KR20200109126A

KR20200109126A - 태양열을 이용한 정수 시스템

Info

Publication number: KR20200109126A
Application number: KR1020190028247A
Authority: KR
Inventors: 윤정훈; 서호영; 이경원; 김종언; 이순환
Original assignee: 주식회사 브리콘
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-09-22
Also published as: WO2020184767A1; KR102223348B1

Abstract

일 실시 예에 따른 정수 시스템은, 원수가 저장되는 원수 탱크; 상기 원수 탱크의 하측에 배치되고, 상기 원수 탱크로부터 공급받은 원수의 증발이 이루어지는 증발 챔버; 상기 증발 챔버에서 발생된 수증기가 응결되도록, 상기 원수 탱크의 저면에 형성되는 응결부; 및 상기 응결부에서 응결되어 형성되는 정수가 저장되는 정수 탱크를 포함할 수 있다.

Description

태양열을 이용한 정수 시스템{WATER PURIFICATION SYSTEM USING SOLAR POWER}

아래의 실시 예는 태양열을 이용한 정수 시스템에 관한 것이다.

전력망 접근이 어려운 아프리카나 농촌 지역을 중심으로 독립형(off-grid) 발전 시스템이 점차 이용되고 있다. 독립형 발전 시스템은 전력망과 연계되지 않고, 태양광 또는 태양열을 이용하여 전력을 생산하고 저장할 수 있는 시스템이다. 독립형 발전 시스템은 지속 가능한 태양 에너지를 활용하기 때문에, 전력망과 연계되지 않는 지역에서도 독립적인 전력망을 구축할 수 있다. 따라서, 독립형 발전 시스템은 아프리카와 같은 오지에 독립형 에너지 생산 시설을 구축하거나, 재난용 또는 군사용으로 긴급 에너지 공급 시설을 구축하는 등의 다양한 용도로 활용될 수 있다. 독립형 발전 시스템의 에너지 활용 효율을 높이기 위하여, 태양광 발전 모듈을 효율적으로 격납할 수 있는 구조와, 생산된 전력을 효율적으로 저장 및 관리할 수 있는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)이 요구되는 실정이다. 또한, 태양열 등을 이용하여 전력뿐만 아니라 생활에 필수적인 정수를 생산하고 공급할 수 있도록, 정수 시스템이 포함된 패지키형 독립형 발전 시스템이 요구되는 실정이다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.

일 실시 예의 목적은, 태양열을 이용하여 정수 및 온수를 생산 및 공급할 수 있는 정수 시스템을 제공하는 것이다.

일 실시 예의 목적은, 정수 및 온수의 생산성이 향상되도록 열을 효율적으로 순환시킬 수 있는 정수 시스템을 제공하는 것이다.

상기 응결부는 상기 원수 탱크의 저면과 일체로 형성될 수 있다.

상기 응결부의 적어도 일부는 하향 경사지게 형성될 수 있다.

상기 응결부는 중앙부에서 가장자리를 향할수록 하향 경사지게 형성될 수 있다.

상기 응결부의 가장자리에 배치되는 집수 챔버를 더 포함하고, 상기 응결부에서 응결되어 형성되는 정수는, 상기 응결부의 경사를 따라 가장자리로 유동되어 상기 집수 챔버에 집수될 수 있다.

상기 원수 탱크의 저면의 중앙부에 연결되고, 상기 원수 탱크로부터 상기 증발 챔버로 원수를 공급하는 원수 공급 라인을 더 포함할 수 있다.

원수 공급원으로부터 원수를 공급받고, 필터를 통해 오염 물질을 제거한 원수를 상기 원수 탱크로 공급하는 원수 필터부를 더 포함할 수 있다.

태양열을 집열하여 내부의 열순환 매체를 가열하는 태양열 집열기; 및 상기 열순환 매체가 순환되고, 상기 증발 챔버 내의 원수와 열교환을 수행하는 열교환 순환 라인을 더 포함할 수 있다.

상기 원수 필터부로부터 오염 물질이 제거된 원수를 공급받는 온수 탱크; 태양열을 집열하여 열순환 매체를 가열하는 태양열 집열기; 및 상기 열순환 매체가 순환되고, 상기 증발 챔버 및 온수 탱크 내의 원수와 열교환을 수행하는 열교환 순환 라인을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 정수 시스템은, 원수가 저장되는 원수 탱크; 상기 원수 탱크로부터 공급받은 원수의 증발이 이루어지는 증발 챔버; 상기 증발 챔버에서 발생된 수증기가 응결되도록, 상기 증발 챔버의 상측에 연결되는 응결부; 상기 원수 탱크로부터 상기 증발 챔버로 원수를 공급하고, 상기 응결부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 원수 공급 라인; 및 상기 응결부에서 응결되어 형성되는 정수가 저장되는 정수 탱크를 포함할 수 있다.

상기 원수 공급 라인은 상기 응결부의 적어도 일부를 나선형으로 권취하는 권취부를 포함할 수 있다.

상기 원수 공급 라인은 상기 응결부가 직접 관통하는 관통부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 정수 시스템은, 태양열을 이용하여 정수 및 온수를 생산 및 공급할 수 있다.

일 실시 예에 따른 정수 시스템은, 열을 효율적으로 순환시킴으로써 정수 및 온수의 생산성을 향상시킬 수 있다.

일 실시 예에 따른 정수 시스템의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 일 실시 예에 따른 모듈 조합형 패키지 시스템의 모식도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 모듈 조합형 패키지 시스템의 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 접이식 태양광 발전 모듈의 전개 상태를 도시하는 사시도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 접이식 태양광 발전 모듈의 전개 상태를 도시하는 정면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 접이식 태양광 발전 모듈의 접철 상태를 도시하는 정면도이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 삼각 지지대의 전개 상태를 도시하는 정면도이다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 삼각 지지대의 접철 상태를 도시하는 정면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 격납 상태를 도시하는 평면 투시도이다.
도 7 내지 도 10은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 배열 상태를 도시하는 평면도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 배열 상태를 도시하는 정면도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 접철 상태를 도시하는 사시도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 전개 과정을 도시하는 사시도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 전개 상태를 도시하는 사시도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 최대 전개 상태를 도시하는 사시도이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 17은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 18은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 접철, 전개 및 최대 전개 상태를 도시하는 사시도이다.
도 19는 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시하는 정면도이다.
도 20은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 21은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 정면도이다.
도 22 및 도 23은 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 개략도이다.
도 24는 도 22의 L1-L1 선에 따른 단면도로, 일 실시 예에 따른 열전냉각 모듈의 개략도이다.
도 25 및 도 26은, 도 24의 L2-L2 선에 따른 단면도로, 일 실시 예에 따른 흡열핀의 배열 상태의 개략도이다.
도 27은 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어부에 대한 블록도이다.
도 28 및 도 29는 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 개략도이다.
도 30은 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 내부 개략도이다.
도 31은 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 내부 개략도이다.
도 32는 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 개략도이다.
도 33은 일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템의 개략도이다.
도 34는 일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템의 개략도이다.
도 35는 일 실시 예에 따른 원수 공급 라인의 개략도이다.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

아프리카와 같은 오지, 개발 도상국 또는 농촌 지역 등은 기존에 설비된 전력망을 직접 연계하기 어려울 수 있다. 따라서, 독립적으로 발전 가능한 독립형(off-grid) 발전 시스템을 설치하는 것이 효과적일 수 있다. 독립형 발전 시스템은 태양광 또는 태양열과 같은 지속 가능한 에너지를 이용하여 전력을 생산하고 저장할 수 있는 시스템이다. 독립형 발전 시스템의 효율성 및 충분한 발전 용량 확보를 위하여, 태양광 에너지를 최대한으로 포집하고 활용하는 것이 중요할 수 있다. 이를 위하여, 태양광 패널의 개수를 증가시켜, 얻을 수 있는 에너지를 증가시킬 수 있다. 다만, 독립형 발전 시스템의 수출 또는 이송 과정에서, 각 모듈 및 구성들은 수출형 컨테이너 등에 격납되어야 하고, 컨테이너 내부 공간의 한계로 인해 격납될 수 있는 태양광 패널의 개수에 한계가 있을 수 있다. 따라서, 최대한 많은 태양광 패널을 한정된 공간에 격납하기 위하여, 태양광 패널을 효율적으로 격납할 수 있는 구조가 요구된다. 한편, 독립형 발전 시스템을 컨테이너에 패키징하여 해당 지역으로 이송한 뒤에, 격납된 태양광 패널을 전개하는 등의 설치 과정이 필요하다. 설치 비용 및 설치 인력을 절감하기 위하여, 효율적인 전개 구조가 요구된다. 또한, 태양광 패널을 적절한 각도로 설치하면서도 구조적인 안정성이 확보되어야 할 것이다. 한편, 독립형 발전 시스템의 설치가 필요한 지역은, 일반적으로 전력망뿐만 아니라 생활에 필수적인 정수와 온수의 직접적인 공급이 어려울 수 있다. 예를 들어, 아프리카와 같은 오지나 군사 지역과 같은 곳은 기존 수도망을 연계하여 정수 및 온수를 직접 공급하기 어려울 수 있다. 물을 정수하는 방법으로, 증류식, 역삼투압식, 탈이온식 또는 필터식 정수가 이용될 수 있다. 아프리카와 같은 오지는 의료 체계가 발달되어 있지 않은 점을 감안할 때, 박테리아, 염소 수은 및 질산염을 완벽하게 제거할 수 있고, 바이러스와 미생물까지 제거할 수 있는 증류식 정수 방법이 가장 적합할 수 있다. 물을 증류하기 위해서 태양열을 이용할 수 있고, 포집한 태양열을 이용하여 온수를 생산할 수 있다. 또한, 독립형 발전 시스템과 정수 시스템을 서로 연계하여, 태양열 등을 이용하여 전력을 생산함과 동시에 정수 및 온수를 모두 생산할 수 있는 모듈 조합형 패키지 시스템을 구성할 수 있다. 태양열 등을 이용하여 전력, 정수 및 온수를 모두 생산할 수 있는 모듈 조합형 패키지 시스템은 하나의 컨테이너에 격납되어 수출 및 이송될 수 있다. 모듈 조합형 패키지 시스템이 아프리카 등의 오지에 설치되면, 생활에 필요한 전력, 정수 및 온수를 하나의 패키지 시스템에서 모두 생산할 수 있다는 점에서 효율적일 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 모듈 조합형 패키지 시스템의 모식도이다. 도 2는 일 실시 예에 따른 모듈 조합형 패키지 시스템의 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 모듈 조합형 패키지 시스템(1)은, 태양광 발전 시스템(11), 에너지 저장 시스템(12), 정수-온수 시스템(13), 태양광열 복합 모듈(14) 및 폐열 회수부(15)를 포함할 수 있다.

모듈 조합형 패키지 시스템(1)은 하나의 패키지 시스템으로, 태양광 및 태양열을 이용하여 독립적으로 전력, 정수 및 온수를 생산 및 저장하는 시스템일 수 있다. 모듈 조합형 패키지 시스템(1)은 아프리카, 개발 도상국 또는 군사 지역과 같이, 전력과 정수 및 온수가 필요한 지역으로 공급될 수 있다. 모듈 조합형 패키지 시스템(1)은 수출 및 이송이 편리하게 수행되도록, 하나의 컨테이너(C)에 격납될 수 있다. 태양광 발전 시스템(11)은 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 에너지 저장 시스템(12)은 태양광 발전 시스템(11)에서 생산된 전력을 저장할 수 있다. 에너지 저장 시스템(12)은 컨테이너(C)의 하부에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치에 의하면, 컨테이너(C)의 무게 중심을 유지하면서 에너지 저장 시스템(12)의 격납 효율을 상승시킬 수 있다. 정수-온수 시스템(13)은 태양열을 이용하여 정수 및 온수를 생산할 수 있다. 태양광열 복합 모듈(14)은 태양광 및 태양열을 이용하여 전력을 생산할 수 있고, 집열한 태양열을 정수-온수 시스템(13)에 공급하여, 전력과 정수 및 온수의 생산을 보조할 수 있다. 폐열 회수부(15)는 에너지 저장 시스템(12)에서 발생되는 폐열을 정수-온수 시스템(13)에 공급하여 낭비되는 열을 최대한으로 활용할 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 모듈 조합형 패키지 시스템(1) 하나로 전력, 정수 및 온수를 모두 생산하고 공급할 수 있으므로, 아프리카와 같은 오지에 독립적이면서 종합적인 솔루션을 제공할 수 있다.

도 3은 일 실시 예에 따른 접이식 태양광 발전 모듈의 전개 상태를 도시하는 사시도이다. 도 4는 일 실시 예에 따른 접이식 태양광 발전 모듈의 전개 상태를 도시하는 정면도이다. 도 5는 일 실시 예에 따른 접이식 태양광 발전 모듈의 접철 상태를 도시하는 정면도이다.

도 3 내지 도5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템(11)은, 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 태양광 발전 시스템(11)은 이송 단계에서 컨테이너라는 한정된 공간에 최대한 많은 태양광 패널을 효율적으로 격납할 수 있는 접이식 구조를 포함할 수 있다. 태양광 발전 시스템(11)은 발전 단계에서 최대한 많은 태양광을 받기 위하여, 효율적인 배열로 설치될 수 있다. 태양광 발전 시스템(11)에서 생성된 전기 에너지는 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템에 저장될 수 있다. 태양광 발전 시스템(11)은 접이식 태양광 발전 모듈(111) 및 태양광 모듈 컨테이너(112)(도 6 내지 도 11 참조)를 포함할 수 있다.

접이식 태양광 발전 모듈(111)은 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 모듈일 수 있다. 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 공간 활용도를 높이기 위하여, 접이식으로 구성될 수 있다. 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 접철 상태와 전개 상태를 가질 수 있다. 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 접철 상태에서 격납, 보관 또는 이송되고, 전개 상태에서 발전을 수행할 수 있다. 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 태양광 패널체(1111) 및 패널 지지체(1112)를 포함할 수 있다.

태양광 패널체(1111)는 접이식으로 구성될 수 있다. 태양광 패널체(1111)는 제1 태양광 패널(11111), 제2 태양광 패널(11112) 및 패널 힌지(11113)를 포함할 수 있다.

제1 태양광 패널(11111) 및 제2 태양광 패널(11112)은 태양광 발전을 위한 태양광 패널을 포함할 수 있다. 제1 태양광 패널(11111) 및 제2 태양광 패널(11112)은 복수 개의 태양광 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 태양광 패널(11111) 및 제2 태양광 패널(11112)은 가로 방향으로 배열된 복수 개의 태양광 패널을 통칭하는 것으로 이해될 수 있다. 도 3에서는 예시적으로, 제1 태양광 패널(11111) 및 제2 태양광 패널(11112)이 가로 방향으로 배열된 2개의 태양광 패널을 각각 포함하는 것으로 도시되었다.

패널 힌지(11113)는 제2 태양광 패널(11112)을 제1 태양광 패널(11111)에 대하여 회전 가능하도록 연결할 수 있다. 즉, 제2 태양광 패널(11112)은 패널 힌지(11113)를 중심으로 제1 태양광 패널(11111)에 대하여 회전할 수 있다.

태양광 패널체(1111)는 패널 힌지(11113)를 중심으로 접철 상태와 전개 상태를 가질 수 있다. 도 5를 참조하면, 태양광 패널체(1111)의 접철 상태는, 패널 힌지(11113)를 중심으로 태양광 패널체(1111)가 접혀진 상태일 수 있다. 예를 들어, 접철 상태는 제2 태양광 패널(11112)이 패널 힌지(11113)를 중심으로 안쪽으로 회전되어, 제1 태양광 패널(11111)의 발전면과 제2 태양광 패널(11112)의 발전면이 서로 마주보거나 접하는 상태일 수 있다. 도 3 및 도 4를 태양광 패널체(1111)의 전개 상태는, 패널 힌지(11113)를 중심으로 태양광 패널체(1111)가 펼쳐진 상태일 수 있다. 예를 들어, 전개 상태는 제2 태양광 패널(11112)이 패널 힌지(11113)를 중심으로 바깥쪽으로 회전되어, 제1 태양광 패널(11111)의 발전면과 제2 태양광 패널(11112)의 발전면이 서로 동일 평면상에 위치하는 상태일 수 있다.

한편, 태양광 패널체(1111)는 전개 상태가 유지되도록, 전개 상태에서 제1 태양광 패널(11111) 및 제2 태양광 패널(11112)을 연결하여 고정시키는 고정 클립 더 포함할 수도 있다. 태양광 패널체(1111)는 2단 전개가 가능하도록, 제2 태양광 패널(11112)에 회전 가능하게 연결되는 제3 태양광 패널(미도시)을 포함할 수도 있다.

패널 지지체(1112)에는 태양광 패널체(1111)가 연결될 수 있다. 태양광 패널체(1111)는 패널 지지체(1112)를 기준으로 양쪽으로 대칭되게 연결될 수 있다. 패널 지지체(1112)는 태양광 패널체(1111)를 지지할 수 있다. 패널 지지체(1112)는 접이식으로 구성될 수 있다. 패널 지지체(1112)는 힌지 샤프트(11121), 삼각 지지대(11122), 하단 샤프트(11123), 중간 지지부재(11124) 및 이격 지지부재(11125)를 포함할 수 있다.

힌지 샤프트(11121)는 태양광 패널체(1111)가 패널 지지체(1112)에 연결되는 부분일 수 있다. 태양광 패널체(1111)는 힌지 샤프트(11121)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 태양광 패널(11111)의 일측은 힌지 샤프트(11121)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.

삼각 지지대(11122)는 힌지 샤프트(11121)를 지지할 수 있다. 삼각 지지대(11122)는 힌지 샤프트(11121)를 양측에서 지지하기 위해, 한 쌍으로 마련될 수 있다. 삼각 지지대(11122)는 삼각형 형상으로 형성될 수 있다. 삼각 지지대(11122)는 메인 지지부재(111221), 하단 지지부재(111222) 및 하단 힌지(111223)를 포함할 수 있다.

메인 지지부재(111221)는 힌지 샤프트(11121)의 일측에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 메인 지지부재(111221)는 2개 마련되고, 힌지 샤프트(11121)의 일측을 중심으로 소정 각도를 이루도록 연결될 수 있다.

하단 지지부재(111222)는 메인 지지부재(111221)의 하단에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 하단 지지부재(111222)는 2개 마련되고, 2개의 메인 지지부재(111221)의 하단에 각각 연결될 수 있다.

하단 힌지(111223)는 2개의 하단 지지부재(111222)를 회전 가능하게 연결할 수 있다.

패널 지지체(1112)는 접철 상태와 전개 상태를 가질 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 패널 지지체(1112)의 전개 상태에서, 2개의 하단 지지부재(111222)는 하단 힌지(111223)를 중심으로 펼쳐질 수 있다. 예를 들어, 전개 상태에서, 2개의 하단 지지부재(111222)는 하단 힌지(111223)를 중심으로 제1 각도를 이루거나, 직선을 이루도록 전개될 수 있다. 패널 지지체(1112)의 접철 상태에서, 2개의 하단 지지부재(111222)는 하단 힌지(111223)를 중심으로 접혀질 수 있다. 예를 들어, 접철 상태에서, 2개의 하단 지지부재(111222)는 하단 힌지(111223)를 중심으로 상기 제1 각도보다 작은 제2 각도를 이루도록 접혀질 수 있다. 마찬가지로, 힌지 샤프트(11121)를 중심으로 2개의 메인 지지부재(111221)가 이루는 각도는, 전개 상태에서보다 접철 상태에서 더 작아질 수 있다.

하단 샤프트(11123)는 2개의 삼각 지지대(11122)의 하단을 서로 연결할 수 있다. 하단 샤프트(11123)는 2개 마련되고, 2개의 삼각 지지대(11122)의 하단을 양쪽에서 연결할 수 있다. 하단 샤프트(11123)는 패널 지지체(1112)의 지지력 및 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 하단 샤프트(11123)는 메인 지지부재(111221) 및 하단 지지부재(111222)를 서로 회전 가능하게 연결하는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 메인 지지부재(111221) 및 하단 지지부재(111222)는 하단 샤프트(11123)를 중심으로 회전할 수 있다.

중간 지지부재(11124)는 태양광 패널체(1111)의 지지를 보조할 수 있다. 중간 지지부재(11124)의 일측은 메인 지지부재(111221) 또는 하단 샤프트(11123)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 태양광 패널체(1111)의 전개 상태에서, 중간 지지부재(11124)의 타측은 태양광 패널체(1111)의 중앙부에 연결될 수 있다. 예를 들어, 중간 지지부재(11124)의 타측은 제1 태양광 패널(11111) 및 제2 태양광 패널(11112)이 연결되는 지점에 연결될 수 있다. 중간 지지부재(11124)는 태양광 패널체(1111)가 자중에 의하여 접혀지지 않도록, 중앙부를 지지해줄 수 있다. 패널 지지체(1112)가 접철 상태인 경우, 중간 지지부재(11124)는 일측을 중심으로 회전하여, 패널 지지체(1112) 내측의 공간에 격납될 수 있다. 예를 들어, 중간 지지부재(11124)는 메인 지지부재(111221)와 동일한 길이 방향을 갖도록 회전된 채로 패널 지지체(1112) 내측의 공간에 격납될 수 있다. 한편, 중간 지지부재(11124)는 복수 개 구비되고, 각각 제1 태양광 패널(11111) 및 제2 태양광 패널(11112)을 지지하도록 연결될 수도 있다.

이격 지지부재(11125)는 태양광 패널체(1111)의 전개 상태에서, 태양광 패널체(1111)를 지면으로부터 이격시킬 수 있다. 이격 지지부재(11125)는 제2 태양광 패널(11112)의 하단을 지면에 대하여 지지할 수 있다. 이격 지지부재(11125)가 태양광 패널체(1111)를 지면으로부터 이격시킴으로써, 지면 위에 서식하는 식생이나 동물, 지면 위를 굴러다니는 돌 등의 방해 요소로부터 태양광 패널체(1111)를 보호할 수 있다. 이격 지지부재(11125)는 패널 지지체(1111) 내측의 공간에 별도로 격납될 수 있다. 이격 지지부재(11125)는 길이 방향으로 길이 조절이 가능할 수 있다. 따라서, 이격 지지부재(11125)의 길이를 조절하여, 태양광 패널체(1111)를 지면으로부터 이격시키는 거리를 조절할 수 있고, 태양광 패널체(1111)의 설치 각도를 조절할 수 있다. 이 경우, 중간 지지부재(11124)도 길이 방향으로 길이 조절이 가능하게 구성될 수 있다. 태양광 패널체(1111)가 지면으로부터 이격되는 거리가 달라지더라도, 중간 지지부재(11124)의 길이를 조절하여 연결할 수 있다. 한편, 패널 지지체(1112)는, 일측이 메인 지지부재(111221) 또는 하단 샤프트(11123)에 회전 가능하게 연결되고, 타측이 태양광 패널체(1111)의 전개 상태에서 제2 태양광 패널(11112)의 하단에 연결되는 보조 지지부재(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 패널 지지체(1112)가 접철 상태인 경우, 보조 지지부재는 일측을 중심으로 회전하여, 패널 지지체(1112) 내측의 공간에 격납될 수 있다.

이하에서는, 접이식 태양광 발전 모듈(111)의 접철 상태 및 전개 상태에 대하여 설명하도록 한다.

도 5를 참조하면, 접이식 태양광 발전 모듈(111)의 접철 상태는, 태양광 패널체(1111) 및 패널 지지체(1112)가 모두 접철 상태이고, 태양광 패널체(1111)가 패널 지지체(1112) 내측의 공간으로 격납된 상태일 수 있다. 태양광 패널체(1111)는 패널 힌지(11113)를 중심으로 접철될 수 있고, 힌지 샤프트(11121)를 중심으로 안쪽으로 회전되어 패널 지지체(1112) 내측의 공간으로 격납될 수 있다. 이 경우, 패널 지지체(1112) 또한 접철 상태로 변환될 수 있다. 즉, 접철된 태양광 패널체(1111)는 접철된 패널 지지체(1112)의 내측 공간으로 격납될 수 있다. 태양광 패널체(1111)가 패널 지지체(1112)의 양쪽에 연결되는 경우, 2개의 태양광 패널체(1111)는 각각 접철되어 패널 지지체(1112)의 내측 공간의 좌반부 및 우반부로 각각 격납될 수 있다. 패널 지지체(1112)의 접철 상태에서의 높이와, 태양광 패널체(1111)의 접철 상태에서의 높이는 서로 대응되도록 설계될 수 있다. 또한, 패널 지지체(1112)의 접철 상태에서의 폭은 태양광 패널체(1111)의 접철 상태에서의 폭의 2배가 되도록 설계될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 격납, 보관 또는 이송 단계에서 패널 지지체(1112)를 접철시킴으로써 패널 지지체(1112)가 차지하는 공간의 부피를 줄일 수 있고, 그에 따라 한정된 공간에 대한 격납 효율을 상승시킬 수 있다. 결과적으로, 공간 활용도를 높이면서 충분한 발전 용량을 확보할 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 접이식 태양광 발전 모듈(111)의 전개 상태는, 태양광 패널체(1111) 및 패널 지지체(1112)가 모두 전개 상태이고, 태양광 패널체(1111)가 패널 지지체(1112)에 의해 지지되는 상태일 수 있다. 예를 들어, 접철 상태로 컨테이너에 격납되어 이송된 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 태양광 발전을 위하여 전개 상태로 변환될 수 있다. 태양광 패널체(1111)는 패널 힌지(11113)를 중심으로 전개될 수 있고, 힌지 샤프트(11121)를 중심으로 바깥쪽으로 회전되어 패널 지지체(1112)에 의해 지지될 수 있다. 이 경우, 패널 지지체(1112) 또한 전개 상태로 변환될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 설치 단계에서 태양광 패널체(1111) 및 패널 지지체(1112)를 전개시킴으로써, 접이식 태양광 발전 모듈(111)을 간편하게 설치할 수 있고, 접이식 태양광 발전 모듈(111)의 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 높은 공간 활용도 및 격납 효율을 가지면서도, 동시에 높은 설치 용이성 및 구조적 안정성을 가질 수 있다.

도 5a는 일 실시 예에 따른 삼각 지지대의 전개 상태를 도시하는 정면도이다. 도 5b는 일 실시 예에 따른 삼각 지지대의 접철 상태를 도시하는 정면도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 삼각 지지대(11122)는 메인 지지부재(111221), 하단 지지부재(111222), 하단 힌지(111223) 및 하단 힌지홈(111224)을 포함할 수 있다.

하단 힌지홈(111224)은 적어도 어느 하나의 하단 지지부재(111222)에 형성될 수 있다. 하단 힌지홈(111224)은 길이 방향으로 함몰 또는 관통되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 하단 힌지홈(111224)은 하단 지지부재(111222)의 길이 방향으로 형성될 수 있다. 하단 힌지홈(111224)은 하단 힌지(111223)가 이동되는 경로를 제공할 수 있다. 즉, 하단 힌지(111223)는 하단 힌지홈(111224)을 따라 이동될 수 있다. 하단 힌지(111223)가 하단 힌지홈(111224)을 따라 이동됨으로써, 삼각 지지대(11122)는 전개 상태 또는 접철 상태를 가질 수 있다. 삼각 지지대(11122)의 전개 상태 또는 접철 상태는, 패널 지지체(1112) 및 패양광 패널체(1111)의 전개 상태 또는 접철 상태로 이해될 수 있다.

도 5a를 참조하면, 삼각 지지대(11122)의 전개 상태에서, 2개의 하단 지지부재(111222)는 길이 방향으로 서로 멀어질 수 있다. 예를 들어, 전개 상태에서, 2개의 하단 지지부재(111222)가 서로 멀어지도록, 하단 힌지(111223)는 하단 힌지홈(111224)의 일측에 위치될 수 있다. 도 5b를 참조하면, 삼각 지지대(11122)의 접철 상태에서, 2개의 하단 지지부재(111222)는 길이 방향으로 서로 겹쳐질 수 있다. 예를 들어, 접철 상태에서, 2개의 하단 지지부재(111222)가 서로 겹쳐지도록, 하단 힌지(111223)는 하단 힌지홈(111224)의 타측에 위치될 수 있다. 한편, 일 실시 예에 따른 삼각 지지대(11122)는 하단 힌지(111223)를 하단 힌지홈(111224)의 특정 위치에 고정시키기 위한 하단 힌지 고정 수단을 더 포함할 수도 있다.

도 6은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 격납 상태를 도시하는 평면 투시도이다. 도 7 내지 도 10은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 배열 상태를 도시하는 평면도이다. 도 11은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 배열 상태를 도시하는 정면도이다.

도 6 내지 도 11을 참조하면, 태양광 발전 시스템(11)은 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111) 및 태양광 모듈 컨테이너(112)를 포함할 수 있다. 태양광 모듈 컨테이너(112)는 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 격납되는 컨테이너일 수 있다.

도 6을 참조하면, 태양광 발전 시스템(11)의 이송 단계에서, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 태양광 모듈 컨테이너(112)의 내부에 접철 상태로 격납될 수 있다. 태양광 모듈 컨테이너(112)에 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 격납되고 남은 여분의 공간에는, 에너지 저장 시스템(12), 정수-온수 시스템(13), 태양광열 복합 모듈(14) 또는 폐열 회수부(15)의 일부 또는 전부 구성이 격납될 수 있다. 태양광 모듈 컨테이너(112)는 복수 개 마련되고, 더 큰 컨테이너(C)에 격납될 수 있다. 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)을 복수 개의 태양광 모듈 컨테이너(112)에 분배하여 격납시키면, 격납 안정성이 향상될 수 있다. 도 6은 예시적으로, 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112)에 각각 8개 및 4개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 접철 상태로 격납된 상태를 도시한다. 도 6 내지 도 11에서는 예시적으로, 제1 태양광 패널(11111) 및 제2 태양광 패널(11112)이 가로 방향으로 배열된 3개의 태양광 패널을 각각 포함하는 것으로 도시되었다. 도 6 내지 도 11에서 접이식 태양광 발전 모듈(111)의 제1 태양광 패널(1111) 및 제2 태양광 패널(1112)은 가로 방향으로 배열된 3개의 태양광 패널을 통칭하여 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이하에서는, 도 6에 도시된 태양광 발전 시스템(11)을 기준으로, 예를 들어 설명하도록 한다.

도 7 내지 도 11을 참조하면, 태양광 발전 시스템(11)의 발전 단계에서, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 태양광 모듈 컨테이너(112)의 외부에 전개 상태로 배열될 수 있다. 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)을 배열함에 있어서, 태양광을 효율적으로 받을 수 있으면서도, 공간을 활용할 수 있고, 구조적으로 안정하게 배열하는 것이 중요할 수 있다. 이를 위하여, 태양광 모듈 컨테이너(112)는 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)을 보호하거나 지지하는 구조물로 이용될 수 있다.

도 7을 참조하면, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 태양광 모듈 컨테이너(112)의 양측에 전개 상태로 배열될 수 있다. 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111) 중 적어도 일부는 태양광 모듈 컨테이너(112)의 양측에 밀착되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112)는 길이 방향으로 배열될 수 있다. 6개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은, 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112)의 양측에 3개씩 밀착되도록 전개 상태로 배열될 수 있다. 나머지 6개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 앞서 배열된 6개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)의 측면에 각각 밀착되게 배열될 수 있다. 이와 같은 배열에 의하면, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111) 및 태양광 모듈 컨테이너(112)가 서로 밀착 배열되므로, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 바람 등에 쓰러지지 않는 등의 구조적 안정성이 향상될 수 있다.

도 8을 참조하면, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 서로 이격 배치되는 적어도 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112)의 사이에 전개 상태로 배열될 수 있다. 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 적어도 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112)의 사이에서 서로 밀착되도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112)는 서로 이격되어 배치될 수 있다. 12개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 2열 횡대로 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112) 사이에 밀착 배열될 수 있다. 이를 위하여, 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112)는 6개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)의 폭에 대응되는 거리만큼 이격 배치될 수 있다. 이와 같은 배열에 의하면, 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 배열된 공간이, 양쪽에 배치된 태양광 모듈 컨테이너(112)에 의해 보호되므로, 동물이나 바람에 날리는 돌 등으로부터 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 보호될 수 있다. 또한, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111) 및 태양광 모듈 컨테이너(112)가 서로 밀착 배열되므로, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 바람 등에 쓰러지지 않는 등의 구조적 안정성이 향상될 수 있다. 태양광 모듈 컨테이너(112)가 2개 이상 구비되는 경우, 복수 개의 태양광 모듈 컨테이너(112)는 접이식 태양광 발전 모듈(111)을 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.

도 9를 참조하면, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 적어도 2개의 태양광 모듈 컨테이너(112)의 사이 및 양측에 전개 상태로 배열될 수 있다. 도 9에 따른 배열은, 도 7 및 도 8에 따른 배열을 혼합한 배열로 이해될 수 있다.

도 10을 참조하면, 복수 개의 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 태양광 모듈 컨테이너(112)의 상단에 전개 상태로 배열될 수 있다. 접이식 태양광 발전 모듈(111)을 태양광 모듈 컨테이너(112)의 상단에 배치하면, 지상 위의 식생, 동물 또는 돌 등의 방해 요소로부터 벗어날 수 있다. 이와 같은 배열은, 지상 위에 식생이 무성하거나, 야생동물이 서식하거나, 돌 등이 많아 지면이 평탄하지 않은 경우에 효과적일 수 있다. 태양광 모듈 컨테이너(112)의 적어도 일부는, 상단에 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 설치될 수 있는 공간을 마련하기 위하여, 전개식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 태양광 모듈 컨테이너(112)의 적어도 일부는 폭 방향에 대해 분리 가능한 조립식 구조로 구성될 수 있다. 발전 단계에서, 태양광 모듈 컨테이너(112)는 폭 방향으로 분리되어, 접이식 태양광 발전 모듈(111)이 설치되는 받침대로 사용될 수 있다.

도 11을 참조하면, 태양광 모듈 컨테이너(112)는 태양광 패널체(1111)를 지지하는 지지대로 활용될 수 있다. 태양광 패널체(1111)는 태양광 모듈 컨테이너(112)의 상단에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 제2 태양광 패널(11112)의 단부는 태양광 모듈 컨테이너(112)의 상단에 의해 지지될 수 있다. 이와 같은 배열은 태양광 패널체(1111)의 설치 각도를 높일 수 있다는 점에서 효과적일 수 있다. 한편, 이와 동시에 다른 접이식 태양광 발전 모듈(111)은 태양광 모듈 컨테이너(112)의 상단에 전개 상태로 설치될 수 있다. 한편, 도 7 내지 도 11에서 태양광 모듈 컨테이너(112)는 컨테이너(C)를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 즉, 태양광 모듈 컨테이너(112) 대신 컨테이너(C)를 이용하더라도 동일한 기술적 효과를 발생시킬 수 있다.

도 12는 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 접철 상태를 도시하는 사시도이다. 도 13은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 전개 과정을 도시하는 사시도이다. 도 14는 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 전개 상태를 도시하는 사시도이다. 도 15는 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 최대 전개 상태를 도시하는 사시도이다. 도 16은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시하는 정면도이다. 도 17은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시하는 측면도이다.

도 12 내지 도 17을 참조하면, 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템(21)은, 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 태양광 발전 시스템(21)은 이송 단계에서 컨테이너라는 한정된 공간에 최대한 많은 태양광 패널을 격납할 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 태양광 발전 시스템(21)은 설치 및 해체 단계에서 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있도록, 간편하게 설치 및 해체될 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 태양광 발전 시스템(21)에서 생성된 전기 에너지는 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템에 저장될 수 있다. 태양광 발전 시스템(21)은 태양광 패널 어레이(211), 레일부(212), 서브 컨테이너(213) 및 구동부(214)를 포함할 수 있다.

태양광 패널 어레이(211)는 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)는 복수 개의 태양광 패널이 일 방향으로 연결된 구조일 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)는 접철 상태와 전개 상태를 가질 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)는 접철 상태에서 격납, 보관 또는 이송되고, 전개 상태에서 발전을 수행할 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)는 태양광 패널(2111), 상단 패널 힌지(2112) 및 하단 패널 힌지(2113)를 포함할 수 있다.

태양광 패널(2111)은 태양광 발전을 위한 태양광 패널일 수 있다. 태양광 패널(2111)은 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 태양광 패널(2111)은 상단 및 하단이 교대로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 태양광 패널(2111)은 지그재그 형상을 이루도록, 반대 방향으로 교대로 경사지게 연결될 수 있다.

복수 개의 태양광 패널(2111)이 연결되는 부위에는 힌지가 연결될 수 있다. 태양광 패널(2111)의 상단에는 상단 패널 힌지(2112)가 연결될 수 있다. 상단 패널 힌지(2112)는 복수 개 구비되고, 인접한 두 태양광 패널(2111)의 상단마다 연결될 수 있다. 태양광 패널(2111)의 하단에는 하단 패널 힌지(2113)가 연결될 수 있다. 하단 패널 힌지(2113)는 복수 개 구비되고, 인접한 두 태양광 패널(2111)의 하단마다 연결될 수 있다. 인접한 두 태양광 패널(2111)은 상단 패널 힌지(2112) 또는 하단 패널 힌지(2113)를 중심으로 서로에 대해 회전 가능할 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)의 양끝에 위치한 태양광 패널(2111)의 하단에도, 레일부(212)에 대하여 회전 가능하도록 하단 패널 힌지(2113)가 연결될 수 있다. 하단 패널 힌지(2113)는 샤프트를 포함할 수 있다. 하단 패널 힌지(2113)는 샤프트를 포함함으로써, 복수 개의 태양광 패널(2111)의 하중을 안정적으로 지지할 수 있다.

태양광 패널 어레이(211)의 접철 상태는, 복수 개의 태양광 패널(2111)이 서로 밀착되도록 접철된 상태일 수 있다. 접철 상태에서 복수 개의 태양광 패널(2111)이 반드시 서로 접촉되어야 하는 것은 아니며, 복수 개의 태양광 패널(2111)의 간격이 좁아진 상태로 이해될 수 있다. 복수 개의 태양광 패널(2111)의 간격은, 인접한 두 태양광 패널(2111)의 중심과 중심 사이의 거리를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)의 접철 상태에서, 복수 개의 태양광 패널(2111)은 서로 평행하게 위치될 수 있다.

태양광 패널 어레이(211)의 전개 상태는, 복수 개의 태양광 패널(2111)의 간격이 멀어지도록 전개된 상태일 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널 어레이(211)의 전개 상태는, 복수 개의 태양광 패널(2111)의 간격이 접철 상태에서의 간격보다 멀어진 상태일 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)의 전개 상태에서, 복수 개의 태양광 패널(2111)은 측면에서 바라본 상태를 기준으로, 복수 개의 삼각형을 형성하거나 일직선을 형성할 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)가 최대로 전개되면, 복수 개의 태양광 패널(2111)은 모두 동일 평면상에 위치될 수 있다 (도 15 참조). 한편, 태양광 패널 어레이(211)가 전개될 때, 각 태양광 패널(2111)이 동일한 간격으로 전개될 수 있도록 태양광 패널 어레이(211)는 와이어로 연결되거나, 링키지 구조로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 태양광 패널(2111)은 X자 링키지(scissor linkage)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 태양광 패널 어레이(211)의 일측이 당겨지면, 각 태양광 패널(2111)은 동일한 간격으로 전개될 수 있다.

레일부(212)는 태양광 패널 어레이(211)를 하측에서 지지할 수 있다. 레일부(212)는 태양광 패널 어레이(211)가 접철 상태에서 전개 상태로 변환되는 경로를 가이드할 수 있다. 레일부(212)는 가이드 레일(2121), 휠 부재(2122), 레일 지지부재(2123) 및 클러치 부재를 포함할 수 있다.

가이드 레일(2121)은 길이 방향을 가질 수 있다. 가이드 레일(2121)은 태양광 패널 어레이(211)가 접철 상태에서 전개 상태로 변환되는 경로를 제공할 수 있다. 가이드 레일(2121)은 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 가이드 레일(2121)은 태양광 패널 어레이(211)의 폭 방향의 양측에 배치될 수 있다. 가이드 레일(2121)은 다단으로 구성될 수 있다. 가이드 레일(2121)은 길이 방향에 대하여 다단으로 접철 및 전개 가능할 수 있다.

휠 부재(2122)는 가이드 레일(2121)을 따라 병진 이동 가능할 수 있다. 휠 부재(2122)는 가이드 레일(2121)을 따라 미끄러지거나 구를 수 있다. 휠 부재(2122)는 바퀴, 롤러 또는 베어링을 포함할 수 있다. 휠 부재(2122)는 복수 개의 태양광 패널(2111)의 하단에 연결될 수 있다. 휠 부재(2122)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 휠 부재(2122)는 복수 개의 태양광 패널(2111)의 폭 방향의 양측에 연결될 수 있다. 예를 들어, 휠 부재(2122)는 하단 패널 힌지(2113)에 연결될 수 있다. 이 경우, 하단 패널 힌지(2113)는 샤프트를 포함할 수 있다. 휠 부재(2122)는 하단 패널 힌지(2113)의 샤프트의 양측에 연결될 수 있다.

레일 지지부재(2123)는 가이드 레일(2121)의 하단을 지지할 수 있다. 레일 지지부재(2123)는 가이드 레일(2121)을 지면으로부터 이격시킬 수 있다. 가이드 레일(2121)을 지면으로부터 이격시킴으로써, 지면 위에 서식하는 식생이나 동물, 지면 위를 굴러다니는 돌 등의 방해 요소로부터 태양광 패널 어레이(211)를 보호할 수 있다. 레일 지지부재(2123)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 레일 지지부재(2123)는 서로 이격 배치될 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)의 하중에 의하여 가이드 레일(2121)이 휘어지거나 구부러지는 것을 방지하기 위하여, 레일 지지부재(2123)는 가이드 레일(2121)에 가해지는 하중을 분산시킬 수 있다. 레일 지지부재(2123)의 높이는 조절 가능할 수 있다. 따라서, 태양광 패널 어레이(211)를 지면으로부터 이격시키는 거리를 조절할 수 있다. 또한, 지면이 평탄하지 않은 경우에, 각 레일 지지부재(2123)의 높이를 조절하여 가이드 레일(2121)의 평활도를 조절할 수 있다.

클러치 부재(미도시)는 태양광 패널 어레이(211)의 접철 상태 또는 전개 상태가 유지되도록, 휠 부재(2122)의 이동을 제한할 수 있다. 예를 들어, 클러치 부재는, 태양광 패널 어레이(211)가 삼각형 형태의 전개 상태에 있을 때, 자중에 의하여 더 전개되지 않도록 휠 부재(2122)의 이동을 제한할 수 있다. 또한, 클러치 부재는, 태양광 패널 어레이(211)가 접철 상태에 있을 때, 외부 충격 또는 컨테이너의 기울어짐 등으로 인해, 태양광 패널 어레이(211)가 전개되지 않도록 휠 부재(2122)의 이동을 제한할 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 레일부(212)는 고정점 클램프 부재(미도시) 및 최대 전개 클램프 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 고정점 클램프 부재는 태양광 패널 어레이(211)의 전개를 위한 고정점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 고정점 클램프 부재는 태양광 패널 어레이(211)의 가장 내측에 위치한 태양광 패널(2111)의 하단을 가이드 레일(2121)에 고정시킬 수 있다. 고정점 클램프 부재에 의해 가장 내측에 위치한 태양광 패널(2111)의 하단의 위치가 고정되면, 가장 외측에 위치한 태양광 패널(2111)을 당겨서 태양광 패널 어레이(211)를 전개시킬 수 있다. 최대 전개 클램프 부재는 태양광 패널 어레이(211)가 최대로 전개되었을 때, 상단 패널 힌지(2112)를 가이드 레일(2121)에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 도 15와 같이 태양광 패널 어레이(211)가 최대로 전개되어 일직선을 이루었을 때, 최대 전개 클램프 부재가 상단 패널 힌지(2112)를 가이드 레일(2121)에 고정시킴으로써, 태양광 패널 어레이(211)가 가이드 레일(2121)에 대하여 안정적으로 지지될 수 있다.

서브 컨테이너(213)는 태양광 패널 어레이(211) 및 레일부(212)를 격납할 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)는 접철 상태로 서브 컨테이너(213)에 격납될 수 있다. 가이드 레일(2121)은 다단으로 접철되어 서브 컨테이너(213)에 격납될 수 있다. 태양광 패널 어레이(211) 및 레일부(212)는 서로 연결된 상태로 서브 컨테이너(213)에 격납되고, 보관 또는 이송될 수 있다. 서브 컨테이너(213)는 복수 개 구비될 수 있다. 서브 컨테이너(213)는 메인 컨테이너(C)에 격납되고, 보관 또는 이송될 수 있다. 태양광 발전 시스템(21)의 설치 단계에서, 서브 컨테이너(213)는 메인 컨테이너(C)에 대해 태양광 패널 어레이(211)가 전개되는 방향으로 병진 이동될 수 있다. 서브 컨테이너(213)가 메인 컨테이너(C)의 외부로 병진 이동됨으로써, 태양광 패널 어레이(211) 위에 메인 컨테이너(C)의 그림자가 드리우는 것을 방지할 수 있다. 이를 위하여, 서브 컨테이너(213)의 하단에는 레일 및 휠 구조가 연결될 수 있다. 한편, 서브 컨테이너(213)는 프레임 구조로 형성될 수 있다. 서브 컨테이너(213)가 프레임 구조로 형성되면, 서브 컨테이너(213)의 그림자가 태양광 패널 어레이(211) 위에 드리우는 것을 최소화할 수 있다.

구동부(214)는 태양광 패널 어레이(211)를 접철 상태에서 전개 상태로 변환시킬 수 있다. 구동부(214)는 태양광 패널 어레이(211)의 맞은편에 배치되고, 태양광 패널 어레이(211)를 당기는 힘을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(214)는 수동 윈치 또는 자동 윈치를 포함할 수 있다. 구동부(214)는 가이드 레일(2121)의 단부에 배치될 수 있다. 구동부(214)는 와이어 또는 사슬 등의 연결 부재를 포함할 수 있다. 연결 부재는 태양광 패널 어레이(211)의 가장 외측에 위치한 태양광 패널(2111)의 하단, 예를 들어 하단 패널 힌지(2113)에 연결될 수 있다. 구동부(214)가 연결 부재를 당김으로써, 태양광 패널 어레이(211)는 가이드 레일(2111)을 따라 점차 전개될 수 있다.

이하에서, 도 12 내지 도 15를 참조하여, 태양광 발전 시스템(21)의 설치 및 해제 단계에 대해 설명하도록 한다. 메인 컨테이너(C)에 격납되어 이송된 태양광 발전 시스템(21)은 설치 단계를 거칠 수 있다. 도 12와 같이, 메인 컨테이너(C)가 개방되고, 서브 컨테이너(213)는 메인 컨테이너(C)에 대해 태양광 패널 어레이(211)가 전개되는 방향으로 병진 이동될 수 있다. 도 13과 같이, 접철 상태로 격납된 가이드 레일(2121)은 다단으로 전개될 수 있다. 전개된 가이드 레일(2121)의 하단에는 레일 지지부재(2123)가 설치될 수 있다. 도 14와 같이, 가이드 레일(2121)을 따라 태양광 패널 어레이(211)를 당겨서, 태양광 패널 어레이(211)를 전개시킬 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널 어레이(211)의 가장 내측에 위치한 태양광 패널(2111)의 하단을 가이드 레일(2121)에 고정시키고, 태양광 패널 어레이(211)의 가장 외측에 위치한 태양광 패널(2111)을 가이드 레일(2121)을 따라 당길 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)의 가장 외측에 위치한 태양광 패널(2111)이 점차 당겨짐에 따라, 태양광 패널 어레이(211)는 점차 전개될 수 있다. 목표하는 설치 각도에 도달할 때까지 태양광 패널 어레이(211)를 전개시킬 수 있다. 목표하는 설치 각도에 도달하면, 클러치 부재를 이용하여 태양광 패널 어레이(211)의 전개 상태를 고정시킬 수 있다. 상황에 따라, 도 15와 같이, 태양광 패널 어레이(211)를 최대로 전개시킬 수 있다. 태양광 패널 어레이(211)를 전개시키기 위하여, 당기는 힘을 발생시키는 구동부(214)가 이용될 수도 있다. 한편, 기상 상태가 악화되는 등의 이유로, 태양광 발전 시스템(21)의 설치를 해체해야 하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 태양광 패널 어레이(211)를 서브 컨테이너(213)를 향해 밀어서 접철 상태로 변환시킬 수 있다. 또한, 가이드 레일(2121)도 서브 컨테이너(213)를 향해 밀어서 접철 상태로 변환시킬 수 있다. 결과적으로, 태양광 발전 시스템(21)은 태양광 패널 어레이(211)를 레일부(212)를 따라 당기거나 밂으로써, 쉽게 설치하거나 해체할 수 있다. 따라서, 설치 및 해체에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 기상 악화 등의 상황에 빠르게 대처하는 것이 가능할 수 있다.

도 18은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 접철, 전개 및 최대 전개 상태를 도시하는 사시도이다. 도 19는 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시하는 정면도이다. 도 20은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템을 개략적으로 도시하는 측면도이다.

도 18 내지 도 20을 참조하면, 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템(31)은, 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 태양광 발전 시스템(31)은 이송 단계에서 컨테이너라는 한정된 공간에 최대한 많은 태양광 패널을 격납할 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 태양광 발전 시스템(31)은 설치 및 해체 단계에서 소요되는 시간과 비용을 줄일 수 있도록, 간편하게 설치 및 해체될 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 태양광 발전 시스템(31)에서 생성된 전기 에너지는 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템에 저장될 수 있다. 태양광 발전 시스템(31)은 태양광 패널 어레이(311), 가이드부(312), 컨테이너(313), 서브 컨테이너(314) 및 구동부(315)를 포함할 수 있다.

태양광 패널 어레이(311)는 태양광을 이용하여 전력을 생산할 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)는 복수 개의 태양광 패널이 일 방향으로 연결된 구조일 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)는 접철 상태와 전개 상태를 가질 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)는 접철 상태에서 격납, 보관 또는 이송되고, 전개 상태에서 발전을 수행할 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)는 태양광 패널(3111), 상단 패널 힌지(3112) 및 하단 패널 힌지(3113)를 포함할 수 있다.

태양광 패널(3111)은 태양광 발전을 위한 태양광 패널일 수 있다. 태양광 패널(3111)은 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 태양광 패널(3111)은 상단 및 하단이 교대로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 태양광 패널(3111)은 지그재그 형상을 이루도록, 반대 방향으로 교대로 경사지게 연결될 수 있다.

복수 개의 태양광 패널(3111)이 연결되는 부위에는 힌지가 연결될 수 있다. 태양광 패널(3111)의 상단에는 상단 패널 힌지(3112)가 연결될 수 있다. 상단 패널 힌지(3112)는 복수 개 구비되고, 인접한 두 태양광 패널(3111)의 상단마다 연결될 수 있다. 태양광 패널(3111)의 하단에는 하단 패널 힌지(3113)가 연결될 수 있다. 하단 패널 힌지(3113)는 복수 개 구비되고, 인접한 두 태양광 패널(3111)의 하단마다 연결될 수 있다. 인접한 두 태양광 패널(3111)은 상단 패널 힌지(3112) 또는 하단 패널 힌지(3113)를 중심으로 서로에 대해 회전 가능할 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)의 양끝에 위치한 태양광 패널(3111)의 상단에도, 가이드부(312)에 대하여 회전 가능하도록 상단 패널 힌지(3112)가 연결될 수 있다. 상단 패널 힌지(3112)는 샤프트를 포함할 수 있다. 상단 패널 힌지(3112)는 샤프트를 포함함으로써, 복수 개의 태양광 패널(3111)의 하중을 안정적으로 지지할 수 있다.

태양광 패널 어레이(311)의 접철 상태는, 복수 개의 태양광 패널(3111)이 서로 밀착되도록 접철된 상태일 수 있다. 접철 상태에서 복수 개의 태양광 패널(3111)이 반드시 서로 접촉되어야 하는 것은 아니며, 복수 개의 태양광 패널(3111)의 간격이 좁아진 상태로 이해될 수 있다. 복수 개의 태양광 패널(3111)의 간격은, 인접한 두 태양광 패널(3111)의 중심과 중심 사이의 거리를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)의 접철 상태에서, 복수 개의 태양광 패널(3111)은 서로 평행하게 위치될 수 있다.

태양광 패널 어레이(311)의 전개 상태는, 복수 개의 태양광 패널(3111)의 간격이 멀어지도록 전개된 상태일 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널 어레이(311)의 전개 상태는, 복수 개의 태양광 패널(3111)의 간격이 접철 상태에서의 간격보다 멀어진 상태일 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)의 전개 상태에서, 복수 개의 태양광 패널(3111)은 측면에서 바라본 상태를 기준으로, 복수 개의 삼각형을 형성하거나 일직선을 형성할 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)가 최대로 전개되면, 복수 개의 태양광 패널(3111)은 모두 동일 평면상에 위치될 수 있다. 한편, 태양광 패널 어레이(311)가 전개될 때, 각 태양광 패널(3111)이 동일한 간격으로 전개될 수 있도록 태양광 패널 어레이(311)는 와이어로 연결되거나, 링키지 구조로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 태양광 패널(3111)은 X자 링키지(scissor linkage)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 태양광 패널 어레이(311)의 일측이 당겨지면, 각 태양광 패널(3111)은 동일한 간격으로 전개될 수 있다.

가이드부(312)는 태양광 패널 어레이(311)를 상측에서 지지할 수 있다. 가이드부(312)는 태양광 패널 어레이(311)가 접철 상태에서 전개 상태로 변환되는 경로를 가이드할 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)가 가이드부(312)에 매달리는 형태일 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 태양광 패널 어레이(311)가 지면으로부터 이격되어 가이드부(312)에 매달리게 되므로, 태양광 패널 어레이(311)의 하부 공간을 활용할 수 있다. 예를 들어, 가이드부(312)에 매달린 태양광 패널 어레이(311)의 하부 공간에 그늘이 형성될 수 있다. 또한, 태양광 패널 어레이(311)가 지면으로부터 이격되기 때문에, 지면 위에 서식하는 식생이나 동물, 지면 위를 굴러다니는 돌 등의 방해 요소로부터 태양광 패널 어레이(311)를 보호할 수 있다. 가이드부(312)는 가이드 부재(3121), 이동 부재(3122), 가이드 지지부재(3123) 및 클러치 부재를 포함할 수 있다.

가이드 부재(3121)는 길이 방향을 가질 수 있다. 가이드 부재(3121)는 태양광 패널 어레이(311)가 접철 상태에서 전개 상태로 변환되는 경로를 제공할 수 있다. 가이드 부재(3121)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 가이드 부재(3121)는 태양광 패널 어레이(311)의 폭 방향의 양측에 배치될 수 있다. 가이드 부재(3121)는 와이어 또는 레일을 포함할 수 있다. 가이드 부재(3121)에 포함되는 레일은 다단으로 구성될 수 있고, 길이 방향에 대하여 다단으로 접철 및 전개 가능할 수 있다.

이동 부재(3122)는 가이드 부재(3121)를 따라 병진 이동 가능할 수 있다. 이동 부재(3122)는 가이드 부재(3121)를 따라 미끄러지거나 구를 수 있다. 이동 부재(3122)는 도르래, 풀리, 바퀴, 롤러 또는 베어링을 포함할 수 있다. 이동 부재(3122)는 복수 개의 태양광 패널(3111)의 상단에 연결될 수 있다. 이동 부재(3122)는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 한 쌍의 이동 부재(3122)는 복수 개의 태양광 패널(3111)의 폭 방향의 양측에 연결될 수 있다. 예를 들어, 이동 부재(3122)는 상단 패널 힌지(3112)에 연결될 수 있다. 이 경우, 상단 패널 힌지(3112)는 샤프트를 포함할 수 있다. 이동 부재(3122)는 상단 패널 힌지(3112)의 샤프트의 양측에 연결될 수 있다.

가이드 지지부재(3123)는 가이드 부재(3121)를 지지할 수 있다. 가이드 부재(3121)에 태양광 패널 어레이(311)가 매달릴 수 있는 공간이 마련되도록, 가이드 지지부재(3123)는 가이드 부재(3121)를 지면으로부터 이격시킬 수 있다. 가이드 지지부재(3123)는 가이드 부재(3121)에 매달리는 태양광 패널 어레이(311)의 하중을 지지할 수 있다. 가이드 지지부재(3123)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 가이드 지지부재(31230는 서로 이격 배치되어, 태양광 패널 어레이(311)의 하중을 분산하여 지지할 수 있다. 가이드 지지부재(3123)의 높이는 조절 가능할 수 있다. 따라서, 태양광 패널 어레이(311)를 지면으로부터 이격시키는 거리를 조절할 수 있다. 또한, 지면이 평탄하지 않은 경우에, 각 가이드 지지부재(3123)의 높이를 조절하여 가이드 부재(3121)의 평활도를 조절할 수 있다.

클러치 부재(미도시)는 태양광 패널 어레이(311)의 접철 상태 또는 전개 상태가 유지되도록, 이동 부재(3122)의 이동을 제한할 수 있다. 예를 들어, 클러치 부재는, 태양광 패널 어레이(311)가 삼각형 형태의 전개 상태에 있을 때, 자중에 의하여 접철되지 않도록 이동 부재(3122)의 이동을 제한할 수 있다. 또한, 클러치 부재는, 태양광 패널 어레이(311)가 접철 상태에 있을 때, 외부 충격 또는 컨테이너의 기울어짐 등으로 인해, 태양광 패널 어레이(311)가 전개되지 않도록 이동 부재(3122)의 이동을 제한할 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 가이드부(312)는 고정점 클램프 부재(미도시) 및 최대 전개 클램프 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 고정점 클램프 부재는 태양광 패널 어레이(311)의 전개를 위한 고정점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 고정점 클램프 부재는 태양광 패널 어레이(311)의 가장 내측에 위치한 태양광 패널(3111)의 상단을 가이드 부재(3121)에 고정시킬 수 있다. 고정점 클램프 부재에 의해 가장 내측에 위치한 태양광 패널(3111)의 상단의 위치가 고정되면, 가장 외측에 위치한 태양광 패널(3111)을 당겨서 태양광 패널 어레이(311)를 전개시킬 수 있다. 최대 전개 클램프 부재는 태양광 패널 어레이(311)가 최대로 전개되었을 때, 하단 패널 힌지(3113)를 가이드 부재(3121)에 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널 어레이(311)가 최대로 전개되어 일직선을 이루었을 때, 최대 전개 클램프 부재가 하단 패널 힌지(3113)를 가이드 부재(3121)에 고정시킴으로써, 태양광 패널 어레이(311)가 가이드 부재(3121)에 대하여 안정적으로 지지될 수 있다.

컨테이너(313)는 태양광 패널 어레이(311) 및 가이드부(312)를 격납할 수 있다. 이송 단계에서 태양광 패널 어레이(311)는 접철 상태로 컨테이너(313)에 격납될 수 있다. 가이드부(312)가 레일을 포함하는 경우, 레일은 다단으로 접철되어 컨테이너(313)에 격납될 수 있다. 태양광 패널 어레이(311) 및 가이드부(312)는 서로 연결된 상태로 컨테이너(313)에 격납되고, 보관 또는 이송될 수 있다. 태양광 발전 시스템(31)의 설치 및 발전 단계에서, 컨테이너(313)는 가이드부(312)의 적어도 일측을 지지할 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(313)가 가이드 부재(3121)의 일측을 지지하고, 가이드 지지부재(3122)가 가이드 부재(3121)의 타측을 지지할 수 있다. 가이드 부재(3121)의 하측으로 충분한 공간이 확보되도록, 가이드 부재(3121)는 컨테이너(313)의 상측에서 지지될 수 있다. 컨테이너(313)를 가이드 부재(3121)의 지지 수단으로 이용함으로써, 설치의 편의성 및 구조적 안정성을 향상시킬 수 있고, 공간 및 비용을 절약할 수 있다.

서브 컨테이너(314)는 컨테이너(313)에 격납되는 컨테이너일 수 있다. 서브 컨테이너(314)는 태양광 패널 어레이(311) 및 가이드부(312)를 격납할 수 있다. 서브 컨테이너(314)는 복수 개 구비될 수 있다. 서브 컨테이너(314)는 컨테이너(313)에 격납되고, 보관 또는 이송될 수 있다. 태양광 발전 시스템(31)의 설치 단계에서, 서브 컨테이너(314)는 컨테이너(313)에 대하여 이격 배치될 수 있다. 서브 컨테이너(314)는 가이드부(312)의 적어도 일측을 지지할 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(313)가 가이드 부재(3121)의 일측을 지지하고, 서브 컨테이너(314)가 가이드 부재(3121)의 타측을 지지할 수 있다. 가이드 부재(3121)는 컨테이너(313) 및 서브 컨테이너(314)의 상단에 연결될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 컨테이너(313) 및 서브 컨테이너(314)에 의해 발생하는 그림자가 태양광 패널 어레이(311) 위에 드리우지 않을 수 있다. 서브 컨테이너(314)는 프레임 구조로 형성될 수 있다. 서브 컨테이너(314)가 프레임 구조로 형성되면, 서브 컨테이너(314)를 컨테이너(313)로부터 쉽게 꺼낼 수 있고, 쉽게 이격 배치할 수 있다. 컨테이너(313) 및 서브 컨테이너(314)를 가이드 부재(3121)의 지지 수단으로 이용함으로써, 설치의 편의성 및 구조적 안정성을 향상시킬 수 있고, 공간 및 비용을 절약할 수 있다. 한편, 가이드 부재(3121)의 양측은 가이드 지지부재(3123)에 의해 지지될 수도 있다.

구동부(315)는 태양광 패널 어레이(311)를 접철 상태에서 전개 상태로 변환시킬 수 있다. 구동부(315)는 태양광 패널 어레이(311)의 맞은편에 배치되고, 태양광 패널 어레이(311)를 당기는 힘을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(315)는 수동 윈치 또는 자동 윈치를 포함할 수 있다. 구동부(315)는 가이드 부재(3121)의 단부에 배치될 수 있다. 구동부(315)는 와이어 또는 사슬 등의 연결 부재를 포함할 수 있다. 연결 부재는 태양광 패널 어레이(311)의 가장 외측에 위치한 태양광 패널(3111)의 상단, 예를 들어 상단 패널 힌지(3112)에 연결될 수 있다. 구동부(315)가 연결 부재를 당김으로써, 태양광 패널 어레이(311)는 가이드 부재(3111)를 따라 점차 전개될 수 있다.

이하에서, 태양광 발전 시스템(31)의 설치 및 해제 단계에 대해 설명하도록 한다. 컨테이너(313)에 격납되어 이송된 태양광 발전 시스템(31)은 설치 단계를 거칠 수 있다. 컨테이너(313)가 개방되고, 서브 컨테이너(314)는 컨테이너(313)에 대해 태양광 패널 어레이(311)가 전개될 방향으로 이격 배치될 수 있다. 가이드 부재(3121)는 컨테이너(313) 및 서브 컨테이너(314)에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 가이드 부재(3121)가 레일을 포함하는 경우, 접철 상태로 격납된 레일은 컨테이너(313)의 상측에서 다단으로 전개되고, 이격 배치된 서브 컨테이너(314)에 연결되어 지지될 수 있다. 가이드 부재(3121)가 와이어를 포함하는 경우, 와이어는 컨테이너(313) 및 서브 컨테이너(314)의 상측에 텐션을 갖도록 팽팽하게 연결될 수 있다. 가이드 부재(3121)의 하단에는 가이드 지지부재(3123)가 설치될 수 있다. 가이드 부재(3121)를 따라 태양광 패널 어레이(311)를 당겨서, 태양광 패널 어레이(311)를 전개시킬 수 있다. 예를 들어, 태양광 패널 어레이(311)의 가장 내측에 위치한 태양광 패널(3111)의 상단을 가이드 부재(3121)에 고정시키고, 태양광 패널 어레이(311)의 가장 외측에 위치한 태양광 패널(3111)을 가이드 부재(3121)를 따라 당길 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)의 가장 외측에 위치한 태양광 패널(3111)이 점차 당겨짐에 따라, 태양광 패널 어레이(311)는 점차 전개될 수 있다. 목표하는 설치 각도에 도달할 때까지 태양광 패널 어레이(311)를 전개시킬 수 있다. 목표하는 설치 각도에 도달하면, 클러치 부재를 이용하여 태양광 패널 어레이(311)의 전개 상태를 고정시킬 수 있다. 태양광 패널 어레이(311)를 전개시키기 위하여, 당기는 힘을 발생시키는 구동부(315)가 이용될 수도 있다. 한편, 기상 상태가 악화되는 등의 이유로, 태양광 발전 시스템(31)의 설치를 해체해야 하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 태양광 패널 어레이(311)를 컨테이너(313)를 향해 밀어서 접철 상태로 변환시킬 수 있다. 결과적으로, 태양광 발전 시스템(31)은 태양광 패널 어레이(311)를 가이드부(312)를 따라 당기거나 밂으로써, 쉽게 설치하거나 해체할 수 있다. 따라서, 설치 및 해체에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있고, 기상 악화 등의 상황에 빠르게 대처하는 것이 가능할 수 있다.

도 21은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템의 개략적인 정면도이다.

도 21을 참조하면, 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템(41)은 상술한 태양광 발전 시스템(21, 31)이 결합된 시스템일 수 있다. 서로 이격 배치된 컨테이너 및 서브 컨테이너의 사이에는 상측으로 가이드부가 설치될 수 있다. 가이드부에는 태양광 패널 어레이가 매달릴 수 있다. 컨테이너 및 서브 컨테이너의 바깥쪽으로는 하측에 레일부가 설치될 수 있다. 각 레일부 위에 태양광 패널 어레이가 설치될 수 있다. 태양광 패널 어레이는 접철 및 전개 가능할 수 있다.

도 22 및 도 23은 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 개략도이다.

일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 일 실시 예에 따른 태양광 발전 시스템에서 생성된 전기 에너지를 저장할 수 있다. 태양광 발전 시스템은 그 특성상 원하는 시간대에 전력을 생산하기 어렵다는 점이 있으므로, 에너지 저장 시스템(12)에 생상된 전기 에너지를 저장했다가 필요한 시간에 사용할 수 있다. 에너지 저장 시스템(12)은 전기 에너지를 저장하기 위한 배터리를 포함할 수 있다. 배터리의 성능을 유지 및 향상시키고, 수명을 늘리기 위해서는 배터리의 냉각이 필수적이다. 에너지 저장 시스템(12)은 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록, 작은 부피를 갖고 유지관리가 편리한 구조를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 열전 소자(thermoelectric element)를 이용하여 배터리를 효율적으로 냉각시킬 수 있다. 열전 소자는 펠티어 효과(peltier effect)를 이용한 소자로, 펠티어 소자로 불리기도 한다. 펠티어 효과란, 두 개의 서로 다른 종류의 금속 단자에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자에서는 열이 발생하고, 다른 쪽 단자에서는 열이 흡수되는 현상이다. 이러한 효과를 이용한 열전 소자에 전류를 흘려주면, 한쪽 면에서는 지속적으로 열이 흡수되면서 차가워지고, 반대쪽 면에서는 지속적으로 열이 발생되어 뜨거워지게 된다. 또한, 열전 소자에 전류를 반대로 흘려주게 되면, 열을 흡수/방출하는 면이 반대로 형성되어, 열을 흡수하던 쪽은 열을 방출하게 되고, 열을 방출하던 쪽은 열을 흡수하게 된다. 에너지 저장 시스템(12)은 이러한 열전 소자를 이용하여, 배터리 팩 내부로 유입되는 공기를 냉각시킬 수 있고, 배터리 팩에 차가운 공기를 지속적으로 유입시킴으로써 배터리를 냉각시킬 수 있다. 열전 소자는 부피가 작으므로 에너지 저장 시스템을 포함하는 배터리 팩 내부 공간을 효율적으로 이용할 수 있다. 또한, 배터리 팩의 소형화가 가능하므로, 공간을 절약할 수 있다. 열전 소자에 인가하는 전압을 조절함으로써 배터리 팩 내의 온도를 정밀하게 조정하거나 유지시킬 수 있다. 열전 소자는 소음을 발생시키지 않고 별도의 기계 설비가 필요하지 않으므로, 에너지 저장 시스템의 유지 및 관리가 편리해질 수 있다.

도 22를 참조하면, 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 하우징(120) 내부로 차가운 공기를 유입시켜서 배터리(B)를 냉각시킬 수 있다. 유입 덕트(121)로 유입된 외부 공기는, 열전냉각 모듈(123)을 지나면서 차갑게 냉각된 채로 하우징(120) 내부로 유입될 수 있다. 차갑게 냉각된 공기는 하우징(120) 내부를 지나면서 배터리(B)에서 발생된 열을 흡수할 수 있고, 이에 따라 배터리(B)는 냉각될 수 있다. 배터리(B)와 열 교환이 완료된 내부 공기는 배출 덕트(122)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 하우징(120), 유입 덕트(121), 배출 덕트(122), 열전냉각 모듈(123), 온도센서부(124), 제어부(125), 순환 덕트(126), 밸브(127) 및 순환팬(128)을 포함할 수 있다.

하우징(120)은 복수 개의 배터리(B)를 수용할 수 있다. 여기서 배터리(B)는 배터리 모듈을 포함하는 넓은 개념으로 이해될 수 있다. 하우징(120)은 복수 개의 배터리(B)가 수용되는 배터리 팩의 케이스일 수 있다. 도 22 및 도 23에는 4개의 배터리(B)가 일렬로 배열된 것으로 도시되었으나, 이는 예시적인 것으로, 배터리(B)의 개수, 배열 등은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 하우징(120) 내부에는 8개의 배터리가 4개씩 2열로 배열될 수 있다. 한편, 하우징(120)은 단열 재질을 포함할 수 있다.

유입 덕트(121)는 하우징(120) 내부로 공기가 유입되도록, 하우징(120)의 일측에 연결될 수 있다. 즉, 유입 덕트(121)의 일측은 하우징(120)의 내부와 연통되고, 유입 덕트(121)의 타측은 외부와 연통될 수 있다. 외부 공기는 유입 덕트(121)를 통해 하우징(120)의 내부로 유입될 수 있다. 도 22 및 도 23에 도시된 유입 덕트(121)의 형상, 개수 등은 예시적인 것으로, 유입 덕트(121)는 다양한 형상, 개수 등으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(120) 내부에 배터리(B)가 2열로 배열된 경우, 각 열에 공기를 유입시킬 수 있도록, 유입 덕트(121)의 일측이 두 갈래로 형성되어서 하우징(120)과 두 군데에서 연통될 수 있다. 한편, 유입 덕트(121)는 단열 재질을 포함할 수 있다.

배출 덕트(122)는 하우징(120) 내부로 유입된 공기가 외부로 배출되도록, 하우징(120)의 타측에 연결될 수 있다. 즉, 배출 덕트(122)의 일측은 하우징(120)의 내부와 연통되고, 배출 덕트(122)의 타측은 외부와 연통될 수 있다. 유입 덕트(121)를 통해 하우징(120) 내부로 유입된 공기는, 배출 덕트(122)를 통해 하우징(120) 외부로 배출될 수 있다. 한편, 도 22 및 도 23에 도시된 배출 덕트(122)의 형상, 개수 등은 예시적인 것으로, 배출 덕트(122)는 다양한 형상, 개수 등으로 형성될 수 있다. 한편, 배출 덕트(122)는 단열 재질을 포함할 수 있다.

도 24는 도 22의 L1-L1 선에 따른 단면도로, 일 실시 예에 따른 열전냉각 모듈의 개략도이다. 도 24를 참조하면, 일 실시 예에 따른 열전냉각 모듈(123)은 열전 소자(1231), 흡열핀(1232), 방열핀(1233) 및 쿨링팬(1234)을 포함할 수 있다.

열전냉각 모듈(123)은 유입 덕트(121)를 통해 하우징(120) 내부로 유입되는 공기를 냉각시킬 수 있다. 열전냉각 모듈(123)은 유입 덕트(121)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 24와 같이, 유입 덕트(121)의 내부에는 흡열핀(1232)이, 유입 덕트(121)의 외부에는 방열핀(1233)이 위치하도록, 열전냉각 모듈(123)은 유입 덕트(121)에 걸쳐서 위치할 수 있다.

열전 소자(1231)는 유입 덕트(121)를 통해 하우징(120) 내부로 유입되는 공기를 냉각시킬 수 있다. 열전 소자(1231)에는 전압이 인가될 수 있다. 열전 소자(1231)는 냉각면(1231a) 및 발열면(1231b)을 포함할 수 있다. 즉, 열전 소자(1231)의 일면은 냉각면(1231a)이고, 타면은 발열면(1231b)일 수 있다. 열전 소자(1231)에 전압이 인가되면, 펠티어 효과에 의하여 냉각면(1231a)은 냉각되고 발열면(1231b)은 발열될 수 있다. 열전 소자(1231)에 인가되는 전압의 크기에 따라, 냉각면(1231a)이 냉각되는 정도 및 발열면(1231b)이 발열되는 정도가 증가할 수 있다.

흡열핀(1232)은 열전 소자(1231)의 일측, 예를 들어 냉각면(1231a)에 연결될 수 있다. 흡열핀(1232)은 유입 덕트(121) 내부를 향해 배치될 수 있다. 흡열핀(1232)은 냉각면(1231a)이 냉각됨에 따라 같이 냉각되면서 차가워질 수 있다. 흡열핀(1232)은 유입 덕트(121)로 유입되는 공기의 열을 흡수하여, 유입되는 공기를 차갑게 냉각시킬 수 있다. 즉, 유입 덕트(121)로 유입되는 공기는 차가운 흡열핀(1232)과 접촉되면서 차갑게 냉각될 수 있다. 흡열핀(1232)은 유입되는 공기와의 접촉 면적을 넓히기 위하여, 복수 개의 핀이 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 흡열핀(1232)의 핀은 유입 덕트(121)의 내측 방향으로 돌출될 수 있다. 한편, 흡열핀(1232)의 핀은 다양한 형태로 배열될 수 있다. 도 25 및 도 26은, 도 24의 L2-L2 선에 따른 단면도로, 일 실시 예에 따른 흡열핀의 배열 상태의 개략도이다. 도 25를 참조하면, 흡열핀(1232)의 핀은 유입 덕트(121)를 통해 유입되는 공기의 유입 방향(A)에 평행하게 배열될 수 있다. 도 25와 같은 배열에서는, 유입되는 공기가 흡열핀(1232)의 핀에 가로막히지 않으므로, 많은 양의 공기가 유입될 수 있다. 한편 도 26과 같이, 흡열핀(1232)의 핀은 유입 덕트(121)를 통해 유입되는 공기의 유입 방향(A)에 경사지게 배열될 수 있다. 도 26과 같이, 흡열핀(1232)의 경사 방향은, 정방향과 역방향이 번갈아 가면서 교대로 나타날 수 있다. 도 26과 같은 배열에서는 흡열핀(1232)이 공기의 유입 방향(A)에 경사지므로, 공기의 이동에 저항이 생겨 공기의 유입 속도가 저하되면서 공기의 유입량이 줄어들 수 있다. 다만, 도 26과 같은 배열에서는 공기가 흡열핀(1232)과 더 오랜 시간 접촉을 할 수 있으므로, 공기가 더 많이 냉각될 수 있다. 즉, 흡열핀(1232)의 배열을 조절하여, 공기의 유입량 또는 공기의 냉각정도 등을 조절할 수 있다.

방열핀(1233)은 열전 소자(1231)의 타측, 예를 들어 발열면(1231b)에 연결될 수 있다. 방열핀(1233)은 유입 덕트(121) 외부를 향해 배치될 수 있다. 방열핀(1233)은 열전 소자(1231)의 발열면(1231b)에서 발생한 열을 외부로 방출시킬 수 있다. 즉, 방열핀(1233)은 발열면(1231b)으로부터 열을 전달받고, 전달받은 열을 외부로 배출시킴으로써, 발열면(1231b)이 과도하게 뜨거워지는 것을 방지할 수 있고, 나아가 발열면(1231b)의 온도를 낮추는 기능을 할 수 있다. 방열핀(1233)은 외부 공기와의 접촉 면적을 넓히기 위하여, 복수 개의 핀이 돌출된 형상으로 형성될 수 있다. 방열핀(1233)의 핀은 유입 덕트(121)의 외측 방향으로 돌출될 수 있다. 방열핀(1233)의 핀은 흡열핀(1232)의 핀과 마찬가지로 다양한 형태로 배열될 수 있다.

쿨링팬(1234)은 방열핀(1233)의 열 방출을 촉진시킬 수 있다. 쿨링팬(1234)은 방열핀(1233)의 일측에 위치할 수 있다. 쿨링팬(1234)은 회전하여 공기의 유동을 만들어낼 수 있다. 쿨링팬(1234)은 방열핀(1233) 쪽으로 외부 공기를 지속적으로 공급해줄 수 있다. 쿨링팬(1234)이 회전함에 따라, 방열핀(1233)에는 지속적으로 새로운 공기가 유입되어 열 교환이 지속적으로 일어날 수 있고, 이에 따라 방열핀(1233)의 열 방출 효과가 상승될 수 있다. 쿨링팬(1234)은 방열핀(1233)에서 외부 방향으로 공기를 배출되도록, 반대 방향으로 회전할 수도 있다.

한편, 열전 소자(1231)에 전압을 반대로 인가하면, 냉각면(1231a)이 발열되고, 발열면(1231b)이 냉각될 수 있다. 하우징(120) 내부의 온도를 상승시킬 필요가 있는 경우, 열전 소자(1231)에 전압을 반대로 인가하여 유입 덕트(121)로 유입되는 공기를 가열할 수 있다. 이 경우, 흡열핀(1232)은 냉각면(1231a)에서 발생한 열을 유입되는 공기에 전달하는 기능을 할 수 있다. 냉각면(1231a), 발열면(1231b), 흡열핀(1232) 및 방열핀(1233) 등의 명칭은 설명의 편의를 위하여 명명된 것으로, 명칭이 각 구성의 기능을 한정하는 것은 아니다.

순환 덕트(126)는 유입 덕트(121) 및 배출 덕트(122)와 연통될 수 있다. 즉, 순환 덕트(126)의 일측은 유입 덕트(121)와 연통되고, 타측은 배출 덕트(122)와 연통될 수 있다. 순환 덕트(126)는 하우징(120)의 외부에 배치될 수 있다. 후술할 내부 순환 모드에서, 하우징(120) 내부의 공기는 순환 덕트(126)를 통해 내부에서 순환될 수 있다. 내부에서 순환되는 공기가 열전냉각 모듈(123)을 지나갈 수 있도록, 순환 덕트(126)는 열전냉각 모듈(123)이 위치한 곳보다 더 바깥쪽에서 유입 덕트(121)와 연통될 수 있다. 도 22 및 도 23에 도시된 순환 덕트(126)의 형상, 개수 등은 예시적인 것으로, 유입 덕트(121)는 다양한 형상, 개수 등으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 순환 덕트(126)는 하우징(120)의 좌측, 우측에 각각 배치되는 2개의 덕트일 수 있다. 한편, 순환 덕트(126)는 단열 재질을 포함할 수 있다.

밸브(127)는 유입 덕트(121), 배출 덕트(122) 및 순환 덕트(126)에 설치될 수 있다. 밸브(127)는 덕트(121, 122, 126)를 개방시키거나 폐쇄시킬 수 있다. 밸브(127)는 복수 개 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 22 및 도 23과 같이, 밸브(127)는 유입 덕트(121)에 설치되는 제1밸브(127a), 배출 덕트(122)에 설치되는 제2밸브(127b), 순환 덕트(126)에 설치되는 제3밸브(127c)를 포함할 수 있다. 한편, 밸브(127)는, 유입 덕트(121) 및 배출 덕트(122)가 순환 덕트(126)와 연통되는 연통 부위 각각에 설치되는 3방 밸브 또는 4방 밸브일 수 있다. 도 22 및 도 23에 도시된 밸브(127)의 위치, 개수, 종류 등은 예시적인 것으로, 밸브(127)는 덕트(121, 122, 126)의 개폐라는 동일한 목적을 달성하기 위한 범위에서 다양하게 설정될 수 있다. 도면에서, 개방된 밸브는 흰색 기호(▷◁)로 도시되고, 폐쇄된 밸브는 검은색 기호(▶◀)로 도시되었다.

순환팬(128)은 하우징(120), 유입 덕트(121), 배출 덕트(122) 및 순환 덕트(126) 중 적어도 하나 이상에 설치될 수 있다. 순환팬(128)은 회전하여 공기의 유동을 일으킬 수 있고, 공기의 순환, 또는 공기의 유입 및 배출을 촉진시킬 수 있다. 순환팬(128)은 복수 개 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 22 및 도 23과 같이, 순환팬(128)은 유입 덕트(121)에 설치되는 제1순환팬(128a), 배출 덕트(122)에 설치되는 제2순환팬(128b), 순환 덕트(126)에 설치되는 제3순환팬(128c), 하우징(120)에 설치되는 제4순환팬(128d)을 포함할 수 있다. 한편, 도 22 및 도 23에 도시된 순환팬(128)의 위치, 개수 등은 예시적인 것으로, 순환팬(128)의 위치, 개수 등은 다양하게 설정될 수 있다.

온도센서부(124)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도센서부(124)는 하우징(120) 내부의 온도를 측정할 수 있다. 온도센서부(124)는 하우징(120)에 내부에 위치할 수 있다. 온도센서부(124)는 복수 개의 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도센서부(124)에서 측정된 하우징(120) 내부의 온도 값은 제어부(125)로 전달될 수 있다. 한편, 도 22 및 도 23에 도시된 온도센서부(124)의 위치, 개수 등은 예시적인 것으로, 온도센서부(124)의 위치, 개수 등은 다양하게 설정될 수 있다.

도 27은 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 제어부에 대한 블록도이다.

도 27을 참조하면, 제어부(125)는 하우징(120) 내부의 온도를 배터리(B)가 정상 작동할 수 있는 온도 범위 내로 유지시킬 수 있다. 제어부(125)는 온도센서부(124)로부터 하우징(120) 내부 온도 값을 전달받을 수 있다. 제어부(125)는 하우징(120) 내부의 온도가 일정 범위 내로 유지되도록, 열전냉각 모듈(123), 밸브(127), 순환팬(128) 및 보조 열전냉각 모듈(19, 도 28 및 도 29 참조)을 제어할 수 있다.

제어부(125)는 열전냉각 모듈(123)의 열전 소자(1231) 및 쿨링팬(1234)을 제어할 수 있다. 제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도에 따라, 열전 소자(1231)에 인가되는 전압을 조절할 수 있다. 열전 소자(1231)에 인가되는 전압이 증가하면, 냉각면(1231a)이 더 차갑게 냉각될 수 있다. 따라서, 제어부(125)는 열전 소자(1231)에 인가되는 전압을 제어함으로써, 유입되는 공기의 냉각 정도를 조절할 수 있고, 이에 따라 하우징(120) 내부의 온도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 온도센서부(124)에서 측정된 온도가 배터리(B)의 정상 작동 온도 범위를 초과한 경우, 제어부(125)는 열전 소자(1231)에 더 큰 전압을 인가하여, 하우징(120)으로 더 차가운 공기가 유입되도록 할 수 있다. 또는, 제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도에 비례하는 전압을 열전 소자(1231)에 인가할 수 있다. 또는, 제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도를 구간으로 분류하고, 해당 구간에 대응되는 전압을 열전 소자(1231)에 인가할 수 있다.

제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도에 따라, 쿨링팬(1234)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 열전 소자(1231)에서 발열면(1231b)의 온도가 지나치게 상승하게 되면, 냉각면(1231a)의 냉각 효율이 감소될 수 있다. 따라서, 발열면(1231b)에서 발생된 열을 효율적으로 배출하는 것이 열전 소자(1231)의 효율과 직결될 수 있다. 제어부(125)는 쿨링팬(1234)의 회전 속도를 증가시킴으로써, 발열면(1231b) 및 방열핀(1233)의 열 방출 효율을 상승시킬 수 있고, 이에 따라 냉각면(1231a)의 냉각 효율을 상승시킬 수 있다. 예를 들어, 온도센서부(124)에서 측정된 온도가 배터리(B)의 정상 작동 온도 범위를 초과한 경우, 제어부(125)는 쿨링팬(1234)의 회전 속도를 증가시켜서 열전냉각 모듈(123)의 효율을 증가시키고, 이에 따라 하우징(120)으로 더 차가운 공기가 유입되도록 할 수 있다. 또는, 제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도에 비례하도록 쿨링팬(1234)의 회전 속도를 설정할 수 있다. 또는, 제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도를 구간으로 분류하고, 해당 구간에 대응되는 회전 속도로 쿨링팬(1234)을 회전시킬 수 있다.

제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도에 따라, 순환팬(128)의 회전 속도를 조절할 수 있다. 순환팬(128)의 회전 속도가 증가하면, 외부 공기가 유입되는 속도 또는 내부 공기가 순환되는 속도가 빨라지므로, 배터리(B)의 냉각 정도가 상승될 수 있다. 예를 들어, 온도센서부(124)에서 측정된 온도가 배터리(B)의 정상 작동 온도 범위를 초과한 경우, 제어부(125)는 순환팬(128)의 회전 속도를 증가시켜서 공기의 유입 또는 순환을 더 촉진시킬 수 있다. 또는, 제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도에 비례하도록 순환팬(128)의 회전 속도를 설정할 수 있다. 또는, 제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 온도를 구간으로 분류하고, 해당 구간에 대응되는 회전 속도로 순환팬(128)을 회전시킬 수 있다.

제어부(125)는 상황에 따라 외기 유입 모드 및 내부 순환 모드 중 하나를 설정할 수 있다.

도 22는 외기 유입 모드가 설정된 상태의 에너지 저장 시스템을 도시한다. 도 22를 참조하면, 외기 유입 모드가 설정된 경우, 외부 공기가 하우징(120) 내부로 유입될 수 있다. A1으로 표시된 화살표는, 외기 유입 모드에서의 공기의 이동 경로를 나타낸다. 외기 유입 모드에서, 외부의 공기는 유입 덕트(121)로 유입될 수 있고, 열전냉각 모듈(123)을 지나면서 차갑게 냉각될 수 있다. 냉각된 공기는 하우징(120) 내부로 들어가고, 배터리(B)와 열교환을 하면서 배터리(B)를 냉각시킬 수 있다. 열교환이 완료된 공기는 배출 덕트(122)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

외기 유입 모드가 설정된 경우, 공기가 순환 덕트(126)로 유입되지 않도록, 순환 덕트(126)는 폐쇄될 수 있다. 즉, 제어부(125)는 외기 유입 모드가 설정된 경우, 유입 덕트(121) 및 배출 덕트(122)를 개방하고 순환 덕트(126)를 폐쇄할 수 있다. 제어부(125)는 밸브(127)를 제어함으로써, 덕트(121, 122, 126)의 개폐를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(125)는 외기 유입 모드가 설정된 경우, 제1밸브(127a) 및 제2밸브(127b)를 개방하고, 제3밸브(127c)를 폐쇄할 수 있다.

도 23은 내부 순환 모드가 설정된 상태의 에너지 저장 시스템을 도시한다. 도 23를 참조하면, 내부 순환 모드가 설정된 경우, 외부 공기의 유출입이 차단되고, 내부의 공기는 순환 덕트(126)를 통해 내부에서 순환될 수 있다. A2로 표시된 화살표는, 내부 순환 모드에서의 공기의 이동 경로를 나타낸다. 공기가 내부에서만 순환되므로, 하우징(120) 내부의 온도가 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 내부에서 순환되는 공기가 열전냉각 모듈(123)을 지나도록 순환 덕트(126)를 구성함으로써, 내부에서 순환되는 공기를 지속적으로 냉각시킬 수 있다. 즉, 내부에서 순환되는 공기가 열전냉각 모듈(123)을 지날 때 차갑게 냉각되므로, 하우징(120) 내부에는 차가운 공기가 지속적으로 순환될 수 있고, 이에 따라 배터리(B)가 냉각될 수 있다. 예를 들어, 내부 순환 모드에서, 하우징(120) 내부의 온도가 배터리(B)의 정상 작동 범위 내에 해당되는 경우, 열전냉각 모듈(123)을 작동시키지 않은 채 공기만 순환시킬 수 있고, 하우징(120) 내부의 온도가 상기 범위에서 벗어난 경우, 열전냉각 모듈(123)을 작동시켜서 차가운 공기가 내부에서 순환되도록 할 수 있다.

내부 순환 모드가 설정된 경우, 외부 공기가 유출입되지 않도록 유입 덕트(121) 및 배출 덕트(122)는 폐쇄될 수 있고, 내부 공기가 순환 덕트(126)를 통해 순환되도록 순환 덕트(126)는 개방될 수 있다. 즉 제어부(125)는 내부 순환 모드가 설정된 경우, 유입 덕트(121) 및 배출 덕트(122)를 폐쇄하고 순환 덕트(126)를 개방할 수 있다. 제어부(125)는 밸브(127)를 제어함으로써, 덕트(121, 122, 126)의 개폐를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(125)는 내부 순환 모드가 설정된 경우, 제1밸브(127a) 및 제2밸브(127b)를 폐쇄하고, 제3밸브(127c)를 개방할 수 있다.

제어부(125)는 배터리(B)가 작동 중인 경우, 외기 유입 모드를 설정할 수 있다. 배터리(B)가 작동 중인 경우에는 배터리(B)에서 지속적으로 열이 발생되므로, 외기 유입 모드를 통해 외부의 공기를 지속적으로 유입시켜야 냉각 효율을 높일 수 있다. 한편, 제어부(125)는 배터리(B)가 미작동 중인 경우, 내부 순환 모드를 설정할 수 있다. 배터리(B)가 미작동 중이라면, 하우징(120) 내부에서 열이 발생되지 않으므로, 외부 공기를 냉각시켜서 유입시키는 것보다 내부 공기를 지속적으로 순환시켜 내부 온도를 유지하는 것이 효율적일 수 있다.

제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 하우징(120) 내부의 온도가 외부 공기의 온도보다 높은 경우, 외기 유입 모드를 설정할 수 있다. 즉, 외부의 공기가 내부의 공기보다 더 차가운 경우, 외부의 공기를 유입시키는 것이 내부 공기를 순환시키는 것보다 더 효율적일 수 있다. 따라서, 제어부(125)는 하우징(120) 내부의 온도와 외부 공기의 온도를 비교하여, 외부 공기가 더 차가운 경우, 외기 유입 모드를 설정하여 냉각 효율을 높일 수 있다. 한편, 외부 공기의 온도를 측정하기 위해서, 온도센서부(124)는 외부에 위치한 외부온도센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

제어부(125)는 온도센서부(124)에서 측정된 하우징(120) 내부의 온도가 설정값 이상인 경우, 외기 유입 모드를 설정할 수 있다. 상기 설정값은 내부 순환 모드보다 외기 유입 모드의 효율이 더 높아지는 온도로서, 실험 또는 시뮬레이션 등을 통해 결정될 수 있다.

제어부(125)는, 하우징(120) 내부 공기의 온도, 외부 공기의 온도, 배터리(B)의 작동 유무 중 적어도 하나 이상을 고려하여, 내부 순환 모드 또는 외기 유입 모드를 설정할 수 있다. 제어부(125)는 상기 고려사항들을 종합적으로 고려하여, 내부 순환 모드 또는 외기 유입 모드 중 냉각 효율이 더 높은 모드를 선택하여 설정할 수 있다.

도 28 및 도 29는 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 개략도이다. 도 28 및 도 29를 설명함에 있어서, 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하도록 한다.

도 28 및 도 29를 참조하면, 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 하우징(120), 유입 덕트(121), 배출 덕트(122), 열전냉각 모듈(123), 온도센서부(124), 제어부(125), 순환 덕트(126), 밸브(127), 순환팬(128) 및 보조 열전냉각 모듈(129)을 포함할 수 있다.

도 22 및 도 23과 같이, 유입 덕트(121)를 통해서만 냉각된 공기를 유입시키게 되면, 유입 덕트(121)에서 가까이 위치한 배터리는 과냉각될 수 있고, 유입 덕트(121)에서 멀리 위치한 배터리는 냉각 효율이 떨어질 수 있다. 따라서, 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 도 28 및 도 29와 같이, 배출 덕트(122)에 보조 열전냉각 모듈(129)을 구비하고, 공기가 반대로 유입 또는 순환될 수 있도록 순환팬(128)의 회전 방향을 바꾸어줄 수 있다.

보조 열전냉각 모듈(129)은 배출 덕트(122)에 위치할 수 있다. 보조 열전냉각 모듈(129)은 열전냉각 모듈(123)과 동일한 모듈일 수 있다. 보조 열전냉각 모듈(129)에 대한 내용은, 상술한 열전냉각 모듈(123)에 대한 내용과 동일하게 적용될 수 있으므로 생략하도록 한다.

온도센서부(124)는 제1온도센서(1241) 및 제2온도센서(1242)를 포함할 수 있다. 제1온도센서(1241)는 하우징(120) 내부에서 유입 덕트(121)와 가까운 쪽에 배치될 수 있다. 제2온도센서(1242)는 하우징(120) 내부에서 배출 덕트(122)와 가까운 쪽에 배치될 수 있다. 제1온도센서(1241)는 유입 덕트(121) 쪽 온도를 측정할 수 있고, 제2온도센서(1242)는 배출 덕트(122) 쪽 온도를 측정할 수 있다. 한편, 도 28 및 도 29에 도시된 제1온도센서(1241) 및 제2온도센서(1242)의 위치는 예시적인 것으로, 제1온도센서(1241) 및 제2온도센서(1242)의 위치는 다양하게 설정될 수 있다.

제어부(125)는, 제2온도센서(1242)에서 측정된 온도가 제1온도센서(1241)에서 측정된 온도보다 일정 값만큼 더 높은 경우, 역순환 모드를 설정할 수 있다. 역순환 모드가 설정된 경우, 제어부(125)는 보조 열전냉각 모듈(129)을 작동시키고, 배출 덕트(122)로 공기가 유입되고 유입 덕트(121)로 공기가 배출되도록, 순환팬(128)을 반대로 회전시킬 수 있다. 이 경우, 제어부(125)는 보조 열전냉각 모듈(129)을 작동시키는 대신 열전냉각 모듈(123)의 작동은 정지시킬 수 있다. 위와 같은 구성에 의하면, 위치에 따른 배터리(B)의 냉각 편중 현상을 최소화할 수 있다. 즉, 역순환 모드를 통하여, 배출 덕트(122) 쪽에 위치한 배터리(B) 또한 충분히 냉각시켜줄 수 있다. 한편, 제1온도센서(1241)에서 측정된 온도가 제2온도센서(1242)에서 측정된 온도보다 일정 값만큼 더 높아지는 경우, 제어부(125)는 역순환 모드를 해제하고, 공기를 다시 정방향으로 순환시킬 수 있다.

도 28은 역순환 모드 및 외기 유입 모드가 설정된 상태의 에너지 저장 시스템을 도시한다. A3로 표시된 화살표는, 공기의 이동 경로를 나타낸다. 도 28과 같이, 역순환 모드에서 외부 공기는 배출 덕트(122)를 통해 유입되고 보조 열전냉각 모듈(129)을 지나면서 냉각될 수 있다. 냉각된 공기는 하우징(120)을 통과하면서 배터리(B)와 열 교환을 하고 유입 덕트(121)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 이 경우, 상술한 내용과 마찬가지로, 외기 유입 모드이므로 제어부(125)는 배출 덕트(122) 및 유입 덕트(121)를 개방하고, 순환 덕트(126)를 폐쇄할 수 있다. 배출 덕트(122)로도 공기가 유입될 수 있는 구조이므로, 순환 덕트(126)의 배출 덕트(122) 쪽에 제4밸브(127d)가 더 구비될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 밸브(127)의 위치, 개수, 종류는 다양하게 설정될 수 있다.

도 29는 역순환 모드 및 내부 순환 모드가 설정된 상태의 에너지 저장 시스템을 도시한다. 도 29와 같이, 역순환 모드에서도 내부 순환이 일어날 수 있다. A4로 표시된 화살표는, 공기의 이동 경로를 나타낸다. 보조 열전냉각 모듈(129)에 의하여 냉각된 공기가 하우징(120)의 내부에서 지속적으로 순환될 수 있다. 이 경우, 상술한 내용과 마찬가지로, 내부 순환 모드이므로 제어부(125)는 배출 덕트(122) 및 유입 덕트(121)를 폐쇄하고, 순환 덕트(126)를 개방할 수 있다.

도 30은 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 내부 개략도이다.

일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 공기 흐름 가이드(1201)를 더 포함할 수 있다. 공기 흐름 가이드(1201)는 복수 개의 배터리(B) 사이사이에 위치할 수 있다. 공기 흐름 가이드(1201)는 배터리(B) 사이사이로 공기가 잘 흘러들어갈 수 있도록, 공기의 이동 경로를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 30과 같이 공기 흐름 가이드(1201)는 배터리(B) 사이사이에 경사지게 배치될 수 있다. 위와 같은 구조에 의하면, 냉각된 공기가 배터리(B) 사이사이에 골고루 유입될 수 있으므로, 배터리(B)가 효율적으로 냉각될 수 있다.

도 31은 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 내부 개략도이다.

일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 히트 파이프(1202)를 더 포함할 수 있다. 히트 파이프(1202)는 복수 개의 배터리(B) 사이사이에 위치할 수 있다. 히트 파이프(1202)는 배터리(B) 사이사이에서 열교환을 수행할 수 있다. 히트 파이프(1202)는 배터리(B)와의 열교환을 보조 및 촉진하여, 배터리(B)의 냉각 효율을 상승시킬 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 배터리(B)에서 발생되는 열을 더 효율적으로 외부로 배출할 수 있다.

도 32는 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템의 개략도이다.

일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템(12)은 유입 덕트(121)가 배터리(B)의 배열 방향에 수직한 방향으로 하우징(120)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 배터리(B)의 적어도 일부는 하우징(120) 내에서 일 방향으로 배열될 수 있다. 유입 덕트(121)는 상기 일 방향으로 배열된 복수 개의 배터리(B)의 사이사이로 공기가 유입되도록, 상기 일 방향에 수직한 방향으로 하우징(120)에 연결될 수 있다. 유입 덕트(121)는 하우징(120)의 양쪽에 각각 연결될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 배터리(B)의 사이사이로 공기를 효율적으로 유입시킬 수 있으므로, 배터리(B)와 열교환 효율이 상승될 수 있다.

한편, 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은 배터리의 충전/방전을 제어하고, 배터리의 잔량, 온도 등을 측정하는 BMS(Battery Management System)를 더 포함할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은, 열전냉각 모듈, 온도센서부, 제어부, 순환팬, 보조 열전냉각 모듈에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함할 수 있다. 아울러, 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템은, 열전냉각 모듈의 냉각에 따라 빙결이 생기는 것을 방지하지 위하여, 제습 모듈 및 습도 센서를 더 포함할 수도 있다.

도 33은 일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템의 개략도이다.

도 33을 참조하면, 일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템(13)은 태양열을 이용하여 정수 및 온수를 생산 및 공급할 수 있다. 정수-온수 시스템(13)이 아프리카와 같은 오지에 설치되는 경우, 태양열 등의 자연에너지를 이용하여 생활에 필요한 정수와 온수를 동시에 생산할 수 있다. 보건 및 의료 시설이 부족한 아프리카와 같은 오지에서는, 원수에서 오염 물질을 완벽히 제거하여 마실 수 있는 식수를 만드는 것이 특히 중요할 수 있다. 이를 위하여, 정수-온수 시스템(13)은 증류식으로 원수를 정수할 수 있다. 증류식 정수를 이용하면, 비소, 박테리아, 카드뮴, 칼슘, 염화물질, 염소, 구리, 크립토스포리디움, 세제류, 플로오르화물, 납, 마그네슘, 수은, 질산염, 무기물, 살충제, 인산염, 라돈, 침전물, 나트륨, 솔파티아졸 및 바이러스를 포함하는 오염 물질을 원수로부터 완벽하게 제거할 수 있다. 증류식 정수를 위해 태양열을 이용할 수 있다. 또한 태양열로 원수를 가열하여 온수를 생산할 수 있다. 정수-온수 시스템(13)은 열을 효율적으로 순환시키고 이용하여, 정수 및 온수의 생산성을 높일 수 있다. 정수-온수 시스템(13)은 원수 탱크 내의 차가운 원수로 뜨거운 수증기를 응결시키고, 뜨거운 수증기로부터 열을 공급받아 원수를 예열하는 구조를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템(13)은 원수 탱크(131), 증발 챔버(132), 응결부(133), 집수 챔버(134), 정수 탱크(135), 원수 공급 라인(136), 원수 필터부(137), 온수 탱크(138), 태양열 집열기(1391), 열교환 순환 라인(1392) 및 보조 원수 탱크(1301)를 포함할 수 있다.

원수 탱크(131)는 원수를 저장할 수 있다. 원수 탱크(131)는 증발 챔버(132)의 상측에 배치될 수 있다. 원수 탱크(131)의 저면은 증발 챔버(132)의 상면일 수 있다. 원수 탱크(131)는 증발 챔버(132)에 원수를 공급할 수 있다.

증발 챔버(132)에서는 원수의 증발이 이루어질 수 있다. 증발 챔버(132)는 원수 탱크(131)의 하측에 배치될 수 있다. 증발 챔버(132)는 원수 탱크(131)로부터 원수를 공급받고 저장할 수 있다. 증발 챔버(132)는 공급받은 원수를 증발시킬 수 있다. 증발 챔버(132)는 증발을 촉진시키기 위하여, 후술하는 열교환 순환 라인(1392)으로부터 열을 공급받을 수 있다. 증발 챔버(132)에서는 원수가 증발되어 수증기가 발생될 수 있다.

응결부(133)는 증발 챔버(132)에서 발생된 수증기가 응결되는 영역일 수 있다. 증발 챔버(132)에서 발생된 수증기는 상측으로 이동하다가 응결부(133)에서 응결될 수 있다. 응결부(133)에서 수증기가 응결됨으로써, 오염 물질이 제거된 정수가 형성될 수 있다. 응결부(133)는 원수 탱크(131)의 저면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 응결부(133)는 원수 탱크(131)의 저면과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 응결부(133)는 원수 탱크(131)의 저면에 해당할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 원수 탱크(131)에 저장된 차가운 원수에 의하여, 뜨거운 수증기가 빠르게 응결될 수 있다. 응결부(133)에서 응결되어 형성된 정수가 한 곳으로 모일 수 있도록, 응결부(133)의 적어도 일부는 하향 경사지게 형성될 수 있다. 예를 들어, 응결부(133)는 중앙부에서 가장자리를 향할수록 하향 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 응결부(133)는 중앙이 가장자리보다 더 높게 솟은 형상으로 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 원수 탱크(131)가 증발 챔버(132)의 상측에 배치되더라도, 구조적으로 안정성을 갖출 수 있다. 한편, 원수 탱크(131)의 하부에는 저면의 중앙부에서 가장자리까지 경사지게 형성되는 경사 공간(S)이 형성될 수 있다. 차가운 물이 따뜻하 물보다 밀도가 높기 때문에, 원수 탱크(131)의 하부에 형성되는 경사 공간(S)에는 비교적 차가운 원수가 자리잡을 수 있다. 경사 공간(S)에 저장된 차가운 원수는 응결부(133)를 통하여 뜨거운 수증기와 열교환을 수행할 수 있다. 즉, 뜨거운 수증기는 응결부(133)를 통해 경사 공간(S) 내의 차가운 원수에게 열을 뺏기면서 정수로 응결되고, 경사 공간(S) 내의 차가운 원수는 뜨거운 수증기로부터 열을 공급받아 온도가 상승할 수 있다. 경사 공간(S) 내에서 온도가 상승된 원수는 대류 현상에 의하여 원수 탱크(131)의 상부로 이동하고, 경사 공간(S)에는 다시 차가운 원수가 채워질 수 있다. 따라서, 뜨거운 수증기와 열교환을 수행하게되는 경사 공간(S)에는 지속적으로 차가운 원수가 자리잡게 되므로, 수증기의 응결이 효율적으로 촉진될 수 있다.

집수 챔버(134)는 응결부(133)에서 응결되어 형성된 정수를 집수할 수 있다. 집수 챔버(134)는 응결부(133)의 경사가 낮은 방향의 단부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 응결부(133)의 중앙부가 높게 형성되는 경우, 집수 챔버(134)는 응결부(133)의 가장자리에 배치될 수 있다. 응결부(133)에서 응결되어 형성된 정수가 응결부(133)의 경사를 따라 가장자리로 유동될 수 있고, 가장자리에 배치된 집수 챔버(134)에 집수될 수 있다.

정수 탱크(135)는 응결부(133)에서 응결되어 형성되는 정수를 저장할 수 있다. 이를 위해, 집수 챔버(134)는 집수된 정수를 정수 탱크(135)로 전달할 수 있다. 사용자는 정수 탱크(135)로부터 정수를 공급받아 식수로 사용할 수 있다.

원수 공급 라인(136)은 원수 탱크(131)로부터 증발 챔버(132)로 원수를 공급할 수 있다. 원수 공급 라인(136)은 원수 탱크(131)의 저면 중 경사가 높은 쪽에 연결될 수 있다. 예를 들어, 원수 탱크(131)의 저면에서 중앙부가 높게 형성된 경우, 원수 공급 라인(136)은 원수 탱크(131)의 저면의 중앙부에 연결될 수 있다. 차가운 물과 따뜻한 물의 밀도 차이로 인해, 저면에서 높게 솟아오른 중앙부에는 비교적 따뜻한 원수가 자리잡고 있을 수 있다. 따라서, 원수 공급 라인(136)은 원수 탱크(131)에 저장된 원수 중 비교적 온도가 높은 원수를 증발 챔버(132)로 공급할 수 있다. 또한, 경사 공간(S)에서 뜨거운 수증기로부터 열을 공급받아 온도가 상승된 원수가 상부로 이동되게 되므로, 원수 공급 라인(136)은 지속적으로 온도가 높은 원수를 증발 챔버(132)로 공급할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 수증기로부터 열을 공급받아 미리 예열된 원수를 증발 챔버(132)로 공급할 수 있으므로, 증발 챔버(132) 내에서 증발을 촉진시킬 수 있다. 한편, 원수 공급 라인(136)은 경사가 높은 쪽에 연결되므로, 원수 탱크(131) 내에서 침전되는 침전물을 구조적으로 필터링할 수 있다. 예를 들어, 원수 탱크(131)의 저면에서 경사가 낮은 쪽에는 침전물이 가라앉을 수 있다. 다만, 원수 공급 라인(136)은 저면에서 경사가 높은 중앙부에 연결되므로, 침전물이 포함되지 않은 원수를 증발 챔버(132)로 공급할 수 있다.

원수 공급 라인(136)에는 원수 공급 밸브(1361)가 적용될 수 있다. 원수 공급 밸브(1361)는 원수 탱크(131)에서 증발 챔버(132)로 공급되는 원수의 양을 조절할 수 있다. 원수 공급 밸브(1361)는 원수 탱크(131)의 원수 저장량, 증발 챔버(132)의 원수 저장량, 정수 탱크(135)의 정수 저장량 및 정수 수요량 중 적어도 어느 하나를 고려하여, 증발 챔버(132)로 공급되는 원수의 양을 조절할 수 있다.

원수 필터부(137)는 원수 공급원으로부터 원수를 공급받을 수 있다. 원수 필터부(137)는 필터를 통해 원수의 오염 물질을 제거할 수 있다. 원수 필터부(137)는 오염 물질이 제거된 원수를 원수 탱크(131)로 공급할 수 있다. 즉, 원수 필터부(137)는 1차적으로 오염 물질을 필터링하여 원수 탱크(131)로 공급할 수 있다. 원수 필터부(137)는 카본 필터, 침전식 필터, 역삼투압 필터 또는 탈이온식 필터 등 다양한 필터를 포함할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 원수 탱크(131)의 위생 및 청결을 보다 더 높게 유지할 수 있고, 정수의 효율을 상승시킬 수 있다.

보조 원수 탱크(1301)는 원수 필터부(137)와 원수 탱크(131)의 사이에 연결될 수 있다. 보조 원수 탱크(1301)는 원수 필터부(137)로부터 오염 물질이 제거된 원수를 공급받아 저장할 수 있다. 보조 원수 탱크(1301)는 저장된 원수를 원수 탱크(131)로 공급할 수 있다.

온수 탱크(138)는 온수가 생성되고 저장되는 탱크일 수 있다. 온수 탱크(138)는 원수 필터부(137)로부터 오염 물질이 제거된 원수를 공급받고, 저장할 수 있다. 온수 탱크(138)는 후술하는 열교환 순환 라인(1392)으로부터 열을 공급받을 수 있다. 따라서, 온수 탱크(138) 내에 저장된 원수는 온도가 상승되어 온수가 될 수 있다. 사용자는 온수 탱크(138)에 저장된 온수를 사용할 수 있다.

태양열 집열기(1391)는 태양열을 집열하여 열순환 매체를 가열할 수 있다. 태양열 집열기(1391)는 상단부에 일사광선을 투과시키고 열손실을 방지할 수 있는 투과체(transparent cover)가 구비되고, 하단부에 투과된 일사광선을 흡수해 열에너지로 변환시키는 흡수판(absorber plate)이 구비되고, 바닥면에는 단열재가 구비될 수 있다. 흡수판에는 집열을 위한 열순환 매체가 지나갈 수 있는 관이 부착될 수 있다. 가열된 열순환 매체는 열교환 순환 라인(1392)을 따라 열이 필요한 장치로 순환 이송될 수 있다. 필요에 따라, 태양열 집열기(1391)는 집열 온도를 보다 높이기 위해 프레넬 렌즈(fresnel lens)를 더 구비할 수 있다.

열교환 순환 라인(1392)을 따라 열순환 매체가 순환될 수 있다. 열교환 순환 라인(1392)은 증발 챔버(132) 및 온수 탱크(138) 내의 원수와 열교환을 수행할 수 있다. 열교환 순환 라인(1392)은 증발 챔버(132) 및 온수 탱크(138) 내에 각각 배치되는 열교환기를 포함할 수 있다. 태양열에 의해 가열된 열순환 매체는 증발 챔버(132) 내에 배치된 열교환기를 지나면서, 증발 챔버(132) 내의 원수에 열을 공급하여 증발을 촉진시킬 수 있다. 또한, 태양열에 의해 가열된 열순환 매체는 온수 탱크(138) 내에 배치된 열교환기를 지나면서, 온수 탱크(138) 내의 원수에 열을 공급하여 온수를 생성할 수 있다. 열교환 순환 라인(1392)은 증발 챔버(132) 및 온수 탱크(138)와 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 도 32와 같이, 열교환 순환 라인(1392)은 증발 챔버(132) 및 온수 탱크(138)와 직렬로 연결된 경우, 열순환 매체가 순환하는 방향은, 상황에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 온수의 생산이 더 필요한 경우, 열순환 매체가 온수 탱크(138)와 먼저 열교환을 수행하도록, 온수 탱크(138)를 향하는 방향으로 열순환 매체를 순환시킬 수 있다. 또는, 정수의 생산이 필요한 더 경우, 열순환 매체가 증발 챔버(132)와 먼저 열교환을 수행하도록, 증발 챔버(132)를 향하는 방향으로 열순환 매체를 순환시킬 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 태양열을 이용하여 정수와 온수를 동시에 생산할 수 있다.

도 34는 일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템의 개략도이다.

도 34를 참조하면, 일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템(23)은 태양열을 이용하여 정수 및 온수를 생산 및 공급할 수 있다. 정수-온수 시스템(23)은 열을 효율적으로 순환시키고 이용하여, 정수 및 온수의 생산성을 높일 수 있다. 정수-온수 시스템(23)은 원수 탱크 내의 차가운 원수로 뜨거운 수증기를 응결시키고, 뜨거운 수증기로부터 열을 공급받아 원수를 예열하는 구조를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템(23)은 원수 탱크(231), 증발 챔버(232), 응결부(233), 집수 챔버(234), 정수 탱크(235), 원수 공급 라인(236), 원수 필터부(237), 온수 탱크(238), 태양열 집열기(2391), 열교환 순환 라인(2392) 및 보조 원수 탱크(2301)를 포함할 수 있다.

원수 탱크(231)는 원수를 저장할 수 있다. 원수 탱크(231)는 원수 공급 라인(236)을 통해 증발 챔버(232)에 원수를 공급할 수 있다. 원수 탱크(231)는 증발 챔버(232)의 상측에 배치되어서, 중력을 이용하여 증발 챔버(232)로 원수를 공급할 수 있다.

증발 챔버(232)에서는 원수의 증발이 이루어질 수 있다. 증발 챔버(232)는 원수 탱크(231)로부터 원수를 공급받고 저장할 수 있다. 증발 챔버(232)는 공급받은 원수를 증발시킬 수 있다. 증발 챔버(232)는 증발을 촉진시키기 위하여, 열교환 순환 라인(2392)로부터 열을 공급받을 수 있다. 증발 챔버(232)에서는 원수가 증발되어 수증기가 발생될 수 있다.

응결부(233)는 증발 챔버(232)에서 발생된 수증기가 응결되는 영역일 수 있다. 응결부(233)는 증발 챔버의 상측에 연결될 수 있다. 응결부(233)는 파이프를 포함할 수 있다. 증발 챔버(232)에서 발생된 수증기는 상측으로 이동하다가 응결부(233)로 모이게 되고, 응결부(233)를 통과하면서 응결될 수 있다. 응결부(233)에서 수증기가 응결됨으로써, 오염 물질이 제거된 정수가 형성될 수 있다. 응결부(233)에서 응결되어 형성된 정수가 한 곳으로 모일 수 있도록, 응결부(233)는 하향 경사지게 형성될 수 있다.

집수 챔버(234)는 응결부(233)에서 응결되어 형성된 정수를 집수할 수 있다. 집수 챔버(234)는 응결부(233)의 경사가 낮은 방향의 단부에 배치될 수 있다. 응결부(233)에서 응결되어 형성된 정수는 응결부(233)의 경사를 따라 유동되어 집수 챔버(234)에 집수될 수 있다.

원수 공급 라인(236)은 원수 탱크(231)로부터 증발 챔버(232)로 원수를 공급할 수 있다. 원수 공급 라인(236)은 응결부(233)와 열교환을 수행하도록 구성될 수 있다. 원수 공급 라인(236)은 응결부(233)의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.

도 34를 참조하면, 원수 공급 라인(236)은 응결부(233)의 적어도 일부의 주위를 권취하는 권취부(2362a)를 포함할 수 있다. 권취부(2362a)는 나선형으로 형성될 수 있다. 원수 공급 라인(236)을 통해 공급되는 차가운 원수는 권취부(2362a)를 지나면서 응결부(233)를 지나는 뜨거운 수증기와 열교환을 수행할 수 있다. 즉, 뜨거운 수증기는 응결부(233)를 지나면서 권취부(2362a)를 지나는 차가운 원수에 열을 뺏기면서 정수로 응결되고, 권취부(2362a)를 지나는 차가운 원수는 뜨거운 수증기로부터 열을 공급받아 온도가 상승할 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 차가운 원수를 이용하여 응결부(233)에서 수증기의 응결을 촉진할 수 있으면서, 동시에 증발 챔버(232)로 공급되는 차가운 원수를 뜨거운 수증기의 열로 예열할 수 있다. 또한, 원수와 수증기의 열교환이 원수 공급 라인(236)에서 이루어지므로, 원수 탱크(231)에는 항상 차가운 원수가 저장될 수 있고, 원수 공급 라인(236)으로는 지속적으로 차가운 원수가 공급될 수 있다. 권취부(2362a)는 응결부(233)의 경사가 낮은 쪽부터 높은 쪽으로 권취될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 권취부(2362a)를 지나는 원수와 응결부(233)를 지나는 수증기가 서로 반대 방향으로 유동할 수 있으므로, 원수 및 수증기는 지속적으로 열교환이 가능할 수 있다.

한편, 도 35는 일 실시 예에 따른 원수 공급 라인의 개략도이다. 도 35를 참조하면, 원수 공급 라인(236)은 응결부(233)가 직접 관통하는 관통부(2362b)를 포함할 수도 있다. 관통부(2362b)는 내부로 원수가 공급되는 파이프로서, 원수 공급 라인(236)의 일부분일 수 있다. 예를 들어, 관통부(2362b)는 원수 공급 라인(236)의 다른 부분에 비하여 단면적이 크게 형성된 부분일 수 있다. 응결부(233)는 관통부(2362b)를 직접 관통하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 관통부(2362b)를 지나는 차가운 원수가 응결부(233) 주위에 직접 접촉될 수 있다. 따라서, 차가운 원수와 뜨거운 수증기 간의 열교환이 효율적으로 수행될 수 있다. 관통부(2362b)는 원수의 유동 방향에 대하여 상향 경사지게 형성될 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 관통부(2362b)를 지나는 원수와 응결부(233)를 지나는 수증기가 서로 반대 방향으로 유동할 수 있으므로, 원수 및 수증기는 지속적으로 열교환이 가능할 수 있다.

정수 탱크(235), 원수 필터부(237), 온수 탱크(238), 태양열 집열기(2391), 열교환 순환 라인(2392) 및 보조 원수 탱크(2301)에 대한 설명은 상술한 내용과 중복되는 내용이므로 생략하도록 한다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 모듈 조합형 패키지 시스템(1)은 폐열 회수 시스템을 포함할 수 있다. 폐열 회수 시스템은, 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템에서 발생되는 폐열을 일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템에 공급할 수 있다. 폐열 회수 시스템은 낭비되는 열을 최대한으로 활용함으로써, 에너지 저장 시스템 및 정수-온수 시스템의 효율을 상승시킬 수 있다.

폐열 회수 시스템은, 에너지 저장 시스템, 정수-온수 시스템 및 폐열 회수부(15)를 포함할 수 있다.

에너지 저장 시스템은 상술한 일 실시 예에 따른 에너지 저장 시스템일 수 있다. 정수-온수 시스템은 상술한 일 실시 예에 따른 정수-온수 시스템일 수 있다. 폐열 회수부(15)는 에너지 저장 시스템에서 발생되는 폐열을 정수-온수 시스템에 공급할 수 있다. 폐열 회수부(15)는 뜨거운 공기의 전달 경로를 제공하는 파이프, 열을 전달하기 위한 열전도 부재 및 열교환기 등을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 폐열 회수부(15)는 에너지 저장 시스템의 배출 덕트를 통해 배출되는 뜨거운 공기의 열을 정수-온수 시스템에 공급할 수 있다. 폐열 회수부(15)는 배출 덕트를 통해 배출되는 뜨거운 공기의 열을 원수 탱크에 공급하여, 원수 탱크에 저장된 원수를 예열할 수 있다. 폐열 회수부(15)는 배출 덕트를 통해 배출되는 뜨거운 공기의 열을 증발 챔버에 공급하여, 증발 챔버 내의 원수의 증발을 촉진시킬 수 있다. 폐열 회수부(15)는 배출 덕트를 통해 배출되는 뜨거운 공기의 열을 온수 탱크에 공급하여, 온수 탱크에 저장된 원수를 가열할 수 있다.

일 실시 예에 따른 폐열 회수부(15)는 에너지 저장 시스템의 열전 소자에서 발생하는 열을 정수-온수 시스템에 공급할 수 있다. 즉, 폐열 회수부(15)는 열전 소자의 발열면에서 발생하는 열을 정수-온수 시스템에 공급할 수 있다. 폐열 회수부(15)는 열전 소자에서 발생하는 열을 원수 탱크에 공급하여, 원수 탱크에 저장된 원수를 예열할 수 있다. 폐열 회수부(15)는 열전 소자에서 발생하는 열을 증발 챔버에 공급하여, 증발 챔버 내의 원수의 증발을 촉진시킬 수 있다. 폐열 회수부(15)는 열전 소자에서 발생하는 열을 온수 탱크에 공급하여, 온수 탱크에 저장된 원수를 가열할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 에너지 저장 시스템에서 발생하는 열을 최대한으로 이용하여, 정수-온수 시스템의 효율을 상승시킬 수 있다.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

13: 정수-온수 시스템
131: 원수 탱크
132: 증발 챔버
133: 응결부
134: 집수 챔버
135: 정수 탱크
136: 원수 공급 라인
137: 원수 필터부
138: 온수 탱크
S: 경사 공간
23: 정수-온수 시스템
231: 원수 탱크
232: 증발 챔버
233: 응결부
234: 집수 챔버
235: 정수 탱크
236: 원수 공급 라인
237: 원수 필터부
238: 온수 탱크

Claims

원수가 저장되는 원수 탱크;
상기 원수 탱크의 하측에 배치되고, 상기 원수 탱크로부터 공급받은 원수의 증발이 이루어지는 증발 챔버;
상기 증발 챔버에서 발생된 수증기가 응결되도록, 상기 원수 탱크의 저면에 형성되는 응결부; 및
상기 응결부에서 응결되어 형성되는 정수가 저장되는 정수 탱크를 포함하는, 정수 시스템.
제1항에 있어서,
상기 응결부는 상기 원수 탱크의 저면과 일체로 형성되는, 정수 시스템.
제2항에 있어서,
상기 응결부의 적어도 일부는 하향 경사지게 형성되는, 정수 시스템.
제3항에 있어서,
상기 응결부는 중앙부에서 가장자리를 향할수록 하향 경사지게 형성되는, 정수 시스템.
제4항에 있어서,
상기 응결부의 가장자리에 배치되는 집수 챔버를 더 포함하고,
상기 응결부에서 응결되어 형성되는 정수는, 상기 응결부의 경사를 따라 가장자리로 유동되어 상기 집수 챔버에 집수되는, 정수 시스템.
제5항에 있어서,
상기 원수 탱크의 저면의 중앙부에 연결되고, 상기 원수 탱크로부터 상기 증발 챔버로 원수를 공급하는 원수 공급 라인을 더 포함하는, 정수 시스템.
제1항에 있어서,
원수 공급원으로부터 원수를 공급받고, 필터를 통해 오염 물질을 제거한 원수를 상기 원수 탱크로 공급하는 원수 필터부를 더 포함하는, 정수 시스템.
제1항에 있어서,
태양열을 집열하여 내부의 열순환 매체를 가열하는 태양열 집열기; 및
상기 열순환 매체가 순환되고, 상기 증발 챔버 내의 원수와 열교환을 수행하는 열교환 순환 라인을 더 포함하는, 정수 시스템.
제7항에 있어서,
상기 원수 필터부로부터 오염 물질이 제거된 원수를 공급받는 온수 탱크;
태양열을 집열하여 열순환 매체를 가열하는 태양열 집열기; 및
상기 열순환 매체가 순환되고, 상기 증발 챔버 및 온수 탱크 내의 원수와 열교환을 수행하는 열교환 순환 라인을 더 포함하는, 정수 시스템.
원수가 저장되는 원수 탱크;
상기 원수 탱크로부터 공급받은 원수의 증발이 이루어지는 증발 챔버;
상기 증발 챔버에서 발생된 수증기가 응결되도록, 상기 증발 챔버의 상측에 연결되는 응결부;
상기 원수 탱크로부터 상기 증발 챔버로 원수를 공급하고, 상기 응결부의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 원수 공급 라인; 및
상기 응결부에서 응결되어 형성되는 정수가 저장되는 정수 탱크를 포함하는 정수 시스템.
제10항에 있어서,
상기 원수 공급 라인은 상기 응결부의 적어도 일부를 나선형으로 권취하는 권취부를 포함하는, 정수 시스템.
제10항에 있어서,
상기 원수 공급 라인은 상기 응결부가 직접 관통하는 관통부를 포함하는, 정수 시스템.