KR20120028428A - 작물재배온실을 구비한 태양전지발전시설물 - Google Patents

작물재배온실을 구비한 태양전지발전시설물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지발전시설물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지발전시설물에 관한 것이다.
본 발명은 개 이상의 열을 이루어 배치되는 복수개의 태양전지모듈들과; 상기 태양전지모듈들의 수광면이 실질적으로 남쪽을 향하여 경사를 이루도록 상기 태양전지모듈을 지지하는 지지프레임부와; 상기 지지프레임부가 설치된 지면과 상기 태양전지모듈 사이에 설치되는 작물재배온실을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물을 개시한다.

Description

작물재배온실을 구비한 태양전지발전시설물 {Solar cell power generating system provided with greenhouse for cultivation}
본 발명은 태양전지발전시설물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지발전시설물에 관한 것이다.
태양광발전이란 태양 에너지에 의한 발전 기술의 하나로서, 태양의 빛 에너지를 태양 전지라는 광전 변환기를 써서 직접 전기 에너지로 변환시켜 이용하는 것이다.
그리고 태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치를 말하며, PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력이 발생한다.
상기와 같은 태양전지를 이용한 태양광발전은 화석연료인 석유의 고갈, 지구온난화 등을 이유로 대체에너지원으로서 각광을 받고 있으며 최근 태양전지소자의 제조비용 인하 및 효율 증가, 국가 정책상 지원에 따라서 태양전지를 이용한 태양전지발전이 급속도로 확산하고 있다.
그런데 태양전지를 이용한 태양광발전의 경우 태양전지를 안정적으로 설치하기 위한 공간, 즉 넓은 면적의 설치부지가 필요한데 태양전지발전시설물이 설치되는 설치부지는 태양발전 이외의 용도로 활용되는데 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 태양전지발전시설물의 특성을 이해하여 태양전지를 이용한 발전과 함께 농작물 등의 작물을 재배할 수 있는 온실을 구비함으로써 태양광발전은 물론 작물재배를 겸한 태양전지발전시설물을 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 2개 이상의 열을 이루어 배치되는 복수개의 태양전지모듈들과; 상기 태양전지모듈들의 수광면이 실질적으로 남쪽을 향하여 경사를 이루도록 상기 태양전지모듈을 지지하는 지지프레임부와; 상기 지지프레임부가 설치된 지면과 상기 태양전지모듈 사이에 설치되는 작물재배온실을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물을 개시한다.
각 열의 상기 태양전지모듈들은 이웃하는 열의 태양전지모듈들과 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 태양전지모듈들은 3열로 평행하게 배치될 수 있다.
상기 프레임부는 제1 내지 제2프레임기둥부를 포함하며, 상기 태양전지모듈들은 상기 제1프레임기둥부에 의하여 전단이 지지되는 제1열의 태양전지모듈들과; 상기 제1열의 태양전지모듈들과 간격을 두고 설치되며 상기 제2프레임기둥부에 의하여 전단이 지지되는 제2열의 태양전지모듈들과; 상기 제2열의 태양전지모듈들과 간격을 두고 설치되며 상기 제3프레임기둥부에 의하여 후단이 지지되는 제3열의 태양전지모듈들을 포함하며, 상기 작물재배온실은 상기 제2프레임기둥부 및 상기 제3프레임기둥부 사이에 설치될 수 있다.
상기 제1프레임기둥부의 높이는 0.9m~1.1m이고, 상기 제3프레임기둥부의 높이는 8m~10m이며, 상기 작물재배온실의 높이는 2.8m~3.3m일 수 있다.
상기 제1 내지 3열의 태양전지모듈들이 이웃하는 열과의 간격은 1.5m~3m일 수 있다.
상기 작물재배온실은 비닐 및 유리 중 적어도 어느 하나에 의하여 설치될 수 있다.
상기 작물재배온실은 빛의 채광을 조절하기 위한 채광조절부재가 추가로 설치될 수 있다.
상기 작물재배온실은 버섯과 같은 농작물 재배를 위한 온실일 수 있다.
본 발명에 따른 태양전지발전시설물은 태양전지모듈들을 복수개의 열로 배치하고 각 열이 태양전지모듈들을 이웃하는 열의 태양전지모듈들과 간격을 두고 설치하고 그 하부에 작물재배온실을 설치함으로써 태양발전이 가능하면서 채광이 작물재배온실의 채광이 가능하게 할 수 있는 이점이 있다.
특히 태양전지모듈을 설치하는 경우 종래에는 그 하부는 태양광이 도달하지 않아 채광이 필요치 않은 작물재배만이 가능하였으나, 본 발명에 따른 태양전지발전시설물은 태양고도에 따라서 채광이 가능하면서 통풍도 원활하여 태양발전은 물론 채광, 통풍 등 작물재배조건을 향상시켜 태양발전시설의 공간활용도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지발전시설물을 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도이다.
도 3은 도 2의 변형도로서 태양고도가 높은 경우를 도시한 단면도이다.
이하 본 발명에 따는 태양전지발전시설물에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지발전시설물을 보여주는 평면도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도이다.
본 발명에 따른 태양전지발전시설물은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 열을 이루어 배치되는 복수개의 태양전지모듈(100)들과; 태양전지모듈(100)들의 수광면이 실질적으로 남쪽을 향하여 경사를 이루도록 태양전지모듈(100)을 지지하는 지지프레임부(200)와; 지지프레임부(100)가 설치된 지면(10)과 태양전지모듈(100) 사이에 설치되는 작물재배온실(300)을 포함하여 구성된다.
상기 태양전지모듈(100)은 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지소자들 복수개로 구성된 구성으로 태양전지의 구성 등에 따라서 다양한 구성이 가능하며, 일반적으로 복수개의 태양전지소자들 및 태양전지소자들을 하나의 모듈로 구성하기 위한 복수개의 프레임부재들로 구성될 수 있다.
