KR20210130071A - Vertical installation and bifacial photovoltaic module system that can adjust the power generation pattern using the optimal design of the reflector - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vertically installed double-sided light-receiving photovoltaic module system, and more particularly, to a vertically-installed double-sided light-receiving photovoltaic module system capable of controlling a power generation pattern using an optimal design of a reflector.
태양광 발전은 태양의 빛에너지를 반도체물질로 구성된 태양전지(Solar Cell)를 통해 수광면에서 태양광에 의해 발생한 전자/정공을 전극으로 수집하고 이를 통해 전기를 생산하는 발전기술로, '재생에너지 3020' 달성을 위한 핵심 신재생에너지 기술로서 각광받고 있다.Photovoltaic power generation is a power generation technology that collects the light energy of the sun as an electrode through a solar cell composed of a semiconductor material and generates electricity by collecting electrons/holes generated by sunlight on the light receiving surface. It is spotlighted as a core new and renewable energy technology for achieving '3020'.
종래에는 단면 태양전지 셀을 이용하거나 불투명한 흰색 백시트를 이용하는 단면 태양광 모듈을 일반적으로 이용하여 전력을 생산하였으나, 설치에 넓은 면적을 요하므로 태양광 발전 신규 입지 확보에 어려움이 있었으며, 태양광 입사량이 적은 오전과 오후에는 발전량을 확보하기 어렵다는 문제점이 있었다.Conventionally, electric power was generally produced using single-sided solar cells or single-sided solar modules using opaque white backsheets. There was a problem in that it was difficult to secure power generation in the morning and afternoon when the incident amount was low.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 동일 공간에서 발전 효율성을 높인 양면수광형 태양광 모듈 시스템이 대두되고 있다. In order to solve this problem, a double-sided light-receiving type photovoltaic module system with improved power generation efficiency in the same space has recently emerged.
양면수광형 태양광 모듈은, 양면수광형 태양전지 셀과 투명한 백시트나 유리를 사용하여 후면으로도 빛을 흡수하여 발전 가능하도록 설계된 것을 특징으로 한다. 따라서 수직 설치 시 적은 공간을 이용하면서도 발전 성능의 확보가 가능하며 오전과 오후 모두 발전이 가능하다는 장점이 있다. The double-sided light-receiving photovoltaic module is characterized in that it is designed to generate electricity by absorbing light even to the rear side using a double-sided light-receiving solar cell and a transparent back sheet or glass. Therefore, it is possible to secure power generation performance while using a small space when installing vertically, and has the advantage that power generation is possible both in the morning and in the afternoon.
도 1은 종래 남향 경사형으로 설치된 단면수광형 태양광 모듈 및 동-서 방향으로 수직 설치된 양면수광형 태양광 모듈의 시간에 따른 태양광 입사량의 추이를 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing the change in the amount of sunlight incident over time of a conventional single-sided light-receiving solar module installed in a south-facing inclined type and a double-sided light-receiving solar module installed vertically in the east-west direction.
도 1을 참조하면, 양면수광형 태양광 모듈은 한정된 공간을 이용하여 효율적인 발전이 가능한 공간 활용성과 더불어 종래 단면수광형 태양광 모듈에 비해 오전과 오후 모두에서 발전이 유리한 장점이 있다는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 1 , it can be confirmed that the double-sided light-receiving type photovoltaic module has the advantage of generating power in both the morning and the afternoon compared to the conventional single-sided light-receiving photovoltaic module in addition to the space utilization that enables efficient power generation using a limited space. .
그러나, 수직 설치된 양면 태양광 모듈의 경우 정오 부근에 태양을 향하지 않으므로, 일사량이 가장 많은 정오의 태양광을 충분히 활용하지 못한다는 문제점이 있었다. However, since the vertically installed double-sided solar module does not face the sun near noon, there is a problem that the sunlight at noon with the greatest amount of insolation cannot be fully utilized.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 공간 활용성이 높으면서도 충분한 발전 성능 확보가 가능하며, 반사판의 제어를 통해 일사량 및 필요 전력량에 따른 발전량의 패턴 조절이 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a solar module system that can secure sufficient power generation performance while having high space utilization, and can control the pattern of generation amount according to the amount of insolation and required power through the control of the reflector.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention provides a vertically installed double-sided light-receiving type photovoltaic module system capable of controlling a power generation pattern using an optimal design of a reflector.
