KR20110001459A - Compact type solar generation apparatus concentrating sunlight - Google Patents

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KR20110001459A
KR20110001459A KR1020090059004A KR20090059004A KR20110001459A KR 20110001459 A KR20110001459 A KR 20110001459A KR 1020090059004 A KR1020090059004 A KR 1020090059004A KR 20090059004 A KR20090059004 A KR 20090059004A KR 20110001459 A KR20110001459 A KR 20110001459A
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홍진우
이희준
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미래에너지기술(주)
주식회사 폴리플러스
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Abstract

PURPOSE: A compact sunlight collecting type solar energy generating apparatus is provided to reduce the size of an apparatus by arranging a solar cell in a space between a condensing lens and a reflection plate. CONSTITUTION: A condensing lens(60) is arranged on the front of the frame and condenses sunlight. A solar cell assembly(80) is arranged on one side of the frame and collects sunlight condensed from the condensing lens. A reflection plate(70) is installed in a frame and transmits sunlight to a solar cell assembly. The solar cell assembly is arranged in a space between the condensing lens and the reflection plate.

Description

컴팩트 집광형 태양광 발전장치{Compact type solar generation apparatus concentrating sunlight} Compact type solar generation apparatus concentrating sunlight

본 발명은 프레넬 렌즈 등 집광 렌즈를 이용하여 태양광을 집광시켜 전기 에너지를 발생시키는 집광형 태양광 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a condensing photovoltaic device for generating electrical energy by condensing sunlight using a condensing lens such as a Fresnel lens.

도 1 및 도 2는 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치를 보여주는 사시도 및 측면 개략도이다.1 and 2 are a perspective view and a side view showing a photovoltaic device using a Fresnel lens.

이들 도면에 도시된 바와 같은 태양광 발전장치는, 대략 육면체 구조를 가진 프레임(10)이 구비되고, 이 프레임(10)의 앞쪽 부분에 태양광을 집광시키는 집광 렌즈(20)가 배치되며, 프레임(10)의 뒤쪽 부분에는 상기 집광 렌즈(20)에 의해 집광된 태양광을 수집하여 전기 에너지를 발생시키는 태양전지 어셈블리(30)가 배치된다.As shown in these drawings, the photovoltaic device includes a frame 10 having a substantially hexahedral structure, and a condensing lens 20 for condensing sunlight is disposed on a front portion of the frame 10. The solar cell assembly 30 is disposed at the rear portion 10 to collect solar light collected by the condenser lens 20 to generate electrical energy.

상기 집광 렌즈(20)로는, 통상 박막형 렌즈의 한 종류인 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)가 이용되는데, 프레넬 렌즈는 볼록렌즈와 같은 기능을 갖도록 하기 위해, 전체적으로 렌즈의 두께를 줄이기 위하여 표면에 수많은 동심원의 홈을 형성하여 프리즘 작용을 가지게 함으로써 수차를 작게 하여 태양광을 태양전지 셀 에 집중시킬 수 있도록 구성된 것이다.As the condenser lens 20, a Fresnel lens, which is a type of thin film type lens, is generally used. In order to have the same function as the convex lens, the Fresnel lens has a large number of surfaces on the surface to reduce the thickness of the lens as a whole. By forming a concentric groove to have a prism action, the aberration is made small so that sunlight can be focused on the solar cell.

상기와 같이 구성되는 태양광 발전장치는 상기 집광 렌즈(20)를 이용하여 태양광을 태양전지 어셈블리(30)의 태양전지 셀에 집광시킴으로써 전기 에너지를 발생시키게 되는 것이다.The photovoltaic device configured as described above is to generate electrical energy by condensing sunlight to the solar cell of the solar cell assembly 30 using the condenser lens 20.

그러나, 상기한 바와 같이 집광 렌즈(20)의 초점 부분에 태양전지 어셈블리를 배치할 경우에, 프레넬 렌즈와 같은 집광 렌즈의 초점을 줄이는 데는 한계가 있기 때문에 태양광 발전장치의 전면에서 후면까지의 길이(L)가 길어질 수밖에 없고, 이에 따라 보다 컴팩트한 태양광 발전장치를 구성하기 어려운 문제점이 있다.However, when the solar cell assembly is disposed at the focal portion of the condenser lens 20 as described above, there is a limit in reducing the focus of the condenser lens such as a Fresnel lens. The length (L) is inevitably long, and thus there is a problem that it is difficult to construct a more compact photovoltaic device.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반사판을 이용하여 전체 장치의 구성을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있도록 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a compact concentrating photovoltaic device capable of more compactly configuring the entire device using a reflector.

특히, 본 발명은, 장치의 전후 길이 또는 좌우 길이를 축소하면서도 태양광의 에너지 손실을 최소화하여 태양광 에너지 이용 효율을 높일 수 있도록 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 제공하는 데 목적이 있다.In particular, it is an object of the present invention to provide a compact concentrating photovoltaic device for minimizing the energy loss of sunlight while increasing the solar energy utilization efficiency while reducing the front and rear length or left and right length of the device.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치는, 프레임과; 상기 프레임의 앞쪽 부분에 배치되어 태양광을 집광시키는 집광 렌즈와; 상기 프레임의 일측에 배치되어 상기 집광 렌즈로부터 집광된 태양광을 수집하는 태양전지 어셈블리와; 상기 프레임의 내측에 설치되어 상기 집광 렌즈를 통과하여 입사한 태양광을 반사시켜 태양전지 어셈블리로 전달하는 반사판을 포함하여 구성되되, 상기 태양전지 어셈블리는 상기 집광 렌즈와 반사판 사이의 공간에 배치되어, 전체적으로 프레임의 앞쪽면에서 뒤쪽면까지 길이를 축소할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.Compact concentrating photovoltaic device according to the present invention for realizing the above object, the frame; A condenser lens disposed at a front portion of the frame to condense sunlight; A solar cell assembly disposed at one side of the frame to collect sunlight collected from the condenser lens; It is configured to include a reflector installed inside the frame to reflect the sunlight passing through the condensing lens to the solar cell assembly, the solar cell assembly is disposed in the space between the condensing lens and the reflecting plate, It is characterized in that it is configured to reduce the length from the front surface to the rear surface of the frame as a whole.

상기 태양전지 어셈블리는, 상기 집광 렌즈를 투과한 빛이 통과하는 영역 밖에 위치된 상태에서 태양광을 수광할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.The solar cell assembly may be arranged to receive sunlight in a state where the solar cell assembly is located outside a region through which the light passing through the condenser lens passes.

또한 상기 반사판은, 제1반사판과 제2반사판으로 이루어질 수 있는데, 이때 제1반사판은 상기 집광 렌즈를 투과한 빛을 반사시킬 수 있도록 상기 집광 렌즈와 마주보는 위치에 배치되고, 제2반사판은 상기 집광 렌즈와 제1반사판 사이의 공간에 배치되어 상기 태양전지 어셈블리로 태양광을 반사시킬 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.The reflector may include a first reflector and a second reflector, wherein the first reflector is disposed at a position facing the condenser lens to reflect light transmitted through the condenser lens, and the second reflector is disposed on the reflector. The solar cell may be disposed in the space between the condenser lens and the first reflector to reflect the sunlight to the solar cell assembly.

상기 제2반사판과 태양전지 어셈블리 사이에는 적어도 하나 이상의 추가 반사판이 더 구비될 수 있다.At least one additional reflector may be further provided between the second reflector and the solar cell assembly.

상기 제2반사판은 상기 집광 렌즈를 투과한 빛이 통과하는 영역 밖에 위치된 것이 바람직하다.The second reflector may be positioned outside the region through which the light passing through the condenser lens passes.

상기 제2반사판은 상기 집광 렌즈와 제1반사판을 중심으로 일측에 배치되고, 상기 태양전지 어셈블리는 상기 집광 렌즈와 제1반사판을 중심으로 상기 제2반사판의 반대쪽인 타측에 배치되는 것이 바람직하다.The second reflector may be disposed at one side with respect to the condenser lens and the first reflector, and the solar cell assembly may be disposed at the other side opposite to the second reflector with respect to the condenser lens and the first reflector.

한편, 상기 집광 렌즈에는 강도를 보강하기 위해 투명 보강판재가 부착되어 구성될 수 있다.On the other hand, the condensing lens may be configured to be attached to the transparent reinforcing plate to reinforce the strength.

또한, 상기 태양전지 어셈블리는 태양전지 셀을 냉각시킬 수 있도록 냉각장치가 구비되되, 이 냉각장치는, 시트형 구조물에 다수의 냉각용 돌기들이 돌출된 구조로 이루어져서 상기 태양전지 셀의 배면 측에 밀착되게 설치될 수 있다.In addition, the solar cell assembly is provided with a cooling device to cool the solar cell, the cooling device is made of a structure in which a plurality of cooling projections protruding from the sheet-like structure to be in close contact with the back side of the solar cell. Can be installed.

본 발명에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치는, 집광 렌즈와 반사판 사이 의 공간에 태양전지 셀이 배치되기 때문에 전체 장치의 구성을 보다 컴팩트하게 구성할 수 있는 효과가 있다.The compact concentrating photovoltaic device according to the present invention has the effect that the configuration of the entire apparatus can be more compact since the solar cell is disposed in the space between the condenser lens and the reflecting plate.

또한, 본 발명은, 장치의 전후 길이 또는 좌우 길이를 축소함과 아울러, 태양광이 입사하는 영역 밖에 태양전지 셀이 배치기 때문에 태양광의 에너지 손실을 최소화하여 태양광 에너지 이용 효율을 높일 수 있는 효과도 있다.In addition, the present invention, while reducing the front and rear length or left and right length of the device, and also because the solar cell is placed outside the region where the sunlight is incident, the effect of minimizing the energy loss of the sunlight to increase the solar energy utilization efficiency. have.

또한, 본 발명은, 박막형 집광 렌즈에 투명 보강판재가 설치되기 때문에 박막형 집광 렌즈가 물리적 또는 화학적으로 변형되는 것을 최소하하여 집광 효율을 장시간 안정적으로 유지할 수 있도록 하여 태양광 발전 장치의 효율 저하를 방지함과 아울러, 장시간 이용에 따른 경제성 향상에 기여할 수 있도록 하는 효과도 있다.In addition, the present invention, since the transparent reinforcing plate material is installed in the thin-film condensing lens to minimize the physical or chemical deformation of the thin-film condensing lens to maintain the condensing efficiency for a long time to prevent degradation of the efficiency of the photovoltaic device In addition, there is also an effect that can contribute to the economic improvement according to long-term use.

