KR20100047999A - Leaf solar-cell equipped tree type electric power generation system - Google Patents

Leaf solar-cell equipped tree type electric power generation system Download PDF

Info

Publication number
KR20100047999A
KR20100047999A KR1020080106963A KR20080106963A KR20100047999A KR 20100047999 A KR20100047999 A KR 20100047999A KR 1020080106963 A KR1020080106963 A KR 1020080106963A KR 20080106963 A KR20080106963 A KR 20080106963A KR 20100047999 A KR20100047999 A KR 20100047999A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
leaf
tree
power generation
generation system
Prior art date
Application number
KR1020080106963A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
변충섭
송동수
김용배
전황용
Original Assignee
한국전력공사
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 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020080106963A priority Critical patent/KR20100047999A/en
Publication of KR20100047999A publication Critical patent/KR20100047999A/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
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10—Frame structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • 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
    • 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
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: A tree-like electric power system with a solar leaf battery is provided to increase the area of the concentration of light per setup unit area by designing a multi-layered leaf-like structure. CONSTITUTION: A tree-like electric power system(100) comprises a solar battery(110), a post(120), a storage battery(130) and an electrical energy consumption system(140). The solar battery and the post are formed in artificial tree forms. The thin-layer type of solar battery is formed in a leaf-like form. The thin-layer type of solar battery is connected to an artificial tree branch(121) with a cathode and an anode. The electricity generated from the solar battery is stored in the capacitor. The branch is in the form of a case which is connected to the post. The solar battery is formed from translucent or transparent material.

Description

나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템{LEAF SOLAR-CELL EQUIPPED TREE TYPE ELECTRIC POWER GENERATION SYSTEM}Tree-type power generation system equipped with leaf solar cell {LEAF SOLAR-CELL EQUIPPED TREE TYPE ELECTRIC POWER GENERATION SYSTEM}

본 발명은 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염료 감응 태양전지와 같은 박막 태양전지를 나무의 잎처럼 장착한 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a tree-type power generation system equipped with a leaf solar cell, and more particularly, to a tree-type power generation system equipped with a leaf solar cell equipped with a thin film solar cell such as a dye-sensitized solar cell as a leaf of a tree. .

일반적으로, 태양의 복사 에너지를 효율적으로 모아 열기관과 발전기를 움직여 전기에너지를 만드는 방식은 태양열 발전은 넓은 의미로 바람을 일으키거나 물이 이동하도록 하는 대기권의 기상현상을 일으키는 에너지원이 태양에너지라 할 수 있으므로 수력발전이나 풍력발전을 모두 태양열발전이라고도 할 수 있으나 대부분은 태양열을 직적 이용하는 발전방식을 가리킨다.In general, solar energy is efficiently collected by moving heat engines and generators to generate electrical energy. Solar power is a solar energy source that generates wind in the broad sense or causes meteorological phenomena in the atmosphere that causes water to move. Therefore, both hydro and wind power can be referred to as solar power, but most of them refer to the direct generation of solar power.

상기와 같은 태양광 발전방식은 탑집광 방식과 포물면 집광방식이 있다.The photovoltaic power generation method as described above includes a tower condensing method and a parabolic condensing method.

상기 탑집광 방식은 높은 탑 위에 물탱크를 설치하고 탑 주위에 수많은 반사경을 설치하여 반사된 태양빛으로 물 탱크의 물을 가열하게 하는 것으로서 이때 물 탱크에서 발생된 증기로 터빈을 돌려 발전하는 방식이다.The tower condensing method installs a water tank on a high tower and installs numerous reflectors around the tower to heat the water in the water tank with reflected sunlight. .

또한, 포물면 집광 방식은 태양을 향해 일렬로 배치한 포물면 거울의 초점 위치에 물이 흐르는 도관을 설치하여 증기를 얻는 방식이다.In addition, the parabolic condensing method is a method of obtaining steam by installing a conduit through which water flows in the focal position of the parabolic mirror arranged in a line toward the sun.

또 다른 방식으로는 태양전지를 사용하는 방법이 있으며 이는 인공위성과 우주탐사선에 부착되어 자체적으로 전력을 공급하는 중요한 기능을 담당하고 있으나 상기 태양전지를 이용하는 방법은 일사량이 많은 사막지역 같은 곳에 대규모로 건설되어 시험되고 있지만 아직까지 효율이 낮아 완전한 실용화 단계에 이르지는 못한 상태이다.Another method is the use of solar cells, which are attached to satellites and space probes and play an important role in supplying power to them. Although it has been tested, the efficiency is still low, so it has not reached the level of practical application.

