KR19990042007A - 태양열에너지 이용장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구성에 의해 태양열에너지를 높은 효율로 이용하는 것을 가능하게 하여 주는 태양열에너지 이용 장치의 제공에 관한 것이다.

본 발명에 따른 장치는 태양광을 집광렌즈(1) 수단을 통해 집광하여 그 집광된 태양광을 광섬유(2) 수단을 통해 사용처(3)로 전달하고, 상기 집광렌즈(1)가 태양광의 입사각 변화에 따라 이동될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

태양열에너지 이용 장치

본 발명은 태양열에너지를 고효율로 유용하게 활용하는 것을 가능하게 하기 위한 태양열에너지 이용 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 태양열은 석탄이나 석유등과 같은 화석류의 에너지자원과는 달리 공해발생이 전혀 없는 청정에너지원인 동시에 거의 무한정의 에너지 공급량을 가지기 때문에 예로부터 이러한 태양열을 각종 산업시설이나 주택난방시설 또는 자동차를 가동할 수 있는 등의 에너지로 유효하게 활용하려는 시도들이 많이 있어 왔다.

예로서, 이와 같은 태양열에너지를 이용하기 위한 장치로서 종래에 제안된 바 있는 전형적인 장치로는 소위 태양전지나 태양열난방 시스템 같은 것을 들수 있는데, 이러한 종래의 장치들은 무엇보다도 매우 낮은 에너지효율을 제공하고 그러한 낮은 에너지효율로 예컨대 난방과 같은 목적을 달성하기 위해서는 관련 장치가 매우 복잡다단한 고가의 구성으로 되어야 하는 큰 단점을 지니고 있다. 따라서, 상기 종래의 장치들은 에너지효율이 저급하면서 고가의 복잡다단한 구성을 필요로 하는 관계로 목적하는 바를 경제성있게 달성하기 어렵기 때문에 그 활용가치와 용도가 극히 제한되어 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 감안하여 비교적 간단한 구성으로 높은 에너지효율을 제공하여 목적하는 바를 경제적으로 실용성있게 실현해낼 수 있는 더욱 개선된 태양열에너지 이용 장치를 제공할 목적에서 연구 발명된 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 태양광을 집광하는 집광렌즈 수단과, 상기 집광렌즈를 통해 집광된 태양광을 사용처로 손실없이 전달하는 광전달 수단과, 상기 집광렌즈가 태양광의 입사방향에 대하여 수직한 방향으로 놓이도록 상기 집광렌즈를 이동시키는 수단들을 포함하는 구성을 특징으로 하는 태양열에너지 이용장치를 제공한다.

도 1 은 본 발명에 따른 장치의 기본 구성 및 태양열에너지 이용원리를 보여주는 개요도,

도 2 는 본 발명의 한 바람직한 실시에에 따른 장치의 구성 개요도,

도 3 은 도 2에서 작동판의 한 가능한 구성례를 도식적인 방법으로 나타낸 평면도,

*도면중 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 집광렌즈 2 : 광섬유 3 : 사용처

4 : 지지판 5 : 집광렌즈유니트 6 : 광섬유번들

7 : 지지프레임 8 : 지주 9 : 볼조인트

10 : 작동판 11 : 고정판 12 : 관통공

13,14 : 종동기어 15,16 : 구동기어

이하에서, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 태양열에너지 이용 장치의 기본구성 및 그 태양열에너지 이용원리를 보여준다.

여기에 도시된 바와 같이 본 발명의 장치는 기본적으로 태양광을 한 곳으로 집광하기 위한 집광렌즈(1) 수단과, 상기 집광렌즈(1)를 통해 집광된 태양광을 사용처(3)로 손실없이 또는 낮은 손실율로 전달하기 위한 광섬유(2) 수단을 포함하는 구성으로 된다. 상기 집광렌즈(1)를 통과한 태양광은 이 집광렌즈(1)의 초점위치에 배치된 광섬유(2)의 선단부로 집광되어지고, 이와 같이 광섬유(2)의 선단부로 집광된 태양광은 상기 광섬유(2)를 통해 사용처(3)로 손실없이 또는 낮은 손실율로 전달되어 예컨대 요리를 하거나 온수공급 또는 난방용의 보일러를 가동시키거나 발전소, 소각로와 같은 각종 산업시설을 가동시키는 등에 필요한 에너지원으로 사용될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 집광렌즈(1)를 통해 태양광을 집광하고 그 집광된 태양광을 광섬유(2)를 통해 사용처로 손실없이 전달 사용하도록 된 간단하면서도 매우 효율적인 구성 및 태양광에너지 이용원리에 의해 태양열에너지의 유효한 활용을 종전보다 훨씬 더 경제적으로 그리고 효율적으로 실현할 수 있게 된 것이다.

나아가서, 도 2 는 상술한 본 발명의 보다 발전된 실시예를 보여주며, 이 실시예는 태양광을 대규모로 집광사용하는 것이 필요한 경우에 유리하게 적용될 수 있도록 된 것이다.

