KR102474546B1 - 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템 - Google Patents

반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템은, 반사판의 각도를 제어함으로써 태양광 발전량 패턴을 조절하는 반사판 구동 제어부 및 상기 반사판 구동 제어부에 연결되어, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부와 이루는 각도가 제어되는 반사판을 포함한다. 상기와 같은 구성의 특징으로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면 공간 활용성이 높은 수직설치형 태양광 모듈 시스템을 사용하면서도, 발전 효율을 극대화할 수 있는 반사판 최적 설계를 통해 일사량이 가장 많은 정오의 발전량 확보가 가능하며 반사판 제어를 통해 일사량 및 필요 전력량에 따른 발전량의 패턴 조절이 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다.

Description

반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템{Vertical installation and bifacial photovoltaic module system that can adjust the power generation pattern using the optimal design of the reflector}
본 발명은 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템에 관한 것이다.
태양광 발전은 태양의 빛에너지를 반도체물질로 구성된 태양전지(Solar Cell)를 통해 수광면에서 태양광에 의해 발생한 전자/정공을 전극으로 수집하고 이를 통해 전기를 생산하는 발전기술로, '재생에너지 3020' 달성을 위한 핵심 신재생에너지 기술로서 각광받고 있다.
종래에는 단면 태양전지 셀을 이용하거나 불투명한 흰색 백시트를 이용하는 단면 태양광 모듈을 일반적으로 이용하여 전력을 생산하였으나, 설치에 넓은 면적을 요하므로 태양광 발전 신규 입지 확보에 어려움이 있었으며, 태양광 입사량이 적은 오전과 오후에는 발전량을 확보하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 동일 공간에서 발전 효율성을 높인 양면수광형 태양광 모듈 시스템이 대두되고 있다.
양면수광형 태양광 모듈은, 양면수광형 태양전지 셀과 투명한 백시트나 유리를 사용하여 후면으로도 빛을 흡수하여 발전 가능하도록 설계된 것을 특징으로 한다. 따라서 수직 설치 시 적은 공간을 이용하면서도 발전 성능의 확보가 가능하며 오전과 오후 모두 발전이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 종래 남향 경사형으로 설치된 단면수광형 태양광 모듈 및 동-서 방향으로 수직 설치된 양면수광형 태양광 모듈의 시간에 따른 태양광 입사량의 추이를 나타낸 그래프이다.
도 1을 참조하면, 양면수광형 태양광 모듈은 한정된 공간을 이용하여 효율적인 발전이 가능한 공간 활용성과 더불어 종래 단면수광형 태양광 모듈에 비해 오전과 오후 모두에서 발전이 유리한 장점이 있다는 것을 확인할 수 있다.
그러나, 수직 설치된 양면 태양광 모듈의 경우 정오 부근에 태양을 향하지 않으므로, 일사량이 가장 많은 정오의 태양광을 충분히 활용하지 못한다는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0102204호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공간 활용성이 높으면서도 충분한 발전 성능 확보가 가능하며, 반사판의 제어를 통해 일사량 및 필요 전력량에 따른 발전량의 패턴 조절이 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제공한다.
상기 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템은, 지면과 수직하게 위치하는 양면수광형 태양광 모듈부; 상기 태양광 모듈을 지면으로부터 이격되도록 지지하는 모듈 지지부; 상기 모듈 지지부 하부에 지면과 이격되게 위치하며, 반사판의 각도를 제어함으로써 태양광 발전량 패턴을 조절하는 반사판 구동 제어부; 및 상기 반사판 구동 제어부에 연결되어, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부와 이루는 각도가 제어되는 반사판;을 포함할 수 있다.
상기 양면수광형 태양광 모듈부는, 복수개의 양면수광형 태양전지 셀; 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면을 밀봉하는 밀봉재; 상기 밀봉재 위에서 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면에 배치되는 백시트;를 포함하고, 상기 밀봉재 및 상기 백시트는 각각 독립적으로 투명한 소재로 구성됨으로써 상기 양면수광형 태양광 모듈부가 양면에서 빛을 수광하여 발전이 가능하도록 할 수 있다.