이러한 종래의 불투명한 태양전지를 사용하는 기존 태양광 발전방식은 거치식 평판에 태양전지를 일렬로 정렬한 후 입사된 빛을 전기로 변경하는 방식이 대부분이다. 이와 같은 방법은 넓은 설치 면적을 필요로 하거나 설치된 태양전지 후면 용지는 사용할 수 없게 되는 문제점이 있었다. The conventional photovoltaic power generation method using the conventional opaque solar cell is a method of changing the incident light to electricity after aligning the solar cells in a row on a stationary plate. Such a method requires a large installation area or there is a problem in that the installed back panel of the solar cell cannot be used.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 박막형 태양전지를 나뭇잎과 같은 형태로 만들어, 양, 음극이 포설된 인공 나뭇가지에 연결하고 나무들 간에는 줄기 내에 구비된 양, 음극 전극인 도전체에 연결함으로써 태양전지에서 발생한 전기가 축전 시스템에 전기를 축적하고 축전지에 병렬로 연결되는 수용가에 일반인이 사용토록 전원을 공급할 수 있게 한 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object is to make a thin-film solar cell in the form of a leaf, the amount, the amount of cathodes connected to the artificial twigs installed in the trunk between the trees, It is a tree-type power generation system equipped with a leaf solar cell that allows electricity to be used for the public by accumulating electricity in the electricity storage system by connecting it to a conductor, which is a cathode electrode, and for supplying electricity to consumers in parallel. In providing.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 나뭇잎 형태로 구비되어 태양광 에 의해 전력이 생산되는 박막형 태양전지; 상기 태양전지가 내부의 도선을 통해 다수 연결되는 줄기 및 줄기에서 파생된 가지 형태로 조합되는 기둥; 및 상기 기둥을 통해 내부로 연결되는 도선들에 연결되어 생산된 전력이 축전되는 축전지;를 포함하여 나무 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a thin film solar cell provided in the form of a leaf and the power is produced by sunlight; Pillars are combined in the form of a stem derived from the stem and the stem is connected to the plurality of solar cells through the inner conductor; It characterized in that it is formed in the shape of a tree, including; and a storage battery is stored in the power produced by being connected to the wires connected to the inside through the pillar.

또한, 본 발명에서의 상기 태양전지는 반투명 또는 투명한 것을 특징으로 한다.In addition, the solar cell in the present invention is characterized in that translucent or transparent.

또한, 본 발명에서의 상기 태양전지는, 상기 도선 중 (-)도선과 연결되어 입사광선에 의해 태양전지 내부에서 발생한 전자가 모이는 음극; 상기 도선 중 (+)도선과 연결되며 상기 음극과 반대 극을 가지는 도체인 양극; 상기 음극과 양극 사이에 개재되어 전자의 흐름을 형성하는 중간층; 및 상기 음극 및 양극의 표면을 각각 감싸 줄기 또는 가지에 지지되는 잎맥 형태의 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solar cell in the present invention, the negative electrode is connected to the (-) lead of the conductive wire is collected in the electron generated in the solar cell by the incident light; An anode, which is a conductor connected to a positive wire of the conductor and having a pole opposite to the cathode; An intermediate layer interposed between the cathode and the anode to form a flow of electrons; And leaf vein supporters that surround the surfaces of the cathode and the anode and are supported by stems or branches, respectively.

또한, 본 발명에서의 상기 음극 및 양극을 연결하는 연결부재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the connection member for connecting the cathode and the anode in the present invention is characterized in that it is further provided.

또한, 본 발명에서의 상기 연결부재는 절연체인 것을 특징으로 한다.In addition, the connecting member in the present invention is characterized in that the insulator.

또한, 본 발명에서의 상기 기둥은 내부에 구비되는 상기 도선과 매설된 (+), (-)전극이 연결되고 각각에 절연막으로 감싸는 것을 특징으로 한다.In addition, the pillar in the present invention is characterized in that the conductive wires provided therein and embedded (+), (-) electrodes are connected and each wrapped with an insulating film.

