KR20160144842A - System for cooling solar cell panel - Google Patents

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KR20160144842A
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Abstract

A system for cooling a solar panel is disclosed. The system for cooling a solar panel according to the present invention includes a coolant supply part for supplying a coolant to the cooling channel of a solar panel; a thermoelectric conversion cooling part for cooling the coolant through heat exchange with the thermoelectric element; and a channel changing part which transfers a high temperature coolant to the coolant supply part when the temperature of the high temperature coolant discharged and heated in the cooling channel of the solar cell is lower than a reference temperature, and transfers high temperature coolant to a thermoelectric conversion cooling part when the temperature of the high temperature coolant is higher than the reference temperature. So, energy consumed when cooling the solar panel can be minimized and the power generation efficiency of a power generation system using the solar panel can be improved.

Description

태양전지 패널 냉각 시스템 {System for cooling solar cell panel}System for cooling solar cell panel

본 발명은 태양전지 패널 냉각 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 태양전지 패널 냉각 시 소비되는 에너지를 최소화하고 발전 효율을 개선하는 태양전지 패널 냉각 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar panel cooling system, and more particularly, to a solar panel cooling system that minimizes energy consumed during solar panel cooling and improves power generation efficiency.

일반적으로, 태양전지 패널은 다수의 태양전지(solar cell)를 통해 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광전 발전 장치에 해당하는 것이다. 최근, 화석 연료의 한정성 문제와 환경오염 문제 등이 심각한 수준에 이르게 되면서 태양전지 패널을 이용한 광전 발전 기술에 대한 관심과 연구·개발이 급격히 증가하고 있는 추세이다.Generally, a solar panel corresponds to a photovoltaic device that converts solar energy into electric energy through a plurality of solar cells. In recent years, as the problems of confinement of fossil fuels and environmental pollution problems have reached serious levels, interest and research and development of photovoltaic power generation technology using solar cell panels are increasing rapidly.

이러한 태양전지 패널에 사용되는 태양전지는, 태양광 에너지 중 일부만을 전기 에너지로 변환할 수 있으며, 전기 에너지로 변환되지 못한 태양광 에너지는 열 에너지로 변환되어 태양전지의 온도를 상승시키게 된다. 이와 같이, 태양전지의 온도가 상승하게 되어 적정 동작 온도를 넘어가게 되면, 태양전지의 열화가 진행되어 태양전지의 발전 효율이 점차적으로 저하된다. 즉, 태양전지의 온도가 적정 동작 온도에서 1℃ 상승할 때마다 태양전지의 발전 효율은 0.45% ~ 0.55% 정도씩 저하된다. 이러한 현상은 일사량이 많은 하절기에 오히려 태양전지의 발전 효율을 떨어뜨리는 문제를 초래하게 된다. 따라서, 태양전지를 효율적으로 냉각시켜 적정한 동작 온도를 유지시킬 필요가 있다.The solar cell used in such a solar cell panel can convert only a part of solar energy into electric energy, and the solar energy which can not be converted into electric energy is converted into heat energy, thereby raising the temperature of the solar cell. Thus, when the temperature of the solar cell rises and exceeds the proper operating temperature, deterioration of the solar cell progresses and the power generation efficiency of the solar cell gradually decreases. That is, each time the temperature of the solar cell rises 1 ° C from the proper operating temperature, the power generation efficiency of the solar cell decreases by about 0.45% to 0.55%. This phenomenon causes a problem that the power generation efficiency of the solar cell is lowered rather than during the summer when the solar radiation amount is large. Therefore, it is necessary to efficiently cool the solar cell to maintain an appropriate operating temperature.

그러나, 한국 등록특허공보 제10-1083475호, 일본 공개특허공보 제2009-105364호 등에 개시된 바와 같이, 태양전지 패널의 후면에 배치된 냉각 채널에 냉매를 통과시켜 태양전지 패널을 냉각시키는 기존 기술들은, 태양전지 냉각 후 유출되는 냉매를 실제 온도와 상관없이 강제 순환시켜 재냉각시키기 때문에, 태양전지 패널 냉각 시스템의 에너지 효율을 저해하는 문제가 있다. 즉, 기존 기술들은, 냉매가 충분히 가열되지 않은 경우에도 불필요한 냉각 순환 과정을 거치게 하여 에너지 손실을 초래하는 문제가 있다. 특히, 기존 기술들은, 태양전지 패널의 냉각 중에 냉매에 축적되는 폐열을 전혀 활용하지 못하고 오히려 에너지를 소비하여 냉매를 재냉각시키기 때문에, 태양전지 패널을 이용한 발전 시스템의 발전 효율을 개선할 수 없다는 문제가 있다.However, as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1083475 and Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2009-105364, existing technologies for cooling a solar panel by passing a coolant through a cooling channel disposed on a rear surface of the solar panel , There is a problem in that the energy efficiency of the solar panel cooling system is deteriorated because the refrigerant flowing out after cooling the solar battery is forcedly circulated regardless of the actual temperature to be re-cooled. In other words, existing technologies have a problem of causing unnecessary cooling circulation process even when the refrigerant is not sufficiently heated, resulting in energy loss. Particularly, the conventional technologies can not utilize the waste heat accumulated in the refrigerant during the cooling of the solar panel, but rather re-cool the refrigerant by consuming energy, so that the power generation efficiency of the power generation system using the solar panel can not be improved .

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 태양전지 패널 냉각 시 소비되는 에너지를 최소화하고, 태양전지 패널을 이용한 발전 시스템의 발전 효율을 개선하는 태양전지 패널 냉각 시스템을 제공하는 것이다.
Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a solar panel cooling system that minimizes energy consumed in cooling a solar panel and improves power generation efficiency of the power generation system using the solar panel.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템은, 태양전지 패널의 냉각 채널에 냉매를 공급하는 냉매 공급부; 열전소자와의 열교환을 통해 냉매를 냉각시키는 열전변환 냉각부; 및 상기 태양전지 패널의 냉각 채널에서 승온되어 유출되는 고온 냉매의 온도가 기준 온도 미만인 경우 상기 고온 냉매를 상기 냉매 공급부로 전달하고, 상기 고온 냉매의 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우 상기 고온 냉매를 상기 열전변환 냉각부로 전달하는 유로 변경부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar panel cooling system comprising: a coolant supply unit for supplying a coolant to a cooling channel of a solar panel; A thermoelectric conversion cooling unit for cooling the refrigerant through heat exchange with the thermoelectric element; And a controller for controlling the temperature of the high-temperature refrigerant to be supplied to the refrigerant supply unit when the temperature of the high-temperature refrigerant heated and discharged from the cooling channel of the solar cell panel is lower than the reference temperature, And a flow channel changing unit for transferring the flow channel to the conversion cooling unit.

일 실시예에 있어서, 상기 냉매 공급부는, 상기 유로 변경부가 상기 고온 냉매를 상기 냉매 공급부로 전달하는 경우 상기 고온 냉매를 상기 태양전지 패널의 냉각 채널에 공급하고, 상기 유로 변경부가 상기 고온 냉매를 상기 열전변환 냉각부로 전달하는 경우 상기 열전변환 냉각부에서 냉각되어 상기 냉매 공급부로 전달되는 저온 냉매를 상기 태양전지 패널의 냉각 채널에 공급할 수 있다.In one embodiment, the refrigerant supply unit supplies the high-temperature refrigerant to the cooling channel of the solar cell panel when the flow path changing unit delivers the high-temperature refrigerant to the refrigerant supply unit, And when it is transferred to the thermoelectric conversion cooling unit, the low temperature refrigerant cooled by the thermoelectric conversion cooling unit and transferred to the refrigerant supply unit can be supplied to the cooling channel of the solar cell panel.

