KR20150040410A - 광섬유 유도형 태양광 발전시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유를 통해 태양전지 패널에 빛을 전달함으로써 태양전지 패널의 설치 장소에 구애 없이 태양광 발전을 효율적으로 수행하는 기술에 관한 것으로서, 태양전지 패널을 상하방향으로 소정 이격되게 복수의 단으로 적층하고 각 태양전지 패널의 사이에 복수 개의 광섬유를 적층한 후 이 광섬유를 태양이 비추는 외부로 연장하여 설치한다. 이를 통해 광섬유의 일단부로부터 태양광을 수광한 후 광섬유의 라인을 거쳐 광섬유의 타단부를 통해 태양전지 패널에 빛을 조사함으로써 발전하는 기술이다. 본 발명에 따르면, 일단부가 태양에 노출되는 광섬유를 이용하여 태양광을 수광함으로써 발전을 위한 태양전지 패널을 태양에 직접 노출시키지 않는 실내 설치가 가능하게 되었고, 이로 인해 기존 태양전지 패널 설치장소 제약의 단점을 극복하였다.

Description

광섬유 유도형 태양광 발전시스템 {Optical fiber induction type photovoltaic power generation system}

본 발명은 광섬유를 통해 태양전지 패널에 빛을 전달함으로써 태양전지 패널의 설치 장소에 구애 없이 태양광 발전을 효율적으로 수행하는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 태양전지 패널을 상하방향으로 소정 이격되게 복수의 단으로 적층하고 각 태양전지 패널의 사이에 복수 개의 광섬유를 적층한 후 이 광섬유를 태양이 비추는 외부로 연장하여 설치한다. 이를 통해 광섬유의 일단부로부터 태양광을 수광한 후 광섬유의 라인을 거쳐 광섬유의 타단부를 통해 태양전지 패널에 빛을 조사함으로써 발전하는 광섬유 유도형 태양광 발전시스템에 관한 것이다.

일반적으로 태양광을 수광하여 발전하는 경우에는 태양광을 수광하는 태양전지 패널을 태양이 비추는 방향으로 설치를 하게 된다.

또한, 태양이 비추는 면적을 넓게 할 수 있도록 태양전지 패널을 측방으로 연접하여 붙임으로써 태양광 수광면적을 넓히거나 태양전지 패널을 다층으로 적층시킴으로써 태양광 수광면적을 넓히게 된다.

결국, 기존에는 태양전지 패널을 직접 태양에 좀더 많이 노출시켜 태양전지 패널을 이용한 발전 효율을 극대화하는 것이었다. 그러나, 태양전지 패널을 넓게 설치하거나 다층으로 설치하는 경우에는 공간적인 제약을 받게 되는 단점이 있다.

예를 들어, 아파트에서 태양광을 이용해 발전된 전기를 사용한다면 아파트부지와는 별도로 태양전지 패널을 설치할 대규모의 부지가 필요하므로 현실적으로 그러한 태양전지 패널을 설치할 효용성이 떨어진다.

상기의 단점들을 해소하기 위하여 태양전지 패널을 태양에 직접 노출되지 않는 실내에 설치하는 경우에도 태양광을 효과적으로 수광할 수 있는 태양광 발전시스템의 구현이 요구되고 있다.

1. 태양광 발전모듈의 적층시스템(특허출원 10-2011-0115386호)

2. 적층식 고효율 태양광 발전장치(특허출원 10-2009-0098660호)

본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지 패널을 태양에 직접 노출되지 않는 실내에 설치하는 경우에도 태양광을 수광하여 발전할 수 있는 광섬유 유도형 태양광 발전시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 태양이 비추지 않는 실내에 태양전지 패널을 복수 단으로 적층하여 효율적으로 발전하는 광섬유 유도형 태양광 발전시스템을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광섬유 유도형 태양광 발전시스템은 태양광을 흡수하여 전기를 생성하는 태양전지 패널; 태양에 노출 가능하게 배치하여 태양광을 수집하는 수광부와, 수광부로부터 라인 형태로 연장되어 태양전지 패널의 외표면에 인접하도록 배치된 상태에서 수광부로부터 전달되는 태양광을 태양전지 패널에 조사하는 조사부로 이루어지는 광섬유;를 포함하여 구성된다.

이때, 조사부는 태양전지 패널에 대응하는 광섬유에 대해 광섬유의 길이 방향을 따라 태양광이 새어 나오도록 형성됨이 바람직하다.

그리고, 태양전지 패널은 광섬유가 사이에 끼워질 수 있도록 상하방향으로 복수 개의 단을 이루고, 광섬유는 조사부가 태양전지 패널의 표면을 향하도록 태양전지 패널 사이에 끼워진 상태에서 태양전지 패널의 표면을 따라 복수 개가 연접하여 광섬유 다발을 이루도록 구성됨이 바람직하다.

한편, 태양전지 패널은 복수 개의 소형 패널이 상호 연접하여 이루어질 수 있고, 태양전지 패널 사이에 위치하는 광섬유 다발은 상하방향을 향해 복수 개의 단으로 적층됨이 바람직하고, 태양전지 패널 사이에 위치하여 상하방향으로 적층되는 광섬유 다발의 각 단은 상호 직각으로 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 광섬유 유도형 태양광 발전시스템은,

첫째, 일단부가 태양에 노출되는 광섬유를 이용하여 태양광을 수광함으로써 발전을 위한 태양전지 패널을 태양에 직접 노출시키지 않는 실내 설치가 가능하게 되었고, 이로 인해 기존 태양전지 패널 설치장소 제약의 단점을 극복하였다.

둘째, 태양전지 패널을 복수 단으로 적층하고 태양전지 패널 사이에 광섬유를 적층함으로써 단위면적당 광수율을 높이는 장점이 있다.

셋째, 기존 태양전지 패널 설치가 매우 비효율적이므로 설치대상에서 제외되었던 고층 연립주택에서도 옥상에 광섬유의 일단부인 수광부를 태양에 노출 가능하게 설치하고 광섬유를 연장하여 광섬유의 타단부인 조사부가 각 층의 주택에 설치되는 태양전지 패널에서 발광하도록 하여, 결국 태양전지 패널이 직접 태양에 노출되지 않는 상태에서도 태양광 발전을 할 수 있는 장점이 있다.

[도 1]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광섬유 유도형 태양광 발전시스템의 전체 구성을 도시한 예시도.
[도 2]는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태양전지 패널와 인접 광섬유를 발췌하여 도시한 예시도.
[도 3]은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양전지 패널와 인접 광섬유를 발췌하여 도시한 예시도.
[도 4]는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 태양전지 패널와 인접 광섬유를 발췌하여 도시한 예시도.
[도 5]는 [도 4]의 일부 구성을 분리하여 도시한 분리사시도.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[도 1]은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광섬유 유도형 태양광 발전시스템의 전체 구성을 도시한 예시도이고, [도 2]는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 태양전지 패널와 인접 광섬유를 발췌하여 도시한 예시도이다.

[도 1]과 [도 2]를 참조하면, 본 발명에 따른 광섬유 유도형 태양광 발전시스템은 태양전지 패널(100), 광섬유(200)를 포함하여 구성된다.

태양전지 패널(100)은 광섬유(200)를 통해 전달되는 태양광을 흡수하여 전기를 생성한다. 태양전지 패널(100)이 생성한 전기는 제어박스(300)가 직류 또는 교류로 전환하여 외부 축전지에 저장할 수 있다.

광섬유(200)는 라인 형태로 이루어져 일단부로부터 수광한 빛을 타단부로 전달하며, 광섬유(200)의 내벽에서 빛이 반사 또는 전반사를 반복하면서 광섬유(200)의 일단부로부터 타단부로 전달된다. 이러한 광섬유(200)의 특성에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

광섬유(200)는 라인 형태로 길게 구성되며 라인의 일단부에 태양광을 수집하는 수광부(210)가 형성되고, 라인의 타단부에는 수광부(210)로부터 수집된 빛을 조사하는 조사부(220)가 형성된다.

수광부(210)는 태양에 노출 가능하게 배치하여 태양광을 수집하는데, 예를 들어, 고층 연립주택에 설치되는 경우 연립주택의 옥상에 수광부(210)가 외부에 노출되도록 배치할 수 있다. 이때, 수광부(210)는 광섬유(200)의 단면일 수 있고, 광섬유(200)의 단부로부터 광섬유(200)의 길이 방향을 따라 소정 길이만큼 광섬유(200)의 일면에 형성될 수도 있다.

조사부(220)는 수광부(210)로부터 라인 형태로 연장되어 태양전지 패널(100)의 외표면에 인접하도록 배치된 상태에서 수광부(210)로부터 전달되는 태양광을 태양전지 패널(100)에 조사하도록 구성된다.

조사부(220)는 태양에 노출되지 않는 실내에 설치할 수 있는 장점이 있는데, 예를 들어 고층 연립주택에 설치되는 경우 각 층마다 설치할 수 있고, 각 층의 각 주택마다 설치할 수도 있다.

이때, 광섬유(200)는 건물의 내벽을 따라 설치될 수도 있고, 건물의 외벽을 따라 설치될 수도 있다. 이는 기존 태양전지 패널의 설치구조에서는 전혀 개시되지 않은 기술적 특징이기도 하다.

그리고, 조사부(220)는 광섬유(200)의 단면일 수 있지만, 바람직하게는 태양전지 패널(100)에 대응하는 광섬유(200)에 대해 광섬유(200)의 길이 방향을 따라 태양광이 새어 나오도록 광섬유(200)의 일면에 형성되며, 광섬유(200)의 길이 방향을 따라 연속하여 형성될 수도 있다.

한편, [도 1]과 [도 2]에서와 같이 태양전지 패널(100)은 단위 면적당 전기 생성 효율을 높일 수 있도록 상하방향으로 소정 거리 이격되게 복수 개의 단을 이루어 구성될 수 있다.

이때, 태양전지 패널(100)의 사이에는 조사부(220)가 형성된 광섬유(200)의 일부분이 끼워지고, 조사부(220)는 태양전지 패널(100)의 외표면 방향을 향하도록 배치되어 조사부(220)로부터 조사되는 빛이 태양전지 패널(100)에 효과적으로 조사될 수 있다.

다른 한편, 광섬유(200)는 조사부(220)가 태양전지 패널(100)의 표면을 향하도록 태양전지 패널(100) 사이에 끼워진 상태에서 태양전지 패널(100)의 표면을 따라 복수 개가 연접하여 광섬유 다발을 이루도록 구성됨이 바람직하다. 이를 통해 광섬유 다발의 조사부(220)로부터 태양전지 패널(100)에 조사되는 태양광의 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

[도 3]은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양전지 패널와 인접 광섬유를 발췌하여 도시한 예시도이다. [도 3]을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 태양전지 패널(100)은 복수 개의 소형 패널(110)을 상호 연접하여 태양전지 패널(100)의 너비를 넓게 또는 좁게 변경할 수도 있다. 특히, 태양전지 패널(100)을 실내에 설치하는 경우 실내의 공간 규격에 따라 태양전지 패널(100)의 너비를 자유로이 조정할 수 있다.

한편, 소형 패널(110)을 이용하여 태양전지 패널(100)의 규격을 조정하는 경우 태양전지 패널(100)의 규격에 대응하여 광섬유(200)의 길이 방향을 따라 형성되는 조사부(220)의 전체 규격도 태양전지 패널(100)의 규격을 감안하여 조정함이 바람직하다.

[도 4]는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 태양전지 패널와 인접 광섬유를 발췌하여 도시한 예시도이고, [도 5]는 [도 4]의 일부 구성을 분리하여 도시한 분리사시도이다.

[도 4]와 [도 5]를 참조하면, 복수 단으로 소정 거리 이격되게 적층된 태양전지 패널(100) 사이에 끼워지는 광섬유 다발은 조사부(220)가 형성된 부분으로서, 태양전지 패널(100)에 좀더 효과적으로 빛을 조사할 수 있도록 광섬유 다발 자체를 상하방향을 향해 복수 개의 단으로 적층할 수 있는데, 바람직하게는 2단으로 배치한다.