이와 같은 본 발명의 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템은, 투명 박막형 태양전지를 나무에 활용하면 나뭇잎과 같이 다층 구조로 설계가 가능하기 때문에 설치 단위면적당 집광면적이 크고 한 잎을 투과한 입사광선은 아래의 다른 잎에서 발전에 사용될 수 있으므로 발전효율이 높은 장점이 있다. Such a tree-type power generation system equipped with the leaf solar cell of the present invention has a large condensation area per unit area of the installation because the transparent thin-film solar cell can be designed in a multi-layer structure like a leaf when the tree is used. Light rays can be used for power generation in the other leaves below, so the power generation efficiency is high.

또한, 본 발명의 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템은 도시의 가로수 전체를 태양전지 나무로 대체할 경우 도시 전체의 소요전력 중 일부분을 충분히 담당할 수 있으며, 반투명이기 때문에 현재 나무와 같이 여름에는 일정 그늘막 역할을 하고 불투명 태양전지를 사용하는 데 비해 겨울에 도로 동결의 위험도 없는 이점이 있다.In addition, the tree-type power generation system equipped with the leaf solar cell of the present invention can fully cover a part of the power required of the entire city when replacing the entire tree street of the city with a solar cell tree, and because it is translucent, like the current tree in summer It has the advantage of not acting as a certain shade and using the opaque solar cell without the risk of road freezing in winter.

이하, 본 발명의 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템을 첨부도면을 참조하여 일 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the tree-type power generation system with a leaf solar cell of the present invention will be described with reference to an embodiment as follows.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 태양전지(110), 기둥(120), 축전지(130) 및 전력소비체(140)를 포함하여 구성되며, 태양전지(110) 및 기둥(120)은 인공적인 나무 형태로 구비된다. Tree-type power generation system 100 is provided with a leaf solar cell according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1 solar cell 110, pillar 120, storage battery 130 and power consumer 140 It is configured to include, the solar cell 110 and the pillar 120 is provided in the form of an artificial tree.

이때, 상기 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템(100)은 설정 간격마다 지면에 동일하게 구비되어 각각이 전선 망으로 연결된다.At this time, the tree-type power generation system 100 is provided with the leaf solar cell is provided on the ground at every set interval is connected to each of the wire network.

특히, 한 도시의 모든 가로수를 본 발명에서 제시하는 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템(100)인 태양전지 나무로 대체하고 태양전지 전력망은 도로망가 지하에 설치한다. 수집된 전력은 일정공간에 구비된 일련의 축전지(130)에 수 집 사용되도록 한다.In particular, all the trees in the city is replaced with a solar cell tree, which is a tree-type power generation system 100 equipped with a leaf solar cell proposed by the present invention, and the solar cell power grid is installed in the underground road network. The collected power is collected and used in a series of storage batteries 130 provided in a predetermined space.

다르게는 도시의 가로수가 아니라 한 지역에 집중적으로 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템(100)을 설치할 수도 있다. 이 경우 기존 거치식 판형보다 에너지 집속 효율이 높은 이점이 있다.Alternatively, the tree-type power generation system 100 having leaf solar cells may be installed intensively in a region instead of a roadside city. In this case, there is an advantage that the energy focusing efficiency is higher than the existing stationary plate type.

즉, 상기 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템(100)은 박막형 태양전지(110)를 나뭇잎과 같은 형태로 만들어, 음/양극(112, 114)이 포설된 인공 나무 가지(121)에 연결하고 나무들 간에는 줄기 내에 구비된 (-)전극(122a) 및 (+)전극(122b) 도전체에 연결함으로써 태양전지(110)에서 발생한 전기가 축전기(130)에 전기를 축적하고 축전지(130)에 병렬로 연결되는 수용가의 전력소비체(140)에 전원을 공급하는 시스템이다.That is, the tree-type power generation system 100 provided with the leaf solar cells makes the thin-film solar cell 110 in the form of a leaf, and connects the artificial tree branches 121 on which the negative / anodes 112 and 114 are installed. Between the trees, the electricity generated from the solar cell 110 accumulates electricity in the capacitor 130 by connecting to the (-) electrode 122a and the (+) electrode 122b conductors provided in the trunk, and the battery 130 It is a system for supplying power to the consumer power consumer 140 is connected in parallel to.

한편, 상기 가지(Branch: 121)는 상기 기둥(120)과 연결되는 케이스 형태를 취하고 있으며 상기 태양전지(110)와 주 가지를 견고하게 지지해주는 나무의 가지와 유사하되 내부에 태양전지(110)로부터 연결되는 (-)(+)도선(124a, 124b)과 상기 (-)(+)도선(124a, 124b)을 감싸도록 내부의 절연물질(121a)로 구성된다.Meanwhile, the branch 121 has a case shape connected to the pillar 120 and is similar to a branch of a tree that firmly supports the solar cell 110 and the main branch, but has a solar cell 110 therein. The insulating material 121a is formed to surround the (-) (+) leads 124a and 124b and the (-) (+) leads 124a and 124b connected to each other.

상기 태양전지(110)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 나뭇잎 형태로 구비되어 태양광에 의해 전력이 생산되는 염료감응 태양전지 등과 같이 (반)투명 유기질 태양전지이며, 음극(112), 양극(114), 중간층(116), 연결부재(118) 및 지지대(119)로 세분화하여 구성된다. 그리고 상기 태양전지(110)는 측면이 절연체로 마감된다.The solar cell 110 is a (semi) transparent organic solar cell, such as a dye-sensitized solar cell is provided in the form of leaves as shown in Figures 2 to 4, the power is produced by sunlight, the cathode 112, The anode 114, the intermediate layer 116, the connecting member 118 and the support 119 is composed of subdivided. And the solar cell 110 is finished with an insulator side.

즉, 상기 태양전지(110)를 나무에 활용하면 나뭇잎과 같이 다층 구조로 설계 가 가능하기 때문에 설치 단위면적당 집광면적이 크고 한 잎을 투과한 태양전지(110)에 입사하는 태양빛인 입사광선은 이웃 또는 아래의 다른 잎에서 발전에 사용되기 때문에 발전효율이 높은 장점이 있다.In other words, if the solar cell 110 is used in a tree, the light can be designed in a multi-layered structure, such as a leaf. The power generation efficiency is high because it is used for power generation in neighboring or other leaves below.

그리고 상기 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템(100)을 도시의 가로망 전체를 본 발명에서 제시하는 나무로 대체 한다면 도시 전체의 소요전력 중 일부분을 충분히 담당할 수 있을 것이다. 한편, 상기 태양전지(110)는 반투명 또는 투명화가 가능하되 반투명일 경우 현재 나무 가로수와 같이 여름에는 일정 그늘막 역할을 하고 태양전지(110)를 사용하는 데 비해 겨울에 도로 동결의 위험도 없다.And if the tree-type power generation system 100 is equipped with the leaf solar cell to replace the entire city's horizontal network with the trees presented in the present invention will be able to fully cover a portion of the power requirements of the entire city. On the other hand, the solar cell 110 can be translucent or transparent, but if it is translucent, there is no risk of freezing the road in the winter as compared to using the solar cell 110 in the summer as a tree tree trees act as a certain shade.

상기 음극(112)은 상기 도선 중 (-)도선(124a)과 연결되어 입사광선에 의해 태양전지(110) 내부에서 발생한 전자가 모이는 투명 전극으로, 태양전지(110)의 측면에서 음극판의 역할을 수행한다.The cathode 112 is a transparent electrode which is connected to the (-) conductor 124a of the conductive wires and collects electrons generated in the solar cell 110 by incident light, and serves as a negative electrode plate on the side of the solar cell 110. To perform.

상기 양극(114)은 상기 도선 중 (+)도선(124b)과 연결되며 상기 음극(112)과 반대 극을 가지는 도체인 대전극(Counter Electrode)으로, 계통에서 전자를 태양전지(110)에 공급하는 역할을 한다.The anode 114 is a counter electrode, which is a conductor connected to the (+) lead 124b of the lead and having a pole opposite to the cathode 112, and supplies electrons to the solar cell 110 in a system. It plays a role.

이때, 상기 (-)도선(124a)은 태양전지(110) 음극(112)에서 발생한 전자를 가지의 음극 도체에 연결해주는 도체이고, 상기 (+)도선(124b)은 가지(121)로부터 전자를 태양전지(110) 양극(114)에 공급해주는 도체이다.At this time, the (-) conductor 124a is a conductor connecting the electrons generated from the cathode 112 of the solar cell 110 to the anode conductor of the branch, and the (+) conductor 124b is the electron from the branch 121 The solar cell 110 is a conductor that supplies the anode 114.

상기 중간층(116)은 상기 음극(112)과 양극(114) 사이에 개재되어 전자의 흐름을 형성하는 태양전지 중간층으로, 나노 염료가 혼입되어 있어 광자(hv)에 의해 염료가 전자를 잃고 양이온 상태로 되었다가 양극(114) 판에서 공급되는 전자를 흡 수해 중성화하는 과정을 거치며 전자의 흐름을 형성하게 한다.The intermediate layer 116 is an intermediate layer of a solar cell interposed between the cathode 112 and the anode 114 to form a flow of electrons. Nano dye is mixed so that the dye loses electrons by photons (hv) and is in a cationic state. After the process of absorbing and neutralizing the electrons supplied from the anode 114 plate to form a flow of electrons.