상기 반사판 구동 제어부는, 실시간으로 발전량 데이터를 수신하는 발전량 데이터 수신부; 및 상기 발전량 데이터 수신부를 통해 수신된 발전량 데이터를 분석하는 발전량 데이터 분석부;를 포함하고, 상기 발전량 데이터 분석부에서 분석된 발전량 데이터를 바탕으로 상기 반사판의 각도를 제어함으로써 상기 태양광 모듈부의 발전량 패턴을 조절할 수 있다.
상기 반사판 구동 제어부는, 상기 반사판이 상기 양면수광형 태양광 모듈부를 가리지 않도록 상기 양면수광형 태양광 모듈부와 상기 반사판의 길이만큼 이격되어 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 반사판은, 상부에 위치하는 제1반사판; 및 하부에 위치하는 제2반사판;을 포함하고, 상기 제1반사판 및 상기 제2반사판은 서로 슬라이딩 되며 길이가 조절될 수 있는 슬라이드 구조일 수 있다.
상기 반사판은, 알루미늄, 양철 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 재질일 수 있다.
상기 반사판은, 반사율을 높일 수 있도록 흰색 페인트로 칠해진 것일 수 있다.
상기 반사판은, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0 내지 180도로 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간 활용성이 높은 수직설치형 태양광 모듈 시스템을 사용하면서도, 발전 효율을 극대화할 수 있는 반사판 최적 설계를 통해 일사량이 가장 많은 정오의 발전량 확보가 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사판 제어를 통해 일사량 및 필요 전력량에 따른 발전량의 패턴 조절이 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래 남향 경사형으로 설치된 단면수광형 태양광 모듈 및 동-서 방향으로 수직 설치된 양면수광형 태양광 모듈의 시간에 따른 태양광 입사량의 추이를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 반사판을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 중 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 중 일사량 및 발전량을 나타낸 표이다.
도 6은 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 한달간의 일사량 및 일일누적 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 비교예 1의 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 8은 제조예 1에 따른 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 9는 제조예 2에 따른 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 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.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템은, 기판의 수평면을 기준으로 지면과 수직하게 위치하는 양면수광형 태양광 모듈부(100); 상기 태양광 모듈을 지면으로부터 이격되도록 지지하는 모듈 지지부(200); 상기 모듈 지지부 하부에 지면과 이격되게 위치하며, 반사판의 각도를 제어함으로써 태양광 발전량 패턴을 조절하는 반사판 구동 제어부(300); 및 상기 반사판 구동 제어부에 연결되어, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부와 이루는 각도가 제어되는 반사판(400);을 포함할 수 있다.
상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)는, 복수개의 양면수광형 태양전지 셀; 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면을 밀봉하는 밀봉재; 상기 밀봉재 위에서 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면에 배치되는 백시트;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 밀봉재 및 상기 백시트는, 각각 독립적으로 투명한 소재로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)는, 태양광을 양면 모두에서 수광하여 발전이 가능하므로, 상기 양면수광형 태양광 모듈을 동-서 방향으로 지면과 수직하게 설치하면, 한정된 공간을 이용하여 효율적인 발전이 가능한 공간 활용성과 더불어 오전과 오후 모두에서 발전이 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 단면수광형 태양광 모듈이 일사량이 가장 높은 정오 부근에서 태양빛을 많이 받을 수 있게 최적화되어 있는 것과 달리, 수직설치 된 양면 태양광 모듈의 경우 정오에 태양을 향하지 않기 때문에 입사되는 태양광의 양이 감소하게 되는바, 입사량이 가장 많은 정오에 발전량을 충분히 확보하지 못하게 되어 이는 큰 손실이 된다.
이에, 본 발명의 발명자들은, 반사판(400) 및 상기 반사판의 구동을 제어하는 반사판 구동 제어부(300)를 포함하도록 하여, 오전과 오후뿐만 아니라 정오부근에서의 빛 흡수를 최대화 함으로써, 발전량의 패턴 조절이 가능한 반사판 최적 설계를 이용한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 발명하기에 이르렀다.
