KR20180130119A - 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임과, 상기 프레임에 고정되어 태양광에 노출되도록 설치되는 적어도 하나 이상의 태양광 패널과, 상기 태양광 패널의 하측에 위치하는 적어도 하나 이상의 물받이와, 내부가 통공된 구조를 가지되, 일측면이 상기 프레임 하측부와 결합되고 타측면은 상기 물받이와 결합되는 적어도 하나 이상의 고정 블록과, 일부가 외부로 노출되면서 토출구가 태양광 패널 방향으로 향하도록 상기 고정 블록에 구비되는 복수개의 분사 노즐 및 상기 고정 블록의 통공된 부분을 관통하되, 상기 복수개의 분사 노즐이 결속되는 유출 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치를 제공한다.

Description

세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치{Circular solar panel cleaning apparatus with excellent cleaning efficiency}

본 발명은 태양광 패널을 세척하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 패널의 표면 세척시 사용되는 세척수로서 우수를 사용하여 물의 사용량을 감소시킬 수 있고, 태양광 패널의 표면을 효율적으로 세척할 수 있는 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양에너지를 이용하는 방법은 태양열 에너지를 이용하는 방법과, 태양광 에너지를 이용하는 태양광 발전방법으로 분류할 수 있다. 태양열을 이용하는 방법은 태양열을 집중시켜 발생한 열로 물을 끓여서 발생하는 증기로 터빈을 운동시켜 발전시키는 방법이며, 태양광 발전 방법은 태양광에 반응하는 전지모듈인 태양전지를 사용한다.

이어서, 태양전지는 PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대 폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부 전기장이 전자를 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 결과적으로 기전력을 발생시킨다.

이때 사용되는 반도체의 재료로는 실리콘이 주로 사용되지만, 갈륨비소, 황화카드뮴 등 여러 무기재료 등을 사용하며, 최근에는 전도성 고분자를 이용한 복합체를 사용하기 위한 연구가 진행되고 있다.

특히, 태양광 에너지를 이용하여 발전시, 다수개의 태양전지로 구성된 태양광 패널의 형태로 태양광을 흡수시킨다.

이러한 태양전지를 이용한 태양광 발전방법은 태양광 패널이 모듈화되어 가정용이나, 대규모 태양광 발전소에 이르기까지 사용 가능하며, 수력, 풍력에 비해 태양광 발전방법은 입지조건이 평이하여, 도심지역에서도 소규모 발전이 가능하며, 빌딩 외벽이나 야외 간이발전으로도 활용가능하다.

또한, 일반적으로 전력 사용량이 정점을 이루는 낮, 여름에 태양광 발전량도 많아지는 장점을 가지고 있다.

그러나, 일조시간, 입사각도, 온도등과 같은 기후조건에 따라 발전량이 변화하는등 발전 효율에 상당한 영향을 받는다.

뿐만 아니라, 태양광 패널이 장기간 노출시 표면의 오염이 불가피한데, 태양광 패널 표면이 오염되면 태양광 흡수율이 낮아지게 되어 발전 효율이 낮아지게 되어 태양광 패널의 정기적인 표면세척이 필수적으로 요구되는 실정이다.

특히, 중동지역과 같이 일조량은 높으나, 모래를 비롯한 먼지가 많은 지역에 설치되어 사용되는 태양광 패널의 세척시, 표면세척의 효율성이 강조된다.

기존의 태양광 패널 세척방법은, 인력을 이용하여 직접 수작업으로 세척하였으나 이는 지나치게 많은 세척수가 사용되며, 안전사고 등이 발생할 수 있는 문제가 발생할 수 있으며, 세척시 세척도구에 의한 표면 손상이 발생하여 발전 효율을 감소시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 태양광 패널을 세척하는 수단을 구비한 등록번호 제 10-1585592 호(2016.01.08 등록일)의 태양광 패널용 설치 구조물이 대한민국 특허청에 등록되어 있으나, 이는 세척수를 한번 사용하게 되면 다시 사용할 수 없어 태양광 패널을 세척할 때마다 새로운 세척수를 사용해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기와 같은 점을 감안하여, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 한번 사용된 세척수를 재순환시켜 세척시 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 태양광 패널 세척시 세척수를 분사하는 노즐로써 플랫 팬 노즐을 이용하여 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치를 제공한다.

또한, 세척수로서 우수를 활용할 수 있도록 하여 자원을 절감하여 운용 비용을 감소시킨 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 프레임과, 상기 프레임에 고정되어 태양광에 노출되도록 설치되는 적어도 하나 이상의 태양광 패널과, 상기 태양광 패널의 하측에 위치하는 적어도 하나 이상의 물받이와, 내부가 통공된 구조를 가지되, 일측면이 상기 프레임 하측부와 결합되고 타측면은 상기 물받이와 결합되는 적어도 하나 이상의 고정 블록과, 일부가 외부로 노출되면서 토출구가 태양광 패널 방향으로 향하도록 상기 고정 블록에 구비되는 복수개의 분사 노즐 및 상기 고정 블록의 통공된 부분을 관통하되, 상기 복수개의 분사 노즐이 결속되는 유출 배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 물받이와 결속되면서 프레임과 일정각도 이격되어 경사로를 가지도록 설치되는 집수 배관, 상기 집수 배관과 연결되는 유체 순환 탱크 및 상기 유체 순환탱크와 연결되면서 유출 배관의 말단과 연결되되, 상기 프레임의 일측에 결속되는 공급 배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 분사 노즐은, 분사 노즐에서 분사되는 유체의 직진성을 향상시키는 플랫 팬 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 유체 순환 탱크는, 열선을 포함한 가온 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 물받이는, 수위 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 특정 분사형태를 가지는 노즐을 사용하여 균일하게 태양광 패널의 세척을 가능하게 하며, 물받이를 통해 우수를 집수하여 세척수로 사용할 수 있도록 별도로 구비된 탱크에 저장 후, 태양광 패널의 세척에 사용되는 세척수로 사용할 수 있도록 함과 동시에 물받이를 통해 태양광 패널을 세척시 발생하는 오염수를 집수해서 특정 배관구조를 통해 오염수를 재활용하여 순환시켜 다시 태양광 패널을 세척수로 세척할 수 있도록 하여 최종적으로 태양광 패널 세척시 소모되는 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 태양광 패널용 세척장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 태양광 패널용 세척장치의 고정 블록과 물받이를 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 2를 수위 센서가 설치된 측면에서 바라본 측면도이다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

또한, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 태양광 패널용 세척장치를 도시한 도 1을 참조하면, 우수를 이용한 순환식 태양광 패널용 세척장치는 프레임(10), 태양광 패널(20), 물받이(30), 고정 블록(40), 유체 순환 탱크(50), 공급 배관(51), 유출 배관(52), 집수 배관(53) 을 포함한다.

먼저, 프레임(10)은 평판형의 태양광 패널(20)을 견고하게 고정 시킬 수 있으며, 본 발명을 구성하는 다수개의 구성요소를 지지할 수 있도록 구비된다.

그리고, 프레임(10)의 형태는 설치하고자 하는 태양광 패널(20)의 개수나 형태에 따라 자유롭게 변형 가능하다.

또한, 태양광 패널(20)은 태양광에 노출되는 면적을 최대한으로 늘리며, 태양광 패널(20)의 유지 보수를 효율적으로 실시하기 위해 다수개의 태양광 패널(20)을 상기 프레임(10)에 각종 체결수단을 이용하여 고정한다.

이때, 태양광 패널(20)은 프레임(10)이 태양광에 가장 많이 노출되는 부분에 고정되도록 한다.

다음으로, 물받이(30)를 통해 우천시에 우수를 수집하여 상기 태양광 패널(20)을 세척하는 세척수를 사용할 수 있도록 한다.

그리고, 고정 블록(40)은 내부가 통공된 구조를 가지되 고정 블록(40) 내부에 상기 태양광 패널(20)을 세척하는 분사 노즐을 포함한다.

