KR20170022322A - 태양광 전지 패널 세정용 조성물 및 이를 이용한 자가 세정 태양광 전지 패널 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 염화 나트륨, 염화 칼슘 및 염화 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속염; 탄소수 2 내지 6의 다가 알코올; 설폰산염계 음이온성 계면활성제; 및 하기 화학식 1로 표시되는 리간드를 포함하는 금속 킬레이트제를 포함하는 태양광 전지 패널 세정용 조성물 및 이를 이용한 자가 세정 태양광 전지 패널에 관한 것이다.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.)
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.)
Description
본 발명은 태양광 전지 패널 세정용 조성물 및 이를 이용한 자가 세정 태양광 전지 패널에 관한 것이다.
전통적인 연료 기반 에너지 산업은 화석 연료의 사용으로 인한 지구 온난화 문제와 핵 연료 사용으로 인한 핵폐기물의 발생 문제 등과 같이 지구 환경에 영향을 미치는 수많은 문제들과 함께, 연료의 생산 및 고갈 등 지속가능성의 문제 역시 존재한다.
이러한, 연료 기반 에너지 산업을 대체하기 위한 친환경적이고 지속가능한 에너지로서 태양광 에너지가 가장 주목받고 있다.
그러나, 태양광 발전은 태양광 전지 패널의 표면에 이물질이 존재하는 경우, 에너지원인 태양광의 입수율이 저하되어 결국 발전 효율이 저하되며, 특히, 고위도 지역의 경우 동절기에 강설로 인하여 태양광 전지 패널 상에 적설(積雪)이 발생하면 발전 효율이 급격하게 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 태양광 전지 패널의 이물질, 특히 적설을 적절하게 제거할 수 있는 세정 조성물이 요구되고 있으나, 종래의 염화 칼슘과 글리세린을 단순 혼합한 세정수는 눈의 어는점만 단순하게 낮출 뿐, 낮아진 어는점으로 녹은 눈에 포함된 철 등 금속 성분이 재석회화를 촉진하여 패널 표면의 결빙막을 형성하는 문제점이 있었다.
이에, 강설의 기후 조건을 수반하는 고위도 지역에서 태양광 전지 패널을 적절하게 세정할 수 있는 제품이 요구되고 있다.
또한, 태양광 발전의 특성상 태양광 전지 패널은 아니라 많은 수만 아니라, 패널의 면적도 넓은 면적이 필요하므로, 이러한 패널을 인력에 의하여 세정하는 경우 발전 효율 대비 경제적인 손실이 초과되는 문제점이 있다.
본 발명은 태양광 전지 패널 상에서 제설 시 발생하는 재석회화를 억제하여 우수한 세정 능력, 특히 우수한 제설 세정 능력을 발휘하는 태양광 전지 패널 세정용 조성물을 제공하고자 한다.
이와 함께, 이러한 우수한 전지 패널 세정용 조성물를 이용함으로써, 적은 전력 소비로 우수한 제설 세정 능력을 발휘하는 자가 세정 태양광 전지 패널을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면은 염화 나트륨, 염화 칼슘 및 염화 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속염; 탄소수 2 내지 6의 다가 알코올; 설폰산염계 음이온성 계면활성제; 및 하기 화학식 1로 표시되는 리간드를 포함하는 금속 킬레이트제를 포함하는 태양광 전지 패널 세정용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.
본 발명의 제2 측면은 수광부를 포함하는 태양광 전지 패널; 상기 수광부의 일 부분과 접하는 청소부; 상기 청소부의 이동을 상기 수광부의 측면과 평행한 방향으로 규제하는 가이드부; 상기 태양광 전지 패널 세정용 조성물을 저장하는 제1 세정제 저장부; 및 상기 제1 세정제 저장부와 유체 운송 수단으로 연결되어 있고, 상기 유체 운송 수단으로 운송된 조성물을 수광부를 향하여 분사하는 분사부;를 포함하는 자가 세정 태양광 전지 패널을 제공한다.
본 발명에 따른 태양광 전지 패널 세정용 조성물은 태양광 전지 패널이 야외 노출 시 표면에 발생하는 이물질들을 세정하는 능력이 우수하며, 또한, 제설 시 발생하는 재석회화를 억제함으로써, 특히, 제설 세정 능력이 우수하다.
이와 함께, 이라힌 우수한 전지 패널 세정용 조성물를 이용함으로써, 적은 전력 소비으로 우수한 제설 세정 능력을 발휘하는 자가 세정 태양광 전지 패널을 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제2 측면인 자가 세정 태양광 전지 패널의 일 예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 제1 측면인 태양광 전지 패널 세정용 조성물에 대하여 구체적으로 설명한다.
1) 금속염
본 발명에 따른 태양광 전지 패널 세정용 조성물은 염화 나트륨, 염화 칼슘 및 염화 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속염을 포함한다. 상기 금속염은 재석회화의 억제 측면에서 바람직하게는 염화 마그네슘이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속염의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 20 중량% 이상이고 30 중량% 이하이다. 상기 함량 미만에서는 눈의 어는점을 충분히 내릴 수가 없어 충분한 제설 세정 능력을 발휘하기 힘들고, 상기 함량 이상에서는 과다한 금속염으로 인하여 재석회화가 발생하는 문제점이 있다.
2) 다가 알코올
본 발명에 따른 태양광 전지 패널 세정용 조성물은 탄소수 2 내지 6의 다가 알코올을 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 다가 알코올은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리세린으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 다가 알코올의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 10 중량% 이상이고 20 중량% 이하이다. 상기 함량 미만에서는 눈의 어는점을 충분히 내릴 수가 없어 충분한 제설 세정 능력을 발휘하기 힘들고, 상기 함량 이상에서는 과다한 금속염으로 인하여 재석회화가 발생하는 문제점이 있다.
3)
설폰산염계
음이온성
계면활성제
본 발명에 따른 태양광 전지 패널 세정용 조성물은 설폰산염계 음이온성 계면활성제를 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 설폰산염계 음이온성 계면활성제는 탄소수 10 내지 20의 직쇄 알킬기 또는 분지쇄 알킬기를 가지는 알킬설폰산염, 탄소수 10 내지 20의 알케닐기를 가지는 알케닐설폰산염, 탄소수 8 내지 16의 직쇄 알킬기 또는 분지쇄 알킬기를 가지는 알킬벤젠 설폰산염, 탄소수 2 내지 6의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기를 가지는 알킬나프탈렌 설폰산염, 탄소수 10 내지 20의 직쇄 알킬기, 분기쇄 알킬기 또는 환상 알킬기를 가지는 알킬설포석신산, 탄소수 10 내지 20의 알케닐기를 가지는 알케닐설포석신산염, 탄소수 6~18의 직쇄 알킬기 또는 분기쇄 알킬기를 가지는 알킬디페닐에테르디설폰산염이며, 더 구체적으로, 도데실벤젠설폰산나트륨, 부틸나프탈렌설폰산나트륨, 도데실디페닐에테르디설폰산나트륨, 디옥틸설포석신산나트륨, 옥틸디페닐에테르디설폰산나트륨, 디이소트리데실설포석신산나트륨 및 디시클로헥실설포석신산나트륨으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 설폰산염계 음이온성 계면활성제의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 0.2 중량% 이상이고 10.2 중량% 이하이다. 상기 함량 미만에서는 충분한 세정 능력을 발휘하기 힘들고, 상기 함량 이상에서는 거품이 과다 발생하여 적정한 세정이 되지 않는 문제점이 있다.
4) 금속
킬레이트제
본 발명에 따른 태양광 전지 패널 세정용 조성물은 금속 킬레이트제를 포함한다.
하기 화학식 1로 표시되는 리간드를 포함하는 금속 킬레이트제를 포함하는 태양광 전지 패널 세정용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속 킬레이트제의 금속은 리튬, 나트륨, 칼륨 등의 알칼리 금속; 마그네슘, 칼슘 등의 알칼리 토금속; 티탄, 지르코늄, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리 등의 전이 금속; 아연; 또는 알루미늄일 수 있으며, 바람직하게는 철 또는 마그네슘이 바람직하다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 금속 킬레이트제의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 5.5 중량% 이상이고 15.5 중량% 이하이다. 상기 함량 미만에서는 금속염과 녹은 눈에 존재할 수 있는 금속과의 재석회화를 억제하기 힘들고, 상기 함량 이상에서는 과다한 금속염으로 인하여 재석회화가 발생하는 문제점이 있다.
