KR102441796B1 - Building integrated air type photohvoltaic-thermal collector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물의 지붕이나 외벽에 일체적으로 설치되어 건축 심미성을 나타내고, 태양광 집열 및 공기간의 열교환 효율이 우수하도록 열교환 타공배플플레이트를 구비하여 태양광 발전 및 태양광 집열 기능을 동시에 제공하기 위한 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)에 관한 것이다.The present invention relates to a building-integrated pneumatic photovoltaic power generation/thermal composite collector (BIPVT), and more particularly, it is integrally installed on the roof or outer wall of a building to show architectural aesthetics, and to improve heat exchange efficiency between solar heat collection and air It relates to a building-integrated air photovoltaic power generation/thermal composite collector (BIPVT) for providing both photovoltaic power generation and photovoltaic heat collecting functions by providing a heat exchange perforated baffle plate to be excellent.
Description
본 발명은 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물의 지붕이나 외벽에 일체적으로 설치되어 건축 심미성을 나타내고, 태양광 집열 및 공기간의 열교환 효율이 우수하도록 열교환 타공배플플레이트를 구비하여 태양광 발전 및 태양광 집열 기능을 동시에 제공하기 위한 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)에 관한 것이다.The present invention relates to a building-integrated pneumatic photovoltaic power generation/thermal composite collector (BIPVT), and more particularly, it is integrally installed on the roof or exterior wall of a building to show architectural aesthetics, and to improve heat exchange efficiency between solar heat collection and air It relates to a building-integrated pneumatic photovoltaic power generation/thermal composite collector (BIPVT) for providing both photovoltaic power generation and photovoltaic heat collection functions by providing a heat exchange perforated baffle plate to be excellent.
일반적으로, 태양광발전·열 복합(Photovoltaic Thermal;PVT) 시스템은 BIPV 온도상승에 따른 효율감소를 최소화하기 위해 시작되어, 현재 열과 전기를 동시에 생산하는 PVT 컬렉터로서 개발되고 있다. In general, a photovoltaic thermal (PVT) system is started to minimize the decrease in efficiency due to an increase in BIPV temperature, and is currently being developed as a PVT collector that simultaneously produces heat and electricity.
특히, 공기식 건물일체형 태양광발전·열 복합(Building Integrated Photovoltaic Thermal; BIPVT) 컬렉터는 제작공정이 단순하고 기존의 태양열집열기와 달리 열매체로서 공기를 사용하여 과열, 누수 및 동파 문제에 대한 우려가 없이 건물외피에 통합이 가능하고 집열 및 사용이 단순하여 열원시스템으로 응용이 용이한 장점이 있다.In particular, the pneumatic Building Integrated Photovoltaic Thermal (BIPVT) collector has a simple manufacturing process and uses air as a heating medium unlike conventional solar collectors, so there is no concern about overheating, leakage and freezing. It has the advantage of being easy to apply as a heat source system because it can be integrated into the building envelope and heat collection and use are simple.
현재까지 개발된 PVT 컬렉터에 관한 종래 기술을 살펴 보면, 한국등록특허 10-1449561(등록일자 2014년10월02일)에 건물외벽에 수식 집열기(100)를 부착하는 건물일체형 태양광 열 시스템에 있어서, 내부에 소정 공간을 형성하는 박스형으로서 건물외벽에 설치되며, 전면 일측에 다수의 태양전지 셀들로 구성된 태양전지 패널(110)을 구비하는 수식 집열기(100)와, 수식 집열기 내의 태양전지 패널(110) 후면부에 배관되어, 패널(110)에서 발생되는 열에 따라 관로 내부의 유체를 가열하는 집열관로(130)와, 상기 집열관로(130)를 가열하고 남은 수식 집열기(100) 내부의 폐열을 배출하는 배기구(120)와, 상기 집열관로(130)의 배출부(138) 일측에 구비되어, 상기 집열관로(130) 내의 유체를 강제 배출시키는 펌프(160)와, 상기 펌프(160)의 동작에 따라 탱크(200)로 이동되는 유체를 가열하는 히터(170)와, 상기 집열관로(130)의 유입부(134)와 배출부(138) 양측에서 관로 내부 유체의 온도를 검출하는 센서부(140)와, 상기 유입부(134)와 배출부(138) 