KR19990019712U - 태양 전지 모듈의 적설 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 태양전지 모듈의 적설제거장치는 태양 전지 모듈의 각 셀과 셀사이에 열선을 적절히 배치하고 또한, 상기 열선의 구동을 사용자의 수동조작 및 센서에 의한 자동조작으로 제어함으로써 눈이 오는 경우 자동 혹은 수동으로 열선을 구동시켜 태양 전지 모듈에 적설되는 눈을 녹여 제거하게 된다.

따라서, 본 고안에 따른 태양 전지 모듈의 적설제거장치에 의하여 사용자가 직접 태양 전지 모듈에 쌓인 눈을 제거하지 않더라도 열선구동에 의해 용이하게 태양 전지 모듈의 적설을 제거할 수 있는 이점이 있다. 또한, 열선 구동에 의해 적시에 적설을 제거할 수 있으므로 태양 전지 모듈의 발전량을 증가시켜 효율향상의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Description

태양 전지 모듈의 적설 제거 장치

본 고안은 태양 전지 모듈의 적설제거장치에 관한 것으로, 특히 겨울철 강설량이 많은 지역에서 태양광 발전 시스템의 태양 전지 모듈에 많은 양의 눈이 쌓여 장기간 녹지 않게 되는 경우 열선을 이용하여 적설(積雪)을 제거할 수 있도록 된 태양 전지 모듈의 적설제거장치에 관한 것이다.

태양 전지(Solar Cell)라고 함은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 하는 무공해의 전력원을 말한다. 이러한 태양 전지는 독립적으로는 전자 시계, 라디오, 무인 등대, 무인 중계기, 부표등(浮漂燈), 인공위성, 로켓 등의 주 전력원으로 이용되고, 상용교류전원의 계통과 연계되어 보조 전력원으로도 이용된다. 나아가, 대전력을 얻기 위한 방편으로 여러 개의 태양 전지 셀을 직병렬로 연결하여 모듈화한 제품이 시판되고 있다. 이하 본 명세서 및 실용 신안 등록 청구의 범위란에서는 이들 직병렬 연결된 태양 전지 셀의 집합을 태양 전지 모듈이라 칭한다.

이러한 태양 전지는 다수개 대략 가로 20장, 세로 5장씩 배치하여 전체 100장 많게는 500장의 태양전지를 상호 직렬 및 병렬연결한 태양 전지 모듈로 구성하여 태양광을 전기에너지로 변환시키는 발전을 수행할 수 있도록 한다. 이때 각각의 태양 전지 셀은 약 50W-60W의 전력을 발생시키므로 태양 전지 모듈로부터는 대략 5[㎾]-30[㎾]의 전력을 얻을 수 있게 된다.

그러나, 이러한 태양 전지 모듈이 겨울철에 강설량이 많고 기온이 낮은 낙도나 산악의 고지대에 설치되는 경우에 태양 전지 모듈에 쌓인 눈이 녹지 않고 계속 쌓여 있거나, 낮에 잠시 녹았다가 밤에 기온이 낮아 지면 다시 얼어 붙어 눈이 쌓이게 되어 태양광을 차단하게 되기 때문에 장시간동안 태양 전지 모듈의 발전이 이루어지지 못하여 발전성능이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 겨울철에 눈이 많이 내리는 지역인 경우 전술한 바와 같이 태양 전지에 쌓이는 눈이 얼어 붙어 태양광을 차단하는 것을 방지하기 위하여 수조작으로 일일이 눈을 거둬 내야 하는 불편함이 있었다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 그 목적은 태양전지 모듈에 쌓인 눈이 장기간동안 녹지 않고 쌓여있게 되는 경우 열선을 이용하여 즉시 적설을 제거하여 효율적인 태양광 발전을 수행할 수 있도록 한 태양 전지 모듈의 적설제거장치를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 태양 전지 모듈의 적설제거장치는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시켜 밧데리에 충전시키도록 태양 전지 셀을 다수개 연결하여 이루어지는 태양 전지 모듈에 있어서, 상기 밧데리로부터 구동전원을 인가받아 구동되어 상기 태양 전지 모듈에 쌓이는 눈을 녹이도록 마련된 열선과, 적설여부에 따라 상기 밧데리로부터 상기 열선에 인가되는 전원을 공급 및 차단시키도록 온/오프되는 구동제어스위치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 있어서, 상기 구동제어스위치는 사용자의 수동 조작에 의해 온/오프되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 있어서, 상기 태양 전지 모듈에 눈이 쌓였는가의 여부를 감지하는 센서를 더 구비하고, 상기 구동제어스위치는 상기 센서의 감지결과에 따라 자동으로 온/오프되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 태양 전지 모듈의 적설제거장치의 구성을 보인 시스템 블록도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10:태양 전지 모듈, 11:태양 전지 셀,

20:구동제어스위치, 30:밧데리,

40:열선.

