KR20160060289A - Sunlight generation apparatus to cool solar cell pannel - Google Patents

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Abstract

Provided is a solar photovoltaic apparatus capable of simplifying an installing operation, and improving cooling efficiency by introducing cooling water along the surface of a solar cell panel. The present invention relates to the solar photovoltaic apparatus including: a solar cell panel for generating electric energy by absorbing sunlight; a support frame for supporting the solar cell panel; a temperature sensor disposed in one side of the solar cell panel to detect the surface temperature of the solar cell panel; a cooling water supply duct coupled at one side of the support frame to supply cooling water to the upper surface of the solar cell panel; a supply pump for supplying the cooling water from a cooling water tank to the cooling water supply duct; a supply valve arranged between the cooling water tank and the supply pump; and a control unit for opening the supply valve to allow the supply pump to supply the cooling water to the cooling water supply duct when the temperature detected from the temperature sensor is equal to the reference temperature or higher, and closing the supply valve to block the cooling water to be supplied to the cooling water supply duct when the temperature detected from the temperature sensor is lower than the reference temperature.

Description

태양전지판의 냉각이 가능한 태양광발전장치{SUNLIGHT GENERATION APPARATUS TO COOL SOLAR CELL PANNEL}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a solar power generation apparatus capable of cooling a solar panel,

본 발명은 태양광발전장치에 관한 것으로서, 보다 자세히는 냉각수를 태양전지판의 상면으로 흘려 증발열의 흡수로 태양전지판을 냉각할 수 있는 태양광발전장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solar power generator, and more particularly, to a solar power generator capable of cooling a solar panel by absorbing evaporation heat by flowing cooling water to an upper surface of the solar panel.

최근 화석연료를 대체할 수 있는 태양광, 태앙열, 풍력, 조력 발전 등 무공해 청정에너지 자원들에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, 태양광은 많이 사용해도 고갈되지 않고, 환경오염이 없으며, 지역에 관계없이 태양광이 도달하는 곳이면 어디서나 사용가능한 자원이라는 장점을 가지므로, 가장 활발하게 연구가 진행되고 있는 자원이다. Recently, researches on pollution-free clean energy resources such as solar energy, solar energy, wind power, and tidal power generation, which can replace fossil fuels, are being actively conducted. Especially, it is the most actively researched resource because it has the advantage that it is not exhausted even when it is used heavily, has no environmental pollution, and is a resource that can be used wherever the sun reaches, regardless of region.

태양광을 에너지 자원으로 사용하는 태양광 발전은 반도체 소자인 태양전지판의 광기전력 효과를 이용하여 태양광을 전기에너지로 변환하고, 변환된 전기에너지를 사용하는 것이다.Photovoltaic power generation using solar energy as an energy source converts sunlight into electrical energy using the photovoltaic effect of the solar panel, which is a semiconductor element, and uses the converted electrical energy.

태양광발전장치의 성능은 태양의 일사량에 따라 좌우되며, 태양전지판의 온도가 1℃ 상승에 따라 발전효율이 대략 0.5% 열화된다고 알려져 있다. 이에, 일사량이 최고점에 이르는 시간대 또는 외부온도가 높아지는 시기에는 일사량 뿐 아니라 태양전지판과 이에 부속되는 부속기기 사이의 전도열에 의해서도 영향을 받는다. 이에 태양광발전장치는 태양전지판을 냉각하기 위한 수단이 요구된다. It is known that the performance of a photovoltaic power generation device depends on the solar radiation amount, and the power generation efficiency is degraded by about 0.5% as the temperature of the solar cell increases by 1 ° C. Therefore, it is influenced not only by solar irradiation but also by the heat transfer between the solar panel and the accessory equipment attached to it, when the solar radiation reaches the peak or when the external temperature rises. Therefore, the solar power generation apparatus is required to have means for cooling the solar panel.

종래 태양광발전장치에서 태양전지의 냉각방법으로는 크게 스프링클러를 이용하는 방법과 알루미늄 방열판을 이용하는 방법이 사용된다.Conventional methods for cooling solar cells in photovoltaic devices include a method using a sprinkler and a method using an aluminum heat sink.

스프링클러를 이용하는 방법은 태양전지판의 전면에 물을 분사하여 태양전지판을 냉각한다. 태양전지판의 전면으로 물을 분사하는 것은 태양전지판의 후면에 부착된 백시트가 방수에 취약하기 때문이다. In the sprinkler method, the solar panel is cooled by spraying water on the entire surface of the solar panel. Spraying water onto the front surface of the solar panel is because the back sheet attached to the back of the solar panel is vulnerable to waterproofing.

스프링클러를 이용해 태양전지 모듈의 전면에 물을 분무하여 냉각하는 방식은 설치 가격이 싸고 유지 보수가 단순하다는 장점이 있으나, 열이 발생하는 부분이 태양전지판의 후면임을 감안하면 실제 냉각 효과가 떨어지고, 또한 냉각수에 의한 산란으로 오히려 태양광발전의 효율이 떨어지는 단점이 있다.The method of spraying water on the entire surface of a solar cell module using a sprinkler is advantageous in that the installation cost is low and the maintenance is simple. However, considering that the portion where the heat is generated is the rear surface of the solar panel, The efficiency of solar power generation is deteriorated due to scattering by cooling water.

한편, 종래 알루미늄 방열판을 이용하여 냉각하는 방법은 열전도율이 높은 알루미늄 방열판을 태양전지판의 후면에 밀착시켜 태양전지 모듈을 냉각하게 된다. 이의 일례가 공개특허 제10-2012-0096346호 "태양광발전 모듈의 유체냉각시스템"에 개시된 바 있다. Meanwhile, in the conventional cooling method using the aluminum heat sink, the aluminum heat sink having a high thermal conductivity is brought into close contact with the rear surface of the solar panel to cool the solar cell module. An example of this is disclosed in the patent publication 10-2012-0096346 "Fluid Cooling System of Photovoltaic Module ".

이러한 알루미늄 방열판을 이용한 냉각방법은 냉각 효율은 높으나, 알루미늄 방열판을 태양전지판의 지지프레임 테두리에 천공을 하여 볼트로 체결하거나 스프링으로 강하게 압착하는 방식으로 설치하게 되므로 태양전지판의 내구성을 저하시키고, 장시간 사용함에 따라 서서히 발생하는 유격으로 인한 관리비용 및 효과감소 등의 단점이 있다. The cooling method using the aluminum heat sink has a high cooling efficiency. However, since the aluminum heat sink is drilled at the edge of the supporting frame of the solar panel and fastened with a bolt or strongly pressed by a spring, the durability of the solar panel is lowered and it is used for a long time And a reduction in the management cost and effect due to the gradual occurrence of the gap.

특히, 금속재로 된 알루미늄 방열판이 가중됨에 따라 태양전지판 및 이를 지지하는 구조체의 하중이 증가하게 되고, 이러한 하중을 견디도록 하기 위해 추가적인 보강 구조물이 필요하게 되어, 전체적으로 설치비용의 상승으로 이어지는 단점이 발생된다.
In particular, as the aluminum heat sink made of a metal material is heavily loaded, the load of the solar panel and the structure supporting the solar panel increases, and an additional reinforcing structure is required to withstand the load, do.

본 발명의 목적은 설치가 간편하며, 태양전지판의 판면을 따라 냉각수를 흘려보내 냉각효율을 높일 수 있는 태양광발전장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation apparatus which is easy to install and which can increase the cooling efficiency by flowing cooling water along the surface of the solar panel.

본 발명의 다른 목적은 냉각수가 태양전지판과 지지프레임의 결합영역을 피해 공급되어, 태양전지판 배면으로 누수가 발생되는 것을 차단할 수 있는 태양광발전장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a photovoltaic power generator capable of preventing water from leaking to the back surface of a solar panel by supplying cooling water to avoid the joining area of the solar panel and the support frame.

본 발명의 또 다른 목적은 지지프레임의 외측에 결합되어 태양전지판으로 가해지는 하중의 부담을 줄일 수 있는 태양광발전장치를 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a solar power generation device which is coupled to the outside of a support frame and can reduce the burden of load applied to the solar panel.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
The above objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention by those skilled in the art.

본 발명의 목적은 태양광발전장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 태양광발전장치는, 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성하는 태양전지판과; 상기 태양전지판을 지지하는 지지프레임과; 상기 태양전지판의 일측에 구비되어 상기 태양전지판의 표면온도를 감지하는 온도센서와; 상기 지지프레임의 일측에 결합되어 상기 태양전지판의 상면으로 냉각수를 공급하는 냉각수공급관과; 냉각수탱크로부터 냉각수를 상기 냉각수공급관으로 공급하는 공급펌프와; 상기 냉각수탱크와 상기 공급펌프 사이에 배치되는 공급밸브와; 상기 온도센서의 감지온도가 기준온도 이상일 경우 상기 공급펌프가 상기 냉각수공급관으로 냉각수를 공급하도록 상기 공급밸브를 개방하고, 상기 온도센서의 감지온도가 기준온도보다 낮을 경우 상기 냉각수공급관으로의 냉각수의 공급이 차단되도록 상기 공급밸브를 닫는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The object of the present invention can be achieved by a photovoltaic device. A solar photovoltaic device according to the present invention includes: a solar panel that absorbs sunlight to generate electric energy; A support frame for supporting the solar panel; A temperature sensor provided on one side of the solar panel to detect a surface temperature of the solar panel; A cooling water supply pipe coupled to one side of the support frame and supplying cooling water to the upper surface of the solar panel; A supply pump for supplying cooling water from the cooling water tank to the cooling water supply pipe; A supply valve disposed between the cooling water tank and the supply pump; The supply pump opens the supply valve to supply the cooling water to the cooling water supply pipe when the sensed temperature of the temperature sensor is equal to or higher than the reference temperature, and supplies the cooling water to the cooling water supply pipe when the sensed temperature of the temperature sensor is lower than the reference temperature. And closing the supply valve so as to shut off the supply valve.

일 실시예에 따르면, 상기 냉각수공급관은, 상기 지지프레임의 테두리를 따라 결합되며, 내부에 상기 냉각수가 유동되는 냉각수유동공이 축방향을 따라 형성되는 공급관본체와; 상기 냉각수유동공으로부터 상기 태양전지판과 접하는 공급관본체의 상면까지 연장형성되어 상기 냉각수를 상기 공급관본체의 상면으로 배출하는 냉각수배출로와; 상기 공급관본체의 상부에 상기 지지프레임의 상부영역을 커버하도록 연장형성되어 상기 냉각수배출로로 배출되는 냉각수가 상기 태양전지판의 상면으로 흘러내리도록 안내하는 냉각수배출가이드를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the cooling water supply pipe includes: a supply pipe body coupled along the rim of the support frame and having a cooling water flow hole formed therein along which the cooling water flows; A cooling water discharge path extending from the cooling water flow hole to an upper surface of a supply pipe main body in contact with the solar cell plate and discharging the cooling water to an upper surface of the supply pipe main body; And a cooling water discharge guide extending from the upper portion of the supply pipe body to cover the upper region of the support frame and guiding the cooling water discharged to the cooling water discharge path to flow down to the upper surface of the solar cell plate.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는 상기 온도센서가 감지한 현재온도와 상기 기준온도와의 차이에 따라 상기 공급펌프가 상기 냉각수공급관으로 공급하는 냉각수의 유량을 차등적으로 조절한다.
According to an embodiment, the control unit variably adjusts the flow rate of the cooling water supplied from the supply pump to the cooling water supply pipe in accordance with the difference between the current temperature sensed by the temperature sensor and the reference temperature.

본 발명의 태양광발전장치는 종래 스프링쿨러와 달리 냉각수를 태양전지판의 판면에 흘러내리도록 공급하므로 냉각수의 태양전지판의 접촉면적을 넓히고 접촉시간을 증가시켜 태양전지판의 냉각효율을 높일 수 있다. Unlike a conventional sprinkler, since the cooling water flows down to the plate surface of the solar panel, the solar cell of the present invention can increase the contact area of the solar panel and increase the cooling time of the solar panel by increasing the contact time.

또한, 천천히 흐러내리게 냉각수가 공급되므로 공급압력에 의해 냉각수가 산란되어 태양전지판의 배면으로 이동되어 누수, 오염, 누전 등이 발생될 우려를 차단한다. In addition, since the cooling water is slowly supplied to flow down, the cooling water is scattered by the supply pressure and is moved to the back surface of the solar panel, thereby preventing the occurrence of leakage, contamination, short-circuit, and the like.

또한, 냉각수공급관이 지지프레임의 측면에 결합되므로 태양전지판으로 하중이 가해지지 않으므로 태양전지판의 내구성을 저하시키지 않고 안정적으로 사용할 수 있다.
In addition, since the cooling water supply pipe is coupled to the side surface of the support frame, no load is applied to the solar panel, so that the solar panel can be used stably without reducing the durability of the solar panel.

도 1은 본 발명에 따른 태양광발전장치의 구성을 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 태양광발전장치의 냉각수공급구조를 도시한 개략도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광발전장치의 구성을 도시한 사시도이다. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a photovoltaic device according to the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along line AA in FIG. 1,
FIG. 3 is a schematic view showing a cooling water supply structure of the photovoltaic device according to the present invention,
4 is a perspective view illustrating a configuration of a photovoltaic device according to another embodiment of the present invention.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
For a better understanding of the present invention, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention may be modified into various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that in the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.

도 1은 본 발명에 따른 태양광발전장치(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면구성을 도시한 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view showing the construction of a photovoltaic device 100 according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing a sectional configuration taken along the line A-A of FIG.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 태양광발전장치(100)는 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성하는 태양전지판(120)과, 태양전지판(120)을 지지하는 지지프레임(110)과, 지지프레임(110)의 내부에 구비되어 태양전지판(120)에서 생성된 전기에너지를 저장하는 발전모듈(130)과, 지지프레임(110)에 결합되어 태양전지판(120)으로 냉각수를 공급하는 냉각수공급관(140)과, 냉각수를 저장하는 냉각수탱크(150)와, 냉각수탱크(150)의 냉각수를 냉각수공급관(140)으로 공급하는 공급펌프(160)와, 공급펌프(160)의 구동을 단속하는 공급밸브(170)와, 태양전지판(120)의 현재온도와 냉각수의 공급상태를 표시하는 표시부(180)와, 태양전지판(120)의 현재 온도에 따라 공급펌프(160)를 통한 냉각수의 공급을 제어하는 제어부(190)를 포함한다.
As shown in the drawings, the solar cell generator 100 according to the present invention includes a solar panel 120 for absorbing sunlight to generate electric energy, a support frame 110 for supporting the solar panel 120, A cooling water supply pipe 140 connected to the support frame 110 and supplying cooling water to the solar cell panel 120. The cooling water supply pipe 140 is connected to the support frame 110 to store electric energy generated in the solar cell panel 120, A supply pump 160 for supplying the cooling water of the cooling water tank 150 to the cooling water supply pipe 140 and a supply valve 160 for interrupting the driving of the supply pump 160 A controller 180 for controlling the supply of cooling water through the supply pump 160 in accordance with the current temperature of the solar panel 120, (190).

태양전지판(120)은 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성한다. 발전모듈(130)은 태양전지판(120)에서 생성된 전기를 저장한다. 발전모듈(130)은 전지에너지가 저장되는 축전지(미도시)와, 태양전지판(120)에서 생성된 직류전원을 교류전원의 형태로 변환하는 컨버터(미도시)를 포함할 수 있다.The solar panel 120 absorbs sunlight to generate electric energy. The power generation module 130 stores electricity generated in the solar panel 120. [ The power generation module 130 may include a battery (not shown) in which the battery energy is stored and a converter (not shown) that converts the DC power generated in the solar panel 120 into an AC power.

태양전지판(120)의 일측에는 온도센서(121)가 구비된다. 온도센서(121)는 태양전지판(120)의 표면온도를 측정하여 제어부(190)로 전송한다. A temperature sensor 121 is provided on one side of the solar panel 120. The temperature sensor 121 measures the surface temperature of the solar panel 120 and transmits the measured temperature to the controller 190.

지지프레임(110)은 태양전지판(120)을 지지한다. 지지프레임(110)은 태양전지판(120)이 안정적으로 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성하도록 한다. 이를 위해 지지프레임(110)은 경우에 따라 태양전지판(120)의 경사각을 조절할 수도 있다.
The support frame 110 supports the solar panel 120. The support frame 110 allows the solar panel 120 to stably absorb sunlight to generate electrical energy. To this end, the support frame 110 may adjust the inclination angle of the solar panel 120 as the case may be.

냉각수공급관(140)은 지지프레임(110)을 따라 결합되어 태양전지판(120)으로 냉각수를 공급한다. 냉각수공급관(140)은 지지프레임(110)의 외측에 배치되는 공급관본체(141)와, 공급관본체(141)의 내부에 형성되어 냉각수가 유동되는 냉각수유동로(143)와, 냉각수유동로(143)의 냉각수를 공급관본체(141)의 상면으로 안내하는 냉각수배출로(145)와, 공급관본체(141)의 상면에 결합되어 공급관본체(141)로부터 배출된 냉각수가 태양전지판(120)의 측면으로 흘러내리도록 안내하는 냉각수배출가이드(147)를 포함한다. The cooling water supply pipe 140 is coupled along the support frame 110 to supply cooling water to the solar panel 120. The cooling water supply pipe 140 includes a supply pipe main body 141 disposed on the outside of the support frame 110, a cooling water flow path 143 formed inside the supply pipe main body 141 to flow the cooling water, A cooling water discharge passage 145 for guiding the cooling water from the supply pipe main body 141 to the upper surface of the supply pipe main body 141 and a cooling water discharge path 145 connected to the upper surface of the supply pipe main body 141, And a cooling water discharge guide 147 for guiding the cooling water to flow down.

공급관본체(141)는 지지프레임(110)의 측면에 착탈가능하게 결합된다. 공급관본체(141)는 도시된 바와 같이 결합부재(142)에 의해 결합된다. 공급관본체(141)는 지지프레임(110)과 태양전지판(120)에 인가하는 하중을 줄이기 위해 경량소재로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 의해 무게가 가벼운 알루미늄과 같은 금속 또는 기준이상의 강도를 갖는 합성수지로 형성될 수 있다. The supply pipe body 141 is detachably coupled to the side surface of the support frame 110. The supply pipe main body 141 is joined by a coupling member 142 as shown. The supply pipe body 141 is preferably formed of a lightweight material to reduce a load applied to the support frame 110 and the solar panel 120. Whereby it can be formed of a metal such as lightweight aluminum or a synthetic resin having a strength higher than the standard.

공급관본체(141)는 냉각수탱크(150)와 연결관(161)에 의해 연결된다. 냉각수탱크(150)와 연결관(161)의 경로상에 공급펌프(160)가 구비된다. The supply pipe body 141 is connected to the cooling water tank 150 by a connection pipe 161. A supply pump 160 is provided on the path of the cooling water tank 150 and the connection pipe 161.

냉각수유동로(143)는 공급관본체(141)의 내부에 형성되어 냉각수탱크(150)로부터 공급된 냉각수를 냉각수공급관(140) 전체로 이동시킨다. 연결관(161)은 냉각수공급관(140)의 여러 곳에 결합되고, 냉각수는 냉각수유동로(143)를 통해 냉각수공급관(140)의 전체 길이를 따라 고르게 이동하게 된다. The cooling water flow path 143 is formed inside the supply pipe body 141 to move the cooling water supplied from the cooling water tank 150 to the entire cooling water supply pipe 140. The connection pipe 161 is coupled to various places of the cooling water supply pipe 140 and the cooling water is uniformly moved along the entire length of the cooling water supply pipe 140 through the cooling water flow path 143.

냉각수배출로(145)는 냉각수유동로(143)의 냉각수를 공급관본체(141)의 상면으로 배출한다. 냉각수배출로(145)는 도시된 바와 같이 공급관본체(141)의 상면에서 지지프레임(110)을 향하는 방향으로 형성된다. 냉각수배출로(145)도 냉각수유동로(143)와 함께 냉각수공급관(140)의 길이방향을 따라 연속하여 형성된다. The cooling water discharge path 145 discharges the cooling water of the cooling water flow path 143 to the upper surface of the supply pipe main body 141. The cooling water discharge passage 145 is formed in a direction from the upper surface of the supply pipe body 141 toward the support frame 110 as shown in the figure. The cooling water discharge passage 145 is formed continuously along the longitudinal direction of the cooling water supply pipe 140 together with the cooling water flow passage 143.

냉각수배출가이드(147)는 냉각수배출로(145)를 통해 공급관본체(141)의 상면으로 배출된 냉각수가 태양전지판(120)의 측면으로 흘러내리도록 안내한다. The cooling water discharge guide 147 guides the cooling water discharged to the upper surface of the supply pipe body 141 through the cooling water discharge path 145 to the side surface of the solar panel 120.