상기 태양전지모듈(100)은 태양광을 최대한 많이 받을 수 있도록 설치됨이 바람직하며, 태양고도를 고려하여 지면(10)의 수평면을 기준으로 25°~45°의 경사를 이루어 설치됨이 바람직하다.
상기 지지프레임부(200)는 지면(10)에 설치되어 태양전지모듈(200)들을 지지하기 위한 구성으로서 태양전지모듈(200)들을 지지할 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 가능하다.
상기 지지프레임부(200)는 다양한 구조로 설치될 수 있으며, 예로서 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 트러스구조를 이룰 수 있다.
예를 들면 상기 지지프레임부(200)는 지면(10)에 설치되는 하나 이상의 프레임기둥부(210, 220, 230) 및 프레임기둥부(210, 220, 230)에 지지되어 설치되며 태양전지모듈(100)을 지지하도록 설치되는 하나 이상의 모듈지지부(240)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 프레임기둥부(210, 220, 230)는 지면(10)에 대하여 수직으로 설치되며, 지면(10)에 설치된 기초부재(250)에 고정되어 설치될 수 있다.
그리고 상기 모듈지지부(240)는 프레임기둥부(210, 220, 230)에 지지되며 태양전지모듈(100)이 지면(10)의 수평면을 기준으로 경사를 이루어, 즉 태양을 향하여 설치된다.
상기 프레임기둥부(210, 220, 230) 및 모듈지지부(240)는 태양전지모듈(100)이 설치되지 않은 부분에서 작물재배온실(300)로 태양광이 전달될 수 있도록 바형태의 부재들이 용접 또는 조립됨이 바람직하다.
한편 상기 지지프레임부(200)는 보다 모듈지지부(240)를 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 프레임기둥부(210, 220, 230)들 중 일부와 모듈지지부(240)를 연결하는 하나 이상의 보조지지부(260)이 설치될 수 있다.
상기 작물재배온실(300)은 표고버섯과 같은 버섯, 채소 등의 농작물의 재배를 위한 구성으로서 다양한 구성이 가능하다.
여기서 상기 작물재배온실(300)에 의하여 재배되는 작물은 직사광선이 적극적으로 필요로 하는 작물보다는 가급적 직사광선에 노출되지 않는 음지식물 등이 보다 바람직하다.
특히 상기 작물재배온실(300)은 비닐 및 유리 중 적어도 어느 하나에 의하여 설치될 수 있으며, 빛의 채광을 조절하기 위한 채광조절부재(미도시)가 추가로 설치될 수 있다.
또한 상기 작물재배온실(300)은 내부와 외부가 통풍이 가능하도록 팬과 같은 통풍시설(미도시)이 추가로 설치될 수 있다.
한편 본 발명에 따른 태양전지발전시설물은 태양전지모듈(100)의 배치 및 그 하부에 작물재배온실(300)를 설치함을 특징으로 하는바 태양전지모듈(100)의 배치 및 작물재배온실(300)의 설치에 관하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 태양전지모듈(100)들은 복수개의 열(101, 102, 103)을 이루어 배치되며, 각 열(101, 102, 103)의 태양전지모듈(100)들은 도 1에 도시된 바와 같이, 이웃하는 열의 태양전지모듈(100)들과 간격을 두고 배치됨이 바람직하다.
상기와 같이 각 열(101, 102, 103)의 태양전지모듈(100)들이 이웃하는 열의 태양전지모듈(100)들과 간격을 두고 배치되면 태양전지발전과 함께 그 하측에 설치된 작물재배온실(300)에 태양광이 비출 수 있게 되어 작물재배온실(300)의 활용성을 크게 높일 수 있다.
더 나아가 3열의 태양전지모듈(100)들이 2개의 간격을 형성하여, 오전 및 오후, 겨울 등과 같이 태양고도가 낮은 경우(도 1에 도시) 제1열(101) 및 제2열(102) 사이에서 채광이 가능하며, 정오 및 여름과 같이 태양고도가 높은 경우(도 3에 도시) 제2열(102) 및 제2열(103) 사이에서 채광이 가능하여 태양고도에 무관하게 작물재배온실(300)로의 채광이 가능한 이점이 있다.
한편 상기 태양전지모듈(100)들은 복수개의 열(101, 102, 103)들, 특히 3열로 평행하게 배치될 수 있다. 이때 상기 프레임부(200)는 제1 내지 제2프레임기둥부(210, 220, 230)들을 포함할 수 있다.
그리고 상기 3열의 태양전지모듈(100)들은 도 2에 도시된 바와 같이, 제1프레임기둥부(210)에 의하여 전단이 지지되는 제1열(101)의 태양전지모듈(100)들과; 제1열(101)의 태양전지모듈(100)들과 간격을 두고 설치되며 제2프레임기둥부(220)에 의하여 전단이 지지되는 제2열(102)의 태양전지모듈(100)들과; 제2열(102)의 태양전지모듈(100)들과 간격을 두고 설치되며 제3프레임기둥부(103)에 의하여 후단이 지지되는 제3열(103)의 태양전지모듈(100)들을 포함할 수 있다.
상기와 같이 제2프레임기둥부(210)가 제2열(102)의 태양전지모듈(100)의 전단을 지지하고 제3프레임기둥부(230)가 제3열(103)의 태양전지모듈(100)의 후단을 지지하면 작물재배온실(300)의 설치가 용이하며 보다 큰 크기의 작물재배온실(300)의 설치가 가능해진다.
그리고 상기 작물재배온실(300)은 제2프레임기둥부(220) 및 제3프레임기둥부(230) 사이에 설치됨이 바람직하다.
한편 상기 제1프레임기둥부(210)의 높이(H1)는 0.9m~1.1m이고, 제3프레임기둥부(230)의 높이(H3)는 8m~10m인 것이 바람직하다. 이때 상기 작물재배온실(300)의 높이(H4)는 2.8m~3.3m가 바람직하다.
상기와 같이 제1프레임기둥부(210) 및 제2프레임기둥부(230)의 높이를 구성하면 작물재배에 적절한 작물재배온실(300)을 구성할 수 있게 된다.
한편 상기 작물재배온실(300)로의 태양광이 적절하게 조사될 수 있도록 제1 내지 3열(101, 102, 103)의 태양전지모듈(100)들이 이웃하는 열과의 간격은 1.5m~3m인 것이 바람직하다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
100 : 태양전지모듈 200 : 프레임부
210 : 제1프레임기둥 220 : 제2프레임기둥
230 : 제3프레임기둥
300 : 작물재배온실