일 실시예에 있어서, 상기 냉매 공급부는, 상기 유로 변경부에서 전달되는 고온 냉매 또는 상기 열전변환 냉각부에서 전달되는 저온 냉매를 상기 태양전지 패널의 냉각 채널 측으로 전달하는 제1 밸브부; 및 상기 제1 밸브부에 의해 전달되는 냉매를 상기 태양전지 패널의 냉각 채널로 유입시키는 순환 펌프부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the coolant supply unit may include: a first valve unit for delivering the high temperature refrigerant transferred from the flow path changing unit or the low temperature refrigerant transferred from the thermoelectric conversion cooling unit to the cooling channel side of the solar cell panel; And a circulation pump unit for introducing the refrigerant delivered by the first valve unit into the cooling channel of the solar cell panel.

일 실시예에 있어서, 상기 열전변환 냉각부는, 일 면으로 열을 흡수하고 타 면으로 열을 방출하여 전력을 발생시키는 열전소자부; 상기 열전소자부의 상기 일 면과 연접되며, 상기 유로 변경부에서 전달되는 고온 냉매를 통과시켜 상기 고온 냉매의 열이 상기 열전소자부의 상기 일 면으로 흡수되도록 하는 냉매 냉각용 채널부; 및 상기 열전소자부의 상기 타 면에서 방출되는 열을 소정 냉매에 전달하여 상기 열전소자부를 냉각하는 열전소자 냉각부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the thermoelectric conversion and cooling unit includes: a thermoelectric element unit that absorbs heat on one surface and generates heat by emitting heat on the other surface; A channel portion for cooling the refrigerant, the channel portion being connected to the one surface of the thermoelectric element portion and passing the high temperature refrigerant transferred from the flow path changing portion so that the heat of the high temperature refrigerant is absorbed to the one surface of the thermoelectric element portion; And a thermoelectric element cooling part for transferring the heat emitted from the other surface of the thermoelectric element part to a predetermined refrigerant to cool the thermoelectric element part.

일 실시예에 있어서, 상기 열전소자 냉각부는, 상기 열전소자부의 상기 타 면과 연접되어 소정 냉매가 통과하는 경우 상기 열전소자부의 상기 타 면에서 방출되는 열을 상기 소정 냉매에 전달하는 열전소자 냉각용 채널부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the thermoelectric-element cooling portion is connected to the other surface of the thermoelectric-element portion, and when the predetermined refrigerant passes through the thermoelectric-element portion, the thermoelectric-element cooling portion transfers the heat radiated from the other surface of the thermoelectric- Channel portion.

일 실시예에 있어서, 상기 열전소자 냉각부는, 일 단부가 상기 열전소자부의 상기 타 면과 연접되고 타 단부가 상기 열전소자부의 일 측으로 돌출되어 소정 냉매가 접촉하는 경우 상기 열전소자부의 상기 타 면에서 방출되는 열을 상기 소정 냉매에 전달하는 열전소자 냉각용 블레이드부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the thermoelectric element cooling unit may include a thermoelectric element cooling unit having one end connected to the other surface of the thermoelectric element and the other end protruding to one side of the thermoelectric element, And a thermoelectric element cooling blade for transferring heat to the predetermined coolant.

일 실시예에 있어서, 상기 태양전지 패널 냉각 시스템은, 상기 열전변환 냉각부에서 냉각되어 유출되는 저온 냉매를 소정 방열 구조체를 통해 재냉각하여 상기 냉매 공급부로 전달하는 방열 냉각부를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the solar panel cooling system may further include a heat dissipation cooling unit for re-cooling the low-temperature refrigerant cooled by the thermoelectric conversion cooling unit through the predetermined heat dissipation structure and transferring the cooled low-temperature refrigerant to the refrigerant supply unit.

일 실시예에 있어서, 상기 방열 냉각부는, 상기 열전변환 냉각부에서 유출되는 저온 냉매와 함께 상기 열전소자 냉각부에서 유출되는 냉매를 상기 방열 구조체를 통해 냉각하여 상기 냉매 공급부 및 상기 열전소자 냉각부로 각각 전달할 수 있다.In one embodiment, the heat dissipation cooling unit cools the refrigerant flowing out of the thermoelectric-element cooling unit together with the low-temperature refrigerant flowing out of the thermoelectric conversion cooling unit through the heat-dissipating structure, and supplies the refrigerant to the refrigerant supply unit and the thermoelectric- .

일 실시예에 있어서, 상기 유로 변경부는, 상기 태양전지 패널의 냉각 채널에서 유출되는 고온 냉매의 온도를 측정하는 온도 센서부; 및 상기 온도 센서부에 의해 측정되는 측정 온도가 기준 온도 미만인 경우 상기 고온 냉매를 상기 냉매 공급부로 전달하고, 상기 측정 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우 상기 고온 냉매를 상기 열전변환 냉각부로 전달하는 제2 밸브부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the flow path changing unit includes: a temperature sensor unit for measuring a temperature of the high temperature refrigerant flowing out of the cooling channel of the solar cell panel; And a second valve for delivering the high temperature refrigerant to the coolant supply unit when the measured temperature measured by the temperature sensor unit is lower than the reference temperature and delivering the high temperature coolant to the thermoelectric conversion and cooling unit when the measured temperature is equal to or higher than the reference temperature, Section.

본 발명에 따르면, 태양전지 패널의 냉각 채널에서 유출되는 냉매의 온도가 기준 온도 미만인 경우 냉각 과정 없이 냉매를 재활용함으로써, 불필요한 냉각 과정에 의해 소비되는 에너지를 절감할 수 있으며, 냉매 온도가 적정 수준으로 유지되도록 하여 혹한기에 발생하는 결빙 내지 동파 현상을 방지할 수 있다.According to the present invention, when the temperature of the refrigerant flowing out of the cooling channel of the solar cell panel is lower than the reference temperature, the energy consumed by the unnecessary cooling process can be reduced by recycling the refrigerant without the cooling process. It is possible to prevent freezing or freezing phenomenon that occurs during a cold weather.

또한, 태양전지 패널의 냉각 채널에서 유출되는 냉매의 온도가 기준 온도 이상인 경우 열전소자와의 열교환을 통해 냉매를 냉각시킴으로써, 냉매 냉각을 위한 에너지 소비를 최소화함은 물론, 냉매의 폐열에 의해 추가 전력을 생산하게 되어 태양전지 패널을 이용한 발전 시스템의 발전 효율을 개선할 수 있다.In addition, when the temperature of the refrigerant flowing out of the cooling channel of the solar panel is higher than the reference temperature, the refrigerant is cooled by heat exchange with the thermoelectric element, thereby minimizing energy consumption for cooling the refrigerant, The power generation efficiency of the power generation system using the solar panel can be improved.

또한, 열전소자에 의해 냉각된 냉매를 순환 구조를 통해 태양전지 패널 냉각용으로 재활용함은 물론 열전소자 냉각용으로도 활용할 수 있도록 함으로써, 시스템 구조를 간소화하고 발전 비용을 절감할 수 있다.In addition, the refrigerant cooled by the thermoelectric element can be utilized not only for cooling the solar panel through the circulation structure but also for cooling the thermoelectric element, thereby simplifying the system structure and reducing the power generation cost.

