KR20210096424A - PVT Panel having Improved Generating Performance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발전 성능이 개선된 PVT 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PV 패널(PV;photovoltaic)의 단위 패널이 적어도 2개의 단자그룹으로 분리되어 양극 및 음극 단자 연결선들이 각각 연결되도록 PVT 패널을 구성하여, PV 패널의 부분별 온도차로 인한 출력차를 최소화하고 발전효율을 개선하며, PVT 패널의 열안정성과 내구성을 향상시킬 수 있는 발전 성능이 개선된 PVT 패널에 관한 것이다.The present invention relates to a PVT panel with improved power generation performance, and more particularly, a PVT panel is configured such that a unit panel of a PV panel (PV; photovoltaic) is divided into at least two terminal groups to connect positive and negative terminal connecting lines, respectively. Accordingly, it relates to a PVT panel with improved power generation performance that can minimize the output difference due to the temperature difference between parts of the PV panel, improve the power generation efficiency, and improve the thermal stability and durability of the PVT panel.
일반적으로 태양에너지를 이용한 발전에는 태양광 또는 태양열을 전기에너지로 변환하는 태양광발전과, 태양광원의 태양열을 집열한 후 난방용 또는 온수용으로 사용하기 위한 태양열 집열발전 등이 있으며, 이처럼 태양에너지로 인한 생활에너지의 발전구조를 갖는 다양한 형태의 태양광발전(PV;photovoltaic) 모듈을 개발하여 사용하고 있다.In general, power generation using solar energy includes solar power generation that converts sunlight or solar heat into electrical energy, and solar thermal power generation that collects solar heat from a solar light source and uses it for heating or hot water. Various types of photovoltaic (PV; photovoltaic) modules have been developed and used with the power generation structure of living energy.
그러나, 태양광발전 모듈은 전기 생산과정에서 열을 발생시켜 자체온도를 상승시키기 때문에 전기생산 효율이 일정 수준이상 올라가지 못하게 되는 단점이 있다. 즉 태양광발전 모듈은 결정질계의 경우 태양으로부터 입사되는 에너지 중 대략 12~16%만이 발전에 이용되고 있어 태양광에너지 이용효율이 상당히 낮은 편이며, 나머지 에너지는 모두 열로 소모됨에 따라 태양광 발전용 셀의 온도를 상승시켜 셀의 성능과 내구성 등에 영향을 미치게 되고, 셀 특성상 온도상승에 의한 전기 에너지 전환시 전기 변환효율이 감소하게 된다는 문제가 있다.However, the photovoltaic module has a disadvantage in that the efficiency of electricity production cannot rise above a certain level because heat is generated during the electricity production process to raise its own temperature. That is, in the case of crystalline solar power modules, only about 12 to 16% of the energy incident from the sun is used for power generation, so the efficiency of using solar energy is quite low, and the rest of the energy is consumed as heat. Increasing the temperature of the cell affects the performance and durability of the cell, and due to the characteristics of the cell, there is a problem that the electrical conversion efficiency decreases when converting electrical energy due to the temperature increase.
따라서, 태양광발전 모듈의 경우 후면에 열을 통풍시키기 위한 구성을 설비한 후 폐열을 배출하고 있으며, 태양광발전 모듈의 온도를 낮춤에 따라 시스템의 전기 성능을 향상시키도록 구성하고 있다.Therefore, in the case of a photovoltaic module, waste heat is discharged after installing a configuration for ventilating heat on the rear side, and the electrical performance of the system is improved by lowering the temperature of the photovoltaic module.
이러한 배경에서 태양광과 태양열을 동시에 이용할 수 있도록 태양광발전 모듈의 전기 생산과정에서 발생하는 열기를 효율적으로 이용하여 급탕이나 난방에 활용할 수 있는 태양광/열(PVT;photohvoltaic-thermal) 발전모듈이 개발되어 사용되고 있다.In this background, a photovoltaic/thermal (PVT; photohvoltaic-thermal) power generation module that can be used for hot water supply or heating by efficiently using the heat generated during the electricity production process of the photovoltaic module has been developed so that both solar power and solar heat can be used at the same time. developed and used.
