KR102526602B1 - 개폐형 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

개폐형 태양광 발전장치를 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 태양광 발전장치 내에서 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 발전모듈에 있어서, 3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현되어, 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제1 태양전지와 실리콘 화합물로 구현되어 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제2 태양전지와 상기 제2 태양전지를 지지하는 기판과 상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하여, 상기 제1 태양전지로의 집광여부를 결정하는 렌즈 및 상기 렌즈가 이동할 수 있도록 하는 동력을 제공하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전모듈을 제공한다.

Description

개폐형 태양광 발전장치{Switchable Solar Power Generation Device}
본 발명은 날씨에 따라 개폐하여 발전효율을 상승시킨 태양광 발전장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
최근 들어, 전통적인 화석연료의 매장량이 줄어들고 화석연료로 인한 환경오염이 심각해지면서, 친환경적인 대체 에너지의 활용에 관심이 증가하고 있다. 특히, 태양광을 이용한 태양전지모듈은 오랜 연구를 거치며 축적된 기술로 인해 향후 전통적인 에너지를 대체할 가장 유력한 대체에너지로 각광받고 있다.
이러한 태양전지모듈의 설치용량은 2010년까지 약 30GW에 이르고 있으며, 2020년에는 100GW에 이를 것으로 전망된다. 또한, 국내에서는 태양전지모듈에 관한 수요가 1년에 약 100MW 정도 발생하고 있으며, 태양전지모듈을 이용한 전기 생산 능력은 약 1GW에 달하고 있다. 이러한 국내외 상황을 감안할 때, 태양광 산업은 향후 지속적으로 성장할 것으로 예상된다.
이와 같이, 태양전지 모듈에 사용되는 태양전지는 3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현될 수도 있고, 실리콘(Si) 화합물로 구현될 수도 있다.
3-5족 화합물로 구현된 태양전지는 우수한 전기에너지 생성 효율을 가지나, 많은 광량이 입사되어야만 이와 같은 효율을 확보할 수 있다. 이에, 날씨가 맑아 충분한 광량이 확보되는 날에는 우수한 발전 효율을 가질 수 있지만, 날씨가 흐려 충분한 광량이 확보되지 못하는 날에는 충분한 발전량을 확보하지 못하는 문제가 있다.
한편, 실리콘 화합물로 구현된 태양전지는 상대적으로 낮은 전기에너지 생성 효율을 가지나, 광량에 상대적으로 덜 민감한 특성을 갖는다. 이에, 날씨와 관계없이 적정량의 발전량을 확보할 수는 있으나, 맑은 날에 3-5족 화합물로 구현된 태양전지가 생성해내는 전기 에너지량만큼은 확보할 수 없는 문제가 있다.
본 발명의 일 실시예는, 집광하는 렌즈를 개폐하여 날씨와 관계없이 우수한 발전효율을 확보할 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 태양광 발전장치 내에서 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 발전모듈에 있어서, 3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현되어, 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제1 태양전지와 실리콘 화합물로 구현되어 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제2 태양전지와 상기 제2 태양전지를 지지하는 기판과 상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하여, 상기 제1 태양전지로의 집광여부를 결정하는 렌즈 및 상기 렌즈가 이동할 수 있도록 하는 동력을 제공하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전모듈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 태양전지는 상기 제2 태양전지 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 태양전지는 전기 에너지를 생산하는 과정에서 발생하는 열을 상기 제2 태양전지로 방열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 태양전지는 전기 에너지를 생산하는 과정에서 발생하는 열 또는 상기 제1 태양전지로부터 전달된 열을 상기 기판으로 방열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기판은 내부에 냉각수가 흐르는 파이프를 포함하여, 상기 제2 태양전지를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈는 상기 발전모듈로 입사되는 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라, 상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 태양광 발전장치 내에서 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 발전모듈 어레이에 있어서, 상기 발전모듈 복수 개가 어레이 형태로 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 발전모듈 어레이를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 태양광 발전장치에 있어서, 3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현되어 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제1 태양전지, 실리콘 화합물로 구현되어 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제2 태양전지. 상기 제2 태양전지를 지지하는 기판. 상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하여 상기 제1 태양전지로의 집광여부를 결정하는 렌즈 및 상기 렌즈가 이동할 수 있도록 하는 동력을 제공하는 모터를 포함하는 발전모듈과 상기 발전모듈로 입사하는 광량을 센싱하는 센서부 및 상기 센서부가 센싱한 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단하여, 상기 모터를 제어하여 상기 렌즈의 위치를 이동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 태양전지는 상기 제2 태양전지 상에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 태양전지는 전기 에너지를 생산하는 과정에서 발생하는 열을 상기 제2 태양전지로 방열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 태양전지는 전기 에너지를 생산하는 과정에서 발생하는 열 또는 상기 제1 태양전지로부터 전달된 열을 상기 기판으로 방열하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기판은 내부에 냉각수가 흐르는 파이프를 포함하여, 상기 제2 태양전지를 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 렌즈는 상기 발전모듈로 입사되는 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라, 상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 태양광 발전장치에 있어서, 상기 발전모듈 어레이와 상기 발전모듈로 입사하는 광량을 센싱하는 센서부 및 상기 센서부가 센싱한 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단하여, 상기 모터를 제어하여 상기 렌즈의 위치를 이동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 집광하는 렌즈를 개폐하여 날씨와 관계없이 우수한 발전효율을 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량이 상대적으로 많을 때 발전부의 동작을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량이 상대적으로 적을 때 발전부의 동작을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부 어레이를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전장치(100)는 센서부(110), 제어부(120) 및 발전부(130)를 포함한다.
센서부(110)는 태양광 발전장치(100)로 입사되는 광량을 센싱한다. 센서부(110)는 입사되는 태양광의 광량을 센싱하여 제어부(120)로 전달함으로써, 제어부(120)가 발전부(130) 내 렌즈의 개폐를 결정할 수 있도록 한다.
제어부(120)는 센서부(110)의 센싱값을 토대로, 발전부(130)의 동작을 제어한다. 제어부(120)는 센서부(110)의 센싱값을 수신하여, 태양광 발전장치(100)로 입사하는 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지를 판단한다. 입사하는 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우라면, 3-5족 화합물로 구현된 태양전지(이하에서, '제1 태양전지'라 칭함)와 실리콘 화합물로 구현된 태양전지(이하에서, '제2 태양전지'라 칭함) 모두에서 발전이 이루어지는 것 보다 제1 태양전지로 집광하는 편이 보다 높은 발전 효율을 확보할 수 있다. 이에 따라, 제어부(120)는 제1 태양전지로 입사광을 집광하여 발전하도록 발전부(130)를 제어한다. 반대로, 입사하는 광량이 기 설정된 기준치에 미치지 못하는 경우라면, 제1 태양전지와 제2 태양전지 모두에서 발전이 이루어지는 것이 보다 높은 발전 효율을 확보할 수 있다, 이에 따라, 제어부(120)는 제1 태양전지 및 제2 태양전지 모두가 발전하도록 발전부(130)를 제어한다.
발전부(130)는 태양광을 입사받아 전기에너지를 생산한다. 발전부(130)는 제1 태양전지 및 제2 태양전지를 포함하여, 광에너지로부터 전기에너지를 생산한다. 발전부(130)는 제어부(120)의 제어에 따라, 제1 태양전지로 광을 집광하여 전기에너지를 생산할 수도 있고, 별도의 집광없이 양 태양전지 모두에서 전기에너지를 생산할 수도 있다. 발전부(130)의 구체적인 구조는 도 2 내지 5를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부(130)는 렌즈(210), 제1 태양전지(220), 제2 태양전지(230), 기판(240), 수납부(250), 하우징(260) 및 모터(미도시)를 포함한다.
렌즈(210)는 각 태양전지(220, 230)의 (광이 입사되는 축 상의) 상방으로 태양전지(220)로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에서 개폐하며, 입사광을 제1 태양전지(220)로 집광한다.
렌즈(210)는 각 태양전지(220, 230)의 (광이 입사되는 축 상의) 상방에 배치될 수 있다. 렌즈(210)는 하우징(260)의 단면과 동일한 면적을 가져, 하우징(260)에서 상부(+y축 방향, 광이 입사되는 축으로 최상단)에 배치될 수 있으며, 태양전지들을 외부 환경과 차단시키고 태양전지로 광을 집광한다.
렌즈(210)는 각 태양전지(220, 230)의 상방으로 태양전지(220)로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에서 개폐한다. 렌즈(210)는 수납부(250)와 가까운 끝단이 하우징(260)과 힌지 구조로 연결되어, 수납부(250)와 가까운 끝단을 중심으로 수납부(250)로부터 먼 끝단이 회전하며 개폐될 수 있다. 렌즈(210)가 최종적으로 모두 개방된 경우, 렌즈(210)는 수납부(250) 상에서 y축 방향으로 곧게 서있는 상태를 갖게 되고, 수납부(250) 방향으로 하강하며 수납부(250) 내에 수납될 수 있다. 또는, 렌즈(210)의 하단(-y축 방향)에 바퀴(미도시)가 배치되어, 수납부(250)와 멀어지거나 가까워지는 방향(x축 방향)으로 이동할 수 있다. 개방을 위해, 렌즈(210)는 수납부(250)와 가까워지는 방향(-x축)으로 이동할 수 있다. 렌즈(210)는 해당 방향으로 최대한 이동한 후, 수납부(250)의 최상단(+y축)과 가까운 끝단을 중심으로 힌지구조로 타 끝단이 반시계방향으로 하강하며 수납부(250)에 수납될 수 있다. 이와 같은 구조로 렌즈(210)는 개폐될 수 있다. 다만, 렌즈(210)의 동작이 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 전술한 위치에 배치되거나 전술한 위치에서 수납부(250)로 수납될 수 있다면 어떠한 방식으로 이동하여도 무방하다.
렌즈(210)는 전술한 위치에 배치될 경우, 발전부(130)로 입사되는 광을 집광한다. 렌즈(210)는 프레넬 렌즈로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 렌즈(210)로 다양한 각도에서 입사되는 광을 일 초점으로 집광할 수 있는 렌즈면 어떠한 것으로 대체될 수 있다.
입사하는 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우, 렌즈(210)는 제어부(120)의 제어에 따라 태양전지(220)로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치로 배치된다. 해당 위치에서 렌즈(210)는 입사되는 광을 제1 태양전지(220)로 집광한다. 반대로, 입사하는 광량이 기 설정된 기준치에 미치지 못하는 경우, 렌즈(210)는 수납부(250)에 수납되며 개방되어, 발전부(130) 내로 입사되는 모든 태양광이 제1 태양전지(220)와 제2 태양전지(230)에 입사될 수 있도록 한다.
제1 태양전지(220) 및 제2 태양전지(230)는 광 에너지를 입사받아 전기 에너지를 생산한다. 제1 태양전지(220)는 외부의 축전기(미도시)와 전극 또는 전극리본(225)으로 연결되어 생산하는 전기 에너지를 저장한다. 제2 태양전지(230)는 제어부(130)의 제어에 따라 광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 경우, 제1 태양전지(220)와 직렬 연결되며, 생산한 전기 에너지를 외부의 축전기(미도시)로 제1 태양전지(220)와 함께 전달한다.
제1 태양전지(220)는 제2 태양전지(230) 상(광이 입사하는 방향으로의 상부)에 배치되며, 접착제 등의 물질로 고정될 수 있다. 제1 태양전지(220)가 제2 태양전지(230) 상에 배치되기에, 양자는 열적으로 접촉된다. 따라서, 제1 태양전지(220)로부터 전기 에너지를 생산하며 발생하는 열은 제2 태양전지(230)로 전달되며 방열된다. 제2 태양전지(230)는 기판(240)으로 열을 전달하며 방열한다.
제1 태양전지(220) 및 제2 태양전지(230)가 전기 에너지를 생산하는 동작은 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량이 상대적으로 많을 때 발전부의 동작을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 입사광량이 상대적으로 적을 때 발전부의 동작을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 입사광량이 기준치를 초과할 경우, 모터(미도시)로부터 동력을 제공받아 렌즈(210)가 하우징(260)의 제1 태양전지(220)로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치로 배치된다. 렌즈(210)의 배치로 인해, 발전부(130)로 입사하는 모든 광을 제1 태양전지(220)로 집광한다. 이에, 제1 태양전지(220)는 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산한다. 이 경우, 제1 태양전지(220)는 전기 에너지를 생산하며 상당한 열을 발생시킨다. 태양전지로부터 발생하는 열은 태양전지의 전기 에너지 생산 효율을 저하시키기 때문에, 방열이 필수적이다. 이때, 제2 태양전지(230)로는 광이 거의 입사되지 못하기 때문에, 전기 에너지의 생산을 수행하지 않아 상대적으로 제1 태양전지(220)보다 상당히 낮은 온도를 갖는다. 이에, 제1 태양전지(220)에서 발생하는 열은 제2 태양전지(230)로 방열이 되며, 제2 태양전지(230)로 전달된 열은 기판(240)으로 방열된다. 이에 따라, 제1 태양전지(220)가 우수한 효율로 전기 에너지를 생산할 수 있으면서도, 발전 과정에서 발생하는 열도 구조적(제2 태양전지(230)를 이용하여)으로 원활히 배출할 수 있다.
반면, 도 4를 참조하면, 충분한 태양광이 입사하지 못하는 경우, 모터(미도시)로부터 동력을 제공받아 렌즈(210)는 전술한 동작과 같이 개방되어 수납부(250)로 수납된다. 이에, 발전부(130)로 입사하는 태양광은 제1 태양전지(220)로 집광되는 것은 아니고, 제1 태양전지(220)와 제2 태양전지(230)로 고르게 입사된다. 이에, 제1 태양전지(220)와 제2 태양전지(230) 모두에서 전기 에너지가 생산되며, 생산 과정에서 발생하는 열은 제2 태양전지(230) 및 기판(240)을 거쳐 모두 방열된다. 이에, 광량이 충분치 못한 환경에서는 제1 태양전지(220)와 제2 태양전지(230) 모두가 전기 에너지를 생산하며 충분한 발전량을 확보할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 기판(240)은 제2 태양전지(230)의 (광이 입사하는 방향으로의) 하부에 배치되어, 제2 태양전지(230)를 지지하며 제2 태양전지(230)를 냉각시킨다. 기판(240) 내로 냉각수를 유입시키는 파이프(미도시)가 배치될 수 있으며, 냉각수가 흐르는 파이프(미도시)를 이용해 제1 태양전지(220)로부터 전달된 열이나 제1 태양전지(220)와 제2 태양전지(230)로부터 발생한 열을 냉각시킨다.
렌즈(210)가 개방되는 경우, 수납부(250)는 개방된 렌즈가 수납되어 배치될 수 있는 공간을 제공한다. 렌즈(210)가 개방된 채로 그대로 외부 환경에 노출될 경우, 외부 환경에 의해 파손 우려가 존재한다. 이를 방지하기 위해, 수납부(250)는 하우징(260)의 일측에 위치하여, 개방되는 렌즈(210)가 수납되어 외부 환경에 그대로 노출되지 않도록 한다.
모터(미도시)는 제어부(120)의 제어에 따라, 렌즈(210)가 개폐될 수 있도록 하는 동력을 제공한다. 발전부(130)로 입사되는 광량에 따라 렌즈(210)의 위치가 가변한다. 모터(미도시)는 렌즈(210)가 이동할 수 있도록 하는 동력을 제공한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부의 회로도를 도시한 도면이다.
제어부(120)는 센서부(110)의 센싱값을 토대로, 입사광량이 기준치를 초과하는지 여부를 판단한다. 입사광량이 기준치를 초과할 경우, 제어부(120)는 렌즈(210)가 전술한 위치에 배치되도록 모터(미도시)를 제어하여 입사광이 제1 태양전지(220)로 집광되도록 한다. 제2 태양전지(230)는 제1 태양전지(220)의 열을 방열하는 역할을 하며, 제1 태양전지(220)에서 대부분의 전기 에너지가 생산된다. 이에, 제어부(120)는 스위치(510)가 제1 태양전지(220)와 접지를 연결하도록 제어하여, 제1 태양전지(220)와 외부의 축전지(미도시)가 폐회로를 형성하도록 한다. 제어부(미도시)는 제1 태양전지(220)에서 생산되는 전기 에너지가 외부의 축전지(미도시)에 저장될 수 있도록 한다.
반대로, 입사광량이 기준치에 미치지 못할 경우, 제어부(120)는 렌즈(210)가 개방되도록 모터(미도시)를 제어하여, 입사광이 제1 태양전지(220) 및 제2 태양전지(230) 모두로 입사되도록 한다. 제1 태양전지(220) 및 제2 태양전지(230) 모두에서 전기 에너지가 생산된다. 제어부(120)는 스위치(510)가 제1 태양전지(220)와 제2 태양전지(230)를 연결하도록 제어하여, 제1 태양전지(220), 제2 태양전지(230) 및 외부의 축전지(미도시)가 폐회로를 형성하도록 한다. 제어부(미도시)는 제1 태양전지(220)와 제2 태양전지(230) 모두에서 생산되는 전기 에너지가 외부의 축전지(미도시)에 저장될 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부 어레이를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전부 어레이(600)는 복수의 발전부(130a)를 포함한다. 태양광 발전장치(100) 내 발전부(130)는 배치될 공간의 면적이나 필요한 발전량에 따라 발전부(130a)가 어레이(600) 형태로 나란히 복수 개 배치될 수 있다. 어레이(600) 내 각 발전부(130a)도 도 2 내지 5를 참조하여 전술한 발전부(130)의 동작과 동일하다. 다만, 렌즈(210)는 각 발전부(130a) 마다 각각 개폐될 수도 있고, 하나의 렌즈가 발전부 어레이(600) 전체에 배치되어 어레이 내 발전부(130a)들로부터 일괄적으로 개폐될 수도 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 태양광 발전장치
110: 센서부
120: 제어부
130: 발전부
210: 렌즈
220, 230: 태양전지
225: 전극
240: 기판
250: 수납부
260: 하우징
510: 스위치
600: 발전부 어레이

Claims (14)

  1. 태양광 발전장치 내에서 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 발전모듈에 있어서,
    3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현되어, 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제1 태양전지;
    실리콘 화합물로 구현되어 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제2 태양전지;
    상기 제2 태양전지를 지지하는 기판;
    상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하여, 상기 제1 태양전지로의 집광여부를 결정하는 렌즈;
    상기 렌즈가 이동할 수 있도록 하는 동력을 제공하는 모터; 및
    상기 렌즈가 상기 위치로부터 이탈되는 경우 상기 렌즈를 수납하는 수납부를 포함하고,
    상기 제1 태양전지는 상기 제2 태양전지 상에 배치되어 전기 에너지를 생산하는 과정에서 발생하는 열을 상기 제2 태양전지로 방열하며,
    상기 제2 태양전지는 전기 에너지를 생산하는 과정에서 발생하는 열 또는 상기 제1 태양전지로부터 전달된 열을 상기 기판으로 방열하고,
    상기 렌즈는,
    상기 발전모듈로 입사되는 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라, 상기 모터로부터 동력을 제공받아 상기 태양전지들을 외부 환경과 차단시키고 집광하도록 상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하여 상기 수납부에 수납되도록 이동되는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은,
    내부에 냉각수가 흐르는 파이프를 포함하여, 상기 제2 태양전지를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 발전모듈.
  6. 삭제
  7. 태양광 발전장치 내에서 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 발전모듈 어레이에 있어서,
    제1항 또는 제5항의 발전모듈 복수 개가 어레이 형태로 나란히 배치되는 것을 특징으로 하는 발전모듈 어레이.
  8. 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 태양광 발전장치에 있어서,
    3(Ⅲ)-5(Ⅴ)족 화합물로 구현되어 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제1 태양전지, 상기 제1 태양전지의 하부에 배치되어 상기 제1 태양전지와 열적으로 접촉되고 실리콘 화합물로 구현되어 입사되는 광을 받아 전기 에너지를 생산하는 제2 태양전지, 상기 제2 태양전지를 지지하는 기판, 상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하여 상기 제1 태양전지로의 집광여부를 결정하는 렌즈 및 상기 렌즈가 이동할 수 있도록 하는 동력을 제공하는 모터를 포함하는 발전모듈;
    상기 발전모듈로 입사하는 광량을 센싱하는 센서부; 및
    상기 센서부가 센싱한 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단하여, 상기 모터를 제어하여 상기 렌즈의 위치를 이동시키는 제어부를 포함하고,
    상기 발전모듈은 상기 위치로부터 이탈되는 렌즈를 수납하는 수납부를 더 포함하며,
    상기 렌즈는,
    상기 발전모듈로 입사되는 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부에 따라, 상기 모터로부터 동력을 제공받아 상기 태양전지들을 외부 환경과 차단시키고 집광하도록 상기 제1 태양전지로 광을 집광할 수 있는 초점거리만큼 떨어진 위치에 배치되거나 상기 위치로부터 이탈하여 상기 수납부에 수납되도록 이동되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 태양전지는,
    전기 에너지를 생산하는 과정에서 발생하는 열을 상기 제2 태양전지로 방열하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 태양전지는,
    전기 에너지를 생산하는 과정에서 발생하는 열 또는 상기 제1 태양전지로부터 전달된 열을 상기 기판으로 방열하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 기판은,
    내부에 냉각수가 흐르는 파이프를 포함하여, 상기 제2 태양전지를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  13. 삭제
  14. 태양광을 입사받아 전기 에너지를 생산하는 태양광 발전장치에 있어서,
    제7항의 발전모듈 어레이;
    상기 발전모듈로 입사하는 광량을 센싱하는 센서부; 및
    상기 센서부가 센싱한 광량이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단하여, 상기 모터를 제어하여 상기 렌즈의 위치를 이동시키는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
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