KR20200096013A - 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치에 관한 것으로, 태양열을 집열하여 열원을 공급하는 복수 개의 집열기와, 상기 집열기의 일단을 각각 관통하도록 구비되고, 열매체가 이동되는 열매체파이프와, 상기 집열기에 각각 대응되도록 이격되어 구비되고, 태양광을 전기에너지로 변환하는 판 형태의 복수 개의 태양광모듈을 포함하는 태양열 및 태양광 복합장치에 있어서, 상기 열매체파이프로부터 상기 열매체를 온수 또는 난방용 열원으로 전달받아 저장하는 축열탱크와, 상기 태양광모듈의 하부에 구비되고, 상기 태양광모듈이 각각 상기 집열기의 상부 또는 측면에 위치하도록 이동시키는 이동모듈을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 태양광 모듈을 이동시켜 태양열로 인한 집열기가 과열되는 것을 방지함으로써, 집열기의 고장을 미연에 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 태양광 모듈을 이동시켜 태양열로 인한 집열기가 과열되는 것을 방지함으로써, 집열기의 고장을 미연에 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치에 관한 것으로, 태양광모듈을 이동시켜 태양열로 인한 집열기가 과열되는 것을 방지하는 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 일반적으로 태양에너지 시스템은 화석에너지에 대한 대체 에너지로서 태양열에너지를 이용하여 온수급탕 및 난방에 필요한 열에너지 또는 태양광 판넬을 이용하여 전기를 생산하는 시스템을 말한다.
이렇듯 알려진 태양열 시스템은 태양열을 난방 또는 급탕 등으로 활용하는 온수, 난방 시스템과 태양으로부터 조사되는 광을 전기에너지로 변환하여 필요한 전기에너지를 수급하는 태양광 발전 시스템으로 구분된다.
여기서, 태양열 에너지는 에너지밀도가 낮고 계절별, 시간별 변화가 심한 에너지이므로 태양열 에너지의 활용을 극대화하면서 시스템의 전체적인 부하를 최소화할 수 있는 형태의 시스템 최적설계가 필요하다. 예컨대, 여름철의 경우 태양열을 수집하기에 최적의 기후조건을 가지지만 상대적으로 난방 또는 온수 사용이 적거나 거의 없기 때문에 축열부의 용량을 크게 함으로써 시스템 과열이 방지될 수 있도록 하는 설계가 뒷받침되어야 한다.
종래에는 위와 같이 수집되는 태양에너지에 비해 상대적으로 소모에너지가 적은 경우를 대비하여 축열부의 저장용량을 크게 함으로써 시스템의 과열을 방지하고자 하였다. 그러나 축열부의 저장용량은 축열부의 사이즈에 비례하므로 일반 가정과 같이 설치공간이 제한된 경우에 있어서는 큰 사이즈를 갖는 축열부를 설치함에 있어 공간적인 제약 때문에 많은 어려움이 있다.
본 발명은 태양광모듈을 이동시켜 태양열로 인한 집열기가 과열되는 것을 방지하는 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 태양열을 집열하여 열원을 공급하는 복수 개의 집열기와, 상기 집열기의 일단을 각각 관통하도록 구비되고, 열매체가 이동되는 열매체파이프와, 상기 집열기에 각각 대응되도록 이격되어 구비되고, 태양광을 전기에너지로 변환하는 판 형태의 복수 개의 태양광모듈을 포함하는 태양열 및 태양광 복합장치에 있어서, 상기 열매체파이프로부터 상기 열매체를 온수 또는 난방용 열원으로 전달받아 저장하는 축열탱크와, 상기 태양광모듈의 하부에 구비되고, 상기 태양광모듈이 각각 상기 집열기의 상부 또는 측면에 위치하도록 이동시키는 이동모듈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 축열탱크는, 내부 온도를 측정하는 온도센서와, 측정된 상기 온도를 이동모듈에 전달하는 송신기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이동모듈은, 상기 태양광모듈의 하부에 구비되어 좌우로 움직이도록 구비되는 이동대와, 상부가 복수 개의 상기 태양광모듈의 양끝단에 각각 결합되고, 하부가 상기 이동대의 상면에 결합되는 복수 개의 이동가이드와, 상기 이동대의 상부에 구비되어 동력을 전달하여 상기 이동대를 작동시키는 동력기를 포함할 수 있다.
본 발명은 태양광 모듈을 이동시켜 태양열로 인한 집열기가 과열되는 것을 방지함으로써, 집열기의 고장을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 평면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 후면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 평면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 정면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 후면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 측면도이다.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 후면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 및 태양광 복합장치에 설치된 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치를 나타낸 측면도이다.
도 1 내지 5를 참조하면, 태양열 및 태양광 복합장치는 집열기(10), 열매체파이프(20), 태양광모듈(30), 지지대(40), 축열탱크(100), 이동모듈(200) 등을 포함할 수 있다.
집열기(10)는 복수 개가 구비되어 태양열을 집열하여 열원을 공급할 수 있고, 열매체파이프(20)와 연결되어 열매체를 가열시킬 수 있다.
여기에서, 집열기(10)는 진공관, 연결판, 축열판 등을 포함할 수 있다.
진공관은 내측이 진공상태를 유지하도록 내부가 빈 관 형태로 이루어지고, 내부에 열매체파이프(20)가 진공관의 길이방향으로 각각 일단이 관통되도록 삽입될 수 있다.
연결판은 진공관과 축열판 사이에 위치하고, 진공관으로 입사되는 태양열의 일부 또는 전부가 축열판에 의해 연결판에 집열되어 열매체파이프(20)에 태양열을 전달하도록 진공관의 길이방향을 따라 설치될 수 있다.
또한, 연결판은 축열판 상에 열매체파이프(20)와 접하도록 고정되거나, 진공관의 내측면으로부터 축열판을 통과하여 열매체파이프(20)에 접하도록 고정될 수 있다.
여기에서, 연결판은 알루미늄, 스테인레스, 구리 등의 금속 소재로 이루어짐으로써, 열전달 효율을 높일 수 있다.
축열판은 진공관의 내측면에서 이격되거나, 진공관의 내측면에 밀착되어 태양열을 흡수하도록 구비될 수 있다.
열매체파이프(20)는 집열기(10)의 일단을 각각 관통하도록 구비되고, 열매체가 이동될 수 있다.
여기에서, 열매체파이프(20)는 가열된 열매체를 온수 또는 난방용 열원으로 축열탱크(100)에 전달할 수 있다.
태양광모듈(30)은 집열기(10)에 각각 대응되도록 이격되어 구비되고, 태양광을 전기에너지로 변환하는 판 형태로 구비될 수 있다.
여기에서, 태양광모듈(30)은 태양전지판, 전력조절장치, 축전지, 인버터 등을 포함할 수 있다.
태양전지판은 태양광을 이용하여 발전하는 태양전지로 구성되는 태양전지 모듈을 복수개로 결합하여 구성될 수 있다.
전력조절장치는 태양전지판과 결합되고, 태양전지판에서 발생된 전기가 축전지에 저장 또는 외부 부하로 공급되도록 할 수 있다.
축전지는 태양전지판과 일측이 연결되어 전력조절장치에 의해 전기를 태양전지판으로부터 전달받아 태양전지판에서 발생된 전기를 저장할 수 있다.
여기에서, 축전지는 필요한 저장 용량에 따라 크기 및 형태가 다양하게 구비될 수 있다.
인버터는 축전지 및 전력조절장치에 구비되고, 축전기 및 전력조절장치에서 공급되는 직류를 교류로 변환시킬 수 있다.
지지대(40)는 집열기(10), 열매체파이프(20), 태양광모듈(30), 이동모듈(200) 등을 하부에서 지지하고, 지면에 고정될 수 있다.
여기에서, 지지대(40)는 일측의 길이를 길게 하고, 타측의 길이를 상대적으로 짧게 함으로써, 지면을 기준으로 일정 각도로 기울어지도록 구비될 수 있다.
또한, 지지대(40)는 일측 및 타측의 길이를 필요에 따라 자동으로 움직일 수 있도록 일측 및 타측에 기어가 구비될 수 있다.
이렇게 지지대(40)에 기어가 구비됨으로써, 태양의 위치에 따라 각도를 변화시켜서 집열기(10) 및 태양광모듈(30)이 집열 및 집광이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
축열탱크(100)는 열매체파이프(20)와 연결되고, 축열탱크(100)의 내측에 구비되어 내부 온도를 측정하는 온도센서(110), 온도센서(110)와 연결되어 온도센서(110)에서 측정된 온도를 전달하는 송신기(120) 등을 포함할 수 있다.
따라서 내부 온도를 온도센서(110)를 통해 측정하고, 온도 측정값을 송신기(120)를 통해 이동모듈(200)에 전달할 수 있다.
이동모듈(200)은 태양광모듈(30)의 하부에 구비되고, 태양광모듈(30)의 하부에 구비되고, 태양광모듈(30)과 연결되어 태양광모듈(30)이 각각 집열기(200)의 상부 또는 측면에 위치하도록 이동시킬 수 있다.
여기에서, 이동모듈(200)은 이동대(210), 이동가이드(220), 동력기(230), 제어기 등을 포함할 수 있다.
이동대(210)는 태양광모듈(30)의 하부에 구비되어 좌우로 움직이도록 구비될 수 있다.
여기에서, 이동대(210)는 사각틀 형태로 형성될 수 있고, 설치 장소에 따라 다른 형태로 형성될 수 있다.
이동가이드(220)는 복수 개가 'U'형태로 상부가 복수 개의 태양광모듈(30)의 양끝단에 각각 결합되고, 하부가 이동대(210)의 상면에 결합될 수 있다.
더욱 자세하게는, 'U'형태에서 일측 끝단이 태양광모듈(30)의 일단 중심에 결합되고, 'U'형태에서 타측 끝단이 태양광모듈(30)의 일단 측면에 결합되며, 하부가 이동대(210)의 상부에 제자리에서 움직이면서 이동대(210)가 움직임에 따라 태양광모듈(30)이 각각 집열기(10)의 상부 또는 측면에 위치할 수 있다.
여기에서, 이동가이드(220)의 하부는 이동대(210)의 상부와 기어 형식으로 연결되어 맞물리면서 제자리에서 태양광모듈(30)의 위치만 변화시킬 수 있다.
동력기(230)는 이동대(210)의 상부에 구비되어 동력을 전달하여 이동대(210)가 좌우로 움직이도록 작동시킬 수 있다.
제어기는 수신기를 포함하고, 동력기(230)와 연결되며, 이동대(210)에 구비되어 축열탱크로부터 온도 측정값을 전달받아 85℃ 이상인 경우에는 동력기(230)를 제어하여 이동대(210)를 이동시켜 태양광모듈(30)이 집열기(10)의 상부에 위치하도록 함으로써, 집열기(10)에서 집열이 되지 않도록 차광시킬 수 있다.
또한, 축열탱크로부터 온도 측정값을 전달받아 50℃ 이하인 경우에는 동력기(230)를 제어하여 이동대(210)를 이동시켜 태양광모듈(30)이 집열기(10)의 측면에 위치하도록 함으로써, 집열기(10)에서 집열이 되도록 할 수 있다.
본 발명은 태양광 모듈을 이동시켜 태양열로 인한 집열기가 과열되는 것을 방지함으로써, 집열기의 고장을 미연에 방지할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
10: 집열기
20: 열매체파이프
30: 태양광모듈 40: 지지대
100: 축열탱크 110: 온도센서
120: 송신기 200: 이동모듈
210: 이동대 220: 이동가이드
230: 동력기
30: 태양광모듈 40: 지지대
100: 축열탱크 110: 온도센서
120: 송신기 200: 이동모듈
210: 이동대 220: 이동가이드
230: 동력기
Claims (3)
- 태양열을 집열하여 열원을 공급하는 복수 개의 집열기와, 상기 집열기의 일단을 각각 관통하도록 구비되고, 열매체가 이동되는 열매체파이프와, 상기 집열기에 각각 대응되도록 이격되어 구비되고, 태양광을 전기에너지로 변환하는 판 형태의 복수 개의 태양광모듈을 포함하는 태양열 및 태양광 복합장치에 있어서,
상기 열매체파이프로부터 상기 열매체를 온수 또는 난방용 열원으로 전달받아 저장하는 축열탱크와,
상기 태양광모듈의 하부에 구비되고, 상기 태양광모듈이 각각 상기 집열기의 상부 또는 측면에 위치하도록 이동시키는 이동모듈을 포함하는 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치.
- 제1항에 있어서,
상기 축열탱크는,
내부 온도를 측정하는 온도센서와,
측정된 상기 온도를 이동모듈에 전달하는 송신기를 포함하는 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치.
- 제1항에 있어서,
상기 이동모듈은,
상기 태양광모듈의 하부에 구비되어 좌우로 움직이도록 구비되는 이동대와,
상부가 복수 개의 상기 태양광모듈의 양끝단에 각각 결합되고, 하부가 상기 이동대의 상면에 결합되는 복수 개의 이동가이드와,
상기 이동대의 상부에 구비되어 동력을 전달하여 상기 이동대를 작동시키는 동력기를 포함하는 태양광 모듈을 이용한 태양열 차광장치.
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