KR20120129611A - 태양전지모듈의 세정장치 및 이를 포함하는 태양전지모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지모듈의 세정장치에 관한 것으로, 그 구성은 태양광으로부터 태양 에너지를 수득하게 하는 태양전지모듈; 상기 태양전지모듈의 상단에 배치되어 물을 살수하게 하는 살수조; 상기 태양전지모듈의 하단에 배치되어 살수조로부터 살수된 물을 수거하는 수거조; 상기 수거조에 의해 수거된 물을 담수하거나 또는 집수구를 통해 빗을 담수하게 하는 담수조; 및 상기 담수된 물을 순환시키는 펌프;를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 태양전지모듈의 세정장치 및 이를 포함하는 태양전지모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우천시 담수된 물을 순환시켜 태양전지판을 세정할 수 있게 함으로써 태양전지의 최대효율을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 태양전지판 세정에 소요되는 관리비를 절감할 수 있게 하는 태양전지모듈의 세정장치 및 이를 포함하는 태양전지모듈에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지모듈은 옥외에 프레임을 이용해 다수의 셀을 설치하여 태양광으로부터 태양 에너지를 공급받아 전기 에너지로 저장하여 가정용이나 산업용으로 이용하기 위한 수단이다.
이러한 태양전지모듈은 태양광을 에너지원으로 이용하기 때문에 태양전지판이 먼지를 포함한 유기 이물질 등에 오염될 경우 광전변환 효율이 심각하게 저하되는 요인이 되기 때문에 상기 유기 이물질에 오염되는 것을 방지할 필요가 있어 태양전지판을 수시로 세정해줘야 한다. 이는 태양전지판의 오염이 미미하더라도 태양 광의 투과도가 저하되어 에너지 수득 효율은 급격이 저하되기 때문이다.
그러나 종래에는 대용량 태양전지 발전의 경우 인적이 드문 곳에 설치되어 세정을 하지 못하여 방치되고 있는 곳이 많고 가정용의 경우에도 태양전지판 세정을 수작업에 의해 일일이 세정해서 세정 작업에 따른 인건비 등으로 인해 관리비가 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 우천시 담수된 물을 순환시켜 태양전지판을 세정할 수 있게 함으로써 태양전지의 광전변환효율을 지속적으로 유지하고 태양전지판 세정에 소요되는 관리비를 절감할 수 있게 하는 태양전지모듈의 세정장치를 제공한다.
나아가 본 발명은 태양전지모듈 표면에 본 발명에 따른 무기 도료 조성물을 코팅하고 상기 태양전지모듈의 세정장치를 포함하는 태양전지 모듈을 제공한다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진다.
본 발명의 태양전지모듈의 세정장치는, 태양광으로부터 태양 에너지를 수득하게 하는 태양전지모듈; 상기 태양전지모듈의 상단에 배치되어 물을 살수하게 하는 살수조; 상기 태양전지모듈의 하단에 배치되어 살수조로부터 살수된 물을 수거하는 수거조; 상기 수거조에 의해 수거된 물을 담수하거나 또는 집수구를 통해 빗물을 담수하게 하는 담수조; 및 상기 담수된 물을 순환시키는 펌프;를 포함하여 이루어진다.
또한 상기 펌프에는 펌프의 동작을 제어하게 하는 제어부;를 구비하게 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 펌프 및 제어부는 태양전지모듈로부터 전원을 공급받아 동작되게 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 펌프 및 제어부는 태양이 없는 흐린 날씨와 저녁의 경우 충전된 축전지로부터 전원을 공급받아 동작되게 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제어부는 펌프의 동작시간을 조절하게 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 담수조에는 담수된 물이 일정수위를 갖게 하는 드레인관을 구비하게 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 집수구에는 빗물과 세정된 물로부터 오염원을 제거하기 위한 필터를 구비하게 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 살수조에는 물을 필터링하게 하는 필터를 구비하게 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 태영전지모듈에는 상단에서 하단으로 이동하며 살수된 물기를 제거하거나 또는 좌우 방향으로 이동하며 물기를 제거하기 위한 제거 수단;이 더 구비되게 한다.
그리고 상기 제거 수단은 압축 공기를 노즐을 통해 분사하여 살수된 물이 제거되게 하거나 또는 상기 제거 수단은 와이퍼 등을 이용해 살수된 물이 제거되게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 태양전지모듈 및 상기 담수조는 그 표면에 친수성 무기도료 조성물로 코팅되어 있으며, 상기 무기도료 조성물은 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트; 인산(H3PO4); KOH, NaOH, 또는 LiOH, LiOHㆍH2O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기; 및 물(H2O); 를 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 1] xNa2O?ySiO2?nH2O
[화학식 2] xK2O?ySiO2?nH2O
[화학식 3] xLi2O?ySiO2?nH2O
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다.
이때, 상기 태양전지모듈 및 상기 담수조 표면에 코팅되는 무기 도료 조성물은, 총 중량을 기준으로, 상기 화학식 1 내지 화학식 3의 알칼리 금속 실리케이트 25 내지 95 중량부; 상기 인산(H3PO4)은 0.1 내지 1 중량부; 상기 강염기는 0.5 내지 5 중량부; 및 물(H2O) 4 내지 74 중량부; 로 포함되는 것이 바람직하며
또한, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트에는, 무기 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 각각 12 내지 35 중량부, 1 내지 15 중량부, 및 12 내지 35 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 우천시 담수된 물을 순환시켜 태양전지판을 세정할 수 있게 함으로써 태양전지의 광전변환효율을 지속적으로 유지하고 태양전지판 세정에 소요되는 관리비를 절감할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 태양전모듈로부터 전원을 공급받아 제어되는 제어부를 통해 펌프의 동작시간을 조절할 수 있게 함으로써 태양전지판의 오염 정도에 따라 세정 간격을 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 태양전지모듈 표면 또는 담수조 표면 등을 친수성 무기도료 조성물로 코팅하여 물에 의해 세정시 세정 효율을 극대화하고 이물질에 의한 태양전지모듈 표면 손상을 최소화할 수 있으며, 상기 친수성 무기 원료의 코팅으로 인하여 태양전지모듈의 빛 반사율 및 빛 투과율을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양전지모듈의 세정장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 살수조와 수거조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 담수조를 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 물기 제거 수단을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 친수성 무기도료 조성물이 코팅된 태양전지모듈(적색선)과 상기 친수성 무기도료 조성물이 코팅되지 않는 태양전지모듈(흑색선)에 대한 빛 반사율 측정 결과에 대한 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 친수성 무기도료 조성물이 코팅된 태양전지모듈(적색선)과 상기 친수성 무기도료 조성물이 코팅되지 않는 태양전지모듈(흑색선)에 대한 빛 투과율 측정 결과에 대한 그래프.
도 2는 도 1에 도시된 살수조와 수거조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 담수조를 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 태양전지모듈의 물기 제거 수단을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 친수성 무기도료 조성물이 코팅된 태양전지모듈(적색선)과 상기 친수성 무기도료 조성물이 코팅되지 않는 태양전지모듈(흑색선)에 대한 빛 반사율 측정 결과에 대한 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 친수성 무기도료 조성물이 코팅된 태양전지모듈(적색선)과 상기 친수성 무기도료 조성물이 코팅되지 않는 태양전지모듈(흑색선)에 대한 빛 투과율 측정 결과에 대한 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 태양전지모듈 세정장치는 태양전지모듈(10), 담수조(20), 살수조(30), 수거조(40) 및 펌프(50)로 이루어진다.
상기 태양전지모듈은 태양광으로부터 태양 에너지를 공급받아 이를 전기 에너지로 변환시켜 저장하는 수단으로써 종래의 일반적인 기술이다.
상기 담수조(20)는 상기 태양전지모듈 주변에 설치되는 것으로 지하에 매설되거나 지상에 설치된다. 지하에 매설하는 것이 바람직하며, 그 형태는 설치되는 위치나 환경에 따라 변형될 수 있다.
또한 상기 담수조에는 빗물을 저장할 수 있게 하는 집수구(21)가 상부에 설치되며, 상기 집수구(21)에는 필터(22)를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 필터는 빗물로부터 담수된 물이 오염되는 것을 방지하게 하는 역할을 하며, 먼지 등을 필터링할 수 있는 헤파필터를 이용하는 것이 바람직하다. 상기 헤파필터는 도면상에 도시하고 있지는 않지만 집수구로부터 탈착 가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 담수조에는 담수된 물의 수위를 일정하게 유지하게 하는 드레인관(23)이 설치되는 것이 바람직하다. 이는 담수된 물이 드레인관을 통해 일정 수위를 넘지 않게 함으로써 빗물의 담수시 담수조가 넘치는 것을 방지할 수 있게 하기 위함이다.
상기 살수조(30)는 상기 태양전지모듈의 길이 방향 상단에 배치되는 살수관(31)과 상기 살수관(31) 하단에 살수관 길이 방향을 따라 등간격 개구된 다수개의 노즐(32)과 상기 담수조(20)로부터 살수관에 물을 공급하는 이송관(33)으로 이루어지며, 상기 이송관(33)에는 필터(34)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 필터는 담수된 물에서 오염원을 필터링하게 위한 수단으로 헤파필터를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 수거조(40)는 상기 태양전지모듈의 길이 방향 하단에 배치되며, 살수조로부터 살수된 물을 수거하여 담수조로 이동시키는 역할을 한다.