이러한 태양광/열 발전모듈과 관련된 기술로서 예를 들어, 건물의 지붕 또는 외벽에 설치되며 태양광에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환시켜 전기를 발생시키며 다수 개의 셀이 연결된 태양광발전 모듈과, 상기 태양광발전 모듈의 배면 외곽에 부착되며 태양광발전 모듈과 건물의 지붕 또는 외벽을 이격시켜 이들 사이에 공기를 수용하는 수용공간을 형성하며 공기유입구가 구비된 외곽프레임과, 상기 태양광발전 모듈의 배면에 도포되는 열전도성 접착제와, 상기 열전도성 접착제에 의해 상기 태양광발전 모듈에 부착되며 상기 태양광발전 모듈로부터 발생된 열을 상기 수용공간에 수용된 공기로 방열하는 방열판과, 상기 방열판의 배면에 부착되어 방열판으로부터 방열되는 열의 배출을 용이하도록 하는 다수의 방열핀과, 급탕이나 난방으로 이용할 수 있도록 상기 수용공간에 수용되어 가열된 공기를 수집하는 공기 수집기를 포함하여 이루어지고, 상기 외곽프레임은 상기 태양광발전 모듈의 배면이 건물 지붕의 외부면이나 건물 외벽의 외부면과 10~15cm 이격되도록 하는 높이를 갖도록 구성되어, 태양광발전 모듈의 냉각효과와 함께 높은 열원을 획득할 수 있는 공기집열식 태양광 발전장치에 대한 기술이 공개되어 있다.As a technology related to such a photovoltaic/thermal power generation module, for example, a photovoltaic power module installed on the roof or an outer wall of a building that absorbs solar energy and converts it into electric energy to generate electricity, and a plurality of cells are connected; An outer frame attached to the outer periphery of the back of the photovoltaic module and spaced apart from the photovoltaic module and the roof or outer wall of the building to form an accommodating space for accommodating air therebetween, and an outer frame provided with an air inlet; A heat conductive adhesive applied to the back side, a heat sink attached to the photovoltaic module by the heat conductive adhesive and radiating heat generated from the photovoltaic module into the air accommodated in the accommodation space, and on the back surface of the heat sink A plurality of heat dissipation fins attached to facilitate the discharge of heat radiated from the heat sink, and an air collector that is accommodated in the accommodating space and collects heated air so as to be used for hot water supply or heating, wherein the outer frame is the sun Air-collecting solar that can obtain a high heat source with the cooling effect of the photovoltaic module by having the rear surface of the photovoltaic module having a height that is 10~15cm apart from the outer surface of the building roof or the outer surface of the building outer wall A technology for a photovoltaic device has been disclosed.
그러나 이러한 종래 태양광/열 발전모듈 관련 기술은 태양광발전 모듈의 전체 면적에 다수 개의 셀을 적용하기 때문에 태양광 발전에 따른 전기발전효율이 높은 반면, 태양광발전 모듈에서의 전기발전과정 중 발생한 열원만이 전도되므로, 열 사용을 위한 열원생산효율이 미미하며, 방열을 위해 다수의 방열핀이 부착된 방열판을 사용하므로, 태양광 모듈의 무게와 부피가 커져 큰 중량에 따른 하중이 가해져 쳐짐 현상이 발생하는 등 내구성이 저하되는 문제점이 있다.However, in this conventional solar/thermal power generation module related technology, since a plurality of cells are applied to the entire area of the photovoltaic module, the electric power generation efficiency according to the photovoltaic power generation is high, whereas the electricity generated during the electricity generation process in the photovoltaic module is high. Since only the heat source is conducted, the heat source production efficiency for heat use is insignificant, and since a heat sink with a plurality of heat sink fins is used for heat dissipation, the weight and volume of the solar module increase, resulting in a sagging phenomenon due to the large weight applied. There is a problem in that durability is deteriorated.
또한, 종래 태양광/열 발전모듈은 PV (PV;photovoltaic)패널의 모든 셀들을 직렬로 연결하여 후면 단자로 각각 1개의 양극 연결선과 음극 연결선을 도출하여 연결하는 구조로 연결선들이 구성된다. 더욱이 PV (PV;photovoltaic) 패널 후면의 태양열 흡수판의 온도는 설치시 상부와 하부의 온도차이가 10
본 발명의 목적은 PV 패널(PV;photovoltaic)의 단위 패널이 적어도 2개의 단자그룹으로 분리되어 양극 및 음극 단자 연결선들이 각각 연결되도록 PVT 패널을 구성하여, PV 패널의 부분별 온도차로 인한 출력차를 최소화하고 발전효율을 개선하며, PVT 패널의 열안정성과 내구성을 향상시킬 수 있는 발전 성능이 개선된 PVT 패널을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to construct a PVT panel such that the unit panel of a PV panel (PV; photovoltaic) is divided into at least two terminal groups so that the positive and negative terminal connection lines are respectively connected, thereby reducing the output difference due to the temperature difference of each part of the PV panel. It is to provide a PVT panel with improved power generation performance that can minimize, improve power generation efficiency, and improve thermal stability and durability of the PVT panel.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널은 태양광을 수광하여 전기에너지를 생성하는 PV 패널, 상기 PV 패널의 하부에 구비되어 열에너지를 흡수하는 태양열 흡수판 및 상기 태양열 흡수판 하부에 구비되어 상기 태양열 흡수판으로부터 흡수된 열에너지를 전달하는 열에너지 전달수단이 형성되고, 상기 열에너지의 유실을 차단하는 단열재를 포함하고, 상기 PV 패널은 1개의 단위 패널이 적어도 2개의 단자그룹으로 분리되어 각 단자그룹별로 양극 단자 연결선 및 음극 단자 연결선이 각각 형성될 수 있다.In order to achieve this object, the PVT panel with improved power generation performance according to the present invention is a PV panel that generates electric energy by receiving sunlight, a solar heat absorption plate provided under the PV panel to absorb thermal energy, and the solar heat absorption A heat energy transfer means provided under the plate to transfer heat energy absorbed from the solar heat absorption plate is formed, and a heat insulating material for blocking the loss of the heat energy is included, and the PV panel includes one unit panel with at least two terminal groups. Separated, a positive terminal connection line and a negative terminal connection line may be formed for each terminal group, respectively.
