KR20220090318A - 집광효율 향상구조를 포함하는 태양전지 시스템 - Google Patents

Abstract

집광효율 향상구조를 포함하는 태양전지 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 시스템은, 태양광을 흡수하여 전기를 생산하는 태양전지 유닛이 일정간격 이격되어 다수 배치된 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널의 테두리를 감사는 형태로 장착되는 테두리부; 상기 테두리부에 장착되고, 전송부의 전송라인의 일단부를 고정하고 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광을 태양전지 유닛의 상부 표면 방향으로 반사시키는 구조가 테두리부를 따라 연속적으로 형성된 출사부; 상기 집광부와 출사부를 연결하고, 집광부로부터 전달된 태양광을 출사부에 전달하는 전송라인을 내장하는 전송부; 및 상기 태양전지 패널과 독립된 위치에 배치되고, 태양광을 집광하여 전송부에 전달하는 집광부;를 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 태양전지 패널과 독립적으로 배치되는 집광부를 이용하여 태양전지 패널이 배치되지 않은 영역에 조사되는 태양광까지 집광하여 태양전지가 설치된 전체 면적 대비 발전효율을 현저히 향상시킬 수 있는 태양전지 시스템을 제공할 수 있다.

Description

집광효율 향상구조를 포함하는 태양전지 시스템{Photovoltaic Cell System Having Light Focusing Efficiency Improving Structure}

본 발명은 집광효율 향상구조를 포함하는 태양전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지 패널과 독립적으로 배치되는 집광부를 이용하여 발전효율을 향상시킨 태양전지 시스템에 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.

한편, 종래 기술에 따른 태양전지 패널은, 해당 영역에 시공된 지지대의 상부에 탑재된다. 이때, 해당 영역에 시공된 지지대는, 태양전지 패널에 태양광이 최대한 흡수할 수 있도록, 특정 방향과 특정 각도로 시공된다.

태양전지 패널이 시공된 해당 영역에는 다수의 지지대가 일정 간격 이격되어 시공된다. 이때, 지지대의 이격된 공간에 입사되는 태양광은 태양전지 패널에 입사될 수 없다. 이로 인해, 다수의 지지대를 최대한 인접하여 설치하는 기술이 개발되었으나, 인접하여 설치되는 태양전지 패널이 서로 간섭되어 서로 그늘을 형성하게 되어, 오히려 태양발전 효율이 저하되는 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 패널과 독립적으로 배치되는 집광부를 이용하여 태양전지 패널이 배치되지 않은 영역에 조사되는 태양광까지 집광하여 태양전지가 설치된 전체 면적 대비 발전효율을 현저히 향상시킬 수 있는 태양전지 시스템을 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; 상기 테두리부에 장착되고, 전송부의 전송라인의 일단부를 고정하고 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광을 태양전지 유닛의 상부 표면 방향으로 반사시키는 구조가 테두리부를 따라 연속적으로 형성된 출사부; 상기 집광부와 출사부를 연결하고, 집광부로부터 전달된 태양광을 출사부에 전달하는 전송라인을 내장하는 전송부; 및 상기 태양전지 패널과 독립된 위치에 배치되고, 태양광을 집광하여 전송부에 전달하는 집광부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 출사부는, 테두리부의 일측면에 부착되거나 테두리부의 일부를 감사는 형태로 결속되며 테두리부를 따라 연속적으로 연장된 구조의 결속부; 상기 결속부의 상부에 탑재되고, 상방으로 소정 높이만큼 연장되어 태양전지 유닛 방향으로 절곡되거나 굴곡된 구조의 반사부; 상기 결속부의 일측에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광이 반사부를 향하도록 전송라인의 일단부를 잡아 고정하는 전송라인 결속홀; 및 상기 결속부의 일측면에 장착되고, 전송라인 결속홀 내부로 인입되는 전송라인의 외주면 일부를 잡아 고정하는 전송라인 고정부;를 포함하는 구성일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 테두리부의 일측면에는 테두리부의 외주면을 따라 연속적으로 수평 결속레일이 형성되어 있고, 상기 결속부의 일측면에는 테두리부의 수평 결속레일과 슬라이딩 결속되는 결속구조가 형성되어 있으며, 상기 결속부는 테두리부의 외주면을 따라 위치변경 가능하도록 결속될 수 있다.

또한, 상기 테두리부의 일측면에는 테두리부의 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 상하방향으로 수직 결속레일이 다수 형성되어 있고, 상기 결속부의 일측면에는 테두리부의 수직 결속레일과 슬라이딩 결속되는 결속구조가 형성되어 있으며, 상기 결속부는 테두리부의 상하방향으로 위치변경 가능하도록 결속될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사부는 결속부와 힌지구조에 의해 결속되고, 상기 반사부는 힌지구조에 의해 태양전지 패널의 표면 방향으로 소정 각도만큼 회전될 수 있다.

또한, 상기 반사부는 테두리부의 연장 방향을 따라 일정 폭으로 다수 분리된 구조이고, 상기 반사부의 각 분리된 구조는 힌지구조에 의해 각각 독립적으로 소정 각도만큼 회전될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 전송라인 결속홀은, 전송라인의 일단부를 잡아 고정하는 일단부를 밑변으로 하는 원통형 구조이고, 원통형 구조에는 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광을 반사부 방향으로 조사하는 렌즈(L)가 장착될 수 있다.

이때, 상기 원통형 구조의 내측면에는 빛 반사 물질이 코팅되거나 거울이 연속적으로 부착되어 있고, 상기 렌즈(L)는, 볼록렌즈 또는 프레넬 렌즈이며, 상기 원통형 구조의 전송라인 결속홀에는 렌즈(L)의 위치를 변경할 수 있는 렌즈 위치 변경구조가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 집광부는, 상기 다수의 태양전지 패널이 배치되는 위치에서, 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널 사이에 배치되고, 상기 집광부는 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널 사이에서 평면상 위치 변경 가능하도록 장착될 수 있다.

이 경우, 상기 집광부는, 입사하는 태양광을 특정 위치에 집광하도록 연속적인 곡면 구조이고, 집광되는 위치에 전송라인의 일단부를 장착하는 집광반사판); 상기 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널 사이를 연결하는 장착레일; 상기 집광반사판의 하부에 장착되고, 장착레일에 위치변경 가능하도록 탑재되는 장착롤러; 상기 장착롤러와 인접하여 장착되고 장착롤러에 회전 구동력을 인가하는 구동부; 상기 집광부의 상부면에 장착되고, 태양광 입사 광량을 검출한 후, 검출된 데이터를 제어부에 전달하는 광량검출센서; 및 상기 집광부의 일측에 장착되고, 광량검출센서로부터 획득한 데이터를 바탕으로 구동부의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 구성일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 태양전지 패널, 테두리부, 출사부, 전송부 및 집광부를 구비함으로써, 태양전지 패널과 독립적으로 배치되는 집광부를 이용하여 태양전지 패널이 배치되지 않은 영역에 조사되는 태양광까지 집광하여 태양전지가 설치된 전체 면적 대비 발전효율을 현저히 향상시킬 수 있는 태양전지 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 집광부, 전송부 및 출사부를 구비함으로써, 별도의 영역에서 집광된 태양광을 태양전지 패널 표면 방향으로 조사할 수 있고, 집광부의 위치를 태양전지 패널이 배치되지 않은 영역 뿐만 아니라 다양한 영역에 배치함으로써, 태양전지가 설치된 전체 면적 활용도를 극대화할 수 있는 태양전지 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 결속부, 반사부, 전송라인 결속홀 및 전송라인 고정부를 포함하는 출사부를 구비함으로써, 다양한 사양의 광섬유 또는 광케이블이 내장된 전송부를 손쉽고 안정적으로 결속시킬 수 있고, 전송부를 통해 전달되는 태양광을 안정적으로 태양전지 패널 표면 방향으로 조사할 수 있어, 결과적으로 안정적인 운용을 보장할 수 있는 태양전지 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 수평 결속레일 또는 수직 결속레일을 테두리부의 일측면에 형성하고, 이와 슬라이딩 결속되는 결속구조를 출사부의 일측면에 형성함으로써, 출사부의 좌우위치 또는 상하위치를 운용자의 의도에 따라 손쉽게 변경할 수 있고, 계절, 날씨 및 태양의 고도를 고려하여 출사부의 위치를 변경할 수 있어, 결과적으로 주변 환경 요인을 반영한 최적의 발전효율을 달성할 수 있도록 태양전지 시스템을 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 반사부의 방향을 변경할 수 있는 구조를 구비함으로써, 전송부의 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광이 반사되어 조사되는 방향을 손쉽고 안정적으로 변경할 수 있어, 출사부에 의해 전달된 태양광의 방향을 계절, 날씨 및 태양의 고도를 고려하여 운영자의 의도에 따라 변경할 수 있어, 결과적으로 주변 환경 요인을 반영한 최적의 발전효율을 달성할 수 있도록 태양전지 시스템을 구성할 수 있다.

또한, 본 발명의 태양전지에 따르면, 특정 구조의 집광반사판, 장착레일, 장착롤러, 구동부, 광량검출센서 및 제어부를 구비함으로써, 광량검출센서로부터 획득한 데이터를 바탕으로 집광부에 태양광이 비치는지 그늘이 드리워졌는지를 판단할 수 있고, 그늘이 드리워졌을 경우 태양광이 비치는 영역으로 집광반사판의 위치를 이동시키도록 구동부를 구동시킬 수 있어, 결과적으로 태양전지 패널이 배치되지 않은 영역에 조사되는 태양광까지 집광하여 태양전지가 설치된 전체 면적 대비 발전효율을 현저히 향상시킬 수 있는 태양전지 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 태양전지를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 시스템을 나타내는 모식도이다.
도 4는 도 3의 태양전지 패널을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 4의 A부분 일부를 확대하여 나타낸 부분확대 사시도이다.
도 6은 도 4의 A부분 일부를 확대하여 나타낸 부분확대 투시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 시스템의 일부를 확대하여 나타낸 정면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 시스템의 일부를 확대하여 나타낸 정면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 시스템의 일부를 확대하여 나타낸 정면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 시스템을 나타내는 구성도이다.

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 태양전지 시스템을 나타내는 구성도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 시스템을 나타내는 모식도가 도시되어 있으며, 도 4에는 도 3의 태양전지 패널을 나타내는 평면도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지 시스템(100)은, 특정 구조의 태양전지 패널(110), 테두리부(120), 출사부(130), 전송부(140) 및 집광부(150)를 구비함으로써, 태양전지 패널(110)과 독립적으로 배치되는 집광부(150)를 이용하여 태양전지 패널(110)이 배치되지 않은 영역에 조사되는 태양광까지 집광하여 태양전지가 설치된 전체 면적 대비 발전효율을 현저히 향상시킬 수 있는 태양전지 시스템을 제공할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 태양전지 시스템(100)을 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 태양전지 패널(110)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 태양광을 흡수하여 전기를 생산하는 태양전지 유닛(111)이 일정간격 이격되어 다수 배치된 구조이다.

이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 태양전지 패널(110)의 테두리에는 소정 크기의 폭(D1, D2)으로 테두리부(120)가 형성되어 있다.

집광부(150)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 태양전지 패널(110)과 독립된 위치에 배치되는 구성으로서, 태양광을 집광하여 전송부(140)에 전달할 수 있다.

전송부(140)는, 집광부(150)와 출사부(130)를 연결하고, 집광부(150)로부터 전달된 태양광을 출사부(130)에 전달하는 전송라인을 내장할 수 있다.

또한, 출사부(130)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 테두리부(120)에 장착되는 구성으로서, 전송부(140)의 전송라인의 일단부를 고정하고 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광을 태양전지 유닛(111)의 상부 표면 방향으로 반사시키는 구조가 테두리부(120)를 따라 연속적으로 형성될 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 집광부(150), 전송부(140) 및 출사부(130)를 구비함으로써, 별도의 영역에서 집광된 태양광을 태양전지 패널(110) 표면 방향으로 조사할 수 있고, 집광부(150)의 위치를 태양전지 패널(110)이 배치되지 않은 영역 뿐만 아니라 다양한 영역에 배치함으로써, 태양전지가 설치된 전체 면적 활용도를 극대화할 수 있는 태양전지 시스템을 제공할 수 있다.

도 5에는 도 4의 A부분 일부를 확대하여 나타낸 부분확대 사시도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 4의 A부분 일부를 확대하여 나타낸 부분확대 투시도가 도시되어 있으며, 도 7에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 시스템의 일부를 확대하여 나타낸 정면도가 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 출사부(130)는, 특정 구조의 결속부(131), 반사부(132), 전송라인 결속홀(133) 및 전송라인 고정부(134)를 포함하는 구성일 수 있다.

구체적으로, 결속부(131)는, 테두리부(120)의 일측면에 부착되거나 테두리부(120)의 일부를 감싸는 형태로 결속되며 테두리부(120)를 따라 연속적으로 연장된 구조일 수 있다.

반사부(132)는, 결속부의 상부에 탑재되고, 상방으로 소정 높이만큼 연장되어 태양전지 유닛(111) 방향으로 절곡되거나 굴곡된 구조이다.

전송라인 결속홀(133)은, 결속부의 일측에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광이 반사부(132)를 향하도록 전송라인의 일단부를 잡아 고정할 수 있다.

또한, 전송라인 고정부(134)는, 결속부의 일측면에 장착되고, 전송라인 결속홀(133) 내부로 인입되는 전송라인의 외주면 일부를 잡아 고정할 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 결속부(131), 반사부(132), 전송라인 결속홀(133) 및 전송라인 고정부(134)를 포함하는 출사부(130)를 구비함으로써, 다양한 사양의 광섬유 또는 광케이블이 내장된 전송부(140)를 손쉽고 안정적으로 결속시킬 수 있고, 전송부(140)를 통해 전달되는 태양광을 안정적으로 태양전지 패널(110) 표면 방향으로 조사할 수 있어, 결과적으로 안정적인 운용을 보장할 수 있는 태양전지 시스템을 제공할 수 있다.

한편, 테두리부(120)의 일측면에는 테두리부(120)의 외주면을 따라 연속적으로 수평 결속레일이 형성될 수 있다. 이때, 결속부(131)의 일측면에는 테두리부(120)의 수평 결속레일과 슬라이딩 결속되는 결속구조가 형성되고, 결속부(131)는 테두리부(120)의 외주면을 따라 위치변경 가능하도록 결속됨이 바람직하다.

또한, 테두리부(120)의 일측면에는 테두리부(120)의 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 상하방향으로 수직 결속레일이 다수 형성될 수 있다. 이때, 결속부(131)의 일측면에는 테두리부(120)의 수직 결속레일과 슬라이딩 결속되는 결속구조가 형성되고, 결속부(131)는 테두리부(120)의 상하방향으로 위치변경 가능하도록 결속될 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 수평 결속레일 또는 수직 결속레일을 테두리부(120)의 일측면에 형성하고, 이와 슬라이딩 결속되는 결속구조를 출사부(130)의 일측면에 형성함으로써, 출사부(130)의 좌우위치 또는 상하위치를 운용자의 의도에 따라 손쉽게 변경할 수 있고, 계절, 날씨 및 태양의 고도를 고려하여 출사부(130)의 위치를 변경할 수 있어, 결과적으로 주변 환경 요인을 반영한 최적의 발전효율을 달성할 수 있도록 태양전지 시스템을 구성할 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 시스템의 일부를 확대하여 나타낸 정면도이다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 반사부(132)는 결속부(131)와 힌지구조(135)에 의해 결속될 수 있다. 이때, 반사부(132)는 힌지구조(135)에 의해 태양전지 패널(110)의 표면 방향으로 소정 각도만큼 회전될 수 있다.

또한, 반사부(132)는 테두리부(120)의 연장 방향을 따라 일정 폭으로 다수 분리된 구조일 수 있다. 이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 반사부(132)의 각 분리된 구조는 힌지구조(135)에 의해 각각 독립적으로 소정 각도만큼 회전될 수 있다.

이 경우 본 실시예에 따르면, 반사부(132)의 방향을 손쉽게 변경할 수 있는 구성을 구비함으로써, 전송부(140)의 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광이 반사되어 태양전지 패널(110)의 표면 방향으로 조사되는 방향을 운용자의 의도에 따라 세밀하게 변경할 수 있고, 출사부(130)에 의해 전달된 태양광의 방향을 계절, 날씨 및 태양의 고도를 고려하여 운영자의 의도에 따라 변경할 수 있어, 결과적으로 주변 환경 요인을 반영한 최적의 발전효율을 달성할 수 있도록 태양전지 시스템을 구성할 수 있다.

도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 시스템의 일부를 확대하여 나타낸 정면도가 도시되어 있다.

도 9을 참조하면, 본 실시예에 따른 전송라인 결속홀(133)은, 전송라인의 일단부를 잡아 고정하는 일단부를 밑변으로 하는 원통형 구조일 수 있다. 이때, 원통형 구조에는 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광을 태양전지 패널(110)의 표면 방향으로 조사하는 렌즈(L)가 장착될 수 있다.

또한, 원통형 구조의 내측면에는 빛 반사 물질(M)이 코팅되거나 거울이 연속적으로 부착되어, 전송라인의 일단부로부터 전달되는 태양광을 일방향으로 반사시킬 수 있고, 결과적으로, 전송라인으로부터 전달된 태양광의 외부로의 유실 없이 안정적으로 태양전지 유닛(111)의 상부 표면으로 조사할 수 있다.

상기 언급한 원통형 구조를 형성하는 전송라인 결속홀(133)에는 렌즈(L)가 장착되는데, 이때, 렌즈(L)는, 볼록렌즈 또는 프레넬 렌즈일 수 있다. 본 실시예에 따른 렌즈(L)는 전송라인의 일단부로부터 전달된 태양광이 외부로 방사되어 누출되지 않고 태양전지 유닛(111)의 상부 표면으로만 조사될 수 있도록 빛을 모아주는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 언급한 렌즈(L)는 태양광을 한 곳으로 집광할 수 있는 구조라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 상기 언급한 렌즈(L)의 종류는 하나의 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.

경우에 따라서, 원통형 구조의 전송라인 결속홀(133)에는 렌즈(L)의 위치를 변경할 수 있는 렌즈 위치 변경구조가 형성되어, 태양광이 집중되는 초점 위치를 적절히 변경할 수 있다. 이때, 태양광이 집중되는 초점 위치를 태양전지 유닛(111)의 상부 표면으로 설정함이 바람직하다.

도 10에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양전지 시스템을 나타내는 구성도가 도시되어 있다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양전지 시스템(100)은, 인접하여 배치된 두 개의 태양전지 패널(110) 사이에서 위치변경되는 집광부(150)를 포함하는 구성일 수 있다.

구체적으로, 본 실시예에 따른 집광부(150)는, 다수의 태양전지 패널(110)이 배치되는 위치에서, 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널(110) 사이에 배치되는 구성이다. 이때, 집광부(150)는 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널(110) 사이에서 평면상 위치 변경 가능하도록 장착됨이 바람직하다.

더욱 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 집광부(150)는, 특정 구조의 집광반사판(151), 장착레일(152), 장착롤러(153), 구동부(154), 광량검출센서(155) 및 제어부(156)를 포함하는 구성일 수 있다.

집광반사판(151)은, 입사하는 태양광을 특정 위치에 집광하도록 연속적인 곡면 구조이고, 집광되는 위치에 전송라인의 일단부를 장착하는 구조일 수 있다.

장착레일(152)은, 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널(110) 사이를 연결하는 구성이다.

장착롤러(153)는, 집광반사판(151)의 하부에 장착되는 구성으로서, 장착레일(152)에 위치변경 가능하도록 탑재될 수 있다. 이때, 장착롤러(153)와 인접하여 구동부(154)가 장착되고, 장착롤러(153)에 회전 구동력을 인가할 수 있다.

광량검출센서(155)는, 집광부(150)의 상부면에 장착되는 구성으로서, 태양광 입사 광량을 검출한 후, 검출된 데이터를 제어부(156)에 전달할 수 있다. 이때, 집광부(150)의 일측에 장착되는 제어부(156)는, 광량검출센서(155)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 구동부(154)의 작동을 제어할 수 있다. 더욱 바람직하게, 본 실시예에 따른 제어부(156)는, 광량검출센서(155)로부터 실시간으로 관련 데이터를 제공받고, 획득한 데이터를 실시간으로 반영하여 구동부(154)를 제어할 수 있다.

이 경우, 본 실시예에 따르면, 특정 구조의 집광반사판(151), 장착레일(152), 장착롤러(153), 구동부(154), 광량검출센서(155) 및 제어부(156)를 구비함으로써, 광량검출센서(155)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 집광부(150)에 태양광이 비치는지 그늘이 드리워졌는지를 판단할 수 있고, 그늘이 드리워졌을 경우 태양광이 비치는 영역으로 집광반사판(151)의 위치를 이동시키도록 구동부(154)를 구동 시킬 수 있어, 결과적으로 태양전지 패널(110)이 배치되지 않은 영역에 조사되는 태양광까지 집광하여 태양전지가 설치된 전체 면적 대비 발전효율을 현저히 향상시킬 수 있는 태양전지 시스템을 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
110: 태양전지 패널
111: 태양전지 유닛
120: 테두리부
130: 출사부
131: 결속부
132: 반사부
133: 전송라인 결속홀
134: 전송라인 고정부
135: 힌지구조
140: 전송부
150: 집광부
151: 집광반사판
152: 장착레일
153: 장착롤러
154: 구동부
155: 광량검출센서
156: 제어부
L: 렌즈
M: 빛 반사 물질
F: 결속구조

Claims (5)

1. 태양광을 흡수하여 전기를 생산하는 태양전지 유닛(111)이 일정간격 이격되어 다수 배치된 태양전지 패널(110);
   상기 태양전지 패널(110)의 테두리를 감사는 형태로 장착되는 테두리부(120);
   상기 테두리부(120)에 장착되고, 전송부(140)의 전송라인의 일단부를 고정하고 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광을 태양전지 유닛(111)의 상부 표면 방향으로 반사시키는 구조가 테두리부(120)를 따라 연속적으로 형성된 출사부(130);
   상기 집광부(150)와 출사부(130)를 연결하고, 집광부(150)로부터 전달된 태양광을 출사부(130)에 전달하는 전송라인을 내장하는 전송부(140); 및
   상기 태양전지 패널(110)과 독립된 위치에 배치되고, 태양광을 집광하여 전송부(140)에 전달하는 집광부(150);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 출사부(130)는,
   테두리부(120)의 일측면에 부착되거나 테두리부(120)의 일부를 감사는 형태로 결속되며 테두리부(120)를 따라 연속적으로 연장된 구조의 결속부;
   상기 결속부의 상부에 탑재되고, 상방으로 소정 높이만큼 연장되어 태양전지 유닛(111) 방향으로 절곡되거나 굴곡된 구조의 반사부(132);
   상기 결속부의 일측에 일정 간격 이격되어 다수 형성되고, 전송라인의 일단부로부터 방사되는 태양광이 반사부(132)를 향하도록 전송라인의 일단부를 잡아 고정하는 전송라인 결속홀(133); 및
   상기 결속부의 일측면에 장착되고, 전송라인 결속홀(133) 내부로 인입되는 전송라인의 외주면 일부를 잡아 고정하는 전송라인 고정부(134);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 반사부(132)는 결속부와 힌지구조(135)에 의해 결속되고,
   상기 반사부(132)는 힌지구조(135)에 의해 태양전지 패널(110)의 표면 방향으로 소정 각도만큼 회전되고,
   상기 반사부(132)는 테두리부(120)의 연장 방향을 따라 일정 폭으로 다수 분리된 구조이고,
   상기 반사부(132)의 각 분리된 구조는 힌지구조(135)에 의해 각각 독립적으로 소정 각도만큼 회전되는 것을 특징으로 하는 태양전지 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 집광부(150)는, 상기 다수의 태양전지 패널(110)이 배치되는 위치에서, 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널(110) 사이에 배치되고,
   상기 집광부(150)는 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널(110) 사이에서 평면상 위치 변경 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 태양전지 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 집광부(150)는,
   입사하는 태양광을 특정 위치에 집광하도록 연속적인 곡면 구조이고, 집광되는 위치에 전송라인의 일단부를 장착하는 집광반사판(151));
   상기 인접하여 배치되는 두 개의 태양전지 패널(110) 사이를 연결하는 장착레일(152);
   상기 집광반사판(151)의 하부에 장착되고, 장착레일(152)에 위치변경 가능하도록 탑재되는 장착롤러(153);
   상기 장착롤러(153)와 인접하여 장착되고 장착롤러(153)에 회전 구동력을 인가하는 구동부(154);
   상기 집광부(150)의 상부면에 장착되고, 태양광 입사 광량을 검출한 후, 검출된 데이터를 제어부(156)에 전달하는 광량검출센서(155); 및
   상기 집광부(150)의 일측에 장착되고, 광량검출센서(155)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 구동부(154)의 작동을 제어하는 제어부(156);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 시스템.
   

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