KR20130039867A - 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치에 관한 것으로서, 특히 다수 개의 곡면 반사경이 접합되어 일정한 방위각도를 가지는 포물곡면을 형성하는 적어도 1개 이상의 반사체를 통해 태양광을 집속시키는 집광기와, 상기 집광기에 의한 태양광 수집 라인의 끝단부에 상기 집광기를 통하여 집속된 빛을 투과하여 열을 공급받고 열 발산을 방지하는 흡열기와, 축열매체에 따라 정해진 축열 온도에 의해 상기 흡열기에서 전달되는 열을 저장하는 축열기와, 상기 흡열기와 축열기에서 얻어진 열을 작동유체에 공급하여 발전시키는 발전기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 여러 장의 곡면 반사경이 접합된 반사체를 이용하여 4계절 변화하는 태양의 방위 및 고도에 따라 입사되는 태양광을 거의 대부분 집광할 수 있기 때문에 태양 추적형 장치, 즉 추미기구가 필요 없어지고, 실질적으로 균일하게 분포된 태양에너지 밀도로 인하여 흡열의 효율을 증가시킬 수 있으며, 태양전지의 사용면적을 최소화함으로써 장치의 단가도 많이 줄일 수 있다.

Description

곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치{Solar heat generator to use curved surface reflector}

본 발명은 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 장의 곡면 반사경을 일정한 방위 각도 및 곡률을 가지도록 접합한 반사체를 이용하여 4계절 변화하는 태양의 고도 및 방위에 따라 입사되는 태양광을 별도의 추미기구 없이 모두 집광할 수 있도록 하면서 흡열 효율을 증가시킬 수 있고, 소형 가정 주택이나 연립 주택 등의 옥상에 기존의 태양열 발전장치에 비해 저렴한 비용으로 설치되어 태양열을 이용해 난방할 수 있는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치에 관한 것이다.

지구표면에 조사되는 태양에너지는 대기권 밖(AM0)에서는 1.353kW/m2이나 대기권을 통과 한 후의 에너지는 위도나 주변조건에 따라 달라져서 AM1.5g에서는 1kW/m2 수준이다.

단위면적당 1kw의 에너지는 태양의 전 스펙트럼의 에너지의 양으로 이중 가시광선 영역(400~800nm)이 차지하는 비율은 52% 정도이며 48%는 적외선(800~2500nm) 영역이다.

빛이 가진 에너지는 파장이 짧을수록 높아져서 각각의 파장에 대한 에너지는 다음의 수학식으로 구할 수 있다.

상기 수학식 1에서 h는 플랑크 상수이고 , c는 광속이며, λ는 빛의 파장이다.

상기 수학식 1의 에너지값을 전자볼트로 변환하면, 수학식 2와 같다.

상기 수학식 2에 의거하여 태양광의 파장대별 에너지를 구하면 가시광은 3.11eV ~ 1.5eV, 적외선은 1.499~ 0.49eV 에 해당한다.

Si 단결정 태양전지의 밴드갭(Eg) 에너지는 1.17eV이며 1059nmd의 광 파장에 해당한다. 태양전지에서 재료의 물성이 갖는 밴드갭 에너지의 값은 전환 가능한 빛의 파장대역으로 작용하여 이보다 긴 파장의 태양 복사에너지는 태양전지에서 통과하고, 밴드갭보다 짧은 파장의 복사 에너지만 흡수되어 광전효과를 나타내게 된다.

이러한 이유로 현재 사용되는 태양전지의 효율은 통상 전체 에너지의 10~15%수준으로 낮은 편이며 효율 향상을 위하여 몇 개의 밴드갭을 중첩시켜 효율을 높이는 방법들이 연구되고 있다.

상기 태양에너지를 이용하는 장치에는 태양광과 태양열을 이용하는 장치로 대분할 수 있다. 태양광 이용장치는 반도체를 이용하여 태양에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 수단이며, 태양열 이용장치는 태양에너지를 흡수하는 흡열판 또는 흡열관을 이용하여 태양에너지를 열에너지로 변환하는 수단이다.

이때, 태양광 이용장치에 사용되는 반도체는 대표적으로 실리콘(Si), 비소화갈륨(GaAs) 등이 있으며, 전기변환효율은 종류에 따라 약 10~20%이다.

한편, 태양열 이용장치에 사용되는 흡열면은 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti) 합성물(예: TiO2) 등을 사용하며, 태양에너지 흡수율은 약 90~95%이다. 이러한 목적으로 사용되는 집광기 (또는 집열기)는 평판형(Flat-plate Collector)과 집속형(Concentrating collector)이 있다.