나아가, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 다양한 실시예들이 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 자명하게 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments of the present invention can be accomplished without departing from the spirit and scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템의 구체적 구성을 나타낸 도면.
도 3a는 열전변환 냉각부의 일례를 나타낸 사시도.
도 3b는 열전변환 냉각부의 다른 일례를 나타낸 사시도.
도 4는 열전소자부의 일례를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템의 구체적 구성을 나타낸 도면.1 is a block diagram illustrating a solar cell panel cooling system according to an embodiment of the present invention.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar cell panel cooling system.
FIG. 3A is a perspective view showing an example of a thermoelectric conversion and cooling section; FIG.
FIG. 3B is a perspective view showing another example of the thermoelectric conversion and cooling section; FIG.
4 is a view showing an example of a thermoelectric element portion;
5 is a view showing a specific configuration of a solar cell panel cooling system according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 기술적 과제에 관한 해결 방안을 명확화하기 위해 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to clarify the solution to the technical problem of the present invention. In the following description of the present invention, however, the description of related arts will be omitted if the gist of the present invention becomes obscure. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed depending on the intention or custom of the designer, the manufacturer, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템이 블록도로 도시되어 있다.1 is a block diagram of a solar panel cooling system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템(100)은 냉매 공급부(120), 유로 변경부(130), 및 열전변환 냉각부(140)를 포함할 수 있다.1, the solar cell panel cooling system 100 according to an embodiment may include a coolant supply unit 120, a flow path changing unit 130, and a thermoelectric conversion cooling unit 140. As shown in FIG.

냉매 공급부(120)는, 태양전지 패널의 냉각 채널(110)에 냉매를 공급한다. 냉매 공급부(120)에 의해 공급된 냉매는 태양전지 패널의 냉각 채널(110) 내부에서 태양전지 패널의 열을 흡수한 후 유출된다.The coolant supply unit 120 supplies the coolant to the cooling channel 110 of the solar panel. The coolant supplied by the coolant supply unit 120 absorbs the heat of the solar cell panel in the cooling channel 110 of the solar cell panel and then flows out.

유로 변경부(130)는, 태양전지 패널의 냉각 채널(110)에서 승온되어 유출되는 고온 냉매의 온도가 기준 온도 미만인 경우, 고온 냉매를 다시 냉매 공급부(120)로 전달한다. 반면, 고온 냉매의 온도가 기준 온도 이상인 경우, 유로 변경부(130)는 고온 냉매를 열전변환 냉각부(140)로 전달한다.When the temperature of the high temperature refrigerant heated in the cooling channel 110 of the solar panel is lower than the reference temperature, the flow path changing unit 130 transmits the high temperature refrigerant to the refrigerant supply unit 120 again. On the other hand, when the temperature of the high temperature refrigerant is equal to or higher than the reference temperature, the flow path changing unit 130 transfers the high temperature refrigerant to the thermoelectric conversion and cooling unit 140.

열전변환 냉각부(140)는, 유로 변경부(130)에서 전달되는 고온 냉매를 열전소자(thermoelectric element)와의 열교환을 통해 냉각시킨다.The thermoelectric conversion cooling unit 140 cools the high temperature refrigerant transferred from the flow path changing unit 130 through heat exchange with a thermoelectric element.

한편, 본 발명에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템(100)은, 방열 냉각부(150)를 더 포함할 수 있다. 아래에서 다시 설명하겠지만, 방열 냉각부(150)는 열전변환 냉각부(140)의 열전소자를 냉각시킨 소정 냉매를 방열 구조체를 통해 냉각시켜 다시 열전변환 냉각부(140)로 전달한다. 또한, 방열 냉각부(150)는, 열전변환 냉각부(140)에 의해 냉각되어 유출되는 태양전지 패널의 냉매를 방열 구조체를 통해 다시 한번 냉각시켜 냉매 공급부(120)로 전달할 수도 있다.Meanwhile, the solar panel cooling system 100 according to the present invention may further include a heat dissipation cooling unit 150. As will be described later, the heat dissipation cooling unit 150 cools the predetermined refrigerant, which has cooled the thermoelectric element of the thermoelectric conversion unit 140, through the heat dissipation structure and transfers the same to the thermoelectric conversion unit 140. The heat dissipation cooling unit 150 may cool the solar cell panel coolant cooled by the thermoelectric conversion cooling unit 140 through the heat dissipation structure and transfer the cooling medium to the coolant supply unit 120 again.

또한, 본 발명에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템(100)은, 전력 처리부(160)를 더 포함할 수 있다. 전력 처리부(160)는, 열전변환 냉각부(140)에서 고온 냉매가 열전소자와의 열교환을 통해 냉각되는 동안, 열전소자에서 발생하는 전력을 처리한다. 예컨대, 전력 처리부(160)는 열전변환 냉각부(140)의 열전소자에서 발생하는 직류 전력을 DC-DC 컨버터를 통해 승압하고, 승압된 전력을 DC-AC 인버터를 통해 교류 전력으로 변환하여 외부로 송전할 수 있다. 또한, 전력 처리부(160)는 열전소자에서 발생하는 전력을 이차전지(secondary battery)를 이용하여 에너지를 ㅈ저장하는 ESS(Energy Storage System)에 저장할 수도 있다. 전력 처리부(160)는, 태양전지 패널에서 발생하는 전력을 함께 처리할 수도 있다.In addition, the solar panel cooling system 100 according to the present invention may further include a power processing unit 160. The power processing unit 160 processes electric power generated in the thermoelectric element while the high-temperature refrigerant is cooled through heat exchange with the thermoelectric element in the thermoelectric conversion cooling unit 140. For example, the power processing unit 160 boosts the DC power generated in the thermoelectric element of the thermoelectric conversion cooling unit 140 through the DC-DC converter, converts the boosted power into AC power through the DC-AC inverter, Transmission can be done. In addition, the power processor 160 may store the power generated in the thermoelectric element in an energy storage system (ESS) that stores energy using a secondary battery. The power processing unit 160 may process the power generated in the solar cell panel together.

도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템의 구체적 구성이 도시되어 있다.FIG. 2 shows a specific configuration of a solar cell panel cooling system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 태양전지 패널(10)의 전면에는 다수의 태양전지가 배치되며, 태양전지 패널(10)의 후면에는 냉각 채널(110)이 배치된다. 태양전지 패널(10)의 전면에 배치되는 태양전지들은 광전효과(photoelectric effect)를 이용하여 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 또한, 태양전지 패널(10)의 후면에 배치되는 냉각 채널(110)은 열 전도성 소재로 구성되는 냉매 이송관에 해당하는 것으로서, 내부 통로를 통과하는 냉매와의 열교환을 통해 태양전지 패널(10)을 냉각시킨다. 태양전지 패널(10) 냉각을 위한 냉매로는 대표적으로 냉각수가 사용될 수 있으며, 적용 환경에 따라 다양한 유체들 또는 이들의 조합물들이 사용될 수 있다.2, a plurality of solar cells are disposed on a front surface of the solar cell panel 10, and a cooling channel 110 is disposed on a rear surface of the solar panel panel 10. The solar cells disposed on the front surface of the solar panel 10 convert the solar energy into electrical energy using a photoelectric effect. The cooling channel 110 disposed on the rear surface of the solar cell panel 10 corresponds to a refrigerant conveyance pipe composed of a thermally conductive material and is connected to the solar cell panel 10 through heat exchange with a refrigerant passing through the internal passage. . As the coolant for cooling the solar panel 10, cooling water may be typically used, and various fluids or combinations thereof may be used depending on the application environment.

