[go: up one dir, main page]

KR20130083605A - 건물일체형 태양광발전 시스템 - Google Patents

건물일체형 태양광발전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20130083605A
KR20130083605A KR1020120004291A KR20120004291A KR20130083605A KR 20130083605 A KR20130083605 A KR 20130083605A KR 1020120004291 A KR1020120004291 A KR 1020120004291A KR 20120004291 A KR20120004291 A KR 20120004291A KR 20130083605 A KR20130083605 A KR 20130083605A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solar cell
building
solar
cell modules
reflective member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020120004291A
Other languages
English (en)
Inventor
김성태
안영섭
이성진
Original Assignee
코오롱글로벌 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코오롱글로벌 주식회사 filed Critical 코오롱글로벌 주식회사
Priority to KR1020120004291A priority Critical patent/KR20130083605A/ko
Publication of KR20130083605A publication Critical patent/KR20130083605A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/60—Arrangements for cooling, heating, ventilating or compensating for temperature fluctuations
    • H10F77/63—Arrangements for cooling directly associated or integrated with photovoltaic cells, e.g. heat sinks directly associated with the photovoltaic cells or integrated Peltier elements for active cooling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/60—Planning or developing urban green infrastructure
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은, 건물에 배열된 복수의 태양전지 모듈(PV module)과; 복수의 태양전지 모듈로 구성된 태양전지 어레이(PV array)의 둘레 중 적어도 한쪽에 배치되어 태양광을 태양전지 모듈들 측으로 반사하는 반사부재를 포함하기 때문에, 태양전지 모듈들에 보다 많은 양의 태양광을 입사시킬 수 있고, 이에 따라 한층 향상된 태양광발전 효율을 보장할 수 있는 건물일체형 태양광발전(BIPV) 시스템을 제공한다.

