KR20110010047A - 집광형 태양열 집열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 집광형 태양열 집열장치에 관한 것으로서, 태양열을 반사하는 반사부와; 상기 반사부의 초점에 위치되어 태양열을 수집하며, 수집된 태양열과 열교환하는 열매체가 유동하는 코일형 배관을 수용하는 수용부가 형성된 집열부와; 상기 반사부를 관통하여 상기 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 100℃ ~ 1,000℃의 중.고온 온도를 얻을 수 있으며, 냉 난방과 태양열 발전을 동시에 수행하고, 집열효율을 개선시키고, 비용을 절감시킨다.
태양열, 반사부, 보조 반사부, 집열관, 코일형 배관

Description

집광형 태양열 집열장치{SOLAR COLLECTOR TYPE OF CONDENSING SOLAR LIGHT}
본 발명은 가정, 병원 등의 지역적인 발전을 저비용 고효율로 수행할 수 있으며, 설치 및 관리가 용이한 집광형 태양열 집열장치에 관한 것이다.
최근 화석에너지의 고갈과 에너지 수급의 불안정 및 온실가스 배출로 인한 지구 온난화와 같은 환경 문제의 대두로 태양 에너지를 비롯한 깨끗하고 풍부한 신재생 에너지 개발의 필요성이 절실한 상황이다.
일반적으로 태양열은 에너지 밀도가 낮은 에너지원이나, 그 잔존량이 무한하며, 그 사용 비용은 전혀 없기 때문에 신 재생 에너지원으로서 풍력과 함께 주목받고 있으며, 기술의 발달과 경제성이 뛰어나 각 나라별로 거대 발전 사업으로 두각을 보이고 있다.(독일 : 북아프리카 사하라 사막에 700조원 규모 태양열 발전소 2050년까지 건립 예정)
태양열을 이용하는 방법으로는 냉 난방에 이용하는 것과, 발전에 이용하는 것을 예로 들 수 있다.
먼저 태양열을 일반 가정 등에서 냉난방용으로 사용하기 위하여 태양열을 효율적으로 흡수, 집열하는 집열기를 필요로 한다. 상기 집열기는 크게 나누어 수평 면적과 흡수체 면적이 같은 평판형 집열기와 포물형 면 등으로 태양광선을 흡수체에 집열시키는 집광형 집열기로 나누어진다.
상기 집열기를 이용한 냉난방의 경우 급탕은 집열 온도가 60℃ 이하, 냉방용으로는 흡수냉동기로 사용할 경우 80~100℃, 랭킨 사이클 기관을 사용할 경우에는 120~130℃의 집열 온도가 필요하다.
냉 난방의 경우 상기 집열 온도 조건을 충족하기 위해 선택 흡수막을 집열하여 처리한 것 또는 벌집 구조를 가진 평판형 집열기를 이용한다. 또한 벌집 구종의 집열과 유리재 커버 사이의 공기층을 진공으로 하여 대류 손실을 방지함과 동시에 집열판을 선택 흡수막을 한 특수한 진공관식 집열기나 집광형 집열기를 사용하는 평판형 집열기를 사용한다. 이러한 부가적인 보조구성을 가지는 것은 상기 평판형 집열기가 집열 면적과 열손실 면적이 비례하므로 집열 온도가 높아지면 집열 효율이 급격히 저하되기 때문에 이를 보완하기 위한 것이다.
그러나 상기 평판형 집열기는 제조가 복잡하고, 제조 비용이 커 가격이 비싸게 되는 문제점을 가진다.
또한, 상기 평판형 집열기는 태양열 온수기 및 설비형 시스템용인 저가 고효율의 액체식 평판형 집열기의 연구에 주력하였기 때문에, 적용성이 뛰어난 진공관형이나 상변화형 집열기는 물론 복합형 집열기의 개발은 현재 그 개발이 시작되고 있는 초기 단계에 있다.
다음으로 태양열 발전 시스템을 설명한다.
