WO2021095968A1 - 방열도료가 도포된 태양광 패널 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a solar panel, and more specifically, by applying a heat dissipation paint to a support frame supporting the solar module so that the heat generated from the solar module is rapidly released into the air through the support frame, power generation efficiency is improved. It relates to a solar panel coated with an improved heat dissipation paint.
- a photovoltaic power generation system is a system that generates power by generating photovoltaic power using the photoelectric effect of a plurality of photovoltaic modules.
- solar power generation systems are installed in places where there are no obstacles around, such as lakes, plains, and hillsides, so that there is no shade, but recently, solar panels are installed integrally on the exterior walls or windows of buildings to reduce energy consumption and heat insulation.
- BIPV building-integrated photovoltaic
- the power generation efficiency of a solar panel is greatly affected by the amount of insolation and the temperature of the panel.
- the crystalline solar panel has a problem that the power generation efficiency rapidly decreases as the temperature increases.
- CIS solar panels and CIGS solar panels have less effect of temperature than crystalline solar panels, but the higher the temperature, the lower the power generation efficiency.
- Korean Patent Registration No. 10-1965812,'Solar Panel Cooling System' discloses a technology for cooling a solar panel by spraying water with a solar panel. It flows and falls, so it is not suitable for a building-integrated solar power generation system.
- Korean Patent Registration No. 10-1965817,'Solar panel cooling system using a drone' discloses a technology for cooling a solar panel by spraying water onto a solar panel using a drone.
- this is also not suitable for cooling a building-integrated photovoltaic system, as water can flow through the panels and fall on the pedestrians.
- the present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solar panel capable of effectively discharging heat generated from a solar module without using a cooling water or a separate cooling device.
- Another object of the present invention is to provide a solar panel very suitable for a building-integrated solar power generation system because it does not use cooling water.
- the present invention is a solar module for generating power when sunlight is incident; And a support frame attached around the photovoltaic module and supporting the photovoltaic module, wherein a heat dissipating paint for discharging heat transferred from the photovoltaic module to the support frame to the outside is applied to the support frame. It provides a solar panel characterized in that the.
- the heat dissipation paint is applied only to the support frame so as not to contact the solar module.
- the solar module has a front surface to which sunlight is incident and a rear surface opposite to the front surface, and the heat dissipation paint is applied only to the outer surface of the support frame located at the rear relative to the plane after passing the rear surface of the solar module. Is applied.
- the present invention has the following excellent effects.
- thermoelectric panel of the present invention there is an advantage in that heat generated from the solar module can be simply radiated into the air without cooling water or a separate cooling device by applying a heat dissipation paint to the support frame.
- the solar panel of the present invention since the heat dissipation paint is applied only to the surfaces of the support frame located at the rear of the solar panel among the surfaces of the support frame, the solar panel is not cooled to a lower temperature than the activation temperature. There is an advantage that can maximize efficiency.
- the solar panel of the present invention there is an advantage that is very suitable for a building-integrated solar power generation system because there is no fear of water falling onto roads or sidewalks because cooling water is not used.
- FIG. 1 is a view showing the front of a solar panel according to an embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a view showing the rear side of the solar panel according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a view showing a cross-section A-A' of FIG. 1.
- FIG. 1 is a view showing the front of the solar panel according to an embodiment of the present invention
- Figure 2 is a view showing the rear of the solar panel according to an embodiment of the present invention.
- a solar panel 100 according to an embodiment of the present invention includes a photovoltaic module 110 and a support frame 120, and the support frame 120 has a heat dissipation paint ( 130) is applied.
- the solar module 110 is a module that generates power by receiving sunlight, and is a crystalline silicon solar module or a thin film type CdTe (Cadmium Telluride), CIS (Copper Indium Selenium), CIGS (Copper Indium Gallium Selenide), DSSC. (Dye sensitized solar cell) It may be a solar module.
- the type of the solar module 110 is not particularly limited.
- the support frame 120 is a frame surrounding the solar module 110 and supports and protects the shape of the solar module 110.
- the support frame 120 is made of aluminum having a light weight, strong strength, and good corrosion resistance.
- the support frame 120 may be made of an aluminum-magnesium alloy or the like, and there is no special restriction on the material.
- the heat dissipation paint 130 is applied to the support frame 120 and serves to dissipate heat transferred from the solar module 110 to the support frame 120 into the air.
- heat dissipation paint 130 is applied only to the support frame 120 and is not applied to the solar module 110.
- the heat dissipation paint 130 is made of minerals such as phyllite, mordenite, and shungit, which can transmit thermal energy as the emission of radiant energy, or has a very high thermal conductivity and emissivity. It can be manufactured using carbon materials such as high graphite or carbon nanotubes as the main raw material, but there are no special restrictions, and commercially available heat dissipation paints can also be used.
- the solar module 110 is designed to have the highest efficiency at a temperature of 25°C and an intensity of 1,000w/m 2. If it is lower than that, power generation of the photovoltaic module 110 is not activated and power generation efficiency is lowered.
- the heat dissipation paint 130 is not applied to the entire support frame 120, but is partially applied so that the activation temperature of the solar module 110 is maintained and heat dissipation is effectively performed. Maximized.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of AA′ of FIG. 1, and when described in detail with reference to FIG. 3, the solar module 110 has a front surface 111 to which sunlight is incident and a rear surface 112 that is opposite,
- the heat dissipation paint 130 is applied only to the outer surfaces 121a, 121b. 121c of the support frame 120a located at the rear (b) of the plane P passing through the rear surface 112 of the support frame 120. Is applied.
- the solar panel 100 of the present invention since the solar module 110 can be cooled without cooling water or a separate cooling device, the cost for cooling can be greatly reduced, and the building-integrated solar power generation system and As such, it is very suitable for a system in which cooling water cannot be used, and there is an advantage of maximizing power generation efficiency by preventing the solar module 110 from falling below the activation temperature.
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Abstract
본 발명은 태양광 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양광모듈을 지지하는 지지 프레임에 방열도료를 도포하여 태양광모듈에서 발생하는 열이 지지 프레임을 통해 공기 중으로 빠르게 방출되게 함으로써, 발전효율을 향상시킬 수 있는 방열도료가 도포된 태양광 패널에 관한 것이다.
Description
본 발명은 태양광 패널에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 태양광모듈을 지지하는 지지 프레임에 방열도료를 도포하여 태양광모듈에서 발생하는 열이 지지 프레임을 통해 공기 중으로 빠르게 방출되게 함으로써, 발전효율을 향상시킬 수 있는 방열도료가 도포된 태양광 패널에 관한 것이다.
태양광 발전 시스템은 다수의 태양광 모듈의 광전효과를 이용하여 광 기전력을 발생시킴으로써 전력을 생산하는 시스템이다.
일반적으로 태양광 발전 시스템은 호수나 평야, 산비탈처럼 주변에 장애물이 없어 그늘이 지지 않는 장소에 설치되나, 최근에는 건물의 외벽이나 창에 태양광 패널을 일체형으로 설치하여 건물의 에너지 소비를 줄이고 단열과 방음 효과를 향상시키고자 하는 건물일체형 태양광발전 시스템(BIPV:Building-Integrated Photovoltaic)의 개발이 활발하다.
한편, 태양광 패널의 발전효율은 일사량과 패널의 온도에 매우 큰 영향을 받게 되는데 특히, 결정계 태양광 패널은 고온이 될수록 발전효율이 급격히 낮아지는 문제가 있다.
또한, CIS 태양광 패널이나 CIGS 태양광 패널은 결정계 태양광 패널보다 온도의 영향은 적으나 이 역시 고온이 될수록 발전효율이 낮아지기는 마찬가지이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 한국등록특허 제10-1965812호, '태양광 패널 냉각 시스템'에는 태양광 패널로 물을 분사하여 태양광 패널을 냉각하는 기술이 개시되어 있으나 이 기술은 분사된 물이 패널을 흘러 낙하하므로 건물일체형 태양광발전 시스템에는 적합하지 않다.
또한, 한국등록특허 제10-1965817호, '드론을 이용한 태양광 패널 냉각시스템'에는 드론을 이용하여 태양광 패널에 물을 분사하여 태양광 패널을 냉각하는 기술이 개시되어 있으나 도심에서는 드론 사용의 제한이 있고, 이 역시 물이 패널을 흘러 통행자에게 낙하될 수 있으므로 건물일체형 태양광발전 시스템의 냉각에는 적합하지 않다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
1. 한국등록특허 제10-1965812호, '태양광 패널 냉각 시스템'
2. 한국등록특허 제10-1965817호, '드론을 이용한 태양광 패널 냉각시스템'
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 냉각수나 별도의 냉각장치를 이용하지 않고 태양광 모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 배출할 수 있는 태양광 패널을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 냉각수를 이용하지 않으므로 건물일체형 태양광발전 시스템에 매우 적합한 태양광 패널을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 태양광이 입사되면 전력을 생산하는 태양광 모듈; 및 상기 태양광 모듈의 둘레에 부착되며 상기 태양광 모듈을 지지하는 지지 프레임;을 포함하고, 상기 지지 프레임에는 상기 태양광 모듈에서 상기 지지 프레임으로 전달된 열을 외부로 방출되게 하는 방열도료가 도포되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널을 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 방열도료는 상기 태양광 모듈과 접촉되지 않도록 상기 지지 프레임에만 도포된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 태양광 모듈은 태양광이 입사되는 전면과 그 반대 면인 후면을 갖고, 상기 방열도료는 태양광 모듈의 후면을 지나면 평면을 기준으로 후방에 위치하는 상기 지지 프레임의 외면에만 도포된다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
먼저, 본 발명의 태양광 패널에 의하면 지지 프레임에 방열도료를 도포하여 냉각수나 별도의 냉각장치 없이 간단하게 태양광 모듈에서 발생하는 열을 공기 중으로 방사할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 태양광 패널에 의하면, 방열도료가 지지 프레임의 면들 중, 태양광 패널의 후방에 위치하는 지지 프레임의 면들에만 도포되므로 태양광 패널이 활성화되는 온도보다 더 낮게 냉각되지 않게 하여 발전효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 태양광 패널에 의하면, 냉각수를 사용하지 않아 물이 도로나 인도로 낙하할 염려가 없어 건물일체형 태양광발전 시스템에 매우 적합한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널의 전면을 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널의 후면을 보여주는 도면,
도 3은 도 1의 A-A' 단면을 보여주는 도면이다.
[부호의 설명]
100:태양광 패널 120:지지 프레임
130:방열 도료
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널의 전면을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널의 후면을 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널(100)은 태양광 모듈(110) 및 지지 프레임(120)을 포함하며, 상기 지지 프레임(120)에는 방열도료(130)가 도포된다.
상기 태양광 모듈(110)은 태양광을 받아 전력을 생산하는 모듈로써, 결정질의 실리콘 태양광 모듈이나 박막형의 CdTe(Cadmium Telluride), CIS(Copper Indium Selenium), CIGS (Copper Indium Gallium Selenide), DSSC(염료 감응형 태양 전지, dye sensitized solar cell) 태양광 모듈일 수 있다.
즉, 상기 태양광 모듈(110)은 그 종류에는 특별한 제약이 없다.
상기 지지 프레임(120)은 상기 태양광 모듈(110)을 둘레를 감싸는 프레임으로, 상기 태양광 모듈(110)의 형태를 지지하며, 보호하는 역할을 한다.
또한, 상기 지지 프레임(120)은 무게가 가볍고, 강한 강도를 가지며, 내식성이 좋은 알루미늄으로 제작된다.
그러나 상기 지지 프레임(120)은 알루미늄-마그네슘계 합금 등을 이용할 수 있으며, 소재에 관한 특별한 제약은 없다.
상기 방열도료(130)는 상기 지지 프레임(120)에 도포되며, 상기 태양광 모듈(110)에서 상기 지지 프레임(120)으로 전달된 열을 공기 중으로 방출하는 역할을 한다.
또한, 상기 방열도료(130)는 상기 지지 프레임(120)에만 도포되며, 상기 태양광 모듈(110)에는 도포되지 않는다.
이는 상기 방열도료(130)에 의해 상기 태양광 모듈(110)의 전기적 특성이나 물리·화학적 물성이 변화되지 않게 하기 위함이다.
또한, 상기 방열도료(130)는 복사에너지의 방출로서 열에너지를 전달할 수 있는 필라이트(phyllite), 모데나이트(mordenite), 순기트(shungit) 등의 광물을 주 재료로 하거나, 열전도도와 방사율이 매우 높은 그라파이트 또는 탄소나노튜브와 같은 탄소소재를 주 원료로하여 제작될 수 있으나 특별한 제약은 없으며 시판 중인 방열도료도 사용이 가능하다.
한편, 상기 태양광 모듈(110)은 보통 25℃의 온도와 1,000w/m
2의 태양광 세기에서 효율이 가장 높도록 설계되는데, 상기 태양광 모듈(110)의 열을 너무 많이 방출시켜 25℃보다 낮게 될 경우에는 상기 태양광 모듈(110)의 전력 생산이 활성화되지 않아 발전효율이 낮아진다.
따라서, 본 발명에서는 상기 방열도료(130)를 상기 지지 프레임(120) 전체에 도포하는 것이 아니라 부분적으로 도포하여 상기 태양광 모듈(110)의 활성화 온도는 유지하면서도 열 방출이 효과적으로 수행되게 하여 발전효율을 극대화시켰다.
도 3은 도 1의 A-A' 단면을 보여주는 것으로, 도 3을 참조하여 자세하게 설명하면, 상기 태양광 모듈(110)은 태양광이 입사되는 전면(111)과 그 반대 면인 후면(112)을 갖는데, 상기 방열도료(130)는 상기 지지 프레임(120) 중, 상기 후면(112)을 지나는 평면(P)의 후방(b)에 위치하는 지지 프레임(120a)의 외면들(121a,121b.121c)에만 도포된다.
이는 상기 태양광 모듈(110)에서 발생되는 열이 최대한 상기 태양광 모듈(110)의 후방으로 배출되게 함으로써 배출되는 열이 다시 상기 태양광 모듈(110)의 전면(111)에 영향을 미치지 않게 하고, 열이 전도되는 거리가 적절히 조정되어 상기 태양광 모듈(110)이 활성화 온도 이하로 내려가는 것을 방지함으로써 발전효율을 극대화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 태양광 패널(100)에 의하면, 냉각수나 별도의 냉각장치 없이 태양광 모듈(110)을 냉각할 수 있으므로 냉각에 드는 비용을 매우 절감할 수 있고, 건물일체형 태양광발전 시스템과 같이 냉각수를 사용할 수 없는 시스템에 매우 적합하며, 태양광 모듈(110)이 활성화 온도 이하로 내려가는 것을 방지하여 발전효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
Claims (3)
- 태양광이 입사되면 전력을 생산하는 태양광 모듈; 및상기 태양광 모듈의 둘레에 부착되며 상기 태양광 모듈을 지지하는 지지 프레임;을 포함하고,상기 지지 프레임에는 상기 태양광 모듈에서 상기 지지 프레임으로 전달된 열을 외부로 방출되게 하는 방열도료가 도포되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널.
- 제 1 항에 있어서,상기 방열도료는 상기 태양광 모듈과 접촉되지 않도록 상기 지지 프레임에만 도포되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널.
- 제 2 항에 있어서,상기 태양광 모듈은 태양광이 입사되는 전면과 그 반대 면인 후면을 갖고,상기 방열도료는 태양광 모듈의 후면을 지나면 평면을 기준으로 후방에 위치하는 상기 지지 프레임의 외면에만 도포되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널.
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