KR102408769B1 - 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치 - Google Patents

태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102408769B1
KR102408769B1 KR1020210131754A KR20210131754A KR102408769B1 KR 102408769 B1 KR102408769 B1 KR 102408769B1 KR 1020210131754 A KR1020210131754 A KR 1020210131754A KR 20210131754 A KR20210131754 A KR 20210131754A KR 102408769 B1 KR102408769 B1 KR 102408769B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat storage
storage tube
slit hole
heat
solar
Prior art date
Application number
KR1020210131754A
Other languages
English (en)
Inventor
사공명건
김태양
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 KR1020210131754A priority Critical patent/KR102408769B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102408769B1 publication Critical patent/KR102408769B1/ko
Priority to US17/849,751 priority patent/US11967928B2/en
Priority to PE2022001507A priority patent/PE20230864A1/es

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • 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
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • F24S10/75—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations
    • F24S10/753—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits with enlarged surfaces, e.g. with protrusions or corrugations the conduits being parallel to each other
    • 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
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • 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
    • 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
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 전면에 복수의 태양전지 셀들이 배열되는 태양광 패널, 열 매체유가 유입되는 유입구가 형성되며, 일측면에 길이방향을 따라 제 1 슬릿홀이 형성된 제 1 축열관, 상기 제 1 축열관과 대향되어 배치되고, 열 매체유가 배출되는 배출구가 형성되며, 일측면에 길이방향을 따라 제 2 슬릿홀이 형성된 제 2 축열관, 상기 제 1 축열관과 상기 제 2 축열관을 연통시키고, 일측면에 길이방향을 따라 제 3 슬릿홀이 형성된 적어도 둘 이상의 제 3 축열관 및 상기 태양광 패널의 후면에 적층되는 방열 패널;을 포함하며, 상기 방열 패널의 하부측의 일부 및 상부측의 일부가 각각 상기 제 1 슬릿홀과 상기 제 2 슬릿홀 밀폐시키며, 관통하여 상기 제 1 축열관 및 상기 제 2 축열관의 내부로 삽입되고, 상기 방열 패널은 상기 제 3 슬릿홀을 밀폐시키며, 관통하여 상기 제 3 축열관의 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치에 관한 것이다.

Description

태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치 {Hybrid Energy Generation Device Using Sunlight and Solar Heat}
본 발명은 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치에 관한 것이다.
화석에너지에 의존하는 현재 경제 체제의 지속은 화석에너지 고갈의 문제뿐만 아니라 환경적인 문제까지 가중되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 범세계적으로 화석에너지 사용에 의한 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. 최근 IPCC(정부간 기후협약체제)하에서 개도국까지 CO2 배출권등 다양한 협약이 도출되고 있다. 장기적으로 신재생에너지, 친환경적인 에너지에 대한 개발이 증대될 것으로 예측되며 중장기적으로 에너지 사용의 패러다임이 변화될 것으로 예상된다.
우리나라의 경우 화석에너지에 대한 의존도가 높으며 에너지의 해외 수입에 의한 의존도가 매우 높기 때문에 화석에너지 고갈에 의한 에너지 비용이 급격히 상승할 요인이 많으며 OECD/IEA에서 추진하는 블루 로드맵(BLUE Roadmap) 정책에 따라서 신재생에너지, 친환경적 에너지에 대한 개발과 수요가 증가될 것으로 예상된다. 이러한 상황에서 기존 에너지 자원의 대체 에너지 개발은 미래 에너지원 확보 및 환경보호 차원에서 새로 개발되는 에너지원들은 환경 친화적 에너지자원 개발과 활용이라는 측면으로 그 중요성이 계속 커지고 있다. 지금까지 연구 및 개발되어 가장 효율화 및 고도화 보급이 잘 된 대체 에너지는 태양 에너지 분야이다.
일반적으로 태양에너지를 이용한 발전에는 태양광 또는 태양열을 전기에너지로 변환하는 태양광 발전과, 태양광원의 태양열을 집열한 후 난방용 또는 온수용으로 사용하기 위한 태양열 집열발전 등이 있으며, 이처럼 태양에너지로 인한 생활에너지의 발전구조를 갖는 다양한 형태의 태양광 모듈(PV; photovoltaic module)을 개발하여 사용하고 있다.
그러나, 태양광 발전 모듈은 전기를 생산하는 과정에서 열을 발생시켜 자체온도를 상승시키기 때문에 전기생산 효율이 일정 수준이상 올라가지 못하게 되는 단점이 있다. 즉, 태양광발전 모듈은 결정질계의 경우 태양으로부터 입사되는 에너지 중 대략 12~16%만이 발전에 이용되고 있어 태양광에너지 이용효율이 상당히 낮은 편이며, 나머지 에너지는 모두 열로 소모됨에 따라 태양광 발전용 셀의 온도를 상승시켜 셀의 성능과 내구성 등에 영향을 미치게 되고, 셀 특성상 온도상승에 의한 전기 에너지 전환시 전기 변환효율이 감소하게 된다는 문제가 있다.
따라서, 태양광발전 모듈의 경우 후면에 열을 교환시켜 냉각시키기 위한 구성을 설비한 후 폐열을 배출하고 있으며, 태양광발전 모듈의 온도를 낮춤에 따라 시스템의 전기 성능을 향상시키도록 구성하고 있다.
이러한 배경에서 태양광과 태양열을 동시에 이용할 수 있도록 태양광발전 모듈의 전기 생산과정에서 발생하는 열기를 효율적으로 이용하여 급탕이나 난방에 활용할 수 있는 태양광/열(PVT;photohvoltaic-thermal) 발전모듈이 개발되어 사용되고 있다.
한편, 태양광을 이용한 발전과 태양열을 이용한 온수가열을 동시에할 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 저하되며, 집열기와 집광기를 개별적으로 교체하기 어려운 구조여서 유지보수가 어려운 문제점이 있다.
대한민국 꽁개특허공보 2020-0096012 (2020.08.11)
상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 제안된 것으로, 본 발명의 목적은, 태양광 패널의 냉각의 효율을 극대화함과 동시에, 태양열을 이용한 온수 가열의 효율을 극대화할 수 있는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치는, 전면에 복수의 태양전지 셀들이 배열되는 태양광 패널, 열 매체유가 유입되는 유입구가 형성되며, 일측면에 길이방향을 따라 제 1 슬릿홀이 형성된 제 1 축열관, 상기 제 1 축열관과 대향되어 배치되고, 열 매체유가 배출되는 배출구가 형성되며, 일측면에 길이방향을 따라 제 2 슬릿홀이 형성된 제 2 축열관, 상기 제 1 축열관과 상기 제 2 축열관을 연통시키고, 일측면에 길이방향을 따라 제 3 슬릿홀이 형성된 적어도 둘 이상의 제 3 축열관 및 상기 태양광 패널의 후면에 적층되는 방열 패널;을 포함하며, 상기 방열 패널의 하부측의 일부 및 상부측의 일부가 각각 상기 제 1 슬릿홀과 상기 제 2 슬릿홀 밀폐시키며, 관통하여 상기 제 1 축열관 및 상기 제 2 축열관의 내부로 삽입되고, 상기 방열 패널은 상기 제 3 슬릿홀을 밀폐시키며, 관통하여 상기 제 3 축열관의 내부로 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 적어도 둘 이상의 제 3 축열관을 연통시키는 적어도 하나 이상의 제 4 축열관을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제 4 축열관의 일측면에 길이방향을 따라 제 4 슬릿홀이 형성되고, 상기 방열 패널은 상기 제 4 슬릿홀을 밀폐시키며, 관통하여 상기 제 4 축열관의 내부로 삽입될 수 있다.
또한, 상기 방열 패널의 상부의 단면 및 하부의 단면은 상기 제 1 축열관 혹은 제 2 축열관의 내부면에 대응하여 밀착되도록 곡면 형상으로 형성ㄷ괼 수 있다.
그리고, 상기 방열 패널이 삽입되지 않은 노출면에는 보온재가 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 방열 패널이 태양광 패널과 맞닿아 직접적으로 열 교환이 이루어져 태양광 패널의 냉각 효율이 극대화됨과 동시에, 복수의 축열관에 직접 삽입되어 열 매체유와 직접 열 교환이 이뤄져, 태양열에 의한 효율적인 온수 생산이 가능한 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치와, 개략적인 온수 시스템이 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따르는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치의 단면이 개시되어 있는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치가 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치의 단면이 개시되어 있는 단면도이다.
도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 실시예에 기초하여 설명하도록 하며, 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다.
본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조, 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.
따라서 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치(100, 이하에서는 복합에너지 생성장치로 통칭하도록 함.)를 포함한 전체 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 축열조(1)를 포함한 가열관, 이송관 및 복합에너지 생성장치(100)을 포함한다.
축열조(1)는 소정의 공간을 갖도록 형성된 수조로서, 상부에는 생활수를 공급받기 위한 공급포트가 연결되고, 하부에는 가열된 온수를 배출하기 위한 배출포트가 연결된다. 내부에는 가열관이 마련되며, 수조 내 생활수와 열 교환하여 생활수를 승온한다.
이송관은 복합에너지 생성장치(100)의 유입구(101I)와 배출구(102O)와 연결되어 열 매체유가 흐를수 있는 소정의 순환 시스템을 구성한다. 축열조(1)에서 열교환이 이루어져 냉각된 열 매체유가 복합에너지 생성장치(100)로 유입되어 복합에너지 생성장치(100)와 열 교환을 하여 승온하게 되고, 승온된 열 매체유는 다시 축열조(1)로 유입된다. 열 매체유이 원활하게 순환시키기 위한 펌프와 같은 구성이 이송관 상에 마련되는 것 또한 고려될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이 온수 가열 시스템에 한정되지 않으며, 실시하기에 따라, 복합에너지 생성장치(100)는 건물 내 난방 시스템, 공기 조화 시스템(HVAC(Heating, Ventilation, & Air Conditioning)) 등으로 다양한 시스템에 적용 및 활용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1에 도시된 바와 같이, 복합에너지 생성장치(100)는, 복수의 축열관(101. 102. 103). 태양광 패널(200), 방열 패널(300)을 포함하여 구성된다.
제 1 축열관(101)은 원형의 관 부재로써, 열 매체유가 유입되는 유입구(101I)가 일측에 형성되어 이송관과 연결된다. 한편 제 2 축열관(102)은, 제 1 축열관(101)돠 대향되도록, 소정의 거리를 두고 평행하게 배치되며, 열 매체유가 배출되는 배출구(102O)가 일측에 형성되어 있어, 이송관을 통해 축열조(1)로 연결된다.
바람직하게는, 유입구(101I)가 일측에 형성되는 경우, 유입구(101I)과 대향되는 방향에 배출구(102O)가 형성되는 것이 바람직하다.
제 3 축열관(103)은 제 1 축열관(101)과 제 2 축열관(102)을 상호 연통시키는 관 부재이다. 즉, 소정의 간격을 두고 가로방향으로 평행하게 배치된 제 1 축열관(101)과 제 2 축열관(102)을 연통시키기 위해, 제 3 축열관(103)이 세로방향으로 배치된다.
도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 제 3 축열관(103)은 복수개 마련되고, 일정한 간격을 두고 배치되고 있으나, 제 3 축열관(103)은 반드시 동일한 간격을 두고 복수개 설치될 필요는 없으며, 유입구(101I)에서 멀어질수록 제 3 축열관(103)이간의 간격을 좁게 하거나, 가까운 쪽보다 먼 쪽에 제 3 축열관(103)이 배치되는 것 또한 고려될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 3 축열관(103)은 제 1 축열관(101) 혹은 제 2 축열관(102)과 동일한 직경을 가지는 관 부재인 것으로 도시되어 있으나, 실시하기에 따라, 적어도 둘 이상의 제 3 축열관(103)은 서로 상이한 내경, 외경 혹은 직경을 가지는 것을 고려할 수 있다. 일반적으로, 유입구(101I) 측의 열 매체유의 온도가 가장 낮고, 유입구(101I)로부터 멀수록 혹은 배출구(102O)측에 인접할수록, 열 매체유의 온도가 높게 분포될 것이므로, 적어도 둘 이상으로 제 3 축열관(103)이 마련되는 경우에 각각의 제 3 축열관(103)의 치수(내경, 직경)를 달리하여, 열 매체유가 흐를 수 있는 양을 달리하여 방열 패널(300)의 모든 영역에 대해 고르게 열 교환이 이뤄질 수 있도록 하는 것을 고려할 수 있다. 앞서 서술한 바와 같이, 각각의 제 3 축열관(103)의 직경을 다르게 하는 실시예의 경우, 열 매체유의 유속과 이송량 등을 고려하여 각각의 제 3 축열관(103)이 최적의 위치에 배치 혹은 복수의 제 3 축열관(103)들의 간격을 달리하는 것 또한 고려될 수 있다.
한편, 제 1 축열관(101)과 제 2 축열관(102)은 일측면에 길이방향을 따라 제 1 슬릿홀(101S)과 제 2 슬릿홀(102S)이 형성되어 있고, 제 1 슬릿홀(101S)과 제 2 슬릿홀(102S)은 서로 마주하는 방향으로 생성된다.
도 1 혹은 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 슬릿홀(101S)은 제 1 축열관의 상측면 상에 형성되고, 제 2 슬릿홀(102S)은 제 2 축열관의 하측면 상에 형성되어, 방열 패널(300)이 상부 및 하부의 일부분이 각각 슬릿홀(101S, 102S)에 삽입된다.
그리고 제 3 축열관(103)에도 길이방향을 따라서 제 3 슬릿홀(103S)이 형성되어, 방열 패널(300)이 제 3 슬릿홀(103S)을 밀폐시키도록 관통하여 제 3 축열관(103)의 내부로 삽입된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서는 방열 패널(300)이 제 3 축열관(103)을 관통하도록, 제 3 축열관(103)의 양측면 상에 제 3 슬릿홀(103S)이 형성되고 있다. 다만, 방열 패널(300)이 복수로 마련되는 경우, 반드시 제 3 축열관(103)을 관통하지 않고, 방열 패널(300)의 양측 단부가 삽입되어 고정되는 것도 고려될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 제 1 축열관(101), 제 2 축열관(102) 및 제 3 축열관(103)은 “▥”와 유사한 형상을 가지도록 배치되고 있다.
더 나아가, 도 3 및 도 4에 개시되어 있는 본 발명의 다른 실시예에와 같이, 적어도 둘 이상의 제 3 축열관(103S)들을 연통시키는 제 4 축열관(104)이 마련되는 것도 고려될 수 있다. 해당 실시예의 경우, 제 3 축열관(103)과 제 4 축열관(104)이 서로 수직으로 엇갈린 “▦”와 같은 격자로 배열된다. 다만, 도 3 에 도시된 바와 같이 제 3 축열관(103)과 제 4 축열관(104)이 수직으로 교차하는 것 외에도 유입구(101I)을 기준으로 배출구(102O)측으로 퍼져나가는 배치(방사형) 등도 고려될 수 있다.
상술한 바와 같은 축열관들(101, 102, 103, 104)의 구성에 따르면, 각각의 축열관 내부로 열 매체유가 순환하면서 방열 패널(300)에 직접 접촉하여 열교환이 이뤄진다.
도면에는 도시되어 있지 않지만, 각각의 슬릿홀(101S, 102S, 103S, 104S)과 방열 패널(300)의 표면 사이에 밀폐력을 향상시키기 위한 오링이나 별도의 씰링수단이 더 구비되는 것도 고려될 수 있다.
태양광 패널(200)은 태양광을 이용하여 발전을 하는 복수의 태양전지 셀(201)이 구비된 패널로서, 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 태양전지 셀(201)이 전면측에 구비된다. 한편, 태양광 패널(200)의 전면부에는 투명보호유리(210)가 적층될 수 있다. 그 외에도, 태양광 패널(200)의 전면부 상에 특정 파장만을 투과시키기 위한 박막층이나, 반사방지(Anti-reflection) 박막, 단열층 등이 구비되는 것 또한 고려될 수 있다. 태양광 패널(200)에 구비된 복수의 태양전지 셀(201)은 태양광을 이용하여 발전을 하는 구성요소로서, 도시되지 않은 별도의 배선이나 회로기판 등을 통해 발전된 전기에너지를 외부의 시스템으로 공급하거나 배터리에 저장하도록 구성될 수 있다.
방열 패널(300)의 상, 하부측의 일부 및 측면측의 일부분이 제 1 축열관(101), 제 2 축열관(102) 및 제 3 축열관(103)에 형성된 각각의 제 1 슬릿홀(101S), 제 2 슬릿홀(102S) 및 제 3 슬릿홀(103S)을 밀폐시키며 관통하여 각각의 축열관(101, 102, 103)의 내부로 삽입된다.
도 3 및 도 4에 개시된 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 방열 패널의 외측 부분이 모두 각각의 축열관(101, 102, 103, 104)에 형성된 제 1 슬릿홀(101S), 제 2 슬릿홀(102S), 제 3 슬릿홀(103S), 및 제 1 슬릿홀(104S)을 밀폐하도록 관통하여, 각각의 축열관(101, 102, 103, 104)의 내부로 삽입된다.
한편, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 슬릿홀(101S) 및 제 2 슬릿홀(102S)을 통해 각각의 제 1 축열관(101, 102)의 내부로 삽입된 방열 패널(300)의 상하부의 단면은 각각의 축열관(101. 102)의 내부면에 대응하여 밀착되도록 곡면 형상으로 형성된다.
그리고, 방열 패널(300)의 일면은 태양광 패널(200)의 후면에 직접 접촉한다. 즉, 각각의 축열관(101, 102, 103)에 삽입되지 않은 방열 패널(300)의 노출된 부분이 태양광 패널(200)의 후면에 직접 접촉한다. 태양광 패널(200)로 태양광이 조사됨에 따라 태양광 패널(200)은 점점 온도가 상승하게 되어, 최대 발전 효율을 기대할 수 있는 최적 작동 온도 이상으로 태양광 패널(200)의 온도가 상승하게 되는데, 방열 패널(300)이 태양광 패널(200)과 직접 접촉하여 열 교환이 이루어지므로, 태양광 패널(200)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 한편, 태양광 패널(200)과 직접 열교환이 이루어지는 방열 패널(300)의 영역은 온도가 상승하게 되지만, 각각의 축열관에 삽입된 방열 패널(300)의 외측 부분에서 열 매체유와 직접적으로 열 교환이 이루어진다.
그리고 바람직하게는, 방열 패널(300)과 상기 태양광 패널(200)의 사이에는 서멀 그리스(Thermal Grease) 등의 열 전도성이 좋은 열 전달 물질(TIM; thermal interface material)층이 개재될 수 있다. 이러한 열 전단 물질이 개재됨으로써, 방열 패널(300)과 상기 태양광 패널(200) 사이의 열 교환 효율을 높일 수 있다.
그리고 태양광 패널(200)과 접촉하지 않는 방열 패널(300)의 다른 면은 열 손실을 최소화하기 위한 보온재(310)가 구비되는 것이 바람직하다.
더 나아가, 복합에너지 생성장치(100)는 외부 환경과의 불필요한 열 교환에 의한 열 손실을 최소화하기 위해 내부가 밀폐된 프레임(400) 내에 마련되고, 바람직하게는 내부 공간이 진공처리가 되거나, 보온재(310) 등으로 채워지는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예, 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정, 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치
101 : 제 1 축열관
101S : 제 1 슬릿홀
101I : 유입구
102 : 제 2 축열관
102S : 제 2 슬릿홀
102O : 배출구
103 : 제 3 축열관
103S : 제 3 슬릿홀
104 : 제 4 축열관
200 : 태양광 패널
201 : 태양전지 셀
210 : 투명보호유리
300 : 방열 패널
310 : 보온재

Claims (5)

  1. 전면에 복수의 태양전지 셀들이 배열되는 태양광 패널;
    열 매체유가 유입되는 유입구가 형성되며, 일측면에 길이방향을 따라 제 1 슬릿홀이 형성된 제 1 축열관;
    상기 제 1 축열관과 수평을 이루며 대향 배치되고, 열 매체유가 배출되는 배출구가 형성되며, 길이방향을 따라 제 2 슬릿홀이 형성된 제 2 축열관;
    상기 제 1 축열관과 상기 제 2 축열관의 대향방향에 배치되어, 상기 제 1 축열관과 제 2 축열관과 수직을 이루며 연통되고, 길이방향을 따라 제 3 슬릿홀이 형성된 적어도 둘 이상의 제 3 축열관; 및
    상기 태양광 패널의 후면에 적층되는 방열 패널;을 포함하며,
    상기 제 1 슬릿홀은 상기 제2 축열관과 대향하는 상기 제 1 축열관의 대향방향 중앙영역의 길이방향을 따라 형성되고, 상기 제 2 슬릿홀은 상기 제 1 축열관과 대향하는 상기 제 2 축열관의 대향방향 중앙영역의 길이방향을 따라 형성되며, 상기 제 3 슬릿홀은 상기 제 1 슬릿홀 및 제 2 슬릿홀과 상호 연결되어, 상기 제 3 축열관의 중앙영역 양측에 길이방향을 따라 형성되고,
