KR20100096876A - 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치에 관한 것으로서, 이는 태양광 및 태양열을 동시에 이용하여 전기의 발생량을 증대시키기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 내측면을 따라 삽입홈(11)이 형성되고, 이 삽입홈(11) 위로 끼움홈(12)이 형성된 고정케이스(10)와; 상기 고정케이스(10)의 삽입홈(11) 하측에 배치되는 펠티어 소자패널(20)과; 상기 펠티어 소자패널(20)의 상면에 밀착되고 상기 고정케이스(10)의 삽입홈(11)에 끼움되어 설치되는 열전도 금속패널(30)과; 상기 열전도 금속패널(30) 상측으로 배치되는 솔라셀(40)과; 상기 고정케이스(10)의 끼움홈(12)을 따라 테두리가 고정되어 상기 솔라셀(40)과 이격됨에 따라 밀폐된 공간이 확보되도록 하고, 태양광이 내측으로 투과가능한 재질로 이루어진 덮개부(50);로 구성되는 것을 특징으로 하여, 태양광 및 태양열에 의한 2중의 전기 발생 구조를 제공한다.
태양광, 태양열, 솔라셀, 펠티어, 열전도
Description
본 발명은 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 태양광과 태양열을 각각 솔라셀 및 펠티어 소자를 통해 전기에너지로 변환하여 전기 발생량을 증가시키기 위한 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양은 지구에서 가장 가까운 항성이자 주요 에너지공급원으로 인류가 이용하는 에너지의 대부분은 태양에 직간접적으로 의존하게 되는데, 최근에는 환경오염 방지를 위한 일환으로 태양광이나 태양열을 에너지원으로 하는 연구가 활발히 진행 중에 있다.
그런데 태양광이나 태양열로부터 상용 에너지를 획득하기 위한 종래 방식은 태양의 열과 빛을 별도로 하여 에너지를 생성하는 구조가 보편적임에 따라 태양 에 너지를 전기에너지나 열에너지로 변환하는데 효율이 낮은 문제점이 있고, 태양광 및 태양열을 복합적으로 사용하더라도 상호간에 보완적인 작용을 통해 효율적인 에너지 변환 장치로써 충분한 기능을 제공하기에는 아직까지 많은 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 태양광과 태양열을 동시에 활용하여 이로부터 생성가능한 전기 에너지량을 증가시킬 수 있는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 온실효과를 이용하여 태양열을 통한 전기 발생량을 증가시킬 수 있는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 내측면을 따라 삽입홈이 형성되고, 이 삽입홈 위로 끼움홈이 형성된 고정케이스와; 상기 고정케이스의 삽입홈 하측에 배치되는 펠티어 소자패널과; 상기 펠티어 소자패널의 상면에 밀착되고 상기 고정케이스의 삽입홈에 끼움되어 설치되는 열전도 금속패널과; 상기 열전도 금속패널 상측으로 배치되는 솔라셀과; 상기 고정케이스의 끼움홈을 따라 테두리가 고정 되어 상기 솔라셀과 이격됨에 따라 밀폐된 공간이 확보되도록 하고, 태양광이 내측으로 투과가능한 재질로 이루어진 덮개부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 밀폐된 공간에는 육불화황(SF6) 또는 이산화탄소(CO2)가 충전되며, 상기 고정케이스에는 상기 솔라셀의 전선을 외측으로 인출가능하게 하는 관통홀과 상기 밀폐된 공간과 연통되는 충전홀이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
추가적으로 상기 고정케이스의 충전홀 외측으로는 개폐상태에 따라 육불화황(SF6) 또는 이산화탄소(CO2)가 상기 밀폐된 공간에 충전되거나 이 공간으로부터 방출되도록 하는 개폐밸브가 더 설치되고, 상기 펠티어 소자패널 및 솔라셀에는 전기에너지를 축전하기 위한 축전지가 연결되고, 상기 덮개부는 돔 형상이며, 상기 고정케이스 및 덮개부의 접촉부위와 상기 솔라셀의 전선이 인출된 관통홀에는 실링재가 사용되는 것을 특징으로 한다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양열을 이용한 전기 발생 장치는 태양광으로부터 솔라셀을 통해 전기 에너지를 발생시킬 수 있으며, 이 솔라셀로부터 열전도 금속패널을 거쳐 펠티어 소자패널까지 태양열이 전도됨에 따라 추가적인 전기 에너지를 발생시킬 수 있어, 결과적으로는 태양광 및 태양열의 복합적인 사용을 통 해 전기 에너지 발생량을 증가시킬 수 있다.