상기 태양열 발전 시스템은 중앙 집중형 시스템과 분산형 시스템과 독립형 시스템으로 구분된다
상기 중앙 집중형 시스템은 태양 추적 장치(heliostat)라고 불리는 거대한 태양 추적 반사경에서 반사된 태양광을 중앙에 위치한 탑의 한 점에 모아 고열을 얻는다. 이렇게 얻어진 고열로 열교환기 등을 이용하여 고압 수증기를 발생시켜 전기를 얻는 방식이다. 집광비는 100정도이며 증기 터어빈은 약 600℃로 운전된다.
분산형 시스템은 선초점형이나 접시형 등 집광 집열기를 이용한 단위 집광 집열 시스템을 다수 분산 배치하여 배관 내를 흐르는 열매체를 가열시키고, 이를 이용하여 Stirling 엔진과 같은 열기관을 구동시켜 발전하는 방식이다.
독립형 시스템은 앞에서 언급한 집광 집열기를 이용하는 5~25KW급의 시스템으로서 전력 계통으로부터 독립된 소규모 전원으로 이용되는 것을 말한다.
이러한 발전 시스템에 쓰이는 열기관으로는 대규모 시스템인 경우는 일반 화력 발전에 쓰이는 증기 터빈 기술이 채택되고 있으며, 소규모 시스템의 경우는 열효율이 높고 크기가 작은 Stirling 엔진이 많이 쓰인다. 태양열 발전 시스템의 요체라고 할 수있는 집광 집열기는 선초점형이 상용화되어 있고, 대표적인 분산형 태양열 발전 시스템인 미국의 SEGS에도 채택되고 있다.
그러나 상술한 태양열 발전 시스템에서 사용되는 다수의 반사경을 가지는 대용량으로 제작되기 때문에 제작가격이 지나치게 많이 들어 소 발전용으로는 적용하기 어려운 문제점을 가진다.
또한 종래기술의 태양발전을 위한 다수의 반사경을 배치하여 집열기를 제작하게 되므로 집열효율이 85% 이하에 불과한 문제점을 가진다.
또한, 종래기술의 태양열을 이용하는 냉 난방기, 발전기 등은 집열기의 특성이 중온 이하 또는 고온 중 하나로 고정되므로, 냉 난방과 발전을 동시에 수행하지 못하는 문제점을 가진다.
따라서 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 중온의 발생 온도를 이용하여 흡수식 냉난방 설비를 가동하고, 고온의 발생 온도를 이용하여 태양열 발전 설비를 가동할 수 있도록 하는 집광형 태양열 집열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 집열기의 집열효율을 개선시킨 집광형 태양열 집열장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 제작 비용을 저렴하여 설치 비용이 적게 들며, 설치가 용이하고, 에너지효율이 개선된 집광형 태양열 집열장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 태양열을 반사하는 반사부와; 상기 반사부의 초점에 위치되어 태양열을 수집하며, 수집된 태양열과 열교환하는 열매체가 유동하는 코일형 배관을 수용하는 수용부가 형성된 집열부와; 상기 반사부를 관통하여 상기 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 태양열을 반사하는 반사부와; 상기 반사부에 마련되며, 태양열과 열교환하는 열매체가 유동하는 코일형 배관을 수용하는 수용부가 형성된 집열부와; 상기 반사부의 초점에 위치하여 상기 반사부로부터 반사된 태양열을 재반 사하여 상기 집열부에 집광시키는 보조반사부와; 상기 반사부를 관통하여 상기 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관을 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로도 달성된다.
상기 집열부는, 상기 코일형 배관을 차폐하는 단열커버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수용부는 단면이 좌우로 오목하게 요입되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 코일형 배관은 원통형 또는 원뿔형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 열매체의 유량을 조절하여 필요한 열전달 온도 범위를 자동으로 조절하는 열매체 유량 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사부는 복수로 이루어지며, 등각 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 복수의 반사부를 지지하는 지지대; 상기 복수의 반사부가 태양을 향하도록 유도하는 태양추적부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 태양추적부는, 태양으로부터 입사하는 입사광을 이용하여 상기 태양의 위치를 추적하여 상기 반사부가 태양을 향하도록 상기 반사부의 방향을 조절하는 태양센서방식, 또는, 상기 태양의 이동 경로를 시간별로 저장한 데이터를 이용하여 시간별로 상기 반사부가 향하는 방향을 조절하는 프로그램방식을 선택적으로 또는 동시에 적용하는 2축 태양 추적 제어에 의해 상기 반사부가 태양을 향하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 태양빛을 고 집광비로 집광하여 100℃ ~ 1,000℃의 중.고온 온도를 얻을 수 있는 집광형 태양열 집열 장치를 제공할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 중온의 발생 온도를 이용하여 흡수식 냉난방 설비를 가동하고, 고온의 발생 온도를 이용하여 태양열 발전 설비를 가동할 수 있도록 하여 냉 난방과 태양열 발전을 동시에 수행하는 태양열 집열 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 집열기의 집열효율을 개선시킨 집광형 태양열 집열장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 일체형의 반사부와 보조반사부를 구성하고, 보조집열부를 추가 구성하는 것에 의해 태양열의 집광효율을 종래에 비하여 효과적으로 개선하였다.