냉각수배출로(145)를 통해 배출된 냉각수는 배출압력에 의해 공급관본체(141)의 상방향을 향해 분출하게 된다. 이 경우 냉각수가 태양전지판(120)으로 포물선을 그리면서 떨어지게 되므로 냉각수가 태양전지판(120)의 상면에서 흩어지면서 지지프레임(110)과 태양전지판(120)의 결합영역으로 이동되어 누수가 발생될 수 있다. The cooling water discharged through the cooling water discharge path 145 is ejected toward the upward direction of the supply pipe body 141 by the discharge pressure. In this case, since the cooling water is falling on the solar panel 120 while being parabolic, the cooling water is scattered from the upper surface of the solar panel 120, and the cooling water is moved to the joining area of the support frame 110 and the solar panel 120, have.

냉각수배출가이드(147)는 이러한 문제를 해결하기 위해 공급관본체(141)의 상면에 결합된다. 냉각수배출가이드(147)는 체결볼트(149)에 의해 공급관본체(141)의 상면에 결합된다. 냉각수배출가이드(147)는 지지프레임(110)의 상면을 충분히 커버할 수 있는 길이로 형성된다. 이에 의해 냉각수배출로(145)를 통해 배출된 냉각수가 상방향으로 분출되는 것이 냉각수배출가이드(147)에 의해 차단된다. 냉각수는 냉각수배출가이드(147)의 하면과 부딪치며 지지프레임(110)의 상면으로 이동된다. The cooling water discharge guide 147 is coupled to the upper surface of the supply pipe main body 141 to solve this problem. The cooling water discharge guide 147 is coupled to the upper surface of the supply pipe body 141 by a fastening bolt 149. The cooling water discharge guide 147 is formed to have a length enough to cover the upper surface of the support frame 110. As a result, the cooling water discharge guide 147 cuts off the upward flow of the cooling water discharged through the cooling water discharge passage 145. The cooling water is moved to the upper surface of the support frame 110 while bumping against the lower surface of the cooling water discharge guide 147.

이 때, 냉각수배출가이드(147)는 냉각수배출로(145)의 상부에 대응되는 영역에 완만한 곡률을 갖도록 형성된 냉각수안내면(147a)이 형성된다. 냉각수안내면(147a)은 공급관본체(141)로부터의 높이가 태양전지판(120) 측으로 갈수록 점차 낮아지도록 곡률이 형성된다. 특히, 냉각수를 태양전지판(120) 측으로 배출하는 최외곽 단부는 지지프레임(110)과의 높이가 좁게 형성된다. At this time, the cooling water discharge guide 147 has a cooling water guide surface 147a formed so as to have a gentle curvature in a region corresponding to the upper portion of the cooling water discharge passage 145. The curvature is formed such that the height of the cooling water guide surface 147a from the supply pipe body 141 gradually decreases toward the solar panel 120 side. In particular, the outermost end of the cooling water discharged to the solar panel 120 side is formed to be narrower than the support frame 110.

이에 따라 냉각수가 도 2에 도시된 화살표의 궤적과 같이 냉각수안내면(147a)을 따라 아래로 이동된 후 냉각수배출가이드(147)와 지지프레임(110) 사이의 좁은 이격공간을 통해 배출된다. 이격공간이 좁으므로 냉각수는 지지프레임(110)의 상면을 타고 흘러내려 태양전지판(120)의 상면으로 이동된다. Accordingly, the cooling water is moved downward along the cooling water guide surface 147a as shown by the arrow in FIG. 2, and then discharged through the narrow space between the cooling water discharge guide 147 and the support frame 110. [ The cooling water flows down the upper surface of the support frame 110 and moves to the upper surface of the solar panel 120 because the spacing space is narrow.

통상 태양전지판(120)은 일조량을 위해 경사지게 배치되므로 태양전지판(120)으로 이동된 냉각수는 경사각에 의해 흘러내리며 이동된다. 냉각수가 천천히 흘러내리며 이동되므로 태양전지판(120)의 표면과 접촉되는 면적이 넓고 접촉시간이 길어 냉각효율이 높아지게 된다.
Since the solar panel 120 is normally arranged to be inclined for the amount of sunshine, the cooling water moved to the solar panel 120 flows and moves by the inclination angle. The coolant flows slowly and moves, so that the contact area with the surface of the solar panel 120 is large and the contact time is long, so that the cooling efficiency is high.

냉각수탱크(150)는 냉각수공급관(140)으로 공급되는 냉각수가 저장된다. 냉각수탱크(150)는 지지프레임(110)과 이격되게 배치된다. 도 3에 도시된 바와 같이 냉각수탱크(150)와 연결된 연결관(161)의 경로 상에 수위센서(151)가 구비된다. 수위센서(151)에 의해 냉각수탱크(150)의 수위가 제어부(190)로 전송되고, 제어부(190)는 냉각수탱크(150)의 수위가 기준수위보다 낮아지는 경우 냉각수탱크(150)로 냉각수가 보충되도록 보충펌프(미도시)를 구동시킨다. The cooling water tank 150 stores cooling water supplied to the cooling water supply pipe 140. The cooling water tank 150 is disposed apart from the support frame 110. The water level sensor 151 is provided on the path of the connection pipe 161 connected to the cooling water tank 150 as shown in FIG. The water level of the cooling water tank 150 is transmitted to the controller 190 by the water level sensor 151 and the controller 190 controls the water level of the cooling water tank 150 to the cooling water tank 150 when the water level of the cooling water tank 150 becomes lower than the reference water level (Not shown) so as to be replenished.

