KR20100007240A - Pv module using heat of air - Google Patents

Pv module using heat of air Download PDF

Info

Publication number
KR20100007240A
KR20100007240A KR1020080067785A KR20080067785A KR20100007240A KR 20100007240 A KR20100007240 A KR 20100007240A KR 1020080067785 A KR1020080067785 A KR 1020080067785A KR 20080067785 A KR20080067785 A KR 20080067785A KR 20100007240 A KR20100007240 A KR 20100007240A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
photovoltaic module
heat
photovoltaic
heat dissipation
Prior art date
Application number
KR1020080067785A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR100999955B1 (en
Inventor
김준태
김진희
홍정표
Original Assignee
공주대학교 산학협력단
메카니아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 공주대학교 산학협력단, 메카니아 주식회사 filed Critical 공주대학교 산학협력단
Priority to KR1020080067785A priority Critical patent/KR100999955B1/en
Publication of KR20100007240A publication Critical patent/KR20100007240A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100999955B1 publication Critical patent/KR100999955B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/20—Supporting structures directly fixed to an immovable object
    • H02S20/22—Supporting structures directly fixed to an immovable object specially adapted for buildings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H02S40/42—Cooling means
    • H02S40/425—Cooling means using a gaseous or a liquid coolant, e.g. air flow ventilation, water circulation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/60—Thermal-PV hybrids

Abstract

PURPOSE: An air collecting type photovoltaic apparatus is provided to produce much energy per unit area by using the collected heat as the heating source of hot water or heating after collecting the radiated heat. CONSTITUTION: An air collecting type photovoltaic apparatus comprises a photovoltaic module(10), an outer frame(30), a thermal conductive adhesive, a radiating plate(50), plural heat radiation fins(60), and an air collector. The outer frame is attached outside the rear side of the photovoltaic module and separates a roof or an outer wall of a building from the photovoltaic module. The thermal conductive adhesive is coated on the rear side of the photovoltaic module. The radiating plate is attached to the photovoltaic module by the thermal conductive adhesive, and radiates the heat generated by the photovoltaic module with the air of a housing space. The plural heat radiation fins are attached to the rear side of the radiating plate. The air collector is formed in the housing space to be used for hot water or heating and collects the heated air.

Description

공기집열식 태양광발전장치{PV Module using Heat of Air}Air-Collected Solar Power Generator {PV Module using Heat of Air}

본 발명은 공기집열식 태양광발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광발전 모듈의 발전성능을 향상시키고 태양광발전 모듈에서 발생하는 열을 집열시키도록 하여 다른 열원으로 사용할 수 있도록 하는 공기집열식 태양광발전장치에 관한 것이다. The present invention relates to an air-collecting photovoltaic device, and more particularly, to improve the power generation performance of a photovoltaic module and to collect heat generated from the photovoltaic module so that it can be used as another heat source. It relates to a thermal photovoltaic device.

산업사회의 고도화와 인구의 증가로 많은 에너지를 필요로 하고 있다. 가장 많이 사용하고 있는 에너지원은 석탄이나 석유 천연가스와 같은 화석 에너지원이나, 이 에너지원은 한정되어 있어 점차적으로 고갈되어 가고 있으며, 공해로 인하여 지구 온난화에도 큰 영향을 미치고 있어 대체에너지원의 개발이 시급한 실정이다. 이에 반하여 태양열은 석탄이나 석유 천연가스와 같은 화석 에너지원과는 달리 공해발생이 없는 청정에너지원인 동시에 거의 무제한적으로 공급되고 있어 오래전부터 이러한 태양열에너지를 산업용이나 난방용 또는 자동차 등의 에너지원으로 활용하기 위한 꾸준한 연구와 더불어 제품화가 이루어지고 있다. Due to the advancement of industrial society and the increase of population, much energy is required. The most widely used energy sources are fossil energy sources such as coal and petroleum natural gas, but these energy sources are limited and are gradually being depleted. This is urgent. On the contrary, unlike fossil energy sources such as coal and petroleum natural gas, solar heat is a clean energy source with no pollution, and is supplied almost unlimitedly. Therefore, it has been used for a long time as an energy source for industrial, heating or automobiles. In addition to steady research for commercialization is being made.

현재 대체에너지원으로서 태양에너지를 이용하는 장치는 태양열 집열기와 태 양광 모듈이 활용되고 있다. Currently, solar collectors and solar modules are used as devices that use solar energy as an alternative energy source.

평판형 태양열 집열기 및 시스템은 태양열에너지를 이용하여 직접 열매체에 열교환하도록 함으로써 온수 및 난방에너지를 획득하는 신재생에너지 시스템으로 효율이 높고 초기투자비용이 높지 않아 널리 활용되고 있는 신재생에너지 시스템이다. Flat solar collector and system is a new renewable energy system that obtains hot water and heating energy by directly heat-exchanging heat medium by using solar energy and is widely used because of its high efficiency and low initial investment cost.

한편, 태양광발전(Photovoltaic) 모듈 및 시스템은 별도의 유지관리가 필요 없이 한 번의 설치만으로 환경오염 없이 태양광이 가지고 있는 광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환하여 전기에너지를 생산하는 장치이다. On the other hand, photovoltaic modules and systems are devices that produce electrical energy by absorbing the light energy of sunlight and converting it into electrical energy without the environmental pollution by only one installation without the need for separate maintenance.

태양광발전 모듈은 결정질계의 경우 태양으로부터 입사되는 에너지중 대략 12~16%만이 발전에 이용되고 있어 태양광에너지 이용효율이 낮은 편이고, 초기투자비용이 매우 비싼 단점이 있다. 이때, 나머지 에너지는 모두 열로 소모되고 있다. 이때 소모되는 열로 인하여 실리콘 소재 등을 이용하는 태양광 발전용 셀의 온도를 상승시키게 되며, 셀 특성상 온도상승에 의해 전기 에너지 전환시 전기 변환효율의 감소를 가져오게 된다. In the case of crystalline systems, only about 12 to 16% of the energy incident from the sun is used for power generation, so the solar energy utilization efficiency is low and the initial investment is very expensive. At this time, all the remaining energy is consumed as heat. At this time, due to the heat consumed to increase the temperature of the photovoltaic cell using a silicon material, etc., due to the characteristics of the cell, the electrical conversion efficiency is reduced when the electrical energy conversion by the temperature rise.

이와 같이 결정질 태양광발전 모듈은 태양에너지를 받아 전력을 생산하는 과정에서 열을 발생시키게 되는데, 이때 발생하는 열은 태양광발전 모듈의 전기생산 성능을 저하시키는 요인이 되기 때문에 태양광발전 시스템의 효율을 증진시키기 위해서는 열을 제거하는 것이 필요하다. 건물에 일체화하여 태양광발전 모듈을 건물의 외피에 적용하는 경우에는 발생열의 배출에 상당한 노력이 필요하다. 결정질계 태양광발전 모듈의 열 배출 어려움을 해결하고 효율을 증진시키는 방식으로 그동안 통풍에 의한 방안이 제시된 바 있으나, 열배출에 한계가 있었다. As such, the crystalline photovoltaic module generates heat in the process of generating power by receiving solar energy, and the generated heat degrades the electricity production performance of the photovoltaic module. It is necessary to remove the heat in order to promote this. Integrating a photovoltaic module into a building's envelope by integrating it into a building requires considerable effort to release the generated heat. In order to solve the heat dissipation difficulty of the crystalline photovoltaic module and to improve efficiency, a method by ventilation has been suggested, but heat emission has been limited.

상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 태양광발전 모듈에서 발생하는 열을 효율적으로 방열하도록 하여 태양광발전 모듈의 발전성능을 향상시키고 방열되는 열을 급탕 또는 난방 등의 다른 열원으로 사용할 수 있도록 집열하도록 하는 효율이 높은 태양광·열(photovoltaic/thermal: PV/T) 복합 공기식 태양에너지 획득 장치(solar air collector)인 공기집열식 태양광발전장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention to improve the above problems is to efficiently heat the heat generated from the solar power module to improve the power generation performance of the photovoltaic module and to use the heat of the heat as another heat source such as hot water supply or heating The present invention provides an air-collecting photovoltaic device, which is a high efficiency photovoltaic / thermal (PV / T) composite air solar collector that collects energy to be collected.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기집열식 태양광발전장치는 건물(1)의 지붕 또는 외벽에 설치되며 태양광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생시키며 다수개의 셀이 연결된 태양광발전 모듈(10); 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면 외곽에 부착되며 태양광발전 모듈(10)과 건물(1)의 지붕 또는 외벽을 이격시켜 이들 사이에 공기를 수용하는 수용공간(20)을 형성하며 공기유입구가 구비된 외곽프레임(30); 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면에 도포되는 열전도성 접착제(40); 상기 열전도성 접착제(40)에 의해 상기 태양광발전 모듈(10)에 부착되며 상기 태양광발전 모듈(10)로부터 발생된 열을 상기 수용공간(20)에 수용된 공기로 방열하는 방열판(50); 상기 방열판(50)의 배면에 부착되어 방열판(50)으로부터 방열되는 열의 배출을 용이하도록 하는 다수의 방열핀(60); 급탕이나 난방으로 이용할 수 있도록 상기 수용공간(20)에 수용되어 가열된 공기를 수집하는 공기 수집기(70); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The air-collecting photovoltaic device of the present invention for achieving the above object is installed on the roof or the outer wall of the building (1) and absorbs solar energy and converts it into electrical energy to generate electricity and the sun is connected to a plurality of cells Photovoltaic module 10; Attached to the rear outer surface of the photovoltaic module 10 and spaced apart from the roof or outer wall of the photovoltaic module 10 and the building (1) to form a receiving space 20 for receiving air therebetween air inlet Is provided with an outer frame 30; A thermally conductive adhesive 40 applied to the rear surface of the photovoltaic module 10; A heat dissipation plate (50) attached to the photovoltaic module (10) by the thermally conductive adhesive (40) and dissipating heat generated from the photovoltaic module (10) to air received in the accommodation space (20); A plurality of heat dissipation fins 60 attached to the rear surface of the heat dissipation plate 50 to facilitate the discharge of heat radiated from the heat dissipation plate 50; An air collector 70 for collecting heated air contained in the accommodation space 20 so as to be used as a hot water supply or heating; Characterized in that comprises a.