상기 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템은, 지면과 수직하게 위치하는 양면수광형 태양광 모듈부; 상기 태양광 모듈을 지면으로부터 이격되도록 지지하는 모듈 지지부; 상기 모듈 지지부 하부에 지면과 이격되게 위치하며, 반사판의 각도를 제어함으로써 태양광 발전량 패턴을 조절하는 반사판 구동 제어부; 및 상기 반사판 구동 제어부에 연결되어, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부와 이루는 각도가 제어되는 반사판;을 포함할 수 있다. The vertically installed double-sided light-receiving solar module system capable of controlling the power generation pattern using the optimal design of the reflector includes: a double-sided light-receiving photovoltaic module unit positioned perpendicular to the ground; a module support for supporting the solar module to be spaced apart from the ground; a reflector driving control unit located at a lower portion of the module support and spaced apart from the ground, and controlling the angle of the reflector to adjust the solar power generation pattern; and a reflective plate connected to the reflective plate driving control unit to control an angle formed with the module support unit through the reflective plate driving control unit.
상기 양면수광형 태양광 모듈부는, 복수개의 양면수광형 태양전지 셀; 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면을 밀봉하는 밀봉재; 상기 밀봉재 위에서 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면에 배치되는 백시트;를 포함하고, 상기 밀봉재 및 상기 백시트는 각각 독립적으로 투명한 소재로 구성됨으로써 상기 양면수광형 태양광 모듈부가 양면에서 빛을 수광하여 발전이 가능하도록 할 수 있다.The double-sided light-receiving photovoltaic module unit includes a plurality of double-sided light-receiving solar cells; a sealing material sealing both sides of the double-sided light-receiving solar cell; back sheets disposed on both sides of the double-sided light-receiving solar cell on the sealing material; wherein the sealing material and the back sheet are each independently made of a transparent material, so that the double-sided light-receiving solar module unit emits light from both sides It can receive light and make power generation possible.
상기 반사판 구동 제어부는, 실시간으로 발전량 데이터를 수신하는 발전량 데이터 수신부; 및 상기 발전량 데이터 수신부를 통해 수신된 발전량 데이터를 분석하는 발전량 데이터 분석부;를 포함하고, 상기 발전량 데이터 분석부에서 분석된 발전량 데이터를 바탕으로 상기 반사판의 각도를 제어함으로써 상기 태양광 모듈부의 발전량 패턴을 조절할 수 있다. The reflector driving control unit may include: a generation amount data receiving unit configured to receive generation amount data in real time; and a power generation data analysis unit for analyzing the generation amount data received through the generation amount data receiving unit, wherein the solar module unit power generation pattern by controlling the angle of the reflector based on the generation amount data analyzed by the generation amount data analysis unit can be adjusted.
상기 반사판 구동 제어부는, 상기 반사판이 상기 양면수광형 태양광 모듈부를 가리지 않도록 상기 양면수광형 태양광 모듈부와 상기 반사판의 길이만큼 이격되어 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.The reflector driving control unit may be positioned to be spaced apart by the length of the double-sided light-receiving photovoltaic module unit and the reflector so that the reflector does not cover the double-sided light-receiving photovoltaic module unit.
상기 반사판은, 상부에 위치하는 제1반사판; 및 하부에 위치하는 제2반사판;을 포함하고, 상기 제1반사판 및 상기 제2반사판은 서로 슬라이딩 되며 길이가 조절될 수 있는 슬라이드 구조일 수 있다. The reflective plate may include a first reflective plate positioned on an upper portion; and a second reflective plate positioned at a lower portion thereof, wherein the first reflective plate and the second reflective plate slide with each other and may have a slide structure in which the length can be adjusted.
상기 반사판은, 알루미늄, 양철 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 재질일 수 있다. The reflector may be made of a metal material selected from the group consisting of aluminum, tin plate, and stainless steel.
상기 반사판은, 반사율을 높일 수 있도록 흰색 페인트로 칠해진 것일 수 있다.The reflector may be painted with white paint to increase reflectivity.
