KR20190005781A - 노면 발전 시스템 - Google Patents

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KR20190005781A
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solar cell
power generation
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윤팡 왕
펭유 다이
얀인 후오
지펭 카오
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베이징 아폴로 딩 롱 솔라 테크놀로지 씨오 엘티디
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Abstract

유리 층, 태양 전지 칩, 기판 및 가열 디바이스를 포함하는 노면 발전 시스템이 제공된다. 태양 전지 칩은 유리 층과 기판 사이에 배열된다. 가열 디바이스는 유리 층 또는 기판 상에 배열된다. 노면 발전 시스템에서, 가열 디바이스는 유리 층 또는 유리 층을 가열하기 위한 기판 상에 배열되어, 유리 층 상에 축적된 서리, 눈 및 얼음이 녹을 수 있고, 이에 따라 태양 전지 칩의 광 흡수율을 향상시키고 발전 효율을 개선할 수 있다.

Description

노면 발전 시스템{ROAD SURFACE POWER GENERATION SYSTEM}
본 출원은, 2017년 7월 6일 목요일에 중국 국가 지적 재산권 국에 출원되고 발명의 명칭이 "ROAD SURFACE POWER GENERATION SYSTEM WITH HEATING DEVICE"인 중국 특허 출원 제 201710546849.2호에 대해 우선권을 주장하며, 상기 출원은 그 전체가 참조로 본원에 통합된다.
본 개시는 태양광 발전의 기술 분야에 관한 것으로, 특히 노면 발전 시스템에 관한 것이다.
새로운 에너지 기술들의 지속적인 개발로, 태양 에너지는 사람들에게 보다 편리한 에너지 공급을 제공한다. 태양광 발전을 위한 캐리어(carrier)로서 기능하도록 특정 평면 또는 공간과 같은 장소(site)가 요구된다.
현재, 교통 분야에서는 조명, 모니터링 및 지시를 위한 설비들과 같은 많은 수의 지원 전기 설비들이 사용된다. 따라서 전기 수요가 크게 증가된다. 교통 분야에서, 서비스 전기 설비들의 지붕들에 추가로, 태양광 발전 디바이스들을 분포시키기 위해 많은 잠재적 공간들 및 위치들이 사용될 수 있고, 이들 중 비-자동차 차선들이 큰 비율을 차지한다. 예를 들어, 조경 인프라구조들 및 전기 설비들, 예를 들어 조명, 모니터링 및 지시를 위한 설비들의 기능들을 지원하기 위한 통합된 캐리어들로서 기능하도록 태양 전지 칩들을 분포시키기 위해 공원들 및 보행자 구역들의 차선들의 표면들이 사용될 수 있다.
그러나, 높은 위도 영역들에서, 노면은 일반적으로 겨울에 서리, 눈 및 얼음으로 커버되어, 노면에 배열된 태양 전지 칩의 발전 효율이 영향받는다.
종래 기술의 문제점을 해결하여 광 흡수율 및 발전 효율을 향상시키기 위해, 본 개시에 따른 노면 발전 시스템이 제공된다.
유리 층, 태양 전지 칩, 기판 및 가열 디바이스를 포함하는 본 개시에 따른 노면 발전 시스템이 제공된다. 태양 전지 칩은 유리 층과 기판 사이에 배열된다. 가열 디바이스는 유리 층 또는 기판 상에 배열된다.
일 실시예에서, 노면 발전 시스템은 온도 센서 및 제어 유닛을 더 포함한다. 온도 센서는 주변 온도를 검출하도록 구성된다. 제어 유닛은 가열 디바이스 및 온도 센서와 전기적으로 연결되고, 온도 센서에 의해 검출된 주변 온도에 따라 열을 생성하도록 가열 디바이스를 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 노면 발전 시스템은 광 강도를 검출하도록 구성되는 방사 센서(radiation sensor)를 더 포함한다. 방사 센서는 제어 유닛에 전기적으로 연결된다. 제어 유닛은 방사 센서에 의해 검출된 광 강도에 기초하여 열을 생성하도록 가열 디바이스를 제어하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 노면 발전 시스템은 가열 디바이스와 제어 유닛 사이에 배열된 전자적으로 제어되는 스위치를 더 포함한다.
일 실시예에서는, 노면 발전 시스템에서, 태양 전지 칩이 유리 층을 향하는 기판의 표면 상에 배열된다.