냉매 공급부(120)는 태양전지 패널(10)을 냉각시키기 위해 냉각 채널(110)에 냉매를 공급한다. 냉매 공급부(120)에 의해 공급된 냉매는 냉각 채널(110)의 유입구(112)를 통해 유입되어 냉각 채널(110) 내부에서 태양전지 패널(10)의 열을 흡수한 후, 냉각 채널(110)의 유출구(114)로 유출된다. 태양전지 패널(10)의 냉각 채널(110)에서 승온되어 유출되는 고온 냉매의 온도가 기준 온도 미만인 경우, 예컨대 50℃ 미만인 경우 유로 변경부(130)는 고온 냉매를 다시 냉매 공급부(120)로 전달한다. 이 경우, 냉매 공급부(120)는 유로 변경부(130)로부터 전달되는 고온 냉매를 태양전지 패널의 냉각 채널(110)로 공급한다. 반면, 고온 냉매의 온도가 기준 온도 이상인 경우, 예컨대 50℃ 이상인 경우 유로 변경부(130)는 고온 냉매를 열전변환 냉각부(140)로 전달한다. 이 경우, 냉매 공급부(120)는, 열전변환 냉각부(140)에서 냉각되어 냉매 공급부(120)로 전달되는 저온 냉매, 예컨대 20℃ 정도의 저온 냉매를 태양전지 패널의 냉각 채널(110)로 공급한다.The coolant supply unit 120 supplies the coolant to the cooling channel 110 to cool the solar panel 10. The coolant supplied by the coolant supply unit 120 flows through the inlet 112 of the cooling channel 110 to absorb the heat of the solar panel 10 inside the cooling channel 110, To the outlet (114) When the temperature of the high temperature refrigerant heated up and discharged from the cooling channel 110 of the solar panel 10 is lower than the reference temperature, for example, lower than 50 ° C, the flow path changing unit 130 transmits the high temperature refrigerant again to the refrigerant supply unit 120 do. In this case, the coolant supply unit 120 supplies the high-temperature coolant delivered from the flow path changing unit 130 to the cooling channel 110 of the solar cell panel. On the other hand, when the temperature of the high temperature refrigerant is equal to or higher than the reference temperature, for example, equal to or higher than 50 ° C, the flow path changing section 130 transfers the high temperature refrigerant to the thermoelectric conversion and cooling section 140. In this case, the coolant supply unit 120 supplies the low temperature coolant cooled by the thermoelectric conversion cooling unit 140 to the coolant supply unit 120, for example, the low temperature coolant of about 20 ° C. to the cooling channel 110 of the solar panel do.

이를 위해, 냉매 공급부(120)는, 제1 밸브부(122) 및 제1 순환 펌프부(124)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 밸브부(122)는, 유로 변경부(130)에서 전달되는 50℃ 미만의 고온 냉매 또는 열전변환 냉각부(140)에서 전달되는 20℃ 정도의 저온 냉매를 태양전지 패널(10)의 냉각 채널(110) 측으로 전달한다. 제1 순환 펌프부(124)는, 제1 밸브부(122)에 의해 전달되는 냉매를 태양전지 패널(10)의 냉각 채널(110)로 유입시킨다.To this end, the refrigerant supply unit 120 may include a first valve unit 122 and a first circulation pump unit 124. In this case, the first valve unit 122 is connected to the high-temperature refrigerant of less than 50 ° C or the low-temperature refrigerant of about 20 ° C delivered from the thermoelectric conversion and cooling unit 140, To the cooling channel 110 side. The first circulation pump unit 124 introduces the refrigerant delivered by the first valve unit 122 into the cooling channel 110 of the solar cell panel 10.

또한, 유로 변경부(130)는, 온도 센서부(132) 및 제2 밸브부(134)를 포함할 수 있다. 이 경우, 온도 센서부(132) 태양전지 패널(10)의 냉각 채널(110)에서 유출되는 고온 냉매의 온도를 측정한다. 온도 센서부(132)에 의해 측정되는 측정 온도가 기준 온도 미만인 경우, 제2 밸브부(134)는 고온 냉매를 냉매 공급부(120)의 제1 밸브부(122)로 전달한다. 반면, 온도 센서부(132)에 의해 측정되는 측정 온도가 기준 온도 이상인 경우, 제2 밸브부(134)는 고온 냉매를 열전변환 냉각부(140)로 전달한다.In addition, the flow path changing section 130 may include a temperature sensor section 132 and a second valve section 134. In this case, the temperature of the high temperature refrigerant flowing out from the cooling channel 110 of the solar cell panel 10 is measured. When the measured temperature measured by the temperature sensor unit 132 is lower than the reference temperature, the second valve unit 134 transfers the high temperature refrigerant to the first valve unit 122 of the refrigerant supply unit 120. On the other hand, when the measured temperature measured by the temperature sensor unit 132 is equal to or higher than the reference temperature, the second valve unit 134 transfers the high temperature refrigerant to the thermoelectric conversion and cooling unit 140.

열전변환 냉각부(140)는, 유로 변경부(130)에서 전달되는 50℃ 이상의 고온 냉매를 열전소자와의 열교환을 통해 냉각시킨다. 이를 위해, 열전변환 냉각부(140)는 열전소자부(142), 냉매 냉각용 채널부(144), 및 열전소자 냉각부(146)를 포함할 수 있다. 이 경우, 열전소자부(142)는, 일 면으로 열을 흡수하고 타 면으로 열을 방출하여 전력을 발생시킨다. 냉매 냉각용 채널부(144)는, 열전소자부(142)의 열 흡수면과 연접되며, 유로 변경부(130)에서 전달되는 고온 냉매를 통과시켜, 고온 냉매의 열이 열전소자부(142)의 열 흡수면으로 흡수되도록 한다. 열전소자 냉각부(146)는, 열전소자부(142)의 열 방출면에서 방출되는 열을 소정 냉매에 전달하여 열전소자부(142)를 냉각시킨다. 이러한 열전변환 냉각부(140)의 열전소자 냉각부(146)는 다양한 형태로 변형되어 다양한 방식으로 열전소자부(142)를 냉각시킬 수 있다.The thermoelectric conversion cooling unit 140 cools the high temperature refrigerant of 50 DEG C or more, which is transferred from the flow path changing unit 130, through heat exchange with the thermoelectric element. To this end, the thermoelectric conversion cooling unit 140 may include a thermoelectric conversion unit 142, a channel unit 144 for cooling the refrigerant, and a thermoelectric cooling unit 146. In this case, the thermoelectric element 142 absorbs heat on one side and generates heat by emitting heat on the other side. The channel portion 144 for cooling the refrigerant is connected to the heat absorbing surface of the thermoelectric element portion 142 and passes the high temperature refrigerant transferred from the flow path changing portion 130 so that the heat of the high temperature coolant is transferred to the thermoelectric element portion 142, So that it is absorbed by the heat absorbing surface of the heat sink. The thermoelectric element cooling unit 146 transfers the heat emitted from the heat releasing surface of the thermoelectric element unit 142 to the predetermined refrigerant to cool the thermoelectric element unit 142. The thermoelectric element cooling portion 146 of the thermoelectric conversion cooling portion 140 may be modified in various forms to cool the thermoelectric element portion 142 in various ways.

도 3a에는 열전변환 냉각부의 일례가 사시도로 도시되어 있다.FIG. 3A is a perspective view showing an example of the thermoelectric conversion and cooling section.

도 3a에 도시된 바와 같이, 열전변환 냉각부(140)의 냉매 냉각용 채널부(144a)는, 열전소자부(142a)의 열 흡수면인 상부면과 연접된다. 유로 변경부(130)에서 전달되는 50℃ 이상의 고온 냉매는, 이러한 냉매 냉각용 채널부(144a)를 통과하면서 열전소자부(142a)의 열 흡수면으로 열을 방출하여 냉각된다.As shown in Fig. 3A, the channel portion 144a for cooling the coolant of the thermoelectric conversion cooling portion 140 is connected to the upper surface which is the heat absorbing surface of the thermoelectric element portion 142a. The high temperature refrigerant of 50 DEG C or more delivered from the flow path changing portion 130 is cooled by releasing heat to the heat absorbing surface of the thermoelectric element portion 142a while passing through the channel portion 144a for cooling the refrigerant.

한편, 열전변환 냉각부(140)의 열전소자 냉각부(146)는 내부에 냉매 이송 통로를 가지는 열전소자 냉각용 채널부(146a)를 포함할 수 있다. 이 경우, 열전소자 냉각용 채널부(146a)는 열전소자부(142)의 열 방출면과 연접되며 소정 냉매가 통과하는 경우 열전소자부(142)의 열 방출면에서 방출되는 열을 공기 중으로 방열시킴과 동시에 채널 내부로 통과하는 냉매에 전달한다. 이러한 열전소자 냉각용 채널부(146a)의 표면에는 방열을 용이하게 하기 위한 다수의 방열핀들이 형성될 수 있다.Meanwhile, the thermoelectric-element cooling unit 146 of the thermoelectric conversion cooling unit 140 may include a channel unit 146a for cooling the thermoelement having a refrigerant transfer path therein. In this case, the channel portion 146a for cooling the thermoelectric element is connected to the heat releasing surface of the thermoelectric element portion 142. When the predetermined refrigerant passes through, the heat released from the heat releasing surface of the thermoelectric element portion 142 is dissipated And simultaneously to the refrigerant passing through the channel. A plurality of radiating fins for facilitating heat dissipation may be formed on the surface of the channel portion 146a for cooling the thermoelectric elements.

도 3b에는 열전변환 냉각부의 다른 일례가 사시도로 도시되어 있다.3B is a perspective view showing another example of the thermoelectric conversion and cooling section.

도 3b에 도시된 바와 같이, 열전변환 냉각부(140)의 냉매 냉각용 채널부(144b)는, 도 3a와 유사하게 열전소자부(142a)의 열 흡수면인 상부면과 연접된다. 유로 변경부(130)에서 전달되는 50℃ 이상의 고온 냉매는, 이러한 냉매 냉각용 채널부(144b)를 통과하면서 열전소자부(142b)의 열 흡수면으로 열을 방출하여 냉각된다.As shown in Fig. 3B, the channel portion 144b for cooling the coolant of the thermoelectric conversion cooling portion 140 is connected to the upper surface, which is the heat absorbing surface of the thermoelectric element portion 142a, similarly to Fig. 3A. The high temperature refrigerant of 50 DEG C or more delivered from the flow path changing portion 130 is cooled by releasing heat to the heat absorbing surface of the thermoelectric element portion 142b while passing through the channel portion 144b for cooling the refrigerant.

한편, 열전변환 냉각부(140)의 열전소자 냉각부(146)는, 일 단부가 열전소자부(142b)의 열 방출면과 연접되고 타 단부가 열전소자부(142b)의 일 측으로 돌출되는 열전소자 냉각용 블레이드부(146b)를 포함할 수 있다. 이 경우, 소정 냉매가 블레이드부(146b)에 분무되거나 살포되며, 블레이드부(146b)는 냉매 입자들이 블레이드부(146b) 표면에 접촉하는 경우 열전소자부(142)의 열 방출면에서 방출되는 열을 공기 중으로 방열시킴과 동시에 그 표면에 접촉된 냉매 입자들에게 전달한다. 열을 전달받은 냉매 입자들은 기화되어 다시 포집 및 냉각되는 과정에서 전달받은 열을 외부로 방출하게 된다. 이러한 열전소자 냉각용 블레이드부(146b)에는 방열 및 냉매 입자들의 이동을 용이하게 하기 위한 다수의 홀들이 형성될 수 있다.On the other hand, the thermoelectric element cooling portion 146 of the thermoelectric conversion cooling portion 140 has a thermoelectric element 142b having one end connected to the heat releasing surface of the thermoelectric element portion 142b and the other end protruding to one side of the thermoelectric element portion 142b And a device cooling blade portion 146b. In this case, the predetermined refrigerant is sprayed or sprinkled on the blade portion 146b, and the blade portion 146b is arranged in such a manner that the heat emitted from the heat releasing surface of the thermoelectric element portion 142 when the refrigerant particles come into contact with the surface of the blade portion 146b To the air and to the refrigerant particles in contact with the surface. The refrigerant particles, which have been transferred to the heat exchanger, are discharged to the outside in the process of being collected and cooled again. A plurality of holes may be formed in the thermoelectric-element cooling blade portion 146b for facilitating heat dissipation and movement of the coolant particles.

도 4에는 열전소자부의 일례가 도시되어 있다.Fig. 4 shows an example of the thermoelectric element portion.

도 4에 도시된 바와 같이, 열전소자부(142)는 상부의 열 흡수면으로 열을 흡수하여 하부의 열 방출면으로 열을 방출하는 동안 소위 제베크 효과(Seebeck effect)를 이용하여 전기 에너지를 생성한다. 이 경우, 열전소자부(142)는 컬럼형(column type) 열전소자 어레이 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, 열전소자부(142)는 열 흡수부(410), 레그부(420, 422), 및 열 방출부(430)를 포함할 수 있다. 열 흡수부(410)는 외부 열원, 즉 냉매 냉각용 채널부(144)를 통과하는 고온 냉매의 열을 흡수한다. 레그부(420, 422)는 n형 레그(420)와 p형 레그(422)를 포함하며, 열 흡수부(410)를 통해 흡수되는 열을 열 방출부(430)로 전달한다. 이 과정에서 n형 레그(420)의 전자들과 p형 레그(422)의 홀들이 열 방출부(430) 측으로 이동하게 되며, 그 결과 전류가 열 방출부(430)에서 n형 레그(420), 열 흡수부(410), 및 p형 레그(422)를 거쳐 p형 레그(422)와 연결되는 다음 열 방출부 측으로 흐르게 된다. 열전소자부(142)는 외부 회로와 전기적으로 연결되는 두 단자(440, 442)를 통해 전류를 유출입 시킬 수 있게 된다. 열 방출부(430)는 레그부(420, 422)로부터 전달되는 열을 외부로 방출한다.As shown in FIG. 4, the thermoelectric element 142 absorbs heat with the upper heat absorbing surface to emit heat to the lower heat releasing surface, and uses the so-called Seebeck effect to generate electric energy . In this case, the thermoelectric element part 142 may be configured as a column type thermoelectric element array structure. For example, the thermoelectric element portion 142 may include a heat absorbing portion 410, leg portions 420 and 422, and a heat radiating portion 430. The heat absorbing portion 410 absorbs heat of the external heat source, that is, the high temperature refrigerant passing through the channel portion 144 for cooling the refrigerant. The leg portions 420 and 422 include the n-type leg 420 and the p-type leg 422 and transfer the heat absorbed through the heat absorbing portion 410 to the heat releasing portion 430. The electrons of the n-type leg 420 and the holes of the p-type leg 422 are moved toward the heat releasing portion 430 so that the current flows from the heat releasing portion 430 to the n-type leg 420, The heat absorbing portion 410 and the p-type leg 422 to the next heat releasing portion side connected to the p-type leg 422. [ The thermoelectric element portion 142 is capable of flowing current through the two terminals 440 and 442 electrically connected to the external circuit. The heat discharging part 430 discharges the heat transmitted from the leg parts 420 and 422 to the outside.

또한, 열전소자부(142)는 상부 기판(450) 및 하부 기판(452)을 더 포함할 수 있다. 즉, 상부 기판(450)은 열전소자부(142)의 열 흡수면을 구성하는 것으로서, 그 상부면에 연접되어 있는 냉매 냉각용 채널부(144)에서 전달되는 열을 하부면에 배치된 다수의 열 흡수부(410)로 전달한다. 또한, 하부 기판(452)은 열전소자부(142)의 열 방출면을 구성하는 것으로서, 그 상부면에 배치된 다수의 열 방출부(430)에서 방출되는 열을 하부면에 연접하고 있는 열전소자 냉각부(146)로 전달한다.The thermoelectric element portion 142 may further include an upper substrate 450 and a lower substrate 452. That is, the upper substrate 450 constitutes the heat absorbing surface of the thermoelectric element portion 142, and the heat transmitted from the channel portion 144 for cooling the refrigerant, which is connected to the upper surface of the upper substrate 450, And transmits it to the heat absorber 410. The lower substrate 452 constitutes a heat releasing surface of the thermoelectric element portion 142 and has a thermoelectric element (not shown) connected to the lower surface of the heat releasing portion 430, And transfers it to the cooling unit 146.

또한, 열전변환 냉각부(140)는, 도 3a 또는 도 3b에 도시된 단위 모듈을 복수로 포함할 수 있다. 즉, 열전변환 냉각부(140)는, n 개의 단위 모듈을 직렬 연결하여 첫 번째 모듈로 유입된 고온 냉매가 n 개의 냉매 냉각용 채널부(144a 또는 144b)를 거쳐 n 번째 모듈로 유출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, n 개의 단위 모듈의 열전소자부(142a 또는 142b)들은 전기적으로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 또한, 열전변환 냉각부(140)를 구성하는 단위 모듈들은 직선형, 원형, 또는 나선형 등의 형태로 연결될 수 있다. 특히, 열전변환 냉각부(140)가 도 3b에 도시된 단위 모듈들로 구성되는 경우, 열전변환 냉각부(140)는 단위 모듈들이 원형 또는 나선형으로 연결되어 그 블레이드부(146b)들이 모두 중심 방향을 향하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 구성은, 냉매가 다수의 블레이드부(146b)에 용이하게 분무 또는 살포될 수 있도록 한다.The thermoelectric conversion and cooling unit 140 may include a plurality of unit modules shown in FIG. 3A or 3B. That is, the thermoelectric conversion cooling unit 140 is configured such that the n unit modules are connected in series and the high-temperature refrigerant introduced into the first module flows out to the n-th module via n channel units 144a or 144b for cooling the refrigerant . In this case, the thermoelectric elements 142a and 142b of the n unit modules may be electrically connected in series or in parallel. Further, the unit modules constituting the thermoelectric conversion and cooling unit 140 may be connected in the form of a straight line, a circle, or a spiral. In particular, when the thermoelectric conversion cooling unit 140 is composed of the unit modules shown in FIG. 3B, the thermoelectric conversion and cooling unit 140 is configured such that the unit modules are connected circularly or spirally, As shown in FIG. Such a configuration allows the coolant to be easily sprayed or sprinkled on the plurality of blade portions 146b.

한편, 본 발명에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템(100)은, 방열 냉각부(150)를 더 포함할 수 있다. 방열 냉각부(150)는, 열전변환 냉각부(140)의 열전소자부(142)를 냉각시킨 냉매를 소정 방열 구조체를 통해 냉각시켜 다시 열전변환 냉각부(140)로 전달한다. 이를 위해, 방열 냉각부(150)는 냉매 탱크부(152), 방열기부(154), 및 제2 순환 펌프부(156)를 포함할 수 있다. 즉, 냉매 탱크부(152)는, 열전변환 냉각부(140)의 열전소자부(142)를 냉각시킨 냉매를 일정 시간 저장하며 냉매의 열을 발산시킨다. 이 경우, 냉매 탱크(152)는 열 전도율이 높은 소재로 구성될 수 있다. 방열기부(154)는, 여러 번 절곡된 내부 유로를 통해 냉매를 통과시켜 냉매의 열을 발산시킨다. 이 경우, 방열기부(154)는 내부 유로에 윅(Wick) 구조를 포함하고 그 외부면에 다수의 방열핀들을 포함함으로써 방열 효율을 높일 수 있다. 제2 순환 펌프부(156)는 방열기부(154)에서 유출되는 냉매를 열전변환 냉각부(140)의 열전소자 냉각부(146)로 전달한다.Meanwhile, the solar panel cooling system 100 according to the present invention may further include a heat dissipation cooling unit 150. The heat dissipation cooling unit 150 cools the refrigerant that has cooled the thermoelectric conversion unit 142 of the thermoelectric conversion cooling unit 140 through a predetermined heat dissipation structure and transfers it to the thermoelectric conversion cooling unit 140. The radiator cooling section 150 may include a coolant tank section 152, a radiator section 154, and a second circulation pump section 156. That is, the coolant tank portion 152 stores the coolant that has cooled the thermoelectric element portion 142 of the thermoelectric conversion and cooling portion 140 for a predetermined time and radiates the heat of the coolant. In this case, the coolant tank 152 may be made of a material having a high thermal conductivity. The radiator portion 154 radiates the heat of the refrigerant by passing the refrigerant through the internal flow path bent several times. In this case, the heat dissipation unit 154 includes a wick structure in the inner flow path, and the heat dissipation efficiency can be improved by including a plurality of heat dissipation fins on the outer surface thereof. The second circulation pump unit 156 transfers the refrigerant flowing out from the radiator unit 154 to the thermoelectric element cooling unit 146 of the thermoelectric conversion and cooling unit 140.

또한, 방열 냉각부(150)는, 열전변환 냉각부(140)의 냉매 냉각용 채널부(144)를 통해 냉각된 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매가 냉매 공급부(120)로 전달되도록 하는 별도의 냉매 이송 채널(158)을 포함할 수 있다. 이 경우, 냉매 이송 채널(158)은 열 전도성 소재로 구성되어, 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매가 냉매 공급부(120)로 전달되는 동안 냉매의 잔열이 외부로 방출되도록 할 수 있다.The heat dissipation cooling unit 150 is provided separately from the cooling medium supply unit 120 so that the coolant for cooling the solar cell panel 10 cooled through the channel unit 144 for cooling the coolant of the thermoelectric conversion cooling unit 140 is delivered to the coolant supply unit 120 The refrigerant transfer channel 158 may include a plurality of heat exchangers. In this case, the coolant transfer channel 158 is made of a heat conductive material, so that the residual heat of the coolant can be released to the outside while the coolant for cooling the solar panel 10 is transferred to the coolant supply unit 120.

이와 같이, 열전소자부(142) 냉각용 냉매와는 달리, 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매가 냉매 탱크부(152) 및 방열기부(154)를 거치지 않고 냉매 공급부(120)로 전달되는 구성은, 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매와 열전소자부(142) 냉각용 냉매가 개별적으로 운용되도록 할 수 있다. 즉, 이러한 구성은 태양전지 패널(10)과 열전소자부(142)의 발열 특성을 고려하여 동종 또는 이종의 냉매들이 사용될 수 있도록 한다.The coolant for cooling the solar panel 10 is transferred to the coolant supply unit 120 without passing through the coolant tank unit 152 and the heat radiator unit 154, unlike the coolant for cooling the thermoelectric element unit 142, The refrigerant for cooling the solar panel 10 and the refrigerant for cooling the thermoelectric element portion 142 can be operated individually. In other words, such a configuration allows the same or different types of refrigerants to be used in consideration of heat generation characteristics of the solar cell panel 10 and the thermoelectric element portion 142.

도 5에는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템의 구체적 구성이 도시되어 있다.5 shows a specific configuration of a solar cell panel cooling system according to another embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 다른 일 실시예에 따른 태양전지 패널 냉각 시스템(500)은 냉매 공급부(120), 유로 변경부(130), 열전변환 냉각부(140), 및 방열 냉각부(550)를 포함할 수 있다. 이 경우, 냉매 공급부(120), 유로 변경부(130), 및 열전변환 냉각부(140)의 구성 및 기능은 도 2와 기본적으로 동일하다.5, the solar cell panel cooling system 500 according to another embodiment includes a coolant supply unit 120, a flow path changing unit 130, a thermoelectric conversion cooling unit 140, and a heat radiating cooling unit 550 ). In this case, the configurations and functions of the coolant supply unit 120, the flow path changing unit 130, and the thermoelectric conversion and cooling unit 140 are basically the same as those in FIG.

한편, 방열 냉각부(550)는, 열전변환 냉각부(140)에서 냉각되어 유출되는 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매를 소정 방열 구조체를 통해 재냉각하여 냉매 공급부(120)로 전달한다. 이 경우, 방열 냉각부(550)는, 열전변환 냉각부(140)의 냉매 냉각용 채널부(144)에서 유출되는 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매와 함께, 열전변환 냉각부(140)의 열전소자 냉각부(146)에서 유출되는 열전소자부(142) 냉각용 냉매를 상기 방열 구조체를 통해 냉각하여, 냉매 공급부(120) 및 열전소자 냉각부(146)로 각각 전달할 수 있다.The heat dissipation cooling unit 550 recools the cooling water for cooling the solar panel 10 cooled by the thermoelectric conversion cooling unit 140 through a predetermined heat dissipation structure and transfers the cooled cooling water to the refrigerant supply unit 120. In this case, the heat dissipation cooling section 550 is provided with the cooling refrigerant for cooling the solar panel 10, which flows out from the channel section 144 for cooling the refrigerant in the thermoelectric conversion cooling section 140, The coolant for cooling the thermoelectric element portion 142 flowing out from the thermoelectric element cooler 146 may be cooled through the heat radiator structure and transferred to the coolant supply portion 120 and the thermoelectric cooler 146.

이를 위해, 방열 냉각부(550)는 냉매 탱크부(552), 방열기부(554), 및 제2 순환 펌프부(556)를 포함할 수 있다. 즉, 냉매 탱크부(552)는, 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매와 열전소자부(142) 냉각용 냉매를 일정 시간 함께 저장하며 냉매의 열을 발산시킨다. 방열기부(554)는, 여러 번 절곡된 내부 유로를 통해 냉매를 통과시켜 냉매의 열을 발산시킨다. 이 경우, 냉매 공급부(120)는 방열기부(554)에서 유출되는 냉매를 태양전지 패널(10)의 냉각 채널(110)로 전달하고, 제2 순환 펌프부(556)는 방열기부(554)에서 유출되는 냉매를 열전변환 냉각부(140)의 열전소자 냉각부(146)로 전달한다.To this end, the heat dissipation cooling unit 550 may include a coolant tank unit 552, a radiator unit 554, and a second circulation pump unit 556. That is, the coolant tank portion 552 stores the coolant for cooling the solar cell panel 10 and the coolant for cooling the thermoelectric element portion 142 for a predetermined period of time, and radiates the heat of the coolant. The radiator portion 554 radiates the heat of the refrigerant by passing the refrigerant through the internal flow path bent several times. In this case, the refrigerant supply unit 120 transfers the refrigerant flowing out from the radiator unit 554 to the cooling channel 110 of the solar panel 10, and the second circulation pump unit 556 transfers the refrigerant from the radiator unit 554 And conveys the outflow refrigerant to the thermoelectric element cooling section 146 of the thermoelectric conversion and cooling section 140.

이와 같이, 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매와 열전소자부(142) 냉각용 냉매를 방열 구조체(552, 554)를 통해 함께 냉각시키는 구성은, 열전변환 냉각부(140)에 의해 냉각되어 유출되는 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매를 다시 한번 냉각시켜 냉매 공급부(120)로 전달하므로 냉매 냉각 효과를 더욱 상승시킬 수 있음은 물론, 태양전지 패널(10) 냉각용 냉매와 열전소자부(142) 냉각용 냉매를 운용하기 위한 별도의 이송 채널을 구성할 필요가 없으므로 태양전지 패널 냉각 시스템의 전체 구성을 간소화시킬 수 있다.The configuration in which the cooling refrigerant for the solar panel 10 and the cooling refrigerant for cooling the thermoelectric element portion 142 are cooled together through the heat radiation structure 552 and 554 is cooled by the thermoelectric conversion cooling portion 140, The coolant for cooling the solar cell panel 10 is cooled again and transferred to the coolant supply unit 120 so that the cooling effect of the coolant can be further enhanced and the coolant for cooling the solar panel 10 and the thermoelectric element unit 142 ) Since there is no need to construct a separate conveyance channel for operating the cooling refrigerant, the overall configuration of the solar panel cooling system can be simplified.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 태양전지 패널의 냉각 채널에서 유출되는 냉매의 온도가 기준 온도 미만인 경우 냉각 과정 없이 냉매를 재활용함으로써, 불필요한 냉각 과정에 의해 소비되는 에너지를 절감할 수 있으며, 냉매 온도가 적정 수준으로 유지되도록 하여 혹한기에 발생하는 결빙 내지 동파 현상을 방지할 수 있다. 또한, 태양전지 패널의 냉각 채널에서 유출되는 냉매의 온도가 기준 온도 이상인 경우 열전소자와의 열교환을 통해 냉매를 냉각시킴으로써, 냉매 냉각을 위한 에너지 소비를 최소화함은 물론, 냉매의 폐열로부터 추가 전력을 생산하게 되어 태양전지 패널을 이용한 발전 시스템의 발전 효율을 개선할 수 있다. 또한, 열전소자에 의해 냉각된 냉매를 순환 구조를 통해 태양전지 패널 냉각용으로 재활용함은 물론 열전소자 냉각용으로도 활용할 수 있도록 함으로써, 시스템 구조를 간소화하고 발전 비용을 절감할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 다양한 실시예들은, 당해 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.As described above, according to the present invention, when the temperature of the refrigerant flowing out of the cooling channel of the solar cell panel is lower than the reference temperature, the energy consumed by the unnecessary cooling process can be reduced by recycling the refrigerant without the cooling process, The temperature can be maintained at an appropriate level to prevent icing or freezing phenomenon occurring in a cold weather. In addition, when the temperature of the refrigerant flowing out of the cooling channel of the solar panel is higher than the reference temperature, the refrigerant is cooled by heat exchange with the thermoelectric element to minimize energy consumption for cooling the refrigerant, The power generation efficiency of the power generation system using the solar panel can be improved. In addition, the refrigerant cooled by the thermoelectric element can be utilized not only for cooling the solar panel through the circulation structure but also for cooling the thermoelectric element, thereby simplifying the system structure and reducing the power generation cost. Furthermore, it is to be understood that various embodiments in accordance with the present invention may solve many technical problems in the art, as well as those described in the related art.

지금까지 본 발명에 대해 구체적인 실시예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 기술적 범위에서 다양한 변형 실시예들이 구현될 수 있음을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 첨부된 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described with reference to specific embodiments. It will be apparent, however, to one skilled in the art that various modifications may be practiced within the technical scope of the invention. Therefore, the above-described embodiments should be considered from an illustrative point of view, not from a limiting viewpoint. That is, the scope of the true technical idea of the present invention is set forth in the appended claims, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

10 : 태양전지 패널 110 : 냉각 채널
120 : 냉매 공급부 122 : 제1 밸브부
124 : 제1 순환 펌프부 130 : 유로 변경부
132 : 온도 센서부 134 : 제2 밸브부
140 : 열전변환 냉각부 142 : 열전소자부
144 : 냉매 냉각용 채널부 146 : 열전소자 냉각부
150 : 방열 냉각부 152 : 냉매 탱크
154 : 방열기부 156 : 제2 순환 펌프부10: solar cell panel 110: cooling channel
120: coolant supply unit 122: first valve unit
124: first circulation pump unit 130:
132: temperature sensor part 134: second valve part
140: thermoelectric conversion cooling unit 142: thermoelectric conversion unit
144: Refrigerant cooling channel part 146: Thermoelectric element cooling part
150: heat dissipation cooling section 152: refrigerant tank
154: radiator part 156: second circulation pump part

Claims (9)