양측에서 검출된 유체의 온도차가 기준값을 넘는 경우, 상기 펌프(160)를 동작시켜 집열관로 내의 유체를 탱크(200)로 이동시키는 제어부(150)를 포함하여 구성되며, 상기 제어부(150)는 상기 유입부(134) 측에서 주기적으로 검출된 유체의 온도가 임계치 미만인 경우, 상기 히터 (170)를 구동하여 탱크(200)로 이동되는 유체를 상기 임계치 또는 그 이상의 온도까지 가열시키며, 상기 센서부(140)는 상기 집열관로(130)의 유입부(134) 일측에 장착되어, 집열관로(130) 내 유체의 온도를 검출하는 제1센서(144)와, 상기 집열관로(130)의 배출부(138) 일측에 장착되어, 집열관로(130) 내 유체의 온도를 검출하는 제2센서(148)를 포함하여 구성되며, 상기 배기구(120)는 수식 집열기(100) 전면부 상측에 다수개 형성되며, 전체 배기구의 면적은 수식 집열기 (100) 전면부 면적의 10% 이상을 차지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 열 시스템이 개발된 바 있다.Looking at the prior art related to the PVT collector developed so far, Korean Patent Registration No. 10-1449561 (registration date October 02, 2014) in a building-integrated solar thermal system that attaches a
또한, 한국등록특허 10-1623351(등록일자 2016년05월17일)에 건물의 외벽에 장착가능하게 구비되는 외곽프레임과; 상기 외곽프레임의 상부에 배치되고 태양 빛을 수광하여 전기에너지를 생성시키는 태양전지모듈과; 상기 태양전지모듈에 간격을 두고 위치하고 상기 외곽프레임의 하부에 배치되어 외부로의 열손실을 차단하는 단 열백패널과; 상기 외곽프레임의 내측에 공기를 수용가능한 공간을 이루도록 상기 태양전지모듈 및 상기 단열백패널의 사이에 형성되고 공기의 유입구 및 배출구에 각각 연통하도록 구비되는 에어포켓공간과; 상기 단열백패널 상에 구비하되 상기 에어포켓공간을 향해 돌출형성되어 공기와 접촉하고 상기 태양전지모듈로 부터 발생된 열이 전도되어 공기에 전달하는 복수 개의 베플체;를 포함하여 이루어지고, 상기 태양전지모듈의 저면에 부착되고 상기 베플체 및 상기 에어포켓공간을 향해 열 전달가능하게 형성되며 0.2~0.4㎜의 두께를 갖는 박막형태의 구리 재질을 사용하여 이루어지는 금속전도막을 포함하며, 상기 베플체는 상기 에어포켓공간을 구획하되 상기 단열백패널 상에 서로 간격을 두고 배치되어 상기 에어포켓 공간에 수용된 공기의 이동가능한 경로를 이루는 에어유동로를 포함하고, 상기 베플체는 상기 에어포켓공간 내 공기가 상기 에어유동로를 통해 파형의 이동경로를 따라 이동될 수 있게 공기의 유동방향으로 서로 간격을 두고 지그재그로 배열배치되고, 상기 베플체는 "－"자 형상, "∨"자 형상 중 에서 선택한 단면형상으로 성형하여 이루어지는 공기식 태양광열 복합시스템이 공지되어 있다.In addition, in Korea Patent Registration 10-1623351 (registration date May 17, 2016), the outer frame is provided so as to be able to be mounted on the outer wall of the building; a solar cell module disposed on the outer frame and receiving solar light to generate electrical energy; a thermal insulation panel positioned at a distance from the solar cell module and disposed under the outer frame to block heat loss to the outside; an air pocket space formed between the solar cell module and the heat insulating back panel to form a space that can accommodate air inside the outer frame and provided to communicate with an inlet and outlet of air, respectively; A plurality of baffle bodies provided on the heat insulation back panel but protruding toward the air pocket space to come into contact with air and conduct heat generated from the solar cell module to transmit to the air; and the solar cell It is attached to the bottom surface of the module and is formed to transfer heat toward the baffle body and the air pocket space, and includes a metal conductive film made of a thin-film copper material having a thickness of 0.2 to 0.4 mm, wherein the baffle body includes the and an air flow path partitioning an air pocket space but disposed at a distance from each other on the heat insulating back panel to form a movable path of the air accommodated in the air pocket space, wherein the baffle body includes the air in the air pocket space. They are arranged in a zigzag spaced apart from each other in the flow direction of the air so that they can be moved along the movement path of the wave through the flow path, and the baffle body has a cross-sectional shape selected from a “−” shape and a “∨” shape. A pneumatic solar thermal composite system formed by molding is known.
