KR20210085918A - 건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건축물에 설치하는 태양광 발전소에 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물 옥상에 설치하는 태양광 발전장치를 양면 모듈로 남쪽방향으로 경사지게 설치하고, 모듈 전면으로 태양광을 받게하고 모듈이 설치된 어래이 앞쪽에 약간에 설치여백을 두어 여백으로 입사된 태양광이 설치된 평면 반사장치에서 입사광을 받아 길이방향 볼록 반사장치로 보내지고, 길이방향 볼록반사장치에서는 받는 빛을 양면 모듈이 조랍 설치된 어래이의 후면폭 만큼 확산시켜 공급해 발전되도록 함으로써 태양광 발전 효율을 높이며, 신재생에너지를 생산하는 건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 태양 방향으로 경사지게 설치되는 양면모듈이 모듈 설치대(13)에 모듈이 조합 설치된 어래이(14)가 바닥에서 수직방향으로 돌출되는 앞 태양쪽은 짧은 기둥(10), 뒤편은 긴 기둥(11)을 설치하여 태양쪽으로 경사지게 어래이(14)로 구성하는 태양광 장치(10)와,
상기 태양광 장치(100)의 어래이(14) 전면에 설치공간을 두어 태양광을 받아 반사하는 평면 반사경(21)이 설치되는 태양광 평면 반사장치(20)와;
상기 평면 반사경(21)에서 태양광을 유도받아 반사하는 길이방향으로 볼록 반사경(31)이 설치되는 태양광 볼록 반사장치(30)와,
상기 펌프(41)와 연결된 급수관(42)의 상측에 연결되는 분사관(46)에 일정한 간격으로 분사노즐(47)이 설치되는 온도 조절장치(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치{Generator using solar double sided module for building}

본 발명은 건축물에 설치하는 태양광 발전소에 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물 옥상에 설치하는 태양광 발전장치를 양면 모듈로 남쪽방향으로 경사지게 설치하고, 모듈 전면으로 태양광을 받게하고 모듈이 설치된 어래이 앞쪽에 약간에 설치여백을 두어 여백으로 입사된 태양광이 설치된 평면 반사장치에서 입사광을 받아 길이방향 볼록 반사장치로 보내지고, 길이방향 볼록반사장치에서는 받는 빛을 양면 모듈이 조랍 설치된 어래이의 후면폭 만큼 확산시켜 공급해 발전되도록 함으로써 태양광 발전 효율을 높이며, 신재생에너지를 생산하는 건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 대부분의 태양광모듈은 단면만 사용하게 제작된 것으로, 모듈 상부에서만 태양광을 받을 수 있게 설치된다.

상기 단면 태양광모듈로 많은 전기를 생산하려면, 태양광모듈을 넓게 설치하여야 하는데, 이에 따른 넓은 발전소 부재 매입비용과 많은 설치비용이 소요되고, 이에 따른 환경파괴 문제도 대두되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 세계 각국은 발전효율 1∼2%를 향상시키기 위하여 많은 시간과 비용을 투자하여 연구하고 있으나, 가싸운 시일안에 획기적으로 발전효율을 높이는 태양광모듈 개발에는 상당히 어려운 문제점이 있다.

그리고 태양광 발전소의 양면 모듈 사용에 있어 노지(토지, 산지 등)에는 반사체가 없어 거의 사용하지 못하고 단면 모듈만 사용하므로 직사광선만 사용해 발전하고 있다.

수면에서는 물의 반사 빛과 복사빛을 이용하여 양면모듈을 다소 사용해 왔으나 비용에 비하여 효과를 보지 못하고 있는 것이 현실이다.

노지에는 반사빛이 없고 음지의 복사빛으로는 효과가 거의 없어서 사용하지 못하고 있는 실정이다.

따라서 노지에 단면 모듈을 사용해 발전하는 것으로는 발전효율이 떨어지므로 생산성이 저하되는 결점이 있었다.