일 실시예에서는, 노면 발전 시스템에서, 유리 층이 상부 유리 층 및 하부 유리 층을 포함한다. 상부 유리 층은 시트 접착제 층을 통해 하부 유리 층에 고정식으로 연결된다. 태양 전지 칩은 기판에 가까운 하부 유리 층의 측면 상에 배열된다.
일 실시예에서는, 노면 발전 시스템에서, 가열 디바이스는 투명한 전도성 가열 필름이다. 가열 디바이스는 상부 유리 층과 시트 접착제 층 사이에 배열되거나, 시트 접착제 층과 하부 유리 층 사이에 배열되거나, 또는 기판에 가까운 하부 유리 층의 측면 상에 배열된다.
일 실시예에서는, 노면 발전 시스템에서, 가열 디바이스는 열 저항기이고, 가열 디바이스는 기판에 내장되거나 태양 전지 칩으로부터 먼 기판의 측면 상에 배열된다.
일 실시예에서는, 노면 발전 시스템에서, 기판은 알루미늄 기판이다.
일 실시예에서는, 노면 발전 시스템에서, 미끄럼-방지 층이 상부 유리 층의 상부 표면 상에 배열되고, 미끄럼-방지 층 상에 경화된 코팅이 배열된다.
본 개시에 따른 노면 발전 시스템에서, 가열 디바이스는 유리 층 또는 유리 층을 가열하기 위한 기판 상에 배열되어, 유리 층 상에 축적된 서리, 눈 및 얼음이 녹을 수 있고, 이에 따라 태양 전지 칩의 광 흡수율을 향상시키고 발전 효율을 개선할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 가열 디바이스를 갖는 노면 발전 시스템의 개략적 구조도이다.
도 2는 도 1의 부분 A의 확대도이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 가열 디바이스를 갖는 노면 발전 시스템의 제어 회로를 예시하는 블록도이다.
도면들의 참조 부호들은 다음과 같이 나열된다:
1- 기판 2-태양 전지 칩
3-시트 접착제 층 4-상부 유리 층
5-하부 유리 층 6-가열 디바이스
7-온도 센서 8-제어 유닛
9-방사 센서 10-전자적으로 제어되는 스위치
이하, 본 개시의 실시예들이 상세히 설명되고, 도면들에 예시되며, 도면들에서 동일하거나 유사한 참조 부호들은 동일하거나 유사한 엘리먼트들 또는 설명 전반에 걸쳐 동일하거나 유사한 기능들을 갖는 엘리먼트들을 나타낸다. 도면들을 참조하여 다음에 설명되는 실시예들은 본 개시를 설명하기 위해 사용되는 단지 예시적인 실시예들이며, 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 노면 발전 시스템의 개략적 구조도이고, 도 2는 도 1의 부분 A의 확대도이다. 유리 층(상부 유리 층(4) 및 하부 유리 층(5)을 포함할 수 있음), 태양 전지 칩(2), 기판(1) 및 가열 디바이스(6)를 포함하는, 본 개시의 일 실시예에 따른 노면 발전 시스템이 제공된다.
기판(1)은 전체 노면 발전 시스템을 설치하기 위한 베이스로서 노면에 배열된다. 태양 전지 칩(2)은 유리 층과 기판(1) 사이에 배열된다. 가열 디바이스(6)는 유리 층 상에 축적된 서리, 눈 및 얼음을 녹이기 위해 유리 층을 가열하도록 유리 층 또는 기판(1) 상에 배열된다.
본 개시에 따른 노면 발전 시스템에서, 가열 디바이스(6)는 유리 층 또는 유리 층을 가열하기 위한 기판(1) 상에 배열되어, 유리 층 상에 축적된 서리, 눈 및 얼음이 녹을 수 있고, 이에 따라 태양 전지 칩(2)의 광 흡수율을 향상시키고 발전 효율을 개선할 수 있다.
