KR20170042849A - Cooling device by impinging jets in photovoltaic power generation system - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a solar cell module cooling device using impinging jets of water capable of cooling and washing a solar cell module using the impinging jets of the water of a solar photovoltaic generation device and performing a snow-removing function in winter and, more specifically, relates to a solar cell module cooling device using impinging jets of water with a configuration capable of saving water and cooling a solar cell module using the impinging jets of tap water or a low-pressure pump by installing a control valve to each nozzle and successively controlling the operation of the valves, preventing shadows of supporters by installing the nozzles and the supporters thereof in a frame supporting the module to be stood only in a case of water supply, improving cooling efficiency by reducing a water sprinkling distance, and preventing a water supply pipe from being frozen by enabling automatic drain water inside the water supply pipe after performing the snow removing function.

Description

물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치{COOLING DEVICE BY IMPINGING JETS IN PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM } BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar cell module cooling apparatus using an impinging jet of water,

본 발명은 태양광 발전 시스템에서 물의 충돌제트(Impinging Jets )를 이용하여 태양전지 모듈을 냉각하고, 세정하며, 겨울철 제설 기능을 수행하는 태양전지 모듈 냉각장치에 관한 것이며, 상세히는 각각의 노즐에 제어밸브를 적용하여 순차적으로 가동 제어함으로서 절수와 저압펌프 또는 수돗물에 의한 충돌제트 냉각이 가능하게 하고, 노즐 및 그 지지대를 모듈을 지지하는 프레임 상에 설치하고 급수 시에 만 기립하도록 구성하여 지지대에 의한 그림자 발생을 방지하고 물의 분사거리를 단축시켜 냉각효율을 향상하며, 겨울철 제설 기능 수행 후 급수관 내의 자동 배수가 이루어지도록 구성하여 급수관의 동파를 방지하는 구성을 갖는 물의 충돌제트(Impinging Jets )를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell module cooling apparatus for cooling a solar cell module using water impinging jets in a solar power generation system, The nozzle and its support are installed on the frame supporting the module and are configured to stand up only when water is supplied, so that the nozzle and the support are supported by the support It uses the impinging jets of water with a structure to prevent the generation of shadows, to shorten the distance of water spray to improve the cooling efficiency, to prevent the freezing of the water supply pipe by configuring the automatic drainage in the water supply pipe after the winter snow removal function, And a battery module cooling apparatus.

태양전지는 빛의 광기전력 현상을 이용해 전기를 발생시키는 반도체이기 때문에 일사량이 높을수록 발전량이 증가 하지만 상대적으로 셀의 온도가 증가하여 발전 효율은 감소한다.Since solar cells generate electricity by using the photon power phenomenon of light, the higher the solar radiation, the higher the power generation, but the cell temperature increases and the power generation efficiency decreases.

동일 조건에서 태양전지에 도달하는 일사량은 강화유리 등의 표면부재의 투광율, 셀 표면 색상 등에 의해 미세한 차이가 있으나 낙엽이나 먼지 또는 질산이나 황산화물질 등의 외부에서 유입되는 대기오염물질의 표면 침착 영향이 크고, 최근에는 황사 등의 대기 유입물질의 영향을 크게 받는다. 또한 동절기 적설은 가동시간에 직접적 영향을 준다.The amount of solar radiation reaching the solar cell under the same conditions is slightly influenced by the light transmittance of the surface member such as tempered glass and the color of the cell surface. However, the influence of the surface deposition of air pollutants such as leaves and dust, nitric acid, And recently, it is greatly affected by atmospheric influent materials such as sand dust. Also, winter snow cover directly affects uptime.

태양전지 모듈에서의 온도 상승은 복사열과 광기전력 형성에 이용되지 않은 파장대의 빛에너지의 영향이며, 모듈 온도가 70℃ 이상 상승하는 경우에는 모듈 표면재, 접합부, 바이패스다이오드 등 주변장치에 심각한 영향을 주어 손상을 야기한다. 또한 반도체인 셀의 특성상 1℃ 증가할수록 대략 0.5% 내외로 발전효율이 저하되고, 온도가 상승할수록 효율저하가 가중되는 것으로 알려져 있다.The temperature rise in the solar cell module is affected by the light energy of the wavelength band which is not used for the formation of radiant heat and photovoltaic power. If the module temperature rises above 70 ℃, the module surface material, Causing damage to the subject. In addition, due to the characteristics of a semiconductor cell, it is known that the power generation efficiency decreases to about 0.5% as the temperature increases by 1 ° C, and the efficiency decreases as the temperature rises.

이와 같은 특성 때문에 태양광 발전에 냉각장치의 도입이 점점 증가되는 추세에 있으며, 많은 연구 결과에 따르면 태양광 발전에서 냉각장치의 적용에 의해 고정식의 경우 6% 이상, 추적식의 경우 8~10%까지 발전량을 늘릴 수 있는 것으로 알려져 있고, 냉각장치 구성에 따른 추가 비용도 3년 내외에 회수 가능한 것으로 알려져 있다.As a result of this study, the introduction of the cooling system into the solar power generation is gradually increasing, and according to the results of the research, it is found that the cooling system in the photovoltaic power generation is more than 6% It is also known that the additional cost of the cooling system can be recovered to around 3 years.

냉각장치는 공랭식과 수냉식 또는 히트싱크 등을 이용하는 방법 등 여러 방법이 제시되어 있으나 모듈표면에 물을 뿌리는 방법이 간단하고 경제적으로 실현가능하며, 물은 빛의 굴절 특성이 공기와 유리의 중간 정도이기 때문에 살수 시에도 정상적인 발전이 가능한 장점이 있다. Cooling system has various methods such as air-cooling, water-cooling, heat sink, etc. However, it is simple and economical to spray water on module surface. It is advantageous that normal development can be made even when it lives.

또한 물을 이용한 냉각장치는 모듈표면의 세정에 의한 이물질 제거 기능, 온수를 사용함으로서 제설기능 등의 적용이 가능하고, 전력 조절 시스템(Power Conditioning System: PCS)과 연계되는 제어장치에 의해 태양광 발전설비를 최적 상태로 유지 관리하는 것이 가능하여 “태양광발전설비의 유지장치”라는 포괄적 개념으로 사용되고 있다(이하 본 발명에서는 “냉각장치”를 냉각,세정,제설기능을 포함한 장치의 개념으로 사용함).In addition, the cooling system using water can apply foreign matter removal function by cleaning the surface of the module, snow removal function by using hot water, and the control system connected with the power conditioning system (PCS) (Hereinafter referred to as a "cooling apparatus" used in the present invention as a concept of a device including cooling, cleaning, and snow removal functions) .

물을 이용하는 냉각은 모듈 상부에서 소량의 물을 지속적으로 흘려주는 방식, 모듈 전면에서 표면으로 분사시켜주는 방식, 모듈 프레임 측면에 레일을 설치하고 상하 왕복하고 회전하는 브러시에 의해 세정과 함께 물을 공급하는 등의 다양한 방식이 제안되고 활용되고 있으며, 최근에는 물의 충돌제트(Impinging Jets)에 의해 냉각효율 향상과 표면세정 효과 및 온수 히팅설비와 함께 적용하여 제설기능도 부여하는 방식도 제시되고 있다(대한민국 특허 10-1058429.10-0927743,10-1039737,10-1053120,10-1151731,10-1044713,10-1148022,10-1250918,10-1243176,10-1149970,10-1311891,10-1340039)Cooling using water is a method of continuously flowing a small amount of water from the upper part of the module, a method of spraying the surface from the front surface of the module, a rail is installed on the side of the module frame, and water is supplied with cleaning by a rotating brush In recent years, a method of improving the cooling efficiency, applying the surface cleaning effect and applying the snow removing function with the hot water heating equipment has been proposed by the impinging jets of water (Korean 10-108,

물의 충돌제트(Impinging Jets )를 이용하는 냉각장치는 가압수를 노즐에 통과시켜 고속의 물줄기를 생성하고, 이를 모듈 표면에 분사함으로써 노즐 출구에서의 난류가 벽에 부딪히면서 표면에서의 고속의 열 유동을 일으켜 냉각능력을 높이는 기술 원리가 적용된다. A cooling system using impinging jets of water passes pressurized water through a nozzle to create a high-speed stream of water, which is sprayed onto the surface of the module, causing turbulence at the nozzle exit to hit the wall causing rapid heat flow at the surface The technical principle of increasing cooling capacity applies.

물의 충돌제트는 노줄 출구에서 레이놀즈 수를 증가시키는 노즐 구성과 적절한 수압에 의해 달성되며, 다양한 모델로 유통되고 있는 노즐에 대하여 적용가능하고, 일반적으로 제공되는 수돗물의 압력 (3kg/㎠)에 의해서도 구현할 수 있으며, 부수적으로 표면에서의 액적이 남지 않는 표면세정효과를 얻을 수 있고, 가온수의 사용에 의해 효과적으로 제설기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.The impinging jet of water is achieved by nozzle configuration and appropriate water pressure to increase the Reynolds number at the nozzle exit and is applicable to nozzles distributed in various models and can also be achieved by the pressure of tap water (3 kg / cm 2) It is possible to obtain a surface cleaning effect that does not leave droplets on the surface incidentally, and it is advantageous to perform a snow removal function effectively by using warm water.

물의 충돌제트를 이용한 냉각장치를 적용하기 위해서는 급수원과 가압펌프, 급수관로와 노즐 및 전력 조절 시스템(Power Conditioning System: PCS)과 연계된 제어장치를 필요로 한다.In order to apply the cooling device using the impinging jet of water, a water source, a pressure pump, a water line, a nozzle, and a control device associated with a power conditioning system (PCS) are required.

태양광발전장치에서 물의 충돌제트를 이용한 냉각장치를 구축하기 위해서 다음과 같은 문제가 있다.There are the following problems in order to construct a cooling apparatus using a jet of water in a solar power generation apparatus.

첫째, 많은 량의 물을 필요로 하는 대용량 발전 설비에서는 물의 이용계획이 발전소 설계단계에서 반영되기 때문에 적용상의 곤란함이 덜 하지만 급수 여건이 양호하지 않는 지상 소규모의 발전 설비 또는 건물에 적용하는 발전설비의 경우에는 지하수 또는 수돗물에 의존하기 때문에 필요한 물의 수급에 어려움이 있다.First, in large-scale power generation plants requiring a large amount of water, the water utilization plan is reflected in the design stage of the power plant. Therefore, it is difficult to apply the power generation plant, It is difficult to supply and receive the necessary water because it relies on groundwater or tap water.

둘째, 충돌제트에 필요한 고가의 가압펌프를 시설하고 그것을 유지 관리하는 시스템의 구축은 소규모 발전에서 경제성을 떨어뜨리는 요인이 된다.Second, installing a system that maintains and maintains an expensive pressurized pump required for the impingement jet is a factor that lowers the economical efficiency in small-scale power generation.

셋째, 물의 충돌제트를 이용하는 기존 냉각장치는 모듈 전면에 노즐 설치를 위한 노즐 지지대를 일정 간격으로 설치하고, 모듈을 3~4m 이상 수직으로 높게 설치한 경우에는 상대적으로 지지대의 높이도 높아지는 구조로 이루어지는바, 지지대에 의해 형성되는 그림자 영향이 발전량에 영향을 미치고, 노즐과 모듈 표면과의 거리가 멀어져 충동제트에 의한 냉각, 세정 등의 효과를 충분히 발휘하지 못하는 문제점이 있다. Third, the conventional cooling device using water impinging jet has a structure in which nozzle supports for installing nozzles are installed at regular intervals on the front surface of the module, and when the module is vertically installed at a height of 3 to 4 m or more, the height of the support is relatively increased The impact of the shadow formed by the bar and the support has an influence on the power generation amount and the distance between the nozzle and the surface of the module is distant so that the effect of cooling and cleaning by the impulsive jet can not be sufficiently exhibited.

태양광발전에서 일부 셀에 가해지는 그림자의 영향은 태양광 발전의 효율에 결정적인 영향을 미친다. 즉, 계통 연계가 가능한 AC 220V 전기 생산을 위한 인버터의 효율을 고려하여 필요한 입력전압을 얻기 위해서 태양전지 모듈을 직렬로 구성하여 출력전압을 높이는 방법을 적용하는데 직렬연결은 전압을 높일 수 있지만 폐회로 내에서 전류는 가장 낮은 전류값으로 일정해지기 때문에 그림자나 오염 또는 파손 등의 요인에 의해 해당 셀 또는 모듈의 출력이 “0”이 되면 전체 출력이 “0”이 되고, 다음 단계의 셀에서 발생한 전압과 전류가 역으로 흐르는 역방향 바이어스에 의해 핫스팟(hot-spot)이 발생 태양전지 모듈의 수명을 단축하는 원인이 된다. 최근에는 바이패스 다이오드의 적용에 의해 그림자가 발생한 셀 또는 모듈의 영향을 배제하고 블로킹을 방지하는 기술이 적용되고 있으나 그림자에 의한 출력감소는 필연적으로 발생할 수밖에 없다. The influence of shadows on some cells in solar power generation has a decisive influence on the efficiency of solar power generation. In other words, in order to obtain the necessary input voltage considering the efficiency of the inverter for AC 220V electric production, which can be connected to the grid, a method of increasing the output voltage by arranging the solar cell module in series is applied. The serial connection can increase the voltage, , The total output becomes "0" when the output of the corresponding cell or module becomes "0" due to shadows, contamination or breakage, and the voltage generated in the next step cell And a hot spot is generated by a reverse bias in which the current flows in the opposite direction. This causes shortening of the lifetime of the solar cell module. In recent years, the technique of eliminating the influence of a shadow cell or a module due to the application of a bypass diode and preventing blocking has been applied, but a reduction in output due to a shadow is inevitable.

