KR102463751B1 - 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지면으로부터 일정 높이에 설치된 태양광 발전 모듈의 하부에 반사판을 설치함으로써 태양광 발전 패널을 통과한 태양광을 태양광 발전 패널 하부 방향으로 반사시킴으로써, 태양광 발전 패널의 하부를 통해 2차 발전이 이루어지도록 하여 발전효율을 극대화시킬 수 있는 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

Description

발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템{SOLAR POWER GENERATION SYSTEM THAT CAN INCREASE POWER GENERATION EFFICIENCY}
본 발명은 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 지면으로부터 일정 높이에 설치된 태양광 발전 모듈의 하부에 반사판을 설치함으로써 태양광 발전 패널을 통과한 태양광을 태양광 발전 패널 하부 방향으로 반사시킴으로써, 태양광 발전 패널의 하부를 통해 2차 발전이 이루어지도록 하여 발전효율을 극대화시킬 수 있는 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 태양광의 세기에 따라 곡률이 변경가능한 실리콘 렌즈를 통해 발전효율이 최대로 증대될 수 있는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 태양광 발전은 다수 개의 태양광 발전 패널로 이루어진 태양광 모듈을 이용하여 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전 방식으로서, 다른 발전방식에 비하여 대기오염, 소음, 발열 및 진동 등의 공해가 없으며, 유지관리가 용이하고 수명이 길기 때문에 새로운 에너지원으로 각광받고 있다. 이러한 태양광 발전장치는 소규모 발전이 가능하기 때문에 정부나 지자체가 아닌 개인들도 태양광 발전장치를 설치하여 발전을 하고 있는 추세이다.
그리고, 현재 태양광 발전 패널의 구조 특성 상 양면 발전이 모두 가능한 양면형 모듈의 보급확산이 되고 있는 가운데 발전 효율을 극대화시키기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 비교적 태양광의 강도가 약한 날에는 태양광의 효율이 떨어지게 되는데, 이러한 경우 태양광이 일정한 문턱 세기를 넘지 못하는 경우 에너지를 생성하지 못하게 되는 현상이 종종 발생한다. 그러나, 이러한 다양한 환경 변화에 있어서도 최대한의 발전 효율을 가져올 만한 기술이 부재한 현실이다.
한국공개특허 제10-2020-0008812호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 지면으로부터 일정 높이에 설치된 태양광 발전 모듈의 하부에 반사판을 설치함으로써 태양광 발전 패널을 통과한 태양광을 태양광 발전 패널 하부 방향으로 반사시킴으로써, 태양광 발전 패널의 하부를 통해 2차 발전이 이루어지도록 하여 발전효율을 극대화시킬 수 있는 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 투명 실리콘으로 형성된 곡률 가변 렌즈를 통해 태양광의 세기에 따라 태양광을 생성함에 있어서 최대한의 전력 발전을 생성할 수 있도록 하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템(100)은 지면으로부터 직립된 지지 프레임(110); 지지 프레임(110)의 상부에 마련되는 태양광 발전 모듈(120); 태양광 발전 모듈(120)의 하부에 위치되며, 일측이 지지 프레임(110)에 연결됨으로써 태양광 발전 모듈(120)을 통과한 태양광을 태양광 발전 모듈(120) 방향으로 반사시키는 반사판(130); 지지 프레임(110)과 반사판(130)을 연결하는 연결 조인트에 마련되며, 태양광의 이동 궤적을 추적하여 반사판(130)에 입사되는 태양광의 입사각에 따라 반사판(130)이 태양광 발전 모듈(120)과 이루는 각도를 자동으로 조정하는 각도 조정부(140); 및 지지 프레임(110)과 반사판(130)을 연결하는 조인트에 마련되며, 태양광 발전 모듈(120)의 태양광 발전 패널의 온도를 측정 후 기 설정된 온도값 이상에 해당하는 경우 반사판(130)이 태양광 발전 모듈(120)과 이루는 간격을 자동으로 조정하는 간격 조정부(150)를 포함하고, 각도 조정부(140)는, 태양광이 태양광 발전 모듈(120)을 통과하여 반사판(130)에 조사되는 경우, 태양광 센서를 이용하여 태양광의 이동 궤적을 실시간으로 감지 및 추적하고, 시간 경과에 따라 태양광이 이동하게 되면, 태양광 센서의 센싱 결과를 토대로 반사판(130)에 의해 반사판(130)의 각도를 계산하며, 반사판(130)의 계산된 각도를 토대로, 회전 모터를 구동하여 반사판(130)이 태양광 발전 패널의 하부면과 이루는 각도를 자동으로 조정하도록 구성되고, 기 설정된 온도값은 섭씨 28도인, 일 실시예에서, 간격 조정부(150)는, 태양광 발전 패널의 가열 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 및 온도 센서의 센싱 결과에 따라 지지 프레임(110)과 연결된 연결 조인트를 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 리니어 모터를 포함하고, 간격 조정부(150)는, 온도 센서의 센싱 결과에 따라 태양광 발전 패널의 온도가 섭씨 28도를 넘어가는지를 파악하고, 만약 태양광 발전 패널의 온도가 섭씨 28도를 넘어갈 경우 자동으로 리니어 모터를 구동시켜 반사판(130)을 태양광 발전 패널로부터 일정거리 이격시키며, 반사판(130)을 이격 시킨 이후, 온도 센서를 통해 지속적으로 태양광 발전 패널의 온도를 모니터링하고, 만약 섭씨 28도 이하로 떨어진 온도가 일정 시간 지속되는 것으로 판단될 경우, 리니어 모터를 통해 반사판(130)의 위치를 다시 상측 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 태양광 발전 시스템은, 태양광 발전 모듈(120)의 상부에 마련되고, 태양광을 집광시키도록 구성되는 투명 실리콘 렌즈(510); 투명 실리콘 렌즈(510)를 상승 및 하강시키도록 하는 줄에 연결되는 제2 리니어 모터(520); 태양광의 발전 효율 정보를 수신하도록 구성되는 통신부; 및 태양광의 발전 효율 정보에 기초하여, 제2 리니어 모터(520)의 상승 및 하강 동작을 제어하도록 구성되는 제어부를 더 포함할 수 있고, 제어부는, 일정한 속도로 투명 실리콘 렌즈(510)를 상부에서 하부까지 하강시키면서 태양광 발전 효율을 측정하고, 태양광 발전 효율이 가장 높은 위치에 투명 실리콘 렌즈(510)를 위치시키도록 매시간마다 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 태양광 발전 시스템은, 투명 실리콘 렌즈(510)의 탄성을 이용하여 투명 실리콘 렌즈(510)를 양쪽에서 연결된 줄의 장력을 통해 렌즈의 상이 맺히는 위치를 변경시키도록 구성되는 제3 리니어 모터(530); 및 제3 리니어 모터(530)를 제어하도록 구성되는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양광 발전 패널을 통과한 태양광을 태양광 발전 패널 하부 방향으로 반사시킴으로써, 태양광 발전 패널의 하부를 통해 2차 발전이 이루어지도록 하여 발전효율을 극대화시킬 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명에 따르면, 태양광의 이동 궤적을 추적하여 태양광이 반사판에 입사되는 태양광 입사각에 따라 반사판 각도를 자동으로 조정함으로써, 발전 시간을 최대한으로 연장하여 효율을 극대화시킬 수 있는 이점을 가진다.
또한 본 발명에 따르면, 태양광 발전 패널의 온도에 따라 반사판과 태양광 발전 패널 간의 간격을 자동으로 조정함으로써, 최적의 온도 환경에서 태양광 발전 패널의 발전 효율이 극대화되도록 하는 이점을 가진다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 추가 실시예에 따른 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.도 2a는 도 1a에 도시된 반사판(130)을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 도 1b에 도시된 반사판(130)을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.도 3은 각도 조정부(140)를 통해 반사판(130)의 각도가 자동으로 조정되는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 4는 간격 조정부(150)를 통해 반사판(130)과 태양광 발전 패널 간의 각도가 자동으로 조정되는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 5a는 태양광 발전 패널 상의 렌즈의 상하 위치 이동을 나타내는 구조를 도시하는 도면이다.
도 5b는 대한민국 정부에서 제공하는 "날씨마루" 상의 태양광 발전량 예측 정보의 일례를 도시한다.
도 5c는 곡률 가변 렌즈의 동작을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 반사판(130)을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템(100)은 크게 지지 프레임(110), 태양광 발전 모듈(120) 및 반사판(130)을 포함할 수 있으며, 다른 실시예에서는 추가적으로 각도 조정부(140) 및 간격 조정부(150)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
먼저, 지지 프레임(110)은 지면에 미리 설치된 지지 구조물에 하단이 앵커 볼트 체결을 통해 고정되며, 수직 방향으로 직립될 수 있다. 이때, 지지 프레임(110)의 길이는 제한되지 않으며, 후술되는 태양광 발전 모듈(120)이 지면의 복사열에 의해 영향을 받지 않는 높이가 되는 정도로 길이가 형성될 수 있다. 이때 지지 프레임(110)은 태양광 발전 모듈(120)의 하중을 충분히 지탱하면서도 바람에도 흔들리지 않으며 부식에도 강한 금속재질이 적용될 수 있으며, 일 실시예에서는 프로파일이 적용될 수도 있다.태양광 발전 모듈(120)은 지지 프레임(110)의 상부에 마련되며, 상측에 마련되는 태양광 발전 패널에 조사되는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 역할을 한다. 특히, 이때 태양광 발전 패널은 투명하거나 또는 반투명하게 형성될 수 있기 때문에, 상측에서 조사되는 태양광의 일부가 태양광 발전 패널을 통과하여 지면으로 조사될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 후술되는 반사판(130)을 통해 이러한 태양광을 반사시켜 다시 태양광 발전 모듈(120)로 재조사시킴으로써 태양광 발전 모듈(120)을 통해 전기의 재생산이 이루어지도록 하는 것이다.
한편, 태양광 발전 모듈(120)의 태양광 발전 패널은 상면 및 하면이 모두 전력 생산이 가능하도록 마련될 수 있으며, 이러한 태양광 발전 모듈(120)은 종래의 구조가 적용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
반사판(130)은 태양광 발전 모듈(120)의 하부에 위치되며, 태양광 발전 모듈(120)의 태양광 발전 패널을 통과한 태양광을 태양광 발전 모듈(120) 방향으로 반사시킴으로써, 태양광 발전 모듈(120)의 하부면을 통한 재발전이 이루어지도록 하는 역할을 한다.
보다 구체적으로, 도 2를 살펴보면, 반사판(130)은일측이 연결 조인트를 통해 지지 프레임(110)과 연결되는데 이때 반사판(130)의 양측 말단부에는 C형강이 마련되고 C형강이 다시 연결 조인트를 통해 지지 프레임(110)에 연결되는 구조를 가진다. 이를 위하여, 반사판(130)은 광반사가 용이하면서도 강도가 뛰어난 재질(예를 들어, 스테인레스 재질 등)이 적용될 수 있다.
양측 말단부의 C형강은 연결 조인트를 통해 지지 프레임(110)과 연결될 수 있으며, 이때 연결 조인트는 각도 조정부(140) 및 간격 조정부(150)와 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 각도 조정부(140)는 지지 프레임(110)과 반사판(130)을 연결하는 연결 조인트에 마련되며, 태양광의 이동 궤적을 추적하여 반사판(130)에 입사되는 태양광의 입사각에 따라 반사판(130)이 태양광 발전 모듈(120)과 이루는 각도를 자동으로 조정하는 역할을 한다.
보다 구체적으로, 각도 조정부(140)는 태양광의 이동 궤적을 추적할 수 있는 태양광 센서(미도시) 및 태양광 센서의 센싱 결과에 따라 연결 조인트를 X축 및 Y축으로 회동시킬 수 있는 회전 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 각도 조정부(140)는 태양광 센서의 센싱 결과에 따라 태양광의 이동 궤적을 추적하며, 이에 따라 회전 모터를 구동하여 반사판(130)을 통해 태양광이 최대한 태양광 발전 모듈(120)의 태양광 발전 패널의 하부로 반사되도록 한다. 이를 통해, 태양광 발전 패널의 하부에는 최대한 많은 양, 최대한 많은 시간의 태양광이 반사될 수 있는 것이다.
이에 관해 순서대로 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 각도 조정부(140)를 통해 반사판(130)의 각도가 자동으로 조정되는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 3을 살펴보면, 먼저 태양광이 태양광 발전 모듈(120)을 통과하여 반사판(130)에 조사되는 경우, 각도 조정부(140)에서는 태양광 센서를 이용하여 태양광의 이동 궤적을 실시간으로 감지 및 추적한다(S301).
시간 경과에 따라 태양광이 이동하게 되면, 각도 조정부(140)에서는 태양광 센서의 센싱 결과를 토대로 반사판(130)에 의해 태양광 발전 패널의 하부로 반사되는 태양광이 최대가 될 수 있는 반사판(130)의 각도를 계산 후(S302), 이를 토대로 회전 모터를 구동하여 반사판(130)이 태양광 발전 패널의 하부면과 이루는 각도를 자동으로 조정하는 것이다(S303).
일 실시예에서, 간격 조정부(150)는 지지 프레임(110)과 반사판(130)을 연결하는 연결 조인트에 마련되며, 태양광 발전 모듈(120)의 태양광 발전 패널이 태양광에 의해 가열되는 온도를 측정 후 기 설정된 온도값 이상(예를 들어, 섭씨 28도 이상)에 해당할 경우 반사판(130)과 태양광 발전 모듈(120)의 태양광 발전 패널이 이루는 간격을 자동으로 조정하는 역할을 한다.
보다 구체적으로, 간격 조정부(150)는 태양광 발전 패널의 가열 온도를 측정할 수 있는 온도 센서(미도시) 및 온도 센서의 센싱 결과에 따라 지지 프레임(110)과 연결된 연결 조인트를 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 리니어 모터(미도시)를 포함할 수 있다. 간격 조정부(150)는 온도 센서의 센싱 결과에 따라 태양광 발전 패널의 온도가 섭씨 28도를 넘어가는지를 파악할 수 있으며, 만약 태양광 발전 패널의 온도가 섭씨 28도를 넘어갈 경우 자동으로 리니어 모터를 구동시켜 반사판(130)을 태양광 발전 패널로부터 일정거리 이격시키게 된다. 이에 따라 태양광 발전 패널의 온도는 섭씨 28도 이하로 떨어지게 되며, 이 경우 간격 조정부(150)는 온도 센서를 통해 지속적으로 태양광 발전 패널의 온도를 모니터링하게 된다. 만약 섭씨 28도 이하로 떨어진 온도가 일정 시간 지속되는 것으로 판단될 경우, 간격 조정부(150)는 리니어 모터를 통해 반사판(130)의 위치를 다시 상측 방향으로 이동시킬 수 있게 되며, 이러한 과정을 반복함으로써 반사판(130)에 의해 반사되는 태양광이 최대한 태양광 발전 패널의 하부면에 집중될 수 있도록 하는 것이다.
이에 관해 순서대로 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 간격 조정부(150)를 통해 반사판(130)과 태양광 발전 패널 간의 각도가 자동으로 조정되는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 4를 살펴보면, 먼저 태양광이 태양광 발전 모듈(120)을 통과하여 반사판(130)에 조사되는 경우, 간격 조정부(150)에서는 온도 센서를 이용하여 태양광 발전 패널의 온도를 실시간으로 센싱한다(S401).
시간 경과에 따라 태양광 발전 패널이 가열되어 섭씨 28도를 넘어가게 되면, 간격 조정부(150)에서는 리니어 모터를 통해 반사판(130)을 하측 방향으로 위치 이동시키게 된다(S402). 이때, 이동 거리는 온도 센서를 통해 실시간으로 측정되는 온도값에 따라 달라질 수 있으며, 섭씨 28도 이하가 되는 시점까지 내려갈 수 있다.
다음으로, 섭씨 28도 이하로 떨어진 상태가 일정 시간 유지된다고 판단될 경우, 간격 조정부(150)는 리니어 모터를 통해 반사판(130)을 다시 상측 방향으로 위치 이동시킴으로써 반사판(130)을 통해 반사되는 태양광이 다시 태양광 발전 패널의 하부면에 집중되도록 한다(S403).
또한, 도 1b 및 도 2b의 일 실시예에서 추가적으로 본 발명은 반사판(130)을 향해 불어오는 바람의 세기에 따라 반사판(130)을 다수 회로 폴딩할 수 있는 폴딩 장치(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 이때, 반사판(130)은 다수 회로 폴딩이 가능한 구조로 형성될 수 있으며, 또한 풍속 센서와 연결될 수 있다.
따라서, 풍속 센서를 통한 풍속 측정 결과 반사판(130)이 흔들리거나 반사판(130)에 가해지는 공기 저항이 일정치를 넘어갈 경우 폴딩 장치는 반사판(130)의 리니어 모터(미도시)를 구동시킴으로써 반사판(130)에 연결된 각 연결 조인트를 점점 가까워지도록 하여 반사판(130)을 마치 커튼(curtain)과 같이 적어도 1회 이상 폴딩시키게 된다. 이 경우 반사판(130)의 면적이 줄어듦에 따라 공기 저항 또한 감소하게 되는 것이다. 또한 풍속 센서를 통한 풍속 측정 결과 풍속이 다시 약해진 것으로 판단될 경우 폴딩 장치는 리니어 모터를 통해 반사판(130)을 다시 펼쳐 태양광 반사가 다시 개시되도록 할 수 있다.도 5a는 태양광 발전 패널 상의 렌즈의 상하 위치 이동을 나타내는 구조를 도시하는 도면이다.
태양광 발전 패널은 단순히 빛을 수직으로 균일하게 입사하는 것이 일반적이지만, 때때로 날씨가 어둡거나 밝지 않은 정도의 날씨에 태양광을 통해 정상적으로 발전을 하기 어려운 경우가 있다.
이를 위해, 본 발명자는 빛을 집광할 수 있는 볼록 렌즈(실리콘 렌즈)를 태양광 발전 패널 위에 배치하여, "날씨 마루"라는 정부에서 제공하는 태양광 발전량 예측 사이트에서 태양광의 발전 효율 정도 낮은 날에 패널 자체가 정상적으로 동작하지 못하는 문제, 즉 문턱 전압을 넘지 못하는 경우라도 태양광을 통해 전력을 생산할 수 있게끔 하였다.
도 5b를 참조하면, "날씨 마루"에서 설비용량 기준이 높을수록 빨간색을 표시하고, 80%~60%인 경우 노란색, 60%~40%인 경우 초록색, 40%~20%인 경우 파란색, 20%~0%인 경우, 보라색으로 표기한다.
본 발명에 따른 일 실시예에 따르면, 태양광 발전 패널 각각의 위에 투명 실리콘 렌즈(510)가 배치될 수 있다. 한편, 투명 실리콘 렌즈(510)는 탄성을 가지고 있고 그 모양과 형태가 일정한 힘에 의해 일부 변형될 수 있다.
태양광의 발전 효율이 높은 날씨가 좋은 날에 투명 실리콘 렌즈(510)는 광을 태양광 발전 패널 위에 집광하지 못하도록 태양광 발전 패널로부터 멀리 떨어지게 상부로 상승한다. 예를 들어, 투명 실리콘 렌즈(510)는 태양광 발전 패널로부터 1m의 거리를 두고 상승된 상태를 유지할 수 있다. 이러한 경우, 광을 균일하게 분산하는 효과를 얻을 수도 있다. 이러한 투명 실리콘 렌즈(510)의 상승과 하강의 작용은 리니어 모터(520)에 의해 수행될 수 있다. 리니어 모터(520)는 제어부(미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 제어부(미도시)는 통신부로부터 태양광의 발전 효율에 관한 정보를 수신하고, 이러한 정보에 기초하여 투명 실리콘 렌즈(510)와 태양광 발전 패널 사이의 거리를 조절할 수 있다.
또한, 태양광의 효율을 가장 높이기 위해서, 제어부는, 일정한 속도로 상기 투명 실리콘 렌즈(510)를 상부에서 하부까지 하강시키면서 태양광 발전 효율을 측정하고, 상기 태양광 발전 효율이 가장 높은 위치에 상기 투명 실리콘 렌즈(510)를 위치시키도록 매시간마다 구성될 수 있다.
도 5c는 곡률 가변 렌즈의 동작을 나타내는 도면이다.본 발명의 다른 실시예로서, 태양광의 상이 가장 잘 맺히도록 일정한 곡률을 갖는 투명 실리콘 렌즈(510)의 높이를 변경시킬 수도 있지만, 투명 실리콘 렌즈(510)의 탄성을 이용하여 투명 실리콘 렌즈(510)를 양쪽에서 리니어 모터(530)에 연결된 줄의 장력을 통해 렌즈의 상이 맺히는 위치를 변경시킬 수 있다. 이를 통해, 어두운 날이라도 광을 집속시켜 태양광이 지속하여 동작할 수 있도록 하게 할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템
110: 지지 프레임
120: 태양광 발전 모듈
130: 반사판
140: 각도 조정부
150: 간격 조정부
510: 투명 실리콘 렌즈
520: 리니어 모터
530: 리니어 모터
540: 제어부

Claims (4)

  1. 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템으로서,
    지면으로부터 직립된 지지 프레임(110);
    상기 지지 프레임(110)의 상부에 마련되는 태양광 발전 모듈(120);
    상기 태양광 발전 모듈(120)의 하부에 위치되며, 일측이 상기 지지 프레임(110)에 연결됨으로써 상기 태양광 발전 모듈(120)을 통과한 태양광을 상기 태양광 발전 모듈(120) 방향으로 반사시키는 반사판(130);
    상기 지지 프레임(110)과 상기 반사판(130)을 연결하는 연결 조인트에 마련되며, 태양광의 이동 궤적을 추적하여 상기 반사판(130)에 입사되는 태양광의 입사각에 따라 상기 반사판(130)이 상기 태양광 발전 모듈(120)과 이루는 각도를 자동으로 조정하는 각도 조정부(140); 및
    상기 지지 프레임(110)과 상기 반사판(130)을 연결하는 조인트에 마련되며, 상기 태양광 발전 모듈(120)의 태양광 발전 패널의 온도를 측정 후 기 설정된 온도값 이상에 해당하는 경우 상기 반사판(130)이 상기 태양광 발전 모듈(120)과 이루는 간격을 자동으로 조정하는 간격 조정부(150)
    를 포함하고,
    상기 각도 조정부(140)는,
    태양광이 상기 태양광 발전 모듈(120)을 통과하여 반사판(130)에 조사되는 경우, 태양광 센서를 이용하여 태양광의 이동 궤적을 실시간으로 감지 및 추적하고,
    시간 경과에 따라 태양광이 이동하게 되면, 상기 태양광 센서의 센싱 결과를 토대로 상기 반사판(130)에 의해 상기 반사판(130)의 각도를 계산하며,
    상기 반사판(130)의 계산된 각도를 토대로, 회전 모터를 구동하여 상기 반사판(130)이 상기 태양광 발전 패널의 하부면과 이루는 각도를 자동으로 조정하도록 구성되고,
    상기 기 설정된 온도값은 섭씨 28도이고,
    상기 간격 조정부(150)는,
    상기 태양광 발전 패널의 가열 온도를 측정할 수 있는 온도 센서, 및
    상기 온도 센서의 센싱 결과에 따라 상기 지지 프레임(110)과 연결된 연결 조인트를 상하 방향으로 이동시킬 수 있는 리니어 모터
    를 포함하고,
    상기 간격 조정부(150)는,
    상기 온도 센서의 센싱 결과에 따라 상기 태양광 발전 패널의 온도가 섭씨 28도를 넘어가는지를 파악하고,
    만약 상기 태양광 발전 패널의 온도가 섭씨 28도를 넘어갈 경우 자동으로 상기 리니어 모터를 구동시켜 상기 반사판(130)을 상기 태양광 발전 패널로부터 일정거리 이격시키며,
    상기 반사판(130)을 이격 시킨 이후, 온도 센서를 통해 지속적으로 상기 태양광 발전 패널의 온도를 모니터링하고,
    만약 섭씨 28도 이하로 떨어진 온도가 일정 시간 지속되는 것으로 판단될 경우, 상기 리니어 모터를 통해 반사판(130)의 위치를 다시 상측 방향으로 이동시키도록 구성되고,
    상기 태양광 발전 시스템은,
    상기 태양광 발전 모듈(120)의 상부에 마련되고, 태양광을 집광시키도록 구성되는 투명 실리콘 렌즈(510);
    상기 투명 실리콘 렌즈(510)를 상승 및 하강시키도록 하는 줄에 연결되는 제2 리니어 모터(520);
    태양광의 발전 효율 정보를 수신하도록 구성되는 통신부; 및
    상기 태양광의 발전 효율 정보에 기초하여, 상기 제2 리니어 모터(520)의 상승 및 하강 동작을 제어하도록 구성되는 제어부; 및
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 일정한 속도로 상기 투명 실리콘 렌즈(510)를 상부에서 하부까지 하강시키면서 태양광 발전 효율을 측정하고, 상기 태양광 발전 효율이 가장 높은 위치에 상기 투명 실리콘 렌즈(510)를 위치시키도록 매시간마다 구성되는, 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 발전 시스템은,
    상기 투명 실리콘 렌즈(510)의 탄성을 이용하여 상기 투명 실리콘 렌즈(510)를 양쪽에서 연결된 줄의 장력을 통해 렌즈의 상이 맺히는 위치를 변경시키도록 구성되는 제3 리니어 모터(530); 및
    상기 제3 리니어 모터(530)를 제어하도록 구성되는 제2 제어부
    를 더 포함하는, 발전효율 증대가 가능한 태양광 발전 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102515995B1 (ko) * 2022-12-01 2023-03-29 박범훈 열교환 도료를 적용한 태양광 패널
KR102675708B1 (ko) * 2023-12-29 2024-06-17 유한회사 해신 발전 효율을 향상시킨 양면 태양광 패널구조체

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000018209A (ko) * 2000-01-20 2000-04-06 강철규 태양열 온수 보일러
KR20090118703A (ko) * 2008-05-14 2009-11-18 엘에스전선 주식회사 반사장치를 이용한 태양광 발전 시스템 및 이를 이용한태양광 발전 방법
KR20100098973A (ko) * 2009-03-02 2010-09-10 솔라비토(주) 태양광 발전장치
KR20170030398A (ko) * 2015-09-09 2017-03-17 황석근 태양열 집열부를 구비하는 이동식 레저 겸용 태양열 온풍기
JP2017183799A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 京セラ株式会社 携帯機器、携帯機器の制御方法、携帯機器の制御装置及び制御プログラム
KR20200008812A (ko) 2018-07-17 2020-01-29 이병진 농경지용 태양광 발전장치
KR102148697B1 (ko) * 2020-06-02 2020-08-28 주식회사 원광에스앤티 영농형 태양광 발전장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000018209A (ko) * 2000-01-20 2000-04-06 강철규 태양열 온수 보일러
KR20090118703A (ko) * 2008-05-14 2009-11-18 엘에스전선 주식회사 반사장치를 이용한 태양광 발전 시스템 및 이를 이용한태양광 발전 방법
KR20100098973A (ko) * 2009-03-02 2010-09-10 솔라비토(주) 태양광 발전장치
KR20170030398A (ko) * 2015-09-09 2017-03-17 황석근 태양열 집열부를 구비하는 이동식 레저 겸용 태양열 온풍기
JP2017183799A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 京セラ株式会社 携帯機器、携帯機器の制御方法、携帯機器の制御装置及び制御プログラム
KR20200008812A (ko) 2018-07-17 2020-01-29 이병진 농경지용 태양광 발전장치
KR102148697B1 (ko) * 2020-06-02 2020-08-28 주식회사 원광에스앤티 영농형 태양광 발전장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102515995B1 (ko) * 2022-12-01 2023-03-29 박범훈 열교환 도료를 적용한 태양광 패널
WO2024117487A1 (ko) * 2022-12-01 2024-06-06 박범훈 열교환 도료를 적용한 태양광 패널
KR102675708B1 (ko) * 2023-12-29 2024-06-17 유한회사 해신 발전 효율을 향상시킨 양면 태양광 패널구조체

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