KR200496691Y1 - 태양광 발전소 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양광 모듈을 얹어 놓기 위해 제작된 철 구조물에 반사경을 부착하여 반사광을 발생시켜 모듈에서 흡수하는 태양광의 양을 극대화하여 최대의 전력을 얻고자 고안한 한국형 태양광 + 반사광 발전소를 개시한다.

Description

태양광 발전소{Solar photovoltaic power station}

본 고안은 전력을 생산하는 태양광 발전소에 반사경을 설치하여 전력 생산량을 극대화하고, 그로 인해 많은 면적이 필요한 태양광 발전소 부지 때문에 어쩔 수 없이 발생하는 생태계 파괴와 산림훼손을 가장 간단한 방법으로 해결하기 위한 고안에 관한 것이다.

본 고안은 특별한 고가의 장치가 필요없이 자연 그대로의 태양광은 모듈에서 직접 흡수하고, 각 동의 4면에 타원형의 반사경을 설치하여 반사광을 최대로 발생시킴으로써 전력 생산량을 극대화하기 위한 것이다.

태양광으로 전기를 생산하는 태양광 발전 기술이 있다. 예를 들어, 등록특허공보 제10-1929786호(2018.12.17.), 일본 공개특허공보 특개 2020-184987호(2020.11.19.), 일본 공개특허공보 특개2015-226413호(2015.12.14.), 공개특허공보 제10-2019-0096732호(2019.08.20.), 공개특허공보 제10-2009-0037611호 (2009.04.16.)에 태양광 발전 기술이 개시되어 있다.

현재의 태양광 발전소는 원자력이나 화력 발전소에 비해 생산되는 전력량이 적으므로 같은 양의 전력을 생산하기 위해서는 많은 면적을 필요로 한다. 이로 인해, 부득이하게 자연파괴 및 산림훼손이 불가피하게 발생된다.

본 고안은 이러한 과제를 해결하기 위한 것이다.

본 고안에 따른 태양광 발전소는 태양광 발전을 위한 복수개의 동이 정렬되어 구성되고, 상기 복수개의 동은 각각 태양광을 흡수하여 전력을 생산하는 다수의 태양광 발전 모듈이 가로 및 세로로 정렬되어 구성되는 태양광 발전소로서, 상기 복수개의 동은 각 동의 4면에 각각 다수의 반사경이 설치되되, 상기 다수의 반사경은 각각 인접한 두 동 사이의 면에 설치되는 태양광 양면 반사경을 포함한다. 상기 태양광 양면 반사경은 베이스판에 상하 방향으로 지지되는 반사경 기둥과, 상기 반사경 기둥에 결합되는 타원형 기둥 형태의 태양광 반사경을 포함한다. 상기 태양광 반사경은 인접한 두 동 사이의 면을 따라 타원형을 이루도록 형성되고, 상기 다수의 반사경은 상기 태양광 반사경이 인접한 두 동 사이의 면을 따라 반복적으로 타원형을 이루도록 배열된다. 태양광 발전소의 각 동마다 다수의 태양광 반사경을 동서남북 4면에 설치한다. 상기 태양광 반사경은 상기 태양광을 반사하여 상기 태양광 발전 모듈로 입사되도록 설치되되, 상기 태양광 반사경의 상부에서 상기 태양광 반사경을 내려다볼 때 타원형을 이루도록 배치된다.

수십 또는 수백 개의 태양광 모듈이 가로 세로 빈틈없이 정렬되어 한 동을 이루고, 이 동들이 다시 용적률을 높이기 위해 위, 아래, 좌, 우 거의 간격이 없이 빽빽히 정렬된 것이 한국형 태양광 발전소의 기본형이다. 정렬된 각 동의 4면에 다수의 반사경을 설치한다. 각 동의 한 면 전체로 볼 때, 바람의 영향으로 인한 안전문제를 고려하여 통풍이 되어야하기 때문에 다수의 반사경은 최소한의 간격을 두어 설치될 수 있다.

반사경은 여러 소재가 사용될 수 있으며, 스테인레스 밀러를 기본 소재로 타원형 기둥으로 반사광을 최대로 한다. 반사경은 현재 한국형 태양광 발전소에 설치가 용이하도록 고안되었다.

태양광 모듈에 직접 비추어지는 직사 태양광은 자연스럽게 흡수하며, 거기에 반사경을 통해 발생한 반사광을 극대화하여 보태어주므로, 하나의 태양에서 태양광과 최대의 반사광을 만들어 흡수함으로써 효율성이 높아지며, 이로 인해 태양광 발전소 건설로 인한 자연파괴를 최소화하면서 친환경 에너지 발전을 구현할 수 있으며, 고가의 첨단 장치들에 의해 고안의 효율성을 낮추는 일 없이 태양광 발전을 실현할 수 있다.

