WO2017135541A1

WO2017135541A1 - 공기집열식 ｐｖｔ 컬렉터

Info

Publication number: WO2017135541A1
Application number: PCT/KR2016/009821
Authority: WO
Inventors: 김준태; 김진희
Original assignee: 공주대학교 산학협력단
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2017-08-10
Also published as: KR101803838B1; CN108603690B; CN108603690A; KR20170091302A

Abstract

본 발명은 태양광원의 수광에 따른 전기에너지발전과 함께 태양광원의 투과 집열에 따른 열에너지발전을 일괄적으로 동시 수행하여 생활에 필요한 에너지자원인 전기 및 난방에 필요한 열원을 효율적으로 생산함을 제공하도록, 내측에 공기를 수용가능한 에어포켓공간을 형성하는 외곽프레임과; 상기 외곽프레임의 상부에 설치되고, 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성시키되 복수 개의 솔라셀이 연결된 셀집합체가 전후 길이방향으로 서로 간격을 두고 배열 배치되는 수광발전부와, 상기 수광발전부의 사이마다 형성되어 태양광을 에어포켓공간을 향해 투과시키는 광투과부로 구성되는 태양광모듈과; 상기 외곽프레임의 에어포켓공간 내에 공기와 접촉가능하게 설치되고, 상기 태양광모듈의 광투과부에 대응된 위치에서 태양광과의 접촉에 따른 열원을 흡수한 후 상기 에어포켓공간 내 접촉 공기에 전달하는 집열판;을 포함하는 공기집열식 PVT 컬렉터를 제공한다.

Description

공기집열식 ＰＶＴ 컬렉터

본 발명은 공기집열식 PVT 컬렉터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광원의 수광에 따른 전기에너지발전과 함께 태양광원의 투과 집열에 따른 열에너지발전을 일괄적으로 동시 수행하여 생활에 필요한 에너지자원인 전기 및 난방에 필요한 열원을 효율적으로 생산하는 것이 가능한 공기집열식 PVT 컬렉터에 관한 것이다.

일반적으로 태양에너지를 이용한 발전에는 태양광 또는 태양열을 전기에너지로 변환하는 태양광발전과, 태양광원의 태양열을 집열한 후 난방용 또는 온수용으로 사용하기 위한 태양열 집열발전 등이 있으며, 이처럼 태양에너지로 인한 생활에너지의 발전구조를 갖는 다양한 형태의 태양광발전(PV;photovoltaic) 모듈을 개발하여 사용하고 있다.

그러나 태양광발전 모듈은 전기 생산과정에서 열을 발생시켜 자체온도를 상승시키기 때문에 전기생산 효율을 저하시키는 요인이 작용하게 된다. 즉 태양광발전 모듈은 결정질계의 경우 태양으로부터 입사되는 에너지 중 대략 12~16%만이 발전에 이용되고 있어 태양광에너지 이용효율이 상당히 낮은 편이며, 나머지 에너지는 모두 열로 소모됨에 따라 태양광 발전용 셀의 온도를 상승시켜 영향을 미치게 되고, 셀 특성상 온도상승에 의해 전기 에너지 전환시 전기 변환효율을 감소하게 된다는 문제가 있었다.

따라서 태양광발전 모듈의 경우 후면에 열을 통풍시키기 위한 구성을 설비한 후 폐열을 배출하고 있으며, 태양광발전 모듈의 온도를 낮춤에 따라 시스템의 전기 성능을 향상시키도록 구성하였다.

이러한 배경에서 태양광과 태양열을 동시에 이용할 수 있도록 태양광발전 모듈의 전기 생산과정에서 발생하는 열기를 효율적으로 이용하여 급탕이나 난방에 활용할 수 있는 태양광/열(PVT;photohvoltaic-thermal) 발전모듈을 개발하여 사용되고 있다.

상기와 같은 태양광/열 발전모듈과 관련하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허공보 제999955호(2010.12.03.)에는 태양광발전장치에 있어서, 건물의 지붕 또는 외벽에 설치되며 태양광에너지를 흡수하여 전기에너지로 변환시켜 전기를 발생시키며 다수 개의 셀이 연결된 태양광발전 모듈과, 상기 태양광발전 모듈의 배면 외곽에 부착되며 태양광발전 모듈과 건물의 지붕 또는 외벽을 이격시켜 이들 사이에 공기를 수용하는 수용공간을 형성하며 공기유입구가 구비된 외곽프레임과, 상기 태양광발전 모듈의 배면에 도포되는 열전도성 접착제와, 상기 열전도성 접착제에 의해 상기 태양광발전 모듈에 부착되며 상기 태양광발전 모듈로부터 발생된 열을 상기 수용공간에 수용된 공기로 방열하는 방열판과, 상기 방열판의 배면에 부착되어 방열판으로부터 방열되는 열의 배출을 용이하도록 하는 다수의 방열핀과, 급탕이나 난방으로 이용할 수 있도록 상기 수용공간에 수용되어 가열된 공기를 수집하는 공기수집기를 포함하여 이루어지고, 상기 방열핀은 상기 태양광발전 모듈의 폭 또는 높이에 상응하는 길이를 가지는 금속판을 'ㄱ' 또는 'ㄷ'형태로 절곡하여 형성되며 서로 인접되도록 하여 상기 방열판에 부착되어 있되 상기 방열판에 열전도성 접착제로 부착되어 있고, 상기 외곽프레임은 상기 태양광발전 모듈의 배면이 건물 지붕의 외부면이나 건물 외벽의 외부면과 10~15cm 이격되도록 하는 높이를 갖도록 구성됨에 따라 태양광발전 모듈의 냉각효과와 함께 높은 열원을 획득할 수 있는 공기집열식 태양광발전장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 종래기술의 경우에는 태양광발전 모듈의 전체 면적에 다수 개의 셀을 적용하기 때문에 태양광발전에 따른 전기발전효율이 높은 반면, 태양광발전 모듈에서의 전기발전과정 중 발생한 열원만이 전도되어 열 사용을 위한 열원생산효율이 미미하다는 문제점이 있었다.

또한 종래에는 태양광발전 모듈 상에 다수의 방열핀이 부착된 방열판을 구성하기 때문에 태양광 모듈에 큰 중량에 따른 하중이 가해져 쳐짐 현상이 발생하는 등 내구성이 취약하다는 문제가 있었다.

더불어 종래에는 태양광발전 모듈에 방열판을 부착하기 위하여 열전도성 접착제를 사용하기 때문에 태양광발전 모듈과 방열판 사이에 접착제로 인한 접촉저항이 발생하여 열전달 성능이 현저히 저하된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광을 수광하여 전기발전함은 물론 별도의 태양광을 투과한 후 태양광의 직접적인 입사로 열원을 흡수할 수 있게 구성하므로 전기에너지와 열에너지를 일괄적으로 생산함은 물론 전기와 열원의 생산비율을 균일화하고, 기존에 비해 열원생산효율을 높일 수 있는 공기집열식 PVT 컬렉터를 제공하는데, 그 목적이 있다.

뿐만 아니라 본 발명은 집열판이 태양광을 직접적으로 입사하여 열원을 흡수하며 태양광모듈과는 비접촉구조를 갖도록 구성하므로 태양광모듈의 쳐짐 현상을 방지함은 물론 장치 자체적인 내구성을 높일 수 있는 공기집열식 PVT 컬렉터를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 공기집열식 PVT 컬렉터는 내측에 공기를 수용가능한 에어포켓공간을 형성하는 외곽프레임과; 상기 외곽프레임의 상부에 설치되고, 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성시키되 복수 개의 솔라셀이 연결된 셀집합체가 전후 길이방향으로 서로 간격을 두고 배열 배치되는 수광발전부와, 상기 수광발전부의 사이마다 형성되어 태양광을 에어포켓공간을 향해 투과시키는 광투과부로 구성되는 태양광모듈과; 상기 외곽프레임의 에어포켓공간 내에 공기와 접촉가능하게 설치되고, 상기 태양광모듈의 광투과부에 대응된 위치에서 태양광과의 접촉에 따른 열원을 흡수한 후 상기 에어포켓공간 내 접촉 공기에 전달하는 집열판;을 포함하여 이루어진다.

상기 집열판은 주재인 동박판의 표면에 흡열성능을 위한 티타늄을 코팅하여 이루어진다.

상기 집열판은 태양광이 접하는 접촉면이 평탄한 평면을 갖는 일자형의 단면형상으로 성형하여 구성하거나, 상기 집열판은 태양광이 접하는 접촉면이 하측으로 오목한 곡면을 갖는 라운드형의 단면형상으로 성형하여 구성하는 것이 가능하다.

또한 상기 집열판은 양쪽 끝단에 굴곡진 구조로 연장형성하여 집열 열원의 열 전도를 균일하게 유도하는 베플단을 구성하는 것도 가능하다.

상기 집열판은 상기 태양광모듈을 향한 태양광의 입사각도를 추적하여 좌우 회전방향으로 각도조절가능하게 이루어진다.

그리고 본 발명은 상기 집열판의 하부에 부착 설치되고 내부에 열매체를 순환하되 상기 집열판의 열원을 열매체에 전달할 수 있게 열 전도하는 순환파이프를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.

상기 순환파이프는 상기 집열판을 향한 상면이 개방된 구조로 절개되어 상기 집열판에 열매체가 직접적으로 접촉할 수 있게 형성되는 절개구를 구성한다.

본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터에 의하면 태양광의 전기발전을 위한 수광발전부와 함께 태양광의 열원생산을 위한 광투과부 및 집열판을 구성하므로, 전기와 열원을 균일하게 생산하여 생산균형을 맞추고 순환공기를 향한 우수한 열전도효율을 도모하여 열원생산력을 향상시킴과 동시에 생활에 필요한 난방효율을 대폭 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터는 태양광의 열원을 직접 입사하여 열원을 흡수하며 태양광모듈과는 비접촉구조로 배치하므로, 접착제를 미사용하여 제작이 간편함은 물론 집열판을 향한 우수한 열전달 성능을 도모하여 집열효율을 향상시키고, 우수한 내구성에 따른 장치변형을 미연에 방지하면서 유지관리가 용이하고 장치의 수명을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터는 집열판의 열원을 열매체에 전달할 수 있게 열 전도하는 순환파이프를 구성하므로, 생활에너지의 난방원 온풍과 더불어 온수를 효율적으로 생산할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터는 순환파이프의 상부가 절개하여 집열판에 부착형태로 구성하므로, 열매체를 위한 접촉면적을 확대함은 물론 열매체가 집열판에 직접적으로 접촉하여 열매체를 향한 열전달효율을 크게 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 개략적으로 나타내는 평면도.

도 3의 (a)~(c)는 각각 본 발명에 따른 일실시예에서 집열판의 제1~3실시예를 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 집열판의 각도조절상태를 예시적으로 나타내는 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 평면도.

도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예를 나타내는 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예에서 순환파이프를 나타내는 사시도.

10 : 외곽프레임 15 : 에어포켓공간

20 : 태양광모듈 21 : 수광발전부

22 : 솔라셀 25 : 광투과부

30 : 집열판 35 : 베플단

40 : 절연패널 50 : 순환파이프

55 : 절개구

본 발명은 내측에 공기를 수용가능한 에어포켓공간을 형성하는 외곽프레임과; 상기 외곽프레임의 상부에 설치되고, 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성시키되 복수 개의 솔라셀이 연결된 셀집합체가 전후 길이방향으로 서로 간격을 두고 배열 배치되는 수광발전부와, 상기 수광발전부의 사이마다 형성되어 태양광을 에어포켓공간을 향해 투과시키는 광투과부로 구성되는 태양광모듈과; 상기 외곽프레임의 에어포켓공간 내에 공기와 접촉가능하게 설치되고, 상기 태양광모듈의 광투과부에 대응된 위치에서 태양광과의 접촉에 따른 열원을 흡수한 후 상기 에어포켓공간 내 접촉 공기에 전달하는 집열판;을 포함하는 공기집열식 PVT 컬렉터를 기술구성의 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터의 일실시예는 도 1에 나타낸 바와 같이, 외곽프레임(10)과, 태양광모듈(20)과, 집열판(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 외곽프레임(10)은 상기 태양광모듈(20) 및 상기 집열판(30)이 개개의 위치에 설치될 수 있게 지지하고, 상기 태양광모듈(20)의 외측 테두리를 따라 사방에 측벽을 이루도록 구성한다.

상기 외곽프레임(10)은 알루미늄 등의 금속제를 사용하거나 단열재로서 플라스틱 등의 소재를 사용하여 구성한다.

상기 외곽프레임(10)의 내측에는 공기를 수용가능한 에어포켓공간(15)을 형성한다. 즉 상기 외곽프레임(10)의 상부에 구비된 상기 태양광모듈(20)과 함께 상기 외곽프레임(10)의 하부에 절연패널(40)을 구비하여 상기 외곽프레임(10)의 상/하면을 각각 폐쇄하므로 상기 외곽프레임(10)의 내측에 공기를 수용할 수 있는 에어포켓공간(15)을 형성하게 된다.

상기에서 절연패널(40)은 상기 에어포켓공간(15)에 전달된 열에너지에 대한 열손실을 차단하기 위한 것으로서, 우수한 단열성능을 갖는 단열재(예를 들면, 플라스틱, 알루미늄 등)을 사용하여 구성한다.

상기 에어포켓공간(15)은 상기 외곽프레임(10) 상에 상하로 간격을 두고 설치된 상기 태양광모듈(20) 및 상기 절연패널(40)로부터 폐쇄된 공간을 이루므로 내부에 수용된 공기를 가열할 수 있는 영역을 형성한다.

도면에 나타내지는 않았지만 상기 에어포켓공간(15)에는 외부로부터 공기가 유입될 수 있는 유입구 및 공기가 외부를 향해 배출될 수 있는 배출구가 연통된 구조를 이루도록 구비된다.

상기에서 유입구 및 배출구는 상기 외곽프레임(10) 또는 상기 절연패널(40) 상에 선택적으로 구비토록 구성한다. 예를 들면, 상기 유입구를 상기 외곽프레임(10) 상에 구비토록 형성하여 상기 에어포켓공간(15)을 향한 측 방향에서 공기가 유입될 수 있게 형성하거나 상기 유입구를 상기 절연패널(40) 상에 구비토록 형성하여 상기 에어포켓공간(15)을 향한 하 방향에서 공기가 유입될 수 있게 형성하는 것이 가능하고, 또한 상기 배출구를 상기 외곽프레임(10) 상에 구비토록 형성하여 상기 에어포켓공간(15)으로부터 측 방향을 향해 공기가 배출될 수 있게 형성하거나 상기 배출구를 상기 절연패널(40) 상에 구비토록 형성하여 상기 에어포켓공간(15)으로부터 하 방향을 향해 공기가 배출될 수 있게 형성하는 것이 가능하다.

상기 태양광모듈(20)은 상기 외곽프레임(10)의 상부에 설치되어 상면이 외측에 노출된 구조를 이루므로 태양광에 직접적으로 접촉가능하게 형성한다.

상기 태양광모듈(20)은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성시키기 위한 수광발전부(21)와, 태양광을 상기 에어포켓공간(15)을 향해 투과시키기 위한 광투과부(25)를 구비토록 구성한다.

상기 수광발전부(21)는 태양광원의 수광에 따른 전기적 발전을 도모하여 전기에너지를 생성시키기 위한 복수 개의 솔라셀(22)이 상기 태양광모듈(20)의 폭 방향을 향해 일렬로 연결된 구조를 갖는 셀집합체를 구비한다.

상기에서 셀집합체는 상기 태양광모듈(20)의 전후 길이방향으로 서로 간격을 두고 배열 배치된다. 즉 상기 수광발전부(21)는 도 2에서처럼 일렬로 연결된 셀집합체가 전후 길이방향으로 간격을 두고 배치된 구조로 복수 개의 셀집합체를 구비토록 구성한다.

상기 광투과부(25)는 상기 집열판(30)을 향해 태양광이 접촉될 수 있게 태양광을 에어포켓공간(15)에 투과시키는 것으로서, 상기 수광발전부(21)의 사이마다 형성된다. 즉 상기 태양광모듈(20)은 상기 수광발전부(21)에 따른 전기생산영역과 상기 광투과부(25)에 따른 열원생산영역이 서로 균형을 이룰 수 있게 형성한다.

상기에서 광투과부(25)는 일반적인 저철분 강화유리 또는 투명유리 등을 사용하여 구성한다.

상기 집열판(30)은 상기 태양광모듈(20)의 광투과부(25)를 거친 태양광이 접촉함에 따라 가열된 열을 집열시킴과 동시에 상기 에어포켓공간(15) 내 공기를 향해 열원을 전달하는 기능을 수행한다.

상기 집열판(30)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 외곽프레임(10)의 에어포켓공간(15) 내에 공기와 접촉가능하게 설치된다. 즉 상기 집열판(30)은 상기 태양광모듈(20)과는 구분되게 하측에 간격을 두고 위치하므로 상기 태양광모듈(20)과는 비접촉 구조를 이루고, 상기 에어포켓공간(15) 내의 순환공기가 접촉하도록 구성한다.

상기 집열판(30)은 두께가 얇은 박판 형태로 형성하고, 열전도율이 우수한 금속인 구리 등의 금속재질을 사용하여 구성한다.

상기 집열판(30)은 상기 태양광모듈(20)의 광투과부(25)에 대응된 위치마다 설치되어 태양광에 접촉가능하게 형성한다.

상기 집열판(30)은 광투과부(25)로부터 태양광이 투과되어 접촉하고, 태양광과의 접촉에 따른 열원을 흡수한 후 상기 에어포켓공간(15)을 순환중인 접촉 공기에 전달한다.

상기 집열판(30)은 일자형 또는 라운드형 등의 단면형상 중 선택적으로 적용하여 구성하는 것이 가능하다.

상기 집열판(30)은 주재인 동박판의 표면에 흡열성능을 위한 티타늄을 코팅하여 구성한다. 즉 상기 집열판(30)은 열전도율이 우수한 구리재질을 사용하되 구리보다 열전도율이 우수한 티타늄을 표면에 코팅한 집열판(30)을 제작하므로, 우수한 집열성능을 도모하는 것이 가능하다.

상기 집열판(30)의 제1실시예는 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 태양광이 접하는 접촉면이 평탄한 평면을 갖는 일자형의 단면형상으로 성형하여 이루어진다.

상기에서 집열판(30)은 상기 태양광모듈(20)의 광투과부(25)의 면적보다 큰 면적으로 형성하여 상기 광투과부(25)를 거친 태양광이 모두 상기 집열판(30)에 용이하게 접촉할 수 있게 구성한다.

상기 집열판(30)의 제2실시예는 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 태양광이 접하는 접촉면이 하측으로 오목한 곡면을 갖는 라운드형의 단면형상으로 성형하여 이루어진다.

상기와 같이 집열판(30)을 곡선형태의 라운드형으로 구성하면, 태양의 위치에 따른 태양광의 입사각도를 직각방향으로 접촉 유지하여 집열효율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.

상기 집열판(30)의 제3실시예는 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 양쪽 끝단에 굴곡진 구조로 연장형성하여 집열 열원의 열 전도를 균일하게 유도하는 베플단(35)을 형성토록 이루어진다.

상기에서 베플단(35)은 상기 집열판(30)의 양쪽 끝단을 기준으로 하향경사방향으로 연장 형성한다.

상기 베플단(35)은 직선형 또는 곡선형의 단면형상으로 연장 형성된 구조를 이루도록 구성하는 것이 가능하다.

상기와 같이 집열판(30)에 베플단(35)을 구성하게 되면, 태양광에 따라 가열된 열원을 유동하여 집열판(30)의 균일한 열분포도를 도모함은 물론 공기와의 접촉면적을 넓혀 열전달 효율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.

또한 상기 집열판(30)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 태양광모듈(20)을 향한 태양광의 입사각도를 추적하여 좌우 회전방향으로 각도조절가능하게 구성한다.

도면에 나타내지는 않았지만 상기 집열판(30)의 회전각도를 조절토록 구동함에는 상기 집열판(30)의 일단에 회전구동을 위한 감속기 및 모터를 기계적으로 결합구성하고, 태양광의 입사각도에 대한 입력신호를 인가할 수 있게 태양의 위치를 추적하는 추적수단을 구비토록 구성한다.

상기에서 추적수단은 태양에 대한 화상신호로부터 태양의 형상을 검출하여 태양의 이동좌표에 따른 위치검출이 가능한 카메라모듈이 장착된 구조로 구성하는 것도 가능하고, 시간적 입력신호에 따른 시간대별 태양의 위치를 검출하기 위한 타이머가 장착된 구조로 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 집열판(30)을 회전각도조절가능하게 구성하게 되면, 태양의 입사각도를 추적하여 태양광의 입사량을 향상시킴과 동시에 집열효율을 보다 향상시키는 것이 가능하다.

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터에 의하면, 태양광의 전기발전을 위한 수광발전부(21)와 함께 태양광의 열원생산을 위한 광투과부(25) 및 집열판(30)을 구성하므로, 전기와 열원을 균일하게 생산하여 생산균형을 맞추고 순환공기를 향한 우수한 열전도효율을 도모하여 열원생산력을 향상시킴과 동시에 생활에 필요한 난방효율을 대폭 향상시키는 것이 가능하다.

뿐만 아니라 본 발명은 태양광의 열원을 직접 입사하여 열원을 흡수하며 태양광모듈(20)과는 비접촉구조로 배치하므로, 접착제를 미사용하여 제작이 간편함은 물론 집열판(30)을 향한 우수한 열전달 성능을 도모하여 집열효율을 향상시키고, 우수한 내구성에 따른 장치변형을 미연에 방지하면서 유지관리가 용이하고 장치의 수명을 대폭 향상시키는 것이 가능하다.

그리고 본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터의 다른 실시예는 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 집열판(30)의 하부에 부착 설치되고 내부에 열매체를 순환하되 상기 집열판(30)의 열원을 열매체에 전달할 수 있게 열 전도하는 순환파이프(50)를 더 포함하여 이루어진다.

상기 순환파이프(50)는 별도의 난방시설 또는 온수시설로부터 열매체가 유입가능하게 연결되며, 상기 집열판(30)의 열에너지가 전달된 열매체를 재차 난방시설 또는 온수시설을 향해 공급가능하게 연결된다. 즉 상기 에어포켓공간(15) 내에는 상기 순환파이프(50)에 연결되어 열매체를 유입시키는 급수파이프(57) 및 열매체를 공급하도록 배출시키는 배수파이프(58)를 구비토록 구성한다.

상기 순환파이프(50)는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 집열판(30)을 향한 상면이 개방된 구조로 절개된 절개구(55)를 구비토록 구성한다.

상기 순환파이프(50)는 상기 절개구(55)가 형성된 상단이 상기 집열판(30)의 하부에 접하도록 설치된다. 즉 상기 절개구(55)가 형성된 상기 순환파이프(50)의 상단에 접합물질을 갖는 접착제를 구비하여 상기 집열판(30)의 하면에 부착가능하게 구성한다.

상기 순환파이프(50)에 상기 절개구(55)를 형성함에 따라 내부 열매체가 상기 집열판(30)에 직접적으로 접촉하므로 상기 집열판(30)의 열원이 열매체에 효율적으로 열 전달하는 것이 가능하다.

상기에서 열매체로는 일반적인 물이나 냉매를 사용한다.

상기 순환파이프(50)에 사용가능한 재질로도 상기 집열판(30)과 마찬가지로 열전도율이 우수한 구리 등의 금속재질을 사용하며, 나아가 구리재질의 파이프 표면에 흡열성능을 위한 티타늄을 코팅하므로 상기 집열판(30)의 열이 보다 효율적으로 전달될 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.

즉 상기한 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, 집열판(30)의 열원을 열매체에 전달할 수 있게 열 전도하는 순환파이프(50)를 구성하므로 생활에너지의 난방원 온풍과 더불어 온수를 효율적으로 생산하는 것이 가능하다.

또한 본 발명은 순환파이프(50)의 상부가 절개하여 집열판(30)에 부착형태로 구성하므로, 열매체를 위한 접촉면적을 확대함은 물론 열매체가 집열판에 직접적으로 접촉하여 열매체를 향한 열전달효율을 크게 증진시키는 것이 가능하다.

상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기에서는 본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.

본 발명에 따른 공기집열식 PVT 컬렉터는 태양광을 수광하여 전기발전하는 구성과 함께 태양광을 투과하여 직접적으로 입사한 후 열원을 흡수할 수 있는 구성을 구비토록 제조하므로 전기에너지와 열에너지를 일괄생산하며 전기와 열원의 균일한 생산발전을 도모하고 우수한 내구성을 갖는 제품을 이루도록 설계된 것으로서, 태양광발전모듈을 제조하는 제조업종의 사업장이나 판매점 등 태양광발전분야에서 산업상 이용가능성이 있다.

Claims

내측에 공기를 수용가능한 에어포켓공간을 형성하는 외곽프레임과;

상기 외곽프레임의 상부에 설치되고, 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성시키되 복수 개의 솔라셀이 연결된 셀집합체가 전후 길이방향으로 서로 간격을 두고 배열 배치되는 수광발전부와, 상기 수광발전부의 사이마다 형성되어 태양광을 에어포켓공간을 향해 투과시키는 광투과부로 구성되는 태양광모듈과;

상기 외곽프레임의 에어포켓공간 내에 공기와 접촉가능하게 설치되고, 상기 태양광모듈의 광투과부에 대응된 위치에서 태양광과의 접촉에 따른 열원을 흡수한 후 상기 에어포켓공간 내 접촉 공기에 전달하는 집열판;을 포함하여 이루어지는 공기집열식 PVT 컬렉터.
청구항 1에 있어서,

상기 집열판은 주재인 동박판의 표면에 흡열성능을 위한 티타늄을 코팅하여 이루어지는 공기집열식 PVT 컬렉터.
청구항 1에 있어서,

상기 집열판은 태양광이 접하는 접촉면이 평탄한 평면을 갖는 일자형의 단면형상으로 성형하는 공기집열식 PVT 컬렉터.
청구항 1에 있어서,

상기 집열판은 태양광이 접하는 접촉면이 하측으로 오목한 곡면을 갖는 라운드형의 단면형상으로 성형하는 공기집열식 PVT 컬렉터.
청구항 4에 있어서,

상기 집열판은 양쪽 끝단에 굴곡진 구조로 연장형성하여 집열 열원의 열 전도를 균일하게 유도하는 베플단을 포함하여 이루어지는 공기집열식 PVT 컬렉터.
청구항 1에 있어서,

상기 집열판은 상기 태양광모듈을 향한 태양광의 입사각도를 추적하여 좌우 회전방향으로 각도조절가능하게 이루어지는 공기집열식 PVT 컬렉터.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 집열판의 하부에 부착 설치되고 내부에 열매체를 순환하되 상기 집열판의 열원을 열매체에 전달할 수 있게 열 전도하는 순환파이프를 더 포함하여 이루어지는 공기집열식 PVT 컬렉터.
청구항 7에 있어서,

상기 순환파이프는 상기 집열판을 향한 상면이 개방된 구조로 절개되어 상기 집열판에 열매체가 직접적으로 접촉할 수 있게 형성되는 절개구를 포함하여 이루어지는 공기집열식 PVT 컬렉터.