KR20240010332A - 태양전지 패널용 적설 방지 장치 및 이를 구비한 태양전지 패널 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 태양전지 패널용 적설 방지 장치는, 담당하는 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동 및 복귀가 가능한 가림막; 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 눈이 존재하는지 여부를 감지하는 적설 감지 수단; 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 존재하는 눈이 제거되도록 가열하는 열선; 및 상기 가림막을 상기 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동하는 것을 제어하고, 상기 적설 감지 수단의 감지 결과에 따라 상기 열선을 가동하는 제어보드를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 태양전지 패널이 폭설로 인해 훼손되는 것을 방지할 수 있는 구조물 및 그 제어방법으로서 태양전지 패널용 적설 방지 장치 및 이를 구비한 태양전지 패널 시스템에 관한 것이다.
태양광 발전은 집광량을 최대로 하기 위해서 비교적 큰 면적의 태양전지 모듈이 외기에 노출되는데, 도시지역에서는 건물의 옥상이나 지붕 등의 공간을 활용하고 있다. 또한 태양광 발전은 여타 신재생 에너지의 경우와 마찬가지로 시간에 따른 일정한 전력공급에 있어 어려움이 있는데, 태양광을 집광할 수 없는 야간에는 전력을 생산할 수 없으며, 흐린 날과 맑은 날의 일수와 계절별로도 출력량이 달라진다. 북반구의 경우 태양의 일중고도는 6월에 가장 높고, 12월에 가장 낮으므로 동절기에는 태양광의 집광량이 상대적으로 적어 태양광 발전의 평균출력이 떨어지게 된다. 특히 동절기에 발생하는 강설은 태양광 발전에 매우 치명적인 출력하락을 야기한다. 강설일 당일은 날씨가 흐린 경우가 많아 태양광 발전의 출력 발생이 힘들지만, 태양전지 모듈 표면의 적설 상태로 인해 강설 이후 맑은 날씨가 지속됨에도 불구하고 출력감소가 발생할 수 있다.
이에 따라 종래에는 눈이 내릴 경우 브러시 등의 제설기구를 이용하여 태양전지 모듈 표면을 기계적으로 닦으면서 제설하는 방식이 사용되었다.
도 1은 태양전지 패널에 눈이 쌓여있는 모습을 나타낸 사진이다.
도 2는 적설로 인한 태양전지 피해로서 적설된 중량을 이기지 못하고 파손된 태양전지 패널의 모습을 나타낸 사진이다.
하지만, 상술한 바와 같은 종래의 방식으로는 폭설에 대비하지 못하여 도 2와 같이 눈의 하중으로 인하여 태양전지 모듈이 파손될 수 있으며, 도 1과 같이 태양전지 모듈의 일부가 눈에 의해 가려진 상태에서 가동이 되면 태양전지 모듈이 부분적으로 파손됨은 물론 이로 인하여 시스템 결함이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
통상적인 태양전지 모듈 구조물은 태양전지 모듈이 집적된 형태의 태양전지 모듈 프레임과, 태양전지 모듈에서 생성된 전기를 제어하는 전력제어장치와, 전기를 저장하는 축전지 및 직류전기를 교류로 변환하는 인버터 등을 포함하여 구성된다. 이러한 태양전지 모듈 구조물은 태양전지 모듈 프레임의 고정 여부에 따라 고정형과 태양추적형으로 구분된다.
태양 추적형 태양전지 모듈 구조물은 일출에서 일몰까지 동에서 서로 이동하는 태양의 방위 및 고도를 추적하도록 태양전지 모듈 프레임을 회전시키는 형태를 갖는다.
한편. 고정형 태양전지 모듈 구조물 및 태양 추적형 태양전지 모듈 구조물은 눈이 와서 태양전지 모듈 프레임에 눈이 쌓일 경우 이를 제거하기란 무척 힘이 들며, 쌓인 눈의 제거시 많은 시간이 소요되며, 특히 계속해서 눈이 올 경우에는 제설이 거의 불가능하다. 또한, 야간에 계속해서 눈이 올 경우에는 지지대가 이를 지탱하지 못하고 무너지는 경우가 발생하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 쌓인 눈의 하중에 의한 파손을 방지할 수 있는 태양전지 패널용 적설 방지 장치 및 이를 구비한 태양전지 패널 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치는, 담당하는 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동 및 복귀가 가능한 가림막; 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 눈이 존재하는지 여부를 감지하는 적설 감지 수단; 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 존재하는 눈이 제거되도록 가열하는 열선; 및 상기 가림막을 상기 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동하는 것을 제어하고, 상기 적설 감지 수단의 감지 결과에 따라 상기 열선을 가동하는 제어보드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 태양전지 패널의 마주보는 2 변을 따라 상기 가림막이 슬라이딩 이동하도록, 상기 2 변에 설치된 슬라이딩 가이드를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 슬라이딩 가이드를 따라 상기 가림막이 슬라이딩 이동할때, 상기 태양전지 패널의 수광면을 닦아주는 클리너를 더 포함할 수 있다.
여기서, 외부의 기상 서버로부터 기상 정보를 전송받기 위한 서버 통신부를 더 포함하고, 상기 제어보드는, 상기 기상 정보에 따라 상기 태양전지 패널의 발전량이 기준치보다 작을 것으로 예상되거나, 상기 태양전지 패널의 파손의 가능성이 예상되는 경우, 상기 태양전지 패널의 수광면을 덮도록 상기 가림막을 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 적설 감지 수단은, 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 쌓인 눈의 중량를 감지하기 위한 중량 센서를 포함하고, 상기 제어보드는, 상기 중량 센서에서 감지한 쌓인 눈의 중량이 소정 중량 기준 이상이면, 상기 열선을 가동시킬 수 있다.
여기서, 상기 제어보드는, 현재 시점이 동절기인지 확인하는 단계; 현재 시점이 동절기이면 적설 중량 정보를 수신하는 단계; 상기 적설 중량과 설정 중량을 비교하는 단계; 상기 적설 중량이 설정 중량 이상이면, 열선을 가동하는 단계; 및 동절기가 아니거나, 상기 적설 중량이 설정 중량 미만이면 열선에 공급되는 전력을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 태양전지 패널 시스템은, 태양광으로부터 전력을 생산하는 태양전지 패널; 상기 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동 및 복귀가 가능한 가림막; 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 눈이 존재하는지 여부를 감지하는 적설 감지 수단; 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 존재하는 눈이 제거되도록 가열하는 열선; 상기 가림막을 상기 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동하는 것을 제어하고, 상기 적설 감지 수단의 감지 결과에 따라 상기 열선을 가동하는 제어보드; 및 상기 태양전지 패널에서 생산된 전력을 저장하는 축전부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 태양전지 패널의 마주보는 2 변을 따라 상기 가림막이 슬라이딩 이동하도록, 상기 2 변에 설치된 슬라이딩 가이드를 더 포할 수 있다.
여기서, 외부의 기상 서버로부터 기상 정보를 전송받기 위한 서버 통신부; 및 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 쌓인 눈의 중량를 감지하기 위한 중량 센서 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어보드는, 상기 기상 정보, 조도 정보 및 시간 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 따라 상기 태양전지 패널의 발전량이 기준치보다 작을 것으로 예상되거나, 상기 태양전지 패널의 파손의 가능성이 예상되는 경우, 상기 태양전지 패널의 수광면을 덮도록 상기 가림막을 이동시킬 수 있다.
여기서, 상기 축전부에 저장된 전력을 외부로 공급하되, 상기 저장된 전력의 일부를 상기 열선, 상기 제어보드 및 상기 가림막 구동 수단으로 제공하는 전력 변환 모듈을 더 포함할 수 있다.
상술한 구성의 본 발명의 사상에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치 및/또는 이를 구비한 태양전지 패널 시스템을 실시하면, 쌓인 눈의 하중에 의한 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 태양전지 패널용 적설 방지 장치 및/또는 이를 구비한 태양전지 패널 시스템은, 먼지나 모래가 날리는 경우 분진으로 인한 발전효율 하락을 방지할 수 있는 이점도 있다.
도 1은 태양전지 패널에 눈이 쌓여있는 모습을 나타낸 사진.
도 2는 적설로 인한 태양전지 피해로서 적설된 중량을 이기지 못하고 파손된 태양전지 패널의 모습을 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 5은 온도에 따른 태양전지 발전의 변화를 도시한 그래프.
도 6은 온도에 따른 태양전지 출력 특성을 도시한 개념도.
도 7은 일사 및 온도에 따른 태양전지의 출력 특성을 나타낸 그래프들.
도 8은 본 발명의 사상에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 제어보드가 수행하는, 상술한 중량 센서를 이용한 구조물 작동 알고리즘의 일 예를 도시한 흐름도.
도 2는 적설로 인한 태양전지 피해로서 적설된 중량을 이기지 못하고 파손된 태양전지 패널의 모습을 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 일 실시예를 도시한 블록도.
도 5은 온도에 따른 태양전지 발전의 변화를 도시한 그래프.
도 6은 온도에 따른 태양전지 출력 특성을 도시한 개념도.
도 7은 일사 및 온도에 따른 태양전지의 출력 특성을 나타낸 그래프들.
도 8은 본 발명의 사상에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 제어보드가 수행하는, 상술한 중량 센서를 이용한 구조물 작동 알고리즘의 일 예를 도시한 흐름도.
본 발명을 설명함에 있어서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다.
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 포함할 수 있다.
본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
본 발명은 태양전지 모듈이 폭설로 인해 훼손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 구조물 및 그 제어방법을 제시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도시한 태양전지 패널용 적설 방지 장치는, 담당하는 태양전지 패널(100)의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동 및 복귀가 가능한 가림막(220); 상기 태양전지 패널(100) 및/또는 상기 가림막(220) 상부에 눈이 존재하는지 여부를 감지하는 적설 감지 수단(230); 상기 태양전지 패널(100) 및/또는 상기 가림막(220) 상부에 존재하는 눈이 제거되도록 가열하는 열선(240); 및 상기 태양전지 패널(100)의 수광면이 가려지거나 노출되도록 상기 가림막(220)이 이동하는 것을 제어하고, 상기 적설 감지 수단(230)의 감지 결과에 따라 상기 열선(240)을 가동하는 제어보드(260)를 포함할 수 있다.
상기 태양전지 패널(100)에 대하여 상기 가림막(220)이 덮어주는 동작은, 회동식, 슬라이딩식, 접이식 등 다양한 방법이 가능하나, 비용이 저렴하면서도 충분한 내구성을 확보하려는 관점에서 슬라이딩식이 유리하다.
이 경우, 도시한 태양전지 패널용 적설 방지 장치는, 상기 태양전지 패널(100)의 마주보는 2 변을 따라 상기 가림막(220)이 슬라이딩 이동하도록, 상기 2 변에 설치된 슬라이딩 가이드(250)를 더 포함한다. 즉, 상기 슬라이등 가이드(250)를 일종의 레일로 하여 상기 가림막(220)이 이동할 수 있는데, 예컨대, 상기 슬라이딩 가이드(250)에 형성된 래크와 맞물려 돌아가는 피니언 기어를 상기 가림막(220)에 설치하고, 모터 등 전동수단으로 이를 회전시켜 이동을 수행할 수 있다. 즉, 상술한 구현의 본 발명의 구조물에는 레일과 모터가 설치되어 조작에 따라 가림막을 이동 가능하게 된다.
