KR20150140019A - 양면 수광형 태양광발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양면 수광형 태양광발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 양면에서 전기를 생산하는 고 효율성 과 내구성 향상 및 방습 기능은 물론 태양광의 복사열에 의한 태양전지의 효율저하를 방지하고, 양면 수광형 태양전지의 유지 및 보수를 용이하게 하고 소정의 발전용량을 갖는 태양전지모듈의 상용전력을 인출할 수 있는 태양전지모듈에서 독립적으로 AC 출력이 가능하도록 인버터가 구비된 양면 수광형 태양광발전장치에 관한 것으로서, 상부에서 하부로 갈수록 크기가 작아지는 공간을 지닌 모듈 설치부를 형성하는 하우징본체; 상기 하우징본체 외측면에 열기를 방출하는 하나 이상의 방열핀; 및 상기 모듈 설치부 중간부에 투명 광학기판을 배치하여 구획되는 제1공간부 와 제2공간부 ; 및 상기 제1공간부 측면 과 제2공간부 측면 과 하부면에 구성 되는 광 반사수단; 및 상기 투명 광학기판 상에 설치되어 태양광에 의해 양쪽 면에서 전기를 발생하는 하나 이상의 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell)가 전기적으로 연결 구성된 태양전지모듈; 및 상기 하우징본체를 밀폐하도록 상기 하우징본체에 결합되며, 태양광이 투과하는 투명커버부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치.
Description
본 발명은 양면 수광형 태양광발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 양면에서 전기를 생산하는 고 효율성 과 내구성 향상 및 방습 기능은 물론 태양광의 복사열에 의한 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell)의 효율저하를 방지하고, 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell)의 유지 및 보수를 용이하게 하고 소정의 발전용량을 갖는 태양전지모듈의 상용전력을 인출할 수 있는 태양전지모듈에서 독립적으로 AC 출력이 가능하도록 인버터가 구비된 양면 수광형 태양광발전장치에 관한 것이다.
최근 지구온난화 및 기후변화로 인하여 전 세계적으로 이산화탄소의 배출을 억제하고자 하는 규제가 시행되고 있는바, 이산화탄소의 배출이 없는 새로운 발전장치의 개발이 요구되고 있다.
이와 같은 이산화탄소의 배출이 없으며, 청정에너지를 이용한 발전장치로는 태양광을 이용한 발전장치가 대표적이며, 최근 들어 기술의 개발 및 설치비용이 저렴해지면서 보급이 확대되고 있다.
상기 태양광발전에 이용되는 태양전지로는 Si 결정형 태양전지, Si 박막 태양전지, CIGS 박막 태양전지, CdTe 박막 태양전지, III-V족 반도체 태양전지 또는 유기 태양전지 등의 태양전지는 그 표면에 입사되는 태양광의 세기에 비례하여 빛 에너지가 전기에너지(광전류)로 변환되는 원리를 이용하기 때문에 태양전지의 발전량 및 장수명과 내구성이 담보 되어야 하고 좁은 면적에서도 대량의 전기를 생산해야 만이 경제성이 있다.
특히, 실리콘 결정체인 태양전지(Solar cell)는 넓이에 비해 두께는 0.3mm 이하로 매우 얇기 때문에 그 자체로는 강도가 약하여 표면에는 강화유리를 바탕 면에는 두터운 합성수지를 덧대어 일정한 규격의 판형 제품으로 만들어 공급하는데 이를 태양전지모듈(PV Module)이라 한다. 여기서, 태양전지(Solar cell)는 건전지 등 다른 화학전지와 같이 필요할 때는 직렬이나 병렬로 접속해서 전압과 전류를 크게 하여 사용할 수 있다.
또한, 상기에서 태양광의 에너지를 전기에너지로 바꾸는 방식으로서는 태양전지로 부터 얻어진 직류전력을 인버터 등에 의하여 교류전력으로 변환하여 여러 종류의 부하(예를 들면, 전자제품 등)에 공급하는 형태의 태양광발전시스템이 널리 이용되고 있다.
일예를 들면, 종래 각 가정 등에 많이 사용되는 태양광발전시스템은 건물의 옥상이나 지붕 등에 주로 설치되는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 각각 지지되며 복수개가 배열 설치되는 태양전지모듈(또는 '태양전지 어레이'라고도 함)과, 상기 각 태양전지모듈에서 출력되는 직류전력을 집전하는 집전상자와, 상기 집전상자에 의해 집전된 전력을 교류전력으로 변환하고 부하 등과 연결되는 인버터로 구성된다.
상기에서 태양전지모듈은 복수의 셀이 EVA수지 등에 의해 소정의 전압, 전류를 얻을 수 있도록 배열 설치되어 지지되고 셀의 전방 쪽에는 투명유리 등으로 이루어지는 전방시트를 설치하고 후방 쪽에는 투명 또는 불투명의 유리판 또는 합성수지판으로 이루어지는 백시트를 설치하며, 가장자리를 따라 알루미늄 프레임을 설치되고 백시트의 외면에는 외부단자를 설치한다.
그런데 상기와 같이 구성되는 종래 태양광 발전시스템에 있어서는 복수의 태양전지 모듈 중 일부의 출력이 서로 다른 경우 최적의 발전성능이 발휘되기 어렵다.
그리고 상기 인버터의 고장이나 성능저하 등의 문제가 발생하는 경우 시스템 전체의 성능이 저하되는 문제가 발생하므로 이에 대한 대책 마련이 필요하다. 한편, 태양전지모듈을 이용한 태양광발전장치로는 아래와 같은 국내공개특허 제 10-2013-0134998호의 태양전지 모듈 및 그 제조방법 및 국내공개특허 10-2013-0077865호의 고효율 태양전지판 등에 개시되어 있다.
상기와 같은 종래의 태양광 발전장치는 태양전지모듈을 제작할 때 커버유리와 절연체 사이에 태양전지를 위치시킨 후 고온 압착성형 하므로, 태양전지의 불량이나 파손시 태양전지모듈 전체를 폐기하여야 할 뿐만 아니라, 유지보수가 어려운 문제점이 발생한다.
또한, 종래의 태양광 발전장치는 지면의 복사열이 강하고 일교차가 큰 사막과 같은 지역에서는 지열에 의해 태양전지모듈의 백시트가 파손될 뿐만 아니라, 태양전지모듈에 결로현상 발생으로 인하여 누전 등의 문제점이 있으며, 또한 종래에는 태양전지 단면에서 전기를 생산하여 태양전지모듈의 설치면적을 과다하게 소요하는 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 양면에서 전기를 생산하는 고 효율성 태양전지 적용 과 방수 및 방습 기능을 향상시킴은 물론 태양광의 복사열에 의한 태양전지의 효율저하나 변형을 방지하고, 온도차에 의한 결로현상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지의 유지보수를 용이하게 할 수 있도록 하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell)가 내장된 태양광발전장치 내측면 또는 외측면에 인버터장치를 일체화 또는 탑재하여 AC출력이 가능한 양면 수광형 태양광발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 태양전지모듈 단자함과 인버터회로를 양면 수광형 태양광발전장치에 일체화시켜 구성하므로 현장시공 및 취급 등이 편리하도록 구성한 양면 수광형 태양광발전장치를 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부에서 하부로 갈수록 크기가 작아지는 공간을 지닌 모듈 설치부를 형성하는 하우징본체; 상기 하우징본체 외측면에 열기를 방출하는 하나 이상의 방열핀; 및 상기 모듈 설치부 중간부에 투명 광학기판을 배치하여 구획되는 제1공간부 와 제2공간부 ; 및 상기 제1공간부 측면 과 제2공간부 측면 과 하부면에 구성 되는 광 반사수단; 및 상기 투명 광학기판 상에 설치되어 태양광에 의해 양쪽 면에서 전기를 발생하는 하나 이상의 양면 수광형 태양전지가 전기적으로 연결 구성된 태양전지모듈; 및
상기 하우징본체를 밀폐하도록 상기 하우징본체에 결합되며, 태양광이 투과하는 투명커버부를 포함하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 하우징본체는, 불활성 기체로 충전되거나 또는 진공으로 유지되는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 투명커버부는 돔(dome)형태로 구성되는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 투명커버부는 결합부재에 의해 상기 하우징본체와 연결되어 상기 모듈 설치부를 개폐하는 하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 투명 광학기판은 단면 또는 양면에 양각 패턴의 광 확산부가 성형되는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 투명 광학기판은 하나 이상의 경사면 또는 요철면을 구비하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 태양전지모듈은 별도의 밀봉을 위한 전면기판 과 후면기판 그리고 그 사이에 배열되는 충진층을 배제하고 열융착 없이 접착부재에 의해 상기 투명 광학기판에 결합 설치되는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 태양전지모듈은 전면기판 과 후면기판과 양면 수광형 태양전지 사이에 충진층 과의 열융착에 의해 밀봉 되어 상기 투명 광학기판에 설치되는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 하우징본체의 내측면 또는 외측면에 결합되어 상기 태양전지모듈에서 인출된 직류전력를 교류전력으로 변환하여 출력하는 인버터장치를 더 포함하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 인버터장치는 상기 태양전지모듈을 향하여 흐르는 역방향 전류를 차단하기 위한 다이오드를 각각 구비하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 하우징본체는, 상기 모듈 설치부가 형성되며, 상기 투명커버부의 결합을 통해 상기 모듈 설치부가 밀폐되는 제1 함체; 및 상기 제1 함체와 결합되는 제2 함체;를 더 포함하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 제1 함체와 상기 제2 함체 사이가 이격되게 중공을 갖는 구조로 결합되는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 중공 내부에는 냉각유체를 구비하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 냉각유체는 온도가 영하 이하로 내려갈 때도 동결되지 않는 부동액으로 이루어지는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 중공 내부에 냉각유체를 순환하기 위한 순환장치를 더 구비하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 중공은 진공인 것을 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다..
상기 투명커버부는 복층으로 이루어지는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다..
상기 투명커버부는 적외선 또는 자외선을 선택적으로 차단하거나 모두를 차단하는 광학수단을 더 포함하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 투명커버부는 태양광을 상기 하우징본체의 내부로 집광 및 확산, 산란, 굴절하는 광 확산부를 더 포함하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다. 상기 투명커버부는 태양광을 상기 하우징본체의 내부로 집광 및 확산, 산란, 굴절하는 광 확산부 와 적외선 또는 자외선을 선택적으로 차단하거나 모두를 차단하는 광학수단을 더 포함하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기 제2함체는 외측면에 하나 이상의 방열핀을 더 포함하는 양면 수광형 태양광발전장치를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 양면 수광형 태양광발전장치에 의하면, 양면에서 전기를 생산하는 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell)를 적용하여 적은 면적에서도 대량의 전기를 생산함은 물론, 태양전지의 고효율성 과 방습 기능을 향상시킴은 물론 태양광의 복사열에 의한 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell)의 효율저하나 변형을 방지하고, 온도차에 의한 결로현상이 방지되어 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell)의 유지보수를 용이하게 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 태양광발전에 필요한 각 부품이 조립되어 하나의 어셈블리 형태의 구조를 취하므로 운반이나 보관, 시공 등을 행할 시에 간편하고 용이하게 취급이 가능함은 물론 AC출력이 가능한 제품으로도 구현이 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 양면 수광형 태양광발전장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 양면 수광형 태양광발전장치를 나타낸 결합 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하우징본체의 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 4 와 도 5 와 도 6는 본 발명에 따른 투명커버부의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 양면 수광형 태양광발전장치를 나타낸 결합 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하우징본체의 변형예를 나타낸 사시도이다.
도 4 와 도 5 와 도 6는 본 발명에 따른 투명커버부의 변형예를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 양면 수광형 태양광발전장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1에서 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 양면 수광형 태양광발전장치(100)는 구조물에 설치되는 하우징본체(110)와, 태양광에 의해 양면에서 전기를 발생하도록 하우징본체(110)의 내부에 결합되는 태양전지모듈(120) 및 상기 태양전지모듈(120)을 하우징본체(110) 내부의 중간부에 배치되도록 안착시키며, 제1공간부(148) 와 제2공간부(149)를 구획하는 투명 광학기판(121)과 상기 제1공간부(148) 와 제2공간부(149)에서 태양광을 반사시키는 광 반사수단(110b) 과 태양전지모듈(120)을 보호하도록 하우징본체(110)를 밀폐하는 투명커버부(130)와 직류전력을 교류전력으로 변환하는 인버터장치(140)를 포함한다.
이러한, 양면 수광형 태양광발전장치(100)는 적은 면적으로 대량의 전기를 생산할 수 있으며, 지면이나 구조물로 부터 발생하는 복사열에 의해 태양전지모듈(120)의 효율이 저하 되거나 불량 발생을 방지하고, 설치장소의 온도차에 의한 결로현상을 방지할 수 있도록 형성된다.
이를 위하여, 본 실시예에 따른 하우징본체(110)는 내부에 태양전지모듈(120)을 설치하기 위한 일정한 면적의 모듈 설치부(111)를 포함한다. 이때, 상기 하우징본체(110) 외측면에 열기를 방출하는 하나 이상의 방열핀(150)이 형성되고 또한, 하우징본체(110)는 모듈 설치부(111)의 내부 중간부에 형성되는 투명 광학기판(121)이 위치하여 제1공간부(148)와 제2공간부(149)를 구획하고 제1공간부(148) 측면 과 제2공간부(149) 측면 과 하부면에 광 반사수단(110b)이 형성되고 투명 광학기판(121)상에 양면에서 전기를 생산하는 하나 이상의 양면 수광형 태양전지(123)가 전기적으로 연결된 태양전지모듈(120)이 배열 고정된다.
이러한 구조는 특히, 상기의 제1공간부(148)측면에 형성된 광 반사수단(110b)에 의해 입사된 태양광이 양면 수광형 태양전지(123)의 전면부로 유도되어 전기발생량이 증가되고 또한, 양면 수광형 태양전지(123)들의 사이에 형성된 투명공간으로 태양광이 입사되면 제2공간부(149)의 측면 과 하부면에 형성된 광 반사수단(110b)에 의해 상기 양면 수광형 태양전지(123) 후면부에도 태양광을 유도하여 전기발생량이 증가되어 양면 수광형 태양전지(123)전체의 전기발생량이 현저히 증가되는 탁월한 효과를 부여하는 것이다.
이때, 투명커버부(130)를 투과하는 태양광을 태양전지모듈(120)로 집광 또는 반사, 굴절시킬 수 있도록 제1공간부(148)의 측면과 제2공간부(149)의 측면과 하면의 광 반사수단(110b)은 태양전지모듈(120)로 전달되는 태양광의 반사율이 향상되도록 표면에 하나 이상의 요철 형태를 가지며, 뿐만 아니라, 광 반사수단(110b)에는 태양광의 반사율을 높이고, 빛의 산란율을 향상시켜 태양광 발전효율을 향상시킬 수 있도록 반사렌즈가 더 구비될 수 있다
또한, 여기서 태양전지모듈(120)에 사용되는 하나 이상의 양면 수광형 태양전지(123)는 Si 결정형 태양전지, Si 박막 태양전지, CIGS 박막 태양전지, CdTe 박막 태양전지, III-V족 반도체 태양전지 또는 유기 태양전지 등의 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로, 태양으로부터 생성된 빛에너지를 전기 에너지로 바꾸는 소자로서, 태양전지에 빛을 비추면 빛에너지(광자)에 의하여 전자와 정공이 생기는 광전변환(photoelectric transformation, 光電變換)하는 소재로서 특히, 양면에서 전기를 생산하는 구조의 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell) 이면 제한 없이 사용 가능하다. 또한, 하우징본체(110)는 태양전지모듈(120)의 전극선을 접속하기 위한 전극단자부재(105)를 구비하고, 전극단자부재(105)에 전원선(107)이 접속된다.
이때, 전원선(107)은 방수절연체(도시생략)를 통해 하우징본체(110)에 결합된다.
또한, 상기 하우징본체(110) 내부에는 불활성 기체로 충전되거나 진공으로 유지될 수 있다.
이는 양면 수광형 태양전지(123)가 습기나 공기의 접촉을 방지하는 것 과 열대류 현상을 차단하는 효과를 부여할 수 있다.
또한, 하우징본체(110)는 모듈 설치부(111)로 불활성 기체를 충진 하거나, 또는 모듈 설치부(111)의 공기를 외부로 배출할 수 있도록 제1 함체(115) 및 제2 함체(117)를 관통하도록 제1 밸브(101)가 구비된다.
