KR20150144660A - Hybrid device for photovoltaic power generation and air conditioning - Google Patents

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KR20150144660A
KR20150144660A KR1020140073791A KR20140073791A KR20150144660A KR 20150144660 A KR20150144660 A KR 20150144660A KR 1020140073791 A KR1020140073791 A KR 1020140073791A KR 20140073791 A KR20140073791 A KR 20140073791A KR 20150144660 A KR20150144660 A KR 20150144660A
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solar cell
heating
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cooling
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KR1020140073791A
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백승욱
이동일
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한국과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a hybrid sunlight generation and air-conditioning apparatus. The hybrid sunlight generation and air-conditioning apparatus includes: a location calculation unit which calculates a location of the sun; a module unit which collects sunlight while moving in accordance with the location of the sun, having been traced through the location calculation unit, and adsorbs the heat generated on the basis of the collected sunlight; and a cooling/heating unit which provides cooling or heating by using the heat generated in the module unit and a heat storage tank storing high temperature water, having adsorbed the heat generated in the module unit.

Description

복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치{Hybrid device for photovoltaic power generation and air conditioning}[0001] Hybrid device for photovoltaic power generation and air conditioning [

본 발명은 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combined solar power generation and heating / cooling apparatus.

태양 에너지를 이용하는 발전에는 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양광 발전과, 태양열을 전기 에너지로 변환하는 태양열 발전, 그리고, 태양열을 집열한 후 난방용 또는 온수용으로 사용하는 태양열 집열 발전 등이 있다. 이러한 태양 에너지를 이용하는 발전 방식들은 아직 이용 효율이 낮아 경제성이 낮다. 따라서, 태양 에너지를 이용하는 여러 가지 방법에 대한 개발이 요구되고 있다.Power generation using solar energy includes solar power generation that converts sunlight into electric energy, solar power generation that converts solar energy into electric energy, and solar thermal power generation that uses solar heating for heating or hot water. These solar power generation schemes are not economical due to their low utilization efficiency. Therefore, there is a demand for development of various methods using solar energy.

태양 에너지를 이용하는 복합형 장치의 예로, 태양광 발전과 태양열 발전을 이용하는 것이 있다. 그러나 태양광 발전과 태양열 발전이 각각 분리되어 있어, 전기와 난방열을 동시에 사용하기 위해서는 공간적으로 분리된 두 가지 시설을 함께 사용해야 하는 단점을 갖는다.Examples of hybrid devices using solar energy include solar power and solar power. However, solar power generation and solar power generation are separated from each other. Therefore, in order to use electricity and heating heat at the same time, there are disadvantages of using two spatially separated facilities together.

따라서, 본 발명은 태양전지 효율을 높이고, 태양전지에 의해 생성된 열을 냉난방시스템에 활용하며, 태양의 위치 추적에 있어 정확도를 높일 수 있는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a combined solar power generation and heating and cooling apparatus capable of increasing solar cell efficiency, utilizing heat generated by a solar cell in a cooling and heating system, and improving accuracy in tracking the position of the sun.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 태양의 위치를 산출하는 위치 산출부; 상기 위치 산출부를 통해 추적한 태양의 위치에 따라 이동하여 태양광을 집광하고, 집광한 태양광을 토대로 발생되는 열을 흡수하는 모듈부; 상기 모듈부에서 발생된 열을 흡수한 고온의 물을 저장하는 축열탱크; 및 상기 모듈부에서 발생된 열을 이용하여 냉방 또는 난방을 제공하는 냉/난방부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a position calculating apparatus for calculating a position of a sun, A module unit that moves according to the position of the sun tracked through the position calculation unit to condense the sunlight and absorb heat generated based on the collected sunlight; A storage tank for storing hot water absorbing heat generated in the module unit; And a cooling / heating unit for providing cooling or heating using heat generated in the module unit.

상기 모듈부는, 상기 태양광으로부터 태양열을 흡수하는 집열판; 상기 집열판이 각각 흡수한 태양열을 전달 받고, 열을 고온부에서 저온부로 이송하는 히트 파이프; 및 상기 집열판의 상부에 위치하며 태양의 위치에 따라 이동하며 태양광을 집광하는 태양 전지를 포함할 수 있다.The module unit includes: a heat collecting plate for absorbing solar heat from the sunlight; A heat pipe for receiving the solar heat absorbed by the heat collecting plates, respectively, and transferring the heat from the high temperature portion to the low temperature portion; And a solar cell which is positioned above the heat collecting plate and moves according to the position of the sun and condenses sunlight.

상기 모듈부는 상기 히트 파이프로 전달되는 태양열을 이용하여 상기 히트 파이프의 내부에 존재하는 작동 유체를 가열시켜 증기를 발생하는 증발부; 및 상기 히트 파이프의 한 측에 형성되며, 상기 증발부에서 발생한 증기의 열을 소산시키는 응축부를 포함할 수 있다.Wherein the module unit comprises: an evaporator which generates steam by heating a working fluid present inside the heat pipe using solar heat transmitted to the heat pipe; And a condenser formed on one side of the heat pipe and dissipating heat of the steam generated in the evaporator.

상기 모듈부는 상기 태양전지의 상부에 위치하며, 대기로의 연손실을 막는 저철분 강화유리를 포함할 수 있다.The module unit may include a low iron tempered glass located at an upper portion of the solar cell and preventing a duct loss to the atmosphere.

상기 모듈부는, 상기 태양광으로부터 태양열을 흡수하는 집열판; 내부로 유체인 냉각수를 흘려 보내, 상기 태양전지로부터 생성되는 열을 흡수하는 냉각관; 및 상기 집열판의 상부에 위치하며 태양의 위치에 따라 이동하며 태양광을 집광하는 태양 전지를 포함할 수 있다.The module unit includes: a heat collecting plate for absorbing solar heat from the sunlight; A cooling pipe for flowing cooling water as a fluid to the inside and absorbing heat generated from the solar cell; And a solar cell which is positioned above the heat collecting plate and moves according to the position of the sun and condenses sunlight.

상기 모듈부는 상기 히트 파이프 주위를 에워싸는 제1 물질; 및 상기 히트 파이프와 상기 제1 물질 사이의 공간을 채워주는 열 전달 물질를 포함할 수 있다.The module portion comprising: a first material surrounding the heat pipe; And a heat transfer material filling the space between the heat pipe and the first material.

상기 모듈부는 복수개가 여러 층으로 설치되며, 복수개 설치되는 모듈부 전체의 방위각을 제어하는 제1 모터; 및 상기 복수개 설치되는 모듈부 전체의 고도각을 제어하는 제2 모터를 포함할 수 있다.A plurality of modules installed in a plurality of layers and controlling the azimuth angle of the plurality of module units; And a second motor for controlling altitude angles of the plurality of module units.

