KR20200142994A - Hybrid solar-cell power generating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전은 물론 풍력이나 기타 대체 에너지원으로부터 전기에너지를 생산할 수 있도록 하는 하이브리드 태양광 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid solar power generation apparatus, and more particularly, to a hybrid solar power generation apparatus capable of producing electric energy from wind power or other alternative energy sources as well as solar power generation.
일반적으로 사용되고 있는 에너지의 상당 부분은 화석 연료로부터 얻는 에너지이다. Much of the energy commonly used is from fossil fuels.
그러나, 이러한 화석 연료는 그 양이 한정되어 있어 언젠가는 고갈될 수밖에 없으며, 각종 오염 물질이나 이산화탄소 등을 배출하기 때문에 대기 오염과 온실 효과를 유발하는 문제가 있다.However, the amount of these fossil fuels is limited and is bound to be depleted someday, and there is a problem of causing air pollution and a greenhouse effect because various pollutants or carbon dioxide are emitted.
이러한 문제들로 인해 최근에는 친환경적인 대체 에너지원의 개발의 필요성이 증대하고 있다. Due to these problems, the necessity of developing eco-friendly alternative energy sources has recently increased.
그 예로, 태양 에너지, 풍력, 조력, 지열 등을 대표적인 대체 에너지원으로 거론되고 있으나, 이 중에서도 태양 에너지가 가장 각광받는 대체 에너지원으로 평가 받고 있다.For example, solar energy, wind power, tidal power, and geothermal heat have been mentioned as representative alternative energy sources, but among them, solar energy is evaluated as the most popular alternative energy source.
즉, 태양광과 풍력 등과 같은 신재생 에너지는 전세계가 환경 문제와 화석연료 고갈이라는 문제로 고심하고 있는 최근 주목받고 관련 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있는 분야라 할 수 있다.In other words, renewable energy such as solar power and wind power has recently attracted attention and related research and development has been actively conducted as the world is struggling with environmental problems and fossil fuel depletion.
태양 에너지를 이용하여 전기를 생성하는 방법은 태양열을 이용하여 데워진 물로 터빈을 돌려 전기를 얻는 태양열 발전과, 태양광을 이용하여 전기를 직접 생성하는 태양광 발전으로 나뉘어 질 수 있는데, 이 중에서 태양광 발전이 소음, 방열, 그리고 진동이 작은 장점이 있어 많은 주목을 받고 있다.The method of generating electricity using solar energy can be divided into solar power generation, which generates electricity by turning a turbine with water heated using solar heat, and solar power generation, which directly generates electricity using sunlight. Power generation is receiving a lot of attention because it has the advantage of low noise, heat dissipation, and vibration.
상기와 같은 관점에서 발명된 것으로, 등록특허 제10-1038243호의 " 궤도 위를 왕복 이동하는 태양광발전 어레이 관리 장치"와, 등록실용신안 제20-0458822호의 "경사지 설치용 고정 가변형 태양광발전장치" 등을 포함한 수많은 기술들이 공지되고 현재에도 연구 개발중이다.Invented from the above point of view, "solar photovoltaic array management device for reciprocating on orbit" of Patent Registration No. 10-1038243 and "Fixed variable type photovoltaic power generation device for slope installation" of registered utility model No. 20-0458822 Numerous technologies including such are known and are still being researched and developed.
그러나 선행기술들을 포함한 일반적인 태양광 발전은 넓은 설치 면적이 요구되고 발전 단가가 상대적으로 높다는 치명적인 단점과 한계를 가진다.However, general photovoltaic power generation including prior art has fatal disadvantages and limitations in that a large installation area is required and power generation costs are relatively high.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 태양광 에너지는 물론 풍력과 기타 대체 에너지원을 통한 발전을 통하여 발전효율을 높일 수 있도록 하는 하이브리드 태양광 발전장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention has been invented to improve the above problems, and is to provide a hybrid solar power generation device capable of increasing power generation efficiency through power generation through solar energy as well as wind power and other alternative energy sources.
그리고, 본 발명은 외부로 노출되는 부품을 최소화하여 공간 활용도를 높일 수 있도록 하는 하이브리드 태양광 발전장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a hybrid solar power generation device that can increase space utilization by minimizing parts exposed to the outside.
또한, 본 발명은 설치 면적을 최소화하여 공간과 장소에 제약을 받지않고 발전을 할 수 있도록 하는 하이브리드 태양광 발전장치를 제공하기 위한 것이다.In addition, the present invention is to provide a hybrid solar power generation device that minimizes the installation area and enables power generation without being restricted by space and location.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중공인 본체; 상기 본체의 상부측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 태양광을 한 지점으로 모으는 집광부; 상기 집광부와 연결되어 상기 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 상기 집광부로 모인 상기 태양광을 일방향으로 이송시키는 광이송부; 상기 광이송부와 연결되어 상기 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 상기 광이송부에 의하여 일방향으로 이송된 상기 태양광을 받아들이는 일정 크기의 면적을 가짐과 동시에, 상기 태양광을 제1 전기에너지로 변환시키는 태양광모듈; 상기 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되어 상기 태양광모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 태양광모듈이 변환시킨 상기 제1 전기에너지를 저장하는 축전지; 및 상기 본체의 일측에 탈착 교체 가능하게 장착되고 상기 축전지와 전기적으로 연결되고, 상기 본체 주위의 바람이나 조수간만의 차나 물의 흐름 또는 물결의 진동을 제2 전기에너지로 변환시키는 보조발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 태양광 발전장치를 제공할 수 있을 것이다.In order to achieve the above object, the present invention is a hollow body; A light collecting unit provided detachably and replaceable on the upper side of the main body to collect sunlight into one point; A light transfer unit connected to the condensing unit to be detachably installed in the main body and transferring the sunlight collected by the condensing unit in one direction; It is connected to the light transfer unit and is detachably mounted in the main body, and has an area of a certain size to receive the sunlight transferred in one direction by the light transfer unit, and at the same time, the sunlight is transferred to the first electric energy. A solar module that converts into; A storage battery that is detachably installed in the main body, is electrically connected to the solar module, and stores the first electric energy converted by the solar module; And an auxiliary power generation unit that is detachably mounted on one side of the body and is electrically connected to the storage battery, and converts the vibration of the wind or tidal wave around the body, the flow of water, or the wave into second electric energy. It will be possible to provide a hybrid solar power generation device characterized by.
여기서, 상기 집광부는, 원형 또는 다각형의 가장자리를 가지는 평판 형상의 집광본체와, 상기 집광본체에 서로 다른 직경을 가진 다수의 동심원 패턴의 경사진 톱니 형상의 집광홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the condensing unit is characterized in that it includes a flat-shaped condensing body having a circular or polygonal edge, and a plurality of concentric patterned inclined, serrated condensing grooves having different diameters in the condensing body.
이때, 상기 광이송부는, 상기 집광부와 상기 태양광모듈을 상호 연결하는 광섬유 또는 광덕트인 것을 특징으로 한다.At this time, the light transfer unit is characterized in that the optical fiber or optical duct interconnecting the light collecting unit and the solar module.
또한, 상기 보조발전부는, 상기 본체에 회전 가능하게 구비되고 상기 본체의 외측면에 대하여 방사상으로 배치되는 복수의 블레이드를 포함하는 터빈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary power generation unit is characterized in that it comprises a turbine assembly including a plurality of blades rotatably provided in the main body and disposed radially with respect to the outer surface of the main body.
아울러, 상기 본체의 일측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 상기 축전지와 연결되고, 상기 본체의 내부 열기를 외부로 배출시키는 배출팬을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it further comprises a discharge fan that is detachably provided on one side of the main body, is connected to the storage battery, and discharges heat inside the main body to the outside.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.According to the present invention having the above configuration, the following effects can be achieved.
우선, 본 발명은 중공인 본체; 본체의 상부측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 태양광을 한 지점으로 모으는 집광부; 집광부와 연결되어 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 집광부로 모인 태양광을 일방향으로 이송시키는 광이송부; 광이송부와 연결되어 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 광이송부에 의하여 일방향으로 이송된 태양광을 받아들이는 일정 크기의 면적을 가짐과 동시에, 태양광을 제1 전기에너지로 변환시키는 태양광모듈; 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되어 태양광모듈과 전기적으로 연결되고, 태양광모듈이 변환시킨 제1 전기에너지를 저장하는 축전지; 및 본체의 일측에 탈착 교체 가능하게 장착되고 축전지와 전기적으로 연결되고, 본체 주위의 바람이나 조수간만의 차나 물의 흐름 또는 물결의 진동을 제2 전기에너지로 변환시키는 보조발전부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 태양광 에너지는 물론 풍력과 기타 대체 에너지원을 통한 발전을 통하여 발전효율을 높일 수 있음은 물론, 집광 패널 등과 같이 설치 면적을 차지하며 외부로 노출되는 부품을 최소화하여 공간 활용도를 높일 수 있고, 설치 면적을 최소화하여 공간과 장소에 제약을 받지않고 발전을 할 수 있는 전천후 발전장치의 제공이 가능하게 될 것이다.First, the present invention is a hollow body; A light collecting unit provided detachably and interchangeably on the upper side of the main body to collect sunlight into one point; A light transfer unit connected to the condensing unit to be detachably and replaceable in the main body, and transferring sunlight collected by the condensing unit in one direction; Solar light that is connected to the light transfer unit and is built in the body so that it can be detachably replaced, has an area of a certain size to receive sunlight transferred in one direction by the light transfer unit, and converts sunlight into first electric energy. module; A storage battery that is detachably installed in the body, is electrically connected to the solar module, and stores the first electric energy converted by the solar module; And an auxiliary power generation unit that is detachably mounted on one side of the main body and is electrically connected to the storage battery, and converts the vibration of the wind or the tidal wave around the main body, the flow of water, or the wave into a second electric energy. , Solar energy, as well as power generation through wind power and other alternative energy sources, can increase power generation efficiency, and occupy an installation area such as a condensing panel and minimize externally exposed parts to increase space utilization. By minimizing the installation area, it will be possible to provide an all-weather power generation device that can generate power without being restricted by space and location.
특히, 본 발명은 최근 태양광 발전 설비의 건설로 인하여 문제가 되고 있는 자연훼손을 최소화할 수 있는데, 넓은 대지를 차지할 필요가 없으며, 최소한의 대지나 면적만 있으면 지지대를 높이 세워 본 발명에 따른 장치를 설치할 수 있으므로 자연과 공존하는 발전소 마련이 가능하게 되는 효과를 가진다.In particular, the present invention can minimize damage to nature, which is a problem due to the construction of a solar power generation facility in recent years, it is not necessary to occupy a wide site, and the device according to the present invention by erecting a support stand high if there is only a minimum site or area. As it can be installed, it has the effect of making it possible to prepare a power plant that coexists with nature.
그리고, 본 발명은 가로등에 추가적으로 부착하거나, 신규로 설치되는 가로등에 매립형으로 설치할 수 있으므로, 수많은 가로등이 자가발전할 수 있게 되어 에너지의 효율적인 관리와 환경보존을 동시에 할 수 있다는 일석이조의 효과를 도모할 수 있다.In addition, the present invention can be additionally attached to a street light or installed in a buried type on a newly installed street light, so that a number of street lights can be self-powered, thereby achieving the effect of one stone and two groups that can simultaneously manage energy and preserve the environment. I can.
또한, 본 발명은 장치 전체를 모듈화 및 패키지화시켜 경량화 및 컴팩트화 구현을 통한 가전제품처럼 보편화시킬 수 있다는 장점을 지니게 된다.In addition, the present invention has the advantage that the entire device can be modularized and packaged so that it can be universalized like a home appliance through lightweight and compact implementation.
무엇보다도, 본 발명은 전술한 바와 같은 가로등 뿐만 아니라 경우에 따라 전신주나, 신호등, 다리의 난간 등등에도 설치하여 활용할 수 있는 등 범용성의 측면에서 매우 우수한 발명이라 할 것이다.Above all, the present invention will be said to be a very excellent invention in terms of versatility, such as being able to be installed and utilized not only on streetlights as described above, but also on telephone poles, traffic lights, bridge railings, etc. in some cases.
특히, 본 발명은 집광패널의 효율 향상을 위하여 사용해 왔던 유리 재질의 부품들을 일절 사용하지 않고 모두 본체 내부에 내장시킴으로써, 환경훼손과 향후 폐기처리시 유리 재질의 폐기곤란성 등의 문제를 일거에 해결할 수 있다는 환경친화적인 제품을 제공할 수 있게 될 것이다.In particular, the present invention does not use any glass parts that have been used to improve the efficiency of the condensing panel, but is built into the body, thereby solving problems such as environmental damage and difficulty in disposing of the glass material in the future. It will be able to provide eco-friendly products that are available.
아울러, 본 발명은 외부 충격으로 인하여 파손될 우려가 다분하였던 집광 패널과 같은 부품을 전부 내부에 장착되도록 하는 등 외부 환경과의 단절을 통하여, 파손 및 오염을 근원적으로 차단하고, 먼지제거 및 세척 등 부가적인 관리요소를 최소화함으로써, 관리비용과 시간을 대폭적으로 저감할 수 있게 된다.In addition, the present invention fundamentally blocks damage and contamination through disconnection from the external environment, such as installing all parts such as a condensing panel, which are likely to be damaged due to external shock, to be installed inside, and adding dust removal and cleaning. By minimizing the necessary management factors, management costs and time can be drastically reduced.
그리고, 본 발명에 따른 집광부는, 원형 또는 다각형의 가장자리를 가지는 평판 형상의 집광본체와, 집광본체에 서로 다른 직경을 가진 다수의 동심원 패턴의 경사진 톱니 형상의 집광홈을 포함함으로써, 집광효율을 극대화하는 구조를 확보하여 광손실을 최소화하고 태양광을 그대로 태양광모듈로 이송할 수 있으므로 발전 효율을 향상시킬 수 있게 될 것이다.In addition, the light collecting unit according to the present invention includes a flat plate-shaped light collecting body having a circular or polygonal edge, and a plurality of inclined serrated light collecting grooves of a plurality of concentric patterns having different diameters in the light collecting body, thereby improving light collection efficiency. By securing a structure that maximizes, light loss can be minimized, and sunlight can be transferred to the solar module as it is, thereby improving power generation efficiency.
그리고, 본 발명에 따른 광이송부는, 집광부와 태양광모듈을 상호 연결하는 광섬유 또는 광덕트로 함으로써, 태양광의 이송량을 광손실없이 극대화시킴으로써 발전 효율의 향상에 도움을 줄 수 있을 것이다.In addition, the light transfer unit according to the present invention may be used as an optical fiber or a light duct that interconnects the light collecting unit and the solar module, thereby maximizing the transfer amount of sunlight without loss of light, thereby helping to improve power generation efficiency.
또한, 본 발명에 따른 보조발전부는, 본체에 회전 가능하게 구비되고 본체의 외측면에 대하여 방사상으로 배치되는 복수의 블레이드를 포함하는 터빈 어셈블리를 포함함으로써, 풍력이나 조력, 파력, 수력 등 다양한 대체에너지원을 이용한 보조 발전이 가능하도록 하여 발전효율을 향상시킬 수 있게 될 것이다.In addition, the auxiliary power generation unit according to the present invention includes a turbine assembly including a plurality of blades rotatably provided on the main body and disposed radially with respect to the outer surface of the main body, thereby providing various alternative energy such as wind power, tidal power, wave power, and hydraulic power. It will be possible to improve power generation efficiency by enabling auxiliary power generation using a circle.
아울러, 본 발명에 따르면, 본체의 일측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 축전지와 연결되고, 본체의 내부 열기를 외부로 배출시키는 배출팬을 더 구비함으로써, 본체 내부의 발열 대책을 마련하여 장치 전체의 내구성과 수명 연한을 증대시킬 수 있게 될 것이다.In addition, according to the present invention, by further providing a discharge fan that is detachably provided on one side of the main body to be connected to the storage battery and discharges the heat inside the main body to the outside, a heat generation countermeasure inside the main body is provided to ensure the durability of the entire device. It will be possible to increase the life span.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전장치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도1 is a conceptual diagram showing the overall structure of a hybrid solar power generation device according to an embodiment of the present invention
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to embodiments to be described later in detail together with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms.
본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.In the present specification, the present embodiment is provided to complete the disclosure of the present invention, and to completely inform the scope of the invention to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.And the invention is only defined by the scope of the claims.
따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.Thus, in some embodiments, well-known components, well-known operations, and well-known techniques have not been described in detail in order to avoid obscuring interpretation of the present invention.
또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, throughout the specification, the same reference numerals refer to the same constituent elements, and terms used in the present specification (referred to) are intended to describe embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase, and the components and actions referred to as'include (or, have)' do not exclude the presence or addition of one or more other components and actions. .
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used as meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.In addition, terms defined in a commonly used dictionary are not interpreted ideally or excessively unless defined.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전장치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the overall structure of a hybrid photovoltaic device according to an embodiment of the present invention.
우선, 본 발명은 도시된 바와 같이 중공인 본체(10)에 집광부(20)와 광이송부(30)와 태양광모듈(40)과 축전지(50)와 보조발전부(60)가 구비된 구조임을 파악할 수 있다.First, the present invention is provided with a
집광부(20)는 본체(10)의 상부측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 태양광을 한 지점으로 모으는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.The
광이송부(30)는 집광부(20)와 연결되어 본체(10)에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 집광부(20)로 모인 태양광을 일방향으로 이송시키는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.The
태양광모듈(40)은 광이송부(30)와 연결되어 본체(10)에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 광이송부(30)에 의하여 일방향으로 이송된 태양광을 받아들이는 일정 크기의 면적을 가짐과 동시에, 태양광을 제1 전기에너지로 변환시키는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.The
축전지(50)는 본체(10)에 탈착 교체 가능하게 내장되어 태양광모듈(40)과 전기적으로 연결되고, 태양광모듈(40)이 변환시킨 제1 전기에너지를 저장하는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.The
보조발전부(60)는 본체(10)의 일측에 탈착 교체 가능하게 장착되고 축전지(50)와 전기적으로 연결되고, 본체(10) 주위의 바람이나 조수간만의 차나 물의 흐름 또는 물결의 진동을 제2 전기에너지로 변환시키는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.The auxiliary
본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.It goes without saying that the present invention can be applied to the above-described embodiments, and can also be applied to the following various embodiments.
우선, 본체(10)는 기둥 형상으로 제작될 수 있으며, 구체적으로는 원기둥 또는 다각기둥 형상으로 제작될 수 있고, 경우에 따라 가로등의 지지대(이하 미도시)에 장착되거나, 수면에 수직하게 배치되는 수상 구조물(이하 미도시)에 장착될 수도 있을 것이다.First, the
예를들어, 본체(10)는 해상 풍력, 해상 부표, 해상 등대 등에 장착될 수 있을 것이다.For example, the
아울러, 본체(10)는 수면에 평행하게 배치되는 수상 구조물에 장착될 수도 있음은 물론이다.In addition, it goes without saying that the
즉, 본체(10)는 계곡이나 하천에 설치되어 실시간으로 수질 감시를 위하여 여러 수질관련 데이터를 수집하는 수질감시용의 부표 등에 장착되어 이러한 본체(10)에 장착된 후술할 보조발전부(60)가 수류나 물결의 진동에 회전하면서 수력을 제2 전기에너지로 변환시키는 역할을 할 수 있게 될 것이다.That is, the
한편, 집광부(20)는, 원형 또는 다각형의 가장자리를 가지는 평판 형상의 집광본체(21)와, 집광본체(21)에 서로 다른 직경을 가진 다수의 동심원 패턴의 경사진 톱니 형상의 집광홈(22)을 포함할 수 있다.On the other hand, the condensing
이러한 집광부(20)는, 프레넬 렌즈(fresnel lens)의 일종으로, 프레넬 렌즈는 플라스틱에 식각된 연속적인 동심홈으로 이루어진 광학 부품이다.The condensing
얇고 가벼운 구조로서 소형 및 대형 사이즈로 이용할 수 있으며 집광 능력이 뛰어나 다양한 어플리케이션에 유용하다.As a thin and light structure, it can be used in small and large sizes, and has excellent condensing ability, which is useful for various applications.
프레넬 렌즈는 콘덴서 시스템이나 이미터/디텍터 셋업과 같은 집광 용도에 가장 흔히 사용된다.Fresnel lenses are most commonly used in condensing applications such as condenser systems or emitter/detector setups.
또한 프레넬 렌즈는 조명 시스템이나 이미지 형성 용도에서는 확대경이나 프로젝션 렌즈처럼 사용할 수 있다.In addition, Fresnel lenses can be used like magnifying glasses or projection lenses in lighting systems or image forming applications.
프레넬 렌즈는 기존 광학 렌즈의 곡면을 일련의 동심홈(concentric groove)으로 대체한 제품이다.Fresnel lens is a product that replaces the curved surface of the existing optical lens with a series of concentric grooves.
이러한 외형은 개별 굴절면처럼 작용해 평행 광선을 일반적인 초점 길이로 굴곡시킨다. This shape acts like an individual refracting surface, bending the parallel rays to a common focal length.
결과적으로 프레넬 렌즈는 물리적으로 좁은 형태를 보여도 기존 광학 렌즈와 비슷하게 빛을 포커싱할 수 있어 보다 두꺼운 유사 렌즈에 비해 더 많은 장점을 갖는다.As a result, even though the Fresnel lens has a physically narrow shape, it can focus light similarly to the conventional optical lens, and thus has more advantages over the thicker similar lens.
프레넬 렌즈의 개념 뒤에는 빛의 전파 방향이 산란되지 않는 한 매질 내에서 변하지 않는다는 구동 원리가 존재한다. Behind the concept of the Fresnel lens is the driving principle that the direction of light propagation does not change within the medium unless it is scattered.
대신, 광선은 매질의 표면에서만 이탈이 일어나므로, 렌즈의 중심에 있는 대부분의 소재는 중량과 시스템 내에서의 흡수량을 증가시키는 역할만 하게 된다.Instead, since the light rays escape only from the surface of the medium, most of the material in the center of the lens only serves to increase the weight and absorption in the system.
이러한 곡면의 프로파일은 압출을 통해 구형 또는 비구면 형태의 재래식 구형 렌즈를 형성하게 된다. This curved profile is extruded to form a conventional spherical lens having a spherical or aspherical shape.
기존의 광학 렌즈와 유사한 광학적 속성으로 인해 어플리케이션에 따라 다소 향상된 포커싱 성능을 제공할 수 있다. Due to optical properties similar to those of conventional optical lenses, it is possible to provide slightly improved focusing performance depending on the application.
뿐만 아니라 그루브의 밀도가 높을 경우 더 나은 품질의 이미지를 생산하며 이와 반대로 그루브의 밀도가 낮을 경우에는 더 나은 효율성(집광 용도에 필수)을 제공하게 된다. In addition, a higher groove density produces a better quality image, whereas a lower groove density provides better efficiency (essential for condensing applications).
그럼에도 불구하고 고정밀 이미징이 필수라면 기존 방식의 단일, 이중 렌즈 혹은 비구면 광학 렌즈가 여전히 가장 적합하다는 점을 유념해야 한다.Nevertheless, it should be noted that if high-precision imaging is a must, conventional single, double or aspherical optical lenses are still the best.
프레넬 렌즈를 가장 많이 이용하는 어플리케이션 중 하나는 태양광의 집광 용도로서 무한켤레(infinite-conjugate) 시스템(평행광에 무척 가까움)과 거의 유사하게 취급된다. One of the most popular applications for Fresnel lenses is the condensation of sunlight, which is treated almost like an infinite-conjugate system (very close to parallel light).
집광 용도의 프레넬 렌즈는 광전지 위로 빛을 응집하거나 표면을 가열하는 데 이상적으로 사용된다. Fresnel lenses for condensing applications are ideal for condensing light onto photovoltaic cells or for heating surfaces.
예를 들어 가정 난방이나 수영장을 데우는 것과 같이 가정용으로 프레넬 렌즈를 활용할 수 있다. Fresnel lenses can be used for home use, for example to heat a home or heat a swimming pool.
아울러, 본 발명에서는 집광부(20)를 전술한 바와 같은 프레넬 렌즈 형상으로 도시하고 있으나, 반드시 이러한 구조에 국한되지 않으며, 일반적인 볼록 또는 오목 렌즈를 사용할 수도 있음은 물론이다.In addition, in the present invention, although the condensing
한편, 광이송부(30)는, 집광부(20)와 태양광모듈(40)을 상호 연결하는 광섬유 또는 광덕트일 수 있다.On the other hand, the
이때, 광이송부(30)가 광덕트일 경우에는, 집광부(20)에 의하여 한 지점으로 모인 태양광을 태양광모듈(40)측으로 유도하는 알미늄 또는 알미늄 합금 재질로 이루어진 파이프 형상의 도광관(이하 미도시)을 포함할 수 있다.At this time, when the
알미늄 또는 알미늄 합금은 반사율이 매우 높으면서 비교적 저렴하므로 광덕트로 흔히 사용하는 소재중 하나이다.Aluminum or aluminum alloy is one of the materials commonly used as a light duct because it has very high reflectivity and is relatively inexpensive.
한편, 본 발명에서는 광이송부(30)와 태양광모듈(40) 사이에 구비되어 광이송부(30)의 말단에 배치되며, 광이송부(30)에 의하여 태양광모듈(40)측으로 이송된 태양광을 재반사시키는 반사패널(35)을 더 구비할 수도 있다.Meanwhile, in the present invention, it is provided between the
여기서, 반사패널(35)은 태양광모듈(40)측으로 이송된 태양광중 반사되는 일부를 다시 태양광모듈(40)측으로 재반사시킴으로써 태양광모듈(40)의 집광효율을 증대시키기 위하여 마련된 것이다.Here, the
한편, 보조발전부(60)는, 본체(10)에 회전 가능하게 구비되고 본체(10)의 외측면에 대하여 방사상으로 배치되는 복수의 블레이드(61b)를 포함하는 터빈 어셈블리(61)를 포함할 수 있다.On the other hand, the auxiliary
터빈 어셈블리(61)는, 본체(10)가 지면 또는 수면에 수직하게 배치된 상태에서 본체(10)의 주위로 지나는 바람에 따라 회전하면서 풍력을 제2 전기에너지로 변환시키게 될 것이다.The
터빈 어셈블리(61)는, 본체(10)가 수면에 평행하게 배치된 상태에서는 본체(10) 주위로 흐르는 물이나 물결 또는 파도에 따라 회전 또는 회동 동작을 실시하면서 수력이나 파력 또는 조력을 제2 전기에너지로 변환시키기 될 것이다.When the
한편, 본 발명에서는 본체(10)의 일측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 축전지(50)와 연결되고, 본체(10)의 내부 열기를 외부로 배출시키는 배출팬(70)을 더 구비할 수도 있음은 물론이다.Meanwhile, in the present invention, it is possible to further include a discharge fan 70 that is detachably provided on one side of the
여기서, 본체(10)에는 온도센서(80)가 내장되어 배출팬(70)과 전기적으로 연결되며, 본체(10) 내부의 온도를 실시간으로 측정하게 되며, 배출팬(70)은 온도센서(80)의 측정값에 따라 회전 또는 정지하게 됨으로써, 본체(10) 내부의 발열을 저감시키는 역할을 수행할 수 있게 될 것이다.Here, a
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 태양광 발전장치의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.Hereinafter, the operation and effect of the hybrid photovoltaic device according to a preferred embodiment of the present invention will be described as follows.
우선, 본 발명은 중공인 본체(10); 본체(10)의 상부측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 태양광을 한 지점으로 모으는 집광부(20); 집광부(20)와 연결되어 본체(10)에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 집광부(20)로 모인 태양광을 일방향으로 이송시키는 광이송부(30); 광이송부(30)와 연결되어 본체(10)에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 광이송부(30)에 의하여 일방향으로 이송된 태양광을 받아들이는 일정 크기의 면적을 가짐과 동시에, 태양광을 제1 전기에너지로 변환시키는 태양광모듈(40); 본체(10)에 탈착 교체 가능하게 내장되어 태양광모듈(40)과 전기적으로 연결되고, 태양광모듈(40)이 변환시킨 제1 전기에너지를 저장하는 축전지(50); 및 본체(10)의 일측에 탈착 교체 가능하게 장착되고 축전지(50)와 전기적으로 연결되고, 본체(10) 주위의 바람이나 조수간만의 차나 물의 흐름 또는 물결의 진동을 제2 전기에너지로 변환시키는 보조발전부(60)를 포함하는 것을 특징으로 하여, 태양광 에너지는 물론 풍력과 기타 대체 에너지원을 통한 발전을 통하여 발전효율을 높일 수 있음은 물론, 집광 패널 등과 같이 설치 면적을 차지하며 외부로 노출되는 부품을 최소화하여 공간 활용도를 높일 수 있고, 설치 면적을 최소화하여 공간과 장소에 제약을 받지않고 발전을 할 수 있는 전천후 발전장치의 제공이 가능하게 될 것이다.First of all, the present invention is a
특히, 본 발명은 최근 태양광 발전 설비의 건설로 인하여 문제가 되고 있는 자연훼손을 최소화할 수 있는데, 넓은 대지를 차지할 필요가 없으며, 최소한의 대지나 면적만 있으면 지지대를 높이 세워 본 발명에 따른 장치를 설치할 수 있으므로 자연과 공존하는 발전소 마련이 가능하게 되는 효과를 가진다.In particular, the present invention can minimize damage to nature, which is a problem due to the construction of a solar power generation facility in recent years, it is not necessary to occupy a wide site, and the device according to the present invention by erecting a support stand high if there is only a minimum site or area. As it can be installed, it has the effect of making it possible to prepare a power plant that coexists with nature.
그리고, 본 발명은 가로등에 추가적으로 부착하거나, 신규로 설치되는 가로등에 매립형으로 설치할 수 있으므로, 수많은 가로등이 자가발전할 수 있게 되어 에너지의 효율적인 관리와 환경보존이 동시에 가능하게 된다.In addition, since the present invention can be additionally attached to a street light or installed in a buried type on a newly installed street light, a number of street lights can be self-generated, thereby enabling efficient management of energy and preservation of the environment at the same time.
또한, 본 발명은 장치 전체를 모듈화 및 패키지화시켜 경량화 및 컴팩트화 구현을 통한 가전제품처럼 보편화시킬 수 있게 된다.In addition, according to the present invention, the entire device can be modularized and packaged so that it can be made universal like a home appliance through lightweight and compact implementation.
무엇보다도, 본 발명은 전술한 바와 같은 가로등 뿐만 아니라 경우에 따라 전신주나, 신호등, 다리의 난간 등등에도 설치하여 활용할 수 있는 등 범용성의 측면에서 매우 우수한 발명이라 할 것이다.Above all, the present invention will be said to be a very excellent invention in terms of versatility, such as being able to be installed and utilized not only on streetlights as described above, but also on telephone poles, traffic lights, bridge railings, etc. in some cases.
특히, 본 발명은 집광패널의 효율 향상을 위하여 사용해 왔던 유리 재질의 부품들을 일절 사용하지 않고 모두 본체(10) 내부에 내장시킴으로써, 환경훼손과 향후 폐기처리시 유리 재질의 폐기곤란성 등의 문제를 일거에 해결할 수 있다는 환경친화적인 제품을 제공할 수 있게 될 것이다.In particular, the present invention does not use any parts made of glass that have been used to improve the efficiency of the condensing panel, but is built into the
아울러, 본 발명은 외부 충격으로 인하여 파손될 우려가 다분하였던 집광 패널과 같은 부품을 전부 내부에 장착되도록 하는 등 외부 환경과의 단절을 통하여, 파손 및 오염을 근원적으로 차단하고, 먼지제거 및 세척 등 부가적인 관리요소를 최소화함으로써, 관리비용과 시간을 저감할 수 있게 된다.In addition, the present invention fundamentally blocks damage and contamination through disconnection from the external environment, such as installing all parts such as a condensing panel, which are likely to be damaged due to external shock, to be installed inside, and adding dust removal and cleaning. By minimizing the necessary management factors, it is possible to reduce management cost and time.
그리고, 본 발명에 따른 집광부(20)는, 원형 또는 다각형의 가장자리를 가지는 평판 형상의 집광본체(21)와, 집광본체(21)에 서로 다른 직경을 가진 다수의 동심원 패턴의 경사진 톱니 형상의 집광홈(22)을 포함함으로써, 집광효율을 극대화하는 구조를 확보하여 광손실을 최소화하고 태양광을 그대로 태양광모듈로 이송할 수 있으므로 발전 효율을 향상시킬 수 있게 될 것이다.In addition, the
그리고, 본 발명에 따른 광이송부(30)는, 집광부(20)와 태양광모듈(40)을 상호 연결하는 광섬유 또는 광덕트로 함으로써, 태양광의 이송량을 광손실없이 극대화시킴으로써 발전 효율의 향상에 도움을 줄 수 있을 것이다.In addition, the
또한, 본 발명에 따른 보조발전부(60)는, 본체(10)에 회전 가능하게 구비되고 본체(10)의 외측면에 대하여 방사상으로 배치되는 복수의 블레이드(61b)를 포함하는 터빈 어셈블리(61)를 포함함으로써, 풍력이나 조력, 파력, 수력 등 다양한 대체에너지원을 이용한 보조 발전이 가능하도록 하여 발전효율을 향상시킬 수 있게 될 것이다.In addition, the auxiliary
아울러, 본 발명에 따르면, 본체(10)의 일측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 축전지(50)와 연결되고, 본체(10)의 내부 열기를 외부로 배출시키는 배출팬(70)을 더 구비함으로써, 본체(10) 내부의 발열 대책을 마련하여 장치 전체의 내구성과 수명 연한을 증대시킬 수 있게 될 것이다.In addition, according to the present invention, by further comprising a discharge fan 70 that is detachably provided on one side of the
이상과 같이 본 발명은 태양광 에너지는 물론 풍력과 기타 대체 에너지원을 통한 발전을 통하여 발전효율을 높일 수 있고, 외부로 노출되는 부품을 최소화하여 공간 활용도를 높일 수 있도록 하며, 설치 면적을 최소화하여 공간과 장소에 제약을 받지않고 발전을 할 수 있도록 하는 하이브리드 태양광 발전장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.As described above, the present invention can increase power generation efficiency through power generation through solar energy as well as wind power and other alternative energy sources, and minimize the parts exposed to the outside to increase space utilization, and minimize the installation area. It can be seen that the basic technical idea is to provide a hybrid solar power generation device that enables power generation without being restricted by space and location.
그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.And, it goes without saying that many other modifications and applications are also possible for those of ordinary skill in the art within the scope of the basic technical idea of the present invention.
10...본체
20...집광부
21...집광본체
22...집광홈
30...광이송부
35...반사패널
40...태양광모듈
50...축전지
60...보조발전부
61...터빈 어셈블리
61b...블레이드
70...배출팬
80...온도센서10...Body
20...concentrator
21...Concentrator body
22... condensing groove
30...light transfer part
35...reflective panel
40...solar module
50... storage battery
60... auxiliary power generation unit
61...turbine assembly
61b...blade
70... exhaust fan
80... temperature sensor
Claims (5)
상기 본체의 상부측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 태양광을 한 지점으로 모으는 집광부;
상기 집광부와 연결되어 상기 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 상기 집광부로 모인 상기 태양광을 일방향으로 이송시키는 광이송부;
상기 광이송부와 연결되어 상기 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되고, 상기 광이송부에 의하여 일방향으로 이송된 상기 태양광을 받아들이는 일정 크기의 면적을 가짐과 동시에, 상기 태양광을 제1 전기에너지로 변환시키는 태양광모듈;
상기 본체에 탈착 교체 가능하게 내장되어 상기 태양광모듈과 전기적으로 연결되고, 상기 태양광모듈이 변환시킨 상기 제1 전기에너지를 저장하는 축전지; 및
상기 본체의 일측에 탈착 교체 가능하게 장착되고 상기 축전지와 전기적으로 연결되고, 상기 본체 주위의 바람이나 조수간만의 차나 물의 흐름 또는 물결의 진동을 제2 전기에너지로 변환시키는 보조발전부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 태양광 발전장치.
Hollow body;
A light collecting unit provided detachably and interchangeably on the upper side of the main body to collect sunlight into one point;
A light transfer unit connected to the condensing unit to be detachably installed in the main body and transferring the sunlight collected by the condensing unit in one direction;
It is connected to the light transfer unit and is detachably mounted in the main body, and has an area of a certain size to receive the sunlight transferred in one direction by the light transfer unit, and at the same time, the sunlight is transferred to the first electric energy. A solar module that converts into;
A storage battery that is detachably built into the main body, is electrically connected to the solar module, and stores the first electric energy converted by the solar module; And
It characterized in that it comprises an auxiliary power generation unit that is detachably mounted on one side of the body and is electrically connected to the storage battery, and converts the vibration of the wind or tidal wave around the body, the flow of water, or the wave into second electric energy. Hybrid solar power generation device.
상기 집광부는,
원형 또는 다각형의 가장자리를 가지는 평판 형상의 집광본체와,
상기 집광본체에 서로 다른 직경을 가진 다수의 동심원 패턴의 경사진 톱니 형상의 집광홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 태양광 발전장치.
The method according to claim 1,
The light collecting unit,
A flat plate-shaped light collecting body having a circular or polygonal edge, and
A hybrid photovoltaic device comprising a plurality of concentric patterns of inclined serrated light collecting grooves having different diameters in the light collecting body.
상기 광이송부는,
상기 집광부와 상기 태양광모듈을 상호 연결하는 광섬유 또는 광덕트인 것을 특징으로 하는 하이브리드 태양광 발전장치.
The method according to claim 1,
The optical transfer unit,
Hybrid solar power generation apparatus, characterized in that the optical fiber or optical duct interconnecting the light collecting unit and the solar module.
상기 보조발전부는,
상기 본체에 회전 가능하게 구비되고 상기 본체의 외측면에 대하여 방사상으로 배치되는 복수의 블레이드를 포함하는 터빈 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 태양광 발전장치.
The method according to claim 1,
The auxiliary power generation unit,
And a turbine assembly including a plurality of blades rotatably provided on the body and disposed radially with respect to an outer surface of the body.
상기 본체의 일측에 탈착 교체 가능하게 구비되어 상기 축전지와 연결되고, 상기 본체의 내부 열기를 외부로 배출시키는 배출팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 태양광 발전장치.The method according to claim 1,
A hybrid photovoltaic device, characterized in that it further comprises a discharge fan that is detachably provided on one side of the main body, is connected to the storage battery, and discharges heat inside the main body to the outside.
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