[문헌 1] 특허등록번호 제1972149호(2019. 04. 18. 등록) [문헌 2] 특허등록번호 제1522372호(2015. 05. 15. 등록) [문헌 3] 특허등록번호 제1722040호(2017. 03. 27. 등록) [문헌 4] 특허등록번호 제1800385호2017. 11. 16. 등록)

따라서 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 해결과제는, 노지 또는 건축물의 지붕위에 양면 모듈을 설치하고 모듈이 설치된 어래이 앞부분에 설치여백을 두어 평면 반사경을 어래이 및 뒤부분에 평면반사경과 마주보게 길이방향 볼록한 반사경을 설치해 입사빛을 확산시켜 모듈 뒷면 전체면에 반사시켜 전기의 생산이 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 여름철에 너무 온도가 높아지면 냉각수를 분사시켜 온도를 낮추고, 겨울철 눈이 내리는 경우 온수를 분사시켜 눈을 제거하여, 빛을 받게 함으로써 태양광 집열판의 생산성을 향상시키며, 발전량을 높이를 것을 목적으로 한다.

본 발명은 태양쪽으로 경사지게 양면 모듈을 조립한 어래이로 구성된 태양광 장치와;

상기 태양광 장치의 어래이 앞부분 설치여백 태양광을 받아 반사하는 평면 반사경이 설치되는 태양광 평면 반사장치와;

상기 평면 반사경에서 태양광을 받아 반사하는 길이방향 볼록 반사경이 마주보게 설치되는 태양광 볼록 반사장치와,

상기 펌프와 연결된 급수관의 상측에 연결되는 분사관에 일정한 간격으로 분사노즐이 설치되는 온도 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 노지 또는 건축물의 옥상에 양면 모듈을 설치시 뒷면을 직접 빛을 못받아 그늘이 저서 복사빛만으로는 효과가 미미해 태양광장치의 사이에 형성되는 어래이의 앞부분에 설치여백을 두고 평면 반사경, 맞은편 뒷부분에는 길이방향 볼록 반사경으로 이루어진 반사경을 설치해 설치여백으로 입사된 반사빛을 유도받아 확산시켜 어래이에 설치된 모듈 뒷면에 확산된 반사빛으로 전기의 생산이 가능하도록 함으로써 효율을 높여주는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 여름철에 너무 온도가 높아지면 냉각수를 분사시켜 온도를 낮추어 온도를 조절하고, 겨울철에 눈이 쌓이는 경우 온수를 공급해 녹여 제거할 수 있도록 함으로써 태양광 모듈의 생산성을 향상시는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 정면도
도 2 는 본 발명의 태양광 평면 반사장치 설치상태를 나타낸 정면도
도 3 은 본 발명의 태양광 평면 반사장치 설치상태를 나타낸 사시도
도 4 는 본 발명의 태양광 빌이방향 볼록 반사장치의 설치상태를 나타낸 정면도
도 5 는 본 발명의 태양광 길이방향 볼록 반사장치의 설치상태를 나타낸 사시도
도 6 은 본 발명의 온도 조절장치에 대한 정면도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 출원인이 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 기재한 것으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 고안의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 정면도에 관한 것으로, 노지(토지, 산지 등)와 건물의 옥상(51) 중 어느 하나에 설치되는 태양광 장치(100)는 태양광 방향으로 경사지게 설치되는 양면 모듈이 모듈 설치대(13)에 조합된 어래이(14)를 바닥에서 수직 방향으로 돌출되는 앞, 태양쪽은 짧은기둥(10) 뒤편은 긴 기둥(12)을 설치하여 태양쪽으로 경사지게 설치되어 어래이를 구성하는 것이다.

상기 양면 모듈이 조합된 어래이(14)의 가장 높은 부분에는 온도 조절장치(40)에서 냉각수와 온수 중 어느 하나가 공급되어 배출되도록 하는 분사관(46)이 설치되는 것이다.

상기 태양광 장치(100)가 양면 모듈이 조합된 어래이(14)에 비추는 전면으로 빛을 받는 부분과 태양광이 그대로 투과되어 태양광 평면 반사장치(20)의 평면 반사경(21)에 입사되는 설치여백(a)을 갖는 공간으로 이루어진다.