상기 반사판 구동 제어부(300)는, 실시간으로 발전량 데이터를 수신하는 발전량 데이터 수신부; 및 상기 발전량 데이터 수신부를 통해 수신된 발전량 데이터를 분석하는 발전량 데이터 분석부;를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 발전량 데이터 분석부에서 분석된 발전량 데이터를 바탕으로, 상기 반사판 구동 제어부(300)는, 태양광의 입사각에 따라 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)로의 입사광이 많아 발전량이 많은 시간에는 반사판(400)의 각도를 조절하여 상기 반사판(400)으로부터 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)로 반사되는 태양광 반사량이 감소되도록 조절하거나, 혹은 정오와 같이 태양광이 수직으로 입사함에 따라 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)로의 태양광 입사량이 적은 시간에는 반사판(400)의 각도를 조절하여 상기 반사판으로부터 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)로 반사되어 들어가는 태양광 반사량이 증가되도록 반사판(400)의 각도를 제어할 수 있다.
상기와 같이 실시간 발전량 데이터에 따라 반사판의 각도를 조절함으로써, 태양의 위치, 즉 시간대 및 태양광의 입사각에 구애받지 않고도 소비전력량에 맞추어 필요한 발전량을 확보할 수 있도록 발전량의 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 반사판 구동 제어부(300)는, 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)와 상기 반사판(400)의 길이만큼 이격되어 위치할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 인하여, 상기 반사판(400)이 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)를 가려 모듈부로의 태양광 입사를 방해하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 반사판(400)이 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0 내지 180도를 이루도록 제어될 수 있다. 따라서, 상기 반사판이 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 90도 내지 180도를 이루도록 제어하여 상기 태양광 모듈부로 도달하는 태양광의 반사량을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 반대로 상기 반사판이 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0도 내지 90도를 이루도록 제어하여 상기 태양광 모듈부로 도달하는 태양광의 반사량을 감소시키는 방향으로도 조절될 수 있다.
도 3은 본 발명의 반사판(400)을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 반사판(400)은, 상부에 위치하는 제1반사판(410); 및 하부에 위치하는 제2반사판(420);을 포함하고, 상기 제1반사판 및 상기 제2반사판은 서로 슬라이딩 되며 길이가 조절될 수 있는 슬라이드 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성으로 인하여, 상기 반사판(400)은, 상기 반사판 구동 제어부(300)에 의해 상기 제1 및 제2 반사판의 슬라이딩이 제어됨으로써 그 길이가 제어될 수 있다.
따라서, 실시간으로 태양광 발전량이 많은 시간에는 반사판의 길이를 짧게 조절하여 태양광 반사량을 줄이고, 태양광 발전량이 적은 시간에는 반사판의 길이를 길게하여 태양광 반사량을 늘림으로써 발전량의 패턴을 조절할 수 있다.
또한, 상기 반사판(400)은, 알루미늄, 양철 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 재질로 이루어진 것일 수 있다.
상기와 같이 저렴한 비용으로 반영구적으로 사용 가능한 금속 소재로 이루어진 반사판을 이용함으로써, 경제적으로 사용 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 반사판(400)은, 반사율을 높일 수 있도록 흰색 페인트로 칠해진 것일 수 있다.
이때, 상기 페인트의 색상은 흰색으로 제한되는 것은 아니며, 상기 반사판의 반사 효율을 높일 수 있는 색상이라면 제한 없이 사용이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간 활용성이 높은 수직설치형 태양광 모듈 시스템을 사용하면서도, 발전 효율을 극대화할 수 있는 반사판 최적 설계를 통해 일사량이 가장 많은 정오의 발전량 확보가 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사판 제어를 통해 일사량 및 필요 전력량에 따른 발전량의 패턴 조절이 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다.
이하에서는 제조예, 비교예 및 실험예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명이 하기 제조예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1> 양철 반사판을 설치한 태양광 모듈 시스템
먼저, 반사판으로 양철 반사판을 이용하여 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제조하였다.
표 1은 본 발명의 실시예에 사용된 태양광의 성능 사양을 나타낸 표이다.
[표 1]
Figure 112020064882734-pat00001
표 1을 참조하여 본 발명의 실험예에 사용된 태양광 모듈의 성능 사양을 설명하면, 전면 기준 400W 급의 발전량을 가진 n-PERT 타입의 72셀 단면 및 양면 모듈을 각 3장씩 직렬 연결 한 후 실험을 진행하였다. 이 외의 구성 장비로는 수직형(East, West) 일사량계 2대, 수평면 일사량계 1대로 총 3대의 일사량계와 전자 부하로 구성되었다. 수직형(East, West) 및 수평면 일사량계는 Kipp&Zonen사의 CMP3와 CMP6 가 각각 사용되었고, 전자 부하는 ODA사의 테크놀러지 LF-2400C(600V, 80A, 2400W)로 설치하였다. 태양광 모듈은 동-서 방향으로 수직하게 설치되었으며, 전면이 서쪽을 향하도록 설치되었다.
<제조예 2> 흰색 페인트 반사판을 설치한 태양광 모듈 시스템
반사판으로 흰색 페인트 반사판을 이용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방식으로 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제조하였다.
<비교예 1> 반사판을 설치하지 않은 태양광 모듈 시스템
반사판을 덧대지 않은 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방식으로 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제조하였다.
<실험예 1> 수직설치형 단면 및 양면 태양광 모듈 시스템의 발전량 비교
먼저 수직설치형 단면수광형 태양광 모듈 시스템과 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 시간에 따른 발전량을 비교해보는 실험을 진행하였다.
도 4는 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 중 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 중 일사량 및 누적발전량을 나타낸 표이다.
도 4 및 도 5를 참조하여 본 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 일사량 및 발전량 패턴에 대해 설명한다.
도 4를 참조하면, 우선 뚜렷하게 구별되는 것은 양면 모듈의 발전량 그래프는 피크가 두 개로 오전과 오후에 발전을 하고 정오에는 발전량이 감소하고, 단면 모듈은 정오가 지난 오후에는 정상적인 발전이 이루어지나 오전에는 그 발전량이 오후 최대 발전량의 20%에도 미치지 못함을 확인할 수 있다. 이는 양면 모듈의 경우 양면 모두에서 발전이 가능하지만 단면 모듈의 경우 단면 발전만 가능하기 때문이다. 이때, 단면 모듈의 경우 전면이 서쪽을 향하도록 설치되었으나 해가 동쪽에 있는 오전에도 일부분 발전이 가능한데, 이는 직사광은 태양광 모듈의 표면에 도달하지 못하나 대기 중에서 산란된 산란광이나 주변 사물이나 바닥으로부터의 반사광으로 발전이 가능하기 때문이다. 지역과 기후에 따라 다양하지만, 통상적으로 구름이 없고 맑은 날 일사량 비율은 직달일사량 85% + 산란일사량 15%로 이루어져 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 오전의 누적 발전량은 양면 모듈 스트링의 경우 2.44kWh, 단면 모듈 스트링의 경우 0.75kWh이고 Bifacial Gain Energy(BGE)는 225.33%이며, 오후의 누적 발전량은 양면 모듈 스트링의 경우 4.34kWh, 단면 모듈 스트링의 경우 3.83kWh이고 BGE는 13.32%였다. 도합하면 양면 모듈 스트링의 누적 발전량은 6.78kWh, 단면 모듈 스트링의 누적 발전량은 4.58kWh로 단면 모듈 대비 양면 모듈이 48% 많은 발전량을 기록하였음을 확인할 수 있다.
도 6은 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 한달간의 일사량 및 일별 누적 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 단면 모듈 대비 양면 모듈이 약 41.9% 많은 발전량을 기록하였음을 확인할 수 있다.
