KR20170050982A - Portable heat storage device and integrated electricity generating system using solar energy comprising the same - Google Patents

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Abstract

A portable heat storage device of the present invention comprises: a heat collecting part for collecting solar heat; and a heat storage part coupled to a lower surface of the heat collecting part, storing molten salt, and storing heat by absorbing the heat transferred from the heat collecting part. The heat storage device stores the heat by using the molten salt having a higher boiling point than water, thereby storing high-temperature heat and making the heat storage device small to make it easy to carry.

Description

휴대 가능한 열 저장장치 및 이를 구비하는 태양광 통합 발전 시스템{PORTABLE HEAT STORAGE DEVICE AND INTEGRATED ELECTRICITY GENERATING SYSTEM USING SOLAR ENERGY COMPRISING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a portable thermal storage device and a solar-

본 발명은 전기 에너지를 생성하는 발전 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 태양 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 휴대 가능한 열 저장장치 및 이를 구비하는 태양광 통합 발전 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power generating device for generating electric energy, and more particularly, to a portable heat storage device for generating electric energy using solar energy and a solar integrated power generation system having the same.

태양광 발전 시스템은 태양광을 집광하여 생성된 열에너지를 전기 에너지로 변환시키는 것으로서, 대체 에너지 중의 하나인 태양 에너지를 이용하여 발전하는 시스템이다.The photovoltaic power generation system transforms the heat energy generated by condensing sunlight into electric energy, which is a system that uses solar energy, which is one of alternative energy.

열전소자(Thermoelectric element)는 제에벡 효과(Seebeck effect)를 통해 발전을 가능하게 하는 소자로서, 태양광 발전 시스템에 많이 사용된다. 여기서, 제에벡 효과란 두 개의 접점을 가진 서로 다른 금속으로 만들어진 폐회로상에서 양 금속간에 온도차가 만들어지면 이 두 금속간에 전위차가 생성된다는 원리이다. A thermoelectric element is a device that enables power generation through the Seebeck effect and is widely used in solar power generation systems. In this case, the Ebeck effect is a principle that a potential difference is generated between the two metals when a temperature difference is created between the two metals on a closed circuit made of two different metals having two contacts.

일반적으로 태양광 발전 시스템은 태양광의 집광 효율을 높이기 위해 건물의 옥상에 설치된다. 이러한 경우, 열전소자 모듈(Thermoelectric module; TEM)이 건물 옥상에 고정 설치되므로, 태양의 고도 변화에 능동적으로 대처할 수 없고, 해당 지역의 날씨가 흐릴 경우 태양광을 집광할 수 없다.Generally, the PV system is installed on the roof of the building to increase the efficiency of condensing sunlight. In this case, since the thermoelectric module (TEM) is fixed on the roof of the building, it can not actively cope with the change in the altitude of the sun and can not concentrate sunlight when the weather in the area is blurred.

열전소자 모듈을 바다에 부유시켜 집광하는 부유식 발전 시스템은 건물에 고정 설치되는 방식보다 태양의 고도 변화에 능동적으로 대처할 수 있다. 그러나, 부유식 발전 시스템은 바다에 설치해야하므로 그 제반 시설을 설치 및 구비하기가 쉽지않으며, 일반 가정이나 사무실에서 이를 이용하기가 어렵다.A floating power generation system that floats a thermoelectric module by flooding the sea can actively cope with changes in the altitude of the sun rather than fixedly installed in a building. However, since the floating power generation system needs to be installed in the sea, it is not easy to install and provide the facilities, and it is difficult to use them in ordinary homes or offices.

한국등록특허 제1452412호 (2014.10.13.), "단일 고온 용융염 열저장탱크를 이용한 태양열 발전 시스템"Korean Registered Patent No. 1452412 (October 13, 2014), "Solar Power System Using Single High Temperature Molten Salt Heat Storage Tank"

본 발명의 목적은 집열 효율을 향상시킬 수 있는 휴대 가능한 열 저장장치를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a portable heat storage device capable of improving heat collection efficiency.

또한, 본 발명의 목적은 상기한 열 저장장치를 구비하여 태양열 에너지를 이용해 전기 에너지를 생성하는 태양광 통합 발전 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a solar integrated power generation system having the above-described heat storage device and generating electric energy using solar energy.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 휴대 가능한 열 저장장치는, 태양열을 집열하는 집열부; 및 상기 집열부의 하면에 결합되고, 용융염을 저장하며, 상기 용융염이 상기 집열부로부터 전달된 열을 흡수하여 열을 저장하는 열 저장부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a portable thermal storage device including: a collecting unit for collecting solar heat; And a heat storage part coupled to a lower surface of the heat collecting part, storing the molten salt, and storing the heat by absorbing the heat transferred from the heat collecting part by the molten salt.

여기서, 상기 열 저장부는 통 형상으로 구비될 수 있다.Here, the heat storage unit may be provided in a cylindrical shape.

한편, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 태양광 통합 발전 시스템은, 태양열을 집열하여 저장하는 휴대 가능한 열 저장장치; 및 상기 열 저장장치로부터 전달된 열을 이용하여 전기 에너지를 생성하고, 전기 에너지를 생성하는 과정에서 발생된 열을 이용하여 온수를 생성하는 태양광 발전모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 열 저장장치는, 태양열을 집열하는 집열부; 및 상기 집열부의 하면에 결합되고, 용융염을 저장하며, 상기 용융염이 상기 집열부로부터 전달된 열을 흡수하여 열을 저장하는 열 저장부를 구비할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar integrated power generation system including: a portable heat storage device for collecting and storing solar heat; And a solar power generation module that generates electric energy using heat transferred from the heat storage device and generates hot water using heat generated in the process of generating electric energy. Here, the heat storage device includes: a collecting part for collecting solar heat; And a heat storage part coupled to a lower surface of the heat collecting part, storing the molten salt, and storing the heat by absorbing the heat transferred from the heat collecting part by the molten salt.

더욱이, 상기 태양광 발전모듈은, 복수의 열전소자; 상기 열전소자들 하측에 구비되어 상기 열전소자들로부터 발생된 열을 방출시키는 복수의 방열판을 구비하는 방열부; 냉각수를 공급받아 저장하는 냉각 수조를 구비하고, 상기 방열판들을 냉각시키며, 상기 방열판들로부터 방출된 열을 전달받아 상기 냉각 수조에 저장된 냉각수가 가열되어 온수를 생성하는 냉각부; 및 상기 복수의 열전소자의 상측에 배치되고, 상기 열 저장장치로부터 열을 전달받아 상기 복수의 열전소자에 제공하는 집열부재를 포함할 수 있다.Further, the photovoltaic generation module includes: a plurality of thermoelectric elements; A plurality of heat dissipation units provided below the thermoelectric elements to emit heat generated from the thermoelectric elements; A cooling unit having a cooling water tank for receiving and storing cooling water, cooling the heat dissipation plates, receiving the heat radiated from the heat dissipation plates and heating the cooling water stored in the cooling water tank to generate hot water; And a heat collecting member disposed on the upper side of the plurality of thermoelectric elements and receiving heat from the thermal storage device and providing the heat to the plurality of thermoelectric elements.

또한, 태양광 통합 발전 시스템은, 내부에 물을 저장하는 저장 공간이 형성되고, 상기 냉각 수조로부터 배출된 온수를 저장하는 온수 저장부; 상기 냉각 수조 및 상기 온수 저장부와 연결되고, 상기 냉각 수조로부터 배출된 온수를 상기 온수 저장부에 제공하는 온수 연결관; 상기 열 저장장치로부터 열을 전달받으며, 상기 열 저장장치로부터 제공된 열을 상기 집열부재와 상기 온수 저장부 중 적어도 어느 하나에 제공하여 상기 열 저장장치에 저장된 열의 공급을 제어하는 발전 컨트롤러; 및 상기 열 저장부와 분리 가능하게 결합되고, 유체를 이용하여 상기 열 저장부에 저장된 열을 상기 발전 컨트롤러에 전달하는 열 전달관을 더 포함할 수 있다.In addition, the solar integrated power generation system includes a hot water storage unit in which a storage space for storing water is formed and hot water discharged from the cooling water tank is stored; A hot water connection pipe connected to the cooling water tank and the hot water storage unit to supply hot water discharged from the cooling water tank to the hot water storage unit; A power generation controller that receives heat from the heat storage device and controls the supply of heat stored in the heat storage device by providing heat provided from the heat storage device to at least one of the heat collecting member and the hot water storage; And a heat transfer pipe detachably coupled to the heat storage unit and using the fluid to transfer the heat stored in the heat storage unit to the power generation controller.

더불어, 태양광 통합 발전 시스템은, 상기 온수 저장부에 구비되고 상기 온수 저장부에 저장된 온수의 온도를 센싱하여 상기 발전 컨트롤러에 제공하는 온도 센서를 더 포함할 수 있으며, 상기 발전 컨트롤러는 상기 온도 센서의 센싱값에 따라 상기 온수 저장소로 제공되는 열을 조절할 수 있다.In addition, the solar integrated power generation system may further include a temperature sensor provided in the hot water storage unit and sensing the temperature of hot water stored in the hot water storage unit and providing the sensed temperature to the power generation controller, The heat provided to the hot water reservoir can be adjusted according to the sensed value of the temperature sensor.

한편, 상기 방열부는, 각각 일측이 상기 냉각 수조 내부에 구비되고 타측이 상기 방열판들에 결합된 복수의 히트파이프를 더 구비할 수 있다.The heat dissipation unit may further include a plurality of heat pipes, one of which is provided in the cooling water tank and the other of which is coupled to the heat dissipation plates.

또한, 상기 방열부와 상기 냉각부는 일체로 구비될 수도 있다. 여기서, 상기 열전소자들은 상기 냉각 수조 상면에 구비되고, 상기 방열판들은 상기 냉각 수조 내부에 배치되어 상기 냉각 수조에 저장된 냉각수에 의해 냉각될 수 있다.The heat dissipation unit and the cooling unit may be integrally formed. Here, the thermoelectric elements are provided on the upper surface of the cooling water tank, and the heat radiating plates may be disposed inside the cooling water tank and cooled by the cooling water stored in the cooling water tank.

본 발명의 실시예에 따른 휴대 가능한 열 저장장치 및 이를 구비하는 태양광 통합 발전 시스템에 따르면,According to the portable thermal storage device and the solar integrated power generation system having the portable thermal storage device according to the embodiment of the present invention,

첫째, 물보다 끓는 점이 높은 용융염을 이용하여 열을 저장하므로 100℃ 이상의 열을 저장할 수 있고, 그 구성 또한 단순하여 그 크기를 작게 만들 수 있어 휴대가 용이하다.First, since the heat is stored using a molten salt having a boiling point higher than that of water, it is possible to store heat of 100 ° C or more, and its configuration is simple, so that the size can be made small, which is easy to carry.

둘째, 열 저장장치가 이동하면서 태양열을 집열할 수 있으므로, 태양의 고도에 상관없이 태양열을 효율적으로 집열할 수 있고, 고온의 열을 저장할 수 있다.Second, since the heat storage device can move and collect solar heat, the solar heat can be efficiently collected regardless of the altitude of the sun, and the heat can be stored at a high temperature.

셋째, 태양광 발전모듈이 열 저장장치로부터 집열된 열을 제공받아 전기 에너지를 생성하므로, 태양광을 집광하기 위한 별도의 렌즈를 태양광 발전모듈 상측에 구비할 필요가 없고, 발전 효율을 향상시킬 수 있으며, 시설 비용을 절감할 수 있다.Third, since the solar cell module receives heat collected from the heat storage device to generate electric energy, it is not necessary to provide a separate lens for collecting solar light on the upper side of the solar cell module, And can reduce facility costs.

넷째, 냉각수와 복수의 방열판 간의 열교환을 통해 열전소자 하부의 열을 신속하게 방출하고 동시에 온수를 생성할 수 있으므로, 제품의 이용 효율과 전기 에너지 생산량을 향상시키고, 온수를 생성하기 위한 별도의 부재를 구비할 필요가 없으며, 온수 생성 비용을 절감할 수 있다.Fourth, since the heat of the lower portion of the thermoelectric element can be rapidly discharged through the heat exchange between the cooling water and the plurality of heat sinks, hot water can be generated at the same time, thereby improving the utilization efficiency of the product and the electric energy production, And it is possible to reduce the cost of generating hot water.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 가능한 열 저장장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 통합 발전 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 태양광 발전모듈과 온수 저장소의 결합 관계를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 4에 도시된 태양광 발전모듈을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 방열판과 히트파이프의 결합 관계를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 태양광 발전모듈의 다른 일례를 나타낸 단면도이다.1 is a perspective view of a portable storage device according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating an integrated solar power generation system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a connection relationship between the solar power generation module and the hot water reservoir shown in FIG. 2. FIG.
4 is a cross-sectional view of the solar cell module shown in FIG.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a coupling relationship between the heat sink and the heat pipe shown in FIG.
6 is a cross-sectional view showing another example of the photovoltaic module shown in FIG.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성 요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 가능한 열 저장장치를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view of a portable storage device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 열 저장장치(100)는 집열부(110)와 열 저장부(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a thermal storage device 100 of the present invention includes a heat collecting part 110 and a heat storing part 120.

구체적으로, 집열부(110)는 태양열을 집열하여 열 저장부(120)에 제공한다. 이 실시예에 있어서, 집열부(110)는 박스 형상으로 형성되나 집열부(110)의 형상은 이에 국한되지 않으며, 태양열의 집열 효율을 높이기 위해 상면의 면적이 열 저장부(120)의 상면보다 넓다.Specifically, the heat collecting part 110 collects solar heat and provides the collected heat to the heat storing part 120. In this embodiment, the heat collecting part 110 is formed in a box shape, but the shape of the heat collecting part 110 is not limited to this. In order to increase the heat collecting efficiency of the solar heat, wide.

열 저장부(120)는 집열부(110)의 하면에 결합된다. 열 저장부(120)는 상하로 긴 통 형상으로 이루어져 내부에 저장 공간(121)이 형성되며, 열 저장부(120)의 저장 공간(121)에는 용융염이 저장된다. 용융염은 집열부(110)로부터 전달된 태양열을 흡수하며, 열 저장부(120)는 이렇게 집열부(110)로부터의 열에 의해 용융염이 가열됨으로써 태양열을 저장한다. 여기서, 집열부(110)는 용융염에 흡수된 열이 외부로 누설되지 않게 외벽이 단열처리될 수 있다.The heat storage part 120 is coupled to the lower surface of the heat collecting part 110. The heat storage part 120 is formed in a vertically long cylindrical shape and a storage space 121 is formed therein. The molten salt is stored in the storage space 121 of the heat storage part 120. The molten salt absorbs the solar heat transferred from the collecting part 110, and the heat storing part 120 stores the solar heat by heating the molten salt by the heat from the collecting part 110. Here, the heat collecting part 110 can heat-treat the outer wall so that heat absorbed in the molten salt does not leak to the outside.

특히, 본 발명의 열 저장장치(100)는 물보다 끓는 점이 높은 용융염을 이용하여 열을 저장하므로 100℃ 이상의 열을 저장할 수 있고, 그 구성 또한 단순하여 그 크기를 휴대가 용이하게 작게 만들 수 있다. 이에 따라, 열 저장장치(100)는 이동하면서 태양열을 집열할 수 있으므로, 태양의 고도에 상관없이 태양열을 효율적으로 집열할 수 있고, 고온의 열을 저장할 수 있다.
In particular, since the heat storage device 100 of the present invention stores heat using a molten salt having a boiling point higher than that of water, it can store heat of 100 ° C or more and its configuration is simple, have. Accordingly, since the heat storage device 100 can collect solar heat while moving, solar heat can be efficiently collected regardless of the altitude of the sun, and high-temperature heat can be stored.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 휴대 가능한 열 저장장치(100)를 이용하여 발전하는 태양광 통합 발전 시스템에 대해 설명한다.Hereinafter, a solar integrated power generation system that generates electricity using the portable thermal storage device 100 of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 통합 발전 시스템을 나타낸 개념도이고, 도 3은 도 2에 도시된 태양광 발전모듈과 온수 저장소의 결합 관계를 나타낸 분해 사시도이며, 도 4는 도 4에 도시된 태양광 발전모듈을 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 방열판과 히트파이프의 결합 관계를 나타낸 사시도이다.FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a solar-power integrated power generation system according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating a relationship between the solar power generation module shown in FIG. 2 and a hot water reservoir, And FIG. 5 is a perspective view illustrating a coupling relationship between the heat sink and the heat pipe shown in FIG.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 태양광 통합 발전 시스템(1000)은 휴대 가능한 열 저장장치(100) 및 태양광 발전모듈(200a)을 포함한다.Referring to FIGS. 2 to 5, the integrated solar power generation system 1000 of the present invention includes a portable heat storage device 100 and a solar power generation module 200a.

이 실시예에 있어서, 태양광 통합 발전 시스템(1000)은 열 저장장치(100)와 태양광 발전모듈(200a)을 각각 하나씩 구비하나, 열 저장장치(100)와 태양광 발전모듈(200a)을 각각 복수로 구비할 수도 있다.In this embodiment, the integrated solar power generation system 1000 includes one thermal storage device 100 and one solar power generation module 200a, but the thermal storage device 100 and the solar power generation module 200a But may be provided in plural.

구체적으로, 열 저장장치(100)는 태양열을 집열하여 저장한다. 여기서, 열 저장장치(100)는 도 1에 도시된 열 저장장치(100)와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.Specifically, the thermal storage device 100 collects and stores solar heat. Here, since the thermal storage device 100 is the same as the thermal storage device 100 shown in FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted.

태양광 발전모듈(200a)은 열 저장장치(100)로부터 전달된 열을 이용하여 전기 에너지를 생성하고, 전기 에너지를 생성하는 과정에서 발생된 열을 이용하여 온수를 생성한다.The solar power generation module 200a generates electric energy by using the heat transferred from the thermal storage device 100 and generates hot water by using heat generated in the process of generating electric energy.

구체적으로, 태양광 발전모듈(200a)은 복수의 열전소자(210), 방열부(220), 냉각부(230), 및 집열부(240)를 구비한다.Specifically, the solar cell module 200a includes a plurality of thermoelectric elements 210, a heat dissipation unit 220, a cooling unit 230, and a heat collecting unit 240.

복수의 열전소자(Thermoelectric element)(210)는 제에벡 효과(Seebeck effect)를 통해 전기 에너지를 생성하는 소자로서, 방열부(220)의 상면에 어레이 형태로 배치된다.A plurality of thermoelectric elements 210 generate electric energy through a Seebeck effect and are arranged in an array on the upper surface of the heat dissipation unit 220.

방열부(220)는 복수의 열전소자(210)의 하측에 배치되고, 방열 몸체(221), 복수의 방열판(222), 및 복수의 히트파이프(heat pipe)(223)를 구비한다.The heat dissipation unit 220 is disposed below the plurality of thermoelectric elements 210 and includes a heat dissipation body 221, a plurality of heat dissipation plates 222, and a plurality of heat pipes 223.

방열 몸체(221)는 도 3에 도시된 것처럼 육면체 형상으로 구비되고, 방열 몸체(221)의 상판(221a) 상면에 복수의 열전소자(210)가 배치된다. 방열 몸체(221)는 내부에 수납 공간이 형성되고, 방열 몸체(221)의 수납 공간에는 복수의 방열판(222)이 구비된다.3, and a plurality of thermoelectric elements 210 are disposed on the upper surface of the upper plate 221a of the heat dissipating body 221. The thermoelectric elements 210 are disposed on the upper surface of the upper plate 221a. The heat dissipating body 221 has a storage space therein, and a plurality of heat dissipating plates 222 are provided in the storage space of the heat dissipating body 221.

복수의 방열판(222)은 방열 몸체(221)의 상판(221a) 하면에 결합되고, 복수의 열전소자(210)로부터 발생된 열을 방출시킨다. 방열판(222)은 도 5에 도시된 것처럼 판 형상으로 구비되며, 도 4에 도시된 것처럼 방열 몸체(221)의 상판(221a)에 대해 수직하게 배치된다. 여기서, 방열 몸체(221)의 상판(221a)과 방열판(222)은 신속한 열 전달을 위해 금속 재질로 이루어질 수 있다.The plurality of heat sinks 222 are coupled to the lower surface of the upper plate 221a of the heat dissipating body 221 and emit heat generated from the plurality of thermoelectric elements 210. [ The heat radiating plate 222 is provided in a plate shape as shown in FIG. 5, and is disposed perpendicular to the upper plate 221a of the heat radiating body 221 as shown in FIG. Here, the upper plate 221a of the heat dissipating body 221 and the heat dissipating plate 222 may be made of a metal material for rapid heat transfer.

복수의 히트파이프(223)는 서로 나란하게 병렬 배치되며, 복수의 방열판(222)에 결합되어 방열판(222)의 열을 신속하게 방출시킨다. 방열판(222)은 도 5에 도시된 것처럼 히트파이프(223)가 끼워지는 삽입홀(222a)이 형성된다. 도 4에 도시된 것처럼 하나의 히트파이프(223)는 히트파이프(223)의 길이 방향으로 서로 나란하게 배치된 방열판들에 결합된다. 히트파이프(223)는 복수의 방열판(222)으로부터 흡수한 열을 냉각부(230)로 전달한다.The plurality of heat pipes 223 are arranged in parallel to each other and are coupled to the plurality of heat sinks 222 to rapidly radiate the heat of the heat sinks 222. The heat sink 222 is formed with an insertion hole 222a through which the heat pipe 223 is inserted, as shown in FIG. As shown in FIG. 4, one heat pipe 223 is coupled to heat sinks arranged in parallel with each other in the longitudinal direction of the heat pipe 223. The heat pipe 223 transfers the heat absorbed from the plurality of heat sinks 222 to the cooling unit 230.

냉각부(230)는 냉각수(CW)를 저장하는 냉각 수조(230)를 구비하고, 복수의 방열판(222)을 냉각시키며, 방열판(222)으로부터 방출된 열을 전달받아 온수를 생성한다. 냉각 수조(230)는 냉각수 공급라인(610)과 연결되어 냉각수 공급라인(610)으로부터 냉각수(CW)를 공급받는다. 여기서, 냉각 수조(230)는 단열 처리되며, 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.The cooling unit 230 includes a cooling water tank 230 for storing the cooling water CW to cool the plurality of heat sinks 222 and generate hot water by receiving the heat radiated from the heat sinks 222. The cooling water tank 230 is connected to the cooling water supply line 610 and receives cooling water CW from the cooling water supply line 610. Here, the cooling water tank 230 is heat-treated and may be made of aluminum.

냉각 수조(230) 안에는 히트파이프(223)의 일측이 구비된다. 각 히트파이프(223)는 일측(223a)이 냉각 수조(230) 안에 배치되어 냉각수(CW)에 잠기며, 타측(223b)이 방열판(222)들에 결합된다. 이에 따라, 방열부(220)와 냉각부(230) 간의 열 교환이 히트파이프(223)에 의해 이루어진다.One side of the heat pipe 223 is provided in the cooling water tank 230. One side 223a of each heat pipe 223 is disposed in the cooling water tank 230 and is immersed in the cooling water CW while the other side 223b is coupled to the heat sinks 222. [ Heat exchange between the heat dissipating unit 220 and the cooling unit 230 is performed by the heat pipe 223.

즉, 히트파이프(223)의 타측(223b)이 방열판(222)들로부터 흡수한 열은 냉각 수조(230) 안에 위치하는 히트파이프(223)의 일측(223a)으로 이동되고, 히트파이프(223) 일측(223a)으로 이동한 열은 냉각수(CW)에 흡수되어 냉각 수조(230) 안의 냉각수(CW) 온도를 상승시킨다. 이때, 히트파이프(223)의 일측(223a)이 냉각수(CW)에 의해 냉각되고, 히트파이프(223) 일측(223a)의 냉기가 히트파이프(223)의 타측(223b)으로 이동하여 다시 방열판(222)들로부터 열을 흡수한다.That is, the heat absorbed by the other side 223b of the heat pipe 223 from the heat sinks 222 is moved to one side 223a of the heat pipe 223 located in the cooling water tank 230, The heat transferred to the one side 223a is absorbed by the cooling water CW and the temperature of the cooling water CW in the cooling water tank 230 is raised. At this time, one side 223a of the heat pipe 223 is cooled by the cooling water CW, the cool air of the heat pipe 223 at one side 223a moves to the other side 223b of the heat pipe 223, 222). ≪ / RTI >

이러한 과정이 반복되면, 냉각 수조(230) 안의 냉각수(CW) 온도가 점점 상승하여 냉각 수조(230) 안에서 온수가 생성된다.When this process is repeated, the temperature of the cooling water (CW) in the cooling water tank 230 gradually rises and hot water is generated in the cooling water tank 230.

한편, 복수의 열전소자(210)의 상측에는 집열부재(240)가 배치된다. 집열부재(240)는 열 전달장치(100)로부터 열을 전달받아 복수의 열전소자(210)에 제공한다. 열전소자(210)는 집열부재(240)로부터 전달된 열을 이용하여 전기 에너지를 생성한다.On the other hand, a heat collecting member 240 is disposed above the plurality of thermoelectric elements 210. The heat collecting member 240 receives heat from the heat transfer device 100 and provides the heat to the plurality of thermoelectric elements 210. The thermoelectric element 210 generates electric energy using the heat transferred from the heat collecting member 240.

이와 같이, 본 발명의 태양광 통합 발전 시스템(1000)은 휴대 가능한 열 저장장치(100)로부터 집열된 열을 제공받아 전기 에너지를 생성하므로, 태양광을 집광하기 위한 별도의 렌즈를 태양광 발전모듈 상측에 구비할 필요가 없다. 이에 따라, 태양광 통합 발전 시스템(1000)은 태양의 고도에 상관없이 태양열을 집열하여 전기 에너지를 생성할 수 있으므로, 발전 효율을 향상시킬 수 있고, 시설 비용을 절감할 수 있다.As such, the integrated solar power generation system 1000 of the present invention receives heat collected from the portable heat storage device 100 to generate electric energy, and therefore, a separate lens for condensing the sunlight is installed in the solar power generation module It is not necessary to provide it on the upper side. Accordingly, the solar integrated power generation system 1000 can collect electric power by collecting solar heat regardless of the altitude of the sun, thereby improving power generation efficiency and reducing facility cost.

또한, 태양광 통합 발전 시스템(1000)은 복수의 히트파이프(223)를 이용한 방열부(220)와 냉각부(230) 간의 열교환을 통해 복수의 열전소자(210) 하부의 열을 신속하게 방출하고, 이와 함께 열전소자(210)로부터 방출된 열을 이용하여 온수를 생성할 수 있으므로, 온수 생성을 위한 별도의 부재를 구비할 필요 없이 효율적으로 전기 에너지와 온수를 생성할 수 있고, 온수 비용을 절감할 수 있다.The integrated solar power generation system 1000 rapidly dissipates heat under the plurality of thermoelectric elements 210 through heat exchange between the heat dissipation unit 220 using the plurality of heat pipes 223 and the cooling unit 230 In addition, since hot water can be generated by using the heat emitted from the thermoelectric element 210, it is possible to efficiently generate electric energy and hot water without having to provide a separate member for hot water generation, can do.

도 6은 도 4에 도시된 태양광 발전모듈의 다른 일례를 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing another example of the photovoltaic module shown in FIG.

도 6을 참조하면, 태양광 발전모듈(200b)은 도 4에 도시된 방열부(220)와 냉각부(230)가 각각 독립된 구조로 이루어진 태양광 발전모듈(200a)과 달리 냉각부와 일체로 구비된 방열부(250)를 구비한다.6, the solar power generation module 200b is different from the solar power generation module 200a in that the heat dissipation unit 220 and the cooling unit 230 are independent from each other, And a heat dissipation unit 250 provided therein.

구체적으로, 태양광 발전모듈(200b)의 방열부(260)는 냉각 수조(251), 및 복수의 방열판(252)을 구비한다.Specifically, the heat dissipation unit 260 of the solar cell module 200b includes a cooling water tank 251 and a plurality of heat dissipation plates 252.

냉각 수조(251)는 냉각수 공급라인(610, 도 2 참조)으로부터 냉각수(CW)를 공급받아 저장하며, 냉각 수조(251) 상판(251a)의 상면에서는 복수의 열전소자(210)가 배치된다.The cooling water tank 251 receives and stores cooling water CW from a cooling water supply line 610 (see FIG. 2). A plurality of thermoelectric elements 210 are arranged on the upper surface of the cooling water tank 251.

복수의 방열판(252)은 냉각 수조(251) 내부에 구비되어 냉각 수조(251)의 상판(251a) 하면에 결합된다. 방열판(252)은 판 형상으로 구비되며, 냉각 수조(251)의 상판(251a)에 대해 수직하게 배치된다. 복수의 방열판(252)은 냉각수(CW)에 잠기도록 구비되어 열전소자(210) 하부의 열을 방출한다. 방열판(252)은 냉각수(CW)에 의해 냉각되며, 냉각수(CW)는 방열판(252)으로부터 흡수한 열에 의해 온도가 상승한다. 그 결과, 방열판(252)으로부터 방출된 열에 의해 냉각 수조(161) 안에서 온수가 생성된다.The plurality of heat sinks 252 are provided in the cooling water tank 251 and are coupled to the lower surface of the upper plate 251a of the cooling water tank 251. The heat radiating plate 252 is provided in a plate shape and is disposed perpendicular to the upper plate 251a of the cooling water tank 251. [ The plurality of heat sinks 252 are provided to be submerged in the cooling water CW to emit heat under the thermoelectric elements 210. The heat sink 252 is cooled by the cooling water CW and the temperature of the cooling water CW is raised by the heat absorbed from the heat sink 252. As a result, hot water is generated in the cooling water tank 161 by the heat radiated from the heat sink 252.

이와 같이, 도 4에 도시된 태양광 발전모듈(200a)은 방열판(222, 도 4 참조)과 냉각 수조(230, 도 4 참조)의 냉각수(CW) 간의 열교환이 히트파이프(223, 도 4 참조)에 의해 이루어지나, 도 6에 도시된 태양광 발전모듈(200b)은 방열판(252)의 열이 냉각 수조(251) 안의 냉각수(CW)에 직접적으로 전달된다. 4, the heat exchange between the heat sink 222 (see FIG. 4) and the cooling water (CW) of the cooling water tank 230 (see FIG. 4) 6, the heat of the heat radiating plate 252 is directly transmitted to the cooling water CW in the cooling water tank 251. In this case,

이렇게 태양광 발전모듈(200b)은 냉각수(CW)를 이용하여 열전소자(210)의 하부열을 신속하게 방출하고, 동시에 방출된 열을 이용하여 온수를 생성할 수 있으므로, 별도의 온수를 생성하기 위한 부재를 구비할 필요없이 효율적으로 전기 에너지와 온수를 생성할 수 있다. 또한, 태양광 발전모듈(200b)은 방열부(250)에서 열 방출과 온수 생성이 모두 이루어지므로, 제품을 좀더 콤팩트하게 구성할 수 있다.
Since the solar power generation module 200b can quickly generate the lower heat of the thermoelectric element 210 using the cooling water CW and generate hot water using the heat released at the same time, It is possible to efficiently generate electric energy and hot water without having to provide a member for heat treatment. In addition, since both the heat release and the hot water generation are performed in the heat dissipation unit 250, the solar power generation module 200b can be made more compact.

다시, 도 2 및 도 3을 참조하면, 태양광 통합 발전 시스템(1000)은 온수 저장부(300), 발전 컨트롤러(400), 열 전달관(510), 및 온수 연결관(620)을 더 포함할 수 있다.2 and 3, the solar power integrated power generation system 1000 further includes a hot water storage unit 300, a power generation controller 400, a heat transfer pipe 510, and a hot water connection pipe 620 can do.

구체적으로, 온수 저장부(300)는 내부에 물을 저장하는 저장 공간이 형성되고, 온수 연결관(620)을 통해 냉각 수조(200)로부터 온수를 공급받아 저장한다. 또한, 온수 저장부(300)는 열 저장장치(100)로부터 열을 전달받아 저장된 온수의 온도를 상승시킬 수 있다. 이에 따라, 온수 저장부(300)는 적정 온수 온도를 유지할 수 있고, 약 60℃ 이상의 고온 온수 생성이 가능하다.Specifically, the hot water storage unit 300 has a storage space for storing water therein, and receives hot water from the cooling water tank 200 through the hot water connection pipe 620 and stores the hot water. In addition, the hot water storage unit 300 may receive heat from the thermal storage unit 100 to raise the temperature of the stored hot water. Accordingly, the hot water storage unit 300 can maintain a proper hot water temperature, and can generate hot water of about 60 ° C or more.

온수 저장부(300)에는 온수 연결관(620)이 결합된다. 온수 연결관(620)은 냉각 수조(230)에 연결되어 냉각 수조(230)로부터 배출된 온수를 온수 저장부(300)에 제공한다. 온수 연결관(620)에는 냉각 수조(230)로부터 온수 저장부(300)로 공급되는 온수량을 조절하는 밸브(630)가 설치될 수 있다.A hot water connection pipe 620 is coupled to the hot water storage unit 300. The hot water connection pipe 620 is connected to the cooling water tank 230 and supplies the hot water discharged from the cooling water tank 230 to the hot water storage unit 300. The hot water connection pipe 620 may be provided with a valve 630 for controlling the amount of hot water supplied from the cooling water tank 230 to the hot water storage unit 300.

발전 컨트롤러(400)는 열 저장장치(100)에 저장된 열의 공급을 제어한다. 즉, 발전 컨트롤러(400)는 열 전달관(510)을 통해 열 저장장치(100)로부터 열을 전달받아 태양광 발전모듈(200a)의 집열부재(240)와 온수 저장부(300) 중 적어도 어느 하나에 제공하며, 발전 컨트롤러(400)는 필요에 따라 열 저장장치(100)로부터의 열을 집열부재(240)와 온수 저장부(300) 중 어느 하나에만 제공할 수도 있고, 둘 다 제공할 수도 있다.Power generation controller 400 controls the supply of heat stored in thermal storage device 100. That is, the power generation controller 400 receives heat from the heat storage device 100 through the heat transfer pipe 510, and at least either the heat collecting member 240 of the solar power generation module 200a or the hot water storage part 300 And the power generation controller 400 may provide the heat from the thermal storage device 100 to either the heat collecting member 240 or the hot water storage 300 if necessary, have.

도 2에 도시된 것처럼 태양광 발전모듈(200a)과 온수 저장부(300)는 열 저장장치(100)로부터 열을 직접적으로 제공받지 않으며, 발전 컨트롤러(400)을 통해 열을 제공받는다. 구체적으로, 태양광 발전모듈(200a)의 집열부재(240)는 전기 에너지를 생성하기 위한 열을 발전 컨트롤러(400)로부터 제1 열 공급관(520)을 통해 전달받는다. 온수 저장소(300)는 저장된 온수를 가열하기 위한 열을 발전 컨트롤러(400)로부터 제2 열 공급관(530)을 통해 전달받는다.As shown in FIG. 2, the solar power generation module 200a and the hot water storage unit 300 are not directly supplied with heat from the thermal storage device 100, and are supplied with heat through the power generation controller 400. Specifically, the heat collecting member 240 of the solar power generation module 200a receives heat for generating electrical energy from the power generation controller 400 through the first heat supply pipe 520. The hot water storage 300 receives heat for heating the stored hot water from the power generation controller 400 through the second heat supply pipe 530.

열 전달관(510)은 열 저장부(120) 및 발전 컨트롤러(400)에 연결되며, 열 저장부(120)에 저장된 열을 유체를 이용하여 발전 컨트롤러(400)에 제공한다. 특히, 열 전달관(510)은 열 저장부(120)와 분리 가능하게 결합되며, 그 결과, 사용자는 열 저장장치(100)를 열 전달관(510)으로부터 분리하여 이동 및 휴대할 수 있다.The heat transfer pipe 510 is connected to the heat storage unit 120 and the power generation controller 400 and provides the power stored in the heat storage unit 120 to the power generation controller 400 using the fluid. Particularly, the heat transfer pipe 510 is detachably coupled to the heat storage unit 120, so that the user can separate the heat storage device 100 from the heat transfer pipe 510, and can move and carry the same.

또한, 태양광 통합 발전 시스템(1000)은 온수 저장부(300)에 설치되는 온도 센서(700)를 더 포함할 수 있다. 온도 센서(700)는 온수 저장부(300)에 저장된 온수의 온도를 센싱하여 발전 컨트롤러(400)에 제공한다. 발전 컨트롤러(400)는 온도 센서(700)의 센싱값에 따라 온수 저장소(300)로 제공되는 열을 조절할 수 있다.
The solar integrated power generation system 1000 may further include a temperature sensor 700 installed in the hot water storage unit 300. The temperature sensor 700 senses the temperature of the hot water stored in the hot water storage unit 300 and provides the sensed temperature to the power generation controller 400. The power generation controller 400 can adjust the heat supplied to the hot water storage 300 according to the sensed value of the temperature sensor 700. [

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

100 : 열 저장장치 110 : 집열부
120 : 열 저장부 200a, 200b : 태양광 발전모듈
300 : 온수 저장부 400 : 발전 컨트롤러
510 : 열 전달관 700 : 온도 센서
1000 : 태양광 통합 발전 시스템100: thermal storage device 110:
120: heat storage unit 200a, 200b: solar cell module
300: hot water storage unit 400: power generation controller
510: heat transfer tube 700: temperature sensor
1000: Integrated solar power generation system

Claims (8)

태양열을 집열하는 집열부; 및
상기 집열부의 하면에 결합되고, 용융염을 저장하며, 상기 용융염이 상기 집열부로부터 전달된 열을 흡수하여 열을 저장하는 열 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 열 저장장치.House heat collecting solar heat; And
And a heat storage unit coupled to a lower surface of the heat collecting unit to store the molten salt and absorb the heat transferred from the heat collecting unit to store the heat. 제1항에 있어서,
상기 열 저장부는 통 형상으로 구비된 것을 특징으로 하는 휴대 가능한 열 저장장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat storage unit is provided in a tubular shape. 태양열을 집열하여 저장하는 휴대 가능한 열 저장장치; 및
상기 열 저장장치로부터 전달된 열을 이용하여 전기 에너지를 생성하고, 전기 에너지를 생성하는 과정에서 발생된 열을 이용하여 온수를 생성하는 태양광 발전모듈을 포함하고,
상기 열 저장장치는,
태양열을 집열하는 집열부; 및
상기 집열부의 하면에 결합되고, 용융염을 저장하며, 상기 용융염이 상기 집열부로부터 전달된 열을 흡수하여 열을 저장하는 열 저장부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 통합 발전 시스템.A portable heat storage device for collecting and storing solar heat; And
And a solar power generation module for generating electric energy using heat transferred from the heat storage device and generating hot water using heat generated in the process of generating electric energy,
The heat storage device includes:
House heat collecting solar heat; And
And a heat storage part coupled to a lower surface of the heat collecting part to store molten salt and to absorb heat transferred from the heat collecting part to store heat. 제3항에 있어서,
상기 태양광 발전모듈은,
복수의 열전소자;
상기 열전소자들 하측에 구비되어 상기 열전소자들로부터 발생된 열을 방출시키는 복수의 방열판을 구비하는 방열부;
냉각수를 공급받아 저장하는 냉각 수조를 구비하고, 상기 방열판들을 냉각시키며, 상기 방열판들로부터 방출된 열을 전달받아 상기 냉각 수조에 저장된 냉각수가 가열되어 온수를 생성하는 냉각부; 및
상기 복수의 열전소자의 상측에 배치되고, 상기 열 저장장치로부터 열을 전달받아 상기 복수의 열전소자에 제공하는 집열부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 통합 발전 시스템.The method of claim 3,
In the solar power generation module,
A plurality of thermoelectric elements;
A plurality of heat dissipation units provided below the thermoelectric elements to emit heat generated from the thermoelectric elements;
A cooling unit having a cooling water tank for receiving and storing cooling water, cooling the heat dissipation plates, receiving the heat radiated from the heat dissipation plates and heating the cooling water stored in the cooling water tank to generate hot water; And
And a collecting member disposed above the plurality of thermoelectric elements and receiving heat from the thermal storage device and providing the collected heat to the plurality of thermoelectric elements. 제4항에 있어서,
내부에 물을 저장하는 저장 공간이 형성되고, 상기 냉각 수조로부터 배출된 온수를 저장하는 온수 저장부;
상기 냉각 수조 및 상기 온수 저장부와 연결되고, 상기 냉각 수조로부터 배출된 온수를 상기 온수 저장부에 제공하는 온수 연결관;
상기 열 저장장치로부터 열을 전달받으며, 상기 열 저장장치로부터 제공된 열을 상기 집열부재와 상기 온수 저장부 중 적어도 어느 하나에 제공하여 상기 열 저장장치에 저장된 열의 공급을 제어하는 발전 컨트롤러; 및
상기 열 저장부와 분리 가능하게 결합되고, 유체를 이용하여 상기 열 저장부에 저장된 열을 상기 발전 컨트롤러에 전달하는 열 전달관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 통합 발전 시스템.5. The method of claim 4,
A hot water storage unit in which a storage space for storing water is formed and stores hot water discharged from the cooling water tank;
A hot water connection pipe connected to the cooling water tank and the hot water storage unit to supply hot water discharged from the cooling water tank to the hot water storage unit;
A power generation controller that receives heat from the heat storage device and controls the supply of heat stored in the heat storage device by providing heat provided from the heat storage device to at least one of the heat collecting member and the hot water storage; And
Further comprising a heat transfer pipe detachably coupled to the heat storage unit and transmitting heat stored in the heat storage unit to the power generation controller using a fluid. 제5항에 있어서,
상기 온수 저장부에 구비되고, 상기 온수 저장부에 저장된 온수의 온도를 센싱하여 상기 발전 컨트롤러에 제공하는 온도 센서를 더 포함하고,
상기 발전 컨트롤러는 상기 온도 센서의 센싱값에 따라 상기 온수 저장소로 제공되는 열을 조절하는 것을 특징으로 하는 태양광 통합 발전 시스템.6. The method of claim 5,
Further comprising a temperature sensor provided in the hot water storage unit for sensing the temperature of the hot water stored in the hot water storage unit and providing the sensed temperature to the power generation controller,
Wherein the power controller controls heat provided to the hot water storage according to a sensed value of the temperature sensor. 제4항에 있어서,
상기 방열부는,
각각 일측이 상기 냉각 수조 내부에 구비되고 타측이 상기 방열판들에 결합된 복수의 히트파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 통합 발전 시스템.5. The method of claim 4,
The heat-
Further comprising a plurality of heat pipes each having one side disposed in the cooling water tank and the other side coupled to the heat sinks. 제4항에 있어서,
상기 방열부와 상기 냉각부는 일체로 구비되고,
상기 열전소자들은 상기 냉각 수조 상면에 구비되며,
상기 방열판들은 상기 냉각 수조 내부에 배치되어 상기 냉각 수조에 저장된 냉각수에 의해 냉각되는 것을 특징으로 하는 태양광 통합 발전 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the heat dissipation unit and the cooling unit are integrally provided,
The thermoelectric elements are provided on the upper surface of the cooling water tank,
Wherein the heat sinks are disposed inside the cooling water tank and cooled by cooling water stored in the cooling water tank.
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KR102245242B1 (en) * 2020-10-29 2021-04-27 김태훈 Solar Energy Storage System

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