여기서 상기 수거조(40)에는 살수된 물을 필터링하여 수거하게 하는 필터(42)를 구비하게 하는 것이 바람직하다.
상기 펌프(50)는 전기 신호를 받아 동작하여 담수된 물을 순환시키기 위한 수단으로 공지의 기술과 동일함으로 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 동작상태를 설명하도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이 태양전지모듈은 옥외에 설치된다. 설치된 태양전지모듈 상단에는 살수조(30)가 설치되며, 하단에는 수거조(40)가 설치된다.
지면에 담수조를 매설하거나 또는 지상에 설치되게 배치한 후 배치된 담수조와 태양전지모듈 측으로 순환라인을 형성하도록 담수조로부터 살수조측으로 이송관(33)을 통해 연결되게 하고, 수거조(40)로부터 유입관(41)을 통해 담수조와 연결되게 한다.
형성된 순환라인은 펌프(50)를 이용해 담수조(20)에 담수된 빗물을 이송관(33)을 통해 살수관(31)으로 이송시켜 살수관의 노즐(32)을 통해 태양전지모듈 표면에 물을 살수하게 하고 살수된 물은 태양전지모듈의 표면에 싸인 이물질을 세정하며 태양전지모듈 하측에 배치된 수거조(40)로 수거된다.
여기서 상기 이송관(33)에는 담수된 물로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 필터(34)를 배치시키며, 상기 수거조에는 필터(미도시)를 배치시켜 태양전지모듈의 표면을 세정한 물에 섞긴 이물질을 필터링하여 유입관(41)을 통해 담수조(20) 내부로 수거되게 한다.
한편 상기 담수조는 앞서 설명한 바와 같이 빗물을 최초 담수하고 이를 이용해 순환시켜 태양전지모듈을 세정하게 하는 것으로 담수조 상단에 집수구를 통해 빗물을 담수토록 하며, 집수조에는 필터를 설치하여 빗물로부터 담수조로 이물질이 유입되는 것을 방지토록 한다.
여기서 상기 집수구에는 도면상에 도시하고 있지는 않지만 덮개를 설치하여 맑은 날씨에는 집수구를 덮어 놓고 우천시에만 개방하도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 덮개는 수작업에 의해 개폐할 수 있으나 바람직하게는 담수조와 덮개를 힌지 결합시키고 모터 또는 실린더에 의해 구동되게 하여 근거리 또는 원거리에서 조작 개폐하게 함으로써 작업의 효율성을 극대화시킬 수도 있다.
그리고 상기 덮개에 빗물을 감지하는 센서를 설치하여 우천시 빗물을 감지하여 덮개가 개방되게 하는 것도 가능하다.
한편 상기 펌프(50)에는 제어부(60)를 전기적으로 연결되게 하는 것이 바람직하다. 앞서 설명한 펌프는 펌프 동작을 위한 스위치만을 조작하여 동작하게 하는 것이나 제어부를 연결시킴으로써 근거리 또는 원거리에서 펌프를 원격조정할 수 있게 하는 것이 가능하다.
상기 제어부는 마이컴으로 이루어지며, 내부에 타이머가 설치되어 타이머에 의해 펌프 동작시간을 조절할 수 있게 하여 태양전지모듈의 세정시간을 조절하는 것이 가능하다.
또한 상기 제어부 및 펌프는 태양전지모듈에서 생성된 에너지를 공급받아 동작되게 하거나 또는 태양전지모듈에 의해 발생된 전기 에너지를 축전지에 충전하여 축전지로부터 전원을 공급받아 동작되게 한다.
특히 상기 태양전지모듈 및 상기 담수조는 태양전지모듈을 이루는 태양전지판과 상기 태양전지판을 감싸 형태를 유지하게 하는 프레임에 대해 친수성 무기원료로 코팅시키는 것이 바람직하다. 코팅표면을 매끄럽게 함으로써 표면에 이물질이 적층되는 것을 최소화하게 하고, 더불어 이물질에 의해 표면이 손상되는 것을 방지토록 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 본 발명의 태양전지모듈(10)에는 상단에서 하단으로 이동하며 살수된 물을 제거하기 위한 제거 수단(70);이 더 구비되게 하는 것이 바람직하다. 살수된 물은 초친수 특성을 갖는 무기도료로 코팅시 친수성질에 의해 태양전지모듈 표면에 건조와 함께 잔존이물질 또는 얼룩의 발생이 기존 유리에 비하여 많지 않지만 일부라 하더라도 광투과도를 저하시켜 광전변환효율을 저하시킬 수 있기 때문에 세정된 물기를 완전히 제거하여 효율성을 극대화하기 위함이다.
여기서 상기 제거 수단(70)은 압축 공기를 노즐을 통해 분사하여 살수된 물이 제거되게 하거나 또는 상기 제거 수단은 와이퍼를 이용해 살수된 물이 제거되게 하는 것이 바람직다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 태양전지모듈 상단 길이 방향 측으로 길게 설치된 제거 수단에 길이 방향을 따라 태양전지모듈 방향 측으로 개구된 노즐로부터 압축 공기를 분사하며 제거 수단이 하측 방향으로 이동하게 되면 태양전지모듈에 남아 있는 물기는 완전히 제거할 수 있게 된다. 또한 도 5에 도시된 바와 같이 와이퍼 형태를 태양전지모듈 길이 방향으로 설치하고 이를 상부에서 하부 방향으로 이동시키면 물기를 제거할 수 있게 되어 태양전지모듈의 효율성을 증대시킬 수 있게 된다.
또한 상기와 같은 제거수단은 좌우로 이동되면서 물기를 제거할 수도 있다.
한편 상기 제거 수단을 이동시키기 위한 수단은 모터로 구동되며 L/M 가이드를 따라 이동되게 할 수 있거나 모터로 구동되는 레크와 피니언으로 구동되거나 또는 실린더에 의해 이동되는 등 다양한 방식으로 구동될 수 있으며 상기 제거 수단을 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 것뿐만 아니라 좌우방향으로 구동되는 어떠한 것도 포함한다.
예컨대 상기 담수조는 우천시 빗물을 필터링하여 담수한 후 태양전지모듈로부터 공급된 전원을 통해 동작하는 펌프와 제어부를 통해 살수조에서 물을 태양전지모듈 표면에 살수하여 세정하고 세정된 태양전지모듈에 남아 있는 물기는 제거 수단을 이용해 제거 한 후 세정된 물은 필터링을 거쳐 다시 담수조로 수거하여 활용하게 함으로써 태양전지모듈 세정에 필요한 물과 에너지를 모두 자체 해결할 수 있게 함으로써 태양전지모듈 세정에 따른 유지관리비가 절감될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 태양전지모듈 또는 담수조 또는 태양전지모듈과 담수조 모두의 표면을 하기 친수성 무기도료 조성물로 코팅한 것이 바람직하다.
상기 친수성 무기 도료 조성물은 알칼리 금속 실리케이트; 인산(H3PO4); KOH, NaOH, 또는 LiOH 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기; 및 물(H2O); 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 포함되는 알칼리 금속 실리케이트는 화학식 1 내지 3으로 표시되는 것이다.
[화학식 1] xNa2O?ySiO2?nH2O
[화학식 2] xK2O?ySiO2?nH2O
[화학식 3] xLi2O?ySiO2?nH2O
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다.
상기 알칼리 금속 실리케이트는 화학식 1 내지 화학식 3에 나타난 바와 같이, 착화합물(Complex Compound)로 구성된다. 즉, 1개 또는 그 이상의 리튬, 나트륨, 칼륨 원자를 중심으로 몇 개의 비금속 원자 또는 원자단이 결합하여 이루어진 화학종이며, 중심금속 원자에 다른 비금속 원소가 치환하여 규소(Si)와 다른 원자간의 단일결합(Single bond)을 이중결합(Double)으로 만들어 망목 구조가 생성되어 규산염과 축합 반응을 하여 규산염에 붙어 있는 수산화이온(-OH)이 다른 이온으로 치환 및 해리되어 물의 침투를 막아주어 내수성을 향상시키는 메커니즘이다.
본 발명의 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는 액상의 재료 즉, 규산나트륨, 규산칼륨, 및 규산리튬 수화물인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 수화물에 포함되는 고형분의 함량은 각각 25% 내지 50%, 15% 내지 40%, 10% 내지 35%인 것일 수 있다. 이와 같은 고형분 함량 범위의 알칼리 금속 실리케이트 수화물을 포함함으로써, 제조시 다른 구성요소들과의 빠르고 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 제조 후에도 안정화 측면에서 바람직하다.
또한, 본 발명의 친수성 무기도료 조성물은 상기 화학식 1 내지 3으로 표시되는 규산나트륨 수화물, 규산칼륨 수화물, 규산리튬 수화물을 모두 포함하는데에 특징이 있다. 상기 화학식 1 내지 3의 규산염 수화물을 모두 포함함으로써, 모재와의 접착력 또는 부착력을 높이면서도 코팅막의 방오성, 내식성을 향상시킨다.
상기 알칼리 금속 실리케이트는 친수성 무기도료 조성물의 총 중량을 기준으로 25 내지 95 중량부로 포함될 수 있다. 25 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 친수성 무기도료 조성물을 이용한 코팅막의 오염물 제거 능력이나 경도, 내식성 면에서 바람직한 효과를 얻을 수 없으며, 95 중량부를 초과하는 경우에는 태양전지모듈과의 접착성 및 부착력에 있어 문제가 있을 수 있다.
