KR20120017802A - 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 태양광을 반사하여 집속시키는 집광기(100)와, 집광기(100)에 의하여 집속된 태양광이 조사되는 곳으로서 그 내부에 열매체가 경유하는 집속가열부(200)를 포함하는 태양광 발전장치에 있어서, 집광기(100)는, 흡입구(111)가 형성된 바닥(113a)을 가지며, 그 흡입구(111) 반대측으로 개구된 몸체부(110)와; 개구된 부분이 실링되도록 그 몸체부(110)에 결합되는 것으로서 몸체부(110) 내부에 형성되는 진공압에 의하여 오목반사면이 형성되는 반사시트(120);를 포함하고; 집속가열부(200)는, 반사시트(120)의 중앙 상부에 위치되어 집광기(100)에서 반사되어 집속되는 태양광에 의하여 가열되는 것;을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전장치{Solar generating apparatus}
본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저렴하게 대용량으로 구현할 수 있는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
우리가 일반적으로 사용하고 있는 에너지는 석유와 석탄 및 천연 가스와 같은 화석에너지이며, 이러한 화석에너지는 그 양이 한정되어 있으므로 언젠가는 고갈되고 여러 오염물질을 배출하기 때문에 대부분의 국가에서는 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체에너지를 개발하고 있는 실정이다.
이러한 대체에너지원으로서 태양광을 이용한 발전방식으로서, 태양광을 집속하여 열매체를 가열하고 그 가열된 열매체로 발전기를 구동하여 전기를 생산하는 발전방식이 있다. 이러한 태양광을 이용하는 발전방식은, 태양광을 집속하기 위하여 오목반사면이 형성된 반사경이 채용된 집광기를 사용하고 있다.
그런데 오목반사면이 형성된 반사경을 제작하는 것은 매우 어려우며, 특히 대형으로 제작하고자 할 때 제작비용이 기하급수적으로 늘어나게 되고, 이에 따라 대형의 반사경을 채용한 대용량 태양광 발전장치를 구현하는데 많은 노력 및 비용이 소요되었다라는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 태양광을 집속하는 집광기를 저렴하고 대형으로 구현할 있게 함으로써, 결과적으로 저렴하게 구현할 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제1실시예는, 태양광을 반사하여 집속시키는 집광기(100)와, 상기 집광기(100)에 의하여 집속된 태양광이 조사되는 곳으로서 그 내부에 열매체가 경유하는 집속가열부(200)를 포함하는 태양광 발전장치에 있어서, 상기 집광기(100)는, 흡입구(111)가 형성된 바닥(113a)을 가지며, 그 흡입구(111) 반대측으로 개구된 몸체부(110)와; 상기 개구된 부분이 실링되도록 그 몸체부(110)에 결합되는 것으로서 상기 몸체부(110) 내부에 형성되는 진공압에 의하여 오목반사면이 형성되는 반사시트(120);를 포함하고; 상기 집속가열부(200)는, 상기 반사시트(120)의 중앙 상부에 위치되어 상기 집광기(100)에서 반사되어 집속되는 태양광에 의하여 가열되는 것;을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 반사시트(120)는, 수지재질의 필름 또는 시트의 표면에 반사율이 높은 재질이 코팅되어 구현된다.
본 발명에 있어서, 상기 반사시트(120)에는 그 반사시트(120)에 형성된 반사층이 변색되는 것을 방지하기 위한 변색방지코팅층(121)이 형성된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제2실시예는, 태양광을 반사하여 집속시키는 집광기(100')와, 상기 집광기(100')에 의하여 집속된 태양광이 조사되는 곳으로서 그 내부에 열매체가 경유하는 집속가열부(200')를 포함하는 태양광 발전장치에 있어서, 상기 집광기(100')는, 흡입구(111')가 형성된 바닥(113a')을 가지며, 그 흡입구(111') 반대측으로 개구된 몸체부(110')와; 상기 개구된 부분에 실링되도록 그 몸체부(110')에 결합되는 것으로서 상기 몸체부(110') 내부에 형성되는 진공압에 의하여 오목반사면이 형성되는 반사시트(120');를 포함하고; 상기 집속가열부(200')는, 상기 집광기(100')의 중앙 싱부를 가로지르도록 기다란 파이프 형상을 가지며 상기 집광기(100')에서 반사되어 집속되는 태양광에 의하여 가열되는 것;을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 반사시트(120')는, 수지재질의 필름 또는 시트의 표면에 반사율이 높은 재질이 코팅되어 구현된다.
본 발명에 있어서, 상기 반사시트(120')에는 그 반사시트(120')에 형성된 반사층이 변색되는 것을 방지하기 위한 변색방지코팅층(121')이 형성된다.
본 발명에 있어서, 상기 집광기(100')는 다수개가 일렬로 연결되게 배치되고, 상기 집속가열부(200')는 기다란 파이프 형상으로 되어 일렬로 배치된 다수개의 상기 집광기(100')의 중앙 상부를 가로지르게 설치된다.
본 발명에 따르면, 진공압을 이용하여 반사시트에 자연스러운 오목반사면이 형성되도록 하는 집광기를 채용하고, 집광기를 저렴하고 대형으로 구현할 수 있으므로, 결과적으로 대용량 태양광 발전장치를 저렴하게 구현할 수 있다라는 작용, 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제1실시예의 사시도,
도 2는 도 1의 태양광 발전장치의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제2실시예의 사시도,
도 4는 도3의 태양광 발전장치의 IV-IV' 선을 따른 단면도,
도 5는 도 4의 집광기의 몸체부를 발췌하여 도시한 사시도.
이하, 본 발명에 따른 태양광 발전장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제1실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양광 발전장치의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제1실시예는, 태양광을 반사하여 집속시키는 집광기(100)와, 집광기(100)에 의하여 집속된 태양광이 조사되는 곳으로서 그 내부에 열매체가 경유하는 집속가열부(200)와, 집속가열부(200)에서 가열된 열매체에 의하여 직간접적으로 구동되는 발전기(미도시)를 포함한다.
집광기(100)는, 일측에 흡입구(111)가 형성되고 그 흡입구(111) 반대측으로 원형, 정사각형, 정오각형, 정육각형, 정팔각형 형상으로 개구된 몸체부(110)와; 개구된 부분의 가장자리가 실링되도록 그 몸체부(110)에 결합되는 것으로서 몸체부(110) 내부에 형성되는 진공압에 의하여 오목반사면이 형성되는 반사시트(120)를 포함한다.
몸체부(110)는, 중앙에 흡입구(111)가 형성된 바닥(113a)과, 그 바닥의 가장자리를 따라 형성된 테두리(113b)로 구성되고, 바닥(113a)의 맞은편 개구된 부분의 테두리에는 반사시트(120)가 실링되게 결합된다.
흡입구(111)는 진공펌프(300)와 연결되어, 진공펌프(300)가 공기를 흡입할 때 몸체부(110) 내부에 대기압보다 낮은 소정의 진공압이 형성되어 후술할 반사시트(120)가 태양광을 집속하기 위한 오목반사면을 형성하게 한다.
반사시트(120)는, 태양광을 반사시키는 것으로서, 수지재질의 필름이나 시트표면에 알루미늄과 같은 반사율이 높은 재질이 코팅되어 구현되거나, 반사율이 높은 알루미늄과 같은 금속이 시트 형상으로 제작되어 구현된다. 이러한 반사시트(120)는 테두리(113b)의 상부측에 실링되게 부착되어 몸체부(110)와 반사시트(120)가 한 몸체를 이룬다. 이때 반사시트(120)에는 그 반사시트(120)에 형성된 반사층이 변색되는 것을 방지하기 위하여 반사시트(120) 표면에 변색방지코팅층(121)이 형성된 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에 있어 태양광 발전장치는 외부환경에 항상 노출되어 있기 때문에, 반사시트(120)의 반사층이 변색될 수 있으며, 이에 따라 변색을 방지하기 위한 변색방지코팅층(121)이 매우 중요한 기술적 의미를 가진다.
집속가열부(200)는 집광기(100)의 중앙 상부에 위치되어 그 집광기(100)에서 반사되어 집속되는 태양광에 의하여 가열되는 것으로서, 그 내부에 열매체가 충진되거나 경유하는 유로가 형성되어 있다. 이러한 집속가열부(200)는 발전기의 터빈과 유기적으로 연결된 열매체라인(L)과 연결되어, 열매체가 열매체라인(L)을 통하여 집속가열부(200)와 발전기 사이를 순환한다. 이러한 집속가열부(200)는 집광기(100)에서 조사되는 집속 태양광에 의하여 가열되고, 집속가열부(200)에 의하여 가열된 열매체는 열매체라인(L)을 통하여 이송된 후 발전기를 구동하는데 사용된다.
이때 집광기(100)에는, 집속가열부(200)를 반사시트(120)의 중앙 상부에 위치되도록 지지하기 위한 지지대(130)가 설치되어 있다. 본 실시예에서 지지대(130)는 몸체부(110)의 가장자리와 연결되어 집속가열부(200)를 반사시트(120)의 중앙 상부에 위치되도록 지지하는 것으로 설명한다.
이러한 구조에 의하여, 몸체부(110)에 형성된 흡입구(111)를 진공펌프(300)와 연결하여 그 몸체부(110) 내부의 공기를 흡입하여 소정의 진공압을 형성하면, 진공압에 의하여 반사시트(120)에 오목반사면이 형성되면서 조사되는 태양광을 집속가열부(200)로 집속하게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제2실시예의 사시도이고, 도 4는 도3의 태양광 발전장치의 IV-IV' 선을 따른 단면도이며, 도 5는 도 4의 집광기의 몸체부를 발췌하여 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제2실시예는, 태양광을 반사하여 집속시키는 집광기(100')와, 집광기(100')에 의하여 집속된 태양광이 조사되는 곳으로서 그 내부에 열매체가 경유하는 집속가열부(200')와, 집속가열부(200')에서 가열된 열매체에 의하여 직간접적으로 구동되는 발전기(미도시)를 포함한다.
집광기(100')는, 일측에 흡입구(111')가 형성되고 그 흡입구(111') 반대측으로 정사각형 또는 직사각형 형태로 개구된 다수의 몸체부(110a')와; 개구된 부분에 실링되도록 그 몸체부(110')에 결합되는 것으로서 몸체부(110') 내부에 형성되는 진공압에 의하여 오목반사면이 형성되는 반사시트(120');를 포함한다.
몸체부(110')는, 중앙에 흡입구(111')가 형성된 바닥(113a')과, 그 바닥의 가장자리를 따라 형성된 테두리(113b')로 구성되고, 바닥(113a')의 맞은편 개구된 부분의 테두리에는 반사시트(120')가 실링되게 결합된다.
흡입구(111')는 진공펌프(300')와 연결되어, 진공펌프(300')가 공기를 흡입할 때 몸체부(110') 내부에 대기압보다 낮은 소정의 진공압이 형성되어 후술할 반사시트(120')가 태양광을 집속하기 위한 오목반사면을 형성하게 한다.
반사시트(120')는, 기설명된 바와 같이 수지재질의 필름이나 시트 표면에 알루미늄과 같은 반사율이 높은 재질이 코팅되어 구현되거나, 반사율이 높은 알루미늄과 같은 금속이 시트 형상으로 제작되어 구현된다. 이러한 반사시트(120')는 테두리(113b')의 상부측에 실링되게 결합되어 몸체부(110')와 반사시트(120')가 한 몸체를 이룬다. 그리고, 반사시트(120')의 표면에는 그 반사시트(120')에 형성된 반사층이 변색되는 것을 방지하기 위한 변색방지코팅층(121')이 형성되어 있다.
집속가열부(200')는 집광기(100')의 중앙 싱부를 가로지르도록 기다란 파이프 형상을 가지며 집광기(100')에서 반사되어 집속되는 태양광에 의하여 가열되는 것으로서, 그 내부에 열매체가 충진되거나 경유하는 유로가 형성되어 있다. 이러한 집속가열부(200')는 발전기의 터빈과 유기적으로 연결된 열매체라인(L)과 연결되어, 열매체가 열매체라인(L)을 통하여 집속가열부(200')와 발전기 사이를 순환한다. 이러한 집속가열부(200')는 집광기(100')에서 조사되는 집속 태양광에 의하여 가열되고, 집속가열부(200')에 의하여 가열된 열매체는 열매체라인(L)을 통하여 이송된 후 발전기를 구동하는데 사용된다.
이때 집광기(100')에는, 집속가열부(200')를 반사시트(120)의 중앙 상부를 길게 가로지르도록 지지하기 위한 지지대(130')가 설치되어 있다. 본 실시예에서 지지대(130')는 몸체부(110)의 가장자리와 연결되어 집속가열부(200')를 반사시트(120)의 중앙 상부를 가로지르게 위치되도록 지지하는 것으로 설명한다.
한편, 본원에 있어 몸체부(110')는 도 3에 도시된 바와 같이, 다수개가 일렬로 연결되게 배치되고, 집속가열부(200')는 기다란 파이프 형상으로 되어 일렬로 배치된 다수개의 집광기(100')의 중앙 상부를 가로지르게 설치될 수 있다. 이 경우, 다수개의 몸체부(110')의 반사시트(120')에서 집속된 태양광에 의하여 집속가열부(200')를 흐르는 열매체를 보다 효과적으로 가열할 수 있다.
이러한 구조에 의하여, 각각의 몸체부(110')에 형성된 흡입구(111')를 진공펌프(300')와 연결하여 그 몸체부(110') 내부의 공기를 흡입하여 소정의 진공압을 형성하면, 반사시트(120')에 오목반사면이 형성되면서 태양광을 집속가열부(200')로 집속하는 것이다.
상기한 구조의 태양광 발전장치의 제1,2실시예에 있어서, 진공펌프(300)(300')는 몸체부(110)(110')에 형성하는 진공압을 변화시킴으로써 반사시트(120)(120')의 곡률이 변화시킬 수 있어 집속가열부(200)(200')로 집속되는 광량을 변화시킬 수 있다. 즉, 반사시트(120)(120')의 오목반사면의 곡률을 가변시켜 광량을 변화시킴으로서, 태양의 위치나 대기의 온도가 변하더라도 집속가열부(200')를 흐르는 열매체의 온도를 언제나 일정하게 유지할 수 있는 것이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100, 100' ... 집광기
200. 200' ... 집속가열부
300 ... 진공펌프
110, 110' ... 몸체부
111, 111' ... 흡입구
113a, 113a' ... 바닥
113b, 113b' ... 테두리
120, 120' ... 반사시트
121. 121' ... 변색방지코팅층

Claims (7)

  1. 태양광을 반사하여 집속시키는 집광기(100)와, 상기 집광기(100)에 의하여 집속된 태양광이 조사되는 곳으로서 그 내부에 열매체가 경유하는 집속가열부(200)를 포함하는 태양광 발전장치에 있어서,
    상기 집광기(100)는, 흡입구(111)가 형성된 바닥(113a)을 가지며, 그 흡입구(111) 반대측으로 개구된 몸체부(110)와; 상기 개구된 부분이 실링되도록 그 몸체부(110)에 결합되는 것으로서 상기 몸체부(110) 내부에 형성되는 진공압에 의하여 오목반사면이 형성되는 반사시트(120);를 포함하고;
    상기 집속가열부(200)는, 상기 반사시트(120)의 중앙 상부에 위치되어 상기 집광기(100)에서 반사되어 집속되는 태양광에 의하여 가열되는 것;을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반사시트(120)는,
    수지재질의 필름 또는 시트의 표면에 반사율이 높은 재질이 코팅되어 구현되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반사시트(120)에는 그 반사시트(120)에 형성된 반사층이 변색되는 것을 방지하기 위한 변색방지코팅층(121)이 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  4. 태양광을 반사하여 집속시키는 집광기(100')와, 상기 집광기(100')에 의하여 집속된 태양광이 조사되는 곳으로서 그 내부에 열매체가 경유하는 집속가열부(200')를 포함하는 태양광 발전장치에 있어서,
    상기 집광기(100')는, 흡입구(111')가 형성된 바닥(113a')을 가지며, 그 흡입구(111') 반대측으로 개구된 몸체부(110')와; 상기 개구된 부분에 실링되도록 그 몸체부(110')에 결합되는 것으로서 상기 몸체부(110') 내부에 형성되는 진공압에 의하여 오목반사면이 형성되는 반사시트(120');를 포함하고;
    상기 집속가열부(200')는, 상기 집광기(100')의 중앙 싱부를 가로지르도록 기다란 파이프 형상을 가지며 상기 집광기(100')에서 반사되어 집속되는 태양광에 의하여 가열되는 것;을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 반사시트(120')는,
    수지재질의 필름 또는 시트의 표면에 반사율이 높은 재질이 코팅되어 구현되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 반사시트(120')에는 그 반사시트(120')에 형성된 반사층이 변색되는 것을 방지하기 위한 변색방지코팅층(121')이 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 집광기(100')는 다수개가 일렬로 연결되게 배치되고, 상기 집속가열부(200')는 기다란 파이프 형상으로 되어 일렬로 배치된 다수개의 상기 집광기(100')의 중앙 상부를 가로지르게 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.


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