Description

건물일체형 태양광발전 시스템{Building Integrated Photovoltaic System}
본 발명은 태양광선의 빛에너지로 전기를 생산하는 것 외에 건물일체형의 태양전지 모듈(PV module)을 외장재로 사용하는 건물일체형 태양광발전(BIPV) 시스템에 관한 것이다.
건물일체형 태양광발전 시스템은, 태양전지 어레이(PV array)를 구성하는 복수의 태양전지 모듈(PV module)을 포함하고, 이 태양전지 모듈은 그 태양전지 패널과 각각 전기적으로 연결되어 태양전지 패널에서 생산되는 전기를 인버터(inverter)나 배터리(battery)에 제공하는 역할을 하는 정션박스(junction box)를 포함한다.
이와 같은 건물일체형 태양광발전 시스템에서, 태양전지 모듈은 건물의 벽이나 지붕, 또는 창문과 같은 창호 등에 일체형으로 설치된다. 태양전지 모듈은 이렇게 건물에 고정된 반면, 태양의 고도는 계속 변하므로, 태양전지 모듈에 의한 태양광발전 효율은 태양의 고도에 영향을 받을 수밖에 없다. 즉, 태양전지 모듈에 입사되는 태양광의 양이 태양의 고도에 따라 상이한 점 때문에, 한층 향상된 태양광 발전효율을 기대할 수 없는 것이다.
한편, 건물일체형 태양광발전 시스템이 아닌, 일반적인 태양광발전 시스템에서는 태양전지 모듈이 움직이면서 태양을 추적하게 함으로써 태양광 발전효율을 향상시키고 있으나, 이러한 태양 추적방식은 구성이 복잡한 데다, 충분한 설치공간을 확보하여야 하므로, 건물일체형 태양광발전 시스템에는 적용하기가 어렵고 힘든 것이 현 실정이다.
본 발명의 목적은 태양전지 모듈에 보다 많은 양의 태양광을 입사시킬 수 있고, 그 구성이 간단한 건물일체형 태양광발전(BIPV) 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 건물에 배열되어 태양전지 어레이(PV array)를 구성하는 복수의 태양전지 모듈(PV module)과; 상기 복수의 태양전지 모듈로 구성된 태양전지 어레이의 둘레 중 적어도 한쪽에 태양광을 상기 태양전지 모듈들 측으로 반사하도록 배치된 반사부재를 포함하는 건물일체형 태양광발전(BIPV) 시스템이 제공된다.
상기 반사부재는 태양광의 입사각도에 따라 각도를 적절히 조절할 수 있도록 회전 가능하게 설치될 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 따른 건물일체형 태양광발전 시스템은 상기 반사부재를 회전시키는 구동수단을 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 태양전지 어레이에는 그 둘레를 따라 프레임이 장착되고, 상기 반사부재는 상기 프레임에 장착되며, 상기 구동수단은 상기 프레임 내부에서 상기 반사부재를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 모터를 포함할 수 있다.
한편, 상기 복수의 태양전지 모듈은 상기 건물의 벽에 배열되고, 상기 반사부재는 상기 태양전지 어레이의 하단에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 반사부재는, 상기 태양전지 어레이로부터 전방 측으로 돌출된 제1반사판과; 상기 제1반사판의 끝에서 상측으로 연장된 제2반사판을 포함할 수 있다.
위와 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단은 다음에서 설명하는 실시예, 또는 도면 등을 통하여 보다 명확하게 될 것이고, 나아가서는 위와 같은 본 발명의 주요한 과제의 해결 수단 이외의 해결 수단이 추가로 제시될 것이다.
본 발명에 의하면, 태양전지 모듈들에 보다 많은 양의 태양광을 입사시킬 수 있고, 이에 따라 한층 향상된 태양광발전 효율을 보장할 수 있다.
도 1, 도 2는 본 발명에 따른 건물일체형 태양광발전 시스템의 구성 및 반사부재의 작동상태가 도시된 사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 3의 B-B선 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
본 발명에 따른 건물일체형 태양광발전(BIPV) 시스템이 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건물일체형 태양광발전 시스템은 태양전지 어레이(PV array)(10)를 구성하기 위한 직사각형 구조의 태양전지 모듈(PV module)(15)들을 비롯하여, 태양전지 어레이(10)의 둘레를 따라 장착된 프레임(20), 태양광을 태양전지 모듈(15)들 측으로 반사시키기 위한 회전식 반사부재(30) 및 반사부재(30)를 양쪽방향으로 회전시키기 위한 구동수단(40)을 포함한다.
각각의 태양전지 모듈(15)을 구성하는 태양전지 패널은 건물(5)의 벽에 일정한 간격을 두고 가로방향(Ｘ축방향)과 세로방향(Ｙ축방향)으로 연속하도록 배열된다. 태양전지 패널들의 둘레면 중 한쪽에는 태양전지 패널과 각각 전기적으로 연결되어 태양전지 패널에서 생산되는 전기를 인버터(inverter)(도시되지 않음)나 배터리(battery)(도시되지 않음)에 제공하기 위한 정션박스(junction box)(도시되지 않음)가 장착되어, 정션박스는 배열된 태양전지 모듈(15)들 사이의 틈새에 배치된다. 태양전지 모듈(15)들의 설치위치는 건물(5)의 벽에 국한되어야 하는 이유가 없으므로, 태양전지 모듈(15)들은 지붕이나 창호 등 건물(5)의 다른 위치에 설치될 수 있다.