나아가, 상기 알칼리 금속 실리케이트는 상기 화학식 1로 표시되는 규산 나트륨염 수화물 12 내지 35 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 규산칼륨염 수화물 1 내지 15 중량부, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 규산리튬염 수화물 12 내지 35 중량부로 구성될 수 있다. 상기 알칼리금속 실리케이트를 이루는 화학식 1 내지 화학식 3의 조성비가 상기와 같은 범위를 만족하는 경우, 태양전지모듈 표면과의 강한 결합력 및 내수성, 방오성, 고경도성, 내열성 등에서 크게 개선된 효과를 발현할 수 있으며, 크랙 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 태양전지모듈 표면에 코팅되는 친수성 무기도료 조성물은 또한 인산(H3PO4)을 더 포함한다. 상기 인산은 친수성 무기도료 조성물을 태양전지모듈 표면에 코팅막으로 형성하는 경우, 수분과 코팅막과의 접촉각을 증가시켜 친수성을 향상시키는 효과가 있다. 상기와 같은 인산은 친수성 무기도료 조성물에 0.1 - 1 중량부로 포함됨이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나 포함되는 경우에는 인산의 존재에 의한 목적하는 효과를 얻기 어렵기 때문이다.
본 발명의 상기 친수성 무기도료 조성물은 또한, KOH, NaOH, 또는 LiOH, LiOHㆍH2O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기를 더 포함한다. 이러한 강염기는 무기 도료 조성물의 총량을 기준으로 0.5 - 5 중량부로 포함됨이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 바람직한 함량에 따라 무기 도료 조성물에 포함되는 경우 조성물의 높은 반응효율을 얻을 수 있으며, 최종 생산된 무기 도료 조성물의 발림성을 좋게 할 수 있고, 조성물의 제조시 굳는 현상 등을 방지할 수 있다. 또한 상기 조성물은 pH는 8 내지 14가 되도록 제조함으로써 바람직한 반응효율을 얻을 수 있으며, 조성물이 용액상태를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 친수성 무기도료 조성물은 상기 조성비로 구성성분들을 혼합하는 용매로서 물과 같은 친수성 용매를 사용할 수 있다. 이러한 친수성 용매 중 대표적인 물은 무기도료 조성물의 총 중량을 기준으로 4 내지 74 중량부로 포함될 수 있다. 용매로 작용하는 물은 또한 알칼리 금속 실리케이트의 분산성 및 반응 효율 등을 높일 수 있다.
기타, 본원발명의 무기 도료 조성물에는 코팅막의 색상을 부여하기 위한 안료 및 코팅막의 유연성, 부착성, 내충격성, 평활성 등을 보다 개선하기 위하여 첨가제를 더 첨가할 수도 있다.
이러한 첨가제로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 스테아린산알루미늄, 실리카, 지르코늄실리케이트, 칼슘실리케이트, 알킬술포레이트금속염, 폴리실록산변성물, 실란 중에서 1 종 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 이러한 첨가제는 상기 무기도료 조성물을 구성하는 전체 중량에 대해 0.1 내지 2 중량부로 사용되어 원하는 효과를 발현할 수 있다.
상기 친수성 무기도료 조성물을 이용하여 태양전지모듈 및 담수조 표면에 코팅막을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 아니하고 다양한 방법을 이용할 수 있으나, 바람직하게는 하기의 일 실시 방법에 따라 코팅막을 형성할 수 있다.
a) 먼저 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트 및 인산(H3PO4); KOH, NaOH, 또는 LiOH, LiOHㆍH2O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기; 및 물(H2O); 및 기타 첨가제들을 상기한 조성물 범위 내에서 교반기에 넣고 혼합하여 본원발명에 따른 친수성 무기 도료 조성물을 제조한다. 이때 교반속도는 150~400RPM인 것이 바람직한데, 150 RPM 미만의 경우에는 조성물이 충분히 혼합되지 않는 문제가 있고, 400RPM를 초과하더라도 교반 성능에 차이가 크지 않기 때문이다.
본 발명의 무기 도료 조성물은 또한 상기와 같이 무기도료 조성물의 구성물질들을 모두 한번에 투입하여 교반함으로써 제조할 수도 있으나, 2 이상의 조성물로 따로 분리하여 제조한 뒤에 이들을 다시 교반하여 무기 도료 조성물을 제조하는 것일 수도 있다.
즉, 본원발명의 무기도료 조성물은 인산(H3PO4); 강염기; 물(H2O)을 포함하는 제 1 조성물;과 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트; 강염기; 물(H2O)을 포함하는 제 2 조성물; 을 각각 먼저 제조하고, 상기 제 1 조성물과 제 2 조성물을 1 : 1의 비율로 혼합하고 교반하여 제조되는 것일 수도 있다. 이와 같은 방법으로 제조하는 경우에는 태양전지표면에 코팅되어 클린성을 더욱 향상시키는 결과를 얻을 수 있다.