상기 PV 패널과 상기 태양열 흡수판은 절연 필름에 의해 서로 절연된 상태로 라미네이팅 접합되어 PVT 적층유닛으로 형성될 수 있다.The PV panel and the solar heat absorption plate may be laminated to each other in a state insulated from each other by an insulating film to form a PVT lamination unit.
상기 PVT 적층유닛은 상면에 투명 필름이 라미네이팅 접합되는 것으로 이루어질 수 있다.The PVT lamination unit may be formed by laminating a transparent film on the upper surface.
상기 열에너지 전달수단은 상기 단열재의 상면에 액체 유로 또는 공기 유로 형태로 형성될 수 있다.The heat energy transfer means may be formed in the form of a liquid flow path or an air flow path on the upper surface of the heat insulating material.
상기 열에너지 전달수단은 상면이 개방된 원형 또는 반원형의 유로 형태로서 상기 개방된 상면이 상기 태양열 흡수판 하부에 밀착된 구조로 형성될 수 있다.The heat energy transfer means may have a circular or semi-circular flow path shape with an open top surface, and may be formed in a structure in which the open top surface is closely attached to the lower portion of the solar heat absorption plate.
상기 PV 패널은 1개의 단위 패널이 적어도 3개의 단자그룹으로 분리되어 각 단자그룹별로 양극 단자 연결선 및 음극 단자 연결선이 각각 형성될 수 있다.In the PV panel, one unit panel is divided into at least three terminal groups, so that a positive terminal connection line and a negative terminal connection line are formed for each terminal group, respectively.
상기 PV 패널은 적어도 2개 이상의 단위 패널들이 배치되어 각 단위 패널들에서 동일한 위치의 단자그룹들의 양극 단자 연결선 및 음극 단자 연결선이 서로 연결될 수 있다.In the PV panel, at least two or more unit panels may be disposed so that a positive terminal connection line and a negative terminal connection line of terminal groups at the same position in each of the unit panels may be connected to each other.
상기 발전 성능이 개선된 PVT 패널은 일측면에 경사방향의 빛을 반사하기 위한 반사 패널이 형성되어 있는 케이스를 더 포함할 수 있다.The PVT panel with improved power generation performance may further include a case in which a reflective panel for reflecting light in an oblique direction is formed on one side thereof.
본 발명에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널은 PV 패널(PV;photovoltaic)의 단위 패널이 적어도 2개의 단자그룹으로 분리되어 양극 및 음극 단자 연결선들이 각각 연결되도록 PVT 패널을 구성하여, PV 패널의 부분별 온도차로 인한 출력차를 최소화하고 발전효율을 개선하며, PVT 패널의 열안정성과 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the PVT panel with improved power generation performance according to the present invention, the unit panel of the PV panel (PV; photovoltaic) is divided into at least two terminal groups to configure the PVT panel so that the positive and negative terminal connecting lines are respectively connected, so that the part of the PV panel It has the effect of minimizing the output difference due to the temperature difference, improving the power generation efficiency, and improving the thermal stability and durability of the PVT panel.
도 1은 종래 PVT 패널의 중심부에서 전체적인 온도구배를 나타낸 그래프와 도면이다.
도 2는 종래 PVT 패널의 양측 단부에서 전체적인 온도구배를 나타낸 그래프와 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 전체적인 모습을 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널에서 PV 패널, 태양열 흡수판 및 열에너지 전달수단이 일체화되어 있는 모습을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 평면 모습과 단면 모습을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 단열재의 상면에 공기 유로가 형성된 상태의 각 구성요소들의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 PV 패널, 태양열 흡수판 및 열에너지 전달수단이 일체화되어 있는 상태의 모습을 확대하여 나타낸 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 단위 패널들이 3개의 단자그룹으로 분리된 상태의 연결선 구성을 나타낸 모식도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 단자그룹으로 분리된 단위패널들의 양극단자와 음극단자들이 전체적으로 연결되는 상태의 모습을 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 케이스에 반사 패널이 설치되어 있는 모습을 나타낸 모식도이다.1 is a graph and a diagram showing the overall temperature gradient in the center of the conventional PVT panel.
2 is a graph and a view showing the overall temperature gradient at both ends of the conventional PVT panel.
3 is a schematic diagram showing the overall appearance of the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a state in which a PV panel, a solar heat absorption plate, and a heat energy transfer means are integrated in the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing a plan view and a cross-sectional view of a PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic diagram showing the appearance of each component in a state in which an air flow path is formed on the upper surface of the insulating material of the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention.
7 is an enlarged schematic view showing the state in which the PV panel, the solar heat absorption plate, and the heat energy transfer means of the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention are integrated.
8 is a schematic diagram illustrating a configuration of a connection line in a state in which unit panels of a PVT panel with improved power generation performance are separated into three terminal groups according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram showing a state in which positive and negative terminals of unit panels separated into terminal groups of a PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention are connected as a whole.
10 is a schematic diagram illustrating a state in which a reflective panel is installed in a case of a PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, in describing the embodiments of the present invention, specific numerical values are merely examples.
도 1에는 종래 PVT 패널의 중심부에서 전체적인 온도구배를 나타낸 그래프와 도면이 도시되어 있고, 도 2에는 종래 PVT 패널의 양측 단부에서 전체적인 온도구배를 나타낸 그래프와 도면이 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 전체적인 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.1 shows a graph and a diagram showing the overall temperature gradient at the center of the conventional PVT panel, and FIG. 2 shows a graph and a diagram showing the overall temperature gradient at both ends of the conventional PVT panel, and FIG. 3 shows the present invention A schematic diagram showing the overall appearance of the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment is shown.
도 4에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널에서 PV 패널, 태양열 흡수판 및 열에너지 전달수단이 일체화되어 있는 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 평면 모습과 단면 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 단열재의 상면에 공기 유로가 형성된 상태의 각 구성요소들의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.4 is a schematic diagram showing a state in which a PV panel, a solar heat absorption plate, and a heat energy transfer means are integrated in the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention A schematic diagram showing a plan view and a cross-sectional view of a PVT panel with improved power generation performance according to an example is shown, and in FIG. 6, an air flow path is provided on the upper surface of the insulation material of the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention. A schematic diagram showing the appearance of each component in the formed state is shown.
도 7에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 PV 패널, 태양열 흡수판 및 열에너지 전달수단이 일체화되어 있는 상태의 모습을 확대하여 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 단위 패널들이 3개의 단자그룹으로 분리된 상태의 연결선 구성을 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 9에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 단자그룹으로 분리된 단위패널들의 양극단자와 음극단자들이 전체적으로 연결되는 상태의 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.7 is an enlarged schematic diagram showing the state in which the PV panel, the solar heat absorption plate and the heat energy transfer means of the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention are integrated, and in FIG. A schematic diagram showing a connection line configuration in a state in which unit panels of a PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention are separated into three terminal groups is shown, and FIG. 9 shows power generation performance according to an embodiment of the present invention A schematic diagram showing the state in which the positive and negative terminals of the unit panels separated into the terminal group of the improved PVT panel are connected as a whole is shown.
도 10에는 본 발명의 일실시예에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널의 케이스에 반사 패널이 설치되어 있는 모습을 나타낸 모식도가 도시되어 있다.10 is a schematic diagram showing a state in which the reflective panel is installed in the case of the PVT panel with improved power generation performance according to an embodiment of the present invention.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널(100)은 태양광을 수광하여 전기에너지를 생성하는 PV 패널(110), 상기 PV 패널(110)의 하부에 구비되어 열에너지를 흡수하는 태양열 흡수판(120); 및 상기 태양열 흡수판(120) 하부에 구비되어 상기 태양열 흡수판(120)으로부터 흡수된 열에너지를 전달하는 열에너지 전달수단(141)이 형성되고, 상기 열에너지의 유실을 차단하는 단열재(140)를 포함하고, 상기 PV 패널(110)은 1개의 단위 패널이 적어도 2개의 단자그룹(210, 220, 230)으로 분리되어 각 단자그룹별로 양극 단자 연결선(211, 221, 231) 및 음극 단자 연결선(212, 222, 232)이 각각 형성된다.Referring to these drawings, the
즉, 본 발명에 따른 발전 성능이 개선된 PVT 패널(100)은 PV 패널(110)의 단위 패널들을 적어도 2개의 단자그룹(210, 220, 230)으로 분리하여 각 단자그룹별로 양극 단자 연결선(211, 221, 231) 및 음극 단자 연결선(212, 222, 232)을 각각 도출하여 양극 단자 연결선(211, 221, 231)은 이들끼리 서로 연결하고, 음극 단자 연결선(212, 222, 232)은 이들끼리 서로 연결한 다음, 각각 단자별 연결선 묶음(310, 320)이 도출되도록 하여 이들을 인버터(400)에 최종 연결하는 것으로 PV 패널(110)의 연결선을 구성함으로써, 연결선들의 병합 구간을 PV 패널(110) 전체적으로 분산시켜 PV 패널(110)의 부분별 온도차로 인한 출력차를 최소화하고 발전효율을 개선하며, PVT 패널의 열안정성과 내구성을 향상시킬 수 있다.That is, the
이와 관련하여, 종래 태양광/열 발전모듈은 도 1, 도 2에서와 같이 PV 패널의 모든 셀들을 직렬로 연결하여 후면 단자로 양극 연결선과 음극 연결선을 각각 1 개씩으로만 도출하여 연결하는 구조로 연결선들이 구성되므로, PV 패널 상부와 하부가 각각 상당한 온도차이를 나타내게 되며, PV 패널의 양측면에서도 각각 상당한 온도차이를 나타내게 된다. 더욱이, PV 패널 후면의 태양열 흡수판은 설치시 기본적으로 상부와 하부의 온도차이가 10℃ 이상 발생하게 된다. 따라서, 이러한 PVT 패널의 전체적인 직렬로 연결되는 연결선 구조와 태양열 흡수판의 온도차이는 PVT 패널 각 부분별 온도차이를 더욱 심화시키고, PV 패널의 발전성능을 저하시키며, PVT 패널의 내구성을 저하시킬 수 있다.In this regard, the conventional solar/thermal power generation module has a structure in which all cells of a PV panel are connected in series as in FIGS. Since the connecting lines are configured, the upper and lower portions of the PV panel each exhibit a significant temperature difference, and both sides of the PV panel each exhibit a significant temperature difference. Moreover, when the solar heat absorber on the back of the PV panel is installed, the temperature difference between the upper and lower parts is basically 10℃ or more. Therefore, the overall series-connected connection line structure of the PVT panel and the temperature difference between the solar heat absorber further deepen the temperature difference for each part of the PVT panel, lower the power generation performance of the PV panel, and reduce the durability of the PVT panel. there is.
본원발명의 발전 성능이 개선된 PVT 패널은 상기와 같은 종래 PVT 패널의 문제점을 해결할 수 있도록, PVT 패널의 단자 연결선들의 병합 구간을 PV 패널(110) 전체적으로 분산시켜 PV 패널(110)의 부분별 온도차로 인한 출력차를 최소화하고 발전효율을 효과적으로 개선할 수 있다.The PVT panel with improved power generation performance of the present invention distributes the merging section of the terminal connection lines of the PVT panel throughout the
상기 태양열 흡수판(120)은 상기 PV 패널(110)의 면적과 대략 동일한 면적을 갖도록 형성하여 상기 PVT 패널(100)의 하부 전체적인 면적에 접하여 열원을 고르게 전도시킬 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 기존의 태양열 흡수판 대신 사용되었던 동(Cu) 소재의 흡수판 대신 알루미늄(Al) 소재의 흡수판으로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 기존의 동(Cu) 소재의 흡수판의 경우 비중이 8.9로서 높은 비중을 나타내나, 알루미늄(Al) 소재의 흡수판의 경우 비중이 2.6을 나타내므로, 상기 태양열 흡수판(120)을 알루미늄(Al) 소재로 구성하였을 경우, PVT 패널(100)의 전체적인 무게를 감소시켜 경량화를 도모할 수 있고 제조비용을 절감할 수 있다.Preferably, the solar
상기 PV 패널(110)과 상기 태양열 흡수판(120)은 절연 필름(130)에 의해 서로 절연된 상태로 라미네이팅 접합되어 PVT 적층유닛(110, 120, 130)으로 형성될 수 있다. 이 때, 상기 절연 필름(130)은 예를 들어 투명성, 내충격성, 내한성, 내약품성, 전기절연성 등이 우수한 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리우레탄(Polyurethane) 및 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene-Vinyl Acetate)로 이루어진 군에서 선택된 수지로 제조된 절연 필름을 사용할 수 있다.The
또한, 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)은 상면에 투명 필름(160)이 라미네이팅 접합된 구조로 형성될 수 있다. 즉, 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 상면에 투명 보호커버로서 예를 들어 진공유리나 자외선에 강한 특수 필름 등의 투명 필름(160)을 라미네이팅 접합함으로써, 상기 PVT 패널(100)의 무게를 전체적으로 30%이상으로 현저하게 줄일 수 있으며, 열저항 감소효과를 극대화하여 에너지 생산 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 투명 필름(160)의 소재는 예를 들어, 저철분 강화유리, 폴리카보네이트(polycarbonate) 투명시트, 아크릴 투명시트, PVC(Poly Vinyl Chloride) 투명시트, ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 투명시트 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 비중이 1.2로서 매우 낮은 비중을 가지며, 내구성과 성형성이 우수하여 상기 PVT 패널(100)이 높은 내구성과 절연성능을 나타낼 수 있도록 하면서도 패널 자체의 무게감소 효과를 극대화할 수 있는 폴리카보네이트(polycarbonate) 투명시트를 사용할 수 있다.In addition, the
상기 투명 필름(160)은 상기 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 상면 이외에 다른 위치에도 더 구비될 수 있다. 즉, 상기 투명 필름(160)은 예를 들어, PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 상면에 상부 투명 필름(162)과 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 하면에 하부 투명 필름(161) 형태로 적용될 수 있다. 이때, 상기 상부 투명 필름(162)과 하부 투명 필름(161)은 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 절연필름(130) 외주면에 각각 형성되며, 상기 하부 투명 필름(161)과 태양열 흡수판(120) 사이에는 하부 절연필름(131)이 추가 형성될 수 있다.The
이와 같이, 상부 투명 필름(162)과 하부 투명 필름(161)이 적용된 PVT 적층유닛(110, 120, 130)은 절연성과 열에 대한 내구성이 더욱 향상되어 상기 PV 패널(110)에 3000V이상의 고전압이 형성된 경우에도 PVT 적층유닛(110, 120, 130)의 안정적인 접합상태와 절연성능을 제공할 수 있는 장점이 있다.In this way, the
상기 열에너지 전달수단(141)은 상기 단열재(140)의 상면에 액체 유로 또는 공기 유로 형태로 형성될 수 있으며, 구체적으로 상면이 개방된 원형 또는 반원형의 유로 형태로서 상기 개방된 상면이 상기 태양열 흡수판(120) 하부에 밀착된 구조로 형성되는 열에너지 전달수단(141)이나 단면이 역사다리꼴 형상의 에어 포켓 형태로서 상기 역사다리꼴의 장변이 상기 태양열 흡수판(120) 하부와 밀착된 구조로 형성되는 열에너지 전달수단(143) 형태로 형성될 수 있다.The heat energy transfer means 141 may be formed in the form of a liquid flow path or an air flow path on the upper surface of the
구체적으로, 상기 열에너지 전달수단(141, 143)은 상기 태양열 흡수판(120) 하부에 설치되어 상기 태양열 흡수판(120)의 열에너지가 전달될 수 있는 열매체가 내부에 순환가능 하도록 구비된다. 이때, 상기 열매체는 상기 태양열 흡수판(120)의 열에너지가 전달되어 생활에너지원으로 활용될 수 있도록 순환시키는 작용을 하므로, 상기 열에너지 전달수단(141, 143)은 난방시설 또는 온수시설을 향해 연장된 구조를 이루도록 구성되는 것이 바람직하다.Specifically, the heat energy transfer means 141 and 143 are installed under the solar
또한, 상기 열에너지 전달수단(141, 143)은 상기 원형 또는 반원형의 유로형 열에너지 전달수단(141)과 단면이 역사다리꼴 형상의 에어 포켓 형태인 열에너지 전달수단(143)이 모두 구비되는 복합적인 구조의 열에너지 전달수단(141, 143)으로 형성될 수 있다.In addition, the heat energy transfer means (141, 143) is a complex structure in which both the circular or semi-circular flow path type heat energy transfer means 141 and the heat energy transfer means 143 in the form of an inverted trapezoidal air pocket in cross section are provided. It may be formed as a heat energy transfer means (141, 143).
또한, 상기 열에너지 전달수단(141, 143)은 단면이 역사다리꼴 형상의 에어 포켓 형태인 열에너지 전달수단(143) 사이의 단열재(140) 내부에 원형의 열에너지 전달수단(141)이 매립된 상태로 서로 교대로 배치되도록 구성됨으로써, 상기 PVT 패널(100)의 열에너지 전달효율과 방열특성을 동시에 향상시킬 수 있는 구조로 형성될 수 있다.In addition, the heat energy transfer means (141, 143) has a circular heat energy transfer means 141 is embedded in the inside of the
한편, 상기 PV 패널(100)의 단자그룹은 2개 이상이면 그 개수가 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 도 8에 개시되어 있는 바와 같이, 1개의 단위 패널(200)이 적어도 3개의 단자그룹(210, 220, 230)으로 분리되어 각 단자그룹별로 양극 단자 연결선(211, 221, 231) 및 음극 단자 연결선(212, 222, 232)이 각각 형성될 수 있다.On the other hand, if the number of terminal groups of the
이와 같이, 1개의 단위 패널(200)이 적어도 3개의 단자그룹(210, 220, 230)으로 분리되어 각 단자그룹별로 양극 단자 연결선(211, 221, 231) 및 음극 단자 연결선(212, 222, 232)이 각각 형성된 PV 패널(110)은 제작비용과 시간을 절감할 수 있으면서, PVT 패널의 단자 연결선들의 병합 구간을 PV 패널(110) 전체적으로 효과적으로 분산시켜 PV 패널(110) 단자 연결선들의 쏠림에 의해 발생할 수 있는 발전 성능 저하와 열변형을 효과적으로 방지할 수 있다.In this way, one
또한, 상기 PV 패널(110)은 적어도 2개 이상의 단위 패널들(200a, 200b, 200c, 200d, 200e)이 배치되어 각 단위 패널들에서 동일한 위치의 단자그룹들이 양극 단자 연결선(310) 및 음극 단자 연결선(320)이 서로 연결되도록 형성할 수 있다. 여기서 상기 도출된 양극 단자 연결선(310) 및 음극 단자 연결선(320)들은 각각 인버터(400)에 연결되어 전압과 전류가 제어되도록 구성하여 PV 패널(110)의 각 부분별 온도차이를 최소화하여 PV 패널(110)의 온도차로 인한 출력저하를 방지할 수 있다. In addition, in the
이와 관련하여, 상기와 같이 적어도 2개 이상의 단위 패널들(200a, 200b, 200c, 200d, 200e)이 배치되어 각 단위 패널들에서 동일한 위치의 단자그룹들이 양극 단자 연결선(310) 및 음극 단자 연결선(320)이 서로 연결되도록 구성된 PV 패널(110)은 도 1 및 도 2에서와 같이 종래 PVT 패널(100)의 하부와 상부 사이의 온도 차이가 대략 10℃이고, PV 패널(110)의 집광 효율이 부분적으로 1℃ 차이 날 때 마다 대략 0.4% 정도 저하된다고 가정했을 경우, PV 패널(110) 전체적으로 대략 4% 내외의 출력저하를 방지할 수 있다.In this regard, at least two or
한편, 상기 발전 성능이 개선된 PVT 패널(100)은 일측면에 경사방향의 빛을 반사하기 위한 반사 패널(157)이 형성되어 있는 케이스(150)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 PVT 패널(100)은 상기 PV 패널(110), 태양열 흡수판(120) 및 단열재(140)를 내부에 모두 수용할 수 있는 케이스(150)를 더 구비하되, PV 패널(110)과 케이스 커버(156) 사이의 일측면에 경사방향의 빛을 반사하기 위한 반사 패널(157)을 설치함으로써, 이른 아침과 오후 늦은 시간 등 태양광이 비스듬한 각도로 비출 때에도, 상기 비스듬한 각도의 태양광을 측면에서 반사시켜 상기 PV 패널(110)과 태양열 흡수판(120)에 전달되도록 함으로써, PVT 패널(100)의 발전량과 에너지 생성량을 증가를 도모할 수 있다.Meanwhile, the
여기서, 상기 케이스(150)는 하부나 측면 등에 PV 패널(110)과 태양열 흡수판(120)을 지지하기 위한 처짐 방지 핀(158) 등을 설치하여 상기 PV 패널(110)과 태양열 흡수판(120)을 더욱 안정적으로 고정한 상태에서 반사 패널(157)을 통해 반사광이 조사되도록 할 수 있다.Here, the
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described with specific matters such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. , various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims to be described later, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .
100: 발전 성능이 개선된 PVT 패널
110: PV 패널
120: 태양열 흡수판
130: 절연 필름
140: 단열재
150: 케이스
160: 투명필름
200: 단위 패널 배선
210, 220, 230: 단자그룹100: PVT panel with improved power generation performance
110: PV panel
120: solar heat absorber
130: insulating film
140: insulation material
150: case
160: transparent film
200: unit panel wiring
210, 220, 230: terminal group
Claims (8)
상기 PV 패널의 하부에 구비되어 열에너지를 흡수하는 태양열 흡수판; 및
상기 태양열 흡수판 하부에 구비되어 상기 태양열 흡수판으로부터 흡수된 열에너지를 전달하는 열에너지 전달수단이 형성되고, 상기 열에너지의 유실을 차단하는 단열재;
를 포함하고, 상기 PV 패널은 1개의 단위 패널이 적어도 2개의 단자그룹으로 분리되어 각 단자그룹별로 양극 단자 연결선 및 음극 단자 연결선이 각각 형성되는 발전 성능이 개선된 PVT 패널.
PV panel that generates electric energy by receiving sunlight;
a solar heat absorption plate provided under the PV panel to absorb thermal energy; and
a heat insulating material provided under the solar heat absorber plate to form a heat energy transfer means for transferring heat energy absorbed from the solar heat absorber plate, and to block the loss of the heat energy;
The PV panel is a PVT panel with improved power generation performance in which one unit panel is divided into at least two terminal groups, so that a positive terminal connection line and a negative terminal connection line are respectively formed for each terminal group.
상기 PV 패널과 상기 태양열 흡수판은 절연 필름에 의해 서로 절연된 상태로 라미네이팅 접합되어 PVT 적층유닛으로 형성되는 발전 성능이 개선된 PVT 패널.
The method of claim 1,
The PV panel and the solar heat absorbing plate are laminated to each other in a state insulated from each other by an insulating film to form a PVT stacking unit with improved power generation performance.
상기 PVT 적층유닛은 상면에 투명 필름이 라미네이팅 접합되어 있는 발전 성능이 개선된 PVT 패널.
3. The method of claim 2,
The PVT stacking unit is a PVT panel with improved power generation performance in which a transparent film is laminated on the upper surface.
상기 열에너지 전달수단은 상기 단열재의 상면에 액체 유로 또는 공기 유로 형태로 형성되는 발전 성능이 개선된 PVT 패널.
The method of claim 1,
The heat energy transfer means is a PVT panel with improved power generation performance that is formed in the form of a liquid flow path or an air flow path on the upper surface of the heat insulating material.
상기 열에너지 전달수단은 상면이 개방된 원형 또는 반원형의 유로 형태로서 상기 개방된 상면이 상기 태양열 흡수판 하부에 밀착된 구조로 형성되는 발전 성능이 개선된 PVT 패널.
The method of claim 1,
The heat energy transfer means is a circular or semi-circular flow path with an open upper surface, and the open upper surface is formed in a structure in which the open upper surface is closely attached to the lower portion of the solar heat absorption plate.
상기 PV 패널은 1개의 단위 패널이 적어도 3개의 단자그룹으로 분리되어 각 단자그룹별로 양극 단자 연결선 및 음극 단자 연결선이 각각 형성되는 발전 성능이 개선된 PVT 패널.
The method of claim 1,
The PV panel is a PVT panel with improved power generation performance in which one unit panel is divided into at least three terminal groups, and a positive terminal connection line and a negative terminal connection line are respectively formed for each terminal group.
상기 PV 패널은 적어도 2개 이상의 단위 패널들이 배치되어 각 단위 패널들에서 동일한 위치의 단자그룹들의 양극 단자 연결선 및 음극 단자 연결선이 서로 연결되는 발전 성능이 개선된 PVT 패널.
The method of claim 1,
The PV panel is a PVT panel with improved power generation performance in which at least two or more unit panels are arranged so that a positive terminal connection line and a negative terminal connection line of terminal groups at the same position in each unit panel are connected to each other.
상기 발전 성능이 개선된 PVT 패널은 일측면에 경사방향의 빛을 반사하기 위한 반사 패널이 형성되어 있는 케이스를 더 포함하는 발전 성능이 개선된 PVT 패널.
The method of claim 1,
The PVT panel with improved power generation performance further comprises a case in which a reflective panel for reflecting light in an oblique direction is formed on one side of the PVT panel with improved power generation performance.
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| KR101745902B1 (en) | 2015-11-04 | 2017-06-13 | 주식회사 탑솔 | Hybrid heat pump system by using complex use of air heat and solar thermal |
| KR101742248B1 (en) | 2016-03-03 | 2017-06-15 | 한국과학기술원 | Hybrid device for photovoltaic power generation and air conditioning |
-
2020
- 2020-01-28 KR KR1020200009846A patent/KR20210096424A/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X601 | Decision of rejection after re-examination |