KR20190090128A

KR20190090128A - 우수를 활용한 태양광 발전 시스템

Info

Publication number: KR20190090128A
Application number: KR1020180008561A
Authority: KR
Inventors: 박성규
Original assignee: 주식회사 케이에프에너지
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2019-08-01
Also published as: KR102114375B1

Abstract

본 발명은, 우수를 저장하는 저류조; 매립지에 설치되는 다수의 태양광 발전 장치, 상기 태양광 발전 장치는 태양광 패널 및 상기 태양광 패널에 대하여 상기 우수를 분사하는 세척 분사 장치를 포함함; 상기 저류조에 저장되는 상기 우수를 상기 세척 분사 장치로 공급하기 위한 우수 공급 펌프; 상기 태양광 패널의 온도를 측정하여 온도 정보를 생성하는 온도 센서; 및 상기 온도 정보에 기초하여 상기 우수 공급 펌프를 동작시켜서 상기 우수를 상기 태양광 패널에 분사시켜서 냉각시키는 제어부를 포함하는 우수를 활용한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

Description

우수를 활용한 태양광 발전 시스템{SOLAR ENERGY SYSTEM UTILIZING RAINWATER}

본 발명은, 우수를 활용하여 발전 효율을 높인 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지판은 태양의 빛에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 하는 장치에 해당한다. 그 응용분야는 전자시계, 라디오, 무인등대, 무인중계기, 부표등, 인공위성, 로켓 등의 전력원으로 이용되고 있다.

특히, 최근에 환경 오염에 대한 전세계적인 대책 및 규제가 생기면서 태양광 발전은 각광을 받고 있다. 통상 태양광 발전에 사용되는 사용되는 태양전지판은 광전효과를 이용하여 발전시키는 최소 단위를 셀(cell)이라 하고, 다수 개의 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 일정 크기의 전력을 발생시키는 것을 태양광 발전 모듈이라고 한다. 이와 같은 태양광 발전 모듈이 직렬 또는 병렬로 다수개 연결되어 집합체를 이루면 이를 태양광 발전소라 칭한다

태양광 에너지는 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 위험이 없어 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈을 대체할 대체 에너지로 주목받고 있다. 그런데 상기한 태양전지판의 변환효율은 10~20%이고 이 변환효율이 떨어지는 큰 이유는 태양전지가 모든 빛을 전기로 변환하지 못하기 때문으로, 이에 의해 전기에너지로 변환하지 못한 빛에너지가 열로 변환되어(이로 인한 손실이 전체 손실의 60% 정도를 차지함) 태양전지판의 온도가 상승하게 된다.

태양광 발전 모듈은 태양전지판의 특성상 태양전지판의 온도 상승에 따라 출력이 떨어지게 되는바, 25℃에 있어서의 발전 효율을 100%로 하면, 온도가 1℃ 상승할 때마다 0.45~0.55%의 출력이 감소한다. 즉, 태양전지판의 온도와 전압은 반비례하는 특성이 있어 온도가 상승하면 전압이 낮아져 발전출력이 떨어진다.

이와 같은 이유로 인해 더운 여름철 발전출력이 일사량에 비해 떨어지며, 온도 상승에 의해 태양전지판이 열화되어 태양광 발전 모듈은 시간이 지날수록 발전출력이 감소함은 물론 열화에 의해 태양광 발전 모듈의 사용 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 한국 공개 특허 2017-0031408 에 의하면 전지판 냉각 수단을 구비하여 태양광 패널의 온도를 일정하게 유지하는 기술이 개시되고 있다.

한편, 태양광 발전소의 효율을 높이기 위해서는 넓은 설치 공간이 필요하다. 이러한 설치 공간으로서 적절한 장소가 "쓰레기 매립지"이다. 특히 쓰레기 매립지는 상부면이 유휴지로 대략 20~30년간 방치하게 된다. 이러한 공간에 대한 활용 요구가 있어왔으나, 쓰레기 매립지는 연약 지반으로 부동 침하 현상이 발생하여 태양광 발전소가 설치되는 경우, 안전성에 문제가 있게 된다.

본 발명은 태양광 패널이 과열되는 현상을 우수를 통해 간단하게 냉각시킴으로써 태양광 발전 효율을 높이고, 연약 지반에서 발생될 수 있는 부동 침하 현상에 대응할 수 있는 태양광 발전시스템을 제공하기 위한 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 일실시예인 우수를 활용한 태양광 발전 시스템은, 우수를 저장하는 저류조; 매립지에 설치되는 다수의 태양광 발전 장치, 상기 태양광 발전 장치는 태양광 패널 및 상기 태양광 패널에 대하여 상기 우수를 분사하는 세척 분사 장치를 포함함; 상기 저류조에 저장되는 상기 우수를 상기 세척 분사 장치로 공급하기 위한 우수 공급 펌프; 상기 태양광 패널의 온도를 측정하여 온도 정보를 생성하는 온도 센서; 및 상기 온도 정보에 기초하여 상기 우수 공급 펌프를 동작시켜서 상기 우수를 상기 태양광 패널에 분사시켜서 냉각시키는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 우수를 활용한 태양광 발전 시스템은, 상기 저류조보다 위에 설치되는 중간 저류조; 및 상기 중간 저류조와 상기 저류조의 중간에 설치되어서, 상기 중간 저류조의 우수가 상기 세척 분사 장치로 공급되게 하는 수격 펌프;를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 우수를 활용한 태양광 발전 시스템은, 상기 저류조의 우수를 공급받아서 온수로 변환하는 가온조; 상기 온소를 상기 세척 분사 장치로 공급하는 온수 공급 펌프; 기상 정보를 획득하기 위한 통신부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 기상 정보로부터 강설 예보 또는 강설 정보가 획득되면, 상기 온수 공급 펌프를 동작시켜, 상기 태양광 패널에 적설이 되지 않도록 할 수 있다.

여기서, 상기 우수를 활용한 태양광 발전 시스템은 상기 태양광 패널에 대한 영상 정보를 획득하기 위한 카메라 모듈;을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 영상 정보를 분석하여 상기 태양광 패널에 적설 현상이 감지되면, 상기 온수 공급 펌프를 동작시켜서 상기 세척 분사 장치에서 온수가 분사되도록 제어할 수 있다.

여기서, 상기 세척 분사 장치는, 상기 태양광 패널의 장방향 상측에 설치되는 파이프 라인; 및 상기 파이프 라인에 형성되어서, 상기 태양광 패널측으로 상기 우수를 분사하는 다수의 분사 노즐을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 분사 노즐은, 제 1 압 및 제 1 폭으로 상기 우수를 분사하는 제 1 서브 분사 노즐; 및 상기 제 1 서브 분사 노즐에 인접 형성되며, 상기 제 1 압 보다 큰 제 2 압과 제 1 폭보다 좁은 제 2 폭으로 상기 우수를 분사하는 제 2 서브 분사 노즐을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 태양광 발전 장치는, 상기 태양광 패널은 "설치 위도 - (15~20˚)"의 경사로 지지하는 지지대를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 태양광 발전 장치는, 상기 지지대 하단에 설치되는 파운데이션을 포함하고, 상기 파운데이션은, 케이싱; 상기 케이싱의 상면에 설치되는 우수 유입구; 상기 우수 유입구를 통해 유입되는 상기 우수를 저장하는 우수 저장조; 및 상기 우수 저장조의 우수를 상기 저류조로 배출하는 우수 유출구를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 태양광 발전 장치는, 상기 우수 저장조는 다수의 셀 및 각 셀에 설치되는 배수 밸브를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 태양광 발전 장치는, 상기 케이싱에 설치된 기울기 센서; 및 상기 기울기 센서로부터 획득되는 기울기 정보에 기초하여 배수 밸브의 온오프를 제어하여 우수 저장조의 우수를 외부로 배출하여 상기 파운데이션의 균형을 유지하도록 하는 패널 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 우수 저장조는, 상기 케이싱의 양측면에 설치되는 원통형 수조를 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 발전 장치의 태양광 패널을 미리 저장하고 있는 우수를 태양광 패널에 직접 분사시켜 냉각시킴으로써, 태양광 발전 효율을 높일 수 있을 뿐 만 아니라 겨울철에는 온수를 분사시켜 태양광 패널을 세척하게 되므로 눈이 쌓여서 발전이 안되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 발전 장치의 파운데이션에 우수를 저장할 수 있게 되어, 기초하중을 추가하여 안정성을 높이면서도 평형수로서 역할을 하여 태양광 발전 장치의 전체적인 설치 안정성을 높이면서도 매립지등의 우수를 태양광 패널의 표면 세척이나 하절기 과열 방지용 냉각수로서 재활용할 수 있게 된다

도 1은 본 발명의 일실시예인 우수를 활용한 태양광 발전 시스템의 전체 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는, 본 발명의 일실시예인 우수를 활용한 태양광 발전 시스템 중 세척 분사 장치의 동작 개념을 설명하기 위한 도면.
도 3은, 본 발명의 일실시예인 우수를 활용한 태양광 발전 시스템 중 태양광 발전 장치의 사시도.
도 4는 도 3의 태양광 발전 장치에 사용되는 파운데이션의 다양한 예를 나타내는 도면.
도 5는 도 3의 태양광 발전 장치의 전자적인 구성을 설명하기 위한 블록 구성도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 우수를 활용한 태양광 발전 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 우수를 활용한 태양광 발전 시스템의 전체 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 바와 같이 태양광 발전 시스템은, 우수를 저장하는 저류조(1), 매립지에 설치되는 태양광 발전 장치(2), 중간 저류조(6), 수격 펌프(7), 가온조(8), 온수 공급 펌프(9), 카메라 모듈(11), 온도 센서(미도시), 통신부(미도시) 및 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

저류조(1)는 매립지나 태양광 발전 패널(21)에서 획득가능한 우수를 저장하는 장치이다.

태양광 발전 장치(2)는, 매립지와 같은 연약지반에 설치되며, 부동 침하 현상에 대응할 수 있는 구조의 파운데이션(24)을 포함하여 구성될 수 있다. 태양광 발전 장치(2)는 여러 개의 태양광 전지가 매트릭스 형태로 부착되어서 태양 에너지를 전기에너지로 전환시키는 태양광 패널(21)과, 상기 태양광 패널(21)을 일정각도 경사지게 하는 지지하는 지지대(23)를 포함하여 구성되며, 우수를 상기 파운데이션(24)이 저장할 수 있는 구조를 가져서 상기 저류조(1)에 우수를 공급하는 역할을 한다. 이 태양광 발전 장치(2)의 구조에 대해서는 도 3에서 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 본 발며에서는 태양광 발전 장치(2)가 세척 분사 장치(22)를 구비하고 있으며, 저류조(1) 또는 가온조(8)에 있는 물을 이용하여 태양광 패널(21)의 온도 유지 및 발전 방해 물질(예컨대 먼지나 눈)을 세척할 수 있게 구성될 수 있다. 이 세척 분사 장치(22)에 대해서는 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

중간 저류조(6)는 태양광 발전 장치(2)의 우수 수집 장치(미도시) 또는 파운데이션(24)에 저장되는 우수를 모아서 저류조(1)로 우수를 공급하고, 파운데이션(24)에 물이 모자라는 경우, 저류조(1)로부터 물을 공급받아 파운데이션(24)에 물을 공급하는 기능을 한다. 중간 저류조(6)는 저류조(1)보다 높은 곳에 위치하여 중력에 의해 저류조(1)로 물이 공급된다.

수격 펌프(7)는 저류조(1)와 중간 저류조(6) 사이에 설치되어서 중간 저류조(6)와 저류조(1) 사이의 위치 에너지를 이용하여 우수를 세척 분사 장치(22)로 공급하는 기능을 한다. 수격 펌프(7)는, 작은 낙차로 흐르는 물을 간헐적으로 막아 그 때 발생하는 수격 압력을 이용하여 높은 곳으로 양수하는 펌프로서, 외부 동력이 불필요하고, 운전 비용이 적게 드는 장점이 있다.

가온조(8)는 저류조(1)의 인근에 설치되어서, 저류조(1)로 부터 우수를 받아서 온수로 변환하는 기능을 한다. 특히 겨울철에 눈이 오는 경우 태양광 패널(21)에 눈이 쌓이게 되면 태양광이 눈에 의해 반사되어서 발전이 이루어지지 않게 된다. 이에 따라, 본 발명에서는, 통신부를 통해 기상 정보가 획득되고, 이 기상 정보에 강설 정보 또는 강설 예보 정보가 있으면, 온수 공급 펌프(9)를 동작시켜서 태양광 패널(21)에 온수가 분사되게 되고, 이에 따라, 눈이 태양광 패널(21)에 쌓이지 않게 된다. 이와 같이 적설을 방지할 수 있는 구조를 가지게 됨에 따라 태양광 패널(21)의 설치 각도를 보다 낮은 각도로 설치할 수 있게 되고, 이에 따라 태양광 패널(21)의 설치 밀도(즉, 동일 면적에 더 많은 태양광 패널(21)의 설치)가 가능하게 된다. 예컨대, 상기 태양광 패널(21)이 북반구 기준으로 남향으로 설치 위도 - (15~20˚)의 경사로 설치되게 되면, 설치 위도의 경사(패널(21)당 발전효율이 최대인 경사)로 설치된 경우에 비하여 발전 효율은 3% 저하되나, 설치 밀도를 6% 증대되는 효과를 가지게 되며, 겨울철에 눈이 쌓여 발전이 방해되는 것을 예방할 수 있게 된다.

카메라 모듈(11)은 태양광 발전 장치(2) 또는 태양광 패널(21)에 대한 영상 정보를 획득하기 위하여 매립지에 설치되게 된다. 제어부는, 상기 영상 정보를 분석하여 상기 태양광 패널(21)에 적설 현상이 감지되면, 상기 온수 공급 펌프(9)를 동작시켜서 상기 세척 분사 장치(22)에서 온수가 분사되도록 제어하는 기능을 하게 된다.

온도 센서(미도시)는 태양광 패널(21)의 온도를 측정하는 기능을 한다. 태양광 패널(21)의 발전 효율은 온도에 큰 영향을 받는다. 특히 5~9월에는 패널(21) 온도가 55~80℃까지 올라서 발전 효율이 30% 이하 급감하게 된다. 이에 따라 본 발명에서의 제어부는, 온도 센서에서 측정되는 온도 정보에 기초하여, 패널(21) 온도가 기준온도(예컨대 55℃)이상이면, 상기 우수 공급 펌프(3)를 동작시켜서 저류조(1)에 저장된 우수를 상기 태양광 패널(21)에 분사시켜서 냉각시켜서 태양광 발전 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 일실시예인 우수를 활용한 태양광 발전 시스템 중 세척 분사 장치(22)의 동작에 대하여 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는, 본 발명의 일실시예인 우수를 활용한 태양광 발전 시스템 중 세척 분사 장치(22)의 동작 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(21)의 상측에 세척 분사 장치(22)가 설치된다. 세척 분사 장치(22)는, 태양광 패널(21)의 장방향 상측에 설치되는 파이프 라인(22)과 파이프 라인(22)에 형성된 다수의 분사 노즐(222)로 구성될 수 있다.

파이프 라인(22)은 상술한 온수 또는 우수(압력수)가 유통하는 경로로서, 온수 공급 펌프(9) 및 우수 공급 펌프(3)에 의해 온수 또는 우수가 내부에서 유동하게 된다. 이 파이프 라인(22)의 측면에는 다수의 분사 노즐(222)이 형성된다. 이 분사 노즐은 태양광 패널(21)로 온수 또는 우수를 분사하여, 태양광 패널(21)을 냉각시키거나 태양광패널(21)에 부착된 이물질(눈 또는 먼지)를 세척하는 기능을 하게 된다.

분사 노즐(222)은, 제 1 압 및 제 1 폭으로 상기 우수를 분사하는 제 1 서브 분사 노즐(2221); 및 상기 제 1 서브 분사 노즐에 인접 형성되며, 상기 제 1 압 보다 큰 제 2 압과 제 1 폭보다 좁은 제 2 폭으로 상기 우수를 분사하는 제 2 서브 분사 노즐(2222)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 제 1 서브 분사 노즐(2221)은 저압으로 넓게 분사하고, 제 2 서브 분사 노즐(2222)은 고압으로 좁게 분사함으로써, 이물질 제거의 유용성을 보다 높일 수 있게 구성될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 일실시예에 사용되는 태양광 발전 장치(2)에 대하여 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은, 본 발명의 일실시예인 우수를 활용한 태양광 발전 시스템 중 태양광 발전 장치(2)의 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 태양광 발전장치는 지반 침하에 대비할 수 있는 구성을 가지는데, 크게 태양광 패널(21), 지지대(23), 그리고 파운데이션(24:파운데이션 저수조라고도 함)으로 구성될 수 있다.

지지대(23)는, 태양광 패널(21)이 일정 각도로(가능하면 태양에 수직으로 설치되는 것이 가장 바람직하나 본 발명에서는 상술한 바와 같이 설치 밀도를 높혀서 발전효율을 높이기 위해 태양광 패널(21)을 설치 위도 - (15~20˚)의 경사로 지지하게 구성됨) 설치되게 하는 구성요소이다. 이 지지대(23)는 금속재 또는 합성수지재로 구성되며, 눈, 비바람, 태풍 등의 다양한 자연 현상에도 충분히 지지할 수 있도록 구성된다.

지지대(23)의 하단에 설치되는 파운데이션(24)은 본 발명에 따른 태양광 발전 장치(2)의 기초 역할을 한다. 파운데이션(24)은 그 일부가 지중에 매립되고 일부는 지상에 위치할 수 있게 되며, 지상에 위치한 파운데이션(24) 부분은 투명 재질로 이루어져서 파운데이션(24) 내부를 육안으로 관할 가능하게 구성할 수 있다.

파운데이션(24)은 케이싱(241)과, 케이싱(241)의 상면에 형성된 우수 유입구(242), 그리고, 측면(또는 저면)에 설치되는 우수 유출구(244)를 포함하여 구성된다. 상기 우수 유입구(242)를 통해 유입되는 우수(물)은 케이싱(241) 내부의 수용공간에 설치된 우수 저장조(243)에 모여지게 되고, 필요에 따라 우수 유출구(244)로 배출되게 된다. 이와 같이 파운데이션(24)에 물을 저장할 수 있는 구조가 되어서 파운데이션(24)을 제조하는 경우 내부 중공공간을 구비하여 경량으로 만들수 있기 때문에 태양광 발전 장치(2)의 이동이나 조립이 편리하게 되고, 실제 매립되는 경우, 물에 의해 그 중량이 커지게 되어서 보다 안정적으로 태양광 발전 장치(2)를 설치할 수 있게 된다. 또한, 후술하겠지만, 상기 우수 저장조(243)의 물은 평형수의 역할을 하여서 매립지의 부동 침하 현상에도 태양광 발전 장치(2)를 안정적으로 매립지에 지지할 수 있게 된다. 더욱이, 우수 저장조(243)의 물은 외부의 급수조 등에 공급되어서, 추후 조경수나 소방용수, 비상 용수 등으로 활용할 수 있게 된다.

우수 유출구(244)는 우수 저장조(243)에 모여진 우수를 중간 저류조(6) 또는 인접한 다른 파운데이션(24)의 우수저장조(33)로 이송시키기 위한 구성요소이다. 도면에는 측면에 우수 유출구(244)가 돌출 형성되어 있으나 이에 한정되지 않고, 케이싱(241)의 저면에도 설치될 수 있다. 우수 유출구(244)가 인접한 파운데이션(24)과 연결되는 경우, 배수 연결통이라 명명할 수 있게 된다.

이하에서는 파운데이션(24)의 다양한 예를 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.

도 4는 도 3의 태양광 발전 장치(2)에 사용되는 파운데이션(24)의 다양한 예를 나타내는 도면이다. 도 4의 (a)는 파운데이션(24)의 제 1 실시예이다. 도 3의 (a)는 수조형으로서, 그 내부에 메트릭스 셀 형태의 다수의 셀(미도시) 구조를 구비하게 되며, 각 셀마다 밸브가 형성된 형태이며, 외부에는 일정 높이에 우수 유출구(244)가 형성된다. 이와 같은 구성에 따라 일정 높이까지는 우수가 유지되며, 그 이상 우수가 저장조에 차게 되면, 우수 유출구(244)를 통해 우수가 급수조 또는 지중으로 배출되게 된다. 그리고, 지반 침하 현상에 대응하기 위하여, 또한 각 셀마다의 밸브를 제어하여 파운데이션(24)의 무게 중심을 변경하여서 전체적으로 태양광 발전 장치(2)의 밸런스 향상을 도모할 수 있게 된다.

도 4의 (b)는 측면 부착형이다. 케이싱(241)의 양측에 원통형 수조(2431:수집관)을 부착된 형태이다. 모여진 우수는, 케이싱(241)의 양측에 설치된 수조에 모여지게 되고, 이에 따라 파운데이션(24)의 수평 평형력이 강화되게 된다.

도 4의 (c)는 상부면 부착형이다. 케이싱(241)의 상부 양측에 원통형(반원통형) 수조(2432:수집관)을 부착된 형태이다. 모여진 우수는, 케이싱(241)의 상부 양측에 설치된 수조에 모아지게 되고, 이에 따라 파운데이션(24)의 평형력 뿐만 아니라 수직 안정력이 강화되게 된다.

도 4의 (d)는 매입형이다. 케이싱(241)의 내부의 양측부 수조(2432:수집관)을 부착된 형태이다. 모여진 우수는, 케이싱(241)의 내부 양측에 설치된 수조에 모아지게 되고, 이에 따라 파운데이션(24)의 평형력 뿐만 아니라 수직 안정력이 강화되게 된다.

도 5는 도 3의 태양광 발전 장치(2)의 전자적인 구성을 설명하기 위한 블록 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예인 지반침하 대비용 태양광 발전 장치(2)는, 기울기 센서(246), 배수/급수 밸브(248), 패널 통신부(249), 유량 감지센서(250), 패널 펌프(8) 및 패널 제어부(9)를 포함하여 구성될 수 있다.

기울기 센서(246)는 매립지의 부동 침하로 인해 매립지 태양광 발전 장치(2)에 부착되는 구성요소이다. 기울기 센서(246)는 파운데이션(24)에 설치될수도 있고, 지지대(23)에 설치될 수도 있고, 태양광 패널(21)(1)에 설치될 수도 있다.

배수/급수 밸브(248)는, 파운데이션(24) 내부의 우수 저장조(243)에 각 셀마다 설치되어서, 패널 제어부(9)의 제어하에 기울기 센서(246)로부터의 기울기 정보에 기초하여 온오프 제어되는 구성요소이다. 예컨대, 기울기 센서(246)에 의해 부동 침하 현상 등으로 인해 태양광 발전 장치(2)가 우측으로 기울어져 있다고 판단되며, 패널 제어부(9)는, 상기 패널 펌프(248)를 구동하고, 배수/급수 밸브(247)를 온/오프하여 우측에 있는 셀의 우수를 배출시키고, 좌측에 있는 셀에 물을 공급한다. 그 결과, 태양광 발전 장치(2)의 평형을 맞추게 하여 부동 침하 현상에 대응하도록 구성될 수 있다.

패널 통신부(249)는 외부 통신 기기와 통신을 하기 구성요소이다. 기울기 센서(246)를 통해 기울기 정보를 획득한 제어부는, 상기 기울기 정보가 기준 정보 이상인 경우, 부동침하로 인해 태양광 발전 장치(2)의 고장 또는 파손이 우려된다고 판단하여 외부 통신 기기(예컨데 안전 관리 센터 서버, 안전 관리 요원의 이동 단말기)로 부동 침하 알람 정보를 전송하게 된다. 이에 따라, 태양광 발전 단지 운영자들은 문제 발생을 재빨리 파악하여 적절한 조치를 취할 수 있게 된다.

또한, 유량 감지 센서(250)는 우수 저장조(243)의 우수량의 감지하는 기능을 한다. 우수 저장조(243)의 저장량을 감지하여 우수 저장 정보를 생성하고, 패널 제어부(9)는 상기 우수 저장 정보에 기초하여 펌프를 동작시켜 우수 유출구(244)를 통해 우수를 배출하여 적절한 양의 우수를 파운데이션(24) 내부에 유지하도록 한다.

이상과 같은 동작에 의해, 본원 발명의 일예인 태양광 발전 장치(2)에 따르면, 부동 침하에 대응하기 위하여 적절하게 무게 중심을 이동시킬 수 있게 된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 발전 장치(2)의 태양광 패널(21)을 미리 저장하고 있는 우수를 태양광 패널(21)에 직접 분사시켜 냉각시킴으로써, 태양광 발전 효율을 높일 수 있을 뿐 만 아니라 겨울철에는 온수를 분사시켜 태양광 패널(21)을 세척하게 되므로 눈이 쌓여서 발전이 안되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 상술한 구성을 가진 본 발명의 일실시예에 따르면, 태양광 발전 장치(2)의 파운데이션(24)에 우수를 저장할 수 있게 되어, 기초하중을 추가하여 안정성을 높이면서도 평형수로서 역할을 하여 태양광 발전 장치(2)의 전체적인 설치 안정성을 높이면서도 매립지등의 우수를 태양광 패널(21)의 표면 세척이나 하절기 과열 방지용 냉각수로서 재활용할 수 있게 된다