이때, 상기 제 1 조성물에 포함되는 인산은 전체 무기 도료 조성물의 총 중량 대비 0.05 내지 1 중량부, 강염기는 0.05 내지 1, 증류수는 2 내지 50 중량부로 포함될 수 있으며,
상기 제 2 조성물에 포함되는 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는 42 내지 95 중량부; 강염기 0.05 내지 1 중량부; 증류수 2 내지 24 중량부로 포함될 수 있다. 또한 상기한 바와 같이 이와 같은 무기 도료 조성물의 제조시에는 pH는 8 내지 14의 상태를 유지하여 바람직한 반응효율을 얻을 수 있으며, 조성물이 용액상태를 최적의 상태로 유지할 수 있도록 할 수 있다.
b) 상기 친수성 무기도료 조성물을 제조한 후에는 태양전지모듈용 글라스 기판을 소정 온도에서 예열 처리하는 단계를 포함할 수도 있다.
상기 예열 온도는 약 50±10℃ 정도 일수 있으며, 이와 같은 단계에 의하여 태양전지모듈 표면에 친수성 무기도료 조성물이 효율적으로 코팅될 수 있다.
또한, 상기 예열 처리 이전에 태양전지모듈 글라스 표면의 친수화를 위해 플라즈마(plasma), 애노다이징(anodizing), 샌딩(sanding), 에칭(etching), 표면을 탈지 세척하여 불순물을 제거하는 방법 중 어느 하나의 방법으로 전처리 하는 단계 를 더 포함하여 태양전지모듈 표면을 보호하고 무기계 코팅막의 형성이 보다 효율적으로 이뤄질 수 있도록 할 수 있다.
상기 표면을 세척하는 단계로서 이용할 수 있는 초음파 세척단계는 태양전지모듈용 표면 재료를 수용성 세척제가 채워져 있는 초음파 탱크 안에 잠기도록 담근 후, 초음파를 발생시켜 표면재료 외부의 미세 부분까지도 세척할 수 있도록 한다. 초음파는 28~48 kHZ인 것이 바람직하다. 상기 초음파 세척단계에서는 무기염이 포함된 수용성 세척제를 사용한다. 무기염이 포함된 수용성 세척제를 사용하면, 모재의 표면에 형성되는 코팅막인 무기계 코팅막과의 밀착도를 높이고, 고경도 코팅막을 형성할 수도 있다.
c) 상기 단계에 의하여 태양전지모듈 표면의 표면처리 및 예열처리가 종료되면, 상기 친수성 무기도료 조성물을 태양전지모듈 표면에 코팅하는 단계를 수행한다. 이때, 코팅방법은 특별히 제한하지 아니하고 공지의 방법을 이용할 수 있으며, 예를 들어 딥핑(Dipping)코팅 또는 스프레이코팅, 롤코팅, 스핀코팅, 바코팅, 플로우코팅, 커튼코팅, 나이프코팅, 진공증착, 이온플레이팅, 플라즈마증착법 등의 방법들 중 어느 하나의 방법에 의해 태양전지모듈 표면에 상기 친수성 무기도료 조성물을 코팅할 수 있다.
이때, 모재 표면에 코팅되는 무기 도료 조성물의 코팅막은 0.01 내지 30㎛로 코팅되도록 함이 바람직하나, 상기의 모든 코팅 방법은 태양전지모듈의 크기 및 형태 등에 따라 코팅두께의 제어가 가능할 것이다. 경우에 따라 상기 코팅 단계는 동일한 방법으로 수회 진행하여 코팅막을 형성할 수도 있다.
d) 상기 단계에 의하여 친수성 무기도료 조성물을 태양전지모듈 표면에 코팅한 후에는 코팅막을 완전히 경화시키기 위하여 소정시간 동안 소성하는 단계를 수행한다. 이때 80℃ 내지 450℃의 온도에서 30분 내지 3시간 동안 소성하는 것이 태양전지모듈 자체에 큰 영향을 주지 않으면서도 코팅막의 경도 및 매끄러운 표면 발현을 위하여 바람직하다.
상기 소성 단계는 1차 소정 공정, 2차 소성공정, 냉각공정의 소단계로 나뉘어서 진행될 수도 있다. 구체적으로는, 제1 소성온도에 도달하면 온도를 더 이상 상승시키지 않고, 소성로 내부 온도를 제1 소성온도로 유지하면서 1차 소성 공정을 소정 시간 동안 진행한다. 이때 제1 소성 온도는 80±60℃ 인 것이 바람직하다.
물론 이 제1 소성 온도보다 낮은 온도에서 10 분 이상 온도를 일정하게 유지시켜서 보조적으로 소성시키는 보조 소성 단계가 더 진행될 수도 있다.
그리고 1차 소성 공정이 완료되면 다시 제2 소성 온도에 도달하면 온도를 더 이상 상승시키지 않고 소성로 내부 온도를 제2 소성온도로 유지하면서 2차 소성 공정을 소정 시간동안 진행한다. 이때 제2 소성 온도는 250±50℃ 내지 400±90℃ 인 것이 바람직하다.
또한 제1 소성 온도와 제2 소성 온도 사이의 온도에서 10 분 이상 온도를 일정하게 유지시켜서 보조적으로 소성시키는 보조 소성 단계가 더 진행될 수도 있다.
이렇게 하여 1, 2차 소성 공정이 완료되면 태양전지모듈을 상온으로 식히는 냉각 공정이 진행된다. 이 냉각 공정에서는 태양전지모듈 온도를 상온으로 낮추는 과정이다. 이때 이 냉각 공정을 1, 2차 소성 공정과 마찬가지로 온도를 하강시키다가 소정 온도에서 일정 시간 동안 머물게 하고 다시 온도를 하강시키는 방법으로 진행할 수도 있다.
추가적으로는 상기 소성 단계이전에 친수성 무기도료 조성물이 코팅된 태양전지모듈을 상온에서 건조시키는 단계를 더 수행할 수도 있다. 예를 들어 스프레이 코팅시 양면코팅을 위해 한 면을 코팅한 후에 일정시간 건조하고 그 후 다른 한 면을 코팅하기 위해 건조단계가 더 포함될 수도 있으며 사용하는 방법이며 코팅막 형성시 코팅 조성물에 포함된 물(H2O)의 양에 따라 온도와 시간을 제어함으로서 생산성을 향상시키고 적용대상에 따라 최적 조건의 코팅막을 형성할 수도 있다.
상기와 같은 방법에 의하여 친수성 무기도료 조성물을 이용한 코팅막이 형성된 태양전지모듈은 표면에 오염물질의 제거가 크게 용이하여, 다른 장치 또는 물리적 작용을 가하지 아니하고 단지 물을 흘려주는 작용만으로도 오염물질을 거의 다 제거할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 상기 코팅막에 의하여 태양전지모듈의 성능을 개선하는 효과도 있으며 구체적으로 상기 코팅막에 의하여 태양전지모듈의 반사율 및 투과율 등이 개선되는바, 태양전지 효율을 크게 개선할 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 실시예 및 비교예에 대해 설명한다.
실시예
대정화금社의 규산나트륨 수화물(Na2O?ySiO2?nH2O) 및 규산칼륨 수화물(K2O?ySiO2?nH2O)을 각각 40중량부, 5중량부, 영일화성社의 규산리튬 수화물(Na2O?ySiO2?nH2O) 20 중량부 및 인산 0.25 중량부, NaOH 0.5 중량부, 첨가제로서 Poly-oxyethylene Sorbitan Monostearate 0.005 중량부, 물 34.2 중량부로 혼합 교반하여 무기 도료 조성물을 제조하였으며, Motech 6" cell을 모듈화(2X1)한 태양전지모듈 미니 샘플에 상기 무기 도료 조성물을 코팅하여 코팅막을 형성하였다. 후면부는 white B/S를 사용하였다.
비교예
상기 실시예에서 무기도료 조성물을 코팅하지 않은 것을 제외하고는 동일한 조건의 태양전지모듈 미니 샘플을 제작하였다.
상기 실시예 및 비교예에 의한 샘플을 대상으로 Lichtzen社의 장비를 이용하여 60℃에서 60분 동안 자외선에 노출한 후 spire 장비를 이용하여 25℃에서 1000W/m2의 에너지를 조사하여 출력 변화를 측정하였으며, 400nm 및 600nm 파장의 빛에 대해 반사율 및 투과율을 비교 측정하여 아래 표 1 및 도 6, 도 7에 기재하였다.
| 자외선에 노출 전 출력 비교 | 자외선에 노출 후 출력비교 | |
| 실시예 | 7.564(Wp) | 7.595(Wp) |
| 비교예 | 7.121(Wp) | 7.121(Wp) |
| 출력 향상율 | 6.2% | 6.7% |
상기 표 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 모듈은 비교예에 비해 자외선에 노출하기 전후 모두 약 6% 이상의 출력향상을 보이며, 이는 미니 모듈이라는 점과 측정환경(온도)의 오차를 감안하여도 큰 출력 향상의 효과가 있는 것으로 확인된다.
또한, 도 6 및 도 7에 참고하면, 본 발명에 따른 태양전지모듈(적색선)의 경우, 코팅막이 형성되지 않은 태양전지모듈(흑색선)에 비해 반사율 및 투과율이 크게 개선되는 것을 확인할 수 있으며, 이에 의해 태양전지의 효율이 크게 상승될 것으로 기대된다. 구체적으로 상기 코팅막에 의하여 상기 태양전지모듈의 광투과도는 약 1~2% 상승함과 동시에 반사율은 약 2% 저감됨으로써, 상기 태양전지모듈의 출력이 약 6% 이상 상승하는 효과가 발생한다.