    상기 방열 패널은 상기 제 3 슬릿홀에 관통 삽입되어 중앙부의 일 영역이 상기 제 3 축열관의 내부에 위치하고, 상기 제 1 슬릿홀 및 제 2 슬릿홀에 삽입되어 외곽 상부 및 외곽 하부 영역이 일부가 상기 제 1 축열관 및 제 2 축열관의 내부에 위치한 상태로 상기 제 1 슬릿홀, 제 2 슬릿홀 및 제 3 슬릿홀을 폐쇄시키며 상기 제 1 축열관, 제 2 축열관 및 제 3 축열관에 고정되고,
    일면에 상기 태양광 패널의 광 조사영역이 외측을 향하도록 결합되되, 내측에 상기 방열 패널과 상기 제 1, 제 2 및 제 3 축열관이 실장되는 밀폐된 내부공간을 가지는 프레임;을 더 포함하고,
    일면이 상기 태양광 패널의 후면과 접촉하는 상기 방열 패널의 배면과 상기 방열 패널의 배면과 대향하는 상기 프레임의 내측면 사이에서, 상기 방열 패널과 상기 제 1, 제 2 및 제 3 축열관과 접촉되어, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 축열관의 상기 방열 패널의 외측으로 열이 손실되는 것을 방지하기 위한 보온재가 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열 패널의 상부의 단면 및 하부의 단면은 상기 제 1 축열관 혹은 제 2 축열관의 내부면에 대응하여 밀착되도록 곡면 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치.
  5. 삭제
KR1020210131754A 2021-10-05 2021-10-05 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치 KR102408769B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210131754A KR102408769B1 (ko) 2021-10-05 2021-10-05 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치
US17/849,751 US11967928B2 (en) 2021-10-05 2022-06-27 Hybrid energy generation device using sunlight and solar heat
PE2022001507A PE20230864A1 (es) 2021-10-05 2022-07-27 Dispositivo hibrido de generacion de energia utilizando luz solar y calor solar

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210131754A KR102408769B1 (ko) 2021-10-05 2021-10-05 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102408769B1 true KR102408769B1 (ko) 2022-06-22

Family

ID=82217068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210131754A KR102408769B1 (ko) 2021-10-05 2021-10-05 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11967928B2 (ko)
KR (1) KR102408769B1 (ko)
PE (1) PE20230864A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240045497A (ko) 2022-09-30 2024-04-08 예한 주식회사 태양광 모듈의 배면 공간 열 회수 구조를 갖는 태양광 발전 시스템

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190098636A (ko) * 2018-02-14 2019-08-22 장한기술 주식회사 태양광 패널용 집열기 조립 키트, 이를 포함하는 태양광-열 복합 조립체 및 그 제조 방법
KR20200096012A (ko) 2019-02-01 2020-08-11 선다코리아주식회사 태양열 및 태양광 복합장치
KR20210024958A (ko) * 2019-08-26 2021-03-08 유원대 집열기 및 그 제조 방법
KR102296260B1 (ko) * 2021-01-07 2021-09-01 극동에너지 주식회사 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4292958A (en) * 1979-12-10 1981-10-06 H & H Tube & Mfg. Co. Solar heat absorber for solar heat collectors
US4368726A (en) * 1980-10-03 1983-01-18 Fortin Laminating Corporation Solar heating panel
IT1138781B (it) * 1981-05-22 1986-09-17 Pirelli Terminale per pannelli solari e suo procedimento costruttivo