또한, 하우징본체는(110)는 상부에서 하부로 갈수록 크기가 작이지는 공간을 지닌 모듈 설치부를 구비하고, 상기 하우징본체(110) 외측면에는 열기를 외부로 방출하는 기능의 하나 이상의 방열핀(150)을 구비한 구조로서, 금속재 또는 합성수지재 또는 복합소재로 이루어 질수 있으며, 그 형상은 사각형상, 삼각형상, 다각형상 및 반구형상, 원통형상 등의 다양한 형태로 이루어 질수 있다.
또한, 하우징본체(110)는 상면이 개방되는 형태를 가지며, 개방된 상면이 투명커버부(130)를 통해 밀폐 된다.
또한, 하우징본체(110)는 투명커버부(130)를 안정되게 밀폐 결합하기 위한 안착부(119)가 상단 테두리부를 따라 형성되고, 이 안착부(119)에 투명커버부(130)의 테두리부가 안착되어 결합된다. 이때, 하우징본체(110)는 안착부(119)와 투명커버부(130)가 견고하게 밀착 결합되도록 투명커버부(130)는 신축성이 있는 실링부재(119b)에 의해 안착부(119)와 밀착 결합된다.
이때, 상기 실링부재(119b)는 합성고무 또는 실리콘 소재 또는 합성수지 등으로 신축성이 있으며 습기와 공기의 차단이 탁월한 것이면 사용할 수 있다.
또한, 모듈 설치부(111)의 중간부에는 투명 광학기판(121)이 위치하는데. 투명 광학기판(121)은 프라스틱 소재 또는 유리소재로 이루어지며, 투명 광학기판(121)의 단면 또는 양면에 하나 이상의 양각 패턴이 성형되는데 프리즘형태나 렌즈형태 등의 다양한 형태의 양각 패턴이 형성되어 입사되는 태양광을 투명 광학기판(121) 하부의 광 반사수단(110b)으로 전달하는 역할을 수행하며, 투명 광학기판(121)에 형성된 양각 패턴에 의해 입사되는 태양광을 다각도로 광량을 증폭시키는 역할을 수행한다.
또한, 상기 투명 광학기판(121)은 하나 이상의 경사면이나 요철면을 구비하여 다수의 태양전지모듈(120)을 안착 고정시켜 태양광 발전량을 극대화할 수 있다
또한, 상기 태양전지모듈(120)은 별도의 밀봉을 위한 전면기판 과 후면기판 그리고 그 사이에 배열되는 충진층을 배제하고 열융착 없이 접착부재에 의해 상기 투명 광학기판(121)에 결합 설치될 수 있다.
또한, 상기 태양전지모듈(120)은 전면기판 과 후면기판과 양면 수광형 태양전지(123) 사이에 충진층 과의 열융착에 의해 밀봉 되어 상기 투명 광학기판(121)에 설치될 수 있다.
또한, 상기 인버터장치(140)는 상기 태양전지모듈(120)에서 인출되는 직류전력를 교류전력으로 변환하여 출력하도록 구성한다.
상기 인버터장치(140)는 상자형상으로 이루어지고 외피복 표면에는 일정한 간격을 두고 복수의 방열부재(도시생략)이 돌출하여 형성되는 보호케이스와, 연결단자(도시생략)와 전기적으로 연결되는 입력단자(도시생략)를 통해 입력되는 직류전력을 교류전력으로 변환하여 출력단자(도시생략)를 통해 인출하는 인버터회로(도시생략)를 포함하여 이루어진다.
상기 인버터장치(140)의 보호케이스는 상기 하우징본체(110) 외측면에 밀착시켜 고정한다.
상기 인버터장치(140)의 보호케이스는 상기 하우징본체(110) 저면에 밀착시켜 고정하는 것도 가능하다.
상기 인버터장치(140)의 보호케이스는 상기 하우징본체(110)에 일체로 구성되는 것도 가능하다.
이때, 보호케이스의 덮게판(도시생략)이 별도로 구성될 수 있다.
상기에서 연결단자(도시생략)와 입력단자(도시생략)는 도면에는 나타내지 않았지만, 플러그와 콘센트 등의 구성으로 이루어지는 것도 가능하다.
