KR20090057663A - 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지가 장착된 파라솔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지 셀(cell)을 파라솔의 차양막에 장착, 전원을 생산 및 공급할 수 있도록 함으로써 간이 전원공급장치로 사용이 가능한 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 태양의 위치 및 조사되는 태양광의 감도에 영향을 받지 않고 태양광의 집광이 효율적으로 이루어져 발전효율이 우수하며, 전원공급이 어려운 야외활동 시 필요한 전원공급을 받을 수 있는 파라솔을 제공함으로써 레저활동의 질을 더욱 높일 수 있게 된다.

플렉시블 태양전지, 염료감응형 태양전지, CIGS 태양전지, 유기태양전지, 충전지, 이동식 전원장치, 파라솔

Description

플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔{The parasol combined with flexible solar cell}

본 발명은 태양전지가 장착된 파라솔에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양전지 셀(cell)을 파라솔의 차양막에 장착, 전원을 생산 및 공급할 수 있도록 함으로써 간이 전원공급장치로 사용이 가능한 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔에 관한 것이다.

태양에너지는 무한한 청정연료로서 근래에 주목받고 있는 대체에너지 중 하나이다. 태양에너지를 이용하는 방법은 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용한 방법으로 나눌 수 있는데, 그 중에서도 태양광을 전기에너지로 변환하여 전기를 생산하는 태양전지 기술이 종래의 화석연료에 의존한 전기생산을 대체할 수 있어 더욱 주목받고 있다.

최근에는 이러한 태양전지를 이용한 충전지 방식의 시설물 등이 다수 연구 개발되고 있으며, 다방면에서 실용화가 이루어지고 있는 추세다.

이러한 일례의 가장 대표적인 것으로 실리콘 태양전지를 이용한 가로등이 있다, 이러한 가로등은 낮에는 입사된 태양광을 수광하여 전기로 충전하였다가 야간에 충전된 전기를 이용하여 가로등의 전원으로 사용하는 것이다. 실리콘 태양전지를 사용한 발전설비는 일반적으로 태양광의 입사각이 수직일 경우 최대 효율을 나타내도록 하여 하루를 기준으로 하여 태양전기의 최대효율을 낼 수 있는 시간이 약 3~4시간에 국한되고 있다. 이를 해결하기 위해서는 태양광을 추적할 수 있는 장치를 별도로 설치하여야 하기 때문에 비용 상승의 원인이 되고 있어 그 설치비용에 비해 그 효율성이 떨어지는 미흡한 면이 없지 않았다. 또한, 실리콘 태양전지는 흐린 날에는 발전효율이 매우 저조하여 장마철 등에는 별도의 납산배터리를 구비하여야 하는 문제점이 제기되고 있다.

한편, 최근에는 레저활동이 활발해짐에 따라 해안가나 휴양지 등에 나들이객이 증가하고 있다. 이때 햇볕을 피하고 시원한 그늘을 만들기 위하여 파라솔이 사용된다. 하지만 종래 파라솔은 단순히 햇볕을 차단하고 그늘을 제공하는 기능만이 있어 파라솔 아래에서 전원을 요하는 기구 예를 들어, 선풍기나 조명, 휴대용전자기기의 전원 등으로 사용하고자 할 때에는 파라솔을 벗어나 전원이 제공되는 곳까지 이동하거나 또는 파라솔까지 전기배선을 설치하여야 하여야 하는 등의 불편함이 있었다.

이런 문제점을 해결하기 위하여 등록실용신안 제 377784 호에는 태양전지를 이용한 복합기능 파라솔이 제시되어 있다(도 1).

상기 고안은 파라솔의 차양 막 상단에 파라솔 지지대와 수직을 이루는 태양전지 판넬을 장착한 것으로, 전술한 실리콘 태양전지 가로등에서의 단점과 동일한 문제점, 즉 태양의 위치에 따라 태양광의 입사각도가 변하여 태양광 충전 효율이 높지 않다는 단점과 태양전지 판넬의 크기가 작아 태양광의 집광 면적(효율)이 작은 단점을 안고 있어 전원기기의 이용에 한계가 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양전지 셀을 차양막 전체에 장착하여 태양의 위치에 관계없이 태양광의 집광효율이 우수하도록 하여 간이 전원장치로 사용이 가능한 파라솔을 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 지지대 및 접철되는 차양막으로 구성된 파라솔에 있어서, 1) 상기 차양막의 외부면에 접촉·장착되는 플렉시블 태양전지 셀(cell);과 2) 상기 플렉시블 태양전지셀과 전기적으로 연결되어 태양전지셀에 의해 변환된 전기를 저장하는 역류방지기능이 구비된 충전장치;와 3) 외부 전원기기에 필요한 전원을 상기 지지대의 충전장치로부터 공급받을 수 있도록 충전장치의 일측에 구비된 전원출력단자;를 포함하는 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 플렉시블 태양전지는 염료감응형 태양전지, CIGs 태양전지, 유기태양전지일 수 있다.

염료 감응형 태양전지는 기존의 p-n접합에 의한 실리콘 태양전지와 달리 가시광선의 빛을 흡수하여 전자-홀 쌍(electron-hole pair)을 생성할 수 있는 감광성 염료분자와 생성된 전자를 전달하는 전이금속 산화물을 주된 구성으로 하여 이루어진 광전기화학적 에너지변환장치이다.

CIS 태양전지는 CuInSe₂로 대표되는 I-III-VI₂ Chalcopyriter계 화합물반도체가 기판에 코팅되어 있는 태양전지로서 CuInSe₂는 1 eV 이상의 직접천이형 에너지밴드를 갇고 있고 광흡수 계수가 반도체 중에서 가장 높고 광학적으로 매우 안정하여 태양광발전의 경제성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 저가·고효율의 태양전지로 부각되고 있다.

유기태양전지는 반도체성 고분자(PPV, PT 등)나 감광성 단분자(프탈로시아닌, 페릴렌, pentacene 등), Fullerene(C60) 유도체 등의 유기계 반도체 재료를 활용하는 복합구조형 태양전지이다.

본 발명에 의한 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔에 있어서, 파라솔의 차양막에 장착되는 플렉시블 태양전지는 파라솔의 접철 기능이 가능하도록 연성 폴리 머 기판의 전극을 사용하는 것이 좋으나, 파라솔의 설치 형태에 따라 접철을 요하지 않을 경우에는 유리 기판 또는 금속 기판의 전극을 사용할 수 있다.

또한, 상기 플렉시블 태양전지는 파라솔의 접철에 영향을 주지 않도록 가볍고 얇은 두께로 제작되는 것임은 당연하다.

파라솔을 지지하는 지지대는 그 중량이 가볍고 내충격성이 강한 재질로 제작되는 것이 바람직하며, 특히, 차양막에 구비된 태양전지와 지지대에 설치되는 충전장치와의 전기적인 접속을 위한 배선 등의 설치가 용이하도록 중공형 부재로 제작되는 것이 더욱 바람직할 것이다.

본 발명에 의한 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔에 있어서, 상기 충전장치는 지지대에 일체로 형성시킬 수도 있지만, 사후 보관의 편리성과 내구성을 감안하여 지지대에 탈부착가능한 구조로 이루어지며, 특별한 도구없이 사용자가 손쉽게 탈장착 가능한 구조로 제작되는 것이 바람직하다.

상기 충전장치의 일측에 구비되는 전원출력단자는 다양한 형태의 전원기기에 연결할 수 있는 복합전원단자로 구성되어 다양한 전원기기에 전원공급을 할 수 있도록 하여 사용자의 편리성을 더욱 향상시킬 수 있는 구조를 제공하며, 이러한 기술은 종래의 공지된 기술을 응용하여 당업자가 용이하게 실시 할 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔은 추가로 차양막의 내측 또는 말단에 LED등을 구비하여 조명을 요하는 야간활동에 효율적으로 사용될 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 태양의 위치 및 조사되는 태양광의 감도에 영향을 받지 않고 태양광의 집광이 효율적으로 이루어져 발전효율이 우수하며, 전원공급이 어려운 야외활동 시 필요한 전원공급을 받을 수 있는 파라솔을 제공함으로써 레저활동의 질을 더욱 높일 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 플렉시블 태양전지에 사용되는 염료의 색상에 변화를 줌으로써 다양한 색상의 파라솔을 제공할 수 있도록 하여 파라솔의 외적 미감을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명의 명세서에 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니며, 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.

본 발명에 의한 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔에 있어서, 파라솔의 차양막 외부면에 장착되는 태양전지 셀은 태양광 집광면적이 가능한 넓도록 장착하는 것이 바람직하다.

도 2는 파라솔의 살대에 의해 구획되는 차양막의 각 구획면에 태양전지 셀이 장착된 본 발명의 일 실시예에 의한 파라솔을 나타내고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 살대(5)에 의해 분리 구획된 차양막(4)의 외표면에는 플렉시블 태양전지셀(1)이 구비되는 것으로, 각각의 전지셀은 상호 전기적으로 연결되어 차양막(4) 내측의 지지대(6)에 설치된 충전장치(3)에 전원공급을 할 수 있도록 구성되거나, 또는 각각의 태양전지셀(1)들이 상호 독립적으로 상기 충전장치(3)에 연결되어 태양광으로부터 변환된 전기를 충전할 수 있도록 구성할 수 있다. 상기 플렉시블 태양전지셀의 기판은은 유기기판, 금속기판, 폴리머 기판 중 어느 하나로 구성되어 이루어진다.

상기 플렉시블 태양전지셀에서 변환된 전기에너지가 저장되는 상기 충전장치(3)에는 충전된 전기에너지가 다시 외부로 누설되는 것을 방지하는 역류 방지기능이 구비되어 충전된 전류가 소모되는 것을 방지될 수 있도록 구성되며, 상기 충전장치(3)는 도 2에 도시된 바와 같이 파라솔(P)의 지지대(6) 하부에 설치되거나, 사용자의 편의에 따라 지지대의 적절한 위치에 고정 설치될 수 있다.

충전장치(3)에 저장된 전기에너지는 소정의 전원출력단자(2)를 통해 외부의 전원기기에 공급되는 것으로, 상기 전원출력단자(2) 또한 충전장치(3)에 일체로 구성될 수도 있지만, 사용자의 편의에 따라 상기 충전장치(3)에서 분리되어 지지대(6)상에 별도로 선택된 위치에 설치되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 지지대(6)의 내측으로는 차양막(4)의 태양전지셀(1)과 충전장치(3) 및 충전장치(3)와 전원출력단자(2) 사이를 연결하는 배선(7)이 설치되며, 상기 전원출력단자(2) 및 충전장치(3)를 연결하기 위해 배선의 말단측이 연결되는 전 원소켓부(도면 미도시)가 지지대(6)상에 별도로 구비될 수 있다.

또한, 상기 지지대(6)에 결합되는 전원출력단자나 충전장치의 설치를 위해 지지대 상에 별도의 고정수단이 구비될 수 있다.

도 1은 종래기술의 태양전지가 장착된 파라솔이다.

도 2는 본 발명에 의한 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔의 개략도이다.

**도면부호의 설명**

1 : 플렉시블 태양전지셀 2 : 전원출력단자

3 : 충전장치 4 : 차양막

5 : 살대 6 : 지지대

7 : 배선 P : 파라솔

Claims (3)

1. 지지대(6)와, 복수의 살대(5)에 지지되는 차양막(4)이 구비된 파라솔(P)에 있어서,

   상기 차양막(4)의 외면에 설치되어 입사된 태양광으로부터 전기를 생산하는 플렉시블 태양전지셀(1);

   상기 태양전지셀(1)에서 생산된 전기를 공급받아 저장할 수 있도록 상기 지지대에 구비되는 역류방지기능이 구비된 충전장치(3);

   상기 충전장치(3)에 저장된 전원을 외부 전원기기에 공급할 수 있도록 상기 충전장치(3)에 일체로 구비되거나 또는 상기 충전장치(3)와 전기적으로 연결되어 충전장치(3)와 별도로 구성 상기 지지대(6)에 설치되는 전원출력단자(2);

   상기 태양전지셀과 충전장치 및 상기 충전장치와 전원출력단자 사이의 전기적 연결을 위해 상기 지지대의 내측으로 매립 설치되는 배선(7);

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 플렉시블 태양전지는 염료감응형 태양전지, CIGs태양전지, 유기태양전지로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양 전지가 장착된 파라솔.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 플렉시블 태양전지의 기판은 유기기판, 금속기판, 폴리머 기판으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉시블 태양전지가 장착된 파라솔.

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