본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
Claims (14)
- 태양광으로부터 태양 에너지를 수득하게 하는 태양전지모듈;
상기 태양전지모듈의 상단에 배치되어 물을 살수하게 하는 살수조;
상기 태양전지모듈의 하단에 배치되어 살수조로부터 살수된 물을 수거하는 수거조;
상기 수거조에 의해 수거된 물을 담수하거나 또는 집수구를 통해 빗물을 담수하게 하는 담수조; 및
상기 담수된 물을 순환시키는 펌프;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 펌프에는 펌프의 동작을 제어하게 하는 제어부;를 구비하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 펌프 및 제어부는 태양전지모듈로부터 전원을 공급받아 동작되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 펌프 및 제어부는 축전지로부터 전원을 공급받아 동작되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제어부는 펌프의 동작시간을 조절하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 담수조에는 담수된 물이 일정수위를 갖게 하는 드레인관을 구비하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 집수구에는 빗물로부터 오염원을 제거하기 위한 필터를 구비하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 살수조에는 물을 필터링하게 하는 필터를 구비하게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 태영전지모듈에는 상단에서 하단으로 이동하며 살수된 물기를 제거하거나 또는 좌우 방향으로 이동하며 물기를 제거하기 위한 제거 수단;이 더 구비되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제거 수단은 압축 공기를 노즐을 통해 분사하여 살수된 물이 제거되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제거 수단은 와이퍼를 이용해 살수된 물이 제거되게 하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 태양전지모듈은 그 표면에 친수성 무기도료 조성물로 코팅되어 있으며, 상기 친수성 무기도료 조성물은 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트; 인산(H3PO4); KOH, NaOH, 또는 LiOH, LiOHㆍH2O 중 선택된 어느 하나 이상의 강염기; 및 물(H2O); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
[화학식 1] xNa2O?ySiO2?nH2O
[화학식 2] xK2O?ySiO2?nH2O
[화학식 3] xLi2O?ySiO2?nH2O
상기 화학식 1 내지 화학식 3에서 x : y의 비는 1 : 1.9 ~ 500이며, n은 1 ~ 20의 자연수이다. - 제 12 항에 있어서, 상기 친수성 무기도료 조성물은, 총 중량을 기준으로, 상기 화학식 1 내지 화학식 3의 알칼리 금속 실리케이트 25 내지 95 중량부; 상기 인산(H3PO4)은 0.1 내지 1 중량부; 상기 강염기는 0.5 내지 5 중량부; 및 물(H2O) 4 내지 74 중량부; 로 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈의 세정장치.
- 제 13 항에 있어서,
상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 알칼리 금속 실리케이트는, 무기 도료 조성물의 총 중량을 기준으로, 각각 12 내지 35 중량부, 1 내지 15 중량부, 및 12 내지 35 중량부로 포함되는 것을 특징으로 태양전지모듈의 세정장치.
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|---|---|---|---|---|
| KR101671710B1 (ko) * | 2015-06-09 | 2016-11-02 | (주)지피엔이 | 방오 기능을 갖는 태양전지 모듈 |
| WO2020138752A1 (ko) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 주식회사 비케이에너지 | 태양광패널의 코팅방법과 이를 이용한 태양광발전장치 |
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| KR100783367B1 (ko) * | 2006-09-05 | 2007-12-10 | 김희곤 | 코팅 장치 및 코팅 방법 |
| KR20100007092A (ko) * | 2008-07-11 | 2010-01-22 | (주)포쉬텔 | 태양전지패널의 세정수단을 구비하는 태양광 가로등 |
| KR101018475B1 (ko) * | 2009-08-28 | 2011-03-02 | 기재권 | 발전기능을 갖는 물탱크 |
-
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101671710B1 (ko) * | 2015-06-09 | 2016-11-02 | (주)지피엔이 | 방오 기능을 갖는 태양전지 모듈 |
| WO2016199952A1 (ko) * | 2015-06-09 | 2016-12-15 | (주)지피엔이 | 방오 기능을 갖는 태양전지 모듈 |
| WO2020138752A1 (ko) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | 주식회사 비케이에너지 | 태양광패널의 코팅방법과 이를 이용한 태양광발전장치 |
| KR20200082296A (ko) * | 2018-12-28 | 2020-07-08 | 주식회사 비케이에너지 | 태양광패널의 코팅방법과 이를 이용한 태양광발전장치 |
| US11935970B2 (en) | 2018-12-28 | 2024-03-19 | Bk Energy Co., Ltd. | Method for coating photovoltaic panel, and photovoltaic power generating device using same |
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