상기 반사판은, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0 내지 180도로 제어될 수 있다.The reflector may be controlled to have an angle of 0 to 180 degrees with respect to the height direction of the module support part through the reflector driving control unit.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간 활용성이 높은 수직설치형 태양광 모듈 시스템을 사용하면서도, 발전 효율을 극대화할 수 있는 반사판 최적 설계를 통해 일사량이 가장 많은 정오의 발전량 확보가 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a solar module system capable of securing power generation at noon with the greatest amount of insolation through an optimal design of a reflector that can maximize power generation efficiency while using a vertically installed photovoltaic module system with high space utilization can provide
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사판 제어를 통해 일사량 및 필요 전력량에 따른 발전량의 패턴 조절이 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a solar module system capable of controlling the pattern of the amount of power generation according to the amount of insolation and the amount of power required through the control of the reflector.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 종래 남향 경사형으로 설치된 단면수광형 태양광 모듈 및 동-서 방향으로 수직 설치된 양면수광형 태양광 모듈의 시간에 따른 태양광 입사량의 추이를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 반사판을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 4는 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 중 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 중 일사량 및 발전량을 나타낸 표이다.
도 6은 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 한달간의 일사량 및 일일누적 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 7은 비교예 1의 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 8은 제조예 1에 따른 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.
도 9는 제조예 2에 따른 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the change in the amount of sunlight incident upon time of a conventional single-sided light-receiving photovoltaic module installed in a south-facing inclined type and a double-sided light-receiving photovoltaic module installed vertically in the east-west direction.
2 is a schematic diagram schematically showing a solar module system according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram schematically showing a reflector of the present invention.
4 is a graph showing the amount of insolation and power generation during a day of the vertical installation type single-sided and double-sided light-receiving type solar module system.
5 is a table showing the amount of insolation and power generation during a day of the vertically installed single-sided and double-sided light-receiving type photovoltaic module system.
6 is a graph showing the amount of insolation and daily cumulative power generation for one month of the vertically installed single-sided and double-sided light-receiving type solar module system.
7 is a graph showing the amount of insolation and power generation according to time of day of the solar module system of Comparative Example 1. Referring to FIG.
8 is a graph showing the amount of insolation and power generation according to time of day of the solar module system according to Preparation Example 1. FIG.
9 is a graph showing the amount of insolation and generation according to time of day of the solar module system according to Preparation Example 2;
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in several different forms, and thus is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, coupled)” with another part, it is not only “directly connected” but also “indirectly connected” with another member interposed therebetween. "Including cases where In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further provided without excluding other components unless otherwise stated.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used herein are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템을 설명한다.A solar module system according to an embodiment of the present invention will be described.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템을 개략적으로 나타낸 모식도이다.2 is a schematic diagram schematically showing a solar module system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 시스템은, 기판의 수평면을 기준으로 지면과 수직하게 위치하는 양면수광형 태양광 모듈부(100); 상기 태양광 모듈을 지면으로부터 이격되도록 지지하는 모듈 지지부(200); 상기 모듈 지지부 하부에 지면과 이격되게 위치하며, 반사판의 각도를 제어함으로써 태양광 발전량 패턴을 조절하는 반사판 구동 제어부(300); 및 상기 반사판 구동 제어부에 연결되어, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부와 이루는 각도가 제어되는 반사판(400);을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the photovoltaic module system according to an embodiment of the present invention includes: a double-sided light-receiving
상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)는, 복수개의 양면수광형 태양전지 셀; 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면을 밀봉하는 밀봉재; 상기 밀봉재 위에서 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면에 배치되는 백시트;를 포함할 수 있다.The double-sided light-receiving
이때, 상기 밀봉재 및 상기 백시트는, 각각 독립적으로 투명한 소재로 구성될 수 있다. In this case, the sealing material and the back sheet may be each independently made of a transparent material.