상기 태양광 평면 반사장치(20)는 태양광 장치(100)의 옥상(51) 바닥 앞면에 설치되며 평면거울 형태로 이루어진 평면 반사경(21)을 통하여 설정된 반사각으로 태양광을 태양광 길이방향 볼록 반사장치(30)의 볼록 반사경(31)에 유도 반사시킨 후 길이방향 볼록 반사경(31)을 통하여 설정된 반사각으로 태양광을 양면 모듈이 조합된 어래이(14) 뒷면에 반사시켜 양면 모듈(12)에서 발전이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 평면 반사경(21)과 길이방향 볼록 반사경(31)은 각기 앞, 뒤에서 마주보게 설치한다.

도 2는 본 발명의 태양광 평면 반사장치의 설치상태를 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명의 태양광 평면 반사장치 설치상태를 나타낸 사시도를 나타낸 것이다.

태양광 평면 반사장치(20)는 바닥에 고정되는 고정 설치대(24)에 반원형이 경사지게 형성되는 평면 반사브라켓(22)과 회전각도의 조절이 가능하도록 고정볼트(25)와 너트(26)로 고정되며, 상기 평면 반사브라켓(22)에는 고정앵글(23)이 설치되어 평면거울 형태로 이루어지고 리벳 등의 고정부재(27)로 고정되는 평면 반사경(21)이 경사지게 설치되는 것이다.

상기 평면 반사경(21)은 0.3∼1.2mm의 두께를 갖는 스테인레스관 또는 철판에 니켈이나 크롬으로 도금해 반사효율이 큰 소재로 한다.

태양광이 설치공간으로 입사된 후 평면 반사경(21)에 의하여 유도된 태양광이 태양광 길이방향 볼록 반사장치(30)를 통하여 양면 모듈이 조합된 어래이(14)의 후면 전체에 고르게 곡면을 통하여 반사되도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명의 태양광 길이방향 볼록 반사장치의 설치상태를 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명의 태양광 길이방향 볼록 반사장치의 설치상태를 나타낸 사시도를 나타낸 것이다.

태양광 길이방향 볼록 반사장치(30)는 바닥에 고정되는 고정 설치대(34)에 반원형이 경사지게 형성되는 볼록 반사브라켓(32)과 회전각도의 조절이 가능하도록 고정볼트(35)와 너트(36)로 고정되며, 상기 볼록 반사브라켓(32)에는 고정앵글(33)이 설치되어 길이방향으로 볼록하게 볼록거울 형태로 이루어지고 리벳 등의 고정부재(37)로 고정되는 볼록 반사경(31)이 경사지게 설치되는 것이다.

상기 볼록 반사경(31)은 0.3∼1.2mm의 두께를 갖는 스테인레스관이나 철판에 니켈이나 크롬으로 도금해 태양광이 설치공간으로 입사된 후 태양광 평면 반사장치(20)를 통하여 유도된 태양광을 태양광 길이방향 볼록 반사장치(30)를 통하여 양면 모듈이 조합된 어래이(14)의 후면 전체에 고르게 반사곡면으로 반사되도록 하는 것이다.

도 6은 본 발명의 온도 조절장치에 대한 정면도를 나타낸 것으로, 온도 조절장치(40)는 물의 온도를 조절하며 냉각시키는 냉각장치와 물을 데워 온수로 공급하는 온수장치가 연결되는 펌프(41)의 상측으로 급수관(42)이 돌출되어 상측 선단에서 태양광 장치(100)의 양면 모듈(12)이 조합된 어래이(14) 중 가장 높은 곳보다 더 높은 위치에서 절곡되어 양면 모듈(12)이 조합된 어래이(14)의 방향을 따라 설치되어 일정한 간격의 분사노즐(47)에 호스(43)가 길이 조절되게 설치되어 냉각수와 온수 중 어느 하나를 선택하여 분사시키도록 설치하는 것이다.

상기 급수관(42)과 관리가 용이한 어느 한 위치에 온도를 체크하는 온도계(44)와 급수를 제어하는 분사 스위치(45)를 설치해 급수를 선택하거나 자동으로 급수되도록 하는 것 중 어느 하나를 선택적으로 설치하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은, 태양광 장치(100)가 구체적으로 도시하지 않았지만 경사 방향의 사각 파이프와 직교되는 방향에 형강으로 이루어진 모듈 설치대(13)를 그 상측에 양면 모듈(12)을 설치하여 조합된 어래이(14)를 만드는 것이다.

상기 양면 모듈(12)이 조합된 어래이(14)는 필요에 따라 10장 정도 등으로 묶어 하나로 만든다.

태양광 장치(100)의 양면 모듈이 조랍된 어래이(14)는 전면에서 빛의 입사에 따라 전기를 생산하는 것이며, 양면 모듈이 조합된 어래이(14) 후면은 태양광 평면 반사장치(20)와 태양광 볼록 반사장치(30)를 통하여 반사된 빛에 의한 전기를 생산할 수 있는 것이다.

상기 태양광 평면 반사장치(20)에는 설치 어래이의 앞부분에 설치 여백(a)을 통하여 태양광이 입사되어 평면 반사경(21)의 설치형태에 의하여 반사각의 범위에서 반사되어 태양광 길이방향 볼록 반사장치(30)에서 양면 모듈이 조합된 어래이(14)의 후면으로 반사가 이루어져 전기를 생산할 수 있게 되는 것이다.

상기 평면 반사경(21)과 길이방향 볼록 반사경(31)은 스테인레스 또는 크롬(Cr)과 니켈(Mi) 도금 철판 중 어느 하나로 설치해 빛이 반사되도록 함으로써 전기가 생산되도록 하는 것이다.

상기 평면 반사경(21)의 경사각도와 볼록 반사경(31)의 굴곡 정도는 어래이의 설치 후 어래이의 폭에 따라 정도를 설정하고 계절에 따라 각도를 조정할 때에는 고정볼트(25, 35)와 너트(26, 36)를 풀어 평면 반사경(21)과 볼록 반사경(31)의 양쪽에 고정된 고정 설치대(24, 34)에서 평면 반사브라켓(22)과 볼록 반사브라켓(32)의 각도를 조절한 후 다시 고정볼트(25, 35)와 너트(26, 36)를 통하여 고정하게 되는 것이다.

상기 태양광 평면 반사장치(20)의 평면 반사경(21)과 태양광 길이방향 볼록 반사장치(30)의 볼록 반사경(31)은 계절에 따라 각도를 조절할 수 있게 되며, 이로 인한 빛의 입사각을 정확하게 일치되도록 조절하여 전기의 생산효율을 높이도록 하는 것이다.

태양광 장치(100)의 양면 모듈이 조합된 어래이(14) 양면에서 전기가 생산되므로 열의 발생이 쉽게 이루어지므로 25℃ 이상되면, 1℃ 상승에 1% 정도의 발전량이 감소되므로 상부에 냉각수를 자동으로 분사할 수 있도록 하는 것으로,

경사면 중 높은 부분의 상단에는 온도 조절장치(40)의 분사노즐(47)이 설치되어 있으며, 온도계(44)를 통하여 주변의 온도를 체크하여 온도를 표시하도록 하고, 여름철에는 약 25℃ 이상으로 상승하는 경우 분사 스위치(45)를 구동하여 도시하지 않은 냉각탱크로부터 냉각수를 공급받아 펌프(41)가 급수관(42)을 통하여 호스(43)의 연결로 공급되어 분사노즐(47)에서 분사되도록 함으로써 양면 모듈이 조합된 어래이(14)에 공급해 온수로 눈을 녹이여 전기의 생산을 저해하는 요소가 제거되어 효율을 높이는 것이다.

그리고 겨울철과 같이 눈이 쌓이는 경우에는 분사 스위치(45)를 구동하여 온수장치로부터 온수를 공급받아 펌프(41)가 급수관(42)과 호스(43)를 통하여 분사노즐(47)에서 분사되도록 함으로써 양면 모듈이 조합된 어래이(14)에 공급해 온수로 눈을 녹여 전기의 생산을 저해하는 요소가 제거되어 효율을 높이는 것이다.

상기 호스(43)는 급수관(42)의 상단과 분사노즐(47)에 연결되도록 함으로써 양면 모듈(14)의 각도와 높이 조절을 따라 이동하면서 항상 급수가 가능하도록 연결된 상태를 제공하는 것이다.

본 발명은 노지와 옥상 중 어느 한곳에 설치하는 태양광 발전장치의 모듈을 양면형으로 설치하고, 양면모듈이 조합된 어래이 앞 부분에 설치 여백을 두어 입사되는 태양광을 평면 반사경과 길이방향 볼록 반사경으로 확산 반사시켜 발전되도록 함으로써 양면에서의 발전을 제공해 태양광 발전 효율을 높이는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 짧은 기둥 11 : 긴 기둥
12 : 양면 모듈 14 : 양면모듈이 조합된 어래이
20 : 태양광 평면 반사장치 21 : 평면 반사경
22 : 평면 반사브라켓 23, 22 : 고정앵글
24, 34 : 고정 설치대 25, 35 : 고정볼트
26, 36 : 너트 27, 37 : 고정부재
30 : 태양광 길이방향 31 : 길이방향 볼록 반사경
40 : 온도 조절장치 41 : 펌프
42 : 급수관 43 : 호스
44 : 온도계 45 : 분사 스위치
46 : 분사관 47 : 분사노즐
100 : 태양광 장치 a : 설치여백

Claims (5)

1. 태양 방향으로 경사지게 설치되는 양면모듈이 모듈 설치대(13)에 모듈이 조합 설치된 어래이(14)가 바닥에서 수직방향으로 돌출되는 앞 태양쪽은 짧은 기둥(10), 뒤편은 긴 기둥(11)을 설치하여 태양쪽으로 경사지게 어래이(14)로 구성하는 태양광 장치(10)와,
   상기 태양광 장치(100)의 어래이(14) 전면에 설치공간을 두어 태양광을 받아 반사하는 평면 반사경(21)이 설치되는 태양광 평면 반사장치(20)와;
   상기 평면 반사경(21)에서 태양광을 유도받아 반사하는 길이방향으로 볼록 반사경(31)이 설치되는 태양광 볼록 반사장치(30)와,
   상기 펌프(41)와 연결된 급수관(42)의 상측에 연결되는 분사관(46)에 일정한 간격으로 분사노즐(47)이 설치되는 온도 조절장치(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 태양광 평면 반사장치(20)는 평면거울 형태의 평면 반사경(21)이 고정부재(27)를 통하여 고정앵글(23)에 설치되고, 상기 고정앵글(23)이 고정되는 평면 반사브라켓(22)을 포함하며, 상기 평면 반사브라켓(22)의 양쪽 고정 설치대(24)에서 고정볼트(25)와 너트(26)로 평면 반사경(21)의 반사 각도를 조절하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 태양광 길이방향 볼록 반사장치(30)는 길이방향으로 볼록한 거울 형태의 볼록 반사경(31)이 고정부재(37)를 통하여 고정앵글(33)에 설치되고, 상기 고정앵글(33)이 고정되는 볼록 반사브라켓(32)을 포함하며, 상기 볼록 반사브라켓(32)의 양쪽 고정 설치대(34)에서 고정볼트(35)와 너트(36)로 볼록 반사경(31)의 반사 각도를 조절하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 온도 조절장치(40)는 펌프(41)와 연결된 급수관(42)의 상측 선단에서 양면 모듈(14)의 가장 상층부에 설치되며 일정한 간격으로 분사노즐(47)이 고정되는 반사관(46)을 호스(43)로 연결하고, 상기 급수관(42)의 한 부분에 온도계(44)와 분사 스위치(45)가 설치되는 것을 포함하는 건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 평면 반사경(21)과 볼록 반사경(31)은 0.3∼1.2mm의 두께를 갖는 스테인레스관이나 철판에 니켈이나 크롬으로 도금해 태양광이 설치공간으로 유도 입사되어 양면 모듈이 조합된 어래이(14)의 후면 전체면에 고르게 확산되어 반사되도록 설치하는 것을 특징으로 하는 건축물용 태양광 양면모듈을 이용한 발전장치.

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