KR20210058317A - 양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치 - Google Patents

양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양면 발전형 태양광모듈과 이의 하면으로 태양광을 반사시키는 태양광반사부를 구비하여 양면 발전형 태양광모듈의 하면 측에서의 발전량이 증가할 수 있도록 한 태양광 발전장치에 관한 것이다.
그 구성은, 양면 발전형 태양광모듈; 지면에 설치되고, 상기 양면 발전형 태양광모듈을 받치는 프레임; 및 상기 양면 발전형 태양광모듈의 하측에 설치되어, 양면 발전형 태양광모듈의 하면으로 태양광을 반사시키는 태양광반사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치{Photovoltaic system with double-sided power generation solar module and solar reflector}
본 발명은 양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 양면 발전형 태양광모듈과 이의 하면으로 태양광을 반사시키는 태양광반사부를 구비하여 양면 발전형 태양광모듈의 하면 측에서의 발전량이 증가할 수 있도록 한 태양광 발전장치에 관한 것이다.
양면 발전형 태양광모듈은 앞으로는 태양광을, 뒤로는 지면에서 반사되는 빛을 흡수해 발전할 수 있도록 한 것이다.
이러한 양면 발전형 태양광모듈을 이용한 태양광 발전장치는 상면에서만 전력이 생산되는 일반적인 태양광모듈에 비해서는 발전량이 우수하지만, 지면에서 반사되는 태양광만으로는 하면에서의 발전량이 만족스럽지 못할 뿐만 아니라, 지면의 상태에 따라 반사되는 태양광의 양이 달라짐으로써 지면의 상태에 따라 발전량이 크게 변동될 수밖에 없다.
한편, 상기한 문제점을 해소하기 위한 기술로서 대한민국공개특허공보 제10-2019-0006472호(2019.01.18. 공개, 이하 '선행기술'이라고 함) "햇빛전구와 반사판을 구비한 양면태양광모듈"이 제시되어 있다.
상기 선행기술은 태양광모듈 셀을 양면으로 결합시킨 양면태양광모듈; 상기 양면태양광모듈 후면으로 햇빛을 입사시키는 햇빛전구; 상기 햇빛전구의 빛 굴절과 반사로 입사한 빛을 반사시키는 반사판;으로 구성된 것으로서, 상기 햇빛전구와 반사판에 의해 모듈의 후면에도 태양광이 굴절 및 반사되어 입사되도록 하여 원활한 발전이 가능하도록 한 기술이다.
그런데 상기 선행기술은 햇빛전구가 양면태양광모듈의 각 태양전지 사이사이에 양면태양광모듈의 패널을 관통하는 구조로 장착됨으로써, 태양전지의 집적도가 떨어질 수밖에 없으며, 기설치된 양면 발전형 태양광모듈을 이용한 태양광 발전장치에 적용하기가 곤란한 문제가 있다.
[문헌 1] 대한민국공개특허공보 제10-2019-0006472호(2019.01.18. 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 양면 발전형 태양광모듈과 이의 하면으로 태양광을 반사시키는 태양광반사부를 구비하여 양면 발전형 태양광모듈의 하면 측에서의 발전량이 증가할 수 있도록 함으로써 발전효율을 높일 수 있으며, 아울러 기설치된 양면 발전형 태양광모듈을 이용한 태양광 발전장치에 용이하게 적용할 수 있도록 한 태양광 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치는, 양면 발전형 태양광모듈; 지면에 설치되고, 상기 양면 발전형 태양광모듈을 받치는 프레임; 및 상기 양면 발전형 태양광모듈의 하측에 설치되어, 양면 발전형 태양광모듈의 하면으로 태양광을 반사시키는 태양광반사부;를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 양면 발전형 태양광모듈과 상기 프레임은 각각 둘 이상의 열(列)을 이루도록 배열되되 각각의 열은 이격공간부를 사이에 두고 상호 이격되게 배치되고, 상기 태양광반사부는 상기 이격공간부의 지면에 설치된 반사필름 또는 반사경으로 된 반사부재를 포함한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 반사부재는 볼록거울 형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 반사부재는 상기 양면 발전형 태양광모듈의 하면을 향해 경사지게 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 양면 발전형 태양광모듈과 상기 프레임은 각각 둘 이상의 열(列)을 이루도록 배열되되 각각의 열은 이격공간부를 사이에 두고 상호 이격되게 배치되고, 상기 태양광반사부는, 일측이 상기 양면 발전형 태양광모듈의 하측에 배치되고, 타측이 후방으로 연장되어 상기 이격공간부에 배치되도록 설치된 레일; 상기 레일을 따라 진퇴 동작 가능하게 설치된 이송대; 상기 이송대를 진퇴 동작시키는 이송대구동부; 및 상기 이송대의 상면에 설치된 반사필름 또는 반사경으로 된 반사부재를 포함하여 이루어져, 상기 반사부재는 상기 이송대의 전진 동작시 상기 양면 발전형 태양광모듈의 하측에 배치되고, 상기 이송대의 후퇴 동작시 상기 이격공간부에 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 태양광반사부는 상기 반사부재의 상면에 근접하게 배치되도록 상기 양면 발전형 태양광모듈의 후단부 하측에 설치되어, 상기 반사부재의 진퇴 동작에 의해 반사부재의 상면을 청소하게 되는 청소부재를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치는 양면 발전형 태양광모듈과 이의 하면으로 태양광을 반사시키는 태양광반사부가 구비됨으로써, 양면 발전형 태양광모듈의 하면 측에서의 발전량이 증가할 수 있으며, 이에 따라 발전효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치는 태양광반사부가 지면에 깔린 반사필름 또는 반사경으로 된 반사부재를 포함하는 구성을 가짐으로써, 상기 태양광반사부를 기설치된 양면 발전형 태양광모듈을 이용한 태양광 발전장치에 용이하게 적용할 수 있는 효과가 있으며, 아울러 상기 반사부재가 잡초의 생장을 방해함으로써 상기 양면 발전형 태양광모듈의 높이보다 크게 자란 잡초가 양면 발전형 태양광모듈로 입사되는 태양광을 가리게 되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치는 상기 반사부재가 볼록거울 형상으로 이루어지거나 양면 발전형 태양광모듈을 향해 경사지게 설치됨으로써, 태양의 위치 변화에도 태양광을 양면 발전형 태양광모듈의 하면으로 원활하게 반사시킬 수 있으며, 반사부재의 상면으로 떨어진 빗물이나 이물질이 반사부재의 외측으로 유도되므로 빗물이나 이물질에 의해 반사부재의 반사율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치는 반사부재가 양면 발전형 태양광모듈의 하측으로 인입되거나 양면 발전형 태양광모듈의 후방으로 인출될 수 있게 구비됨으로써, 반사부재를 비(非)사용시 양면 발전형 태양광모듈의 하측으로 인입하여 반사부재의 오염이나 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치는 반사부재의 진퇴 동작시 반사부재의 상면을 청소하게 되는 청소부재가 구비됨으로써 반사부재의 상면이 청결하게 유지될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치의 측면 구성도.
도 2는 도 1에서 반사부재의 변형예가 적용된 상태를 도시한 측면 구성도.
도 3은 도 1에서 반사부재의 다른 변형예가 적용된 상태를 도시한 측면 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양광 발전장치의 측면 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치의 측면 구성도이고, 도 2는 도 1에서 반사부재의 변형예가 적용된 상태를 도시한 측면 구성도이며, 도 3은 도 1에서 반사부재의 다른 변형예가 적용된 상태를 도시한 측면 구성도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전장치는 크게 양면 발전형 태양광모듈(100), 프레임(200) 및 태양광반사부(300)를 포함하여 이루어진다.
양면 발전형 태양광모듈(100)은 전면과 후면 모두에서 태양광을 수광하여 전력을 생산할 수 있도록 한 것이다. 이러한 양면 발전형 태양광모듈(100)은 공지된 것을 적용하면 될 것이고, 그 구성 자체는 본 발명의 요지가 아니므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
프레임(200)은 지면에 설치되는 것으로서, 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)을 받치게 된다.
프레임(200)은 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면 전부(前部)와 후부(後部)에 각각 설치된 전방기둥(210)과 후방기둥(220), 그리고 상기 전방기둥(210)과 후방기둥(220)의 상단부를 연결하도록 설치되어 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)을 받치는 가로대(230)를 포함하여 이루어진다.
이때 상기 전방기둥(210)은 후방기둥(220)보다 짧게 형성됨으로써, 상기 프레임(200)은 양면 발전형 태양광모듈(100)을 지면에 대하여 약 20~45°각도로 비스듬하게 받치게 된다.
상기 양면 발전형 태양광모듈(100)과 프레임(200)은 일반적인 태양광 발전장치의 경우와 같이 각각 다수가 구비되어 종횡으로 배열되게 설치될 수 있다. 이에 따라 양면 발전형 태양광모듈(100)과 프레임(200)은 각각 둘 이상의 열(列)을 이루도록 배열되며, 이때 각각의 열은 이격공간부(S)를 사이에 두고 상호 이격되게 배치된다.
태양광반사부(300)는 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면으로 태양광을 반사시키기 위한 것으로서, 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측에 설치된다.
태양광반사부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 이격공간부(S)의 지면에 깔린 반사부재(310)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서 상기 반사부재(310)는 반사필름 또는 반사경으로 이루어질 수 있으며, 상기 반사필름은 알루미늄 포일로 이루어지거나, 합성수지필름에 태양광 반사를 위한 물질이 코팅되거나 도금된 것으로 이루어질 수 있다. 상기 반사부재(310)는 상기 이격공간부(S)의 지면은 물론이고, 양면 발전형 태양광모듈(100) 및 프레임(200)이 설치된 곳의 지면에도 설치될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 태양광반사부(300)는 상기 반사부재(310)를 지면에 고정하기 위한 고정수단을 더 포함할 수 있다.
상기 고정수단은 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 반사부재(310)가 반사필름으로 이루어질 경우 상기 고정수단은 반사부재(310)에 형성된 다수의 구멍과, 상기 구멍을 통하여 지면에 박히게 되는 펙(peg) 등의 고정부재로 이루어질 수 있다. 즉, 반사필름에 다수의 구멍을 형성하고 상기 구멍을 통하여 지면에 펙(peg) 등을 박아 넣음으로써 반사필름을 지면에 설치할 수 있는 것이다. 그리고 반사부재(310)가 반사경으로 이루어질 경우 상기 고정수단은 반사경을 지지하도록 지면에 고정된 프레임 또는 받침판을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구성의 태양광반사부(300)에 의하면, 상기 반사부재(310)가 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면으로 태양광을 반사시키게 됨으로써, 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면 측에서의 발전량이 증가할 수 있으며, 이에 따라 발전장치의 발전효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 태양광반사부(300)가 지면에 깔린 반사필름 또는 반사경으로 된 반사부재(310)를 포함하는 구성을 가짐으로써, 상기 태양광반사부(300)를 기설치된 양면 발전형 태양광모듈을 이용한 태양광 발전장치에 용이하게 적용할 수 있다. 아울러, 상기 반사부재(310)는 지면에 깔리도록 구성됨에 따라 잡초의 생장을 방해함으로써, 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 높이보다 크게 자란 잡초가 양면 발전형 태양광모듈(100)로 입사되는 태양광을 가리게 되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서 상기 반사부재(310)는 도 2에 도시된 바와 같이 볼록거울 형상으로 이루어지거나, 도 3에 도시된 바와 같이 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면을 향해 경사지게 설치될 수 있다.
이와 같은 구조에 의하면, 태양의 위치 변화에도 태양광을 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면으로 원활하게 반사시킬 수 있다. 또한, 반사부재(310)의 상면으로 떨어진 빗물이나 이물질이 반사부재(310)의 외측으로 유도되므로 빗물이나 이물질에 의해 반사부재(310)의 반사율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양광 발전장치를 설명하되, 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양광 발전장치의 측면 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 태양광 발전장치는 상기 태양광반사부(300)가 레일(320), 이송대(330), 이송대구동부(미도시), 및 반사부재(310)를 포함하여 이루어진다.
상기 레일(320)은 일측이 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측에 배치되고, 타측이 후방으로 연장되어 상기 이격공간부(S)에 배치되도록 설치된다. 상기 레일(320)은 지면에 바로 설치될 수 있으며, 필요에 따라 지면에 베이스를 설치하고 이 베이스 위에 레일(320)이 놓이도록 설치될 수 있다.
상기 이송대(330)는 상기 레일(320)을 따라 진퇴 동작 가능하게 설치된다. 상기 이송대(330)는 판재 또는 격자형으로 된 틀로 이루어질 수 있으며, 그 하면에는 상기 레일(320)을 따라 구를 수 있도록 바퀴가 장착된다.
상기 이송대구동부는 상기 이송대(330)를 진퇴 동작시키기 위한 것이다. 상기 이송대구동부는 다양한 구조로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 이송대구동부는 상기 이송대(330)에 결합된 래크(rack)와, 상기 래크와 감합하도록 설치된 피니언(pinion)과, 상기 피니언을 회전시키기 위한 모터를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다. 다른 예로, 상기 이송대구동부는 모터 및 상기 모터의 회전력을 상기 이송대(330)의 바퀴에 전달하는 전동(傳動)장치를 포함하는 구성으로 이루어질 수도 있을 것이다. 그 구조가 어떻든 상기 이송대구동부는 상기 이송대(330)를 진퇴 동작시킴으로써, 이송대(330)가 전진 동작시 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측에 인입되고, 후퇴 동작시 상기 이격공간부(S)로 인출될 수 있게 한다.
상기 반사부재(310)는 반사필름 또는 반사경으로 이루어져 상기 이송대(330)의 상면에 설치된다. 이때 반사부재(310)는 앞선 실시예의 것과 마찬가지로 볼록거울 형상으로 이루어지거나, 상기 영면 발전형 태양광모듈(100)의 하면을 향해 경사지게 설치될 수 있다.
결국, 상기 반사부재(310)는 상기 이송대구동부의 작동에 의해 상기 이송대(300)와 함께 진퇴 동작함으로써, 전진 동작시 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측으로 인입되고, 후퇴 동작시 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 후방으로 인출될 수 있게 구비된다.
이에 의하면, 상기 반사부재(310)를 비(非)사용 시 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측으로 인입하여 보관함으로써, 반사부재(310)의 오염이나 파손을 방지할 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 상기 태양광반사부(300)는 상기 반사부재(310)의 상면에 근접하게 배치되도록 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 후단부 하측에 설치된 청소부재(350)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 청소부재(350)는 상기 반사부재(310)의 상면에 접촉하게 되는 브러시(brush) 또는 스퀴지(squeegee)로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 청소부재(350)는 상기 반사부재(310)의 진퇴 동작 시 반사부재(310)의 상면이 청소부재(350)와 접촉된 상태로 이동되는 것에 의해 반사부재(310)의 상면을 청소하게 됨으로써 반사부재(310)의상면이 청결하게 유지될 수 있게 한다.
또한, 도시된 바와 같이 상기 태양광반사부(300)는 상기 반사부재(310)의 상측에 설치된 커버(350)를 더 포함할 수 있다.
상기 커버(350)는 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측으로 인입된 반사부재(310)의 상면을 가림으로써 반사부재(310)가 오염되는 것을 방지하게 된다.
그리고 상기 커버(350)의 상면에는 반사필름 또는 반사경으로 된 보조반사부재(360)가 설치될 수 있다. 상기 보조반사부재(360)는 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)을 통과하는 태양광과, 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)을 피해 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측으로 입사되는 태양광을 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면으로 반사시킴으로서 발전효율이 더욱 향상될 수 있게 한다.
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.
100 : 양면 발전형 태양광모듈 200 : 프레임
210 : 전방기둥 220 : 후방기둥
230 : 가로대 300 : 태양광반사부
310 : 반사부재 320 : 레일
330 : 이송대 340 : 청소부재
350 : 커버 360 : 보조반사부재

Claims (6)

  1. 양면 발전형 태양광모듈(100);
    지면에 설치되고, 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)을 받치는 프레임(200); 및
    상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측에 설치되어, 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면으로 태양광을 반사시키는 태양광반사부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양면 발전형 태양광모듈(100)과 상기 프레임(200)은 각각 둘 이상의 열(列)을 이루도록 배열되되, 각각의 열은 이격공간부(S)를 사이에 두고 상호 이격되게 배치되고,
    상기 태양광반사부(300)는 상기 이격공간부(S)의 지면에 설치된 반사필름 또는 반사경으로 된 반사부재(310)를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사부재(310)는 볼록거울 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 반사부재(310)는 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하면을 향해 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양면 발전형 태양광모듈(100)과 상기 프레임(200)은 각각 둘 이상의 열(列)을 이루도록 배열되되, 각각의 열은 이격공간부(S)를 사이에 두고 상호 이격되게 배치되고,
    상기 태양광반사부(300)는
    일측이 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측에 배치되고, 타측이 후방으로 연장되어 상기 이격공간부(S)에 배치되도록 설치된 레일(320);
    상기 레일(320)을 따라 진퇴 동작 가능하게 설치된 이송대(330);
    상기 이송대(330)를 진퇴 동작시키는 이송대구동부; 및
    상기 이송대(330)의 상면에 설치된 반사필름 또는 반사경으로 된 반사부재(310);를 포함하여 이루어져,
    상기 반사부재(310)는 상기 이송대(330)의 전진 동작시 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 하측에 배치되고, 상기 이송대(330)의 후퇴 동작시 상기 이격공간부(S)에 배치되는 것을 특징으로 하는 양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 태양광반사부(300)는 상기 반사부재(310)의 상면에 근접하게 배치되도록 상기 양면 발전형 태양광모듈(100)의 후단부 하측에 설치되어, 상기 반사부재(310)의 진퇴 동작에 의해 반사부재(310)의 상면을 청소하게 되는 청소부재(340)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 발전형 태양광모듈 및 태양광반사부를 갖는 태양광 발전장치.
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