KR20090115624A - 태양광 발전 유지설비 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 모듈(11)의 발전효율을 유지하기 위해 냉·온수를 이용한 세척, 냉각 및 제설 작업을 수행하는 무인자동화 유지설비의 제어 시스템에 관한 것이다.

태양광 모듈(11)은 장시간 외부 환경에 노출되어 비산먼지, 조류 분비물, 황사 및 기타 오염물질들에 의해 태양광 모듈(11) 강화유리의 광투과도가 감소하게 된다. 또한 태양광 집광에 의한 태양광 모듈(11)의 온도상승은 기전력을 떨어뜨려 발전출력 저하 현상을 야기한다. 그리고 동절기에 태양광 발전 모듈 표면의 적설도 태양광 모듈의 출력을 감소시키는 요인이다. 최근 태양광 발전 설비는 무인화, 대형화 그리고 사람의 접근이 어려운 설치 장소로의 다변화하는 추세이며, 장시간 발전효율을 높게 유지하여 경제성을 추구해야 하는 상황에 놓여 있다.

상기 문제점들을 해결하기 위해, 본 발명은 노즐(24)를 통해 태양광 모듈(11) 표면에 냉,온수를 직접 분사하거나 또는 태양광 모듈(11)에 설치된 열교환기(25)를 통해 냉·온수를 흐르게 하여, 세척, 냉각, 제설 작업을 수행하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템을 제공한다. 냉·온수에 필요한 열량의 공급과 배출은 외기온도에 대해 항상성을 갖는 지열을 이용한다. 지중 매설한 히트파이프(30) 내의 냉매를 펌프(31)를 물탱크(20)내 열교환기(32)로 순환시켜서 냉각과 세척을 위한 냉수 또는 제설을 위한 온수를 발생시킨다. 또한 본 발명은 인터넷 네트워크(46) 상의 일기정보를 컴퓨터(45)를 통해 유·무선으로 전송 받아서 태양광 모 듈(11)의 세척, 냉각, 제설을 위한 냉·온수 공급에 활용하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템을 제공한다.

본 발명은 오염과 과열, 적설에 의한 태양광 발전 설비의 출력저하를 완화하여 발전효율을 상승시키고, 무인 자동화 운전을 통한 유지비 절감을 통해 태양광 발전의 경제성을 향상시킨다. 또한 지열을 사용하여 냉·온수의 발생에 추가적인 에너지를 최소화하며, 인터넷 네트워크(46)를 통한 실시간 일기정보를 바탕으로 좀더 효율적인 유지설비 제어를 수행할 수 있다.

태양광 모듈, 유지, 세척, 냉각, 제설, 지열, 냉수, 온수

Description

태양광 발전 유지설비 제어 시스템{Control system of the maintenance facility for the solar photovoltaic power}

본 발명은 태양광 모듈(11)의 발전효율을 유지하기 위해 냉·온수를 이용한 세척, 냉각 및 제설 작업을 수행하는 무인자동화 유지설비의 제어 시스템에 관한 것이다.

태양광 발전이란, 태양 빛을 솔라셀{Solar Cell} 또는 태양광 모듈{Photovoltaic module}에 집광시켜 전기를 발생시키는 것을 말한다. 태양광 모듈은 태양광 전지{Solar Cell}의 집합체로 태양광 모듈이 모여서 태양광 어레이{Solar Array})를 이루며, 일반형, 창호형, 추적형, 하이브리드형(다른 청정 에너지 발전수단과 병행된 타입)등이 존재한다. 이러한 태양광 모듈을 이용한 태양광 발전 원리는 광기전력 효과{Photovoltaic effect}를 이용한 것으로, 실리콘 결정 위에 n형 도핑을 하여 p-n접합을 한 태양 전지판에 태양광을 조사하면 광 에너지에 의해 전자-정공에 의한 기전력이 발생하게 되는 것을 광기전력 효과라고 한다. 예컨대, 외부에서 빛이 태양광 모듈에 입사되었을 때, p형 반도체의 전도 대(conduction band)의 전자(electron)가 입사된 광에너지에 의해 가전자대(valance band)로 여기되고, 이렇기 여기된 전자는 p형 반도체 내부에 한 개의 전자-정공쌍(EHP:electron hole pair)를 형성하게 되며, 이렇게 발생된 전자-정공쌍 중 전자는 p-n 접합 사이에 존재하는 전기장(electron field)에 의해 n형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 된다. 이러한 광기전력 효과는 온도에 반비례한다. [문헌 1] Joseph. J. W. and Paul R., 1960, Vol.31, J. of Appiled Physics, 571-578쪽.

태양광은 화석원료를 바탕으로 하는 기존 에너지원과는 달리 지구 온난화를 유발하는 온실가스 배출, 소음, 환경파괴 등의 위험성을 초래하지 않는 청정 에너지원이며 무궁무진한 태양광을 바탕으로하기 때문에 고갈의 염려도 없다. 태양에너지의 이용 가능량은 2005년 기준 전 세계 연간 에너지 소요량의 2,890배이며 입지조건이 여타 풍력이나 해수력과 달리 설치가 자유롭고 유지비용이 저렴하다. 또한 기술혁신에 따른 원가절감과 효율성 제고로 발전단가가 1990년대 초반에 비해 2008년 현재 1/3 이상 발전단가가 하락하였고, 향후 박막형 태양전지 등의 기술개발로 발전단가는 더욱 하락할 것으로 예측된다. 따라서 부존자원이 빈약한 우리나라에서는 자원안보와 대체에너지 개발 관점에서 적극적으로 확산시키려는 노력이 최근 일어나고 있다.

태양광 발전기술은 실리콘 소재공정과 태양전지를 만드는 셀, 모듈 제작공정, 태양전원을 교류로 바꾸거나 저장하는 전력계통 관련 기술, 태양광 발전 시스템을 시공하고 유지,보수하는 설치,서비스 기술로 분류된다. 관련기술 세계시장의 규모는 설치,서비스 기술시장이 2005년 기준 44억달러로 39.3%의 비중으로 가장 크지만, 기술 진입 장벽이 낮아서 영업이익률이 상대적으로 작다. 반면 소재시장은 2005년 기준 17억달러로 15.2%의 비중을 차지하지만 영업이익률이 높다. 따라서 태양광 발전설비 설치, 서비스 시장은 자동화, 고효율화 등을 통한 기술개발을 통해 고부가가치화가 절실한 상황이다.

태양광 발전 설비는 장시간 외부 환경에 노출되면서 비산먼지, 조류 분비물, 황사 및 기타 오염물질에 의해 집광량이 감소하게 된다. 또한 태양광 집광에 의한 태양광 모듈의 온도상승은 출력저하 현상을 불러일으킨다. 그리고 동절기 강설에 의한 태양광 발전 모듈 표면에의 적설은 태양광 발전 출력 감소에 직접적인 영향을 준다. 최근의 태양광 발전 설비는 무인화, 대형화되는 추세이며, 전력생산을 위해 대면적 태양광 모듈의 설치가 필수적이므로, 설치장소가 주로 지붕이나, 건물벽, 주차장 지붕과 같은 사람의 접근이 힘든 장소로 결정되고 있다.

태양광 발전의 특성상, 태양광 발전량은 계절별 집광량과 평균온도에 따라 변동성을 갖는다. 태양광 집광량이 최대인 하절기에 과다 일사량에 의한 태양광 모듈 과열로 인해 최대치 대비 2~30%의 발전효율 저하가 발생하며, 태양광 발전량은 집광량이 많은 하절기 보다는 봄, 가을에 최고치를 갖는다. 이와 같이 과열로 인해 전력수요가 많은 하절기에 오히려 태양광 발전량이 줄어드는 문제는 태양광 발전의 잇점을 감소시키는 요인이다.

현재 일반적으로 쓰이는 태양광 발전 모듈의 효율은 약 15~16%의 범위를 갖는다. 발전효율은 태양광 발전의 경제성을 결정짓는 가장 중요한 요인으로써, 설비 유지 장치를 통한 지속적인 발전효율의 유지는 필수적이다.

태양광 발전 설비 유지를 위한 기존 무인자동화 기술들은 주로 세척과 냉각에 초점이 맞춰져 있다. 종래의 태양광 모듈에 대한 세척에 관련된 기술은 세척액을 태양광 모듈의 경사를 이용하여 태양광 모듈의 표면으로 흘러내려 보내면서 동시에 고정되있거나 회전하는 브러쉬를 이용하여 태양광 모듈 표면의 오염물질을 물리적으로 제거하는 방법이 주를 이룬다. 종래의 태양광 모듈에 대한 냉각에 관련된 기술은 태양광 모듈에 냉각수를 태양광 모듈의 경사를 이용하여 태양광 모듈의 표면으로 흘러내려 주거나, 공중을 향해 냉각수를 발사하여 태양광 모듈 표면에 뿌려줌으로써 증발에 의한 잠열을 통해 냉각시키는 방법이 제안되었다. 또한 태양광 모듈에 대한 냉각에 관련하여, 태양광 모듈에 방열구조 내 냉매를 주입하여 태양광 모듈의 방열을 강화한 방법도 제안되었다. [문헌 2] DE 20 2006 00. 697 (Schulz) 2006.06.08, [문헌 3] DE 100 13 989 A 1 (Neumann) 2000.3.23, [문헌 4] KR 20-2007-0001305 (김경숙,김인찬) 2007.12.20 [문헌 5] DE 10 2005 007 200 A1 (Baumgartner, Hans) 2006.8.17,[문헌 6] JP 2002-273351,2002.9.24,

그러나 이러한 종래의 기술들은 세척과 냉각 또는 제설을 동시에 수행할 수 없어 각각에 대해 별도의 기술을 적용해야 하는 단점이 존재한다. 태양광 모듈의 세척에 있어서, 기존의 브러쉬를 이용하는 방법은 장기간 운전시 태양광 모듈 표면에 스크레치를 남겨서 집광량을 훼손할 수 있는 가능성이 상대적으로 크다. 또한 거친 외부환경에서 장시간 운전시, 브러쉬의 마모와 브러쉬를 구동하는 구동부의 내구성이 문제가 될 수 있다. 태양광 모듈의 냉각에 있어서, 태양광 모듈 표면으로 중력을 이용해 단순히 냉각수를 흘리는 기존 방법은 태양광 모듈의 각도와 태양광 모듈 표면 조건에 따라 태양광 모듈 전체에 대한 고른 냉각이 어렵다. 또한 냉각수를 공중으로 흩뿌려주는 기존의 방법은 세척과 냉각을 동시에 가능하지만, 풍량이 일정 수준 이상일 때면, 태양광 모듈 전체에 대한 살수가 어렵고, 태양광 모듈에 대한 세척효과가 상대적으로 미약하며, 제설에 대한 기능을 기대할 수 없다. 마찬가지로 태양광 모듈에 냉매를 주입한 방열구조를 갖는 기술의 경우, 세척효과는 기대할 수 없으며, 대면적 태양광 모듈에 따른 다량의 냉매는 누설과 폐기시 환경오염 문제를 야기한다.

태양광 모듈(11)의 온도, 태양광 모듈(11) 표면유리의 광투과도 그리고 실시간 일기정보에 따른 세척, 냉각, 제설을 위한 냉·온수의 발생과 공급을 제어하기 위한 종합적인 무인 자동화 시스템이 요구되고 있다. 특히, 냉·온수의 발생을 위해 열량을 공급하거나 뺏기 위해 추가적인 에너지 공급을 최소화하는 경제적인 방법도 필요하다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해, 태양광 모듈(11)의 온도와 광투과도를 측정하여 각각의 측정값에 따라 태양광 모듈(11)의 세척, 냉각, 제설작용을 하는 냉,온수를 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템을 제공한다.

과열에 의한 발전출력 저하를 막기 위해, 본 발명은 태양광 모듈(11)에 설치된 열전대(41)의 측정 온도가 설정치 이상 상승하면, 제어기(40)로부터 전기신호가 발생하여 물펌프(22)와 밸브(23)를 작동시켜, 노즐(24)을 통해 태양광 모듈(11) 표면을 향하여 냉각수를 직접 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지 설비 제어 시스템을 제공한다.

태양광 모듈(11) 표면 오염에 의한 발전출력 저하를 막기 위해, 본 발명은 상기 태양광 모듈(11)의 광투과도를 유추할 수 있는 외부유리용 광투과 측정기(42)의 광투과도 측정값이 설정치 이하로 하락하면, 제어기(40)로부터 전기신호가 발생하여 물펌프(22)를 작동시켜, 노즐(24)을 통해 태양광 모듈(11) 표면을 향하여 세척수를 직접 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지 설비 제어 시스템을 제공한다.

태양광 모듈(11)에의 적설에 의한 발전출력 저하를 막기 위해, 본 발명은 지중(33) 매설된 히트파이프(30)를 이용해 물탱크(20)내 저장된 물에 열교환기(32)를 이용한 열량 공급을 통해 발생시킨 온수를 제어기(40)로부터 발생한 전기신호가 물펌프(22)를 작동시켜 태양광 모듈(11)의 제설작업에 온수를 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지 설비 제어 시스템을 제공한다. 이 때, 노즐(24)을 통해 태양광 모듈(11) 표면을 향하여 제설 온수를 직접 분사하거나, 상기 태양광 모듈(11)의 후면에 설치된 열교환기(25)를 통과하는 온수를 공급하는 방식을 취한다.

본 발명은 태양광 모듈(11)의 세척, 냉각, 제설작용을 하는 냉,온수를 공급하기 위해 인터넷 네트워크(46) 상의 일기정보를 컴퓨터(45)를 통해 유.무선으로 전송받아서 물탱크 내 물의 적정온도를 결정할 수 있도록 한다.

본 발명은 상기 냉·온수의 공급을 위해 지열을 이용해 물탱크(20)의 저장된 물에 열량을 뺏거나, 열량을 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지 설비 제어 시스템을 제공한다. 이 때, 상기 물탱크(20)의 저장된 물에 열량을 뺏거나, 열량을 공급하기 위해서 내부에 냉매가 흐르는 열교환기(32)와 히트파이프(30)를 이용한다. 물 탱크내 온도를 적정수준으로 유지하기 위해서, 지중(33) 매설된 히트파이프(30)의 온도를 측정하는 열전대(44)와 물탱크(20)내 저장된 물의 온도를 측정하는 열전대(43)의 차이를 이용하여 제어기(40)로부터 발생한 전기신호가 상기 히트파이프 내 냉매의 유량을 조절하는 펌프(31)를 제어한다.

본 발명을 통해서 태양광 모듈(11)의 오염, 과열, 적설의 발전출력 저하 요인들을 제거 또는 완화함으로써, 태양광 모듈(11)의 발전효율을 높게 유지하는 장치를 제공한다. 수압을 이용해 노즐을 통하여 분사된 물은 태양광 모듈 표면으로 직접 충돌하여 태양광 모듈 표면의 오물을 제거하고, 태양광 모듈(11)을 냉각시키며, 적설시 눈을 불어내거나 녹일 수 있다. 또한 태양광 모듈(11)에 설치된 열교환기(25)로 냉수를 순환시켜 냉각시키거나, 온수를 순환시켜 제설하는 작용을 통해 태양광 모듈(11)의 효율을 극대화할 수 있다.

본 발명이 제공하는 냉·온수를 이용한 태양광 발전 유지설비 제어 시스템은 종래의 기술들과 달리, 세척, 냉각, 제설이 각각 또는 동시에 가능하다는 장점 이 있다. 수압에 의해 분사되는 물을 이용한 세척은 기존의 브러쉬에 의한 것에 비해 세척효과가 상대적으로 뛰어나고, 태양광 모듈(11) 표면에 대한 손상이 적으며, 작동부가 없어 내구성이 뛰어나다. 종래의 기술들은 태양광 발전에 더불어 태양열을 이용한 온수의 발생에 초점을 맞추었으나, 본 발명은 시각을 달리하여, 태양광 발전의 효율을 극대화하기 위해서 태양광 모듈(11)로 냉·온수를 공급하는 것을 특징으로 한다. 본 발명이 제공하는 방식의 산업적 이용 가능성의 관건은 냉·온수를 경제적으로 발생시키는 부분이라고 할 수 있는데, 대기온도에 대해 항상성을 갖는 지열을 히트파이프(30)내 냉매의 순환을 이용해 물탱크(20)내의 물로 열량을 전달함으로써 해결할 수 있다.

또한 본 발명은 실시간으로 제공될 수 있는 일기정보를 유·무선 인터넷 네트워크(46)을 이용하여 냉·온수를 공급 적정온도를 산출하여 능동적인 유지설비에 대한 제어를 가능케 하는 방식을 제공한다.

요컨대 본 발명은 장기간 외부환경에 노출되어 일정 수준 이상의 발전효율을 유지해야 하는 태양광 발전 설비에 있어서, 무인 자동화 세척, 냉각, 제설 장치를 제공하여 태양광 발전 출력을 향상시키고, 계절과 온도, 일기상황 및 기타 오염에 대한 발전 출력 감소를 완화시키고, 유지관리 비용을 낮추게 하여 태양광 발전 설비의 경쟁력을 재고하는데 도움이 될 것으로 기대한다. 덧붙여 본 발명은 대면적화, 무인화 되어가고, 사람이 접근하기 힘든 장소로 확산되어 가는 태양광 발전 설비의 추세에 따른 무인 자동화 설비 유지 장치의 산업상 요구에도 잘 부합할 것으로 생각된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 유지설비 제어 시스템의 구성을 나타낸 개념도는 도 1에서 나타내고 있는 바와 같다. 도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 도시한 개념도이다. 도 2는 본 발명이 제공하는 냉·온수를 노즐(24)를 통해 태양광 모듈(11) 표면으로 직접 분사하는 방식을 나타낸 개념도이다. 도 3은 본 발명이 제공하는 냉·온수를 태양광 모듈(11)에 설치된 열교환기(25)를 통해 흐르게 하는 방식을 나타낸 개념도이다.

상기 도 1, 그리고 도 1을 물이 노즐(24)을 통과하거나 열교환기(25)를 통과하는 방식에 따라 나누어 도시한 도 2와 도 3을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

태양광 모듈(11)에 설치된 열전대(41)의 온도가 설정치 이상 상승하면, 제어기(40)에서 전기적 신호가 발생하여 물펌프(22)를 가동시켜 물탱크(20)에 저장된 물을 용도에 따라 밸브(23)을 통해 노즐(24) 또는 열교환기(25)로 공급한다.

노즐(24)로 물이 공급되었을 경우, 노즐(24)을 통해 수압을 갖고 태양광 모 듈(11) 표면으로 직접 분사된 물은 태양광 모듈(11) 표면을 물의 충돌제트를 이용해 냉각시키게 된다. 충돌제트에 의한 냉각은 매우 효과적으로, 열전달에 있어서 열전달계수{heat transfer rate}가 충돌면에서 크게 증가한다는 기존의 연구결과들이 많이 나와 있다. 이 경우를 나타낸 도 4는 노즐(24)을 통해 물이 흐르는 경우, 물의 이동을 도시한 개념도이다.

열교환기(25)로 물이 공급되었을 경우, 태양광 모듈(11)로부터 열량을 빼앗아 다시 물탱크(20)로 회수된다. 물과 함께 회수된 열량은 물탱크(20)내 설치된 열교환기(32)를 통해 지열로부터 순환되는 냉매로 전달되어진다. 냉매는 지중(33) 매설된 히트파이프(30)을 통해 방열하게 된다. 이 같은 현상이 반복되면서, 태양광 모듈(11)은 냉각되게 된다. 도 5는 태양광 모듈(11)의 열교환기(25)로 물이 흐르는 경우의 열량이동을 도시한 개념도이다. 이러한 과정 가운데, 제어기는 태양광 모듈에 설치된 열전대(41)의 온도값과 물탱크(20)내 설치된 열전대의 온도값(43), 그리고 지중(33) 매설된 히트파이프(30)의 온도값을 이용하여 열량의 균형을 계산한다. 제어기(40)는 전기적 신호를 각각의 펌프(22,31)로 보내 냉각수의 순환유량과 히트파이프(30) 내 냉매의 순환유량을 제어한다.

외부환경에 노출시킨 유리표면의 오염에 의한 광투과도의 변화 정도를 측정할 수 있는 외부유리용 광투과도 측정기(42)를 태양광 모듈(11)의 광투과도를 유추할 수 있는 위치에 설치한다. 외부유리용 광투과도 측정기(42)의 측정값이 설정치 이하로 떨어져, 오염에 의한 태양광 모듈(11)의 광투과도가 떨어진 것으로 유추되면, 제어기(40)로부터 전기신호가 발생하여 물펌프(22)를 작동시킨다. 이때 노 즐(24)를 통과한 물은 태양광 모듈(11) 표면으로 직접 고압 분사되어 발생한 물 출동제트가 태양광 모듈(11)의 표면을 세척하게 된다. 이 경우를 나타낸 도 4는 노즐(24)을 통해 물이 흐르는 경우, 물의 이동을 도시한 개념도이다.

동절기 강설에 의해 태양광 모듈(11) 표면에 눈이 쌓일 경우, 태양광 모듈(11)의 출력은 `0`이 된다. 따라서 적설후 신속한 제설이 필요하며, 이를 위해 본 발명은 노즐(24)을 통한 온수 분사 방식 또는 열교환기(25)를 통한 가열 방식을 제공한다. 눈을 녹이기 위한 온수를 발생시키기 위해 동절기에도 상대적으로 높은 온도를 유지하는 지중(33)내 매설된 히트파이프(30)로부터 순환 냉매를 통해 물탱크(20)내 열교환기(32)로 열량을 공급한다. 각각의 열전대(43,41,44)로부터의 측정값으로 필요열량을 계산한 제어기(40)는 계산된 유량공급을 위해 각각의 펌프(31,22)로 전기신호를 내보낸다. 각각의 경우는 도 4와 도 5를 참조할 수 있다.

이러한 냉·온수를 원활히 공급하기 위해서 지중(33)으로부터의 열량 입출입이 선행되어 물탱크(20)내에 미리 저장되면 유리하다. 강설과 기온변화는 실시간 일기예보를 통해 미리 알 수 있으며, 인터넷 네트워크(46)상의 일기정보를 제어기(40)에 공급하여 냉매의 순환량을 조절함으로써 열량제어에 반영할 수 있다. 이 때, 각 지점에 설치된 열전대(41,43,44)들이 열유량을 계산하는데 필요한 온도 데이터를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 전체적인 구성을 도시한 개념도이다.

도 2는 본 발명이 제공하는 냉·온수를 노즐(24)를 통해 태양광 모듈(11) 표면으로 직접 분사하는 방식을 나타낸 개념도이다.

도 3은 본 발명이 제공하는 냉·온수를 태양광 모듈(11)에 설치된 열교환기(25)를 통해 흐르게 하는 방식을 나타낸 개념도이다.

도 4는 노즐(24)을 통해 물이 흐르는 경우, 물의 이동을 도시한 개념도이다.

도 5는 태양광 모듈(11)의 열교환기(25)로 물이 흐르는 경우, 열량이동을 도시한 개념도이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 태양{sun}

11: 태양광 모듈{solar cell module}

20: 물탱크{water tank}

21: 물필터{water filter}

22: 물펌프{water pump}

23: 밸브{valve}

24: 노즐{nozzle}

25: 열교환기{heat exchanger}

30: 히트파이프{heat pipe}

31: 펌프{pump}

32: 열교환기{heat exchanger}

33: 지중{under the earth}

40: 제어기{controller}

41: 열전대{thermocouple}

42: 외부유리용 광투과도 측정기{Ligh transmittability detector for the outer glass}

43: 열전대{thermocouple}

44: 열전대{thermocouple}

45: 컴퓨터{computer}

46: 인터넷 네트워크{internet network}

Claims (10)

1. 태양광 모듈(11)의 온도와 광투과도를 측정하여 각각의 측정값에 따라 태양광 모듈(11)의 세척, 냉각, 제설작용을 하는 냉,온수를 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지 설비 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 태양광 모듈(11)에 설치된 열전대(41)의 측정 온도가 설정치 이상 상승하면, 제어기(40)로부터 전기신호가 발생하여 물펌프(22)와 밸브(23)를 작동시켜, 노즐(24)을 통해 태양광 모듈(11) 표면을 향하여 냉각수를 직접 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 태양광 모듈(11)의 광투과도를 유추할 수 있는 외부유리용 광투과 측정기(42)의 광투과도 측정값이 설정치 이하로 하락하면,제어기(40)로부터 전기신호가 발생하여 물펌프(22)를 작동시켜,노즐(24)을 통해 태양광 모듈(11) 표면을 향하여 세척수를 직접 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 태양광 모듈(11)에 적설현상이 발생할 경우, 지중(33) 매설된 히트파이프(30)를 이용해 물탱크(20)내 저장된 물에 열교환기(32)를 이용한 열량 공급을 통해 발생시킨 온수를 제어기(40)로부터 전기신호가 발생하여 물펌프(22)를 작동시켜 태양광 모듈(11)의 제설작업에 온수를 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   태양광 모듈(11)의 제설작업을 위해, 노즐(24)을 통해 태양광 모듈(11) 표면을 향하여 제설 온수를 직접 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.
6. 제 4항에 있어서,

   태양광 모듈(11)의 제설작업을 위해, 상기 태양광 모듈(11)의 후면에 설치된 열교환기(25)를 통과하는 온수를 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.
7. 제 1항에 있어서,

   인터넷 네트워크(46) 상의 일기정보를 컴퓨터(45)를 통해 유·무선으로 전송받아 물탱크(20)내 물의 적정온도를 결정짓고, 유지할 수 있도록 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 냉,온수의 공급을 위해 지열을 이용해 물탱크(20)의 저장된 물에 열량을 뺏거나, 열량을 공급하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 물탱크(20)의 저장된 물에 열량을 뺏거나, 열량을 공급하기 위해 내부에 냉매가 흐르는 열교환기(32)와 히트파이프(30)를 이용하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.
10. 제 8항에 있어서,

    지중(33) 매설된 히트파이프(30)의 온도를 측정하는 열전대(44)와 물탱크(20)내 저 장된 물의 온도를 측정하는 열전대(43)의 차이를 이용하여 제어기(40)로부터 전기신호가 발생하여 상기 히트파이프 내 냉매의 유량을 조절하는 펌프(31)를 제어함으로써 물탱크(20)내 물의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 유지설비 제어 시스템.

Images