본 고안에 의하면, 태양광 발전소에 의한 전력 생산을 높여 경제적 효과와 지구 환경 보존에 큰 기여를 할 수 있다.

도 1a는 본 고안에 따른 태양광 발전소를 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 고안에 따른 태양광 발전소의 한 동을 나타낸 도면이다.
도 2는 각 동에 반사경이 설치되는 면을 설명한 것이다.
도 3은 본 고안에 따른 태양광 발전소를 구성하는 타원형 양면 반사경을 나타낸 도면이다.
도 4a, 도 4b 및 도 5는 본 고안이 적용되었을 때의 눈에 보이지 않는 반사광을 표현한 것이다.

고안을 실시하기 위한 구체적인 내용은 다음과 같다.

본 고안은 도 3에 도시된 타원형 양면 반사경을 기본으로 한다. 자연 그대로의 태양 직사광을 타원형 양면 반사경을 통해 반사광의 양을 극대화시켜 그 반사광으로 최대량의 전력을 생산한다. 직사광은 자연스럽게 직접 모듈로 흡수된다. 본 고안은 전체 발전소의 한 동을 기본으로 한다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 태양광 발전 모듈이 수십, 수백 개가 가로 세로 빈틈없이 정렬되어 큰 직사각형을 이룬 것이 한 동이다. 이 한 동의 4면에 태양광 양면 반사경(도 1a, 도 1b 및 도 3의 도면부호 'a')를 촘촘히 설치한다. 여기서 촘촘하다는 것은 바람으로 인한 피해를 대비하여 통풍이 가능할 정도의 간격을 말하는 것이다. 도 2는 각 동에 반사경이 설치되는 면을 설명한 것이다. 도 1a, 도 1b, 도 2의 (나), (다), (라)를 보면, 반사경의 설치면이 각각 다르다. 가는 4면, 나와 다는 3면, 라는 2면에 반사경이 설치된다. 이는 양면 반사경이기에 가능하다. 도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하면, 도 2의 (나)는 아랫면 한 면, (다)는 좌측면 한 면, (라)는 좌측면과 아랫면 두 면에 반사경이 설치되지 않는다. 설치되지 않는 면은 도 2를 참조하여 후술되는 바와 같이 공용으로 사용한다. 절반의 설치비용으로 효율성은 두배가 된다. 도 4a에서처럼 앞으로의 프레임(철 구조물)의 기둥(도 4a의 도면부호 'b')은 태양광 모듈(도 4a의 도면부호 'd')의 끝면과 맞춘다. 현재의 프레임의 기둥은 안쪽으로 조금씩 들어가 있어서 바람의 영향과 반사경 설치를 위해 약간의 보강이 필요하다. 도 4a, 도 4b, 도 5를 참조하여 본 고안의 목적과 효과를 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 본 고안이 현실에 적용되었을 때의 눈에 보이지 않는 반사광을 표현한 것이다. 이 반사광을 직사광선에 보태어 전기를 생산한다면, 현재의 태양광 발전소에서 얻는 전기보다 엄청난 양이 된다. 이것은 곧 한국형 태양광 + 반사광 발전소로 세계적으로도 통용될 것이며, 가장 중요한 지구 환경 보존에 큰 기여를 할 것이다. 한국형 태양광 발전소에 각 동의 4면에 타원형의 양면 태양광 반사경을 촘촘히 설치하여 본 고안의 태양광 발전소를 구현할 수 있다. 현재 태양광 모듈의 태양광 흡수 용량이 부족할 경우 모듈 자체의 태양광 흡수 용량을 높혀야 한다.

도 1b에는 태양광 발전소의 한 동이 도시되어 있으며, 한 개의 동은 수십, 수백 개의 태양광 모듈이 가로 세로 빈틈없이 가지런히 직사각형으로 정렬되어 있다. 각 동의 4면에 도 3에 도시된 바와 같은 타원형 기둥으로 된 반사경을 통풍만 가능할 정도의 촘촘한 간격으로 설치한다. 태양광 양면 반사경은 베이스판(도 3의 도면부호 ⑦)에 상하 방향으로 지지되는 반사경 기둥(도 3의 도면부호 ④)과, 반사경 기둥(도 3의 도면부호 ④)에 결합되는 타원형 기둥 형태의 태양광 반사경(도 3의 도면부호 'a')을 포함한다. 도 4b 및 도 5에 도시된 바와 같이 태양광 반사경은 인접한 두 동 사이의 면을 따라 타원형을 이루도록 형성된다. 다수의 반사경은 태양광 반사경이 인접한 두 동 사이의 면을 따라 반복적으로 타원형을 이루도록 배열된다. 이미 가동되고 있는 태양광 발전소 한 동에 대한 자세한 설명은 생략한다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 한 동의 4면에 도 3에 도시된 바와 같은 타원형 반사경을 촘촘히 설치한다. 반사경의 설치 방법은 안전을 고려하여 모듈 밑에 제작 설치되어 있는 프레임(철 구조물)에 용접 또는 볼팅작업으로 한다.

