KR20210048115A - 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템 - Google Patents

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KR20210048115A KR1020190131993A KR20190131993A KR20210048115A KR 20210048115 A KR20210048115 A KR 20210048115A KR 1020190131993 A KR1020190131993 A KR 1020190131993A KR 20190131993 A KR20190131993 A KR 20190131993A KR 20210048115 A KR20210048115 A KR 20210048115A
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현대건설주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템은 건축물의 벽면에 구비되어 태양광을 흡수하는 태양광 모듈부와, 건축물의 하부에 위치하는 지하주차장에 외부공기를 유입하여 지하주차장의 공기를 환기시키는 환기부와, 상기 환기부와 연결되고 상기 태양광 모듈부의 후방에 구비되어 상기 환기부를 통해 이동된 외부공기를 상기 태양광 모듈부의 후방에 공급함으로써 상기 태양광 모듈부의 후면을 냉각하는 냉각부를 구비할 수 있다.

Description

벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템{Wall integrated solar module cooling system}
본 발명은 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지하주차장의 환기시스템을 활용한 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템에 관한 것이다.
'다중이용시설 등의 실내 공기질 관리법'에 따라 지하에 위치한 근생 시설을 포함한 지하 주자창의 실내 공기질 권고기준을 만족하기 위해 이와 관련하여 건설사에서는 대부분 건축물 지하주차장에는 공기질 관리 또는 오염물질 관리를 위해 기계 환기장치를 설치한다.
기계 환기장치는 외부 신선공기를 지하로 유입하여 유인 팬에 의한 순환공기를 외부로 강제적 또는 자연 배출한다.
그러나 지하주차장 배기구는 지상의 거주지역 주변에 설치되어 입주민의 공기질에 직접적인 악영향을 미치는 문제점이 있다.
아울러 최근 '2025년 제로에너지빌딩 전면 의무화'에 따라 많은 건설사에서는 신 재생에너지 설비로 아파트 옥상과 벽면에 태양광을 설치하고 있으며, 태양전지 모듈은 온도의 영향을 크게 받는 특성 때문에 모듈 후면부 냉각을 통해 발전량 저하를 대비할 수 있는 대책이 필요하다.
대한민국 등록특허공보 제10-1726338호(2017.04.06)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 지하주차장 내 배출되는 공기를 건축물 상부로 유도할 수 있는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템을 제공하는 것이다.
그리고 건축물의 벽면에 설치된 태양전지 모듈의 후면부를 냉각할 수 있는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템은 건축물의 벽면에 구비되어 태양광을 흡수하는 태양광 모듈부와, 건축물의 하부에 위치하는 지하주차장에 외부공기를 유입하여 지하주차장의 공기를 환기시키는 환기부와, 상기 환기부와 연결되고 상기 태양광 모듈부의 후방에 구비되어 상기 환기부를 통해 이동된 외부공기를 상기 태양광 모듈부의 후방에 공급함으로써 상기 태양광 모듈부의 후면을 냉각하는 냉각부를 구비할 수 있다.
상기 환기부는 지면에 형성되어 외부공기가 지하주차장에 유입되는 유입구와, 지하주차장의 내부에 형성되고 상기 유입구와 연결되어 유입된 외부공기가 이동하는 제1이동통로와, 상기 태양광 모듈부의 후방에 위치하도록 지면에 형성되어 상기 제1이동통로를 통해 이동된 외부공기가 상기 냉각부로 이동되도록 하는 제1배출구를 구비할 수 있다.
상기 냉각부는 상기 제1배출구와 연결되고 상기 태양광 모듈부와 건축물의 벽면 사이에 형성되어 상기 제1배출구를 통해 배출된 외부공기가 이동하는 제2이동통로와, 상기 제2이동통로와 연결되고 상기 태양광 모듈부의 후방에 형성되어 외부공기를 상기 태양광 모듈부의 후방으로 배출하는 제2배출구와, 상기 제2이동통로와 연결되어 상기 제2이동통로에 잔존하는 외부공기를 상기 냉각부의 외부로 배출하는 제3배출구를 구비할 수 있다.
상기 태양광 모듈부는 상기 냉각부의 전방에 위치하여 건축물의 외벽에 고정되는 본체와, 상기 본체의 정면에 구비되어 태양광을 흡수하는 다수개의 모듈과, 상기 본체에 형성되어 상기 제2배출구를 통해 이동된 외부공기가 상기 모듈의 후면에 공급되도록 하는 다수개 공기홀을 구비할 수 있다.
상기 제1배출구에는 상기 제1이동통로를 통해 이동된 외기공기를 상기 냉각부에 원활하게 공급하기 위한 공급팬이 구비될 수 있다.
상기 제3배출구에는 상기 제3배출구를 통해 상기 제2이동통로로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 필터가 구비될 수 있다.
상기 제3배출구에는 우천시 상기 제3배출구를 통해 상기 제2이동통로로 빗물이 유입되는 것을 방지하도록 개폐되는 커버가 구비될 수 있다.
본 발명의 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템에 의하면, 지하주차장 내 배출되는 공기를 건축물 상부로 유도함으로써 지상 거주지역의 공기질을 개선할 수 있다.
그리고 건축물의 벽면에 설치된 태양전지 모듈의 후면부를 냉각함으로써 여름철 태양광 발전 효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템을 나타낸 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 A 부분을 나타낸 도면.
도 3은 도 1에 도시된 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템의 온도와 태양광 모듈부의 출력량의 관계를 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 도시된 B 부분을 나타낸 도면.
도 5는 도 1에 도시된 C 부분을 나타낸 도면.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 A 부분을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템의 온도와 태양광 모듈부의 출력량의 관계를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템(10)은 태양광 모듈부(100), 환기부(200) 및 냉각부(300)를 구비할 수 있다.
태양광 모듈부(100)는 건축물(20)의 벽면에 다수개가 구비되며 태양광을 흡수하는 역할을 할 수 있다. 환기부(200)는 건축물(20)의 하부에 위치하는 지하주차장(30)에 외부공기를 유입하여 지하주차장(30)의 공기를 환기시키는 역할을 할 수 있다. 냉각부(300)는 환기부(200)와 연결되고 태양광 모듈부(100)의 후방에 구비되어 환기부(200)를 통해 이동된 외부공기를 태양광 모듈부(100)의 후방에 공급하는 역할을 할 수 있다.
이와 같이, 환기부(200)를 통해 지하주차장(30)에 유입된 외부공기를 지상으로 바로 배출하지 않고, 외부공기를 냉각부(300)로 이동시켜 건축물(20)의 벽면에 구비된 태양광 모듈부(100)의 후방을 냉각시킬 수 있다. 냉각부(300)를 통해 후방이 냉각되는 태양광 모듈부(100)는 온도가 낮아지게 되어 태양광 모듈부(100)의 출력량이 증가할 수 있다.
한편, 환기부(200)에 대해 자세히 살펴보면, 환기부(200)는 유입구(210), 제1이동통로(220) 및 제1배출구(230)를 구비할 수 있다.
유입구(210)는 지면(40)에 형성되며, 외부공기를 지하주차장(30)에 유입되도록 할 수 있다. 유입구(210)의 상부에는 별도의 통풍시스템(미부호)이 구비될 수 있다.
제1이동통로(220)는 지하주차장(30)의 내부에 형성되며, 유입구(210)와 연결될 수 있다. 유입구(210)를 통해 유입된 외부공기는 제1이동통로(220)를 통해 지하주차장(30)을 환기함으로써 지하주차장(30)의 공기질을 개선할 수 있다.
제1배출구(230)는 유입구(210)와 마찬가지로 지면(40)에 형성되며, 제1이동통로(220)를 통해 이동된 외부공기가 냉각부(300)로 이동되도록 할 수 있다. 여기서, 제1배출구(230)는 지면(40)에 형성될 시, 태양광 모듈부(100)의 후방에 위치하도록 형성되어 건축물(20)의 벽면과 태양광 모듈부(100) 사이에 형성된 냉각부(300)로 외부공기가 용이하게 이동되도록 할 수 있다.
한편, 냉각부(300)는 제2이동통로(310), 제2배출구(320) 및 제3배출구(330)를 구비할 수 있다.
제2이동통로(310)는 건축물(20)의 벽면과 태양광 모듈부(100) 사이에 형성되며, 제1배출구(230)와 연결될 수 있다. 제1배출구(230)와 연결된 제2이동통로(310)는 제1배출구(230)를 통해 배출된 외부공기가 상 방향으로 이동되도록 하는 가이드 역할을 할 수 있다.
제2배출구(320)는 제2이동통로(310)와 연결되며, 태양광 모듈부(100)의 후방에 형성될 수 있다. 태양광 모듈부(100)의 후방에 형성된 제2배출구(320)는 제2이동통로(310)를 통해 이동된 외부공기가 태양광 모듈부(100)의 후방으로 배출되도록 유도하는 역할을 하여 외부공기가 태양광 모듈부(100)의 후방에 접촉되도록 할 수 있다. 그리고 제2배출구(320)는 태양광 모듈부(100)와 마찬가지로 다수개가 구비되어 건축물(20)에 설치되는 다수개의 태양광 모듈부(100)에 외부공기가 빠짐없이 접촉되도록 해 태양광 모듈부(100)의 온도를 낮춰 출력량을 향상시킬 수 있다.
제3배출구(330)는 제2배출구(320)와 마찬가지로 제2이동통로(310)와 연결되며, 제2이동통로(310)의 상측 일단에 형성될 수 있다. 제2이동통로(310)의 상측 일단에 형성된 제3배출구(330)는 제2배출구(320)를 통해 태양광 모듈부(100)에 공급된 외부공기 이외에 제2이동통로(310)에 잔존하는 외부공기를 냉각부(300)의 외부로 배출되도록 하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 제3배출구(330)는 제2이동통로(310)의 상측 일단 즉, 건축물(20)의 옥상에 형성될 수 있으므로 옥외 거주지역에 영향을 끼치지 않아 옥외 거주지역의 공기질을 개선하는 효과를 발휘할 수 있다.
한편, 태양광 모듈부(100)는 본체(110), 다수개의 모듈(120) 및 공기홀(130)을 구비할 수 있다.
본체(110)는 제2이동통로(310)의 전방에 위치하며 건축물(20)의 외벽에 고정될 수 있다. 건축물(20)의 외벽에 고정된 본체(110)에는 다수개의 모듈(120)이 설치 및 고정되어 본체(110)를 통해 일체화될 수 있다.
모듈(120)은 본체(110)의 정면에 구비되며, 실질적으로 태양광을 흡수하는 역할을 할 수 있다.
공기홀(130)은 본체(110)에 다수개가 형성될 수 있으며, 제2배출구(320)를 통해 이동된 외부공기가 모듈(120)의 후면에 공급되도록 외부공기가 유입되는 개구부 역할을 할 수 있다. 다수개의 모듈(120)에는 각각 다수개의 공기홀(130)이 형성되어 외부공기의 유입이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
이와 같이, 환기부(200)를 통해 지하주차장(30)에 유입된 외부공기를 냉각부(300)로 이동시켜 건축물(20)의 벽면에 구비된 태양광 모듈부(100)의 후방을 냉각시킴으로써 모듈(120)의 온도를 낮게 함에 따라 모듈(120)의 출력량을 증가시킬 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템(10)의 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 4는 도 1에 도시된 B 부분을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템(10)은 건축물(20)의 벽면에 구비되어 태양광을 흡수하는 태양광 모듈부(100), 건축물(20)의 하부에 위치하는 지하주차장(30)에 외부공기를 유입하여 지하주차장(30)의 공기를 환기시키는 환기부(200) 및 환기부(200)와 연결되고 태양광 모듈부(100)의 후방에 구비되어 환기부(200)를 통해 이동된 외부공기를 태양광 모듈부(100)의 후방에 공급함으로써 태양광 모듈부(100)의 후면을 냉각하는 냉각부(300)를 구비할 수 있다.
그리고 환기부(200)는 지면(40)에 형성되어 외부공기가 지하주차장(30)에 유입되는 유입구(210), 지하주차장(30)의 내부에 형성되고 유입구(210)와 연결되어 유입된 외부공기가 이동하는 제1이동통로(220) 및 태양광 모듈부(100)의 후방에 위치하도록 지면(40)에 형성되어 제1이동통로(220)를 통해 이동된 외부공기가 냉각부(300)로 이동되도록 하는 제1배출구(230)를 구비할 수 있다.
여기서, 제1배출구(230)에는 공급팬(231)이 구비될 수 있다. 제1배출구(230)에 구비되는 공급팬(231)은 제1이동통로(220)를 통해 이동된 외부공기를 인위적으로 유입한 후 냉각부(300)로 배출함으로써 외부공기가 제1이동통로(220)에 정체되지 않고 원활하게 공급되도록 하는 역할을 할 수 있다. 그리고 여름철과 같이 외부온도가 높을 시에는 공급팬(231)의 출력을 높여 냉각부(300)로 공급되는 외부공기량을 증가시켜 냉각효과를 증가시킬 수 있다.
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템(10)의 또 다른 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5는 도 1에 도시된 C 부분을 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템(10)은 건축물(20)의 벽면에 구비되어 태양광을 흡수하는 태양광 모듈부(100), 건축물(20)의 하부에 위치하는 지하주차장(30)에 외부공기를 유입하여 지하주차장(30)의 공기를 환기시키는 환기부(200) 및 환기부(200)와 연결되고 태양광 모듈부(100)의 후방에 구비되어 환기부(200)를 통해 이동된 외부공기를 태양광 모듈부(100)의 후방에 공급함으로써 태양광 모듈부(100)의 후면을 냉각하는 냉각부(300)를 구비할 수 있다.
그리고 환기부(200)는 지면(40)에 형성되어 외부공기가 지하주차장(30)에 유입되는 유입구(210), 지하주차장(30)의 내부에 형성되고 유입구(210)와 연결되어 유입된 외부공기가 이동하는 제1이동통로(220) 및 태양광 모듈부(100)의 후방에 위치하도록 지면(40)에 형성되어 제1이동통로(220)를 통해 이동된 외부공기가 냉각부(300)로 이동되도록 하는 제1배출구(230)를 구비할 수 있다.
또한, 냉각부(300)는 제1배출구(230)와 연결되고 태양광 모듈부(100)와 건축물(20)의 벽면 사이에 형성되어 제1배출구(230)를 통해 배출된 외부공기가 이동하는 제2이동통로(310), 제2이동통로(310)와 연결되고 태양광 모듈부(100)의 후방에 형성되어 외부공기를 태양광 모듈부(100)의 후방으로 배출하는 제2배출구(320) 및 제2이동통로(310)와 연결되어 제2이동통로(310)에 잔존하는 외부공기를 냉각부(300)의 외부로 배출하는 제3배출구(330)를 구비할 수 있다.
여기서, 제3배출구(330)에는 필터(331)가 구비될 수 있다. 필터(331)는 제3배출구(330)에 구비되어 제3배출구(330)를 통해 제2이동통로(310) 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 제2이동통로(310)를 통해 외부공기가 원할하게 이동할 수 있다.
그리고 제3배출구(330)에는 커버(332)가 구비될 수 있다. 커버(332)는 제3배출구(330)를 개폐할 수 있으며, 제3배출구(330)를 개방할 시에는 외부공기가 옥외로 배출하고, 제3배출구(330)를 폐쇄할 시에는 우천시 제3배출구(330)를 통해 제2이동통로(310)로 빗물이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 우천시 빗물이 제2이동통로(310)를 통해 지하주차장(30)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
10: 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템
20: 건축물 30: 지하주차장
40: 지면 100: 태양광 모듈부
110: 본체 120: 모듈
130: 공기홀 200: 환기부
210: 유입구 220: 제1이동통로
230: 제1배출구 231: 공급팬
300: 냉각부 310: 제2이동통로
320: 제2배출구 330: 제3배출구
331: 필터 332: 커버

Claims (7)

  1. 건축물의 벽면에 구비되어 태양광을 흡수하는 태양광 모듈부와,
    건축물의 하부에 위치하는 지하주차장에 외부공기를 유입하여 지하주차장의 공기를 환기시키는 환기부와,
    상기 환기부와 연결되고 상기 태양광 모듈부의 후방에 구비되어 상기 환기부를 통해 이동된 외부공기를 상기 태양광 모듈부의 후방에 공급함으로써 상기 태양광 모듈부의 후면을 냉각하는 냉각부를 포함하는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 환기부는 지면에 형성되어 외부공기가 지하주차장에 유입되는 유입구와,
    지하주차장의 내부에 형성되고 상기 유입구와 연결되어 유입된 외부공기가 이동하는 제1이동통로와,
    상기 태양광 모듈부의 후방에 위치하도록 지면에 형성되어 상기 제1이동통로를 통해 이동된 외부공기가 상기 냉각부로 이동되도록 하는 제1배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 냉각부는 상기 제1배출구와 연결되고 상기 태양광 모듈부와 건축물의 벽면 사이에 형성되어 상기 제1배출구를 통해 배출된 외부공기가 이동하는 제2이동통로와,
    상기 제2이동통로와 연결되고 상기 태양광 모듈부의 후방에 형성되어 외부공기를 상기 태양광 모듈부의 후방으로 배출하는 제2배출구와,
    상기 제2이동통로와 연결되어 상기 제2이동통로에 잔존하는 외부공기를 상기 냉각부의 외부로 배출하는 제3배출구를 구비하는 것을 특징으로 하는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 태양광 모듈부는 상기 냉각부의 전방에 위치하여 건축물의 외벽에 고정되는 본체와,
    상기 본체의 정면에 구비되어 태양광을 흡수하는 다수개의 모듈과,
    상기 본체에 형성되어 상기 제2배출구를 통해 이동된 외부공기가 상기 모듈의 후면에 공급되도록 하는 다수개 공기홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1배출구에는 상기 제1이동통로를 통해 이동된 외기공기를 상기 냉각부에 원활하게 공급하기 위한 공급팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제3배출구에는 상기 제3배출구를 통해 상기 제2이동통로로 이물질이 유입되는 것을 방지하는 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제3배출구에는 우천시 상기 제3배출구를 통해 상기 제2이동통로로 빗물이 유입되는 것을 방지하도록 개폐되는 커버가 구비되는 것을 특징으로 하는 벽면 일체형 태양광 모듈의 냉각시스템.
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