프레임(20)은 태양전지 어레이(10)를 보호하고 지지하는 한편, 마감재로서의 역할을 한다. 프레임(20)은 내부가 빈 중공의 구조를 가지는 부재로 구성된다.
반사부재(30)는 태양전지 어레이(10)의 하단 측에 위치하도록 하측에 위치한 프레임(20)에 장착되고, 태양전지 어레이(10)의 가로방향(Ｘ축방향)과 유사한 길이를 가지도록 가로방향(Ｘ축방향)으로 길게 형성된다. 이러한 반사부재(30)는 제1반사판(32) 및 제2반사판(34)으로 구성된다. 반사부재(30)는 반사율이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 또는, 반사부재(30)는 표면에 반사율이 우수한 시트(sheet), 필름 등이 코팅된 타입일 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하여 반사부재(30)의 설치구조를 살펴보면, 하측의 프레임(20)은 전방에 반사부재(30)의 설치를 위한 개구가 가로방향(Ｘ축방향)으로 기다랗게 마련되고, 반사부재(30)의 제1반사판(32)은 프레임(20)의 개구를 통하여 하측의 프레임(20)에 상하방향(세로방향)으로 일정한 각도 회전운동 가능하도록 설치된다. 즉, 소정의 폭을 가지므로 하측의 프레임(20)에서 전방인 Ｚ축방향으로 일정한 길이 돌출되는 제1반사판(32)은 그 후단 부분의 양쪽에서 각각 가로방향(Ｘ축방향)으로 힌지축이 돌출되고, 하측의 프레임(20)에는 제1반사판(32)의 힌지축들을 각각 회전 가능하도록 지지하는 축 지지부재를 가진다. 이에, 제1반사판(32)은 힌지축을 회전중심으로 하여 회전될 수 있다. 참고로, 프레임(20)의 개구는 제1반사판(32)을 일정한 각도 범위 이내에서 회전시킬 수 있는 폭을 가지도록 형성된다.
제2반사판(34)은 제1반사판(32)의 선단에서 상측을 향하여 일정한 길이 연장되어, 반사부재(30)는 옆에서 보았을 때 대략 ㄴ자형으로 형성된다. 제2반사판(34)은 태양전지 모듈(15)들에의 태양광 입사 차단을 최소화할 수 있는 높이 및 각도를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
구동수단(40)은 하측의 프레임(20)에 내장된 구동모터를 포함한다. 구동모터는 제1반사판(32)의 두 힌지축 중 하나에 직결될 수 있다. 또는, 구동모터는 제1반사판(32)의 두 힌지축 사이에 위치되고, 이 상태로 제1반사판(32)의 회전중심에 모터축이 장착될 수 있다. 구동수단(40)으로는 구동모터 대신에, 선형운동을 하는 리니어 액추에이터(linear actuator)와 이 액추에이터의 선형운동을 회전운동으로 변환하여 제1반사판(32)에 전달하는 동력전달유닛을 포함하는 타입 등 제1반사판(32)을 양쪽방향으로 회전시킬 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있다.
살펴본 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 건물일체형 태양광발전 시스템은 태양전지 모듈(15)들에 입사되지 않은 태양광의 일부를, 태양전지 어레이(10)의 하측에 배치된 반사부재(30)에 의하여 태양전지 모듈(15)들 측으로 반사시켜 이 태양전지 모듈(15)들에 입사시킬 수 있기 때문에, 태양전지 모듈(15)들에 보다 많은 양의 태양광을 전할 수 있다.
또한, 구동수단(40)을 작동시키면, 반사부재(30)가 상하방향으로 회전되면서 태양전지 어레이(10)에 대한 반사부재(30)의 각도가 변경되기 때문에, 태양의 고도 변화에 따라 태양전지 모듈(15)들에 보다 많은 양의 태양광이 입사되도록 반사부재(30)의 각도를 적절히 설정할 수 있다.
또한, 반사부재(30)가 제1반사판(32)과 제2반사판(34)에 의하여 대략 ㄴ자형 구조를 가지기 때문에, 제1반사판(32), 제2반사판(34)에서 태양전지 모듈(15)들 측으로 반사되지 않고 반대쪽인 전방으로 반사되는 태양광의 일부를 제1반사판(32)과 제2반사판(34) 간의 반사작용에 인하여 태양전지 모듈(15)들 측으로 재반사시킬 수 있다. 일례로, 제1반사판(32)에서 전방 측으로 반사되는 태양광을 제2반사판(34)에 의하여 태양전지 모듈(15)들 측으로 재반사시킬 수 있는 것이다.
이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
예를 들어, 위에서는 반사부재(30)가 태양전지 어레이(10)의 둘레 한쪽(하단 측)에만 설치되는 것으로 설명하였으나, 반사부재(30)는 태양전지 어레이(10)의 둘레 중 어느 두 쪽 이상에 설치될 수도 있다.
10 : 태양전지 어레이(PV array)
15 : 태양전지 모듈(PV module)
20 : 프레임
30 : 반사부재
32 : 제1반사판
34 : 제2반사판
40 : 구동수단

Claims (6)

  1. 건물(5)에 배열되어 태양전지 어레이(PV array)(10)를 구성하는 복수의 태양전지 모듈(PV module)(15)과;
    상기 복수의 태양전지 모듈(15)로 구성된 태양전지 어레이(10)의 둘레 중 적어도 한쪽에 태양광을 상기 태양전지 모듈(15)들 측으로 반사하도록 배치된 반사부재(30)를 포함하는 건물일체형 태양광발전(BIPV) 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반사부재(30)는 태양광의 입사각도에 따라 각도를 조절할 수 있도록 회전 가능하게 설치된 건물일체형 태양광발전 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 반사부재(30)를 양방향으로 회전시키기 위한 구동수단(40)을 더 포함하는 건물일체형 태양광발전 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 태양전지 어레이(10)에는 둘레를 따라 프레임(20)이 장착되고,
    상기 반사부재(30)는 상기 프레임(20)에 장착되며,
    상기 구동수단(40)은 상기 프레임(20)의 내부에서 상기 반사부재(30)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 모터를 포함하는 건물일체형 태양광발전 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 태양전지 모듈(15)은 상기 건물(5)의 벽에 배열되고,
    상기 반사부재(30)는 상기 태양전지 어레이(10)의 하단에 배치된 건물일체형 태양광발전 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 반사부재(30)는,
    상기 태양전지 어레이(10)로부터 전방 측으로 돌출된 메인 반사판(32)과;
    상기 메인 반사판(32)에서 상측방향으로 연장되어 상기 메인 반사판(32)으로부터의 태양광을 상기 태양전지 모듈(15)들 측으로 반사하는 보조 반사판(34)을 포함하는 건물일체형 태양광발전(BIPV) 시스템.
KR1020120004291A 2012-01-13 2012-01-13 건물일체형 태양광발전 시스템 Ceased KR20130083605A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120004291A KR20130083605A (ko) 2012-01-13 2012-01-13 건물일체형 태양광발전 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120004291A KR20130083605A (ko) 2012-01-13 2012-01-13 건물일체형 태양광발전 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130083605A true KR20130083605A (ko) 2013-07-23

Family

ID=48994578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120004291A Ceased KR20130083605A (ko) 2012-01-13 2012-01-13 건물일체형 태양광발전 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130083605A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210033225A (ko) 2019-09-18 2021-03-26 한국전자기술연구원 태양광 발전 시스템의 에너지 수급제어 및 히터제어 통합모듈, 및 그 에너지 수급제어 및 히터제어 통합방법
CN119298808A (zh) * 2024-10-10 2025-01-10 郑州大学 一种节能建筑外墙光伏发电系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210033225A (ko) 2019-09-18 2021-03-26 한국전자기술연구원 태양광 발전 시스템의 에너지 수급제어 및 히터제어 통합모듈, 및 그 에너지 수급제어 및 히터제어 통합방법
CN119298808A (zh) * 2024-10-10 2025-01-10 郑州大学 一种节能建筑外墙光伏发电系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101502719B1 (ko) 건물일체형 태양광 발전 시스템
CN201359397Y (zh) 一种太阳能聚集装置和采用该装置的建筑构件
JP3154115U (ja) 両面受光型の太陽電池パネル及び太陽電池パネル発電装置
KR101947422B1 (ko) 태양광 지면반사모듈을 구비한 태양광 발전장치
KR20170011572A (ko) 양면 태양전지 패널을 이용한 태양전지
KR20120115072A (ko) 태양광 발전 효율이 높으면서 콤팩트한 구조를 갖는 태양광 발전 장치
KR102508715B1 (ko) 양면 태양광 모듈의 반사장치 및 이를 포함하는 양면 태양광 모듈 시스템
KR20100056792A (ko) 건축물 외벽에 설치되는 태양전지모듈의 회동식 거치 구조물
KR101123279B1 (ko) 휨 방지 기능이 보강된 태양 전지판의 각도 조절 장치
KR20120049503A (ko) 접이식 반사판을 구비하는 태양광 발전장치
KR101068283B1 (ko) 태양광 발전 트래커 장치
JP2006228965A (ja) 立体的多面構造を有する太陽電池アレイ
KR102123157B1 (ko) 태양광 추적장치
KR101247663B1 (ko) 태양광 모듈의 회전지지장치
JP4378257B2 (ja) 太陽追尾システム
KR20130083605A (ko) 건물일체형 태양광발전 시스템
KR20200071911A (ko) 가동형 다기능 고효율 태양광 패널
KR101227088B1 (ko) 추적형 비아이피브이 패널
CN215871289U (zh) 一种光伏支架
KR20130083606A (ko) 건물일체형 태양광발전 시스템
JP5384568B2 (ja) 太陽光発電装置
KR101436141B1 (ko) 반사판이 구비된 태양광 발전장치
KR20060074249A (ko) 태양추적장치를 구비하는 태양전지 모듈
JP5302841B2 (ja) ルーバー装置
CN101782280A (zh) 一种太阳能聚集装置和采用该装置的建筑构件

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20120113

PA0201 Request for examination
PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20150126

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20150406

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20150126

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I