냉각수탱크(150)와 냉각수공급관(140)을 연결하는 연결관(161)에는 압력계(153)가 배치된다. 압력계(153)는 공급펌프(160)에 의해 냉각수공급관(140)으로 공급되는 냉각수의 공급압력을 측정하여 제어부(190)로 전송한다. 제어부(190)는 공급압력에 의해 공급유량을 측정하고, 공급유량을 조절한다. 냉각수탱크(150)의 일측에는 압축기(163)가 구비되어 냉각수의 공급압력을 조절한다. A pressure gauge 153 is disposed in the connection pipe 161 connecting the cooling water tank 150 and the cooling water supply pipe 140. The pressure gauge 153 measures the supply pressure of the cooling water supplied to the cooling water supply pipe 140 by the supply pump 160 and transmits it to the control unit 190. The control unit 190 measures the supply flow rate by the supply pressure and adjusts the supply flow rate. A compressor (163) is provided at one side of the cooling water tank (150) to regulate the supply pressure of the cooling water.

냉각수탱크(150)의 하부에는 드레인밸브(155)가 구비되어, 동계에 냉각수를 모두 배출시킬 수 있다. 이에 의해 냉각수탱크(150)의 동파를 방지할 수 있다. A drain valve 155 is provided at a lower portion of the cooling water tank 150 so that the cooling water can be completely discharged in the winter. As a result, the cooling water in the cooling water tank 150 can be prevented.

공급펌프(160)는 제어부(190)의 제어에 의해 냉각수탱크(150)의 냉각수를 냉각수공급관(140)으로 공급한다. The supply pump 160 supplies the cooling water in the cooling water tank 150 to the cooling water supply pipe 140 under the control of the control unit 190.

공급밸브(170)는 공급펌프(160)와 냉각수탱크(150) 사이에 배치되어 제어부(190)의 제어에 의해 개폐되며 공급펌프(160)가 냉각수탱크(150)의 냉각수를 냉각수공급관(140)으로 공급하는 것을 단속한다. The supply valve 170 is disposed between the supply pump 160 and the cooling water tank 150 and is opened and closed under the control of the control unit 190 so that the supply pump 160 supplies the cooling water in the cooling water tank 150 to the cooling water supply pipe 140. [ .

공급밸브(170)는 제어부(190)의 제어에 의해 개폐된다. 공급밸브(170)는 전기적인 신호에 의해 구동되는 솔레노이드 밸브와, 기계적인 동작에 의해 동작되는 다양한 밸브 들이 모두 사용될 수 있다.
The supply valve 170 is opened and closed under the control of the control unit 190. The supply valve 170 may be a solenoid valve driven by an electrical signal and various valves operated by mechanical operation.

표시부(180)는 태양광발전장치(100)의 현재 동작상태를 표시한다. 표시부(180)는 표시창의 형태로 구비되어 현재 태양전지판(120)의 발전량, 태양전지판(120)의 표면온도, 냉각수 공급여부, 냉각수탱크(150)의 수위 등이 표시된다. 표시부(180)에 의해 표시되는 표시정보에 의해 관리자는 현재 태양광발전장치(100)의 동작상태를 인지하고, 이상여부를 판단할 수 있다.
The display unit 180 displays the current operating state of the photovoltaic device 100. The display unit 180 is provided in the form of a display window to display the current generation amount of the solar panel 120, the surface temperature of the solar panel 120, the supply of cooling water, and the water level of the cooling water tank 150. According to the display information displayed by the display unit 180, the manager can recognize the operation state of the solar cell power generation apparatus 100 at present and determine whether or not an abnormality exists.

제어부(190)는 온도센서(121)에서 전성된 태양전지판(120)의 온도를 기초로 냉각수의 공급여부를 제어한다. 제어부(190)는 온도센서(121)에서 감지된 태양전지판(120)의 온도가 기준온도 이상인지를 판단하고, 기준온도 이상인 경우에만 냉각수를 공급하도록 한다. The controller 190 controls the supply of the cooling water based on the temperature of the solar panel 120 which is charged in the temperature sensor 121. The control unit 190 determines whether the temperature of the solar panel 120 detected by the temperature sensor 121 is equal to or higher than the reference temperature and supplies the cooling water only when the temperature is higher than the reference temperature.

일례로, 기준온도가 25℃인 경우, 태양전지판(120)의 현재 온도가 25℃ 이상일 경우에만 냉각수를 태양전지판(120)으로 공급하여 태양전지판(120)을 냉각한다. For example, when the reference temperature is 25 ° C, only when the current temperature of the solar panel 120 is 25 ° C or more, cooling water is supplied to the solar panel 120 to cool the solar panel 120.

여기서, 제어부(190)는 기준온도에 따라 태양전지판(120)으로 공급되는 냉각수의 유량과 공급압력을 조절하여 냉각효율을 높인다. 제어부(190)는 기준온도와 현재온도와의 차이가 클 경우 냉각수의 유량과 공급압력이 비례하여 커지도록 공급펌프(160)와 압축기(미도시)의 구동을 조절한다. Here, the controller 190 adjusts the flow rate and the supply pressure of the cooling water supplied to the solar panel 120 according to the reference temperature to increase the cooling efficiency. The control unit 190 adjusts the driving of the supply pump 160 and the compressor (not shown) so that the flow rate of the cooling water and the supply pressure are increased in proportion to a difference between the reference temperature and the present temperature.