또한, 상기 외곽프레임(30)은 상기 태양광발전 모듈(10)과 건물(1)의 지붕 또는 외벽과의 이격거리가 10 ~ 15cm가 되도록 하는 높이를 갖는 것을 특징으로 한다. In addition, the outer frame 30 is characterized in that it has a height so that the separation distance between the photovoltaic module 10 and the roof or outer wall of the building (1) is 10 ~ 15cm.

또, 상기 방열핀(60)은 상기 태양광발전 모듈(10)의 폭 또는 높이에 상응하는 길이를 가지는 금속판을 'ㄱ' 또는 'ㄷ'형태로 절곡하여 형성되며 서로 인접되도록 하여 상기 방열판(50)에 부착되는 것을 특징으로 한다. In addition, the heat dissipation fin 60 is formed by bending a metal plate having a length corresponding to the width or height of the photovoltaic module 10 in the form of 'B' or 'C' and adjacent to each other so as to be adjacent to each other. It is characterized in that attached to.

아울러, 상기 방열핀(60)은 상기 방열판(50)에 열전도성 접착제로 부착되는 것을 특징으로 한다. In addition, the heat dissipation fin 60 is characterized in that attached to the heat dissipation plate 50 with a thermal conductive adhesive.

상술한 바와 같이, 공기집열식 태양광발전장치는 건물에 필요한 전기에너지와 열에너지를 동시에 생산하는 태양광·열(photovoltaic/thermal: PV/T) 복합 공기식 태양에너지 획득 장치로 태양광발전 모듈에 부착되는 방열판 및 방열핀(fin)의 효과에 의해 좀 더 적극적으로 태양광발전 모듈의 냉각효과 뿐만 아니라 더 높은 열원을 동시에 획득할 수 있어 기존의 태양광 발전 및 태양열 시스템과 함께 또는 대체하여 손쉽게 건물에 필요한 열과 전기를 동시에 생산하는 장치로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공기집열식 태양광발전장치는 온도에 의한 태양광발전 모듈의 효율저하를 방지하면서 동시에 방열되는 열을 집열하도록 하여 급탕 또는 난방의 열원으로 사용하도록 함으로써 기존 태양광발전 모듈과 태양열 집열기와 같 이 각각 단독으로 적용되는 것과는 달리 복합적으로 이용되어 단위면적당 더 많은 에너지를 동시에 생산할 수 있으므로 태양에너지 이용 효율이 높다. 또한, 기존 태양광발전 모듈과 태양열 집열기와 같이 건물 지붕 및 건물 벽면에 적용시키는 것이 가능하며, 제조 공정이 매우 간단하여 설비투자비의 절감 및 제조비용을 줄일 수 있다.As described above, the air-collecting photovoltaic device is a photovoltaic / thermal (PV / T) composite pneumatic solar energy acquisition device that simultaneously produces electrical and thermal energy required for a building. The effect of the attached heat sink and fins can be used to more actively acquire not only the cooling effect of the photovoltaic module but also a higher heat source at the same time. It can be used as a device to produce the required heat and electricity simultaneously. In addition, the air-collecting photovoltaic device according to the present invention prevents the efficiency degradation of the photovoltaic module due to temperature and at the same time to collect heat to be radiated to use as a heat source of hot water supply or heating to the existing photovoltaic module and Unlike solar collectors, they can be used in combination with each other to produce more energy per unit area at the same time. In addition, it is possible to apply to the building roof and building walls like the existing photovoltaic modules and solar collectors, and the manufacturing process is very simple to reduce the equipment investment cost and manufacturing cost.

본 발명은 태양광발전 모듈의 전기생산 과정에서 발생하는 열기를 배출하여 버리지 않고 이를 적극적으로 이용하여 공기를 가열하는 열원으로 활용하는 것이다. 이러한 기능을 갖는 장치는 태양광발전 시스템에서 발생하는 열원을 확보하는 태양광·열(photovoltaic/thermal: PV/T) 복합시스템이라고 불린다. 이 때 태양광발전 모듈에서 발생하는 열원을 보다 효율적으로 획득하기 위해서 모듈 후면에 공기를 단순히 순환시켜 열기를 얻는 소극적인 방식보다 진보된 형태의 집열장치의 구성이 필요하다. The present invention is to utilize as a heat source for heating the air by actively using it without discharging the heat generated during the electricity production process of the photovoltaic module. Devices with these functions are called photovoltaic / thermal (PV / T) composite systems that secure the heat source generated by photovoltaic systems. In this case, in order to more efficiently obtain the heat source generated from the photovoltaic module, it is necessary to construct a more advanced type of heat collecting device than the passive method of simply circulating air to obtain heat from the rear of the module.

이하, 본 발명의 공기집열식 태양광발전장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for the air-collecting photovoltaic device of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치를 나타낸 부분 절개 단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 공기집열식 태양광 발전장치를 나타낸 사용상태도이다. 1 is an exploded perspective view showing an air-collecting photovoltaic device according to the present invention, Figure 2 is a partial cutaway cross-sectional view showing an air-collecting photovoltaic device according to the present invention, Figure 3 is an air collecting according to the present invention Figure 4 is a cross-sectional view showing a thermal photovoltaic device, Figure 4 is a state diagram showing the air-collecting photovoltaic device according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치는 태양광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생시키는 태양광발전 모듈(10); 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면 외곽에 부착되며 공기를 수용하는 수용공간(20)을 형성하는 외곽프레임(30); 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면에 도포되는 열전도성 접착제(40); 상기 열전도성 접착제(40)에 의해 상기 태양광발전 모듈(10)에 부착되며 상기 태양광발전 모듈(10)로부터 발생된 열을 방열하는 방열판(50); 상기 방열판(50)으로부터 방열되는 열의 배출을 용이하도록 하는 다수의 방열핀(60); 상기 수용공간(20)에 수용되어 가열된 공기를 수집하는 공기수집기(70); 를 포함하여 이루어진다. As shown, the air-collecting photovoltaic device according to the present invention includes a photovoltaic module 10 for generating electricity by absorbing solar energy and converting it into electrical energy; An outer frame 30 attached to the rear outer surface of the photovoltaic module 10 and forming an accommodation space 20 for receiving air; A thermally conductive adhesive 40 applied to the rear surface of the photovoltaic module 10; A heat dissipation plate 50 attached to the photovoltaic module 10 by the thermal conductive adhesive 40 and dissipating heat generated from the photovoltaic module 10; A plurality of heat sink fins 60 to facilitate the discharge of heat radiated from the heat sink (50); An air collector (70) for collecting the heated air received in the accommodation space (20); It is made, including.

태양광발전 모듈(10)은 건물(1)의 지붕 또는 외벽에 설치되며 태양광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생시키며 다수개의 셀이 연결된다. The photovoltaic module 10 is installed on the roof or the outer wall of the building 1 and absorbs solar energy and converts it into electrical energy to generate electricity and connects a plurality of cells.

태양광발전 모듈(10)의 기본 구성은 일반적으로 시중에서 시판되고 있는 태양광발전 모듈을 변형없이 그대로 적용할 수 있다. 집열 효율을 증진시키기 위해서는 일반 태양광발전 모듈의 후면 마감을 금속박판의 형태로 마감한 것을 사용할 수 있다. The basic configuration of the photovoltaic module 10 can be applied to a commercially available photovoltaic module without modification. In order to improve the heat collection efficiency, the rear finish of the general photovoltaic module can be used in the form of a metal sheet.

일반적인 태양광발전 모듈은 상부에서부터 보호막인 유리, EVA, 솔라셀, EVA, 및 후판으로 구성된다. 본 발명은 후판에 방열판(50)을 부착시켜 태양광발전 모듈에서 방출되는 열을 집열시키는 방식을 사용하여 태양광과 태양열을 동시에 이용하여 발전과 집열을 하는 것을 가장 큰 특징으로 한다. Typical photovoltaic modules consist of protective glass from the top, EVA, solar cells, EVA, and thick plates. The present invention is characterized in that the heat generating plate 50 is attached to a thick plate to collect heat emitted from the photovoltaic module using solar light and solar heat at the same time to generate and collect heat.

한 개의 태양광발전 모듈(10)은 시판되는 소형 모듈에 크게는 대형 모듈의 가로 세로 크기가 1~2m 크기의 모든 규모로 적용할 수 있다. One photovoltaic module 10 can be applied to any size of the large size module 1 to 2m in size and large to large modules in the market.

상기 외곽프레임(30)은 상기 태양광발전 모듈(10)의 외곽형상과 동일하며 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면 외곽에 부착된다. 또한, 상기 외곽프레임(30)은 태양광발전 모듈(10)과 건물(1)의 지붕 또는 외벽을 이격시켜 이들 사이에 공기를 수용하는 수용공간(20)을 형성하게 된다. The outer frame 30 is the same as the outer shape of the photovoltaic module 10 and is attached to the rear outer surface of the photovoltaic module 10. In addition, the outer frame 30 is spaced apart from the roof or outer wall of the photovoltaic module 10 and the building 1 to form a receiving space 20 for receiving air therebetween.

이때, 상기 외곽프레임(30)은 상기 태양광발전 모듈(10)과 건물(1)의 지붕 또는 외벽과의 이격거리가 10 ~ 15cm가 되도록 하는 높이를 갖는 것이 바람직하다. 상기 태양광발전 모듈(10)과 건물(1)의 지붕 또는 외벽과의 이격거리가 너무 작으면 공기의 유동이 원활하지 않아 공기수집이 용이하지 않고, 너무 크게 되면 수용공간(20)에 수용된 공기로의 방열은 용이하나 공기수집기의 용량이 커야 하고 공기로 집열되는 집열효율이 저하되므로 다른 열원으로의 활용이 쉽지 않게 된다. 따라서, 상기 태양광발전 모듈(10)과 건물(1)의 지붕 또는 외벽과의 이격거리는 적당한 크기를 갖도록 한다. At this time, the outer frame 30 preferably has a height such that the distance between the photovoltaic module 10 and the roof or outer wall of the building 1 is 10 ~ 15cm. If the distance between the photovoltaic module 10 and the roof or the outer wall of the building 1 is too small, the flow of air is not smooth and air collection is not easy, and when the distance is too large, the air accommodated in the accommodation space 20 The heat dissipation of the furnace is easy, but the capacity of the air collector must be large, and the heat collecting efficiency to be collected by the air is reduced, so that it is not easy to use as another heat source. Therefore, the distance between the photovoltaic module 10 and the roof or the outer wall of the building 1 is to have a suitable size.

상기 외곽프레임(30)은 상기 수용공간(20)과 연결되며 상기 수용공간(20)으로 공기가 유입되는 공기유입구(미도시됨)가 구비된다. The outer frame 30 is connected to the accommodation space 20 and is provided with an air inlet (not shown) through which air enters the accommodation space 20.

건물외피 마감 전 건물구조체(16)의 상면에는 상기 태양광발전 모듈(10)과 외곽프레임(30)이 설치되어 이들이 건물 외피의 역할을 하면서 전기와 열을 동시에 생산하게 된다. The solar cell module 10 and the outer frame 30 are installed on the upper surface of the building structure 16 before finishing the building envelope to produce electricity and heat at the same time as they serve as the building envelope.

상기 열전도성 접착제(Thermally Conductive Adhesives)(40)는 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면에 도포되어 방열판(50)을 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면 에 부착되도록 하는 역할을 한다. The thermally conductive adhesives 40 are applied to the rear surface of the photovoltaic module 10 to serve to attach the heat sink 50 to the rear surface of the photovoltaic module 10.

상기 열전도성 접착제(40)는 에폭시와 같은 공지된 것을 사용하며, 태양광발전 모듈(10)에서 발생된 열을 상기 방열판(50)으로 열손실이 적게 하여 전달하게 된다. The thermally conductive adhesive 40 uses a known one such as epoxy, and transfers heat generated from the photovoltaic module 10 to the heat sink 50 with less heat loss.

상기 방열판(50)은 상기 열전도성 접착제(40)에 의해 상기 태양광발전 모듈(10)에 부착되며 상기 태양광발전 모듈(10)로부터 발생된 열을 상기 수용공간(20)에 수용된 공기로 방열하는 역할을 한다. 상기 방열판(50)의 배면에는 상기 태양광발전 모듈(10)로부터 전달된 열을 방열하도록 하는 다수의 방열핀(60)이 구비된다. The heat sink 50 is attached to the photovoltaic module 10 by the heat conductive adhesive 40 and radiates heat generated from the photovoltaic module 10 to air received in the accommodation space 20. It plays a role. A plurality of heat dissipation fins 60 are provided on the rear surface of the heat dissipation plate 50 to dissipate heat transferred from the photovoltaic module 10.

이때, 상기 방열핀(60)은 상기 태양광발전 모듈(10)의 폭 또는 높이에 상응하는 길이를 가지는 금속판을 'ㄱ' 또는 'ㄷ'형태로 절곡하여 형성되며 서로 인접되도록 하여 상기 방열판(50)에 부착되는 것이 바람직하다. At this time, the heat dissipation fin 60 is formed by bending a metal plate having a length corresponding to the width or height of the photovoltaic module 10 in the form of 'B' or 'C' and adjacent to each other so as to be adjacent to each other. It is preferably attached to.

상기 방열핀(60)은 상기 방열판(50)의 배면에 부착되어 방열판(50)으로부터 방열되는 열의 배출을 용이하도록 하며 다수개로 구비된다. 아울러, 상기 방열핀(60)은 상기 방열판(50)에 열전도성 접착제로 부착되는 것이 바람직하다. The heat dissipation fins 60 are attached to the rear surface of the heat dissipation plate 50 to facilitate the discharge of heat radiated from the heat dissipation plate 50 and are provided in plurality. In addition, the heat dissipation fin 60 is preferably attached to the heat dissipation plate 50 with a heat conductive adhesive.

