KR20200071913A

KR20200071913A - 가동형 다기능 고효율 태양광 패널

Info

Publication number: KR20200071913A
Application number: KR1020180159226A
Authority: KR
Inventors: 장대희; 이건호; 정승현; 박근수; 채창우; 정진우
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2018-12-11
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2020-06-22
Also published as: KR102221975B1

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널은 태양광을 흡수하는 제1태양광패널과, 상기 제1태양광패널과 수직을 유지하도록 구비되어 태양광을 흡수하고 상기 제1태양광패널에서 반사된 태양광을 흡수하는 제2태양광패널과, 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널을 연결하여 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널이 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 회전축을 구비할 수 있다.

Description

가동형 다기능 고효율 태양광 패널{Movable multifunction high efficiency solar panel}

본 발명은 가동형 다기능 고효율 태양광 패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광의 효율을 개선할 수 있는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널에 관한 것이다.

일반적으로 벽면에 적용되는 태양광은 서울을 기준 하절기 태양의 입사각이 14°, 춘추분 37.5° 그리고 동절기 61°로서 효율이 계절에 따라 지속적으로 변하며, 이 때 발생하는 반사는 인근 건물에 눈부심과 같은 민원을 유발한다.

입사각이 낮을 경우 반사율이 높아짐에 따라 효율이 감소하게 되고, 동절기에 가까우면 입사각이 60° 이상으로 효율이 증가하며, 고정형 태양광의 경우 연간 효율을 높일 수 있는 기간이 매우 적다.

이의 해결을 위해 추적형 태양광이 도입되지만, 태양광 패널당 100% 효율을 달성하기 위해 상하좌우 전방향으로 작동해야 하는 문제점으로 인해 작동을 위한 기계적 구성이 매우 복잡하다.

또한, 건축의 벽면부에 전방향으로 작동하는 추적형이 적용되는 것은 불가능하여, 상하로만 가동되는 태양광 시스템이 적용되나, 이는 패널 1개당 효율을 높이기 위한 구조로 구성된다.

특히 유리면이 넓은 건물의 경우는 유입되는 태양광으로 인해 실내 온실효과가 발생하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-0961248호(2010.05.26)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 반사되어 버려지는 일사량을 집광하여 재활용할 수 있는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널을 제공하는 것이다.

그리고 태양 고도를 최적으로 유지하여 태양광의 효율을 개선할 수 있는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 다기능 고효율 태양광 패널은 태양광을 흡수하는 제1태양광패널과, 상기 제1태양광패널과 수직을 유지하도록 구비되어 태양광을 흡수하고 상기 제1태양광패널에서 반사된 태양광을 흡수하는 제2태양광패널과, 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널을 연결하여 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널이 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 회전축을 구비할 수 있다.

상기 제1태양광패널 및 상기 제2태양광패널은 건축물의 외부창호 하단에 구비될 수 있다.

상기 건축물에는 상기 회전축과 결합하여 상기 제1태양광패널 및 상기 제2태양광패널을 상기 건축물에 고정하고 상기 회전축을 축으로 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 고정부재가 구비될 수 있다.

상기 제1태양광패널 및 상기 제2태양광패널은 건축물의 옥상 또는 옥외 주차장에 구비될 수 있다.

상기 건축물의 옥상 또는 옥외 주차장에 설치되는 프레임과, 상기 프레임과 상기 회전축을 연결하여 상기 제1태양광패널 및 상기 제2태양광패널을 프레임에 고정하고 상기 회전축을 축으로 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 연결부재가 더 구비될 수 있다.

상기 제1태양광패널은 제1기초판과, 상기 제1기초판의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제1태양광모듈을 구비할 수 있다.

상기 제2태양광패널은 제2기초판과, 상기 제2기초판의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제2태양광모듈을 구비할 수 있다.

상기 회전축에는 상기 회전축에 동력을 전달하는 모터가 연결될 수 있다.

본 발명의 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널에 의하면, 반사되어 버려지는 일사량을 집광하여 재활용할 수 있는 것이다.

그리고 태양 고도를 최적으로 유지하여 태양광의 효율을 개선할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널이 설치된 모습의 사시도.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 가동형 다기능 고효율 태양광 패널의 단면도.
도 5 및 도 7은 도 1에 도시된 가동형 다기능 고효율 태양광 패널 변형 예를 나타낸 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널이 설치된 모습의 사시도이고, 도 2 는 도 1에 도시된 가동형 다기능 고효율 태양광 패널의 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널(10)은 제1태양광패널(100), 제2태양광패널(200) 및 회전축(300)을 구비할 수 있다.

