KR20150105768A - Solar energy system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a solar energy system which can maximize energy efficiency by making solar energy be used for complex energy such as electricity, hot air, heating, and hot water. A front side of a heat collector (10) is made of a transparent plate (11). Transparent solar cells (12) are arranged and electrically wired on the transparent plate (11). A heat pipe (13) is arranged on the inside of the heat collector (10) and is connected to a heat medium pipe (14). A heat collection plate (15) is formed on a rear side of the heat pipe (13). The heat medium pipe (14) is connected to a heat exchange pipe (21), wound in the shape of a coil in a thermal storage tank (20), so heating water, stored in the thermal storage tank (20) can be heated. An outlet (16) through which heated air is discharged and a suction hole (17) through which air is suctioned are formed on one side of the heat collector. A hot air blower (30) is connected to the outlet (16).

Description

태양 에너지 시스템{Solar energy system}[0001] Solar energy system [0002]

본 발명은 태양 에너지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 태양 에너지를 이용하여 전기, 온풍, 난방 및 온수 등의 복합에너지로 이용할 수 있도록 하여 에너지 효율을 극대화할 수 있도록 한 태양 에너지 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar energy system, and more particularly, to a solar energy system capable of maximizing energy efficiency by using solar energy as a combined energy such as electricity, warm air, heating, and hot water.

최근 천연자원의 고갈과 화력 및 원자력 발전에 대한 환경 및 안정성 등의 문제가 대두되면서, 대표적인 친환경 그린 에너지인 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지 및 열 에너지를 생성하는 태양 에너지 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.Recently, the problems of depletion of natural resources, environment and stability of thermal power and nuclear power have been raised, and research on solar energy system that generates electric energy and heat energy using solar energy, which is a representative green green energy, have.

태양 에너지 시스템은 태양광을 이용하는 발전장치와 태양열을 이용하는 축열장치로 구분할 수 있다. 태양광을 이용한 발전장치는 광전효과를 기대할 수 있는 화합물반도체인 GaAs, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 등으로 제조된 솔라 셀(solar cell)을 이용하는 방식이다. 구체적으로, 솔라 셀을 가능한 넓은 면적에 배열하여 광전효과를 통하여 발전을 행하고 있다.The solar energy system can be classified into a power generation device using solar light and a heat storage device using solar heat. The solar power generation system uses a solar cell made of GaAs, monocrystalline silicon, polycrystalline silicon or the like, which is a compound semiconductor that can expect a photoelectric effect. Specifically, the solar cells are arranged in a large area as large as possible, and power generation is performed through the photoelectric effect.

이러한 태양광 발전장치는 설비비가 적고 또한 설치가 용이하나, 대면적을 필요로 하고 광전변환효율이 매우 낮다고 하는 단점이 있다. 또한, 종래의 솔라 셀은 예컨대 직사광선을 통해서 얻어지는 열은 활용하지 못하고 그대로 버려지고 있는 실정이다.Such a photovoltaic device has a disadvantage in that it requires a large area and has a very low photoelectric conversion efficiency. In addition, the conventional solar cell has been left as it is without utilizing the heat obtained through direct sunlight, for example.

한편, 태양열을 이용하는 축열장치는 입사되는 태양열로 물이나 기타 재료를 데우고 이를 이용해 2차적으로 발전을 하거나 또는 난방 설비에 이용하는 구조가 일반적인데, 이는 설비가 크고 효율이 대체적으로 낮은 단점을 가지고 있다. 효율의 증대를 위해 반구형 반사경을 이용하여 태양열을 집광하여 고온/고열량을 낼 수 있는 설비가 개발되고 있으며, 또한, 집열된 열이 외부로 손실되는 열량을 최소로 하여, 외부의 발전 또는 난방설비에 이용하기 위해 열의 전달이 용이한 구조를 갖도록 개선되고 있다.On the other hand, heat storage devices using solar heat are generally constructed by heating water or other materials with incident solar heat and using them for secondary power generation or heating, which is disadvantageous in that it is large in facility and low in efficiency. In order to increase the efficiency, a facility for concentrating solar heat by using a hemispherical reflector to produce a high temperature / high heat amount has been developed. In addition, the heat loss of the collected heat is minimized, And has a structure that facilitates the transfer of heat for use.

이상과 같이 종래에는 태양 에너지를 이용함에 있어 태양광과 태양열은 각기 다른 에너지 변환기구를 통해 전기 에너지 또는 열 에너지로 변환하는 것으로서, 태양열의 경우에는 태양열을 집열하여 생활온수를 생산하거나 대단위의 집열시스템을 이용 고열화시켜 이를 이용하여 엔진을 돌려 전력을 생산하는 수준에 머물러 있는 실정이다.As described above, conventionally, solar energy and solar heat are conventionally converted into electric energy or thermal energy through different energy conversion mechanisms. In the case of solar heat, solar heat is collected to produce hot water, or a large- And it is still in the level of producing electric power by turning the engine by using it.

따라서, 종래의 경우 1년 내내 태양 에너지를 효율적으로 사용하기 위해서는, 각각 별개의 시스템으로 구성된 태양광을 이용하는 발전장치와 태양열을 이용하는 축열장치를 모두 설치해야 하므로, 설치 면적을 크게 차지할 뿐만 아니라 설치비용도 많이 소요되는 문제점이 있었다.
Therefore, in order to efficiently use the solar energy throughout the year, it is necessary to install both a solar power generating device using a solar system and a solar heat storage device. Therefore, There is a problem that it takes much time.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 태양 에너지를 이용하여 전기, 온풍, 난방 및 온수 등의 복합에너지로 이용할 수 있도록 하여 에너지 효율을 극대화할 수 있도록 한 태양 에너지 시스템을 제공함에 있는 것이다.
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a solar energy system capable of maximizing energy efficiency by utilizing solar energy as combined energy such as electricity, hot wind, heating, and hot water. .

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 집열기(10)의 전방이 투명판(11)으로 형성되고, 투명판(11)에는 투명한 태양전지(12)가 배열되어 전기적으로 배선되며, 집열기(10)의 내측에는 히트파이프(13)가 배열되어 열매체 배관(14)으로 연결되고, 히트파이프(13)의 후방에는 집열판(15)이 형성되며, 열매체 배관(14)은 축열탱크(20)의 내부에 코일형으로 감겨진 열 교환파이프(21)와 접속되어 축열탱크(20)에 저장된 난방수가 가열되고, 집열기(10)의 일측에는 난방공기가 배출되는 배출구(16)와 공기가 흡입되는 흡입구(17)가 형성되어 배출구(16)에 온풍기(30)가 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템에 의하여 달성될 수 있는 것이다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a solar cell module including a solar cell module including a solar cell module including a solar cell module including a transparent plate, A heat pipe 13 is arranged inside the heat storage tank 10 and is connected to a heat medium pipe 14. A heat collecting plate 15 is formed on the rear side of the heat pipe 13. A heat medium pipe 14 is connected to the heat storage tank 20, The heating water stored in the heat storage tank 20 is heated by the heat exchange pipe 21 wound in a coil shape in the inside of the heat collecting tank 20 and a discharge port 16 through which the heating air is discharged is sucked into one side of the heat collector 10 And a suction port (17) is formed to connect the fan (30) to the discharge port (16).

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 태양광을 이용하는 발전 시스템과 태양열을 이용하는 축열 시스템이 하나의 시스템으로 구성됨으로써, 설치 면적 및 비용을 최소화할 수 있으며, 태양 에너지를 이용하여 전기, 온풍, 난방 및 온수 등의 복합에너지로 이용할 수 있도록 하여 에너지 효율을 극대화할 수 있는 것이다.
As described above, according to the present invention, the power generation system using solar light and the heat storage system using solar heat are constituted by one system, so that the installation area and cost can be minimized, and electricity, And hot water, thereby maximizing the energy efficiency.

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 분리 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예를 예시한 단면도,
도 3은 본 발명의 일실시예를 예시한 축열탱크의 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예를 예시한 온풍기의 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 예시한 단면도.1 is an exploded perspective view illustrating an embodiment of the present invention,
2 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of the present invention,
3 is a sectional view of a heat storage tank illustrating an embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view of a hot air fan illustrating an embodiment of the present invention,
5 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the present invention.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지는 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명은 사각 함체로 집열기(10)의 몸체를 구성한다.As shown in FIG. 1 to FIG. 5, the present invention constitutes the body of the collector 10 by a rectangular housing.

상기 집열기(10)의 전방에는 투명판(11)으로 형성한다. 여기서, 상기 투명판(11)은 유리판, 합성수지판 등으로 구성한다.A transparent plate 11 is formed in front of the collector 10. Here, the transparent plate 11 is formed of a glass plate, a synthetic resin plate, or the like.

상기 투명판(11)에는 투명한 태양전지(12)를 배열하고 전기적으로 배선하여 전기를 생산할 수 있게 구성한다.A transparent solar cell 12 is arranged on the transparent plate 11 and is configured to be able to produce electricity by electrically wiring.

상기 집열기(10)의 내측에는 히트파이프(13)를 배열하고, 각 히트파이프(13)는 열매체 배관(14)으로 연결하여 구성한다.A heat pipe 13 is arranged inside the collector 10 and each heat pipe 13 is connected to a heat medium pipe 14.

상기 히트파이프(13)의 후방에는 태양열을 집열하기 위한 집열판(15)을 형성한다.At the rear of the heat pipe 13, a heat collecting plate 15 for collecting solar heat is formed.

상기 집열판(15)은 전체적으로 집열되게 구성하거나, 또는 도 5의 도시와 같이 상기 히트파이프(13) 하나 하나씩 집열되게 구성할 수 있는 것이다.The heat collecting plate 15 may be configured to collect heat as a whole, or may be constructed so that the heat pipes 13 are collected one by one as shown in FIG.

상기 집열기(10) 외측으로 배출된 열매체 배관(14)은 축열탱크(20)의 내부에 코일형으로 감겨진 열 교환파이프(21)와 연결되어 축열탱크(20)에 저장된 난방수를 가열시켜 난방수 또는 온수로 사용하는 것이다.The heating medium pipe 14 discharged to the outside of the collector 10 is connected to a heat exchange pipe 21 wound in a coil shape inside the heat storage tank 20 to heat the heating water stored in the heat storage tank 20, Water or hot water.

또한 집열기(10)의 일측에는 난방공기가 배출되는 배출구(16)와 공기 흡입하는 흡입구(17)가 형성되어 배출구(16)에 온풍기(30)를 연결하여 사용하게 구성한다.A discharge port 16 through which the heating air is discharged and a suction port 17 through which the air is sucked are formed at one side of the collector 10 so that the fan 16 is connected to the discharge port 16.

상기 온풍기(30)는 집열기(10)의 배출구(16)에 배관(31)으로 연결하여 온풍기(30) 내부의 송풍팬(32)으로 집열기(10) 내부에 데워진 공기를 끌어내어 온풍기(30) 외부 배출시켜 실내 온풍난방을 할 수 있게 구성하는 것이다.The hot air fan 30 is connected to the discharge port 16 of the collector 10 by a pipe 31 to draw air heated inside the heat collector 10 by the blowing fan 32 inside the hot air fan 30, So that the indoor hot-air heating can be performed.

이상과 같은 구성의 본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention having the above-described configuration will now be described.

먼저, 집열기(10)를 태양을 향하게 설치하고, 집열기(10)의 열매체 배관(14)을 축열탱크(20)에 연결한 후 난방수 공급구(22)와 난방수 배출구(23)에 난방배관이나 온수배관을 연결하며, 집열기(10)의 배출구(16)에 배관(31)으로 온풍기(30)를 연결하여 사용하는 것이다.First, the heat collector 10 is set to face the sun, the heat medium pipe 14 of the collector 10 is connected to the heat storage tank 20, and the heating water outlet 22 and the heating water outlet 23 are connected to the heating pipe And the hot air heater 30 is connected to the discharge port 16 of the heat collector 10 through the pipe 31. [

설치가 완료되면 태양광은 투명판(11)의 태양전지(12)를 작동시켜 전기를 생산하여 충전기에 충전을 시키거나, 전기설비에 연결하여 사용하는 것이다.When the installation is completed, the sunlight is generated by operating the solar cell 12 of the transparent plate 11 to charge the charger or connect it to the electric equipment.

또한 태양광과 태양열이 투명판(11)을 통과하여 히트파이프(13)를 가열하면 가열된 히트파이프(13)가 히트파이프(13)에 연결된 열매체 배관(14)의 열매체를 가열시켜 가열된 열매체가 축열탱크(20)의 열 교환파이프(21)로 순환되면서 축열탱크(20)의 난방수를 가열시켜 난방수 또는 온수로 사용하는 것이다.When the sunlight and solar heat pass through the transparent plate 11 and heat the heat pipe 13, the heated heat pipe 13 heats the heat medium of the heat medium pipe 14 connected to the heat pipe 13, Is circulated to the heat exchange pipe (21) of the heat storage tank (20), the heating water of the heat storage tank (20) is heated and used as heating water or hot water.

