KR20170117979A - 투광기를 포함한 태양전지 모듈 - Google Patents

투광기를 포함한 태양전지 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20170117979A
KR20170117979A KR1020170128464A KR20170128464A KR20170117979A KR 20170117979 A KR20170117979 A KR 20170117979A KR 1020170128464 A KR1020170128464 A KR 1020170128464A KR 20170128464 A KR20170128464 A KR 20170128464A KR 20170117979 A KR20170117979 A KR 20170117979A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
solar
cell module
sunlight
module
Prior art date
Application number
KR1020170128464A
Other languages
English (en)
Inventor
구강영
Original Assignee
구강영
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구강영 filed Critical 구강영
Priority to KR1020170128464A priority Critical patent/KR20170117979A/ko
Publication of KR20170117979A publication Critical patent/KR20170117979A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
    • H01L31/0264—Inorganic materials
    • H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
    • H01L31/0326—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 comprising AIBIICIVDVI kesterite compounds, e.g. Cu2ZnSnSe4, Cu2ZnSnS4
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

본 발명은 태양전지를 이용한 태양광 발전에 사용되는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
기존 농촌지역에 설치된 태양광 시설은 발전 기능만 고려된 것이고, 태양광 시설이 완공되면 농지로서의 기능을 잃게된다. 즉, 태양전지 모듈의 집합체인 태양광 어레이 (Array) 뒷편에서는 햇빛이 들지 않아 농작물을 경작할 수 없기 때문이다. 따라서, 태양광 시설이 아무런 대안없이 확대된다면 농지침식 문제가 나타날 수 있다.
본 발명은 이런 농지침식 문제를 해결하기 위해, 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈을 만드는 데 목적이 있다. 건축물에 자연채광을 하기 위해서 사용된 광덕트와 유사한 투광기 (sunlight pass-through apparatus)를 태양전지 모듈에 삽입하여, 모듈 전면에 비쳐지는 일부의 햇빛을 모듈 뒷면으로 보내고, 이를 확산하면 모듈의 뒷면에서도 햇빛이 비쳐지게 된다.
궁극적으로 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈은 태양광 시설 확대로 인한 농지침식 문제를 해결할 수 있는 대안이 될 수 있다.

Description

투광기를 포함한 태양전지 모듈 {Photovoltaic Module including sunlight pass-through apparatus}
본 발명은 태양전지를 이용한 태양광 발전에 사용되는 태양전지 모듈에 관한 것이다.
태양광 발전에 사용되는 태양전지 모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 강화유리(1), 태양전지(2), 태양전지를 연결하는 금속리본 (Metal Ribbon), 충진재(3), 표면재(4)와 이를 감싸는 외장 프레임(5) 으로 구성되어 있다. 태양전지 모듈은 일반적으로 전기적 출력을 최대화하기 위해서, 5인치 / 6인치 태양전지를 모듈 표면에 빈 공간없이 조밀하게 배치한다. 도 1에 도시된 바와 같이 6개의 열과 10개의 행으로 태양전지 60개를 하나의 태양전지 모듈에 배치한 것은 그 대표적이 예이다.
2017년 현재, 국내 태양광 보급용량은 약 4.1GW 이고, 이를 면적으로 환산하면 약 52 제곱킬로미터에 달한다. 그러나, 국내 태양광 보급용량 중 대부분은 농촌 지역에 설치되고 있고, 2015년 기준 국내 전체 농지면적을 8690 제곱킬로미터로 보았을 때, 태양광 시설이 설치된 면적은 전체 농지면적의 약 0.6 퍼센트에 이르고 점점 확대되고 있는 실정이다. 따라서, 태양광 시설이 아무런 대안없이 확대된다면 농지침식 문제가 나타날 수 있다. 기존 농촌지역에 설치된 태양광 시설은 발전 기능만 고려된 것이고, 태양광 시설이 완공되면 농지로서의 기능을 잃게된다. 즉, 태양전지 모듈의 집합체인 태양광 어레이 (Array) 뒷편에서는 햇빛이 들지 않아 농작물을 경작할 수 없기 때문이다. 이런 이유로 아직까지 온실이나 비닐하우스에 태양전지 모듈을 전체적으로 시설한 예가 없다.
따라서, 본 발명은 이런 농지침식 문제를 해결하기 위해, 태양광 시설과 농산물 경작이 같은 공간에서 가능한 태양광 모듈을 만드는 데 목적이 있다.
건축물에 자연채광을 하기 위해서, 반사면, 광덕트, 광파이프, 광섬유를 이용해, 햇빛이 직접 들지 않는 곳으로 햇빛을 유도하는 기술들이 개발되어 있다. 태양전지 모듈에도 위에서 언급한 광덕트와 유사한 투광기 (sunlight pass-through apparatus)를 태양광 모듈에 삽입하여, 태양전지 모듈 전면에 비쳐지는 일부의 햇빛을 모듈 뒷면으로 투과시키고, 이를 확산하여 모듈의 뒷면에서도 햇빛이 비쳐지게 하는 원리이다.
기존의 태양전지 모듈은 전기적 출력을 최대화하기 위한 목적에 맞추어져 제작되었고, 경제적 수익으로 발전 단가만 고려되었다. 그러나, 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈은 기존 태양전지 모듈의 약 66 퍼센트 (40개 태양전지 / 60개 태양전지)의 전기적 출력만 얻을 수 있지만, 태양전지 모듈의 집합체인 태양광 어레이 뒷면에서 농산물 경작이 가능해져 부가적으로 수입을 올릴 수 있게 된다. 참고로, 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈에서 태양전지에 흡수되어 햇빛의 양과 통과하는 햇빛의 양은 서로 반비례 관계이므로, 경작되는 농작물에 따라 이 비율을 조정하면 최적화된 경제적 수익을 올릴 수 있다. 더불어 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈은 단열재 역할을 충분히 하므로, 온실의 지붕 및 벽면 재료로 사용이 가능하고, 추가로 전기저장시설 (ESS)를 설치하면 낮에 생산된 전력을 밤에 전열기나 램프등을 사용하는데 이용할 수 있다. 또한 태양광 어레이 뒷면을 비닐을 덮어 비닐하우스로도 이용이 가능하다. 궁극적으로 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈은 태양광 시설 확대로 인한 농지침식 문제를 해결할 수 있는 대안이 될 수 있다.
도 1은 일반적인 태양전지 모듈의 평면도와 단면도이다.
도 2는 투광기를 적용한 태양전지 모듈의 평면도와 단면도이다.
도 3는 투광기를 적용한 태양전지 모듈의 사용예 도면이다.
도 4은 투광기 단면도이다.
도 5는 투광기 사용예 도면이다.
도 1은 일반적인 태양전지 모듈의 평면도와 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 태양전지 모듈에는 강화유리(1), 태양전지(2), 충진재(3), 표면재(4)와 이를 감싸는 외장 프레임(5)로 구성되어 있고, 도 2는 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈의 개념도로 투광기를 적용한 태양전지 모듈의 평면도와 단면도이다. 일반적인 태양전지 모듈의 구성과 대부분 동일하고 여기에 투광기(6)가 추가된다. 기존 6열의 태양전지(2)를 4열로 줄이고, 이렇게 만들어진 공간에 투광기(6)를 태양전지 각 열의 사이에 추가하여 태양전지 모듈을 구성할 수 있다. 도 3는 투광기를 적용한 태양전지 모듈의 사용예 도면이다. 도 4은 투광기 단면도이다. 투광기는 본체(1)과 본체 안쪽면에 붙혀진 반사면(2), 햇빛 확산을 위한 오목렌즈(3)로 구성되어 있다. 도 5는 투광기 사용예 도면이다. 과제의 해결 수단에서 언급한 바와 같이 투광기는 건축물에 자연채광을 하기 위해서 사용되는 광덕트와 유사한 원리로 동에서 서로 바뀌는 태양의 위치와 상관없이 햇빛은 투과시키기 위해서, 투광기 내부는 반사면으로 만들어져 있다. 또, 태양전지 모듈의 뒷면에 햇빛을 고루 비추기 위해, 투광기 아래쪽에 위치한 오목렌즈를 통해 빛을 확산하여 태양전지 모듈 뒷면에 만들어진 그늘을 최소화한다.
햇빛을 투과하는 태양전지 모듈은 햇빛 투과 효율을 고려하면 반드시 투광기를 포함시켜야 하지만, 태양전지 모듈의 두께가 충분히 얇아지면 제시된 투광기 대신 테두리에 반사판을 붙인 오목렌즈나 투명유리 (혹은 투명 플라스틱)도 동일한 효과를 낼 수 있다.

Claims (2)

  1. 태양전지 모듈에 있어서, 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈을 만들기 위해, 투광기를 포함하는 태양전지 모듈
  2. 태양전지 모듈에 있어서, 햇빛을 투과하는 태양전지 모듈을 만들기 위해, 투광기 대신 테두리에 반사판을 붙인 오목렌즈나 투명유리 (혹은 투명 플라스틱)를 포함하는 태양전지 모듈
KR1020170128464A 2017-09-30 2017-09-30 투광기를 포함한 태양전지 모듈 KR20170117979A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170128464A KR20170117979A (ko) 2017-09-30 2017-09-30 투광기를 포함한 태양전지 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170128464A KR20170117979A (ko) 2017-09-30 2017-09-30 투광기를 포함한 태양전지 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170117979A true KR20170117979A (ko) 2017-10-24

Family

ID=60299699

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170128464A KR20170117979A (ko) 2017-09-30 2017-09-30 투광기를 포함한 태양전지 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170117979A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102369011B1 (ko) * 2020-12-10 2022-02-28 김종일 음영완화를 위한 태양전지모듈 구조

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102369011B1 (ko) * 2020-12-10 2022-02-28 김종일 음영완화를 위한 태양전지모듈 구조

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101291390B1 (ko) 태양광 발전설비를 구비한 에너지 절감형 온실
Chong et al. Design and construction of active daylighting system using two-stage non-imaging solar concentrator
JP2018151626A (ja) 集光機構、太陽光発電装置及び窓構造
US20110272002A1 (en) Sunlight collecting system for illumination
Obradovic et al. Daylight transport systems for buildings at high latitudes
CN101189480A (zh) 太阳能集中器
JP2008141143A (ja) 太陽電池モジュール
US20110209743A1 (en) Photovoltaic cell apparatus
KR102322801B1 (ko) 영농형 태양광 발전장치
KR101762795B1 (ko) 양면태양전지셀을 이용한 양면유리 태양전지 모듈과 입체형 반사체를 접목한 고효율 태양전지 시스템
US8223433B2 (en) Stationary sunlight redirecting element and system
Onubogu et al. Review of active and passive daylighting technologies for sustainable building
CN105508993A (zh) 一种提高建筑室内光照效果的光反射系统
Obianuju et al. High acceptance angle optical fiber based daylighting system using two-stage reflective non-imaging dish concentrator
JP2012225611A (ja) 太陽光集光装置および太陽エネルギー利用システム
KR20170117979A (ko) 투광기를 포함한 태양전지 모듈
KR102089366B1 (ko) 후면 투광형 태양광 발전 시스템
KR20090045474A (ko) 광학시트 부착형 태양광모듈
CN105674587A (zh) 一种反射聚光太阳能发电站
US20190093841A1 (en) Solar Tube
JP2000261022A (ja) 太陽電池モジュールおよび屋根パネル
CN207350050U (zh) 一种带有光线增强作用的集光器
JP2010169981A (ja) 太陽レンズと太陽光利用装置
TW202029635A (zh) 鋸齒形太陽能模組
JP2015139388A (ja) 太陽光発電システムを備えた農園芸用施設

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application