Claims (9)

  1. 2개 이상의 열을 이루어 배치되는 복수개의 태양전지모듈들과;
    상기 태양전지모듈들의 수광면이 실질적으로 남쪽을 향하여 경사를 이루도록 상기 태양전지모듈을 지지하는 지지프레임부와;
    상기 지지프레임부가 설치된 지면과 상기 태양전지모듈 사이에 설치되는 작물재배온실을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각 열의 상기 태양전지모듈들은 이웃하는 열의 태양전지모듈들과 간격을 두고 배치된 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 태양전지모듈들은 3열로 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 프레임부는 제1 내지 제2프레임기둥부를 포함하며,
    상기 태양전지모듈들은 상기 제1프레임기둥부에 의하여 전단이 지지되는 제1열의 태양전지모듈들과; 상기 제1열의 태양전지모듈들과 간격을 두고 설치되며 상기 제2프레임기둥부에 의하여 전단이 지지되는 제2열의 태양전지모듈들과; 상기 제2열의 태양전지모듈들과 간격을 두고 설치되며 상기 제3프레임기둥부에 의하여 후단이 지지되는 제3열의 태양전지모듈들을 포함하며,
    상기 작물재배온실은 상기 제2프레임기둥부 및 상기 제3프레임기둥부 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1프레임기둥부의 높이는 0.9m~1.1m이고, 상기 제3프레임기둥부의 높이는 8m~10m이며,
    상기 작물재배온실의 높이는 2.8m~3.3m인 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 내지 3열의 태양전지모듈들이 이웃하는 열과의 간격은 1.5m~3m인 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 작물재배온실은 비닐 및 유리 중 적어도 어느 하나에 의하여 설치되는 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물.
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 작물재배온실은 빛의 채광을 조절하기 위한 채광조절부재가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 태양전지발전시설물.
  9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 작물재배온실은 버섯 재배를 위한 온실인 것을 특징으로 태양전지발전시설물.
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