KR101044860B1 - Cooling apparatus of solar cell module - Google Patents

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임병덕
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Abstract

PURPOSE: A cooling apparatus for a solar light module is provided to expand the life expectancy of the solar light module by supplying operational fluid to the entire part of a cooling chamber. CONSTITUTION: A cooling chamber is composed of an upper plate and a lower plate(12). The upper plate is in contact with the rear side of a solar light module, and the lower plate is in contact with a heat sink. The external end parts of the upper plate and the lower plate are bent to form a flange(13). A protrusion(14) is protruded from the lower plate toward the upper plate. A water storing bath(15) stores operational fluid. A wick is arranged at the lower side of the upper plate in order to absorb the operation fluid.

Description

태양광 모듈의 냉각장치 {Cooling Apparatus of Solar Cell Module}Cooling Apparatus of Solar Module {Cooling Apparatus of Solar Cell Module}

본 발명은 태양광 모듈의 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 모듈의 배면에 부착되어 태양광 모듈에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 태양광 모듈의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling device for a solar module, and more particularly, to a cooling device for a solar module that can be attached to the rear surface of the solar module to efficiently cool the heat generated by the solar module.

일반적으로, 태양전지는 반도체의 성질을 이용하여 태양 빛(photons)을 전기에너지로 변환시키는 전지로서, 에너지 자원이 풍부하고 환경오염에 대한 문제점이 없어 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈을 대체할 대체 에너지로 주목받고 있다.In general, solar cells convert solar light into electrical energy using the properties of semiconductors, which are rich in energy resources and have no problems with environmental pollution, thus replacing the depletion of existing energy resources such as oil and coal. It is attracting attention as an alternative energy to do.

이러한 태양전지는 태양 빛을 이용해 전기를 일으키는 최소 단위이고, 태양광 모듈은 적절한 전압과 전류를 얻기 위하여 상기 태양전지를 다수 개 직병렬로 연결한 후, 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 충진재, 유리 등과 함께 압축하여 모듈 형태로 제작된다.These solar cells are the smallest unit that generates electricity by using solar light, and the solar modules are connected to the solar cells in series and in parallel in order to obtain proper voltage and current, and together with fillers and glass to protect from the external environment. Compression is produced in the form of a module.

그런데 상기한 태양전지의 변환효율은 10~10%이고 이 변환효율이 떨어지는 큰 이유는 태양전지가 모든 빛을 전기로 변환하지 못하기 때문으로, 이에 의해 전기에너지로 변환하지 못한 빛에너지가 열로 변환되어(이로 인한 손실이 전체 손실의 60% 정도를 차지함) 태양광 모듈의 온도가 상승하게 된다.However, the conversion efficiency of the solar cell is 10 to 10%, and the reason why the conversion efficiency is lower is that the solar cell does not convert all light into electricity, whereby the light energy that is not converted into electrical energy is converted into heat. This results in a rise in the temperature of the solar module, which accounts for about 60% of the total losses.

상기 태양광 모듈은 태양전지의 특성상 태양광 모듈의 온도 상승에 따라 출력이 떨어지게 되는 바, 15℃에 있어서의 발전 효율을 100%로 하면, 온도가 1℃ 상승할 때마다 0.45~0.55%의 출력이 감소한다.Since the output of the photovoltaic module decreases as the temperature of the photovoltaic module increases due to the characteristics of the solar cell, when the power generation efficiency at 15 ° C. is 100%, the output of 0.45˜0.55% each time the temperature rises by 1 ° C. This decreases.

이를 방지하기 위해 태양광 모듈의 배면에 냉각장치를 구비하는 바, 예를 들어 태양광 모듈의 비수광면인 배면에 부착되어 비등과 응축에 의해 냉각하는 작동유체가 밀봉된 냉각챔버와, 상기 냉각챔버에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크로 이루어진 냉각장치가 개시된다.In order to prevent this, a cooling device is provided on the rear surface of the solar module. For example, a cooling chamber is attached to the rear surface, which is a non-light-receiving surface of the solar module, and is sealed with a working fluid that is cooled by boiling and condensation. Disclosed is a cooling device comprising a heat sink for dissipating heat to the outside in surface contact.

상술한 구조의 냉각장치에서 태양광 모듈에서 발생하는 열이 냉각챔버의 밀폐된 공간의 하부에 일부가 채워진 작동유체에 전달되면, 상기 작동유체는 열에 의해 증발하여(비등) 증기 상태로 상승하고, 이때 상승한 증기는 히트싱크나 대기에 열을 전달하여 응축되면서 냉각을 하게 된다.When the heat generated from the solar module in the cooling device of the above-mentioned structure is transferred to the working fluid partially filled in the lower portion of the closed space of the cooling chamber, the working fluid is evaporated (heated) by the heat and rises to the vapor state, At this time, the rising steam is cooled while condensing by transferring heat to the heat sink or the atmosphere.

이 응축된 액체는 중력에 의해 냉각챔버의 내측면을 따라 하부로 이동하고 이와 같은 작동유체의 순환 반복으로 태양광 모듈에서 발생하는 열을 냉각하게 된다.The condensed liquid moves downward along the inner surface of the cooling chamber by gravity and cools the heat generated in the solar module by the cyclic repetition of the working fluid.

상기한 작동유체에 의한 냉각방식은 자연풍에 의한 공랭식보다 온도를 더 낮출 수 있으나, 냉각챔버의 상하 길이가 길어 드라이아웃 현상에 의해 작동유체가 냉각챔버 최상부에까지 도달하지 못하고 냉각챔버 내부에 작동유체가 공급되지 못하는 부위가 존재하게 된다.The cooling method by the working fluid can lower the temperature more than the air cooling by the natural wind. However, the vertical length of the cooling chamber is long so that the working fluid does not reach the top of the cooling chamber due to the dry-out phenomenon. There will be a site that cannot be fed.

이에 의해 태양광 모듈에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각하지 못할 수밖에 없고 작동유체의 비등과 응축의 반복이 원활하지 못하여 온도를 낮추는데 한계가 있는 문제점이 있었다.As a result, the heat generated from the solar module cannot be efficiently cooled, and the boiling and condensation of the working fluid is not repeated smoothly, thereby reducing the temperature.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 냉각챔버의 상하 중간 중간에 작동유체를 저장할 수 있도록 저수조를 형성하여, 작동유체를 냉각챔버 내부의 전 부위에 골고루 공급함으로써 태양광 모듈에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있고, 이에 의해 태양광 모듈의 수명을 늘릴 수 있는 태양광 모듈 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, forming a reservoir to store the working fluid in the upper and lower middle of the cooling chamber, generated in the solar module by supplying the working fluid evenly to all parts inside the cooling chamber It is an object of the present invention to provide a solar module cooling device that can efficiently cool the heat, thereby increasing the life of the solar module.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 모듈의 냉각장치는 태양광 모듈의 비수광면인 배면에 부착되고 상판과 하판에 의해 형성되는 내부공간에 비등과 응축에 의해 냉각하는 작동유체가 밀봉되는 냉각챔버와, 상기 냉각챔버에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크로 이루어진 태양광 모듈의 냉각장치에 있어서;The cooling device of the solar module according to the present invention for achieving the above object is attached to the rear surface of the non-light-receiving surface of the photovoltaic module and the working fluid for cooling by boiling and condensation is sealed in the inner space formed by the upper and lower plates. In the cooling device of the solar module consisting of a cooling chamber which is in contact with the cooling chamber, the heat sink for emitting heat to the outside in contact with the cooling chamber;

상기 작동유체가 비등과 응축에 의해 하판을 따라 흘러내리는 경우 작동유체를 저장할 수 있도록 냉각챔버의 길이방향으로 하판에 다수 형성되는 저수조와, 상기 작동유체를 흡수하여 함유할 수 있도록 상판의 하부에 구비되는 윅(wick)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.When the working fluid flows down the lower plate by boiling and condensation, a plurality of reservoirs are formed in the lower plate in the longitudinal direction of the cooling chamber so as to store the working fluid, and provided in the lower part of the upper plate to absorb and contain the working fluid. It is characterized by consisting of a wick.

상술한 과제 해결 수단에 의하면, 작동유체를 냉각챔버 내부의 전 부위에 골고루 공급하고, 작동유체의 비등과 응축을 원활히 함으로써 태양광 모듈에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각시킬 수 있고, 이에 의해 태양광 모듈의 수명을 늘릴 수 있다.According to the above-mentioned problem solving means, by supplying the working fluid evenly to all the parts inside the cooling chamber, and smoothing the boiling and condensation of the working fluid can efficiently cool the heat generated in the solar module, thereby It can extend the life of the module.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각챔버 하판과 히트싱크의 결합 사시도,
도 2a와 도 2b는 도 1의 A-A와 B-B의 냉각장치 단면도,
도 3은 도 2a에 나타낸 냉각장치의 설치 단면도.1 is a perspective view of the cooling chamber lower plate and the heat sink in accordance with an embodiment of the present invention,
2a and 2b is a cross-sectional view of the cooling device AA and BB of Figure 1,
3 is a cross-sectional view of an installation of the cooling device shown in FIG.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각챔버 하판과 히트싱크의 결합 사시도이고, 도 2a와 도 2b는 도 1의 A-A와 B-B의 냉각장치 단면도이며, 도 3은 도 2a에 나타낸 냉각장치의 설치 단면도이다.1 is a perspective view of a combination of a cooling chamber lower plate and a heat sink according to an embodiment of the present invention, Figures 2a and 2b is a cross-sectional view of the cooling device of AA and BB of Figure 1, Figure 3 is an installation of the cooling device shown in Figure 2a It is a cross section.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위해 태양광 모듈(30)이 있는 쪽을 상부, 그 반대쪽을 하부라 한다.First, the side with the photovoltaic module 30 is referred to as the upper side, the other side is the lower side to help the understanding of the present invention.

도시된 바와 같이 냉각챔버(10)는 태양광 모듈(30)의 배면에 접촉하는 상판(11)과 히트싱크(40)가 접촉하는 하판(12)으로 이루어지고, 냉각챔버(10) 내부에 비등과 응축에 의해 냉각 작용을 하는 작동유체가 주입된 상태에서 밀봉된다.As shown, the cooling chamber 10 is composed of an upper plate 11 in contact with the rear surface of the solar module 30 and a lower plate 12 in contact with the heat sink 40, and boiling inside the cooling chamber 10. Sealed in the state in which the working fluid which cools by over condensation is injected.

이때 상기 상판(11)과 하판(12)은 판상의 재료를 드로잉 가공하는 것에 의해 서로를 향해서 절곡되어 소정의 높이를 갖게 되며, 상판(11)과 하판(12)의 외측단부는 외측으로 절곡되어 플랜지(13)가 형성된다.In this case, the upper plate 11 and the lower plate 12 are bent toward each other by drawing a plate-like material to have a predetermined height, and the outer ends of the upper plate 11 and the lower plate 12 are bent outwardly. The flange 13 is formed.

상기 드로잉 가공시에 상기 하판(12)에는 받침(18)과 측벽(19)을 갖는 저수돌기(14)가 상판(11)쪽으로 돌출되어 작동유체를 저장하는 저수조(15)가 길이방향으로 다수 형성된다.In the drawing process, the lower plate 12 has a plurality of reservoirs 15 having a support 18 and sidewalls 19 protruding toward the upper plate 11 to form a plurality of reservoirs 15 storing the working fluid in the longitudinal direction. do.

또한 상기 저수돌기(14)를 별도로 형성하여 하판(12)에 용접이나 본딩에 의해 접합하여 저수조(15)를 길이방향으로 다수 형성할 수도 있다.In addition, the water storage protrusion 14 may be separately formed and joined to the lower plate 12 by welding or bonding to form a plurality of water storage tanks 15 in the longitudinal direction.

이때, 하판(12)을 따라 흘러 내려가는 작동유체를 상기 저수조(15)에 저장되도록 안내하는 가이드(22)를 저수돌기(14)의 좌측이나 우측의 측벽(19)에 연결되도록 교대로 경사지게 형성하여 하판(12)을 따라 흘러 내려가는 작동유체의 로스(loss)를 줄이고, 저수조(15) 사이의 길이방향 간격은 5~10cm인 것이 모세관 현상에 의한 작동유체의 상승 높이가 대략 15cm인 점을 고려할 때 바람직하다.At this time, the guide 22 for guiding the working fluid flowing down the lower plate 12 to be stored in the reservoir 15 is alternately formed to be inclined so as to be connected to the left or right sidewall 19 of the reservoir 14. When reducing the loss of the working fluid flowing along the lower plate 12, the longitudinal distance between the reservoir 15 is 5 ~ 10cm considering that the rising height of the working fluid by capillary action is approximately 15cm desirable.

또한 상기 저수돌기(14)의 양 측벽(19) 중 일측의 측벽(19)의 길이를 짧게 하여 작동유체가 짧은 길이의 측벽(19)을 타고 넘어가 그 하부의 저수조(15)로 흘러갈 수 있도록 한다.In addition, the length of the side wall 19 of one side of both side walls 19 of the water reservoir 14 is shortened so that the working fluid may flow over the short side wall 19 and flow into the water reservoir 15 thereunder. do.

또한 상기 저수돌기(14)의 받침(18)과 받침(18)에 연결되는 측벽(19) 부위에 요홈(18a)을 형성하여 상기 요홈(18a)을 통해 작동유체가 흐르도록 해서 요홈(18a)이 형성된 저수돌기(14)의 하부에서 모세관 현상이 일어나게 하는 것이 바람직하다.In addition, the groove 18a is formed in the portion of the side wall 19 connected to the base 18 and the base 18 of the water storage protrusion 14 so that a working fluid flows through the groove 18a so that the groove 18a is formed. It is preferable to cause the capillary phenomenon to occur in the lower portion of the formed projections (14).

또한 상기 냉각챔버(10)가 진공에 의해 내측으로 오그라드는 것을 방지하기 위하여 하판(12)에 길이 방향으로 소정길이의 보강리브(20)를 이격되게 다수 형성한다.In addition, a plurality of reinforcing ribs 20 having a predetermined length in the longitudinal direction are formed on the lower plate 12 so as to prevent the cooling chamber 10 from being inwardly moved by the vacuum.

이때 보강리브(20)와 측벽(19)의 길이를 다르게 하여 보강리브(20)와 측벽(19)에 의해 수평방향으로 관통시 냉각챔버(10)의 내부에 걸림이 발생하도록 블랭크(blank)가 형성되지 않아야 한다.In this case, the blanks are formed so that the reinforcing ribs 20 and the sidewalls 19 have different lengths so that the reinforcing ribs 20 and the sidewalls 19 are caught inside the cooling chamber 10 when penetrating in the horizontal direction. It should not be formed.

그리고 상기 냉각챔버(10)가 열에 의해 외측으로 벌어져 팽창하는 것을 방지하기 위하여 하판(12)에 소정 간격으로 접합돌기(23)를 형성하고 접합돌기(23)와 상판(11)을 스폿용접으로 접합한다.In order to prevent the cooling chamber 10 from expanding outward by heat, a bonding protrusion 23 is formed on the lower plate 12 at predetermined intervals, and the bonding protrusion 23 and the upper plate 11 are joined by spot welding. do.

한편, 상기 상판(11)의 하부에는 작동유체를 흡수하여 함유할 수 있도록 윅(wick)(16)이 구비되어 상판(11)에 작동유체가 지속적으로 공급된다.On the other hand, the lower portion of the upper plate 11 is provided with a wick (wick) (16) to absorb and contain the working fluid is supplied to the operating fluid to the upper plate (11) continuously.

상기 윅(16)은 상판(11)의 하면 가장자리에 본딩에 의해 부착되어 상판(11)에 접촉될 수도 있고, 하판(12)의 양측 가장자리를 따라 형성된 윅 지지대(21)에 지지되어 상판(11)에 접촉될 수도 있다.The wick 16 may be attached to the lower edge of the upper plate 11 by bonding to contact the upper plate 11, or may be supported by the wick support 21 formed along both edges of the lower plate 12. ) May be contacted.

이때 상기 접합돌기(23)가 형성된 부위의 윅(16)에는 접합돌기(23)가 관통되어 상판(11)에 접합할 수 있도록 홀이 형성된다.At this time, a hole is formed in the wick 16 of the portion where the joining protrusion 23 is formed so that the joining protrusion 23 penetrates and is joined to the upper plate 11.

또한 윅(16)과 저수돌기(14) 사이에는 격자상으로 엉성하게 얼기고 설긴 지지망(미도시)을 대어 윅(16)이 상판(11)에서 떨어지지 않게 방지함이 바람직하다.In addition, it is preferable to prevent the wick 16 from falling from the top plate 11 by applying a support net (not shown) formed in a lattice shape between the wick 16 and the water projection 14.

본 발명에서 상기 윅(16)은 소결에 의해 공극을 형성한 스테인리스 시트 즉, 용융점(鎔融點) 이하의 온도 구간에서 작은 스테인리스 분말입자들을 가열/가압하여 공극을 형성한 스테인리스 시트일 수 있다.In the present invention, the wick 16 may be a stainless steel sheet in which pores are formed by sintering, that is, a stainless steel sheet in which pores are formed by heating / pressing small stainless steel powder particles in a temperature section below a melting point.

또한, 상기 윅(16)은 스테인리스 매쉬나 플라스틱 매쉬일 수도 있으나, 플라스틱 매쉬가 스테인리스 시트나 스테인리스 매쉬보다 저렴하다.In addition, the wick 16 may be a stainless steel mesh or a plastic mesh, but the plastic mesh is cheaper than the stainless steel sheet or the stainless steel mesh.

특히 상기 플라스틱 매쉬는 두께가 0.5~0.9mm인 경우에 1인치당 매쉬수(Mesh Number(#/inch))가 120~300이고 2~5장이 겹쳐질 때 모세관 현상이 가장 활발하다.In particular, when the plastic mesh is 0.5 to 0.9 mm thick, the number of meshes per inch (Mesh Number (# / inch)) is 120 to 300 and the capillary phenomenon is most active when 2 to 5 sheets overlap.

상기 냉각챔버(10)는 작동유체의 비등과 응축에 의해 냉각 작용을 하는 것이면 히트 파이프나 열 사이폰 모두 가능하다.
The cooling chamber 10 may be a heat pipe or a heat siphon as long as it cools by the boiling and condensation of the working fluid.

상기 상판(11)과 하판(12)은 SUS 소재로 이루어지며 상판(11)의 플랜지(13)와 하판(12)의 플랜지(13) 부위가 용접이나 브레이징에 의해 서로 접합되고 이때 상판(11)과 하판(12)의 접합돌기(23)도 스폿용접에 의해 접합되어 상판(11)과 하판(12) 사이에 내부공간(17)이 형성되며, 그 내부공간(17)에는 작동유체가 소정량 주입되어 진공 상태로 밀봉된다.The upper plate 11 and the lower plate 12 is made of SUS material and the flange 13 of the upper plate 11 and the flange 13 portion of the lower plate 12 are joined to each other by welding or brazing and the upper plate 11 at this time The joining protrusion 23 of the lower plate 12 is also joined by spot welding, and an inner space 17 is formed between the upper plate 11 and the lower plate 12, and a predetermined amount of working fluid is provided in the inner space 17. It is injected and sealed in a vacuum.

이와 같이 상판(11)과 하판(12)이 접합되고, 그 내부공간(17)에 작동유체가 주입된 상태에서 진공 밀봉됨으로써 냉각챔버(10)가 완성된다.In this way, the upper plate 11 and the lower plate 12 are bonded to each other, and the cooling chamber 10 is completed by vacuum sealing in a state where the working fluid is injected into the internal space 17.

이때 보강리브(20)에 의해 진공에 의한 상판(11)과 하판(12)의 수축이 방지되고, 접합돌기(23)에 의해 열에 의한 상판(11)과 하판(12)의 팽창이 방지되며, 특히 보강리브(20)와 측벽(19)에 의해 냉각챔버(10)의 내부에 수평방향으로 블랭크가 형성되지 않아 진공에 의한 상판(11)과 하판(12)의 수축을 더 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.At this time, the reinforcing ribs 20 prevent the contraction of the upper plate 11 and the lower plate 12 by the vacuum, and the expansion protrusions of the upper plate 11 and the lower plate 12 by heat are prevented by the joining protrusions 23. In particular, a blank is not formed in the horizontal direction of the cooling chamber 10 by the reinforcing rib 20 and the side wall 19, so that the contraction of the upper plate 11 and the lower plate 12 by vacuum can be more effectively prevented. will be.

이와 같이 제작된 냉각챔버(10)의 하판(12)에 냉각핀(44)이 다수 형성된 히트싱크(40)를 부착하여 냉각장치를 제조하고, 상판(11)을 태양광 모듈(30)의 배면에 부착하여 태양을 향하도록 경사지게 설치한다.The cooling device 10 is manufactured by attaching a heat sink 40 having a plurality of cooling fins 44 to the lower plate 12 of the cooling chamber 10 manufactured as described above, and the upper plate 11 is formed on the rear surface of the solar module 30. Attach to and incline to face the sun.

이때 태양광 모듈(30)과 냉각챔버(10)는 열전도성 접착제를 이용하여 부착할 수도 있고, 볼트와 너트의 볼팅 작업에 의해 부착할 수도 있다.At this time, the solar module 30 and the cooling chamber 10 may be attached using a thermally conductive adhesive, or may be attached by bolting the bolt and nut.

또한, 냉각챔버(10)의 상판(11)은 태양광 모듈(30)의 배면에 전면(全面) 접촉되고, 히트싱크(40)는 냉각챔버(10)의 일부에 면접촉된다.
In addition, the upper plate 11 of the cooling chamber 10 is in full contact with the rear surface of the solar module 30, and the heat sink 40 is in surface contact with a part of the cooling chamber 10.

상술한 구성에서 상기 태양광 모듈(30)을 경사지게 설치한 상태에서 필요한 전력을 얻고자 하는 경우 태양광 모듈(30)을 구성하는 태양전지(32)는 태양 빛을 받아 전기에너지로 변환하여 전압을 발생하고, 각 태양전지(32)에서 발생한 전압은 모아져 태양광 모듈(30) 외부로 출력된다.In the above-described configuration, when the solar module 30 is inclined to obtain the required power, the solar cell 32 constituting the solar module 30 receives solar light and converts it into electrical energy to convert voltage. Generated, and the voltage generated in each solar cell 32 is collected and output to the outside of the solar module 30.

이때 태양전지(32)는 태양 빛을 모두 전기에너지로 변환하지 못하기 때문에 전기에너지를 변환하지 못한 빛에너지는 열에너지로 변환되어 태양광 모듈(30)의 온도가 상승하게 된다.At this time, since the solar cell 32 does not convert all of the solar light into electrical energy, light energy that does not convert the electrical energy is converted into thermal energy, thereby increasing the temperature of the solar module 30.

상기 태양광 모듈(30)의 열은 태양광 모듈(30)의 배면과 면접촉한 상판(11)을 통해 냉각챔버(10)의 작동유체에 전달되고, 상기 저수조(15)나 냉각챔버(10)의 하부 또는 모세관 현상에 의해 윅(16)에 함유된 작동유체는 열에 의해 증발하여 증기 상태로 상승하게 되며, 이때, 상승한 증기는 히트싱크(40)나 대기에 열을 전달하여 응축되면서 냉각을 하게 된다.The heat of the solar module 30 is transferred to the working fluid of the cooling chamber 10 through the top plate 11 in surface contact with the rear surface of the solar module 30, the reservoir 15 or the cooling chamber 10 The working fluid contained in the wick 16 by the lower part or the capillary phenomenon of the evaporation is heated to evaporate by heat to rise to a vapor state, in which the elevated steam is cooled by transferring heat to the heat sink 40 or the atmosphere to condense. do.

이 응축된 액체는 중력에 의해 냉각챔버(10)의 내측면 즉, 하판(11)을 따라 아래로 이동하면서 일부는 가이드(22)의 안내에 의해 각 저수조(15)에 저장되고 나머지는 냉각챔버(10)의 아래로 흘러 모이게 된다.The condensed liquid moves downward along the inner surface of the cooling chamber 10, ie, the lower plate 11, by gravity, and part of the liquid is stored in each reservoir 15 by the guide of the guide 22, and the rest is stored in the cooling chamber. It flows down (10) and gathers.

또한 저수조(15)에 있는 작동유체가 짧은 길이의 측벽(19)을 타고 넘어가 그 하부의 저수조(15)에 저장되며, 상기 받침(18)이나, 받침(18)과 연결된 측벽(19) 부위에 형성된 요홈(18a)을 통해 작동유체가 하부로 흐르면서 모세관 현상에 의해 윅(16)에 함유된다.In addition, the working fluid in the reservoir 15 passes over the short sidewall 19 and is stored in the reservoir 15 at the lower portion thereof. The working fluid flows downward through the formed grooves 18a and is contained in the wick 16 by capillary action.

이와 같은 작동유체의 반복 순환으로 태양광 모듈(30)에서 발생하는 열을 냉각하게 된다.This repeated circulation of the working fluid to cool the heat generated in the solar module 30.

상술한 바와 같이 냉각챔버(10)의 중간 중간에 작동유체를 저장할 수 있는 저수조(15)를 형성하고 상판(11)의 아래에 플라스틱 매쉬의 윅(16)을 구비하여, 냉각챔버(10) 내에서 드라이아웃 현상을 제거함으로써 작동유체를 냉각챔버(10) 내부의 전 부위에 골고루 공급할 수 있는 것이다.As described above, a water reservoir 15 capable of storing a working fluid is formed in the middle of the cooling chamber 10, and a wick 16 of a plastic mesh is provided under the upper plate 11, so that the cooling chamber 10 is in the cooling chamber 10. By removing the dry-out phenomenon in the working fluid can be evenly supplied to all parts of the cooling chamber (10).

또한, 이에 의해 작동유체의 비등과 응축을 원활히 함으로써 냉각 효율의 높일 수 있고, 태양광 모듈(30)의 온도 상승 억제로 태양전지(32)의 열화를 방지하여 수명을 연장할 수 있는 것이다.In addition, it is possible to increase the cooling efficiency by smoothing the boiling and condensation of the working fluid, it is possible to prevent the deterioration of the solar cell 32 by extending the temperature of the photovoltaic module 30 to extend the life.

10: 냉각챔버 11: 상판
12: 하판 13: 플랜지
14: 저수돌기 15: 저수조
16: 윅 17: 내부공간
18: 받침 19: 측벽
20: 보강리브 21: 윅 지지대
22: 가이드 23: 접합돌기
30: 태양광 모듈 40: 히트싱크10: cooling chamber 11: top plate
12: bottom plate 13: flange
14: water reservoir 15: water tank
16: Wick 17: Interior
18: support 19: side wall
20: reinforced rib 21: wick support
22: guide 23: joint projection
30: solar module 40: heat sink

Claims (15)

삭제delete 태양광 모듈의 비수광면인 배면에 부착되고 상판과 하판에 의해 형성되는 내부공간에 비등과 응축에 의해 냉각하는 작동유체가 밀봉되는 냉각챔버와, 상기 냉각챔버에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크로 이루어진 태양광 모듈의 냉각장치에 있어서;
상기 작동유체가 비등과 응축에 의해 하판을 따라 흘러내리는 경우 작동유체를 저장할 수 있도록 냉각챔버의 길이방향으로 하판에 다수 형성되는 저수조와, 상기 작동유체를 흡수하여 함유할 수 있도록 상판의 하부에 구비되는 윅(wick)으로 구성되며,
상기 저수조는 드로잉 가공에 의해 받침과 양 측벽을 갖는 저수돌기가 상판 쪽으로 돌출되어 형성되되, 상기 하판을 따라 흘러 내려가는 작동유체를 저수조에 저장되도록 안내하는 가이드가 저수돌기의 좌측이나 우측의 측벽에 연결되도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.A cooling chamber attached to the rear surface of the photovoltaic module and sealing the working fluid cooled by boiling and condensation in the inner space formed by the upper plate and the lower plate, and emitting heat to the outside by being in surface contact with the cooling chamber. In the solar cell cooling device consisting of a heat sink;
When the working fluid flows down the lower plate by boiling and condensation, a plurality of reservoirs are formed in the lower plate in the longitudinal direction of the cooling chamber so as to store the working fluid, and provided in the lower part of the upper plate to absorb and contain the working fluid. Consists of a wick,
The water reservoir is formed by the drawing process is formed by the bottom projection is projected toward the upper plate and the support and both side walls, the guide for guiding the working fluid flowing down the lower plate to be stored in the reservoir connected to the side wall of the left or right of the reservoir Cooling device of a solar module, characterized in that formed to be inclined as possible. 태양광 모듈의 비수광면인 배면에 부착되고 상판과 하판에 의해 형성되는 내부공간에 비등과 응축에 의해 냉각하는 작동유체가 밀봉되는 냉각챔버와, 상기 냉각챔버에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크로 이루어진 태양광 모듈의 냉각장치에 있어서;
상기 작동유체가 비등과 응축에 의해 하판을 따라 흘러내리는 경우 작동유체를 저장할 수 있도록 냉각챔버의 길이방향으로 하판에 다수 형성되는 저수조와, 상기 작동유체를 흡수하여 함유할 수 있도록 상판의 하부에 구비되는 윅으로 구성되며,
상기 저수조는 받침과 양 측벽을 갖는 형상의 저수돌기를 형성하여 하판에 접합되어 형성되되, 상기 하판을 따라 흘러 내려가는 작동유체를 저수조에 저장되도록 안내하는 가이드가 저수돌기의 좌측이나 우측의 측벽에 연결되도록 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.A cooling chamber attached to the rear surface of the photovoltaic module and sealing the working fluid cooled by boiling and condensation in the inner space formed by the upper plate and the lower plate, and emitting heat to the outside by being in surface contact with the cooling chamber. In the solar cell cooling device consisting of a heat sink;
When the working fluid flows down the lower plate by boiling and condensation, a plurality of reservoirs are formed in the lower plate in the longitudinal direction of the cooling chamber so as to store the working fluid, and provided in the lower part of the upper plate to absorb and contain the working fluid. Consists of a wick,
The reservoir is formed by joining to the lower plate by forming a reservoir having a shape having a base and both side walls, and a guide for guiding the working fluid flowing down the lower plate to be stored in the reservoir is connected to the side wall on the left or right side of the reservoir. Cooling device of a solar module, characterized in that formed to be inclined as possible. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 양 측벽 중 어느 하나의 측벽이 다른 측벽보다 길이가 더 짧은 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method according to claim 2 or 3,
Cooling device of a solar module, characterized in that the side wall of any one of the two side walls are shorter than the other side wall. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 받침과 받침에 연결되는 측벽 부위에 요홈이 형성되어 요홈을 통해 작동유체가 흐르는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method according to claim 2 or 3,
Cooling device for a solar module, characterized in that the groove is formed in the side wall portion is connected to the support and the support fluid flows through the groove. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 냉각챔버가 진공에 의해 내측으로 오그라드는 것을 방지하기 위하여 하판에 길이 방향으로 소정길이의 보강리브가 이격되게 다수 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method according to claim 2 or 3,
Cooling device for a solar module, characterized in that the cooling chamber is formed in a plurality of reinforcement ribs of a predetermined length spaced apart in the longitudinal direction in order to prevent the inside of the cooling chamber to be shrunk. 제 6 항에 있어서,
상기 보강리브와 측벽의 길이를 서로 다르게 한 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method according to claim 6,
Cooling device of a solar module, characterized in that the length of the reinforcing rib and the side wall different. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 냉각챔버가 열에 의해 팽창하는 것을 방지하기 위하여 하판에 접합돌기가 다수 형성되어 상판에 용접에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method according to claim 2 or 3,
In order to prevent the cooling chamber from expanding by heat, a plurality of bonding projections are formed on the lower plate, and the cooling apparatus of the solar module, wherein the upper plate is joined by welding. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 저수조는 냉각챔버의 길이방향으로 5~10cm 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method according to claim 2 or 3,
The reservoir is a cooling device of a solar module, characterized in that formed in the longitudinal direction of the cooling chamber 5 ~ 10cm intervals. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 윅은 스테인리스 매쉬나 플라스틱 매쉬 또는 소결에 의해 공극을 형성한 스테인리스 시트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method according to claim 2 or 3,
The wick is any one of a stainless steel sheet, a plastic mesh, or a stainless sheet formed by sintering voids of the solar module cooling device. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 윅은 0.5~0.9mm 두께의 플라스틱 매쉬가 2~5장 겹쳐져 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method according to claim 2 or 3,
The wick is a cooling device of a solar module, characterized in that the plastic mesh of 0.5 ~ 0.9mm thickness is made of two to five overlapping. 제 11 항에 있어서,
상기 플라스틱 매쉬의 1인치당 매쉬수(Mesh Number(#/inch))는 120~300인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.The method of claim 11,
Mesh number per inch of the plastic mesh (Mesh Number (# / inch)) is a cooling device of the solar module, characterized in that 120 ~ 300. 태양광 모듈의 비수광면인 배면에 부착되고 상판과 하판에 의해 형성되는 내부공간에 비등과 응축에 의해 냉각하는 작동유체가 밀봉되는 냉각챔버와, 상기 냉각챔버에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크로 이루어진 태양광 모듈의 냉각장치에 있어서;
상기 작동유체가 비등과 응축에 의해 하판을 따라 흘러내리는 경우 작동유체를 저장할 수 있도록 냉각챔버의 길이방향으로 하판에 다수 형성되는 저수조와, 상기 작동유체를 흡수하여 함유할 수 있도록 상판의 하부에 구비되는 윅으로 구성되며,
상기 상판과 하판은 판상의 재료를 드로잉 가공하는 것에 의해 서로를 향해서 절곡되어 각각 소정의 높이를 갖게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.A cooling chamber attached to the rear surface of the photovoltaic module and sealing the working fluid cooled by boiling and condensation in the inner space formed by the upper plate and the lower plate, and emitting heat to the outside by being in surface contact with the cooling chamber. In the solar cell cooling device consisting of a heat sink;
When the working fluid flows down the lower plate by boiling and condensation, a plurality of reservoirs are formed in the lower plate in the longitudinal direction of the cooling chamber so as to store the working fluid, and provided in the lower part of the upper plate to absorb and contain the working fluid. Consists of a wick,
The upper plate and the lower plate are bent toward each other by drawing a plate-like material is formed to have a predetermined height, respectively, characterized in that the cooling device of the solar module. 태양광 모듈의 비수광면인 배면에 부착되고 상판과 하판에 의해 형성되는 내부공간에 비등과 응축에 의해 냉각하는 작동유체가 밀봉되는 냉각챔버와, 상기 냉각챔버에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크로 이루어진 태양광 모듈의 냉각장치에 있어서;
상기 작동유체가 비등과 응축에 의해 하판을 따라 흘러내리는 경우 작동유체를 저장할 수 있도록 냉각챔버의 길이방향으로 하판에 다수 형성되는 저수조와, 상기 작동유체를 흡수하여 함유할 수 있도록 상판의 하부에 구비되는 윅으로 구성되며,
상기 윅은 상판의 하면 가장자리에 본딩에 의해 부착되거나, 하판의 양측 가장자리를 따라 소정간격으로 형성된 윅 지지대에 지지되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.A cooling chamber attached to the rear surface of the photovoltaic module and sealing the working fluid cooled by boiling and condensation in the inner space formed by the upper plate and the lower plate, and emitting heat to the outside by being in surface contact with the cooling chamber. In the solar cell cooling device consisting of a heat sink;
When the working fluid flows down the lower plate by boiling and condensation, a plurality of reservoirs are formed in the lower plate in the longitudinal direction of the cooling chamber so as to store the working fluid, and provided in the lower part of the upper plate to absorb and contain the working fluid. Consists of a wick,
The wick is attached to the lower edge of the upper plate by bonding, or the cooling device of the solar module, characterized in that supported by the wick support formed at predetermined intervals along both edges of the lower plate. 태양광 모듈의 비수광면인 배면에 부착되고 상판과 하판에 의해 형성되는 내부공간에 비등과 응축에 의해 냉각하는 작동유체가 밀봉되는 냉각챔버와, 상기 냉각챔버에 면접촉하여 열을 외부로 방출하는 히트싱크로 이루어진 태양광 모듈의 냉각장치에 있어서;
상기 작동유체가 비등과 응축에 의해 하판을 따라 흘러내리는 경우 작동유체를 저장할 수 있도록 냉각챔버의 길이방향으로 하판에 다수 형성되는 저수조와, 상기 작동유체를 흡수하여 함유할 수 있도록 상판의 하부에 구비되는 윅으로 구성되며,
상기 윅과 저수돌기 사이에는 윅의 떨어짐을 방지할 수 있도록 격자상으로 얼기고 설긴 지지망이 개재됨을 특징으로 하는 태양광 모듈의 냉각장치.A cooling chamber attached to the rear surface of the photovoltaic module and sealing the working fluid cooled by boiling and condensation in the inner space formed by the upper plate and the lower plate, and emitting heat to the outside by being in surface contact with the cooling chamber. In the solar cell cooling device consisting of a heat sink;
When the working fluid flows down the lower plate by boiling and condensation, a plurality of reservoirs are formed in the lower plate in the longitudinal direction of the cooling chamber so as to store the working fluid, and provided in the lower part of the upper plate to absorb and contain the working fluid. Consists of a wick,
Cooling device of the solar module, characterized in that between the wick and the low projection is interposed the support network freezes in a grid so as to prevent the fall of the wick.
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