상기 모듈부는, 태양광을 집광하는 태양전지; 상기 히트 파이프와 태양 전지 주위에 배치하여, 포물선 초점을 중심으로 회전하여 태양의 고도각을 추적하는 적어도 하나 이상의 포물선 거울; 상기 적어도 하나 이상의 포물선 거울이 태양의 고도각을 추적하도록 회전을 동력을 발생하는 모터; 상기 적어도 하나 이상의 포물선 거울 각각의 한쪽 측면에 구비되어 있어 상기 포물선 거울이 회전하도록 상기 모터에서 발생하는 동력을 전달하는 기어; 및 하나 이상의 상기 기어에 연결되어 상기 모터에서 발생한 동력을 상기 기어를 통해 상기 포물선 거울에 동시에 전달되도록 연결되어 있는 체인을 포함할 수 있다.The module unit includes: a solar cell that condenses sunlight; At least one parabolic mirror disposed around the heat pipe and the solar cell to rotate about a parabolic focal point to track an altitude angle of the sun; A motor that generates power to rotate the at least one parabolic mirror to track the elevation angle of the sun; A gear provided on one side of each of the at least one parabolic mirrors for transmitting power generated by the motor to rotate the parabolic mirror; And a chain connected to one or more of the gears and connected to simultaneously transmit the power generated by the motor to the parabolic mirror through the gear.

본 발명에 따르면 날씨에 관계없이 태양의 위치를 정확히 산출하고 전기와 열을 동시에 생산함으로써 태양에너지의 이용 효율을 높일 수 있다. According to the present invention, it is possible to accurately calculate the position of the sun regardless of the weather, and to simultaneously generate electricity and heat, thereby increasing the utilization efficiency of solar energy.

또한 태양전지에 의해 생성된 열을 이용하여 냉방 및 난방을 제공함으로써 건물의 냉방 및 난방 비용을 절감할 수 있다.In addition, by using the heat generated by solar cells to provide cooling and heating, the cooling and heating costs of buildings can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.
1 is a structural view of a combined solar power generation and heating / cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view of a module unit according to the first embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view of a module unit according to a second embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view of a module unit according to a third embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view of a module unit according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is an exemplary view of a module unit according to a fifth embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view of a module unit according to a sixth embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view of a module unit according to a seventh embodiment of the present invention.
9 is an exemplary view of a module section according to an eighth embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a combined solar power generation and cooling / heating apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치의 구조도이다.1 is a structural view of a combined solar power generation and heating / cooling apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치는 이동하는 태양의 위치를 산출하는 위치 산출부(100), 산출된 태양의 위치에 따라 태양광을 집광하고, 집광한 태양광을 토대로 발생되는 열을 흡수하는 모듈부(200), 모듈부(200)에서 발생된 열을 흡수한 고온의 물을 저장하는 축열탱크(300), 모듈부(200)에서 발생된 열을 이용하여 난방과 온수를 제공하거나, 냉방을 제공하는 냉/난방부(400) 및 냉/난방부(400)의 조작 메뉴를 사용자에게 제공하는 조작부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the combined solar power generation and heating and cooling apparatus includes a position calculation unit 100 for calculating the position of a moving sun, a condenser for condensing sunlight according to the calculated position of the sun, A heat storage tank 300 for storing high temperature water that absorbs heat generated in the module unit 200, a heat storage tank 300 for storing heat generated in the module unit 200, And a control unit 500 for providing the user with operation menus of the cooling / heating unit 400 and the cooling / heating unit 400 for providing hot water or providing cooling.

위치 산출부(100)는 태양의 위치를 산출하고자 하는 시간의 위도와 경도에 기초하여 태양의 고도각과 방위각을 산출한다. 이때, 시간은 년, 월, 일, 시, 분, 초 등을 포함할 수 있다.The position calculation unit 100 calculates the altitude and azimuth angles of the sun based on the latitude and the longitude of the time when the position of the sun is to be calculated. In this case, the time may include year, month, day, hour, minute, second, and the like.

위치 산출부(100)는 매틀랩(matlab) 기반의 시뮬링크(simulink), 랩뷰(labview), 아두이노, 마이컴 등의 프로그램을 포함하여, 태양의 위치를 산출한다. 본 발명의 실시예에서는 시뮬링크 프로그램 기반으로 태양의 위치를 산출하는 방법에 대해 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.The position calculation unit 100 calculates the position of the sun including programs such as simulink, labview, arduino, and micom based on a matlab. In the embodiment of the present invention, a method of calculating the sun's position based on the simulink program will be described, but it is not necessarily limited thereto.

먼저, 위치 산출부(100)는 컴퓨터로부터 시각 정보를 입력받는다.First, the position calculation unit 100 receives time information from a computer.

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1에서 clock은 컴퓨터에서 현재시간을 읽어 들이는 함수이며, fix(clock)는 불러들인 시간 값을 0에 가까운 정수로 정리해주는 매틀랩(matlab) 함수이다.In equation (1), clock is a function that reads the current time from the computer, and fix (clock) is a matlab function that summarizes the time value of the loaded time as an integer close to zero.

아래의 수학식 2 내지 7은 시간 정보로 입력된 년(y), 월(m), 일(d), 시(h), 분(mi), 초(s)이다.The following equations (2) to (7) are years (y), months (m), days (d), hours (h), minutes (mi), and seconds (s) input as time information.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

Figure pat00007
Figure pat00007

다음으로, 위치 산출부(100)는 다음 수학식 8을 이용하여 태양의 황도좌표계(ecliptic coordinates)에서의 회전각(n)을 산출한다.Next, the position calculating unit 100 calculates the rotation angle (n) in the sun's ecliptic coordinates using the following equation (8).

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, da는 1월 1일부터 오늘까지의 일 수를 센 값을 의미한다. 예를 들면, 1월 1일의 경우 da=1, 2월 4일의 경우 da=31+4=35이다.Here, da means the number of days from January 1 to today. For example, da = 1 for January 1 and da = 31 + 4 = 35 for February 4.

수학식 8에 따르면 1월 1일 0시 정각에서 황도좌표계에서의 회전각 n=0이며, 12월 31일 24시 정각에서 황도좌표계에서의 회전각 n=360°이다.According to Equation (8), the rotation angle n in the ecliptic coordinate system is zero at 0 o'clock on January 1, and the rotation angle n in the ecliptic coordinate system is 360 ° at 24 o'clock on December 31.

다음으로, 위치 산출부(100)는 적도좌표계에서 태양의 위치 즉, 적위(dec)와 시간각(H)를 산출한다.Next, the position calculation unit 100 calculates the position of the sun, that is, the declination (dec) and the time angle (H) in the equatorial coordinate system.

적위(dec)는 아래의 수학식 9에 따라 산출한다.The declination (dec) is calculated according to the following equation (9).

Figure pat00009
Figure pat00009

시간각(H)는 아래의 수학식 10에 따라 산출한다.The time angle (H) is calculated according to the following equation (10).

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서, ha는 남중고도시각과 현재시각과의 차이값을 의미하며, 아래의 수학식 11에 따라 산출한다.Here, ha denotes a difference value between the southern elevation angle and the current time, and is calculated according to the following expression (11).

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서, Tm은 남중고도시각을 의미하며, 아래의 수학식 12에 따라 산출한다.Here, Tm denotes the southern height altitude time, and is calculated according to the following equation (12).

Figure pat00012
Figure pat00012

Figure pat00013
Figure pat00013

여기서, Te는 균시차를 의미하고, LST는 지방표준시를 의미하며, longitude(actual)는 위치산출부가 위치한 경도를 의미한다.Here, Te denotes the mean time difference, LST denotes the fat time, and longitude (actual) denotes the longitude at which the position calculating unit is located.

균시차 Te는 아래의 수학식 14 내지 17에 따라 산출한다.The equilibrium difference Te is calculated according to the following equations (14) to (17).

Figure pat00014
Figure pat00014

Figure pat00015
Figure pat00015

Figure pat00016
Figure pat00016

Figure pat00017
Figure pat00017

여기서, floor(x)는 x보다 같거나 작은 최대의 정수를 나타내주는 매틀랩 함수이다.Here, floor (x) is a mantle function representing the largest integer equal to or smaller than x.

마지막으로, 아래의 수학식 18 내지 20에 의해 위치 산출부(100)는 지평좌표계에서 태양의 위치 즉, 고도(alt)와 방위각(azi)을 산출한다.Finally, the position calculating unit 100 calculates the position of the sun, that is, the altitude alt and the azimuth azi according to the following equations (18) to (20).

Figure pat00018
Figure pat00018

여기서 h<Tm 일 경우 방위각은 아래의 수학식 19에 의해 산출된다.Where h < Tm, the azimuth angle is calculated by the following equation (19).

Figure pat00019
Figure pat00019

Figure pat00020
Figure pat00020

그리고 h≥m일 경우 방위각은 아래의 수학식 20에 의해 산출된다.And in the case of h? M, the azimuth angle is calculated by the following equation (20).

Figure pat00021
Figure pat00021

Figure pat00022
Figure pat00022

여기서, lat는 위치 산출부(100)가 위치한 위도를 의미한다.Here, lat means the latitude at which the position calculation unit 100 is located.

결국, 현재 시각과 위치 산출부(100)의 위도와 경도에 기초하여, 위치 산출부(100)는 태양의 고도와 방위각을 산출할 수 있다. 이러한 방법으로 산출된 태양의 고도와 방위각은 한국천문연구원의 자료와 평균 0.1°이하의 오차를 보이는 것을 확인할 수 있다.As a result, based on the current time and the latitude and longitude of the position calculation unit 100, the position calculation unit 100 can calculate the altitude and the azimuth angle of the sun. The altitude and azimuth of the sun calculated by this method shows an error of less than 0.1 ° on average with Korea Astronomy and Space Science Institute data.

다음, 본 발명의 실시예에 따른 모듈부(200)는 구성 요소에 따라 다음 7가지의 형태로 구현될 수 있다. 이에 대해 도 2 내지 도 8을 참조로 먼저 설명한다.Next, the module unit 200 according to the embodiment of the present invention can be implemented in the following seven forms according to the components. This will be described first with reference to FIGS. 2 to 8. FIG.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.2 is an exemplary view of a module unit according to the first embodiment of the present invention.

도 2의 (a)에 도시된 모듈부(200)의 평면도에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예에 따른 모듈부(200-1)는 집열판(210-1), 히트 파이프(210-2), 태양전지(210-3), 저철분 강화유리(210-4), 케이스(210-5), 증발부(210-6) 및 응축부(210-7)를 포함한다.As shown in the plan view of the module unit 200 shown in FIG. 2 (a), the module unit 200-1 according to the first embodiment includes a heat collecting plate 210-1, a heat pipe 210-2, A solar cell 210-3, a low iron tempered glass 210-4, a case 210-5, an evaporator 210-6 and a condenser 210-7.

집열판(210-1)은 태양광으로부터 열 에너지, 즉 태양열을 흡수한다. 집열판(210-1)은 열 전도 계수가 큰 금속(예를 들어 구리, 알루미늄 등)으로 구현될 수 있으며, 비금속으로 구현될 수도 있다. 집열판(210-1)은 태양광으로부터 흡수한 태양열(즉, 태양 에너지)을 히트 파이프(210-2)로 전달한다. 집열판(210-1)은 태양전지(210-3)의 하부에 위치한다.The heat collecting plate 210-1 absorbs heat energy, that is, solar heat, from sunlight. The heat collecting plate 210-1 may be formed of a metal having a high thermal conductivity (for example, copper, aluminum, or the like), or may be formed of a nonmetal. The heat collecting plate 210-1 transfers the solar heat (i.e., solar energy) absorbed from the sunlight to the heat pipe 210-2. The heat collecting plate 210-1 is positioned below the solar cell 210-3.

히트 파이프(210-2)는 집열판(210-1)의 하부에 위치하며, 집열판(210-1)이 흡수한 태양열을 고온부로부터 저온부로 이송한다. 즉, 히트 파이프(210-2)로 전달된 태양열은 증발부(210-6)에서 히트 파이프(210-2) 내부의 이동 유체를 가열시켜 증기를 발생시킨다. The heat pipe 210-2 is located below the heat collecting plate 210-1 and transfers the solar heat absorbed by the heat collecting plate 210-1 from the high temperature portion to the low temperature portion. That is, the solar heat transferred to the heat pipe 210-2 generates steam by heating the moving fluid inside the heat pipe 210-2 in the evaporator 210-6.

그리고, 발생된 증기는 잠열을 가지고 상대적으로 온도가 낮은 히트 파이프(210-2)의 한쪽 측면에 구성된 응축부(210-7)로 이송된 뒤 열을 소산시킨다. 여기서 고온부와 저온부를 나누는 기준 온도는 특정 온도로 한정하여 제한하지 않으며, 두 온도를 비교하였을 때 높은 쪽을 고온부, 상대적으로 낮은 쪽을 저온부라 지칭한다.The generated steam is transferred to the condenser 210-7 on one side of the relatively low-temperature heat pipe 210-2 with latent heat, and dissipates the heat. Here, the reference temperature for dividing the high temperature part and the low temperature part is not limited to a specific temperature, and when the two temperatures are compared, the higher temperature part is referred to as a high temperature part and the relatively lower part is referred to as a low temperature part.

히트 파이프(210-2)에 의해 소산된 열 에너지는, 이동 유체 등을 통해 축열 탱크(300) 등에 저장될 수 있다. 히트 파이프(210-2)는 잠열(latent heat)을 소산시킨 증기는 다시 액체로 응축되고, 응축된 액체는 다시 증발부(210-6)쪽으로 귀환한다. The heat energy dissipated by the heat pipe 210-2 can be stored in the heat storage tank 300 or the like through a moving fluid or the like. In the heat pipe 210-2, the vapor dissipated from the latent heat is again condensed into liquid, and the condensed liquid is returned to the evaporation portion 210-6.

히트 파이프(210-2)는 내벽은 모세 그루브 구조의 형태로 구현되거나 또는 모세 관력을 발생하기 위한 다양한 형태의 윅(wick) 구조의 형태로 구현될 수 있다. 이와 같은 형태의 구조로 히트 파이프(210-2)의 내벽을 형성하기 위하여 와이어 다발, 편조 망, 소결체, 스크린 망 또는 섬유체 중 어느 하나가 이용될 수 있으며, 그루브 구조 또는 윅 구조는 이미 알려진 사항으로 본 발명의 실시예에서는 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.The inner wall of the heat pipe 210-2 may be implemented in the form of a capillary groove structure or in the form of various wick structures for generating a capillary force. A wire bundle, a braided net, a sintered body, a screen net, or a fibrous body may be used to form the inner wall of the heat pipe 210-2 in such a structure. The detailed description of the structure will be omitted in the embodiment of the present invention.

히트 파이프(210-2)는 도 2의 (b)의 모듈부(200-1)의 정면도에 나타낸 바와 같이, 집열판(210-1) 내에 삽입된 형태로 구현하거나, 초음파 용접 또는 열 접착제 등을 사용하여 히트 파이프(210-2)를 집열판(210-1) 뒷면에 부착된 형태로 구현할 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에서는 히트 파이프(210-2)가 집열판(210-1)의 하부에 구현되는 것을 예로 하여 설명한다.The heat pipe 210-2 may be embodied as being inserted into the heat collecting plate 210-1 as shown in a front view of the module unit 200-1 of FIG. 2 (b), or may be realized by ultrasonic welding, The heat pipe 210-2 may be mounted on the back surface of the heat collecting plate 210-1. However, in the embodiment of the present invention, the heat pipe 210-2 is formed below the heat collecting plate 210-1.

히트 파이프(210-2)는 기체-액체 상변화를 통해 열 에너지를 전달하기 위해, 일측이 집열판(210-1) 외부 방향 즉, 모듈부(200)의 외부로 돌출될 수 있다. 그러므로, 히트 파이프(210-2) 내에서 열 에너지를 태양광 복합 모듈 외부로 전달하기 위한 일측은 응축부(210-7)가 될 수 있고, 응축부(210-7)의 수평 방향에 증발부(210-6)가 위치할 수 있다. 하나의 예로, 히트 파이프(210-2) 내에서 응축된 유체의 이동을 위해 증발부(210-6)가 응축부(210-7)보다 낮은 높이에 위치할 수 있다.The heat pipe 210-2 may protrude outwardly of the heat collecting plate 210-1, that is, to the outside of the module 200, in order to transfer heat energy through a gas-liquid phase change. Therefore, one side of the heat pipe 210-2 for transferring the heat energy to the outside of the solar photovoltaic module may be the condenser 210-7, and the evaporator 210-7 may be disposed in the horizontal direction of the condenser 210-7. (210-6) may be located. As an example, the evaporator 210-6 may be located at a lower elevation than the condenser 210-7 for movement of the condensed fluid within the heat pipe 210-2.

태양전지(210-3)는 집열판(210-1)의 상부에 위치한다. 태양전지(210-3)는 실리콘 태양전지, 박막형 태양전지, 염료 감응형 태양전지(DSC: Dye-sennsitized Solar Cell), 비정질 실리콘 박막을 이용한 박막 실리콘 태양전지, 카드뮴-텔루르(CdTe: Cadmium telluride) 태양전지, 유기(Orgnic) 태양전지 등과 같은 박막 태양전지들로 구현될 수 있으며, 어느 하나의 형태로 한정하지 않는다.The solar cell 210-3 is located above the heat collecting plate 210-1. The solar cell 210-3 may be a silicon solar cell, a thin film solar cell, a dye-sensitized solar cell (DSC), a thin film silicon solar cell using an amorphous silicon thin film, a cadmium telluride (CdTe) Solar cells, organic solar cells, and the like, and the present invention is not limited thereto.

태양전지(210-3) 상부에는 저철분 강화유리(210-4)가 위치하며, 저철분 강화유리(210-4)는 대기로의 열손실을 막아준다. 여기서 저철분 강화유리(210-4) 대신에 물방울 움직임을 활용한 전기 에너지를 발생시킬 수 있는 투명한 소자를 사용하여, 비가 오는 날에 발전할 수 있도록 할 수 있으며, 어느 하나의 형태로 한정하지 않는다.The low iron tempered glass 210-4 is located above the solar cell 210-3 and the low iron tempered glass 210-4 prevents heat loss to the atmosphere. Here, instead of the low iron tempered glass 210-4, a transparent element capable of generating electric energy utilizing droplet motion can be used to generate electricity on a rainy day, and the present invention is not limited to any one form .

접착부(도면 미도시)는 집열판(210-1)과 태양전지(210-3)의 사이에 위치하고, 집열판(201-1)과 태양전지(210-3)를 연결한다. 접착부는 태양전지(210-3)를 투과한 태양열이 전달될 수 있는 접합 물질로 구성될 수 있다.The bonding portion (not shown) is located between the heat collecting plate 210-1 and the solar cell 210-3, and connects the heat collecting plate 201-1 and the solar cell 210-3. The bonding portion may be formed of a bonding material through which the solar heat transmitted through the solar cell 210-3 can be transmitted.

히트 파이프(210-2)는 열회수용 유로(210-8)에 연결된다. 집열판(210-1)에서 집열된 열은 히트 파이프(210-2) 내 유체의 기화와 응축을 통해 유로를 통해 유동하는 유체(또는, 액체)로 전달된다. 유로에서 유동하는 액체는 복수개의 히트 파이프(210-2)들을 통해 전달된 열을 축열탱크(300) 등으로 전달할 수 있다. 축열탱크(300)에 저장된 열 에너지는 건물 또는 시설물의 난방 또는 온수 등의 열원으로 이용될 수 있다.The heat pipe 210-2 is connected to the heat recovery flow path 210-8. The heat collected in the heat collecting plate 210-1 is transferred to the fluid (or liquid) flowing through the flow path through vaporization and condensation of the fluid in the heat pipe 210-2. The liquid flowing in the flow path can transfer the heat transferred through the plurality of heat pipes 210-2 to the heat storage tank 300 or the like. The heat energy stored in the heat storage tank 300 may be used as a heat source for heating or hot water of a building or a facility.

케이스(210-5)는 경질 폴리우레탄(rigid polyurethane) 또는 글라스 울(glass wool) 재질을 갖는 단열재로 구성되며, 히트 파이프(210-2), 태양전지(210-3) 등의 모듈부(200)가 케이스(210-5) 내부에 포함되는 형태로 구현된다.The case 210-5 is made of a heat insulating material having a rigid polyurethane or glass wool material and has a module part 200 such as a heat pipe 210-2 and a solar cell 210-3 Is included in the case 210-5.

여기서, 히트 파이프(210-2) 한 개당 하나의 집열판(210-1)을 만들고 여러 개를 연결하면, 도 2에서 언급한 구조와 동일한 구조를 만들 수 있다. 이와 같은 구조를 이용하면 대용량 제작이 용이하다. Here, if one heat collecting plate 210-1 is formed for one heat pipe 210-2 and a plurality of heat collecting plates 210-1 are connected to each other, the same structure as that shown in FIG. 2 can be formed. Using such a structure makes it possible to manufacture a large capacity.

다음 본 발명의 제2 실시예에 따른 모듈부(200-2)의 예에 대해 도 3을 참조로 설명한다.Next, an example of the module section 200-2 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.3 is an exemplary view of a module unit according to a second embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 모듈부(200-2)는 집열판(220-1), 냉각관(220-2), 태양전지(220-3), 저철분 강화유리(220-4) 및 케이스(220-5)를 포함한다. 상기 도 2의 제1 실시예에 따른 모듈부(200)와의 차이점으로 히트 파이프(210-2) 대신에 냉각관(220-2)을 사용하는 것이다.3, the module unit 200-2 according to the second embodiment includes a heat collecting plate 220-1, a cooling pipe 220-2, a solar cell 220-3, a low iron tempered glass 220-4 and a case 220-5. The difference from the module unit 200 according to the first embodiment of FIG. 2 is that the cooling pipe 220-2 is used instead of the heat pipe 210-2.

냉각관(220-2) 내부로 유체 즉, 냉각수를 흘려 보내 태양전지로부터 생성되는 열을 흡수 한다. 본 발명의 실시예에서는 냉각관(220-2)을 동으로 제작하는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.A fluid, that is, cooling water, flows into the cooling pipe 220-2 to absorb heat generated from the solar cell. In the embodiment of the present invention, the cooling pipe 220-2 is made of copper, but the present invention is not limited thereto.

집열판(220-1), 태양전지(220-3), 저철분 강화유리(220-4) 및 케이스(220-5)에 대한 사항은 상기 도 2에 도시한 바와 같이 구현될 수 있으며, 도 3에서는 상세한 설명을 생략한다.The matters relating to the heat collecting plate 220-1, the solar cell 220-3, the low iron tempered glass 220-4 and the case 220-5 can be realized as shown in FIG. 2, Detailed description will be omitted.

여기서, 냉각관(220-2) 한 개당 하나의 집열판(220-1)을 만들고 여러 개를 연결하면, 도 3에서 언급한 구조와 동일한 구조를 만들 수 있다. 이와 같은 구조를 이용하면 대용량 제작이 용이하다. Here, if one heat collecting plate 220-1 is formed for one cooling tube 220-2 and a plurality of heat collecting plates 220-1 are connected to each other, the same structure as that shown in FIG. 3 can be formed. Using such a structure makes it possible to manufacture a large capacity.

다음은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모듈부(200)에 대해 도 4를 참조로 설명한다.Next, the module unit 200 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.4 is an exemplary view of a module unit according to a third embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 히트 파이프를 흡열판 내부에 삽입하여 구현하는 것과 동일한 효과를 얻기 위하여, 히트 파이프(230-1) 주위를 제1 물질(230-2)로 에워싸고, 히트 파이프(230-1)와 제1 물질(230-2) 사이를 열 전달 물질(230-3)로 채워 넣는 것으로 모듈부를 구현한다. 여기서 제1 물질(230-2)로는 알루미늄을 예로 하여 설명하고, 열 전달 물질(230-3)은 어느 하나의 물질로 한정하지 않는다.As shown in FIG. 4, in order to obtain the same effect as that of inserting the heat pipe into the heat absorbing plate, the first material 230-2 surrounds the heat pipe 230-1, 230-1 and the first material 230-2 with the heat transfer material 230-3. Here, the first material 230-2 is exemplified by aluminum, and the heat transfer material 230-3 is not limited to any one material.

히트 파이프를 흡열판 내부에 삽입하여 구현하는 경우 제작 비용이 증가하기 때문에, 도 4의 제3 실시예와 같이 구현하는 경우 제작 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 흡열판 내부에 히트 파이프를 삽입하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.When the heat pipe is inserted into the heat absorbing plate, the manufacturing cost increases. Therefore, when the heat pipe is implemented as in the third embodiment of FIG. 4, the manufacturing cost can be reduced, Effect can be obtained.

또한, 히트 파이프(230-1) 한 개당 하나의 집열판을 만들고 여러 개를 연결하면, 도 4에서 언급한 구조와 동일한 구조를 만들 수 있다. 이와 같은 구조를 이용하면 대용량 제작이 용이하다. Further, if one heat-collecting plate is formed for one heat pipe 230-1 and a plurality of heat pipes 230-1 are connected to each other, the same structure as that shown in FIG. 4 can be formed. Using such a structure makes it possible to manufacture a large capacity.

다음은 본 발명의 제4 실시예에 따른 모듈부(200-4)에 대해 도 5를 참조로 설명한다. 제3 실시예에서는 상기 도 2 내지 도 4의 모듈을 다층으로 배치하는 경우에 대한 것이다.Next, the module section 200-4 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. In the third embodiment, the modules of FIGS. 2 to 4 are arranged in multiple layers.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.5 is an exemplary view of a module unit according to a fourth embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 대량으로 모듈부(200-4)가 설치되는 경우 다층으로 배치되며, 방위각 모터(240-1)와 고도각 모터(240-2)를 이용하여 태양 추적을 하여 발전 효율을 향상시킨다. 즉, 방위각 모터(240-1)와 고도각 모터(240-2)를 통해 복수의 모듈부(200-4)가 동시에 회전하여 태양 추적을 용이하게 수행할 수 있도록 한다. As shown in FIG. 5, when a large number of module units 200-4 are installed, they are arranged in multiple layers, and solar tracking is performed by using an azimuth motor 240-1 and an altitude angle motor 240-2, Improves efficiency. That is, the plurality of module units 200-4 rotate simultaneously through the azimuth motor 240-1 and the altitude angle motor 240-2, thereby facilitating solar tracking.

여기서 방위각 모터(240-1)와 고도각 모터(240-2)의 구동 방법은 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 방위각 모터(240-1)와 고도각 모터(240-2)가 연결되어 있는 기어 및 베어링에 대한 사항도 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 기어 및 베어링에 대한 기능의 상세한 설명을 생략한다.Here, the method of driving the azimuth motor 240-1 and the altitude angle motor 240-2 is already known, and a detailed description thereof will be omitted in the embodiment of the present invention. The gears and bearings to which the azimuth motor 240-1 and the altitude angle motor 240-2 are connected are already known. In the embodiment of the present invention, a detailed description of the functions of the gears and the bearings It is omitted.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.6 is an exemplary view of a module unit according to a fifth embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 축열탱크(300)가 가로로 설치될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 모듈부(200-5)와 축열탱크(300)가 병렬인 수평으로 설치되어 있다. 즉, 복수의 모듈부(200-5)와 축열탱크(300)가 가로로 설치되는 것을 의미한다. 그리고 모듈부(200-5)를 형성하는 내부의 구조는 도 5의 제4 실시예에 따른 모듈부(200-4)의 구조와 동일하다.As shown in FIG. 6, the heat storage tank 300 may be installed horizontally. That is, as shown in FIG. 6, the module unit 200-5 and the heat storage tank 300 are installed in parallel to each other. That is, a plurality of the module units 200-5 and the heat storage tank 300 are installed laterally. The internal structure of the module section 200-5 is the same as that of the module section 200-4 according to the fourth embodiment of FIG.

다음은 본 발명의 제6 실시예에 따른 모듈부에 대해 도 7을 참조로 설명한다.Next, the module unit according to the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.7 is an exemplary view of a module unit according to a sixth embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 모듈부(200-6)는 포물선 초점에 위치한 히트파이프(260-1) 및 태양전지(260-2), 태양전지(260-2) 주위에 배치되어 집광 효율을 높이는 포물선 거울(260-3)을 포함 할 수 있다. 모듈부(200)의 왼쪽에 축열탱크(300)를 배치하였으며, 포물선 거울(260-3)은 초점을 중심으로 회전하여 태양의 고도각을 추적한다. 7, the module unit 200-6 is disposed around the heat pipe 260-1, the solar cell 260-2, and the solar cell 260-2 located at the parabolic focal point, The height may include a parabolic mirror 260-3. A storage tank 300 is disposed on the left side of the module unit 200, and the parabolic mirror 260-3 rotates about the focal point to track the altitude of the sun.

모터(260-4)와 포물선 거울(260-3)은 기어(260-5)와 체인(260-6)으로 연결되어 있어, 하나의 모터(260-4)로 다량의 포물선 거울(260-3)이 회전하도록 동력을 발생한다. 여기서 기어(260-5)는 포물선 거울(260-3)의 한쪽 측면에 설치되어 모터(26-4)에서 발생한 동력을 포물선 거울(260-3)로 전달한다. 그리고 체인(260-6)은 복수의 기어(260-5)에 연결되어 모터(260-4)에서 발생한 동력을 기어(260-4)를 통해 포물선 거울(260-3)에 동시에 전달되도록 연결되어 있다.The motor 260-4 and the parabolic mirror 260-3 are connected to the gear 260-5 and the chain 260-6 so that a single parabolic mirror 260-3 To rotate. Here, the gear 260-5 is installed on one side of the parabolic mirror 260-3 to transmit the power generated by the motor 26-4 to the parabolic mirror 260-3. The chain 260-6 is connected to the plurality of gears 260-5 so that the power generated by the motor 260-4 is simultaneously transmitted to the parabolic mirror 260-3 through the gear 260-4 have.

히트파이프(260-1) 및 고유연성 태양전지(260-2) 외부는 저철분 강화유리를 사용하여, 대기로의 열손실을 막을 수 있도록 하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다. 또한, 히트파이프(260-1)와 태양전지(260-2)는 진공관(260-7)이 둘러싸고 있는 형태로 구현하는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.The outside of the heat pipe 260-1 and the high-flexible solar cell 260-2 can prevent heat loss to the atmosphere by using a low-iron tempered glass, but it is not necessarily limited thereto. In addition, the heat pipe 260-1 and the solar cell 260-2 are illustrated as being surrounded by the vacuum tube 260-7, but the present invention is not limited thereto.

또한, 모듈부(200-6)가 남향으로 바라보도록 설치하고, 포물선 거울(260-3)의 초점을 중심으로 회전하여 방위각을 추적하게 할 수도 있다. 모듈부(200-6)의 남향으로의 설치나, 포물선 거울(260-3)의 회전을 통한 방위각 추적에 대한 사항은 설계에 따라 다양하게 구현될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.Further, the module unit 200-6 may be installed so as to face toward the south, and the azimuth may be tracked by rotating around the focal point of the parabolic mirror 260-3. The installation of the module unit 200-6 to the south and the azimuth tracking through the rotation of the parabolic mirror 260-3 can be variously implemented according to the design, It is omitted.

다음은 본 발명의 제7 실시예에 따른 모듈부에 대해 도 8을 참조로 설명한다.Next, the module unit according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to Fig.

도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.8 is an exemplary view of a module unit according to a seventh embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 도 7에서 설명한 히트파이프(260-1) 대신에 냉각관(270-1)을 이용한다. 냉각관(270-1) 내부로 유체(270-2)를 흘려 보내 태양전지로부터 생성되는 열을 흡수 할 수 있으며, 나머지 구조는 도 7에 도시한 모듈부의 구조와 동일하다. 본 발명의 실시예에서는 냉각관(270-1)이 동으로 제작되는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.As shown in Fig. 8, a cooling pipe 270-1 is used instead of the heat pipe 260-1 shown in Fig. The fluid 270-2 flows into the cooling pipe 270-1 to absorb the heat generated from the solar cell. The remaining structure is the same as the structure of the module unit shown in FIG. In the embodiment of the present invention, the cooling pipe 270-1 is manufactured by copper, but the present invention is not limited thereto.

도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 모듈부의 예시도이다.9 is an exemplary view of a module section according to an eighth embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 도 7에 나타낸 포물선 형태의 거울을 중첩하여 구성한 구조로서 다음 [수학식 21]로 정의된다.As shown in Fig. 9, a structure constructed by superposing a parabolic mirror shown in Fig. 7 is defined by the following formula (21).

Figure pat00023
Figure pat00023

수학식 21에서

Figure pat00024
이면,
Figure pat00025
이고,In Equation 21,
Figure pat00024
If so,
Figure pat00025
ego,

Figure pat00026
이면,
Figure pat00027
가 된다.
Figure pat00026
If so,
Figure pat00027
.

위 식을 이용하면 태양의 위치에 관계없이 중간에 위치한 초점으로 빛이 모이게 된다.Using the above equation, the light is gathered at an intermediate focus regardless of the position of the sun.

여기서, θ는 회전각, θA는 수광각, r은 원의 반지름, ρ는 부채꼴 호의 길이를 각각 의미한다.Where θ is the rotation angle, θ A is the acceptance angle, r is the radius of the circle, and ρ is the length of the sector arc.

다시 도 1의 설명으로 돌아가서, 축열탱크(300)는 제1 밸브(V1)를 통해 모듈부(200)로부터 유입된 온수를 제2 밸브(V2)와 및 제3 밸브(V3)의 개폐 여부에 따라 난/냉방부(400)로 전달한다. 이를 위해, 축열탱크(300)는 열교환기(도면 미도시)를 포함할 수 있으며, 흡열부는 열전도율이 높은 작동유체를 사용할 수 있다.1, the heat accumulation tank 300 is connected to the second valve V2 and the third valve V3 by switching the hot water introduced from the module unit 200 through the first valve V1 And then to the cooling / cooling unit 400. For this, the heat storage tank 300 may include a heat exchanger (not shown), and the heat absorbing portion may use a working fluid having a high thermal conductivity.

이때, 제1 밸브(V1) 내지 제4 밸브(V4)의 개폐 시점은 축열탱크(300) 내에 저장된 온수의 수위와 온도 감지결과에 따라 제어될 수 있다. 예를 들어, 수위 감지결과, 축열탱크(300)의 온수 수위가 미리 설정된 임계값을 초과할 경우, 제1 밸브(V1)를 닫아(close) 모듈부(200)의 흡열부로부터 온수가 유입되는 것을 방지하거나, 제2 밸브(V2)와 제3 밸브(V3)를 열어(open) 냉/난방부(400)로 온수를 전달할 수 있다.  At this time, the opening and closing timings of the first valve (V1) to the fourth valve (V4) can be controlled according to the water level of the hot water stored in the thermal storage tank (300) and the temperature sensing result. For example, when the water level of the heat storage tank 300 exceeds the predetermined threshold value, the first valve V1 is closed and the hot water flows from the heat absorbing unit of the module unit 200 Or may open the second valve V2 and the third valve V3 to transfer hot water to the cooling / heating unit 400. [

냉/난방부(400는 축열탱크(300)로부터 전달되는 온수를 이용하여 난방을 제공하고 모듈부(200)의 발열을 해소하기 위한 냉각수를 제공하며, 온수를 저장하는 축열탱크(300), 축열탱크(300)에 저장된 물을 흡열부로 공급하여 순환시키는 제1 모터(600-1), 축열탱크(300)에 저장된 물을 난방장치로 공급하는 난방 배관 및 제2 모터(600-2), 그리고 축열탱크(300)에 저장되는 저온의 물(냉각수)을 제공하는 상수도 배관을 포함할 수 있다.The cooling / heating unit 400 includes a heat storage tank 300 for providing heating by using hot water delivered from the heat storage tank 300, providing cooling water for dissipating the heat of the module unit 200, A first motor 600-1 for supplying water stored in the tank 300 to the heat absorbing portion and circulating the water, a heating pipe for supplying water stored in the heat storage tank 300 to the heating device and a second motor 600-2, And a water pipe for providing low-temperature water (cooling water) stored in the heat storage tank 300.

축열탱크(300)는 고온의 물과 저온의 물을 각각 저장하는 두 개의 탱크(고온부, 저온부)를 포함하며, 고온부와 저온부의 수위와 온도를 감지한 결과에 따라 모터, 난방 배관 및 상수도 배관과 연결된 밸브의 개폐를 제어할 수 있다.The heat storage tank 300 includes two tanks (high temperature section and low temperature section) for storing high temperature water and low temperature water, respectively. According to the result of sensing the temperature and the temperature of the high temperature section and the low temperature section, The opening and closing of the connected valve can be controlled.

여기서, 축열탱크(300) 대신에 열 교환기를 이용할 수 있으며, 모듈부(200)의 작동 유체는 겨울철을 대비하여 부동액을 사용할 수도 있다.Here, a heat exchanger may be used instead of the heat storage tank 300, and an antifreeze may be used as a working fluid of the module unit 200 in preparation for the winter season.

상기 본 발명의 실시예에 따른 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치에서는 다양한 형상의 태양전지, 포물선거울, 그리고 흡열부를 개시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2 내지 도 9에 개시된 형상 이외의 다양한 형상으로 구현될 수 있다.In the combined solar power generation and cooling and heating apparatus according to the embodiment of the present invention, solar cells, parabolic mirrors, and heat absorbing units of various shapes are disclosed, but the present invention is not limited thereto, and various shapes other than the shapes disclosed in Figs. 2 to 9 Lt; / RTI &gt;

조작부(500)는 냉/난방부(400)를 조작하기 위한 조작 메뉴를 사용자에게 제공한다. 조작 메뉴로는 온도 설정, 타이머, 온수/난방 스위치, 전원 스위치, 메뉴 제어 등을 포함할 수 있으며, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다. The operation unit 500 provides the user with an operation menu for operating the cooling / heating unit 400. The operation menu may include a temperature setting, a timer, a hot water / heating switch, a power switch, a menu control, and the like, but is not limited thereto.

또한, 통신부를 이용하여 조작부의 작동 상태를 저장하고, 지그비(zigbee), 근거리 네트워크망, 블루투스, 기지국 망, 무선 랜 중 어느 하나를 이용하여 인터넷이나 이동 단말에 정보를 제공하여, 사용자가 조작부(500)에서 사용하는 작동 설정 값을 인터넷이나 이동 단말을 통해 변경할 수 있도록 한다.In addition, the operating state of the operation unit is stored using the communication unit, and information is provided to the Internet or the mobile terminal by using any one of a zigbee, a local area network, a Bluetooth, a base station, and a wireless LAN, 500) can be changed through the Internet or a mobile terminal.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.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, It belongs to the scope of right.

Claims (16)

