KR20090132662A - 집광부가 구성된 태양광 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광의 집광구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광모듈과 상기 태양광모듈과 일정 간격 이격되게 마련되는 집광패널 및 상기 태양광모듈과 집광패널 사이에 마련되어 태양광량에 따라 간격을 조정하여 최적의 태양광량이 태양광모듈에 집광시켜 집광 효율성을 극대화하도록 하는 집광부가 구성된 태양광 모듈에 관한 것이다.

이를 위해 태양광모듈과 축전지 및 전력변환장치로 구성되어 태양광을 통해 전기에너지를 생산할 수 있도록 구성된 태양광발전기에 있어서, 상기 태양광모듈에는 상기 태양광모듈과 일정간격 이격되게 마련되어 상기 태양광모듈로 태양광을 집중시키도록 하는 집광패널과; 상기 태양광모듈과 집광패널 사이에 마련되어 태양광량에 따라 간격을 조정하여 태양광모듈에 최적의 태양광량이 집중되도록 하는 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

태양 전지, 쏠라셀, 집광장치

Description

집광부가 구성된 태양광 모듈{PHOTOVOLTAIC MODULE}

본 발명은 태양광의 집광구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광모듈과 상기 태양광모듈과 일정 간격 이격되게 마련되는 집광패널 및 상기 태양광모듈과 집광패널 사이에 마련되어 태양광량에 따라 간격을 조정하여 최적의 태양광량이 태양광모듈에 집광시켜 집광 효율성을 극대화하도록 하는 집광부가 구성된 태양광 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광발전은 발전기의 도움 없이 태양전지를 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식으로, 태양광발전은 태양전지와 축전지, 전력변환장치로 구성되어 있다.

그러므로, 태양광이 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시킨 태양전지에 쪼여지면 태양광이 가지고 있는 에너지에 의해 태양전지에 정공(hole)과 전자(electron)가 발생하고, 이때 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 모이게 되어 전위차가 발생하면 전류가 흐르게 됨에 따라 전기에너지가 생성되는 것이다.

이러한, 태양전지는 최소단위인 셀이 다수 형성되어 있는 모듈(이후, 태양광 모듈"이라 하고, 도 1을 참조한다, 도면부호 10)로 이루어져 있는 것으로, 이는 셀 1개로부터 나오는 전압은 약 0.5(V)로 매우 작고, 실제로 사용할 수 있는 수(V)~수백(V)이상이 됨에 따라 셀을 다수를 직렬로 연결하지 않으면 안된다.

아울러, 태양광 모듈은 다수의 셀, 표면재, 충진재, 백판(back sheet), 프레임으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 태양광 모듈을 다수를 구성하여 넓은 범위에 분포시켜 많은 량의 태양광을 얻으면 많은 량의 전기에너지를 얻을 수 있으나, 공간의 한계성으로 태양광 모듈 크기가 제한됨에 따라 얻어지는 전기에너지도 한계성을 가지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 태양이 동(東)에서 서(西)로 이동됨에 따라 태양광 모듈이 태양의 이동경로를 따라 이동되도록 구성시켜, 많은 양의 태양광을 얻고자 노력하고 있거나, 또는 태양광 모듈의 주변에 태양광을 집광시켜 이를 태양광 모듈에 집중시키도록 하는 집광기를 더 설치하는 것이 제안되었다.

그러나, 전자의 경우 설치비의 증폭과 함께, 태양광 모듈 전체가 움직여야 하는 작동원리로 동일한 크기의 태양광 모듈에 비해 내구성이 떨어지는 등의 여러 문제점들이 있었다.

아울러, 후자의 경우 태양광을 집광시켜 태양광 모듈에 집중시키기 때문에 다소 에너지 수집량을 증가되었으나, 별도의 집광기를 더 설치해야되고, 이와 더불어 장치의 증폭에 따른 설치비 및 유지보수 비용이 증가되는 문제점이 있었다.

