KR20100048003A - 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템 - Google Patents

Abstract

노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템을 제공한다. 상기 태양열 시스템은 태양광 판넬, 집열부, 축열부, 제어부로 구성된 태양열 시스템에 있어서, 상기 태양광 판넬과 집열부를 상호 분리 형성시키고, 집열부와 분리 형성된 상기 태양광 판넬은 상기 집열부에 조사되는 태양광을 일부 또는 전부 차단하는 방향으로 이동가능하도록 구성하여, 태양에 노출되는 상기 집열부 노출면적이 태양광 판넬에 의해 조절될 수 있도록 구성한 것을 요지로 한다.

본 발명에 의하면, 태양광 판넬이 집열부가 태양에 노출되는 것을 차단하는 방향으로 이동가능하며, 따라서 태양광 판넬을 통해 태양에 노출되는 집열부의 전체 노출면적이 조절될 수 있다. 이에 따라, 여름철과 같이 축열부에 저장되는 에너지에 비해 상대적으로 에너지 소모량이 적은 경우에 있어, 축열부에 에너지 과다 축적으로 인한 시스템의 전체적인 과열을 효과적으로 예방할 수 있고, 시스템을 보다 효율적으로 운용가능하다는 이점이 있다.

태양열 시스템, 과열방지, 태양광 판넬, 태양광 차단

Description

노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템{Exspousre area variable solar collector including solar system}

본 발명은 태양열을 이용하여 온수급탕 및 난방에 필요한 열에너지를 생산하거나 태양광 판넬을 이용하여 전기를 생산하는 태양에너지 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 난방 또는 온수 부하가 적거나 없는 경우 태양열에 노출되는 집열부의 노출면적 조절을 통해 과도한 태양열의 집열로 인한 전반적인 시스템 과열을 방지할 수 있도록 한 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 태양에너지 시스템은 화석에너지에 대한 대체 에너지로서 태양열에너지를 이용하여 온수급탕 및 난방에 필요한 열에너지 또는 태양광 판넬을 이용하여 전기를 생산하는 시스템을 말한다. 일반적으로 알려진 태양열 시스템은 태양열을 난방 또는 급탕 등으로 활용하는 난방 시스템과 태양으로부터 조사되는 광을 전기에너지로 변환하여 필요한 전기에너지를 수급하는 태양광 발전 시스템으로 구 분된다.

그 중 태양열을 이용한 난방 시스템은 도 1과 같이, 태양으로부터 오는 에너지를 모아서 열로 변환하는 집열부(1)와, 열에너지를 가지며 이용할 곳에 활용될 매체(난방용 온수 등)를 저장하는 축열부(2), 그리고 축열부(2)에 저장된 매체를 이용하여 난방 또는 급탕 등의 용도로 활용될 수 있도록 하는 이용부(3) 및 축열부(2)를 통해 생산되는 난방용 또는 온수용 물의 온도 제어를 위한 제어부(3)로 구성된다.

상기 집열부(1)는 태양으로부터 오는 에너지를 모아 열로 변환하는 장치로서, 태양열 난방 시스템을 구현함에 있어 가장 중요한 부분이 되며, 가장 간단한 형태는 빛을 잘 흡수하는 검은색 관 속으로 열매체를 흐르게 하는 평판 집열관이다. 평판 집열관은 빛을 투과하는 투명한 외부층(유리나 플라스틱)이 빛을 흡수하는 검은색의 내부구성물을 둘러싼 형태로 이루어져 온실효과를 일으킨다.

상기 축열부(2)는 열매체 관로를 통해 집열부와 연결되어 이 집열부를 거치면서 고온의 열에너지를 흡수한 열매체를 저장하며, 이 축열부를 경유하는 열교환기를 통해 열매체가 흡수하고 있던 열을 난방 또는 급탕용 물과 열교환하여 난방용 또는 온수용 물을 생산한다.

태양열에너지는 에너지밀도가 낮고 계절별, 시간별 변화가 심한 에너지이므로 태양열에너지의 활용을 극대화하면서 시스템의 전체적인 부하를 최소화할 수 있는 형태의 시스템 최적설계가 필요하다. 예컨대, 여름철의 경우 태양열을 수집하기에 최적의 기후조건을 가지지만 상대적으로 난방 또는 온수 사용이 적거나 거의 없 기 때문에 축열부의 용량을 크게 함으로써 시스템 과열이 방지될 수 있도록 하는 설계가 뒷받침되어야 한다.

종래에는 위와 같이 수집되는 태양에너지에 비해 상대적으로 소모에너지가 적은 경우를 대비하여 축열부의 저장용량을 크게 함으로써 시스템의 과열을 방지하고자 하였다. 그러나 축열부의 저장용량은 축열부의 사이즈에 비례하므로 일반 가정과 같이 설치공간이 제한된 경우에 있어서는 큰 사이즈를 갖는 축열부를 설치함에 있어 공간적인 제약 때문에 많은 어려움이 있다.

그런 관계로, 난방 또는 온수 사용이 거의 없는 여름철 상기와 같은 시스템 과열을 방지하기 위해 일반 가정에서는 태양에 노출되는 집열부 일부 또는 전부를 별도의 차양막으로 덮어 태양열을 차단함으로써 시스템이 과열되는 것을 방지하고 있는 실정이다. 하지만 이방법의 경우 여름철에도 난방 또는 온수가 필요한 경우라면 차양막을 걷어내거나 사용하지 않을 경우 다시 덮어야하는 과정이 매번 요구되므로 관리하기가 상당히 까다로울 뿐만 아니라, 관리 소홀로 인해 차양막을 덮지 않는 경우에는 전술한 장치과열 문제가 발생하므로 유지에 상당한 주의가 요구되는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 사용자 매번 차양막을 덮거나 걷어내야 하는 것과 같은 수작업에 의존하지 않고 축열부의 설정온도에 따라 태양에 노출되는 집열부의 노출면적이 자동으로 조절될 수 있는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템을 제공하는 데에 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은, 집열부, 축열부, 제어부로 구성된 태양에너지 시스템에 있어서, 상기 집열부는 다수로 분리 형성되고, 분리 형성된 각각의 집열부는 태양열 수집에 유리한 방향으로 펼쳐지거나 집열량을 극소화시키기 위해 상호 겹쳐지는 방향으로 이동가능하여 태양열에 노출되는 상기 집열부 면적이 자유로이 조절될 수 있는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템을 제공한다.

본 발명에서 상기 집열부는, 다수가 좌우 또는 상하로 직렬 또는 병렬 배치되고, 동평면에 위치한 하나 이상의 고정 집열부와, 레일을 통해 상기 고정 집열부로부터 이격되는 평면상에 위치하면서 레일을 따라 상기 고정 집열부가 태양에 노출되는 것을 차단하는 방향으로 이동되는 가동 집열부로 구성된다.

이때, 상기 레일을 따라 고정 집열부측으로 이동되는 상기 가동 집열부 이동을 위해 이동기재가 적용되며, 이러한 이동기재로는 모터의 회전력을 레일을 따르 는 가동 집열부의 직선운동으로 전환하는 랙 앤 피니언 타입 구동장치 내지는 상기 레일 방향으로 신축가능한 로드를 갖는 유압 또는 공압식 액츄에이터가 채택될 수 있다.

바람직하게는, 상기 이동기재의 경우 축열부의 온도가 제어부를 통해 설정된 설정 온도 이상일 경우 이를 감지하는 센서에 의해 자동으로 동작될 수 있도록 함으로써, 시스템이 과열되는 것을 보다 효과적으로 방지할 수 있도록 함이 좋다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은, 태양광 판넬, 집열부, 축열부, 제어부로 구성된 태양에너지 시스템에 있어서, 상기 태양광 판넬과 집열부는 상호 분리 형성되고, 집열부와 분리 형성된 상기 태양광 판넬은 상기 집열부에 조사되는 태양광을 일부 또는 전부 차단하는 방향으로 이동가능하여 태양에 노출되는 상기 집열부 노출면적이 태양광 판넬에 의해 조절될 수 있는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템을 제공한다.

여기서 상기 집열부 역시 전술한 것과 마찬가지로, 동평면상에 하나 이상이 좌우 또는 상하로 직렬 또는 병렬 배치되고, 상기 태양광 판넬은 레일을 통해 상기 집열부로부터 이격되는 평면상에 위치하면서 레일을 따라 상기 집열부가 태양에 노출되는 것을 차단하는 방향으로 이동되어 태양에 노출되는 집열부의 노출면적을 조절할 수 있도록 구성된다.