또한, 한국등록특허 10-1803838(등록일자 2017년11월27일)에 내측에 공기를 수용가능한 에어포켓공간을 형성하는 외곽프레임과; 상기 외곽프레임의 상부에 설치되고, 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성시키되 복수개의 솔라셀이 연결된 셀집합체가 전후 길이방향으로 서로 간격을 두고 배열 배치되는 수광발전부와, 상기 수광발전부의 사이마다 형성되어 태양광을 에어포켓공간을 향해 투과시키는 광투과부로 구성되는 태양광모듈과; 상기 외곽프레임의 에어포켓공간 내에 공기와 접촉가능하게 설치되고, 상기 태양광모듈의 광투과부에 대응된 위치에서 태양광과의 접촉에 따른 열원을 흡수한 후 상기 에어포켓공간 내 접촉 공기에 전달하는 집열판;을 포함하여 이루어지고, 상기 집열판은 주재인 동박판의 표면에 흡열성능을 위한 티타늄을 코팅하여 구성하며, 상기 집열판은 태양광이 접하는 접촉면이 하측으로 오목한 곡면을 갖는 라운드형의 단면형상으로 성형하되, 상기 집열판의 양쪽 끝단에 굴곡진 구조로 연장형성하여 집열 열원의 열 전도를 균일하게 유도하는 베플단을 포함하고, 상기 집열판은 상기 태양광모듈을 향한 태양광의 입사각도를 추적하여 좌우 회전방향으로 각도조절가능하게 이루어지며, 상기 집열판의 하부에 부착 설치되고 내부에 열매체를 순환하되 상기 집열판의 열원을 열매체에 전달할 수 있게 열 전도하는 순환파이프를 포함하고, 상기 순환파이프는 상기 집열판을 향한 상면이 개방된 구조로 절개되어 상기 집열판에 열매체가 직접적으로 접 촉할 수 있게 형성되는 절개구를 포함하여 이루어지는 공기집열식 PVT 컬렉터가 공지되어 있다.In addition, Korean Patent Registration No. 10-1803838 (registration date of November 27, 2017), the outer frame forming an air pocket space that can accommodate air on the inside; A photovoltaic power generating unit installed on the upper part of the outer frame, generating electric energy by absorbing sunlight, and a cell aggregate to which a plurality of solar cells are connected are arranged and arranged at intervals in the front and rear longitudinal directions, and between the photovoltaic power generating units a photovoltaic module formed of a light transmitting part that transmits sunlight toward the air pocket space; Installed so as to be in contact with air in the air pocket space of the outer frame, and after absorbing the heat source according to the contact with sunlight at a position corresponding to the light transmitting part of the solar module, it is transmitted to the contact air in the air pocket space It is made including; a heat collecting plate is formed by coating titanium for heat absorbing performance on the surface of a copper thin plate as a main material, and the heat collecting plate has a round-shaped cross-sectional shape with a contact surface in contact with sunlight concave downward. Formed, but extending in a curved structure at both ends of the heat collecting plate and including a baffle end for uniformly inducing heat conduction of the heat collecting heat source, wherein the heat collecting plate is rotated left and right by tracking the incident angle of sunlight toward the photovoltaic module It is made to be adjustable in angle in the direction, and it is attached to the lower part of the heat collecting plate and includes a circulation pipe that circulates a heating medium therein and conducts heat so as to transfer the heat source of the heat collecting plate to the heat medium, wherein the circulation pipe faces the heat collecting plate There is known an air collection type PVT collector comprising a cutout in which the upper surface is cut in an open structure so that a heating medium can be in direct contact with the heat collecting plate.
또한, 한국등록특허 10-1742248(등록일자 2017년05월25일)에 위도 및 경도를 산출하고 외부로부터 시각 정보를 입력 받으며, 상기 위도 및 경도 그리고 시각 정보를 이용하여 태양의 고도와 방위각을 산출하여 상기 태양의 위치를 산출하며 프로그램 기반으로 구현된 위치 산출부; 복수개가 여러 층으로 설치되고 단열재로 구성된 케이스 내부에 포함되며, 상기 위치 산출부를 통해 산출한 태양의 위치로 이동하며, 열을 흡수하는 모듈부; 상기 모듈부에서 발생된 열을 흡수한 고온의 물을 저장하는 축열탱크; 및 상기 축열탱크에 저장되어 있는 고온의 물을 이용하여 난방을 제공하는 난방부 를 포함하며, 상기 모듈부는, 태양의 위치에 따라 이동하며, 열을 발생하는 태양 전지; 상기 태양 전지의 하부에 위치하며, 상기 태양 전지에서 발생하는 열을 흡수하는 집열판; 및 상기 집열판이 흡수한 열을 흡수하거나 상기 태양 전지로부터 생성되는 열을 흡수하여 상기 축열탱크로 전달하는 히트파이프를 포함하며, 상기 히트 파이프의 주위를 에워싸는 제1 물질; 상기 히트 파이프와 제1 물질 사이의 공간을 채워주는 열 전달 물질; 및 상기 태양 전지의 상부에 위치하며, 대기로의 열손실을 막는 저철분 강화유리를 더 포함하는 하이브리드 태양광열 발전 시스템이 공지되어 있다.In addition, latitude and longitude are calculated in Korea Patent Registration 10-1742248 (registration date May 25, 2017) and time information is input from the outside, and the altitude and azimuth of the sun are calculated using the latitude and longitude and time information. to calculate the position of the sun and a position calculator implemented based on a program; a module part installed in multiple layers and included in a case made of a heat insulating material, moving to a position of the sun calculated through the position calculating part, and absorbing heat; a heat storage tank for storing high-temperature water absorbing the heat generated by the module unit; and a heating unit that provides heating using high-temperature water stored in the heat storage tank, wherein the module unit includes: a solar cell that moves according to a position of the sun and generates heat; a heat collecting plate positioned under the solar cell and absorbing heat generated from the solar cell; and a heat pipe that absorbs the heat absorbed by the heat collecting plate or absorbs heat generated from the solar cell and transfers it to the heat storage tank, the first material surrounding the heat pipe; a heat transfer material filling a space between the heat pipe and the first material; And it is located on the upper portion of the solar cell, the hybrid solar power generation system further comprising a low iron tempered glass to prevent heat loss to the atmosphere is known.