US5318111A (en) * 1993-06-22 1994-06-07 Ford Motor Company Integral baffle assembly for parallel flow heat exchanger
AU2005326651B2 (en) * 2005-02-02 2010-12-09 Carrier Corporation Heat exchanger with fluid expansion in header
DE102008029676A1 (de) * 2008-06-24 2009-12-31 Pommersheim, Rainer, Dr. Sonnenkollektor mit mikrostrukturierter Absorberfläche
DE102009038400A1 (de) * 2009-08-24 2011-03-03 Peter Faust Solarmodul
US9842951B2 (en) * 2014-06-27 2017-12-12 Sunpower Corporation Encapsulants for photovoltaic modules
KR101803832B1 (ko) * 2016-02-01 2017-12-04 공주대학교 산학협력단 액체식 ｐｖｔ 컬렉터
CN107084540A (zh) * 2017-05-10 2017-08-22 安徽建筑大学 多功能的热管式太阳能集热器
CN111238056A (zh) * 2020-02-23 2020-06-05 北京结力能源科技有限公司 储热型真空管太阳能集热系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190098636A (ko) * 2018-02-14 2019-08-22 장한기술 주식회사 태양광 패널용 집열기 조립 키트, 이를 포함하는 태양광-열 복합 조립체 및 그 제조 방법
KR20200096012A (ko) 2019-02-01 2020-08-11 선다코리아주식회사 태양열 및 태양광 복합장치
KR20210024958A (ko) * 2019-08-26 2021-03-08 유원대 집열기 및 그 제조 방법
KR102296260B1 (ko) * 2021-01-07 2021-09-01 극동에너지 주식회사 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240045497A (ko) 2022-09-30 2024-04-08 예한 주식회사 태양광 모듈의 배면 공간 열 회수 구조를 갖는 태양광 발전 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20230103622A1 (en) 2023-04-06
PE20230864A1 (es) 2023-05-31
US11967928B2 (en) 2024-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170155360A1 (en) Solar module
US11431289B2 (en) Combination photovoltaic and thermal energy system
US20140332055A1 (en) Solar cell module
EP2200094A2 (en) Photovoltaic-thermal hybrid apparatus and assembly method thereof
KR102296260B1 (ko) 태양광 및 태양열을 이용한 복합에너지 생성장치
JP2011190991A (ja) 集熱器一体型の太陽電池モジュール
KR102046409B1 (ko) 태양광 발전수단이 구비된 건축용 외장재
KR20170091296A (ko) 액체식 ｐｖｔ 컬렉터
KR102408769B1 (ko) 태양광 및 태양열 복합에너지 생성장치
KR20110014447A (ko) 태양 에너지 이용 장치 및 이의 제조방법
CN201878057U (zh) 具有温差发电装置的太阳能光伏设备
JPH11108467A (ja) 太陽エネルギ利用装置
CN105356846A (zh) 一种新型光伏光热一体化组件
KR102507753B1 (ko) 벽면형 태양광 태양열 복합모듈
KR101734780B1 (ko) 대류현상 유도기능을 가지는 태양전지모듈 및 이의 제조방법
WO2023134477A1 (zh) 板式容器、降温式光伏发电装置以及太阳能光伏发电设备
KR101009688B1 (ko) 태양에너지 전도를 최적화한 하이브리드형 모듈
CN102237422A (zh) 光伏面板组件
JP2004317117A (ja) 太陽光発電機能を有する太陽熱集熱器
CN109217811A (zh) 一种光电光热一体化组件以及热水系统
KR101214153B1 (ko) 태양전지 방열장치
KR102439608B1 (ko) 변형 방지 구조를 갖는 pvt 패널
CN210425596U (zh) 一种太阳能光伏光热集热装置及热电联产系统
KR20210096424A (ko) 발전 성능이 개선된 pvt 패널
KR101335106B1 (ko) 염료감응 태양전지를 이용한 가스 충진형 태양광열 복합 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant