KR20180109236A - 태양광 발전장치 및 이를 구비한 가로등태양광 발전 - Google Patents

태양광 발전장치 및 이를 구비한 가로등태양광 발전 Download PDF

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KR20180109236A
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Abstract

태양광 발전장치 및 이를 구비한 가로등이 개시된다
태양전지모듈 및 태양전지모듈의 일면을 향해 태양광이 집속되도록 복수의 볼록렌즈로 이루어지는 집광부를 포함하는 태양광 발전장치 및 이를 구비한 가로등은 태양광발전의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

태양광 발전장치 및 이를 구비한 가로등태양광 발전{Photovoltaic System and Streetlamp Having The Same}
본 발명은 태양광 발전장치 및 [0001] 이를 구비한 가로등에 관한 것이다.
[0002] 일반적으로 사용되고 있는 에너지의 상당 부분은 화석 연료로부터 얻는 에너지이다. 그러나 이러한 화석 연료
는 그 양이 한정되어 있어 언젠가는 고갈될 수밖에 없으며 각종 오염 물질이나 이산화탄소 등을 배출하기 때문에 대기 오염과 온실 효과를 유발하는 문제가 있다.
[0003] 이러한 문제들로 인해 최근에는 친환경적인 대체 에너지원의 개발의 필요성이 증대하고 있다. 그 예로 태양 에너지 풍력 조력 지열 등을 대표적인 대체 에너지원으로 거론되고 있으나 이 중에서도 태양 에너지가 가장
각광받는 대체 에너지원으로 평가 받고 있다.
[0004] 태양 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 방법은 태양열을 이용하여 데워진 물로 터빈을 돌려 전기를 얻는 태양
열 발전과 태양광을 이용하여 전기를 직접 생성하는 태양광 발전으로 나뉘어 질 수 있는데, 이 중에서 태양광발전이 소음 방열 그리고 진동이 작은 장점이 있어 많은 주목을 받고 있다.
[0005] 그러나 태양광 발전은 넓은 설치 면적이 요구되고 발전 단가가 상대적으로 높은 단점이 있어 태양광 발전의 효율을 높일 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
본 발명은 발전 효율이 향상된 태양광 발전장치와 이를 구비한 가로등을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 태양전지모듈 및 태양전지모듈의 일면을 향해 태양광이 집속되도록 복수의 볼록렌즈로 이루어지는 집광부를 포함하는 태양광 발전장치가 제공된다.
[0008] 여기서 집광부에 의해 형성되는 집광면의 면적은 태양전지모듈의 일면의 면적 보다 클 수 있으며 집광면의
형태는 태양전지모듈의 일면의 형태와 동일할 수 있다.
이 때 복수의 볼록렌즈는 원주면 형태로 배치될 수 있으며 복수의 볼록렌즈는 [0009] 구면 형태로 배치될 수 있다.
그리고, 인접한 복수의 볼록렌즈는 서로 겹치게 배치될 수 있다.
[0010] 또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상술한 태양광 발전장치 가운데 어느 한 태양광 발전장치; 태양전지모듈에서 발생되는 전력을 저장하는 충전부; 충전부의 전력으로 점등되는 광원부; 및 광원부의 점등을 제어하는 제어부를 포함하는 가로등이 제공된다.
[0011] 여기서 충전부는 전력의 전압을 일정하게 유지하는 정압부; 전력을 저장하는 전력저장부; 및 전력저장부의 과충전을 방지하는 과충전방지부를 포함할 수 있다.
[0012] 그리고, 가로등은 태양광의 조도를 측정하는 센서부를 더 포함할 수있으며 제어부는 센서부에 의해 측정되는태양광의 조도에 따라 광원부를 점등할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 태양광 발전의 효율이 향상되고 이를 이용하는 가로등에 전력 공급을 원활하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로등을 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로등의 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전장치의 집광면을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전장치를 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전장치의 집광부를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 가로등을 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 가로등의 집광부와 태양전지모듈을 나타낸 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 가로등의 집광면을 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바 특정 실시예들을 도면에 예시하고
상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이
아니며 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어
야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다
고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
[0016] 제1 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만상기 구성요소들은 상기 용어들에 의
해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
[0017] 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가
아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 포함
하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징 숫자 단계 동작 구성요소 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자 단계 동작 구성요소 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
[0018] 이 본 발명에 따른 가로등의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며 첨부 도면
참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설
참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로등(1000)을 나타낸 사시도이고 도 [0019] 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른
가로등(1000)의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 가로등(1000)은 태양광 발전장치(100). 충전부(200), 광원부(500) 제어부(300) 및 센서부(400)를 포함함으로써
태양광 발전의 효율을 향상시킬 수 있다.
[0020] 태양광 발전장치(100)는 태양광을 수광하여 이를 전기에너지로 변환시킬 수 있는 장치를 말할 수 있다. 태양광
발전장치(100)는 스탠드(10)에 의해 지면으로부터 일정한 높이를 가지는 위치에 설치되도록 지지될 수 있다.
[0021] 스탠드(10)의 상단에는 프레임(12)이 설치될 수 있다. 프레임(12)의 상면에는 태양광 발전장치(100)가 설치될수 있으며 그 하면에는 광원부(500)와 커버(14)가 설치될 수 있다. 이 때, 커버(14)는 광원부(500)의 빛을 투
과할 수 있으며, 광원부(500)를 보호할 수 있다.
[0022] 태양광 발전장치(100)는 태양전지모듈(110) 및 집광부(120)를 포함할 수 있다. 태양전지모듈(110)은 태양광을
전기 에너지로 변환할 수 있는 복수의 태양전지셀이 결합된 모듈을 말할 수 있다.
[0023] 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전장치(100)의 집광면을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와
같이, 집광부(120)는 태양전지모듈(110)의 상면을 향해 태양광을 집속시킬 수 있다.
[0024] 집광부(120)는 복수의 볼록렌즈(122)가 결합된 집합체로 이루어질 수 있으며 그 결합형태는 원주면을 이룰 수
있다. 따라서, 집광부(120)의 외주면(124)은 원주면의 형태를 가질 수 있다. 따라서 원주면의 형태를 가지며
집광부(120)에 의해 형성되는 집광면(S1)은 직사각형의 형태를 가질 수 있다.
[0025] 태양전지모듈(110)의 상면(S2)은 직사각형의 형태를 가질 수 있으며 그 상면의 면적은 집광면(S1)의 면적 보다
작거나 같을 수 있다. 즉, 집광면(S1) 내에 태양전지모듈(110)의 상면(S2)이 수용됨으로써 집광부(120)에 의해집속된 태양광이 전기 에너지의 생산이 가능한 태양전지모듈(110)의 상면에 집중될 수 있다.
[0026] 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전장치(100)를 나타낸 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 집광부(120)는 복수의 볼록렌즈(122)가 결합되어 이루어질 수 있다.
[0027] 복수의 볼록렌즈(122)는 태양전지모듈(110)의 상면을 향해 태양광을 집속시킬 수 있다. 즉 태양전지모듈(110)은 집광부(120)의 하측의 중앙부에 집광면 내에 수용될 수 있는 위치에 배치될 수 있다.
[0028] 결국 집광부(120)는 그 표면적이 최대가 될 수 있는 볼록한 형태를 가짐으로써 태양광을 수광할 수 있는 면적을 확대할 수 있으며 이를 통해 수광한 태양광을 전기 에너지로 변환이 가능한 영역인 태양전지모듈(110)의 상
면을 향해 굴절시킴으로써, 태양광 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
[0029] 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광 발전장치(100)의 집광부(120)를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된
바와 같이 복수의 볼록렌즈(122)는 인접한 볼록렌즈(122)와 그 가장자리가 서로 중첩되도록 결합될 수 있다.
[0030] 볼록렌즈(122)는 예를 들어 원형으로 이루어질 수 있으며, 복수의 볼록렌즈(122)는 격자형으로 배치되 그 가장자리의 사방이 인접한 볼록렌즈(122)의 일부와 겹쳐질 수 있다.
[0031] 집광부(120)의 이러한 구조는 복수의 볼록렌즈(122)들 사이로 투과된 태양광이 태양전지모듈(110) 이외의 영역
으로 굴절되는 것을 방지함으로써, 태양광의 손실을 방지할 수 있다.
[0032] 도 1에 도시된 바와 같이 태양광 발전장치(100)에 의해 생상된 전력은 충전부(200)에 충전될 수 있다. 충전부
(200)는 정압부 과충전방지부 및 전력저장부를 포함할 수 있다.
[0033] 전력저장부는 태양전지모듈(110)에서 발생된 전력이 최종적으로 저장될 수 있는 부분으로 예를 들어 배터리일수 있다. 정압부는 전력저장부에 저장되는 전력의 전압을 일정하게 유지할 수 있는 회로물일 수 있다. 과충전방
지부는 전력저장부의 과 충전을 방지하여 충전부(200)의 안정적인 동작을 담보할 수 있는 회로물일 수 있다.
[0034] 가로등(1000)은 센서부(400)를 포함함으로써, 태양광의 조도를 측정할 수 있다. 센서부(400)는 조도를 측정할수 있는 광센서일 수 있다.
[0035] 제어부(300)는 센서부(400)에 의해 측정되는 태양광의 조도에 따라 광원부(500)를 점등할 수 있다. 즉, 센서부
(400)에서 태양광의 조도가 일정 기준값 이하임이 측정되면 제어부(300)는 이 때를 가로등(1000)을 점등해야하는 시기로 인식하여 광원부(500)를 점등시킴으로써 가로등(1000)이 자동으로 본연의 기능을 수행하도록 할수 있다.
한편 본 실시 예에서는 태양광 발전장치(100)가 가로등에 적용된 경우를 예로 [0036] 들어 설명하였으나 이 외의 대규모 태양광 발전 설비 또는 태양광을 이용한 전력 발생 장치에 적용될 수 있음은 물론이다.
[0037] 도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 가로등(2000)을 나타낸 사시도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 실
시예의 가로등(2000)은 구면 형태의 집광부(140)를 구비할 수 있으며 이 외의 구성은 상술한 본 발명의 일 실시예의 가로등(2000)의 구성과 동일할 수 있다.
[0038] 도 7은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 가로등(2000)의 집광부(130)와 태양전지모듈(130)을 나타낸 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 가로등(2000)의 집광면(S1)을 나타낸 도면이다.
[0039] 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 집광부(140)는 구면형태로 배치되는 복수의 볼록렌즈(142)로 이루어질 수 있다. 이 때, 태양전지모듈(130)의 상면(S2)은 집광부(140)의 하측의 중앙부에 집광면(S1)과 동일한형태와 크기를 가질 수 있다.
[0040] 즉 구면의 외주면(144)을 가지는 집광부(142)는 원형의 집광면(S1)을 형성할 수 있으며 그 집광면(S1)과 동일한 형태와 크기의 상면(S2)을 가지는 태양전지모듈(130)을 집광부(140)의 하측 중앙부에 배치함으로써 태양광전장치(100)는 집광부(140)에 의해 집속된 태양광 전체를 태양전지모듈(130)에 전달하여 그 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
[0041] 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자
라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을
다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
[0042] 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
[0043] 100 태양광 발전장치 110 태양전지모듈
120 집광부 300 제어부
400 센서부 500 광원부
1000 2000 가로등

Claims (1)

  1. 청구항 1
    태양전지모듈 및
    상기 태양전지모듈의 일면을 향해 태양광이 집속되도록 복수의 볼록렌즈로 이루어지는 집광부를 포함하며상기 집광부에 의해 형성되는 집광면의 면적은 상기 태양전지모듈의 일면의 면적 보다 크며
    인접한 복수의 상기 볼록렌즈는 서로 겹치게 배치되는 태양광 발전장치.
    청구항 2
    청구항 3
    제1항에 있어서
    상기 집광면의 형태는 상기 태양전지모듈의 일면의 형태와 동일한 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
    청구항 4
    제3항에 있어서
    복수의 상기 볼록렌즈는 원주면 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
    청구항 5
    제3항에 있어서
    복수의 상기 볼록렌즈는 구면 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
    청구항 6
    청구항 7
    제1항 제3항, 제4항 및 제5항 가운데 어느 한 항의 상기 태양광 발전장치
    상기 태양전지모듈에서 발생되는 전력을 저장하는 충전부
    상기 충전부의 전력으로 점등되는 광원부 및
    상기 광원부의 점등을 제어하는 제어부를 포함하는 가로등.
    청구항 8
    제7항에 있어서,
    상기 충전부는
    상기 전력의 전압을 일정하게 유지하는 정압부
    상기 전력을 저장하는 전력저장부
    및상기 전력저장부의 과 충전을 방지하는 과충전방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로등.
    청구항 9
    제7항에 있어서상기 태양광의 조도를 측정하는 센서부를 더 포함하는 가로등.
    청구항 10
    제9항에 있어서
    상기 제어부는 상기 센서부에 의해 측정되는 상기 태양광의 조도에 따라 상기 광원부를 점등하는 것을 특징으로하는 가로등.
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