KR101513909B1 - 수면에 잠기는 태양광 발전 장치 - Google Patents

수면에 잠기는 태양광 발전 장치 Download PDF

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Abstract

개시된 기술은 수면에 잠기는 태양광 발전 장치에 관한 것으로, 태양광을 모아서 전력으로 변환하는 복수개의 태양전지들이 설치된 태양전지판; 내부에 충전된 기체에 따라 부력을 갖는 튜브; 상기 태양전지판의 하면 및 상기 튜브의 상면을 서로 고정시키는 고정부; 및 상기 태양전지판을 수면에 잠기도록 조절하는 조절부;를 포함한다. 따라서 태양광 발전에 따라 태양전지가 과열되는 것을 방지하고 발전효율을 증대시키는 효과를 제공한다.

Description

수면에 잠기는 태양광 발전 장치 {PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION DEVICE TO LOCKED SURFACE OF WATER}
개시된 기술은 수면에 잠겨있는 상태에서 태양광으로 전력을 생산하는 장치에 관한 것이다.
시간이 흘러갈수록 지구상의 화석 연료들이 고갈되어 감에 따라 이들을 대체할 수 있는 에너지를 확보하려는 움직임이 늘어가고 있다. 가장 대표적으로 물, 바람 및 햇빛을 이용하여 전기에너지로 변환하는 수력발전, 풍력발전 및 태양광발전 기술들이 있겠다.
한편, 이러한 대체에너지를 생산하는 발전기술들 중에서 태양광발전 기술은 태양으로부터 조사되는 태양광을 태양전지로 일정량 이상을 받아들여서 전력으로 변환하는 기술을 의미한다. 다른 대체에너지를 생산할 수 있는 발전기술들과 비교하여 설치에 소요되는 비용과 시간이 상대적으로 적고, 한번 설치해두면 반 영구적으로 사용할 수 있기 때문에 상당히 각광받는 발전기술로 손꼽히고 있다.
반면, 항시 일정량 이상의 태양광을 받을 수 있어야한다는 제약조건이 따르게 된다. 태양전지를 개발하는 연구소나 기관에서는 이러한 제약조건에 대한 해결방안으로 태양전지가 태양광을 보다 잘 받을 수 있도록 전지판의 각도를 조절하는 방법을 채택하였다. 예컨대, 태양광이 조사되는 각도와 전지판의 각도를 수직으로 유지하는 것일 수 있다.
그러나, 이러한 방법은 전지판의 각도를 조절하기 위해서 또 다른 동력원을 별도로 요구한다는 단점이 있으며, 태양광이 조사되는 각도를 항시 체크해야하는 문제점 또한 안고 있었다.
효율적으로 태양광을 수집하는 발전 장치에 관한 종래기술로는 한국 공개특허 제10-2012-0026924호 (발명의 명칭 : 수면부상식 태양광 발전장치)가 있다.
개시된 기술은 태양전지를 수면에 잠기게 설정하여 태양광 발전 효율성을 증대시키는 태양광 발전 장치를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 1 측면은 태양광을 모아서 전력으로 변환하는 복수개의 태양전지들이 설치된 태양전지판, 내부에 충전된 기체에 따라 부력을 갖는 튜브, 상기 태양전지판의 하면 및 상기 튜브의 상면을 서로 고정시키는 고정부 및 상기 태양전지판을 수면에 잠기도록 조절하는 조절부를 포함하는 수면에 잠기는 태양광 발전 장치를 제공하는데 있다.
개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
개시된 기술의 일 실시예에 따르면 수면에 잠기는 태양광 발전 장치는 태양전지를 수면 내부에 배치시켜서 태양광 발전에 따라 과열되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.
또한, 태양전지가 과열되는 것을 방지하여 발전효율을 증대시키는 효과를 제공한다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 수면에 잠기는 태양광 발전 장치에 대한 단면도이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 수면에 잠기는 태양광 발전 장치에 대한 상면도이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 수면에 잠기는 태양광 발전 장치에 대한 하면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다.
그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 수면에 잠기는 태양광 발전 장치에 대한 단면도이다. 그리고 도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 수면에 잠기는 태양광 발전 장치에 대한 상면도이다. 그리고 도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 수면에 잠기는 태양광 발전 장치에 대한 하면도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면 수면에 잠기는 태양광 발전 장치는 태양광을 모아서 전력으로 변환하는 복수개의 태양전지들이 설치된 태양전지판(110), 내부에 충전된 기체에 따라 부력을 갖는 튜브(120), 상기 태양전지판(110)의 하면 및 상기 튜브의 상면을 서로 고정시키는 고정부(130) 및 상기 태양전지판(110)을 수면에 잠기도록 조절하는 조절부(140)를 포함한다.
태양전지판(110)은 태양광을 모아서 전력으로 변환하는 태양전지들이 복수개 설치된다. 상기 태양전지판(110)은 도 2에서와 같이 장방형으로 제작될 수 있으나 다른 형태로 제작되는 것 또한 가능하다. 예컨대, 타원형으로 제작될 수 있다.
한편, 개시된 기술의 일 실시예에 따르면 상기 태양전지판(110)은 수면에 잠긴 상태로 태양광 발전을 수행한다. 종래의 태양광 발전 장치들은 태양으로부터 조사되는 태양광을 정면으로 받아들이기 위해서 태양전지의 각도를 태양광이 조사되는 각도와 수직이 되게끔 조절한다.
그러나, 태양광이 조사됨에 따라 태양전지는 필연적으로 높은 온도를 유지하게 된다. 즉, 전력으로 변환해야하는 태양광 에너지의 상당량이 열로 발산되어서 결과적으로 발전효율성이 떨어지게 된다. 개시된 기술에서는 이러한 문제점을 방지하기 위해서 태양전지판(110)을 수면에 잠기게 설정한다.
한편, 여기에서 수면에 잠긴다고 함은 물속에 완전히 잠수하는 것이 아니라 수면에 최대한 가깝게 위치하되, 태양전지판(110)이 수면 위에 부상해 있는 것과는 다르게 수면 바로 아래에 위치하는 것을 의미한다. 도 1에 도시된 태양광 발전 장치를 참조하면 태양전지판(110)이 수면에 가장 가깝게 위치하되, 수면 위에 부상해 있는 것이 아니라 수면 아래에 잠겨있는 상태로 배치되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 태양전지판(110)은 수면에 잠긴 상태를 장시간 유지하게 되므로 방수 기능을 갖는 것이 바람직하다. 뿐만 아니라 태양광 발전 장치를 구성하는 요소들이 모두 방수기능을 갖는 재질로 형성된다.
튜브(120)는 내부에 충전된 기체에 따라 부력을 갖는다. 상기 튜브(120)는 물보다 가벼운 기체를 내부에 충전하고, 상기 기체의 성질에 의해 생성되는 부력을 갖는다. 예컨대, 튜브(120)는 공기를 충전하여 부력을 갖출 수 있다.
한편, 상기 튜브(120)는 태양광 발전 장치가 설치될 장소에 따라서 기체의 종류 및 충전량을 조절할 수 있다. 개시된 기술에 따른 수면에 잠기는 태양광 발전 장치는 댐, 하천, 강 또는 바다에 설치되는 것이 가능하다.
즉, 설치되는 지역의 수질이 담수이거나 해수일 수 있는데, 일반적으로 담수보다 해수가 물체를 뜨게 하는 성질이 강하므로, 이러한 점을 고려하여 튜브(120)에 충전하는 기체의 종류와 충전량을 결정하는 것이 가능하다.
한편, 상기 튜브(120)는 태양전지판(110)의 형태에 맞추어 제작하는 것이 가능하다. 일례로, 태양전지판(110)의 형태가 장방형이면 튜브(120) 역시 장방형으로 제작할 수 있다. 따라서, 태양전지판(110)과 튜브(120)를 일체형으로 제작하는 것이 가능하다.
한편, 상기 튜브(120)는 중앙에 태양전지판(110)에서 태양광 발전을 수행함에 따라 모인 전력을 송전하는 송전모듈(150)이 배치된다. 상기 송전모듈(150)은 상기 태양전지판(110)에서 태양광을 변환하여 얻은 직류 전력을 교류 전력으로 변경한다.
일반적으로 태양광 발전을 통해 생산된 전력은 직류 전력이다. 따라서, 송전모듈(150)에서는 이러한 직류 전력을 일상에서 사용 가능한 교류 전력으로 변환하고 이를 송전할 수 있다.
고정부(130)는 상기 태양전지판(110)의 하면 및 상기 튜브(120)의 상면을 서로 고정시킨다. 도 1 및 도 3을 참조하면 고정부(130)를 이용하여 상기 태양전지판(110) 및 상기 튜브(120)를 고정하는 것을 확인할 수 있다.
한편, 상기 태양전지판(110)에 상기 튜브(120)를 부착시키는 것 또한 가능하다. 다만, 상기 고정부(130)를 이용하면 태양전지판(110)과 튜브(120)에 이물질이 끼는 것을 방지할 수 있고, 보다 견고한 구조를 가질 수 있다.
또한, 유지 및 보수하는 과정에 있어서도 상기 고정부(130)를 이용하면 태양전지판(110)과 튜브(120)를 서로 부착시킬 필요가 없으므로 보다 간편하게 유지 및 보수를 수행할 수 있는 장점이 있다.
조절부(140)는 상기 태양전지판(110)을 수면에 잠기도록 조절한다. 앞서 설명한 바와 같이 태양전지판(110)은 수면에 잠긴 상태를 유지한다. 그러나, 별다른 장치가 없으면 튜브(120)의 부력에 의해서 상기 태양전지판(110)이 수면으로 부상하게 된다. 따라서, 개시된 기술에서는 조절부(140)를 이용하여 상기 태양전지판(110)를 수면에 잠기게 조절한다.
태양전지판(110)이 수면에 잠기도록 조절하는데 있어서, 상기 조절부(140)는 적어도 하나의 와이어를 이용한다. 상기 와이어의 길이를 조절하면 상기 태양전지판(110)을 수면에 잠기도록 조절할 수 있다. 따라서, 수면이 부상해 있는 상태보다 더 높은 효율로 태양광 발전을 수행하는 장점이 있다.
개시된 기술의 일 실시예에 따른 수면에 잠기는 태양광 발전 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
110 : 태양전지판 120 : 튜브
130 : 고정부 140 : 조절부
150 : 송전모듈

Claims (5)

  1. 태양광을 모아서 전력으로 변환하는 복수개의 태양전지들이 설치된 태양전지판;
    내부에 충전된 기체에 따라 부력을 갖는 튜브;
    상기 태양전지판의 하면 및 상기 튜브의 상면을 서로 고정시키는 고정부; 및
    상기 태양전지판을 수면에 잠기도록 조절하는 조절부;를 포함하는 수면에 잠기는 태양광 발전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 조절부는,
    적어도 하나의 와이어를 포함하고, 상기 와이어의 길이를 조절하여 상기 태양전지판을 수면에 잠기도록 조절하는 수면에 잠기는 태양광 발전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 태양광 발전 장치는,
    상기 태양광을 변환하여 얻은 직류 전력을 교류 전력으로 변경하여 송전하는 송전모듈을 더 포함하는 수면에 잠기는 태양광 발전 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 튜브는,
    물보다 가벼운 기체를 내부에 충전하는 수면에 잠기는 태양광 발전 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 태양전지판은,
    방수 기능을 갖는 복수개의 태양전지판들이 설치되는 수면에 잠기는 태양광 발전 장치.
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