또한, 본 발명은, 시트형 냉각장치를 이용하여 태양전지 셀을 냉각시킬 수 있도록 구성되기 때문에 간단한 구조로 장치의 냉각 시스템을 구현할 수 있는 효과가 있다.In addition, since the present invention is configured to cool the solar cell using the sheet-type cooling device, there is an effect that can implement the cooling system of the device with a simple structure.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 보여주는 측면 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예의 길이 축소 상태를 보여주는 개략도이다.3 is a side view illustrating a compact light concentrating photovoltaic device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic view showing a length reduction state of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치는, 크게 프레임(50), 집광 렌즈(60), 반사판(70), 태양전지 어셈블리(80) 등으로 구성된다.As shown in the drawing, the compact concentrating photovoltaic device according to the first embodiment of the present invention includes a frame 50, a condenser lens 60, a reflector 70, a solar cell assembly 80, and the like. do.

이와 같은 본 발명의 주요 구성 부분을 설명한다.Such major components of the present invention will be described.

먼저, 프레임(50)은, 충분한 강성을 가질 수 있도록 금속재로 구성되는 것이 바람직하고, 전체적으로는 통체형 구조로 형성되어, 앞쪽에 집광 렌즈(60)가, 뒤쪽에 반사판(70)이, 일측면에는 태양전지 어셈블리(80)가 배치되게 구성되는 것이 바람직하다.First, the frame 50 is preferably made of a metal material so as to have sufficient rigidity, and is formed in a cylindrical structure as a whole, so that the condenser lens 60 is at the front side and the reflecting plate 70 is at the rear side, and one side surface. It is preferable that the solar cell assembly 80 is configured to be disposed.

즉, 프레임(50)의 앞쪽 부분은 상기 집광 렌즈(60)를 지지하기 위한 렌즈 지지부(52)가 구비된다. 렌즈 지지부(52)는 렌즈가 사각판형 구조로 형성될 경우에 다수의 렌즈들을 함께 지지할 수 있도록 격자형 구조로 형성되는 것이 바람직하나, 렌즈의 외형이 원형 또는 다각 형상인 경우에 그 형상에 맞게 다양한 모양으로 변형시켜 구성할 수 있음은 물론이다.That is, the front portion of the frame 50 is provided with a lens support 52 for supporting the condensing lens 60. The lens support unit 52 is preferably formed in a lattice structure so as to support a plurality of lenses together when the lens is formed in a rectangular plate structure. However, when the lens is in a circular or polygonal shape, the lens support unit 52 may fit the shape thereof. Of course, it can be configured by transforming into various shapes.

프레임(50)의 뒤쪽 부분은 상기 반사판(70)을 지지할 수 있도록 배면 지지부(53)가 구성된다. 배면 지지부(53)는 판형 구조로 형성되는 것이 바람직하고, 이 배면 지지부(53)에는 상기 반사판(70)이 경사지게 배치된 상태를 지지할 수 있도록 경사 브래킷(54)이 구비될 수 있다.The rear portion of the frame 50 has a rear support portion 53 is configured to support the reflecting plate 70. The rear support 53 is preferably formed in a plate-like structure, and the rear support 53 may be provided with an inclined bracket 54 so as to support a state in which the reflector 70 is inclined.

프레임(50)의 측면에는 측면 지지부(55)가 구성되는데, 이 측면 지지부(55)에 상기 태양전지 어셈블리(80)가 고정되어 설치되는 것이 바람직하다.A side support part 55 is formed on the side of the frame 50, and the solar cell assembly 80 is preferably fixed to the side support part 55.

다음, 집광 렌즈(60)는, 프레임(50)의 앞쪽 부분의 렌즈 지지부(52)에 설치 되어 태양광을 상기 태양전지 어셈블리(80)의 태양전지 셀에 집광시키도록 구성된다. 이때 집광 렌즈(60)로는 박막형 렌즈의 한 종류인 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)가 이용될 수 있다.Next, the condenser lens 60 is installed on the lens support part 52 of the front portion of the frame 50 so as to condense the sunlight to the solar cell of the solar cell assembly 80. In this case, as the condenser lens 60, a Fresnel lens, which is a type of thin film lens, may be used.

다음, 반사판(70)은 상기 집광 렌즈(60)를 투과한 빛을 프레임(50)의 측면 쪽에 배치된 태양전지 어셈블리(80)의 태양전지 셀에 태양광을 반사시킬 수 있도록 구성된다. 특히 반사판(70)은 집광 렌즈(60)를 통과하는 입사되는 빛이 통과하는 영역(A) 상에 배치되어 상기 태양전지 어셈블리(80)로 태양광을 반사시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.Next, the reflector plate 70 is configured to reflect the light transmitted through the condenser lens 60 to the solar cell of the solar cell assembly 80 disposed on the side of the frame 50. In particular, the reflector 70 is preferably arranged on the region A through which incident light passing through the condenser lens 60 passes and reflects sunlight to the solar cell assembly 80.

이러한 반사판(70)은 통상적으로 이용되는 반사 물질이 코팅된 판재로 구성되는 것이 바람직하며, 실시 조건에 따라서는 빛을 상기 집광 렌즈(60)에 이어 2차적으로 집광시킬 수 있는 오목 거울형 반사판 등을 이용하여 구성할 수도 있다.Such a reflector 70 is preferably composed of a plate material coated with a commonly used reflective material, and according to the embodiment conditions, a concave mirror reflector for condensing light secondly after the condenser lens 60. It can also be configured using.

반사판(70)은 상기에서 설명한 바와 같이 상기 프레임(50)의 내측에 경사 브래킷(54)을 통해 지지되게 구성되는 것이 바람직하다. 물론, 상기 프레임(50)의 배면 지지부(53)를 경사지게 구성할 경우에 경사 브래킷(54)을 생략할 수도 있다.As described above, the reflector 70 is preferably configured to be supported by the inclined bracket 54 inside the frame 50. Of course, when the rear support portion 53 of the frame 50 is configured to be inclined, the inclined bracket 54 may be omitted.

다음, 태양전지 어셈블리(80)는, 상기 집광 렌즈(60)를 통과하여 상기 반사판(70)에서 반사된 빛을 수광하여 전기에너지를 발생시킬 수 있도록 구성된다.Next, the solar cell assembly 80 is configured to receive the light reflected from the reflecting plate 70 through the condenser lens 60 to generate electrical energy.

이러한 태양전지 어셈블리(80)는, 프레임(50)의 측면 지지부(55) 또는 지지 브래킷(56)에 고정되는 태양전지 베이스(81), 이 베이스(81)의 상부에 고정되는 태양전지 셀(83), 베이스(81) 상부에 구비되어 상기 반사판(70)에서 반사된 빛을 태양전지 셀(83)로 모아주는 집광부(85) 등으로 구성될 수 있다.The solar cell assembly 80 includes a solar cell base 81 fixed to the side support part 55 or the support bracket 56 of the frame 50, and a solar cell cell 83 fixed to the upper part of the base 81. And a light collecting part 85 provided on the base 81 to collect the light reflected from the reflecting plate 70 to the solar cell 83.

여기서 집광부(85)는 사각뿔체형 또는 원뿔체형 구조로 형성되어 뿔체의 중간부에 태양전지 셀(83)이 위치되어 상기 반사판(70)에서 반사된 태양광을 태양전지 셀(83)에 더욱 집적시키는 역할을 하게 된다.Here, the light collecting part 85 is formed in a quadrangular pyramid shape or a conical shape so that the solar cell 83 is positioned at the middle of the horn body to further integrate the sunlight reflected from the reflector 70 into the solar cell 83. It will play a role.

이러한 태양전지 어셈블리(80)의 구성은 하나의 예시에 불과하며, 실시 조건에 따라 공지 태양전지 어셈블리(80)를 다양하게 적용하여 구성할 수 있음은 물론이다.The configuration of the solar cell assembly 80 is just one example, it can be configured by applying a variety of known solar cell assembly 80 in accordance with the implementation conditions.

특히, 태양전지 어셈블리(80)는 상기 집광 렌즈(60)와 반사판(70) 사이의 공간에 배치되는데, 상기 집광 렌즈(60)를 투과한 빛이 통과하는 영역 밖에 위치된 상태에서 태양광을 수광할 수 있도록 배치된다. 이는 상기 집광 렌즈(60)를 통과한 빛이 태양전지 어셈블리(80)에 의해 손실되지 않고, 상기 반사판(70)을 거쳐 태양전지 어셈블리(80)로 집광시키기 위한 것이다.In particular, the solar cell assembly 80 is disposed in a space between the condenser lens 60 and the reflector 70, and receives sunlight in a state where the solar cell assembly 80 is located outside a region through which the light passing through the condenser lens 60 passes. It is arranged to be. This is for condensing the light passing through the condenser lens 60 to the solar cell assembly 80 via the reflecting plate 70 without being lost by the solar cell assembly 80.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명은, 도 4에서와 같이 프레임(50)의 배면쪽에 반사판(70)을 위치시키고, 프레임(50)의 한쪽 측면쪽에 태양전지 어셈블리(80)를 위치시킴으로써 전체적으로 프레임(50)의 앞쪽면에서 뒤쪽면까지 길이(L1) 종래 길이(L)보다 축소할 수 있게 되어, 보다 컴팩트한 태양광 발전장치의 구성이 가능하게 할 수 있다. 또, 태양전지 어셈블리(80)가 집광 렌즈(60)와 반사판(70) 사이의 빛 통과 영역(A) 밖에 배치됨으로써 태양광 손실을 최소화한 상태에서 태양광 에너지 이용 효율을 높일 수 있게 된다.According to the present invention configured as described above, as shown in FIG. 4, the reflector 70 is positioned on the rear side of the frame 50, and the solar cell assembly 80 is positioned on one side of the frame 50. The length L1 from the front side to the back side of the 50) can be reduced than the conventional length L, thereby enabling the construction of a more compact photovoltaic device. In addition, since the solar cell assembly 80 is disposed outside the light passing region A between the condenser lens 60 and the reflector 70, the solar energy utilization efficiency may be increased in a state in which solar loss is minimized.

이하, 본 발명의 여러 실시예들을 추가로 설명한다. 참고로 전술한 제1실시예와 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 반복 설명은 생략한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be further described. For reference, the same reference numerals are given to the same or similar constituent parts as those in the above-described first embodiment, and the repeated description is omitted.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 보여주는 측면 구성도이다. 5 is a side view illustrating a compact concentrating photovoltaic device according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치는 상기한 제1실시예의 구성에, 반사판(72)을 추가로 더 구비한 구성을 보여준다.The compact concentrating photovoltaic device according to the second embodiment of the present invention shows a configuration further including a reflector 72 in addition to the configuration of the first embodiment.

이러한 제2실시예의 구성은, 태양광 발전장치를 전후 방향의 길이(L1)뿐만 아니라 좌우 방향의 측면 길이(L2)도 함께 축소할 수 있게 된다.According to the second embodiment, the photovoltaic device can be reduced in length as well as in the front-rear direction L1 as well as in the lateral length L2 in the left-right direction.

이와 같은 제2실시예의 구성을 전술한 제1실시예의 구성과 상이한 부분을 중심으로 설명하면 다음과 같다.The configuration of the second embodiment will be described below with reference to parts different from the configuration of the first embodiment.

프레임(50)의 앞쪽에 집광 렌즈(60), 뒤쪽에 제1반사판(71), 한쪽 측면에 제2반사판(72), 반대쪽 측면에 태양전지 어셈블리(80)가 배치된다. 즉, 프레임(50)의 전후면 쪽에 집광 렌즈(60)와 제1반사판(71)이 배치되고, 제2반사판(72)은 상기 집광 렌즈(60)와 제1반사판(71)을 중심으로 일측에, 태양전지 어셈블리(80)는 상기 집광 렌즈(60)와 제1반사판(71)을 중심으로 상기 제2반사판(72)의 반대쪽인 타측에 배치될 수 있다.The condenser lens 60 is disposed at the front of the frame 50, the first reflector 71 at the rear, the second reflector 72 at one side, and the solar cell assembly 80 at the opposite side. That is, the condenser lens 60 and the first reflecting plate 71 are disposed on the front and rear surfaces of the frame 50, and the second reflecting plate 72 has one side around the condenser lens 60 and the first reflecting plate 71. The solar cell assembly 80 may be disposed on the other side of the condenser lens 60 and the first reflector 71 opposite to the second reflector 72.

따라서, 제1반사판(71)은 상기 집광 렌즈(60)를 투과한 빛을 상기 제2반사판(72) 쪽으로 반사시킬 수 있도록 배치되고, 제2반사판(72)은 상기 제1반사판(71)으로부터 반사된 빛을 반대쪽 위치인 태양전지 어셈블리(80)로 반사시킬 수 있도록 배치되는 것이다.Therefore, the first reflector 71 is disposed to reflect the light passing through the condenser lens 60 toward the second reflector 72, and the second reflector 72 is separated from the first reflector 71. It is arranged to reflect the reflected light to the solar cell assembly 80 in the opposite position.

여기서, 제2반사판(72)은 집광 렌즈(60)와 제1반사판(71) 사이의 공간에 배치됨과 아울러, 집광 렌즈(60)를 투과한 빛이 제1반사판(71)으로 통과하는 영역(A) 밖에 위치되는 것이 바람직하다.Here, the second reflecting plate 72 is disposed in the space between the condenser lens 60 and the first reflecting plate 71, and the region through which the light passing through the condensing lens 60 passes through the first reflecting plate 71 ( A) is preferably located outside.

또한, 상기 태양전지 어셈블리(80)도 집광 렌즈(60)를 투과한 빛이 제1반사판(71)으로 통과하는 영역(A) 밖에 위치되는 것이 바람직하다.In addition, the solar cell assembly 80 is also preferably positioned outside the region A through which the light passing through the condenser lens 60 passes through the first reflector 71.

이와 같이 제2반사판(72)과 태양전지 어셈블리(80)가 집광 렌즈(60)와 제1반사판(71) 사이의 태양광 통과 영역(A) 밖에 설치되는 이유는 전술한 제1실시예에서 설명한 바와 같이 태양광의 손실을 최소화하기 위해서이다.The reason why the second reflecting plate 72 and the solar cell assembly 80 are installed outside the solar light passing area A between the condenser lens 60 and the first reflecting plate 71 is explained in the above-described first embodiment. As it is to minimize the loss of sunlight.