넷째, 겨울철 적설은 발전을 방해하는 중요 요소이며, 물의 충돌제트를 이용하는 냉각방식에서는 온수 히팅설비와 함께 적용하여 온수를 뿌려줌으로써 신속한 제설이 가능한 장점이 있으나 대부분의 태양광발전이 무인관리시스템으로 운영되는 실정에서 제설수의 관내 결빙 문제가 발생한다.
Fourth, winter snowfall is a major obstacle to power generation. In the cooling method using water impinging jet, it is applied with hot water heating equipment, and hot water is sprayed, which enables the rapid snow removal. However, most solar power generation is operated as an unmanned management system The problem of freezing in the tube of snow water occurs.

본 발명은 물의 충돌제트(Impinging Jets )를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치에 있어서, 최소량의 물과 저압펌프 또는 수돗물에 의한 충돌제트 냉각이 가능하게 하고, 노즐 및 그 지지대에 의한 그림자 영향을 최소화 하고 추적식 설비의 경우에도 효과적으로 적용 가능하며 분사거리를 단축시켜 물의 충돌제트에 의한 냉각 효과를 높일 목적으로 안출된 것이다.The present invention relates to a cooling system for a solar cell module using impinging jets of water, which is capable of cooling an impinging jet by a minimum amount of water and a low-pressure pump or tap water, minimizing the shadow effect by the nozzle and its support, It is possible to apply effectively even in the case of the type of facility and it aims to shorten the spraying distance and increase the cooling effect by the impact jet of water.

또한 본 발명은 겨울철 제설 기능 수행 후 급수관 내의 자동 배수에 의해 급수관 동파를 방지할 수 있고, 사용된 물을 회수 재활용할 수 있도록 함으로서 경제적인 태양광발전시스템을 구성할 수 있는 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치를 제시할 목적을 갖는다.
In addition, the present invention can prevent a water pipe from being wasted by automatic drainage in a water supply pipe after a winter snow-removing function, and can recover and recycle used water, thereby making it possible to construct an economical solar power generation system, And a battery module cooling apparatus.

이를 위하여 제시되는 본 발명은, 급수원과, 물의 가압수단과, 태양전지 모듈에 설치되는 노즐 및 그 지지대와, 가압수단에 의해 가압된 가압수를 노즐에 공급하기 위해 연결되는 급수관로와, 전력 조절 시스템(Power Conditioning System: PCS)과 연계되어 가압수단 및 노즐을 제어하는 급수제어장치를 구비하여 노즐을 통하여 분사된 물을 태양전지 모듈 표면에 충돌시켜 냉각 및 세정이 이루어지도록 구성되는 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치에 있어서, 노즐 및 그 지지대를 태양전지 모듈을 지지하는 프레임 상에 설치하고, 지지대는 급수관로가 개방되어 가압수가 공급될 때 기립되고 가압수 공급이 정지되면 원상태로 복귀되는 기립장치를 갖도록 구성한 것을 특징으로 한다.A water supply pipe connected to supply the pressurized water pressurized by the pressurizing unit to the nozzle; a water supply pipe connected to the water supply pipe; And a water supply control device for controlling the pressurizing means and the nozzles in cooperation with a power conditioning system (PCS) to collide the water sprayed through the nozzles with the surface of the solar cell module to cool and clean the water, The nozzle and its support are mounted on a frame for supporting the solar cell module, and the support is returned to the original state when the supply pipe is opened and the supply of pressurized water is stopped when the supply of pressurized water is stopped, And a standing-up device that can be operated by the user.

또한 본 발명은, 지지대에 속해 있는 노즐 단위로 급수관로의 지선을 개폐하는 전자제어밸브를 설치하고, 급수제어장치에는 각각의 전자제어밸브를 순차적으로 개폐 제어하는 순차제어수단이 포함되도록 구성하여, 태양전지 모듈 또는 어레이 단위로 순차적인 냉각이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that an electronic control valve is provided for opening and closing a branch line of a water pipe in units of nozzles belonging to a support, and the water supply control device is configured to include sequential control means for sequentially opening and closing each electronic control valve, And sequentially cooling the solar cell module or array unit.

또한 본 발명은, 급수관로 상에 설치되고 급수제어장치에 의해 선택 제어되는 온수히팅장치와, 급수관로 상에 하부가 그라운드레벨(GL) 이하에 되도록 U형관을 설치하고 그 정점부에 급수제어장치에 의해 개폐제어 되도록 설치되는 드레인밸브로 이루어지는 제설장치가 포함되는 것을 특징으로 한다.The present invention also relates to a water heating apparatus provided on a water supply line and selectively controlled by a water supply control device, and a U-shaped pipe provided on a water supply pipe such that a lower portion thereof is below a ground level (GL) And a drain valve installed to be controlled to be opened and closed by the drain valve.

또한 본 발명은, 급수원에서 공급되는 물을 1차 저류하기 위한 급수탱크와, 급수탱크에서 공급되는 물을 가압하여 급수관로에 공급하는 급수펌프와, 급수탱크에 병행하여 그라운드레벨(GL)이하에 설치되는 회수탱크와, 태양전지모듈을 지지하는 테두리 프레임에 살수된 물을 회수하기 위한 설치되는 거터(gutter)와, 거터와 회수탱크를 연결하는 회수관로와, 회수탱크와 급수탱크를 연결하는 관로에 설치되어 급수제어장치에 의해 제어되는 회수펌프로 구성되는 물회수장치가 포함되는 것을 특징으로 한다.
The present invention also provides a water supply system comprising: a water supply tank for firstly storing water supplied from a water supply source; a water supply pump for supplying water supplied from the water supply tank to the water supply pipe; A gutter installed to recover the water sprinkled on the frame frame supporting the solar cell module, a return duct connecting the gutter and the recovery tank, and a recovery duct connecting the recovery tank and the water tank And a water collecting device which is installed in the channel and is controlled by the water control device.

본 발명에 의해 제시된 지지대 기립장치는 물이 공급되는 상태에서 기립되고, 물 공급이 중단될 때는 원상태로 복귀됨으로써 그늘 발생을 최소화 할 수 있으며, 프레임 상에 설치됨으로써 노즐과 모듈 표면까지의 거리를 단축하여 충돌제트에 의한 냉각 효과가 향상되고 트랙킹 시스템이 적용된 경우에도 제한 없이 적용가능하고, 평상시 비 돌출형태로 유지 관리되는 편의성을 제공한다.The support stand-up device proposed by the present invention stands up in a state where water is supplied, restores to its original state when water supply is stopped, minimizes the occurrence of shade, and is installed on the frame to shorten the distance to the surface of the nozzle and the module So that the cooling effect by the impinging jet is improved, and even when the tracking system is applied, the present invention can be applied without limitation, and the convenience of being maintained in a non-protruding shape at a normal time is provided.

또한 본 발명은 단일 프레임 상에 설치되는 모듈 단위로 냉각수의 사용이 이루어짐으로 저압펌프 또는 펌프 적용 없이 수도관을 직접 급수원으로 적용할 수 있어 시설 유지 관리 비용을 절감할 수 있고, 건물 설치형 태양광 시설에도 용이하게 적용할 수 있다.In addition, since the cooling water is used in units of modules installed on a single frame, the present invention can be applied as a water supply source directly without applying a low-pressure pump or a pump, thereby reducing facility maintenance cost, Can be easily applied.

또한 본 발명은 자동 제어되는 드레인 밸브에 의하여 겨울철 동파 없이 제설기능을 사용할 수 있고, 물 회수장치에 의해 회수 후 재활용함으로써 물 소비량을 절감할 수 있다.
In addition, the present invention can use the snow removal function without winter wave by the drain valve that is controlled automatically, and the water consumption amount can be reduced by recycling after recovering by the water recovery device.

도 1은 본 발명의 기본 구성도
도 2는 본 발명의 지지대 기립장치의 실시예도
도 3은 본 발명의 지지대 기립장치의 동작 상태도
도 4는 제설장치와 물회수장치를 적용한 실시 예도
도 5는 물회수장치의 거터 설치 상태도BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.
Fig. 2 is a schematic view of an embodiment of the support stand-
Fig. 3 is an operational state diagram of the support stand-
Fig. 4 shows an embodiment in which a snow remover and a water recovery device are applied
Fig. 5 is a state in which the water recovery device

이하 첨부된 도면에 의한 실시 예에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 기본 구조를 도시하기 위한 것으로, 본 발명은, 급수원(10)과, 물의 가압수단(20)과, 태양전지 모듈(30)을 향해 설치되는 노즐(40) 및 그 지지대(50)와, 가압수단에 의해 가압된 가압수를 노즐에 공급하기 위해 연결되는 급수관로(60)와, 전력 조절 시스템(70: Power Conditioning System: PCS)과 연계되어 가압수단 및 노즐을 제어하는 급수제어장치(80)를 구비하여 노즐을 통하여 분사된 물을 태양전지 모듈 표면에 충돌시켜 냉각 및 세정이 이루어지도록 구성되는 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치에 적용되며, 노즐(40) 및 그 지지대(50)를 태양전지 모듈(30)을 지지하는 프레임(31) 상에 설치하고, 지지대(50)는 급수관로(60)가 개방되어 가압수가 공급될 때 기립되고 가압수 공급이 정지되면 원상태로 복귀되는 기립장치(51)를 갖도록 구성한 것을 특징으로 한다.1 to 3 illustrate a basic structure of the present invention. The present invention includes a water supply source 10, water pushing means 20, a nozzle 40 installed toward the solar cell module 30, And a water supply line 60 connected to supply the pressurized water pressurized by the pressurizing means to the nozzle and a pressurizing means connected to the power conditioning system 70, Which is configured to collide water sprayed through nozzles with the surface of the solar cell module and to cool and clean the water, is applied to a solar cell module cooling apparatus using water impinging jet, 40 and the supporting table 50 are provided on the frame 31 supporting the solar cell module 30. The supporting table 50 stands up when the water supply line 60 is opened and the pressurized water is supplied, (51) that returns to the original state Characterized in that configured.

본 발명에 의한 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치에서 급수원(10)은 모듈냉각에 필요한 물을 공급하기 위한 수원으로서, 자연 하천수, 저수지, 지하수 등이 포함되며, 특히 본 발명에서는 상수도망을 통하여 공급되는 수돗물이 포함된다.In the solar cell module cooling apparatus using the impinging jet of water according to the present invention, the water supply source (10) is a water source for supplying water necessary for module cooling, and includes natural river water, reservoir, ground water, And the like.

가압수단(20)은 물의 충돌 제트를 유도하기 위해 필요한 압력을 가하기 위한 수단으로써 단위 노즐기준 2.0kg/㎠ 이상의 압력을 가할 수 있는 펌프시설이 적용될 수 있고, 가압수가 급수관로(60)를 거쳐 태양전지 모듈 전면에 설치되는 노즐(40)을 통하여 분사됨으로써 모듈 냉각에 필요한 충돌제트를 얻을 수 있다. 후술하는 바와 같이 본 발명은 노즐단위로 순차 분사되는 구조이기 때문에 3.0kg/㎠ ~5.0kg/㎠ 사이를 유지하도록 가압수단에 의해 미리 가압된 수돗물의 경우 별도의 가압수단 없이 적용가능하다.The pressurizing means 20 can apply a pressure of 2.0 kg / cm 2 or more based on a unit nozzle as a means for applying a pressure necessary to induce the impinging jet of water. The pressurizing water can be supplied through the water supply line 60, It is possible to obtain an impinging jet necessary for cooling the module by being jetted through the nozzle 40 provided on the front surface of the battery module. As will be described later, since the present invention is a structure in which water is sequentially injected in units of nozzles, the tap water pre-pressurized by the pressurizing means can be applied without additional pressurizing means so as to maintain the pressure between 3.0 kg / cm 2 and 5.0 kg / cm 2.

노즐(40)은 난류가 형성되도록 레이놀즈 수를 적용한 분사구에 의해 출구에서 제트 난류를 형성하는 것으로써 지지대에 대하여 조립구조로 결합되고, 조인트가 구비되어 급수관로(60)의 지선(61)에서 연결하는 나일론 또는 폴리에틸렌 튜브를 통하여 공급되는 물을 이용하는 구조를 갖는다.The nozzle 40 is coupled in an assembled structure with respect to the support by jet turbulence at the outlet by an injection port to which a Reynolds number is applied so as to form a turbulent flow and a joint is provided and connected at the branch line 61 of the water line 60 Or water supplied through a nylon or polyethylene tube.

급수제어장치(80)는 전력 조절 시스템(70: Power Conditioning System: PCS)에서 수집한 일사량, 대기 및 모듈온도, 습도, 풍속, 모듈 또는 어레이 등의 출력 상태 등을 실시간으로 측정 분석하여 설정한 조건에 따라 냉각, 세정, 제설 등의 동작을 제어하도록 구성된 장치로서 다양한 구성이 가능하고, 패키지 구조로 여러 종류가 제시되어 있다. The water supply control device 80 measures and analyzes the output conditions such as the solar radiation amount, the atmosphere and the module temperature, the humidity, the wind speed, the module or the array collected in the power conditioning system 70 (PCS) Various configurations are possible as apparatuses configured to control operations such as cooling, cleaning, and snow removal in accordance with a variety of types of packages.

본 발명은 이와 같은 기존 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치에서 노즐(40) 및 그 지지대(50)를 태양전지 모듈(30)을 지지하는 프레임(31)에 설치하고, 기립장치(51)에 의해 물 공급이 이루어질 때만 지지대(50)가 기립하고 노즐을 통하여 물 분사가 이루어지도록 하는데 특징이 있다.In the solar cell module cooling apparatus using the conventional impingement jet of water, the nozzle 40 and its support 50 are installed in the frame 31 supporting the solar cell module 30, and the standing device 51, The support base 50 stands up and water is sprayed through the nozzle only when water is supplied by the nozzle.

상기 구성에 따른 지지대(50) 및 그 기립장치(51)는, 태양전지 모듈을 지지하는 프레임(31)의 일점에 축받이를 갖는 포크 형태의 브라켓(511)을 설치하여 축받이에 결합한 축(512)에 의해 지지대(50)를 지지하고, 상기 지지대의 일점을 링크절로 하여 급수 시 동작하는 외부동력(513)에 의해 지지대가 축(512)을 중심으로 각운동을 하도록 구성함으로써 용이하게 달성할 수 있다.The supporting base 50 and its standing device 51 according to the above-described configuration are provided with a fork-shaped bracket 511 having a bearing at one point of the frame 31 supporting the solar cell module, And a supporting point 50 is supported by the supporting shaft 50 and a supporting point is linked at one point of the supporting shaft so as to perform an angular movement about the shaft 512 by an external power 513 which operates at the time of water supply .

상기에서 외부동력은 급수제어장치(80)에 의해 제어되는 스탭핑 모터에 결합되는 기계요소로 구성할 수 있고, 수압에 의해 동작하는 실린더를 동력원으로 구성할 수 있다.The external power may be composed of a mechanical element coupled to the stepping motor controlled by the water supply control device 80, and the cylinder operated by the water pressure may be configured as a power source.

도 2 및 도 3에 도시한 실시 예는, 수압에 의해 동작하는 실린더를 외부동력원(513)으로 하는 구조로서, 실린더(513a)는 일 측에서 급수관로의 지선(61)을 통하여 수압이 제공되고, 다른 일측에는 스프링(513b)의 탄발력을 받도록 결합된 피스턴(513c)을 결합한 구조로서, 지지대(50) 하부에 링크(514)를 형성하고, 태양전지 모듈의 지지 프레임(31)에 관통구(515)를 형성하여 피스턴(513c)이 관통구(515)를 통하여 지지대 링크 (514)에 연결됨으로써 링크절을 구성하고, 실린더(513a) 하단부에 링크(513d)를 형성하여 프레임(31) 저부에 고정한 브라켓(515)과 링크절을 이루도록 결합한 구조를 갖는다.The embodiment shown in Figs. 2 and 3 has a structure in which a cylinder operated by water pressure is an external power source 513, in which the cylinder 513a is provided with water pressure through a branch line 61 from a water pipe And a piston 513c coupled to the other side to receive the spring force of the spring 513b. A link 514 is formed under the support base 50, The piston 513c is connected to the support link 514 through the through hole 515 to form a link section and the link 513d is formed at the lower end of the cylinder 513a to form the link 513, And a bracket 515 which is fixed to the bracket 515. [

상기 구조에 의해, 급수관로(60) 및 그 지선(61)이 개방되어 실린더(513a) 내부로 물이 공급되면 수압에 의해 피스턴(513c)이 스프링(513b)을 압축하면서 전진하며, 지지대(50)와 실린더(513a), 실린더(513a)와 브라켓(515)으로 이루어지는 링크절이 작동하여 지지대가 축(512)을 중심으로 회전하여 기립 된다.With the above structure, when the water pipe 60 and the branch line 61 are opened and water is supplied into the cylinder 513a, the piston 513c advances while compressing the spring 513b by the hydraulic pressure, And the cylinder 513a, the cylinder 513a, and the bracket 515 are operated, and the support base rotates about the shaft 512 and stands up.

수압이 가해지는 동안 그 상태를 유지하고, 동시에 수압은 노즐로 인가되어 물을 분사하여 모듈의 쿨링, 세정 또는 제설 기능을 수행한다.While the water pressure is applied, the state is maintained, and at the same time, the water pressure is applied to the nozzle to spray the water to perform cooling, cleaning or snow removal functions of the module.

급수제어장치(80)가 개입하여 급수관로(60) 또는 그 지선(61)을 닫으면 물 공급이 중단되고 수압이 제거되어 압축상태의 스프링(513b) 복원력이 링크절에 작용하며, 지지대는 접어져 원 상태로 복귀된다.When the water supply control device 80 intervenes and closes the water supply line 60 or the branch line 61, the water supply is stopped and the water pressure is removed, so that the restoring force of the compressed spring 513b acts on the link section, And returned to the original state.

상기 구조에 의한 수압에 의해 작동하는 기립장치는 전기적인 방식으로 구성한 기립장치에 비하여 안정적인 작동이 가능하고, 급수와 연동하여 기계적으로 작동하며, 경제적으로 구성할 수 있는 장점이 있다.The standing device operated by the water pressure according to the structure has an advantage that it can be operated stably compared to the stand-up device constructed by an electric system, mechanically operated in conjunction with the water supply, and economically configured.

본 발명은 상기 급수제어장치(80)를 구성함에 있어서, 지지대(50)에 속해 있는 노즐(40) 단위로 급수관로(60)의 지선(61)을 개폐하는 전자제어밸브(81)를 설치하고, 급수제어장치에 각각의 전자제어밸브(81)를 순차적으로 개폐 제어하는 순차제어수단(82)이 포함되도록 구성하여, 태양전지 모듈 또는 어레이 단위로 설치되는 노즐(40)을 통하여 순차적인 물 분사가 냉각이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that the electronic control valve 81 for opening and closing the branch line 61 of the water supply line 60 is provided in units of the nozzles 40 belonging to the support base 50 And a sequential control means 82 for sequentially controlling the opening and closing of the respective electronic control valves 81 to the water supply control device so that the sequential water injection through the nozzles 40, So that cooling is performed.

순차제어수단(82)은 프로그램 된 순서대로 설정 시간에 따라 동작신호와 정지신호를 발하고, 구동회로를 통하여 해당 전자제어밸브(81)의 턴온, 턴오프를 제어하는 장치로서 PCS 및 급수제어장치의 프로그램에 연계되어 작동하도록 구성된다.The sequential control means 82 is an apparatus for controlling the turn-on and turn-off of the electronic control valve 81 through a drive circuit and generating an operation signal and a stop signal according to the set time in the programmed order, And is configured to operate in conjunction with the program of FIG.

순차제어수단(82)에 의해 개방되는 전자제어밸브(81)가 지정되며, 일정시간 동안 해당 노즐을 통하여 물 공급이 이루어지고, 정해진 시간이 종료되면 다음 위치의 전자제어밸브(81)를 작동하는 연속적인 반복 동작이 수행된다.The electronic control valve 81 opened by the sequential control means 82 is designated and the water is supplied through the nozzle for a predetermined period of time. When the predetermined time period has elapsed, the electronic control valve 81 at the next position is operated A continuous repetitive operation is performed.

상기한 단일 전자제어밸브(81)에 의해 동작 제어되는 노즐은 수돗물을 급수원으로 적용할 경우에는 1 또는 2개로 구성할 수 있으며, 별도의 펌프를 가압수단으로 사용한 경우에는 수압을 고려하여 그 이상의 숫자로 가능하며, 바람직하게는 태양전지 모듈을 직렬 연결한 어레이를 최소 단위로 하여 동시에 급수가 이루어지도록 구성한다.When the tap water is used as a water supply source, the nozzle controlled by the single electronic control valve 81 may be composed of one or two nozzles. If a separate pump is used as a pressurizing means, Preferably, the solar cell modules are connected in series, and the water supply is performed simultaneously with the minimum number of units.

이와 같이 직렬 연결한 어레이 단위로 단일 전자제어밸브(81)에 의해 개방되는 노즐을 제한함으로써 직렬 연결된 모듈의 경우 동일한 시간에 냉각이 이루어져 모듈 또는 셀 단위에서 온도 불균형에 의한 출력 편차가 커지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 태양전지모듈의 병렬연결에서 온도 차이에 의해 각 어레이간 발생하는 출력 차이(순차적 쿨링에 따른 온도차에 의해 발생하는 발전 효율차)는 PCS와 연계된 DC/DC 컨버터 등에 의해 보정하여 손실 없이 최대전력점추종(MPPT)제어가 가능하지만 모듈을 직렬 구성한 어레이 내에서의 온도 차이에 의해 출력의 차이가 발생하면 최소값으로 출력되어 발전 손실이 발생된다. By limiting the nozzles that are opened by the single electronic control valve 81 in units of series connected arrays, cooling of the modules connected in series at the same time is prevented so that the output deviation due to temperature unbalance in the module or cell unit is prevented from increasing . In other words, the output difference (the difference in the power generation efficiency caused by the temperature difference due to sequential cooling) generated between the respective arrays due to the temperature difference in the parallel connection of the solar cell modules is corrected by the DC / DC converter associated with the PCS, Power point tracking (MPPT) control is possible, but if there is a difference in output due to the temperature difference in the array consisting of modules in series, the output will be at the minimum value and power generation loss will occur.

도 1에 예시한 급수제아장치는 각기 250w 태양전지 모듈을 12장을 직렬로 연결하여 단일 프레임 상에 배치 결합한 3kw 출력 어레이 4개를 병렬 연결하여 구성한 설계 발전능력 12kw 태양광발전에 본 발명을 적용한 실시 예이다.The water supply system illustrated in FIG. 1 is a system in which twelve 250-watt solar cell modules are connected in series and four 3-kw output arrays arranged in a single frame are connected in parallel to each other. Fig.

상기 구조는 급수원을 수돗물 또는 저압펌프에 의해 가압되는 냉각수를 예상하여 하나의 전자제어밸브에 2개의 노즐을 연결한 구조를 적용한 것이며, 급수관로(60)에는 각 모듈 프레임에 공급되는 4개의 지선(61)이 설치되고, 각 지선에는 전자제어밸브(81)가 각기 설치되어 각기 급수제어장치(80)에 연결된다. The structure has a structure in which two nozzles are connected to one electronic control valve in anticipation of cooling water pressurized by tap water or a low pressure pump. The water pipe 60 is provided with four branches (61), and electronic control valves (81) are provided at each branch line and connected to the water supply control device (80).

각 어레이의 프레임 중앙 세로 프레임에는 2개의 지지대와 그에 부설된 노즐이 설치되어 각 노즐이 지선에 연결된다.In the frame vertical frame of each array, two supports and nozzles attached thereto are installed, and each nozzle is connected to the branch line.

설정 조건에 따라 모듈온도 25℃ 이상인 경우에 냉각장치가 작동하고, 전자제어밸브(81)의 턴온 시간을 1분으로 설정한 경우에 순서대로 턴온과 턴오프가 반복되어 4분 간격으로 1분씩 모듈 냉각이 이루어지며, 냉각 운전은 모듈온도 25℃ 이하가 될 때까지 반복 적용된다.If the cooling unit is operated when the module temperature is 25 ° C or more according to the setting conditions and the turn-on time of the electronic control valve 81 is set to 1 minute, the turn-on and turn- Cooling is performed, and the cooling operation is repeated until the module temperature becomes 25 ° C or less.

이와 같은 동작에 의해 일반 수돗물을 포함한 소량 급수원에 의해서 충돌제트에 의한 냉각장치 구동이 가능하고, 직렬 연결된 모듈은 같은 시간에 냉각이 이루어짐으로써 모듈 또는 셀 단위에서 온도 차이에 의한 출력차가 거의 발생하지 않는다. 병렬 연결된 어레이의 경우도 냉각 시차가 짧아 온도 차에 의한 출력 특성의 변화가 크지 않으며, 노즐 당 가동시간을 늘려 냉각 시차가 커진 경우에도 온도 차이에 의한 출력차이는 전술한 바와 같은 PCS에 의해 보상 가능하기 때문에 대규모 냉각설비를 적용한 동시 냉각과 비교할 때 순차적인 냉각에 의한 효율 감소는 높지 않다.By this operation, it is possible to drive the cooling device by the impinging jet by a small amount of water supply source including general tap water, and the module connected in series is cooled at the same time, Do not. Even in the case of a parallel-connected array, the variation of the output characteristic due to the temperature difference is not so large because the cooling parallax is short, and even when the cooling time difference is increased by increasing the operation time per nozzle, the output difference due to the temperature difference can be compensated by the PCS Therefore, the efficiency reduction by sequential cooling is not high compared with simultaneous cooling using large-scale cooling facilities.

상기한 실시 예에서, 전자제어밸브(81) 턴온 시간은 시스템의 설치 여건에 따라 조정 가능하고, 수압에 여유가 있는 경우에는 동시 구동되는 노즐의 수를 변화시킬 수 있다.In the above-described embodiment, the turn-on time of the electronic control valve 81 can be adjusted according to the installation condition of the system, and the number of simultaneously driven nozzles can be changed when the water pressure is sufficient.

이와 같은 급수제어장치(80) 구성은 최소 설비에 의한 냉각 시스템의 구축이 가능한 장점이 있고, 급수원이 수돗물로 제한되는 대부분의 건물 설치형 발전 시설에도 경제적으로 적용가능하며, 대형 설비에 의한 냉각장치 대비 성능의 차이가 거의 없는 장점이 있다.Such a water supply control device 80 has an advantage of being able to construct a cooling system by a minimum facility and is also economically applicable to most building installation type power generation facilities where the water supply source is limited to tap water, There is little difference in contrast performance.

본 발명은 상기 구성에 제설장치(90)가 포함될 수 있다.The present invention can include the snow removing apparatus (90) in the above configuration.

제설장치(90)는 급수관로 상에 설치되는 온수히팅장치(91)와, 급수관로 상에 하부가 그라운드레벨(GL) 이하에 되도록 U형관(92)을 설치하고 그 정점부에 급수제어장치에 의해 개폐제어 되도록 설치되는 드레인밸브(93)로 이루어진다.The snow removal apparatus 90 is provided with a hot water heating device 91 installed on the water supply line and a U-shaped pipe 92 provided on the water supply pipe so that the lower part is below the ground level GL, And a drain valve 93 installed so as to be controlled to be opened and closed by a control valve.

상기 구조에 의해 PCS(70)에 속해있는 센서에 의해 적설을 감지하고, 온도와 습도 및 일사량 등의 정보에 따라 발전 가능한 기상 조건에 부합되는 경우에 온수히팅장치(91)를 가동하고, 온수가 설정온도에 이르면 전자제어밸브가 설정된 시간 동안 순차적으로 개방되어 온수를 분사함으로서 제설동작을 수행하고, 일사량과 출력량 등을 비교하여 제설완료를 판단할 때까지 제설기능을 반복 수행하는 다양한 형태의 프로그램을 적용하여 제설동작을 수행하고, 제설완료 후에는 급수원을 차단한 상태에서 전자제어밸브(81)와 드레인밸브(93)를 동시에 개방하여 급수관로 내의 물을 방출함으로써 결빙과 동파를 방지하여 제설장치(90)를 항상 작동 가능한 상태로 대기할 수 있다.The structure detects snowfall by a sensor belonging to the PCS 70 and activates the hot water heating device 91 when it meets weather conditions that can be generated according to information such as temperature, When the set temperature is reached, the electronic control valve is sequentially opened for a predetermined period of time to perform a snow removal operation by spraying hot water, and various types of programs for repeating the snow removal function until the completion of snow removal is determined by comparing the solar irradiation amount and the output amount After the completion of the snow removal, the electronic control valve 81 and the drain valve 93 are opened simultaneously to release the water in the water supply line, thereby preventing icing and freezing, (90) can always be kept in an operable state.

급수관로 상에 그라운드레벨(GL) 이하에 되도록 설치된 U형관(92)과 드레인밸브(93)에 의해 전자제어밸브(81)와 드레인밸브(95)가 동시 개방되면 노즐을 포함한 급수관로 내부의 물은 중력에 의해 남김없이 배출됨으로써 동파의 위험 없이 항상 가동 가능한 상태가 된다.When the electronic control valve 81 and the drain valve 95 are simultaneously opened by the U-shaped pipe 92 and the drain valve 93 provided so as to be equal to or lower than the ground level GL on the water supply line, Is discharged continuously without gravity, so that it is always in a state of being movable without danger of freezing.

본 발명은 상기 구성에 물회수장치(100)가 적용될 수 있다. In the present invention, the water recovery apparatus 100 may be applied to the above configuration.

물회수장치(100)는 급수원(10)으로부터 공급되는 물을 1차 저류하기 위한 급수탱크(101)와, 급수탱크에서 공급되는 물을 가압하여 급수관로(60)에 공급하는 급수펌프(102)와, 급수탱크에 병행하여 그라운드레벨(GL)이하에 설치되는 회수탱크(103)와, 태양전지모듈을 지지하는 테두리 프레임에 살수된 물을 회수하기 위한 설치되는 거터(104;gutter)과, 거터와 회수탱크를 연결하는 회수관로(105)와, 회수탱크와 급수탱크를 연결하는 관로에 설치되어 급수제어장치(80)에 의해 제어되는 회수펌프(106)로 구성된다.The water recovery apparatus 100 includes a water supply tank 101 for firstly storing water supplied from the water supply source 10 and a water supply pump 102 for supplying water supplied from the water supply tank to the water supply pipe 60 A recovery tank 103 provided below the ground level GL in parallel with the water supply tank, a gutter 104 installed to recover water sprinkled on the frame supporting the solar cell module, A return pipe 105 for connecting the gutters and the recovery tank, and a recovery pump 106 installed on the pipeline connecting the recovery tank and the water tank and controlled by the water supply control device 80.

도 4 및 도 5은 물회수장치의 실시 예로서, 거터(104)는 모듈표면에 분사되는 물을 수집하여 회수하기 위한 것으로 모듈 지지프레임(31)의 외측테두리에 부착하기 위한 부착면(104a)과 부착면에서 단면 상 주걱형태로 연속되는 물수집부(104b)로 구성되며, 모듈 지지프레임(31) 테두리에 부착시 물수집부 끝부분이 주걱형태로 굽어져 약간 돌출되는 형태로 부착된다.4 and 5 illustrate an embodiment of a water recovery apparatus in which the gutter 104 is used to collect and recover water sprayed onto the surface of the module and includes an attachment surface 104a for attachment to the outer rim of the module support frame 31, And a water collecting part 104b which is continuous in the form of a spatula on the mounting surface. When attached to the rim of the module supporting frame 31, the end of the water collecting part is attached in a form in which the end part of the water collecting part bends in a spatulate form and protrudes slightly.

주걱형태로 돌출된 물수집부(104b) 끝부분은 고압으로 분사되는 물 파편을 수집하는 유리한 구조이며, 사방에서 수집된 물은 프레임 하부 거터에 모아지고 연결된 회수관로(105)를 통하여 중력의 작용으로 회수탱크(103)로 최종 수집된다.The end portion of the water collecting portion 104b protruding in the form of a spatula is an advantageous structure for collecting water fragments sprayed at a high pressure. Water collected in all directions is gathered in the frame lower gutter, Collected in the recovery tank 103.

회수탱크(103)로 수집되는 과정에서 별도의 여과장치(107)를 사용하여 불순물을 걸러 낼 수 있으며, 회수탱크의 물은 태양전지모듈과의 열 교환에 의해 온도가 상승된 상태임으로 주간에 사용하지 않고 야간에 충분히 식힌 상태에서 회수펌프(106)에 의해 급수탱크(101) 로 반송하도록 프로그램 제어하여 재활용한다. In the process of being collected by the recovery tank 103, impurities can be filtered using a separate filtration device 107. The water in the recovery tank is in a state where the temperature is raised by heat exchange with the solar cell module, And is returned to the water supply tank 101 by the recovery pump 106 while being sufficiently cooled at night.

이상의 구성에 의한 본 발명은 지지대 기립장치에 의해 그늘 발생을 최소화 할 수 있고, 근거리 물 분사에 의해 충돌제트에 의한 냉각 효과를 높일 수 있으며, 고정식 및 트랙킹 구조에 제한 없이 적용 가능한 장점을 갖는다.According to the present invention, it is possible to minimize the occurrence of shade by the support stand-up device, to increase the cooling effect by the impinging jet by the near-water spray, and to have the advantage that it can be applied to the fixed type and the tracking structure without limitation.

또한, 본 발명은 단일 프레임 상에 설치되는 모듈 단위로 냉각수의 사용이 이루어짐으로 저압펌프 또는 펌프 적용 없이 수도관을 직접 급수원으로 적용할 수 있어 시설 유지 관리 비용을 절감할 수 있고, 건물 설치형 태양광 시설에도 용이하게 적용할 수 있고, 자동 제어되는 드레인 밸브에 의하여 겨울철 동파 없이 제설기능을 사용할 수 있고, 물 회수장치에 의해 회수 후 재활용함으로써 물 소비량을 절감할 수 있다.
In addition, since the cooling water is used in units of modules installed on a single frame, the present invention can be applied as a water supply source directly without applying a low-pressure pump or a pump, thereby reducing facility maintenance costs, It can be easily applied to the facility, and the snow removal function can be used without a winter wave by the automatically controlled drain valve, and water consumption can be reduced by recovering and recycling by the water recovery device.

10 :급수원
20: 가압수단
30: 태양전지 모듈 31: 프레임
40: 노즐
50: 지지대 51: 기립장치 511:브라켓 512: 축
513: 외부동력원 513a: 실린더 513b: 스프링
513c:피스턴 513d: 링크
514: 링크 515: 관통구
60: 급수관로 61: 지선
70: 전력조절시스템
80: 급수제어장치 81: 전자제어밸브 82: 순차제어수단
90: 제설장치 91: 온수히팅장치
92: U형관 93: 드레인밸브
100: 물회수장치 101: 급수탱크 102 급수펌프
103: 회수탱크 104: 거터(gutter) 104a : 부착면
104b: 물수집부 105: 회수관로 106: 회수펌프10: Water source
20:
30: solar cell module 31: frame
40: Nozzles
50: support base 51: stand-up device 511: bracket 512: shaft
513: External power source 513a: Cylinder 513b: Spring
513c: Piston 513d: Link
514: Link 515: Through hole
60: Water line 61: Branch line
70: Power regulation system
80: water supply control device 81: electronic control valve 82: sequential control means
90: snow removal device 91: hot water heating device
92: U tube 93: Drain valve
100: Water recovery device 101: Feed tank 102 Feed pump
103: Recovery tank 104: Gutter 104a: Mounting surface
104b: water collecting unit 105: return pipe 106:

Claims (3)

급수원(10)과, 물의 가압수단(20)과, 태양전지 모듈(30)을 향해 설치되는 노즐(40) 및 그 지지대(50)와, 가압수단에 의해 가압된 가압수를 노즐에 공급하기 위해 연결되는 급수관로(60)와, 전력 조절 시스템(70: Power Conditioning System: PCS)과 연계되어 가압수단 및 노즐을 제어하는 급수제어장치(80)를 구비하여 노즐을 통하여 분사된 물을 태양전지 모듈 표면에 충돌시켜 냉각 및 세정이 이루어지도록 구성되는 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치에 있어서, 노즐(40) 및 그 지지대(50)를 태양전지 모듈(30)을 지지하는 프레임(31) 상에 설치하고, 지지대(50)는 급수관로(60)가 개방되어 가압수가 공급될 때 기립되고 가압수 공급이 정지되면 원상태로 복귀되는 기립장치(51)를 갖도록 구성하고, 기립장치(51)는, 태양전지 모듈을 지지하는 프레임(31)의 일점에 축받이를 갖는 포크 형태의 브라켓(511)을 설치하여 축받이에 결합한 축(512)에 의해 지지대(50)를 지지하고, 상기 지지대의 일점을 링크절로 하여 급수 시 동작하는 외부동력(513)에 의해 지지대가 축(512)을 중심으로 각운동하도록 구성되며, 외부동력(513)은 실린더(513a)는 일 측에서 급수관로의 지선(61)을 통하여 수압이 제공되고, 다른 일측에는 스프링(513b)의 탄발력을 받도록 결합된 피스턴(513c)을 결합한 구조로서, 지지대(50) 하부에 링크(514)를 형성하고, 태양전지 모듈의 지지 프레임(31)에 관통구(515)를 형성하여 피스턴(513c)이 관통구(515)를 통하여 지지대 링크 (514)에 연결됨으로써 링크절을 구성하고, 실린더(513a) 하단부에 링크(513d)를 형성하여 프레임(31) 저부에 고정한 브라켓(515)과 링크절로 구성한 것을 특징으로 하는 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치
A water supply source 10, water pushing means 20, a nozzle 40 mounted on the solar cell module 30 and its support 50, and pressurized water pressurized by the pressurizing means are supplied to the nozzle And a water supply control device 80 for controlling the pressurizing means and the nozzles in conjunction with a power conditioning system 70. The water sprayed through the nozzles is supplied to a solar cell A cooling system for a solar cell module using water impinging jets configured to cool and clean by collision with a surface of a module includes a nozzle (40) and a support frame (50) for supporting the solar cell module (30) And the support table 50 is structured to have a standing device 51 that is raised when the water supply pipe 60 is opened and the pressurized water is supplied and returned to the original state when the pressurized water supply is stopped, (31) supporting the solar cell module, A bracket 511 having a fork shape is provided to support the support base 50 by means of a shaft 512 coupled to the bearing and the support base is supported by an external power 513 acting as a link between a point of the support base and water supply. The external power 513 is configured such that the cylinder 513a is provided with water pressure through a branch line 61 from the one side to the water supply pipe and the other side is provided with a spring A link 514 is formed under the support base 50 and a through hole 515 is formed in the support frame 31 of the solar cell module so that the piston 513c is coupled to the piston 513c. And a link 513d is formed at the lower end of the cylinder 513a to form a link section with the bracket 515 fixed to the bottom of the frame 31. The bracket 515 is connected to the support frame link 514 through the through- A solar cell using an impinging jet of water Module cooling unit
청구항 1에 있어서,
급수제어장치(80)는, 지지대(50)에 속해 있는 노즐(40) 단위로 급수관로(60)의 지선(61)을 개폐하는 전자제어밸브(81)를 설치하고, 급수제어장치에 각각의 전자제어밸브(81)를 순차적으로 개폐 제어하는 순차제어수단(82)이 포함되도록 구성하여, 태양전지 모듈 또는 어레이 단위로 설치되는 노즐(40)을 통하여 순차적인 물 분사가 냉각이 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치.
The method according to claim 1,
The water supply control device 80 is provided with an electronic control valve 81 for opening and closing the branch line 61 of the water supply line 60 in units of the nozzles 40 belonging to the support base 50, And sequential control means 82 for sequentially controlling the opening and closing of the electronic control valve 81 so as to cool the sequential water jetting through the nozzle 40 installed in the solar cell module or array unit (EN) Solar cell module cooling device using impinging jet of water.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
급수관로 상에 설치되는 온수히팅장치(91)와, 급수관로 상에 하부가 그라운드레벨(GL) 이하에 되도록 U형관(92)을 설치하고 그 정점부에 급수제어장치에 의해 개폐제어 되도록 설치되는 드레인밸브(93)로 이루어 지는 제설장치(90)와; 급수원(10)으로부터 공급되는 물을 1차 저류하기 위한 급수탱크(101)와, 급수탱크에서 공급되는 물을 가압하여 급수관로(60)에 공급하는 급수펌프(102)와, 급수탱크에 병행하여 그라운드레벨(GL)이하에 설치되는 회수탱크(103)와, 태양전지모듈을 지지하는 테두리 프레임에 살수된 물을 회수하기 위한 설치되는 거터(104;gutter)과, 거터와 회수탱크를 연결하는 회수관로(105)와, 회수탱크와 급수탱크를 연결하는 관로에 설치되어 급수제어장치(80)에 의해 제어되는 회수펌프(106)로 이루어지는 물회수장치(100);가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 물의 충돌제트를 이용한 태양전지 모듈 냉각장치.The method according to claim 1 or 2,
A hot water heating device 91 installed on the water supply line, and a U-shaped pipe 92 provided on the water supply pipe so that the lower part is below the ground level GL, A drainage device (90) composed of a drain valve (93); A water supply tank 102 for firstly reserving water supplied from the water supply source 10, a water supply pump 102 for supplying water supplied from the water supply tank to the water supply pipe 60, A gutter 104 installed to recover the water sprinkled on the frame frame supporting the solar cell module, a gutter (not shown) for connecting the gutter and the recovery tank And a water recovery device (100) comprising a recovery pipe (105), and a recovery pump (106) provided on a pipeline connecting the recovery tank and the water supply tank and controlled by a water supply control device (80) A solar cell module cooling device using water impinging jet.

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