KR100863820B1 - Module of solar battery - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양전지모듈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 수직으로 구비되는 태양전지판과 반사판 사이에 태양광의 각도에 상관없이 입사되는 태양광을 굴절시켜 태양전지판으로 유도하게 하거나, 또는 반사판을 경유하여 태양전지판으로 유도하는 굴절부를 개재하여 구성한 것을 특징으로 하는 태양전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell module, and more particularly, to refracting the incident light irrespective of the angle of sunlight between the solar panel and the reflecting plate provided in a vertical direction to guide the solar panel, or via the reflecting plate It relates to a solar cell module, characterized in that configured through the refraction leading to.

본 발명에 따른 태양전지모듈은 수직으로 이루어진 구성으로서 협소한 장소에서도 설치 가능하고, 태양으로부터 조사되는 태양광의 각도와 상관없이 태양광을 흡수할 수 있어, 넓이가 동일한 장소라 하더라도 종래의 태양전지모듈보다 많은 양의 모듈을 설치할 수 있다. 따라서, 전기에너지의 생산 능력이 우수하다.The solar cell module according to the present invention has a vertical configuration and can be installed in a narrow place, and can absorb sunlight regardless of the angle of sunlight irradiated from the sun, even if the same area as the conventional solar cell module. You can install a large amount of modules. Therefore, the production capacity of electric energy is excellent.

태양광, 에너지, 전기, 프리즘, 태양전지 Photovoltaic, energy, electricity, prism, solar cell

Description

태양전지모듈{Module of solar battery}Solar cell module {Module of solar battery}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지모듈을 나타낸 도면,1 is a view showing a solar cell module according to an embodiment of the present invention,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈을 나타낸 도면,2 is a view showing a solar cell module according to another embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지모듈을 여러개 구비하여 서로 상반되게 배치한 것을 나타낸 도면,3 is a view showing a plurality of solar cell modules according to an embodiment of the present invention disposed opposite to each other,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양전지모듈을 여러개 구비하여 순차적으로 배치한 것을 나타낸 도면,4 is a view showing a plurality of solar cell modules according to an embodiment of the present invention arranged in sequence,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈을 여러개 구비하여 서로 상반되게 배치한 것을 나타낸 도면,5 is a view showing that the plurality of solar cell modules according to another embodiment of the present invention disposed opposite to each other,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지모듈을 여러개 구비하여 순차적으로 배치한 것을 나타낸 도면이다.6 is a view showing a plurality of solar cell modules according to another embodiment of the present invention arranged sequentially.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10,10a: 반사판 20: 프리즘10,10a: reflector 20: prism

30: 태양전지판 50: 태양30: solar panel 50: solar

본 발명은 태양전지모듈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 수직으로 구비되는 태양전지판과 반사판 사이에 태양광의 각도에 상관없이 입사되는 태양광을 굴절시켜 태양전지판으로 유도하게 하거나, 또는 반사판을 경유하여 태양전지판으로 유도하는 굴절부를 개재하여 구성한 것을 특징으로 하는 태양전지모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a solar cell module, and more particularly, to refracting the incident light irrespective of the angle of sunlight between the solar panel and the reflecting plate provided in a vertical direction to guide the solar panel, or via the reflecting plate It relates to a solar cell module, characterized in that configured through the refraction leading to.

일반적으로 태양전지모듈은 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 무공해, 무소음, 무한 공급 에너지라는 이유로 최근들어 각광을 받고 있다. 특히 지구온난화를 막기 위하여 이산화탄소, 메탄가스 등의 온실가스 배출량을 규제하는 도쿄의정서가 2005년 2월 16일자로 발효되었고, 에너지원의 80% 이상을 수입에 의존하고 있는 우리나라로서는 태양에너지가 중요한 대체 에너지원중의 하나로 자리잡고 있다. 이와 같은 태양전지모듈은 전도성 리본을 통하여 직·병렬로 연결되는 다수의 태양전지 셀에 의해 사용자가 필요로 하는 전력을 발생시키고, 사용자는 이 전력을 이용하여 상용전원 등으로 사용할 수 있다. In general, a solar cell module is a semiconductor device that converts light energy into electrical energy using a photoelectric effect, and has been in the spotlight recently because of its pollution-free, noise-free, and infinite supply energy. In particular, the Tokyo Protocol, which regulates greenhouse gas emissions such as carbon dioxide and methane, came into force on February 16, 2005 to prevent global warming, and solar energy is an important alternative for Korea, which relies on imports for more than 80% of its energy sources. It is one of the energy sources. Such a solar cell module generates power required by a user by a plurality of solar cell cells connected in parallel and in parallel through a conductive ribbon, and the user can use the power as a commercial power source.

최근들어, 태양전지모듈은 건물 옥상, 건물 벽면, 산간지역, 섬, 공원, 신호등, 도로 안내판 등에 설치되어 건물 등에 전력을 공급하거나 또는 도로 안내판 등의 전력원으로 널리 이용되고 있다.Recently, solar cell modules are installed on rooftops of buildings, building walls, mountainous areas, islands, parks, traffic lights, road guides, and the like, and are widely used as power sources for buildings or road guides.

이러한 태양전지모듈은 태양광의 흡수를 최적화하기 위해 태양광의 입사각을 기준 지면으로부터 수평으로 설치하거나, 수평의 설치가 여의치 않은 경우 지면으로부터 경사지게 설치하는 것이 보편적이었다.In order to optimize the absorption of the solar cells, such a solar cell module is generally installed horizontally from an angle of incidence of the solar light, or inclined from the ground when the horizontal installation is not sufficient.

그러나 종래의 태양전지모듈은 태양광의 에너지 밀도가 낮아, 일정 전력을 얻기 위해서는 태양 전지 모듈을 다량 사용해야 하므로 설치장소에 제한이 있었으며, 태양광의 각도에 따른 효율의 변화를 갖는 태양광 발전 시스템의 특성상 건물의 옥상, 지붕 또는 별도로 세운 지주 등에 설치해야 하며, 태양에너지를 흡수하는 태양전지 모듈의 방향이 남향으로 되어야 한다는 제한도 있었다.However, the conventional solar cell module has a low energy density of solar light, and thus, a large number of solar cell modules must be used to obtain a predetermined power, and thus there is a limitation in the installation place. It should be installed on the roof, roof, or separately built props, and there was a restriction that the direction of solar cell modules absorbing solar energy should be toward south.

이런 문제로 인해 한정되어 있는 건물의 옥상 또는 별도의 시설물을 사용해 태양전지를 설치하여 발전을 하고 있으며, 아파트나 다세대 주택, 공동건물, 옥외 구조물 등 에서의 개별 태양광 발전시설의 이용은 설치공간의 부족으로 인해 수급이 극히 제한되어 왔다.Due to this problem, solar cells are installed by using rooftops or separate facilities of limited buildings, and the use of individual solar power generation facilities in apartments, multi-family houses, communal buildings, outdoor structures, etc. Supply and demand have been extremely limited due to the shortage.

한편, 태양전지모듈이 장기간 동안 자연 환경에 노출되어 있는 경우는 우박 또는 돌발적인 상황(돌이 날라왔다던지 등)들로 인해 태양전지판의 표면이 파손되는 일이 빈번히 발생되었으며, 이로 인해 교체비용이 추가되는 등의 문제와 에너지 전환 효율이 급격하게 저하 등의 문제가 발생하였다.On the other hand, when the solar cell module has been exposed to the natural environment for a long period of time, the surface of the solar panel is frequently damaged due to hail or accidental conditions (eg, stones have been blown away), which adds to the replacement cost. And other problems such as a sudden decrease in energy conversion efficiency.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 설치장소가 협소한 곳에서도 태양광을 이용할 수 있도록 구성한 태양전지모듈을 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solar cell module configured to use sunlight even in a narrow place.

상기와 같은 본 발명의 목적은 수직으로 구비되는 태양전지판과 반사판 사이에 태양광의 각도에 상관없이 입사되는 태양광을 굴절시켜 태양전지판으로 유도하 게 하거나, 또는 반사판을 경유하여 태양전지판으로 유도하는 굴절부를 개재하여 구성한 것을 특징으로 하는 태양전지모듈에 의해 달성된다.An object of the present invention as described above is to refracting the incident sunlight irrespective of the angle of the sunlight between the solar panel and the reflecting plate provided vertically to guide the solar panel, or to guide the solar panel via the reflecting plate It is achieved by a solar cell module, characterized in that configured via a part.

여기서, 상기 굴절부는 다수의 프리즘을 다단식 계층구조로 적재하되, 상기 프리즘은 2개 이상의 평면을 가진 투명한 물체로서 적어도 한 쌍의 면은 평행이 아니어야 하고, 길이방향으로는 일정하며, 태양전지판에 면접되어 하부에 적재된 것일수록 평면의 크기가 커지는 형식의 계층구조로 이루어지는 것이 특징이다.Here, the refracting portion is to load a plurality of prisms in a multi-stage hierarchical structure, the prism is a transparent object having two or more planes, at least one pair of surfaces should not be parallel, constant in the longitudinal direction, the solar panel It is characterized by a hierarchical structure in which the size of the plane becomes larger as it is loaded on the lower part of the interview.

또한, 상기 태양전지판, 굴절부, 반사판의 배치순서는 반사판 - 굴절부 - 태양전지판 - 반사판 - 굴절부 - 태양전지판, 또는 반사판 - 굴절부 - 태양전지판 - 태양전지판 - 굴절부 - 반사판 형태의 무한 반복 구조로 이루어지는 것이 특징이다.In addition, the arrangement order of the solar panel, the refraction unit, the reflecting plate is an infinite repetition in the form of reflecting plate-refraction unit-solar panel-reflecting plate-refraction unit-solar panel, or reflecting plate-refraction unit-solar panel-solar panel-refraction unit-reflector It is characterized by a structure.

한편, 상기 굴절부는 프리즘을 제외한 공간은 빈 공간이게 하거나, 또는 태양광이 투과되도록 투명소재로 충진하는 것이 바람직하고, 삼각 기둥, 사각뿔, 원뿔, 구형의 프리즘 중 선택되는 어느 하나이거나 또는 둘 이상의 조합으로 구성되는 것이 특징이다.On the other hand, the refraction portion is preferably empty space, or filled with a transparent material so that sunlight is transmitted, it is any one selected from triangular pillar, square pyramid, cone, spherical prism or a combination of two or more. It is characterized by consisting of.

아울러, 본 발명은 상기 반사판과 굴절부와 태양전지판의 하단에 또 다른 반사판과 태양전지를 더 구비하여 구성될 수 있다.In addition, the present invention may be configured to further include another reflecting plate and the solar cell at the bottom of the reflecting plate and the refracting portion and the solar panel.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 도시한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 발명에 따른 태양전지모듈은 반사판(10), 굴절부, 태양전지판(30)을 각각 구비하여 수직으로 배열한 것이 특징인 것으로, 협소한 장소에서도 시간에 따라 변 화되는 태양광의 입사각을 최대한 수용할 수 있도록 구비한 구성이며, 바람직하게는 태양전지판(30)과 반사판(10)이 세로로 설치되고 상기 세로로 설치된 태양전지판(30)과 반사판(10) 사이에는 굴절부를 개재한다.The solar cell module according to the present invention is characterized by having a reflector plate 10, a refraction unit, and a solar panel 30 arranged vertically, to accommodate the angle of incidence of sunlight that changes with time even in a narrow place to the maximum. The solar cell panel 30 and the reflecting plate 10 are vertically disposed, and a refractive portion is interposed between the vertically installed solar panel 30 and the reflecting plate 10.

반사판(10)은 빛을 반사하는 구성으로서, 대략 1mm의 두께를 갖는 얇은 거울 또는 0.1 mm 정도의 반사용 필름을 예로 들 수 있으며, 반사면이 굴절부를 향하도록 구비한다.Reflector 10 is a configuration for reflecting light, for example a thin mirror having a thickness of approximately 1mm or a film for reflection of about 0.1mm, it is provided so that the reflecting surface facing the refractive portion.

태양전지판(30)은 시중에 유통되고 있는 통상적인 태양전지판인 것으로, 빛을 흡수하여 전기에너지로 전환하는 표면이 상기 반사판(10)과 마찬가지로 굴절부를 향하게 구비한다.The solar panel 30 is a conventional solar panel distributed in the market, and has a surface for absorbing light and converting it into electrical energy so as to face the refractive portion like the reflector 10.

굴절부는 두께가 대략 10mm 이며, 상기 두께 안에 빛을 굴절시키는 다수의 프리즘(20)을 수용한 구성으로서, 프리즘(20) 이외의 공간(20a)은 빈 공간 혹은 진공으로 남겨두거나, 투명소재(투명 플라스틱, 투명 유리 등)로 충진한 구성이다.The refraction portion has a thickness of about 10 mm, and accommodates a plurality of prisms 20 that refract light within the thickness, and the space 20a other than the prism 20 is left in an empty space or a vacuum, or a transparent material (transparent Plastic, transparent glass, etc.).

여기서, 상기 굴절부의 공간(20a)을 투명소재로 충진하는 이유는, 첫째 프리즘(20)의 외부면이 먼지나 기타 이물질로부터 더럽혀지면 빛의 굴절율이 저하될 우려가 있기 때문에 충진하는 것이고, 둘째로는 굴절부가 태양전지판(30)과 반사판(10) 사이에 면접되어 개재된 것이므로 외부의 피해(돌이 날아 온다든가, 우박에 의한 피해 등)로 인한 태양전지판(30)과 반사판(10)의 파손을 방지할 수 있기 때문이다.Here, the reason for filling the space 20a of the refraction portion with a transparent material is to fill the first surface because the refractive index of light may be deteriorated when the outer surface of the prism 20 is dirty from dust or other foreign matter. Since the refraction portion is interposed between the solar panel 30 and the reflector 10 and is interposed, damage of the solar panel 30 and the reflector 10 due to external damage (such as stones flying or hail) is prevented. This can be prevented.

한편, 프리즘(20)은 2개 이상의 평면을 가진 투명한 물체로서 적어도 한 쌍의 면은 평행이 아니어야 하고, 길이방향으로는 일정하며, 태양전지판(30)에 면접 되어 하부에 적재된 것일수록 평면의 크기가 변화하는 형식인 것으로, 일반적인 삼각기둥 형식의 프리즘 또는 피라미드형 사각뿔, 원뿔, 반구형, 구형의 프리즘과 이것의 조합형식일 수 있으며, 상기 굴절부의 내부에 다단식 계층구조로 적재 또는 분포되어 구비되는 구성이다.On the other hand, the prism 20 is a transparent object having two or more planes, and at least one pair of planes should be non-parallel, and is constant in the longitudinal direction. It is a type of changing the size of the prism of the general triangular prism or pyramidal square pyramid, cone, hemispherical, spherical prisms and combinations thereof, and may be loaded or distributed in a multi-stage hierarchical structure provided inside the refracting portion. It is a configuration.

이러한 프리즘(20)을 보다 자세히 설명하면, 프리즘(20)은 태양전지판(30)의 일측에 면접되어 하부에서부터 상부에 이르기까지 단계별로 적재된 것으로, 태양전지판(30)의 하부에 면접된 프리즘(20)의 면적이 가장 크며, 적재되는 순서에 따라 프리즘(20)의 면적이 점차 감소된다. 이때 적재되는 각각의 프리즘(20)의 길이는 변화를 갖지 않는다.When describing the prism 20 in more detail, the prism 20 is interviewed on one side of the solar panel 30 and is stacked step by step from the bottom to the top, and the prism (interviewed at the bottom of the solar panel 30) The area of 20 is the largest, and the area of the prism 20 gradually decreases in the order of loading. At this time, the length of each prism 20 to be loaded does not have a change.

또한, 이와 같은 프리즘(20)은 태양전지모듈의 설치장소 및 기타 태양전지모듈의 설치에 따른 모든 제반사항을 고려하여 삼각 기둥, 사각뿔, 원뿔, 반구형, 구형의 프리즘 중 선택되는 어느 하나이거나 또는 둘 이상의 조합으로 구성할 수 있다.In addition, such a prism 20 is one or two selected from triangular pillars, square pyramids, cones, hemispheres, and spherical prisms in consideration of all matters according to the installation location of the solar cell module and the installation of other solar cell modules. It can be comprised by the above combination.

둘 이상의 조합으로 구성할 때 주의할 점은 태양광의 입사각과 상관없이 태양전지판(30)에 유도될 수 있도록 하는 것이 중요하므로 태양광이 태양전지판(30)에 유도되도록 조합하되, 입사한 태양광이 태양전지에 최대한 굴절되도록 조합과 분포에 따른 프리즘(20)의 크기, 모양, 적재순서, 분포 등에 대한 제한을 두지 않는다. When constituting a combination of two or more, it is important to be able to be guided to the solar panel 30 irrespective of the angle of incidence of sunlight, so the combination of the solar light is induced to the solar panel 30, There is no limitation on the size, shape, loading order, distribution, etc. of the prism 20 according to the combination and distribution so as to refract the solar cell as much as possible.

그리고 태양전지모듈의 배치순서를 태양전지판 - 굴절부 - 반사판 - 태양전지판 - 굴절부 - 반사판의 형태로 무한 반복하여 설치하거나, 또는 태양전지판 - 굴절부 - 반사판 - 반사판 - 굴절부 - 태양전지판의 형태로 무한 반복하여 설치할 수 있는데, 전자는 오전 또는 오후에 한정하여 태양광을 입사 받을 수 있는 지역에 설치하는 형태이고, 후자는 오전, 오후 고르게 태양광을 입사 받을 수 있는 지역에 설치하는 것이 적합하다. 이는 본 발명이 태양광을 굴절부 및 반사판(10)으로 태양전지판(30)에 유도하는 것이어서 설치의 제한을 두는 것이 무의미 하지만, 태양광이 태양전지판(30)에 유도됨에 있어 반사판(10)을 경유하여 굴절부를 거쳐 유도되는 것 보단 굴절부를 거쳐 태양전지판(30)에 유도되도록 경유하는 곳이 적을수록 더 효율이 좋기 때문이다.And the arrangement order of the solar cell module solar panel-refracting part-reflecting plate-solar panel-refracting part-repeatedly installed in the form of a reflector, or solar panel-refracting part-reflecting plate-reflecting plate-refracting part-solar panel type The former can be installed in an area that can receive sunlight only in the morning or afternoon, and the latter can be installed in an area that can receive sunlight evenly in the morning and afternoon. . This is because the present invention induces the solar light to the solar panel 30 by the refraction portion and the reflecting plate 10, it is meaningless to limit the installation, but the solar light is guided to the solar panel 30 in the reflection plate 10 This is because the less the place passing through the refraction section to guide the solar panel 30 through the refraction section, the better the efficiency is.

따라서, 오전에 많은 태양광을 입사 받을 수 있고, 오후에 태양광의 입사율이 적을 경우 또는 그 반대의 경우에도 전자와 같은 구성으로 배치하는 것이 바람직하고, 오전, 오후에 태양광을 고르게 입사 받을 수 있는 지역은 후자의 구성으로 배치하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to arrange a lot of sunlight in the morning, and to arrange the same structure even when the incident rate of sunlight is low in the afternoon or vice versa, and to receive the sunlight evenly in the morning and afternoon. It is desirable to place the area in the latter configuration.

한편, 태양전지판(30)과 반사판(10) 사이에 굴절부가 개재된 하나의 태양전지모듈의 하부에 또 다른 반사판(10a)과 태양전지를 추가로 구비하여 구성하면, 보다 효율적인 구성이 될 수 있다.On the other hand, if the additional reflection plate 10a and the solar cell is further provided below the one solar cell module interposed between the solar panel 30 and the reflecting plate 10, it can be a more efficient configuration. .

아울러 전술한 바와 같은 상기 구성들은 태양(50)이 어느 위치에 있더라도 도 3 내지 도 6에 나타난 바와 같이 반사판(10)과 굴절부의 사용으로 태양전지판(30)을 수직으로 구성할 수 있는 것이며, 태양전지모듈을 수직으로 구성함에 따라 태양전지판(30)의 파손을 최소화할 수 있고, 협소한 장소에서도 설치할 수 있으며, 같은 장소에 종래의 태양전지모듈을 배치하는 방식과 본 발명에 따른 태양전지 모듈의 배치방식을 비교하면 태양광 수집능력 및 전력생산이 수천 내지는 수만 배에 이르는 차이를 보인다.In addition, the above configuration as described above is that the solar panel 30 can be configured vertically by the use of the reflecting plate 10 and the refraction unit as shown in FIGS. 3 to 6 no matter where the sun 50 is located. By configuring the battery module vertically, it is possible to minimize the damage of the solar panel 30, can be installed in a narrow place, the method of placing the conventional solar cell module in the same place and the solar cell module according to the present invention Comparing the batch methods, the solar collection capacity and power generation can vary from thousands to tens of thousands.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 태양광의 각도에 상관없이 입사되는 태양광을 반사판과 굴절부를 이용하여 태양광을 태양전지판으로 유도하게 함으로, 세로설치가 가능하여 설치장소가 협소한 곳에서 유리하고, 태양전지판을 외력으로부터 보호하는 굴절부로 인하여 내구성의 향상 및 또 태양전지판의 표면을 보호하는 보호막을 공정을 실시할 필요가 없어 공정의 절감효과를 기대할 수 있다.The present invention having such a configuration is advantageous in a place where the installation place is narrow because it is possible to vertically install the solar light by using the reflecting plate and the refraction unit to guide the sunlight irrespective of the angle of the sunlight, Due to the refractive portion protecting the solar panel from external force, it is possible to improve the durability and to reduce the process since it is not necessary to perform the protective film protecting the surface of the solar panel.

Claims (6)

수직으로 구비되는 태양전지판(30)과 반사판(10) 사이에 태양광의 각도에 상관없이 입사되는 태양광을 굴절시켜 태양전지판(30)으로 유도하게 하거나, 또는 반사판(10)을 경유하여 태양전지판(30)으로 유도하는 굴절부를 개재하여 구성하되,Refract the incident sunlight irrespective of the angle of the sunlight between the solar panel 30 and the reflecting plate 10 provided vertically to guide the solar panel 30, or via the reflecting plate 10 or the solar panel ( 30) through the refraction leading to 상기 굴절부는 삼각 기둥, 사각뿔, 원뿔, 구형, 반구형의 프리즘(20) 중 선택되는 어느 하나로 구성하거나, 또는 둘 이상의 조합과 분포로 구성하고,The refracting portion is composed of any one selected from triangular pillars, square pyramids, cones, spheres, hemispherical prisms 20, or a combination and distribution of two or more, 상기 프리즘(20)을 제외한 공간(20a)은 빈 공간이게 하거나, 또는 태양광이 투과될 수 있는 투명소재로 충진하며,The space 20a except for the prism 20 is filled with a transparent material through which the empty space or sunlight can be transmitted, 상기 반사판(10)과 굴절부와 태양전지판(30)의 하단에 또 다른 반사판(10a)을 더 구비하여 구성하는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈.The solar cell module, characterized in that further comprising a reflecting plate (10) and another reflecting plate (10a) at the lower end of the refracting portion and the solar panel (30). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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