따라서, 동일하게 수직설치 된 태양광 모듈 시스템은 양면수광형이 단면수광형보다 더 많은 발전량을 기록하는 것을 확인할 수 있다.
<실험예 2> 반사판 설치 유무에 따른 수직설치형 단면 및 양면 태양광 모듈 시스템의 발전량 비교
수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 반사판 설치 유무에 따른 발전량을 비교해보는 실험을 진행하였다.
도 7은 비교예 1의 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 8은 제조예 1에 따른 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 9는 제조예 2에 따른 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 반사판으로 흰색 페인트 반사판을 이용한 양면수광형 태양광 모듈 시스템이, 반사판이 없거나 양철 반사판을 이용하였을 때에 비하여 정오 부근에서 가장 높은 발전량을 확보한 것을 확인할 수 있으며, 누적 발전량 또한 단면수광형과 비교하였을 때 59.69% 증가하여 가장 높은 증가량을 보인 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템은, 단면수광형 대비 높은 발전 성능의 향상 및 정오 부근에서 발전량을 확보함으로써 시간에 따른 발전량 패턴의 조절이 가능한 것을 확인할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 양면수광형 태양광 모듈부
200: 모듈 지지부
300: 반사판 구동 제어부
400: 반사판 410: 제1반사판 420: 제2반사판

Claims (8)

  1. 지면과 수직하게 위치하는 양면수광형 태양광 모듈부;
    상기 태양광 모듈부를 지면으로부터 이격되도록 지지하는 모듈 지지부;
    상기 모듈 지지부 하부에 지면과 이격되게 위치하며, 반사판의 각도를 제어함으로써 태양광 발전량 패턴을 조절하는 반사판 구동 제어부; 및
    상기 반사판 구동 제어부에 연결되어, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부와 이루는 각도가 제어되는 반사판;을 포함하고,
    상기 반사판은, 상부에 위치하는 제1반사판; 및 하부에 위치하는 제2반사판;을 포함하고, 상기 제1반사판 및 상기 제2반사판은, 상기 구동 제어부를 통해 서로 슬라이딩 되도록 제어됨으로써 길이가 조절될 수 있는 슬라이드 구조인 것을 특징으로 하고,
    상기 반사판은, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0 내지 180도로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하고,
    상기 반사판이 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 90도 내지 180도를 이루도록 제어하여 상기 태양광 모듈부로 도달하는 태양광의 반사량을 증가시키는 방향으로 조절이 가능하고, 상기 반사판이 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0도 내지 90도를 이루도록 제어하여 상기 태양광 모듈부로 도달하는 태양광의 반사량을 감소시키는 방향으로 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양면수광형 태양광 모듈부는,
    복수개의 양면수광형 태양전지 셀;
    상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면을 밀봉하는 밀봉재;
    상기 밀봉재 위에서 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면에 배치되는 백시트;를 포함하고,
    상기 밀봉재 및 상기 백시트는 각각 독립적으로 투명한 소재로 구성됨으로써 상기 양면수광형 태양광 모듈부가 양면에서 빛을 수광하여 발전이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반사판 구동 제어부는, 실시간으로 발전량 데이터를 수신하는 발전량 데이터 수신부; 및 상기 발전량 데이터 수신부를 통해 수신된 발전량 데이터를 분석하는 발전량 데이터 분석부;를 포함하고,
    상기 발전량 데이터 분석부에서 분석된 발전량 데이터를 바탕으로 상기 반사판의 각도를 제어함으로써 상기 태양광 모듈부의 발전량 패턴을 조절하는 것을 특징으로 하는 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사판 구동 제어부는, 상기 반사판이 상기 양면수광형 태양광 모듈부를 가리지 않도록 상기 양면수광형 태양광 모듈부와 상기 반사판의 길이만큼 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반사판은, 알루미늄, 양철 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반사판은, 반사율을 높일 수 있도록 흰색 페인트로 칠해진 것을 특징으로 하는 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
  8. 삭제
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