제1태양광패널(100)은 제1기초판(110)과 제1기초판(110)의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제1태양광모듈(120)을 구비할 수 있다. 제1태양광모듈(120)은 제1기초판(110)에 고정되어 태양광을 흡수할 수 있다.

제2태양광패널(200)은 후술할 회전축(300)을 통해 제1태양광패널(100)과 수직을 유지하도록 구비되며, 제2기초판(210)과 제2기초판(210)의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제2태양광모듈(220)을 구비할 수 있다. 제2태양광모듈(220)은 제2기초판(210)에 고정되어 태양광을 흡수할 수 있다.

여기서, 제1태양광모듈(120)에 흡수되지 않고 반사된 태양광은 제2태양광패널(200)의 제2태양광모듈(220)에 흡수되고, 반대로 제2태양광모듈(220)에 흡수되지 않고 반사된 태양광은 제1태양광패널(100)의 제1태양광모듈(120)에 흡수될 수 있다. 이와 같이, 제1태양광패널(100) 또는 제2태양광패널(200)의 표면에서 버려지는 일사의 반사량을 흡수함으로써 상대적으로 발전 효율을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.

회전축(300)은 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 연결하여 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)이 수직을 유지한 상태로 동시에 상하방향으로 회전하도록 할 수 있다.

여기서, 제1태양광패널(100) 및 제2태양광패널(200)은 건축물(20)의 외부창호(21) 하단에 구비되며, 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)이 회전축(300)을 축으로 용이하게 회전하도록 하기 위한 고정부재(23)가 구비될 수 있다.

고정부재(23)는 건축물(20)의 외부벽면(22)으로부터 돌출되는 형태로 구비되며, 돌출된 일단에 회전축(300)이 연결될 수 있다. 고정부재(23)와 연결된 회전축(300)은 고정부재(23)를 축으로 회전하며 이에 따라 회전축(300)과 연결된 제1태양광패널(100) 및 제2태양광패널(200)이 동시에 회전할 수 있다. 그리고 회전축(300)에는 회전축(300)에 동력을 전달하는 모터(600)가 연결되어 모터(600)를 통해 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 회전시킬 수 있다.

한편, 제2태양광패널(200)과 고정부재(23)의 경우, 건축물(20)의 외부벽면(22)으로부터 돌출된 형태로 구비되어 제2태양광패널(200)과 고정부재(23)의 하측에 위치한 외부창호(21)보다 외측에 위치할 수 있다. 이에 따라, 제2태양광패널(200)과 고정부재(23)는 제2태양광패널(200)의 하측에 위치한 외부창호(21)의 차양역할을 하게 되어 실내로 유입되는 일사량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 실내 온도가 상승하는 것이 저하되어 냉방수요를 줄이는 효과를 발휘할 수 있다.

다음은 태양의 고도에 따라 가동된 가동형 다기능 고효율 태양광 패널(10)에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 가동형 다기능 고효율 태양광 패널의 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널(10)은 태양광을 흡수하는 제1태양광패널(100), 제1태양광패널(100)과 수직을 유지하도록 구비되어 태양광을 흡수하고 제1태양광패널(100)에서 반사된 태양광을 흡수하는 제2태양광패널(200) 및 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 연결하여 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)이 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 회전축(300)을 구비할 수 있다.

먼저, 도 2는 여름철의 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 나타낸 것이다. 여름철 평균 태양고도는 76도로써 최적의 집광 효과를 발휘하기 위해 제1태양광패널(100)을 지면과 수직을 이룬 상태에서 31도 기울어지도록 회전할 수 있다. 이때, 제2태양광패널(200)은 동시에 지면과 수평을 이룬 상태에서 31도 기울어지도록 회전할 수 있다.

도 3은 봄철과 가을철의 태양고도로써 제1태양광패널(100)이 지면과 수직을 이룬 상태에서 7.5도 기울어지도록 회전되고 동시에 제2태양광패널(200)이 지면과 수평을 이룬 상태에서 7.5도 기울어지도록 회전되어 구비될 수 있다. 봄철과 가을철의 태양고도는 52.5도로써 여름철 태양고도인 76도보다 낮으므로 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 동시에 회전시켜 낮은 태양고도에도 태양광을 충분히 흡수하도록 할 수 있다.

도 4는 겨울철의 태양고도로써 제1태양광패널(100)이 지면과 수직을 이룬 상태에서 16도 기울어지도록 회전되고 동시에 제2태양광패널(200)이 지면과 수평을 이룬 상태에서 16도 기울어지도록 회전되어 구비될 수 있다. 겨울철의 태양고도는 29도로써 봄철과 가을철 태양고도인 52.5도보다 낮으므로 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 동시에 회전시켜 낮은 태양고도에도 태양광을 충분히 흡수하도록 할 수 있다.

이와 같이, 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 태양고도에 따라 상하방향으로 동시에 회전시킴으로써 사계절 내내 태양광을 충분히 흡수하여 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)의 집광 효율을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.

다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널(10)의 변형 예에 대해 설명하도록 한다. 이하의 설명에서는 상술한 실시 예와 서로 다른 부분만을 상세하게 설명하며 동일하거나 극히 유사한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

도 5 및 도 7은 도 1에 도시된 가동형 다기능 고효율 태양광 패널 변형 예를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널(10)은 태양광을 흡수하는 제1태양광패널(100), 제1태양광패널(100)과 수직을 유지하도록 구비되어 태양광을 흡수하고 제1태양광패널(100)에서 반사된 태양광을 흡수하는 제2태양광패널(200) 및 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 연결하여 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)이 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 회전축(300)을 구비할 수 있다.

그리고 제1태양광패널(100) 및 제2태양광패널(200)은 건축물(20)의 옥상(24) 또는 옥외 주차장(30)에 구비될 수 있다.

제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)이 건축물(20)의 옥상(24) 또는 옥외 주차장(30)에 설치될 시에는 프레임(400)과 연결부재(500)가 추가로 구비될 수 있다.

프레임(400)은 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)을 건축물(20)의 옥상(24) 또는 옥외 주차장(30)에 고정하는 역할을 하며, 연결부재(500)는 프레임(400)과 회전축(300)을 연결하여 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)이 프레임(400)에 고정하고 회전축(300)이 회전하도록 할 수 있다. 이때, 프레임(400)은 회전축(300)이 지면과 이루는 각도가 20도가 되도록 하여 기존 PV 구조물이 설치될 시 지면과 이루는 각도인 30도보다 낮게 하여 전체적인 구조안전성을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.

그리고 연결부재(500)를 통해 프레임(400)에 연결된 제1태양광패널(100)과 제2태양광패널(200)은 건축물(20)의 외벽에 구비될 시와 마찬가지로 태양고도에 따라 상하방향으로 동시에 회전됨으로써 사계절 내내 태양광을 충분히 흡수하여 집광 효율을 높이는 효과를 발휘할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가동형 다기능 고효율 태양광 패널에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

10: 가동형 다기능 고효율 태양광 패널
20: 건축물 21: 외부창호
22: 외부벽면 23: 고정부재
24: 옥상 30: 주차장
100: 제1태양광패널 110: 제1기초판
120: 제1태양광모듈 200: 제2태양광패널
210: 제2기초판 220: 제2태양광모듈
300: 회전축 400: 프레임
500: 연결부재 600: 모터

Claims

태양광을 흡수하는 제1태양광패널과,
상기 제1태양광패널과 수직을 유지하도록 구비되어 태양광을 흡수하고 상기 제1태양광패널에서 반사된 태양광을 흡수하는 제2태양광패널과,
상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널을 연결하여 상기 제1태양광패널과 상기 제2태양광패널이 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 회전축을 포함하는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널.
제 1항에 있어서,
상기 제1태양광패널 및 상기 제2태양광패널은 건축물의 외부창호 하단에 구비되는 것을 특징으로 하는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널.
제 2항에 있어서,
상기 건축물에는 상기 회전축과 결합하여 상기 제1태양광패널 및 상기 제2태양광패널을 상기 건축물에 고정하고 상기 회전축을 축으로 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 고정부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널.
제 1항에 있어서,
상기 제1태양광패널 및 상기 제2태양광패널은 건축물의 옥상 또는 옥외 주차장에 구비되는 것을 특징으로 하는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널.
제 4항에 있어서,
상기 건축물의 옥상 또는 옥외 주차장에 설치되는 프레임과,
상기 프레임과 상기 회전축을 연결하여 상기 제1태양광패널 및 상기 제2태양광패널을 프레임에 고정하고 상기 회전축을 축으로 동시에 상하방향으로 회전하도록 하는 연결부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 가동형 다기는 고효율 태양광 패널.
제 1항에 있어서,
상기 제1태양광패널은 제1기초판과,
상기 제1기초판의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제1태양광모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널.
제 6항에 있어서,
상기 제2태양광패널은 제2기초판과,
상기 제2기초판의 일면에 구비되어 태양광을 흡수하는 제2태양광모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널.
제 7항에 있어서,
상기 회전축에는 상기 회전축에 동력을 전달하는 모터가 연결되는 것을 특징으로 하는 가동형 다기능 고효율 태양광 패널.