KR100309507B1 - Power generation and heat storing system using solar energy - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전/축열시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 심야전력에 의한 축열기능에 연계하여 태양광 에너지에 의한 보조적인 축열기능이 상정됨과 더불어 그 태양광으로부터 발전된 전원의 축전(蓄電)기능이 상정된 태양광 발전/축열시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar power generation / heat storage system. More specifically, the auxiliary heat storage function by solar energy is assumed in connection with a heat storage function by night power. The present invention relates to a photovoltaic power generation / heat storage system.
주지된 바와 같이, 일반가정이나 비닐하우스 재배농가, 축사 등에서는 특히 동절기의 실내 난방을 위해 난방장치가 설치되는 바, 그러한 난방장치는 대개 상용전원에 의해 작동되는 형태가 일반적이다. 따라서, 난방장치의 작동시에 소비되는 상용전원에 대한 비용이 경제적으로 상당한 부담을 주게 된다.As is well known, heating is installed in a home, a vinyl house farmhouse, a barn, etc., especially for indoor heating in winter, and such heating is generally operated by a commercial power source. Therefore, the cost for the commercial power consumed at the time of operation of the heating device is economically burdened.
그러한 상황을 고려하여, 현재에는 할인요금이 적용되는 심야시간대의 전력에 의해 실내의 난방이 가능하도록 된 심야전력 축열시스템이 제안되어 실용에 적용된 상태이다. 그러한 심야전력 축열시스템에 따르면, 심야시간대의 전력에 의해 히터를 구동시켜 축열조에 저장된 난방수를 가열하고 그 가열된 난방수를 난방계통을 통해 순환시킴으로써 실내의 난방이 이루어지게 된다.In consideration of such a situation, a late night electric power heat storage system has been proposed and applied to practical use in which the heating of the room can be performed by the electric power of the late night time to which the discount rate is applied. According to such a late-night electric power storage system, the heating of the room is performed by driving the heater by the power of the late-night time to heat the heating water stored in the heat storage tank and circulating the heated heating water through the heating system.
또한, 태양열에 의해 축열조의 난방수를 가열하여 실내의 난방을 행하는 태양열 축열시스템도 실용에 적용된 상태인 바, 그러한 태양열 축열시스템은 주간에 태양열에 의해 가열된 난방수를 난방계통을 통해 순환시켜 실내의 난방을 실행하는 방식으로, 상용전원을 사용하는 경우에 비해 경제적인 부담이 대폭적으로 경감되게 된다.In addition, the solar heat storage system that heats the heating water of the heat storage tank by solar heat to heat the room is also applied to the practical use, such solar heat storage system circulates the heating water heated by the solar heat through the heating system during the day to the room In this way, the economic burden is greatly reduced compared to the case of using a commercial power source.
그리고, 심야전력 축열시스템이라던지 태양열 축열시스템은 심야전력 또는 태양열에 의해 축열조의 난방수를 가열하여 행하는 실내난방 뿐만 아니라 하절기에 심야전력 또는 태양열을 이용하여 냉매의 열교환이 행해지도록 하는 냉방작용도 고려되고 있다.In addition, the latent heat storage system or the solar heat storage system considers not only indoor heating performed by heating the heating water of the heat storage tank by late night power or solar heat, but also a cooling operation that allows the refrigerant to be exchanged by using late night power or solar heat in summer. It is becoming.
그런데, 상기한 심야전력 축열시스템에 따르면, 심야시간대의 전력을 이용하여 축열조의 난방수를 가열함으로써 비교적 저렴한 비용으로 실내의 난방이 가능하게 되지만, 심야시간대에 가열된 축열조의 난방수 온도는 경시적(經時的)으로 저하되기 쉽다. 따라서, 그 저하된 난방수의 온도를 보상하기 위해서는 심야시간대에 진입되기 이전에는 정상적인 요금이 부과되는 상용전원을 사용해야만 되고, 그 때문에 심야전력만에 의한 최적의 난방효과를 기대하기는 어려운 실정이다.By the way, according to the above-described late night power heat storage system, the heating of the heat storage tank using the power of the late night time allows the heating of the room at a relatively low cost, but the heating water temperature of the heat storage tank heated in the late night time is time-lapsed. It is easy to be reduced to (經 時 的). Therefore, in order to compensate for the lowered temperature of the heating water, it is necessary to use commercial power that is charged at a normal rate before entering the late-night time zone, and thus it is difficult to expect the optimal heating effect by only the late-night electric power. .
또한, 태양열 축열시스템의 경우에는 주간에 태양열을 집열하여 축열조의 난방수를 적정한 온도로 가열하여 난방을 실행하게 되지만, 일몰시간 이후에는 태양열에 의한 난방수의 가열이 불가능하게 됨에 따라 야간에는 난방수의 온도가 점차 저하되고, 특히 일기(日氣)가 양호하지 않은 경우(예컨대, 주간의 우천시/강설시 등)에는 태양열에 의한 집열효율이 저하되어, 결국 태양열에 의한 난방은 항시 최적의 효율로 행해지기 어렵게 된다.In the case of solar heat storage system, the solar heat is collected during the day to heat the heating water of the heat storage tank to an appropriate temperature to perform heating, but after the sunset time, the heating water by the solar heat becomes impossible, so the heating water at night In the case of poor temperature, especially when the weather is not good (e.g. during rainy weather or during snowy days), solar heat collection efficiency is lowered. It becomes difficult to be done.
이에, 본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 심야전력과 태양광으로부터 발전된 전원을 상호 연계하여 주간과 야간에 걸쳐 저렴한 비용으로 항시 양호한 축열이 가능하게 됨과 더불어 태양광으로부터 발전된 전원의 활용(예컨대, 매전(賣電) 또는 냉방시 냉매의 열교환)이 가능하도록 된 태양광 발전/축열시스템을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described state of the art, and by interlinking the power generated from the late-night power and the solar power, good heat storage is possible at all times at low cost over the day and night, and the power generated from the solar power. It is an object of the present invention to provide a photovoltaic power generation / heat storage system that can be utilized (for example, heat exchange of the refrigerant during charging or cooling).
