KR20180063629A - 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

모듈장착부를 가지는 지지프레임과, 모듈 장착부 내부에서 서로 마주하며 교차하는 방향으로 경사지게 각각 배치되는 제1 및 제2태양전지모듈과, 제1 및 제2태양전지모듈 각각의 표면에 설치되며 태양광을 반사 및 통과시키는 투명흡반사경 및, 모듈 장착부의 입구에 설치되어 태양광을 통과시키는 모듈표면유리를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치가 개시된다.

Description

태양광 발전장치{AN APPARATUS FOR GENERATING SOLAR POWER}
본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광을 이용하여 전기에너지를 생산하기 위한 태양광 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전은, 기존의 타 에너지원과는 달리 온실가스 배출 또는 환경 파괴 요인을 발생시키지 않고 에너지를 얻을 수 있는 무공해 에너지원으로서, 태양전지모듈에 의해 태양광을 직접 전력으로 변환하는 것을 의미한다.
이러한 태양광 발전은, 태양광이 태양전지모듈에 입사되는 입사각에 발전효율에 직결되는 문제인데, 일조량이 많은 지역에 태양전지모듈이 위치된다고 하더라도, 태양의 고도 및 방위가 수시로 변하기 때문에, 태양전지모듈은 태양의 고도 및 반위에 따라 움직일 필요가 있다.
이러한 점을 감안하여 태양전지모듈이 태양의 위치를 추종하여 자세 변경하도록 하는 트랙킹장치 즉, 태양광 추적장치가 적용되고 있으나, 대규모 면적에 태양전지모듈을 설치하는 경우에는 설치비용이 증가하고 유지관리의 어려움으로 인하여 특정 자세로 태양전지모듈을 고정하여 설치하는 경우도 많다.
한편, 종래에는 다수의 태양전지모듈을 거치대에 배치함에 있어서, 동일한 평면상에서 수평을 이루도록 설치하는 것이 일반적이다. 따라서 설치공간의 면적에 비례하여 태양전지모듈의 설치수가 결정되며, 태양광을 발전량도 설치공간의 면적에 의해 결정되는 한계가 있었다. 따라서 도심지역 등과 같이 설치공간에 제한이 많은 지역에서는 태양전지모듈의 설치수를 늘리는데 한계가 있고, 그로 인해 발전효율을 높이는데 한계가 있고, 태양의 고도에 따라 발전효율에 많은 차이가 나는 문제점이 있다.
대한민국 등록실용신안 제20-0403785호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 설치공간을 줄이고, 설치면적당 발전효율을 향상시킬 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양광 발전장치는, 모듈장착부를 가지는 지지프레임; 상기 모듈 장착부 내부에서 서로 마주하며, 교차하는 방향으로 경사지게 각각 배치되는 제1 및 제2태양전지모듈; 상기 제1 및 제2태양전지모듈 각각의 표면에 설치되며, 태양광을 반사 및 통과시키는 투명흡반사경; 및 상기 모듈 장착부의 입구에 설치되어, 태양광을 통과시키는 모듈표면유리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 모듈장착부는 서로 마주하는 제1장착면과 제2장착면을 가지며, 상기 제1 및 제2장착면 각각은 그 하단 경계지점(P1) 및 상단 경계지점(P2)을 기준으로 양측으로 서로 대칭되게 형성되며, 상기 하단 경계지점(P1)을 통과하는 가상의 기준축(X)을 기준으로 서로 동일한 경사각을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 및 제2태양전지모듈 간의 교차각은 45도 내지 90도 각도를 이루는 것이 좋다.
본 발명의 태양광 발전장치에 따르면, 태양전지모듈을 지지프레임에 설치하되, 한 쌍이 서로 마주하여 교차하도록 배치함으로써, 태양의 고도에 따라서 입사각이 변하더라도 광을 마주하는 태양전지모듈 쪽으로 반사하여 입사되도록 함으로써 발전효율을 향상시킬 수 있다.
따라서 종래기술에 비하여 동일면적당 2배 이상의 태양전지모듈을 설치할 수 있으며, 발전효율도 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 요부를 확대하여 보인 단면도이다.
도 3은 태양의 고도에 따른 입사광의 입사상태를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치(100)는 지지프레임(10), 제1 및 제2태양전지모듈(20,30), 제1 및 제2투명흡반사경(40,50), 모듈표면유리(60)를 구비한다.
상기 지지프레임(10)은 상부가 개방되고 내부에 상기 태양전지모듈(20)(30)이 장착되는 모듈 장착부(11)를 가진다. 모듈장착부(11)는 서로 마주하는 제1장착면(13)과 제2장착면(14)을 가진다. 제1 및 제2장착면(13)(14) 각각은 그 하단 경계지점(P1)을 기준으로 양측으로 서로 대칭되게 형성되며, 하단 경계지점(P1)을 통과하는 가상의 기준축(X)을 기준으로 서로 동일한 경사각을 갖는다. 이러한 구조의 모듈장착부(11)는 제1 및 제2장착면(13)(14)의 하단 및 상단의 경계지점(P1,P2) 각각을 기준으로 수평으로 연속되어 형성된다.
여기서, 상기 지지프레임(11)은 금속프레임 등으로 설계되어 형성될 수 있으며, 그 사이즈는 설치할 태양전지모듈(20,30)의 크기와 수에 따라서 다양하게 적용될 수 있다.
상기 제1 및 제2태양전지모듈(20,30)은 모듈장착부(11)의 제1 및 제2장착면(13)(14) 각각에 거치되어 설치된다. 따라서 제1 및 제2태양전지모듈(20,30)도 상기 기상의 기준축(X)을 기준으로 상호 마주하여 대칭되게 배치되며, 동일 경사각으로 배치된다. 이와 같이 제1 및 제2태양전지모듈(20)(30)을 한 쌍으로 하여 하나의 모듈장착부(11)에 설치된다. 이러한 제1 및 제2태양전지모듈(20)(30)은 입사된 태양광을 전기에너지로 변환하여 발전하는 것으로서, 실리콘웨이퍼를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 태양전지모듈(20,30)의 구성은 공지의 기술로부터 이해될 수 있는 것이므로 자세한 설명은 생략하며, 다만 모듈 장착부(11)의 깊이와 사이즈에 대응되는 크기를 갖는다.
상기 제1 및 제2투명흡반사경(40,50)은 제1 및 제2태양전지모듈(20)(30) 각각에 대응되게 배치되며, 각 태양전지모듈(20)(30)의 표면을 덮도록 설치된다. 이러한 제1 및 제2투명흡반사경(40)(50)은 입사되는 태양광(L)의 일부는 통과시켜서 후방의 태양전지모듈로 입사되도록 하고, 일부는 반대 측(마주하는 쪽)의 투명흡반사경 쪽으로 반사시킴으로써, 반대측 태양전지모듈로 입사되어 태양광발전이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 모듈표면유리(60)는 모듈장착부(11)의 상단 입구를 덮도록 설치된다. 즉, 모듈표면유리(60)는 상기 상단 경계지점들(P2) 사이에 양단이 걸쳐져서 지지되도록 설치된다. 이러한 모듈표면유리(60)는 태양광을 통과시키며, 모듈 장착부(11) 내부로 이물질이나 빗물 등이 유입되는 것을 방지한다. 따라서 모듈 장착부(11) 내부로 이물질 등이 유입되어 오염되는 것을 방지하여 태양전지모듈(20)(30)로의 태양광 입사효율이 저하되는 것을 방지하고, 발전효율을 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 상기 구성에 있어서, 제1 및 제2태양전지모듈(20)(30)는 그들 사이의 각도(θ)가 45도 내지 90도 각도 사이가 되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치(100)에 따르면, 모듈 장착부(11)의 내부에 한 쌍의 태양전지모듈(20)(30)이 서로 소정 각도 경사진 상태로 마주하도록 배치된다. 따라서 도 3과 같이, 태양(70)의 고도가 낮은 경우에는 태양(70)과 직접 마주하는 태양전지모듈(20)로 태양광이 입사되더라도 반대쪽의 태양전지모듈(30)로 일부의 태양광을 반사시켜 줌으로써 태양광의 입사효율을 향상시킬 수 있으며, 태양광 발전을 위한 태양전지모듈(20,30)의 발전면적을 넓힐 수 있게 된다. 즉, 태양(70)의 고도에 상관없이 제1 및 제2태양전지모듈(20)(30) 각각에서 태양광을 흡수하여 태양광 발전을 할 수 있다. 따라서 작은 공간에서도 최대한 많은 수로 태양전지모듈(20,30)을 설치하는 것이 가능하고, 태양광 발전을 위한 면적으로 넓일 수 있게 된다. 그로 인해 종래기술에 비하여 단위설치공간을 기준으로 최소 2배 이상의 태양전지모듈을 설치하고, 발전량도 2배 이상으로 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10..지지프레임 11..모듈 장착부
20,30..제1, 제2태양전지모듈 40,50..제1, 제2투명흡반사경
60..모듈표면유리

Claims (3)

  1. 모듈장착부를 가지는 지지프레임;
    상기 모듈 장착부 내부에서 서로 마주하며, 교차하는 방향으로 경사지게 각각 배치되는 제1 및 제2태양전지모듈;
    상기 제1 및 제2태양전지모듈 각각의 표면에 설치되며, 태양광을 반사 및 통과시키는 투명흡반사경; 및
    상기 모듈 장착부의 입구에 설치되어, 태양광을 통과시키는 모듈표면유리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈장착부는 서로 마주하는 제1장착면과 제2장착면을 가지며,
    상기 제1 및 제2장착면 각각은 그 하단 경계지점(P1) 및 상단 경계지점(P2)을 기준으로 양측으로 서로 대칭되게 형성되며, 상기 하단 경계지점(P1)을 통과하는 가상의 기준축(X)을 기준으로 서로 동일한 경사각을 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2태양전지모듈간의 교차각은 45도 내지 90도 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
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