그러나, 상기 종래 특허기술의 PVT콜렉터들은 태양광모듈 집열판 하부에 집열파이프 또는 히트파이프를 별도로 설치하게 되므로 구조 및 제작이 복잡한 문제가 있었으며, 특히, 본 출원인이 출원하여 특허받은 한국등록특허 10-1803838에는 열교환 향상을 위하여 배플단을 설치하였으나, 배플단의 구조 및 배열 제작이 어려운 문제점이 있었다.However, the PVT collectors of the prior patent technology have a complicated structure and manufacturing problem because a heat collecting pipe or a heat pipe is separately installed under the solar module heat collecting plate. baffle stage was installed to improve heat exchange, but there was a problem in that it was difficult to fabricate the structure and arrangement of the baffle stage.
본 발명은, 상기 종래 문제점들을 해결하기 위하여, 건물의 지붕이나 외벽에 일체적으로 설치되어 건축 심미성을 나타내고, 태양광 집열 및 공기간의 열교환 효율이 우수하도록 열교환 타공배플플레이트를 구비하여 태양광 발전 및 태양광 집열 기능을 동시에 제공하기 위한 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is provided with a heat exchange perforated baffle plate to be integrally installed on the roof or exterior wall of a building to show architectural aesthetics, and to have excellent heat exchange efficiency between solar heat and air to generate solar power and It is a task to solve the problem of providing a building-integrated pneumatic photovoltaic power/thermal combined collector (BIPVT) to simultaneously provide the solar power collection function.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 건물의 외벽 구조체에 직접 장착 가능하도록 브라켓(500)이 구비된 사각프레임(200)과; 상기 사각프레임(200)의 상부 내측면에 끼워져 배치되고 태양 빛을 수광하여 전기에너지를 생성시키는 태양전지모듈(300)과; 상기 태양전지모듈(300)의 후면에 공기층을 두고, 상기 사각프레임(200)의 하부 내측면에 순차적으로 끼워져 배치되어 외부로의 열손실을 차단하는 단열재플레이트(401) 및 커버플레이트(400)와; 상기 태양전지모듈(300)과 상기 단열재플레이트(401) 사이의 상기 사각프레임(200)의 내부에 형성된 공기층과 연통되도록 상기 사각프레임(200) 일측과 타측에 각각 형성되는 공기연통구(미도시)와; 상기 단열재플레이트(401) 상부에 배치되되, 상기 공기연통구에 대하여 수직방향으로 길게 사다리꼴 단면형태로 간격을 두고 복수개 형성되는 사다리꼴배플(101)의 표면에 다수의 통공(102)이 타공되어 상기 사다리꼴배플(101) 및 상기 통공(102)에 의해 상기 공기연통구를 통하여 유입유출되는 공기의 난류 및 체류를 형성하면서 상기 태양전지모듈(300)로부터 발생된 열이 공기로 열전달되도록 배치되는 열교환 타공배플플레이트(100);를 포함하여 구성되되, 상기 사각프레임(200)의 상부 내측면에는 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 태양전지모듈삽입홈(201)이 형성되고, 상기 사각프레임(200)의 하부 내측면에는 상기 단열재플레이트(401)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 단열재플레이트삽입홈(403) 및 상기 하부커버플레이트(400)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 하부커버플레이트삽입홈(404)이 형성되며, 상기 사각프레임(200)의 하부 외부 측면에는 상기 브라켓(500)이 위치 가변되도록 슬라이딩 삽입되는 브라켓 삽입홈(203)이 형성되고, 상기 사각프레임(200)의 상하부 외부 측면 끝단에는 상기 사각프레임(200)이 건물의 외벽 구조체에 복수개 인접결합하여 장착되는 경우, 인접 사각프레임(200)과의 사이에 웨더스트립(W)이 삽입되어 실링되도록 형성되는 씰링단(204);을 포함하여 구성되는 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)를 과제의 해결수단으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention includes: a
상기 태양전지모듈삽입홈(201)에는 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 실링 고정되도록 상기 태양전지모듈삽입홈(201)의 상부 내측 끝단부에 상부씰링재결합홈(208-1)이 형성되어 상부씰링재(209-1)가 결합고정되고, 상기 태양전지모듈삽입홈(201)의 하부 내측 끝단부에 하부씰링재결합홈(208-2)이 형성되어 하부씰링재(209-2)가 결합고정되어 상기 상부씰링재(209-1) 및 하부씰링재(209-2) 사이에 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 삽입되어 실링 고정되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.In the solar cell
상기 열교환 타공배플플레이트(100)는 얇은 박막형태의 알루미늄 재질로 구성되는 금속전도막인 것을 과제의 해결수단으로 한다.The heat exchange perforated
상기 사각프레임(200)이 건물의 외벽 구조체에 복수개 인접결합하여 장착되는 경우, 최상단 사각프레임(200) 상단 일측 및 최하단 사각프레임(200) 하단 타측 공기연통구에는 각각 외기에 개방되도록 공기유입타공플레이트(601)가 형성되고, 상기 최상단 사각프레임(200) 하단 타측 및 최하단 사각프레임(200) 상단 일측 공기연통구 및 중간부에서 결합되는 사각프레임(200)의 일측 및 타측 공기연통구에는 인접 사각프레임(200)의 공기연통구와 연결되어 공기 유로의 기밀을 위한 가스켓(701)과 상기 가스켓(701)을 상기 사각프레임(200)에 고정하기 위한 가스켓프레임(702)이 형성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.When the
