KR20200029851A - Flat Concentrating Photovoltaic Apparatus for Vehicle - Google Patents

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Abstract

An embodiment of the present invention relates to a flat concentrating photovoltaic device which can be installed in a car roof since the flat concentrating photovoltaic device is simple, thin, light, and low in manufacturing costs while enabling high light efficiency to be achieved only by parallel movement in a horizontal direction without rotational movement. The flat concentrating photovoltaic device comprises: a light condenser which is fixedly installed at a predetermined position; a receiver; and a horizontal direction movement device which moves the receiver in a horizontal direction in accordance with an incident angle of sunlight.

Description

자동차용 평면 집광형 태양광 발전장치{Flat Concentrating Photovoltaic Apparatus for Vehicle}Flat Concentrating Photovoltaic Apparatus for Vehicle}

본 실시예는 자동차용 평면 집광형 태양광 발전장치에 관한 것이다.The present embodiment relates to a flat light concentrating solar power generation device for an automobile.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명에 따른 실시예들과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The content described below merely provides background information related to the embodiments according to the present invention and does not constitute a prior art.

과도한 화석연료의 사용으로 인해 지구온난화, 기후변화 등의 심각한 문제가 대두되고 있으며, 이에 대한 대책으로 대체 에너지의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 태양광 에너지는 지속적으로 증가하는 에너지 수요를 만족시킬 수 있는 대안 중 하나이다. 덧붙여, 태양광 발전은 신재생 에너지 보급 정책 및 태양전지 셀의 가격 하락 등의 영향으로 경쟁력을 확보하고 있으며, 태양광 발전 장치의 보급 또한 지속적으로 확대되고 있다.Due to the excessive use of fossil fuels, serious problems such as global warming and climate change are emerging, and as a countermeasure, the development of alternative energy has been actively conducted. Solar energy is one of the alternatives to meet the ever-increasing demand for energy. In addition, the photovoltaic power generation has secured competitiveness due to the renewable energy supply policy and the drop in the price of solar cell, and the supply of the photovoltaic power generation device is also continuously expanding.

오늘날 태양광 발전 장치에 가장 널리 이용되고 있는 패널은 고정형 태양전지 패널과 집광형 태양전지 패널이다. 고정형 태양 전지 패널은 그 패널을 활용한 장치의 단순함, 설치의 편의성, 낮은 설치 비용 등으로 인해, 현재 태양광 발전과 관련하여 설치되고 있는 대부분의 패널을 차지한다. 그러나 고정형 태양광 발전 패널은 평면형으로 고정되도록 설치되기 때문에, 낮과 밤의 변화 또는 계절의 변화 등에 의해 발전 효율이 크게 변화할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 고안된 방법이 집광형 태양광 발전 패널이다.The most widely used panels for photovoltaic devices today are stationary solar panels and condensing solar panels. The fixed type solar panel occupies most of the panels currently installed in connection with photovoltaic power generation due to the simplicity of the device utilizing the panel, ease of installation, and low installation cost. However, since the fixed-type photovoltaic panel is installed to be fixed in a flat type, power generation efficiency may be greatly changed due to day and night changes or seasonal changes. A method designed to solve this problem is a concentrating solar power panel.

집광형 태양광 발전 패널을 포함하는 태양광 발전 장치는 통상적으로 태양광을 집광하기 위한 집광기, 태양의 위치를 추적하기 위한 태양 추적 장치 및 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하기 위한 태양전지 셀의 세 가지 기본 구성요소를 포함한다. 태양의 위치에 따라 집광기의 위치를 정밀하게 회전시키는 태양 추적 장치는 일반적으로 거대한 축을 필요로 하기 때문에 부피가 크다. 또한, 이러한 장치는 통상적으로 지표면에 맞닿도록 설치되지 않기 때문에 풍력에 대해 기계적으로 안정적이어야 한다. 이러한 집광기 및 태양 추적 장치의 문제점들이 집광형 태양광 발전 패널의 설치를 막는 장애 요인들 중 하나이다.Photovoltaic devices, including condensed solar panels, typically consist of three condensers for condensing sunlight, a solar tracking device for tracking the location of the sun, and a solar cell for converting light energy into electrical energy. Includes basic components. Solar tracking devices that precisely rotate the position of the condenser according to the position of the sun are generally bulky because they require a large axis. In addition, such a device must be mechanically stable to wind power because it is not normally installed to contact the ground surface. The problems of the condenser and the solar tracking device are one of the obstacles preventing the installation of the concentrating solar power panel.

최근, 경형차 Co2 배출가스 기준이 미국, 유럽, 일본, 한국 등 여러국가에서 채택된 이후 전기차나 하이브리드차와 같은 환경 친화적 차량이 빠르게 개발되고 있다. 마찬가지로, 이러한, 환경 친화적 차량에도 태양광 발전 장치가 적용되고 있는 추세이다. 하지만, 현재로서는 고정형 태양전지 패널을 활용하는 태양광 발전 장치를 전기차에 적용하기에는 발전 효율이 낫다는 단점이 존재하며, 집광형 태양광 발전 패널을 포함하는 태양광 발전 장치를 전기차에 적용하기에는 시스템이 복잡하고 부피가 커지기 때문에 지붕 등에 창작이 불가하다는 단점이 존재한다.In recent years, environmentally friendly vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles have been rapidly developed since light vehicle Co 2 emission standards have been adopted in various countries such as the United States, Europe, Japan, and Korea. Likewise, solar power generation devices are also being applied to environmentally friendly vehicles. However, at present, there is a disadvantage in that power generation efficiency is better for applying a photovoltaic device using a fixed solar cell panel to an electric vehicle, and a system for applying a photovoltaic device including a condensed photovoltaic panel to an electric vehicle has a system. The disadvantage is that it cannot be created on the roof or the like because it is complicated and bulky.

따라서, 평면형 태양광 발전 패널과 같이 단순하고, 얇고, 가볍고, 제조비용이 낮으면서도 발전 효율이 높으며, 자동차 지붕에 설치할 수 있어 실용적인 집광형 태양광 발전 장치가 필요하다.Therefore, there is a need for a practical condensing photovoltaic device that is simple, thin, light, and has low manufacturing cost, high power generation efficiency, and can be installed on a car roof, such as a planar photovoltaic panel.

본 실시예는 회전 움직임 없이 수평 방향으로의 평행한 움직임만으로도 높은 광효율을 달성할 수 있도록 하면서도, 단순하고, 얇고, 가볍고, 제조비용이 낮아 자동차 지붕 내 설치가 가능한 평면 집광형 태양광 발전 장치를 제공하는 데에 주된 목적이 있다.This embodiment provides a flat, condensed photovoltaic power generation device that can be installed in a car roof while being simple, thin, light, and low in manufacturing cost, while enabling high light efficiency to be achieved by only parallel movement in the horizontal direction without rotational movement. The main purpose is to do.

본 실시예는, 입사광을 수신하는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대쪽 면인 제2 면을 갖는 단위 렌즈의 배열을 포함하며, 소정의 위치에 고정되어 설치되는 집광기; 상기 단위 렌즈의 각 초점 상에 배치되어 상기 입사광을 파장에 따라 분광시키는 분광수단 및 상기 분광수단에 의해 분광된 광선들을 입사받아 광전 변환하는 적어도 하나의 태양전지 셀을 포함하며, 상기 집광기의 상부에 수평 방향으로 이동할 수 있도록 설치되는 수신기; 및 상기 수신기와 연결되도록 설치되어, 상기 수신기를 태양광의 입사 각도에 따라 수평 방향으로 이동시키는 수평방향 이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전장치를 제공한다.This embodiment includes an array of unit lenses having a first surface receiving incident light and a second surface opposite to the first surface, the condenser fixedly installed at a predetermined position; It is disposed on each focal point of the unit lens and includes at least one photovoltaic cell for photoelectric conversion by receiving the spectroscopic means for spectralizing the incident light according to a wavelength and the light beams spectroscopically measured by the spectroscopic means, and on the top of the condenser. A receiver installed to move in a horizontal direction; And it is installed so as to be connected to the receiver, and provides a flat-concentrated photovoltaic power generation device comprising a horizontal movement device for moving the receiver in a horizontal direction according to the incident angle of sunlight.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 두께가 얇고, 무게가 가벼워 자동차 지붕에 설치할 수 있는 평면 집광형 태양광 발전 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a flat-concentrated photovoltaic power generation device that can be installed on a car roof due to its thin thickness and light weight.

본 발명의 일 실시예의 다른 측면에 의하면, 태양광 발전 패널을 회전시킬 필요없이, 수평 방향으로 움직이는 것만으로도 높은 집광 효율을 달성할 수 있도록 하는 평면 집광형 태양광 발전 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to another aspect of one embodiment of the present invention, without the need to rotate the photovoltaic panel, it is possible to provide a flat-concentrated photovoltaic power generation device that can achieve high light collection efficiency by simply moving in the horizontal direction There is.

본 발명의 일 실시예의 또 다른 측면에 의하면, 주파수 분할 기술을 활용하여, 높은 태양광 집광 효율을 유지하면서도 대면적으로 제작할 수 있는 평면 집광형 태양광 발전 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to another aspect of the embodiment of the present invention, by utilizing the frequency division technology, there is an effect that can provide a planar condensing type photovoltaic power generation device that can be produced in a large area while maintaining high solar condensing efficiency.

도 1은 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치의 개념도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치에 적용되는 수신기를 설명하기 위한 도면이다
도 3 및 도 4는 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치에 적용되는 집광기를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치의 광확산 메커니즘에 따른 광선 추적 분석결과를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 7은 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치에 대한 성능 효율을 설명하기 위한 도면이다.1 is a conceptual diagram of a planar concentrating solar power generation device according to the present embodiment.
2 is a view for explaining a receiver applied to the planar concentrating solar power generation device according to the present embodiment
3 and 4 are diagrams for explaining a condenser applied to a planar concentrating solar power generation device according to the present embodiment.
5 is a view showing the results of ray tracing analysis according to the light diffusion mechanism of the planar concentrating solar power generation device according to the present embodiment.
6 to 7 are views for explaining the performance efficiency of the planar concentrating solar power generation device according to the present embodiment.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in adding reference numerals to the components of each drawing, the same components have the same reference numerals as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in the description of the embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of related known configurations or functions may obscure the gist of the embodiments of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명에 따른 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제 1, 제 2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the components of the embodiments according to the present invention, first, second, i), ii), a), b), etc. may be used. These symbols are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order, or order of the components is not limited by the symbols. Also, when a part in the specification refers to 'includes' or 'equips' a component, it does not exclude other components unless explicitly stated to the contrary, and may further include other components. it means.

도 1은 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치의 개념도이다. 한편, 도 1의 (a)는 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치가 자동차에 적용된 형상을 도시한 도면이며, 도 5의 (b)는 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.1 is a conceptual diagram of a planar concentrating solar power generation device according to the present embodiment. On the other hand, Figure 1 (a) is a diagram showing a shape in which the flat-concentrated solar power generation apparatus according to the embodiment is applied to a vehicle, Figure 5 (b) is a flat-concentrated solar power generation according to the present embodiment It is a block diagram schematically showing the device.

도 1의 (a)에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)는 바람직하게는 전기차에 적용될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른, 평면 집광형 태양광 발전장치(100)는 종래의 집광형 태양광 발전장치의 장점은 그래도 유지하면서도, 그 부피 및 비용 등으로 인해 자동차 지붕 등과 같은 좁은 공간에 적용될 수 없었던 단점을 보완 가능한 새로운 매커니즘을 제공한다.As shown in Fig. 1 (a), the planar concentrating solar photovoltaic device 100 according to this embodiment can be preferably applied to an electric vehicle. That is, according to the present embodiment, the planar concentrating solar power generation device 100 can be applied to a narrow space such as a car roof due to its volume and cost, while maintaining the advantages of the conventional condensing solar power generation device. It provides a new mechanism that can compensate for the shortcomings.

이러한, 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)에 의하는 경우 회전 움직임 없이 수평 방향으로의 평행한 움직임만으로도 높은 광효율을 달성할 수 있도록 하면서도, 단순하고, 얇고, 가볍고, 제조비용이 낮아 자동차 지붕 상에 효율적으로 적용할 수 있는 효과가 있다.In the case of the planar concentrating solar power generation device 100 according to the present embodiment, it is possible to achieve high light efficiency with only parallel movement in the horizontal direction without rotational movement, while being simple, thin, light, and manufacturing cost. It has a low effect that can be effectively applied on a car roof.

도 1의 (b)에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)는 수신기(110), 수평방향 이동장치(120) 및 집광기(130)를 포함한다. 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전 장치(100)는 수신기(110)로 입사된 태양광을 집광기(130)에서 집광한 후, 반사시켜 수신기(110)에서 빛 에너지를 전기 에너지로 변환한다.As shown in (b) of FIG. 1, the planar concentrating solar photovoltaic device 100 according to the present embodiment includes a receiver 110, a horizontal moving device 120, and a condenser 130. The flat-concentrated photovoltaic device 100 according to the present embodiment collects sunlight incident on the receiver 110 from the condenser 130 and reflects it to convert light energy into electrical energy at the receiver 110. .

이하, 도 2 내지 도 4를 함께 참고하여, 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 각 구성요소에 대하여 보다 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 2 to 4 together, each component of the planar concentrating solar photovoltaic device 100 according to this embodiment will be described in more detail.

도 2에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 수신기(110)는 바람직하게는 평면 도파관(Planar Waveguide)으로 구현될 수 있다. 이러한, 수신기(110)는 집광기(130)의 상부 보다 자세하게는, 집광기(130) 상에 포함되는 단위 렌즈 배열의 초점 면에 배치될 수 있다.As shown in FIG. 2, the receiver 110 according to the present embodiment may be preferably implemented as a planar waveguide. The receiver 110 may be disposed on the focal plane of the unit lens array included on the condenser 130 in more detail than the upper part of the condenser 130.

본 실시예에 따른 수신기(110)는 소정의 면적을 갖는 투명 시트(Transparent Sheet)와 이 투명 시트 상에 배치되는 분광수단(200)을 포함한다. 분광수단(200)은 투명 시트 상에 균일하게 분포하도록 배치될 수 있다. 보다 자세하게는, 분광수단(200)은 집광기(130) 상에 포함되는 각 단위 렌즈(300)의 초점 상에 배치될 수 있다.The receiver 110 according to the present embodiment includes a transparent sheet having a predetermined area and a spectroscopic means 200 disposed on the transparent sheet. The spectroscopic means 200 may be disposed to be uniformly distributed on the transparent sheet. More specifically, the spectroscopic means 200 may be disposed on the focus of each unit lens 300 included on the condenser 130.

분광수단(200)은 집광기(130)로부터 반사된 입사광을 파장에 따라 분광시키는 역할을 수행한다. 이를 위해, 본 실시예에 있어서, 분광수단(200)은 이색성(Dichroic)의 특성을 갖도록 구현될 수 있다.The spectroscopic means 200 serves to speculate the incident light reflected from the condenser 130 according to the wavelength. To this end, in this embodiment, the spectroscopic means 200 may be implemented to have the characteristics of dichroic.

본 실시예에 따른 분광수단(200)은 기 설정된 에너지 이하의 저에너지 파장대역의 광(λ > 980nm)은 통과시키고, 기 설정된 에너지 이상의 중간 에너지 파장대역의 광(λ < 980nm)은 수신기(110)의 내부로 반사시키도록 구현된다.The spectroscopic means 200 according to the present embodiment passes light (λ> 980 nm) in a low energy wavelength band below a predetermined energy, and light (λ <980nm) in a medium energy wavelength band above a predetermined energy is a receiver 110 It is implemented to reflect inside.

이러한, 분광수단(200)은 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)로 이루어진 원뿔형상의 프리즘으로 구현될 수 있으며, 특히, 반사된 중간 에너지 파장대역의 광의 적어도 일부가 전반사(TIR)를 통하여 수신기(110)의 내부로 들어가 전파되도록 구현될 수 있다.The spectral means 200 may be embodied as a conical prism made of a dichroic mirror, and in particular, at least a part of the light of the reflected medium energy wavelength band may receive the receiver 110 through total reflection (TIR). It can be implemented to enter and propagate inside.

분광수단(200)의 크기는 입사광의 초점 크기에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 분광수단(200)이 원뿔형상의 프리즘으로 구현되는 경우, 원뿔 직경은 입사광의 초점 면적 크기보다 큰 값을 갖도록 구현되어야 한다.The size of the spectroscopic means 200 may be determined according to the focus size of the incident light. For example, when the spectroscopic means 200 is implemented as a conical prism, the cone diameter should be implemented to have a value larger than the focal area size of the incident light.

한편, 도 6의 (a)는 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 집광기(130) 상에 포함된 단위 렌즈 배열의 초점 면에 집중된 햇빛의 분포를 도시하며, 도 6의 (b)는 본 실시예에 따른 태양 입사 각도와 초점 영역 사이의 상관성을 설명하기 위한 도면이며, 도 6의 (c)는 본 실시예에 따른 단위 렌즈에 입사되는 태양광의 입사 각도에 따른 초점 영역의 변위를 도시한다.On the other hand, Figure 6 (a) shows the distribution of sunlight concentrated on the focal plane of the unit lens array included on the condenser 130 of the planar concentrating solar power generation device 100 according to this embodiment, Figure 6 (B) is a view for explaining the correlation between the angle of incidence of the sun and the focal region according to this embodiment, and FIG. 6 (c) is the focus according to the angle of incidence of sunlight incident on the unit lens according to this embodiment Shows the displacement of the region.

도 6을 참고하여 설명하자면, 일조 편차가 0°에서 45°로 변할 때 초점 크기가 4mm에서 7.1mm로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이를 근거로 하여 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)는 장치의 수광각을 45°로 제한하였으며, 이에, 분광수단(200)의 직경을 7.1mm를 기준으로 구현하였다. 이는 분광수단(200)의 크기를 늘리면 일조 방향의 허용 각도가 넓어지지만 장치의 디커플링 손실도 증가하기 때문이다.Referring to FIG. 6, it can be seen that when the sunshine deviation changes from 0 ° to 45 °, the focus size increases from 4 mm to 7.1 mm. On the basis of this, the planar concentrating solar power generation device 100 according to the present embodiment limited the light receiving angle of the device to 45 °, and thus, the diameter of the spectroscopic means 200 was implemented based on 7.1 mm. This is because increasing the size of the spectroscopic means 200 increases the allowable angle in the sunshine direction, but also increases the decoupling loss of the device.

한편, 수신기(110)는 수평방향 이동장치(120)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있으며, 이를 통해, 항시 분광수단(200)으로 단위 렌즈 배열의 초점이 포커싱 되도록 구현될 수 있다.Meanwhile, the receiver 110 may be moved in the horizontal direction by the horizontal moving device 120, and through this, the focus of the unit lens array may be always focused by the spectroscopic means 200.

분광수단(200)은 실시예에 따라 입사광을 더 작은 스펙트럼 범위로 세분화하여 제공할 수도 있다.The spectroscopic means 200 may provide the incident light by subdividing it into a smaller spectral range according to an embodiment.

수신기(110)는 분광수단(200)에 의해 분광된 광선들을 입사받아 광전 변환하는 적어도 하나의 태양전지 셀을 포함한다. 한편, 본 실시예에 따른 수신기(110)는 태양전지 셀의 전기 변환 효율을 최적화하기 위해 넓은 태양 스펙트럼을 더 작은 스펙트럼 범위로 세분화되고, 세분화된 스펙트럼 범위와 일치하는 밴드 갭을 갖는 적절한 태양 전지 셀을 통해 각 범위를 변환한다.The receiver 110 includes at least one solar cell that photoelectrically converts light incident by the spectroscopic means 200. On the other hand, the receiver 110 according to the present embodiment is a suitable solar cell cell having a band gap that is subdivided into a broader spectral range into smaller spectral ranges and matches the subdivided spectral range in order to optimize the electrical conversion efficiency of the solar cell. Convert each range through

이를 위해, 본 실시예에 따른 수신기(110)는 저에너지 파장대역의 스펙트럼 범위와 일치하는 밴드 갭을 갖는 제1 태양전지 셀(210) 및 중간 에너지 파장대역의 스펙트럼 범위와 일치하는 밴드 갭을 갖는 제2 태양전지 셀(220)을 포함하는 형태로 구현된다.To this end, the receiver 110 according to the present embodiment includes a first solar cell 210 having a band gap matching the spectral range of the low energy wavelength band and a band gap matching the spectral range of the intermediate energy wavelength band. 2 It is implemented in a form including a solar cell 220.

본 실시예에 있어서, 제1 태양전지 셀(210)은 분광수단(200)의 상부 바닥면에 배치될 수 있으며, 밴드 갭 에너지가 0.98eV(1265nm)인 GaInAsP 상단 접합부와 밴드 갭 에너지가 0.74eV(1675nm)인 GaInAs 하단 접합부로 구성되는 이중 접합형 태양전지가 사용될 수 있다.In this embodiment, the first solar cell 210 may be disposed on the upper bottom surface of the spectroscopic means 200, the band gap energy is 0.98eV (1265nm) GaInAsP upper junction and the band gap energy is 0.74eV A double junction type solar cell composed of (1675nm) GaInAs bottom junction may be used.

제2 태양전지 셀(220)은 수신기(110)의 일측면 상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 태양전지 셀(220)은 전반사(TIR)를 통하여 수신기(110)의 내부로 전파되는 중간 에너지 파장대역의 광의 적어도 일부를 입사 가능한 위치에 구현될 수 있다. 이때, 수신기(110)의 일측면은 수신기(110)가 평면 도파관인 경우 슬래브 가장자리에 있는 출구 포트일 수 있다. 제2 태양전지 셀(220)로는 밴드 갭 에너지가 1.91eV(649nm)인 GaInAsP 상단 접합부와 밴드 갭 에너지가 1.42ev(873nm)인 GaAs 하단 접합부로 구성되는 이중 접합형 태양전지가 사용될 수 있다.The second solar cell 220 may be disposed on one side of the receiver 110. That is, the second solar cell 220 may be implemented at a position where at least a portion of the light of the intermediate energy wavelength band propagated into the receiver 110 through total internal reflection (TIR) can be incident. At this time, one side of the receiver 110 may be an outlet port on the edge of the slab when the receiver 110 is a flat waveguide. As the second solar cell 220, a double junction type solar cell composed of a GaInAsP upper junction having a band gap energy of 1.91 eV (649 nm) and a GaAs lower junction having a band gap energy of 1.42ev (873 nm) may be used.

한편, 본 실시예에서는 태양전지 셀의 종류 및 해당 태양전지 셀이 배치되는 위치에 대해서 특정 위치로 한정하지는 않는다. 예컨대, 본 실시예에 따른 태양전지 셀은 수신기(110)의 분광수단(200)에 의해 분광된 광선의 갯수에 따라 다양한 종류의 태양전지 셀에 적용될 수 있으며, 해당 광선들이 전파되는 경로에 따라 수신기(110) 내 다양한 위치에 배치될 수 있다.Meanwhile, in the present embodiment, the type of the solar cell and the position where the solar cell is disposed are not limited to a specific position. For example, the solar cell according to the present embodiment can be applied to various types of solar cell according to the number of light beams spectroscopically measured by the spectroscopic means 200 of the receiver 110, and the receiver according to the path through which the light beams propagate It can be placed in various locations within (110).

또한, 수신기(110)는 적어도 하나의 태양전지 셀 각각으로부터의 전기 에너지를 외부로 전달하기 위한 배선 구조를 포함하며, 배선 구조 중 일부는 수평방향 이동장치(120)와 전기적으로 연결되어 수평방향 이동장치(120)를 구동시키도록 설정될 수 있다.In addition, the receiver 110 includes a wiring structure for transmitting electric energy from each of the at least one solar cell to the outside, and some of the wiring structures are electrically connected to the horizontal moving device 120 to move in the horizontal direction. It can be configured to drive the device 120.

수평방향 이동장치(120)는 수신기(110)의 일부와 연결되어, 수신기(110)를 수평 방향으로 움직이도록 하는 역할을 한다. 수평방향 이동장치(120)는 수신기(110)의 평행 이동을 위해, 모터 등의 구동장치를 포함할 수 있다. 여기서, 수평 방향이란, 수신기(110) 즉, 투명 시트가 배치된 평면과 평행한 방향을 의미한다. 수평방향 이동장치(520)는 태양광의 입사 각도에 대응하여 수신기(110)의 위치를 이동시킨다.The horizontal movement device 120 is connected to a part of the receiver 110, and serves to move the receiver 110 in the horizontal direction. The horizontal movement device 120 may include a driving device such as a motor for parallel movement of the receiver 110. Here, the horizontal direction means a direction parallel to the plane in which the receiver 110, that is, the transparent sheet is disposed. The horizontal movement device 520 moves the position of the receiver 110 in response to the incident angle of sunlight.

본 실시예에 따른 수평방향 이동장치(120)가 수신기(110)를 수평 방향으로 움직이는 것만으로도 높은 집광 효율을 달성할 수 있도록 하는 원리에 대해서는 이하에서 집광기(130)의 특성을 설명하는 과정에서 후술토록 한다.In the process of describing the characteristics of the condenser 130 in the following, for the principle that the horizontal moving device 120 according to the present embodiment can achieve high condensing efficiency by simply moving the receiver 110 in the horizontal direction It will be described later.

집광기(130)는 수신기(110)의 아래쪽에 고정되어 설치되어, 수신기(110)를 지지하며, 태양광을 수신하여 집광하는 역할을 한다. 여기서, 집광기(130) 및 수신기(110)의 사이에 집광기(130)와 수신기110) 사이의 굴절률 차이를 줄여 프레넬 반사 손실(Fresnel reflection loss)을 줄이기 위한 굴절률 정합물질을 더 포함할 수 있다.The condenser 130 is fixedly installed at the bottom of the receiver 110, supports the receiver 110, and serves to receive and collect sunlight. Here, a refractive index matching material for reducing Fresnel reflection loss by reducing a difference in refractive index between the condenser 130 and the receiver 110 between the condenser 130 and the receiver 110 may be further included.

한편, 집광기(130) 및 수신기(110) 각각은 PMMA(polymethyl metacrylate)를 포함하는 물질(굴절률: 약 1.5)을 이용하여 제작될 수 있다. 이에, 집광기(130) 및 수신기(510) 사이에 굴절률 집광기(530) 또는 수신기(510)와 굴절률 차이가 큰 층, 예컨대, 공기층(굴절률: 1)이 존재하지 않도록 굴절률 정합물질을 삽입할 수 있다.Meanwhile, each of the condenser 130 and the receiver 110 may be manufactured using a material (refractive index: about 1.5) containing PMMA (polymethyl metacrylate). Accordingly, a refractive index matching material may be inserted between the condenser 130 and the receiver 510 such that there is no layer having a large difference in refractive index from the refractive concentrator 530 or the receiver 510, for example, an air layer (refractive index: 1). .

본 실시예에 따른 집광기(130)는 입사광을 수신하는 제 1 면, 제 1 면의 반대쪽 면인 제 2 면을 갖는 단위 렌즈(lenslet)의 배열(array)을 포함한다.The condenser 130 according to the present embodiment includes an array of unit lenses having a first surface receiving incident light and a second surface opposite to the first surface.

이하, 도 3 및 도 4를 함께 참조하여, 본 실시예에 따른 집광기(130)의 구조에 대해 보다 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the structure of the condenser 130 according to the present embodiment will be described in more detail with reference to FIGS. 3 and 4 together.

도 3의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 3차원도이며, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)에 도시한 평면 집광형 태양광 발전장치(100)에 포함된 단위 렌즈(300)의 3차원도이다.FIG. 3 (a) is a three-dimensional view of a planar concentrating solar power generation device 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 (b) is a planar condensing type shown in FIG. 3 (a). This is a three-dimensional view of the unit lens 300 included in the photovoltaic device 100.

도 3에 도시하듯이, 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 집광기(130)에 포함된 단위 렌즈(300)는 평면 볼록 렌즈(plano-convex lens)일 수 있다. 단위 렌즈는 정사각형, 정삼각형 또는 정육각형의 면적을 차지하도록 설계될 수 있다. 정사각형, 정삼각형 또는 정육각형의 형상으로 형성된 단위 렌즈의 경우, 소정의 면적을 빈틈없이 메우도록 배치될 수 있기 때문이다. 여기서, 단위 렌즈를 형성하는 제 1 면은 평면이며, 제 2 면은 기 설정된 곡률을 갖도록 형성된 곡면일 수 있다. 이 경우, 제 2 면의 곡률을 변경함으로써, 단위 렌즈의 초점 거리를 조절할 수 있다. 단위 렌즈의 제 2 면은 제 1 면을 통해 입사한 빛을 반사할 수 있도록 코팅될 수 있다. 제 2 면은 금, 알루미늄 등의 금속 물질을 이용하여 코팅될 수도 있고, 산화물 등을 이용하여 코팅될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전 장치(100)에 포함되는 수신기(110)가 한 변의 길이가 L인 정사각형의 형상을 갖는다면, 한 변의 길이가 d인 정사각형 형상의 단위 렌즈는 (L/d)2 개만큼 형성될 수 있다.As illustrated in FIG. 3, the unit lens 300 included in the condenser 130 of the planar concentrating solar power generation device 100 according to the present embodiment may be a plano-convex lens. The unit lens may be designed to occupy an area of a square, a regular triangle or a regular hexagon. This is because in the case of a unit lens formed in a shape of a square, an equilateral triangle, or a regular hexagon, it can be arranged to fill a predetermined area without gaps. Here, the first surface forming the unit lens is a flat surface, and the second surface may be a curved surface formed to have a predetermined curvature. In this case, the focal length of the unit lens can be adjusted by changing the curvature of the second surface. The second surface of the unit lens may be coated to reflect light incident through the first surface. The second surface may be coated using a metal material such as gold or aluminum, or may be coated using oxide or the like. If the receiver 110 included in the planar concentrating photovoltaic device 100 according to an embodiment of the present invention has a square shape having a length L of one side, a unit lens having a square shape having a length d of one side 2 (L / d) may be formed.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 집광기(130)에 포함된 단위 렌즈(300)의 제 1 면의 곡률, 제 2 면의 곡률 및 제 2 면의 중심으로부터 제 1 면까지의 거리는 제 1 면을 통과하여 제 2 면에서 반사된 빛의 초점이 제 1 면 상에 위치하도록 설정될 수 있다.Here, the curvature of the first surface, the curvature of the second surface and the second surface of the unit lens 300 included in the condenser 130 of the planar concentrating solar power generation device 100 according to an embodiment of the present invention The distance from the center to the first surface may be set such that the focus of light reflected from the second surface through the first surface is located on the first surface.

이를 위해, 수평방향 이동장치(320)는 제 1 면을 통과하여 제 2 면에서 반사된 빛의 초점이 제 1 면 상에 존재하지 않을 경우, 제 1 면 상에 존재하도록 제 1 면과 평행한 방향으로 이동시킬 수 있다.To this end, the horizontal movement device 320 is parallel to the first surface so that the focus of the light reflected from the second surface passing through the first surface is not present on the first surface, if present. You can move it in the direction.

도 4의 (a)는 종래의 집광기를 도시하며, 도 4의 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)에 적용되는 집광기를 도시한다.4 (a) shows a conventional condenser, and FIG. 4 (b) shows a condenser applied to the planar concentrating solar power generation device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 4의 (a)에 도시한 집광기는 비구면 렌즈 배열을 포함하여 입사되는 태양광을 초점 거리만큼 떨어진 곳에 집광한다. 비구면 렌즈 배열은 복수의 단위 렌즈를 포함하며, 각 단위 렌즈는 태양광이 입사하는 제 1 면 및 비구면 렌즈 배열로 입사한 빛이 방출되는 제 2 면을 포함한다. 단위 렌즈에 포함된 제 2 면의 곡률 반경(radius of curvature)은 초점 거리에 따라 달라질 수 있다. 이렇게 설계된 비구면 렌즈 배열에 태양광이 수직으로 입사하는 경우, 각 단위 렌즈로부터 각 단위 렌즈의 초점 거리만큼 떨어진 곳에 빛이 집광된다. 태양광의 입사 각도가 변경되면, 초점의 위치 또한 변경되며, 지구가 자전하는 경우를 가정하여 태양광의 입사 각도를 소정의 범위 내에서 변경시키면, 초점의 위치는 호를 그리며 변화한다. 즉, 이러한 비구면 렌즈 배열을 이용한 경우, 집광 효율이 최고가 되는 지점의 수직 높이가 태양광의 입사 각도에 따라 변한다.The condenser shown in (a) of FIG. 4 condenses the incident sunlight by a focal length, including an aspherical lens array. The aspherical lens array includes a plurality of unit lenses, and each unit lens includes a first surface to which sunlight enters and a second surface to which light incident to the aspherical lens array is emitted. The radius of curvature of the second surface included in the unit lens may vary depending on the focal length. When sunlight is vertically incident on the aspherical lens array designed in this way, light is condensed from the unit lens by a focal length of each unit lens. When the angle of incidence of sunlight is changed, the position of the focal point is also changed. If the angle of incidence of sunlight is changed within a predetermined range on the assumption that the Earth rotates, the position of the focal point changes in an arc. That is, in the case of using such an aspherical lens arrangement, the vertical height of the point at which the light collecting efficiency is the highest varies according to the incident angle of sunlight.

도 4의 (b)에 도시한 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치에 적용되는 집광기(130) 또한 비구면 렌즈 배열을 포함한다. 비구면 렌즈 배열은 복수의 단위 렌즈(300)를 포함하며, 각 단위 렌즈는 태양광이 입사하는 제 1 면 및 비구면 렌즈 배열로 입사한 빛이 방출되는 제 2 면을 포함한다. 제 2 면의 반대쪽 면에 거울 코팅을 하고, 제 2 면의 곡률 반경을 적절히 조절하면, 제 1 면을 통해 입사한 태양광은 제 2 면에서 반사되고, 초점 거리만큼 떨어진 곳에 집광된다. 이 비구면 렌즈 배열에 입사하는 태양광의 입사 각도가 변경되면, 초점의 위치 또한 변경되며, 지구가 자전하는 경우를 가정하여 태양광의 입사 각도를 소정의 범위 내에서 변경시키면, 초점의 위치는 선을 그리며 변화한다. 즉, 집광 효율이 최고가 되는 지점의 수직 높이가 태양광의 입사 각도와 무관하다. 본 실시예에 따른 평판 집광형 태양광 발전장치(100)는 이러한 사실을 이용하여 구현된다.The condenser 130 applied to the planar concentrating photovoltaic power generation device according to this embodiment shown in FIG. 4B also includes an aspherical lens arrangement. The aspherical lens array includes a plurality of unit lenses 300, and each unit lens includes a first surface to which sunlight enters and a second surface to which light incident to the aspherical lens array is emitted. If a mirror coating is applied to the opposite side of the second side, and the radius of curvature of the second side is appropriately adjusted, sunlight incident through the first side is reflected from the second side and condensed away by a focal length. When the angle of incidence of sunlight incident on the aspheric lens array is changed, the position of the focal point is also changed. Assuming that the earth rotates, if the angle of incidence of sunlight is changed within a predetermined range, the position of the focal line draws a line. Changes. That is, the vertical height of the point at which the light collection efficiency becomes the highest is independent of the incident angle of sunlight. The flat panel concentrating solar power generation device 100 according to the present embodiment is implemented using this fact.

본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)는 수신기(110)와 전기적으로 연결되어 수신기(110)에서 생성된 전기 에너지를 변환, 처리 또는 저장하기 위한 전기 에너지 조절장치(미도시)를 추가적으로 포함할 수 있다.The planar concentrating solar power generation device 100 according to this embodiment is electrically connected to the receiver 110 and an electrical energy control device (not shown) for converting, processing, or storing the electrical energy generated in the receiver 110 It may further include.

또한, 전기 에너지 조절장치는 수신기(110)로부터 수신한 전기 에너지 중 일부의 상태를 변환하여, 교류 전기 에너지로 변환할 수 있다.In addition, the electrical energy controller may convert some of the electrical energy received from the receiver 110 into AC electrical energy.

또한, 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)는 수신기(110)로부터 수신한 전기 에너지 중 일부를 저장하기 위한 에너지 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)는 에너지 저장부에 저장된 전기 에너지를 이용하여 수평방향 이동장치(120)를 구동시킬 수 있다.In addition, the planar concentrating solar photovoltaic device 100 according to the present embodiment may include an energy storage unit (not shown) for storing some of the electrical energy received from the receiver 110. The planar concentrating solar power generation device 100 according to the present embodiment may drive the horizontal movement device 120 using electrical energy stored in the energy storage unit.

도 5는 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치의 광확산 메커니즘에 따른 광선 추적 분석결과를 도시한 도면이다. 한편, 도 5는 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 단면을 도시하였다.5 is a view showing the results of ray tracing analysis according to the light diffusion mechanism of the planar concentrating solar power generation device according to the present embodiment. On the other hand, Figure 5 shows a cross-section of the planar concentrating solar power generation device 100 according to this embodiment.

도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)에 의하는 경우 햇빛이 수신기(110) 즉, 평면 도파관을 통과하면, 거울로 코팅된 렌즈 배열에 의해 다시 도파관까지 반사된다. 도파관으로 반사된 광은 분광수단(200)에 집광되어 파장에 따라 분광되며, 이 중, 저에너지 파장대역의 광은 분광수단(200)을 통과하여 제1 태양전지 셀(210)로 입사된다. 중간 에너지 파장 대역의 광은 분광수단(200)에 의해 반사된 후 도파관에 결합되며, 전반사를 통해 도파관의 출구 포트 상에 위치한 제2 태양전지 셀(220)로 전파된다.Referring to FIG. 5, when the sunlight is passed through the receiver 110, that is, the planar waveguide, in the case of the planar concentrating solar power generation device 100 according to the present embodiment, it is back to the waveguide by an array of lenses coated with a mirror. Is reflected. The light reflected by the waveguide is condensed by the spectroscopic means 200 and spectrally according to the wavelength. Among them, the light in the low energy wavelength band passes through the spectroscopic means 200 and enters the first solar cell 210. The light of the intermediate energy wavelength band is reflected by the spectroscopic means 200 and then coupled to the waveguide, and propagates to the second solar cell 220 located on the outlet port of the waveguide through total reflection.

도 7은 ±45°범위 내의 태양광 입사각에 따른 초점 변위의 상관성을 도시한 도면이다.7 is a view showing the correlation of the focal displacement according to the angle of incidence of sunlight within a range of ± 45 °.

본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 광효율을 극대화시키기 위해서는 평면 집광형 태양광 발전장치(100)로 입사되는 태양광이 항상 태양전지 셀의 중심에 집광되어야 한다. 지구의 자전 및 공전에 따라 변화하는 태양광의 입사 각도에 맞춰 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 광효율을 극대화시키도록 운영하는 것은 쉽지 않은 일이다. 지구의 자전 및 공전에 따라 변화하는 태양광의 입사 각도에 맞춰 평면 집광형 태양광 발전장치(100)의 광효율을 극대화시키려면, 평면 집광형 태양광 발전장치(100)를 태양의 궤도에 따라 회전시켜야 하며, 거대한 장치를 회전시키기 위해서는 상대적으로 고가의 장치들이 필요하다.In order to maximize the light efficiency of the planar concentrating solar photovoltaic device 100 according to the present embodiment, the sunlight incident on the planar concentrating photovoltaic device 100 must always be focused at the center of the solar cell. It is not easy to operate to maximize the light efficiency of the planar concentrating solar power generation device 100 according to the angle of incidence of sunlight that changes according to the rotation and revolution of the earth. In order to maximize the light efficiency of the planar concentrating solar photovoltaic device 100 in accordance with the angle of incidence of sunlight that changes according to the rotation and revolution of the earth, the planar concentrating photovoltaic device 100 must be rotated according to the orbit of the sun However, relatively expensive devices are required to rotate the huge device.

본 실시예에 따른 평면 집광형 태양광 발전장치(100)는 태양광 발전 패널을 회전시킬 필요없이, 수평 방향으로 움직이는 것만으로도 높은 집광 효율을 달성할 수 있도록 한다.The flat-concentrated photovoltaic device 100 according to the present embodiment does not need to rotate the photovoltaic panel, and achieves high light collection efficiency by simply moving in the horizontal direction.

이상의 설명은 본 발명에 따른 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명에 따른 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the embodiments according to the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the embodiments according to the present invention belong do not depart from the essential characteristics of the present embodiments Various modifications and variations will be possible. Therefore, the embodiments according to the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present embodiments, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiments is not limited by these embodiments. The scope of protection of the embodiments according to the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical spirits within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the embodiments according to the present invention.

100: 평면 집광형 태양광 발전장치 110: 수신기
120: 수평방향 이동장치 130: 집광기
200: 분광수단 210: 제1 태양전지 셀
220: 제2 태양전지 셀100: planar concentrating solar power generator 110: receiver
120: horizontal movement device 130: condenser
200: spectroscopy means 210: first solar cell
220: second solar cell

Claims (10)

입사광을 수신하는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대쪽 면인 제2 면을 갖는 단위 렌즈의 배열을 포함하며, 소정의 위치에 고정되어 설치되는 집광기;
상기 단위 렌즈의 각 초점 상에 배치되어 상기 입사광을 파장에 따라 분광시키는 분광수단 및 상기 분광수단에 의해 분광된 광선들을 입사받아 광전 변환하는 적어도 하나의 태양전지 셀을 포함하며, 상기 집광기의 상부에 수평 방향으로 이동할 수 있도록 설치되는 수신기; 및
상기 수신기와 연결되도록 설치되어, 상기 수신기를 태양광의 입사 각도에 따라 수평 방향으로 이동시키는 수평방향 이동장치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전장치.A condenser which includes an array of unit lenses having a first surface receiving incident light and a second surface opposite to the first surface, and fixedly installed at a predetermined position;
It is disposed on each focal point of the unit lens comprises a spectral means for spectralizing the incident light in accordance with the wavelength and at least one solar cell to photoelectrically convert the light beams spectral by the spectral means, the upper portion of the condenser A receiver installed to move in a horizontal direction; And
It is installed to be connected to the receiver, a horizontal movement device for moving the receiver in a horizontal direction according to the incident angle of sunlight
Planar concentrating solar power device comprising a. 제 1항에 있어서,
상기 상기 단위 렌즈는,
상기 제2 면이, 상기 제2 면으로 입사되는 빛을 반사시킬 수 있도록 표면이 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전장치.According to claim 1,
The unit lens,
The second surface, the flat surface-type photovoltaic power generation device, characterized in that the surface is coated so as to reflect the light incident on the second surface. 제 1항에 있어서,
상기 제1 면의 곡률, 상기 제2 면의 곡률 및 상기 제2 면의 중심으로부터 상기 제1 면까지의 거리는,
상기 제1 면을 통과하여 상기 제2 면에서 반사된 반사광의 초점이 상기 제1 면 상에 위치하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전 장치.According to claim 1,
The curvature of the first face, the curvature of the second face and the distance from the center of the second face to the first face,
A plane-concentrated photovoltaic device, characterized in that the focal point of the reflected light passing through the first surface and reflected from the second surface is set on the first surface. 제 3항에 있어서,
상기 단위 렌즈는, 상기 제1 면은 평면이고, 상기 제2 면은 곡면인 평면 볼록 렌즈(plano-convex lens)이며,
상기 단위 렌즈의 배열은 정사각형의 단위 면적을 갖는 2차원 형태의 배열인 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전 장치.According to claim 3,
The unit lens, the first surface is a plane, the second surface is a plano-convex lens (plano-convex lens) is a curved surface,
The arrangement of the unit lenses is a planar condensing type solar power generation device, characterized in that it is a two-dimensional array having a square unit area. 제 3항에 있어서,
상기 수평방향 이동장치는,
상기 반사광의 초점이 상기 제1 면 상에 존재하지 않을 경우, 상기 반사광의 초점이 상기 제1 면 상에 존재하도록 상기 제1 면과 평행한 방향으로 상기 수신기를 이동시키는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전장치.According to claim 3,
The horizontal movement device,
When the focus of the reflected light is not present on the first surface, the planar light collecting type is characterized in that the receiver is moved in a direction parallel to the first surface so that the focus of the reflected light is present on the first surface Solar power device. 제 1항에 있어서,
상기 분광수단은,
기 설정된 에너지 이하의 저에너지 파장대역의 광은 통과하고, 상기 기 설정된 에너지 이상의 중간 에너지 파장대역의 광은 상기 수신기의 내부로 반사시키는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전장치.According to claim 1,
The spectroscopic means,
A flat-concentrated photovoltaic power generation device, characterized in that light in a low energy wavelength band below a predetermined energy passes and light in a medium energy wavelength band above the predetermined energy is reflected inside the receiver. 제 6항에 있어서,
상기 분광수단은,
다이크로익 미러(Dichroic Mirror)로 이루어진 원뿔형상의 프리즘이며, 상기 중간 에너지 파장대역의 광의 적어도 일부가 전반사(TIR)를 통하여 상기 수신기의 내부로 들어가 전파되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전장치.The method of claim 6,
The spectroscopic means,
It is a conical prism formed of a dichroic mirror, and is a planar condensing solar light characterized in that at least a portion of light in the medium energy wavelength band is implemented to enter and propagate inside the receiver through total internal reflection (TIR). Power generation device. 제 6항에 있어서,
상기 태양전지 셀은,
상기 저에너지 파장대역의 스펙트럼 범위와 일치하는 밴드 갭을 갖는 제1 태양전지 셀 및 상기 중간 에너지 파장대역의 스펙트럼 범위와 일치하는 밴드 갭을 갖는 제2 태양전지 셀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전장치.The method of claim 6,
The solar cell,
And a first solar cell having a band gap matching the spectral range of the low energy wavelength band and a second solar cell having a band gap matching the spectral range of the intermediate energy wavelength band. Power generation device. 제 8항에 있어서,
상기 제1 태양전지 셀은 상기 분광수단의 상부에 배치되어 상기 분광수단을 통과한 상기 저에너지 파장대역의 광을 입사받도록 구현되며,
상기 제2 태양전지 셀은 상기 수신기의 일측면에 형성된 출구 포트 상에 배치되어 상기 분광수단에 의하여 상기 수신기의 내부로 유도된 상기 중간 에너지 파장대역의 광을 입사받도록 구현되는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전장치.The method of claim 8,
The first solar cell is disposed on the upper portion of the spectroscopic means and is implemented to receive light of the low energy wavelength band passing through the spectroscopic means,
The second solar cell is disposed on an outlet port formed on one side of the receiver, and is arranged to receive light of the intermediate energy wavelength band induced into the receiver by the spectroscopic means. Type solar power device. 제 1 항에 있어서,
상기 집광기 및 상기 수신기의 사이에, 상기 집광기와 상기 수신기 사이의 굴절률 차이를 줄여 프레넬 반사 손실을 줄이기 위한 굴절율 정합물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평면 집광형 태양광 발전 장치.According to claim 1,
And between the condenser and the receiver, further comprising a refractive index matching material for reducing Fresnel reflection loss by reducing a difference in refractive index between the condenser and the receiver.
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