KR20100030778A

KR20100030778A - 하이브리드 발전장치

Info

Publication number: KR20100030778A
Application number: KR1020080089661A
Authority: KR
Inventors: 김용찬; 부은경
Original assignee: 한기봉
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2010-03-19

Abstract

본 발명은 하이브리드 발전장치에 관한 것으로서, 하우징(10)의 상부에 장착된 프레넬 렌즈(12)와, 하우징(10)의 하면에서 하이브리드 발전모듈이 장착되며, 하이브리드 발전 모듈은 상기 프레넬 렌즈(12)로 집광되는 태양광을 반사경(14)을 통해서 조사된 광에 의해서 광전반응에 의해 전류를 발생시키는 CPV(concentrator photovoltaic) 방식의 솔라셀(16)과, 상기 솔라셀(16)의 하면에서 솔라셀(16)을 고정시키고 솔라셀(16)에서 인출된 리드선을 조정하는 리시버(18)와, 상기 리시버(18)에 장착되어 리시버의 온도를 측정하는 온도 센서(20)와, 상기 리시버(18)의 하부에 구비되어 열전을 이용하여 발전하는 열발전소자(22)와, 상기 열발전소자(22)의 하부 및 하우징(10)의 바닥면에서 솔라셀(16)과 열발전소자(22)의 열을 하우징(10) 밖으로 배출하기 위한 냉각핀(26)으로 구성된다.

태양광,태양열,하이브리드,발전

Description

하이브리드 발전장치{HYBRID POWER GENERATOR}

본 발명은 하이브리드 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 태양열 발전과 열발전을 동시에 하는 하이브리드 발전장치에 관한 것이다.

종래의 하이브리드 발전장치로서 대한민국공개특허번호 10-2006-0047745호가 알려져 있다. 이 종래의 기술은 태양전지 배면에 열전소자와 열 흡수 패널을 구비한 것인데, 열전소자로서 발전하려면 대략 100℃ 이상되어야 하는데, 종래의 기술은 100℃를 흡수하는 수단이 없으므로, 열발전이 되지 않으며 수냉식을 선택하여 장치의 부피가 커진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 프레넬 렌즈(fresnel lens)로써 태양광을 CPV(concentrator photovoltaic) 방식의 솔라셀에 집광시키고, 솔라셀의 하면에 열발전소자를 구비하여, 프레넬 렌즈로 인하여 발생된 고열을 전기로 생성하는 하이브리드 발전장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 하이브리드 발전장치의 일예로서,

하우징(10)의 상부에 장착된 프레넬 렌즈(12)와,

하우징(10)의 하면에서 하이브리드 발전모듈이 장착되며, 하이브리드 발전 모듈은 상기 프레넬 렌즈(12)로 집광되는 태양광을 반사경(14)을 통해서 조사된 광에 의해서 광전반응에 의해 전류를 발생시키는 CPV(concentrator photovoltaic) 방식의 솔라셀(16)과, 상기 솔라셀(16)의 하면에서 솔라셀(16)을 고정시키고 솔라셀(16)에서 인출된 리드선을 조정하는 리시버(18)와, 상기 리시버(18)에 장착되어 리시버의 온도를 측정하는 온도 센서(20)와, 상기 리시버(18)의 하부에 구비되어 열전을 이용하여 발전하는 열발전소자(22)와, 상기 열발전소자(22)의 하부 및 하우징(10)의 바닥면에서 솔라셀(16)과 열발전소자(22)의 열을 하우징(10) 밖으로 배출하기 위한 냉각핀(26)으로 구성되며, 냉각핀(26)에 바람을 공급하여 강제 냉각시키기 위한 냉각팬(24)을 더 포함하며, 솔라셀(16)에서 생성된 전원과, 열발전소 자(22)에서 생성된 전원중, 냉각팬(24) 구동을 위한 전원을 제외하고는 인버터(51)를 통해서 전류가 정제되어 저장된다.

본 발명에 따른 하이브리드 발전장치는 태양광에너지가 하우징(10) 내로 들어오면, 프레넬 렌즈(12)를 통하고, 반사경(14)을 통해서 솔라셀(16)에 조사되어 태양광 에너지가 생성되고, 열발전소자(22)에 의해서 태양열 에너지가 생성되고, 냉각핀(26)을 통해서 상시 폐열 배출을 하며, 리시버(18)에 장착된 온도 센서(20)에 의해서 미리 정해진 온도 이상이면 냉각팬(24)이 구동되어, 강제 냉각되며, 모터 드라이브(55)는 열발전소자(22)로부터 전원을 받게 되어 하이브리드 발전이 이루어지게 된다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하이브리드 발전장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 본 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