본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)는 건물 외피에 마감재로 장착이 용이하도록 사각프레임에 브라켓을 끼울 수 있도록 제작하여 설치현장에서 별도의 부속품 없이 건물 구조물에 컬렉터 자체를 부착할 수 있는 효과가 있다.The building-integrated pneumatic photovoltaic/thermal combined collector (BIPVT) of the present invention is manufactured so that a bracket can be inserted into the square frame for easy installation as a finishing material on the building envelope. It has an attachable effect.
또한, 상기 건물 일체형 공기식 태양광열복합 컬렉터는 태양 빛을 수광하여 전기에너지를 생성시키고, 태양전지모듈과 사각프레임의 하부에 배치되는 외부로부터 열손실을 차단하는 단열재플레이트 사이 내측에 공기 유동이 가능하도록 공기층을 두고 상기 공기층에 통공이 형성된 얇은 알루미늄 재질의 금속전도막으로 이루어진 베플플레이트에 의하여 공기의 난류 및 체류를 형성하면서 상기 태양전지모듈로부터 발생된 열이 공기로 열전달되는 집열효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, the building-integrated pneumatic photovoltaic composite collector generates electric energy by receiving sunlight, and air can flow inside between the solar cell module and the insulating material plate that blocks heat loss from the outside disposed under the square frame. A baffle plate made of a thin aluminum metal conductive film with a hole in the air layer to form an air layer to create turbulence and retention of air, while maximizing the heat collecting effect that heat generated from the solar cell module is transferred to the air. there is an effect
도 1은 본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광열복합 컬렉터 분해 사시도
도 2는 본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광열복합 컬렉터 결합 단면도
도 3은 본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광열복합 컬렉터 단면도
도 4는 본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광열복합 컬렉터 결합 단면도
도 5는 본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광열복합 컬렉터 가스켓 도면
도 6은 본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광열복합 컬렉터 결합 사시도
도 7은 본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광열복합 컬렉터 공기유입타공플레이트 도면1 is an exploded perspective view of a building-integrated pneumatic solar thermal composite collector of the present invention;
2 is a cross-sectional view of a building-integrated pneumatic solar thermal composite collector of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a building-integrated air-type solar thermal composite collector of the present invention;
4 is a cross-sectional view of a building-integrated pneumatic solar thermal composite collector of the present invention;
5 is a view of the building-integrated pneumatic solar thermal composite collector gasket of the present invention;
Figure 6 is a perspective view of a combined building-integrated air-type solar thermal composite collector of the present invention;
7 is a view of the air inlet perforated plate of the building-integrated air-type solar thermal composite collector of the present invention
본 발명은, 건물의 외벽 구조체에 직접 장착 가능하도록 브라켓(500)이 구비된 사각프레임(200)과; 상기 사각프레임(200)의 상부 내측면에 끼워져 배치되고 태양 빛을 수광하여 전기에너지를 생성시키는 태양전지모듈(300)과; 상기 태양전지모듈(300)의 후면에 공기층을 두고, 상기 사각프레임(200)의 하부 내측면에 순차적으로 끼워져 배치되어 외부로의 열손실을 차단하는 단열재플레이트(401) 및 커버플레이트(400)와; 상기 태양전지모듈(300)과 상기 단열재플레이트(401) 사이의 상기 사각프레임(200)의 내부에 형성된 공기층과 연통되도록 상기 사각프레임(200) 일측과 타측에 각각 형성되는 공기연통구(미도시)와; 상기 단열재플레이트(401) 상부에 배치되되, 상기 공기연통구에 대하여 수직방향으로 길게 사다리꼴 단면형태로 간격을 두고 복수개 형성되는 사다리꼴배플(101)의 표면에 다수의 통공(102)이 타공되어 상기 사다리꼴배플(101) 및 상기 통공(102)에 의해 상기 공기연통구를 통하여 유입유출되는 공기의 난류 및 체류를 형성하면서 상기 태양전지모듈(300)로부터 발생된 열이 공기로 열전달되도록 배치되는 열교환 타공배플플레이트(100);를 포함하여 구성되되, 상기 사각프레임(200)의 상부 내측면에는 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 태양전지모듈삽입홈(201)이 형성되고, 상기 사각프레임(200)의 하부 내측면에는 상기 단열재플레이트(401)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 단열재플레이트삽입홈(403) 및 상기 하부커버플레이트(400)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 하부커버플레이트삽입홈(404)이 형성되며, 상기 사각프레임(200)의 하부 외부 측면에는 상기 브라켓(500)이 위치 가변되도록 슬라이딩 삽입되는 브라켓 삽입홈(203)이 형성되고, 상기 사각프레임(200)의 상하부 외부 측면 끝단에는 상기 사각프레임(200)이 건물의 외벽 구조체에 복수개 인접결합하여 장착되는 경우, 인접 사각프레임(200)과의 사이에 웨더스트립(W)이 삽입되어 실링되도록 형성되는 씰링단(204);을 포함하여 구성되는 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)를 기술구성의 특징으로 한다.The present invention, a