이때, 상단에 위치하는 광섬유 다발은 조사부(220)가 광섬유(200)의 상면에 형성되도록 배치하여 상부 태양전지 패널(100)의 하면에 빛을 조사하도록 배치하고, 하단에 위치하는 광섬유 다발은 조사부(220)가 광섬유(200)의 하면에 형성되도록 배치하여 하부 태양전지 패널(100)의 상면에 빛을 조사하도록 배치함이 바람직하다.

이처럼, 광섬유 다발을 복수 개의 단으로 적층하면, 복수의 단으로 적층된 태양전지 패널(100) 중 중간 부분에 위치한 태양전지 패널(100)은 상면과 하면에서 동시에 빛을 수광할 수 있는 장점이 있다.

또한, 태양전지 패널(100) 사이에 적층된 광섬유(200)에 대해 상면과 하면에 조사부(220)를 구비할 수 있다. 이 경우 하나의 단으로 광섬유 다발을 태양전지 패널(100) 사이에 끼울 때에도 상단 태양전지 패널(100)의 하면과 하단 태양전지 패널(100)의 상면에 대해 하나의 단으로 이루어진 광섬유 다발로부터 동시에 빛을 조사할 수 있게 된다.

그런데, 태양전지 패널(100) 사이에 적층된 광섬유(200)에 대해 상면과 하면에 조사부(220)가 형성된 경우에도 광섬유 다발을 복수 개의 단으로 적층하면 태양전지 패널(100)의 외표면에 조사되는 빛의 양을 높여 태양전지 패널(100)의 전기 생성 효율을 높일 수 있다.

한편, [도 5]에서 보는 바와 같이, 태양전지 패널(100) 사이에 위치하여 상하방향으로 적층되는 광섬유 다발의 각 단은 상호 직각으로 배치함이 바람직하다. 이로 인해, 상단의 광섬유 다발 하중이 하단의 광섬유 다발을 누르는 경우 하단의 광섬유 다발에서 연접하는 광섬유(200)가 서로 이격되지 않고 조밀한 배치상태를 유지할 수 있게 된다.

100 : 태양전지 패널
110 : 소형 패널
200 : 광섬유
210 : 수광부
220 : 조사부
300 : 제어박스

Claims (6)

1. 태양광을 흡수하여 전기를 생성하는 태양전지 패널(100);
   태양에 노출 가능하게 배치하여 태양광을 수집하는 수광부(210)와, 상기 수광부로부터 라인 형태로 연장되어 상기 태양전지 패널의 외표면에 인접하도록 배치된 상태에서 상기 수광부로부터 전달되는 태양광을 상기 태양전지 패널에 조사하는 조사부(220)로 이루어지는 광섬유(200);
   를 포함하여 구성되는 광섬유 유도형 태양광 발전시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 조사부(220)는 상기 태양전지 패널에 대응하는 상기 광섬유에 대해 상기 광섬유의 길이 방향을 따라 태양광이 새어 나오도록 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 유도형 태양광 발전시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 태양전지 패널은 상기 광섬유가 사이에 끼워질 수 있도록 상하방향으로 복수 개의 단을 이루고,
   상기 광섬유는 상기 조사부가 상기 태양전지 패널의 표면을 향하도록 상기 태양전지 패널 사이에 끼워진 상태에서 상기 태양전지 패널의 표면을 따라 복수 개가 연접하여 광섬유 다발을 이루는 것을 특징으로 하는 광섬유 유도형 태양광 발전시스템.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 태양전지 패널은 복수 개의 소형 패널이 상호 연접하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 유도형 태양광 발전시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 태양전지 패널 사이에 위치하는 상기 광섬유 다발은 상하방향을 향해 복수 개의 단으로 적층되는 것을 특징으로 하는 광섬유 유도형 태양광 발전시스템.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 태양전지 패널 사이에 위치하여 상하방향으로 적층되는 상기 광섬유 다발의 각 단은 상호 직각으로 배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유를 이용한 태양광 패널.

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