하우징(10)의 상부에는 프레넬 렌즈(12 ; fresnel lens)가 장착되고, 하우징(10)의 하면에서 하이브리드 발전모듈이 장착되며, 하이브리드 발전 모듈은 상기 프레넬 렌즈(12)로 집광되는 태양광을 반사경(14)을 통해서 조사된 광에 의해서 광전반응에 의해 전류를 발생시키는 CPV(concentrator photovoltaic) 방식의 솔라셀(16)이 상부에 장착되고, 솔라셀(16)의 하면에는 솔라셀(16)을 고정시키고 솔라셀(16)에서 인출된 리드선을 조정하는 리시버(18)가 구비되고, 상기 리시버(18)는 리시버의 온도를 측정하는 온도 센서(20)가 장착되며, 리시버(18)의 하부에는 열전을 이용하여 발전하는 열발전소자(22)가 구비되며, 열발전소자(22)의 하부 및 하우징(10)의 바닥면에는 솔라셀(16)과 열발전소자(22)의 열을 하우징(10) 밖으로 배출하기 위한 냉각핀(26)이 구비되며, 냉각핀(26)에 바람을 공급하여 강제 냉각시키기 위한 냉각팬(24)이 옵션으로 구비될 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 하이브리드 발전장치의 발전 원리를 설명한다.

태양광에너지가 하우징(10) 내로 들어오면, 프레넬 렌즈(12)를 통하고, 반사경(14)을 통해서 솔라셀(16)에 조사되어 발전된다. 프레넬 렌즈(12)의 집광에 의해서 하우징(10) 내의 온도는 100℃ 이상이 되어 하우징(10) 내는 고온이 된다. 이 고온의 열은 열발전소자(22)에 의해서 발전된다. 즉, 솔라셀(16)에 의해서 태양광 에너지가 그리고 열발전소자(22)에 의해서 태양열 에너지가 발생된다. 한편, 솔라셀(16)의 온도가 고온이 되면 태양광에너지의 발전 효율이 낮아지므로, 태양열은 열발전소자(22)를 발전시키는 온도 이상이 되면 폐열로 버려야 한다. 이를 위해서, 냉각핀(26)을 통해서 상시 폐열 배출을 하며, 리시버(18)에 장착된 온도 센서(20)에 의해서 미리 정해진 온도 이상이면 이 신호값을 제어기(53)로 보내고, 제어기(53)에서는 제어 입력을 계산하여 냉각팬 구동용 모터 드라이브(55)로 보내어 냉각팬(24)을 구동시켜, 강제 냉각시킨다. 모터 드라이브(55)는 열발전소자(22)로부터 전원을 받는다.

그러므로, 솔라셀(16)에서 생성된 전원과, 열발전소자(22)에서 생성된 전원중, 냉각팬(24) 구동을 위한 전원을 제외하고는 인버터(51)를 통해서 전류가 정재되어 본 발명에 따른 하이브리드 발전에 의한 전원이 된다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 발전장치의 구성단면도

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 발전장치의 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하우징 12 : 프레넬 렌즈(12)

14 : 반사경 16 : 솔라셀

18 : 리시버 20 : 온도 센서

22 : 열발전소자 24 : 냉각팬

26 : 냉각핀

Claims

하우징(10)의 상부에 장착된 프레넬 렌즈(12)와,

하우징(10)의 하면에서 하이브리드 발전모듈이 장착되며, 하이브리드 발전 모듈은 상기 프레넬 렌즈(12)로 집광되는 태양광을 반사경(14)을 통해서 조사된 광에 의해서 광전반응에 의해 전류를 발생시키는 CPV(concentrator photovoltaic) 방식의 솔라셀(16)과, 상기 솔라셀(16)의 하면에서 솔라셀(16)을 고정시키고 솔라셀(16)에서 인출된 리드선을 조정하는 리시버(18)와, 상기 리시버(18)에 장착되어 리시버의 온도를 측정하는 온도 센서(20)와, 상기 리시버(18)의 하부에 구비되어 열전을 이용하여 발전하는 열발전소자(22)와, 상기 열발전소자(22)의 하부 및 하우징(10)의 바닥면에서 솔라셀(16)과 열발전소자(22)의 열을 하우징(10) 밖으로 배출하기 위한 냉각핀(26)

으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전장치.
제1항에 있어서,

냉각핀(26)에 바람을 공급하여 강제 냉각시키기 위한 냉각팬(24)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전장치.
제2항에 있어서,

솔라셀(16)에서 생성된 전원과, 열발전소자(22)에서 생성된 전원중, 냉각팬(24) 구동을 위한 전원을 제외하고는 인버터(51)를 통해서 전류가 정재되어 저장되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 발전장치.