상기와 같이 설명된 우수를 활용한 태양광 발전 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1 : 저류조
2 : 태양광 발전 장치
21 : 태양광 패널
22 : 세척 분사 장치
3 : 우수 공급 펌프
6 : 중간 저류조
7 : 수격 펌프
8 : 가온조
9 : 온수 공급 펌프
11 : 카메라 모듈

Claims

우수를 저장하는 저류조;
매립지에 설치되는 다수의 태양광 발전 장치, 상기 태양광 발전 장치는 태양광 패널 및 상기 태양광 패널에 대하여 상기 우수를 분사하는 세척 분사 장치를 포함함;
상기 저류조에 저장되는 상기 우수를 상기 세척 분사 장치로 공급하기 위한 우수 공급 펌프;
상기 태양광 패널의 온도를 측정하여 온도 정보를 생성하는 온도 센서; 및
상기 온도 정보에 기초하여 상기 우수 공급 펌프를 동작시켜서 상기 우수를 상기 태양광 패널에 분사시켜서 냉각시키는 제어부를 포함하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 저류조보다 위에 설치되는 중간 저류조; 및
상기 중간 저류조와 상기 저류조의 중간에 설치되어서, 상기 중간 저류조의 우수가 상기 세척 분사 장치로 공급되게 하는 수격 펌프;를 더 포함하는,우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 저류조의 우수를 공급받아서 온수로 변환하는 가온조;
상기 온소를 상기 세척 분사 장치로 공급하는 온수 공급 펌프; 및
기상 정보를 획득하기 위한 통신부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 기상 정보로부터 강설 예보 또는 강설 정보가 획득되면, 상기 온수 공급 펌프를 동작시켜, 상기 태양광 패널에 적설이 되지 않도록 하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 태양광 패널에 대한 영상 정보를 획득하기 위한 카메라 모듈를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 영상 정보를 분석하여 상기 태양광 패널에 적설 현상이 감지되면, 상기 온수 공급 펌프를 동작시켜서 상기 세척 분사 장치에서 온수가 분사되도록 제어하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 세척 분사 장치는,
상기 태양광 패널의 장방향 상측에 설치되는 파이프 라인; 및
상기 파이프 라인에 형성되어서, 상기 태양광 패널측으로 상기 우수를 분사하는 다수의 분사 노즐을 포함하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 분사 노즐은,
제 1 압 및 제 1 폭으로 상기 우수를 분사하는 제 1 서브 분사 노즐; 및
상기 제 1 서브 분사 노즐에 인접 형성되며, 상기 제 1 압 보다 큰 제 2 압과 제 1 폭보다 좁은 제 2 폭으로 상기 우수를 분사하는 제 2 서브 분사 노즐을 포함하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 태양광 발전 장치는,
상기 태양광 패널은 설치 위도 - (15~20˚)의 경사로 지지하는 지지대를 포함하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 태양광 발전 장치는
상기 지지대 하단에 설치되는 파운데이션을 포함하고,
상기 파운데이션은,
케이싱;
상기 케이싱의 상면에 설치되는 우수 유입구;
상기 우수 유입구를 통해 유입되는 상기 우수를 저장하는 우수 저장조; 및
상기 우수 저장조의 우수를 상기 저류조로 배출하는 우수 유출구를 포함하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 태양광 발전 장치는,
상기 우수 저장조는 다수의 셀 및 각 셀에 설치되는 배수 밸브를 포함하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 태양광 발전 장치는
상기 케이싱에 설치된 기울기 센서;
상기 기울기 센서로부터 획득되는 기울기 정보에 기초하여 배수 밸브의 온오프를 제어하여 우수 저장조의 우수를 외부로 배출하여 상기 파운데이션의 균형을 유지하도록 하는 패널 제어부를 포함하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 우수 저장조는,
상기 케이싱의 양측면에 설치되는 원통형 수조를 포함하는, 우수를 활용한 태양광 발전 시스템.