KR20190037639A - Solar power generation facilities - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광을 효율적으로 집광하여 태양광 전지 모듈로 전달하는 태양광 발전 설비에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic power generation facility, and more particularly, to a photovoltaic power generation facility for efficiently collecting sunlight and transferring the photovoltaic module to a solar cell module.
최근 들어, 전세계적으로 화석연료를 비롯한 모든 자원이 고갈되고 있다. 또한, 이들 에너지 소모로 인해 CO2가스가 방출되면서 환경문제가 커다란 이슈로 부각되고 있다. 이에 향후 청정에너지 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 청정에너지의 대안으로써 핵융합발전, 수소에너지 이용 발전, 소수력 발전, 지열발전, 조력발전을 위시하여 최근에는 신재생에너지로 불리는 연료전지발전, 풍력발전, 태양광발전 등에 대한 상용화 추진이 이루어지고 있다.In recent years, all resources, including fossil fuels, have been depleted worldwide. In addition, environmental problems are becoming a big issue as CO2 gas is released due to these energy consumption. There is a growing interest in the development of clean energy in the future. As an alternative to such clean energy, commercialization of fuel cell power generation, wind power generation, and photovoltaic power generation, which are referred to as renewable energy, is being promoted in recent years, such as fusion power generation, hydrogen energy utilization power generation, small hydro power generation, geothermal power generation, .
이중 태양광 발전시스템은 발전량이 작기는 하지만 풍력발전에 비해 생산되는 전원품질이 양호하고 시스템의 크기를 소규모화 할 수 있으며 또한 설치위치에 제약이 없는 특징으로 인하여 많은 각광을 받고 있다. 국내에서는 주택용 태양광 보급사업이 국가주도로 추진되고 있다.The dual PV system has a lot of spotlight due to the fact that it has good power quality compared to wind power generation, small size of system, In Korea, residential solar power supply business is being driven by the state.
태양광 발전설비는 반사판을 통해 태양광을 전지모듈로 반사시키는 보조 설비를 통해 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 그러나, 반사판을 사용하는 종래의 보조 설비는 태양이 떠있는 낮 시간 동안 지속적으로 태양광 전지모듈로 태양광을 반사시키기 위한 태양광 추적기 및 반사판의 각도를 조절하기 위한 모터가 추가적으로 요구되어 그 설치 비용이 증가되는 문제점이 존재하며, 태양광 추적기 및 모터 자체의 고장으로 인해 그 발전 효율이 저하되는 문제점이 존재한다. 또한, 태양광 추적기가 탑재되지 않는 경우, 360°의 모든 방향으로 반사판을 설치해야 하기 때문에 태양광 발전 설비의 크기가 증가되는 문제점이 존재하였다. 나아가, 종래의 태양광 발전 설비는 태양광의 반사 범위 및 방향을 예측하기 어려웠고, 태양광의 반사를 자유롭게 중지시킬 수 있는 구조, 및 반사판에서 발생하는 열을 활용하는 구조가 마련되지 않은 문제점이 존재하였다.The photovoltaic power generation facility can improve the power generation efficiency through the auxiliary equipment that reflects the solar light to the battery module through the reflector plate. However, the conventional ancillary equipment using reflector is required to additionally require a solar tracker for reflecting the sunlight to the solar cell module continuously and a motor for adjusting the angle of the reflector continuously during the daytime when the sun is floating, There is a problem that the power generation efficiency is lowered due to the failure of the solar tracker and the motor itself. In addition, when the solar tracker is not mounted, there is a problem that the size of a photovoltaic power generation facility is increased because a reflector must be installed in all directions of 360 degrees. In addition, the conventional solar power generation facility has difficulty in predicting the reflection range and direction of sunlight, has a structure that can freely stop the reflection of sunlight, and a structure that does not utilize the heat generated from the reflection plate.
또한, 가정에 적용되는 태양광 발전설비는 그 규모의 제한으로 인해 반사판을 이용하여 태양광을 집광하는 보조 설비를 적용할 수 없어 태양광을 이용하여 직접 발전을 수행하는 태양광 전지 모듈의 형태만으로 구현될 수밖에 없었던 한계가 존재하였다.In addition, due to the limitation of the size of solar power generation equipment applied to the home, auxiliary equipment for concentrating sunlight using reflector can not be applied, so that only the form of solar cell module that performs direct power generation using solar light There was a limit that could be implemented.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0029199호(2017. 03. 15. 공개)에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0029199 (published on Mar. 15, 2013).
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 태양광을 추적하기 위한 태양광 추적기 및 모터와 같은 추가적인 부품없이 태양광을 반사시켜 발전을 수행함과 동시에, 태양광의 반사를 자유롭게 중지시키고 반사판에서 발생하는 열을 활용하는 구조를 갖춘 태양광 발전 설비를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for generating sunlight by reflecting solar light without additional components such as a sunlight tracker and a motor for tracking sunlight, And to provide a photovoltaic power generation facility having a structure capable of freely stopping the reflection of sunlight and utilizing the heat generated in the reflector.
본 발명의 일 측면에 따른 태양광 발전 설비는 상부가 굴곡면을 갖도록 형성되고, 내부에 유체를 수용하기 위한 에어갭 공간이 형성되며, 일측에 태양광을 외부로 가이드하기 위한 개구부가 형성된 프레임부, 상기 프레임부의 상부에 형성된 굴곡면과 상기 개구부의 내측면에 접하도록 형성되며, 상기 프레임부의 상부로 입사된 태양광을 반사시켜 상기 개구부를 통해 상기 프레임부의 외부로 진행시키는 광 반사부, 및 상기 프레임부의 외측면에 접하도록 형성되며, 상기 에어갭 공간에 수용되어 태양광에 의해 가열된 유체를 보온하는 보온부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A solar photovoltaic power generation system according to one aspect of the present invention includes an upper portion formed to have a curved surface, an air gap space for accommodating a fluid therein, a frame portion having an opening for guiding sunlight to the outside, A light reflection part formed to be in contact with a curved surface formed on the upper part of the frame part and an inner side surface of the opening part to reflect solar light incident on the upper part of the frame part and to advance outside the frame part through the opening part, And a warming unit which is formed to be in contact with the outer surface of the frame unit and which is accommodated in the air gap space to heat the fluid heated by the sunlight.
본 발명에 있어 상기 프레임부의 상부는, 중심이 상측을 향하여 돌출 형성되고, 상기 중심으로부터 상기 프레임부의 외측 방향으로 포물면이 형성되는 굴곡면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the upper portion of the frame portion is formed so as to protrude upward toward the center and have a curved surface in which the parabolic surface is formed in the outer side of the frame portion from the center.
본 발명은 상기 개구부의 내측에 구비되며, 상기 개구부를 통해 상기 프레임부의 외부로 진행하는 태양광의 양을 조절하는 광 셔터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that it further comprises an optical shutter part provided inside the opening part and controlling the amount of sunlight traveling to the outside of the frame part through the opening part.
본 발명은 상기 에어갭 공간으로 공급되는 유체의 흐름을 단속하는 제1 밸브부, 및 상기 에어갭 공간으로부터 배출되는 유체의 흐름을 단속하는 제2 밸브부를 포함하는 밸브부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention further includes a valve unit including a first valve unit for interrupting the flow of the fluid supplied to the air gap space, and a second valve unit for interrupting the flow of the fluid discharged from the air gap space .
본 발명은 상기 개구부를 통해 상기 프레임부의 외부로 진행되는 태양광을 수집하여 발전을 수행하는 태양광 전지 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is further characterized by a solar cell module for collecting sunlight traveling to the outside of the frame portion through the opening to perform power generation.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 태양광 추적기 및 반사판의 각도를 조절하기 위한 각도 조절 모터 등 유지 보수가 어려운 추가적인 부품없이 태양광 발전을 수행함으로써 발전 비용을 저감시킬 수 있고, 태양광의 반사를 자유롭게 중지시키는 동시에 반사판에서 발생하는 열을 활용할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the present invention can reduce power generation cost by performing solar power generation without additional parts that are difficult to maintain, such as an angle adjusting motor for adjusting the angle of a solar tracker and a reflector, And can utilize the heat generated in the reflection plate.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비를 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a photovoltaic power generation facility according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 태양광 발전 설비의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a photovoltaic power generation system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비를 설명하기 위한 예시도이다.1 is an exemplary view for explaining a photovoltaic power generation facility according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비는 프레임부(100), 광 반사부(200), 보온부(300), 광 셔터부(400) 및 밸브부(500)를 포함할 수 있다.1, a photovoltaic power generation system according to an embodiment of the present invention includes a
프레임부(100)는 그 상부가 굴곡면을 갖도록 형성되고, 내부에는 유체를 수용하기 위한 에어갭 공간(110)이 형성되며, 일측에는 태양광을 외부로 가이드하기 위한 개구부(130)가 형성된다.An
본 실시예에서 프레임부(100)는 입사되는 태양광의 각도에 상관없이 개구부(130)를 통해 태양광 전지모듈로 태양광을 전달할 수 있도록 보울(bowl) 형상으로 설계된다. 보울 형상으로 설계된 프레임부(100)로 입사되는 태양광은 후술할 광 반사부(200)에 의해 반사되어 개구부(130)를 통해 프레임부(100)의 외부로 진행하게 된다.In this embodiment, the
프레임부(100)의 상부는 입사되는 태양광의 각도에 상관없이 개구부(130)를 통해 태양광 전지모듈로 태양광을 전달할 수 있도록 소정의 굴곡면을 갖도록 형성된다. 구체적으로, 프레임부(100)의 상부는 중심이 상측을 향하여 돌출 형성되고, 중심으로부터 프레임부(100)의 외측 방향으로 포물면이 형성되는 굴곡면을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 태양광 집광 장치의 단면도 상에서, 프레임부(100)의 상부는 "w" 형태로 설계될 수 있다. 이에 따라, 프레임부(100)의 상부로 입사되는 태양광 중, 개구부(130) 측으로 입사되는 태양광은 광 반사부(200)에 의해 개구부(130) 측으로 반사되어 프레임의 외부로 진행되며, 개구부(130)의 반대측으로 입사되는 태양광은 광 반사부(200)에 의해 트랩(trap)되어 에어갭 공간(110)에 수용된 유체에 대한 가열 효율을 향상시킨다.The upper part of the
프레임부(100)의 내부에는 유체를 수용하기 위한 에어갭(air gap) 공간(110)이 형성된다. 유체는 입측 유로를 통해 에어갭 공간(110)으로 공급될 수 있고, 출측 유로를 통해 에어갭 공간(110)으로부터 배출될 수 있다. 에어갭 공간(110)에 수용된 유체는 태양광에 의해 가열되며(즉, 태양광에 의해 가열되는 광 반사부(200)에 의해 가열되며), 가열된 유체의 열은 다양한 용도로 활용될 수 있다. 예를 들어, 가열된 유체는 온수로서 가정에 공급되거나, 난방을 제공하는 등 다양한 용도로 활용될 수 있다.An
개구부(130)는 광 반사부(200)에 의해 반사된 태양광을 프레임부(100)의 외부로 가이드하기 위한 중공 구조로 프레임부(100)의 일측에 형성된다.The
광 반사부(200)는 프레임부(100)의 상부에 형성된 굴곡면과 개구부(130)의 내측면에 접하도록 형성되며, 프레임부(100)의 상부로 입사된 태양광을 반사시켜 개구부(130)를 통해 프레임부(100)의 외부로 진행시키는 기능을 수행한다. 프레임부(100)의 상부에 형성된 굴곡면과 접하도록 형성되는 광 반사부(200)를 통해 태양광은 개구부(130)로 반사될 수 있으며, 개구부(130)의 내측면에 접하도록 형성되는 광 반사부(200)를 통해 태양광은 개구부(130) 내부에서도 반사되어 프레임부(100)의 외부로 진행될 수 있다. 광 반사부(200)는 태양광을 반사시키기 위한 미러(mirror)로 구현될 수 있다.The
보온부(300)는 프레임부(100)의 외측면에 접하도록 형성되며, 에어갭 공간(110)에 수용되어 태양광에 의해 가열된 유체를 보온하는 기능을 수행한다. 보온재는 유리솜(Glass Wool), 암면(Rock Wool)과 같은 Open Cell 보온재, 및 실리카, 퍼라이트, 폴리에틸렌과 같은 Closed Cell 보온재 등 다양한 재질로 구현될 수 있다.The
광 셔터부(400)는 개구부(130)의 내측에 구비되며, 개구부(130)를 통해 프레임부(100)의 외부로 진행하는 태양광의 양을 조절하는 기능을 수행한다. 즉, 광 셔터부(400)는 개구부(130)를 통해 프레임부(100)의 외부로 진행하는 태양광의 양을 조절함으로써, 에어갭 공간(110)에 수용된 유체의 가열 효율과, 프레임부(100)의 외부로 진행하는 태양광에 의한 발전 효율을 조절하는 기능을 수행한다. 광 셔터부(400)에 의해 개구부(130)의 개도가 작아질수록 에어갭 공간(110)에 수용된 유체의 가열 효율은 증가하고 프레임부(100)의 외부로 진행하는 태양광에 의한 발전 효율은 감소하며, 광 셔터부(400)에 의해 개구부(130)가 폐쇄될 경우, 프레임부(100)의 상부로 입사되는 태양광을 에어갭 공간(110)에 수용된 유체를 가열시키는 용도로 사용된다. 광 셔터부(400)는 복수 개의 블레이드를 구비함으로써 개구부(130)의 개도를 조절하는 구조로 형성될 수 있다.The
한편, 본 실시예는 에어갭 공간(110)에 수용되는 유체의 순환을 단속하는 밸브부(500)를 더 포함할 수 있다. 밸브부(500)는 제1 밸브부(510) 및 제2 밸브부(530)를 포함하고, 제1 밸브부(510)는 프레임부(100)의 에어갭 공간(110)과 입측 유로 사이에 설치되어 에어갭 공간(110)으로 공급되는 유체의 흐름을 단속하며. 제2 밸브부(530)는 프레임부(100)의 에어갭 공간(110)과 출측 유로 사이에 설치되어 에어갭 공간(110)으로부터 배출되는 유체의 흐름을 단속한다.Meanwhile, the present embodiment may further include a
또한, 본 실시예는 태양광 전지 모듈(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 태양광 전지 모듈은 개구부(130)를 통해 프레임부(100)의 외부로 진행되는 태양광을 수집하여 태양광 발전을 수행한다.In addition, the present embodiment may further include a solar battery module (not shown). The solar battery module collects sunlight traveling to the outside of the