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 태양광을 수광받아 광전변환을 행함과 더불어 그 태양열을 집열하기 위한 태양광모듈과, 상기 태양광모듈로부터 집열된 태양열을 그 집열관을 통해 순환되는 열매에 대한 매체의 압축 및 팽창처리에 의해 도입받아 축열을 위해 인가하는 매체사이클수단, 상기 매체사이클수단을 통해 공급받은 태양열을 난방수에 의해 축열하여 소정 사용시간대의 도래에 따라 축열된 난방수를 배출하는 축열조, 상기 태양광모듈에 의해 생성되는 태양광에 의한 전원전압을 축전가능하게 정전압변환함과 더불어 상용 AC전원으로 부터의 AC전원전압을 DC변환하는 선택적인 전력변환처리를 수행하는 전력변환부, 상기 전력변환부을 통해 전력변환된 전원전압을 축전하는 축전수단, 상기 태양광모듈의 집열처리에 대한 집열불능시간대와 집열부족시간대에 보조적으로 동작되어 상기 전력변환수단을 통한 상용 AC전원으로 부터의 전원전압이나 태양광으로부터 생성된 전원전압에 의해 상기 축열조내의 난방수를 가열하도록 전원제어하는 전원제어수단, 상기 태양광모듈의 집광/집열처리와 태양광에 의한 전원전압 또는 상용 AC전원으로 부터의 전원전압에 대한 전력변환수단의 선택적 전력변환처리여부를 판정하기 위한 날짜와 시간대를 계수하는 캘린더계수수단, 상기 캘린더계수수단에 의해 계수된 날짜 및 시간대의 계수치와 실외온도 및 상기 축열조내의 수온의 감지치에 기초하여 집광/집열의 가능시간대와 불능시간대 및 부족시간대에 따라, 상기 매체 사이클수단의 축열공급을 위한 순환처리와 상기 전력변환부의 선택적인 전력변환처리 및 상기 전원제어수단의 축열조내에 저장된 저장수의 가열처리를 위한 전원제어처리상태를 총괄적으로 제어하는 제어수단이 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, a solar module for receiving photovoltaic light and performing photoelectric conversion and collecting the solar heat, and the solar heat collected from the solar module is the heat collecting tube Media cycle means which is introduced by the compression and expansion treatment of the medium for the fruit circulated through and applied for heat storage, the solar heat supplied through the medium cycle means by heat storage by the heating water to accumulate according to the arrival of a predetermined time of use A heat storage tank for discharging the heated water, and a power conversion process for converting the power voltage generated by the solar module generated by the solar module into a constant voltage so as to accumulate, and DC converting the AC power voltage from a commercial AC power source. A power conversion unit for performing, the power storage means for accumulating the power voltage converted by the power conversion unit, the solar module Auxiliary operation is performed in a heat-collecting time zone and a heat-collecting time zone for heat treatment to control power supply to heat the heating water in the heat storage tank by a power supply voltage from commercial AC power supply or solar power generation through the power conversion means. Counting the date and time zone for determining whether the power control means, the condensation / heat treatment of the photovoltaic module and the power conversion means of the power conversion means to the power supply voltage by sunlight or the power supply voltage from commercial AC power supply The medium cycle means according to the possible time zones for the condensing / collecting, the unavailable time zones and the insufficient time zones based on the calendar counting means, the count value of the date and time counted by the calendar counting means and the sensed value of the outdoor temperature and the water temperature in the heat storage tank Circulation process for supplying heat storage and selective power conversion process and phase A control means for collectively controlling the power supply control processing status is provided for storing the number of heating stored in the heat storage tank of the power control means.
바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 태양광모듈은 집열판의 일측면을 통해서 유입되는 집열관이 하면에서 장축방향을 따라 지그재그 형상으로 소정의 각을 갖도록 비스듬하게 설치되어 열적전도상태로 접합되며, 그 집열관의 상면에 사각박스의 형태를 갖는 태양전지가 부착되며, 그 집열판의 상부에는 투광성과 형광성을 갖는 투광성기판이 피착되어 태양전지가 대기열보다 고온으로 상승되어 대기집열량이 감소되는 것을 방지하도록 상기 태양광모듈내의 대기열을 보온하는 구조로 이루어진다.Preferably, according to one embodiment of the present invention, the solar module is installed obliquely to have a predetermined angle in a zig-zag shape along the long axis direction in the heat collecting tube flowing through one side of the heat collecting plate in a thermally conductive state The solar cell having the shape of a rectangular box is attached to the top of the heat collecting tube, and a light transmitting substrate having light transmissivity and fluorescent light is deposited on the top of the heat collecting plate so that the solar cell is raised to a higher temperature than the queue, thereby reducing the amount of atmospheric heat. Insulating the queue in the photovoltaic module to prevent it from being made.
또한, 상기 전력변환부는 상용 AC전원을 직류로 변환시키는 AC/DC변환부와, 상기 태양전지로부터 광전변환된 직류전압을 정전압화하는 DC/DC변환부, 상기 제어부로부터 제어신호를 인가받아 상기 AC/DC변환부와 상기 DC/DC변환부로부터의 전원을 상기 전원제어부로 선택적으로 공급시키기 위한 스위칭동작을 수행하는 릴레이스위치부, 그 릴레이스위치부가 스위치온되어 인가되는 전류가 역류되지 않도록 하는 역전류방지 다이오드로 이루어진다.The power converter may include an AC / DC converter for converting commercial AC power into DC, a DC / DC converter for converting a DC voltage photoelectrically converted from the solar cell, and receiving a control signal from the controller. A relay switch unit for performing a switching operation for selectively supplying power from the DC / DC converter and the DC / DC converter to the power control unit; and a reverse current for switching the relay switch unit on to prevent reverse flow of the applied current Made of prevention diode.
더욱 바람직하게, 상기 축열조는 그 내부에 글라스울(Glass Wool)로 설계된 내피가 설치되고, 그 내피의 내측면을 따라 응축기와, 주히터가 상/하방향으로 지그재그형상을 갖고 피착되며, 상기 내피와 소정 간격으로 공기층이 형성된 그 외부에는 상기 내피를 보호하기 위해 폴리에틸렌이나 우레타놀수지로 된 외피가 덮혀진 구조를 갖는다.More preferably, the heat storage tank has an inner shell designed with glass wool therein, and a condenser and a main heater are deposited with a zigzag shape in an up / down direction along the inner surface of the inner shell, and the endothelial is deposited. The outer surface of the air layer is formed at a predetermined interval and has a structure covered with a sheath of polyethylene or urethane resin to protect the endothelium.
따라서, 상기한 구성의 본 발명에 따른 태양광 발전/축열시스템에 의하면 심야전력에 의한 축열기능에 연계하여 태양광 에너지에 의한 보조적인 축열기능이 통합적으로 제공된다.Therefore, according to the photovoltaic power generation / heat storage system according to the present invention having the above-described configuration, the auxiliary heat storage function by the solar energy is integrally provided in connection with the heat storage function by the late night power.
즉, 본 발명에 따르면 주간에는 태양광 에너지의 집열에 의한 축열 또는 태양광에서 얻어진 전원에 의한 축열이 이루어지고, 일몰시간으로부터 심야시간의 사이에는 상기 태양광에서 얻어져 축전지에 축전된 전원에 의한 축열이 이루어지게 되며, 심야시간대에는 심야전력에 의한 축열이 이루어지게 된다.That is, according to the present invention, the heat storage is performed during the day when heat is accumulated by solar energy or the power source obtained from sunlight, and the power is stored in the battery and stored in the battery between sunset time and midnight time. The heat storage is made, the heat storage by the late-night power in the night time zone is made.