또한, 상술한 슬라이딩식의 경우, 상기 가림막(220)의 아래면에 상기 2 변을 수직으로 연결하는 형태의 청소용 솔이나 걸레를 구비하여, 상기 슬라이딩 가이드(250)를 따라 상기 가림막(220)이 슬라이딩 이동할때, 상기 태양전지 패널(100)의 수광면을 닦아주는 클리너 역할을 수행하게 할 수도 있다.
구현에 따라, 도시한 태양전지 패널용 적설 방지 장치는, 외부의 기상 서버로부터 기상 정보를 전송받기 위한 서버 통신부(270)를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제어보드(260)는, 전송받은 상기 기상 정보에 따라 상기 태양전지 패널(100)의 발전량이 기준치보다 작을 것으로 예상되거나, 상기 태양전지 패널(100)의 파손의 가능성이 예상되는 경우, 상기 태양전지 패널의 수광면을 덮도록 상기 가림막을 이동시키는 제어를 수행할 수 있다.
예컨대, 먼지나 모래가 날리는 날씨가 예보된 경우, 상기 가림막(220)을 작동시켜 상기 태양전지 패널(100)의 수광면에 적체되는 분진으로 인한 발전효율 하락을 방지할 수 있다.
예컨대, 강풍과 폭우가 예보된 경우, 발전량은 미미하면서도 상기 태양전지 패널(100)의 파손의 위험이 높은 바, 상기 가림막(220)을 작동시켜 상기 태양전지 패널(100)을 덮어서 파손을 방지할 수 있다.
또한, 타이머나 GPS 신호등으로부터 취득한 시각에 따라 현재 시점에 야간이면, 상기 가림막(220)을 작동시켜 상기 태양전지 패널(100)을 덮은 상태를 유지시키고, 먼지나 강풍으로부터 보호할 수 있다.
상기 적설 감지 수단(230)으로서, 다양한 방식의 센서나 방법들이 적용될 수 있다.
예컨대, 상기 적설 감지 수단(230)으로서 상기 태양전지 패널(100) 및/또는 상기 가림막(220)의 상면을 촬영하는 이미지 센서를 구비하고, 촬영된 영상에 눈이 존재하는지 여부로 적설을 감지할 수 있다.
예컨대, 상기 적설 감지 수단(230)으로서 상기 태양전지 패널(100) 및/또는 상기 가림막(220)의 상부 공간에 눈이 존재하는지 판정하는 초음파, 라이더, 레이더 센서, 이미지 센서 등으로 눈이 내리는 것을 감지하는 수단을 적용할 수 있다.
예컨대, 상기 적설 감지 수단(230)은, 상기 태양전지 패널(100) 및/또는 상기 가림막(220) 상부에 쌓인 눈의 중량를 감지하기 위한 중량 센서를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어보드(260)는, 상기 중량 센서에서 감지한 쌓인 눈의 중량이 소정 중량 기준 이상이면, 상기 열선(240)을 가동시킬 수 있다.
예컨대, 상기 적설 감지 수단(230)은, 쌓인 눈의 중량를 감지하기 위한 중량 센서 및 광량 센서의 센싱값들을 조합하는 것으로 대체될 수도 있다.
구현에 따라, 상기 열선(240)은 상기 태양전지 패널(100) 및 상기 가림막(220) 모두에 구비되거나, 2중 하나에만 구비될 수 있다. 모두 구비되는 경우가 적설 제거에 가장 효과적이지만, 상기 태양전지 패널(100)에 열선을 구비하는 경우, 기 설치된 기존 태양전지 패널에 대한 변경이 크게 소요되어, 신규 설비에는 유용하나 기존 설비의 개량에는 불리하다.
상기 열선(240)을 상기 가림막(220)에만 구비하는 경우, 기 설치된 기존 태양전지 패널에 대하여 상기 슬라이딩 가이드(250)만을 고정시키는 방식으로 적용할 수 있어 기존 설비 개량에 유리하다. 그러면서도, 적설전에 미리미리 가림막(220)을 덮어준다면 태양전지 패널 적설 차단에도 효과적이다.
구현에 따라, 상기 제어보드(260)는, 상기 태양전지 패널의 동작을 제어하는 연산 장치에서 수행되는 추가적인 SW 모듈의 형태로 제작하거나, 별도의 HW(PCB 보드, CPU, MCU 등)로 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 구조물에는 적설 감지 수단(230)과 열선(240)이 구비되어 있어, 수동조작 외에도 상기 제어보드(260)의 알고리즘에 의해, 기상정보 수신 및 적설 감지 정보에 따라 상기 가림막(220)이 자동 동작할 수 있다.
도 5은 온도에 따른 태양전지 발전의 변화를 도시한 그래프이다.
도 6은 온도에 따른 태양전지 출력 특성을 도시한 개념도이다.
도 7은 일사 및 온도에 따른 태양전지의 출력 특성을 나타낸 그래프들이다.
전류량(A)을 고정시킨 상태에서 보면, 온도가 올라갈수록 전압(V)은 낮아지는 그래프임을 알 수 있다. 이에 수반하여 Wmp도 감소하는데, 이는 온도가 올라갈 수록 이용할 수 있는 전력 생산량도 줄어들게 됨을 알 수 있다.
상술한 도 5 및 도 6의 그래프의 현상을 상기 제어보드(260)의 동작에 반영하면, 태양광 모듈은 온도가 높을수록 효율이 저하되므로 열선(240)은 동절기에 광량을 충분한데 발전 효율이 떨어진 경우에도 작동시킬 수 있다. 즉, 적설제거가 아닌 용도로 이용될 수 있다.
다음, 상술한 도 3 및 도 4에 도시한 태양전지 패널용 적설 방지 장치를 구비한 본 발명의 사상에 따른 태양전지 패널 시스템에 대하여 정의한다.
상기 태양전지 패널 시스템은, 태양광으로부터 전력을 생산하는 태양전지 패널(100); 상기 태양전지 패널(100)의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동 및 복귀가 가능한 가림막(220); 상기 태양전지 패널(100) 및/또는 상기 가림막(220) 상부에 눈이 존재하는지 여부를 감지하는 적설 감지 수단(230); 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 존재하는 눈이 제거되도록 가열하는 열선(240); 상기 가림막(220)을 상기 태양전지 패널(100)의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동하는 것을 제어하고, 상기 적설 감지 수단(230)의 감지 결과에 따라 상기 열선(240)을 가동하는 제어보드(260); 및 상기 태양전지 패널에서 생산된 전력을 저장하는 축전부(280)를 포함할 수 있다.
구현에 따라, 상기 태양전지 패널 시스템은, 외부의 기상 서버로부터 기상 정보를 전송받기 위한 서버 통신부(260); 및/또는 상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 쌓인 눈의 중량를 감지하기 위한 중량 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제어보드(260)는, 상기 기상 서버 등으로부터 전송받은 상기 기상 정보, 조도 센서의 측정값으로서 조도 정보 및 타이머가 측정한 시간 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 따라 상기 태양전지 패널의 발전량이 기준치보다 작을 것으로 예상되거나, 상기 태양전지 패널의 파손의 가능성이 예상되는 경우, 상기 태양전지 패널의 수광면을 덮도록 상기 가림막을 이동시킬 수 있다.
예컨대, 분진만을 고려하는 경우를 예시하면, 상기 제어보드(260)는 상기 서버 통신부(260)를 통하여 기상정보 수신하여, 예보에 따른 분진농도가 기준치 이상일 경우 가림막을 작동시키고, 예보에 따른 분진농도가 기준치 이하로 하락할 경우 가림막 작동 해제하며, 태양전지 패널의 운영 중에 상기 서버 통신부(260)를 통한 통신을 계속 대기할 수 있다.
도 4에서는 상기 축전부(280)에 저장된 전력을 외부로 공급하되, 상기 저장된 전력의 일부를 상기 열선, 상기 제어보드(260) 및 상기 가림막 구동 수단(예: 모터 등)으로 제공하는 전력 변환 모듈(290)을 나타내었다. 상기 축전부(280) 및 상기 전력 변환 모듈(290)은, 일반적인 태양전지 시스템의 발전 전력 저장 및 계통으로의 공급을 위한 역할을 수행할 수 있다.
또한, 태양전지 패널(100)과 상기 축전부(280)를 병행 이용하여 상기 제어보드(260), 모터, 계측 센서, 열선(240) 등에 외부 전원으로서 공급할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 상기 열선(240)은 상기 가림막(220)에만 구비하여, 기 설치된 기존 태양전지 패널에 대하여 상기 슬라이딩 가이드(250)만을 고정시키는 방식으로 기존 설비 계량에 적용할 수 있다. 또한, 상기 가림막(220)쪽 구조물에 적설 감지 수단(230)을 포함한 각종 센서들 및 상기 제어보드(260)를 설치하면, 고장시 가림막(220)쪽 구조물만을 태양광 패널(100)로부터 분리하여 수리함으로써, 수리 기간 동안에도 태양광 발전을 계속 진행시킬 수 있다. 수리중 발전 운영을 위해, 전력 변환 모듈(290) 및 상기 축전부(280)는 일반적인 경우와 유사하게 태양광 패널(100)쪽에 구비하는 것이 유리하다.
도 8은 본 발명의 사상에 따른 태양전지 패널용 적설 방지 장치의 상기 제어보드가 수행하는, 상술한 중량 센서를 이용한 구조물 작동 알고리즘의 일 예를 도시한 흐름도이다.
도시한 알고리즘에 따른 가림막 작동 방법은, 현재 시점이 동절기인지 확인하는 단계(S110); 현재 시점이 동절기이면 태양전지 패널 시스템의 적설 중량 정보를 수신하는 단계(S120); 상기 적설 중량과 설정 중량을 비교하는 단계(S130); 상기 적설 중량이 설정 중량 이상이면, 열선을 가동하는 단계(S150); 및 동절기가 아니거나, 상기 적설 중량이 설정 중량 미만이면 열선에 공급되는 전력을 차단하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 태양전지 패널 220 : 가림막
230 : 적설 감지 수단 240 : 열선
260 : 제어보드 280 : 축전부
260 : 서버 통신부 250 : 슬라이딩 가이드
290 : 전력 변환 모듈
230 : 적설 감지 수단 240 : 열선
260 : 제어보드 280 : 축전부
260 : 서버 통신부 250 : 슬라이딩 가이드
290 : 전력 변환 모듈
Claims (11)
- 담당하는 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동 및 복귀가 가능한 가림막;
상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 눈이 존재하는지 여부를 감지하는 적설 감지 수단;
상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 존재하는 눈이 제거되도록 가열하는 열선; 및
상기 가림막을 상기 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동하는 것을 제어하고, 상기 적설 감지 수단의 감지 결과에 따라 상기 열선을 가동하는 제어보드
를 포함하는 태양전지 패널용 적설 방지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 태양전지 패널의 마주보는 2 변을 따라 상기 가림막이 슬라이딩 이동하도록, 상기 2 변에 설치된 슬라이딩 가이드
를 더 포함하는 태양전지 패널용 적설 방지 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 슬라이딩 가이드를 따라 상기 가림막이 슬라이딩 이동할때, 상기 태양전지 패널의 수광면을 닦아주는 클리너
를 더 포함하는 태양전지 패널용 적설 방지 장치.
- 제1항에 있어서,
외부의 기상 서버로부터 기상 정보를 전송받기 위한 서버 통신부
를 더 포함하고,
상기 제어보드는,
상기 기상 정보에 따라 상기 태양전지 패널의 발전량이 기준치보다 작을 것으로 예상되거나, 상기 태양전지 패널의 파손의 가능성이 예상되는 경우, 상기 태양전지 패널의 수광면을 덮도록 상기 가림막을 이동시키는 태양전지 패널용 적설 방지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 적설 감지 수단은,
상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 쌓인 눈의 중량를 감지하기 위한 중량 센서를 포함하고,
상기 제어보드는,
상기 중량 센서에서 감지한 쌓인 눈의 중량이 소정 중량 기준 이상이면, 상기 열선을 가동시키는 태양전지 패널용 적설 방지 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어보드는,
현재 시점이 동절기인지 확인하는 단계;
현재 시점이 동절기이면 적설 중량 정보를 수신하는 단계;
상기 적설 중량과 설정 중량을 비교하는 단계;
상기 적설 중량이 설정 중량 이상이면, 열선을 가동하는 단계; 및
동절기가 아니거나, 상기 적설 중량이 설정 중량 미만이면 열선에 공급되는 전력을 차단하는 단계
를 포함하는 가림막 작동 방법을 수행하는 태양전지 패널용 적설 방지 장치.
- 태양광으로부터 전력을 생산하는 태양전지 패널;
상기 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동 및 복귀가 가능한 가림막;
상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 눈이 존재하는지 여부를 감지하는 적설 감지 수단;
상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 존재하는 눈이 제거되도록 가열하는 열선;
상기 가림막을 상기 태양전지 패널의 수광면이 가려지거나 노출되도록 이동하는 것을 제어하고, 상기 적설 감지 수단의 감지 결과에 따라 상기 열선을 가동하는 제어보드; 및
상기 태양전지 패널에서 생산된 전력을 저장하는 축전부
를 포함하는 태양전지 패널 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 태양전지 패널의 마주보는 2 변을 따라 상기 가림막이 슬라이딩 이동하도록, 상기 2 변에 설치된 슬라이딩 가이드
를 더 포함하는 태양전지 패널 시스템.
- 제7항에 있어서,
외부의 기상 서버로부터 기상 정보를 전송받기 위한 서버 통신부; 및
상기 태양전지 패널 및/또는 상기 가림막 상부에 쌓인 눈의 중량를 감지하기 위한 중량 센서 중 적어도 하나 이상을 더 포함하는 태양전지 패널 시스템.
- 제9항에 있어서,
상기 제어보드는,
상기 기상 정보, 조도 정보 및 시간 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 따라 상기 태양전지 패널의 발전량이 기준치보다 작을 것으로 예상되거나, 상기 태양전지 패널의 파손의 가능성이 예상되는 경우, 상기 태양전지 패널의 수광면을 덮도록 상기 가림막을 이동시키는 태양전지 패널 시스템.
- 제7항에 있어서,
상기 축전부에 저장된 전력을 외부로 공급하되, 상기 저장된 전력의 일부를 상기 열선, 상기 제어보드 및 상기 가림막 구동 수단으로 제공하는 전력 변환 모듈
을 더 포함하는 태양전지 패널 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220087773A KR20240010332A (ko) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 태양전지 패널용 적설 방지 장치 및 이를 구비한 태양전지 패널 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220087773A KR20240010332A (ko) | 2022-07-15 | 2022-07-15 | 태양전지 패널용 적설 방지 장치 및 이를 구비한 태양전지 패널 시스템 |
Publications (1)
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| KR20240010332A true KR20240010332A (ko) | 2024-01-23 |
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ID=89713821
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240010332A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102236725B1 (ko) | 2019-03-25 | 2021-04-07 | 솔라시도코리아 주식회사 | 태양광 발전 시스템 |
-
2022
- 2022-07-15 KR KR1020220087773A patent/KR20240010332A/ko unknown
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