KR20220090316A - 탑렌즈 효율향상구조를 포함하는 태양전지 - Google Patents

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Abstract

탑렌즈 효율향상구조를 포함하는 태양전지가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 태양전지는, 태양광을 흡수하여 전기를 생산하는 태양전지 유닛이 일정간격 이격되어 다수 배치된 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널의 테두리를 감사는 형태로 장착되는 테두리부; 및 상기 다수의 태양전지 유닛이 서로 이격되어 형성된 논-솔라셀 영역(S)의 상부면에 장착되고, 논-솔라셀 영역(S)의 상부면으로부터 소정 높이만큼 연장된 기둥의 상단에 렌즈가 탑재되는 구조로서, 논-솔라셀 영역(S)으로 입사되는 태양광을 태양전지 패널 표면 방향으로 굴절시키는 탑렌즈부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 태양전지 패널의 논-솔라셀 영역(Non-Solar Cell Area)에 해당하는 면적에 대해서도 태양광 발전을 수행할 수 있도록, 태양전지 패널의 논-솔라셀 영역에 장착되는 탑렌즈를 이용하여 발전효율을 향상시킨 태양전지를 제공할 수 있다.

Description

탑렌즈 효율향상구조를 포함하는 태양전지{Photovoltaic Cell Having Top Lens For Efficiency Improving Structure}
본 발명은 효율향상구조를 포함하는 태양전지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지 패널의 논-솔라셀 영역(Non-Solar Cell Area)에 장착되는 탑렌즈를 이용하여 발전효율을 향상시킨 태양전지에 관한 것이다.
태양광발전은 발전기의 도움없이 태양전지를 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식이다.
최근 반도체의 효율향상에 따라 태양광 발전에 대한 관심이 증가하고 있는 가운데 태양광을 효율적으로 집광하여 발전효율을 향상시키기 위한 노력이 있다.
한국 공개 특허 제10-2009-0015019호는 태양전지의 표면에 더 많은 빛을 모으기 위하여 입사광의 각도에 따라 태양전지 패널의 각도를 변화시키는 태양 집광 패널 기술이 개시되어 있다.
이 종래의 태양 집광 패널은 태양을 바라보도록 패널이 회동하므로 발전효율을 향상시킬 수는 있으나 태양광의 입사 방향을 검출하고 패널을 회동시키는 동력기구가 별도로 필요한 단점이 있다.
또한, 한국 등록 특허 제10-1092428호에는 파라볼릭형 미러를 이용하여 태양광을 집광할 수 있는 집광기의 기술이 개시되어 있다.
그러나 이 종래의 집광기 기술은 파라볼릭형 미러에 입사되는 광과 반사되는 광의 광 경로가 서로 중첩되어 광손실이 발생함에 따라 집광의 효율이 낮아지는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 태양전지의 측방을 둘러싸며 구비되어 태양광을 태양전지의 광 입사면으로 반사시켜 집광하는 파라볼릭형 반사체가 개발되었다.
도 1에 도시된 파라볼릭형 반사체를 사용하기 위해서는 태양전지의 전면으로부터 소정 거리만큼 이격시켜 고정해야 하며, 이로 인해 별도의 지지구조물이 필요하다는 문제점이 있다. 또한, 바람 또는 태풍 등의 외부 환경적 요인으로 인해 반사체 구조물이 태양전지와 충돌하여 태양전지를 손상시킬 수 있다는 문제점이 있다.
한편, 종래 기술에 따른 태양전지 패널의 경우 다수의 태양전지 유닛을 판상형 지지부재 위에 일정 간격 이격 시켜 배열하고 있다. 이때, 판상형 지지부재의 테두리에는 지표면 상에 설치되는 기둥과 결속되는 프레임이 장착되어 있다.
이때, 태양전지 패널의 테두리를 감싸는 프레임에 해당하는 면적에는 태양전지 유닛이 배치될 수 없어, 프레임이 차지하는 면적만큼 태양광 발전을 할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
한국공개특허공보 제10-2020-0080725호 (공개일자: 2020년07월07일)
본 발명의 목적은, 태양전지 패널의 논-솔라셀 영역(Non-Solar Cell Area)에 해당하는 면적에 대해서도 태양광 발전을 수행할 수 있도록, 태양전지 패널의 논-솔라셀 영역에 장착되는 탑렌즈를 이용하여 발전효율을 향상시킨 태양전지를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 태양전지는, 태양광을 흡수하여 전기를 생산하는 태양전지 유닛이 일정간격 이격되어 다수 배치된 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널의 테두리를 감사는 형태로 장착되는 테두리부; 및 상기 다수의 태양전지 유닛이 서로 이격되어 형성된 논-솔라셀 영역(S)의 상부면에 장착되고, 논-솔라셀 영역(S)의 상부면으로부터 소정 높이만큼 연장된 기둥의 상단에 렌즈가 탑재되는 구조로서, 논-솔라셀 영역(S)으로 입사되는 태양광을 태양전지 패널 표면 방향으로 굴절시키는 탑렌즈부;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탑렌즈부의 렌즈는, 논-솔라셀 영역으로 입사되는 태양광을 태양전지 패널 표면 방향으로 굴절시키는 단일 오목렌즈 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탑렌즈부의 렌즈는, 논-솔라셀 영역으로 입사되는 태양광을 태양전지 패널 표면 방향으로 굴절시키는 오목렌즈 구조가 다수의 동심원 형태로 배치되어 하나의 렌즈를 구성할 수 있다.
이 경우, 상기 탑렌즈부의 렌즈는, 다수의 동심원 형태로 배치되는 오목렌즈 구조가 서로 탈부착 가능한 구조로 조립되어 일체형 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탑렌즈부의 렌즈는, 상기 기둥의 상단에 장착되고, 단일 오목렌즈 구조가 형성되며 측면에 상하방향으로 결속 레일이 형성된 중심 렌즈; 및 상기 중심 렌즈의 외주면과 대응되는 내주면이 형성된 도넛 구조이고, 도넛 구조의 상부면을 따라 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 중심 렌즈의 결속 레일에 슬라이딩 결속되는 결속구조가 형성되고, 외측면에는 상하방향으로 추가 결속 레일이 형성된 제1 추가 렌즈; 및 상기 제1 추가 렌즈의 외주면과 대응되는 내주면이 형성된 도넛 구조이고, 도넛 구조의 상부면을 따라 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 제1 추가 렌즈의 추가 결속 레일에 슬라이딩 결속되는 결속구조가 형성되고, 외측면에는 상하방향으로 추가 결속 레일이 형성된 제2 추가 렌즈;를 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 결속구조에는, 상하 방향으로 슬라이딩 되어 위치변경 후 위치를 고정할 수 있는 고정구조가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탑렌즈부의 렌즈는, 논-솔라셀 영역(S)과 인접하여 배치되는 태양전지 유닛의 수량과 동일한 수의 변을 가지는 평면상 다각형 구조의 렌즈 본체부; 및 상기 렌즈 본체부의 각 변을 기준으로 태양전지 유닛의 수량과 동일한 수로 분할되어 각 분할된 영역에 형성된 오목렌즈 구조;를 포함하고, 상기 각 분할된 영역에 형성된 오목렌즈 구조는, 논-솔라셀 영역(S)으로 입사되는 태양광을 인접하여 배치된 태양전지 유닛의 표면으로 굴절시키고, 상기 오목렌즈 구조는, 각 분할된 영역에 렌즈 본체부 중심으로부터 방사형태로 일정 간격 이격되어 다수 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 탑렌즈부의 렌즈는, 상기 렌즈 본체부의 각 분할된 영역이 서로 탈부착 가능한 구조로 조립되어 일체형 구조로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탑렌즈부의 렌즈는, 상기 기둥의 상단에 장착되고, 단일 오목렌즈 구조가 형성되며, 각 분할된 영역의 측면에 상하방향으로 결속 레일이 형성된 중심 렌즈; 및 상기 중심 렌즈의 일측면과 대응되는 내측면이 형성된 분할된 영역 구조이고, 상부면에 다수의 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 중심 렌즈의 결속 레일에 슬라이딩 결속되는 결속구조가 형성된 분할영역 렌즈;를 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 결속구조에는, 상하 방향으로 슬라이딩 되어 위치변경 후 위치를 고정할 수 있는 고정구조가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탑렌즈부의 기둥은, 상기 논-솔라셀 영역(S)의 상부면으로부터 상방으로 연장된 길이를 변경할 수 있는 구조일 수 있다.
이 경우, 상기 탑렌즈부의 기둥은, 상기 논-솔라셀 영역(S)의 상부면에 부착되거나 결속되는 구조이고, 상부에 연장부가 슬라이딩 삽입될 수 있는 슬라이딩 결속레일이 형성된 결속부; 및 상기 결속부의 슬라이딩 결속레일이 상하방향으로 위치변경 가능하도록 결속되고, 상방으로 소정 길이만큼 연장된 기둥구조이며, 상단에 렌즈를 탑재하는 연장부;를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탑렌즈부의 연장부 상단에는, 렌즈의 하부면과 결속되는 피벗조인트가 장착될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 태양전지 패널, 테두리부 및 탑렌즈부를 구비함으로써, 태양전지 패널의 논-솔라셀 영역(Non-Solar Cell Area)에 해당하는 면적에 대해서도 태양광 발전을 수행할 수 있도록, 태양전지 패널의 논-솔라셀 영역에 장착되는 탑렌즈를 이용하여 발전효율을 향상시킨 태양전지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 태양전지 패널 표면 방향으로 태양광을 굴절시키는 렌즈가 탑재된 탑렌즈부를 구비함으로써, 논-솔라셀 영역과 인접하여 배치된 태양전지 유닛의 표면에 태양광을 추가로 조사할 수 있어, 추가 조사된 태양광량과 비례하여 태양광 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 중심 렌즈, 제1 추가 렌즈 및 제2 추가 렌즈를 포함하는 탑렌즈부를 구비함으로써, 중심 렌즈를 기준으로 제1 추가 렌즈와 제2 추가 렌즈의 상하 높이를 각각 다르게 설정할 수 있고, 제1 추가 렌즈와 제2 추가 렌즈 각각에 형성된 오목렌즈 구조에 의해 굴절되어 태양전지 패널 표면에 입사하는 위치 및 범위를 달리할 수 있어, 계절, 날씨 및 태양의 고도를 고려하여 솔라셀 영역으로 입사되는 태양광을 태양전지 유닛의 표면에 최적의 위치로 굴절시킬 수 있어, 결과적으로 발전효율을 향상시킨 태양전지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 중심 렌즈, 분할영역 렌즈를 포함하는 탑렌즈부를 구비함으로써, 중심 렌즈를 기준으로 분할영역 렌즈의 상하 높이를 각각 다르게 설정할 수 있고, 각 분할영역 렌즈에 형성된 오목렌즈 구조에 의해 굴절되어 태양전지 패널 표면에 입사하는 위치 및 범위를 달리할 수 있어, 계절, 날씨 및 태양의 고도를 고려하여 솔라셀 영역으로 입사되는 태양광을 태양전지 유닛의 표면에 최적의 위치로 굴절시킬 수 있어, 결과적으로 발전효율을 향상시킨 태양전지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 태양전지 패널의 논-솔라셀 영역의 상부면에 손쉽게 부착되거나 결속될 수 있는 결속부 및 상하방향으로 연장 길이를 변경할 수 있는 연장부를 포함하는 탑렌즈부의 기둥을 구비함으로써, 우천, 바람, 강설, 태풍 시에도 안정적으로 고정되어 태양광 발전 효율을 유지할 수 있고, 손상 또는 파손 시 유지관리 또는 교체 장착이 용이하며, 날씨, 계절 및 태양의 고도를 고려하여 탑렌즈부의 렌즈의 상하방향 높이를 적절히 변경할 수 있어, 결과적으로 태양광 발전 효율을 향상시킬 수 있는 태양전지를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양전지를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 A부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 탑미러부를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 탑미러부를 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 A-A'선 절단면도이다.
도 7은 도 5의 또 다른 실시예에 따른 A-A'선 절단면도이다.
도 8은 도 7의 탑미러부를 나타내는 분해조립도이다.
도 9은 도 7의 탑미러부의 구조를 변경한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 탑미러부를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10의 B-B'선 절단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 탑미러부의 분해조립도이다.
도 13은 도 12의 탑미러부를 조립한 후 구조를 변경한 상태를 나타내는 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지를 나타내는 평면도가 도시되어 있고, 도 3에는 도 2의 A부분 확대도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 탑미러부를 나타내는 사시도가 도시되어 있다. 또한, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지의 탑미러부를 나타내는 평면도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 5의 A-A'선 절단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지(100)는, 특정 구조의 태양전지 패널(110), 테두리부(120) 및 탑렌즈부(130)를 구비함으로써, 태양전지 패널(110)의 논-솔라셀 영역(Non-Solar Cell Area)에 해당하는 면적에 대해서도 태양광 발전을 수행할 수 있도록, 태양전지 패널(110)의 논-솔라셀 영역에 장착되는 탑렌즈를 이용하여 발전효율을 향상시킨 태양전지를 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 태양전지(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 태양전지 패널(110)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 태양광을 흡수하여 전기를 생산하는 태양전지 유닛(111)이 일정간격 이격되어 다수 배치된 구조이다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 태양전지 패널(110)의 테두리에는 소정 크기의 폭(D1, D2)으로 테두리부(120)가 형성되어 있다.
탑렌즈부(130)는, 다수의 태양전지 유닛이 서로 이격되어 형성된 논-솔라셀 영역(S)의 상부면에 장착되는 구성으로서, 논-솔라셀 영역(S)의 상부면으로부터 소정 높이만큼 연장된 기둥(131)의 상단에 렌즈(132)가 탑재되는 구조이다. 이때, 탑렌즈부(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 논-솔라셀 영역(S)으로 입사되는 태양광을 태양전지 패널(110) 표면 방향으로 굴절시킬 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는, 논-솔라셀 영역(S)으로 입사되는 태양광을 인접하여 배치된 태양전지 패널(110) 표면 방향으로 굴절시킬 수 있는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게 오목렌즈 구조를 포함하는 구조일 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 태양전지 패널(110) 표면 방향으로 태양광을 굴절시키는 렌즈가 탑재된 탑렌즈부(130)를 구비함으로써, 논-솔라셀 영역과 인접하여 배치된 태양전지 유닛의 표면에 태양광을 추가로 조사할 수 있어, 추가 조사된 태양광량과 비례하여 태양광 발전 효율을 향상시킬 수 있다.
탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는 단일 오목렌즈로 구성될 수 있으나, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 오목렌즈 구조가 다수의 동심원 형태로 배치되어 하나의 렌즈를 구성할 수 있다. 이 경우, 동일한 면적에 대응되는 평면 면적을 가지는 단일 오목렌즈의 두께에 비해 현저히 축소된 두께로 구성할 수 있어, 태양전지(100)를 제조, 시공, 유지 및 관리함에 있어 더욱 유리하다.
도 7에는 도 5의 또 다른 실시예에 따른 A-A'선 절단면도가 도시되어 있고, 도 8에는 도 7의 탑미러부를 나타내는 분해조립도가 도시되어 있으며, 도 9에는 도 7의 탑미러부의 구조를 변경한 상태를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 탑렌즈부(130)의 기둥(131)은, 논-솔라셀 영역(S)의 상부면으로부터 상방으로 연장된 길이를 변경할 수 있는 구조일 수 있다.
구체적으로, 탑렌즈부(130)의 기둥(131)은, 특정 구조의 결속부(131a) 및 연장부(131b)를 포함하는 구성일 수 있다. 결속부(131a)는, 논-솔라셀 영역(S)의 상부면에 부착되거나 결속되는 구조이고, 상부에 연장부(131b)가 슬라이딩 삽입될 수 있는 슬라이딩 결속레일이 형성될 수 있다. 또한, 연장부(131b)는 결속부(131a)의 슬라이딩 결속레일이 상하방향으로 위치변경 가능하도록 결속되는 구성으로서, 상방으로 소정 길이만큼 연장된 기둥(131)구조이며, 상단에 렌즈(132)를 탑재할 수 있다.
경우에 따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 탑렌즈부(130)의 연장부(131b) 상단에는, 렌즈(132)의 하부면과 결속되는 피벗조인트(133)가 장착될 수 있다. 이 경우, 피벗조인트(133)를 이용하여 연장부(131b)의 상단에 결속된 렌즈(132)의 방향과 각도를 운용자의 의도에 따라 변경할 수 있다. 태양전지(100)의 설치 위치, 계절, 날씨, 태양의 고도 등을 고려하여 렌즈(132)의 방향과 각도를 손쉽게 변경할 수 있어, 결과적으로, 최적의 태양발전 효율을 유지할 수 있는 태양전지(100)를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 중심 렌즈(132a), 분할영역 렌즈를 포함하는 탑렌즈부(130)를 구비함으로써, 중심 렌즈(132a)를 기준으로 분할영역 렌즈의 상하 높이를 각각 다르게 설정할 수 있고, 각 분할영역 렌즈에 형성된 오목렌즈 구조에 의해 굴절되어 태양전지 패널(110) 표면에 입사하는 위치 및 범위를 달리할 수 있어, 계절, 날씨 및 태양의 고도를 고려하여 솔라셀 영역으로 입사되는 태양광을 태양전지 유닛의 표면에 최적의 위치로 굴절시킬 수 있어, 결과적으로 발전효율을 향상시킨 태양전지를 제공할 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는, 다수의 동심원 형태로 배치되는 오목렌즈 구조가 서로 탈부착 가능한 구조로 조립되어 일체형 구조로 형성될 수 있다.
구체적으로, 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는, 특정 구조의 중심 렌즈(132a), 제1 추가 렌즈(132b) 및 제2 추가 렌즈(132c)를 포함하는 구성일 수 있다.
중심 렌즈(132a)는, 기둥(131)의 상단에 장착되는 구성으로서, 단일 오목렌즈 구조가 형성되며 측면에 상하방향으로 결속 레일(132d)이 형성될 수 있다.
제1 추가 렌즈(132b)는, 중심 렌즈(132a)의 외주면과 대응되는 내주면이 형성된 도넛 구조이고, 도넛 구조의 상부면을 따라 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 중심 렌즈(132a)의 결속 레일(132d)에 슬라이딩 결속되는 결속구조(132e)가 형성되고, 외측면에는 상하방향으로 추가 결속 레일(132f)이 형성될 수 있다.
또한, 제2 추가 렌즈(132c)는, 제1 추가 렌즈(132b)의 외주면과 대응되는 내주면이 형성된 도넛 구조이고, 도넛 구조의 상부면을 따라 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 제1 추가 렌즈(132b)의 추가 결속 레일(132f)에 슬라이딩 결속되는 결속구조(132e)가 형성되고, 외측면에는 상하방향으로 추가 결속 레일(132f)이 형성될 수 있다.
바람직하게, 상기 언급한 상기 결속구조(132e)에는, 상하 방향으로 슬라이딩 되어 위치변경 후 위치를 고정할 수 있는 고정구조가 형성될 수 있다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 중심 렌즈(132a), 제1 추가 렌즈(132b) 및 제2 추가 렌즈(132c)를 포함하는 탑렌즈부(130)를 구비함으로써, 중심 렌즈(132a)를 기준으로 제1 추가 렌즈(132b)와 제2 추가 렌즈(132c)의 상하 높이를 각각 다르게 설정할 수 있고, 제1 추가 렌즈(132b)와 제2 추가 렌즈(132c) 각각에 형성된 오목렌즈 구조에 의해 굴절되어 태양전지 패널(110) 표면에 입사하는 위치 및 범위를 달리할 수 있어, 계절, 날씨 및 태양의 고도를 고려하여 솔라셀 영역으로 입사되는 태양광을 태양전지 유닛의 표면에 최적의 위치로 굴절시킬 수 있어, 결과적으로 발전효율을 향상시킨 태양전지를 제공할 수 있다.
도 10에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지의 탑미러부를 나타내는 평면도가 도시되어 있고, 도 11에는 도 10의 B-B'선 절단면도가 도시되어 있다. 또한, 도 12에는 도 10에 도시된 탑미러부의 분해조립도가 도시되어 있고, 도 13에는 도 12의 탑미러부를 조립한 후 구조를 변경한 상태를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는, 논-솔라셀 영역(S)과 인접하여 배치되는 태양전지 유닛의 수량과 동일한 수의 변을 가지는 평면상 다각형 구조의 렌즈 본체부(132g)를 포함하는 구조이다.
이때, 렌즈 본체부(132g)의 각 변을 기준으로 태양전지 유닛의 수량과 동일한 수로 분할되어 각 분할된 영역(132i)에 오목렌즈 구조(132h)가 형성될 수 있다.
이때, 각 분할된 영역에 형성된 오목렌즈 구조(132h)은, 논-솔라셀 영역(S)으로 입사되는 태양광을 인접하여 배치된 태양전지 유닛의 표면으로 굴절시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 본 실시예에 따른 오목렌즈 구조(132h)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 각 분할된 영역에 렌즈 본체부(132g) 중심으로부터 방사형태로 일정 간격 이격되어 다수 형성됨이 바람직하다.
경우에 따라서, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는, 렌즈 본체부(132g)의 각 분할된 영역(132i)이 서로 탈부착 가능한 구조로 조립되어 일체형 구조로 형성될 수 있다.
이때, 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는, 특정 구조의 중심 렌즈(132j) 및 분할영역 렌즈(132k)를 포함하는 구성일 수 있다.
구체적으로, 중심 렌즈(132j)는, 기둥(131)의 상단에 장착되는 구성으로서, 단일 오목렌즈 구조가 형성되며, 각 분할된 영역의 측면에 상하방향으로 결속 레일(132m)이 형성될 수 있다. 또한, 분할영역 렌즈(132k)는, 중심 렌즈(132j)의 일측면과 대응되는 내측면이 형성된 분할된 영역 구조이고, 상부면에 다수의 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 중심 렌즈(132j)의 결속 레일(132m)에 슬라이딩 결속되는 결속구조(132n)가 형성될 수 있다.
이때, 결속구조(132n)에는, 상하 방향으로 슬라이딩 되어 위치변경 후 위치를 고정할 수 있는 고정구조가 형성됨이 바람직하다.
이 경우, 본 실시예에 따르면, 태양전지 패널(110)의 논-솔라셀 영역의 상부면에 손쉽게 부착되거나 결속될 수 있는 결속부(131a) 및 상하방향으로 연장 길이를 변경할 수 있는 연장부(131b)를 포함하는 탑렌즈부(130)의 기둥(131)을 구비함으로써, 우천, 바람, 강설, 태풍 시에도 안정적으로 고정되어 태양광 발전 효율을 유지할 수 있고, 손상 또는 파손 시 유지관리 또는 교체 장착이 용이하며, 날씨, 계절 및 태양의 고도를 고려하여 탑렌즈부(130)의 렌즈의 상하방향 높이를 적절히 변경할 수 있어, 결과적으로 태양광 발전 효율을 향상시킬 수 있는 태양전지를 제공할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
100: 태양전지
S: 논-솔라셀 영역
110: 태양전지 패널
111: 태양전지 유닛
120: 테두리부
130: 탑렌즈부
131: 기둥
131a: 결속부
131b: 연장부
132: 렌즈
132a: 중심 렌즈
132b: 제1 추가 렌즈
132c: 제2 추가 렌즈
132d: 결속 레일
132e: 결속구조
132f: 추가 결속 레일
132g: 렌즈 본체부
132h: 오목렌즈 구조
132i: 분할된 영역
132j: 중심 렌즈
132k: 분할영역 렌즈
132m: 결속 레일
132n: 결속구조
133: 피벗조인트

Claims (5)

  1. 태양광을 흡수하여 전기를 생산하는 태양전지 유닛이 일정간격 이격되어 다수 배치된 태양전지 패널(110);
    상기 태양전지 패널(110)의 테두리를 감사는 형태로 장착되는 테두리부(120); 및
    상기 다수의 태양전지 유닛이 서로 이격되어 형성된 논-솔라셀 영역(S)의 상부면에 장착되고, 논-솔라셀 영역(S)의 상부면으로부터 소정 높이만큼 연장된 기둥(131)의 상단에 렌즈(132)가 탑재되는 구조로서, 논-솔라셀 영역(S)으로 입사되는 태양광을 태양전지 패널(110) 표면 방향으로 굴절시키는 탑렌즈부(130);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는,
    논-솔라셀 영역으로 입사되는 태양광을 태양전지 패널(110) 표면 방향으로 굴절시키는 오목렌즈 구조가 다수의 동심원 형태로 배치되어 하나의 렌즈를 구성하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는,
    다수의 동심원 형태로 배치되는 오목렌즈 구조가 서로 탈부착 가능한 구조로 조립되어 일체형 구조로 형성되고,
    상기 기둥(131)의 상단에 장착되고, 단일 오목렌즈 구조가 형성되며 측면에 상하방향으로 결속 레일(132d)이 형성된 중심 렌즈(132a);
    상기 중심 렌즈(132a)의 외주면과 대응되는 내주면이 형성된 도넛 구조이고, 도넛 구조의 상부면을 따라 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 중심 렌즈(132a)의 결속 레일(132d)에 슬라이딩 결속되는 결속구조(132e)가 형성되고, 외측면에는 상하방향으로 추가 결속 레일(132f)이 형성된 제1 추가 렌즈(132b); 및
    상기 제1 추가 렌즈(132b)의 외주면과 대응되는 내주면이 형성된 도넛 구조이고, 도넛 구조의 상부면을 따라 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 제1 추가 렌즈(132b)의 추가 결속 레일(132f)에 슬라이딩 결속되는 결속구조(132e)가 형성되고, 외측면에는 상하방향으로 추가 결속 레일(132f)이 형성된 제2 추가 렌즈(132c);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는,
    논-솔라셀 영역(S)과 인접하여 배치되는 태양전지 유닛의 수량과 동일한 수의 변을 가지는 평면상 다각형 구조의 렌즈 본체부(132g); 및
    상기 렌즈 본체부(132g)의 각 변을 기준으로 태양전지 유닛의 수량과 동일한 수로 분할되어 각 분할된 영역에 형성된 오목렌즈 구조(132h);
    를 포함하고,
    상기 각 분할된 영역에 형성된 오목렌즈 구조(132h)는, 논-솔라셀 영역(S)으로 입사되는 태양광을 인접하여 배치된 태양전지 유닛의 표면으로 굴절시키고,
    상기 오목렌즈 구조(132h)는, 각 분할된 영역에 렌즈 본체부(132g) 중심으로부터 방사형태로 일정 간격 이격되어 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 탑렌즈부(130)의 렌즈(132)는,
    상기 렌즈 본체부(132g)의 각 분할된 영역(132i)이 서로 탈부착 가능한 구조로 조립되어 일체형 구조로 형성되고,
    상기 기둥(131)의 상단에 장착되고, 단일 오목렌즈 구조가 형성되며, 각 분할된 영역의 측면에 상하방향으로 결속 레일(132m)이 형성된 중심 렌즈(132j); 및
    상기 중심 렌즈(132j)의 일측면과 대응되는 내측면이 형성된 분할된 영역 구조이고, 상부면에 다수의 오목렌즈 구조가 형성되며, 내측면에는 중심 렌즈(132j)의 결속 레일(132m)에 슬라이딩 결속되는 결속구조(132n)가 형성된 분할영역 렌즈(132k);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지.
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