양광 발전기 110 : 본체
120 : 집광부 121 : 집광렌즈
130 : 상부반사판 140 : 풍력발전부
141 : 회전바디 141a : 톱니바퀴
142 : 블레이드 143 : 발전기
144 : 회전체 145 : 레일
146 : 열배출부 160 : 하부반사판
170 : 태양광발전부 180 : 태양열발전부
190 : 축전지

Claims (3)

  1. 내부에 중공이 형성된 본체;
    상기 본체의 상부측에 구비되고, 경사진 톱니 형상의 집광홈이 형성된 집광렌즈를 포함하고, 상기 본체의 상면 및 상측면으로 입사하는 태양광을 집광하는 집광부 - 상기 집광렌즈는 평판으로 형성되고 상기 본체의 상면 및 상측면에 구비됨 - ;
    상기 본체의 상측면에 구비된 집광렌즈에 대향하도록 상기 본체 내부에 구비되며, 상기 본체의 상측에서 중앙측으로 갈수록 상기 본체의 내벽으로부터 이격되게 사선으로 구비되어 상기 본체의 상측면에서 집광된 상기 태양광을 상기 본체 하부 측으로 반사시키고 상기 본체의 상면으로부터 조사되는 태양광을 하측으로 통과시키는 상부반사판;
    상기 상부반사판의 하측에 구비되며 회전가능한 회전바디; 상기 회전바디의 외측에 방사상으로 배치되는 복수의 블레이드; 상기 회전바디의 하측에 구비되어, 상기 블레이드의 회전력을 전기에너지로 변환시키는 발전기; 상기 회전바디 하측에 장착되고 상기 회전바디가 상기 본체에 회전 가능하도록 구비되는 회전체; 및 상기 회전체가 올려지고 상기 회전체의 운동을 가이드 하는 레일;을 포함하며 풍력으로 전기에너지를 생산하는 풍력발전부;
    상기 본체 내부에 구비되어 상기 본체 내부에서 수직방향으로 조사되는 상기 태양광을 상기 본체의 내벽 측으로 재반사 시키는 하부반사판;
    상기 하부반사판에 대응하여 상기 본체의 내벽에 판 형상으로 구비되어 상기 하부반사판에서 재반사된 상기 태양광을 전기에너지로 변환시키는 태양광발전부;
    상기 본체의 내부 하면에 구비되어 상기 상부반사판 및 상기 하부반사판을 통과한 태양열을 전기에너지로 변환시키는 태양열발전부; 및
    상기 풍력발전부, 상기 태양광발전부 및 상기 태양열발전부와 전기적으로 연결되어 상기 풍력발전부, 상기 태양광발전부 및 상기 태양열발전부에서 변환된 상기 전기에너지를 저장하는 축전지;를 포함하고,
    상기 하부반사판은 상기 본체의 내부 중앙측에서 양측으로 분기되어 상기 본체의 하측으로 갈수록 상기 본체의 내벽에 근접되도록 사선으로 구비되어 상기 본체 내부에서 수직방향으로 조사되는 상기 태양광을 상기 태양광발전부로 반사시키고, 상기 태양열을 상기 태양열발전부로 통과시키는 하이브리드 태양광 발전기.
  2. 삭제
  3. 삭제
KR1020210142765A 2021-10-25 2021-10-25 하이브리드 태양광 발전기 KR102388937B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210142765A KR102388937B1 (ko) 2021-10-25 2021-10-25 하이브리드 태양광 발전기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210142765A KR102388937B1 (ko) 2021-10-25 2021-10-25 하이브리드 태양광 발전기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102388937B1 true KR102388937B1 (ko) 2022-04-20

Family

ID=81395575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210142765A KR102388937B1 (ko) 2021-10-25 2021-10-25 하이브리드 태양광 발전기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102388937B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100125002A (ko) * 2009-05-20 2010-11-30 윈즈코리아 주식회사 태양광과 태양열 및 풍력을 이용한 복합 발전장치
KR101083827B1 (ko) * 2009-02-27 2011-11-18 안행수 태양광 발전장치
KR101924375B1 (ko) * 2017-09-27 2018-12-04 김호영 수직형 풍력발전기
KR102095442B1 (ko) 2019-06-11 2020-03-31 장영철 태양광 발전기
KR102261418B1 (ko) * 2019-06-14 2021-06-04 이장희 하이브리드 태양광 발전장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101083827B1 (ko) * 2009-02-27 2011-11-18 안행수 태양광 발전장치
KR20100125002A (ko) * 2009-05-20 2010-11-30 윈즈코리아 주식회사 태양광과 태양열 및 풍력을 이용한 복합 발전장치
KR101924375B1 (ko) * 2017-09-27 2018-12-04 김호영 수직형 풍력발전기
KR102095442B1 (ko) 2019-06-11 2020-03-31 장영철 태양광 발전기
KR102261418B1 (ko) * 2019-06-14 2021-06-04 이장희 하이브리드 태양광 발전장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Muhammad-Sukki et al. Solar concentrators
US7453167B2 (en) Solar windmill
KR102115394B1 (ko) 햇빛전구와 반사판을 이용하는 양면태양광모듈 발전기와 그 발전방법
US20110192460A1 (en) Solar Power Generator
US20140338724A1 (en) Compact LCPV solar electric generator
KR101037326B1 (ko) 각도 조절 가능한 태양전지판
JP2005142373A (ja) 集光型太陽光発電装置
RU2377472C1 (ru) Солнечная энергетическая установка
RU2676214C1 (ru) Система концентрированной солнечной энергии
KR20190029176A (ko) 태양광 발전장치
KR102388937B1 (ko) 하이브리드 태양광 발전기
KR101309542B1 (ko) 신재생에너지 공급의무화 제도 시행에 따른 발전부지가 필요없는 한국전력공사 네트워크 전력망 전주 주상공간을 활용한 차세대 분산형 스마트에너지 발전 공급 대량 시스템용 태양광 풍력 다방면 추적 융합발전시스템 및 그 제조방법
KR101799704B1 (ko) 풍력과 태양광을 이용하는 복합발전장치
KR101751253B1 (ko) 태양광 발전장치
KR101822743B1 (ko) 무동력 회전 반사수단이 구비된 태양광 발전장치
JP2004271063A (ja) 太陽光発電装置
JP2021534722A (ja) ツリー構造を有する太陽エネルギー収集装置
KR20130123521A (ko) 신재생에너지 공급의무화 제도 시행에 따른 발전부지가 필요없는 지방자치단체의 도로변 가로등 네트워크 전력망 등주 상부공간을 활용한 계통연계형 차세대 분산형 스마트에너지 발전공급시스템용 태양광 풍력 다방면 추적 융합발전시스템 및 그 제조방법
KR20160062911A (ko) 볼록렌지를 이용한 태양광 발전장치에 관한 것
KR101620406B1 (ko) 태양전지셀이 수직으로 병렬 배치된 고효율 태양전지 모듈
KR102261418B1 (ko) 하이브리드 태양광 발전장치
KR101554144B1 (ko) 집광형 태양광발전장치
KR20170053255A (ko) 태양 발전장치
KR101767870B1 (ko) 태양 추적기능을 갖는 태양광 파라솔
JP2010016109A (ja) 集光型太陽光発電システム

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant