KR19980027670U - 유리의 전반사를 이용한 전기생산장치 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야
본 고안은 유리의 전반사를 이용한 전기생산장치에 관한 것이다.
2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 고안에서는 햇빛을 사각유리뿔에 비춰지는 햇빛을 전반사유도시켜 하방으로 집중직사 되도록하여 빛이나 전기생산과 같은 에너지원으로 사용할 수 있도록 한 것이다.
3. 고안의 해결방법의 요지
유리로 이루어진 사각뿔(10)의 하단부를 절단하여 형성되는 개방부(11)에 태양전지(12)를 설치한 후 여러개의 사각뿔(12)을 상면(13)이 수평이 되도록 결합하여 사각뿔(10)의 상면(13)을 통하여 직사되는 햇빛을 이용하여 전기를 생산할 수 있도록 하되; 상기 사각뿔(12)의 개방부(11)는 사각뿔(10)의 상면(13)의 단면적과 1 ; 9의 비율이 되도록하여 태양전지(12)가 단면적 차이에 의하여 많은 양의 태양빛을 집중하여 받을 수 있도록 하고; 상기 사각뿔(10)의 하단 꼭지점(P)의 각도는 15°를 유지시켜 사각뿔(10)의 상면(13)을 통하여 직사되는 햇빛이 사각뿔(10)의 각 경사면(15, 16, 17, 18)에 부딪혔을 경우 외부로 반사되어 나가지 않고 전반사되어 사각뿔(10)의 하방으로 비춰질 수 있도록 한 것이다.
4. 고안의 중요한 용도
본 고안은 유리로 된 사각뿔을 이용하여 태양전지로 햇빛을 집중적으로 비춰지게하여 태양전지의 햇빛흡수율을 높여 전기생산성의 효율을 높일 수 있는 것이다.
Description
본 고안은 유리의 전반사를 이용한 전기생산장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 유리를 이용하여 태양전지에 햇빛을 집중직사시켜 전기를 생산할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 전기에너지를 생산하기 위해서는 수력발전이나 화력, 원자력 등에 의하여 전기에너지가 생산되고 이 에너지를 이용하여 빛이나 기타 동력원으로 사용을 하고 있다.
이러한 경우 수력발전에 의한 경우를 제외하고는 모두가 연소에 필요한 물질을 이용하기 때문에 물질이 연소하는 과정에서 산소와 반응하여 일으키는 이산화탄소에 의하여 대기가 오염되고 이로인하여 오존층이 파괴되는 등 환경문제가 극심화되고 있는 실정이다.
이러한 점을 감안하여 근자에 들면서는 태양의 햇빛을 이용하여 전기에너지를 생산하기 위한 연구와 개발이 진행되었고 그 결과 태양의 햇빛을 이용하여 전기를 생산하는 여러 가지 장치와 방법이 고안이 되어 일부는 실행단계에까지 와있는 실정이며 그 대표적인 예가 태양전지이다.
태양전지는 반도체면의 광기전력효과를 이용하여 태양빛의 에너지를 전기에너지로 변환시키도록 하고있으나 햇빛이 직사되는 면적에 대비하여 볼 때 실질적으로 태양에너지를 회수하는 율은 약 23%에 거치는 것으로서 그 활용도가 매우낮은 실정이며 실용성이 거의 없는 것이라 할 수 있다.
이에 본 고안에서는 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출이 된 것으로서 햇빛을 사각유리뿔에 비춰지는 햇빛을 전반사유도시켜 하방으로 집중직사 되도록하여 빛이나 전기생산과 같은 에너지원으로 사용할 수 있도록 한 것이 특징이다.
제 1 도는 본 고안의 일 실시예를 도시한 사시도
제 2 도는 제 1 도의 A부 발췌 단면도
제 3 도는 유리의 전반사가 가능한 임계각을 구한 그래프
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10;사각뿔
12;태양전지
15, 16, 17,18;경사면
P;꼭지점
이하 첨부되는 도면과 관련하여 본 고안의 구성 및 작용에 대하여 설명을 하면 다음과 같다.
제 1 도는 본 고안의 일 실시예를 도시한 사시도, 제 2 도는 제 1 도의 A부 발췌 단면도, 제 3 도는 유리의 전반사가 가능한 임계각을 구한 그래프도로서 함께 설명을 한다.
유리로 이루어진 사각뿔(10)의 하단부를 절단하여 개방부(11)를 형성하고 상기 개방부(11)에는 태양전지(12)를 설치한 후 여러개의 사각뿔(10)을 상면(13)이 수평이 되도록 결합하여 사각뿔(10)의 상면(13)을 통하여 직사되는 햇빛을 이용하여 전기를 생산할 수 있도록 한 것이다.
상기 사각뿔(12)의 개방부(11)는 사각뿔(10)의 상면(13)의 단면적과 1 ; 9의 비율이 되도록하여 태양전지(12)가 단면적 차이에 의하여 많은 양의 태양빛을 집중하여 받을 수 있도록 하였다.
상기 사각뿔(10)의 하단 꼭지점(P)의 각도는 15°를 유지시켜 사각뿔(10)의 상면(13)을 통하여 직사되는 햇빛이 사각뿔(10)의 각 경사면(15, 16, 17, 18)에 부딪혔을 경우 외부로 반사되어 나가지 않고 전반사되어 사각뿔(10)의 하방으로 내려갈 수 있게 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 작용관계를 살펴보면 사각뿔(10)의 상면(13)에 햇빛이 비춰지면 햇빛은 사각뿔(10)의 상면(13)을 투과하여 사각뿔(10)의 하단부를 절개한 개방부(11)에 설치된 태양전지(12)에 닿아 태양전지(12)로 하여금 전기를 생산하도록 하는 것이다.
즉, 햇빛이 사각뿔(10)의 상면(13) 정 중앙에 직사될 경우에 햇빛은 상면(13)을 통하여 바로 태양전지(12)로 직사되고, 정중앙이 아닌 상면(13)의 다른 부위에 비춰지거나 경사지게 비춰질 경우에는 햇빛은 상면(13)을 투과하여 약간의 굴절을 거친 후 사각뿔(10)의 각 경사면(15, 16, 17, 18)에 부닺힌 후 바로 태양전지(12)로 직사되거나 1, 2회 더 반사를 거친 후 태양전지(12)로 직사된다.
일예를 들어 햇빛이 상면(13)의 수평면(20)에 대비하여 60°의 각도로 햇빛이 비춰지면 햇빛은 사각뿔(10)의 상면(13)에 비춰져 사각뿔(10)내로 투과하게 되는데 이때 유리의 굴절률(약 1.5-2.0)에 의하여 사각뿔(10)의 상면(13) 수평면(20)에 대하여 약 69-72°의 각도로 굴절되어 경사면(15, 16, 17, 18)에 직사된다.
경사면(15, 16, 17, 18)에 비춰진 햇빛은 전반사가 이루어져 경사면(15, 16, 17, 18)의 외부로 방출되지 않고 다시 하방으로 비추어지게된다.
이는 유리에 비춰진 햇빛이 전반사 되는 임계각이 약 42°이기 때문에 경사면(15, 16, 17, 18)에 비춰지는 햇빛의 각도가 42° 이상이 될 경우에는 햇빛은 경사면(15, 16, 17)을 투과하지 않고 전반사가 되는 것이 되는 것이다.
즉, 사각뿔(10)의 상면(13)을 굴절투과하여 경사면(15, 16, 17, 18)에 비춰지는 햇빛의 각도가 경사면(15, 16, 17, 18)에 햇빛이 비친 지점에 경사면(15, 16, 17, 18)과 직각이 되도록 수평선(22)를 만들었을 때 햇빛이 실질적으로 경사면(15, 16, 17, 18)에 비춰지는 각도는 임계각인 42° 보다 크게된다.
그러므로 경사면(15, 16, 17, 18)에 비춰진 햇빛은 전반사가 일어나 경사면(15, 16, 17, 18)을 투과치 않고 하방으로 굴절되어 비춰지는 것이다.
이러한 상태로 큰 면적의 상면(13)에 비춰지는 햇빛이 작은 면적(약 9 ; 1)의 태양전지(12)로 집중되어 비춰지므로서 많은 양의 햇빛을 받으므로 태양전지의 열 회수율이 높아 전기생산의 효율성이 크게되는 것이다.
이상과 같은 본 고안은 유리로 된 사각뿔을 이용하여 태양전지로 햇빛을 집중적으로 비춰지게하여 태양전지의 햇빛흡수율을 높여 전기생산성의 효율을 높이도록 할 수 있는 등의 장점을 가진다.
Claims (1)
- 유리로 이루어진 사각뿔(10)의 하단부를 절단하여 형성되는 개방부(11)에 태양전지(12)를 설치한 후 여러개의 사각뿔(12)을 상면(13)이 수평이 되도록 결합하여 사각뿔(10)의 상면(13)을 통하여 직사되는 햇빛을 이용하여 전기를 생산할 수 있도록 하되;상기 사각뿔(12)의 개방부(11)는 사각뿔(10)의 상면(13)의 단면적과 1 ; 9의 비율이 되도록하여 태양전지(12)가 단면적 차이에 의하여 많은 양의 태양빛을 집중하여 받을 수 있도록 하고;상기 사각뿔(10)의 하단 꼭지점(P)의 각도는 15°를 유지시켜 사각뿔(10)의 상면(13)을 통하여 직사되는 햇빛이 사각뿔(10)의 각 경사면(15, 16, 17, 18)에 부딪혔을 경우 외부로 반사되어 나가지 않고 전반사되어 사각뿔(10)의 하방으로 비춰질 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 유리의 전반사를 이용한 전기생산장치.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020011353A (ko) * | 2001-11-03 | 2002-02-08 | 이정호 | 태양광집광 발전장치 |
| KR101499973B1 (ko) * | 2008-10-30 | 2015-03-19 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양광 발전 장치 및 집광장치 |
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1996
- 1996-11-15 KR KR2019960040625U patent/KR19980027670U/ko active IP Right Grant
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| KR101499973B1 (ko) * | 2008-10-30 | 2015-03-19 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양광 발전 장치 및 집광장치 |
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