또한, 본 발명에 따르면 주간에 일기의 불량 등에 의해 태양열의 집열효율이 저하되는 경우에 태양광에서 얻어진 전원에 의한 축열이 이루어지게 된다.In addition, according to the present invention, when the heat collection efficiency of solar heat decreases due to poor weather conditions during the day, heat storage by the power source obtained from sunlight is achieved.
더욱이, 본 발명에 따르면 태양광에서 얻어져 축전지에 축전된 전원은 상기한 실내의 난방을 위한 축열 뿐만 아니라, 하절기 냉매의 열교환을 위한 전원 또는 매전(買電)의 목적으로도 활용되게 된다.Furthermore, according to the present invention, the power source obtained from solar light and stored in the battery is utilized not only for the heat storage for heating the above-mentioned room, but also for the purpose of power supply or electricity for heat exchange of the summer refrigerant.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전/축열시스템의 전체적인 구성을 나타낸 도면,1 is a view showing the overall configuration of a photovoltaic power generation / heat storage system according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광모듈의 구조를 도시한 도면,2 is a view showing the structure of a solar module according to an embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전/축열시스템에 채용된 축열수단의 구조를 나타내는 사시도,Figure 3 is a perspective view showing the structure of the heat storage means employed in the photovoltaic power generation / heat storage system according to an embodiment of the present invention,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전/축열시스템에서 전력변환부의 회로구성을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a circuit configuration of a power conversion unit in a photovoltaic power generation / heat storage system according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
2 : 태양광모듈 2c : 태양전지2: solar module 2c: solar cell
2d : 투광성기판 4 : 집열관2d: transparent substrate 4: heat collecting tube
8 : 축열조 30 : 전력변환부8: heat storage tank 30: power conversion unit
32 : 전원제어부 42 : 제어부32: power control unit 42: control unit
이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전/축열시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 동 도면에서 참조부호 2는 특히 주간에 태양광의 열에너지를 집열하여 축열을 실행함과 더불어 그 태양광으로부터 전기적인 에너지를 얻어내기 위한 태양광모듈을 나타낸다. 그 태양광모듈(2)의 내부를 경유하는 집열관(4)에 대해서는 태양광 에너지를 집열하는 집열핀(2a)이 설계되고, 그 집열관(4)의 경로상에는 태양광 에너지와 열교환하기 위한 열매(熱媒)가 유동하는 압축기(6)와, 응축기 (10), 팽창밸브(18)가 순차적으로 배치되어지며, 상기 응축기(10)는 태양광 에너지와의 열교환에 의해 고온으로 가열된 열매가 난방수와 열교환되어 그 난방수를 고온으로 가열하기 위해 축열조(8)내에 설치된다.1 is a view showing the configuration of a photovoltaic power generation / heat storage system according to an embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 2 denotes a photovoltaic module for collecting heat energy of solar light during daytime to perform heat storage and to obtain electrical energy from the sunlight. For the heat collecting tube 4 passing through the inside of the solar module 2, a heat collecting fin 2a for collecting solar energy is designed, and heat exchanged with the solar energy on the path of the heat collecting tube 4. Compressor 6, a condenser 10, and an expansion valve 18, through which the fruit flows, are sequentially arranged. The condenser 10 is heated to a high temperature by heat exchange with solar energy. The fruit is heat-exchanged with the heating water and installed in the heat storage tank 8 to heat the heating water to a high temperature.
여기서, 상기 축열조(8)는 난방수를 유입시키기 위해 그 축열조(8)의 상단 소정부에 설치된 유입구(12)와, 상기 응축기(10)에 의해 가열된 난방수를 난방계통으로 급수시키기 위해 그 하단 소정부에 설치된 급수관(16)을 갖추게 된다.Here, the heat storage tank 8 has an inlet 12 provided at an upper predetermined portion of the heat storage tank 8 for introducing the heating water, and the water for heating the water heated by the condenser 10 to the heating system. The water supply pipe 16 provided in the lower predetermined portion is provided.
상기한 태양열원을 이용하는 집열장치는 태양이 떠있는 주간(예컨대, 08:00∼16:00)에 사용이 가능하도록 된다.The heat collecting device using the solar heat source can be used during the day when the sun is floating (for example, 08:00 to 16:00).
또, 도 1에서 참조부호 30은 상용 AC전원(28)과 상기 태양광모듈(2)에 의해 태양광으로부터 발전된 전원을 연계하여 상기 축열조(8)내에 설치된 히터(도 1에서 '34' 참조)를 가열하기 위한 전력변환부로서, 그 전력변환부(30)는 상기 태양광모듈(2)내에 설치된 태양전지로부터 발생된 전압을 인가받아 일정한 전압으로 전압레귤레이션을 수행하기 위한 DC-DC컨버터와, 상기 상용AC전원(28)으로부터의 전력을 인가받아 AC/DC변환을 수행하는 AC/DC인버터를 포함하여 태양광 전원과 상용AC전원의 연계형식으로 구성된다.In FIG. 1, reference numeral 30 denotes a heater installed in the heat storage tank 8 in connection with a commercial AC power source 28 and a power source generated from sunlight by the solar module 2 (see '34' in FIG. 1). As a power conversion unit for heating the power conversion unit 30 is a DC-DC converter for performing a voltage regulation to a constant voltage by receiving a voltage generated from the solar cell installed in the photovoltaic module (2), Including the AC / DC inverter for performing the AC / DC conversion by receiving the power from the commercial AC power source 28 is composed of a solar power supply and a commercial AC power supply.
한편, 32는 상기 전력변환부(30)로부터 전압을 인가받아 상기 축열조(8)의 온도와 실내/외온도, 사용자가 설정한 온도에 따라 소망하는 전력을 상기 축열조 (8)내의 히터(34)에 공급하여 상기 축열조(8)의 난방수가 소망하는 온도로 가열될 수 있도록 하는 PWM제어방식의 전원제어부를 나타낸다.On the other hand, 32 receives a voltage from the power conversion unit 30, the heater 34 in the heat storage tank 8 to the desired power in accordance with the temperature of the heat storage tank (8), the indoor / outdoor temperature, the temperature set by the user. And a power supply control unit of a PWM control system for supplying to the heating water so that the heating water of the heat storage tank 8 can be heated to a desired temperature.
그리고, 36은 상기 축열조(8)에 저장된 난방수의 온도를 감지하기 위한 수온감지부를 나타내며, 38은 해당하는 태양광 발전/축열시스템이 설치된 장소의 외부온도를 감지하기 위한 실외온도감지부를 나타낸다.And, 36 represents a water temperature sensing unit for sensing the temperature of the heating water stored in the heat storage tank (8), 38 represents an outdoor temperature sensing unit for sensing the outside temperature of the place where the corresponding photovoltaic power generation / heat storage system is installed.
또, 도 1에서 40은 해당하는 태양광 발전/축열시스템의 운용시 동절기와 하절기에 달라지는 태양광에 의한 발전 및 축열의 시간을 판단하기 위한 월/일/시간데이터를 카운트하여 그 카운트결과를 제공하는 캘린더타이머를 나타낸다.In addition, Figures 1 to 40 is to count the month / day / time data for determining the time of the generation and heat storage by the solar light in the winter and summer during operation of the corresponding photovoltaic power generation / heat storage system provides the count result Represents a calendar timer.
도 1에서 42는 본 발명에 따른 태양광 발전/축열시스템의 전체적인 제어를 담당하는 제어부로서, 그 제어부(42)는 상기 태양광모듈(2)에서 발생되는 전압을 검출하여 태양광 에너지에 의한 축열, 태양광 전원 또는 상용AC전원(28)에 의한 히터(34)의 가동에 의한 축열을 제어하기 위해 상기 축열조(8)내의 수온감지부(36)와 실외온도감지부(38), 캘린더타이머(40)로부터 데이터신호를 입력받아 상기 전원제어부(32)에서 상기 축열조(8)에 저장된 난방수를 소망하는 온도로 가열시킬 수 있도록 전원제어신호(PWM Signal)를 발생하게 된다.1 to 42 is a control unit responsible for the overall control of the photovoltaic power generation / heat storage system according to the present invention, the control unit 42 detects the voltage generated by the photovoltaic module (2) heat storage by the solar energy In order to control the heat storage by the operation of the heater 34 by the solar power source or the commercial AC power source 28, the water temperature sensing unit 36, the outdoor temperature sensing unit 38, the calendar timer ( 40 receives a data signal from the power control unit 32 to generate a power control signal (PWM signal) to heat the heating water stored in the heat storage tank (8) to a desired temperature.
또한, 상기 캘린더타이머(40)에서 하절기에 대한 신호를 인가시키면 상기 전원제어부(32)에 정지신호를 인가하여 상기 전원제어부(32)를 통한 히팅동작이 정지되도록 하며, 상기 집열관(4)을 따라 흐르는 열매를 냉매로 교체하여 냉매의 순환으로 인한 실내냉방이 가능하도록 한다.In addition, when the calender timer 40 applies a signal for the summer season, a stop signal is applied to the power controller 32 so that the heating operation through the power controller 32 is stopped, and the heat collecting tube 4 is stopped. The fruit flowing along is replaced with a refrigerant to enable indoor cooling due to the circulation of the refrigerant.
그와 동시에, 상기 전원제어부(32)는 정지신호를 발생하여 상기 전력변환부 (30)를 매개하여 발생되는 모든 전력이 축전부(44)에 축전되어 각종의 전기기기에 보조전원으로 사용될 수 있도록 하고, 상기 축전부(44)와 병렬로 얼음을 제조하는 제빙기(도시생략)를 구성하여 그 축전부(44)의 전원을 이용하여 하절기에는 얼음을 제조하고 팬을 구동시켜 얼음의 증발로 인한 대기열과의 열교환을 이룬다.At the same time, the power control unit 32 generates a stop signal so that all power generated through the power conversion unit 30 is stored in the power storage unit 44 to be used as an auxiliary power source for various electric devices. In addition, by forming an ice maker (not shown) for producing ice in parallel with the power storage unit 44, by using the power supply of the power storage unit 44 to manufacture the ice in the summer and driving the fan to queue by the evaporation of the ice Heat exchange with
56은 상기 태양광모듈(2)에서 발전되어 상기 축전부(44)에 축전된 잉여전력을 전기회사(예컨대, 한전 등)측으로 매전(賣電)하기 위한 매전시스템을 나타내는 바, 그 매전시스템은 승압이 가능한 소형의 변압기와, 송전되는 전력의 누산이 가능하도록 적산전력계로 구성되어 전기회사측 라인과 연결되어 설치된다.Reference numeral 56 denotes a power supply system for powering the surplus power generated by the solar module 2 and stored in the power storage unit 44 to an electric company (eg, KEPCO). It consists of a small transformer capable of boosting voltage and an integrated power meter so as to accumulate the transmitted electric power.
상기한 바와 같은 태양광 발전시스템을 이용하여 주간(예컨대, 08:00∼ 16:00)에는 상기 태양광모듈(2)로부터 인가되는 전원을 상기 제어부(42)의 제어신호에 의해 상기 전력변환부(30)와 전원제어부(32)를 매개하여 상기 축열조(8)의 히터(34)측으로 공급됨으로써 축열이 이루어지고, 일몰시간으로부터 심야시간의 사이 (예컨대, 16:00∼22:00시)에는 상기 캘린더타이머(40)로부터 해당 시간데이터를 상기 제어부(42)가 인가받아 상기 축전부(44)에 소정의 제어신호를 발생시킴으로써 상기 축전지(44)에 축전된 전원이 상기 전원제어부(32)를 매개하여 상기 히터(34)를 가열하여 축열이 이루어지게 되며, 심야시간대(예컨대, 22:00∼08:00)에는 상기 제어부(42)가 상기 캘린더타이머(40)로부터 해당 시간데이터를 입력받아 상기 전력변환부(30)에 제어신호를 발생하여 심야전력인 상기 상용 AC전원(28)을 인가받아 상기 전원제어부(32)를 매개로 상기 히터(34)를 가열시켜 축열이 수행되도록 한다.In the daytime (for example, 08:00 to 16:00) using the photovoltaic power generation system as described above, the power conversion unit receives power applied from the photovoltaic module 2 by a control signal of the control unit 42. 30 is supplied to the heater 34 side of the heat storage tank 8 via the power control unit 32, and heat storage is performed, and between sunset time and late night time (for example, from 16:00 to 22:00). The control unit 42 receives the time data from the calendar timer 40 and generates a predetermined control signal to the power storage unit 44 so that the power stored in the battery 44 causes the power control unit 32 to operate. By heating the heater 34 by means of heat storage, heat storage is performed, and the control unit 42 receives corresponding time data from the calendar timer 40 in the late night time zone (for example, 22:00 to 08:00). Midnight power by generating a control signal to the power converter 30 The commercial AC power source 28 is applied to heat the heater 34 through the power control unit 32 so that heat storage is performed.