태양전지 패널의 냉각 채널에 냉매를 공급하는 냉매 공급부;
열전소자와의 열교환을 통해 냉매를 냉각시키는 열전변환 냉각부; 및
상기 태양전지 패널의 냉각 채널에서 승온되어 유출되는 고온 냉매의 온도가 기준 온도 미만인 경우 상기 고온 냉매를 상기 냉매 공급부로 전달하고, 상기 고온 냉매의 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우 상기 고온 냉매를 상기 열전변환 냉각부로 전달하는 유로 변경부를 포함하는 태양전지 패널 냉각 시스템.A coolant supply unit for supplying coolant to a cooling channel of the solar panel;
A thermoelectric conversion cooling unit for cooling the refrigerant through heat exchange with the thermoelectric element; And
Wherein the high temperature refrigerant is delivered to the refrigerant supply unit when the temperature of the high temperature refrigerant heated in the cooling channel of the solar cell is lower than a reference temperature, and when the temperature of the high temperature refrigerant is equal to or higher than the reference temperature, And a channel changing unit for transmitting the channel change to the cooling unit. 제1항에 있어서,
상기 냉매 공급부는, 상기 유로 변경부가 상기 고온 냉매를 상기 냉매 공급부로 전달하는 경우 상기 고온 냉매를 상기 태양전지 패널의 냉각 채널에 공급하고, 상기 유로 변경부가 상기 고온 냉매를 상기 열전변환 냉각부로 전달하는 경우 상기 열전변환 냉각부에서 냉각되어 상기 냉매 공급부로 전달되는 저온 냉매를 상기 태양전지 패널의 냉각 채널에 공급하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널 냉각 시스템.The method according to claim 1,
The refrigerant supply unit supplies the high-temperature refrigerant to the cooling channel of the solar cell panel when the flow path changing unit transfers the high-temperature refrigerant to the refrigerant supply unit, and the flow path changing unit transmits the high- Wherein the low temperature coolant cooled by the thermoelectric conversion cooling unit and transferred to the coolant supply unit is supplied to a cooling channel of the solar cell panel. 제2항에 있어서,
상기 냉매 공급부는,
상기 유로 변경부에서 전달되는 고온 냉매 또는 상기 열전변환 냉각부에서 전달되는 저온 냉매를 상기 태양전지 패널의 냉각 채널 측으로 전달하는 제1 밸브부; 및
상기 제1 밸브부에 의해 전달되는 냉매를 상기 태양전지 패널의 냉각 채널로 유입시키는 순환 펌프부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널 냉각 시스템.3. The method of claim 2,
The refrigerant supply unit,
A first valve unit for delivering the high temperature refrigerant transferred from the flow path changing unit or the low temperature refrigerant transferred from the thermoelectric conversion cooling unit to the cooling channel side of the solar cell panel; And
And a circulation pump unit for introducing the refrigerant delivered by the first valve unit to a cooling channel of the solar cell panel. 제1항에 있어서,
상기 열전변환 냉각부는,
일 면으로 열을 흡수하고 타 면으로 열을 방출하여 전력을 발생시키는 열전소자부;
상기 열전소자부의 상기 일 면과 연접되며, 상기 유로 변경부에서 전달되는 고온 냉매를 통과시켜 상기 고온 냉매의 열이 상기 열전소자부의 상기 일 면으로 흡수되도록 하는 냉매 냉각용 채널부; 및
상기 열전소자부의 상기 타 면에서 방출되는 열을 소정 냉매에 전달하여 상기 열전소자부를 냉각하는 열전소자 냉각부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널 냉각 시스템.The method according to claim 1,
The thermoelectric conversion cooling unit
A thermoelectric element part for absorbing heat on one side and generating heat by emitting heat on the other side;
A channel portion for cooling the refrigerant, the channel portion being connected to the one surface of the thermoelectric element portion and passing the high temperature refrigerant transferred from the flow path changing portion so that the heat of the high temperature refrigerant is absorbed to the one surface of the thermoelectric element portion; And
And a thermoelectric element cooling part for cooling the thermoelectric element part by transferring heat emitted from the other surface of the thermoelectric element part to a predetermined refrigerant. 제4항에 있어서,
상기 열전소자 냉각부는, 상기 열전소자부의 상기 타 면과 연접되어 소정 냉매가 통과하는 경우 상기 열전소자부의 상기 타 면에서 방출되는 열을 상기 소정 냉매에 전달하는 열전소자 냉각용 채널부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널 냉각 시스템.5. The method of claim 4,
And the thermoelectric-element cooling portion includes a channel portion for cooling the thermoelectric-element, which is connected to the other surface of the thermoelectric-element portion and transfers the heat radiated from the other surface of the thermoelectric-element portion to the predetermined refrigerant when the predetermined refrigerant passes therethrough A solar panel cooling system. 제4항에 있어서,
상기 열전소자 냉각부는, 일 단부가 상기 열전소자부의 상기 타 면과 연접되고 타 단부가 상기 열전소자부의 일 측으로 돌출되어 소정 냉매가 접촉하는 경우 상기 열전소자부의 상기 타 면에서 방출되는 열을 상기 소정 냉매에 전달하는 열전소자 냉각용 블레이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널 냉각 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the thermoelectric-element cooling portion has one end connected to the other surface of the thermoelectric-element portion and the other end protruding to one side of the thermoelectric-element portion so that the heat radiated from the other surface of the thermo- And a thermoelectric element cooling blade unit for transferring the coolant to the coolant. 제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 태양전지 패널 냉각 시스템은, 상기 열전변환 냉각부에서 냉각되어 유출되는 저온 냉매를 소정 방열 구조체를 통해 재냉각하여 상기 냉매 공급부로 전달하는 방열 냉각부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널 냉각 시스템.The method according to claim 5 or 6,
Wherein the solar panel cooling system further comprises a heat dissipation cooling unit for re-cooling the low temperature refrigerant cooled by the thermoelectric conversion cooling unit and flowing out through the predetermined heat dissipation structure, . 제7항에 있어서,
상기 방열 냉각부는, 상기 열전변환 냉각부에서 유출되는 저온 냉매와 함께 상기 열전소자 냉각부에서 유출되는 냉매를 상기 방열 구조체를 통해 냉각하여 상기 냉매 공급부 및 상기 열전소자 냉각부로 각각 전달하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널 냉각 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the heat dissipation cooling unit cools the refrigerant flowing out of the thermoelectric-element cooling unit together with the low-temperature refrigerant flowing out of the thermoelectric conversion cooling unit through the heat-dissipating structure, and transfers the refrigerant to the refrigerant supply unit and the thermoelectric- Solar panel cooling system. 제1항에 있어서,
상기 유로 변경부는,
상기 태양전지 패널의 냉각 채널에서 유출되는 고온 냉매의 온도를 측정하는 온도 센서부; 및
상기 온도 센서부에 의해 측정되는 측정 온도가 기준 온도 미만인 경우 상기 고온 냉매를 상기 냉매 공급부로 전달하고, 상기 측정 온도가 상기 기준 온도 이상인 경우 상기 고온 냉매를 상기 열전변환 냉각부로 전달하는 제2 밸브부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널 냉각 시스템.The method according to claim 1,
The flow-
A temperature sensor unit for measuring a temperature of the high-temperature refrigerant flowing out of the cooling channel of the solar cell panel; And
And a second valve unit for transmitting the high temperature refrigerant to the coolant supply unit when the measured temperature measured by the temperature sensor unit is lower than the reference temperature and delivering the high temperature coolant to the thermoelectric conversion and cooling unit when the measured temperature is equal to or higher than the reference temperature The solar panel cooling system comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210043476A (en) * 2019-10-10 2021-04-21 주식회사 쉬프트베리 energy harvesting cooling system using self-generated power of thermoelement

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