또한, 본 발명은 제작 비용을 저렴하여 설치 비용이 적게 들며, 설치가 용이하고, 에너지효율이 개선된 집광형 태양열 집열장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 집열부를 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 집열부의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치(100)는 태양열을 반사하는 반사부(10)와, 태양열과 열교환 하는 집열부(20)와, 이 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관(30)으로 이루어진다.
반사부(10)는 고 반사율을 가지는 일체형의 포물면 형 반사경으로 구성된다. 이러한 반사부(10)는 고 반사율을 가지도록 하기 위하여 알루미늄 원자재를 절단, 성형, 세척, 프라이머 코팅, 건조, 은코팅, 유리코팅, 초발수 코팅 공정을 거쳐 제작된다. 상기 성형 공정은 스피닝 공법을 적용하였다.
상술한 제조 공정에 의해 제작된 상기 반사부(10)는 집광비: 1/1,200 ~ 1/1600, 집열 온도: 100℃ ~ 1,000℃, 직경 1.4 ~ 1.8m로 제작되는 경우 반사율 98%로 나타났다. 즉 알루미늄 원판에 상술한 처리공정에 의한 코팅처리에 의해 반사율일 획기적으로 높일 수 있었다.
집열부(20)는 단열커버(21)와 이 단열커버(21)의 내측에 안착되는 코일형 배관(25)을 포함하여 구성된다.
상기 단열커버(21)는 단열재질로서 원통형으로 제작된다. 상기 단열커버(21)는 상부가 차폐되고, 하부는 개방되며, 내부는 열매체를 순환시키는 코일형 배관(25)이 수용되는 수용부(23)를 가진다.
상기 코일형 배관(25)은 내부에 열매체(또는 물)가 순환되는 관으로서, 단열커버(21)의 저면 개방부를 통해 유입된 후 수용부(23)의 내측으로 삽입되어 코일 형상으로 감겨지는 유로를 형성한다. 이때, 코일형 배관(25)은 원통형의 코일 형상으로 감겨질 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집열부의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 단열커버(21')의 수용부(23')는 수용부(23')로 입사된 태양광의 반사 손실을 줄이기 위해 중심부가 외측으로 요입되는 것에 의해 단면이 좌우로 오목하게 요입된 오목관부(24)를 형성함으로써, 태양광 수집 효율을 향상시킨다.
이때, 코일형 배관(25')은 뒤집어진 원뿔형의 코일 형상 즉, 역삼각형의 단면을 갖도록 코일 형상으로 감겨져 단열커버(21')의 수용부(23')에 안착됨으로써, 단열커버(21')의 저면 개방부와 코일형 배관(25') 사이에 입사공간(27)이 형성되며, 이 입사공간(27)으로 태양광이 입사되어 코일형 배관(25')의 태양광을 받는 면적을 넓힐 수 있어 집열 효율을 높일 수 있다.
상술한 구조를 가지는 집열부(20,20')는 집열관(30)을 통해 반사부(10)의 초첨이 되는 부분에 일체 고정형으로 형성되며, 집열부(20,20')에서 집열된 태양열을 코일형 배관(25,25')을 통해 흐르는 열매체로 집열하는 기능을 수행한다.
이때, 단열커버(21,21')은 열매체(또는 물)가 흐르는 코일형 배관(25,25')의 외측을 단열 처리하여 코일형 배관(25,25')에 전달된 태양열의 대류 열손실을 줄인다.