상기 인버터회로(도시생략)와 연결단자(도시생략) 사이에는 정류다이오드(도시생략)를 더 설치하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시 예에 따른 하우징본체(110)는 견고성을 유지할 수 있도록 제1 함체(115)와, 이 제1 함체(115)의 외면에 결합되는 제2 함체(117)를 포함한다.
여기서, 하우징본체(110)는 제1 함체(115)와 제2 함체(117) 사이에 중공(113a) 형태의 중공부(113)가 형성되도록 제1 함체(115)와 제2 함체(117)가 이격된다.
더하여, 상기 제1 함체(115)와 제2 함체(117) 사이의 중공(113a)에 하우징본체(110)의 냉각 및 온도를 조절하기 위한 수단으로 냉각유체(113c)를 충전할 수도 있다.
또한, 상기의 냉각유채(113c)는 동절기에 냉각유채(113c)가 결빙되지 않도록 부동액을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 하우징본체(110)는 냉각유체(113c)를 충전 또는 순환할 수 있도록 제2 함체(117)에 순환장치(도시생략) 및 주입과 배출을 위한 제2 밸브(103)가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 제2함체(117)는 외측면에 하나 이상의 방열핀(150)을 더 포함할 수 있는데, 이는 제1함체(115)에서 발생하는 열기를 외부로 원활하게 방열시키는 효과를 부여한다.
또한, 상기의 중공(113a)은 진공인 상태로 구성할 수 도 있다.
이는 외부의 열기가 태양전지모듈(120) 로의 전달을 저감시키는 역할을 할 수 있다.
제1 함체(115)와 제2 함체(117)는 본체(110)를 볼트나 나사를 이용하여 구조물에 결합할 수 있도록 상부 단부가 외측으로 연장되어 플랜지부(115a, 117a)가 각각 형성된다. 이때, 플랜지부(115a, 117a)에는 볼트나 나사를 체결하기 위한 체결구멍이 형성된다.
또한, 상기의 투명커버부(130)는 돔(dome)형태로 구성될 수 있다.
이러한 돔(dome)형태 투명커버부(130)에 의하면 태양광을 받는 표면적이 매우 크게 증대되므로 집광량을 크게 높일 수 있는 것이고, 볼록렌즈형태 또는 프리즘형태로 구성되면 굴절현상에 의해 태양광이 굴절되면서 태양광이 크게 경사지게 조사되는 아침과 저녁시간에도 태양전지모듈(120)에 직각에 가까운 각도로 조사가 되므로 매우 효율적으로 집광을 할 수 있게 되는 것이다. 또한, 투명커버부(130)에는 적외선 또는 자외선에 의해 양면 수광형 태양전지(123)의 수명이 단축하는 것을 방지하도록 적외선 또는 자외선을 선택적으로 차단 또는 모두를 차단하는 광학수단(137)이 구비된다.
이때, 광학수단(137)은 박막의 필름형태 이거나 투명커버부(130) 표면층에 화합물질을 증착시키는 수단을 이용할 수 있다. 더하여, 투명커버부(130)에는 태양광의 집광 또는 산란, 확산, 굴절이 더 증가하여 양면 수광형 태양전지(123)의 발전효율이 더욱 증가할 수 있도록 광 확산부(139)를 더 구비할 수 있다. 이때, 광 확산부(139)는 삼각형 형태, 프리즘 형태, 렌즈 형태 등의 다양한 형태를 가지도록 형성되며 그 소재로는 박막의 필름형태 또는 투명커버부(130)표면층에 일체화 하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 양면 수광형 태양광발전장치 110 : 하우징본체 110b : 광 반사수단
111 : 모듈 설치부 113 : 중공부 113a : 중공 113c : 냉각유채
115 : 제1 함체 117 : 제2 함체 119a : 결합부재 120 : 태양전지모듈
121 : 투명 광학기판 123 : 양면 수광형 태양전지 130 : 투명커버부
137 : 광학수단 139 : 광 확산부 140 : 인버터장치 148: 제1공간부
149: 제2공간부 150 ; 방열핀
111 : 모듈 설치부 113 : 중공부 113a : 중공 113c : 냉각유채
115 : 제1 함체 117 : 제2 함체 119a : 결합부재 120 : 태양전지모듈
121 : 투명 광학기판 123 : 양면 수광형 태양전지 130 : 투명커버부
137 : 광학수단 139 : 광 확산부 140 : 인버터장치 148: 제1공간부
149: 제2공간부 150 ; 방열핀
Claims (21)
- 상부에서 하부로 갈수록 크기가 작아지는 공간을 지닌 모듈 설치부를 형성하는 하우징본체;
상기 하우징본체 외측면에 열기를 방출하는 하나 이상의 방열핀; 및
상기 모듈 설치부 중간부에 투명 광학기판을 배치하여 구획되는 제1공간부와 제2공간부 ; 및 상기 제1공간부 측면 과 제2공간부 측면 과 하부면에 구성 되는 광 반사수단; 및
상기 투명 광학기판 상에 설치되어 태양광에 의해 양쪽 면에서 전기를 발생하는 하나 이상의 양면 수광형 태양전지(Bifacial Solar Cell)가 전기적으로 연결 구성된 태양전지모듈; 및
상기 하우징본체를 밀폐하도록 상기 하우징본체에 결합되며, 태양광이 투과하는 투명커버부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 하우징본체는,
