WO2020004700A1 - 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치 - Google Patents

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WO2020004700A1
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solar panel
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최정동
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솔라테라스 주식회사
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44—Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Definitions

  • the present invention relates to a water-based photovoltaic device using an air cell structure, and more particularly to a water-based photovoltaic device using a plurality of air cell structures.
  • the photovoltaic device is a device that converts sunlight directly into electrical energy. It is used for power supply of unmanned light tower or light buoy on the island where commercial power is not available by connecting in series or parallel according to the required unit capacity. It is a device that prolongs the usage time of the battery by supplying new energy in case of the failure.
  • the advantage of water photovoltaic power generation is that it has a stable amount of sunshine, is suitable for South Korea, where there are few idle plains and a reservoir. In addition, there is less shadow interference. It is also advantageous in terms of efficiency, where the water surface is low and easy to maintain at the cell's maximum efficiency temperature. There is also an afterglow reflected on the surface of the water, which is 10% more efficient than the ground. The change in the chemical properties of the cell due to heat is also small, which extends its lifespan. In addition, green algae and red tide are mainly generated by sunlight, thereby reducing the transmitted sunlight can reduce the green algae and red tide.
  • the floating body is used.
  • the inside of the floating body is filled with air, and the floating body can expand or contract according to the solar energy, and also the hole in the floating body If damaged, there is a problem that power generation cannot continue.
  • the inventor of the present invention has completed the present invention after a long research and trial and error to solve these problems.
  • the present invention provides a plurality of air cells and a water-based photovoltaic device capable of floating the solar panel on the water surface by using a shell covering the air cells.
  • a water support coupled to the solar panel, floating on the water surface, and supporting the solar module;
  • It is made of a flexible airtight material, characterized in that it comprises a shell which is filled with a plurality of the air cells therein to maintain the structure,
  • It may further include a water cell coupled to the outer side of the outer shell and filled with water to move the center of gravity of the water support itself downward so that the water support itself can stably float on the water.
  • the envelope may be formed of tarpaulin.
  • According to one embodiment may further include a light reflector coupled to one side of the envelope to increase the amount of light transmitted to the solar panel.
  • the present invention is a floating on the water surface and combined with a solar panel to support the photovoltaic panel, the solar panel support device,
  • It is made of a flexible airtight material, characterized in that it comprises a shell which is filled with a plurality of the air cells therein to maintain the structure,
  • the center of gravity of the aquatic solar panel support device is accommodated together with the plurality of air cells in the lower side of the outer shell, and the subsea solar panel support device itself is stably floating on the water. It may further include a water cell filled with water to make it.
  • the filled water cell may further include.
  • the envelope may be formed of tarpaulin.
  • it may further include a light reflector coupled to one side of the envelope to increase the amount of light transmitted to the solar panel.
  • the water-based photovoltaic device using the air cell structure according to the present invention can stably float the water-based photovoltaic device on the water surface by using the air cell and the shell covering the air cell.
  • FIG. 1 is a view showing a water-based photovoltaic device using an air cell structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a water-based photovoltaic device using an air cell structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view showing a water-based photovoltaic device using an air cell structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a water-based photovoltaic device using an air cell structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an outer shell filled with an air cell and a water cell according to an embodiment of the present invention.
  • an air tube has been used as a structure for floating a water-based photovoltaic device on the water surface.
  • the air tube is filled with air, and its shape is maintained by the pressure of the air.
  • such an air tube has a problem that the volume of the air is expanded or contracted according to the temperature, and thus the volume of the air tube is also expanded or contracted so that the air tube does not function properly to support the water photovoltaic device.
  • the inventor of the present invention includes the configuration of the air cell (air pack) and the outer cover covering the same.
  • FIG. 1 is a view showing a water-based photovoltaic device using an air cell structure according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a view showing the inside of the shell filled with air cells and water cells according to an embodiment of the present invention.
  • the water based photovoltaic device using an air cell structure includes a solar panel 100 and a water support 200 for supporting it.
  • the water support 200 is composed of an air cell 210 and the outer cover 220 to cover it.
  • the air cell 210 is filled with air inside. And the air cell 210 is to fill the outer shell 220 intently. Although it may vary depending on the size of the water support 200, approximately dozens to hundreds of air cells 210 may be filled in the shell 220. Since it is composed of a plurality of air cells 210, even if a part of the air cell 210 is holed or damaged, it is possible to solve the problem by replacing only the corresponding air cell 210, not the whole.
  • each air cell 210 covered by the outer shell 220 is relatively inadequate in volume expansion and contraction compared to the air tube. That is, it is surrounded by the outer shell 220 not only directly receives solar heat, but also the inside of the outer shell 220 not only filled with air, but a plurality of air cells 210 and the air inside the air cell 210, the air cell 210 and the air cell
  • the air between 210 is relatively less affected by the expansion and contraction of the air. That is, even if the air expands or the temperature decreases to decrease the volume of the air, the expansion and contraction of the volume of the shell 220 is less affected.
  • the cover of the air cell 210 may be made of a material in which PE (polyethylene) and nylon are laminated, and the airtightness of the air cell 210 may be further increased.
  • the outer shell 220 may be made of a flexible airtight material, and the structure may be maintained by filling a plurality of air cells 210 therein. That is, the plurality of air cells 210 fills the inside of the shell 220 to complete the structure of the shell 220 as shown in FIG. 1 or 5.
  • the outer shell 220 is made of a material such as tarpaulin or polyester and nylon synthetic fibers or polyvinyl chloride (PVC) can be light in weight and excellent airtightness.
  • a material such as tarpaulin or polyester and nylon synthetic fibers or polyvinyl chloride (PVC) can be light in weight and excellent airtightness.
  • the outer shell 220 may have a semicircular cross section.
  • the cylinder may be cut in half. It is formed in such a shape to minimize the overall volume of the shell 220. By minimizing the volume, not only the manufacturing cost can be reduced but also the area occupied by the installation location can be minimized.
  • the outer shell 220 having a semi-cylindrical shape can rotate due to the deflected center of gravity. It also floats on the surface of the water and can be shaken or moved by small waves of water.
  • the present invention uses the water cell 230 to move the center of gravity of the water support 200 itself to the lower side.
  • the water cell 230 refers to a kind of water pack filled with water.
  • the cover constituting the water cell 230 is made of a flexible material having airtightness.
  • a plurality of water cells 230 may be filled in the lower side of the outer shell 220 to move the center of gravity of the water support 200 itself.
  • the water support 200 can be more stably floated on the surface of the water.
  • the center of gravity is located in the water so that the solar panel 100 can be stably supported even by wind or external force.
  • the water cell 230 for the movement of the center of gravity is filled with one relatively relatively bulky water cell 230 inside the outer shell 220 or a plurality of water cells 230 corresponding to the outer shell 220 ) Can be filled on the lower side.
  • the filling of the plurality of water cells 230 in the bottom of the shell 220 is more stable than filling the bottom of the shell 220 with one bulky water cell 230.
  • the air cells 210 and the water cells 230 may have the same size. By making the size of the air cell 210 and the water cell 230 the same, the distance between the air cell 210, the water cell 230, and the air cell 210 and the water cell 230 in the outer shell 220 are equal. By doing so, the voids in the outer shell 220 can be made the same as a whole.
  • the air gaps between the air cells 210, the water cells 230, and the air cells 210 and the water cells 230 are all the same, the amount of air filled in the air gaps is the same, so that the air inside the shell 220 is entirely The same behavior can be maintained to maintain a stable support structure.
  • the present invention increases the durability of the air cell 210 by covering the plurality of air cells 210 filled with air and the plurality of air cells 210 once again, and the support structure of the entire water support body 200. The stability of can be maintained.
  • FIG. 2 is a view showing a water-based photovoltaic device using the structure of the air cell 210 according to another embodiment of the present invention.
  • the water cell 230 for adjusting the center of gravity of the support body 200 itself may be coupled to the outside of the shell 220.
  • the water cell 230 is coupled to the lower side of the outer shell 220 to move the center of gravity of the water support 200 itself downward so that the water support 200 can stably float on the water surface.
  • the coupling position of the water cell 230 may be combined in consideration of the center of gravity of the entire water-based photovoltaic device including the solar panel 100 coupled to the outer shell 220.
  • the coupling position of the water cell 230 coupled to the shell 220 may be adjusted in consideration of the angle of incidence so that sunlight is incident on the solar panel 100 stably.
  • the cover of the water cell 230 is also made of a material such as tarpaulin, polyester and nylon synthetic fibers or polyvinyl chloride (PVC) can be light weight and excellent airtightness.
  • a material such as tarpaulin, polyester and nylon synthetic fibers or polyvinyl chloride (PVC) can be light weight and excellent airtightness.
  • FIG 3 is a view showing a water-based photovoltaic device using the structure of the air cell 210 according to another embodiment of the present invention.
  • the cross section of the shell 220 may be trapezoidal or triangular in shape. That is, the outer shell 220 of various shapes may be possible.
  • the inside of the shell 220 is likewise filled with a plurality of air cells 210, a plurality of water cells 230 are filled below the inside of the shell 220 to move the center of gravity downward. It is possible to stably support the solar panel 100 by moving the center of gravity of the water support body 200 itself by adjusting the number and position of the water cells 230 filled in the lower side of the outer shell 220.
  • FIG. 4 is a view showing a water-based photovoltaic device using the air cell 210 structure according to another embodiment of the present invention.
  • the water cell 230 is coupled to the outside of the shell 220 as in FIG. 2.
  • the combined position of the water cell 230 may also be combined in consideration of the center of gravity of the entire water-based photovoltaic device including the solar panel 100 is coupled to the outer shell (220).
  • the coupling position of the water cell 230 coupled to the shell 220 may be adjusted in consideration of the angle of incidence so that sunlight is incident on the solar panel 100 stably.
  • the present invention may further include a light reflector 300.
  • the light reflector 300 may be located at one side of the solar panel 100 to increase the amount of light transmitted to the solar panel 100. That is, the solar light transmitted from the sun is reflected by the light reflector 300 and transmitted to the solar panel 100, so that the solar panel 100 receives more solar energy.
  • the envelope 220 of the present invention may further include a light reflector support.
  • the inside of the light reflector plate may also be filled with the air cell 210 to maintain the shape of the support and simultaneously support the light reflector 300.
  • the light reflector support is formed on one side of the outer shell 220 and may be part of the outer shell 220.
  • the light reflector support unit is combined with the light reflector 300 to support the light reflector 300.
  • the light reflector support is a structure such as a support plate coupled to the outer shell 220 rather than a part of the outer shell 220, as shown in FIGS. 1 to 4, the light reflector support is coupled to the outer shell 220 at a predetermined angle to the light reflector 300. ) Is not easy to support.
  • the outer shell 220 is made of a tarpaulin-like material because it is difficult to combine if the plate of the hard material is maintained at a certain angle.
  • the present invention solves this problem by forming the light reflector support portion to be part of the shell 220. That is, the light reflector support part is also formed as a part of the outer shell 220, and in this case is formed to form a certain angle on one side of the outer shell 220 in consideration of the support of the light reflector 300, the inside is also filled with the air cell 210 air cell ( 210) to make the structure.
  • the light reflector support can stably support the light reflector 300.
  • the present invention claims an aqueous solar panel support device.
  • the water-based solar panel support device can be understood as the same as the above-described water support, and thus description thereof will be omitted.