아울러, 고정 블록(40)은 일측면이 프레임(10)과 결속되며, 타측면과 상기 물받이(30)를 고정함과 동시에 내부가 통공된 부분에 유출 배관(51)이 통과되도록 하여 고정시킬 수 있도록 한다.

이어서, 유출 배관(51)은 복수개의 타공구를 형성하면서, 각 타공구와 상응하는 위치에 고정 블록(40)이 위치하며, 고정 블록(40)에 포함된 분사 노즐과 상기 타공구가 연결되어 분사 노즐을 통해 상기 태양광 패널(10)을 세척하는 세척수가 분사된다.

다음으로, 집수 배관(52)이 상기 유출 배관(51)에서 유출되어 태양광 패널(20)의 세척 후 발생된 오염수와 우수가 집수되는 물받이(30)와 연결되어 이를 통해 상기 오염수와 우수를 재활용 가능하도록 한다.

또한, 집수 배관(52)에 하부로 경사지는 구조를 도입하여 더욱 원활하게 상기 오염수와 우수를 이동시킬 수 있도록 할 수 있다.

다음으로, 공급 배관(53)을 통해 태양광 패널(20)의 세척에 사용되는 세척수를 상기 유출 배관(51)으로 공급할 수 있도록 공급 배관(53)과 적어도 하나 이상의 유출 배관(51)이 연결된다.

그리고, 유체 순환 탱크(50)가 상술한 집수 배관(52)과 공급 배관(53)의 배관 경로 사이에 구비된다.

특히, 유체 순환 탱크(50)는 세척수의 저장과, 오염수의 정수, 수온 조절이 가능하도록 하며, 일반수를 유입할 수 있도록 할 수도 있다.

아울러, 유체 순환 탱크(50)의 내부에 열선을 구비하여 수온 조절을 가능하도록 할수 있으며, 상기 집수 배관(52)으로부터 유입되는 우수와 오염수의 이물질을 걸러 세척수로 사용하기 위해 정화 필터를 포함한 이물질 제거수단이 포함될 수 있다.

그리고, 세척수를 고압으로 분사하여 상기 태양광 패널(20)을 세척하기 위해 세척수의 분사압을 높일 수 있도록 고압펌프를 연결하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 집수 배관(52)에서 유체 순환 탱크(50)로의 원활한 우수와 오염수의 유입을 위해 집수 배관(52)의 유체이동 경로와 유체 순환 탱크(50)사이에 펌프를 구비할 수 있다.

그리고, 집수 배관(52)에 유입되는 유량에 따라 유동적으로 유체 순환 탱크로 유입시키기 위해, 유량 감지기가 집수 배관(52)의 유체이동 경로 사이에 구비될 수 있다.

덧붙여, 본 발명에 사용되는 유출 배관(51) 및 공급 배관(53)을 포함한 배관내 압력을 높게 유지하여야 하는 배관의 소재로서 탄소강관을 사용할 수 있으며, 유출 배관(51)과 집수 배관(52)에 솔레노이드 밸브를 구비하여 배관 내에서 이동하는 우수 등을 포함한 유체의 양을 제어할 수 있도록 한다.

다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 물받이(30)와 고정 블록(40)에 대해 더욱 상세히 알아보도록 한다.

먼저, 물받이(30)는 태양광 패널(20)보다 아래쪽에 위치하여 태양광 패널(20)의 상부표면을 따라 흘러내리는 우수를 포함한 각종 유체를 모을 수 있도록 하며, 태양광으로부터 태양광 패널(20)을 가리지 않도록 태양광 패널(20)의 하부측에 위치하면서 외부로 노출되어 우수를 직접적으로 집수할 수 있다.

또한, 상기 물받이(30)의 구조를 집수 배관(52)과 연결되는 부분을 넓게 구성하여 물받이(30)에 집수된 우수가 원활하게 흐를 수 있도록 할 수도 있다.

덧붙여, 물받이(30)에 수위 센서(31)를 구비하여 물받이(30)에 집수되는 물이 넘치지 않도록 유동적으로 배관 내를 통과하는 유체의 양을 조절할 수 있게 한다.

그리고, 고정 블록(40)은 도시한 바와 같이 유출 배관(51)을 고정하고 상기 태양광 패널(20)로 세척수를 분사할 수 있도록 하며, 상술한 바와 같이 고정 블록(40)의 일측면과 프레임이 결속되면서, 타측면은 상기 물받이(30)와 결속될 수 있도록 한다.

다음으로, 분사 노즐(41)은 유출 배관(51)과 연결되면서 상기 고정 블록(40)에 고정된다.

특히, 분사 노즐(41)은 도 2에 도시한 바와 같이 상기 태양광 패널(20)에 분사 유체의 균일한 분포를 가지면서 넓은 범위에 유체를 분사할 수 있도록 플랫 팬 노즐을 이용하여 유체를 분사할 수 있다.

분사되는 유체 형태의 말단은 직선을 포함하도록 하며, 분사 각도의 조정은 노즐을 변경하여 가능하도록 한다.

또한, 노즐의 종류를 사용자가 원하는 대로 변경하여 적용할 수 있다.

그리고, 분사 노즐(41)을 포함하는 분사 블록(40)은 상기 태양광 패널(20)을 가리지 않는 범위 내에서 상기 프레임의 어느 측면이든 부착하여 사용할 수 있다.

다음으로, 도 2를 수위 센서가 설치된 측면에서 바라본 도 3을 참조하여, 상기 물받이(30)와 분사 블록(40)을 이어서 설명하도록 한다.

상술한 바와 같이, 물받이(30)는 수위 센서(31)를 포함하며, 태양광으로부터 태양광 패널(20)을 가리지 않도록 태양광 패널(20)의 하부측에 위치하면서 우천시 태양광 패널(20) 노출면을 따라 흐르는 우수를 집수할 수 있도록 상기 프레임(10)과 일정각도 이격시켜, 상기 고정 블록(40)과 결합하면서, 일측에 타공구가 형성되어 집수 배관(52)과 연결된다.

또한, 고정 블록(40)은 프레임(10)과 볼트 및 너트로 체결되며, 분사 노즐(41)을 고정 블록(40)에 결합함에 있어, 유동적인 유압하에서 유체를 원활하게 분사 할 수 있도록 와셔와 같은 체결 부재를 구비할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치를 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시예는 단지 하나의 실시예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정 되어야 한다.

10 : 프레임
20 : 태양광 패널
30 : 물받이
31 : 수위 센서
40 : 고정 블록
41 : 분사 노즐
50 : 유체 순환 탱크
51 : 공급 배관
52 : 유출 배관
53 : 집수 배관
54 : 순환 펌프
55 : 일반수 공급 배관
56 : 고압 펌프

Claims (5)

1. 프레임;
   상기 프레임에 고정되어 태양광에 노출되도록 설치되는 적어도 하나 이상의 태양광 패널;
   상기 태양광 패널의 하측에 위치하는 적어도 하나 이상의 물받이;
   내부가 통공된 구조를 가지되, 일측면이 상기 프레임 하측부와 결합되고 타측면은 상기 물받이와 결합되는 적어도 하나 이상의 고정 블록;
   일부가 외부로 노출되면서 토출구가 상기 태양광 패널 방향으로 향하도록 상기 고정 블록에 구비되는 복수 개의 분사 노즐; 및
   상기 고정 블록의 통공된 부분을 관통하되, 상기 복수 개의 분사 노즐이 결속되는 유출 배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 물받이와 결속되면서 상기 프레임과 일정각도 이격되어 경사로를 가지도록 설치되는 집수 배관, 상기 집수 배관과 연결되는 유체 순환 탱크 및 상기 유체 순환탱크와 연결되면서 상기 유출 배관의 말단과 연결되되, 상기 프레임의 일측에 결속되는 공급 배관을 포함하는 것을 특징으로 하는 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 분사 노즐은,
   분사 노즐에서 분사되는 유체의 분포 특성을 고르게 향상시키는 플랫 팬 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 유체 순환 탱크는,
   열선을 포함한 가온 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치
5. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 물받이는,
   수위 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세척효율이 우수한 순환식 태양광 패널 세척장치.

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