또한 덮개부 하측의 밀폐된 공간에 육불화황(SF6) 또는 이산화탄소(CO2)를 충전하여 그 공간에 온실효과가 나타나도록 하여 펠티어 소자패널에 전도되는 열량을 증가시킴으로써 전체적인 전기 발생 효율성을 향상시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 설명하기로 한다.
도 1은 돔 형상의 덮개부를 구비한 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 돔 형상의 덮개부를 구비한 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 도시한 단면도이고, 도 3은 평면 패널 형상의 덮개부를 구비한 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 도시한 사시도이며, 도 4는 평면 패널 형상의 덮개부를 구비한 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치는 기본적으로 고정케이스(10)와, 고정케이스(10)에 설치되는 펠티어 소자패널(20)과, 펠티어 소자패 널(20)의 상면에 접하여 고정케이스(10)에 설치되는 열전도 금속패널(30)과, 열전도 금속패널(30) 상측으로 배치되는 솔라셀(40)과, 고정케이스(10)에 설치되어 솔라셀(40)과 이격됨에 따라 밀폐된 공간이 확보되도록 하는 덮개부(50)로 구성된다.
상기 고정케이스(10)는 본 발명의 각 구성요소들이 설치되는 부분으로 그 재질로는 플라스틱 합성 수지, 금속 등 다양한 것들이 사용될 수 있고 그 형상은 원형, 타원형 사각형 등으로 제한되지 않는데, 내측면을 따라 삽입홈(11)이 형성되고 이 삽입홈(11) 위로 끼움홈(12)이 형성되어 있어, 이하 기술되는 펠티어 소자패널(20), 열전도 금속패널(30) 및 솔라셀(40)이 삽입홈(11)을 통해 순차적으로 적층되고 끼움홈(12)에는 덮개부(50)가 설치된다.
상기 펠티어 소자패널(20)은 상하면의 온도차에 의해 전기를 발생시키기 위한 것으로, 하면을 저온으로 유지하고 상면을 고온으로 유지하면 P형과 N형의 반도체 접합 단위소자를 통해서 고온측에서 저온측으로, 다시 말해서 상면에서 하면으로 열류가 발생되고, 이 때 소자 안에 유입된 열에너지의 일부가 방출되지 않고 소자 내부에서 전기 에너지로 변환되는 원리를 적용한 것이다. 펠티어 소자패널(20)은 삽입홈(11) 하측에 테두리 부분이 배치되어 접착제나 실리콘 등으로 고정될 수 있다. 추가적으로 펠티어 소자패널(20)이 온도차에 따라 전기에너지를 생성한다는 점을 고려하여 그 하면에 펠티어 소자패널(20)의 방열을 위한 열전도 금속패널(30)과 동일한 금속패널을 접착제를 사용하여 부착할 수도 있을 것이다.
상기 열전도 금속패널(30)은 태양광 및 태양열에 의해 덮개부(50) 내측 공간이 가열됨에 따라 발생되는 열에너지를 펠티어 소재패널(20)까지 전달하기 위한 것으로 열전도율이 우수한 은, 금, 알루미늄, 구리 또는 이의 합금으로 이루어지고 펠티어 소자패널(20)의 상면과 밀착된 상태에서 삽입홈(11)에 배치되는데, 열전도 금속패널(30)이 최상부의 덮개부(50)와 최하부의 펠티어 소자패널(20)간에 밀폐된 공간을 형성하기 위한 목적으로도 사용되는 점을 고려하여, 펠티어 소자패널(20)과 솔라셀(40) 사이의 공간에 빈틈이 생기지 않도록 접착제나 실리콘으로 고정되며, 바람직하게는 고온에서도 변형되지 않고 전기장 등 주변환경에 대해 안정적인 저온폴리 실리콘으로 고정될 수 있다.
상기 솔라셀(40)은 회로부를 포함하여 덮개부(50)로 투과되는 태양광을 전기에너지로 변환하기 위한 종래 방식에 따른 것이며, 복수개를 직병렬로 배치하여 하나의 솔라셀모듈을 이루거나 단일한 형상의 솔라셀(40)이 사용될 수도 있다. 한편으로 솔라셀(40)의 전선은 고정케이스(10)에 형성된 관통홀(13)을 통해 외측으로 인출되고, 이 관통홀(13)은 솔라셀(40)과 수평하게 형성되거나 고정케이스(10)의 하면으로 솔라셀(40)의 전선이 인출되도록 ㄱ자 형상의 경로로 형성될 수도 있다.
상기 덮개부(50)는 고정케이스(10)의 끼움홈(12)을 따라 테두리가 고정되어 솔라셀(40)과 이격됨에 따라 덮개부(50) 및 솔라셀(40) 사이에 밀폐된 공간이 확보되도록 하기 위한 것으로, 그 재질로는 태양광이 투과가능한 플라스틱 합성수지가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 휨성을 구비하여 끼움홈(12)에 설치하기가 용이하고 우수한 투과성을 나타내는 아크릴 수지가 사용될 수 있다. 이러한 덮개부(50)는 단순히 평면형상이나 직육면체 형상으로도 이루어질 수 있으나 빛의 투과면적을 확대시키면서 외측으로 반사되는 광량을 감소시키기 위한 돔 형상인 것이 바람직하다.
상기와 같은 구조를 통해 펠티어 소자패널(20)과 솔라셀(40)이 태양광 및 태양열을 전기 에너지로 변환할 수도 있지만, 전기 에너지의 발생량을 증가시키기 위해서 덮개부(50) 및 솔라셀(40) 사이의 밀폐된 공간에 육불화황(SF6) 또는 이산화탄소(CO2) 기체를 충전하여 이 공간에 온실효과를 야기시킴으로써 펠티어 소자패널(20)에 전도되는 열량을 증대시킴에 따라 전기 에너지의 발생 효율을 향상시킬 수도 있을 것이다. 육불화황(SF6) 또는 이산화탄소(CO2)는 온실효과를 야기하는 대표적인 화학물질로, 이중에서 육불화황(SF6)은 절연 강도가 크고 열안정성이 우수하며 화학적으로 불활성이므로 금속의 부식을 일으키지 않는 성질을 갖기 때문에 전기관련 부품과 함께 사용하기에 적합하다.
상기와 같은 기체를 밀폐된 공간에 충전하기 위해서 본 발명에 따른 전기 발생 장치는 다음과 같은 구조를 갖는다.
상기 고정케이스(10)에는 덮개부(50)에 의해 밀폐된 공간과 연통되는 충전홀(14)이 형성되어 있어 이 충전홀(14)이 외부로부터 육불화황(SF6) 또는 이산화탄소(CO2) 기체를 주입하기 위한 주입구의 역할을 하도록 기능하며 기체 충전 후에는 실리콘과 같은 실링재(70)로 충전홀(14)을 밀폐시키거나 충전홀(14)에 미리 실링재(70)를 메꾼 뒤에 주사바늘과 같은 도구를 사용하여 밀폐된 공간으로의 기체 충전이 가능하다. 충전홀(14) 외측으로 개폐밸브(60)를 끼움 또는 나선결합하여 개폐밸브(60)가 개방된 상태에서는 기체가 외측으로 방출되도록 하고 기체를 개폐밸브(60)를 통해 충전한 다음에 이를 닫음으로써 밀폐된 공간에 그 기체가 충전된 상태로 유지되게 한다. 또한 고정케이스(10) 및 덮개부(50)가 접촉하는 부위와 솔라셀(30)의 전선이 인출된 관통홀(13)에도 각각 실리콘과 같은 실링재(70)를 사용함으로써 밀폐된 공간에 충전된 기체가 새어나가지 않도록 한다.