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Abstract

본 발명은 태양광 패널; 및 상기 태양광 패널과 결합되고, 수면상에서 부유하며 상기 태양광 모듈을 지지하는 수상지지체를 포함하고, 상기 수상지지체는, 부력을 제공하기 위한 공기가 내부에 채워지는 다수의 에어셀; 및 유연한 기밀성 소재로 제작되고, 내부에 다수의 상기 에어셀이 채워져 구조가 유지되는 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는, 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 제공한다.

Description

에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치
본 발명은 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수의 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전 장치에 관한 것이다.
태양광 발전 장치는 태양 광을 직접 전기에너지로 변환시키는 장비로 필요한 단위용량에 따라 직렬 또는 병렬로 연결하여 상용전원을 사용할 수 없는 섬에 위치한 무인등대나 등부표의 전원용으로 사용하며, 태양 광을 이용할 수 없는 경우를 대비하여 축전지를 병행 사용 새로운 에너지를 공급하여 축전지의 사용시간을 연장시켜주는 장치이다.
기존 태양광 발전은 사막이나 황무지 등 유휴지를 주로 활용하는 형태다. 그러나 유휴지가 적은 지역에서는 다른 방식의 태양광 발전을 찾아야했다. 땅 대신 파도가 없고 수면이 대체로 안정적인 저수지를 활용해보자는 발상이 수상 태양광 발전이다.
우리나라는 저수지가 많으며 5퍼센트만 활용해도 4,170MW(메가와트) 규모로 약 560만명이 사용할 전력 공급이 가능하다고 한다. 그래서 활발하게 연구개발 중이다. 2008년부터 개발을 시작하여 2009년 한국수자원공사의 주암댐 2.4kW급 실증플랜트 건설, 2018년 12월까지 합천댐에 40MW급의 세계적 규모의 태양광 발전 시설을 설치할 예정이다.
수상 태양광 발전의 장점은 안정적인 일조량을 가지며, 유휴 평지가 적고 저수지가 많은 대한민국에 적합하다. 또한, 음영 간섭도 적다. 효율면에서도 유리한데, 수면은 온도가 낮아서 셀의 최대 효율 온도로 유지하기 쉽다. 수면에 반사되는 잔광도 있어 지상과 비교하여 10% 이상의 높은 효율을 보인다고 한다. 열에 의한 셀의 화학적 특성 변화도 적어져 수명도 늘어난다. 또한 녹조와 적조는 주로 햇빛에 의해 발생하므로, 투과 태양광을 줄여 녹조와 적조를 줄일 수 있다.
한편, 태양전지를 수면에 띄워야 하므로, 부상체를 사용하게 되는데, 일반적으로 부상체 내부는 공기로 채워지고, 이에 부상체에 태양열에너지에 따라 팽창하거나 수축할 수 있고, 또한 부상체에 구멍이 나 파손되는 경우에는 발전을 지속할 수 없는 문제가 있다.
본 발명의 발명자는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 다수의 에어셀 및 에어셀을 커버하는 외피를 이용하여 태양광 패널을 수면상에 부유시킬 수 있는 수상 태양광 발전장치를 제공하는 것이다.
또한, 수상지지체의 무게중심을 조절하기 위하여 에어셀의 하부에 워터셀을 더 포함하는 수상 태양광 발전장치를 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 실시예에 따라서, 태양광 패널; 및
상기 태양광 패널과 결합되고, 수면상에서 부유하며 상기 태양광 모듈을 지지하는 수상지지체를 포함하고,
상기 수상지지체는,
내부에 부력을 제공하기 위한 공기가 채워지는 다수의 에어셀; 및
유연한 기밀성 소재로 제작되고, 내부에 다수의 상기 에어셀이 채워져 구조가 유지되는 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는,
에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치가 제공된다.
일 실시예에 따라서 상기 수상지지체는,
상기 외피 내부의 하측에 다수의 상기 에어셀과 함께 수용되고, 상기 수상지지체 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 상기 수상지지체 자체의 무게 중심을 하측으로 이동시키기 위하여 내부에 물이 채워지는 워터셀을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서 상기 수상지지체는,
상기 외피 외부의 하측에 결합되고, 상기 수상지지체 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 상기 수상지지체 자체의 무게 중심을 하측으로 이동시키기 위하여 내부에 물이 채워지는 워터셀을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라서 상기 외피는 타포린으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따라서 상기 태양광 패널로 전달되는 빛의 양을 증가시키기 위하여 상기 외피의 일측에 결합되는 빛 반사판을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 수면상에서 부유하며 태양광 패널과 결합되어 상기 태양광 패널을 지지하는 수상 태양광 패널 지지장치로서,
내부에 부력을 제공하기 위한 공기가 채워지는 다수의 에어셀; 및
유연한 기밀성 소재로 제작되고, 내부에 다수의 상기 에어셀이 채워져 구조가 유지되는 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는,
수상 태양광 패널 지지장치을 제공한다.
일 실시예로 상기 외피 내부의 하측에 다수의 상기 에어셀과 함께 수용되고, 상기 수상 태양광 패널 지지장치 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 상기 수상 태양광 패널 지지장치의 무게 중심을 하측으로 이동시키기 위하여 내부에 물이 채워지는 워터셀을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로 상기 외피 외부의 하측에 결합되고, 상기 수상 태양광 패널 지지장치 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 상기 수상 태양광 패널 지지장치 자체의 무게 중심을 하측으로 이동시키기 위하여 내부에 물이 채워지는 워터셀을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로 상기 외피는 타포린으로 형성될 수 있다.
일 실시예로 상기 태양광 패널로 전달되는 빛의 양을 증가시키기 위하여 상기 외피의 일측에 결합되는 빛 반사판을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치는 에어셀 및 에어셀을 커버하는 외피를 이용하여 수상 태양광 발전장치를 안정적으로 수면에서 부유시킬 수 있게 된다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부가 에어셀 및 워터셀로 채워진 외피를 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
종래 수상 태양광 발전장치를 수면상에서 부유하기 위한 구조로서 에어튜브가 이용되었다. 에어튜브는 내부가 공기로 채워지고, 공기의 압력에 의하여 그 형상이 유지되는 구조이다. 그런데 이러한 에어튜브는 온도에 따라서 공기의 부피가 팽창 또는 수축되고 이에 따라 에어튜브의 부피 또한 팽창하거나 수축하게 되어 수상 태양광 발전장치를 지지하기 위한 기능을 제대로 수행하지 못하는 문제가 있었다.
또한 이러한 에어튜브에 구멍이나 이에 상응하는 손상이 발생하게 되면 더 이상 수상 태양광 발전장치를 지지할 수 없게 된다. 즉, 종래 수상 태양광 발전장치의 부력 안정성을 보장하기가 매우 어려웠다.
이에 본 발명의 발명자는 이러한 종래 에어튜브의 문제점을 극복하기 위하여 에어셀(에어팩) 및 이를 커버하는 외피의 구성을 포함시켰다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 나타낸 도면이다. 그리고 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부가 에어셀 및 워터셀로 채워진 외피를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 5를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치는 태양광 패널(100) 및 이를 지지하는 수상지지체(200)를 포함한다. 그리고 수상지지체(200)는 에어셀(210) 및 이를 커버하는 외피(220)로 구성된다.
에어셀(210)은 내부가 공기로 채워진다. 그리고 이러한 에어셀(210)은 빼곡하게 외피(220) 내부를 채우는 것이다. 수상지지체(200)의 크기에 따라 달라질 수 있지만, 대략 수십개에서 수백개의 에어셀(210)이 외피(220) 내부에 채워질 수 있다. 다수의 에어셀(210)로 구성되어 있어, 일부의 에어셀(210)에 구멍이 나거나 파손되더라도 전체가 아닌 해당 에어셀(210)만의 교체로 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한 외피(220)로 커버되는 각각의 에어셀(210)은 에어튜브에 비하여 상대적으로 부피의 팽창과 수축이 미비하다. 즉, 외피(220)로 둘러싸여 있어 태양열을 직접적으로 받지 않을 뿐만 아니라 외피(220) 내부가 공기로만 채워진 것이 아니라, 다수의 에어셀(210)과 에어셀(210) 내부의 공기, 에어셀(210)과 에어셀(210) 사이의 공기로 이루어져 상대적으로 공기의 팽창과 수축의 영향을 덜 받게 된다. 즉, 온도가 올라 공기가 팽창하거나 또는 온도가 내려 공기의 부피가 줄어들더라도 외피(220)의 부피의 팽창과 수축은 덜 영향 받게 된다.
이에 따라서 패양광 패널을 지지하는 수상지지체(200)로서의 안정성은 매우 향상된다.
이때 에어셀(210)의 커버는 PE(폴리에틸렌)와 나일론이 적층된 재질로 구성되어 가벼우면서 에어셀(210)의 기밀성은 더욱 높아질 수 있다.
외피(220)는 유연한 기밀성 소재로 제작되고, 내부에 다수의 에어셀(210)이 채워져 구조가 유지될 수 있다. 즉, 다수의 에어셀(210)이 외피(220) 내부를 채워 도 1 또는 도 5와 같은 외피(220)의 구조가 완성되는 것이다.
이때 외피(220)는 타포린 또는 폴리에스테르와 나일론의 합성섬유 또는 폴리염화비닐(PVC)같은 소재로 이루어져 무게가 가볍고 기밀성이 매우 뛰어날 수 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 외피(220)는 단면이 반원형상일 수 있다. 전체적으로는 원기둥이 반으로 잘린 형상일 수 있다. 이러한 형상으로 형성되어 외피(220) 전체 부피를 최소화할 수 있다. 부피의 최소화를 통해 제작비용의 절감뿐만 아니라 설치위치에서 차지하는 면적 또한 최소화할 수 있게 된다.
이때, 반원기둥 형상의 외피(220)는 편향된 무게 중심으로 인하여 회전할 수 있게 된다. 또한 수면상에서 부유하며 수면의 작은 파동에도 흔들리거나 움직일 수 있다.
따라서 본 발명은 수상지지체(200) 자체의 무게중심을 최대한 하측으로 이동시키기 위하여 워터셀(230)을 이용한다. 워터셀(230)은 내부가 물로 채워진 일종의 워터팩을 일컫는다. 워터셀(230)을 이루는 커버는 기밀성이 있는 유연한 재질로 구성된다.
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 외피(220) 내부의 하측에 다수의 워터셀(230)이 채워져 수상지지체(200) 자체의 무게중심을 하측으로 이동시킬 수 있다. 이러한 구조를 통하여 수상지지체(200)는 보다 안정적으로 수면상에서 부유할 수 있게 된다.
바람직하게는 수중에 무게 중심이 위치하도록 하여 바람이나 외력에 의해서도 안정적으로 태양광 패널(100)을 지지할 수 있게 한다.
이때 무게중심의 이동을 위한 워터셀(230)은 상대적으로 부피가 큰 하나의 워터셀(230)이 외피(220) 내부 하측에 채워지거나 또는 이에 상응하는 다수의 워터셀(230)이 외피(220) 내부 하측에 채워질 수 있다.
다수의 워터셀(230)이 외피(220) 내부 하측에 채워지는 것은 하나의 부피가 큰 워터셀(230)로 외피(220) 내부 하측을 채우는 것보다는 더 안정적이다.
도 1 및 도 5에서와 같이 에어셀(210)과 워터셀(230)의 사이즈는 동일할 수 있다. 에어셀(210)과 워터셀(230)의 사이즈를 동일하게 함으로써 외피(220) 내부의 에어셀(210) 사이, 워터셀(230) 사이, 그리고 에어셀(210)과 워터셀(230) 사이 간격을 동일하게 함으로써 외피(220) 내부의 공극을 전체적으로 동일하게 할 수 있다.
에어셀(210) 사이, 워터셀(230) 사이, 그리고 에어셀(210)과 워터셀(230) 사이 공극이 모두 동일함으로써 공극에 채워지는 공기의 양도 동일하고 이에 따라 외피(220) 내부의 공기가 전체적으로 동일하게 거동하여 안정적인 지지구조를 유지할 수 있게 된다.
본 발명은 공기로 채워진 다수의 에어셀(210)과 이러한 다수의 에어셀(210)을 다시 한번 외피(220)가 커버함으로써 에어셀(210)의 내구성이 증가하고, 나아가 전체 수상지지체(200)의 지지구조의 안정성이 유지될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어셀(210) 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 수상지지체(200) 자체의 무게중심을 조정하기 위한 워터셀(230)은 외피(220) 외부에 결합될 수도 있다.
즉, 워터셀(230)은 외피(220) 외부의 하측에 결합되어 수상지지체(200) 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 수상지지체(200) 자체의 무게 중심을 하측으로 이동시키는 것이다.
이때 워터셀(230)의 결합 위치는 외피(220)에 결합되는 태양광 패널(100)을 포함한 전체 수상 태양광 발전장치의 무게 중심을 고려하여 결합될 수 있다. 태양광 패널(100)에 안정적으로 태양광이 입사하도록 입사각도를 고려하여 외피(220)에 결합되는 워터셀(230)의 결합위치가 조정될 수 있는 것이다.
워터셀(230)의 커버 또한 타포린이나 폴리에스테르와 나일론의 합성섬유 또는 폴리염화비닐(PVC)같은 소재로 이루어져 무게가 가볍고 기밀성이 매우 뛰어날 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어셀(210) 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 외피(220)의 단면의 모양은 사다리꼴 모양이거나 또는 삼각형 모양일 수 있다. 즉, 다양한 형상의 외피(220)가 가능할 수 있다. 이러한 외피(220)의 내부는 마찬가지로 다수의 에어셀(210)로 채워지고, 무게중심을 하측으로 이동시키기 위하여 외피(220) 내부의 하측에는 다수의 워터셀(230)이 채워진다. 외피(220) 내부의 하측에 채워지는 워터셀(230)의 수 및 위치의 조정을 통하여 수상지지체(200) 자체의 무게중심을 이동시켜 태양광 패널(100)을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에어셀(210) 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2와 마찬가지로 워터셀(230)이 외피(220) 외부에 결합된 것을 나타낸다. 이때의 워터셀(230) 결합 위치도 외피(220)에 결합되는 태양광 패널(100)을 포함한 전체 수상 태양광 발전장치의 무게 중심을 고려하여 결합될 수 있다. 태양광 패널(100)에 안정적으로 태양광이 입사하도록 입사각도를 고려하여 외피(220)에 결합되는 워터셀(230)의 결합위치가 조정될 수 있는 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명은 빛 반사판(300)을 더 포함할 수 있다.
빛 반사판(300)은 태양광 패널(100)의 일측에 위치하여 태양광 패널(100)로 전달되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다. 즉 태양으로부터 전달되는 태양광이 빛 반사판(300)에 반사되어 태양광 패널(100)로 전달됨으로써, 태양광 패널(100)은 더 많은 태양에너지를 전달받게 되는 것이다.
이러한 빛 반사판(300)을 태양광 패널(100) 일측에 위치시키기 위하여 본 발명의 외피(220)는 빛 반사판 지지부를 더 포함할 수 있다. 그리고 이러한 빛 반사판 지지부의 내부도 에어셀(210)로 채워져 지지부의 형상을 유지함과 동시에 빛 반사판(300)이 지지될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 빛 반사판 지지부는 외피(220)의 일측에 형성되는 것으로서 외피(220)의 일부일 수 있다. 그리고 빛 반사판 지지부는 빛 반사판(300)과 결합하여 빛 반사판(300)을 지지하게 된다.
빛 반사판 지지부가 외피(220)의 일부가 아닌 외피(220)에 결합되는 지지판 같은 구조라면 도 1 내지 도 4에서와 같이 빛 반사판 지지부가 일정각도를 가지고 외피(220)에 결합되어 빛 반사판(300)을 지지하는 것이 용이하지 않다. 외피(220)는 타포린 같은 재질로 이루어지는데 여기에 딱딱한 재질의 판등이 일정각도를 유지하면 결합하는 것이 어렵기 때문이다.
따라서 본 발명은 빛 반사판 지지부가 외피(220)의 일부가 되도록 형성함으로써, 이러한 문제를 해결한다. 즉, 빛 반사판 지지부도 외피(220)의 일부로 형성되고, 이때 빛 반사판(300)의 지지를 고려하여 외피(220) 일측에 일정각도를 이루도록 형성되며, 내부도 에어셀(210)로 채워져 채워진 에어셀(210)로 그 구조가 이루어지게 하는 것이다.
이러한 구조를 통하여 빛 반사판 지지부가 안정적으로 빛 반사판(300)을 지지할 수 있게 된다.
본 발명은 수상 태양광 패널 지지장치를 청구하고 있다. 이때의 수상 태양광 패널 지지장치는 앞서 설명한 수상지지체와 동일한 것으로서 이해될 수 있으며 따라서 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
100: 태양광 패널
200: 수상지지체
210: 에어셀
220: 외피
230: 워터셀
300; 빛 반사판

Claims (10)

  1. 태양광 패널; 및
    상기 태양광 패널과 결합되고, 수면상에서 부유하며 상기 태양광 모듈을 지지하는 수상지지체를 포함하고,
    상기 수상지지체는,
    부력을 제공하기 위한 공기가 내부에 채워지는 다수의 에어셀; 및
    유연한 기밀성 소재로 제작되고, 내부에 다수의 상기 에어셀이 채워져 구조가 유지되는 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수상지지체는,
    상기 외피 내부의 하측에 다수의 상기 에어셀과 함께 수용되고, 상기 수상지지체 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 상기 수상지지체 자체의 무게 중심을 하측으로 이동시키기 위하여 내부에 물이 채워지는 워터셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수상지지체는,
    상기 외피 외부의 하측에 결합되고, 상기 수상지지체 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 상기 수상지지체 자체의 무게 중심을 하측으로 이동시키기 위하여 내부에 물이 채워지는 워터셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외피는 타포린으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 패널로 전달되는 빛의 양을 증가시키기 위하여 상기 외피의 일측에 결합되는 빛 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    에어셀 구조를 이용한 수상 태양광 발전장치.
  6. 수면상에서 부유하며 태양광 패널과 결합되어 상기 태양광 패널을 지지하는 수상 태양광 패널 지지장치로서,
    부력을 제공하기 위한 공기가 내부에 채워지는 다수의 에어셀; 및
    유연한 기밀성 소재로 제작되고, 내부에 다수의 상기 에어셀이 채워져 구조가 유지되는 외피를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    수상 태양광 패널 지지장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 외피 내부의 하측에 다수의 상기 에어셀과 함께 수용되고, 상기 수상 태양광 패널 지지장치 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 상기 수상 태양광 패널 지지장치의 무게 중심을 하측으로 이동시키기 위하여 내부에 물이 채워지는 워터셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    수상 태양광 패널 지지장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 외피 외부의 하측에 결합되고, 상기 수상 태양광 패널 지지장치 자체가 수면상에서 안정적으로 부유할 수 있도록 상기 수상 태양광 패널 지지장치 자체의 무게 중심을 하측으로 이동시키기 위하여 내부에 물이 채워지는 워터셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    수상 태양광 패널 지지장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 외피는 타포린으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    수상 태양광 패널 지지장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 태양광 패널로 전달되는 빛의 양을 증가시키기 위하여 상기 외피의 일측에 결합되는 빛 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    수상 태양광 패널 지지장치.
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