KR20190111670A - Sunlight structure for water surface - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수상 태양광 구조물에 관한 것으로서, 더 상세하게는 수상에 부유하여 태양광 발전할 수 있는 구조물에 관한 것이다.The present invention relates to a water-based photovoltaic structure, and more particularly, to a structure capable of generating solar power by floating in the water.
현재 한국의 육상 태양광 발전은 다양한 토지이용규제에 의해 설치 부지를 찾는 것에 어려움이 있으며, 이러한 단점을 보완할 수 있는 수상 태양광 발전에 대한 수요가 점점 증가 하고 있다.Currently, land photovoltaic power generation in Korea has difficulty in finding installation sites due to various land use regulations, and demand for floating photovoltaic power generation that can compensate for these disadvantages is increasing.
대규모 수상 태양광 발전은 그 무게나 규모 때문에 수면의 흔들림의 영향을 적게 받아 안정하게 발전이 가능한 반면에, 소규모 수상 태양광 발전은 수면의 흔들림에 의하여 발전효율이 저하된다.Large scale water photovoltaic power generation can be stably generated due to its weight and size, and small scale photovoltaic power generation has a low power generation efficiency.
태양광 패널이 태양광을 받는 각도에 따라 발전량이 다르기 때문에 최적의 각도를 유지하며 수면의 흔들림을 최소화하여 발전효율을 높일 수 있는 방법들이 개발되고 있다.Since solar panels generate different amounts of power depending on the angle at which sunlight is received, methods for maintaining the optimal angle and minimizing surface shake are increasing power generation efficiency.
종래의 수상 태양광 발전은 수면 상부에 프레임 구조로 고정된 프레임형과 수면 상부에 띄우는 부력일체형 소규모 수상 태양광 발전기가 있다. 프레임형 수상 태양광 발전은 구조적 안정성이 높아 발전 효율이 좋으나, 건설비용이 높으며, 시간이 지남에 따라 수면의 영향을 받아 지지대가 뒤틀린다는 문제점이 있다. 또한, 부력일체형 수상 태양광 발전은 건설비용이 낮으며, 무게가 가볍고, 독립적 모듈로서 수면의 영향을 받아도 유동적으로 움직여 다른 모듈에 영향을 주지 않으나, 수면의 흔들림에 따라 움직여 발전 효율이 낮으며 구조적 안정성이 낮은 문제점이 있다.Conventional water photovoltaic power generation has a frame-type fixed on the surface of the water surface and buoyancy-integrated small-scale water photovoltaic generator floating on the water surface. Frame type solar photovoltaic power generation has high structural stability and good power generation efficiency, but has high construction cost and has a problem in that the support is distorted due to the water surface over time. In addition, buoyancy-integrated floating solar power generation is low in construction cost, light in weight, and as an independent module, it moves fluidly under the influence of the water surface, and does not affect other modules, but it moves in accordance with the water surface movement, resulting in low power generation efficiency and structural There is a problem of low stability.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 수면에 흔들림에 따라 회전 및 이동을 최소한으로 하여 발전 효율을 최대한 높일 수 있으며, 설치비용이 저렴할 수 있는 수상 태양광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is to solve a number of problems, including the above problems, it is possible to increase the power generation efficiency to the maximum by minimizing the rotation and movement in accordance with the shaking on the water surface, to provide a low-cost installation of a photovoltaic device It aims to do it. However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
본 발명의 일 관점에 따르면, 수상 태양광 장치가 제공된다. 상기 수상 태양광 장치는, 태양광을 집속하여 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널; 상기 태양광 패널을 지지할 수 있도록 형성되는 패널 지지부; 및 상기 태양광 패널이 수상에서 수평을 유지할 수 있도록 상기 패널 지지부에 연결되어 형성되는 수평 유지 장치;를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a water-based photovoltaic device is provided. The water photovoltaic device, the solar panel for condensing sunlight into electrical energy; A panel support formed to support the solar panel; And a horizontal holding device connected to the panel support so that the solar panel is horizontal in the water phase.
상기 수상 태양광 장치에서, 상기 패널 지지부는, 원판 형상 또는 다각판 형상으로 형성된 몸체부; 및 상기 태양광 패널과 상기 몸체부를 연결하는 목부;를 포함할 수 있다.In the water photovoltaic device, the panel support portion, the body portion formed in the shape of a disk or polygonal plate; And a neck portion connecting the solar panel and the body portion.