한편으로 상기 펠티어 소자패널(20) 및 솔라셀(30)을 통해 생성된 전기 에너지는 차후 용도에 부합하여 사용되도록 펠티어 소자패널(20) 및 솔라셀(30)에 연결된 축전지(70)를 통해 저장될 수 있다.
도 1은 돔 형상의 덮개부를 구비한 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 도시한 사시도.
도 2는 돔 형상의 덮개부를 구비한 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 도시한 단면도.
도 3은 평면 패널 형상의 덮개부를 구비한 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 도시한 사시도.
도 4는 평면 패널 형상의 덮개부를 구비한 본 발명에 따른 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치를 도시한 단면도.
Claims (9)
- 내측면을 따라 삽입홈(11)이 형성되고, 이 삽입홈(11) 위로 끼움홈(12)이 형성된 고정케이스(10)와;상기 고정케이스(10)의 삽입홈(11) 하측에 배치되는 펠티어 소자패널(20)과;상기 펠티어 소자패널(20)의 상면에 밀착되고 상기 고정케이스(10)의 삽입홈(11)에 끼움되어 설치되는 열전도 금속패널(30)과;상기 열전도 금속패널(30) 상측으로 배치되는 솔라셀(40)과;상기 고정케이스(10)의 끼움홈(12)을 따라 테두리가 고정되어 상기 솔라셀(40)과 이격됨에 따라 밀폐된 공간이 확보되도록 하고, 태양광이 내측으로 투과가능한 재질로 이루어진 덮개부(50);로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 밀폐된 공간에는 육불화황(SF6) 또는 이산화탄소(CO2)가 충전되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치.
- 청구항 2에 있어서,상기 고정케이스(10)에는 상기 솔라셀(40)의 전선을 외측으로 인출가능하게 하는 관통홀(13)이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치.
- 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,상기 고정케이스(10)에는 상기 밀폐된 공간과 연통되는 충전홀(14)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치.
- 청구항 4에 있어서,상기 고정케이스(10)의 충전홀(14) 외측으로는 개폐상태에 따라 육불화황(SF6) 또는 이산화탄소(CO2)가 상기 밀폐된 공간에 충전되거나 이 공간으로부터 방출되도록 하는 개폐밸브(60)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치.
- 청구항 5에 있어서,상기 펠티어 소자패널(20) 및 솔라셀(30)에는 전기에너지를 축전하기 위한 축전지(70)가 연결되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치.
- 청구항 6에 있어서,상기 덮개부(50)는 돔 형상인 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전 기 발생 장치.
- 청구항 7에 있어서,상기 고정케이스(10) 및 덮개부(50)의 접촉부위와 상기 솔라셀(30)의 전선이 인출된 관통홀(13)에는 실링재(70)가 사용되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치.
- 청구항 8에 있어서,상기 펠티어 소자패널(20)의 하면에는 은, 금, 알루미늄, 구리 또는 이의 합금으로 이루어진 금속패널이 부착되는 것을 특징으로 하는 태양 에너지를 이용한 전기 발생 장치.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102320611B1 (ko) * | 2021-06-11 | 2021-11-02 | 다우시스템 주식회사 | 돔 구조물과 태양광 패널이 서로 접합되어 밀폐기능을 유지하면서 태양광 발전을 지원하는 덮개 구조물 |
| DE202022101804U1 (de) | 2022-04-04 | 2022-07-26 | Mohammad Israr | Intelligentes System zur Erzeugung von elektrischer Energie aus Abfallenergie des Wärmegeräts mit Peletier-Effekt |
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|---|---|---|---|---|
| JPH02267467A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-11-01 | Takeharu Iimori | 太陽熱集熱装置 |
| JPH11325610A (ja) | 1998-05-12 | 1999-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽エネルギー利用装置 |
| JP2004241549A (ja) | 2003-02-05 | 2004-08-26 | Sekkei Kobo Flex:Kk | 複合型太陽電池モジュール |
| KR100622949B1 (ko) * | 2004-05-04 | 2006-09-18 | 부경대학교 산학협력단 | 히트파이프와 태양전지 모듈을 이용한 하이브리드태양에너지 장치 |
-
2009
- 2009-02-25 KR KR1020090015953A patent/KR101011733B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
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