상기 태양전지모듈삽입홈(201)에는 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 실링 고정되도록 상기 태양전지모듈삽입홈(201)의 상부 내측 끝단부에 상부씰링재결합홈(208-1)이 형성되어 상부씰링재(209-1)가 결합고정되고, 상기 태양전지모듈삽입홈(201)의 하부 내측 끝단부에 하부씰링재결합홈(208-2)이 형성되어 하부씰링재(209-2)가 결합고정되어 상기 상부씰링재(209-1) 및 하부씰링재(209-2) 사이에 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 삽입되어 실링 고정되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.In the solar cell
상기 열교환 타공배플플레이트(100)는 얇은 박막형태의 알루미늄 재질로 구성되는 금속전도막인 것을 기술구성의 특징으로 한다.The heat exchange perforated
상기 사각프레임(200)이 건물의 외벽 구조체에 복수개 인접결합하여 장착되는 경우, 최상단 사각프레임(200) 상단 일측 및 최하단 사각프레임(200) 하단 타측 공기연통구에는 각각 외기에 개방되도록 공기유입타공플레이트(601)가 형성되고, 상기 최상단 사각프레임(200) 하단 타측 및 최하단 사각프레임(200) 상단 일측 공기연통구 및 중간부에서 결합되는 사각프레임(200)의 일측 및 타측 공기연통구에는 인접 사각프레임(200)의 공기연통구와 연결되어 공기 유로의 기밀을 위한 가스켓(701)과 상기 가스켓(701)을 상기 사각프레임(200)에 고정하기 위한 가스켓프레임(702)이 형성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.When the
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및 도면에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments and drawings of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms, and is not limited to the embodiments and drawings described herein.
먼저, [도 1] 내지 [도 7]를 참조하여 설명하면, 본 발명의 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)는, 건물의 외벽 구조체에 직접 장착 가능하도록 브라켓(500)이 구비된 사각프레임(200)과; 상기 사각프레임(200)의 상부 내측면에 끼워져 배치되고 태양 빛을 수광하여 전기에너지를 생성시키는 태양전지모듈(300)과; 상기 태양전지모듈(300)의 후면에 공기층을 두고, 상기 사각프레임(200)의 하부 내측면에 순차적으로 끼워져 배치되어 외부로의 열손실을 차단하는 단열재플레이트(401) 및 커버플레이트(400)와; 상기 태양전지모듈(300)과 상기 단열재플레이트(401) 사이의 상기 사각프레임(200)의 내부에 형성된 공기층과 연통되도록 상기 사각프레임(200) 일측과 타측에 각각 형성되는 공기연통구(미도시)와; 상기 단열재플레이트(401) 상부에 배치되되, 상기 공기연통구에 대하여 수직방향으로 길게 사다리꼴 단면형태로 간격을 두고 복수개 형성되는 사다리꼴배플(101)의 표면에 다수의 통공(102)이 타공되어 상기 사다리꼴배플(101) 및 상기 통공(102)에 의해 상기 공기연통구를 통하여 유입유출되는 공기의 난류 및 체류를 형성하면서 상기 태양전지모듈(300)로부터 발생된 열이 공기로 열전달되도록 배치되는 열교환 타공배플플레이트(100);를 포함하여 구성되되, 상기 사각프레임(200)의 상부 내측면에는 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 태양전지모듈삽입홈(201)이 형성되고, 상기 사각프레임(200)의 하부 내측면에는 상기 단열재플레이트(401)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 단열재플레이트삽입홈(403) 및 상기 하부커버플레이트(400)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 고정되도록 형성되는 하부커버플레이트삽입홈(404)이 형성되며, 상기 사각프레임(200)의 하부 외부 측면에는 상기 브라켓(500)이 위치 가변되도록 슬라이딩 삽입되는 브라켓 삽입홈(203)이 형성되고, 상기 사각프레임(200)의 상하부 외부 측면 끝단에는 상기 사각프레임(200)이 건물의 외벽 구조체에 복수개 인접결합하여 장착되는 경우, 인접 사각프레임(200)과의 사이에 웨더스트립(W)이 삽입되어 실링되도록 형성되는 씰링단(204);을 포함하여 구성된다.First, referring to [FIG. 1] to [FIG. 7], the building-integrated pneumatic photovoltaic/thermal composite collector (BIPVT) of the present invention has a
이때, 특히, [도 2] 내지 [도 4]에 도시한 바와 같이, 상기 태양전지모듈삽입홈(201)에는 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 실링 고정되도록 상기 태양전지모듈삽입홈(201)의 상부 내측 끝단부에 상부씰링재결합홈(208-1)이 형성되어 상부씰링재(209-1)가 결합고정되고, 상기 태양전지모듈삽입홈(201)의 하부 내측 끝단부에 하부씰링재결합홈(208-2)이 형성되어 하부씰링재(209-2)가 결합고정되어 상기 상부씰링재(209-1) 및 하부씰링재(209-2) 사이에 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 삽입되어 실링 고정된다.At this time, in particular, as shown in [Fig. 2] to [Fig. 4], the solar cell
상기와 같이, 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 삽입되어 실링 고정되면, 상기 상기 사각프레임(200)과 태양전지모듈(300)의 접촉면 틈새 사이로 가열공기가 누출되어 열손실이 발생하는 것을 미리 방지하여 열효율을 중대시킬 수 있다.As described above, when the edge of the
여기서, 상기 열교환 타공배플플레이트(100)는 얇은 박막형태의 알루미늄 재질로 구성되는 금속전도막으로 구성되어 공기의 난류 및 체류에 의한 열전달효율을 극대화할 수 있음은 물론이다..Here, the heat exchange perforated
또한, [도 4] 내지 [도 7]에 도시한 바와 같이, 상기 사각프레임(200)이 건물의 외벽 구조체에 복수개 인접결합하여 장착되는 경우, 최상단 사각프레임(200) 상단 일측 및 최하단 사각프레임(200) 하단 타측 공기연통구에는 각각 외기에 개방되도록 공기유입타공플레이트(601)가 형성되고, 상기 최상단 사각프레임(200) 하단 타측 및 최하단 사각프레임(200) 상단 일측 공기연통구 및 중간부에서 결합되는 사각프레임(200)의 일측 및 타측 공기연통구에는 인접 사각프레임(200)의 공기연통구와 연결되어 공기 유로의 기밀을 위한 가스켓(701)과 상기 가스켓(701)을 상기 사각프레임(200)에 고정하기 위한 가스켓프레임(702)이 형성된다.In addition, as shown in [Fig. 4] to [Fig. 7], when the
상기와 같이, 상기 사각프레임(200)들 간에 공기연통구가 연결될 때, 상기 가스켓(701)이 설치되면, 공기 유로의 기밀을 유지할 수 있으므로 공기연통구 사이로 가열공기가 누출되어 열손실이 발생하는 것을 미리 방지하여 열효율을 중대시킬 수 있다.As described above, when the air communication hole is connected between the
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and a person skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments and drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments and drawings. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 열교환 타공배플플레이트 101 : 사다리꼴배플
102 : 통공 200 : 사각프레임
201 : 태양전지모듈삽입홈 203 : 브라켓 삽입홈
204 : 실링단 208-1 : 상부씰링재결합홈
208-2 : 하부씰링재결합홈 209-1 : 상부씰링재
209-2 : 하부씰링재 300 : 태양전지모듈
400 : 하부커버플레이트 401 : 단열재플레이트
403 : 단열재플레이트삽입홈 404 : 하부커버플레이트삽입홈
500 : 브라켓 601 : 공기유입타공플레이트
701 : 가스켓 702 : 가스켓프레임100: heat exchange perforated baffle plate 101: trapezoidal baffle
102: through hole 200: square frame
201: solar cell module insertion groove 203: bracket insertion groove
204: sealing end 208-1: upper sealing recombination groove
208-2: lower sealing recombination groove 209-1: upper sealing material
209-2: lower sealing material 300: solar cell module
400: lower cover plate 401: insulation plate
403: insulation plate insertion groove 404: lower cover plate insertion groove
500: Bracket 601: Air inlet perforated plate
701: gasket 702: gasket frame
Claims (4)
a square frame 200 provided with a bracket 500 to be directly mounted on the exterior wall structure of a building; a solar cell module 300 that is inserted into the upper inner surface of the rectangular frame 200 and receives sunlight to generate electric energy; An air layer is placed on the rear surface of the solar cell module 300, and is sequentially inserted into the lower inner surface of the rectangular frame 200 to block heat loss to the outside. A heat insulation plate 401 and a cover plate 400 and ; Air communication ports (not shown) respectively formed on one side and the other side of the rectangular frame 200 so as to communicate with the air layer formed inside the rectangular frame 200 between the solar cell module 300 and the insulating material plate 401 . Wow; A plurality of through-holes 102 are perforated on the surface of the trapezoidal baffle 101 disposed at the upper portion of the insulating material plate 401, the plurality of trapezoidal baffles being spaced apart from each other in a long trapezoidal cross-section in the vertical direction with respect to the air communication port. Heat exchange perforated baffle disposed so that heat generated from the solar cell module 300 is transferred to the air while forming turbulence and retention of the air flowing in and out through the air communication port by the baffle 101 and the through hole 102 The plate 100; is configured to include, the upper inner surface of the square frame 200 is a solar cell module insertion groove 201 formed so that the edge of the solar cell module 300 is inserted in the transverse direction to be fixed The edge of the insulation plate insertion groove 403 and the lower cover plate 400 formed so that the edge of the insulation plate 401 is inserted and fixed in the transverse direction on the lower inner surface of the rectangular frame 200 is A lower cover plate insertion groove 404 formed to be inserted and fixed in the transverse direction is formed, and a bracket insertion groove 203 into which the bracket 500 is slidably inserted so that the position of the bracket 500 is variable is formed on the lower outer side of the square frame 200 . is formed, and at the upper and lower outer side ends of the square frame 200, a weather strip (W) ) is inserted into the sealing end 204 formed to be sealed;
상기 태양전지모듈삽입홈(201)에는 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 횡방향으로 삽입되어 실링 고정되도록 상기 태양전지모듈삽입홈(201)의 상부 내측 끝단부에 상부씰링재결합홈(208-1)이 형성되어 상부씰링재(209-1)가 결합고정되고, 상기 태양전지모듈삽입홈(201)의 하부 내측 끝단부에 하부씰링재결합홈(208-2)이 형성되어 하부씰링재(209-2)가 결합고정되어 상기 상부씰링재(209-1) 및 하부씰링재(209-2) 사이에 상기 태양전지모듈(300)의 엣지가 삽입되어 실링 고정되는 것을 특징으로 하는 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)
The method of claim 1,
In the solar cell module insertion groove 201, the upper sealing recombination groove 208- at the upper inner end of the solar cell module insertion groove 201 so that the edge of the solar cell module 300 is inserted in the transverse direction to be sealed and fixed. 1) is formed, the upper sealing material 209-1 is coupled and fixed, and a lower sealing recombination groove 208-2 is formed at the lower inner end of the solar cell module insertion groove 201, so that the lower sealing material 209-2 is formed. ) is coupled and fixed, and the edge of the solar cell module 300 is inserted between the upper sealing material 209-1 and the lower sealing material 209-2 to be sealed and fixed. Thermal Composite Collector (BIPVT)
상기 열교환 타공배플플레이트(100)는 얇은 박막형태의 알루미늄 재질로 구성되는 금속전도막인 것을 특징으로 하는 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)
The method of claim 1,
The heat exchange perforated baffle plate 100 is a building-integrated air-type photovoltaic power generation/thermal composite collector (BIPVT), characterized in that it is a metal conductive film made of a thin film-type aluminum material.
상기 사각프레임(200)이 건물의 외벽 구조체에 복수개 인접결합하여 장착되는 경우, 최상단 사각프레임(200) 상단 일측 및 최하단 사각프레임(200) 하단 타측 공기연통구에는 각각 외기에 개방되도록 공기유입타공플레이트(601)가 형성되고, 상기 최상단 사각프레임(200) 하단 타측 및 최하단 사각프레임(200) 상단 일측 공기연통구 및 중간부에서 결합되는 사각프레임(200)의 일측 및 타측 공기연통구에는 인접 사각프레임(200)의 공기연통구와 연결되어 공기 유로의 기밀을 위한 가스켓(701)과 상기 가스켓(701)을 상기 사각프레임(200)에 고정하기 위한 가스켓프레임(702)이 형성되는 것을 특징으로 하는 건물 일체형 공기식 태양광 발전·열 복합컬렉터(BIPVT)The method of claim 1,
When the square frame 200 is mounted adjacently to a plurality of the outer wall structures of the building, the air inlet perforated plate is opened to the outside air in the upper one side of the uppermost square frame 200 and the other side of the lower end of the square frame 200, respectively. (601) is formed, the other side of the lower end of the uppermost square frame 200 and the lower end of the square frame 200, one side and the other air communication port of the square frame 200 coupled at the upper end and the middle portion of the square frame adjacent to the square frame (200) is connected to the air communication port of the building integrated, characterized in that a gasket 701 for airtightness of the air flow path and a gasket frame 702 for fixing the gasket 701 to the square frame 200 are formed. Pneumatic Solar Power and Thermal Combined Collector (BIPVT)
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