이와 같이 본 실시예는 태양광 추적기 및 반사판의 각도를 조절하기 위한 각도 조절 모터 등 유지 보수가 어려운 추가적인 부품없이 태양광 발전을 수행함으로써 발전 비용을 저감시킬 수 있고, 태양광의 반사를 자유롭게 중지시키는 동시에 반사판에서 발생하는 열을 활용할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.As described above, the present embodiment can reduce the power generation cost by performing solar power generation without additional parts which are difficult to maintain, such as an angle adjusting motor for adjusting the angle of the solar tracker and the reflector, It is possible to provide a function to utilize the heat generated from the reflection plate.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.
100: 프레임부
110: 에어갭 공간
130: 개구부
200: 광 반사부
300: 보온부
400: 광 셔터부
500: 밸브부
510: 제1 밸브부
530: 제2 밸브부100:
110: air gap space
130: opening
200: light reflection part
300:
400: optical shutter part
500:
510: a first valve portion
530:
Claims (5)
상기 프레임부의 상부에 형성된 굴곡면과 상기 개구부의 내측면에 접하도록 형성되며, 상기 프레임부의 상부로 입사된 태양광을 반사시켜 상기 개구부를 통해 상기 프레임부의 외부로 진행시키는 광 반사부; 및
상기 프레임부의 외측면에 접하도록 형성되며, 상기 에어갭 공간에 수용되어 태양광에 의해 가열된 유체를 보온하는 보온부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비.
A frame portion having an upper portion formed to have a curved surface, an air gap space for accommodating a fluid therein, a frame portion having an opening for guiding sunlight to the outside,
A light reflection part formed to contact the curved surface formed on the upper part of the frame part and the inner side surface of the opening part and to reflect the sunlight incident on the upper part of the frame part and to advance outside the frame part through the opening part; And
A warming unit formed to be in contact with an outer surface of the frame unit, the warming unit being accommodated in the air gap space to heat the fluid heated by the sunlight;
Wherein the solar power generating apparatus comprises:
상기 프레임부의 상부는, 중심이 상측을 향하여 돌출 형성되고, 상기 중심으로부터 상기 프레임부의 외측 방향으로 포물면이 형성되는 굴곡면을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비.
The method according to claim 1,
Wherein an upper portion of the frame portion is formed so as to protrude upward toward the center and has a curved surface in which a parabolic surface is formed in a direction outside the frame portion from the center.
상기 개구부의 내측에 구비되며, 상기 개구부를 통해 상기 프레임부의 외부로 진행하는 태양광의 양을 조절하는 광 셔터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비.
The method according to claim 1,
And an optical shutter unit provided inside the opening to adjust an amount of sunlight traveling to the outside of the frame unit through the opening unit.
상기 에어갭 공간으로 공급되는 유체의 흐름을 단속하는 제1 밸브부, 및 상기 에어갭 공간으로부터 배출되는 유체의 흐름을 단속하는 제2 밸브부를 포함하는 밸브부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비.
The method according to claim 1,
And a valve portion including a first valve portion for interrupting the flow of the fluid supplied to the air gap space, and a second valve portion for interrupting the flow of the fluid discharged from the air gap space. Photovoltaic equipment.
상기 개구부를 통해 상기 프레임부의 외부로 진행되는 태양광을 수집하여 발전을 수행하는 태양광 전지 모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 설비.The method according to claim 1,
And a photovoltaic cell module for collecting sunlight traveling to the outside of the frame portion through the opening to perform power generation.
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KR101685683B1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-12-14 | 우석대학교 산학협력단 | Hot water production and electricity generation system using solar energy |
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2017
- 2017-09-29 KR KR1020170127194A patent/KR102006123B1/en active IP Right Grant
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