상기 공기수집기(70)는 급탕이나 난방으로 이용할 수 있도록 상기 수용공간(20)에 수용되어 가열된 공기를 수집하여 급탕기나 난방기에 사용되는 열매체와 열교환되도록 한다. 상기 공기수집기(70)는 방열 및 집열된 열원을 흡입 및 환기시키는 팬(fan)을 이용하여 건물에 필요한 열원으로 이용할 수 있다. 또한 난방 및 급탕에 이용하지 않을 시에는 태양광모듈의 열을 방열 및 환기시켜 태양광모듈의 발전효율을 증진시킬 수 있다. The air collector 70 collects heated air received in the accommodation space 20 to be used as a hot water supply or heating so as to exchange heat with the heat medium used in the hot water heater or the heater. The air collector 70 may be used as a heat source required for a building by using a fan that sucks and ventilates the heat dissipated and collected heat source. In addition, when not used for heating and hot water supply heat radiation and ventilation of the solar module can increase the power generation efficiency of the solar module.

이와 같이 본 발명의 공기집열식 태양광발전장치는 방열핀(fin)에 의한 태양광발전 모듈의 냉각효과로 온도 저하가 이루어져 발전성능이 향상되는 동시에 더 적극적으로 방열된 열을 냉방 및 난방시스템의 열원으로 이용할 수 있으므로 한 설치공간에 유용하게 적용할 수 있다. As described above, the air-collecting photovoltaic device of the present invention reduces the temperature due to the cooling effect of the photovoltaic module by the radiating fins, thereby improving the power generation performance and cooling the heat radiated more actively and the heat source of the heating system. Because it can be used as, it can be usefully applied to one installation space.

상기 태양광발전 모듈(10)을 건물(1)의 지붕 또는 외벽에 설치할 경우 다수개를 인접하여 설치되게 되는데 각각의 태양광발전 모듈(10)과 각각의 외곽프레임(30)으로부터 형성되는 다수의 수용공간(20)은 하나의 공기수집기(70)와 연결되도록 설치하거나 구획을 나누어 다수의 공기수집기(70)와 연결되도록 설치할 수 있다. 도 4에서는 하나의 공기수집기와 연결되도록 하여 설치되는 것을 도시하였다. When the photovoltaic module 10 is installed on the roof or the outer wall of the building 1, a plurality of the photovoltaic modules 10 are installed adjacent to each other, and a plurality of photovoltaic modules 10 and each of the outer frames 30 are formed. The accommodation space 20 may be installed to be connected to one air collector 70 or divided into compartments so as to be connected to a plurality of air collectors 70. In Figure 4 it is shown to be installed to be connected to one air collector.

또한, 본 발명의 공기집열식 태양광발전장치는 건물외피 마감대신 건물외피용 뿐만 아니라 하나의 유닛으로 공기식 집열기 형태로 건물외피와 상관없이 독립적으로 설치할 수 있는 태양광발전모듈-공기수집기(PVT-Air collector)로 사용할 수 있다. In addition, the air-collecting photovoltaic device of the present invention can be installed independently of the building envelope in addition to the building envelope finish solar power module-air collector (PVT) irrespective of the building envelope in the form of a pneumatic collector as a unit Can be used as an air collector.

도 5와 도 6은 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치의 발전성능(Electrical Efficiency)과 열적성능(Thermal Efficienty)을 각각 측정한 그래프로서, 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치에서 방열핀을 사용하지 않은 경우와 알루미늄 및 구리재질의 방열핀을 사용한 경우를 비교한 결과이다. 5 and 6 are graphs measuring the electrical efficiency and the thermal efficiency of the air-collected photovoltaic device according to the present invention, respectively, in the air-collected photovoltaic device according to the present invention. This is a result comparing the case of not using the heat dissipation fin with the case of using the heat dissipation fin of aluminum and copper material.

도시된 바와 같이, 방열핀을 사용한 경우가 사용하지 않은 경우보다 발전성능과 열적성능이 우수한 것으로 나타났다. As shown in the drawing, the heat dissipation fins were found to have better power generation and thermal performance than those without.

이와 같이 하나의 장치에서 전기와 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치는 발전성능과 열적성능을 측정한 결과 발전성능 및 열적성능이 우수한 것으로 확인되었다.As such, the air-collecting photovoltaic device according to the present invention, which can simultaneously produce electricity and thermal energy in one device, has been found to have excellent power generation performance and thermal performance as a result of measuring power generation performance and thermal performance.

도 1은 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치를 나타낸 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing an air-collecting photovoltaic device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치를 나타낸 부분 절개 단면도.Figure 2 is a partial cutaway cross-sectional view showing an air-collecting photovoltaic device according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing an air-collecting photovoltaic device according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치를 나타낸 사용상태도.Figure 4 is a state diagram showing the air-collecting photovoltaic device according to the present invention.

