KR20200064705A - Panel for Photovoltaic-Thermal Power Generation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광열 발전용 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광열 발전용 패널을 구성하는 PV 패널과 태양열 흡수판 등의 각각의 열매체 구성요소들 사이의 열저항을 최소화하여 내구성과 성능을 향상시킬 수 있고, 동시에 열발전 효율을 개선할 수 있으며, 무게와 부피를 줄여 콤팩트한 외형 갖는 태양광열 발전용 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a panel for photovoltaic power generation, and more specifically, to improve heat resistance and performance by minimizing thermal resistance between each heat medium component, such as a PV panel and a solar absorber, constituting the panel for photovoltaic power generation. The present invention relates to a panel for photovoltaic power generation that has a compact shape by reducing the weight and volume.
일반적으로 태양에너지를 이용한 발전에는 태양광 또는 태양열을 전기에너지로 변환하는 태양광발전과, 태양광원의 태양열을 집열한 후 난방용 또는 온수용으로 사용하기 위한 태양열 집열발전 등이 있으며, 이처럼 태양에너지로 인한 생활에너지의 발전구조를 갖는 다양한 형태의 태양광발전(PV;photovoltaic) 모듈을 개발하여 사용하고 있다.In general, power generation using solar energy includes photovoltaic power generation that converts sunlight or solar heat into electrical energy, and solar heat collection power for collecting heat from a solar light source and using it for heating or hot water. Various types of photovoltaic (PV) modules with power generation structure of living energy have been developed and used.
그러나, 태양광발전 모듈은 전기 생산과정에서 열을 발생시켜 자체온도를 상승시키기 때문에 전기생산 효율이 일정 수준이상 올라가지 못하게 되는 단점이 있다. 즉 태양광발전 모듈은 결정질계의 경우 태양으로부터 입사되는 에너지 중 대략 12~16%만이 발전에 이용되고 있어 태양광에너지 이용효율이 상당히 낮은 편이며, 나머지 에너지는 모두 열로 소모됨에 따라 태양광 발전용 셀의 온도를 상승시켜 셀의 성능과 내구성 등에 영향을 미치게 되고, 셀 특성상 온도상승에 의한 전기 에너지 전환시 전기 변환효율이 감소하게 된다는 문제가 있다.However, the photovoltaic module has a disadvantage in that the efficiency of electricity production cannot be increased above a certain level because heat is generated in the electricity production process to increase its own temperature. That is, in the case of a crystalline system, only 12~16% of the energy incident from the sun is used for power generation, so the efficiency of using solar energy is very low, and all the rest of the energy is consumed as heat. The temperature of the cell is increased to affect the performance and durability of the cell, and due to the characteristics of the cell, there is a problem that the electrical conversion efficiency decreases when the electrical energy is converted by the temperature rise.
따라서, 태양광발전 모듈의 경우 후면에 열을 통풍시키기 위한 구성을 설비한 후 폐열을 배출하고 있으며, 태양광발전 모듈의 온도를 낮춤에 따라 시스템의 전기 성능을 향상시키도록 구성하고 있다.Accordingly, in the case of the photovoltaic module, the waste heat is discharged after a configuration for ventilating heat is provided on the rear side, and the system is configured to improve the electrical performance of the system by lowering the temperature of the photovoltaic module.
이러한 배경에서 태양광과 태양열을 동시에 이용할 수 있도록 태양광발전 모듈의 전기 생산과정에서 발생하는 열기를 효율적으로 이용하여 급탕이나 난방에 활용할 수 있는 태양광/열(PVT;photohvoltaic-thermal) 발전모듈이 개발되어 사용되고 있다.Against this background, photovoltaic-thermal (PVT) photovoltaic (PVT) photovoltaic (PVT) power generation modules that can be used for hot water supply or heating by efficiently using the heat generated during the electricity production process of the photovoltaic power generation module can be used at the same time. It has been developed and used.
이러한 태양광/열 발전모듈과 관련된 기술로서 예를 들어, 건물의 지붕 또는 외벽에 설치되며 태양광에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생시키며 다수 개의 셀이 연결된 태양광발전 모듈과, 상기 태양광발전 모듈의 배면 외곽에 부착되며 태양광발전 모듈과 건물의 지붕 또는 외벽을 이격시켜 이들 사이에 공기를 수용하는 수용공간을 형성하며 공기유입구가 구비된 외곽프레임과, 상기 태양광발전 모듈의 배면에 도포되는 열전도성 접착제와, 상기 열전도성 접착제에 의해 상기 태양광발전 모듈에 부착되며 상기 태양광발전 모듈로부터 발생된 열을 상기 수용공간에 수용된 공기로 방열하는 방열판과, 상기 방열판의 배면에 부착되어 방열판으로부터 방열되는 열의 배출을 용이하도록 하는 다수의 방열핀과, 급탕이나 난방으로 이용할 수 있도록 상기 수용공간에 수용되어 가열된 공기를 수집하는 공기 수집기를 포함하여 이루어지고, 상기 외곽프레임은 상기 태양광발전 모듈의 배면이 건물 지붕의 외부면이나 건물 외벽의 외부면과 10~15cm 이격되도록 하는 높이를 갖도록 구성되어, 태양광발전 모듈의 냉각효과와 함께 높은 열원을 획득할 수 있는 공기집열식 태양광 발전장치에 대한 기술이 공개되어 있다.As a technology related to the photovoltaic/thermal power generation module, for example, it is installed on a roof or an outer wall of a building, absorbs solar energy, converts it into electrical energy, generates electricity, and a photovoltaic power module connected with a plurality of cells, Attached to the outside of the rear of the photovoltaic module and spaced apart from the roof or exterior wall of the photovoltaic module and the building to form an accommodation space for receiving air therebetween, and an outer frame provided with an air inlet, and the photovoltaic module A heat conductive adhesive applied to the back surface, a heat sink attached to the photovoltaic module by the heat conductive adhesive, and radiating heat generated from the photovoltaic module into air accommodated in the accommodation space, and a heat sink to the back surface of the heat sink It comprises a plurality of heat sink fins to facilitate the dissipation of heat dissipated from the heat sink attached to the heat sink, and an air collector to collect the heated air accommodated in the accommodation space for use as hot water or heating, the outer frame is the sun The back side of the photovoltaic module is configured to have a height that is 10 to 15cm apart from the outside surface of the building roof or the outside surface of the building, and the air-concentrated sun that can obtain a high heat source with the cooling effect of the photovoltaic module Technology for photovoltaic devices has been disclosed.
그러나 이러한 종래 태양광/열 발전모듈 관련 기술은 태양광발전 모듈의 전체 면적에 다수 개의 셀을 적용하기 때문에 태양광 발전에 따른 전기발전효율이 높은 반면, 태양광발전 모듈에서의 전기발전과정 중 발생한 열원만이 전도되므로, 열 사용을 위한 열원생산효율이 미미하며, 방열을 위해 다수의 방열핀이 부착된 방열판을 사용하므로, 태양광 모듈의 무게와 부피가 커져 큰 중량에 따른 하중이 가해져 쳐짐 현상이 발생하는 등 내구성이 저하되는 문제점이 있다.However, in the related art photovoltaic/thermal power module related technology, since a plurality of cells are applied to the entire area of the photovoltaic module, the efficiency of electricity generation according to photovoltaic power generation is high, while the electricity generation process in the photovoltaic module occurs Since only the heat source is conducted, the heat source production efficiency for heat use is insignificant, and since a heat sink with a plurality of heat sink fins is used for heat dissipation, the weight and volume of the photovoltaic module is increased, which causes a load due to a large weight. There is a problem that durability is reduced, such as occurs.
또한, 태양광발전 모듈에 방열판을 부착하기 위하여 열전도성 접착제를 사용하기 때문에 태양광발전 모듈과 방열판 사이에 접착제로 인한 접촉저항이 발생하여 열전달 성능이 현저히 저하된다는 문제점이 있다.In addition, since a heat conductive adhesive is used to attach the heat sink to the photovoltaic module, there is a problem in that the heat transfer performance is significantly lowered due to contact resistance caused by the adhesive between the photovoltaic module and the heat sink.
본 발명의 목적은 태양광열 발전용 패널을 구성하는 PV 패널과 태양열 흡수판 등의 각각의 열매체 구성요소들 사이의 열저항을 최소화하여 내구성과 성능을 향상시킬 수 있고, 동시에 열발전 효율을 개선할 수 있으며, 무게와 부피를 줄여 콤팩트한 외형 갖는 태양광열 발전용 패널을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to minimize the thermal resistance between each heat medium component, such as a PV panel and a solar absorber plate constituting a photovoltaic power generation panel can improve durability and performance, and at the same time improve the thermal power generation efficiency It is possible to provide a panel for photovoltaic power generation having a compact appearance by reducing weight and volume.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 태양광열 발전용 패널은 태양광을 수광하여 전기에너지를 생성하는 PV 패널, 상기 PV 패널의 하부에 구비되어 열에너지를 흡수하는 태양열 흡수판 및 상기 태양열 흡수판 하부에 구비되어 상기 태양열 흡수판으로부터 흡수된 열에너지를 전달하는 열에너지 전달수단이 형성되고, 상기 열에너지의 유실을 차단하는 단열재를 포함하고, 상기 열에너지 전달수단이 10 내지 15mm 직경사이즈를 갖는 사행형 파이프(Serpentine pipe)로 이루어진 것으로 구성된다.In order to achieve this object, the solar panel for photovoltaic power generation according to the present invention is a PV panel that receives solar light to generate electrical energy, and is provided below the PV panel to absorb heat energy, and to absorb solar energy. It is provided with a heat energy transfer means for transferring the heat energy absorbed from the solar heat absorbing plate is formed, and includes a heat insulating material to block the loss of the heat energy, the heat energy transfer means is a serpentine pipe having a diameter of 10 to 15mm (Serpentine pipe) ).
상기 PV 패널은 태양열 흡수판과 절연 필름에 의해 서로 절연된 상태로 라미네이팅 접합될 수 있다.The PV panel may be laminated and bonded to each other insulated from each other by a solar heat absorbing plate and an insulating film.
상기 PV 패널은 상면에 투명 필름이 라미네이팅 접합될 수 있다.A transparent film may be laminated and bonded to the upper surface of the PV panel.
상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 개별 파이프들 사이의 간격이 65 내지 70mm 간격으로 이격된 구조의 사행형 파이프일 수 있다.The serpentine pipe may be a serpentine pipe having a structure in which an interval between individual pipes is spaced at an interval of 65 to 70 mm.
상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 양측면 사이의 간격이 920 내지 940 mm인 사행형 파이프로 이루어질 수 있다.The serpentine pipe may be formed of a serpentine pipe with a gap between both sides of 920 to 940 mm.
상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 상기 단열재와의 사이에 상기 사행형 파이프를 정위치 고정하는 적어도 2개의 고정막대가 구비될 수 있다.The serpentine pipe may be provided with at least two fixing bars for fixing the serpentine pipe in place between the insulating material.
상기 고정막대는 상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)를 형성하는 적어도 2개의 개별 파이프에 고정되는 결합부재에 의해 상기 사행형 파이프에 결합될 수 있다.The fixing rod may be coupled to the serpentine pipe by a coupling member fixed to at least two separate pipes forming the serpentine pipe.
상기 열에너지 전달수단이 형성된 상기 태양열 흡수판의 길이방향 일측단부에는 상기 PV 패널과 전기적으로 연결된 셀단자가 형성될 수 있다.A cell terminal electrically connected to the PV panel may be formed at one end portion in the longitudinal direction of the solar absorber plate on which the heat energy transfer means is formed.
상기 셀단자는 가로 방향 장변의 길이가 45 내지 55mm인 직사각형 형태의 셀단자로 형성될 수 있다.The cell terminal may be formed as a rectangular cell terminal having a length of 45 to 55 mm in the horizontal direction.
상기 셀단자는 폴리플루오린화비닐(PVF), 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 이루어진 군에서 선택된 소재의 절연필름에 의해 절연될 수 있다.The cell terminal may be insulated by an insulating film of a material selected from the group consisting of polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE).
본 발명에 따른 태양광열 발전용 패널은 태양광열 발전용 패널을 구성하는 PV 패널과 태양열 흡수판 등의 각각의 열매체 구성요소들 사이의 열저항을 최소화하여 내구성과 성능을 향상시킬 수 있고, 동시에 열발전 효율을 개선할 수 있으며, 무게와 부피를 줄여 콤팩트한 외형 갖도록 하는 효과가 있다.The photovoltaic power generation panel according to the present invention can improve durability and performance by minimizing heat resistance between each heat medium component such as a PV panel constituting the photovoltaic power generation panel and a solar heat absorbing plate, and simultaneously heat It can improve power generation efficiency, and has the effect of reducing the weight and volume to have a compact appearance.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 전체적인 모습을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 PVT 적층유닛의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 태양열 흡수판에 사행형 파이프(Serpentine pipe) 형태의 열에너지 전달수단이 형성된 모습을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 태양열 흡수판에 사행형 파이프(Serpentine pipe) 형태의 열에너지 전달수단이 형성된 상태의 부분 모습을 확대하여 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 태양열 흡수판의 단열재의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 사행형 파이프(Serpentine pipe) 형태의 열에너지 전달수단이 형성된 태양열 흡수판에 PV 패널 셀단자가 형성된 부분 모습을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 사행형 파이프(Serpentine pipe) 형태의 열에너지 전달수단이 형성된 태양열 흡수판에 PV 패널 셀단자와 결합부재가 형성되어 있는 평면 모습을 나타낸 모식도이다.1 is a schematic diagram showing the overall appearance of a solar panel for power generation according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram showing the state of the PVT stacking unit of the solar panel for power generation according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing a state in which a heat energy transfer means in the form of a serpentine pipe (Serpentine pipe) is formed on the solar heat absorbing plate of the solar thermal power generation panel according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a schematic diagram showing an enlarged partial view of a state in which a thermal energy transfer means in the form of a serpentine pipe is formed on a solar heat absorbing plate of a panel for photovoltaic power generation according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view showing a state of the heat insulating material of the solar heat absorbing plate of the photovoltaic power generation panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing a portion of a PV panel cell terminal formed on a solar heat absorbing plate on which a heat energy transmission means in the form of a serpentine pipe is formed in a panel for photovoltaic power generation according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a PV panel cell terminal and a coupling member formed on a solar heat absorbing plate having a thermal energy transmission means in the form of a serpentine pipe of a photovoltaic power generation panel according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of related known configurations or functions may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, specific values in describing the embodiments of the present invention are merely examples.
도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 전체적인 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 PVT 적층유닛의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 태양열 흡수판에 사행형 파이프(Serpentine pipe) 형태의 열에너지 전달수단이 형성된 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.1 is a schematic diagram showing the overall appearance of a solar panel for solar power generation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a state of a PVT stacking unit of a solar panel for power generation according to an embodiment of the present invention. A schematic diagram is shown, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a thermal energy transfer means in the form of a serpentine pipe is formed on a solar heat absorbing plate of a photovoltaic power generation panel according to an embodiment of the present invention. .
도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 태양열 흡수판에 사행형 파이프(Serpentine pipe) 형태의 열에너지 전달수단이 형성된 상태의 부분 모습을 확대하여 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 태양열 흡수판의 단열재의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 6에은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 사행형 파이프(Serpentine pipe) 형태의 열에너지 전달수단이 형성된 태양열 흡수판에 PV 패널 셀단자가 형성된 부분 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 4 is a schematic diagram showing an enlarged partial view of a state in which a thermal energy transmission means in the form of a serpentine pipe is formed on a solar heat absorbing plate of a panel for photovoltaic power generation according to an embodiment of the present invention. 5 is a schematic diagram showing a state of the heat insulating material of the solar heat absorbing plate of the photovoltaic power generation panel according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is a meandering type of the solar power generation panel according to an embodiment of the present invention A schematic diagram showing a portion of a PV panel cell terminal is formed on a solar heat absorbing plate having a pipe (Serpentine pipe) type heat energy transfer means is shown.
도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광열 발전용 패널의 사행형 파이프(Serpentine pipe) 형태의 열에너지 전달수단이 형성된 태양열 흡수판에 PV 패널 셀단자와 결합부재가 형성되어 있는 평면 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.FIG. 7 shows a plan view of a PV panel cell terminal and a coupling member formed on a solar heat absorbing plate in which a thermal energy transfer means in the form of a serpentine pipe of a panel for photovoltaic power generation according to an embodiment of the present invention is formed. A schematic diagram is shown.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광열 발전용 패널은 태양광을 수광하여 전기에너지를 생성하는 PV 패널(110), 상기 PV 패널(110)의 하부에 구비되어 열에너지를 흡수하는 태양열 흡수판(120) 및 상기 태양열 흡수판(120) 하부에 구비되어 상기 태양열 흡수판(120)으로부터 흡수된 열에너지를 전달하는 열에너지 전달수단(141)이 형성되고, 상기 열에너지의 유실을 차단하는 단열재(140)를 포함하고, 상기 열에너지 전달수단(141)이 10 내지 15mm 직경사이즈를 갖는 사행형 파이프(Serpentine pipe)로 이루어질 수 있다.Referring to these drawings, the photovoltaic power generation panel according to the present invention includes a
즉, 본 발명에 따른 태양광열 발전용 패널은 PV 패널(110)과 밀착된 상태로 구비되는 태양열 흡수판(120)에 설치는 열에너지 전달수단(141)을 10 내지 15mm 직경사이즈를 갖는 사행형 파이프(Serpentine pipe)로 형성함으로써, 각각의 열매체 구성요소인 태양열 흡수판(120)과 열에너지 전달수단(141) 사이의 열저항을 최소화하면서도 적절한 열전달이 수행되도록 하여 열전달 성능과 에너지 생산 효율을 향상시킬 수 있고, 각 패널 구성요소들의 내구성과 신뢰성을 개선할 수 있는 장점이 있다. That is, the photovoltaic power generation panel according to the present invention is installed in a solar absorbing
상기 태양열 흡수판(120)은 상기 PV 패널(110)의 면적과 대략 동일한 면적을 갖도록 형성하여 상기 패널의 하부 전체적인 면적에 접하여 열원을 고르게 전도시킬 수 있게 구성되는 것이 바람직하며, PV 패널(110) 및 절연필름(130)과 함께 적층되어 PVT 적층유닛(110, 120, 130) 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.The solar absorbing
여기서, 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)은 상기 PV 패널(110)과 태양열 흡수판(120)이 절연 필름(130)에 의해 서로 절연된 상태로 라미네이팅 접합될 수 있다. 이 때, 상기 절연 필름(130)은 예를 들어 투명성, 내충격성, 내한성, 내약품성, 전기절연성 등이 우수한 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(Polyurethane) 및 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene-Vinyl Acetate)로 이루어진 군에서 선택된 수지로 제조된 절연 필름을 사용할 수 있다.Here, the PVT stacking unit (110, 120, 130) may be laminated to the
또한, 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)은 상면에 투명 필름(116)이 라미네이팅 접합된 구조로 형성될 수 있다. 즉, 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 상면에 투명 보호커버로서 예를 들어 진공유리나 자외선에 강한 특수 필름 등의 투명 필름(116)을 라미네이팅 접합함으로써, 상기 패널의 무게를 전체적으로 30%이상으로 현저하게 줄일 수 있으며, 열저항 감소효과를 극대화하여 에너지 생산 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the PVT stacking unit (110, 120, 130) may be formed in a structure in which a
상기 열에너지 전달수단(141)의 상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 개별 파이프들 사이의 간격(D1)이 65 내지 70mm 간격으로 이격된 구조의 사행형 파이프로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 사행형 파이프는 연속적으로 절곡되어 전체적으로 사행형(Serpentine)을 이루며 서로 이격된 상태로 배열되는 각 개별 파이프들 사이의 이격 간격(D1)을 65 내지 70mm 간격이 되도록 형성함으로써, 상기 태양열 흡수판(120)으로부터 전달되는 열에너지를 효과적으로 축열조로 전달함과 동시에 적절한 방열이 이루어지도록 하여 상기 태양을 흡수판(120) 주변에 지나치게 많은 열에너지가 정체됨으로 인해 발생할 수 있는 열매체 구성요소인 PV 패널(110)과 태양열 흡수판(120)의 열변형과 손상 등을 방지할 수 있다.The serpentine pipe of the thermal energy transfer means 141 is preferably made of a serpentine pipe having a structure in which a distance D1 between individual pipes is spaced at an interval of 65 to 70 mm. That is, the serpentine pipe is continuously bent to form a serpentine as a whole, and forming the separation distance D1 between the individual pipes arranged in a spaced apart state from each other to be 65 to 70 mm apart, thereby absorbing the solar
구체적으로, 상기 각 개별 파이프들 사이의 이격 간격(D1)이 65 mm 미만으로 좁게 형성될 경우에는 태양을 흡수판(120)이 PV 패널(110) 및 절연필름(130)과 함께 적층되어 형성된 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 열변형과 손상을 유발하여 PV 패널(110)의 광전변환 효율을 저하시키고, 태양열 흡수판(130)의 집열(Heat Collection) 성능도 저하시키는 문제가 발생하므로 바람직하지 않다. 또한, 상기 각 개별 파이프들 사이의 이격 간격(D1)이 70 mm를 초과하여 넓게 형성될 경우에는 열손실(Heat loss)이 크게 발생하여 태양열 흡수판(120)에 의해 집열(Heat Collection)된 열에너지가 효과적으로 축열조로 전달되지 못하므로 바람직하지 않다.Specifically, when the separation distance D1 between each of the individual pipes is formed to be narrower than 65 mm, the
또한, 상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 양측면 사이의 간격(W1)은 920 내지 940 mm로 형성되는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 상기 사행형 파이프의 양측면 사이 간격(W1)이 920mm 미만으로 형성될 경우에는 태양열 흡수판(120)에 의해 집열(Heat Collection)된 열에너지의 수집 및 축열조에 대한 열전달 효율이 저하되므로 바람직하지 않으며, 상기 사행형 파이프의 양측면 사이 간격(W1)이 940mm를 초과하여 형성될 경우에는 상기 사행형 파이프의 중심부에는 열에너지가 축적되고, 양측면부에는 열에너지 소실량이 상대적으로 증가하여 중심부와 양측면 사이의 열에너지 분포의 불균형이 증가하여 상기 태양열 흡수판(120)을 포함하는 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 열변형과 크랙(Crack) 등의 손상이 발생할 수 있고 내구성이 저하될 수 있으므로 바람직하지 않다.In addition, the serpentine pipe (Serpentine pipe) is preferably spaced between both sides (W1) is formed to 920 to 940 mm. In this regard, when the spacing W1 between both sides of the meandering pipe is less than 920 mm, it is preferable because the heat collection efficiency of heat collection for the heat storage tank and the collection of heat energy collected by the
상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 상기 단열재(140)와의 사이에 상기 사행형 파이프를 정위치 고정하는 적어도 2개의 고정막대(146)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 단열재(140)와의 사이에 상기 사행형 파이프를 정위치 고정하는 고정막대(146)를 적어도 2개 이상으로 구비함으로써, 사행형 파이프 열에너지 전달수단(141)의 기계적 안정성을 향상시켜 전체적인 구조의 열변형을 방지하고, 상기 사행형 파이프 열에너지 전달수단(141)이 결합되어 있는 PVT 적층유닛(110, 120, 130)과 단열재(140)의 고정상태를 더욱 안정적으로 유지할 수 있다. The serpentine pipe (Serpentine pipe) may be provided with at least two fixing
또한, 상기 고정막대의 설치 개수는 2개 이상 설치가 가능하나, 사행형 파이프 열에너지 전달수단(141)의 기계적 안정성 향상 목적과 태양광열 발전용 패널의 제조비용 등을 감안할 때, 바람직하게는 2개가 설치될 수 있으며, 상기 고정막대(146)들의 설치간격(D3)은 80 내지 110mm 간격으로 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 고정막대(146)들의 설치간격(D3)이 80mm 미만이거나, 110mm 이상일 경우에는 상기 사행형 파이프 열에너지 전달수단(141)의 기계적 안정성 향상 효과가 저하되며, 오히려 태양열 흡수판(130)과 열에너지 전달수단(141)의 부분적인 기계적 강도 차이가 증가하여 열에너지에 의한 열변형과 손상이 발생할 가능성이 높아질 수 있으므로 바람직하지 않다.In addition, the number of installation of the fixed bar can be two or more, but considering the purpose of improving the mechanical stability of the meander pipe heat energy transfer means 141 and the manufacturing cost of the solar thermal power generation panel, preferably two It can be installed, the installation interval (D3) of the fixed
여기서, 상기 고정막대(146)는 상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)를 형성하는 적어도 2개의 개별 파이프에 고정되는 결합부재(147)에 의해 상기 사행형 파이프에 결합될 수 있다. 이러한 결합부재(147)는 예를 들어, 상기 고정막대(146)에는 볼트 너트 등의 결합수단에 의해 몸체가 강하게 결합되고, 하부에는 사행형 파이프의 적어도 2개의 개별 파이프들이 장착될 수 있는 장착홈이 형성되어 있어서 이러한 장착홈에 개별 파이프들을 억지끼움 등의 방식으로 끼워 삽입할 수 있는 구조로 형성됨으로써, 상기 고정막대(146)를 사행형 파이프에 편리하게 설치하도록 하면서도 사행형 파이프의 전체적인 구조 안정성 향상 효과를 안정적으로 달성하도록 할 수 있다.Here, the fixing
한편, 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)은 상기 단열재(140)와 함께 케이스(150)에 내장되어 커버(156)에 의해 상면에 마감되는 형태로 태양광열 발전용 패널 모듈을 형성하게 되는데, 이때, 상기 단열재(140)는 상기 열에너지 전달수단(141)과 밀착된 상태로 케이스(150)에 내장된다. 따라서, 상기 사행형 파이프 열에너지 전달수단(141)과 단열재 사이에 배치되는 고정막대(146)로 인해 상기 사행형 파이프 열에너지 전달수단(141)과 단열재 사이에 이격된 빈공간이 발생하여 밀착상태를 약화시켜 패널 전체적인 구조적 안정성을 저해할 수 있으므로, 상기 단열재(140)의 상면에는 상기 고정막대(146)를 수용함과 동시에 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 방열유로 역할을 할 수 있는 홈형태의 패턴(146)이 형성될 수 있다. 이러한 단열재(140) 상면의 홈형태의 패턴(146)의 폭간격(hd1)과 상기 홈형태의 패턴(146)들 각각의 이격간격(hd2)의 크기는 상기 단열재(140)의 단열재 역할과 방열유로 기능 등을 감안하여 바람직하게는 40 내지 50mm 크기로 형성될 수 있다.On the other hand, the PVT stacking unit (110, 120, 130) is embedded in the
상기 열에너지 전달수단(141)이 형성된 상기 태양열 흡수판(120)의 길이방향 일측 단부에는 상기 PV 패널(110)과 전기적으로 연결된 셀단자(126a, 126b, 126c)가 형성될 수 있다. 이들 셀단자는 상기 PV 패널(110)에서 생성된 전기에너지를 외부의 이차전지 등의 에너지저장시스템(Energy Storage System)에 전달하기 위한 통로로서 높은 전기절연성과 내구성, 열안정성 등이 담보되는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 셀단자(126a, 126b, 126c)들의 형상과 구조는 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 가로 방향 장변(W2)의 길이가 45 내지 55mm인 직사각형 형태의 셀단자로 형성될 수 있다. 이러한 셀단자(126a, 126b, 126c)의 장변의 길이가 45 mm 미만일 경우에는 상기 PV 패널(110)에서 생성된 전기에너지를 외부로 원활하게 전달하기 위한 전선들의 설치와 배선이 어려워질 수 있으며, 상기 셀단자(126a, 126b, 126c)의 장변의 길이가 55 mm 이상일 경우에는 상기 PV 패널(110)에서 생성된 전기에너지를 외부로 전달하기 위한 전선들이 열에너지에 지나치게 노출되어 변형되거나 손상될 수 있으며, 상기 태양열 흡수판(120)의 집열(Heat Collection)을 방해할 수 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 상기 셀단자(126a, 126b, 126c)들 사이의 간격(D2)은 적절한 절연성능 확보와 제작의 편의성 등을 감안하여 바람직하게는 25 내지 30mm로 형성될 수 있다.In addition, the shape and structure of the
상기 셀단자(126a, 126b, 126c)는 내구성과 열안정성 및 절연성이 우수한 폴리플루오린화비닐(PVF), 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 이루어진 군에서 선택된 소재의 절연필름에 의해 절연처리 됨으로써, 편리한 방법에 의해 우수한 절연성능을 확보하도록 구성될 수 있다.The cell terminal (126a, 126b, 126c) is a material selected from the group consisting of polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE) excellent in durability, heat stability and insulation By being insulated by an insulating film, it can be configured to secure excellent insulating performance by a convenient method.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like have been described by limited embodiments and drawings, but these are provided only to help the overall understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments , Anyone having ordinary knowledge in the field to which the present invention pertains can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should not be determined, and all claims that are equivalent to or equivalent to the scope of the claims as well as the claims described below belong to the scope of the spirit of the present invention. .
100: 태양광열 발전용 PVT 복합패널
110: PV 패널
120: 태양열 흡수판
130: 절연 필름
140: 단열재
141: 열에너지 전달수단100: PVT composite panel for solar power generation
110: PV panel
120: solar absorber
130: insulating film
140: insulation
141: thermal energy transfer means
Claims (10)
상기 PV 패널의 하부에 구비되어 열에너지를 흡수하는 태양열 흡수판; 및
상기 태양열 흡수판 하부에 구비되어 상기 태양열 흡수판으로부터 흡수된 열에너지를 전달하는 열에너지 전달수단이 형성되고, 상기 열에너지의 유실을 차단하는 단열재;
를 포함하고, 상기 열에너지 전달수단이 10 내지 15mm 직경사이즈를 갖는 사행형 파이프(Serpentine pipe)로 이루어진 태양광열 발전용 패널.
A PV panel that receives sunlight and generates electrical energy;
A solar absorber plate provided at the bottom of the PV panel to absorb thermal energy; And
A heat insulating material provided under the solar heat absorbing plate to form heat energy transfer means for transferring heat energy absorbed from the solar heat absorbing plate and blocking loss of the heat energy;
Including, the thermal energy transmission means is a solar thermal power panel made of a serpentine pipe (Serpentine pipe) having a diameter of 10 to 15mm.
상기 PV 패널은 태양열 흡수판과 절연 필름에 의해 서로 절연된 상태로 라미네이팅 접합되는 태양광열 발전용 패널.
According to claim 1,
The PV panel is a photovoltaic power generation panel that is laminated in a state insulated from each other by a solar absorber and an insulating film.
상기 PV 패널은 상면에 투명 필름이 라미네이팅 접합되어 있는 태양광열 발전용 패널.
According to claim 1,
The PV panel is a solar thermal power panel with a transparent film laminated to the top surface.
상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 개별 파이프들 사이의 간격이 65 내지 70mm 간격으로 이격된 구조의 사행형 파이프인 태양광열 발전용 패널.
According to claim 1,
The serpentine pipe is a panel for solar power generation, which is a serpentine pipe having a structure in which spacing between individual pipes is spaced by 65 to 70 mm.
상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 양측면 사이의 간격이 920 내지 940 mm인 사행형 파이프로 이루어진 태양광열 발전용 패널.
According to claim 1,
The serpentine pipe (Serpentine pipe) is a panel for photovoltaic power generation consisting of a meandering pipe having a gap between both sides of 920 to 940 mm.
상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)는 상기 단열재와의 사이에 상기 사행형 파이프를 정위치 고정하는 적어도 2개의 고정막대가 구비되는 태양광열 발전용 패널.
According to claim 1,
The serpentine pipe is a panel for photovoltaic power generation that is provided with at least two fixing bars for fixing the meandering pipe in place between the insulating material.
상기 고정막대는 상기 사행형 파이프(Serpentine pipe)를 형성하는 적어도 2개의 개별 파이프에 고정되는 결합부재에 의해 상기 사행형 파이프에 결합되는 태양광열 발전용 패널.
The method of claim 6,
The fixed bar is a panel for photovoltaic power generation that is coupled to the meandering pipe by a coupling member fixed to at least two individual pipes forming the serpentine pipe.
상기 열에너지 전달수단이 형성된 상기 태양열 흡수판의 길이방향 일측단부에는 상기 PV 패널과 전기적으로 연결된 셀단자가 형성되는 태양광열 발전용 패널.
According to claim 1,
A panel for photovoltaic power generation in which a cell terminal electrically connected to the PV panel is formed at one end in a longitudinal direction of the solar absorber plate on which the heat energy transfer means is formed.
상기 셀단자는 가로 방향 장변의 길이가 45 내지 55mm인 직사각형 형태의 셀단자로 형성되는 태양광열 발전용 패널.
The method of claim 8,
The cell terminal is a panel for photovoltaic power generation that is formed of a rectangular cell terminal having a length of 45 to 55 mm in the horizontal direction.
상기 셀단자는 폴리플루오린화비닐(PVF), 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)로 이루어진 군에서 선택된 소재의 절연필름에 의해 절연되는 태양광열 발전용 패널.
The method of claim 8,
The cell terminal is a panel for photovoltaic power generation insulated by an insulating film of a material selected from the group consisting of polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE).
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102168493B1 (en) | 2020-10-21 |
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