이하에는 본 고안의 일실시예에 따른 태양전지 모듈의 적설제거장치의 구성 및 작용효과를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 태양 전지 모듈의 적설(積雪)제거장치의 구성을 보인 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 고안에 따른 태양 전지 모듈의 적설제거장치는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양 전지 셀(11)을 다수개 직병렬로 연결한 태양 전지 모듈(10)과, 상기 태양 전지 모듈(10)로부터 변환된 전기 에너지를 축적하는 밧데리(30)와, 상기 밧데리(30)로부터 구동전원을 인가받아 발열되는 열선(40)과, 상기 열선(40)의 구동여부를 제어하는 구동제어스위치(20)를 구비한다.

이러한 구성에 있어서, 상기 열선(40)은 직병렬로 연결된 개개의 태양 전지 셀(11)의 사이에 배치되며, 이때 열선(40)은 밧데리(30)에 병렬 연결된 다수개의 병렬 배선으로 형성된다. 한편, 열선(40)의 구동을 온/오프시키는 구동제어스위치(20)는 사용자의 수조작에 의해 온/오프되거나 혹은 태양 전지 모듈(10)에 눈이 쌓인 것을 감지하는 센서(도면 미도시)의 감지결과에 따라 자동으로 온/오프되는 스위치로 구성될 수 있다. 이때, 눈이 쌓인 것을 감지하는 센서는 일예로 반사형 포토센서로 구현할 수 있으며, 태양 전지 모듈의 상부 표면에 쌓인 눈에 의해 발광부에서 송신된 빛이 수광부에 수신되게 되면 눈이 쌓인 것으로 판단하여 상기 구동제어스위치를 자동으로 온(on)시킴으로써 열선을 구동시키게 된다.

전술한 구성을 갖는 본 고안의 태양 전지 모듈의 적설제거장치의 동작 및 작용효과를 이하에 상세하게 설명한다.

먼저, 태양 전지 모듈(10)에 눈이 쌓이지 않은 상태인 경우에는 태양 전지 모듈(10)의 각 셀(11)에서 태양광을 집광하여 전기에너지로 변환시킨 후 소정의 신호 처리를 거쳐 밧데리(30)에 충전시켜 필요시마다 보조전력원으로 사용하게 된다. 이때 충전되는 전기 에너지는 전술한 바와 같이 각 태양 전지 셀당 50W - 60W정도이고, 태양 전지 모듈 전체에서 발전되는 전력은 대략 5kW - 30kW정도이다.

한편, 태양 전지 모듈(10)에 눈이 쌓이게 되면 사용자가 구동제어스위치(20)를 온시켜 열선(40)에 밧데리(30)의 충전전류가 공급되도록하여 열선(40)을 구동시키게 된다. 따라서, 전원을 인가받아 구동되는 열선(40)에 의해 태양 전지 모듈(10)의 상부에 쌓인 눈이 녹아 제거되게 되어 발전효율을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 타 실시예로서 구동제어스위치(20)가 센서에 의해 자동으로 온오프되는 경우에는 센서에 의해 눈이 오는 지 안오는지를 판단하여 그 판단결과 눈이 오는 경우 태양 전지 모듈(10)에 적설되는 눈을 제거하기 위하여 구동제어스위치(20)를 온시키게 된다. 이때, 구동제어스위치(20)가 온됨에 따라 열선(40)은 전원을 인가받아 가열되게 되고, 그 열선(40)의 구동으로 인해 적설된 눈이 녹아 제거되게 된다.

전술한 본 고안에 따른 태양 전지 모듈의 적설제거장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 고안의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 태양전지 모듈의 적설제거장치는 태양 전지 모듈의 각 셀과 셀사이에 열선을 적절히 배치하고 또한, 상기 열선의 구동을 사용자의 수동조작 및 센서에 의한 자동조작으로 제어함으로써 눈이 오는 경우 자동 혹은 수동으로 열선을 구동시켜 태양 전지 모듈에 적설되는 눈을 녹여 제거하게 된다.

따라서, 본 고안에 따른 태양 전지 모듈의 적설제거장치에 의하여 사용자가 직접 태양 전지 모듈에 쌓인 눈을 제거하지 않더라도 열선구동에 의해 용이하게 태양 전지 모듈의 적설을 제거할 수 있는 이점이 있다. 또한, 열선 구동에 의해 적시에 적설을 제거할 수 있으므로 태양 전지 모듈의 발전량을 증가시켜 효율향상의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 밧데리에 충전시키도록 태양 전지 셀을 다수개 연결하여 이루어지는 태양 전지 모듈에 있어서,

   상기 밧데리로부터 구동전원을 인가받아 구동되어 상기 태양 전지 모듈에 쌓이는 눈을 녹이도록 마련된 열선과,

   적설여부에 따라 상기 밧데리로부터 상기 열선에 인가되는 전원을 공급 및 차단시키도록 온/오프되는 구동제어스위치를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 적설제거장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동제어스위치는 사용자의 수동 조작에 의해 온/오프되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 적설제거장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 태양 전지 모듈에 눈이 쌓였는가의 여부를 감지하는 센서를 더 구비하고, 상기 구동제어스위치는 상기 센서의 감지결과에 따라 자동으로 온/오프되는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈의 적설제거장치.