바람직하게는, 가열 디바이스(6)는 하기 방식으로 제어된다. 본 개시의 일 실시예에 따른 노면 발전 시스템의 제어 회로를 예시하는 블록도인 도 3에 도시된 바와 같이, 노면 발전 시스템은 온도 센서(7) 및 제어 유닛(8)을 더 포함한다. 온도 센서(7)는 주변 온도를 검출하도록 구성된다. 온도 센서(7)는 유리 층의 온도를 직접 검출하기 위해 유리 층 상에 직접 배열될 수 있다. 대안적으로, 온도 센서(7)는 브래킷(bracket) 등을 통해 노면 발전 시스템의 다른 컴포넌트 상에 고정될 수 있어서, 온도 센서(7)는 공기 온도를 검출함으로써 유리 층의 온도를 간접적으로 검출할 수 있다. 제어 유닛(8)은 가열 디바이스(6) 및 온도 센서(7)와 전기적으로 연결되고, 온도 센서(7)에 의해 검출된 주변 온도에 따라 열을 생성하도록 가열 디바이스(6)를 제어하도록 구성된다.
추가적으로, 노면 발전 시스템은 광 강도를 검출하도록 구성되는 방사 센서(9)를 더 포함할 수 있다. 유사하게, 방사 센서(9)는 유리 층 상의 광 강도를 직접 검출하기 위해 유리 층 상에 직접 배열될 수 있다. 대안적으로, 방사 센서(9)는 브래킷 등을 통해 노면 발전 시스템의 다른 컴포넌트 상에 고정될 수 있어서, 방사 센서(9)는 다른 컴포넌트 상의 광 강도를 검출함으로써 유리 층 상의 광 강도를 간접적으로 검출할 수 있다. 방사 센서(9)는 또한 제어 유닛(8)에 전기적으로 연결된다. 제어 유닛(8)은 방사 센서(9)에 의해 검출된 광 강도에 기초하여 열을 생성하도록 가열 디바이스(6)를 제어하도록 추가로 구성된다.
추가적으로, 노면 발전 시스템은 가열 디바이스(6)와 제어 유닛(8) 사이에 배열된 전자적으로 제어되는 스위치(10)를 포함할 수 있다. 전자적으로 제어되는 스위치(10)가 턴 온되는 경우, 가열 디바이스(6)는 가열을 시작하도록 제어되고, 전자적으로 제어되는 스위치(10)가 턴 오프되는 경우, 가열 디바이스(6)는 동작을 중지한다.
당업자들은, 상기 태양 전지 칩(2)이 많은 위치들에 배열될 수 있음을 이해할 수 있다. 일 실시예에서, 태양 전지 칩(2)은 하부 유리 층(5)을 향하는 기판(1)의 표면 상에 배열된다.
유리 층의 쿠션 효과를 개선하고 유리 층의 균열을 회피하기 위해, 유리 층은 상부 유리 층(4) 및 하부 유리 층(5)을 포함하고, 여기서 상부 유리 층(4)은 시트 접착제 층(3)을 통해 하부 유리 층(5)에 고정식으로 연결된다. 다른 실시예에서, 태양 전지 칩(2)은 기판(1)에 가까운 하부 유리 층(5)의 측면 상에 배열된다. 이중 층 유리를 제공함으로써, 노면의 내구성(tolerance)이 개선될 수 있다. 시트 접착제 층(3)은 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA:ethylene-vinyl acetate copolymer), 폴리비닐 부티랄(PVB:polyvinyl butyral), 폴리올레핀 엘라스토머(POE:polyolefin elastomer) 또는 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐 포스핀 옥사이드(TPO:2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl phosphine oxide)로 제조될 수 있다. 강도 요건을 충족시키기 위해, 상부 유리 층(4) 및 하부 유리 층(5)은 3mm 내지 15mm 범위의 두께를 가지며, 바람직하게는 10mm의 두께를 갖는다.
가열 디바이스(6)는 많은 방식들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 가열 디바이스(6)는 투명한 전도성 가열 필름일 수 있다. 가열 디바이스는 상부 유리 층(4)과 시트 접착제 층(3) 사이에 배열되거나, 시트 접착제 층(3)과 하부 유리 층(5) 사이에 배열되거나, 또는 기판(1)에 가까운 하부 유리 층(5)의 측면 상에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 투명한 전도성 가열 필름은 상부 유리 층(4)과 시트 접착제 층(3) 사이에 배열된다. 이러한 배열로, 서리, 얼음 및 눈을 녹이기 위한 최적의 온도 전달 효과가 달성될 수 있을 뿐만 아니라, 유리 층이 덜 깨지게 하도록 유리 층의 인성(toughness)이 개선된다.
가열 디바이스(6)는 또한 열 저항기일 수 있고, 기판(1)에 내장되거나 태양 전지 칩(2)으로부터 먼 기판(1)의 측면 상에 배열된다. 바람직하게는, 기판(1)은 양호한 열 전도성을 갖는 금속 기판이다. 본 실시예에서, 기판(1)은 알루미늄 기판이다.
추가적으로, 상부 유리 층(4)의 상부 표면 상에 미끄럼-방지 층이 배열된다. 유리 층의 내마모성을 증가시키기 위해 미끄럼-방지 층 상에 경화된 코팅이 배열된다.
본 개시의 설명에서, 용어들 "위", "아래” 등으로 표시되는 배향들 또는 위치 관계들은 도면들에 도시된 배향들 또는 위치 관계들에 기초하며, 이는 언급된 디바이스 또는 엘리먼트가 특정 배향에 있어야 하거나 또는 특정한 배향으로 구성 및 동작되어야 한다는 것을 나타내거나 암시하기보다는 단지 본 개시의 설명을 용이하게 하고 설명을 단순화하기 위한 것일 뿐이고, 따라서 이러한 배향들 또는 위치 관계들은 본 개시의 제한들로 해석되어서는 안됨을 이해해야 한다.
본 개시의 구조, 특성들 및 효과들은 도면들에 예시된 실시예들에 기초하여 앞서 상세하게 설명된다. 전술한 실시예들은 단지 본 개시의 바람직한 실시예들이다. 본 개시는 도면들에 의해 예시된 바와 같은 구현 범위로 제한되지 않는다. 본 개시의 기술적 솔루션으로부터 벗어남이 없이 본 개시의 기술적 본질에 기초한 실시예들에 대한 임의의 간단한 변화들, 등가물들 및 수정들은 본 개시의 기술적 솔루션의 보호 범위 내에 있다.

Claims (10)

  1. 유리 층;
    태양 전지 칩;
    기판; 및
    가열 디바이스를 포함하고,
    상기 태양 전지 칩은 상기 유리 층과 상기 기판 사이에 배열되고,
    상기 가열 디바이스는 상기 유리 층 또는 상기 기판 상에 배열되는 노면 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    주변 온도를 검출하도록 구성되는 온도 센서; 및
    상기 가열 디바이스 및 상기 온도 센서와 전기적으로 연결되고, 상기 온도 센서에 의해 검출된 주변 온도에 따라 열을 생성하도록 상기 가열 디바이스를 제어하도록 구성되는 제어 유닛;을 더 포함하는 노면 발전 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    광 강도를 검출하도록 구성되는 방사 센서를 더 포함하고,
    상기 방사 센서는 상기 제어 유닛에 전기적으로 연결되고,
    상기 제어 유닛은 상기 방사 센서에 의해 검출된 광 강도에 기초하여 열을 생성하도록 상기 가열 디바이스를 제어하도록 추가로 구성되는 노면 발전 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 가열 디바이스와 상기 제어 유닛 사이에 배열되는 전자적으로 제어되는 스위치를 더 포함하는 노면 발전 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 태양 전지 칩은 상기 유리 층을 향하는 상기 기판의 표면 상에 배열되는 노면 발전 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 유리 층은 상부 유리 층 및 하부 유리 층을 포함하고,
    상기 상부 유리 층은 시트 접착제 층을 통해 상기 하부 유리 층에 고정식으로 연결되고,
    상기 태양 전지 칩은 상기 기판에 가까운 상기 하부 유리 층의 측면 상에 배열되는 노면 발전 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 가열 디바이스는 투명한 전도성 가열 필름이고,
    상기 가열 디바이스는 상기 상부 유리 층과 상기 시트 접착제 층 사이에 배열되거나, 상기 시트 접착제 층과 상기 하부 유리 층 사이에 배열되거나, 또는 상기 기판에 가까운 상기 하부 유리 층의 측면 상에 배열되는 노면 발전 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가열 디바이스는 열 저항기이고, 상기 가열 디바이스는 상기 기판에 내장되거나 상기 태양 전지 칩으로부터 먼 상기 기판의 측면 상에 배열되는 노면 발전 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판은 알루미늄 기판인 노면 발전 시스템.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 상부 유리 층의 상부 표면 상에 미끄럼-방지 층이 배열되고, 상기 미끄럼-방지 층 상에 경화된 코팅이 배열되는 노면 발전 시스템.
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