상기 수상 태양광 장치에서, 상기 수평 유지 장치는, 내부에 상기 패널 지지부를 수용할 수 있는 패널 지지 수용부가 형성되고, 상기 패널 지지부를 수평으로 관통하는 제 1 축을 중심으로 상기 패널 지지부에 대하여 회전이 가능하도록 형성된 제 1 프레임; 및 내부에 상기 제 1 프레임을 수용할 수 있는 제 1 프레임 수용부가 형성되고, 상기 제 1 프레임을 수평으로 관통하는 제 2 축을 중심으로 상기 제 1 프레임에 대하여 회전이 가능하도록 형성되고, 부력을 가지는 제 2 프레임;을 포함할 수 있다.In the above-mentioned solar cell apparatus, the horizontal holding device has a panel support accommodating portion capable of accommodating the panel support therein, and is rotated about the panel support with respect to a first axis passing horizontally through the panel support. A first frame formed to be possible; And a first frame accommodating part configured to accommodate the first frame therein, the first frame accommodating part being formed to be rotatable with respect to the first frame about a second axis penetrating the first frame horizontally, and having buoyancy. It may include a second frame.
상기 수상 태양광 장치는, 상기 제 1 축을 중심으로 하여 상기 패널 지지부의 양측에서 상기 패널 지지부와 상기 제 1 프레임을 연결하는 제 1 연결부; 및 상기 제 2 축을 중심으로 하여 상기 제 1 프레임의 양측에서 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임을 연결하는 제 2 연결부;를 더 포함할 수 있다.The water photovoltaic device may include: a first connection part connecting the panel support part and the first frame at both sides of the panel support part about the first axis; And a second connection part connecting the first frame and the second frame at both sides of the first frame with respect to the second axis.
상기 수상 태양광 장치에서, 태양의 움직임에 따라 상기 태양광 패널이 수면에 평행한 방향을 중심축으로 상기 태양광 패널의 경사를 조절할 수 있도록 상기 패널 지지부에 형성되는 패널 경사 조절부;를 더 포함할 수 있다.In the water photovoltaic device, the panel tilt adjustment unit is formed on the panel support to adjust the inclination of the solar panel in a central axis in the direction parallel to the water surface according to the movement of the sun; can do.
상기 수상 태양광 장치에서, 태양의 움직임에 따라 상기 태양광 패널이 수면에 수직한 방향을 중심축으로 좌우 회전할 수 있도록 상기 패널 지지부에 형성되는 패널 회전부;를 더 포함할 수 있다.In the water-based photovoltaic device, the panel rotating unit is formed on the panel support so that the solar panel can rotate left and right in the central axis in the direction perpendicular to the water surface according to the movement of the sun.
상기 수상 태양광 장치에서, 상기 태양광 패널에서 집속되어 발생되는 전기를 저장하는 축전지;를 더 포함할 수 있다.In the water-based photovoltaic device, a storage battery for storing the electricity generated by the concentrated in the solar panel; may further include.
상기 수상 태양광 장치에서, 복수개의 상기 수평 유지 장치를 연결할 수 있도록 상기 수평 유지 장치의 일측에 형성되는 연결부;를 더 포함할 수 있다.In the water photovoltaic device, a connection portion formed on one side of the leveling device to connect a plurality of the leveling device; may further include.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 건설비용은 적지만 구조적 안정성이 낮은 부력일체형 수상 태양광 발전에 자이로스코프 원리를 적용하여 설치비용은 저렴하고, 발전 효율은 높은 수상 태양광 장치를 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to one embodiment of the present invention made as described above, the installation cost is low, the power generation efficiency is high by applying the gyroscope principle to buoyancy-integrated water-based photovoltaic power generation with low construction cost but low structural stability Can be provided. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치를 나타내는 후면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치를 나타내는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치를 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치의 연결부를 나타내는 구성도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치를 연결한 것을 나타내는 정면도이다.
도 9는 수상 태양광 장치의 각도에 따른 전력량을 나타내는 그래프이다.
도 10은 고정식 수상 태양광 장치의 모형을 실험한 것을 나타내는 사진이다.
도 11은 본 발명의 수상 태양광 장치의 모형을 실험한 것을 나타내는 사진이다.1 is a perspective view showing a water-based photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing a water-based photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.
3 is a rear view of the water photovoltaic device according to another embodiment of the present invention.
4 is a side view showing a water photovoltaic device according to another embodiment of the present invention.
5 is a perspective view showing a water-based photovoltaic device according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a side view showing a water-based photovoltaic device according to another embodiment of the present invention.
7 is a configuration diagram showing a connection portion of the water-based photovoltaic device according to another embodiment of the present invention.
8 is a front view illustrating the connection of the water-based photovoltaic device according to another embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the amount of power according to the angle of the water photovoltaic device.
10 is a photograph showing that the model of the stationary water solar device was tested.
It is a photograph which shows the experiment of the model of the water photovoltaic device of this invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.The embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples can be modified in various other forms, and the scope of the present invention is It is not limited to an Example. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings is exaggerated for convenience and clarity of description.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Throughout the specification, when referring to one component, such as a film, region or substrate, being positioned on, "connected", "stacked" or "coupled" to another component, said one configuration It may be interpreted that an element may be in direct contact with, or “coupled to”, “stacked” or “coupled” another component, or that there may be further components interposed therebetween. On the other hand, when one component is said to be located on another component "directly on", "directly connected", or "directly coupled", it is interpreted that there are no other components intervening therebetween. do. Like numbers refer to like elements. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광 장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광 장치(100)를 나타내는 분해 사시도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating an aquatic
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광 장치(100)는, 태양광 패널(10), 패널 지지부(20) 및 수평 유지 장치(30)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIGS. 1 and 2, the water-based
태양광 패널(10)은 태양광을 집속하여 전기 에너지로 변환하는 것으로, 하나 이상의 태양전지 모듈이 직렬 또는 병렬로 연결되어 외부 프레임에 형성되고, 상기 태양전지 모듈은 다시 복수개의 작은 단위셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 형성될 수 있다.The
구체적으로 태양광 패널(10)는 태양광선의 빛에너지를 전기에너지로 바꾸는 장치로서, P형 반도체와 N형 반도체를 사용하고, 빛을 비추면 내부에서 정공(hole)과 전자(electron)가 발생한다. 이때, 정공은 P형 반도체 쪽으로, 전자는 N형 반도체 쪽으로 이동하게 되어 P극과 N극 사이에 전위차(광기전력)가 발생하며, 이때 태양광 패널(10)에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 된다.Specifically, the
태양광 패널(10)은 실리콘 반도체 또는 화합물 반도체를 재료로 사용할 수 있으며, 상기 실리콘 반도체에 의한 것은 결정계와 비결정계로 분류된다. 현재 태양광 발전 시스템으로 일반적으로 사용하고 있는 것은 실리콘 반도체가 대부분으로, 특히 결정계 실리콘 반도체의 단결정 및 다결정 태양전지는 변환 효율이 좋고 신뢰성이 높아 널리 사용하고 있으나 본원 발명이 이에 한정되지 않는다.The
패널 지지부(20)는 태양광 패널(10)을 지지할 수 있도록 형성되는 것으로, 원판 형상 또는 다각판 형상으로 형성된 몸체부(22) 및 태양광 패널과 몸체부를 연결하는 목부(21)를 포함할 수 있다.The
패널 지지부(20)는 평면형으로 넓게 형성된 태양광 패널(10)이 태양빛을 향하고 있을 수 있도록 고정시켜 주는 장치일 수 있다. 이때, 태양광 패널(10)이 태양광 패널(10)을 지지할 수 있는 몸체부(22)에 직접 형성될 수 있으며, 태양광 패널(10)의 각도를 조정하고 회전이 가능할 수 있도록 태양광 패널(10)을 제어하는 몸체부(22)에 형성된 목부(21)에 형성될 수 있다.The
태양광 패널(10)의 각도를 조정하고 회전하기 위한 구성은 후술하도록 한다.The configuration for adjusting and rotating the angle of the
도 2에 도시된 바와 같이, 수평 유지 장치(30)는 태양광 패널(10)이 수상에서 수평을 유지할 수 있도록 패널 지지부(20)에 연결되어 형성될 수 있으며, 제 1 프레임(31), 제 1 연결부(32), 제 2 프레임(33) 및 제 2 연결부(34)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
제 1 프레임(31)은 내부에 패널 지지부(20)를 수용할 수 있는 패널 지지 수용부가 형성되고, 패널 지지부(20)를 수평으로 관통하는 제 1 축을 중심으로 패널 지지부(20)에 대하여 회전이 가능하도록 형성될 수 있다.The
제 1 프레임(31)은 내부가 관통된 원기둥 형상으로 형성되어, 내부에 패널 지지부(20)를 수용할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제 1 프레임(31) 내부에 수용된 패널 지지부(20)가 제 1 프레임(31)에 대하여 회전이 가능하도록 이격되어 형성될 수 있다.The
예컨대, 패널 지지부(20)는 원기둥 형상으로, 패널 지지부(20)의 외측면 양측에 제 1 방향으로 형성된 축공이 형성될 수 있으며, 상기 축공은 패널 지지부(20) 무게중심이 아래로 향할 수 있도록, 패널 지지부(20) 측면의 중심보다 상부에 형성될 수 있다.For example, the
제 1 프레임(31)은 원기둥 형상으로, 제 1 프레임(31)의 내측면 양측에 패널 지지부(20)의 축공과 같은 방향으로 형성된 축공이 형성될 수 있으며, 패널 지지부(20)의 축공과 제 1 프레임(31)의 축공은 제 1 연결부(32)로 연결될 수 있다.The
즉, 제 1 연결부(32)는 제 1 축을 중심으로 하여 패널 지지부(20)의 양측에서 패널 지지부(20)와 제 1 프레임(31)을 연결할 수 있다.That is, the
패널 지지부(20)의 외측면 양측에 형성된 축공과 제 1 프레임(31)의 내측면 양측에 형성된 축공은 동일한 제 1 축을 가지고 형성되는 것으로, 예컨대, X축 방향으로 형성될 수 있다.The shaft holes formed on both sides of the outer surface of the
제 1 프레임(31)이 외부의 영향으로 X축을 진행방향으로 하는 파장에 흔들렸을 경우에, 패널 지지부(20)는 상기 X축을 중심으로 흔들리지 않고 고정될 수 있다.When the
패널 지지부(20)의 외측면 양측에 형성된 축공과 제 1 프레임(31)의 내측면 양측에 형성된 축공은 패널 지지부(20)와 제 1 프레임(31)의 하중을 지지하면서 회동할 수 있도록 베어링을 더 포함할 수 있다.The shaft holes formed on both sides of the outer surface of the
제 2 프레임(33)은 내부에 제 1 프레임(31)을 수용할 수 있는 제 1 프레임 수용부가 형성되고, 제 1 프레임(31)을 수평으로 관통하는 제 2 축을 중심으로 제 1 프레임(31)에 대하여 회전이 가능하도록 형성되고, 부력을 가지고 형성될 수 있다.The
제 2 프레임(33)은 내부가 관통된 원기둥 형상으로 형성되어, 내부에 제 1 프레임(31)를 수용할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제 2 프레임(33) 내부에 수용된 제 1 프레임(31)이 제 2 프레임(33)에 대하여 회전이 가능하도록 이격되어 형성될 수 있다.The
제 2 프레임(33)은 내부에 제 1 프레임(31) 및 태양광 패널(10)을 지지하고 있는 패널 지지부(20)를 수용하고 수면에 부유할 수 있는 부력을 가질 수 있다.The
예컨대, 제 1 프레임(31)는 원기둥 형상으로, 제 1 프레임(31)의 외측면 양측에 제 2 방향으로 형성된 축공이 형성될 수 있으며, 상기 축공은 제 1 프레임(31)의 무게중심이 아래로 향할 수 있도록, 제 1 프레임(33) 측면의 중심보다 상부에 형성될 수 있다.For example, the
다른 예로, 원기둥 형상으로 형성된 제 1 프레임(31)는 제 2 프레임(33)에 대하여 회동될 수 있도록, 제 1 프레임(31)의 측면 중앙부가 볼록한 형상으로 형성되고, 제 2 프레임(33) 내측에 제 1 프레임 수용부가 이에 대응되어 형성될 수 있다.As another example, the
제 2 프레임(33)은 원기둥 형상으로, 제 2 프레임(33)의 내측면 양측에 제 1 프레임(31)의 축공과 같은 방향으로 형성된 축공이 형성될 수 있으며, 제 1 프레임(31)의 축공과 제 2 프레임(33)의 축공은 제 2 연결부(34)로 연결될 수 있다.The
즉, 제 2 연결부(34)는 제 2 축을 중심으로 하여 제 1 프레임(31)의 양측에서 제 1 프레임(31)과 제 2 프레임(33)을 연결할 수 있다.That is, the
제 1 프레임(31)의 외측면 양측에 형성된 축공과 제 2 프레임(33)의 내측면 양측에 형성된 축공은 동일한 제 2 축을 가지고 형성되는 것으로, 예컨대, Y축 방향으로 형성될 수 있다.The shaft holes formed on both sides of the outer side of the
제 2 프레임(33)이 외부의 영향으로 Y축을 진행방향으로 하는 파장에 흔들렸을 경우에, 패널 지지부(20) 및 제 1 프레임(31)은 Y축을 중심으로 흔들리지 않고 고정될 수 있다.When the
제 1 프레임(31)의 외측면 양측에 형성된 축공과 제 2 프레임(33)의 내측면 양측에 형성된 축공은 제 1 프레임(31)과 제 2 프레임(22)의 하중을 지지하면서 회동할 수 있도록 베어링을 더 포함할 수 있다.The shaft holes formed on both sides of the outer side of the
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수상 태양광 장치는, 패널 경사 조정부(40), 축전지(50), 패널 회전부(60) 및 연결부(70)를 더 포함할 수 있다.3 to 8, the water photovoltaic device according to various embodiments of the present invention further includes a panel
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치(110)를 나타내는 후면도이고, 도 4는 측면도이다.3 is a rear view of the water
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 패널 경사 조절부(40)는 태양의 움직임에 따라 태양광 패널(10)이 수면에 평행한 방향을 중심축으로 태양광 패널(10)의 경사를 조절할 수 있도록 패널 지지부(20)에 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
패널 경사 조절부(40)는 태양광 패널(10)이 태양광의 입사각과 태양광 패널이 직각 상태를 이루어 최대의 전력을 생산하여 생산 효율을 높일 수 있도록 태양광 패널(10)의 경사각을 조절할 수 있다.The panel
패널 경사 조절부(40)는 지구의 자전 또는 공전에 따른 태양의 위치가 달라지는 것을 보정하기 위하여, 패널 지지부(20)에서 태양광 패널(10)의 각도를 제어할 수 있다.The
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치(120, 130)를 나타내는 사시도이고, 도 6은 측면도이다.5 is a perspective view showing the water
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 패널 회전부(60)는 태양의 움직임에 따라 태양광 패널이 수면에 수직한 방향을 중심축으로 좌우 회전할 수 있도록 패널 지지부(20)에 형성될 수 있다.As illustrated in FIGS. 5 and 6, the
패널 회전부(60)는 지구의 자전에 의하여 움직이는 태양을 따라 태양광 패널(10)을 회전시켜 생산 효율을 높일 수 있다.The
수상 태양광 장치(120)을 기준으로 일측에서 나타나 타측으로 사라지는 태양을 따라서 움직일 수 있도록 패널 지지부(20)의 하부에 패널 회전부(60)가 형성될 수 있다.The
패널 경사 조절부(40) 및 패널 회전부(60)는 지구의 자전 또는 공전에 따라 달라지는 태양의 위치를 따라서 태양광이 태양광 패널(10)에 수직으로 입사할 수 있도록 태양광 패널(10)을 상하좌우로 제어할 수 있다.The panel
이때, 태양광 패널(10)을 제어하기 위하여 기울기 센서, 나침반 센서, 광학 센서 등의 태양의 위치를 감지할 수 있는 센서를 더 포함할 수 있다.At this time, in order to control the
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 축전지(50)는 태양광 패널에서 집속되어 발생되는 전기를 저장할 수 있다.As illustrated in FIGS. 5 and 6, the
축전지(50)는 태양광 패널(10)에서 집속되어 변환된 전기에너지를 태양광 패널(10)이 동작하지 않는 순간에도 사용하기 위하여 태양광 패널(10)에서 발생된 전력을 저장할 수 있다.The
축전지(50)는 축전지는 양과 음의 전극판과 전해액으로 구성되어 있어, 화학 작용에 의해 직류 기전력을 생기게 하여 전원으로 사용할 수 있다.The
축전지(50)의 종류는 납축전지, 리튬 전지, 니켈수소 전지, 니켈 카드뮴전지 등 여러 종류가 있으며, 일반적으로 중대형 태양전지에는 가격이 저렴한 납축전지가 많이 이용되고 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.There are various types of
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수상 태양광 장치의 연결부(70)를 나타내는 구성도이고, 도 8은 수상 태양광 장치(100, 100`)를 연결한 것을 나타내는 정면도이다.FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 연결부(70)는 복수개의 수평 유지 장치(30)를 연결할 수 있도록 수평 유지 장치(30)의 일측에 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7 and FIG. 8, the
연결부(70)는 수상 태양광 장치(100, 100`)의 일측에 형성되어, 복수개의 수상 태양광 장치(100, 100`)를 연결할 수 있다. 이때, 수상 태양광 장치(100)의 일측에 형성된 연결부는(70)와 다른 수상 태양광 장치(100`)의 일측에 형성된 연결부는(70)는 수면에 수평인 축과 수직인 축을 중심으로 회동이 가능하도록 형성될 수 있다.The
수면에 수직인 축을 중심으로 수상 태양광 장치(100)와 다른 수상 태양광 장치(100`)가 좌우로 이동이 가능하며, 수면에 수평인 축을 중심으로 수상 태양광 장치(100)와 다른 수상 태양광 장치(100`)가 수면에 흔들림에도 각각 움직임의 제한이 없을 수 있다.The aquatic
도시되지 않았지만, 복수개의 수상 태양광 장치를 연결하기 위하여 연결부(70)는 수상 태양광 장치에서 회전될 수 있으며, 착탈가능하여 조립하도록 형성될 수 있다.Although not shown, the
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 상술한 기술적 사상을 적용한 실험예를 설명한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 아래의 실험예에 의해서 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, an experimental example to which the above-described technical concept is applied will be described to help understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the following experimental examples.
[실험예]Experimental Example
[표 1]은 태양광 장치의 태양광 패널의 각도에 따른 최대 전력량을 나타내는 표이고, 도 9는 수상 태양광 장치의 각도에 따른 전력량을 나타내는 그래프이다.[Table 1] is a table showing the maximum amount of power according to the angle of the solar panel of the photovoltaic device, Figure 9 is a graph showing the amount of power according to the angle of the water phase photovoltaic device.
모듈시뮬레이터를 이용한 각도에 따른 태양광의 전력량 측정 실험을 위하여, 모듈시뮬레이터, 태양광 패널, 측정기기를 준비하고, 정확한 실험을 위하여 모듈시뮬레이터 표면의 불순물을 제거하였다.For the experiment of measuring the amount of solar power according to the angle using the module simulator, a module simulator, a solar panel, a measuring device was prepared, and impurities on the surface of the module simulator were removed for accurate experiments.
태양광 패널에 형성되는 모듈 조건은 셀 크기는 6인치, 셀 개수는 60셀, 셀 타입은 타결결정으로 모듈각도가 0도, 5도, 10도, 15도 및 20도 일 때의 Imp, Vmp Pmp 값을 도출하였다.The module condition formed on the solar panel is 6 inches in cell size, 60 cells in number, and cell type is the conclusion crystal. Imp, Vmp when the module angle is 0 degree, 5 degree, 10 degree, 15 degree and 20 degree Pmp values were derived.
여기서, Voc는 전류가 0일 때 전압값, Vmp : 최대 전력점에서의 전압 값, Isc는 전압이 0일 때 전류값, Imp는 최대 전력점에서의 전류 값을 나타낸다.Here, Voc is a voltage value when the current is 0, Vmp: a voltage value at the maximum power point, Isc is a current value when the voltage is 0, and Imp is a current value at the maximum power point.
상기 [표 1]을 그래프로 나타내면, 도 9와 같이 나타난다.When [Table 1] is shown as a graph, it appears as shown in FIG.
이어서, 본 발명의 수상 태양광 모형과 고정식 수상 태양광 모형의 수면의 흔들림이 있을 경우에, 수평선과 태양광 패널의 각도를 비교하였다.Subsequently, when there was shaking of the water surface of the water-based solar model and the fixed water-based solar model of the present invention, the angle between the horizontal line and the solar panel was compared.
실험방법은, 수조의 물의 채운 뒤 고정식 수상 태양광 모형과 본 발명의 수상 태양광 모형을 띄운 후에, 드라이기를 이용하여 수면에 움직임을 준 다음 모형의 움직임을 동영상으로 촬영하였다. 촬영된 동영상을 캡쳐하여 수면과 패널의 각도를 측정하여, 고정식 수상 태양광 모형과 본 발명의 수상 태양광 모형을 비교하였다.Experimental method, after filling the fixed water solar model and the water-based solar model of the present invention after filling the tank of water, using a dryer to move the surface of the water and then photographed the motion of the model. The angle of the water surface and the panel was measured by capturing the captured video, and the fixed water solar model was compared with the water solar model of the present invention.
도 10 및 도 11은 고정식 수상 태양광 장치의 모형과 본 발명의 수상 태양광 장치의 모형을 실험한 것을 나타내는 사진이다.10 and 11 are photographs showing experiments with a model of the stationary water solar device and a model of the water solar device of the present invention.
실험결과 고정식 수상 태양광 모형의 최대 각도 변화는 도 10에서와 같이 약 20도로 나타났고, 본 발명의 수상 태양광 모형은 도 11에서와 같이 약 5도로 나타났다.Experimental results showed that the maximum angle change of the fixed water solar model was about 20 degrees as shown in FIG. 10, and the water solar model of the present invention was about 5 degrees as shown in FIG.
상기 실험을 종합하면, 0도 일때의 최대전력이 278.8704W이므로, 고정식 수상 태양광 모형의 최대 각도변화인 20도에서의 전력은 210.115W로 최대 전력대비 75.35%이고, 본 발명의 수상 태양광 모형의 최대 각도변화인 5도에서의 전력은 272.656W로 최대 전력대비 97.77%로 나타나, 본 발명의 수상 태양광 모형이 고정식 수상 태양광 모형보다 약 22% 이상의 전력량을 얻을 수 있는 것으로 나타났다.In summary, since the maximum power at 0 degrees is 278.8704W, the power at 20 degrees, which is the maximum angle change of the fixed water photovoltaic model, is 210.115W, which is 75.35% of the maximum power, and the water photovoltaic model of the present invention. The power at 5 degrees, which is the maximum angle change of, is 272.656W, which is 97.77% of the maximum power, indicating that the water-based solar model of the present invention can obtain about 22% more power than the fixed water-based solar model.
본 발명은 계절과 시간에 따라 가장 많은 전력량을 생산하는 각도가 다른데, 본 발명의 수상 태양광 장치로 가장 많은 전력이 발생할 수 있는 각을 최대한 유지하여 효율을 높일 수 있다.The present invention has a different angle to produce the most amount of power according to the season and time, the water-based solar device of the present invention can increase the efficiency by maintaining the maximum angle that can generate the most power.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
10 : 태양광 패널
20 : 패널 지지부
21 : 목부
22 : 몸체부
30 : 수평 유지 장치
31 : 제 1 프레임
32 : 제 1 연결부
33 : 제 2 프레임
34 : 제 2 연결부
40 : 패널 경사 조절부
50 : 축전지
60 : 패널 회전부
70 : 연결부(70)
100, 110, 120, 130 : 수상 태양광 장치10 solar panel
20 panel support
21: the neck
22: body
30: leveling device
31: the first frame
32: first connection
33: second frame
34: second connection portion
40: panel inclination adjustment unit
50: storage battery
60: panel rotating part
70:
100, 110, 120, 130: water photovoltaic device
Claims (8)
상기 태양광 패널을 지지할 수 있도록 형성되는 패널 지지부; 및
상기 태양광 패널이 수상에서 수평을 유지할 수 있도록 상기 패널 지지부에 연결되어 형성되는 수평 유지 장치;
를 포함하는, 수상 태양광 장치.A solar panel that focuses sunlight and converts it into electrical energy;
A panel support formed to support the solar panel; And
A horizontal holding device connected to the panel support so that the solar panel is horizontal in the water phase;
Including, the water photovoltaic device.
상기 패널 지지부는,
원판 형상 또는 다각판 형상으로 형성된 몸체부; 및
상기 태양광 패널과 상기 몸체부를 연결하는 목부;
를 포함하는, 수상 태양광 장치.The method of claim 1,
The panel support portion,
A body portion formed in a disc shape or a polygonal plate shape; And
A neck portion connecting the solar panel and the body portion;
Including, the water photovoltaic device.
상기 수평 유지 장치는,
내부에 상기 패널 지지부를 수용할 수 있는 패널 지지 수용부가 형성되고, 상기 패널 지지부를 수평으로 관통하는 제 1 축을 중심으로 상기 패널 지지부에 대하여 회전이 가능하도록 형성된 제 1 프레임; 및
내부에 상기 제 1 프레임을 수용할 수 있는 제 1 프레임 수용부가 형성되고, 상기 제 1 프레임을 수평으로 관통하는 제 2 축을 중심으로 상기 제 1 프레임에 대하여 회전이 가능하도록 형성되고, 부력을 가지는 제 2 프레임;
을 포함하는, 수상 태양광 장치.The method of claim 1,
The leveling device,
A first frame formed inside the panel support accommodating part for accommodating the panel support part, the first frame being rotatable with respect to the panel support part about a first axis penetrating the panel support part horizontally; And
A first frame accommodating part configured to accommodate the first frame therein, the first frame accommodating part being formed to be rotatable with respect to the first frame about a second axis penetrating the first frame horizontally, and having a buoyancy force 2 frames;
Including, the water photovoltaic device.
상기 수평 유지 장치는,
상기 제 1 축을 중심으로 하여 상기 패널 지지부의 양측에서 상기 패널 지지부와 상기 제 1 프레임을 연결하는 제 1 연결부; 및
상기 제 2 축을 중심으로 하여 상기 제 1 프레임의 양측에서 상기 제 1 프레임과 상기 제 2 프레임을 연결하는 제 2 연결부;
를 더 포함하는, 수상 태양광 장치.The method of claim 3, wherein
The leveling device,
A first connection part connecting the panel support part and the first frame at both sides of the panel support part about the first axis; And
Second connection parts connecting the first frame and the second frame to both sides of the first frame about the second axis;
Further comprising, the water photovoltaic device.
태양의 움직임에 따라 상기 태양광 패널이 수면에 평행한 방향을 중심축으로 상기 태양광 패널의 경사를 조절할 수 있도록 상기 패널 지지부에 형성되는 패널 경사 조절부;
를 더 포함하는, 수상 태양광 장치.The method of claim 1,
A panel inclination controller formed on the panel support unit to adjust the inclination of the solar panel with a central axis in a direction parallel to the surface of the solar panel according to the movement of the sun;
Further comprising, the water photovoltaic device.
태양의 움직임에 따라 상기 태양광 패널이 수면에 수직한 방향을 중심축으로 좌우 회전할 수 있도록 상기 패널 지지부에 형성되는 패널 회전부;
를 더 포함하는, 수상 태양광 장치.The method of claim 1,
A panel rotating part formed on the panel supporting part so that the solar panel rotates left and right along a central axis in a direction perpendicular to the water surface according to the movement of the sun;
Further comprising, the water photovoltaic device.
상기 태양광 패널에서 집속되어 발생되는 전기를 저장하는 축전지;
를 더 포함하는, 수상 태양광 장치.The method of claim 1,
A storage battery for storing electricity generated by the solar panel;
Further comprising, the water photovoltaic device.
복수개의 상기 수평 유지 장치를 연결할 수 있도록 상기 수평 유지 장치의 일측에 형성되는 연결부;
를 더 포함하는, 수상 태양광 장치.The method of claim 1,
A connection part formed at one side of the leveling device to connect the plurality of leveling devices;
Further comprising, the water photovoltaic device.
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