본 실시예의 도면에서는 한 세트의 프레임(50) 내에 복수의 태양광 발전장치가 함께 구성된 실시예를 도시하고 있는바, 프레임(50)의 내측 공간에 제2반사판(72)이 설치될 경우에, 프레임(50)에 고정된 지지 브래킷(56)을 이용하여 제2반사판(72)(반대인 경우에는 태양전지 어셈블리)를 지지하도록 구성할 수 있다. 이러한 지지 브래킷(56)도 프레임의 내부에 구비되는 측면 지지부(55)를 구성하게 된다.In the drawing of this embodiment shows an embodiment in which a plurality of photovoltaic devices are configured together in a set of frame 50, when the second reflecting plate 72 is installed in the inner space of the frame 50, By using the support bracket 56 fixed to the frame 50 can be configured to support the second reflecting plate 72 (in the opposite case, the solar cell assembly). The support bracket 56 also constitutes a side support part 55 provided inside the frame.

한편, 상기에서는 제1반사판(71)이 제2반사판(72)으로 구성된 실시예를 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상기 제2반사판(72)과 태양전지 어셈블리(80) 사이에는 적어도 하나 이상의 추가 반사판(70)이 더 구비하여, 반사판(70)들을 통해 연속적으로 반사된 후에 태양전지 어셈블리(80)로 태양광이 집광 될 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.Meanwhile, in the above, an embodiment in which the first reflecting plate 71 is formed of the second reflecting plate 72 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the second reflecting plate 72 and the solar cell assembly 80 include at least one or more embodiments. An additional reflector plate 70 may be further provided, such that solar light may be collected by the solar cell assembly 80 after being continuously reflected through the reflector plates 70.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 보여주는 측면 구성도이다.6 is a side view illustrating a compact concentrating photovoltaic device according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치는, 전술한 제2실시예의 구성에, 집광 렌즈(60)의 강도를 보강하는 투명 보강판재(90)가 구비된 실시예를 보여준다.The compact concentrating photovoltaic device according to the third embodiment of the present invention shows an embodiment in which the transparent reinforcing plate member 90 is provided to reinforce the strength of the condensing lens 60 in the configuration of the second embodiment. .

통상 집광 렌즈(60)로는 프레넬 렌즈(Fresnel Lens)와 같은 박막형 렌즈가 이용될 수 있는데, 프레넬 렌즈는, 플라스틱 계열의 판재를 가공하거나 사출성형으로 찍어내는 방식으로 제작되는 관계로, 내구성이 떨어지고 사용 수명이 짧기 때문에 본 발명에서는 이를 보강하기 위해 투명 보강판재(90)를 구성한다.In general, as the condenser lens 60, a thin film type lens such as a Fresnel lens may be used. The Fresnel lens is manufactured by processing a plastic sheet or by injection molding. Since the fall and the service life is short, the present invention constitutes a transparent reinforcement plate 90 to reinforce it.

투명 보강판재(90)는, 박막형 렌즈에 부착된 상태에서 박막형 렌즈의 강도를 보강하는 것으로서, 투명 유리판, 투명 아크릴판 등 태양광 투과율은 높으면서 박막형 렌즈의 강성을 보강할 수 있는 소재를 이용하는 것이 바람직하다.The transparent reinforcing plate material 90 reinforces the strength of the thin film lens in a state where it is attached to the thin film lens, and it is preferable to use a material capable of reinforcing the rigidity of the thin film lens while having high solar transmittance such as a transparent glass plate or a transparent acrylic plate. Do.

이러한 투명 보강판재(90)는 박막형 렌즈의 바깥쪽 즉, 태양광이 입사되는 쪽에 부착되어 구성되는 것이 바람직하다. 이는 프레넬 렌즈 등으로 이루어진 박막형 렌즈의 외면이 외력에 의해 손상되거나 오염되는 것을 방지하기 위해서이다.The transparent reinforcing plate member 90 is preferably configured to be attached to the outside of the thin film type lens, that is, the side to which the sunlight is incident. This is to prevent the outer surface of the thin film lens made of a Fresnel lens or the like from being damaged or contaminated by external force.

투명 보강판재(90)는 박막형 렌즈에 투명 접착제 등을 이용하여 하나의 세트로 제작된 일체형 구조가 바람직하며, 이와 같이 일체화된 상태에서 프레임(50)의 렌즈 지지부(52)에 함께 지지되게 설치되는 것이 바람직하다.The transparent reinforcing plate material 90 is preferably a unitary structure made of one set using a transparent adhesive or the like on a thin film lens, and is installed to be supported together with the lens support part 52 of the frame 50 in such an integrated state. It is preferable.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 보여주는 측면 구성도이고, 도 8은 도 7의 냉각 장치의 설치 상태를 보인 주요부 상세도이다.FIG. 7 is a side view illustrating a compact light concentrating photovoltaic device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a detailed view of an essential part showing an installation state of the cooling device of FIG. 7.

본 발명의 제4실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치는, 상기한 제3실시예에서의 투명 보강판재(90)와 박막형 렌즈 사이에 적외선 반사 필름(95)을 삽입한 구성으로 이루어진다.The compact concentrating photovoltaic device according to the fourth embodiment of the present invention has a configuration in which an infrared reflecting film 95 is inserted between the transparent reinforcing plate member 90 and the thin film lens in the third embodiment.

적외선 반사 필름(95)은, 태양광에서 집광 렌즈(60) 즉, 박막형 렌즈로 입사되는 적외선을 투명 보강판재(90)를 통해 외부로 반사시킴으로써 박막형 렌즈가 적외선에 의해 가열되는 것을 최소화하여 변형되지 않도록 하기 위해서이다. 물론, 태양광에서 적외선 이외의 파장 대역을 갖는 자외선 등은 박막형 렌즈에 의해 태양전지 어셈블리(80)로 집광된다.The infrared reflecting film 95 is not deformed by minimizing the heating of the thin film lens by infrared light by reflecting the infrared light incident from the sunlight into the condenser lens 60, that is, the thin film lens to the outside through the transparent reinforcing plate material 90. To avoid that. Of course, ultraviolet rays having a wavelength band other than infrared rays from the solar light are collected by the thin film type lens to the solar cell assembly 80.

또한, 본 발명의 제4실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치는, 태양전지 어셈블리(80)를 냉각시키기 위한 냉각 장치가 추가로 구성된다.In addition, the compact light concentrating photovoltaic device according to the fourth embodiment of the present invention further includes a cooling device for cooling the solar cell assembly 80.

이때 냉각 장치는 태양전지 어셈블리(80)를 수냉식, 공랭식 등 다양한 방법으로 냉각시킬 수 있다.In this case, the cooling device may cool the solar cell assembly 80 by various methods such as water cooling and air cooling.

도 7 및 도 8은 본 발명에서 태양전지 어셈블리(80)를 냉각하기 위한 시트형 냉각장치(100)의 구성을 보여주는데, 시트형 냉각장치(100)는, 태양전지 셀(83)의 배면 쪽에 부착되는 시트부(101)와, 이 시트부(101)에서 돌출된 다수의 냉각용 돌기(105)들로 구성될 수 있다.7 and 8 show the configuration of the sheet-shaped cooling device 100 for cooling the solar cell assembly 80 in the present invention, the sheet-shaped cooling device 100, the sheet is attached to the back side of the solar cell 83 It may be composed of a portion 101 and a plurality of cooling projections 105 protruding from the sheet portion 101.

이러한 시트형 냉각장치(100)는 열전도성이 좋은 금속제 시트 구조물로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 냉각용 돌기(105)는 시트부(101)에서 절개되어 돌출되게 구성되거나, 별도의 냉각용 돌기(105)가 시트부(101)에 부착되는 방식으로 구성될 수 있다. 또한 냉각용 돌기(105)는 시트부(101)에 섬모 구조로 돌출되거나 시트 구조로 돌출되게 구성될 수 있다.The sheet-type cooling device 100 is preferably made of a metal sheet structure having a good thermal conductivity, the cooling projection 105 is configured to protrude by cutting in the sheet portion 101, or a separate cooling projection 105 It can be configured in such a way that is attached to the sheet portion 101. In addition, the cooling protrusion 105 may be configured to protrude into the ciliary structure or protrude into the sheet structure on the sheet portion 101.

시트형 냉각장치(100)를 태양전지 어셈블리(80)의 베이스(81)에 부착하는 경우에, 베이스(81)는 열전도성을 갖는 금속판재로 이루어지는 것이 바람직하다.In the case where the sheet-shaped cooling device 100 is attached to the base 81 of the solar cell assembly 80, the base 81 is preferably made of a metal plate having thermal conductivity.

그리고, 상기 시트형 냉각장치(100)가 외부로 노출된 상태에서 공랭식으로 방열하거나, 외부에서 물을 분사할 경우에 수분이 쉽게 접촉할 수 있도록 구성되는 것이 바람직한바, 이를 위해 프레임(50)의 측면 지지부(55)에는 시트형 냉각장치(100)가 외부로 노출될 수 있도록 홀(55a)을 갖는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 필요에 따라 프레임(50)의 안쪽으로 수분 등이 유입되지 않도록 방수 기능을 갖도록 구성할 수 있는데, 예를 들면 측면 지지부(55)의 홀(55a)과 시트형 냉각장치(100) 사이에 실링재 등을 설치하여 구성할 수 있다.In addition, the sheet-type cooling device 100 is preferably configured to be in contact with the water when the heat radiating air-cooled in the state exposed to the outside, or when water is sprayed from the outside, the side of the frame 50 for this purpose The support 55 is preferably formed in a structure having a hole 55a so that the sheet-shaped cooling device 100 can be exposed to the outside. And if necessary, it can be configured to have a waterproof function so that moisture or the like does not flow into the inside of the frame 50, for example, a sealing material between the hole (55a) of the side support portion 55 and the sheet-like cooling device (100) Can be installed and configured.

이외의 구성은 전술한 본 발명의 다른 실시예들의 구성과 동일 유사하게 구성될 수 있으므로, 반복 설명은 생략한다.Since other configurations may be configured similarly to the configurations of the other embodiments of the present invention described above, repeated description is omitted.