본 실시예서 역시, 상기 레일을 따라 집열부측으로 이동되는 상기 태양광 판넬 이동을 위해 이동기재가 적용되며, 이러한 이동기재로는 모터의 회전력을 레일을 따르는 가동 집열부의 직선운동으로 전환하는 랙 앤 피니언 타입 구동장치 내지 는 상기 레일 방향으로 신축가능한 로드를 갖는 유압 또는 공압식 액츄에이터가 채택될 수 있다.

또한 본 실시예에서의 상기 이동기재 역시, 축열부의 온도가 제어부를 통해 설정된 설정 온도 이상일 경우에 이를 감지하는 센서에 의해 자동으로 동작하여, 집열부로 전달되는 태양열을 차단할 수 있는 방향으로 상기 태양광 판넬을 이동시키도록 구성함으로써, 시스템이 과열되는 것을 보다 효과적으로 방지될 수 있도록 함이 좋다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의하면, 제어부에 의해 설정된 축열부의 온도가 설정온도 이상인 경우, 센서가 이를 감지하고 이동기재에 구동명령을 인가하여 가동 집열부 또는 태양광 판넬을 다른 집열부가 태양에 노출되는 것을 차단하는 방향으로 이동시킴으로써, 태양에 노출되는 집열부의 전체 노출면적이 자동으로 조절될 수 있다.

이에 따라, 여름철과 같이 축열부에 저장되는 에너지에 비해 상대적으로 에너지 소모량이 적은 경우에 있어, 에너지 과다 축적으로 인한 시스템 과열을 보다 효과적으로 예방할 수 있게 되며, 전체적인 시스템의 안정성 또한 향상시킬 수 있어 시스템의 수명연장 및 신뢰성을 향상을 기대할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템 구현을 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 적용된 집열부의 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 집열부를 측면에서 바라본 측면 구성도이다.

도시된 도면들을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템은, 집열부(10), 축열부(20), 제어부(30) 및 이용부(40)로 구성된 종래 일반적인 태양에너지 시스템에 있어서, 상기 축열부(20)에 저장되는 에너지에 비해 상대적으로 에너지 소모량이 적은 경우 에너지 과다 축적으로 인한 시스템 과열을 예방하기 위한 것으로, 태양에 노출되는 상기 집열부(10)의 노출면적이 자동으로 조절될 수 있도록 시스템을 구현한 것을 요지로 한다.

본 발명에서 태양에 노출되는 노출면적 조절을 위해 상기 집열부(10)는 도 3의 제1 실시예와 같이 다수로 분리 형성된다. 분리 형성된 각각의 집열부(10)는 태양열 수집에 유리한 방향으로 펼쳐지거나 집열량을 극소화시키기에 적합한 상호 겹쳐지는 방향으로 이동가능하다. 즉, 난방 또는 온수 등의 이용이 많은 계절에는 도 3의 실선과 같이 다수의 집열부(10)가 상호 겹쳐지지 않게 펼쳐져 집열양을 극대화하고, 난방 또는 온수 등의 이용이 많지 않은 계절에는 상기 집열부가 도 3의 파선 과 같이 상호 겹쳐지는 배열을 가짐으로써 집열량을 최소화 한다.

집열량이 극대화되거나 최소화될 수 있는 배열을 가지도록 이동가능한 집열부(10)를 구현함에 있어서는, 도 3 내지 도 4에서와 같이 다수로 분리 형성된 집열부(10)를 좌우로 직렬 배치하되, 동평면에 위치한 하나 이상의 고정 집열부(10a)와, 레일(15a)을 통해 상기 고정 집열부(10a)로부터 이격되는 평면상에 위치하면서 레일(15a)을 따라 상기 고정 집열부 측으로 이동되는 가동 집열부(10b)의 구성을 통해 구현가능하다. 물론 도면에는 도시하지 않았으나 상기 집열부(10)가 좌우로 병렬 배치된 경우에 있어서도 상기 구성을 통해 구현가능하다.

여기서 상기 레일(15a)의 길이는 도면에서와 같이, 상기 가동 집열부가 고정 집열부(10a) 측방에 인접배치 된 경우에 있어 고정 집열부(10a) 상부를 가리지 않으면서 측방에 인접하게 배치될 수 있을 정도의 길이면 되고, 가동 집열부(10b) 프레임 상하단에는 레일(15a)을 따라 구름운동을 하는 안내 로울러(15b)를 설치함으로써, 상기 가동 집열부(10b)가 레일(15a)을 따라서 상기 고정 집열부(10a)를 향하거나 고정 집열부(10a)로부터 이격되는 방향으로 슬라이딩되는 시스템을 구현할 수 있다.

본 발명에 첨부된 도면에서는 상기 고정 집열부(10a)가 존재하는 평면으로부터 레일(15a)을 통해 이격된 다른 평면상에 가동 집열부(10b)가 위치하는 2단 구성에 대해서만 도시하고 있다. 하지만 설치 대상면(건물 옥상 또는 지붕)을 기준으로 상기 레일 보다 높은 위치에 보다 긴 축방향 길이를 가진 다른 레일을 설치하고 그 위에 다른 가동 집열부를 슬라이딩 가능하게 설치하면, 2단 이상 다단으로 겹쳐지 는 형태의 집열부 구현이 가능하다.

상기 레일(15a)을 따라 이동하는 가동 집열부(10b)가 고정 집열부(10a) 직상방에 위치하여 상호 겹쳐지는 형태로 배치하거나 고정 집열부(10a)와 겹쳐지지 않는 측방으로 이동함에 있어 상기 가동 집열부(10b)의 이동은 이동기재(18)를 통해 자동으로 구현될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 이동기재(18)로는 도 4에 예시한 바와 같이, 모터의 회전력을 레일을 따르는 가동 집열부의 직선운동으로 전환하는 랙 앤 피니언 타입 구동장치 또는 도시되지는 않았지만 상기 레일 방향으로 신축가능한 로드를 갖는 유압 또는 공압식 액츄에이터가 적용가능하지만, 그 외에도 레일을 따라 상기 가동 집열부를 좌우로 안정되게 이동시킬 수 있는 구성이면 특정 구성에 구애됨이 없이 적용 가능하다.

상기 이동기재(18)의 구동을 통해 가동 집열부(10b)의 이동을 구현시킴에 있어 상기 이동기재(18)는, 도 2에서와 같이 축열부(20)에 설치된 센서(25)로부터 인가되는 작동명령에 근거하여 구동될 수 있도록 함이 좋을 것이다. 이때 상기 축열부(20)의 온도가 제어부(30)를 통해 임의로 설정가능하다면, 상기 축열부(20)의 온도가 제어부(30)를 통해 설정된 설정 온도 이상일 경우에만 상기 센서(25)가 이를 감지하여 이동기재(18)에 작동명령을 인가함으로써 시스템 과열이 보다 확실하게 관리될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 5는 상기한 본 발명의 제1 실시예에 적용된 집열부의 변형예를 나타낸 도면으로서, 본 발명에서의 상기 집열부(10)는 도 3 내지 도 4의 실시예와 같은 좌우 배치형외에도 도 5에서와 같은 상하 배치형태를 통해서도 태양에 노출되는 집열 부(10)의 노출면적이 조절될 수 있도록 구성할 수도 있다. 이러한 변형예의 경우에는, 가동 집열부(10b)와 고정 집열부(10a)의 배치형태가 좌우에서 상하로, 그리고 가동 집열부(10b) 슬라이딩을 위한 레일(15a) 역시 수평에서 수직으로 변형된 것을 제외하곤 전술한 제1 실시예와 동일한 구성 및 작동구조가 동일하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2 내지 도 5에서와 같이 본 발명에서는 태양에 노출되는 집열부(10)의 노출면적이 조절될 수 있도록, 고정 집열부(10a)와 가동 집열부(10b)가 좌우 또는 상하로 직렬 또는 병렬 배치되면서 각각의 집열부(10a)(10b)는 레일을 통해 서로 이격된 평면상에 존재하도록 된 구성에 대해서만 도시하고 설명하였으나, 이러한 구성외에도 고정 집열부와 가동 집열부가 서로 다른 평면상에 존재하면서 상호 적층되는 방향으로 동시 이동가능한 구성 또한 본 발명의 범주에 포함될 수 있다.

또한, 그 배치형태에 있어서도 좌우 또는 상하로 국한되지 않고 사선으로 배치되어 사선이 서로 교차하는 중앙부분에서 서로 겹쳐지는 구성 역시 가능하므로, 본 발명의 실시예로부터 변형가능한 모든 변형예 역시 본 발명의 범주에 포함된다고 보아야 할 것이다.

상기한 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 제어부(30)에 의해 설정된 축열부(20)의 온도가 설정온도 이상인 경우, 센서(25)가 이를 감지하고 이동기재(18)에 구동명령을 인가하여 가동 집열부(10b)를 고정 집열부(10a)가 태양에 노출되는 것을 차단하는 방향으로 이동시킴으로써, 태양에 노출되는 집열부의 전체 노출면적이 자동으로 조절될 수 있진다.

이에 따라, 여름철과 같이 축열부에 저장되는 에너지에 비해 상대적으로 에너지 소모량이 적은 경우에 있어, 에너지 과다 축적으로 인한 시스템 과열을 보다 효과적으로 예방할 수 있게 되며, 전체적인 시스템의 안정성 또한 향상시킬 수 있어 시스템의 수명연장 및 신뢰성을 향상을 기대할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 이하, 본 발명의 제2 실시예를 설명함에 있어 전술한 제1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 용어 및 도면부호를 사용하기로 한다.

도 6을 참조하면, 도면에 도시된 본 발명의 제2 실시예는 태양열을 난방 또는 급탕 등으로 활용하기 위한 난방 시스템과 태양으로부터 조사되는 광을 전기에너지로 변환하여 필요한 전기에너지를 수급하기 위한 태양광 발전 시스템을 동시에 겸비한 시스템에 있어서의 집열부 노출면적 조절을 통해 시스템의 과열이 예방될 수 있도록 한 것이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템은 태양광 판넬(12), 집열부(10), 축열부(20), 제어부(30) 및 이용부(40)로 구성되어 난방과 전기생산이 동시에 가능한 종래 태양열 시스템에 있어서, 상기 축열부(20)에 저장되는 에너지에 비해 상대적으로 에너지 소모량이 적은 경우에 있어 에너지 과다 축적으로 인한 시스템 과열을 예방하기 위한 것으로, 태양광을 전기에너지 형태로 변환하는 공지된 태양광 판넬을 이용하여 태양에 노출되는 상기 집열부(10)의 노출면적을 조절할 수 있도록 한 것이다.

전기에너지의 경우 난방과는 다르게 계절에 상관없이 꾸준히 소모되므로 전기생산을 위한 상기 태양광 판넬(12)은 계절에 상관없이 태양광에 항상 노출되어 전기에너지를 축전시킨다 하더라도 과도한 축전에 따른 시스템 부하의 우려가 없다. 따라서 본 실시예에서는 이러한 점을 감안하여 태양광 판넬(12)과 집열부(10)를 구비한 태양열 시스템에 있어 상기 태양광 판넬(12)을 이용해 집열부(10)가 태양에 노출되는 것을 선택적으로 차단할 수 있도록 함으로써 소모량에 비해 상대적으로 과도하게 축적되는 태양열로 인한 시스템의 과열을 방지하고자 한 것이다.

본 실시예에서는 태양에 노출되는 상기 집열부(10)의 노출면적 조절을 위하여, 상기 태양광 판넬(12)과 집열부(10)는 상호 분리 형성되고, 집열부(10)와 분리 형성된 상기 태양광 판넬(12)은 상기 집열부(10)에 조사되는 태양광을 일부 또는 전부 차단하는 방향으로 이동가능하게 구성된다. 즉, 난방 또는 온수 등의 이용이 많은 계절에는 상기 태양광 판넬(12)과 집열부(10)가 상호 겹쳐지지 않는 배치를 통해서 집열부(10)를 통한 집열양이 극대화되도록 하고, 난방 또는 온수 등의 이용이 많지 않은 계절에는 상기 태양광 판넬(12)이 집열부(10)에 조사되는 태양에너지를 차단하는 방향으로 이동되도록 하여 집열량이 최소되하거나 집열 자체가 수행되지 않도록 한 것이다.

집열량이 극대화되거나 최소화될 수 있는 배열을 가지도록 이동가능한 태양광 판넬(12)을 구현함에 있어서는, 하나 이상의 집열부(10)를 동평면상에 좌우 또는 상하로 직렬 또는 병렬 배치하고, 레일(15a)을 통해 상기 태양광 판넬(12)을 집 열부(10)로부터 이격되는 평면상에 위치하도록 함과 동시에, 상기 태양광 판넬(12)이 레일(15a)을 따라 상기 집열부(10) 직상방 위치로 이동될 수 있도록 하는 구성을 통해 구현가능하지만, 상기 태양광 판넬(12)이 집열부(10) 직상방에 위치하여 집열부(10)에 조사되는 태양에너지를 차단할 수 있는 구성이면 특정 구조에 상관없이 적용가능하다.