태양의 위치를 산출하는 위치 산출부;
상기 위치 산출부를 통해 추적한 태양의 위치에 따라 이동하여 태양광을 집광하고, 집광한 태양광을 토대로 발생되는 열을 흡수하는 모듈부;
상기 모듈부에서 발생된 열을 흡수한 고온의 물을 저장하는 축열탱크; 및
상기 모듈부에서 발생된 열을 이용하여 냉방 또는 난방을 제공하는 냉/난방부
를 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
A position calculating section for calculating the position of the sun;
A module unit that moves according to the position of the sun tracked through the position calculation unit to condense the sunlight and absorb heat generated based on the collected sunlight;
A storage tank for storing hot water absorbing heat generated in the module unit; And
And a cooling / heating unit for providing cooling or heating by using the heat generated in the module unit
And a heating unit connected to the heating unit.
제1항에 있어서,
상기 모듈부는,
상기 태양광으로부터 태양열을 흡수하는 집열판;
상기 집열판이 각각 흡수한 태양열을 전달 받고, 열을 고온부에서 저온부로 이송하는 히트 파이프; 및
상기 집열판의 상부에 위치하며 태양의 위치에 따라 이동하며 태양광을 집광하는 태양 전지
를 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
The method according to claim 1,
The module unit includes:
A heat collecting plate for absorbing solar heat from the sunlight;
A heat pipe for receiving the solar heat absorbed by the heat collecting plates, respectively, and transferring the heat from the high temperature portion to the low temperature portion; And
A solar cell which is positioned above the heat collecting plate and moves according to the position of the sun and condenses sunlight;
And a heating unit connected to the heating unit.
제2항에 있어서,
상기 히트 파이프로 전달되는 태양열을 이용하여 상기 히트 파이프의 내부에 존재하는 작동 유체를 가열시켜 증기를 발생하는 증발부; 및
상기 히트 파이프의 한 측에 형성되며, 상기 증발부에서 발생한 증기의 열을 소산시키는 응축부
를 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
3. The method of claim 2,
An evaporator for generating steam by heating a working fluid present inside the heat pipe by using solar heat transferred to the heat pipe; And
And a condensing part formed on one side of the heat pipe for dissipating the heat of the steam generated in the evaporating part,
And a heating unit connected to the heating unit.
제2항에 있어서,
상기 태양전지의 상부에 위치하며, 대기로의 열손실을 막는 저철분 강화유리
를 더 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
3. The method of claim 2,
A low-iron-content tempered glass disposed at an upper portion of the solar cell and preventing heat loss to the atmosphere;
Further comprising a solar power generator.
제2항에 있어서,
상기 히트 파이프는 상기 모듈부의 외부로 돌출되도록 구현되는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the heat pipe is protruded to the outside of the module unit.
제5항에 있어서,
상기 히트 파이프의 내벽은 웍 구조, 파우더 구조, 그루브 구조 중 어느 하나의 구조를 갖는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the inner wall of the heat pipe has a structure of a wok structure, a powder structure, and a groove structure.
제2항에 있어서,
상기 태양 전지는 실리콘 태양 전지, 박막형 태양 전지, 염료 감응형 태양 전지, 비정질 실리콘 박막을 이용한 태양 전지, 카드뮴-텔루르 태양 전지 또는 유기 태양 전지 중 어느 하나의 형태로 구현되는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
3. The method of claim 2,
The solar cell may be a solar cell using a silicon solar cell, a thin film solar cell, a dye-sensitized solar cell, a solar cell using an amorphous silicon thin film, a cadmium-tellurium solar cell or an organic solar cell, .
제1항에 있어서,
상기 모듈부는,
상기 태양광으로부터 태양열을 흡수하는 집열판;
내부로 유체인 냉각수를 흘려 보내, 상기 태양전지로부터 생성되는 열을 흡수하는 냉각관; 및
상기 집열판의 상부에 위치하며 태양의 위치에 따라 이동하며 태양광을 집광하는 태양 전지
를 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
The method according to claim 1,
The module unit includes:
A heat collecting plate for absorbing solar heat from the sunlight;
A cooling pipe for flowing cooling water as a fluid to the inside and absorbing heat generated from the solar cell; And
A solar cell which is positioned above the heat collecting plate and moves according to the position of the sun and condenses sunlight;
And a heating unit connected to the heating unit.
제2항에 있어서,
상기 히트 파이프 주위를 에워싸는 제1 물질; 및
상기 히트 파이프와 상기 제1 물질 사이의 공간을 채워주는 열 전달 물질
을 더 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
3. The method of claim 2,
A first material surrounding the heat pipe; And
A heat transfer material filling the space between the heat pipe and the first material;
Further comprising: a plurality of photovoltaic power generation and cooling / heating devices.
제9항에 있어서,
상기 제1 물질은 알루미늄 또는 구리 중 어느 하나의 물질로 구현되는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the first material is formed of any one of aluminum and copper.
제2항에 있어서,
상기 모듈부는 복수개가 여러 층으로 설치되며,
복수개 설치되는 모듈부 전체의 방위각을 제어하는 제1 모터; 및
상기 복수개 설치되는 모듈부 전체의 고도각을 제어하는 제2 모터
를 더 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
3. The method of claim 2,
A plurality of modules are installed in a plurality of layers,
A first motor for controlling an azimuth angle of a plurality of module units installed; And
And a second motor for controlling altitude angles of the plurality of module units
Further comprising a solar power generator.
제11항에 있어서,
복수의 모듈부가 병렬로 배치되는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
12. The method of claim 11,
A combined solar power generation and cooling / heating apparatus in which a plurality of module units are arranged in parallel.
제1항에 있어서,
상기 모듈부는;
태양광을 집광하는 태양전지;
상기 히트 파이프와 태양 전지 주위에 배치하여, 포물선 초점을 중심으로 회전하여 태양의 고도각을 추적하는 적어도 하나 이상의 포물선 거울;
상기 적어도 하나 이상의 포물선 거울이 태양의 고도각을 추적하도록 회전을 동력을 발생하는 모터;
상기 적어도 하나 이상의 포물선 거울 각각의 한쪽 측면에 구비되어 있어 상기 포물선 거울이 회전하도록 상기 모터에서 발생하는 동력을 전달하는 기어; 및
하나 이상의 상기 기어에 연결되어 상기 모터에서 발생한 동력을 상기 기어를 통해 상기 포물선 거울에 동시에 전달되도록 연결되어 있는 체인
을 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the module unit comprises:
A solar cell that condenses sunlight;
At least one parabolic mirror disposed around the heat pipe and the solar cell to rotate about a parabolic focal point to track an altitude angle of the sun;
A motor that generates power to rotate the at least one parabolic mirror to track the elevation angle of the sun;
A gear provided on one side of each of the at least one parabolic mirrors for transmitting power generated by the motor to rotate the parabolic mirror; And
A chain connected to one or more of the gears so as to be simultaneously transmitted to the parabolic mirror through the gear,
And a heating device for heating and cooling the solar cell.
제13항에 있어서,
상기 모듈부는
포물선 초점에 위치하여 열을 고온부에서 저온부로 이송하는 히트 파이프
를 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
14. The method of claim 13,
The module section
A heat pipe which is located at the parabolic focus and transfers the heat from the high temperature section to the low temperature section
And a heating unit connected to the heating unit.
제13항에 있어서,
상기 모듈부는,
상기 태양전지로부터 생성되는 열을 흡수하는 냉각관
을 포함하는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
14. The method of claim 13,
The module unit includes:
A cooling tube for absorbing heat generated from the solar cell
And a heating device for heating and cooling the solar cell.
제13항에 있어서,
상기 포물선 거울이
Figure pat00028

여기서
Figure pat00029
이면,
Figure pat00030
이고,
Figure pat00031
이면,
Figure pat00032
가 되며,
θ는 회전각, θA는 수광각, r은 원의 반지름, ρ는 부채꼴 호의 길이를 각각 의미함
을 통해 중첩되도록 구현되는 복합식 태양광 발전 및 냉난방 장치.
14. The method of claim 13,
The parabolic mirror
Figure pat00028

here
Figure pat00029
If so,
Figure pat00030
ego,
Figure pat00031
If so,
Figure pat00032
Respectively,
θ is the rotation angle, θ A is the acceptance angle, r is the radius of the circle, and ρ is the length of the sector arc.
Wherein the solar cell module is configured to be superimposed over the solar cell module.
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