또한 더 설치되는 집광기에 의해 장치가 커짐에 따라 공간의 효율성을 상실 시킬뿐 만 아니라 디자인의 한계성을 가지는 문제점으로 제품경쟁력을 약화시키는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광 모듈의 일측에 집광패널과 상기 태양광 모듈과 집광패널의 사이에 마련되어 태양광의 광량에 따라 상기 태양광 모듈과 집광패널의 간격을 조절시켜 최대의 태양광이 태양광 모듈에 집중되도록 하는 이송부로 구성되어, 태양광의 집광 효율성을 극대화하는 집광부가 구성된 태양광 모듈을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 집광부가 구성된 태양광 모듈은 태양광모듈과 축전지 및 전력변환장치로 구성되어 태양광을 통해 전기에너지를 생산할 수 있도록 구성된 태양광발전기에 있어서, 상기 태양광모듈에는 상기 태양광모듈과 일정간격 이격되게 마련되어 상기 태양광모듈로 태양광을 집중시키도록 하는 집광패널과; 상기 태양광모듈과 집광패널 사이에 마련되어 태양광량에 따라 간격을 조정하여 태양광모듈에 최적의 태양광량이 집중되도록 하는 이송부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 집광패널 또는 태양광모듈의 어느 일측에는 태양광량을 측정하고 이 측정된 센싱신호에 의해 상기 태양광모듈과 집광패널 사이의 적정 간격을 산출하며 이 산출신호를 이송부로 전송하는 광량센서;를 더 포함함이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 집광패널은 태양광모듈에 구성된 각각의 셀에 대응되도록 다수의 오목부;가 구성됨이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 집광패널에는 외부 환경에 의한 파손 또는 이물질이 흡착되는 것을 방지하기 위한 보호커버;를 더 포함함이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 이송부는 태양광모듈 또는 지지수단의 어느 일단에 고정되는 모터와; 상기 모터의 연장축에 고정되는 원동롤; 및 상기 원동롤의 일측에 밀착되고 일단이 집광패널에 고정되어 상기 원동롤의 회전력에 의해 집광패널이 승강되도록 하는 하나 또는 하나 이상의 가이드축;으로 구성됨이 바람직하다.

이상과 같이 태양광 모듈의 일측에 집광패널과 상기 태양광 모듈과 집광패널의 사이에 마련되어 태양광의 광량에 따라 상기 태양광 모듈과 집광패널의 간격을 조절시켜 태양광이 태양광 모듈에 집중되도록 하는 이송부로 구성되어, 태양광의 집광 효율성을 극대화하는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양광 모듈의 단면도로서, 이를 참조한다.

태양광 모듈(10)에는 상기 태양광 모듈(10)과 일정 간격을 유지하도록 마련되는 집광패널(110), 및 상기 태양광모듈(10)과 집광패널(110) 사이에 마련되어, 태양광량에 따라 상기 태양광모듈(10)과 집광패널(110) 사이 간격을 조정하여 최대의 태양광량이 태양광모듈(10)에 집광되도록 하는 이송부(130)로 구성된다.

아울러, 상기 태양광모듈(10)의 어느 일측에는 태양광량을 측정하여, 이 측정된 센싱신호를 이송부(130)로 전송시켜 상기 이송부(130)에 의해 태양광모듈(10)과 집광패널(110)가 상호 적정간격을 유지되도록 하는 광량센서(140)를 더 포함함이 바람직하다.

상기 집광패널(110)은 태양광의 증폭이 용이한 오목형상으로 이루어짐이 바람직하고, 특히 태양광모듈(10)에 형성된 각각의 셀에 대응되도록 오목형상이 다수 형성되도록 이루어짐이 더욱 바람직하다.

따라서, 각각의 셀에 대응되는 각각의 오목형상에 의해 태양광을 증폭시킨 후 이들 각각의 증폭된 태양광량이 각각의 셀에 적용됨에 따라 결국, 태양광모듈(10)의 효율성을 극대화하는 것이다.

이러한, 효율성의 극대화는 기존의 태양광모듈 보다 500배 이상의 전자기장을 발생할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

한편, 상기 집광패널(110)은 투명함이 바람직하고, 아크릴과 같은 합성수지 또는 유리로 이루어짐이 더욱 바람직하다.

또한, 상기 집광패널(110)의 일측에는 외부 환경에 의한 파손 또는 이물질이 흡착되는 것을 방지하기 위한 보호커버(120)가 더 구성됨이 바람직하다.

상기 보호커버(120)는 투명체로서, 아크릴과 합성수지 또는 유리로 이루어짐이 바람직하다.

상기 이송부(130)는 태양광모듈(10) 또는 지지수단에 의해 고정되는 동력원과 상기 동력원에 일단이 결합되어 상기 동력원의 동력을 통해 집광패널(110)을 이송시켜 결국, 태양광모듈(10)과 집광패널(110)의 사이의 간격을 조정하는 이송부재로 구성된다.

바람직하게는, 상기 이송부(130)는 모터(132)와 상기 모터(132)의 연장축에 고정되는 원동롤(134)과 상기 원동롤(134)에 일단이 밀착되고 일단은 상기 집광패널(110)에 고정되는 가이드축(136)으로 구성된다.