이때, 상기 광자는 태양빛 중 한 개의 광자를 나타내며, 이 각각의 광자 에너지에 의해 태양전지(110)의 중간층(116)에서 전자가 방출되고, 태양전지(110) 내부에 들어있는 나노 염료의 에너지 준위를 여기시켜 전자를 전도대(Conduction Band)로 들어가게 한다.In this case, the photons represent one photon of sunlight, and electrons are emitted from the intermediate layer 116 of the solar cell 110 by the respective photon energy, and the energy of the nano dyes contained in the solar cell 110. It excites its level, causing electrons to enter the conduction band.

상기 연결부재(118)는 상호 평행한 상기 음극(112) 및 양극(114)을 수직 방향으로 다수 지점에 연결하는 절연체이며, 각각의 음극(112) 및 양극(114)에 홀을 형성하고 상기 홀에 삽입 고정시킬 수 있다.The connecting member 118 is an insulator for connecting the cathode 112 and the anode 114 which are parallel to each other to a plurality of points in the vertical direction, and forms a hole in each of the cathode 112 and the anode 114 and the hole. Can be inserted and fixed in

이때, 상기 연결부재(118)는 상기 음극(112) 및 양극(114)을 상호 고정하기도 하지만 상기 지지대(119)까지 지지할 수 있다.In this case, the connecting member 118 may support the cathode 112 and the anode 114 but may also support the support 119.

상기 지지대(119)는 상기 음극(112) 및 양극(114)의 표면을 각각 감싸 상기 기둥(120)에 해당되는 줄기 또는 가지(121)에 지지되는 잎맥 형태로, 태양전지(110) 잎이 가지(121)에 부착되어 있도록 지지하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 지지대(119)는 상하가 동일한 잎맥 구조를 가지며 잎맥 중간 중간의 구멍을 통하여 위/아래가 연결될 수 있다.The support 119 has a leaf vein shape that is supported on the stem or branch 121 corresponding to the pillar 120 by wrapping the surfaces of the cathode 112 and the anode 114, respectively. It serves to support the attachment to (121). At this time, the support 119 has the same leaf vein structure up and down and can be connected up / down through the hole in the middle of the leaf vein.

상기 기둥(120)은 나무 형태를 취하고 있으며 상기 태양전지(110)가 내부의 도선을 통해 다수 연결되는 줄기 및 줄기에서 파생된 가지(121) 형태로 조합되되, 외피에 외관을 일반 나무(또는 기타 미관을 고려한 어떠한 형태든지 가능함) 형태로 구비할 수 있다.The pillar 120 is in the form of a tree and the solar cell 110 is combined in the form of a branch 121 derived from the stem and the stem is connected through a plurality of internal conductors, the exterior of the general wood (or other Any form in consideration of aesthetics is possible).

더욱이, 상기 기둥(120)은 내부에 (-)전극(122a) 및 (+)전극(122b) 도체가 장착되고 도체 간에 절연물질 등이 장입된다. 그리고 상기 기둥(120)은 풍 하중 및 적설 하중 등과 같은 자연하중에서도 직립할 수 있도록 설계 제작되는 것이 바람직하다.In addition, the pillar 120 has a (-) electrode 122a and a (+) electrode 122b and a conductor mounted therein, and an insulating material and the like are charged therebetween. In addition, the pillar 120 is preferably designed and manufactured to stand upright even under natural loads such as wind load and snow load.

이때, 상기 (-)전극(122a)는 상기 (+)전극(122b)과 반대 극성을 지니고 있고, 상기 (+)전극(122b)은 상기 태양전지(110)에서 생성된 전류가 흐르는 도체로 태양전지(110)의 양극(114)과 연결된다. 이때, 상기 기둥(120), 줄기 및 잎을 통과하는 각 도체의 굵기는 모이는 전류의 양을 고려해 각각 정해지는 것이 바람직하다.In this case, the (-) electrode 122a has a polarity opposite to that of the (+) electrode 122b, and the (+) electrode 122b is a conductor through which a current generated in the solar cell 110 flows. It is connected to the positive electrode 114 of the battery 110. At this time, the thickness of each conductor passing through the pillar 120, the stem and the leaf is preferably determined in consideration of the amount of current gathered.