상기 평판형 집광기는 태양에너지를 수광면(또는 흡열면)의 면적만큼 받아 에너지변환을 하는 장치이며, 집속형 집광기는 특수한 광학장치를 이용하여 집광면의 면적보다 집속비(개구면면적/수광면면적) 만큼 더 많은 에너지를 수광면(흡열면)에 도달하게 하여 평판형과 동일한 수광면(흡열면) 면적에 대하여 평판형 집광기보다 많은 양의 전력(또는 높은 온도)을 발생하게 하는 장치이다.

상기 집속형 장치는 용도에 따라 2차원 또는 3차원 집속기가 있으며 또한 각 장치는 태양 추적형 또는 비추적형 장치가 있다.

그러나 태양열 이용 장치의 경우에, 태양전지에서 흡수하지 못하는 적외선 영역까지의 전체스펙트럼이 열로 변환되기 때문에 이용효율은 태양전지보다 높아서 열손실을 최소화시킨 진공관형 집열장치의 효율은 90%에 이르고 있다.

이러한 이유로 태양열의 집열을 통한 발전사업이 부각되고 있으며 현재 시도되고 있는 방법은 태양열로 증기를 발생시켜 증기 터빈을 구동시키거나 헬륨 등의 가스를 가열하여 기체의 팽창과 수축을 이용한 외연기관의 일종인 스털링 엔진을 구동하여 30% 전후의 효율을 얻고 있다.

이렇게 열을 회전동력 에너지로 변환하고 이로서 다시 발전기를 돌리는 발전방식은 매 변환 과정마다 손실이 발생하게 되며 더 높은 효율을 기대하기는 어려운 일이다.

또한 구동기와 발전기의 결합방법은 일정규모 이상의 큰 설비에서나 가능한 방법으로 시설비나 설치면적, 유지보수 측면에서 불리하며 더욱이 가정이나 소규모시설에 보급하기에는 어려운 요인으로 작용하게 되는 단점이 있다.

따라서 재생에너지의 보급을 확대하기 위해서는 기존의 태양전지보다 효율이 높고, 시설비가 저렴하며, 기존 태양열 발전설비에서와 같은 회전동력으로의 변환과정을 없애고 유지보수의 필요성을 최소화하면서 시설면적을 감소시킬 수 있는 태양에너지 이용 기술의 개발이 반드시 필요하다.

즉, 에너지 밀도가 낮은 태양광으로부터 고온에너지를 얻기 위해서는 넓은 면적의 빛을 한 점에 모으는 집광기술이 요구된다.

일반적으로 집광은 여러 개의 평면거울로부터 반사된 빛을 한 곳으로 모으거나 또는 오목거울 반사경(파라보릭 반사경)을 이용하며 초점을 맺히게 하는 방법이 쓰이고 있다.

평면반사경의 경우 집광비는 반사경의 개수에 따라 결정되기 때문에 높은 온도를 얻으려면 많은 개수의 반사경이 필요하며 일반적으로 500℃의 온도를 얻기 위한 집광비는 300정도로 300개 이상의 평면반사경이 소요된다.

한편 파라보릭 집광기에서 반사경의 재질은 반사효율이 높으며 가벼운 재질을 사용하는 것이 구동시키는데 유리하며 경제적으로도 유리하다.

그러나 파라보릭 반사경에서 초점이 형성되는 거리는 반지름의 1/2로 이 지점에 무거운 집열체와 부대장치를 위치시키기에는 기구적인 어려움이 따르며, 또 체적이 커지게 되는 단점이 있다. 태양광 집열은 태양을 계속 추적하여 항상 갚은 자리에 초점이 형성되어야 하며 이를 위하여 태양 추적형 장치는 필수이다.

종래 기술에 따른 태양 추적 방식은 방위각과 고도각에 대한 각각의 회전장치를 구비하여야 하며, 이를 위하여 중앙 부위에 타워를 설치함으로 인하여 배타적인 설치면적이 요구됨에 따라 설치장소에 제약이 따를 뿐만 아니라 초기 시설 설비에 과도한 비용이 요구되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 여러 장의 곡면 반사경을 일정한 방위 각도 및 곡률을 가지도록 접합한 반사체를 이용하여 4계절 변화하는 태양의 고도 및 방위에 따라 입사되는 태양광을 별도의 추미기구 없이 모두 집광할 수 있도록 하고, 태양전지 등의 사용을 최소화함으로써 장치의 단가도 많이 줄일 수 있는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치는, 다수 개의 곡면 반사경이 접합되어 일정한 방위각도를 가지는 포물곡면을 형성하는 적어도 1개 이상의 반사체를 통해 태양광을 집속시키는 집광기와, 상기 집광기에 의한 태양광 수집 라인의 끝단부에 상기 집광기를 통하여 집속된 빛을 투과하여 열을 공급받고 열 발산을 방지하는 흡열기와, 축열매체에 따라 정해진 축열 온도에 의해 상기 흡열기에서 전달되는 열을 저장하는 축열기와, 상기 흡열기와 축열기에서 얻어진 열을 작동유체에 공급하여 발전시키는 발전기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 반사체의 방위 각도는 62°~ 104°이내의 각도이고, 상기 반사체의 최적화 방위 각도는 80°~ 82°인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사체는 6~10개 정도의 반사경이 접합되고, 이웃하는 반사경의 접합면에 대한 곡률은 대략 170°정도인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 집광기의 반사체는 북향에 위치하고, 상기 흡열기는 남향에 위치하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 흡열기는, 케이스와, 상기 케이스 내부에 열매체유가 이동되는 통로인 흡열 파이프를 고정시키는 브라켓으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 케이스는 상면이 태양광이 투과되는 재질로 형성되고, 상면을 제외한 나머지 면이 열방출을 방지하는 단열 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 반사체의 곡면에 적어도 1개 이상의 태양전지를 배치하고, 상기 집광기에 의해 집속되지 않고 산란되는 태양 에너지를 흡수하도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 곡면 반사경은 상기 곡면 반사경 전체가 삽입된 후 상기 곡면 반사경의 굴곡 부분을 지지할 수 있는 반사경 프레임에 안착되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 반사경 프레임은, 양측단에 채널 형상으로 굽힘 가공이 된 형강(Channel)과, 상기 형강의 후면부에 장착되는 덮개부와, 상기 형강의 후면 상단에 형성되어 상기 덮개부를 고정시키는 고정부와, 상기 곡면 반사경의 굴곡 부분을 지지하는 적어도 1개 이상의 앵글로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치에 따르면, 여러 장의 곡면 반사경이 접합된 반사체를 이용하여 4계절 변화하는 태양의 방위 및 고도에 따라 입사되는 태양광을 거의 대부분 집광할 수 있기 때문에 태양 추적형 장치, 즉 추미기구가 필요 없어지고, 실질적으로 균일하게 분포된 태양에너지 밀도로 인하여 흡열의 효율을 증가시킬 수 있으며, 태양전지의 사용면적을 최소화함으로써 장치의 단가도 많이 줄일 수 있는 효과가 있다.

따라서, 본 발명은 소형 가정 주택이나 연립 주택 등의 옥상에 기존의 태양열 발전장치에 비해 저렴한 비용으로 설치되어 태양열을 이용해 난방할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치의 전체 구성이 도시된 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 적용되는 4계절 태양방위가 도시된 도면이며,
도 3은 본 발명의 실시예에 적용되는 4계절 태양광 고도가 도시된 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 1블록의 반사체에 의해 동지방위 광 선형 집속화 상태가 도시된 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 1블록, 2블록 3블록의 반사체에 의해 동지방위 광 선형 집속화 상태가 각각 도시된 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 적용되는 4계절 반사광의 고도 및 시간을 비교한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 적용되는 춘분 및 추분의 태양방위 및 고도가 도시된 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반사체의 방위 각도가 104°일 경우의 반사체 및 흡열체의 배치 상태가 도시된 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 반사체의 방위 각도가 82°일 경우의 반사체 및 흡열체의 배치 상태가 도시된 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 반사체의 방위 각도가 62°일 경우의 반사체 및 흡열체의 배치 상태가 도시된 도면,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 흡열기의 상세 구성이 도시된 단면도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 반사경과 흡열기의 위치가 도시된 도면,
도 13은 본 발명의 실시예에 적용되는 월평균 경사면 일사량을 추정 계산한 예와 실측 수평면 입사각의 관계가 도시된 그래프,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 반사경의 1일 최대 가능 일사량이 도시된 그래프,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 반사경 프레임의 평면도,
도 16은 도 15의 반사경 프레임에 대한 A-A' 단면도,
도 17은 도 16의 C'을 확대 도시한 단면도,
도 18은 도 15의 반사경 프레임에 대한 B-B' 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치는, 다수 개의 곡면 반사경(11)이 접합되어 일정한 방위각도를 가지는 포물곡면을 형성하는 적어도 1블록 이상의 반사체(15)를 통해 태양광을 집속시키는 집광기(10)와, 상기 집광기(10)에 의한 태양광 수집 라인의 끝단부에 상기 집광기(10)를 통하여 집속된 빛을 투과하여 열을 공급받고 열 발산을 방지하는 흡열기(20)와, 축열매체에 따라 정해진 축열 온도에 의해 상기 흡열기(20)에서 전달되는 열을 저장하는 축열기(30)와, 상기 흡열기(20)와 축열기(30)에서 얻어진 열을 작동유체에 공급하여 발전시키는 발전기(40)로 이루어진다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치는 태양열을 효과적으로 집열 및 축열하여 공급하고, 태양열 시스템의 성능 및 신뢰성 등에 중요한 역할을 해주는 제어장치(도시되지 않음)를 포함한다.

그리고, 상기 반사체(15)의 곡면에 적어도 1개 이상의 태양전지(60)를 배치하여 상기 집광기(10)에 의해 집속되지 않고 산란되는 태양 에너지를 흡수하도록 하되, 77% 초과하는 에너지는 전력 계통과 연계하여 시간당 3㎾×4H=12㎾H 전력을 출력하고, 77% 이하의 에너지는 축열기(30)에 전달되어 1㎾×4H=4㎾H, 860×4㎾=3640Kcal/D의 광전효과를 얻을 수 있다.

한편, 도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이 1블록의 반사체(15)의 방위 각도가 104°일 때 반사시간은 08시 45분부터 15시 30분 정도가 되고, 상기 반사체(15)의 방위각도가 80°일 때 반사시간은 09시 30분부터 15시가 되며, 상기 반사체의 방위 각도가 62°일 때 반사시간이 09시 30분부터 15시가 되므로, 상기 반사체의 방위 각도는 62°~ 104°이내가 적정하지만 본 발명의 실시예에서는 반사체(15)의 방위 각도를 82°로 할 경우에 반사율이 최적화된다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 춘분 및 추분의 태양 방위 및 고도를 살펴보면 집광각이 18°임을 알 수 있다.

또한, 상기 반사체(15)는 1블록당 6~10 개 정도의 반사경(11)이 접합되는데, 비용측면을 고려해 볼 때 1블록당 8개의 반사경(11)이 적정하고, 이웃하는 반사경의 접합면에 대한 곡률이 대략 170°정도가 되도록 한다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 여러 장의 곡면 반사경(11)이 접합된 반사체(15)를 이용하면, 4계절 변화하는 태양의 고도 및 방위에 따라 입사되는 태양광을 거의 대부분 집광할 수 있기 때문에 태양 추적형 장치, 즉 추미기구가 필요 없어진다.

그리고, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 집광기(10)의 반사경(11)은 북향에 위치하고, 상기 흡열기(20)는 남향에 위치하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 흡열기(20)는 도 11에 도시된 바와 같이 케이스(21)와, 상기 케이스(21) 내부에 열매체유가 이동되는 통로인 흡열 파이프(22)를 고정시키는 브라켓(23)으로 구성되는데, 상기 케이스는 상면이 태양광이 투과되는 재질인 강화 유리로 형성되고, 상면을 제외한 나머지 면이 열방출을 방지하는 단열 재질로 형성된다.

한편, 상기 곡면 반사경(11)은 도 15 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 곡면 반사경(11)이 삽입될 수 있을 정도의 크기를 가지는 직육면체 형태의 반사경 프레임(70)에 견고하게 장착된다.

이때, 상기 반사경 프레임(70)은 양측단에 채널 형상(ㄷ)으로 굽힘 가공이 된 형강(71)과, 상기 형강(71)의 후면부에 장착되는 덮개부(74)와, 상기 형강(71)의 후면 상단에 형성되어 상기 덮개부(74)를 고정시키는 고정부(72)와, 상기 곡면 반사경(11)의 굴곡 부분을 지지하도록 적어도 1개 이상의 앵글(73)로 구성된다.

상기 고정부(72)는 일측이 상기 형강(71)의 후면 상단에 고정되고, 타측이 상기 덮개부(74)의 끝단에 고정되도록 '

' 형태로 형성된다. 따라서, 상기 덮개부(74)는 슬라이딩 방식으로 고정부(72)에 끼워져 고정될 수 있다.

또한, 상기 앵글(73)은 4개가 상기 곡면 반사경(11)의 전면을 지지하는데, 상기 곡면 반사경(11)의 양측단을 지지하는 상기 앵글(73)은 '「 ' 및 '」' 형태로 형성되고, 상기 곡면 반사경(11)의 중심부와 양끝단부 사이의 굴곡 부분을 지지하는 상기 앵글(73)은 '∧'형태로 형성된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 태양광을 이용한 태양열 발전 장치의 동작에 대해 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 집광기(10)는 흡열기(20)서 고온을 얻을 수 있도록 태양광을 모아주기 위해 1블록당 6~10개 정도의 곡면 반사경(11)이 접합되어 있는 3블록의 반사체(15)를 이용한다.

그리고, 상기 흡열기(20)는 강화 유리로 형성된 상면을 통해 투과되는 태양광을 투과하여 열을 얻고 발산되는 열은 막아준다.

이때, 2010년 12월 21일 80시 30분부터 15시 30분 사이의 시간대를 일례로 1일 수광량(PaQ)을 살펴보면 다음 수학식 3과 같고, 허용 편각이 18°(수평 입사각 12°~30°)이고, 경사각이 69°에서 수광시 집광비는 수학식 4와 같다.

G지점에서의 흡열기의 에너지 밀도(선집광 형상)는 수학식 5와 같고, 이를 시간당 열량으로 환산하면 수학식 6과 같다.

축열기(30)는 상기 흡열기(20)를 통해 얻어진 열을 온수로서 저장하는데, 축열매체에 따라 축열하는 온도가 다르고, 발전기(40)는 흡열기(20)와 축열기(30)에서 얻어진 열을 작동유체에 공급하여 고온의 열을 사용하여 증기를 만든 다음 터빈(Turbine) 날개를 돌려 전기를 생산하도록 한다.

이때, 상기 축열기(30)에 저장된 열의 일부분을 급탕 온수용으로 사용할 수도 있고, 겨울철에는 실내의 난방코일로 직접 전달된다. 그리고, 상기 발전기(40)에는 보조 난방을 위한 가열기(도시되지 않음)가 구비되어 필요시 실내 공간 난방에 사용되도록 한다.

상기 축열기(30)는 보일러(50)와 연계되어 보일러(50) 내 축열온도 표시기능 및 실내온도 조절기능과 예약, 자기진단기능 등을 정밀하게 조절할 수 있도록 한다.

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.

10 : 집광기 11 : 곡면 반사경
15 : 반사체 20 : 흡열기
21 : 케이스 22 : 흡열 파이프
23 : 브라켓 30 : 축열기
40 : 발전기 50 : 보일러
60 : 태양전지

Claims (10)

1. 다수 개의 곡면 반사경이 접합되어 일정한 방위각도를 가지는 포물곡면을 형성하는 적어도 1개 이상의 반사체를 통해 태양광을 집속시키는 집광기와,
   상기 집광기에 의한 태양광 수집 라인의 끝단부에 상기 집광기를 통하여 집속된 빛을 투과하여 열을 공급받고 열 발산을 방지하는 흡열기와,
   축열매체에 따라 정해진 축열 온도에 의해 상기 흡열기에서 전달되는 열을 저장하는 축열기와,
   상기 흡열기와 축열기에서 얻어진 열을 작동유체에 공급하여 발전시키는 발전기로 이루어진 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 반사체의 방위 각도는 62°~ 104°이내의 각도인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 반사체의 최적화 방위 각도는 80°~ 82°인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 반사체는 6~10개 정도의 반사경이 접합되고, 이웃하는 반사경의 접합면에 대한 곡률은 대략 170°정도인 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 집광기의 반사체는 북향에 위치하고, 상기 흡열기는 남향에 위치하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 흡열기는,
   케이스와, 상기 케이스 내부에 열매체유가 이동되는 통로인 흡열 파이프를 고정시키는 브라켓으로 이루어진 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 케이스는 상면이 태양광이 투과되는 재질로 형성되고, 상면을 제외한 나머지 면이 열방출을 방지하는 단열 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 반사체의 곡면에 적어도 1개 이상의 태양전지를 배치하고, 상기 집광기에 의해 집속되지 않고 산란되는 태양 에너지를 흡수하도록 하는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 곡면 반사경은 상기 곡면 반사경 전체가 삽입된 후 상기 곡면 반사경의 굴곡 부분을 지지할 수 있는 반사경 프레임에 안착되는 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 반사경 프레임은,
    양측단에 채널 형상으로 굽힘 가공이 된 형강(Channel)과,
    상기 형강의 후면부에 장착되는 덮개부와,
    상기 형강의 후면 상단에 형성되어 상기 덮개부를 고정시키는 고정부와,
    상기 곡면 반사경의 굴곡 부분을 지지하는 적어도 1개 이상의 앵글로 구성된 것을 특징으로 하는 곡면 반사경을 이용한 태양열 발전 장치.

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