따라서, 상기 모터(132)의 정, 역회전력에 의해 원동롤(134)이 정회전 또는 역회전을 하면서 상기 가이드축(136)을 승강시켜 결국, 태양광모듈(10)과 집광패널(110) 사이 간격을 조정하게 된다.

이 경우, 상기 원동롤(134)과 가이드축(136)은 랙과 피니언 방식으로 구성됨이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니며, 마찰방식 또는 체인과 체인스프로킷 방식 등의 다양한 방식이 사용될 수 있다.

한편, 상기 가이드축(136)은 하나 또는 하나 이상이 구성됨이 바람직한 것으로, 이는 원동롤(134)의 정, 역회전력에 의해 승강되는 집광패널(110)의 용이한 승강을 이루어지도록 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 집광부가 구성된 태양광 모듈의 사용상태를 보면 다음과 같고, 도 4는 본 발명에 따른 태양광량이 많은 경우 요부 확대 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 태양광량이 적을 경우 요부 확대 단면도로서, 이를 참조한다.

먼저, 날씨가 맑은 태양광량이 상대적으로 높을 경우에는 집광패널(110)의 어느 일측에 구성된 광량센서(140)에 의해 광량을 측정하게 되고, 이 경우 광량이 높게 측정됨에 따라 태양광모듈(10)과 집광패널(110) 사이 간격의 길이가 길어지게 된다.

따라서, 이송부(130)의 모터(132)가 회전력을 발생하게 되고, 이를 통해 원동롤(134)과 상기 원동롤(134)의 일단이 치합된 가이드축(136)이 상승함에 따라 결국, 태양광모듈(10)과 집광패널(110)의 간격이 길어지게 된다.

그러므로, 집광패널(110)의 오목부에 의해 태양광이 태양광모듈의 각각의 셀에 태양광을 집중시켜 최대의 집광효율성을 가지게 된다.

한편, 날씨가 흐린 태양광량이 상대적으로 적은 경우에는 상술된 바와 역방향으로 이송부(130)의 모터(132)가 회전되고, 이를 통해 태양광모듈(10)과 집광패널(110) 사이의 간격이 좁아짐에 따라 집광패널(110)에서 집광되는 태양광의 넓은 분포에 따른 태양광량의 손실을 최소화시켜, 태양광모듈(10)에 많은 광량이 집중시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 집광부가 구성된 태양광 모듈을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발 명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 일반적인 태양광 발전기의 전체 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 분리 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 태양광 모듈의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 태양광량이 많은 경우 요부 확대 단면도.

도 5는 본 발명에 따른 태양광량이 적을 경우 요부 확대 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10: 태양광모듈 110: 집광패널

120: 보호커버 130: 이송부

132: 모터 134: 원동롤

136: 가이드축 140: 광량센서

Claims (5)

1. 태양광모듈과 축전지 및 전력변환장치로 구성되어 태양광을 통해 전기에너지를 생산할 수 있도록 구성된 태양광발전기에 있어서, 상기 태양광모듈에는

   상기 태양광모듈과 일정간격 이격되게 마련되어 상기 태양광모듈로 태양광을 집중시키도록 하는 집광패널과;

   상기 태양광모듈과 집광패널 사이에 마련되어 태양광량에 따라 간격을 조정하여 태양광모듈에 최적의 태양광량이 집중되도록 하는 이송부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 집광부가 구성된 태양광 모듈.
2. 제1항에 있어서, 상기 집광패널 또는 태양광모듈의 어느 일측에는

   태양광량을 측정하고 이 측정된 센싱신호에 의해 상기 태양광모듈과 집광패널 사이의 적정 간격을 산출하며 이 산출신호를 이송부로 전송하는 광량센서;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광부가 구성된 태양광 모듈.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 집광패널은 태양광모듈에 구성된 각각의 셀에 대응되도록 다수의 오목부;

   가 구성되는 것을 특징으로 하는 집광부가 구성된 태양광 모듈.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 집광패널에는 외부 환경에 의한 파손 또는 이물질이 흡착되는 것을 방지하기 위한 보호커버;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광부가 구성된 태양광 모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 이송부는 태양광모듈 또는 지지수단의 어느 일단에 고정되는 모터와;

   상기 모터의 연장축에 고정되는 원동롤; 및

   상기 원동롤의 일측에 밀착되고 일단이 집광패널에 고정되어 상기 원동롤의 회전력에 의해 집광패널이 승강되도록 하는 하나 또는 하나 이상의 가이드축;

   으로 구성되는 것을 특징으로 하는 집광부가 구성된 태양광 모듈.

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