이를 좀 더 상세히 설명해 보면 상기 도 2 의 실시예에 따른 장치는 지지판(4)상에 전후좌우 일정간격을 두고 배치된 복수의 집광렌즈(1)들을 포함하는 집광렌즈유니트(5)와, 상기 각 집광렌즈(1)를 통해 집광된 태양광을 정해진 곳으로 전달하도록 설치된 광섬유(2)들과, 상기 광섬유(2)들이 모여서 된 광섬유번들(6)과, 상기 집광렌즈유니트(5), 광섬유(2) 광섬유번들(6)등을 적합하게 지지하는 지지프레임(7) 및 지주(8)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 상기 지주(8)의 하단부는 예컨대 볼조인트(9)와 같은 연결수단을 통해 작동판(10)에 연결설치되고, 동 지주(8)의 중간부위 적소는 고정판(11)의 관통공(12)에 내재되어 지지된다. 상기 광섬유번들(6)은 그 일부가 지주(8)의 내부를 통해 설치지지되고 나머지 부분은 상기 지주(8)의 적소를 관통하여 외부로 인출된 후 그 단부가 사용처로 연결설치된다.

이러한 배치에 의해, 상기 작동판(10)이 좌우방향 또는 전후방향으로 이동되면 이 작동판(10)에 그 하단부가 볼조인트(9)를 통해 연결되어 있음과 동시에 그 중간부위는 고정판(11)의 관통공(12)에 내재 지지되어 있는 지주(8) 및 동 지주(8)상에 고정되어 있는 지지프레임(7)이 일측으로 경사지게 놓이게 되고, 이에 따라 상기 지지프레임(7)내측에 설치지지되어 있는 집광렌즈유니트(5)상의 집광렌즈(1)들도 상기 지지프레임(7)을 따라 일측으로 함께 경사지게 놓이게 된다. 따라서, 이러한 작용에 의해 상기 집광렌즈(1)들은 지구의 자전에 따라 계속적으로 변화하는 태양광의 입사각에 대하여 항시 수직한 방향으로 놓이도록 이동되어서 태양광을 항시 최대한의 세기로 집광하도록 설치작동될 수 있는 것이며, 이와 같이 배치된 상기 복수의 집광렌즈(1)들을 통해 태양광을 사용처로 대규모로 집광전달시킬 수 가 있는 것이다. 한 장치에서 상기 집광렌즈유니트(5) 및 관련 구성요소들은 필요한 개수만큼 복수개로 설치사용될 수 있다.

도 3 은 상기 작동판(10)의 한 가능한 설치구성성례를 보여준다.

여기에서, 상기 작동판(10)은 방형의 판체로 구성되어 있고, 이 작동판(10)의 일측변과 그와 인접한 타측변에는 래크기어형태의 종동기어(13)(14)가 각각 설치되어 있으며, 이들 각 종동기어(13)(14)에는 전기모터와 같은 구동원의 회전력을 감속전달받아 회전작동될 수 있는 피니언기어형태의 구동기어(15)(16)가 설치되어 있다. 상기 각 구동기어(15)(16)는 상기 작동판(10) 및 종동기어(13)(14)가 상기 구동기어(15)(16)의 길이방향을 따라 이동될 때에도 그 대응 종동기어(13)(14)에 계속 맞물려 있도록 충분한 길이로 형성된다. 이러한 구성에 따라, 예컨대 상기 구동기어(15)(16)들중 한 구동기어(15)가 일측 또는 타측으로 회전되면 이에 맞물려 있는 종동기어(13) 및 이 종동기어(13)를 고정하고 있는 작동판(10)이 도면상 좌측 또는 우측으로 수평이동되고(이때, 다른 쪽의 종동기어(14)는 구동기어 (16)의 길이방향을 따라 그 구동기어(16)에 맞물린 채로 슬라이드 이동되어서 작동판(10)의 좌우방향 이동에 방해를 주지 않는다), 다른 구동기어(16)가 일측 또는 타측으로 회전되면 이에 맞물려 있는 종동기어(14) 및 이를 고정하고 있는 작동판(10)이 도면상 전후방향으로 수평 이동되어서 목적하는 집광렌즈유니트(5)의 태양광 입사각변화를 따른 이동이 가능해지는 것이다. 상기 구동기어(15)(16)를 회전작동시키는 모터는 미리 정해진 프로그램에 따라 작동되도록 하거나 혹은 현지의 태양광 입사각의 변화를 감지할 수 있는 적정의 센서수단에 연결작동되도록 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 특징들에 의해 종전보다 훨씬 더 간단한 구성에 의해 태양열에너지를 높은 효율로 이용하는 것을 가능하게 하여 주는 신규유용한 효과를 지닌 것이다.

Claims (2)

1. 태양광을 집광렌즈(1) 수단을 통해 집광하고, 그 집광된 태양광을 광섬유(2) 수단을 통해 사용처(3)로 전달사용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양열에너지 이용 장치.
2. 제 1 항에 있어서 상기 집광렌즈(1)가 태양광의 입사각변화에 따라 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양열에너지 이용 장치.