불활성 기체로 충전되거나 또는 진공으로 유지되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 투명커버부는 돔(dome)형태로 구성하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 투명커버부는 결합부재에 의해 상기 하우징본체와 연결되어 상기 모듈 설치부를 개폐하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 투명 광학기판은 단면 또는 양면에 양각 패턴의 광 확산부가 성형되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 투명 광학기판은 하나 이상의 경사면 또는 요철면을 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 태양전지모듈은 별도의 밀봉을 위한 전면기판 과 후면기판 그리고 그 사이에 배열되는 충진층을 배제하고 열융착 없이 접착부재에 의해 상기 투명 광학기판에 결합 설치되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3항에 있어서,
상기 태양전지모듈은 전면기판 과 후면기판과 양면 수광형 태양전지 사이에 충진층 과의 열융착에 의해 밀봉 되어 상기 투명 광학기판에 설치되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3항에 있어서,
상기 하우징본체의 내측면 또는 외측면에 결합되어 상기 태양전지모듈에서 인출된 직류전력를 교류전력으로 변환하여 출력하는 인버터장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 인버터장치는 상기 태양전지모듈을 향하여 흐르는 역방향 전류를 차단하기 위한 다이오드를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치 - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3항에 있어서, 상기 하우징본체는,
상기 모듈 설치부가 형성되며, 상기 투명커버부의 결합을 통해 상기 모듈 설치부가 밀폐되는 제1 함체; 및 상기 제1 함체와 결합되는 제2 함체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제1 함체와 상기 제2 함체 사이가 이격되게 중공을 갖는 구조로 결합되는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 중공 내부에는 냉각유체를 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 냉각유체는 온도가 영하 이하로 내려갈 때도 동결되지 않는 부동액으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 중공 내부에 냉각유체를 순환하기 위한 순환장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 중공은 진공인 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 투명커버부는 복층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3항에 있어서,
상기 투명커버부는 적외선 또는 자외선을 선택적으로 차단하거나 모두를 차단하는 광학수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 투명커버부는 태양광을 상기 하우징본체의 내부로 집광 및 확산, 산란, 굴절하는 광 확산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 1 항 또는 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 투명커버부는 태양광을 상기 하우징본체의 내부로 집광 및 확산, 산란, 굴절하는 광 확산부 와 적외선 또는 자외선을 선택적으로 차단하거나 모두를 차단하는 광학수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치. - 제 11 항에 있어서, 상기 제2함체는,
외측면에 하나 이상의 방열핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 수광형 태양광발전장치.
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| KR1020140068147A KR20150140019A (ko) | 2014-06-05 | 2014-06-05 | 양면 수광형 태양광발전장치 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20210121792A (ko) * | 2020-03-31 | 2021-10-08 | 주식회사 지엘 | 태양광 발전용 쏠라셀 장치 |
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2014
- 2014-06-05 KR KR1020140068147A patent/KR20150140019A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210121792A (ko) * | 2020-03-31 | 2021-10-08 | 주식회사 지엘 | 태양광 발전용 쏠라셀 장치 |
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| WITN | Withdrawal due to no request for examination |