본 발명의 각 실시예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세 한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The technical idea described in each embodiment of the present invention may be implemented independently, or may be implemented in combination with each other. In addition, the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and detailed description of the invention, which is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and equivalent other embodiments therefrom. Yes it is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

도 1은 종래 기술의 태양광 발전장치를 보여주는 사시도,1 is a perspective view showing a solar cell apparatus of the prior art,

도 2는 종래 기술의 태양광 발전장치를 보여주는 측면 개략도,Figure 2 is a side schematic view showing a solar cell apparatus of the prior art,

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 보여주는 측면 구성도,Figure 3 is a side configuration view showing a compact condensing photovoltaic device according to a first embodiment of the present invention,

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 제1실시예의 길이 축소 상태를 보여주는 개략도,4 is a schematic view showing a length reduction state of the first embodiment of the present invention shown in FIG.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 보여주는 측면 구성도,5 is a side configuration view showing a compact condensing photovoltaic device according to a second embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 보여주는 측면 구성도,6 is a side configuration view showing a compact concentrating photovoltaic device according to a third embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 컴팩트 집광형 태양광 발전장치를 보여주는 측면 구성도,7 is a side configuration view showing a compact condensing photovoltaic device according to a fourth embodiment of the present invention;

도 8은 도 7의 냉각 장치의 설치 상태를 보인 주요부 상세도이다.8 is a detailed view of an essential part showing the installation state of the cooling device of FIG.

Claims (8)

프레임과; 상기 프레임의 앞쪽 부분에 배치되어 태양광을 집광시키는 집광 렌즈와; 상기 프레임의 일측에 배치되어 상기 집광 렌즈로부터 집광된 태양광을 수집하는 태양전지 어셈블리와; 상기 프레임의 내측에 설치되어 상기 집광 렌즈를 통과하여 입사한 태양광을 반사시켜 태양전지 어셈블리로 전달하는 반사판을 포함하여 구성되되,A frame; A condenser lens disposed at a front portion of the frame to condense sunlight; A solar cell assembly disposed at one side of the frame to collect sunlight collected from the condenser lens; It is installed on the inside of the frame is configured to include a reflecting plate for reflecting the incident light passing through the light collecting lens to the solar cell assembly, 상기 태양전지 어셈블리는 상기 집광 렌즈와 반사판 사이의 공간에 배치되어, 전체적으로 프레임의 앞쪽면에서 뒤쪽면까지 길이를 축소할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치.The solar cell assembly is disposed in the space between the light collecting lens and the reflecting plate, compact condensation type solar power generation device, characterized in that configured to reduce the length from the front surface to the rear surface of the frame as a whole. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 태양전지 어셈블리는, The solar cell assembly, 상기 집광 렌즈를 투과한 빛이 통과하는 영역 밖에 위치된 상태에서 태양광을 수광할 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치.The compact concentrating photovoltaic device of claim 1, wherein the condensing photovoltaic device is arranged to receive sunlight in a state outside the region through which the light passing through the condensing lens passes. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 반사판은, 제1반사판과 제2반사판으로 이루어지되.The reflecting plate is composed of a first reflecting plate and a second reflecting plate. 제1반사판은 상기 집광 렌즈를 투과한 빛을 반사시킬 수 있도록 상기 집광 렌즈와 마주보는 위치에 배치되고, The first reflector is disposed at a position facing the condenser lens to reflect the light transmitted through the condenser lens, 제2반사판은 상기 집광 렌즈와 제1반사판 사이의 공간에 배치되어 상기 태양전지 어셈블리로 태양광을 반사시킬 수 있도록 배치된 것을 특징으로 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치.The second reflecting plate is disposed in the space between the light collecting lens and the first reflecting plate is arranged to reflect the sunlight to the solar cell assembly, characterized in that the compact concentrating photovoltaic device. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 제2반사판과 태양전지 어셈블리 사이에는 적어도 하나 이상의 추가 반사판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치.At least one additional reflecting plate is further provided between the second reflecting plate and the solar cell assembly. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 제2반사판은 상기 집광 렌즈를 투과한 빛이 통과하는 영역 밖에 위치된 것을 특징으로 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치.The second reflecting plate is positioned outside the area through which the light passing through the condensing lens passes. 청구항 3에 있어서,The method according to claim 3, 상기 제2반사판은 상기 집광 렌즈와 제1반사판을 중심으로 일측에 배치되고,The second reflector is disposed on one side of the light converging lens and the first reflector. 상기 태양전지 어셈블리는 상기 집광 렌즈와 제1반사판을 중심으로 상기 제2 반사판의 반대쪽인 타측에 배치된 것을 특징으로 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치.The solar cell assembly is a compact concentrating solar cell apparatus, characterized in that disposed on the other side opposite to the second reflecting plate with respect to the light collecting lens and the first reflecting plate. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 집광 렌즈에는 강도를 보강하기 위해 투명 보강판재가 부착되어 구성된 것을 특징으로 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치.Compact condensing photovoltaic device, characterized in that the condensing lens is attached to the transparent reinforcing plate is configured to reinforce the strength. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 태양전지 어셈블리는 태양전지 셀을 냉각시킬 수 있도록 냉각장치가 구비되되, 이 냉각장치는, 시트형 구조물에 다수의 냉각용 돌기들이 돌출된 구조로 이루어져서 상기 태양전지 셀의 배면 측에 밀착되게 설치된 것을 특징으로 하는 컴팩트 집광형 태양광 발전장치.The solar cell assembly is provided with a cooling device to cool the solar cell, this cooling device is formed of a structure in which a plurality of cooling projections protruding from the sheet-like structure is installed in close contact with the back side of the solar cell Compact condensing photovoltaic device.
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