따라서, 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)는, 태양광을 양면 모두에서 수광하여 발전이 가능하므로, 상기 양면수광형 태양광 모듈을 동-서 방향으로 지면과 수직하게 설치하면, 한정된 공간을 이용하여 효율적인 발전이 가능한 공간 활용성과 더불어 오전과 오후 모두에서 발전이 가능하다는 장점이 있다. 그러나, 단면수광형 태양광 모듈이 일사량이 가장 높은 정오 부근에서 태양빛을 많이 받을 수 있게 최적화되어 있는 것과 달리, 수직설치 된 양면 태양광 모듈의 경우 정오에 태양을 향하지 않기 때문에 입사되는 태양광의 양이 감소하게 되는바, 입사량이 가장 많은 정오에 발전량을 충분히 확보하지 못하게 되어 이는 큰 손실이 된다.Therefore, since the double-sided light-receiving
이에, 본 발명의 발명자들은, 반사판(400) 및 상기 반사판의 구동을 제어하는 반사판 구동 제어부(300)를 포함하도록 하여, 오전과 오후뿐만 아니라 정오부근에서의 빛 흡수를 최대화 함으로써, 발전량의 패턴 조절이 가능한 반사판 최적 설계를 이용한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 발명하기에 이르렀다. Accordingly, the inventors of the present invention include the
상기 반사판 구동 제어부(300)는, 실시간으로 발전량 데이터를 수신하는 발전량 데이터 수신부; 및 상기 발전량 데이터 수신부를 통해 수신된 발전량 데이터를 분석하는 발전량 데이터 분석부;를 포함할 수 있다.The reflector
따라서, 상기 발전량 데이터 분석부에서 분석된 발전량 데이터를 바탕으로, 상기 반사판 구동 제어부(300)는, 태양광의 입사각에 따라 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)로의 입사광이 많아 발전량이 많은 시간에는 반사판(400)의 각도를 조절하여 상기 반사판(400)으로부터 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)로 반사되는 태양광 반사량이 감소되도록 조절하거나, 혹은 정오와 같이 태양광이 수직으로 입사함에 따라 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)로의 태양광 입사량이 적은 시간에는 반사판(400)의 각도를 조절하여 상기 반사판으로부터 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)로 반사되어 들어가는 태양광 반사량이 증가되도록 반사판(400)의 각도를 제어할 수 있다.Therefore, based on the power generation data analyzed by the power generation data analysis unit, the reflector
상기와 같이 실시간 발전량 데이터에 따라 반사판의 각도를 조절함으로써, 태양의 위치, 즉 시간대 및 태양광의 입사각에 구애받지 않고도 소비전력량에 맞추어 필요한 발전량을 확보할 수 있도록 발전량의 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다. As described above, by adjusting the angle of the reflector according to the real-time power generation data as described above, the pattern of power generation can be adjusted so that the required power generation can be secured according to the power consumption regardless of the position of the sun, that is, the time of day and the incident angle of sunlight. A solar module system can be provided.
또한, 상기 반사판 구동 제어부(300)는, 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)와 상기 반사판(400)의 길이만큼 이격되어 위치할 수 있다.Also, the reflector
상기와 같은 구성으로 인하여, 상기 반사판(400)이 상기 양면수광형 태양광 모듈부(100)를 가려 모듈부로의 태양광 입사를 방해하는 것을 방지할 수 있으며, 상기 반사판(400)이 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0 내지 180도를 이루도록 제어될 수 있다. 따라서, 상기 반사판이 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 90도 내지 180도를 이루도록 제어하여 상기 태양광 모듈부로 도달하는 태양광의 반사량을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 반대로 상기 반사판이 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0도 내지 90도를 이루도록 제어하여 상기 태양광 모듈부로 도달하는 태양광의 반사량을 감소시키는 방향으로도 조절될 수 있다. Due to the above configuration, it is possible to prevent the
도 3은 본 발명의 반사판(400)을 개략적으로 나타낸 모식도이다.3 is a schematic diagram schematically showing a
도 3을 참조하면, 본 발명의 반사판(400)은, 상부에 위치하는 제1반사판(410); 및 하부에 위치하는 제2반사판(420);을 포함하고, 상기 제1반사판 및 상기 제2반사판은 서로 슬라이딩 되며 길이가 조절될 수 있는 슬라이드 구조인 것을 특징으로 할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the reflecting
상기와 같은 구성으로 인하여, 상기 반사판(400)은, 상기 반사판 구동 제어부(300)에 의해 상기 제1 및 제2 반사판의 슬라이딩이 제어됨으로써 그 길이가 제어될 수 있다. Due to the above configuration, the length of the
따라서, 실시간으로 태양광 발전량이 많은 시간에는 반사판의 길이를 짧게 조절하여 태양광 반사량을 줄이고, 태양광 발전량이 적은 시간에는 반사판의 길이를 길게하여 태양광 반사량을 늘림으로써 발전량의 패턴을 조절할 수 있다. Therefore, in real time, when the amount of solar power generation is large, the length of the reflector can be shortened to reduce the amount of sunlight reflected, and when the amount of solar power is small, the pattern of the amount of power generation can be adjusted by lengthening the length of the reflector and increasing the amount of sunlight reflection. .
또한, 상기 반사판(400)은, 알루미늄, 양철 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 재질로 이루어진 것일 수 있다.In addition, the
상기와 같이 저렴한 비용으로 반영구적으로 사용 가능한 금속 소재로 이루어진 반사판을 이용함으로써, 경제적으로 사용 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다.By using a reflector made of a metal material that can be used semi-permanently at a low cost as described above, it is possible to provide an economically usable solar module system.
또한, 상기 반사판(400)은, 반사율을 높일 수 있도록 흰색 페인트로 칠해진 것일 수 있다.In addition, the
이때, 상기 페인트의 색상은 흰색으로 제한되는 것은 아니며, 상기 반사판의 반사 효율을 높일 수 있는 색상이라면 제한 없이 사용이 가능하다. In this case, the color of the paint is not limited to white, and any color capable of increasing the reflection efficiency of the reflector may be used without limitation.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간 활용성이 높은 수직설치형 태양광 모듈 시스템을 사용하면서도, 발전 효율을 극대화할 수 있는 반사판 최적 설계를 통해 일사량이 가장 많은 정오의 발전량 확보가 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a solar module system capable of securing power generation at noon with the greatest amount of insolation through an optimal design of a reflector that can maximize power generation efficiency while using a vertically installed photovoltaic module system with high space utilization can provide
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 반사판 제어를 통해 일사량 및 필요 전력량에 따른 발전량의 패턴 조절이 가능한 태양광 모듈 시스템을 제공할 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a solar module system capable of controlling the pattern of the amount of power generation according to the amount of insolation and the amount of power required through the control of the reflector.
이하에서는 제조예, 비교예 및 실험예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명이 하기 제조예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Preparation Examples, Comparative Examples and Experimental Examples. However, the present invention is not limited to the following Preparation Examples and Experimental Examples.
<제조예 1> 양철 반사판을 설치한 태양광 모듈 시스템<Production Example 1> Solar module system with tin reflector installed
먼저, 반사판으로 양철 반사판을 이용하여 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제조하였다. First, a vertically installed single-sided and double-sided light-receiving type solar module system was manufactured using a tin plate as a reflector.
표 1은 본 발명의 실시예에 사용된 태양광의 성능 사양을 나타낸 표이다. Table 1 is a table showing the performance specifications of the sunlight used in the embodiment of the present invention.
[표 1] [Table 1]
표 1을 참조하여 본 발명의 실험예에 사용된 태양광 모듈의 성능 사양을 설명하면, 전면 기준 400W 급의 발전량을 가진 n-PERT 타입의 72셀 단면 및 양면 모듈을 각 3장씩 직렬 연결 한 후 실험을 진행하였다. 이 외의 구성 장비로는 수직형(East, West) 일사량계 2대, 수평면 일사량계 1대로 총 3대의 일사량계와 전자 부하로 구성되었다. 수직형(East, West) 및 수평면 일사량계는 Kipp&Zonen사의 CMP3와 CMP6 가 각각 사용되었고, 전자 부하는 ODA사의 테크놀러지 LF-2400C(600V, 80A, 2400W)로 설치하였다. 태양광 모듈은 동-서 방향으로 수직하게 설치되었으며, 전면이 서쪽을 향하도록 설치되었다.When describing the performance specifications of the solar module used in the experimental example of the present invention with reference to Table 1, after connecting three n-PERT type 72-cell single-sided and double-sided modules each with a power generation of 400W class in series The experiment was carried out. Other components consisted of two vertical (East, West) insolation meters and one horizontal insolation meter, a total of three insolation meters and an electronic load. Kipp&Zonen's CMP3 and CMP6 were used for vertical (East, West) and horizontal insolation meters, respectively, and the electronic load was installed with ODA's technology LF-2400C (600V, 80A, 2400W). The photovoltaic module was installed vertically in the east-west direction, and the front side was installed to face the west.
<제조예 2> 흰색 페인트 반사판을 설치한 태양광 모듈 시스템<Production Example 2> Solar module system with white paint reflector installed
반사판으로 흰색 페인트 반사판을 이용한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방식으로 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제조하였다. A vertically installed single-sided and double-sided light-receiving solar module system was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that a white painted reflector was used as the reflector.
<비교예 1> 반사판을 설치하지 않은 태양광 모듈 시스템<Comparative Example 1> Solar module system without a reflector installed
반사판을 덧대지 않은 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방식으로 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템을 제조하였다. A vertically installed single-sided and double-sided light-receiving solar module system was manufactured in the same manner as in Preparation Example 1, except that the reflector was not padded.
<실험예 1> 수직설치형 단면 및 양면 태양광 모듈 시스템의 발전량 비교<Experimental Example 1> Comparison of power generation of vertically installed single-sided and double-sided solar module systems
먼저 수직설치형 단면수광형 태양광 모듈 시스템과 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 시간에 따른 발전량을 비교해보는 실험을 진행하였다.First, an experiment was conducted to compare the amount of power generation over time between the vertically installed single-sided light-receiving solar module system and the vertically installed double-sided light-receiving solar module system.
도 4는 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 중 일사량 및 발전량을 나타낸 그래프이다. 4 is a graph showing the amount of insolation and power generation during a day of the vertically installed single-sided and double-sided light-receiving type photovoltaic module system.
도 5는 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 중 일사량 및 누적발전량을 나타낸 표이다.5 is a table showing the amount of solar radiation and accumulated power generation during a day of the vertically installed single-sided and double-sided light-receiving type photovoltaic module system.
도 4 및 도 5를 참조하여 본 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 하루 일사량 및 발전량 패턴에 대해 설명한다. With reference to FIGS. 4 and 5, the daily insolation and power generation patterns of the vertically installed single-sided and double-sided light-receiving photovoltaic module system will be described.
도 4를 참조하면, 우선 뚜렷하게 구별되는 것은 양면 모듈의 발전량 그래프는 피크가 두 개로 오전과 오후에 발전을 하고 정오에는 발전량이 감소하고, 단면 모듈은 정오가 지난 오후에는 정상적인 발전이 이루어지나 오전에는 그 발전량이 오후 최대 발전량의 20%에도 미치지 못함을 확인할 수 있다. 이는 양면 모듈의 경우 양면 모두에서 발전이 가능하지만 단면 모듈의 경우 단면 발전만 가능하기 때문이다. 이때, 단면 모듈의 경우 전면이 서쪽을 향하도록 설치되었으나 해가 동쪽에 있는 오전에도 일부분 발전이 가능한데, 이는 직사광은 태양광 모듈의 표면에 도달하지 못하나 대기 중에서 산란된 산란광이나 주변 사물이나 바닥으로부터의 반사광으로 발전이 가능하기 때문이다. 지역과 기후에 따라 다양하지만, 통상적으로 구름이 없고 맑은 날 일사량 비율은 직달일사량 85% + 산란일사량 15%로 이루어져 있다. Referring to FIG. 4 , what is clearly distinguished first is that the power generation graph of the double-sided module has two peaks, generating power in the morning and afternoon and decreasing the power generation at noon, and the single-sided module generates normal power generation after noon in the afternoon, but in the morning It can be seen that the power generation is less than 20% of the maximum power generation in the afternoon. This is because, in the case of a double-sided module, power generation is possible on both sides, but in the case of a single-sided module, only single-sided power generation is possible. At this time, in the case of a single-sided module, the front face is installed to face the west, but partial power generation is possible even in the morning when the sun is in the east. This is because it is possible to generate electricity with reflected light. Although it varies depending on the region and climate, in general, the percentage of insolation on a clear and cloudless day consists of 85% direct lunar insolation + 15% scattering insolation.
도 4 및 도 5를 참조하면, 오전의 누적 발전량은 양면 모듈 스트링의 경우 2.44kWh, 단면 모듈 스트링의 경우 0.75kWh이고 Bifacial Gain Energy(BGE)는 225.33%이며, 오후의 누적 발전량은 양면 모듈 스트링의 경우 4.34kWh, 단면 모듈 스트링의 경우 3.83kWh이고 BGE는 13.32%였다. 도합하면 양면 모듈 스트링의 누적 발전량은 6.78kWh, 단면 모듈 스트링의 누적 발전량은 4.58kWh로 단면 모듈 대비 양면 모듈이 48% 많은 발전량을 기록하였음을 확인할 수 있다.4 and 5, the accumulated power generation in the morning is 2.44 kWh for the double-sided module string and 0.75 kWh for the single-sided module string, and the Bifacial Gain Energy (BGE) is 225.33%, and the accumulated power generation in the afternoon is that of the double-sided module string. The case was 4.34 kWh, for the single-sided module string was 3.83 kWh, and the BGE was 13.32%. In total, the cumulative power generation of the double-sided module string was 6.78 kWh and the single-sided module string was 4.58 kWh, confirming that the double-sided module recorded 48% more power than the single-sided module.
도 6은 수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 한달간의 일사량 및 일별 누적 발전량을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the amount of insolation for one month and the accumulated amount of power generation per day of the vertically installed single-sided and double-sided light-receiving type photovoltaic module system.
도 6을 참조하면, 단면 모듈 대비 양면 모듈이 약 41.9% 많은 발전량을 기록하였음을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6 , it can be seen that the double-sided module recorded about 41.9% more power generation compared to the single-sided module.
따라서, 동일하게 수직설치 된 태양광 모듈 시스템은 양면수광형이 단면수광형보다 더 많은 발전량을 기록하는 것을 확인할 수 있다.Therefore, in the same vertically installed solar module system, it can be confirmed that the double-sided light-receiving type records more power than the single-sided light-receiving type.
<실험예 2> 반사판 설치 유무에 따른 수직설치형 단면 및 양면 태양광 모듈 시스템의 발전량 비교<Experimental Example 2> Comparison of power generation of vertically installed single-sided and double-sided solar module systems depending on whether or not a reflector is installed
수직설치형 단면 및 양면수광형 태양광 모듈 시스템의 반사판 설치 유무에 따른 발전량을 비교해보는 실험을 진행하였다.An experiment was conducted to compare the amount of power generation according to whether or not a reflector was installed in the vertical installation type single-sided and double-sided light-receiving type photovoltaic module systems.
도 7은 비교예 1의 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 발전량을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the amount of power generation according to time of day of the solar module system of Comparative Example 1. Referring to FIG.
도 8은 제조예 1에 따른 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 발전량을 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the amount of power generation according to time of day of the solar module system according to Preparation Example 1. Referring to FIG.
도 9는 제조예 2에 따른 태양광 모듈 시스템의 하루 중 시간에 따른 발전량을 나타낸 그래프이다.9 is a graph showing the amount of power generation according to time of day of the solar module system according to Preparation Example 2;
도 7 내지 도 9를 참조하면, 반사판으로 흰색 페인트 반사판을 이용한 양면수광형 태양광 모듈 시스템이, 반사판이 없거나 양철 반사판을 이용하였을 때에 비하여 정오 부근에서 가장 높은 발전량을 확보한 것을 확인할 수 있으며, 누적 발전량 또한 단면수광형과 비교하였을 때 59.69% 증가하여 가장 높은 증가량을 보인 것을 확인할 수 있다.7 to 9, it can be seen that the double-sided light-receiving type solar module system using a white painted reflector as a reflector secures the highest amount of power generation near noon compared to when a reflector is not provided or a tin reflector is used. It can be seen that the amount of power generation also increased by 59.69% compared to the single-sided light receiving type, showing the highest increase.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템은, 단면수광형 대비 높은 발전 성능의 향상 및 정오 부근에서 발전량을 확보함으로써 시간에 따른 발전량 패턴의 조절이 가능한 것을 확인할 수 있다.Therefore, in the vertically installed double-sided light receiving type solar module system according to an embodiment of the present invention, it is possible to adjust the power generation pattern over time by improving the power generation performance higher than that of the single side light receiving type and securing the power generation near noon. have.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and likewise components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the following claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 양면수광형 태양광 모듈부
200: 모듈 지지부
300: 반사판 구동 제어부
400: 반사판 410: 제1반사판 420: 제2반사판100: double-sided light-receiving type solar module unit
200: module support
300: reflector driving control unit
400: reflector 410: first reflector 420: second reflector
Claims (8)
상기 태양광 모듈을 지면으로부터 이격되도록 지지하는 모듈 지지부;
상기 모듈 지지부 하부에 지면과 이격되게 위치하며, 반사판의 각도를 제어함으로써 태양광 발전량 패턴을 조절하는 반사판 구동 제어부; 및
상기 반사판 구동 제어부에 연결되어, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부와 이루는 각도가 제어되는 반사판;을 포함하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
a double-sided light-receiving type solar module unit positioned perpendicular to the ground;
a module support for supporting the solar module to be spaced apart from the ground;
a reflector driving control unit located at a lower portion of the module support and spaced apart from the ground, and adjusting the solar power generation pattern by controlling the angle of the reflector; and
A vertically installed double-sided light-receiving type solar module system capable of controlling a power generation pattern using an optimal design of a reflector comprising a; a reflector connected to the reflector driving control unit, the angle formed with the module support unit is controlled through the reflector driving control unit.
상기 양면수광형 태양광 모듈부는,
복수개의 양면수광형 태양전지 셀;
상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면을 밀봉하는 밀봉재;
상기 밀봉재 위에서 상기 양면수광형 태양전지 셀의 양 면에 배치되는 백시트;를 포함하고,
상기 밀봉재 및 상기 백시트는 각각 독립적으로 투명한 소재로 구성됨으로써 상기 양면수광형 태양광 모듈부가 양면에서 빛을 수광하여 발전이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
According to claim 1,
The double-sided light-receiving type solar module unit,
a plurality of double-sided light-receiving solar cells;
a sealing material sealing both sides of the double-sided light-receiving solar cell;
and a back sheet disposed on both sides of the double-sided light-receiving solar cell on the sealing material;
The sealing material and the back sheet are each independently made of a transparent material, so that the double-sided light-receiving type photovoltaic module unit receives light from both sides to enable power generation. Double-sided light-receiving type photovoltaic module system.
상기 반사판 구동 제어부는, 실시간으로 발전량 데이터를 수신하는 발전량 데이터 수신부; 및 상기 발전량 데이터 수신부를 통해 수신된 발전량 데이터를 분석하는 발전량 데이터 분석부;를 포함하고,
상기 발전량 데이터 분석부에서 분석된 발전량 데이터를 바탕으로 상기 반사판의 각도를 제어함으로써 상기 태양광 모듈부의 발전량 패턴을 조절하는 것을 특징으로 하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
According to claim 1,
The reflector driving control unit may include: a generation amount data receiving unit configured to receive generation amount data in real time; and a power generation data analysis unit that analyzes the power generation data received through the power generation data receiving unit.
Vertically installed double-sided light-receiving type solar capable of adjusting the power generation pattern using the optimal design of the reflector, characterized in that by controlling the angle of the reflector based on the power generation data analyzed by the power generation data analysis unit, the power generation pattern of the solar module unit is adjusted optical module system.
상기 반사판 구동 제어부는, 상기 반사판이 상기 양면수광형 태양광 모듈부를 가리지 않도록 상기 양면수광형 태양광 모듈부와 상기 반사판의 길이만큼 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
According to claim 1,
The reflector driving control unit, the amount of power generation pattern control using the optimal design of the reflector, characterized in that the reflector is positioned spaced apart by the length of the double-sided light-receiving type photovoltaic module unit and the reflector so that the reflector does not cover the double-sided light-receiving type photovoltaic module unit Vertically installed double-sided light-receiving solar module system.
상기 반사판은, 상부에 위치하는 제1반사판; 및 하부에 위치하는 제2반사판;을 포함하고,
상기 제1반사판 및 상기 제2반사판은, 상기 구동 제어부를 통해 서로 슬라이딩 되도록 제어됨으로써 길이가 조절될 수 있는 슬라이드 구조인 것을 특징으로 하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
According to claim 1,
The reflective plate may include a first reflective plate positioned on an upper portion; and a second reflecting plate located at the lower portion;
The first reflector and the second reflector are vertically installed double-sided light-receiving solar panels capable of adjusting the power generation pattern using an optimal design of a reflector, characterized in that the length can be adjusted by being controlled to slide with each other through the driving control unit. optical module system.
상기 반사판은, 알루미늄, 양철 및 스테인리스 스틸로 이루어진 군으로부터 선택되는 금속 재질인 것을 특징으로 하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
According to claim 1,
The reflector is a vertically installed double-sided light-receiving solar module system capable of controlling the power generation pattern using an optimal design of the reflector, characterized in that it is made of a metal material selected from the group consisting of aluminum, tin plate and stainless steel.
상기 반사판은, 반사율을 높일 수 있도록 흰색 페인트로 칠해진 것을 특징으로 하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
According to claim 1,
The reflector is a vertically installed double-sided light-receiving type solar module system capable of controlling the power generation pattern using an optimal design of the reflector, characterized in that it is painted with white paint to increase the reflectivity.
상기 반사판은, 상기 반사판 구동 제어부를 통해 상기 모듈 지지부의 높이 방향과 이루는 각도가 0 내지 180도로 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 반사판 최적 설계를 이용한 발전량 패턴 조절이 가능한 수직 설치형 양면수광형 태양광 모듈 시스템.
According to claim 1,
The reflector is a vertically installed double-sided light-receiving type solar module capable of controlling a power generation pattern using an optimal design of the reflector, characterized in that the angle formed with the height direction of the module support can be controlled from 0 to 180 degrees through the reflector driving control unit system.
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