도 5와 도 6은 본 발명에 의한 공기집열식 태양광발전장치의 발전성능과 열적성능을 각각 측정한 그래프.5 and 6 are graphs measuring the power generation performance and the thermal performance of the air-collecting photovoltaic device according to the present invention, respectively.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1: 건물 10: 태양광발전 모듈1: Building 10: PV Module

20: 수용공간 30: 외곽프레임20: accommodation space 30: outer frame

40: 열전도성 접착제 50: 방열판40: thermally conductive adhesive 50: heat sink

60: 방열핀 70: 공기수집기60: heat sink fin 70: air collector

Claims (4)

건물(1)의 지붕 또는 외벽에 설치되며 태양광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생시키며 다수개의 셀이 연결된 태양광발전 모듈(10);A photovoltaic module 10 installed on a roof or an outer wall of the building 1 to absorb solar energy and convert the photovoltaic energy into electric energy to generate electricity; 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면 외곽에 부착되며 태양광발전 모듈(10)과 건물(1)의 지붕 또는 외벽을 이격시켜 이들 사이에 공기를 수용하는 수용공간(20)을 형성하며 공기유입구가 구비된 외곽프레임(30);Attached to the rear outer surface of the photovoltaic module 10 and spaced apart from the roof or outer wall of the photovoltaic module 10 and the building (1) to form a receiving space 20 for receiving air therebetween air inlet Is provided with an outer frame 30; 상기 태양광발전 모듈(10)의 배면에 도포되는 열전도성 접착제(40);A thermally conductive adhesive 40 applied to the rear surface of the photovoltaic module 10; 상기 열전도성 접착제(40)에 의해 상기 태양광발전 모듈(10)에 부착되며 상기 태양광발전 모듈(10)로부터 발생된 열을 상기 수용공간(20)에 수용된 공기로 방열하는 방열판(50);A heat dissipation plate (50) attached to the photovoltaic module (10) by the thermally conductive adhesive (40) and dissipating heat generated from the photovoltaic module (10) to air received in the accommodation space (20); 상기 방열판(50)의 배면에 부착되어 방열판(50)으로부터 방열되는 열의 배출을 용이하도록 하는 다수의 방열핀(60);A plurality of heat dissipation fins 60 attached to the rear surface of the heat dissipation plate 50 to facilitate the discharge of heat radiated from the heat dissipation plate 50; 급탕이나 난방으로 이용할 수 있도록 상기 수용공간(20)에 수용되어 가열된 공기를 수집하는 공기수집기(70);An air collector 70 for collecting heated air received in the accommodation space 20 so as to be used as a hot water supply or heating; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기집열식 태양광발전장치.Air-collecting photovoltaic device characterized in that comprises a. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 외곽프레임(30)은 상기 태양광발전 모듈(10)과 건물(1)의 지붕 또는 외벽과의 이격거리가 10 ~ 15cm가 되도록 하는 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 공기 집열식 태양광발전장치.The outer frame 30 has a height so that the separation distance between the photovoltaic module 10 and the roof or the outer wall of the building (1) is 10 ~ 15cm, characterized in that the air-heated photovoltaic device. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 상기 방열핀(60)은 상기 태양광발전 모듈(10)의 폭 또는 높이에 상응하는 길이를 가지는 금속판을 'ㄱ' 또는 'ㄷ'형태로 절곡하여 형성되며 서로 인접되도록 하여 상기 방열판(50)에 부착되는 것을 특징으로 하는 공기집열식 태양광발전장치.The heat dissipation fin 60 is formed by bending a metal plate having a length corresponding to the width or height of the photovoltaic module 10 in a or b shape and adjoining each other to be attached to the heat dissipation plate 50. Air-collecting photovoltaic device characterized in that it becomes. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 방열핀(60)은 상기 방열판(50)에 열전도성 접착제로 부착되는 것을 특징으로 하는 공기집열식 태양광발전장치.The heat dissipation fin (60) is an air-collecting photovoltaic device, characterized in that attached to the heat sink 50 with a thermal conductive adhesive.
KR1020080067785A 2008-07-11 2008-07-11 PV Module using Heat of Air KR100999955B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080067785A KR100999955B1 (en) 2008-07-11 2008-07-11 PV Module using Heat of Air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080067785A KR100999955B1 (en) 2008-07-11 2008-07-11 PV Module using Heat of Air

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100007240A true KR20100007240A (en) 2010-01-22
KR100999955B1 KR100999955B1 (en) 2010-12-13

Family

ID=41816255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080067785A KR100999955B1 (en) 2008-07-11 2008-07-11 PV Module using Heat of Air

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100999955B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101035481B1 (en) * 2010-08-24 2011-05-18 박영환 Radiant heat apparatus for solar module
WO2011116035A2 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Ns Acquisition Llc. Integrated heat sink and system for enhanced thermal power generation
CN103062913A (en) * 2013-01-22 2013-04-24 中国科学技术大学 Flat-panel solar photovoltaic water-heating air-heating compound heat collector
US8471141B2 (en) 2007-05-07 2013-06-25 Nanosolar, Inc Structures for low cost, reliable solar roofing
WO2013148624A3 (en) * 2012-03-30 2013-12-05 Sunpower Corporation Electronic component housing with heat sink
KR101529302B1 (en) * 2014-04-24 2015-06-29 조규오 Cold and warmth wind pannel device of the future
CN106952980A (en) * 2017-05-16 2017-07-14 广东大粤新能源科技股份有限公司 Strong cooled photovoltaic power generation plate
WO2018117337A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 이재혁 Solar cell cooling device
KR20190058895A (en) * 2017-11-22 2019-05-30 한국전력공사 Heat transfer unit and solar cell apparatus having thereof
KR20220162357A (en) 2021-06-01 2022-12-08 손진균 Glasses hinge integrated with lens rim adjuster

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102205167B1 (en) 2019-01-07 2021-01-20 권기진 Solar heating collector

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57196942U (en) 1981-06-08 1982-12-14
JPH1136540A (en) * 1997-07-14 1999-02-09 Sekisui Chem Co Ltd Installation construction of solar cell module
JP2001059655A (en) * 1999-08-21 2001-03-06 Takao Ishihara Solar hot air system
KR100554362B1 (en) * 2005-05-09 2006-02-24 대한테크렌(주) Photovoltaics power generator having a radiating fin

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8471141B2 (en) 2007-05-07 2013-06-25 Nanosolar, Inc Structures for low cost, reliable solar roofing
WO2011116035A2 (en) * 2010-03-16 2011-09-22 Ns Acquisition Llc. Integrated heat sink and system for enhanced thermal power generation
WO2011116035A3 (en) * 2010-03-16 2011-12-22 Ns Acquisition Llc. Integrated heat sink and system for enhanced thermal power generation
KR101035481B1 (en) * 2010-08-24 2011-05-18 박영환 Radiant heat apparatus for solar module
WO2013148624A3 (en) * 2012-03-30 2013-12-05 Sunpower Corporation Electronic component housing with heat sink
US9635783B2 (en) 2012-03-30 2017-04-25 Sunpower Corporation Electronic component housing with heat sink
CN103062913A (en) * 2013-01-22 2013-04-24 中国科学技术大学 Flat-panel solar photovoltaic water-heating air-heating compound heat collector
KR101529302B1 (en) * 2014-04-24 2015-06-29 조규오 Cold and warmth wind pannel device of the future
WO2018117337A1 (en) * 2016-12-22 2018-06-28 이재혁 Solar cell cooling device
CN106952980A (en) * 2017-05-16 2017-07-14 广东大粤新能源科技股份有限公司 Strong cooled photovoltaic power generation plate
KR20190058895A (en) * 2017-11-22 2019-05-30 한국전력공사 Heat transfer unit and solar cell apparatus having thereof
KR20220162357A (en) 2021-06-01 2022-12-08 손진균 Glasses hinge integrated with lens rim adjuster

Also Published As

Publication number Publication date
KR100999955B1 (en) 2010-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100999955B1 (en) PV Module using Heat of Air
EP2701208B1 (en) Solar panel that is cooled without using power
CN101873093B (en) Solar energy comprehensive utilizing system for integrating optothermal mixed power generation and heat utilization
CN108603690B (en) Air heat collection type PVT heat collector
JP2007081097A (en) Solar optical/thermal hybrid module, hybrid power generating system, module integrated with building material, and building
Noro et al. Advancements in hybrid photovoltaic-thermal systems: performance evaluations and applications
KR20160136528A (en) Solar thermal and photovoltaic composite energy water heater
CN101938227A (en) Flat-plate type solar combined heat-electricity supply device
CN105450173A (en) Heat pipe type concentrating photovoltaic cooling heat-collecting apparatus
CN205249143U (en) Heat pipe formula spotlight photovoltaic cooling heating device
CN209181290U (en) The same energy-saving solar solar panel of photo-thermal
CN204669308U (en) A kind of efficiency light thermoelectric integral photovoltaic module
CN109274331A (en) A kind of PV-TE hybrid power plant thermally conductive based on graphene
JP2004317117A (en) Solar heat collector with solar power generation function
KR101556234B1 (en) Solar energy system
Joy et al. Experimental Investigation and Comparative Study of PV Thermal Water-Ethylene Glycol Collector and PV System
KR20120056648A (en) Electro-generation system with function for heating of water using solar cell and thermo-electric device
PL203881B1 (en) Integrated phoyovoltaic module with a solar thermal energy collector
CN201474197U (en) Corrugated tile condensing solar energy hydroelectric power integrated building module
ES2303456B1 (en) SOLAR PANEL HYBRID PHOTOVOLTAIC / THERMAL WITH INCREASE IN EFFICIENCY IN PHOTOVOLTAIC SYSTEM.
Akhatov et al. Study of thermal-technical parameters and experimental investigations on PV-Thermal collector
CN203277464U (en) Embedded solar energy photovoltaic and photo-thermal integrated assembly
ITBO20070094A1 (en) INTEGRATED THERMAL-PHOTOVOLTAIC SOLAR PANEL FOR THE PRODUCTION OF ELECTRICITY AND HOT WATER
CN209982442U (en) Heat pipe type concentrating photovoltaic cooling and heat collecting device
Teja et al. Experimental Investigation on Hybrid Photovoltaic and Thermal Solar Collector System

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131202

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141127

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151103

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161024

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee