KR20210041993A - 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템 - Google Patents

열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210041993A
KR20210041993A KR1020190124918A KR20190124918A KR20210041993A KR 20210041993 A KR20210041993 A KR 20210041993A KR 1020190124918 A KR1020190124918 A KR 1020190124918A KR 20190124918 A KR20190124918 A KR 20190124918A KR 20210041993 A KR20210041993 A KR 20210041993A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
main pipe
generation system
solar energy
light
power generation
Prior art date
Application number
KR1020190124918A
Other languages
English (en)
Inventor
김춘동
Original Assignee
김춘동
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김춘동 filed Critical 김춘동
Priority to KR1020190124918A priority Critical patent/KR20210041993A/ko
Publication of KR20210041993A publication Critical patent/KR20210041993A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/40—Thermal components
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Abstract

열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템이 제시된다. 본 발명의 실시예에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템은, 일측방으로 소정 길이만큼 연장된 원통형 구조이고, 일측면에 광선투과창이 메인 배관의 길이방향과 대응되는 방향으로 소정 길이만큼 형성되며, 단열소재로 구성된 메인 배관; 상기 메인 배관 내부 중심 또는 일측에 편심되어 장착되고, 광선투과창으로부터 입사되는 광선이 상부면으로 조사되도록 배치되며, 광선투과창과 대응하는 위치에 길이 방향으로 소정 길이만큼 형성된 판상형 구조의 열흡수부재; 상기 열흡수부재의 하부면에 부착되어 열흡수부재로부터 열을 전달받아 전기에너지를 생산하는 열전소자; 상기 메인 배관의 일측으로부터 진입하여 타측으로 연장되도록 장착되고, 열전소자의 하부면과 인접하여 배치되어 열전소자와 열교환을 수행하는 열교환부; 및 상기 메인 배관과 인접하여 장착되고, 태양광을 광선투과창을 통해 열흡수부재의 상부면으로 집광시키는 하나 이상의 렌즈를 포함하는 집광부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 태양에너지를 효과적으로 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템을 제공할 수 있다.

Description

열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템{Solar Energy Hybrid Generation System Using Thermoelectric Element}
본 발명은 태양 에너지를 이용한 복합 발전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양 에너지를 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템에 관한 것이다.
석유, 석탄과 같은 화석연료의 고갈에 따른 대체에너지의 개발과 화석연료가 야기하는 환경오염에 따른 친환경적인 그린에너지 개발 요구가 전 세계적으로 제기됨에 따라 근래에 여러 종류의 자연친화적인 에너지를 개발하기 위한 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
다양한 종류의 자연친화적인 에너지 중에서 특히 태양에너지를 활용하는 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있는데, 태양에너지를 활용하여 전기를 생산하는 발전기술로는 태양광을 이용하여 전기를 발생시키는 태양광 발전과 태양열을 이용하여 전기를 발생시키는 태양열 발전이 있다.
태양광을 이용하는 발전장치는 광전효과를 이용하여 태양의 광에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 태양전지(solar cell)를 이용하는 방식으로, 태양전지가 실장되는 태양전지 리시버와, 상기 태양전지의 상부에 렌즈를 설치하여 태양광을 상기 태양전지에 집광하는 구조이다. 태양전지를 이용하는 발전은 설치가 용이하고 설치비용이 적게 드는 이점이 있다.
그러나, 태양전지의 광전변환효율이 낮기 때문에 발전을 위하여 다수의 태양전지를 사용하고, 집광을 위하여 넓은 면적을 필요로 한다. 또한, 태양전지를 이용하여 발전하는 과정에서 발생한 열이 활용되지 못하고 버려지게 되는 문제점이 있다.
현재의 표준 실리콘 태양전지는 주로 보라빛 가시광선을 포착하는 것으로서, 높은 파장대의 태양광 성분은 photon energy가 작아 태양전지 발전효율이 낮다. 따라서 빨간색 가시광선 또는 적외선 대역의 태양광은 태양열 축열에 활용한다.
반면, 종래의 태양열을 이용하는 발전장치는 태양의 열에너지를 집열하여 물과 같은 열매체를 가열하고, 가열된 열매체를 이용하여 열기관을 구동시킴으로써 2차적으로 발전을 하는 방식이다. 태양열을 이용하는 발전은 태양열을 직접 이용하여 전기를 얻는 구조가 아니므로 2차적으로 발전을 위한 설비가 필요하여 설치비용이 많이 드는 문제점이 있다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 복합 발전 시스템에 대한 기술이 필요한 실정이다.
한국공개특허 제10-2016-0001265호 (2016년 01월 06일 공개)
본 발명의 목적은, 태양 에너지를 이용하여 전기를 생산할 수 있는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템은, 일측방으로 소정 길이만큼 연장된 원통형 구조이고, 일측면에 광선투과창이 메인 배관의 길이방향과 대응되는 방향으로 소정 길이만큼 형성되며, 단열소재로 구성된 메인 배관; 상기 메인 배관 내부 중심 또는 일측에 편심되어 장착되고, 광선투과창으로부터 입사되는 광선이 상부면으로 조사되도록 배치되며, 광선투과창과 대응하는 위치에 길이 방향으로 소정 길이만큼 형성된 판상형 구조의 열흡수부재; 상기 열흡수부재의 하부면에 부착되어 열흡수부재로부터 열을 전달받아 전기에너지를 생산하는 열전소자; 상기 메인 배관의 일측으로부터 진입하여 타측으로 연장되도록 장착되고, 열전소자의 하부면과 인접하여 배치되어 열전소자와 열교환을 수행하는 열교환부; 및 상기 메인 배관과 인접하여 장착되고, 태양광을 광선투과창을 통해 열흡수부재의 상부면으로 집광시키는 하나 이상의 렌즈를 포함하는 집광부;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 배관의 양단부에는 배관의 내부와 외부를 차단하거나 개방하는 탈착가능한 구조의 밀폐부재가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 메인 배관의 내부는 진공 상태이거나, 단열소재로 충진될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광선투과창에는 투명한 특성을 가지는 내열 부재가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광선투과창에는, 집광부에 의해 집광된 태양광을 파장별로 분리하여 빨간색 가시광선 내지 적외선 대역의 태양광을 열흡수부재의 상부면으로 집광시키는 분광기가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열흡수부재의 상부면에는 적외선 흡수 필름이 코팅될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열교환부는 히트싱크 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 열교환부는, 외부로부터 제공되는 냉매가 유동하여 히트싱크와 열교환을 수행하는 열교환 배관을 더 포함하는 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 태양 에너지 복합 발전 시스템은, 상기 메인 배관의 외부를 감싸는 구조로 장착되고, 일측면에 외부 광선투과창이 형성되어 집광부에 의해 집광된 광선이 외부 광선투과창을 통해 메인 배관의 광선투과창으로 주사되며, 내부면에 반사코팅이 형성된 외부 배관; 상기 메인 배관의 외주면에 소정 거리만큼 이격되어 둘 이상 장착되고, 솔라셀을 특정 위치에 고정하는 솔라셀 지지대; 및 상기 솔라셀 지지대에 장착되고, 외부 배관의 외부 광선투과창으로 인입된 광선을 받아 전기를 생산하는 솔라셀;을 더 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 태양 에너지 복합 발전 시스템은, 외부 광선투과창의 내측 부분에 장착되고, 집광부에 의해 집광된 태양광 중 빨간색 가시광선 영역 내지 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 분광시켜 메인 배관의 광선투과창에 굴절시키는 제1굴절렌즈;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 태양 에너지 복합 발전 시스템은, 상기 외부 광선투과창의 내측 부분에는, 제1굴절렌즈와 인접하여 장착되고, 집광부에 의해 집광된 태양광 중 보라색 가시광선 영역 내지 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 분광시켜 외부 배관의 내측으로 굴절시키는 제2굴절렌즈;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 복합 발전 시스템은, 지면 상에 설치되어 메인 배관과 집광부의 위치를 고정하고, 태양의 방향과 고도에 따라 태양과 집광부가 서로 마주할 수 있도록 메인 배관과 및 집광부의 위치를 변경시키는 태양위치추적 장치;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템에 따르면, 특정 구조의 메인 배관, 열흡수부재, 열전소자, 열교환부 및 집광부를 구비함으로써, 태양에너지를 효과적으로 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 태양 에너지 복합 발전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템에 따르면, 특정 역할을 수행하는 열흡수부재, 열전소자 및 열교환부를 특정 위치에 배치함으로써, 태양 에너지를 효과적으로 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 태양 에너지 복합 발전 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템의 메인 배관(110), 열흡수부재(120), 열전소자(130), 열교환부(140) 및 집광부(150)만을 발췌하여 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템의 메인 배관(110), 열흡수부재(120), 열전소자(130), 열교환부(140) 및 집광부(150)를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선 절단면도이다.
도 4는 도 2의 "B"부분 확대도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템을 나타내는 절단면도이다.
도 6은 외부 배관이 더 추가된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 절단면도이다.
도 8은 도 6의 "C" 부분 확대도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템을 나타내는 정면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템의 메인 배관, 열흡수부재, 열전소자, 열교환부 및 집광부만을 발췌하여 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 에너지 복합 발전 시스템의 메인 배관, 열흡수부재, 열전소자, 열교환부 및 집광부를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 에너지 복합 발전 시스템(100)은, 특정 구조의 메인 배관(110), 열흡수부재(120), 열전소자(130), 열교환부(140) 및 집광부(150)를 구비함으로써, 태양에너지를 효과적으로 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 태양 에너지 복합 발전 시스템을 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 메인 배관(110)은, 일측방으로 소정 길이만큼 연장된 원통형 구조이고, 일측면에 광선투과창(111)이 메인 배관(110)의 길이방향과 대응되는 방향으로 소정 길이만큼 형성되며, 단열소재로 구성됨이 바람직하다.
열흡수부재(120)는, 메인 배관(110) 내부 중심 또는 일측에 편심되어 장착되는 구성으로서, 광선투과창(111)으로부터 입사되는 광선이 상부면으로 조사되도록 배치됨이 바람직하다. 이때, 열흡수부재(120)는 광선투과창(111)과 대응하는 위치에 길이 방향으로 소정 길이만큼 형성된 판상형 구조임이 바람직하다.
경우에 따라서, 열흡수부재(120)의 상부면에는 적외선 흡수 필름이 코팅되어 열 흡수율을 극대화 시킬 수 있다.
열전소자(130)는 열흡수부재(120)의 하부면에 부착되어 열흡수부재(120)로부터 열을 전달받아 전기에너지를 생산할 수 있다.
열교환부(140)는 메인 배관(110)의 일측으로부터 진입하여 타측으로 연장되도록 장착되는 구성으로서, 열전소자(130)의 하부면과 인접하여 배치되어 열전소자(130)와 열교환을 수행할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 열교환부(140)는 히트싱크 구조임이 바람직하며, 외부로부터 제공되는 냉매가 유동하여 히트싱크와 열교환을 수행하는 열교환 배관을 포함하는 구조일 수 있다.
이때, 열교환 배관을 통해 유동하는 냉매는 액체형 냉매 또는 기체형 냉매일 수 있다. 액체형 냉매일 경우, 외부에 액체형 냉매를 열교환 배관 내부로 순환시킬 수 있는 순환펌프가 설치될 수 있다. 또한, 기체형 냉매가 적용될 경우, 열교환 배관 내부에 냉각 기체를 순환시키는 순환 팬이 설치될 수 있다. 예를 들어, 메인 배관(110)의 양단부를 개방형으로 제작한 후, 메인 배관(110)의 양단부에 공기를 순환시킬 수 있는 팬을 설치할 수 있다.
집광부(150)는 메인 배관(110)과 인접하여 장착되는 구성으로서, 태양광을 광선투과창(111)을 통해 열흡수부재(120)의 상부면으로 집광시키는 하나 이상의 렌즈를 포함하는 구조이다.
본 실시예에 따른 메인 배관(110)의 양단부에는 배관의 내부와 외부를 차단하거나 개방하는 탈착가능한 구조의 밀폐부재(112)가 장착될 수 있다. 이때, 메인 배관(110)의 내부는 진공 상태임이 바람직하다. 경우에 따라서 단열소재로 충진될 수 있다.
한편, 메인 배관(110)의 일측면에 형성된 광선투과창(111)에는 투명한 특성을 가지는 내열 부재가 장착됨이 바람직하다.
경우에 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 광선투과창(111)에는, 집광부(150)에 의해 집광된 태양광을 파장별로 분리하여 빨간색 가시광선 내지 적외선 대역의 태양광을 열흡수부재(120)의 상부면으로 집광시키는 분광기(113)가 장착될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 집광부(150)를 구성하는 렌즈(151)는, 비구면 렌즈(Aspherics lens)가 일방향으로 연속 배열된 구조로서, 프레넬 패턴(Fresnel pattern)이 형성된 렌즈일 수 있으며, 더욱 바람직하게는, 경량의 투명 폴리카보네이트, 아크릴 등으로 제작한 얇은 시트의 한쪽 표면에 다수의 미세한 평행 직선 형태의 골을 갖는 직선형 프레넬 렌즈일 수 있다.
이 경우, 태양광을 광선투과창(111)의 형상과 동일한 형태로 집광할 수 있고, 집광된 태양광은 열흡수부재(120)에 효과적으로 전달되어 발전 효율을 극대화 시킬 수 있다.
상기 언급한 렌즈(151)는 렌즈(151)의 위치를 특정 위치에 안정적으로 고정해주는 프레임(152)에 의해 장착될 수 있다.
경우에 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 볼록렌즈를 포함하는 집광부(160)를 채택할 수 있다.
이 경우, 집광되는 위치를 열흡수부재(120)의 정 중앙 부분으로 특정하고, 열전소자(130)의 배치 또한 열흡수부재(120)의 양단부에 배치함이 바람직하다.
도 6에는 외부 배관이 더 추가된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 에너지 복합 발전 시스템을 나타낸 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6의 절단면도가 도시되어 있으며, 도 8에는 도 6의 "C" 부분 확대도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양 에너지 복합 발전 시스템(100)은, 특정 구조의 외부 배관(160), 솔라셀 지지대(162) 및 솔라셀(164)를 더 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 외부 배관(160)은, 메인 배관(110)의 외부를 감싸는 구조로 장착되는 구성으로서, 일측면에 외부 광선투과창(161)이 형성되어 집광부에 의해 집광된 광선이 외부 광선투과창(161)을 통해 메인 배관(110)의 광선투과창(111)으로 주사되며, 내부면에 반사코팅(165)이 형성된 구조일 수 있다.
솔라셀 지지대(162)는, 메인 배관(110)의 외주면에 소정 거리만큼 이격되어 둘 이상 장착되는 구성으로서, 솔라셀(164)을 특정 위치에 고정할 수 있다.
솔라셀(164)은, 솔라셀 지지대(162)에 장착되는 구성으로서, 외부 배관(160)의 외부 광선투과창(161)으로 인입된 광선을 받아 전기를 생산할 수 있다.
경우에 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 태양 에너지 복합 발전 시스템(100)은, 외부 광선투과창(161)의 내측 부분에 제1굴절렌즈(166)를 장착할 수 있다. 제1굴절렌즈(166)는 집광부(150)에 의해 집광된 태양광 중 빨간색 가시광선 영역 내지 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 분광시켜 메인 배관의 광선투과창에 굴절시킬 수 있다.
또한, 제1굴절렌즈(166)와 인접하여 제2굴절렌즈(167)를 더 장착할 수 있다. 제2굴절렌즈(167)는 집광부(150)에 의해 집광된 태양광 중 보라색 가시광선 영역 내지 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 분광시켜 외부 배관의 내측으로 굴절시킬 수 있다.
도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양 에너지 복합 발전 시스템을 나타내는 정면도가 도시되어 있다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 복합 발전 시스템은, 메인 배관(110)과 집광부(150)의 위치를 태양의 위치에 따라 변경시키는 태양위치추적 장치(170)를 더 포함하는 구성일 수 있다.
본 실시예에 따른 태양위치추적 장치(170)는, 지면 상에 설치되어 메인 배관(110)과 집광부(150)의 위치를 고정하고, 태양의 방향과 고도에 따라 태양과 집광부(150)가 서로 마주할 수 있도록 메인 배관(110)과 및 집광부(150)의 위치를 변경시킬 수 있다.
구체적으로, 태양위치추적 장치(170)는, 지면 상에 설치되어 메인 배관(110) 및 집광부(150)의 위치를 고정하고, 태양의 방향과 고도에 따라 태양과 메인 배관(110) 및 집광부(150)가 서로 마주할 수 있도록 메인 배관(110) 및 집광부(150)의 위치를 변경시킬 수 있다.
태양위치추적 장치(170)는, 지면 상에 설치되는 메인 지지기둥(173), 메인 지지기둥(173) 의 상단에 회전 가능하도록 장착되는 메인 배관 지지대(171) 및 집광부 지지대(172), 메인 배관 지지대(171)와 집광부 지지대(172)의 방향을 병경시키는 방향조절 액츄에이터(175), 메인 배관 지지대(171)와 집광부 지지대(172)의 경사를 변경시키는 경사조절 액츄에이터(174)를 포함하는 구성일 수 있다.
이때, 태양 위치추적센서(176)는 태양의 방향과 고도를 검출하고, 제어부(177)는 검출된 데이터를 바탕으로 경사조절 액츄에이터(174)와 방향조절 액츄에이터(175)를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 태양 에너지 복합 발전 시스템에 따르면, 특정 구조의 메인 배관(110), 열흡수부재(120), 열전소자(130), 열교환부(140) 및 집광부(150)를 구비함으로써, 태양에너지를 효과적으로 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 태양 에너지 복합 발전 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 태양 에너지 복합 발전 시스템에 따르면, 특정 역할을 수행한느 열흡수부재(120), 열전소자(130) 및 열교환부(140)를 특정 위치에 배치함으로써, 태양 에너지를 효과적으로 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있는 태양 에너지 복합 발전 시스템을 제공할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100: 열전소자를 이용한 복합 발전 시스템
110: 메인 배관
111: 광선투과창
112: 밀폐부재
113: 분광기
114: 반사코팅
120: 열흡수부재
130: 열전소자
140: 열교환부
150: 집광부
151: 렌즈
152: 프레임
160: 외부 배관
161: 외부 광선투과창
162: 솔라셀 지지대
163: 냉각파이프
164: 솔라셀
165: 반사 코팅
166: 제1굴절렌즈
167: 제2굴절렌즈
170: 태양위치추적 장치
171: 메인배관 지지대
172: 집광부 지지대
173: 메인 지지기둥
174: 경사조절 액츄에이터
175: 방향조절 액츄에이터
176: 태양 위치추적센서
177: 제어부

Claims (12)

  1. 일측방으로 소정 길이만큼 연장된 원통형 구조이고, 일측면에 광선투과창(111)이 메인 배관(110)의 길이방향과 대응되는 방향으로 소정 길이만큼 형성되며, 단열소재로 구성된 메인 배관(110);
    상기 메인 배관(110) 내부 중심 또는 일측에 편심되어 장착되고, 광선투과창(111)으로부터 입사되는 광선이 상부면으로 조사되도록 배치되며, 광선투과창(111)과 대응하는 위치에 길이 방향으로 소정 길이만큼 형성된 판상형 구조의 열흡수부재(120);
    상기 열흡수부재(120)의 하부면에 부착되어 열흡수부재(120)로부터 열을 전달받아 전기에너지를 생산하는 열전소자(130);
    상기 메인 배관(110)의 일측으로부터 진입하여 타측으로 연장되도록 장착되고, 열전소자(130)의 하부면과 인접하여 배치되어 열전소자(130)와 열교환을 수행하는 열교환부(140); 및
    상기 메인 배관(110)과 인접하여 장착되고, 태양광을 광선투과창(111)을 통해 열흡수부재(120)의 상부면으로 집광시키는 하나 이상의 렌즈를 포함하는 집광부(150);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인 배관(110)의 양단부에는 배관의 내부와 외부를 차단하거나 개방하는 탈착가능한 구조의 밀폐부재(112)가 장착되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 메인 배관(110)의 내부는 진공 상태이거나, 단열소재로 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광선투과창(111)에는 투명한 특성을 가지는 내열 부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광선투과창(111)에는, 집광부(150)에 의해 집광된 태양광을 파장별로 분리하여 빨간색 가시광선 내지 적외선 대역의 태양광을 열흡수부재(120)의 상부면으로 집광시키는 분광기(113)가 장착되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열흡수부재(120)의 상부면에는 적외선 흡수 필름이 코팅된 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열교환부(140)는 히트싱크 구조인 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열교환부(140)는, 외부로부터 제공되는 냉매가 유동하여 히트싱크와 열교환을 수행하는 열교환 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 태양 에너지 복합 발전 시스템은,
    상기 메인 배관(110)의 외부를 감싸는 구조로 장착되고, 일측면에 외부 광선투과창(161)이 형성되어 집광부에 의해 집광된 광선이 외부 광선투과창(161)을 통해 메인 배관(110)의 광선투과창(111)으로 주사되며, 내부면에 반사코팅(165)이 형성된 외부 배관(160);
    상기 메인 배관(110)의 외주면에 소정 거리만큼 이격되어 둘 이상 장착되고, 솔라셀(164)을 특정 위치에 고정하는 솔라셀 지지대(162); 및
    상기 솔라셀 지지대(162)에 장착되고, 외부 배관(160)의 외부 광선투과창(161)으로 인입된 광선을 받아 전기를 생산하는 솔라셀(164);
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 태양 에너지 복합 발전 시스템은,
    외부 광선투과창(161)의 내측 부분에 장착되고, 집광부(150)에 의해 집광된 태양광 중 빨간색 가시광선 영역 내지 적외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 분광시켜 메인 배관의 광선투과창에 굴절시키는 제1굴절렌즈(166);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 태양 에너지 복합 발전 시스템은,
    상기 외부 광선투과창(161)의 내측 부분에는, 제1굴절렌즈(166)와 인접하여 장착되고, 집광부(150)에 의해 집광된 태양광 중 보라색 가시광선 영역 내지 자외선 영역에 해당하는 파장의 태양광을 분광시켜 외부 배관의 내측으로 굴절시키는 제2굴절렌즈(167);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합 발전 시스템은,
    지면 상에 설치되어 메인 배관(110)과 집광부(150)의 위치를 고정하고, 태양의 방향과 고도에 따라 태양과 집광부(150)가 서로 마주할 수 있도록 메인 배관(110)과 및 집광부(150)의 위치를 변경시키는 태양위치추적 장치(170);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템.
KR1020190124918A 2019-10-08 2019-10-08 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템 KR20210041993A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190124918A KR20210041993A (ko) 2019-10-08 2019-10-08 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190124918A KR20210041993A (ko) 2019-10-08 2019-10-08 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210041993A true KR20210041993A (ko) 2021-04-16

Family

ID=75743706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190124918A KR20210041993A (ko) 2019-10-08 2019-10-08 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210041993A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102481831B1 (ko) * 2022-06-28 2022-12-28 (주)푸드포트 렌즈 집광형 열병합 태양광 시스템
KR20230008499A (ko) * 2021-07-07 2023-01-16 이한열 건물의 복사열을 이용한 태양열 복합 발전시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160001265A (ko) 2014-06-27 2016-01-06 임근준 태양광 태양열 복합발전의 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160001265A (ko) 2014-06-27 2016-01-06 임근준 태양광 태양열 복합발전의 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230008499A (ko) * 2021-07-07 2023-01-16 이한열 건물의 복사열을 이용한 태양열 복합 발전시스템
KR102481831B1 (ko) * 2022-06-28 2022-12-28 (주)푸드포트 렌즈 집광형 열병합 태양광 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6895145B2 (en) Apparatus and method for collecting light
US7558452B2 (en) Apparatus and method for collecting energy
US4427838A (en) Direct and diffused solar radiation collector
EP1131586B1 (en) Solar energy concentrator and converter
KR101313723B1 (ko) 태양광 집광 구조와 다중집광 방법 및 태양광 송광장치
JP2018082143A (ja) 太陽電池モジュール
US20150125113A1 (en) Fiber optic solar collector
JP2013537004A (ja) マルチバンド集光装置・エネルギー変換モジュール
KR20210041993A (ko) 열전소자를 이용한 태양 에너지 복합 발전 시스템
JP2006332113A (ja) 集光型太陽光発電モジュール及び集光型太陽光発電装置
TWI684703B (zh) 側聚光型太陽能百葉窗
KR100986252B1 (ko) 자연채광을 위한 태양광 집광장치
Fu et al. Evaluation and comparison of different designs and materials for Fresnel lens-based solar concentrators
KR102030850B1 (ko) 태양 에너지를 이용한 복합 발전 시스템 및 이를 포함하는 수소생산 시스템
KR100909444B1 (ko) 플라이 아이 렌즈가 구비된 소형 태양광 발전 모듈
CN100368831C (zh) 一种采聚太阳能的掩模片及采用掩模片的太阳能装置
KR101480565B1 (ko) 태양광 발전장치
WO2006039156A2 (en) Method and apparatus for illuminating a solar cell with indirect sunrays
US7206142B1 (en) Refractive spectrum splitting concentrator system
KR101940805B1 (ko) 태양광과 태양열을 이용한 복합 발전 시스템
KR101205462B1 (ko) 양면 태양 전지를 이용한 빛 가이딩 방식의 집광형 모듈
KR850001560B1 (ko) 집광 및 발전겸용 장치
KR100891015B1 (ko) 적외선과 가시광선을 반대방향으로 분리하여 집광하는태양광 집속장치
KR100917707B1 (ko) 적외선과 가시광선을 수직방향으로 분리하여 집광하는태양광 집속장치
KR101148288B1 (ko) 태양광 집광패널을 이용한 발전 시스템용 태양광 분광장치

Legal Events

Date Code Title Description
E601 Decision to refuse application