KR20160115876A

KR20160115876A - 태양광 추적 발전 장치

Info

Publication number: KR20160115876A
Application number: KR1020160112539A
Authority: KR
Inventors: 박기영
Original assignee: 박기영
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2016-10-06

Abstract

본 발명은 태양광 전지판 2장을 60°경사각 대칭으로 설치하고, 하나의 전지판 면적 1.4배의 반사경 2장을 전지판 위에 42°의 경사각 대칭으로 설치하여, 전지판과 반사경이 태양광을 추적하며 이동하도록 하여 발전하는 장치이다. 전지판에 직접 받는 태양광은 2회 더 반사가 이루어지고, 반사경에 받는 태양광은 태양광은 전지판에 1회 더 반사 흡수가 이루어져, 태양광 전지판에 중복된 빛을 흡수시켜 발전 효율을 높힌다. 중복된 태양광으로 발열된 전지판을 냉각하여 온수로 회수하며, 사계절 하루 어느 시간에도 태양광을 추적하여 일정한 전기를 생산한다.
이러한 본 발명은 같은 공간에 더 많은 에너지를 생산하며, 반사경으로 전지판 효율을 극대화하여 투자 효율을 높힌다.

Description

태양광 추적 발전 장치 {Solar power energy tracking generator}

본 발명은 태양광 전지판 2장을 60°대칭으로 설치하고, 전지판 면적 1.4배의 반사경 2장을 전지판 위에 42°로 설치하여, 전지판과 반사경이 태양광을 추적하고 이동하며 발전하는 장치이다. 전지판에 직접 받는 태양광은 2회 더 반사 흡수가 이루어지고, 반사경에 받는 태양광은 전지판에 1회 더 반사 흡수가 이루어져 태양광 전지판에 중복된 빛을 흡수시켜 발전 효율을 높힌다. 중복된 태양광 흡수로 발열된 전지판을 냉각하여 온수로 회수하며, 사계절 어느 시간에도 태양광을 추적하여 일정한 전력을 생산한다.

태양광 발전 효율은 현재 약 20% 정도로 나머지 80%는 전지판의 발열과 전지판에서 반사되는 빛의 손실로 볼 수 있다. 전지판 솔라모듈은 빛의 에너지를 전기에너지로 변환시킬 때 발열하며, 전지판 표면에서 반사되어 대기중에 흡수되는 빛도 손실이다. 특히 태양광 전지판이 고정되어 있으면 빛을 받는 각도에 따라 30°인 경우 오전 8시나 오후 4시로서 정오에 비하여 50%의 빛만 흡수할 수 있고, 각도가 낮아짐에 따라 전지판 표면 보호유리로 인한 반사 손실도 크다.

기존의 태양광 발전은 전지판이 빛을 한번만 받음으로 반사되는 손실이 있으며, 주로 전지판이 고정되어 있어 오전 오후나 정오 때 발전하는 전력량의 차이가 크고 빛을 전기 에너지로 변환할 때 발생하는 전지판의 발열을 대기로 내 보낸다.

본 발명은 태양광 전지판 솔라모듈 2장을 60°대칭으로 설치하고, 전지판 면적 1.4배의 반사경 2장을 전지판 위에 42°로 설치하여, 전지판과 반사경이 태양광을 추적하며 이동하도록 하면, 전지판에 태양광이 중복 흡수되어 발전 효율이 높아진다.

중복된 빛으로 발열된 전지판 뒤에 냉각 장치를 부착하여 온수로 회수하며, 전지판 온도를 낮춤으로서 발전 효율을 높힌다.

본 발명은 빛의 반사광을 재차 이용하고 태양광을 추적하며 발전함으로 발전 효율이 높고 사계절 어느 시간에도 일정한 전력을 생산한다. 중복 흡수된 태양광은 전지판을 발열시키며 발열된 전지판을 온수로 회수한다. 고정식 전지판 발전 방식보다 같은 공간에 더 많은 에너지를 생산하며, 반사경으로 전지판 효율을 극대화하여 투자 효율을 높힌다.

100W 접이식 태양광 충전기로 실험한 결과, 50W 전지판 2개를 태양광 각과 90°로 설치하여 발전하였을 때 22.2~22.3V의 전압이 발생하였고, 전지판 1개를 태양광 각과 90°로 설치하였을 때 21.3~21.4V의 전압이 발생하였다. 또한 태양광 각과 30°로 전지판 2개를 설치하였을 때 21.3~21.4V의 전압이 발생하여, 태양광 각 30°는 sin30°인 0.5로서 태양광 각 90°전지판 1개와 태양광 각 30°전지판 2개의 발전 전압이 동일하며 0.9V 차이의 전압은 1배의 전력으로 볼 수 있다.

50W 전지판 2개를 태양광 각 90°로 초기에 설치한 전지판의 온도가 30~35℃일 때 발생된 전압은 22.4~22.5V이고 전지판이 발열하여 40~45℃일 때 22.2~22.3V가 발생하였다. 전지판 온도가 10℃ 상승하였을 때 0.2V의 전압이 하락하여 0.9V 차이가 100%임으로 발열 손실은 9분의2로서 22%라고 볼 수 있다.

50W 전지판 2개를 60°경사진 대칭으로 태양광 각 90°에 설치하였을 때 21.6~21.7V의 전압이 발생하여 빛을 받는 광폭은 전지판 1개와 같으나 반사 효율로서 0.3V의 전압 상승으로 9분의 3으로서 반사 흡수 효과는 33%라고 볼 수 있다.

실험 결과 반사 흡수 효과는 33%, 발열 손실은 22%이다. 발열 손실은 전지판 뒷면에 냉각장치로 열전도가 높은 냉각관을 부착하여 온수로 회수하여 사용할 수 있다.

도1은 본 발명의 정면도
도2는 본 발명 정면도의 B부 평면도
도3은 본 발명 정면도의 A부 측면도
도4는 본 발명 고정식 전지판과 비교한 태양광 중복 흡수도.
도5는 본 발명 정면도 C-C부 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 태양광 전지판
11: 반사경
12: 태양광 전지판 고정 몸체
13: 태양광 추적 프레임.
14: 워엄 감속기
15: 동력 모터
16: 전지판 냉각관
17: 냉각수 분배관
18: 냉각수 공급관
19: 회전 기둥
20: 수동 조작 핸들
21: 동력 모터
22: 감속기
23: 가이드 봉
24: 상하 좌우 나사
25: 동력 전달 기어
26: 펌프
27: 인버터 박스
28: 고정 기둥
29: 물탱크
30: DU 베어링

본 발명은 태양광 전지판(10) 2장을 60°경사진 대칭으로 반사경(11) 2장을 42°경사진 대칭으로 태양광 전지판 고정 몸체(12)에 부착하고, 이 몸체를 저속으로 회전할 수 있게 하는 동력 모터(15)와 워엄 감속기(14)를 고정한 태양광 추적 프레임(13)에 설치한다.

태양광 추적 프레임(13)은 지하에 매립된 물탱크(29)에 고정된 기둥(28)의 상부에 연결되며, 나사식 회전 기둥(19)으로 상하의 기울기를 변화 시킨다.

나사식 회전 기둥(19)은 일체로 연결된 기어(25)에 감속기(22)와 모터(21)의 회전 동력을 전달 받는다. 각도는 변화되나 회전이 안되는 상하 좌우나사(24)와 동력 모터 감속기 회전을 방지하고 상하로 작용시킬 수 있게 하는 가이드 봉(23)의 역활로 회전 기둥의 작용에 따라 좌우 나사의 길이가 변하여 태양광 추적 프레임(13)의 기울기를 변화 시킨다.

태양광 전지판(10) 뒷면에 냉각수 관(16)을 부착하여, 태양광을 중복 흡수 하여 발열 손실된 열을 전지판 냉각 및 온수 공급 펌프(26)로 회수하고, 우천시 반사경과 전지판에 내리는 빗물을 물 탱크로 유입되게 하여 전지판 냉각 및 온수의 물로 사용한다.

Claims

태양광 전지판(10) 2장을 60°경사각 대칭으로 설치하고, 하나의 전지판 면적의 1.4배 반사경(11) 2개를 전지판 위에 42°의 경사각 대칭으로 설치하여, 전지판에 태양광을 중복 흡수하도록 하고, 전지판과 반사경이 태양광을 추적하며 이동하도록 하여 빛을 전기 에너지로 변환시키는 장치
태양광을 중복 흡수하여 발열된 태양광 전지판(10) 뒷면에 냉각수 관(16)을 부착하고 빗물을 받을 수 있는 물탱크(29)를 설치하여 전지판의 발열 손실을 온수로 회수하는 장치.