5) 물
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 태양광 전지 패널 세정용 조성물은 물을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 물의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 54.3 중량% 이상이고 64.3 중량% 이하이다. 상기 함량 미만에서는 세정 후 이물질이 잔존할 수 있으며, 상기 함량 이상에서는 세정 능력이 미비한 문제점이 있다.
이하, 본 발명의 제2 측면인 자가 세정 태양광 전지 패널에 대하여 구체적으로 설명하며, 보조적으로 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제2 측면을 일 실시상태로 도시한 것이며, 본 발명의 각 구성요소의 배치 및 연결구조는 본 명세서의 문언 서술에 의하여만 제한될 뿐, 도면에 도시된 내용으로 제한되지 않도록 해석되어야 한다.
태양광
전지 패널 (100)
본 발명에 따른 자가 세정 태양광 전지 패널 (1)은 태양광 전지 패널 (100) 를 포함한다. 상기 태양광 전지 패널 (100)은 수광부 (110)를 포함하는 것으로, 수광부(110)가 태양 (2)로부터 발생하는 태양 광선을 수용하여, 수용된 태양 광선을 전기 에너지로 변환할 수 있는 것이라면, 제한하지 않는다. 상기 수광부 (110) 역시 특별히 제한하지 않으나, 외부의 충격에 대한 보호, 투광율, 내마모성 및 내화학성을 고려하여 그 재질이 강화 유리인 것이 바람직하다.
청소부 (200)
본 발명에 따른 자가 세정 태양광 전지 패널 (1)은 상기 수광부 (110)의 일 부분과 접하는 청소부 (200)를 포함한다. 상기 청소부 (200)는 상기 수광부 (110)의 일 부분에 접하여 물리적인 압력을 가함으로써 세정용 조성물의 세정 효과를 촉진할 수 있는 것이면 이를 제한하지 않으나, 상기 청소부 (200)의 상기 수광부 (110)의 접면은 마찰력을 증가시켜 세정력을 촉진하면서도, 수광부 (110)의 손상을 최소화할 수 있도록 고무 재질인 것이 바람직하다.
가이드부
(300)
본 발명에 따른 자가 세정 태양광 전지 패널 (1)은 상기 청소부의 이동을 상기 수광부 (110)의 측면과 평행한 방향으로 규제하는 가이드부 (300)를 포함한다. 상기 가이드부 (300)는 필요에 따라 하나 이상일 수 있으며, 안정적인 청소부의 이동 규젤를 위하여 2 개를 구비하는 것이 바람직하다.
제1 세정제 저장부 (400)
본 발명에 따른 자가 세정 태양광 전지 패널 (1)은 전술한 본 발명에 따른 태양광 전지 패널 세정용 조성물을 저장하는 제1 세정제 저장부 (400)를 포함한다.
분사부
(500)
본 발명에 따른 자가 세정 태양광 전지 패널 (1)은 상기 제1 세정제 저장부 (400)와 유체 운송 수단(410)으로 연결되어 있고, 상기 유체 운송 수단으로 운송된 조성물을 수광부를 향하여 분사하는 분사부 (500)를 포함한다.
상기 분사부 (500)는 공기 등 기체를 압력 존재 하에 주입하여, 분사부로 운송된 조성물을 분사할 수 있다.
제2 세정제 저장부 (600)
본 발명의 일 실시 상태에 있어서, 상기 자가 세정 태양광 전지 패널 (1)은 상기 제1 세정제 저장부 (400)에 저장된 조성물과 동일 또는 상이한 조성물을 저장하는 제2 세정제 저장부 (600)를 더 포함한다.
상기 분사부 (500)는 상기 제2 세정제 저장부 (600)와 유체 운송 수단 (610)으로 연결되어 있고, 상기 제2 세정제 저장부 (600)에 저장된 조성물을 수광부를 향하여 분사하는 것이다.
본 발명의 일 실시 상태에 있어서, 상기 제1 세정제 저장부 (400)에 연결된 유체 운송 수단 (410) 및 상기 제2 세정제 저장부 (600)에 연결된 유체 운송 수단 (610)은 독립적으로 그 연결 상태를 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 변환 가능한 것이다. 상기 개방 상태는 상기 제1 세정제 저장부 (400) 또는 제2 세정제 저장부 (600)가 각각 유체 운송 수단 (410 또는 610)을 통하여 분사부 (500)에 저장된 조성물을 운송할 수 있는 상태를 의미하며, 그 운송 에너지는 중력, 펌프 등 유압력 등일 수 있으나, 이를 제한하지 않는다.
하중 측정부 (210) ,
본 발명의 일 실시 상태에 있어서, 상기 자가 세정 태양광 전지 패널 (1)은 상기 청소부 (200) 상에 구비되고 상기 청소부에 가해지는 하중을 측정하는 하중 측정부 (210)를 더 포함한다.
제어부 (700)
본 발명의 일 실시 상태에 있어서, 연산 작업 및 지시 실행 작업을 수행하는 제어부 (700)를 더 포함하고, 상기 연산 작업은 하기 수학식 1을 연산하는 것이며, 상기 지시 실행 작업은 상기 연산 작업에서 산출된 결과값에 따라 상기 제1 세정제 저장부 (400)에 연결된 유체 운송 수단 (410)의 연결 상태 및 상기 제2 세정제 저장부 (600)에 연결된 유체 운송 수단 (610)의 연결 상태를 변환하는 것이다. 제어부의 연산 작업 및 지시 실행 작업을 통하여, 적설 상황에서 외부의 신호 입력 없이 자동으로 수광부(110)에 적설된 눈의 하중을 감지하여, 제설 세정을 실시할 수 있다.
[수학식 1]
하중 측정부에서 측정된 하중 - 기준 하중
상기 기준 하중은 기설정된 값일 수 있으며, 설정값은 강설 지역에 따라 가변적일 수 있다.
상기 기준 하중은 하기의 수학식 2로 연산될 수 있다.
[수학식 2]
수광부의 면적 (m2) X 100 kg/m3 X 허용 적설 높이 (m)
상기 허용 적설 높이는 수광부의 투과율 저하 정도를 고려하여 적절하게 선택할 수 있으나, 태양광 발전 효율 및 자동 세정에 따른 전력 소비를 고려하여, 0.01 m 이상이고 0.03 m 이하인 것이 바람직하다.
구동부 (800)
본 발명의 일 실시 상태에 있어서, 상기 자가 세정 태양광 전지 패널 (1)은 상기 청소부 (300)가 상기 수광부 (110)의 측면과 평행한 양방향 중 어느 한 방향으로 이송시키는 동력을 제공하는 구동부 (800)를 더 포함한다.
상기 구동부 (800)는 상기 청소부 (300)가 상기 수광부 (110)의 측면과 평행한 방향으로 동력을 제공하는 것에 한정되지 않고, 상기 수광부 (110)의 이동을 규제하는 상기 가이드부 (300)로 인하여, 상기 청소부 (300)가 상기 수광부 (110)의 측면과 평행한 방향으로 이동할 수 있는 것이라면, 그 동력의 제공 방향을 한정하지 않는다.
본 발명의 일 실시 상태에 있어서, 상기 구동부 (800)의 동력원은 상기 태양광 전지 패널 (100)이다. 이 경우, 인력에 의한 관리나 외부의 전원 공급 없이 강설 상황에서도 자가 전력으로 상기 태양광 전지 패널 (100)의 수광부 (110)를 세정할 수 있어, 무인 자가 발전이 가능하도록 할 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예들은 본 발명을 구체적으로 설명하려는 것일 뿐, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
<제조예>
태양광
전지 패널 세정용 조성물의 제조
하기 표 1의 조성으로 각 실시예 및 비교예의 조성물을 25 ℃에서 1 시간 동안 교반하여 제조하였다 (단위: 중량%). 또한, 비교예 7은 다른 첨가물이 없는 물을 사용하였다.
| 성분 | 실시예 1-1 | 실시예 1-2 | 실시예 1-3 | 실시예 2-1 | 실시예 2-2 | 실시예 3-1 | 실시예 3-2 | 실시예 3-3 | 실시예 4-1 | 실시예 4-2 | 실시예 4-3 | 실시예5-1 | 실시예5-2 | 실시예5-3 | 실시예5-4 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | ||||||||||
| 염화 나트륨 | 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 염화 칼슘 | 10 | 10 | 10 | 10 | |||||||||||||||||||||||||||
| 염화 마그네슘 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |||||||||||||||
| 에틸렌글리콜 | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 프로필렌글리콜 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | ||||||||||||
| 글리세린 | 15 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 도데실벤젠설폰산나트륨 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | ||||||||||||||||||||||
| 디옥틸설포석신산나트륨 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | |||||||||||||||||||||||
| 암모늄 플루오로알킬설폰이미드 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | |||||||||||||||||||||||||||
| 옥살산 나트륨 | 11 | 11 | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 옥살산 철 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 4.5 | 8.5 | 14 | 18 | |||||||||||||||||||
| 물 | 59 | 59 | 59 | 59 | 59 | 59 | 59 | 59 | 59 | 59 | 59 | 65 | 61 | 56 | 52 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | 70 | ||||||||||
<
시험예
1> 일반 세정 능력 측정
상기 제조예 1에서 제조된 각 실시예 및 비교예의 조성물의 일반적인 세정 능력을 평가하기 위하여, 1670 mm × 1000 mm 크기의 강화 유리를 평균 온도가 24.7 ℃인 야외에 10일간 노출하였다 (10일 중 3일은 강수일이었으며, 그 일평균 강수량이 5 mm이었다). 단, 강화 유리의 모서리 부 중 하나는 10 mm × 10 mm의 크기의 영역 (대조부라 한다.)을 밀폐하여 외부 환경에 노출되지 않도록 하였다.
야외에 노출된 강화 유리를 하나의 영역 당 350 mm × 200 mm의 크기인 영역으로 나누어 대조부를 포함한 23개의 영역을 아크릴 패널을 사용하여 격자형태로 구분하여 고정한 후 격자 영역의 경계에 아크릴 패널과 강화 유리 간 방수 처리가 되도록 실리콘 실란트로 접합 처리를 하였다.
대조부를 제외한 22개의 영역에 각각 하기 표 2와 같이 제조예 1에서 제조된 조성물을 각각 순서대로 주입한 후, 고무 롤러로 각 영역 별로 10회씩 가압 왕복 한 후 강화 유리를 지면 방향으로 뒤집어 세정 조성물을 제거하였다.
이후 강화 유리를 지면과 평행하게 위치시킨 후, 강화 유리의 수직 방향 위로 백열 전구를 위치시키고, 강하 유리의 수직 방향 아래로 Apogee사에서 제조된 상품명 SU100인 UV 센서로 자외선 양을 측정하였다.
이러한 자외선 측정은 강화 유리의 각 영역 별로 실시하였으며, 그 측정된 자외선 양을 각각 대조부에 대한 측정 자외선 양 기준으로 하기 표 2와 같이 나타내었다.
| 조성물 | 실시예 1-1 | 실시예 1-2 | 실시예 1-3 | 실시예 2-1 | 실시예 2-2 | 실시예 3-1 | 실시예 3-2 | 실시예 3-3 | 실시예 4-1 | 실시예 4-2 | 실시예 4-3 | 실시예5-1 | 실시예5-2 | 실시예5-3 | 실시예5-4 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | 비교예 7 |
| 측정 결과 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ◎ | △ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | △ | △ | △ | △ | △ | △ | ⅹ |
◎: 대조부 측정 자외선값 대비 90% 이상
○: 대조부 측정 자외선값 대비 85% 이상
△: 대조부 측정 자외선값 대비 80% 이상
ⅹ: 대조부 측정 자외선값 대비 80% 미만
상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2, 3-1 내지 3-3, 4-1 내지 4-3 및 5-15 내지 5-4의 세정 능력이 우수함을 확인할 수 있으며, 특히, 실시예 4-2, 5-2 및 5-3의 세정 능력이 우수함을 확인할 수 있다.
<
시험예
2> 제설 세정 능력 측정
상기 제조예 1에서 제조된 각 실시예 및 비교예의 조성물의 제설 세정 능력을 평가하기 위하여, 하기 표 3의 실시예 및 비교예들에 대하여 각각 하기와 같은 제설 세정 능력 측정 시험을 반복하여 실시하였다. 측정 시험시 온도는 - 5.4~6.3 ℃였다.
본 발명에 따른 자가 세정 태양광 전지 패널을 사용하였으며, 그 구체적인 구성을 설명하면 하기와 같다.
태양광 전지 패널 (100): 1670 mm × 1000 mm 크기의 강화 유리를 수광부로 구비하고, 250 W 전력 출력 가능한 한화솔라원에서 제조된 상품명 HSL 60 Poly.
청소부 (200): 너비 2580 mm, 수광부 방향으로 고무 재질 구비.
제1 세정제 저장부 (400): 하기 표 3의 실시예 및 비교예 조성물 저장 (총 22회 실시).
제어부 (700): 기준 하중 1.5 kg로 설정.
구동부 (800): 전력원은 태양광 전지 패널 (100).
자외선 조명을 상기 자가 세정 태양광 전지 패널 방향으로 800 W/m2의 에너지 크기로 조사하면서, 인공 제설기를 분당 5 mm의 적설 속도로 상기 자가 세정 태양광 전지 패널 방향으로 분사하였다.
하기 표 3에서 전압 1 내지 4에 해당하는 값의 단위는 V이며, 전압 1은 자외선 조명을 작동시킨 후 10분 후, 인공 제설기 작동시키지 않은 상태에서 측정하였고, 전압 2는 상기 전압 1의 측정 이후 인공 제설기를 분사 작동시킨 지 20분 후에 측정하였으며, 전압 3은 상기 전압 2의 측정 후 10 분 후 인공 제설기 작동을 멈추고, 10분 후에 측정하였으며, 이들 결과를 하기 표 3과 같이 나타내었다.
또한, 상기 전압 4의 측정 후, 태양광 전지 패널의 수광부의 결빙막 존재 상태를 육안으로 관찰하여 하기와 같은 기준으로 평가하여 하기 표 3과 같이 나타내었다.
◎: 결빙막 존재하지 않음.
○: 일부 결빙점 존재함.
△: 결빙막 일부가 존재함.
ⅹ: 결빙막이 수광부 전면에 일정 두께 이상으로 존재함.
| 조성물 | 실시예 1-1 | 실시예 1-2 | 실시예 1-3 | 실시예 2-1 | 실시예 2-2 | 실시예 3-1 | 실시예 3-2 | 실시예 3-3 | 실시예 4-1 | 실시예 4-2 | 실시예 4-3 | 실시예5-1 | 실시예5-2 | 실시예5-3 | 실시예5-4 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 | 비교예 5 | 비교예 6 | 비교예 7 |
| 전압1 | 26.8 | 26.8 | 26.7 | 26.8 | 26.9 | 26.8 | 26.7 | 26.8 | 26.8 | 26.8 | 26.7 | 26.8 | 26.8 | 26.8 | 26.8 | 26.7 | 26.8 | 26.9 | 26.8 | 26.7 | 26.8 | 26.8 |
| 전압2 | 17.4 | 17.7 | 18.5 | 17.5 | 17.1 | 20.1 | 21.2 | 15.9 | 21.2 | 23.4 | 16.5 | 18.2 | 19.3 | 22.1 | 18.3 | 15.3 | 15.4 | 14.9 | 15.2 | 15.5 | 14.8 | 14.4 |
| 전압3 | 26.1 | 26.1 | 26.3 | 26.8 | 26.9 | 26.8 | 26.7 | 25.5 | 26.8 | 26.5 | 25.4 | 26.2 | 26.2 | 26.3 | 26.1 | 25.3 | 25.4 | 25.0 | 24.9 | 24.9 | 24.8 | 25.4 |
| 세정력 측정결과 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | ○ | ◎ | △ | ○ | ◎ | ◎ | ○ | △ | △ | △ | △ | △ | △ | ⅹ |
상기 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2, 3-1 내지 3-3, 4-1 내지 4-3 및 5-1 내지 5-4의 제설 세정 능력이 우수함을 확인할 수 있으며, 특히, 실시예 4-2, 5-2 및 5-3의 제설 세정 능력이 우수함을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예 1-1, 1-2, 1-3, 2-1, 2-2, 3-1, 3-2, 4-1, 4-2 및 5-1 내지 5-4는 강설 상황에서도 외부의 전원 공습이나 인력의 관리 없이 자동으로 패널에 적설되는 눈을 제거할 수 있었던 반면, 비교예 1 내지 6에서는 적절한 제설 세정에 실패하여, 자가 세정 작업이 일정 순간부터 작동되지 않아 외부의 전원 공습이나 인력의 관리가 필요한 상황이 발생하였다.
Claims (13)
- 염화 나트륨, 염화 칼슘 및 염화 마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속염;
탄소수 2 내지 6의 다가 알코올;
설폰산염계 음이온성 계면활성제; 및
하기 화학식 1로 표시되는 리간드를 포함하는 금속 킬레이트제를 포함하는 태양광 전지 패널 세정용 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이다. - 제1항에 있어서,
상기 금속염은 염화 마그네슘인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 금속염의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 20 중량% 이상이고 30 중량% 이하인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 다가 알코올은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리세린으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 다가 알코올의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 10 중량% 이상이고 20 중량% 이하인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 설폰산염계 음이온성 계면활성제는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 및 글리세린으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 설폰산염계 음이온성 계면활성제의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 0.2 중량% 이상이고 10.2 중량% 이하인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 금속 킬레이트제의 금속은 철 또는 마그네슘인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 금속 킬레이트제의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 5.5 중량% 이상이고 15.5 중량% 이하인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 태양광 전지 패널 세정용 조성물은 물을 더 포함하며, 상기 물의 함량은 조성물 전체 중량에 대하여, 54.3 중량% 이상이고 64.3 중량% 이하인 것인 태양광 전지 패널 세정용 조성물. - 수광부를 포함하는 태양광 전지 패널;
상기 수광부의 일 부분과 접하는 청소부;
상기 청소부의 이동을 상기 수광부의 측면과 평행한 방향으로 규제하는 가이드부;
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 태양광 전지 패널 세정용 조성물을 저장하는 제1 세정제 저장부; 및
상기 제1 세정제 저장부와 유체 운송 수단으로 연결되어 있고, 상기 유체 운송 수단으로 운송된 조성물을 수광부를 향하여 분사하는 분사부;를 포함하는 자가 세정 태양광 전지 패널. - 제11항에 있어서,
상기 자가 세정 태양광 전지 패널은 상기 제1 세정제 저장부에 저장된 조성물과 동일 또는 상이한 조성물을 저장하는 제2 세정제 저장부를 더 포함하고,
상기 분사부는 상기 제2 세정제 저장부와 유체 운송 수단으로 연결되어 있고, 상기 제2 세정제 저장부에 저장된 조성물을 수광부를 향하여 분사하는 것이며,
상기 제1 세정제 저장부에 연결된 유체 운송 수단 및 상기 제2 세정제 저장부에 연결된 유체 운송 수단은 독립적으로 그 연결 상태를 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 변환 가능한 것인 자가 세정 태양광 전지 패널. - 제12항에 있어서,
상기 자가 세정 태양광 전지 패널은 상기 청소부 상에 구비되고 상기 청소부에 가해지는 하중을 측정하는 하중 측정부; 및
연산 작업 및 지시 실행 작업을 수행하는 제어부를 더 포함하고,
상기 연산 작업은 하기 수학식 1을 연산하는 것이며,
상기 지시 실행 작업은 상기 연산 작업에서 산출된 결과값에 따라 상기 제1 세정제 저장부에 연결된 유체 운송 수단의 연결 상태 및 상기 제2 세정제 저장부에 연결된 유체 운송 수단의 연결 상태를 변환하는 것인 자가 세정 태양광 전지 패널:
[수학식 1]
하중 측정부에서 측정된 하중 - 기준 하중
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