이때 히트파이프(13)의 후방에 설치된 집열판(15)에 의해 태양광과 태양열이 히트파이프(13)에 집열을 시켜주어 효과적인 집열을 할 수 있는 것이다.At this time, solar heat and solar heat collect heat on the heat pipe 13 by the heat collecting plate 15 installed on the rear side of the heat pipe 13, so that effective heat collection can be performed.

한편, 집열기(10) 내부의 공간의 공기가 태양열과 태양광으로 동시에 데워지고, 가열된 공기를 온풍기(30) 송출하여 실내의 난방에 사용할 수 있는 것이다.On the other hand, the air in the space inside the solar collector 10 is simultaneously heated by the solar heat and the sunlight, and the heated air can be sent to the hot air fan 30 to be used for heating the room.

이와 같이 본 발명은 태양광을 이용하는 발전 시스템과 태양열을 이용하는 축열 시스템이 하나의 시스템으로 구성됨으로써, 설치 면적 및 비용을 최소화할 수 있으며, 태양 에너지를 이용하여 전기, 온풍, 난방 및 온수 등의 복합에너지로 이용할 수 있도록 하여 에너지 효율을 극대화할 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, a power generation system using solar light and a heat storage system using solar heat are constituted as one system, so that the installation area and cost can be minimized, and the solar energy can be used for a combination of electricity, hot wind, It is possible to maximize energy efficiency by making it available as energy.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be resorted to without departing from the scope of the appended claims.

10 : 집열기 11 : 투명판
12 : 태양전지 13 : 히트파이프
14 : 열매체 배관 15 : 집열판
16 : 배출구 17 :흡입구
20 : 축열탱크 21 : 열 교환파이프
22 : 난방수 공급구 23 : 난방수 배출구
30 : 온풍기 31 : 배관
32 : 송풍팬10: Collector 11: Transparent plate
12: Solar cell 13: Heat pipe
14: Heating medium pipe 15:
16: outlet 17: inlet
20: heat storage tank 21: heat exchange pipe
22: Heating water supply port 23: Heating water outlet
30: Hot air fan 31: Piping
32: blowing fan

Claims (3)

집열기(10)의 전방이 투명판(11)으로 형성되고, 투명판(11)에는 투명한 태양전지(12)가 배열되어 전기적으로 배선되며, 집열기(10)의 내측에는 히트파이프(13)가 배열되어 열매체 배관(14)으로 연결되고, 히트파이프(13)의 후방에는 집열판(15)이 형성되며, 열매체 배관(14)은 축열탱크(20)의 내부에 코일형으로 감겨진 열 교환파이프(21)와 접속되어 축열탱크(20)에 저장된 난방수가 가열되고, 집열기(10)의 일측에는 난방공기가 배출되는 배출구(16)와 공기가 흡입되는 흡입구(17)가 형성되어 배출구(16)에 온풍기(30)가 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
A transparent solar cell 12 is arranged on the transparent plate 11 and electrically connected to the collector plate 11. A heat pipe 13 is arranged inside the solar collector 10 And a heat collecting pipe 15 is formed at the rear of the heat pipe 13. The heat exchanger pipe 14 is connected to a heat exchange pipe 21 The heating water stored in the heat storage tank 20 is heated so that a discharge port 16 through which the heating air is discharged and a suction port 17 through which air is sucked are formed at one side of the collector 10, (30) are connected to each other.
제 1항에 있어서,
상기 집열판(15)은 전체적으로 집열되게 구성하거나, 또는 상기 히트파이프(13) 하나 하나씩 집열되게 구성하는 것 중 어느 하나로 구성함을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the heat collecting plate (15) is configured to collect heat as a whole, or the heat collecting plate (15) collects heat pipes (13) one by one.
제 1항에 있어서,
상기 온풍기(30)는 집열기(10)의 배출구(16)에 배관(31)으로 연결하여 온풍기(30) 내부의 송풍팬(32)으로 집열기(10) 내부에 데워진 공기를 끌어내어 온풍기(30) 외부 배출시켜 실내 온풍난방을 할 수 있게 구성함을 특징으로 하는 태양 에너지 시스템.The method according to claim 1,
The hot air fan 30 is connected to the discharge port 16 of the collector 10 by a pipe 31 to draw air heated inside the heat collector 10 by the blowing fan 32 inside the hot air fan 30, Wherein the indoor heat exchanger is configured to be able to heat indoor indoor air by discharging it to the outside.
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