현장 상황에 따라 여러가지 보강도 될 수 있다.

도 2의 (나)에 도시된 동은 아랫면을 제외한 나머지 3면에 도 3에 도시된 바와 같은 타원형 반사경이 촘촘히 설치된다.

도 2의 (나)에 도시된 동의 아랫면은 도 1b에 도시된 동의 윗면과 공용으로 사용할 수 있다.

도 2의 (다)에 도시된 동은 왼쪽 한 면을 제외한 나머지 3면에 도 3에 도시된 바와 같은 타원형 반사경이 촘촘히 설치된다.

도 2의 (다)에 도시된 동의 왼쪽면은 도 1b에 도시된 동의 오른쪽 면과 공용으로 사용할 수 있다.

도 2의 (라)에 도시된 동은 왼쪽과 아랫쪽을 제외한 두 면에 도 3에 도시된 바와 같은 반사경이 촘촘히 설치된다. 도 2의 (라)에 도시된 동의 왼쪽면은 도 2의 (나)에 도시된 동의 오른쪽면과 공용으로 사용될 수 있으며, 도 2의 (라)에 도시된 동의 아랫쪽면은 도 2의 (다)에 도시된 동의 윗쪽면과 공용으로 사용할 수 있다.

두 면에만 태양광 반사경을 설치하는 도 2의 (라)는 전체 동의 가로 첫째줄 세로 첫째줄을 제외한 모든 동이므로 가장 많은 수를 차지한다.

도 2의 (나), (다), (라)에 도시된 각 동의 한 면 내지 두 면의 반사경을 공용으로 사용할 수 있는 이유는 현재 한국형 태양광 발전소의 가장 큰 장점이자 본 고안의 핵심 중 하나이기도 하다.

현재 한국형 태양광 발전소는 도 1a, 도 1b 및 도 4a에 도시된 바와 같이 태양광 모듈들이 빈틈없이 정렬되어 있고, 각 동 또한 용적률을 최대한으로 하기 위해 최소한의 거리만 두고 붙어있기 때문에 양면 반사경을 사용하는 것이 가능하며 가장 효율적이다.

발전소 전체의 가장 가장자리의 반사경은 안쪽으로의 한면 반사경으로 설치할 수 있으며, 이는 외부로 빛이 나가는 것을 방지하기 위함이다.

같은 면적으로 전력 생산량의 증가로 인한 경제적 효과는 물론이고, 한국형 태양광 및 반사광 발전소는 전 세계적으로 가장 중요시되는 자연환경과 직결되므로 본 고안이 현실화 되었을 때, 최고의 수출 항목 중 하나가 될 가능성이 크다.

Claims (8)

1. 태양광 발전을 위한 복수개의 동이 정렬되어 구성되고, 상기 복수개의 동은 각각 태양광을 흡수하여 전력을 생산하는 다수의 태양광 발전 모듈이 가로 및 세로로 정렬되어 구성되는 태양광 발전소로서,
   상기 복수개의 동은 각 동의 4면에 각각 다수의 반사경이 설치되되, 상기 다수의 반사경은 각각 인접한 두 동 사이의 면에 설치되는 태양광 양면 반사경을 포함하고,
   상기 태양광 양면 반사경은 베이스판에 상하 방향으로 지지되는 반사경 기둥과, 상기 반사경 기둥에 결합되는 타원형 기둥 형태의 태양광 반사경을 포함하되,
   상기 태양광 반사경은 상기 두 동 사이의 면을 따라 타원형을 이루도록 형성되고, 상기 다수의 반사경은 상기 태양광 반사경이 상기 두 동 사이의 면을 따라 반복적으로 타원형을 이루도록 배열되고,
   상기 태양광 반사경은 상기 태양광을 반사하여 상기 태양광 발전 모듈로 입사되도록 설치되되, 상기 태양광 반사경의 상부에서 상기 태양광 반사경을 내려다볼 때 타원형을 이루도록 배치되는, 태양광 발전소.
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