그러므로, 본 발명에서 제안되는 태양광 발전/축열시스템은 심야전력에 의한 축열기능과, 태양광 에너지를 매개한 발전으로 인한 축열기능, 태양열원을 직접 이용하여 축열하는 기능이 시간대별로 구분되어 행해질 수 있도록 구성되어 있다.Therefore, in the photovoltaic power generation / heat storage system proposed in the present invention, the heat storage function by midnight power, the heat storage function due to solar energy-mediated power generation, and the function of directly accumulating the solar heat source can be performed by time zone. It is configured to.
또한, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광모듈의 구조를 도시한 도면으로, 집열판(2b)의 일측면을 통해서 유입되어 내부의 열매(熱媒) 또는 냉매(冷媒)를 흘려보내는 동파이프로 이루어진 집열관(4)은 에폭시계 접착제로 동 또는 알루미늄으로 이루어진 집열판(2b)의 하면에 장축방향으로 지그재그 형상을 취하며 분포/설치되어 열적전도상태로 접합되게 한다.In addition, Figure 2 is a view showing a structure of a solar module according to an embodiment of the present invention, flowing through one side of the heat collecting plate (2b) to flow the fruit (냉매) or the refrigerant (내부) inside The heat collecting tube 4 made of copper pipe has an zigzag shape in the long axis direction on the lower surface of the heat collecting plate 2b made of copper or aluminum with an epoxy adhesive and is distributed / installed so as to be joined in a thermally conductive state.
이때, 상기 집열관(4)의 측면에는 그 내부의 열매(또는 냉매)와 조사되는 태양광, 승온된 대기열과의 열교환이 이루어질 수 있도록 집열핀(2a)이 설치되어진다.At this time, the heat collecting pipe (4) is provided on the side of the heat collecting fin (2a) so that heat exchange between the fruit (or refrigerant) and the irradiated sunlight, the heated queue inside.
또한, 상기 집열판(2b)상에 길이방향으로 비스듬하게 부착되어진 집열관(4)의 상면에는 그 집열판(2b)과 평행되게 사각 박스형태의 비정질 실리콘 태양전지 (2c)가 부착되어진다.In addition, an amorphous silicon solar cell 2c in the form of a square box is attached to an upper surface of the heat collecting tube 4 attached obliquely in the longitudinal direction on the heat collecting plate 2b in parallel with the heat collecting plate 2b.
그 집열판(2b)의 투광면(상면)에는 투광성과 형광성을 갖는 유리 또는 아크릴수지로 이루어진 투광성기판(2d)이 피착되어 상기 태양광모듈(2)내의 대기열이 보온될 수 있게 된다. 하지만, 상기 태양전지(2c)의 온도조건여부에 따라 상기 투광성기판(2d)을 설계하지 않아도 본 발명에서는 하등의 문제가 없다.On the light-transmitting surface (upper surface) of the heat collecting plate 2b, a light-transmissive substrate 2d made of glass or acrylic resin having transparency and fluorescence is deposited so that the queue in the solar module 2 can be kept warm. However, even if the light-transmissive substrate 2d is not designed according to the temperature condition of the solar cell 2c, there is no problem in the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전/축열시스템에 채용된 축열조의 구조를 나타내는 사시도로서, 그 축열조(8)의 상단 소정부에는 유입구(12)가 형성되어 난방수를 유입할 수 있도록 하며, 하단부에는 급수관(16)을 형성하여 상기 축열조(8)내부에서 난방수가 가열되어 난방이나 온수(또는 냉방을 위한 냉수)로 제공하기 위한 급수가 이루어지도록 되어 있다.3 is a perspective view showing the structure of the heat storage tank employed in the photovoltaic power generation / heat storage system according to an embodiment of the present invention, the inlet 12 is formed in the upper predetermined portion of the heat storage tank (8) to introduce the heating water The water supply pipe 16 is formed at the lower end, so that the heating water is heated in the heat storage tank 8 so as to supply water for heating or hot water (or cold water for cooling).
또한, 상기 축열조(8)의 내부는 그 외부와의 열교환을 막기위해 내피(20)와 외피(26)로 둘러쌓여 있는 바, 그 내피(20)는 글라스울(Glass Wool) 등으로 설계되어 있으며, 그 내피(20)의 내측면을 따라 상기 집열관(4)이 연결되어 구성된 응축기(10)와, 상기 축열조(8)의 하단 소정부에 형성된 주히터 도입관(22)을 통해 유입되는 주히터(34)가 그 내피(20)의 상/하 방향으로 피착되어 난방수의 열대류로 인한 열손실을 방지할 수 있도록 되어 있다.In addition, the interior of the heat storage tank 8 is surrounded by the inner shell 20 and the outer shell 26 to prevent heat exchange with the outside, the inner shell 20 is designed of glass wool (Glass Wool) and the like. The main inlet flows through the condenser 10 formed by connecting the heat collecting pipe 4 along the inner surface of the inner shell 20 and the main heater introduction pipe 22 formed at a lower predetermined portion of the heat storage tank 8. The heater 34 is deposited in the up / down direction of the endothelium 20 to prevent heat loss due to tropical flow of the heating water.
그리고, 상기 내피(20)와 소정의 간격으로 공기층이 형성된 그 외부에는 상기 축열조(8)의 외피(26)가 형성되어 있는 바, 그 외피(26)는 상기 내피(20)를 보온하기 위해 폴리에틸렌이나 우레타놀수지류 등으로 이루어진다.In addition, an outer layer 26 of the heat storage tank 8 is formed at an outer side of the inner layer 20 in which an air layer is formed at a predetermined interval, and the outer shell 26 is made of polyethylene to insulate the inner shell 20. Or uretanol resins.
이때, 상기 축열조(8)의 내부에는 응축부(10)와, 주히터(34)를 설치함으로써 태양열의 조사에 의해 승온된 열매가 집열관(4)을 매개로 하여 상기 응축부(10)에서 열교환을 일으킴에 의해 난방수를 가열시키고, 또한 태양광에 대한 광전변환에 의해 발생되는 전력 또는 상용 AC전원을 이용해 상기 주히터(34)에 인가함으로써 난방수가 가열될 수 있도록 한다.In this case, the condensation unit 10 and the main heater 34 are installed inside the heat storage tank 8 so that the fruit heated by irradiation of solar heat is transferred from the condensation unit 10 via the heat collecting tube 4. The heating water is heated by causing heat exchange, and the heating water can be heated by applying to the main heater 34 using a commercial AC power or electric power generated by photoelectric conversion to sunlight.
한편, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전/축열시스템에서 전력변환부의 회로구성을 도시한 도면으로, 상기 전력변환부(30)는 상용 AC전원(28)과 상기 태양전지(2c)가 연계되어 전력변환을 수행하는 연계형 변환수단으로, 심야전력인 상용 AC전원(28)을 직류로 변환시키는 AC/DC변환부(46)와, 상기 태양전지(2c)로부터 광전변환되어 인가받은 직류전압을 정전압화하는 DC/DC변환부(47)로 이루어진다.On the other hand, Figure 4 is a view showing a circuit configuration of the power conversion unit in the photovoltaic power generation / heat storage system according to an embodiment of the present invention, the power conversion unit 30 is a commercial AC power source 28 and the solar cell ( 2c) is a linked conversion means for performing power conversion, the AC / DC conversion unit 46 for converting the commercial AC power source 28, which is a midnight power to direct current and photoelectric conversion from the solar cell (2c) The DC / DC converter 47 converts the applied DC voltage into a constant voltage.
또한, 상기 전력변환부(30)는 상기 제어부(42)로부터 제어신호의 인가여부에 따라 도통되는 트랜지스터(48a,48b)와, 그 트랜지스터(48a,48b)의 도통여부에 따라 여자되어 스위칭동작을 수행하는 릴레이스위치(50a,50b), 상기 릴레이스위치(50a, 50b)가 스위치온(on)되어 인가되는 전류가 역류되지 않도록 하는 역전류방지 다이오드(52a,52b)로 구성된다.In addition, the power conversion unit 30 is excited by the conduction of the transistors 48a and 48b and the conduction of the transistors 48a and 48b which are conducted according to whether the control signal is applied from the control unit 42 to perform a switching operation. The relay switches 50a and 50b to be performed and the relay switches 50a and 50b are switched on so that the applied current prevents reverse currents 52a and 52b.
그리고, 상기 DC/DC변환부(47)를 매개하여 축전부(44)에 축전되는 전압은 DC/AC변환부(54)에 인가되어 교류변환됨에 의해 하절기에 각종 전기기구의 가동을 위한 보조전원으로 사용되도록 되어 있다.In addition, the voltage stored in the power storage unit 44 through the DC / DC conversion unit 47 is applied to the DC / AC conversion unit 54 to be AC-converted so that an auxiliary power source for operating various electric appliances in the summer. It is intended to be used as.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 태양광 발전/축열시스템의 동작에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation of the photovoltaic power generation / heat storage system according to the present invention configured as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 장치의 동작을 크게 시간대별로 구분하면 태양이 떠 있는 주간(예컨대, 08:00∼16:00시)에는 태양광 에너지의 집열에 의한 축열 또는 태양광에서 얻어지는 전원에 의한 축열이 이루어지고, 일몰시간으로부터 심야시간의 사이(예컨대, 16:00∼22:00시)에는 상기 태양광에서 얻어져 축전지에 축전된 전원에 의한 축열이 이루어지게 되며, 심야시간대(예컨대, 22:00∼08:00시)에는 심야전력에 의한 축열이 이루어지게 된다.First, if the operation of the device is largely divided by time zone, during the day when the sun is floating (for example, 08:00 to 16:00 o'clock), heat is accumulated by solar energy or heat generated by solar power. During the midnight hours from the sunset time (eg 16:00 to 22:00), the heat is generated by the power supplied from the sunlight and stored in the battery, and the midnight time zone (eg, 22:00 to 08). (00:00) is the heat storage by the late-night power.
상기한 바와 같이, 주간(예컨대, 08:00∼16:00시)에 태양광의 열원을 직접 이용하는 축열동작은 상기 태양광모듈(2)로부터 집열관(4)을 통해 고온의 열매(熱媒)가 상기 축열조(8)를 통과하여 열교환을 수행하고, 다시 상기 태양광모듈(2)로 유입되는 일련의 사이클을 반복하게 된다.As described above, the heat storage operation using the heat source of sunlight directly during the day (for example, 08:00 to 16:00 hours) is carried out from the photovoltaic module 2 through the heat collecting tube 4 to produce a high temperature fruit. After performing heat exchange through the heat storage tank (8), it is repeated a series of cycles flowing into the solar module (2) again.
이때에는 상기 제어부(42)가 상기 캘린더타이머(40)로부터 해당 시간에 대한 시간데이터를 인가받아 1차적으로 태양광의 열원을 직접 이용하여 축열동작을 수행시키기 위하여 상기 전력변환부(30)의 제 1릴레이스위치(50a)와 제 2릴레이스위치 (50b)가 스위칭오프되도록 제어신호를 발생한다.In this case, the controller 42 receives the time data for the corresponding time from the calendar timer 40 and primarily performs the heat storage operation by directly using the heat source of solar light. The control signal is generated so that the relay switch 50a and the second relay switch 50b are switched off.
그러면, 상기 태양광모듈(2)의 태양전지(2c)를 통해 발생되는 전기력은 상기 축열조(8)에 구성되는 히터(34)를 가열하지 않고 상기 축전부(44)에 축전되도록 된다.Then, the electric force generated through the solar cell 2c of the solar module 2 is to be stored in the power storage unit 44 without heating the heater 34 configured in the heat storage tank (8).
여기서, 집열량은 크게 태양광의 조사에 의한 태양열집열과, 상기 집열핀 (2a)에서 그 주위의 대기열과 그 내부의 열매가 열교환하여 이루어지는 대기열집열으로 구분할 수 있는 바, 상기 집열핀(2a)이 외기(外氣)와 직접 접촉하게 되면 상기 태양열집열량이 증가하면 상대적으로 집열핀(2a)의 온도가 상승되어 그 주변의 대기열보다 고온이 되므로 대기열집열량은 감소하게 된다.Here, the heat collection amount can be largely divided into solar heat collection by irradiation of sunlight and the queue heat collection in which the queue around the heat exchanger and the fruit inside the heat collecting pin (2a) bar bar, the heat collecting pin (2a) In direct contact with the outside air, when the solar heat collecting amount increases, the temperature of the heat collecting fins 2a is relatively increased, which is higher than that of the surrounding queues.
따라서, 그 집열판(2b)의 투광면(상면)에는 투광성기판(2d)이 피착되어 이 투광성기판(2d)으로 인하여 상기 태양광모듈(2)내의 대기열이 보온되도록 하므로 일사량이 많아지면 태양열집열량이 증가함과 더불어 대기열의 보온이 이루어져 대기열이 외기에 직접 접촉할 때에 비해 고온으로 되므로 대기열집열량이 감소되지 않도록 된다.Therefore, the light-transmitting substrate 2d is deposited on the light-transmitting surface (upper surface) of the heat collecting plate 2b so that the queue in the photovoltaic module 2 is kept warm due to the light-transmissive substrate 2d. With this increase, the heat of the queue is maintained, so that the queue becomes hot compared to when the queue directly contacts the outside air, so that the queue heat collection amount is not reduced.
한편, 상기한 태양열의 열원을 직접 이용하는 축열상태에 대해서는, 상기 태양광모듈(2)의 집열관(4)내에 유입되는 열매는 기상과 액상의 이상체로 통로의 중간까지 일정한 온도로 증발되고 그 후에 완전한 기상으로 되면서 서서히 온도가 상승되어 과열증기로 되고 상기 태양광모듈(2)내의 집열관(4)을 거슬러 올라가 태양광모듈(2)로부터 유출된다.On the other hand, in the heat storage state using the heat source of the solar heat directly, the fruit flowing into the heat collecting tube 4 of the photovoltaic module 2 is evaporated at a constant temperature to the middle of the passage to the ideal body of the gas phase and liquid phase, and then The temperature is gradually increased while being in a perfect vapor phase, and becomes a superheated steam, which flows up from the solar heat collecting tube 4 in the solar module 2 and flows out of the solar module 2.
그러면, 상기 태양광모듈(2)에서 열교환이 수행되어 과열증기상태로 변환된 열매는 집열관(4)을 따라 이동되어 상기 압축기(6)에서 압축되어 액화되며 상기 축열조(8)내의 응축기(10)로 유입되어 열교환이 수행된다.Then, the heat exchange is performed in the photovoltaic module 2 to convert the fruit into the superheated steam state is moved along the heat collecting pipe 4, is compressed and liquefied in the compressor 6, the condenser 10 in the heat storage tank (8) Heat exchange is performed.
이때, 상기 응축기(10)는 상기 축열조(8)의 내면을 따라 길이방향으로 부착되어 있으므로 상기 축열조(8)내에 저장된 난방수가 열대류현상에 의해 열손실되는 것을 방지할 수 있다.At this time, since the condenser 10 is attached in the longitudinal direction along the inner surface of the heat storage tank 8, it is possible to prevent the heating water stored in the heat storage tank 8 from heat loss due to a tropical flow phenomenon.
그리고, 상기 응축기(10)에서 열교환이 수행된 열매는 저온액상으로 팽창밸브(18)을 통과하면서 부피팽창되어 저온의 기상으로 상변화를 일으켜 다시 태양광모듈(2)로 유입되어 일련의 집열사이클이 이루어진다.In addition, the fruit heat-exchanged in the condenser 10 is expanded in volume by passing through the expansion valve 18 in a low-temperature liquid phase, causing a phase change in a low-temperature gas phase, and then flowing back into the solar module 2 to collect a series of heat collection cycles. This is done.
한편, 상기한 주간(예컨대, 08:00∼16:00시)에 태양광의 열원을 직접 이용하여 축열동작이 수행되는 도중, 상기 제어부(42)가 상기 수온감지부(36)나 상기 실외온도감지부(38)로부터 인가받은 온도신호가 설정온도이하임을 판단하게 되면, 상기 제어부(42)는 상기 전력변환부(30)의 제 2릴레이스위치(50b)로 제어신호를 발생하여 상기 태양전지(2c)로부터 발생되는 전원이 상기 히터(36)로 공급되어 축열이 이루어지게 한다.On the other hand, while the heat storage operation is performed by directly using a heat source of sunlight during the day (for example, 08:00 to 16:00 hours), the controller 42 detects the water temperature sensing unit 36 or the outdoor temperature. When it is determined that the temperature signal applied from the unit 38 is lower than or equal to the set temperature, the controller 42 generates a control signal to the second relay switch 50b of the power converter 30 to generate the solar cell 2c. Power generated from) is supplied to the heater 36 to the heat storage.
이때, 상기 태양광모듈(2)내부에 부착된 집열관(4)의 상단에 피착된 태양전지(2c)로부터 전력이 발생되는 데, 이 태양전지(2c)를 상기 집열관(4)의 상단에 설치하여 그 집열관(4)으로 유입되는 저온의 열매에 의한 열교환이 수행되므로 태양광의 일사량이 증가하여도 상기 태양전지(2c) 자체가 고온으로 되어 광전효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.At this time, power is generated from the solar cell 2c deposited on the upper end of the heat collecting tube 4 attached to the inside of the solar module 2, and the solar cell 2c is connected to the upper end of the heat collecting tube 4. Since the heat exchange is carried out by the fruit of the low temperature flowing into the heat collecting tube 4 and installed in the solar cell, the solar cell 2c itself becomes a high temperature even when the solar radiation amount is increased, thereby preventing the photoelectric efficiency from decreasing.
그러한, 상기 태양전지(2c)에서 발생되는 전력은 상기 전력변환부(30)내에 구성된 DC/DC변환부(47)를 통해 정전압으로 조정되어 상기 전원제어부(32)로 인가되는 데, 이때 상기 제어부(42)는 상기 수온감지부(36)과 실외온도감지부(38)로부터 해당하는 온도신호를 인가받아 상기 축열조(8)내의 난방수가 충분히 가열될 수 있도록 상기 전원제어부(32)측으로 제어신호를 발생하여 축열이 이루어지도록 한다.Such power generated in the solar cell 2c is adjusted to a constant voltage through the DC / DC converter 47 configured in the power converter 30 and applied to the power controller 32, wherein the controller 42 receives a corresponding temperature signal from the water temperature sensing unit 36 and the outdoor temperature sensing unit 38 and transmits a control signal to the power control unit 32 so that the heating water in the heat storage tank 8 is sufficiently heated. To generate heat.
한편, 일몰시간으로부터 심야시간의 사이(예컨대, 16:00∼22:00)에는 상기 태양광에서 얻어져 축전된 전원에 의한 축열이 이루어지게 되는 바, 상기 캘린더타이머(40)로부터 일몰시간에서 심야시간사이의 시간신호가 인가되면 상기 제어부 (42)는 상기 압축기(6)에 정지신호를 발생하여 태양광의 열원을 직접 이용하는 축열장치의 동작을 정지시킨다.Meanwhile, between the sunset time and the late night time (for example, 16:00 to 22:00), the heat is generated by the power supplied and stored in the sunlight, which is late at sunset time from the calendar timer 40. When a time signal between time is applied, the control section 42 generates a stop signal to the compressor 6 to stop the operation of the heat storage device directly using the heat source of sunlight.
그와 동시에, 상기 제어부(42)는 상기 전력변환부(30)의 제 2릴레이스위치 (50b)에만 온(ON)신호를 인가하여 스위칭온시킴으로 인해 상기 축전부(44)에 축전된 전원을 이용하여 상기 히터(34)가 발열되어 축열조의 난방수가 가열될 수 있도록 한다.At the same time, the controller 42 applies the ON signal to only the second relay switch 50b of the power converter 30 to switch on to use the power stored in the power storage unit 44. The heater 34 is heated so that the heating water of the heat storage tank can be heated.
또한, 심야시간대(예컨대, 22:00∼08:00시)에는 심야전력인 상용 AC전원에 의한 축열이 이루어지는 바, 상기 캘린더타이머(40)으로부터 심야시간에 대한 시간신호가 상기 제어부(42)로 인가되면, 상기 제어부(42)는 상기 제 1트랜지스터(48a)에 제어신호를 발생하여 도통시킴으로써 상기 제 1릴레이스위치(50a)가 스위치온되게 하여 상용 AC전원(28)을 상기 전원제어부(32)로 인가시켜 상기 주히터(34)가 가열될 수 있도록 한다.In addition, in the late-night time zone (for example, from 22:00 to 08:00 hours), heat storage is performed by a commercial AC power source, which is a late-night electric power, and the time signal for the late-night time is transmitted from the calendar timer 40 to the controller 42. When applied, the controller 42 generates and conducts a control signal to the first transistor 48a so that the first relay switch 50a is switched on so that the commercial AC power source 28 is supplied to the power control unit 32. The main heater 34 is heated so that the main heater 34 can be heated.
또한, 태양광의 광전변환으로 발생되는 전기력을 보조전원으로 이용하는 경우에 있어서는 하절기 등과 같이 실내난방이 필요치 않는 때에 상기 태양광모듈(2)의 상기 집열핀(2a)에서 태양열과 열매가 열교환하여 얻어지는 열원을 직접 이용하여 축열시키는 경로만으로 온수를 공급하고, 상기 태양전지(2c)로부터 얻어지는 전력은 각종 전기기구의 보조전원으로 사용되도록 한다.In addition, in the case of using the electric power generated by photoelectric conversion of the solar light as an auxiliary power source, when the heating is not necessary, such as summer, heat source obtained by heat exchange between the solar heat and the fruit in the heat collecting pin (2a) of the photovoltaic module (2) Hot water is supplied only through a path for directly accumulating heat, and the power obtained from the solar cell 2c is used as an auxiliary power source for various electric appliances.
이때에는, 상기 제어부(42)가 상기 제 1릴레이스위치(50a)는 오프시켜서 상용전원의 인가를 차단하고, 동시에 상기 제 2릴레이스위치(50b)는 온(On)시켜서 태양열만을 이용하여 상기 축열조(8)내의 난방수가 가열되도록 하고, 더불어 상기 태양전지(2c)를 통해 발생되는 모든 전력은 상기 축전부(44)를 매개하여 DC/AC변환부 (54)에서 전력변환시켜 각종 전기기구의 보조전원으로 사용토록 하며, 또는 상기 축전부(44)에 축전된 전원을 이용하여 제빙기(도시생략)를 통해 제조된 얼음에 팬을 구동시킴으로써 실내냉방이 가능하도록 할 수도 있다.At this time, the control unit 42 turns off the first relay switch 50a to block the application of commercial power, and at the same time, the second relay switch 50b is turned on to use the heat storage tank using only solar heat. 8) the heating water in the heating, and all the power generated through the solar cell (2c) is the power conversion in the DC / AC conversion unit 54 via the power storage unit 44 to the auxiliary power of various electric appliances It may be used as, or by using a power source stored in the power storage unit 44 by driving a fan on ice produced through an ice maker (not shown) it may be possible to enable indoor cooling.
한편, 본 발명은 상기한 예로 한정되지 않는 바, 그 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 태양광모듈과 축열조의 구조를 다양하게 변경함이 가능하고, 또한 상기 축열조계통의 장치(2a,4,6,8,10) 등을 구성하지 않고 태양광을 광전변환에 의해 보조전원으로 사용할 수 있게도 설계가 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above examples, it is possible to variously change the structure of the photovoltaic module and the heat storage tank within the scope not departing from the gist, and the device (2a, 4, 6, 8, 10) can be designed so that the sunlight can be used as an auxiliary power source by photoelectric conversion.
그리고, 본 발명에 이용되어진 태양전지에 있어서는, 상기 비정질실리콘 태양전지이외에 단결정실리콘 태양전지, 갈륨-비소계 태양전지, 게루마늄계 태양전지, 카드뮴-테튬계의 태양전지 등의 해당 분야에 이용되어지는 각종의 태양전지를 적용함이 가능하다.In addition, in the solar cell used in the present invention, in addition to the amorphous silicon solar cell, it is used in the relevant fields such as single crystal silicon solar cell, gallium-arsenic solar cell, germanium solar cell, cadmium-titanium solar cell, etc. It is possible to apply various solar cells.
또한, 하절기에는 상기 집열관(4)을 순환하는 열매대신 냉매로의 교체를 수행하여 그 냉매가 순환됨으로써 실내냉방이 가능하도록 설계할 수도 있다.In the summer, the refrigerant may be replaced with a refrigerant instead of the fruit circulating in the heat collecting tube 4, so that the refrigerant may be circulated to allow for indoor cooling.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전/축열시스템에 의하면 집열관 양측면에 설치된 집열핀을 통해 열매(熱媒)는 조사되는 태양열과 더불어 태양전지에서 발생되는 열을 열원으로 이용함으로써 태양광 축열의 효율이 높아지게 되며, 태양전지는 그 하단의 집열관을 통해 순환되는 열매가 태양전지에 발생되는 열을 흡수하므로 그 자체가 고온으로 되는 것이 방지되어 적은 면적의 태양전지로도 큰 출력전압을 발생시킬 수 있어 광전변환효율이 증가되며, 태양광이 광전변환되어 얻어지는 전원과 태양열, 상용 AC전원을 이용한 축열동작이 시간대별로 자동조정됨으로써 태양광에 의한 실내냉/난방의 신뢰성이 한층 증가되는 효과가 있다.As described above, according to the photovoltaic power generation / heat storage system according to the present invention through the heat collecting pins installed on both sides of the heat collecting tube, the fruit is irradiated with the heat generated from the solar cell together with the solar heat irradiated The efficiency of heat storage increases, and the solar cell absorbs the heat generated in the solar cell through the heat collecting tube at the bottom thereof, so that the solar cell itself is prevented from becoming a high temperature. The photoelectric conversion efficiency can be increased, and the thermal storage operation using the photovoltaic photovoltaic conversion and solar heat and commercial AC power are automatically adjusted for each time zone, thereby increasing the reliability of indoor cooling / heating by solar light. There is.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100413117B1 (en) * | 2001-03-08 | 2003-12-31 | 전석영 | Regenerative heating system using waste heat of plastic house |
| KR101314753B1 (en) * | 2012-01-31 | 2013-10-14 | 주식회사 케이디파워 | solar genepating apparatus using the solar light and solar heat |
| KR101275245B1 (en) * | 2012-11-28 | 2013-06-17 | 주식회사 신우엔지니어링 | Solar energy devices for public building simultaneously use solar thermal and photovoltaic system |
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