KR20220080400A - 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈에 관한 것으로, 상기 난류촉진 구조를 가지는 태양광 패널은 사각판재 형상이되, 길이방향으로의 양단이 상부방향으로 절곡된 케이스와, 상기 케이스의 내부 바닥면 및 양측면에 결합되는 단열부재와, 상기 케이스의 상단에 케이스의 바닥면과 동일한 방향으로 결합되는 유리판과, 상기 케이스의 내부에 케이스의 바닥면과 동일한 방향으로 결합되되, 케이스의 바닥면 및 유리판으로부터 각각 소정간격 이격되게 배치되어 케이스의 내부 공간부가 상부챔버 및 하부챔버로 분할되도록 하는 판상의 태양광모듈과, 상기 태양광모듈의 저면에 상기 케이스의 길이방향을 따라 일정간격 이격되도록 결합되는 복수 개의 난류촉진리브를 포함하는 것을 특징으로 하며, 따라서 본 발명은 태양광모듈(PV 모듈)의 상부와 하부에 각각 공기챔버를 형성하되, 태양광모듈의 상측에는 유리판을 마련하고, 태양광모듈의 저면에는 난류촉진리브를 부착하여 태양광 모듈의 발전 효율이 향상되는 현저한 효과가 있다.
Description
본 발명은 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈에 관한 것이다.
최근 환경오염 문제 및 에너지 고갈 문제가 대두되면서 신재생에너지에 관한 관심이 크게 증가하고 있으며, 이러한 추세에 따라 국내·외에서 태양광 발전 효율 증가를 위해 많은 연구가 진행되고 있다.
일반적으로, 태양광 발전을 수행하는 수단으로는 태양광에 반응하는 태양광패널(전지모듈)을 이용하게 되며, 이를 이용하여 햇빛을 직류전기로 바꾸어 전력을 생산할 수 있도록 한다.
태양광 발전 장치는 터빈이 필요한 다른 발전 장치와는 달리 유지 보수비용이 비교적 적은 편이며 에너지 수급이 쉬워 부지 제약이 적을 뿐만 아니라 신재생 에너지 발전 중에서는 일반인들이 가장 쉽게 접근할 수 있어 세계시장에 빠르게 확산되고 있다.
그러나, 이러한 태양광 패널은 후면부의 온도에 따라 약 6 ~ 22% 발전효율 차이가 발생하는 바, 태양광 패널의 배면측 전열면적이 증가되도록 하는 태양광 패널의 구조에 대한 연구가 필요한 실정이다.
또한, 전열면적을 증가시켜 방열하는 열을 공기 및 물 등의 열매를 사용하여 덕트 및 관으로 회수시켜 건물의 난방 및 온수 사용(에너지절약)에 관한 연구들이 진행되고 있으며, 열회수율을 높이기 위한 다양한 연구가 필요한 실정이다.
따라서 본 발명은 태양광모듈(PV 모듈)의 상부와 하부에 각각 공기챔버를 형성하되, 태양광모듈의 상측에는 유리판을 장착하고, 태양광모듈의 저면에는 난류촉진리브를 부착하여 태양광 모듈의 발전 효율 및 열회수율을 향상시키기 위한 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈에 관한 것으로, 상기 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈은 사각판재 형상이되, 길이방향으로의 양단이 상부방향으로 절곡된 케이스와, 상기 케이스의 내부 바닥면 및 양측면에 결합되는 단열부재와, 상기 케이스의 상단에 케이스의 바닥면과 동일한 방향으로 결합되는 유리판과, 상기 케이스의 내부에 케이스의 바닥면과 동일한 방향으로 결합되되, 케이스의 바닥면 및 유리판으로부터 각각 소정간격 이격되게 배치되어 케이스의 내부 공간부가 상부챔버 및 하부챔버로 분할되도록 하는 판상의 태양광모듈과, 상기 태양광모듈의 저면에 상기 케이스의 길이방향을 따라 일정간격 이격되도록 결합되는 복수 개의 난류촉진리브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 난류촉진리브는, 긴 막대형상으로 형성되며, 상기 태양광모듈 저면에 상기 케이스로 유입되는 공기의 흐름방향과 교차되는 방향으로 결합되되, 상기 난류촉진리브의 하단에는 상기 난류촉진리브의 길이방향을 따라 복수 개의 삼각돌기가 연속 형성되는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명은 태양광모듈(PV 모듈)의 상부와 하부에 각각 공기챔버를 형성하되, 태양광모듈의 상측에는 유리판을 마련하고, 태양광모듈의 저면에는 난류촉진리브를 부착하여 태양광 모듈의 발전 효율이 향상되는 현저한 효과가 있다.
특히, 태양광 모듈의 저면에 난류촉진리브를 부착하여 공기의 흐름이 난류유동 되도록 하고, 태양광 모듈의 하부측 전열면적이 증가하도록 하여 방열량 및 발전효율을 향상시키는 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 배면에 장착된 난류촉진리브의 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 사용 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 배면 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 배면에 장착된 난류촉진리브의 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 사용 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 배면 사진이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일례에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈(100)은, 케이스(110), 단열부재(120), 태양광모듈(130), 유리판(140), 난류촉진리브(150)를 포함한다.
먼저, 상기 케이스(100)는, 본 발명의 외관의 기초가 되는 요소이다.
상기 케이스는 열전도율이 높은 알루미늄 재질로 마련된 사각판재 형상이되, 길이방향으로의 양단이 상부방향으로 절곡되어 바닥면과 양 측면을 형성하도록 마련된다.
즉, 상기 케이스는 상부가 개방되고 하부가 폐쇄된 2개의 측면을 가지는 함체이다.
상기 케이스의 내부에는 상기 케이스의 바닥면과 동일한 방향으로 태양광모듈(130)이 결합되며, 상기 케이스의 상단에는 상기 케이스의 바닥면과 동일한 방향으로 유리판(140)이 결합된다.
상기 케이스의 양측 내벽면에는 상기 태양광모듈과의 체결을 위한 지지브라켓(도면미도시)이 장착된다.
상기 지지브라켓은 케이스와 동일하게 알루미늄 재질로 마련되며, 수직단면이 'L'자로 형성되어 일면은 케이스의 벽면에 체결되고, 돌출된 타면의 상면에는 태양광모듈이 안정적으로 안착될 수 있도록 한다.
또한, 상기 케이스의 상면에는 안착홈(도면미도시)이 형성되어 상기 유리판이 케이스의 상단에 안정적으로 안착되도록 마련될 수 있다.
상기 안착홈은, 케이스의 양 측면을 형성하는 절곡부의 끝단에 형성되며, 상면 내측 일부구간에만 형성되어 상기 유리판의 하면 가장자리 일부구간에 안착홈의 상면에 접촉 지지되도록 한다.
이어서, 상기 단열부재(120)는, 상기 케이스의 내벽(케이스의 양측면 및 바닥면)에 적층되어 본 발명의 태양광 패널 내부의 열이 외부로 방출되는 것을 차단하는 요소이다.
상기 단열부재는 상기 케이스와 같은 형상을 가지도록 양단이 상부로 절곡된 판재형상으로 형성되되, 상기 케이스보다 약간 작은 단면적을 가지도록 마련되어, 상기 케이스의 내측 바닥면 및 내측 양측면에 결합된다.
다음으로, 상기 태양광(PV, photovoltaic)모듈(130)은, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 모듈이다.
상기 태양광모듈은 판재형상으로 형성되며 상기 케이스 내부에 장착되되, 케이스의 바닥면으로부터 소정높이 이격된 상태로 마련된다.
또한, 상기 케이스의 상단에는 유리판(140)이 장착되는 것으로, 상기 유리판(140)은 상기 태양광모듈(130)의 상면으로부터 소정높이 이격되도록 장착되며, 이에 따라 상기 케이스의 내부공간은 상하로 분할된다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 태양광모듈(130)을 중심으로 상부측에는 상부챔버(C1)가 형성되고, 하부측에는 하부챔버(C2)가 형성되는 것이다.
공기가 유입되는 공기챔버가 두 개로 마련됨에 따라 본 발명은 전열면적 증가, 열회수율 증가, 전기효율이 상승되는 효과를 가진다.
상기 태양광 모듈 및 케이스(공기덕트)의 종횡비가 10 ~ 20%로 설계되는 것이 압력강하 및 소음, 진동 등에 대해 유리하며, 본 발명에서는 케이스 내부에 두 개의 공기채널을 사용하므로 20:1의 비율로 종횡비를 설정하였다.
또한, 상기 케이스 내부에 형성된 상부챔버와 하부챔버의 높이 비율은 41 : 59 로 마련되며, 상기 비율은 케이스 종횡비 및 일반적인 태양광모듈의 두께를 고려했을 때 가장 효율적인 비율이다.
아울러, 상기 태양광모듈(130)이 케이스(110) 내부에 용이하게 장착되도록 하기 위해, 상기 케이스의 양측 내벽면에는 각각 지지브라켓(도면미도시)이 결합된다.
상기 케이스의 내면에는 단열부재가 결합되므로, 상기 지지브라켓은 단열부재를 관통하여 마련되어야 한다.
한편, 상기 태양광모듈(130)의 저면에는 복수 개의 난류촉진리브(150)가 서로 등간격 이격되게 결합된다.
상기 난류촉진리브(150)는 긴 막대형상이며, 공기의 흐름방향과 교차되는 방향으로 설치된다.
본 발명에서는 케이스의 길이방향으로 공기가 유입 및 배출되므로, 상기 리브는 케이스의 길이방향과 교차되는 방향으로 설치된다.
또한, 상기 난류촉진리브의 하단에는, 상기 난류촉진리브의 길이방향을 따라 복수 개의 삼각돌기(152)가 연속적으로 형성된다.
상기 삼각돌기(152)는 수직단면이 삼각형상인 것으로, 뾰족하게 돌출된 부분이 하방향을 향하도록 배치되어 케이스 내부로 유입되는 공기가 난류를 형성하도록 한다.
상기 케이스 내부로 유입되는 공기가 난류로 형성됨에 따라 공기가 더 많은 열을 흡수할 수 있어 열전달 효율이 증가하게 된다.
또한, 상기 삼각돌기는, 상기 삼각돌기의 전,후방에 배치되는 다른 삼각돌기와 지그재그 형태로 배치되어 난류가 효율적으로 형성되도록 한다.
또한, 상기 삼각돌기는 삼각돌기의 높이, 폭, 너비가 각각 1:1:1인 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명에서는 상기 난류촉진리브가 긴 막대형상이되, 하단부에 삼각형상의 돌기가 형성된다고 하였으나, 이는 본 발명에 한정되지 아니한다.
도 5는 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 사용 사진이이고, 도 6은 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈의 배면 사진이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 태양광/열 모듈(100)은 별도의 지지프레임 등에 의해 기울기를 가지도록 설치되며, 상기 태양광 패널의 길이방향으로의 상단측 끝단부에는 상부하우징(160)이 더 장착된다.
이때, 상기 태양광 패널의 일측 하단부를 통해 공기가 유입되며, 타측 상단부를 통해 공기가 배출된다.
상기 상부하우징(160)은 상기 태양광 패널의 상부챔버 및 하부챔버와 연통되도록 마련되며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 상부하우징의 저면에는 덕트(162)가 연결된다.
상기 상부하우징은 상부챔버와 하부챔버를 통해 배출되는 공기를 혼합시키는 요소이며, 상기 상부하우징 내부에서 혼합된 공기는 상기 덕트(162)를 통해 외부로 배출된다.
덧붙여, 상기 상부하우징에는 일사량을 측정하는 일사량계가 장착되고 상기 일사량계는 데이터 로깅(data logging) 시스템과 연계되어, 전력 데이터가 자동 측정 및 기록되도록 마련될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈(100)은, 전력을 저장하는 배터리와, 전력을 변환하는 인버터, 태양광 에너지를 직류전력으로 변환할 때 전력 변환율을 상승시키는 MPPT(Maximum Power Point Tracking;최대전력추종) 등과 연결되며, 상기의 구성들은 이미 널리 사용되는 관용수단이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
따라서 본 발명은 태양광모듈(PV 모듈)의 상부와 하부에 각각 공기챔버를 형성하되, 태양광모듈의 상측에는 유리판을 마련하고, 태양광모듈의 저면에는 난류촉진리브를 부착하여 태양광 모듈의 발전 효율이 향상되는 현저한 효과가 있다.
특히, 태양광 모듈의 저면에 난류촉진리브를 부착하여 태양광 모듈의 하부측 전열면적이 증가되도록 함으로써, 방열량 및 발전효율을 향상시키는 현저한 효과가 있다.
또한, 태양광모듈의 하측에 단열부재를 마련하되, 태양광 모듈 배면과 단열부재 사이에 공기 챔버가 형성되도록 하여 발전효율을 향상시키는 현저한 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시례를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시례가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.
100: 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈
110: 케이스
120: 단열부재
130: 태양광모듈
140: 유리판
150: 난류촉진리브
152: 삼각리브
160: 상부하우징
162: 덕트
C1: 상부챔버
C2: 하부챔버
110: 케이스
120: 단열부재
130: 태양광모듈
140: 유리판
150: 난류촉진리브
152: 삼각리브
160: 상부하우징
162: 덕트
C1: 상부챔버
C2: 하부챔버
Claims (2)
- 사각판재 형상이되, 길이방향으로의 양단이 상부방향으로 절곡된 케이스;
상기 케이스의 내부 바닥면 및 양측면에 결합되는 단열부재;
상기 케이스의 상단에 케이스의 바닥면과 동일한 방향으로 결합되는 유리판;
상기 케이스의 내부에 케이스의 바닥면과 동일한 방향으로 결합되되, 케이스의 바닥면 및 유리판으로부터 각각 소정간격 이격되게 배치되어 케이스의 내부 공간부가 상부챔버 및 하부챔버로 분할되도록 하는 판상의 태양광모듈;
상기 태양광모듈의 저면에 상기 케이스의 길이방향을 따라 일정간격 이격되도록 결합되는 복수 개의 난류촉진리브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 난류촉진리브는,
긴 막대형상으로 형성되며, 상기 태양광모듈 저면에 상기 케이스로 유입되는 공기의 흐름방향과 교차되는 방향으로 결합되되, 상기 난류촉진리브의 하단에는 상기 난류촉진리브의 길이방향을 따라 복수 개의 삼각돌기가 연속 형성되는 것을 특징으로 하는 난류촉진 구조를 가지는 태양광/열 모듈.
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| KR (1) | KR20220080400A (ko) |
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| KR20200017835A (ko) | 2018-08-09 | 2020-02-19 | 강희성 | 태양광 패널 조립체 및 이를 구비하는 태양광 패널 장치 |
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2020
- 2020-12-07 KR KR1020200169458A patent/KR20220080400A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200017835A (ko) | 2018-08-09 | 2020-02-19 | 강희성 | 태양광 패널 조립체 및 이를 구비하는 태양광 패널 장치 |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |