WO2022124698A1 - 반사형 태양광 발전 시스템 - Google Patents

반사형 태양광 발전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
WO2022124698A1
WO2022124698A1 PCT/KR2021/018151 KR2021018151W WO2022124698A1 WO 2022124698 A1 WO2022124698 A1 WO 2022124698A1 KR 2021018151 W KR2021018151 W KR 2021018151W WO 2022124698 A1 WO2022124698 A1 WO 2022124698A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solar cell
cell panel
reflector
solar
power generation
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/018151
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
전영권
Original Assignee
주식회사 나노밸리
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 나노밸리 filed Critical 주식회사 나노밸리
Publication of WO2022124698A1 publication Critical patent/WO2022124698A1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02S10/40—Mobile PV generator systems
    • 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
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/10—Supporting structures directly fixed to the ground
    • 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
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10—Frame structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B63B2035/4433—Floating structures carrying electric power plants
    • B63B2035/4453—Floating structures carrying electric power plants for converting solar energy into electric energy
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a solar power generation system having a reflector that reflects sunlight that can be suitably used for farming or water use.
  • Agricultural solar power generation which is being applied to improve this situation, is a method of simultaneously cultivating farmland and generating solar power at the same time. Since it can maintain more than 80%, it is emerging as an alternative that can improve the added value of farms and revitalize rural areas.
  • the structure to which the solar cell panel is attached includes a support, a truss-type support, and an independent support, and has a height of 3m or more from the ground, and it is generally installed to maintain a light blocking rate of about 30%.
  • floating photovoltaic power generation is expected to be advantageous in improving the amount of photovoltaic power generation because it can utilize idle water surfaces such as lakes and seas as resources and can have a natural cooling effect through the water surface, but it is necessary to further improve power generation efficiency there is
  • An object of the present invention is to provide a solar power generation system capable of maintaining or increasing power generation efficiency while lowering the shading rate of solar cells installed in farmland where crops are grown.
  • Another object of the present invention is to provide a solar power generation system capable of increasing the power generation efficiency of a solar cell installed on the sea or water.
  • the present invention includes a solar cell panel, and a reflector disposed to be spaced apart from the solar cell panel by a predetermined distance, and in the reflector, at least a portion of a reflective surface facing the solar cell panel is a convex curved surface It provides a solar power system consisting of.
  • the upper portion of the reflective surface of the reflector since the upper portion of the reflective surface of the reflector has a convex curved surface toward the surface, the incident light is reflected at a relatively high angle, and the lower portion of the reflective surface reflects the incident light at a relatively low angle. It is possible to irradiate the front surface of the solar cell panel disposed at the position to increase the power generation efficiency of the solar cell panel.
  • the lower surface of the reflector may be attached to the solar cell panel or spaced apart a predetermined distance.
  • the distance between the lower surface of the reflector and the solar cell panel may be adjusted in consideration of the installation location and the light blocking rate, and it is preferable to be installed in a contiguous manner in consideration of the light blocking rate.
  • the solar power system may further include a support, and the solar cell panel and the reflector may be disposed on the support.
  • the support is to minimize the shading caused by the photovoltaic system, and one having a certain height (typically 3 m or more) from the ground may be used.
  • a variety of shapes such as a truss shape or an independent post shape may be used for the shape of the support, and the shape of the support may be of various shapes within a range that does not significantly affect (eg, light-shielding rate) on crop cultivation.
  • the solar cell power generation system may be installed in farmland where crops are grown. Since the solar cell power generation system according to the present invention has a structure capable of maintaining the amount of power generation while minimizing the shading rate on farmland, it can be suitably used for farming.
  • the solar cell panel may be installed so that the inclination angle with the ground is 60 ⁇ 120 °.
  • the angle at which the solar cell panel is installed with respect to the ground is a factor that directly affects the shading rate by the solar power system. Therefore, it is preferable that the solar cell panel is installed in an upright form.
  • a more preferable angle is 80 to 100°.
  • the height of the reflector may be less than or equal to the height of the solar cell panel. As the height of the reflector increases, the light blocking rate increases, and when the height of the reflector increases, the high-angle reflected light reflected from the upper surface of the reflector is not reflected by the solar cell panel, so 1/2 or less is preferable.
  • the present invention is disposed under the solar cell panel and the reflector to a floating structure for floating the solar cell panel and the reflector in the water, and the floating structure is disposed on the solar panel Further comprising a breakwater structure for preventing the waves from collide, the reflector is formed in the breakwater structure, it provides a solar power system.
  • the reflector is formed in the breakwater structure, it provides a solar power system.
  • this system by forming a reflector in the wave-breaking structure that protects the solar cell panel, it is possible to protect the solar cell panel and improve the power generation efficiency of the solar cell by the reflected light.
  • the floating structure may include a breakwater structure. That is, the floating structure and the breakwater structure can be integrally formed. Through this, it is possible to increase the stability of the floating structure and the breakwater structure.
  • the reflector may be integrally formed with the wave-breaking structure. That is, the reflector may be formed on the inclined surface of the wave-breaking structure.
  • the reflector may be installed to be inclined so that an inner angle between its lower surface and the lower surface of the solar cell panel is 60 to 150°. This is because, when the installation angle is out of the range of 60 to 150°, the light-shielding rate on the ground is increased or the power generation efficiency is lowered.
  • a solar cell panel is installed at a high angle with respect to the ground and a reflector including a curved surface is installed adjacent to the solar cell panel, thereby conserving power generation and at the same time shading rate for farmland can reduce Accordingly, it is possible to increase the production and/or power generation of crops per unit area.
  • the reflector is formed in the breakwater structure that protects the solar cell panel, thereby protecting the solar cell panel and improving the amount of power generation.
  • Embodiment 1 is a side view of a solar power generation system for agriculture according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a solar power generation system for agriculture according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Example 3 is for explaining the reflection angle of the curved reflector used in Example 1 of the present invention.
  • Example 4 is a comparison of the light blocking area of Example 1 of the present invention and the conventional solar power generation system for agriculture.
  • FIG. 5 is a side view of a water-based photovoltaic power generation system according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 1 is a side view of a solar power generation system for agriculture according to Example 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a solar power generation system for agriculture according to Example 1 of the present invention
  • FIG. 3 is an embodiment of the present invention This is to explain the reflection angle of the curved reflector used in 1.
  • the solar power generation system 100 for agriculture includes a support 110 fixed to the ground, and a holder fixed to an upper side of the support 110 . 120, a solar cell panel 130 fixed to the support 110 while being mounted on the holder 120, and a reflector 140 spaced apart from the solar panel 130 at a predetermined distance and inclinedly disposed. made including
  • the support 110 is to be erected approximately vertically in the farmland where crops are grown, and a rod-shaped one made of a material such as metal or concrete is used. One end of the support 110 is firmly fixed to a fixture such as concrete installed in farmland.
  • the support 110 is preferably formed of a circular or polygonal tubular member in order to facilitate coupling between the support 120 and the solar cell panel 130 coupled to the support 110 .
  • Example 1 of the present invention a support made of an independent post type was presented, but it goes without saying that supports of various shapes such as a thrust type may be used.
  • the holder 120 is a plate-shaped member installed perpendicularly to the support 100 at a predetermined distance from the upper end of the support 110 .
  • various known fastening means such as bolts and nuts may be used.
  • the solar cell panel 130 is a module in which one or a plurality of solar cells are fixed inside a substantially rectangular frame for fixing the solar cells, and generates power by incident sunlight.
  • the solar cell panel 130 is provided with an output terminal for transmitting the generated electricity to the outside.
  • the lower frame of the solar cell panel 130 is fixed to the holder 120 through a fastening means such as a bolt, and the upper frame of the solar cell panel 130 is a fastening means such as a bolt to the support 110 .
  • the solar cell panel 130 is installed at a high angle substantially perpendicular to the ground.
  • the solar cell panel 130 was installed perpendicularly to the ground, but as described above, it may be installed at a slight inclination within the range of 60 to 120°.
  • the solar cell panel 130 having a large shading area of the sun is installed at a high angle with respect to the ground, the shading rate for crops cultivated under the solar panel 130 can be greatly reduced.
  • the reflector 140 has a reflective layer capable of reflecting sunlight formed on one surface of a plate-shaped substrate having a convexly curved upper portion and a flat lower portion as shown in the drawing.
  • the lower portion of the reflector 140 is disposed to be inclined at a predetermined angle with respect to the solar cell panel 130 using a fastening means such as a bolt to the holder 120 .
  • the installation angle of the reflector 140 is preferably installed so that an interior angle between the flat lower portion of the reflector 140 and the lower portion of the solar cell panel 130 is 60 to 150°. This is because, when the angle is less than 60°, the power generation efficiency is lowered, and when it exceeds 150°, the light-shielding area by the reflector 140 increases, thereby increasing the light-shielding rate.
  • the height of the reflector 140 is preferably installed to be less than or equal to the height of the solar cell panel 130. If it exceeds this, the sunlight reflected at a high angle from the upper portion of the reflector 140 is This is because not only an increase in the number of objects not incident on the solar cell panel 130, but also an increase in the light-shielding area.
  • Example 3 is for explaining the reflection angle of the curved reflector used in Example 1 of the present invention.
  • the reflected light reflected at a high angle from the curved upper part of the reflector is directed to the upper part of the solar cell panel 130 even if it is disposed close, and the reflected light reflected from the flat lower part of the reflector is directed to the lower part of the solar cell panel 130 do.
  • the size of the reflector is narrower than the size of the panel, sunlight is reflected on the front surface of the panel with a high angle of inclination, thereby minimizing shading by the panel and the reflector and maintaining a low light blocking rate.
  • Example 4 is a comparison of the light blocking area of Example 1 of the present invention and the conventional solar power generation system for agriculture.
  • the solar power generation system for agriculture according to Embodiment 1 of the present invention can significantly reduce the light-shielding rate compared to the conventional agricultural photovoltaic system, or obtain better power generation efficiency at the same light-shielding rate.
  • FIG. 5 is a side view of a floating solar power system according to a second embodiment of the present invention.
  • the floating photovoltaic system 200 includes a floating body 210 disposed on the water surface to provide buoyancy, and an upper side of the floating body 210 .
  • the floating body 210 is made in a substantially rectangular parallelepiped shape and manufactured by a filament winding method, and the function of the floating body is maintained for a predetermined period even when the floating body is damaged by an external impact by filling Styrofoam granules inside. It is common to be able to
  • the breakwater 220 is made of a substantially plate-shaped member, and it is preferable to use PFRP (Pultruded Fiber Reinforced Polymeric Plastic), which is a structural member having excellent corrosion resistance and high strength per unit weight, which can be mass-produced.
  • the breakwater 220 is disposed to be inclined at a predetermined angle with respect to the solar cell panel 240 for preventing so-called over-wave in which waves generated from the water surface pass to the solar cell panel and damage the solar cell panel.
  • an upper portion of the surface opposite to the solar cell panel 240 of the breakwater 220 has a convexly curved curved surface, and a lower portion of the surface opposite to the solar cell panel 240 is formed to have a flat surface.
  • the holder 230 is a support structure for fixing the solar cell panel 240 on the floating body 210 , and a rod-shaped pipe material is used as the holder 230 .
  • the solar cell panel 240 is a module in which one or a plurality of solar cells are fixed inside a substantially rectangular frame for fixing the solar cells, and generates power by incident sunlight.
  • the solar cell panel 240 is provided with an output terminal for transmitting the generated electricity to the outside.
  • the solar cell panel 240 is disposed to be inclined at a predetermined angle with respect to the water surface by the holder 230 .
  • the reflector 250 is attached to the surface facing the solar cell panel 240 of the waveguide 220, and includes a substrate including the polymer film or a non-metallic and metallic material such as a stainless steel thin plate, and the substrate. It may include a resin film formed thereon, a reflective layer formed on the resin film, and a protective layer formed on the reflective layer.
  • the reflector 250 may be coupled to the wave-breaking body 220 by bonding, bonding, or fastening methods.
  • the size of the reflector 250 is reduced while providing a high angle and low angle to the front surface of the solar cell panel 240 . It is possible to make an angle reflected light, so the amount of power generation can be improved. That is, as a result of applying a reflector including a curved and a flat type to a solar cell panel installed at a vertical inclination angle, the daily power generation amount is improved in the range of 5.7 to 13.5% as the amount of insolation changes compared to a module installed at a 30 degree inclination angle without a reflector. confirmed that.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 영농용이나 수상용에 적합하게 사용될 수 있는 태양광을 반사하는 반사체를 구비하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 태양광 발전 시스템은, 태양전지 패널과, 상기 태양전지 패널과 소정 간격 이격되어 배치되는 반사체를 포함하고, 상기 반사체에 있어서 상기 태양전지 패널과 대향하는 면 중에서 적어도 상부가 불록하게 굴곡진 곡면형으로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

Description

반사형 태양광 발전 시스템
본 발명은 영농용이나 수상용에 적합하게 사용될 수 있는 태양광을 반사하는 반사체를 구비하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
지구 온난화와 일본에서의 원전 사고 등으로 인하여 지속가능하면서 안전하게 사용할 수 있는 에너지로서 재생에너지에 대한 관심과 필요성이 부각되고 있다. 화석 연료에 대한 의존도가 높은 국내에서도 태양광 발전은 필연적으로 방안으로써 보급이 추진되고 있으며 정책적인 지원도 활발하게 이루어지고 있다.
그러나 육상에서 이루어지고 있는 현재의 태양광 발전 시스템은 주로 산림과 농지에 설치되고 있어, 자연을 훼손할 뿐 아니라 주위의 동식물에도 악영향을 끼칠 가능성에 대한 우려가 있다.
이러한 상황을 개선하기 위하여 적용되고 있는 영농용 태양광 발전은 농지를 경작하면서 동시에 태양광 발전을 병행하는 방법으로, 일조량의 약 30%를 태양광 발전에 이용하고 나머지는 농작물 생산에 이용하여 수확량을 80% 이상 유지할 수 있어, 농가의 부가가치를 개선하고 농촌을 활성화할 수 있는 대안으로 부각되고 있다.
그런데 영농용 태양광 발전에는 농작물의 작황이 일정 이상 유지되어야 하므로 일조량 보전을 위해, 통상 지면으로부터 높게 설치되는 지지대 상에 32셀과 같은 협소형 태양전지 패널을 설치하여 적용한다.
태양전지 패널이 부착되는 구조물은 지지대, 트러스형 지지대, 독립형 지지대를 포함하고 지상에서 3m 이상의 이격 높이를 가지며 차광율은 약 30%를 유지하도록 설치하는 것이 일반적이다. 그리고 농지 면적에 대비하여 설치되는 패널의 면적에도 제한이 있어 단위 면적당 발전량에 한계가 있는 문제가 있다.
한편, 수상 태양광 발전은 호수나 바다 등의 유휴 수면을 자원으로 활용할 수 있고 수면을 통한 자연 냉각 효과를 가질 수 있어, 태양광 발전량의 향상에 유리한 것으로 기대되고 있으나, 발전효율을 더 향상시킬 필요가 있다.
(선행기술문헌)
대한민국 공개특허공보 제2020-0134065호
본 발명의 목적은 농작물이 재배되는 농지에 설치되는 태양전지의 차광율을 낮추면서도 발전효율을 유지하거나 높일 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 해상 또는 수상에 설치되는 태양전지의 발전효율을 높일 수 있는 태양광 발전 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 태양전지 패널과, 상기 태양전지 패널과 소정 간격 이격되어 배치되는 반사체를 포함하고, 상기 반사체에 있어서 상기 태양전지 패널과 대향하는 반사면 중에서 적어도 일부가 볼록한 곡면으로 이루어져 있는, 태양광 발전 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 태양광 발전 시스템에서는 반사체의 반사면 상부는 표면을 향하여 볼록한 형태의 곡면을 가지기 때문에 입사광이 상대적으로 고각도로 반사되고 반사면의 하부는 입사광이 상대적으로 저각도로 반사되기 때문에, 대향하는 위치에 배치되는 태양전지 패널의 전면을 조사할 수 있어 태양전지 패널의 발전효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 반사체의 하면은 상기 태양전지 패널에 연접하거나 소정 간격 이격되어 부착될 수 있다. 반사체의 하면과 태양전지 패널 간의 간격은 설치되는 장소와 차광율을 고려하여 조절될 수 있으며, 차광율을 고려할 때 연접하여 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 태양광 발전 시스템은 지지대를 더 포함하고, 상기 지지대 상에 상기 태양전지 패널과 상기 반사체가 배치되게 할 수 있다. 상기 지지대는 태양광 발전 시스템에 의한 음영을 최소화하기 위한 것으로 지상으로부터 일정 이상의 높이(통상 3m 이상)를 가지는 것이 사용될 수 있다. 또한, 지지대의 형상은 트러스 형상이나 독립 지주 형상 등 다양한 것이 사용될 수 있으며, 지지대의 형상은 농작물 재배에 큰 영향(예를 들어, 차광율)을 주지 않는 범위 내에서 다양한 형상의 것이 사용될 수 있다.
또한, 상기 태양전지 발전 시스템은 농작물이 재배되는 농지에 설치되는 것일 수 있다. 본 발명에 따른 태양전지 발전 시스템은 농지에의 차광율을 최소화하면서 발전량을 유지할 수 있는 구조이므로 영농용으로 적합하게 사용될 수 있다.
또한, 상기 태양전지 패널은 지면과의 경사각이 60 ~ 120°가 되도록 설치될 수 있다. 태양전지 패널이 지면에 대해 설치되는 각도는 태양광 발전 시스템에 의한 차광율에 직접적으로 영향을 미치는 인자이다. 따라서 태양전지 패널은 최대한 세워진 형태로 설치되는 것이 바람직하다. 지면에 대한 설치각도가 60 ~ 120°를 벗어날 경우 본 발명에 목적하는 농작물에 대한 차광율 저감이라는 효과를 얻기 어렵기 때문에 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 각도는 80 ~ 100°이다.
또한, 상기 반사체의 높이는 상기 태양전지 패널의 높이 이하일 수 있다. 상기 반사체의 높이가 높아질수록 차광율이 높아질 뿐 아니라, 반사체의 높이가 높아질 경우 반사체의 상부면에서 반사되는 고각도 반사광이 태양전지 패널에 반사되지 않게 되므로 1/2 이하가 바람직하다.
또한, 상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기 태양전지 패널과 반사체의 하부에 배치되어 상기 태양전지 패널과 반사체를 수상에서 부유하도록 하는 부유 구조체와, 상기 부유 구조체 상에 배치되어 태양전지 패널에 파도가 충돌하는 것을 방지하는 방파 구조체를 더 포함하고, 상기 방파 구조체에 상기 반사체가 형성되는, 태양광 발전 시스템을 제공한다. 이 시스템에서는 태양전지 패널을 보호하는 방파 구조체에 반사체를 형성함으로써, 태양전지 패널의 보호와 함께 반사광에 의해 태양전지의 발전효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 부유 구조체는 방파 구조체를 포함할 수 있다. 즉, 부유 구조체와 방파 구조체를 일체로 형성할 수 있다. 이를 통해 부유 구조체와 방파 구조체의 안정성을 높일 수 있다.
또한, 상기 반사체는 상기 방파 구조체에 일체로 형성될 수 있다. 즉, 방파 구조체의 경사면에 반사체를 형성할 수 있다.
또한, 상기 반사체는 그 하면과 상기 태양전지 패널의 하면이 이루는 내각이 60 ~ 150°가 되도록 경사지게 설치될 수 있다. 이는 상기 설치 각도가 60 ~ 150°의 범위를 벗어나는 경우, 지면에 대한 차광율이 높아지거나 발전효율이 저하되기 때문이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 태양광 발전 시스템에서는 태양전지 패널을 지면에 대해 고각도로 설치하고 태양전지 패널에 인접하여 곡면형을 포함하는 반사체를 설치함으로써 발전량을 보전함과 동시에 농지에 대한 차광율을 줄일 수 있다. 이에 따라 단위 면적당 농작물의 생산량 및/또는 발전량을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 태양광 발전 시스템에서는 반사체가 태양전지 패널을 보호하는 방파 구조물에 형성되도록 함으로써, 태양전지 패널의 보호와 발전량 향상을 함께 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 영농용 태양광 발전 시스템의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 영농용 태양광 발전 시스템의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 사용된 곡면형 반사체의 반사각도를 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1과 종래의 영농용 태양광 발전 시스템의 차광면적을 비교한 것이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 수상용 태양광 발전 시스템의 측면도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.
본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 영농용 태양광 발전 시스템의 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 영농용 태양광 발전 시스템의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예 1에 사용된 곡면형 반사체의 반사각도를 설명하기 위한 것이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 영농용 태양광 발전 시스템(100)은, 지면에 고정되는 지지대(110)와, 상기 지지대(110)의 상부 일측에 고정되는 거치대(120)와, 상기 거치대(120) 상에 거치되면서 상기 지지대(110)에 고정되는 태양전지 패널(130)과, 상기 태양전지 패널(130)로부터 소정 거리 이격되어 경사지게 배치되는 반사체(140)를 포함하여 이루어진다.
상기 지지대(110)는 농작물이 재배되는 농지에 대략 수직하게 세워지는 것으로 금속, 콘크리트와 같은 재료로 이루어진 봉상으로 이루어진 것이 사용된다. 상기 지지대(110)의 일단은 농지에 설치되는 콘크리트와 같은 고정대에 견고하게 고정된다. 상기 지지대(110)는 지지대(110)에 결합되는 거치대(120)와 태양전지 패널(130)과의 결합을 용이하게 하기 위하여 원형 또는 다각형의 관형 부재로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예 1에서는 독립 지주형으로 이루어진 지지대를 제시하였으나, 트러스트 형과 같이 다양한 형상의 지지대가 사용될 수 있음은 물론이다.
상기 거치대(120)는 상기 지지대(110)의 상단으로부터 소정 거리 아래에 상기 지지대(100)에 대해 수직하게 설치되는 판상의 부재이다. 상기 거치대(120)를 지지대(110)에 고정시키는 체결수단은 볼트와 너트와 같이 공지의 다양한 체결수단이 사용될 수 있다.
상기 태양전지 패널(130)은 태양전지 셀을 고정하는 대략 사각형의 프레임의 내부에 하나 또는 다수의 태양전지 셀이 고정된 형태로 이루어진 것으로, 입사되는 태양광에 의해 발전을 수행하는 모듈이다. 상기 태양전지 패널(130)에는 발전된 전기를 외부로 전달하기 위한 출력단자를 구비하고 있다.
상기 태양전지 패널(130)의 하부 프레임은 상기 거치대(120)에 볼트와 같은 체결수단을 통해 고정되고, 상기 태양전지 패널(130)의 상부 프레임은 상기 지지대(110)에 볼트와 같은 체결수단을 통해 고정 설치된다. 이때 태양전지 패널(130)은 지면에 대해 대략 수직하게 고각도로 설치되어 있다. 본 발명의 실시예 1에서는 태양전지 패널(130)을 지면에 대해 수직하게 설치하였으나, 전술한 바와 같이, 60 ~ 120°의 범위 내에서 약간 경사지게 설치할 수도 있다. 태양의 차광 면적이 큰 태양전지 패널(130)을 지면에 대해 고각도로 설치하게 되면 태양전지 패널(130)의 아래에서 경작되는 경작물에 대한 차광율을 크게 줄일 수 있다.
상기 반사체(140)는 도면 상 상부는 볼록하게 굴곡지고 하부는 편평한 형상으로 이루어진 판상의 기판의 일면에 태양광을 반사할 수 있는 반사층이 형성된 것이다. 상기 반사체(140)의 하부는 상기 거치대(120)에 볼트와 같은 체결수단을 사용하여 상기 태양전지 패널(130)에 대해 소정의 각도로 경사지게 배치된다.
이때 상기 반사체(140)의 설치 각도는 상기 반사체(140)의 편평한 하부와 태양전지 패널(130)의 하부가 이루어는 내각이 60 ~ 150°가 되도록 설치되는 것이 바람직하다. 상기 각도가 60°미만일 경우 발전효율이 저하되고, 150°를 초과할 경우 반사체(140)에 의한 차광면적이 증가하여 차광율이 높아지기 때문이다.
본 실시예에서는 반사체 상부에 곡면 형상을 포함하는 것에 대하여 기술하였으나 그밖에 상부 및 하부면 또는 좌우면에 대해서도 곡면 형상을 갖도록 적용하거나, 전체적으로 곡면 형상(반구형을 포함)을 갖도록 적용하더라도 차광율을 감소시키는 효과를 얻을 수 있으므로 곡면 형상을 반사체에 전반적으로 확대하여 적용하는 것도 포함한다.
또한, 상기 반사체(140)의 높이는 상기 태양전지 패널(130)의 높이에 대해 그 이하가 되도록 설치되는 것이 바람직한데, 이를 초과하게 되면 상기 반사체(140)의 상부에서 고각도로 반사되는 태양광이 상기 태양전지 패널(130)로 입사되지 않는 것이 많아질 뿐 아니라, 차광면적이 증가하기 때문이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 사용된 곡면형 반사체의 반사각도를 설명하기 위한 것이다.
도 3에서 확인되는 것과 같이, 실시예 1의 곡면형 반사체의 상부는 볼록하게 굴곡되어 있기 때문에, 입사광이 태양전지 패널에 대해 상대적으로 고각도로 반사되고, 편평한 하부에서는 입사광이 태양전지 패널에 대해 상대적으로 저각도로 반사된다. 본 발명에서 '상대적으로 고각도로 반사된다'는 것은 지면에 대한 반사각도가 크다는 의미하고, '상대적으로 저각도로 반사된다'는 것은 지면에 대한 반사각도가 작다는 의미이다.
이에 따라, 반사체의 굴곡진 상부에서 고각도로 반사된 반사광은 근접하게 배치되더라도 태양전지 패널(130)의 상부로 향하게 되고, 반사체의 편평한 하부에서 반사된 반사광은 태양전지 패널(130)의 하부로 향하게 된다. 이를 통해, 반사체의 크기가 패널의 크기보다 협소하더라도 고각도 경사각의 패널 전면에 태양광이 반사됨으로써 패널과 반사체에 의한 음영을 최소화할 수 있고 차광율을 낮게 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예 1과 종래의 영농용 태양광 발전 시스템의 차광면적을 비교한 것이다.
도 4에 도시된 것과 같이, 종래 지면에 대해 저각도의 경사각으로 설치된 태양전지 패널과 이 태양전지 패널에 인접하여 설치된 평면형 반사체를 적용한 경우와, 고각도의 경사각으로 설치된 태양전지 패널에 곡면형 부분을 포함하는 반사체를 적용한 경우를 비교하면, 각각에 수직광이 입사하는 경우를 상정할 때, 본 발명의 실시예 1에 따른 경우가 종래의 예에 비해 음영의 면적이 현저하게 감소됨을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예 1에 따른 영농용 태양광 발전 시스템이 종래의 영농용 태양광 발전 시스템에 비해 차광율을 현저하게 줄이거나, 동일한 차광율에는 더 나은 발전효율을 얻을 수 있다.
[실시예 2]
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 수상형 태양광 발전 시스템의 측면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 2에 따른 수상형 태양광 발전 시스템(200)은, 수면에 배치되어 부력을 제공하는 부유체(210)와, 상기 부유체(210)의 상부 일측에 고정되는 방파체(220)와, 상기 부유체(210)의 상부 타측에 고정되는 거치대(230)와, 상기 거치대(230)에 고정되는 태양전지 패널(240)과, 상기 방파체(220)에 형성되는 반사체(250)를 포함하여 이루어진다.
상기 부유체(210)는 대략 직육면체 형상으로 이루어지고 필라멘트 와인딩 방식에 의해 제작하며, 내부에는 스티로폼 알갱이를 충전하여 외부 충격에 의해 부유체가 파손을 입었을 경우에도 부유체의 기능을 소정 기간 유지하여 보수할 수 있도록 하는 것이 일반적이다.
상기 방파체(220)는 대략 판상의 부재로 이루어지고, 내부식성이 우수하고 단위중량당 강도가 큰 구조용 부재로써 대량생산이 가능한 PFRP(Pultruded Fiber Reinforced Polymeric Plastic)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 방파체(220)는 수면에서 발생하는 파도가 태양전지 패널로 넘어가 태양전지 패널을 파손시키는 소위 월파 방지를 위한 상기 태양전지 패널(240)에 대해 소정 각도 경사지게 배치된다. 또한, 상기 방파체(220)에서 상기 태양전지 패널(240)에 대향하는 면의 상부는 볼록하게 굴곡진 굴곡면을 가지며, 하부는 편평한 면을 가지도록 형성된다.
본 실시예에서는 반사체 상부에 곡면 형상을 포함하는 것에 대하여 기술하였으나 그밖에 상부 및 하부면 또는 좌우면에 대해서도 곡면 형상을 갖도록 적용하거나, 전체적으로 곡면 형상(반구형을 포함)을 갖도록 적용하더라도 차광율을 감소시키는 효과를 얻을 수 있으므로 곡면 형상을 반사체에 전반적으로 확대하여 적용하는 것도 포함한다.
상기 거치대(230)는 상기 부유체(210) 상에 상기 태양전지 패널(240)을 고정하기 위한 지지용의 구조물로 상기 거치대(230)로는 봉상의 파이프재가 사용된다.
상기 태양전지 패널(240)은 태양전지 셀을 고정하는 대략 사각형의 프레임의 내부에 하나 또는 다수의 태양전지 셀이 고정된 형태로 이루어진 것으로, 입사되는 태양광에 의해 발전을 수행하는 모듈이다. 상기 태양전지 패널(240)에는 발전된 전기를 외부로 전달하기 위한 출력단자를 구비하고 있다.
상기 태양전지 패널(240)은 상기 거치대(230)에 의해 수면에 대해 소정 각도로 경사지게 배치된다.
상기 반사체(250)는 상기 방파체(220)의 태양전지 패널(240)을 대향하는 면에 부착되는 것으로, 상기 고분자 필름이나, 스테인레스 강 박판 등의 비금속 및 금속 재료를 포함하는 기판과, 상기 기판 상에 형성되는 수지필름과, 상기 수지필름 상에 형성되는 반사층과, 상기 반사층 상에 형성되는 보호층을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 반사체(250)는 상기 방파체(220) 상에 접착, 접합 또는 체결 방식등으로 결합될 수 있다.
이와 같이 곡면 형상으로 이루어진 반사체(250)를 이용하여 태양전지 패널(240)에 태양광이 반사되도록 설치하면 반사체(250)의 크기를 축소하면서도 태양전지 패널(240)의 전면에 대하여 고각도 및 저각도 반사광을 만들 수 있으므로 발전량을 개선할 수 있다. 즉, 수직 경사각으로 설치된 태양전지 패널에 대하여 곡면형 및 평면형을 포함하는 반사체를 적용한 결과, 반사체 없이 30도 경사각으로 설치된 모듈에 비교하여 일사량이 변화함에 따라 5.7~13.5% 범위에서 일중 발전량이 향상되는 것을 확인하였다.
[부호의 설명]
100:영농용 태양광 발전 시스템
110: 지지대
120: 거치대
130: 태양전지 패널
140: 반사체
200: 수상용 태양광 발전 시스템
210: 부유체
220: 방파 구조체
230: 거치대
240: 태양전지 패널
250: 반사체

Claims (12)

  1. 태양전지 패널과, 상기 태양전지 패널과 소정 간격 이격되어 배치되는 반사체를 포함하고,
    상기 반사체에 있어서 상기 태양전지 패널과 대향하는 반사면 중에서 적어도 일부가 볼록한 곡면으로 이루어져 있는, 태양광 발전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사체의 하면이 상기 태양전지 패널에 연접하여 부착되어 있는, 태양광 발전 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    지지대를 더 포함하고,
    상기 지지대 상에 상기 태양전지 패널과 상기 반사체가 배치되는, 태양광 발전 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 태양광 발전 시스템은 농작물이 재배되는 농지에 설치되는, 태양광 발전 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 태양전지 패널은 지면과의 경사각이 60 ~ 120°가 되도록 설치되는, 태양광 발전 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 태양전지 패널은 지면과의 경사각이 80 ~ 100°가 되도록 설치되는, 태양광 발전 시스템.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 반사체의 높이는 상기 태양전지 패널의 높이 이하인, 태양광 발전 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양전지 패널과 반사체의 하부에 배치되어 상기 태양전지 패널과 반사체를 수상에서 부유하도록 하는 부유 구조체를 더 포함하는, 태양광 발전 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 부유 구조체 상에 배치되어 태양전지 패널에 파도가 충돌하는 것을 방지하는 방파 구조체를 더 포함하고,
    상기 방파 구조체에 상기 반사체가 형성되는, 태양광 발전 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 부유 구조체는 방파 구조체를 포함하는, 태양광 발전 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 반사체는 상기 방파 구조체에 일체형으로 부착되는, 태양광 발전 시스템.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사체는 그 하면과 상기 태양전지 패널의 하면이 이루는 내각이 60 ~ 150°가 되도록 경사지게 배치되는, 태양광 발전 시스템.
PCT/KR2021/018151 2020-12-10 2021-12-02 반사형 태양광 발전 시스템 WO2022124698A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200172471A KR20220082995A (ko) 2020-12-10 2020-12-10 반사형 태양광 발전 시스템
KR10-2020-0172471 2020-12-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022124698A1 true WO2022124698A1 (ko) 2022-06-16

Family

ID=81898542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/018151 WO2022124698A1 (ko) 2020-12-10 2021-12-02 반사형 태양광 발전 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220190780A1 (ko)
JP (1) JP2022092587A (ko)
KR (1) KR20220082995A (ko)
CN (1) CN114629430A (ko)
WO (1) WO2022124698A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170288604A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-05 Patrick Kenneth Powell Solar panel design assembly
KR101817547B1 (ko) * 2017-10-13 2018-01-11 주식회사 임성 도로 안내등이 구비된 가드레일용 태양광 거치대
KR101854450B1 (ko) * 2017-06-29 2018-05-03 (주)한빛이노텍 측면반사판이 구비된 태양광 발전장치
KR20190062708A (ko) * 2017-11-29 2019-06-07 임효진 발전단지 바닥구조를 개선하여 성능을 향상시킨 태양광발전시스템
JP2020096494A (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 東洋ケミカルエンジニアリング株式会社 太陽光発電パネルの設置ユニット、及びそれを繋いだ太陽光発電アレイ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9404677B2 (en) * 2010-05-17 2016-08-02 Ric Enterprises Inflatable linear heliostatic concentrating solar module
DE102010048730A1 (de) * 2010-06-08 2011-12-08 Hans-Georg Meißner Photovoltaik-Kollektor
JP2013149794A (ja) * 2012-01-19 2013-08-01 Toshiyuki Takemura 太陽光発電装置
JP2017056744A (ja) * 2015-09-14 2017-03-23 敏宏 細川 小型帆走船舶
CN108551321A (zh) * 2018-05-14 2018-09-18 苏州浩顺光伏材料有限公司 一种反射式太阳能电池组件
JP2020112765A (ja) * 2019-01-17 2020-07-27 株式会社西日本エイテック 太陽光反射板
KR102251394B1 (ko) 2019-05-21 2021-06-01 주식회사 햇빛누리 영농형 태양광 발전 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170288604A1 (en) * 2016-04-05 2017-10-05 Patrick Kenneth Powell Solar panel design assembly
KR101854450B1 (ko) * 2017-06-29 2018-05-03 (주)한빛이노텍 측면반사판이 구비된 태양광 발전장치
KR101817547B1 (ko) * 2017-10-13 2018-01-11 주식회사 임성 도로 안내등이 구비된 가드레일용 태양광 거치대
KR20190062708A (ko) * 2017-11-29 2019-06-07 임효진 발전단지 바닥구조를 개선하여 성능을 향상시킨 태양광발전시스템
JP2020096494A (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 東洋ケミカルエンジニアリング株式会社 太陽光発電パネルの設置ユニット、及びそれを繋いだ太陽光発電アレイ

Also Published As

Publication number Publication date
CN114629430A (zh) 2022-06-14
KR20220082995A (ko) 2022-06-20
JP2022092587A (ja) 2022-06-22
US20220190780A1 (en) 2022-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6219723B2 (ja) ボイアントソーラーパネル及び前記パネルのアセンブリからなるソーラーパワープラント
KR20190002833U (ko) 광발전 모듈을 위한 지지 장치 및 광발전 시스템
WO2017195995A1 (ko) 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템
US4398053A (en) Pyramidal energy collector
JP6672444B1 (ja) 太陽光発電パネルの設置ユニット、及びそれを繋いだ太陽光発電アレイ
KR101785579B1 (ko) 태양광 발전시스템
ES2357929B1 (es) Modulo de alta concentracion fotovoltaica
US20220228564A1 (en) Column having at least one photovoltaic element, and use of a photovoltaic element on a column
KR101032365B1 (ko) 태양광 발전시스템
CN115836396A (zh) 太阳能电池系统及其制造方法
WO2022124698A1 (ko) 반사형 태양광 발전 시스템
ES2955205T3 (es) Elemento de pared
KR20190111492A (ko) 태양광의 확산투과를 통해 음영지역을 해소하여 태양광부지를 농지로 활용할 수 있는 태양광 발전장치
WO2023149726A1 (ko) 송전케이블을 수중에서 현수하는 태양광 발전시스템
KR20170117979A (ko) 투광기를 포함한 태양전지 모듈
KR101770957B1 (ko) 태양광 발전 시스템
CN219288476U (zh) 一种升降式“渔光互补”养殖平台
Plesniak et al. High performance concentrating photovoltaic module designs for utility scale power generation
WO2023027206A1 (ko) 태양광 발전 장치
KR101757207B1 (ko) 태양광 발전 시스템
CN219668441U (zh) 一种海上浮式“渔光互补”养殖平台
US20120073627A1 (en) Solar cell module
KR101980746B1 (ko) 부유식 태양광 발전장치
CN220065717U (zh) 一种可贴附的太阳能电池及应用其的发电储能系统
CN216443758U (zh) 一种渔光互补的海上漂浮系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21903744

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21903744

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21903744

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 27/11/2023)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21903744

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1