기준온도는 계절 또는 환경요인에 따라 관리자가 변경할 수 있다.
The reference temperature can be changed by the manager depending on seasonal or environmental factors.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 태양광발전장치(100)의 동작과정을 도 1 내지 도 2를 참조로 설명한다. The operation of the photovoltaic device 100 according to the present invention having such a configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

태양전지판(120)의 테두리를 감싸도록 지지프레임(110)이 구비된다. 지지프레임(110)을 따라 냉각수공급관(140)을 설치한다. 냉각수공급관(140)과 냉각수탱크(150)를 연결관(미도시)에 의해 연결한다. 냉각수탱크(150)와 연결관(미도시) 사이에 공급펌프(160)와 공급밸브(170)가 설치된다. A support frame 110 is provided to surround the rim of the solar panel 120. The cooling water supply pipe 140 is installed along the support frame 110. The cooling water supply pipe 140 and the cooling water tank 150 are connected by a connection pipe (not shown). A supply pump 160 and a supply valve 170 are installed between the cooling water tank 150 and a connection pipe (not shown).

태양광발전이 진행되고, 계절 또는 일조량에 따라 태양전지판(120)의 표면온도가 상승하게 된다. 태양전지판(120)에 결합된 온도센서(121)는 태양전지판(120)의 현재온도를 감지하여 제어부(190)로 전송한다. 제어부(190)는 설정된 기준온도와 현재온도를 비교하고, 기준온도보다 현재온도가 낮은 경우 냉각수가 냉각수공급관(140)으로 공급되지 않도록 공급밸브(170)를 닫는다. The solar power generation progresses, and the surface temperature of the solar panel 120 increases depending on the season or the amount of sunshine. The temperature sensor 121 coupled to the solar panel 120 detects the current temperature of the solar panel 120 and transmits the detected temperature to the controller 190. The control unit 190 compares the set reference temperature with the current temperature and closes the supply valve 170 so that the cooling water is not supplied to the cooling water supply pipe 140 when the current temperature is lower than the reference temperature.

반면, 현재온도가 기준온도 이상일 경우 공급밸브(170)를 개방하여 공급펌프(160)가 냉각수를 냉각수공급관(140)으로 공급하도록 한다. On the other hand, when the current temperature is equal to or higher than the reference temperature, the supply valve 170 is opened so that the supply pump 160 supplies the cooling water to the cooling water supply pipe 140.

냉각수공급관(140)의 냉각수유동로(143)로 이동한 냉각수(W)는 공급압력에 의해 냉각수배출로(145)를 따라 공급관본체(141)의 상면으로 이동된다. 이 때, 공급압력에 의해 냉각수(W)는 상방향으로 분출되고, 냉각수배출가이드(147)의 하면과 부딪치며 화살표 방향으로 이동된다. 그리고, 냉각수배출가이드(147) 하면에 형성된 냉각수안내면(147a)을 따라 이동되어 지지프레임(110)과 냉각수배출가이드(147) 사이의 좁은 간격으로 흘러내리게 된다. The cooling water W moved to the cooling water flow path 143 of the cooling water supply pipe 140 is moved to the upper surface of the supply pipe body 141 along the cooling water discharge path 145 by the supply pressure. At this time, the cooling water W is ejected upward by the supply pressure, and is moved in the direction of the arrow by bumping against the lower surface of the cooling water discharge guide 147. The cooling water discharge guide 147 is moved along the cooling water guide surface 147a formed on the lower surface and flows down at a narrow interval between the support frame 110 and the cooling water discharge guide 147.

냉각수는 태양전지판(120)의 일측면으로부터 흘러내려 경사각에 의해 이동되며 태양전지판(120)을 냉각한다.
The cooling water flows from one side of the solar panel 120 and is moved by the inclination angle to cool the solar panel 120.

본 발명의 태양광발전장치는 종래 스프링쿨러와 달리 냉각수를 태양전지판의 판면에 흘러내리도록 공급하므로 냉각수의 태양전지판의 접촉면적을 넓히고 접촉시간을 증가시켜 태양전지판의 냉각효율을 높일 수 있다. Unlike a conventional sprinkler, since the cooling water flows down to the plate surface of the solar panel, the solar cell of the present invention can increase the contact area of the solar panel and increase the cooling time of the solar panel by increasing the contact time.

또한, 천천히 흐러내리게 냉각수가 공급되므로 공급압력에 의해 냉각수가 산란되어 태양전지판의 배면으로 이동되어 누수, 오염, 누전 등이 발생될 우려를 차단한다. In addition, since the cooling water is slowly supplied to flow down, the cooling water is scattered by the supply pressure and is moved to the back surface of the solar panel, thereby preventing the occurrence of leakage, contamination, short-circuit, and the like.

또한, 냉각수공급관이 지지프레임의 측면에 결합되므로 태양전지판으로 하중이 가해지지 않으므로 태양전지판의 내구성을 저하시키지 않고 안정적으로 사용할 수 있다.
In addition, since the cooling water supply pipe is coupled to the side surface of the support frame, no load is applied to the solar panel, so that the solar panel can be used stably without reducing the durability of the solar panel.

한편, 도 1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광발전장치는 냉각수공급관이 지지프레임의 외곽만 감싸게 형성된다. 그러나, 경우에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 냉각수공급관(140,140a,140b)가 횡과 열의 형태로 배치되어 태양전지판(120,120a)의 네방향에서 냉각수를 공급하여 냉각효율을 보다 증가시킬 수 있다. In the photovoltaic device according to the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the cooling water supply pipe is formed to surround only the outer periphery of the support frame. However, as shown in FIG. 4, the cooling water supply pipes 140, 140a, and 140b may be arranged in the form of a horizontal line and a column to supply cooling water in four directions of the solar panel 120 and 120a, .

또한, 이 경우 태양전지판의 면적이 넓어지는 경우에도 적용될 수 있다. In this case, the present invention can be applied to a case where the area of the solar panel is widened.

이상에서 설명된 본 발명의 태양광발전장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims. You will know. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 태양광발전장치 110 : 지지프레임
120 : 태양전지판 121 : 온도센서
130 : 발전모듈 140 : 냉각수공급관
141 : 공급관본체 142 : 결합부재
143 : 냉각수유동로 145 : 냉각수배출로
147 : 냉각수배출가이드 147a : 냉각수안내면
149 : 체결볼트 150 : 냉각수탱크
151 : 수위센서 153 : 압력계
160 : 공급펌프 170 : 공급밸브
180 : 표시부 190 : 제어부100: solar power generator 110: support frame
120: Solar panel 121: Temperature sensor
130: power generation module 140: cooling water supply pipe
141: supply tube main body 142: engaging member
143: Cooling water flow path 145: Cooling water discharge path
147: Cooling water discharge guide 147a: Cooling water guide surface
149: fastening bolt 150: cooling water tank
151: water level sensor 153: pressure gauge
160: Feed pump 170: Feed valve
180: display unit 190:

Claims (3)

태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성하는 태양전지판과;
상기 태양전지판을 지지하는 지지프레임과;
상기 태양전지판의 일측에 구비되어 상기 태양전지판의 표면온도를 감지하는 온도센서와;
상기 지지프레임의 일측에 결합되어 상기 태양전지판의 상면으로 냉각수를 공급하는 냉각수공급관과;
냉각수탱크로부터 냉각수를 상기 냉각수공급관으로 공급하는 공급펌프와;
상기 냉각수탱크와 상기 공급펌프 사이에 배치되는 공급밸브와;
상기 온도센서의 감지온도가 기준온도 이상일 경우 상기 공급펌프가 상기 냉각수공급관으로 냉각수를 공급하도록 상기 공급밸브를 개방하고, 상기 온도센서의 감지온도가 기준온도보다 낮을 경우 상기 냉각수공급관으로의 냉각수의 공급이 차단되도록 상기 공급밸브를 닫는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치.
A solar panel for absorbing sunlight to generate electric energy;
A support frame for supporting the solar panel;
A temperature sensor provided on one side of the solar panel to detect a surface temperature of the solar panel;
A cooling water supply pipe coupled to one side of the support frame and supplying cooling water to the upper surface of the solar panel;
A supply pump for supplying cooling water from the cooling water tank to the cooling water supply pipe;
A supply valve disposed between the cooling water tank and the supply pump;
The supply pump opens the supply valve to supply the cooling water to the cooling water supply pipe when the sensed temperature of the temperature sensor is equal to or higher than the reference temperature, and supplies the cooling water to the cooling water supply pipe when the sensed temperature of the temperature sensor is lower than the reference temperature. And closes the supply valve so as to shut off the supply valve.
제1항에 있어서,
상기 냉각수공급관은,
상기 지지프레임의 테두리를 따라 결합되며, 내부에 상기 냉각수가 유동되는 냉각수유동공이 축방향을 따라 형성되는 공급관본체와;
상기 냉각수유동공으로부터 상기 태양전지판과 접하는 공급관본체의 상면까지 연장형성되어 상기 냉각수를 상기 공급관본체의 상면으로 배출하는 냉각수배출로와;
상기 공급관본체의 상부에 상기 지지프레임의 상부영역을 커버하도록 연장형성되어 상기 냉각수배출로로 배출되는 냉각수가 상기 태양전지판의 상면으로 흘러내리도록 안내하는 냉각수배출가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치.
The method according to claim 1,
The cooling water supply pipe,
A supply pipe main body coupled along the rim of the support frame and having a cooling water flow hole formed therein along which the cooling water flows;
A cooling water discharge path extending from the cooling water flow hole to an upper surface of a supply pipe main body in contact with the solar cell plate and discharging the cooling water to an upper surface of the supply pipe main body;
And a cooling water discharge guide formed on the upper portion of the supply pipe body so as to cover the upper region of the support frame and guiding the cooling water discharged to the cooling water discharge path to flow down to the upper surface of the solar cell plate. Generator.
제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 온도센서가 감지한 현재온도와 상기 기준온도와의 차이에 따라 상기 공급펌프가 상기 냉각수공급관으로 공급하는 냉각수의 유량을 차등적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 태양관발전장치.




3. The method of claim 2,
Wherein the control unit variably adjusts the flow rate of the cooling water supplied from the supply pump to the cooling water supply pipe in accordance with the difference between the current temperature sensed by the temperature sensor and the reference temperature.




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