이에 의해 집열 효율을 90% 이상으로 향상시킨다. 참고로 평판형 등과 같은 종래기술의 집열기의 집열 효율은 약 85% 이하로 나타났다.
이와 같은 집열부(20,20')는 상술한 구조, 다시 말해서, 오목관부(24)의 구 조 및 단열커버(21,21')와 코일형 배관(25,25')의 배치 구조에 의해 제작이 용이하고 구조가 간단하며, 열효율을 향상시키는 것에 의해 종래기술에 비하여 원가를 절감시키는 효과를 또한 제공하였다.
한편, 집열관(30)은 코일형 배관(25,25')으로부터 연장되어 반사부(10)을 관통하는 열매체 순환 유로를 형성한다. 즉, 집열관(30)은 코일형 배관(25,25')으로 열매체가 유입하는 유입관(31)과, 코일형 배관(25,25')을 유동한 열매체가 배출되는 배출관(33)으로 이루어진다. 여기서 유입관(31) 및 배출관(33)은 온수를 이용하는 설비와 연결되어 유입관(31)으로 냉수가 유입되고 배출관(33)을 통해 태양열에 의해 가열된 온수를 공급한다.
더욱이, 본 발명의 집광형 태양열 집열장치(100)는 코일형 배관(25,25')을 통해 순환하는 열매체의 유량을 조절하는 유량 조절부(도면에 미 도시)를 마련하여 필요한 열전달 온도 범위를 자동으로 조절할 수 있다.
즉, 유량 조절부(도면에 미 도시)는 코일형 배관(25,25')으로 순환하는 열매체의 유량을 조절하여 열매체의 온도를 100℃ ~ 1,000℃ 범위에서 태양열 이용설비에서 필요한 적정온도로 조절이 가능하다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치를 복수로 설치한 모습을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 집광형 태양열 집열장치(100)는 복수의 반사부(10)를 등각 간격으로 배치하여 태양열 집열 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 구성을 갖는 집광형 태양열 집열장치(100)는 복수의 반사부(10)를 지지하는 지지대(40)와, 이 복수의 반사부(10)가 태양을 향하도록 유도하는 태양추적부(50)를 더 포함한다.
지지대(40)는 반사부(10)를 지지하는 역할을 하며, 내부에 집열관(30)에 온수 공급을 위한 배관 등이 수용되어 있다.
지지대(40)가 복수의 반사부(10)를 지지할 경우에는 지지대(10)의 상부에 연결부(41)가 마련된다. 즉, 연결부(41)에 의해 복수의 반사부(10)가 등 각도 간격으로 회전 이동 가능하게 지지대(40)의 상부에 설치된다.
상기 연결부(41)는 지지대(40)에 반사부(10)를 회전 가능하게 지지한다. 또한, 연결부(41)는 태양추적부(50)의 제어신호에 따라 반사부(10)가 태양을 향하도록 회전 이동시킨다.
태양추적부(50)는 반사부(10)가 태양을 향하도록 제어한다.
이를 위해 태양추적부(50)는 2축 태양 추적제어를 수행한다. 2축 태양 추적제어는 태양센서를 이용하는 방식과, 프로그램에 의한 방식을 병용하여 반사부(10)가 태양을 향하도록 방향을 제어하는 것을 말한다.
태양센서를 이용하는 방법은 태양으로부터 입사하는 태양광을 이용하여 태양의 위치를 추적하여 반사부(10)가 태양을 향하도록 방향을 조절하는 것을 말한다.
프로그램 방식은 태양의 이동 경로를 시간별로 저장한 데이터를 이용하여 시간별로 반사부(10)가 향하는 방향을 조절하는 것을 말한다.
이러한 태양추적부(50)는 상기 태양센서 방식과 프로그램 방식 중 하나 또는 두 개를 동시에 적용하여 반사부(10)가 태양을 향하도록 반사부(10)의 위치를 조절한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 작동을 보여주는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치는(100)는 축열조(300)와 태양열 이용설비(400)와 같이 연동설치된다. 이렇게 설치된 상기 집광형 태양열 집열장치(100)는 유입관(31)을 통해 열매체가 집열부(20)로 유입된다. 집열부(20)로 유입된 열매체는 반사부(10)에서 반사되어 집광된 태양빛에 의해 가열된다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 단열커버(21')의 수용부(23')에 오목관부(24)를 형성하고, 뒤집어진 원뿔형의 코일형 배관(25')을 설치하면, 집광효율 및 열매체의 가열 효율을 향상시킬 수 있다.
집열부(20)에서 가열된 열매체는 배출관(33)을 통해 축열조(300)로 유동하여 열을 교환한 후 다시 집열부(20)로 이동하는 순환을 반복한다.
상술한 바와 같이 태양열을 집광하여 얻은 에너지는 축열조(300)에 저장된다. 이렇게 축열조(300)에 저장된 열에너지는 저온, 중온, 고온 열을 이용하는 흡수식 냉 난방 설비, 태양열 발전 설비, 온수 급탕 설비 등의 태양열 이용 설비(400)로 전송되어 이용된다.
상술한 본 발명의 집광형 태양열 집열장치(100)는 태양열을 고 집광비로 집 광하여 100℃ ~ 1,000℃의 중.고온 온도를 얻을 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 단면도이다.
도 7 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치(200)는 상술한 제1 실시 예의 집광형 태양열 집열장치(100)와 동일한 구성을 갖지만, 반사부(10)에서 반사된 태양열을 재반사하여 집열부(110)에 집광하는 보조반사부(120)를 더 포함하여 구성된다.
이와 같은 집광형 태양열 집열장치(200)는 태양열을 반사하는 반사부(10)와, 이 반사부에 마련되어 태양열과 열교환 하는 집열부(110)와, 반사부의 초점에 마련되는 보조반사부와(120), 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관(30)으로 이루어진다.
집열부(110)는 반사부(10)의 판면 중앙에 마련되며, 태양열과 열교환하는 열매체가 유동하는 코일형 배관(115)을 수용한다. 즉, 집열부(110)는 단열커버(111)와 이 단열커버(111)의 내측에 안착되는 코일형 배관(115)을 포함하여 구성된다.
상기 단열커버(111)는 상부 및 하부가 개방되고, 내부는 열매체를 순환시키는 코일형 배관(115)이 안착되는 수용부(113)를 가진다.
상기 코일형 배관(115)은 단열커버(111)의 저면 개방부를 통해 유입된 후 수용부(113)의 내측으로 삽입되어 코일 형상으로 감겨지는 유로를 형성한다.
보조반사부(120)는 반사부(10)의 초점에 위치하여 반사부(10)로부터 반사된 태양열을 재반사하여 집열부(110)에 집광시킨다. 즉, 보조반사부(120)는 반사부(10)를 관통하는 보조지지대(121)에 지지되어 반사부(10)의 초점이 되고, 반사부(10)로부터 입사되는 태양광을 집열부(110)의 코일형 배관(115)으로 반사하도록 저면에 곡률을 형성한다. 상기 보조반사부(120) 또한 상술한 반사부(10)와 동일한 공정으로 제작된다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 집열부의 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 9를 참조하면, 수용부(113')는 상술한 제1 실시 예의 수용부(25', 도 4 참조)와 같이 오목관부(114)로 형성되는 것에 의해 태양광의 반사손실을 줄여 집열효율을 향상시키도록 구성될 수도 있다.
더불어, 코일형 배관(115')은 원뿔형의 코일 형상 즉, 삼각형의 단면을 갖도록 코일 형상으로 감겨져 단열커버(111')의 수용부(113')에 안착됨으로써, 단열커버(111')의 상면 개방부와 코일형 배관(115') 사이에 입사공간(117)이 형성되며, 이 입사공간(117)으로 태양광이 입사되어 코일형 배관(115')의 태양광을 받는 면적을 넓힐 수 있어 집열 효율을 높일 수 있다.
도 10은 발명의 제2 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치를 복수로 설치한 모습을 보여주는 도면이다.
도 10을 참조하면, 제2 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치(200) 또한 집광효율을 향상시키기 위해 복수의 반사부(10)를 등각 간격으로 지지대(40)의 연결부(41)를 이용하여 설치할 수 있다. 더욱이, 태양추적부(50)를 마련하여 반사부(10)가 태양을 향하도록 제어할 수 있다.
상기 제2 실시 예의 집광형 태양열 집열장치는(200)는 반사부(10)에 의해 반사된 태양열을 보조반사부(120)가 재반사하여 집열부에 집광시킴으로써 고집광을 달성할 수 있으며, 이로 인해 코일형 배관(115, 도 8 참조)을 유동하는 열매체로의 집열 효율을 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 집광형 태양열 집열장치의 적용 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명에 따른 집광형 태양열 집열장치(100,200)를 통해 가열된 온수는 실내 난방, 급탕 등에 이용되며, 중·고온의 온수는 증기 터빈 발전에 이용될 수 있고, 저온의 온수는 LTPC 엔진을 이용한 발전에 이용될 수 있다. 또한, 흡수식 냉동기(520)를 마련하여 온수를 냉각시킴으로써 실내의 냉방에도 이용될 수 있다.
우기나 태양이 없을 시에는 보조열원으로 보일러(510)를 가동하여 온수를 공급할 수 있다. 상기 보일러(510)는 생물체를 열분해시키거나 발효시켜 메테인·에탄올·수소와 같은 연료를 이용하는 바이오매스 보일러를 적용할 수 있다.
이와 같이, 집광형 태양열 집열장치(100,200)를 이용하여 냉방, 난방, 급탕을 공급함으로써 기존 화석연료대비 에너지 절감 및 지구온난화 가스를 감소시킬 수 있다.
본 발명은, 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 소형, 중형 태양열 발전기, 태양열 냉난방기 등의 태양열 발전시스템에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 구성을 보여주는 사시도
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 집열부를 보여주는 사시도
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 집열부의 단면도
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집열부의 다른 실시 예를 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치를 복수로 설치한 모습을 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 작동을 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 구조를 보여주는 사시도
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치의 단면도
도 10은 발명의 제2 실시 예에 따른 집광형 태양열 집열장치를 복수로 설치한 모습을 보여주는 도면
도 11은 본 발명에 따른 집광형 태양열 집열장치의 적용 실시 예를 보여주는 도면
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *
100, 200: 집광형 태양열 집열장치
10: 반사부 20: 집열부
30: 집열관 40: 연결부
50: 태양추적부 60: 지지대
120: 보조 반사부

Claims (9)

  1. 태양열을 반사하는 반사부와;
    상기 반사부의 초점에 위치되어 태양열을 수집하며, 수집된 태양열과 열교환하는 열매체가 유동하는 코일형 배관을 수용하는 수용부가 형성된 집열부와;
    상기 반사부를 관통하여 상기 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관을 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
  2. 태양열을 반사하는 반사부와;
    상기 반사부에 마련되며, 태양열과 열교환하는 열매체가 유동하는 코일형 배관을 수용하는 수용부가 형성된 집열부와;
    상기 반사부의 초점에 위치하여 상기 반사부로부터 반사된 태양열을 재반사하여 상기 집열부에 집광시키는 보조반사부와;
    상기 반사부를 관통하여 상기 집열부의 열매체가 순환 유동하는 집열관을 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 집열부는,
    상기 코일형 배관을 차폐하는 단열커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수용부는 단면이 좌우로 오목하게 요입되도록 형성된 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 코일형 배관은 원통형 또는 원뿔형으로 형성된 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    열매체의 유량을 조절하여 필요한 열전달 온도 범위를 자동으로 조절하는 열매체 유량 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 반사부는 복수로 이루어지며, 등각 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 복수의 반사부를 지지하는 지지대;
    상기 복수의 반사부가 태양을 향하도록 유도하는 태양추적부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 태양추적부는,
    태양으로부터 입사하는 입사광을 이용하여 상기 태양의 위치를 추적하여 상기 반사부가 태양을 향하도록 상기 반사부의 방향을 조절하는 태양센서방식, 또는, 상기 태양의 이동 경로를 시간별로 저장한 데이터를 이용하여 시간별로 상기 반사부가 향하는 방향을 조절하는 프로그램방식을 선택적으로 또는 동시에 적용하는 2축 태양 추적 제어에 의해 상기 반사부가 태양을 향하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 집광형 태양열 집열장치.
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