상기 축전지(130)는 상기 기둥(120)을 통해 그 내부로 연결되는 (-)(+)도선(124a, 124b)들에 연결되어 낮 동안 생산된 잉여 전력이 축전되되 수용가 사이에 병렬로 연결되어 전력소비체(140)에 의해 전력이 밤에 소비될 수 있다.The battery 130 is connected to the (-) (+) conductors 124a and 124b connected to the inside through the pillar 120 to accumulate surplus power produced during the day, but connected in parallel between the customers. Power may be consumed at night by the power consumer 140.

한편, 광전자는 광자에 의해 발생한 전자를 말하고, 공급전자는 상기 태양전지(110) 양극(114)에서 상기 중간층(116)에 공급되는 전자를 말한다.On the other hand, photoelectrons refer to electrons generated by photons, and supply electrons refer to electrons supplied from the anode 114 of the solar cell 110 to the intermediate layer 116.

그러므로 본 발명에 의한 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템(100)을 통해 염료감응 태양전지(110)에서 전기가 발생하는 원리는 도 5에 도시된 바와 같이 다음과 같다.Therefore, the principle of generating electricity in the dye-sensitized solar cell 110 through the tree-type power generation system 100 is equipped with a leaf solar cell according to the present invention as shown in FIG.

우선, 상기 태양전지(110)에 광선이 입사되면 내부에 분포하고 있는 나노 염료 입자의 에너지 준위가 여기되며 전자(e-)가 방출되고 전도대의 에너지 준위로 이동한다. First, when light rays are incident on the solar cell 110, energy levels of nano dye particles distributed therein are excited and electrons (e−) are emitted and move to energy levels of the conduction band.

전도대 에너지 준위에 도달한 전자는 투명전극인 상기 음극(112)에 모이게 된다. 상기 음극(112)에 모인 전자는 (-)도선(124a)을 통해 흘러 외부 전기기기에 일을 한 후 다시 반대편 전극인 양극(114)으로 흘러간다. Electrons that reach the conduction band energy level are collected in the cathode 112 which is a transparent electrode. Electrons collected at the cathode 112 flow through the negative lead 124a to work on an external electric device, and then flow to the anode 114 that is the opposite electrode.

한편, 전자를 빼앗긴 양으로 대전된 염료분자(h+)는 물과 만나 수소 이온을 형성한다. 이렇게 형성된 수소 이온은 반대편 전극인 양극(114)에서 방출되는 전자와 결합하여 수소분자가 된다. On the other hand, the dye molecules (h +) charged with the amount of electrons deprived meet with water to form hydrogen ions. The hydrogen ions thus formed combine with electrons emitted from the anode 114, the opposite electrode, to form hydrogen molecules.

상기 음극(112)에 모인 전자는 전극에 연결된 (-)도선(124a)을 통하여 상기 기둥(120)및 가지(121)에 설치되어있는 (-)전극(12a)인 도체를 통하여 축전지(130)에 다다른다. The electrons collected at the cathode 112 are stored in the storage battery 130 through a conductor, which is a (-) electrode 12a provided at the pillar 120 and the branch 121 through a (-) lead 124a connected to the electrode. To reach.

이와 같은 과정은 한 나무 형태의 기둥(120)에 설치되어있는 모든 태양전지(110) 잎 전체뿐만 아니라 전력망에 연결된 다른 나무 형태의 기둥(120)으로부터 동시에 발생한다. 낮 동안 발전된 전기는 기존 전력망에 물려 수용가의 전력소비체(140)로 소비하거나 여분의 전기가 있을 경우 축전지(130)에 축전하도록 하여, 야간에 사용할 수 있게 한다. This process occurs simultaneously from all of the solar cell 110 leaves installed in one tree-shaped pillar 120, as well as from other tree-shaped pillars 120 connected to the power grid. The electricity generated during the day is consumed by the consumer power consumption 140 by the existing power grid, or when there is excess electricity to be stored in the battery 130, so that it can be used at night.

이러한 본 발명의 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템(100)은 기존 불투명 태양전지 거치식에 비해 태양전지 잎을 복층으로 설치할 수 있어 생산에너지당 소요 설치면적을 줄일 수 있으며 위층의 태양전지를 투과한 태양광은 아래층의 태양전지에 의해 다시 전기로 전환될 수 있으므로 태양에너지의 전기에너지 전환하는 효율도 기존 거치식 판형 태양전지 판에 비해 탁월한 태양광 발전시스템이 다.The tree-type power generation system 100 equipped with the leaf solar cells of the present invention can install the solar cell leaves in multiple layers as compared to the conventional opaque solar cell mounting type, thereby reducing the required installation area per production energy and penetrating the solar cells in the upper layer. Since one solar cell can be converted back into electricity by a solar cell downstairs, the efficiency of converting solar energy into electric energy is also superior to that of a conventional solar panel.