예컨대, 상기 태양광 판넬(12)이 고정되어 있고 집열부(10)가 태양광 판넬(12) 아래에 겹쳐지는 방향으로 이동되거나 태양광 판넬(12)과 집열부(10)가 서로 겹쳐지는 방향으로 동시에 이동될 수 있는 구성을 포함하여 다양한 변형예 역시 본 발명의 범주에 포함된다고 보아야 할 것이다.

본 실시예에서의 상기 레일(15a) 길이 역시 전술한 제1 실시예와 마찬가지로, 상기 태양광 판넬(12)이 집열부(10) 측방에 인접배치 된 경우에 있어 집열부(10) 상부를 가리지 않으면서 측방에 인접하게 배치될 수 있을 정도의 길이면 되고, 태양광 판넬(12)을 구성하는 프레임 상하단 역시 레일을 따라 구름운동을 하는 안내 로울러(미도시)를 설치함으로써, 상기 태양광 판넬(12)이 레일을 따라 좌우로 슬라이딩 가능하게 시스템을 구현할 수 있다.

본 실시예와 관련하여 첨부도면에서는 상기 집열부(10)가 존재하는 평면으로부터 레일(15a)을 통해 이격된 다른 평면상에 태양광 판넬(12)이 위치하는 2단 구성에 대해서만 도시하고 있으나, 설치 대상면(건물 옥상 또는 지붕)을 기준으로 상기 레일(15a) 보다 높은 위치에 보다 긴 축방향 길이를 가진 다른 레일을 설치하여 집열부를 슬라이딩 가능하게 설치하되, 최상단에 위치한 레일에만 태양광 판넬을 슬라이딩 가능하게 설치하면, 2단 이상 다단으로 겹쳐지는 형태의 집열부 구현이 가능하다.

상기 레일(15a)을 따라 이동하는 태양광 판넬(12)이 집열부(10) 직상방에 위치하여 상호 겹쳐지는 형태로 배치되거나 집열부(10)와 겹쳐지지 않는 측방으로 이동함에 있어 상기 태양광 판넬(12)의 이동 역시 전술한 제1 실시예와 마찬가지로, 이동기재(18)를 통해 자동으로 구현될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이때도 마찬가지로 상기 이동기재(18)는, 모터의 회전력을 레일을 따르는 가동 집열부의 직선운동으로 전환하는 랙 앤 피니언 타입 구동장치 또는 도시되지는 않았지만 상기 레일 방향으로 신축가능한 로드를 갖는 유압 또는 공압식 액츄에이터가 적용가능하지만, 그 외에도 레일을 따라 상기 가동 집열부를 좌우로 안정되게 이동시킬 수 있는 구성이면 특정 구성에 구애됨이 없이 적용 가능하다.

상기 이동기재(18)의 구동을 통해 가동 태양광 판넬(12)의 이동을 구현시킴에 있어서 역시 상기 이동기재(18)는, 도 6에서와 같이 축열부(20)에 설치된 센서(25)로부터 인가되는 작동명령에 근거하여 구동될 수 있도록 함이 좋을 것이다. 이때 상기 축열부(20)의 온도가 제어부(30)를 통해 임의로 설정가능하다면, 상기 축열부(20)의 온도가 제어부(30)를 통해 설정된 설정 온도 이상일 경우에만 상기 센서(25)가 이를 감지하여 이동기재 작동명령을 인가함으로써 시스템 과열이 보다 확실하게 관리될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 태양에 노출되는 집열부(10)의 노출면적이 조절될 수 있도록, 집열부(10)와 태양광 판넬(12)이 좌우 또는 상하로 직렬 또는 병렬 배치되면서 태양광 판넬(12)이 레일(15a)을 통해 집열부(10)로부터 이격된 평면상에 존재하는 구성에 대해서만 설명하고 있으나, 전술한 제1 실시예와 마찬가지로, 사선으로 배치되어 사선이 서로 교차하는 중앙부분에서 집열부(10)와 태양광 판넬(12)이 서로 겹쳐지는 구성 역시 가능하므로, 본 발명의 실시예로부터 변형가능한 모든 변형예 역시 본 발명의 범주에 포함된다고 보아야 할 것이다.

상기한 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 태양광 판넬(12)과 집열부(10)를 동시에 구비하여 전기생산 및 난방 구현이 동시에 가능한 태양열 시스템에 있어서, 제어부(30)에 의해 설정된 축열부의 온도가 설정온도 이상인 경우 센서가 이를 감지하고 이동기재(18)에 구동명령을 인가하여 태양광 판넬(12)을 집열부(10)가 태양에 노출되는 것을 차단하는 방향으로 이동시킴으로써, 태양광 판넬(12)을 통해 태양에 노출되는 집열부(10)의 전체 노출면적이 조절될 수 있다.

이에 따라, 여름철과 같이 축열부에 저장되는 에너지에 비해 상대적으로 에너지 소모량이 적은 경우에 있어, 축열부에 에너지 과다 축적으로 인한 시스템 과열을 효과적으로 예방할 수 있고, 시스템을 보다 효율적으로 운용가능하다는 이점이 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 특허청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

도 1은 종래 태양열을 이용한 난방 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 개략 구성도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 적용된 집열부의 사시도.

도 4는 도 3에 따른 집열부를 측면에서 바라본 측면 구성도.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 적용된 집열부 변형예에 따른 사시도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

10...집열부 10a...고정 집열부

10b...가동 집열부 12...태양광 판넬

20...축열부 25...센서

30...제어부 40...이용부

Claims (13)

1. 집열부, 축열부, 제어부로 구성된 태양에너지 시스템에 있어서,

   상기 집열부는 다수로 분리 형성되고,

   분리 형성된 각각의 집열부는 태양열 수집에 유리한 방향으로 상호 이격되어 펼쳐지거나 집열량을 극소화시키기 위해 상호 겹쳐지는 방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 집열부는,

   다수가 좌우로 직렬 또는 병렬 배치되고,

   동평면에 위치한 하나 이상의 고정 집열부와,

   레일을 통해 상기 고정 집열부로부터 이격되는 평면상에 위치하며, 레일을 따라 상기 고정 집열부가 태양에 노출되는 것을 차단하는 방향으로 이동되는 가동 집열부로 구성됨을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 집열부는,

   다수가 상하로 직렬 또는 병렬 배치되고,

   동평면에 위치한 하나 이상의 고정 집열부와,

   레일을 통해 상기 고정 집열부로부터 이격되는 평면상에 위치하며, 레일을 따라 상기 고정 집열부가 태양에 노출되는 것을 차단하는 방향으로 이동되는 가동 집열부로 구성됨을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   레일을 따라 고정 집열부측으로 이동되는 상기 가동 집열부 이동을 위한 이동기재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 이동기재는,

   모터의 회전력을 레일을 따르는 가동 집열부의 직선운동으로 전환하는 랙 앤 피니언 타입 구동장치인 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 이동기재는,

   상기 레일 방향으로 신축가능한 로드를 갖는 유압 또는 공압식 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 이동기재는,

   축열부의 온도가 제어부를 통해 설정된 설정 온도 이상일 경우에 이를 감지하는 센서에 의해 자동으로 동작되는 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
8. 태양광 판넬, 집열부, 축열부, 제어부로 구성된 태양에너지 시스템에 있어서,

   상기 태양광 판넬과 집열부는 상호 분리 형성되고,

   집열부와 분리 형성된 상기 태양광 판넬은 상기 집열부에 조사되는 태양광을 일부 또는 전부 차단하는 방향으로 이동가능하여 태양에 노출되는 상기 집열부 노 출면적이 태양광 판넬에 의해 조절될 수 있는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 집열부는 동평면상에 하나 이상이 좌우 또는 상하로 직렬 또는 병렬 배치되고,

   상기 태양광 판넬은 레일을 통해 상기 집열부로부터 이격되는 평면상에 위치하면서 레일을 따라 상기 집열부 직상방 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

    레일을 따라 집열부측으로 이동되는 상기 태양광 판넬 이동을 위한 이동기재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 이동기재는,

    모터의 회전력을 레일을 따르는 가동 집열부의 직선운동으로 전환하는 랙 앤 피니언 타입 구동장치인 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 이동기재는,

    상기 레일 방향으로 신축가능한 로드를 갖는 유압 또는 공압식 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 이동기재는,

    축열부의 온도가 제어부를 통해 설정된 설정 온도 이상일 경우에 이를 감지하는 센서에 의해 자동으로 동작하여, 집열부로 전달되는 태양열을 차단할 수 있는 방향으로 상기 태양광 판넬을 이동시키는 것을 특징으로 하는 노출면적 가변형 집열부를 포함하는 태양에너지 시스템.

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