KR101909992B1 - 태양광 집광 패널의 설치구조 - Google Patents

태양광 집광 패널의 설치구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 태양전지를 이용하여 전기를 생산하는 태양광 집광 패널의 온도를 일정 이하로 유지하여 과다한 온도 상승으로 인한 전기 생산 효율의 저하를 방지하고 외기 온도에 관계없이 전기를 안정적으로 생산할 수 있도록 한 태양광 집광 패널의 설치구조에 관한 것으로서,
태양광 집광 패널을 설치함에 있어서, 내부 온도를 일정 이하로 유지하는 저온창고(20)와; 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지가 다수 배치되며 상기 저온창고(20)의 상측에 경사지게 설치되는 태양광 집광 패널(10)과; 상기 저온창고(20)의 상측에 설치되어 상기 태양광 집광 패널(10)을 지지하는 패널 지지대(15)와; 상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간이 밀폐되도록 상기 태양광 집광 패널(10)의 가장자리 하부에 설치되는 측판(16);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 집광 패널의 설치구조{Solar Light Condensing panel Installation Structure}
본 발명은 다수의 태양전지를 이용하여 전기를 생산하는 태양광 집광 패널의 설치 구조에 관한 것으로서, 특히 태양광 집광 패널의 온도를 일정 이하로 유지하여 과다한 온도 상승으로 인한 전기 생산 효율의 저하를 방지하고 외기 온도에 관계없이 전기를 안정적으로 생산할 수 있도록 한, 태양광 집광 패널의 설치구조에 관한 것이다.
태양광 집광패널은 태양에너지를 이용하여 전기를 생산하는 다수의 태양전지가 하나의 판 형태로 형성된 구조물을 의미한다. 이러한 태양광 집광 패널은 일사 조건이 우수한 건물의 지붕이나 산비탈 등에 경사지게 설치되고 있다.
태양광 집광 패널이 경사지게 설치되는 이유는 일사량이 가장 많은 정오에서 오후 2시 사이에 태양광이 수직으로 입사되도록 함으로써, 전기 생산량을 증대시키기 위한 것이다.
태양광 집광 패널에서는 일사량이 많을수록 전기 생산량이 증가하지만, 온도가 높아지면 태양전지의 효율이 급격히 저하되어 많은 일사량에도 오히려 전기 생산량이 줄어들게 된다.
이에 따라, 태양광 집광 패널은 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있도록 냉각장치를 구비하기도 한다. 하지만, 냉각장치 자체가 많은 에너지를 소비하기 때문에 냉각장치를 사용하더라도 실제 에너지 효율은 많이 높아지지 않는다.
따라서, 별도의 냉각장치를 사용하지 않고도 태양광 집광 패널의 온도를 일정 이하로 유지할 수 있는 방법이 연구되고 있다.
한편, 저온창고는 과일이나 채소, 생선 등 유통기한이 짧은 농수산물을 산지에서 저온 상태로 저장할 수 있도록 하는 곳으로, 저장된 농수산물을 저온 유통하여 신선도가 유지된 상태로 소비자에게 전달되도록 한다. 또한, 저장된 농수산물의 유통 기한을 늘려 농어민의 수익을 보전하는 역할도 하게 된다.
이러한 저온창고는 신선도를 유지하기 위하여 내부 온도를 대략 -50℃ 내지 1℃0로 유지하고 있으며, 이로 인해 저온창고의 지붕 역시 일정 이하의 온도를 유지하고 있다. 그리고며, 이러한 저온창고는 내부 온도의 유지를 위하여 냉동장치 또는 냉장장치를 사용하고 있어 많은 유지비용이 필요하다.
본 출원인은 이러한 저온창고의 특성으로부터 태양광 집광패널의 온도를 일정 이하로 유지하는 방법을 착안하였다.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 동일 또는 유사한 특허문헌을 찾지 못하였으며, 관련 기술분야의 특허문헌은 다음과 같다.
특허문헌 1은, 콘크리트층; 상기 콘크리트층에 대해 이격되게 설치된 복수의 펄린(purlin); 상기 콘크리트층과 펄린 사이에 개재된 단열층; 복수의 펄린에 대해 직교하는 방향으로 설치되는 복수의 프로파일; 하나 이상의 태양광패널을 프로파일들에 긴결시키는 복수의 긴결클립; 복수의 펄린을 콘크리트층에 대해 지지하도록 하부가 콘크리트층에 매립되어 고정된 복수의 앵커; 및 앵커의 상단을 덮도록 설치됨과 더불어 상기 펄린의 하면에 결합되고, 상기 단열층 내에 매립되게 설치된 단열성 재질의 열교차단재;를 포함하고, 상기 열교차단재는 펄린과 프로파일이 서로 직교하는 부분에 설치되도록 함으로써, 태양광패널을 안정적으로 지지할 수 있는 구조적 안정성을 확보함과 동시에 내외부 열교환을 확실하게 차단할 수 있는 열교차단 효과를 대폭 높일 수 있는 태양광패널 설치구조에 대하여 기재하고 있다.
특허문헌 2는, 지면에 타설된 콘크리트에 수직하게 고정되는 기둥과, 상기 기둥의 상단에 수평지게 장착되는 지지대와, 상기 지지대의 상단에 태양광패널에 대응하는 폭으로 배열되는 거치대와, 상기 거치대의 상단에 태양광패널을 가압하여 고정하는 외·내측 브라켓을 구비하는 지지부; 상기 거치대를 가로지르는 태양광패널의 상단에 외부로부터 세척수가 유입되는 분사관과, 상기 분사관 상에 태양광패널의 표면으로 세척수를 분사하는 복수의 노즐을 구비하는 세척부; 및 상기 분사관의 양단에 분사되는 세척수의 추진력에 의해 거치대를 따라 이동하는 유동판과, 상기 거치대의 양단에 장착되어 유동판의 이탈을 방지하는 걸림판과, 상기 유동판의 내측에 걸림판과 연동하여 노즐의 분사방향을 전환시키는 제어판을 구비하는 한 쌍의 작동부;를 포함함으로써, 태양광패널을 세척하기 위해 필요한 이동력을 분사되는 세척수의 추진력을 활용함에 따라 전반적인 세척에 소모되는 에너지를 최소화할 수 있는, 태양광 패널용 설치 구조물에 대하여 기재하고 있다.
KR 10-1486234 B1 KR 10-1585592 B1
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 냉각장치를 사용하지 않고도 태양광 집광 패널의 온도가 과다하게 상승하는 것을 방지함으로써 외기온도에 관계없이 전기를 안정적으로 생산할 수 있도록 한, 태양광 집광 패널의 설치구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 집광 패널을 설치함에 있어서, 내부 온도를 일정 이하로 유지하는 저온창고와; 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지가 다수 배치되며 상기 저온창고의 상측에 경사지게 설치되는 태양광 집광 패널과; 상기 저온창고의 상측에 설치되어 상기 태양광 집광 패널을 지지하는 패널 지지대와; 상기 태양광 집광 패널의 하부 공간이 밀폐되도록 상기 태양광 집광 패널의 가장자리 하부에 설치되는 측판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 상기 저온창고의 내부와 상기 태양광 집광 패널의 하부 공간 사이에서 공기 순환이 이루어지도록 상기 저온창고의 상부에 하나 이상의 환기공이 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 상기 저온창고의 냉기가 유동하는 냉기 순환관이 지그재그 형태로 배치되어 상기 태양광 집광 패널의 하부 공간에 열교환부를 형성한 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 상기 냉기 순환관에 개폐밸브와 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 상기 개폐밸브와 송풍팬은 제어부에 의해 제어되며, 상기 제어부는 태양광 집광 패널의 하부 공간에 설치된 온도 센서의 신호 또는 타이머에 신호에 따라 상기 개폐밸브와 송풍팬을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조는 태양광 집광 패널이 저온창고의 상측에 설치되어 태양광 집광 패널의 하부 공간이 일정 이하의 온도를 유지하도록 하게 되므로 고온으로 인한 태양광 집광 패널의 효율 저하를 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.
또, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 저온창고의 냉기를 태양광 집광 패널의 하부 공간으로 공급함으로써 태양광 집광 패널의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 저온창고의 냉기를 태양광 집광 패널의 하부 공간으로 순환시키면서 열교환을 통해 태양광 집광 패널의 하부 공간의 온도를 낮춰주게 되므로, 태양광 집광 패널의 온도 상승으로 인한 효율 저하를 방지함과 아울러 냉기 손실을 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.
또, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 개폐밸브와 송풍팬을 이용하여 저온 창고의 냉기 손실을 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 온도 센서 또는 타이머의 신호에 따라 개폐밸브와 송풍팬을 제어함에 따라 태양광 집광 패널의 하부 공간 온도가 일정 이상으로 상승하는 것을 방지하면서도 냉기 손실을 최소화할 수 있게 되는 효과가 있다.
또, 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 따르면, 태양광 집광 패널에서 생산된 전기를 저온창고의 냉동장치 또는 냉장장치를 작동시키는데 사용함으로써 저온창고의 유지 비용을 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 태양광 집광 패널의 설치구조의 사시도.
도 2는 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조가 도시된 정면도.
도 3과 도 4는 본 발명의 태양광 집광 패널의 변형 예를 나타낸 구성도.
도 5는 본 발명의 요부인 개폐밸브와 송풍팬의 제어구조도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 태양광 집광 패널의 설치구조에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 의한 태양광 집광 패널의 설치구조는 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 내부 온도를 일정 이하로 유지하는 저온창고(20)와; 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지가 다수 배치되며 상기 저온창고(20)의 상측에 경사지게 설치되는 태양광 집광 패널(10)과; 상기 저온창고(20)의 상측에 설치되어 상기 태양광 집광 패널(10)을 지지하는 패널 지지대(15)와; 상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간이 밀폐되도록 상기 태양광 집광 패널(10)의 가장자리 하부에 설치되는 측판(16);을 포함하여 이루어진다.
이에 따라, 저온창고(20)의 낮은 온도가 상기 태양광 집광 패널(10)의 밀폐된 하부 공간(11)으로 전이되어 태양광 집광 패널(10)의 온도가 과도하게 상승하지 않게 되고, 그로 인해 태양광 집광 패널(10)의 효율 저하가 방지된다.
하지만, 상기 저온창고(20)의 낮은 온도를 이용하여 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)을 냉각시키는데에는 한계가 있다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 저온창고(20)의 내부와 상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11) 사이에서 공기 순환이 이루어지도록 상기 저온창고(20)의 상부에 하나 이상의 환기공(21)을 형성함으로써, 상기 하부 공간(11)의 온도를 대폭 낮출 수 있다. 다시 말해서 환기공(21)을 통해 저온창고(20)의 차가운 내부 공기를 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)으로 유입시킴으로써 상기 하부 공간(11)의 온도를 낮추고, 이를 통해 태양광 집광 패널(10)의 효율 저하를 방지하는 것이다.
위와 같이 상기 저온창고(20)의 냉기를 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)으로 직접 공급하게 되면 상기 하부 공간(11)의 온도를 낮출 수 있지만, 냉기의 손실이 커서 저온창고(20)의 유지비용이 증가할 수 있다.
따라서, 냉기를 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)에 직접 공급하지 않으면서도 상기 하부 공간(11)의 온도를 낮출 필요가 있다. 즉, 상기 하부 공간(11)의 공기와 섞이지 않도록 저온창고(20)의 냉기를 순환시켜 냉기의 손실을 줄이고, 냉기와의 열교환을 통해 상기 하부 공간(11)의 온도를 낮추는 것이다.
이와 관련하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 저온창고(20)의 냉기가 유동하는 냉기 순환관(31)이 지그재그 형태로 배치되어 상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)에 열교환부(30)를 형성하도록 할 수도 있다. 이에 따라, 냉기의 손실을 줄이면서도 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11) 온도를 낮출 수 있게 된다.
이 경우, 상기 냉기 순환관(31)에 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)이 구비되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 하부 공간(11)의 온도가 기준치 이상으로 올라가는 경우에만 상기 개폐밸브를 개방하고 송풍팬을 구동시킴으로써, 상기 저온창고의 냉기가 냉기 순환관을 통해 순환하고 열교환부에서의 열교환을 통해 하부 공간의 온도를 하강시키는 것이다.
상기 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)은 관리자가 수동으로 작동시킬 수도 있지만, 제어부에 의해 자동으로 제어되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제어부는 도 5와 같이, 상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)에 설치된 온도 센서의 신호 또는 타이머에 신호에 따라 상기 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)을 제어한다.
즉, 상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)에 설치된 온도 센서에 의해 감지된 온도가 기준치 이상인 경우 상기 온도 센서의 신호를 밥은 제어부가 상기 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)을 작동시켜 냉기를 순환시킴으로써 상기 하부 공간(11)의 온도를 기준치 이하로 유지하거나, 타이머의 신호에 따라 제어부가 일정 시간마다 상기 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)을 작동시켜 냉기를 순환시킴으로써 상기 하부 공간(11)의 온도가 기준치 이상으로 상승하지 않게 하는 것이다.
이상에서는 상기 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)이 냉기 순환관(31)에 설치되어 제어부에 의해 제어되는 것을 설명하였으나, 상기 저온창고(20)의 내부와태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)을 연통시키는 환기공(21)에도 개폐밸브와 송풍팬을 설치하여 제어부에 의해 자동으로 제어되도록 할 수도 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 특허청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10...태양광 집광 패널
11...하부 공간
15...패널 지지대
16...측판
20...저온창고
21...환기공
30...열교환부
31...냉기 순환관
33...개폐밸브
34...송풍팬

Claims (5)

  1. 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양광 집광 패널을 설치함에 있어서,
    내부 온도를 일정 이하로 유지하는 저온창고(20)와;
    태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지가 다수 배치되며 상기 저온창고(20)의 상측에 경사지게 설치되는 태양광 집광 패널(10)과;
    상기 저온창고(20)의 상측에 설치되어 상기 태양광 집광 패널(10)을 지지하는 패널 지지대(15)와;
    상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)이 밀폐되도록 상기 태양광 집광 패널(10)의 가장자리 하부에 설치되는 측판(16);을 포함하고,
    상기 저온창고(20)의 내부와 상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11) 사이에서 공기 순환이 이루어지도록 상기 저온창고(20)의 상부에 하나 이상의 환기공이 형성되어 있고,
    상기 환기공에 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)이 구비되고,
    상기 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)은 제어부에 의해 제어되며,
    상기 제어부는 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)에 설치된 온도 센서의 신호 또는 타이머에 신호에 따라 상기 개폐밸브(33)와 송풍팬(34)을 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 집광 패널의 설치구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저온창고(20)의 냉기가 유동하는 냉기 순환관(31)이 지그재그 형태로 배치되어 상기 태양광 집광 패널(10)의 하부 공간(11)에 열교환부(30)를 형성한 것을 특징으로 하는 태양광 집광 패널의 설치구조.
  4. 삭제
  5. 삭제
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