이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above with reference to the preferred embodiment of the present invention, the scope of protection of the present invention is not limited to the above embodiment, and those skilled in the art of the present invention It will be understood that various modifications and changes can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.

도 1은 본 발명에 의한 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a tree-type power generation system equipped with a leaf solar cell according to the present invention.

도 2는 상기 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템에서 태양전지 잎의 측면 구조 및 발전원리도이다.Figure 2 is a side structure and power generation diagram of the solar cell leaf in the tree-type power generation system provided with the leaf solar cell.

도 3은 상기 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템에서 태양전지 잎맥 체결도이다.Figure 3 is a fastening diagram of the solar cell leaf veins in the tree-type power generation system provided with the leaf solar cell.

도 4는 상기 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템에서 태양전지 잎의 상하면 개략도이다.4 is a schematic view of the upper and lower surfaces of the solar cell leaf in the tree-type power generation system equipped with the leaf solar cell.

도 5는 상기 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템에서 염료감응 태양전지 작동원리도이다.5 is a working principle of the dye-sensitized solar cell in the tree-type power generation system equipped with the leaf solar cell.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100: 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템100: tree type power generation system equipped with leaf solar cell

110: 태양전지 112: 음극110: solar cell 112: negative electrode

114: 양극 116: 중간층114: anode 116: intermediate layer

118: 연결부재 119: 지지대118: connecting member 119: support

120: 기둥 121: 가지120: pillar 121: branch

122a, 122b: (-), (+)전극 124a, 124b: (-), (+)도선122a, 122b: (-), (+) electrode 124a, 124b: (-), (+) lead

Claims (6)

나뭇잎 형태로 구비되어 태양광에 의해 전력이 생산되는 박막형 태양전지;Thin film type solar cell provided in the form of a leaf to produce power by sunlight; 상기 태양전지가 내부의 도선을 통해 다수 연결되는 줄기 및 줄기에서 파생된 가지 형태로 조합되는 기둥; 및Pillars are combined in the form of a stem derived from the stem and the stem is connected to the plurality of solar cells through the inner conductor; And 상기 기둥을 통해 내부로 연결되는 도선들에 연결되어 생산된 전력이 축전되는 축전지;를 포함하여 나무 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템.And a storage battery in which electric power generated by being connected to the conductive wires connected to the inside through the pillar is stored. The tree-type power generation system provided with a leaf solar cell, characterized in that it is formed in a tree shape. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 태양전지는 반투명 또는 투명한 것을 특징으로 하는 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템.The solar cell is a tree-type power generation system with a leaf solar cell, characterized in that translucent or transparent. 제 2항에 있어서, 상기 태양전지는,The method of claim 2, wherein the solar cell, 상기 도선 중 (-)도선과 연결되어 입사광선에 의해 태양전지 내부에서 발생한 전자가 모이는 음극;A cathode connected to the (-) lead of the conductive wires to collect electrons generated in the solar cell by incident light; 상기 도선 중 (+)도선과 연결되며 상기 음극과 반대 극을 가지는 도체인 양극;An anode, which is a conductor connected to a positive wire of the conductor and having a pole opposite to the cathode; 상기 음극과 양극 사이에 개재되어 전자의 흐름을 형성하는 중간층; 및An intermediate layer interposed between the cathode and the anode to form a flow of electrons; And 상기 음극 및 양극의 표면을 각각 감싸 줄기 또는 가지에 지지되는 잎맥 형태의 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템.The leaf-shaped solar cell-type power generation system provided with a leaf solar cell, characterized in that it comprises; the support of the leaf vein is supported on the stem or branch surrounding the surface of the cathode and anode. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 음극 및 양극을 연결하는 연결부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템.Tree-type power generation system with a leaf solar cell, characterized in that the connection member for connecting the cathode and the anode is further provided. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 연결부재는 절연체인 것을 특징으로 하는 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템.The connection member is a tree-type power generation system with a leaf solar cell, characterized in that the insulator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기둥은 내부에 구비되는 상기 도선과 매설된 (+), (-)전극이 연결되고 각각에 절연막으로 감싸는 것을 특징으로 하는 나뭇잎 태양전지가 구비된 나무형 발전시스템.The pillar is a tree-type power generation system equipped with a leaf solar cell, characterized in that the conductive wires provided therein and embedded (+), (-) electrodes are connected to each other and wrapped with an insulating film.
KR1020080106963A 2008-10-30 2008-10-30 Leaf solar-cell equipped tree type electric power generation system KR20100047999A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080106963A KR20100047999A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Leaf solar-cell equipped tree type electric power generation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080106963A KR20100047999A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Leaf solar-cell equipped tree type electric power generation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100047999A true KR20100047999A (en) 2010-05-11

Family

ID=42274830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080106963A KR20100047999A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Leaf solar-cell equipped tree type electric power generation system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100047999A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012074341A2 (en) 2010-12-03 2012-06-07 Kim Han Sik Tree-shaped solar cell module
WO2013052921A2 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Sahin Nedim Infrastructure for solar power installations
CN104266129A (en) * 2014-09-16 2015-01-07 苏州德华生态环境科技有限公司 Solar tree
IT202200008738A1 (en) * 2022-05-02 2023-11-02 Iinformatica Srl Green system for the generation of clean energy from the wind and light radiation through trees, shrubs and plants and related clean energy generation method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012074341A2 (en) 2010-12-03 2012-06-07 Kim Han Sik Tree-shaped solar cell module
WO2012074341A3 (en) * 2010-12-03 2012-10-11 Kim Han Sik Tree-shaped solar cell module
CN103548150A (en) * 2010-12-03 2014-01-29 金汉植 Tree-shaped solar cell module
WO2013052921A2 (en) * 2011-10-07 2013-04-11 Sahin Nedim Infrastructure for solar power installations
WO2013052921A3 (en) * 2011-10-07 2013-07-04 Sahin Nedim Infrastructure for solar power installations
US9730433B2 (en) 2011-10-07 2017-08-15 Nedim T. SAHIN Infrastructure for solar power installations
CN104266129A (en) * 2014-09-16 2015-01-07 苏州德华生态环境科技有限公司 Solar tree
IT202200008738A1 (en) * 2022-05-02 2023-11-02 Iinformatica Srl Green system for the generation of clean energy from the wind and light radiation through trees, shrubs and plants and related clean energy generation method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tripathy et al. A critical review on building integrated photovoltaic products and their applications
Shahinzadeh et al. Design and economic study for use the photovoltaic systems for electricity supply in Isfahan Museum Park
Khan et al. Cost optimization of hybrid microgrid using solar PV, fuel cell and diesel generator in HOMER
KR20100047999A (en) Leaf solar-cell equipped tree type electric power generation system
Gurfude et al. Techno-economic Analysis of 1 MWp Floating Solar PV Plant
KR20090057663A (en) The parasol combined with flexible solar cell
KR101232730B1 (en) Tree-type solar power generator
Yoo et al. A study on design of photovoltaic system using electrical railway stations
CN218730995U (en) Flexible solar energy component of hot spot prevention CIGS
KR20110134806A (en) The parasol combined with solar cell
CN202268823U (en) Solar photovoltaic power generation system capable of improving generating efficiency
Carcangiu et al. New network topologies for large scale Photovoltaic Systems
Dirks et al. Performance evaluation of a building integrated photovoltaic array using an internet based monitoring system
CN206517336U (en) A kind of wind-light storage generating tree system
CN202660447U (en) Wind and light complementary street lamp
CN101800257A (en) Multi-junction film solar photovoltaic device with two parallel junctions
Akhtar et al. Degradation of PhotoVoltaic (PV) panel performance due to shading effect-case of Pakistan
Tang et al. A case study of a PV/wind/diesel hybrid energy system for remote islands in the republic of Maldives
CN100592597C (en) Complementary system of thin-film cell photovoltaic power station and wind electric field
Xiao et al. Potential Applications of Organic Solar Cells
Mammar et al. EFFECT OF MULTI WINDOW LAYER ON THE PERFORMANCE OF A SOLAR CELL USING AMPS-1D
CN106712659A (en) Wind and photovoltaic power storage and generation tree system
Ogunniyi et al. Paradox of Africa’s renewable energy potentials and quest towards powering africa
CN206682825U (en) Photovoltaic barrier illuminator
Aste et al. The first installation under the Italian PV Rooftop Programme: A performance analysis referred to five years of operation

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application