[go: up one dir, main page]

KR20190070374A - Sunlight generation device using Fresnel lens - Google Patents

Sunlight generation device using Fresnel lens Download PDF

Info

Publication number
KR20190070374A
KR20190070374A KR1020170170296A KR20170170296A KR20190070374A KR 20190070374 A KR20190070374 A KR 20190070374A KR 1020170170296 A KR1020170170296 A KR 1020170170296A KR 20170170296 A KR20170170296 A KR 20170170296A KR 20190070374 A KR20190070374 A KR 20190070374A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
working fluid
heat
solar
temperature cylinder
fresnel lens
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
KR1020170170296A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이종식
김민학
이용범
신기욱
Original Assignee
이종식
이용범
신기욱
김민학
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 이종식, 이용범, 신기욱, 김민학 filed Critical 이종식
Priority to KR1020170170296A priority Critical patent/KR20190070374A/en
Publication of KR20190070374A publication Critical patent/KR20190070374A/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • F24S23/31Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02GHOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G1/00Hot gas positive-displacement engine plants
    • F02G1/04Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type
    • F02G1/043Hot gas positive-displacement engine plants of closed-cycle type the engine being operated by expansion and contraction of a mass of working gas which is heated and cooled in one of a plurality of constantly communicating expansible chambers, e.g. Stirling cycle type engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44Heat exchange systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치에 관한 것이다. 이는, 고온실린더부 및 저온실린더부를 갖는 스털링엔진과; 상기 스털링엔진의 출력축에 연결되는 발전부와; 프레넬 렌즈부와; 상기 프레넬 렌즈부에 의해 가열되며 스털링엔진 내의 작동유체를 가열하는 태양열수집 및 축열부를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치는, 스터링엔진의 고온실린더부로 이동하는 작동유체를 그 내부로 통과시키는 태양열수집 및 축열부를 구비하고, 프레넬렌즈로 다수의 가열점을 형성하여 태양열수집부를 가열하므로, 작동유체를 매우 짧은 시간에 고온으로 가열할 수 있고, 더 나아가 모세관을 이용해 작동유체의 표면적을 최대한 확장시켜 더욱 신속한 가열이 가능하므로, 스터링엔진의 기계효율을 증가시킴은 물론 특히 출력축의 알피엠을 크게 상승시킬 수 있어, 고속 회전에 따른 발전효율을 상승시킬 수 있다. 또한, 프레넬렌즈를 통해 얻은 태양 에너지를, 축열부 내의 축열물질에 저장하여, 필요시 사용할 수 있으므로, 구름으로 인해 태양광이 차단되거나 또는 일몰 후에도 전력을 생산할 수 있어 전력생산 시간대를 연장할 수 있다.
The present invention relates to a solar power generation apparatus using a Fresnel lens. Comprising: a Stirling engine having a high temperature cylinder part and a low temperature cylinder part; A generator connected to the output shaft of the Stirling engine; A Fresnel lens portion; And a solar collecting and storing section for heating the working fluid in the Stirling engine heated by the Fresnel lens section.
The photovoltaic device using the Fresnel lens according to the present invention as described above has a solar collecting and storing part for passing a working fluid moving to the high temperature cylinder part of the stirling engine into the inside thereof, So that the working fluid can be heated to a high temperature in a very short time, and furthermore, the capillary can be used to expand the surface area of the working fluid as much as possible, In particular, it is possible to greatly increase the output shaft's arpeggio, and thus the power generation efficiency due to high-speed rotation can be increased. In addition, since the solar energy obtained through the Fresnel lens can be stored in the heat storage material in the heat storage portion and used when necessary, the solar power can be cut off due to the cloud or the power can be produced even after sunset, have.

Description

프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치{Sunlight generation device using Fresnel lens}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a photovoltaic device using a Fresnel lens,

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프레넬렌즈를 통해 집광된 열에너지를 스터링엔진의 구동원으로 사용함으로써 효율적인 전력 생산이 가능한 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar power generation apparatus, and more particularly, to a solar power generation apparatus using a Fresnel lens capable of efficiently generating electric power by using heat energy condensed through a Fresnel lens as a driving source of a stirling engine.

태양에너지를 이용한 전력 생산은 화력발전이나 원자력발전 같은 대규모 발전설비를 필요로 하지 않으며 소음과 공해가 없어 소규모 발전이 가능한 특징을 갖는다. Power generation using solar energy does not require large-scale power generation facilities such as thermal power generation and nuclear power generation, and it is characterized by small power generation without noise and pollution.

이러한 태양에너지 이용 발전에는, 잘 알려진 바와 같이, 태양광 발전과 태양열 발전이 있는데, 태양광 발전은, 태양광을 전기에너지로 변환 사용하는 솔라셀모듈을 이용해 전력을 생산하는 것이고, 태양열 발전은 태양열을 집열하고 집열된 에너지로 터빈을 돌려 전력을 생산하는 시스템이다.As is well known, there are solar power generation and solar power generation, and solar power generation is a power generation using solar cell module that converts sunlight into electric energy, And the turbine is rotated by the collected energy to produce electric power.

한편, 태양열을 이용해 전력을 생산하는 여러 발전장치 중, 스털링엔진을 응용하는 기술도 제안된 바 있다. (국내 등록특허공보 제10-1133043호 : 스털링 엔진을 이용한 발전장치)On the other hand, among the various power generation devices that generate electricity using solar heat, a technique of applying a Stirling engine has been proposed. (Korean Patent Registration No. 10-1133043: Power generation apparatus using a Stirling engine)

상기 스털링엔진은, 유도파이프로 연결된 두 개의 실린더와, 각 실린더 내부에서 왕복 운동하되 90도의 위상차를 갖는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되며 축회전 하는 구동샤프트의 기본 구성을 갖는다. 아울러 상기 실린더와 유도파이프의 내부에는 작동가스가 밀봉되어 있다. 상기 작동가스는 두 개의 실린더를 왕복하며 가열과 냉각을 반복한다.The Stirling engine has a basic configuration of two cylinders connected by induction pipes, a piston reciprocating within each cylinder, a piston having a phase difference of 90 degrees, and a drive shaft connected to the piston and rotating axially. The working gas is sealed inside the cylinder and the induction pipe. The operating gas reciprocates between the two cylinders and repeats heating and cooling.

스털링엔진은 작동 사이클에, 폭발행정이 없어 진동이나 소음이 적으며, 특히 두 개의 실린더 중 고온실린더부만 가열하면 동작이 이루어지므로, 다양한 종류의 열원을 사용할 수 있다. 가령 태양열을 열원으로 사용할 수도 있는 것이다.The Stirling engine has a few cycles of operation, no explosion stroke, so it has low vibration and noise. Especially, it works when only the high temperature cylinder part of two cylinders is heated, so various kinds of heat sources can be used. For example, solar heat can be used as a heat source.

상기한 스털링 엔진을 이용한 종래의 발전장치는, 볼록렌즈와 오목렌즈를 이용하여 가열챔버 내부의 기체를 가열하고, 가열된 기체를 직렬로 배치되어 있는 스털링엔진의 실린더로 전달하여 회전력을 출력하는 구조를 갖는다. The conventional power generation apparatus using the Stirling engine has a structure in which a gas inside a heating chamber is heated by using a convex lens and a concave lens and the heated gas is transmitted to a cylinder of a Stirling engine arranged in series to output a rotational force .

하지만, 그 구조가 지나치게 복잡하고, 특히 네 개의 스털링엔진을 직렬 배치하므로, 가령 마지막 스털링엔진에는 충분한 열이 도달하지 않는다. 각 스털링엔진의 출력이 다를 수밖에 없어 전체적인 효율이 떨어지는 것이다.However, the structure is overly complicated, especially since four Stirling engines are placed in series, such that the last Stirling engine does not reach enough heat. The output of each Stirling engine must be different and the overall efficiency is inferior.

국내 등록특허공보 제10-1017891호 (태양에너지를 이용한 열병합발전장치)Korean Patent Registration No. 10-1017891 (cogeneration device using solar energy) 국내 등록특허공보 제10-1133043호 (스털링 엔진을 이용한 발전장치)Korean Patent Registration No. 10-1133043 (power generation apparatus using a Stirling engine)

본 발명은 프레넬 렌즈를 이용해 스터링 엔진을 고출력으로 운전시키므로, 고속 회전에 따른 고효율 발전을 구현할 수 있는 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치를 제공함에 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a photovoltaic generator using a Fresnel lens capable of realizing high efficiency generation by high-speed rotation because the Stirling engine is operated at high output using a Fresnel lens.

또한 본 발명은, 프레넬렌즈를 통해 얻은 태양 에너지를 저장하여 필요시 사용할 수 있으므로 전력생산 시간대를 연장할 수 있는, 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치를 제공함에 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation apparatus using a Fresnel lens which can extend the power generation time because solar energy obtained through the Fresnel lens can be stored and used when necessary.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치는, 고온실린더부 및 저온실린더부와, 상기 고온실린더부 및 저온실린더부의 사이에 구비되며 그 내부에 밀봉 수용되어 있는 작동유체를 가이드하여 작동유체가 고온실린더부와 저온실린더부를 왕복하게 하는 작동유체유도수단과, 상기 고온실린더부 및 저온실린더부의 작동시 축회전하며 외부로 회전력을 전달하는 출력축을 구비한 스털링엔진과; 상기 스털링엔진의 출력축에 연결되며 출력축의 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전부와; 외부로부터 전달된 태양에너지를, 상기 작동유체에 가하여, 작동유체가 가열된 상태로 고온실린더부로 이동하게 하는 태양열수집 및 축열부와; 상기 태양열수집 및 축열부에 태양에너지를 전달하여 작동유체가 가열되게 하는 프레넬 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a solar photovoltaic device using a Fresnel lens, including a high-temperature cylinder and a low-temperature cylinder, a working fluid disposed between the high-temperature cylinder and the low- A working fluid guiding means for guiding the operating fluid to reciprocate between the high temperature cylinder portion and the low temperature cylinder portion; a Stirling engine having an output shaft for rotating the high temperature cylinder portion and the low temperature cylinder portion while rotating axially and transmitting rotational force to the outside; A generator connected to the output shaft of the Stirling engine and generating power by receiving a rotational force of an output shaft; A solar collecting and storing part for applying solar energy delivered from outside to the working fluid to cause the working fluid to move to the hot cylinder part in a heated state; And a Fresnel lens unit for transmitting solar energy to the solar collecting and storing unit to heat the working fluid.

또한, 상기 프레넬 렌즈부는; 다수의 렌즈장착공이 형성되어 있는 렌즈프레임과, 상기 렌즈프레임의 각 렌즈장착공에 장착되며, 태양광을 통과시켜, 상기 태양열수집부 및 축열부에 다수의 광촛점을 형성하는 다수의 프레넬렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.The Fresnel lens unit may further include: A plurality of Fresnel lenses mounted on respective lens mounting holes of the lens frame and passing sunlight to form a plurality of optical focal points in the solar collector and the heat storage unit; And a control unit.

아울러, 상기 태양열수집 및 축열부는; 상기 프레넬 렌즈부로부터 태양열에너지를 전달받아 가열되는 집열케이스와, 상기 집열케이스의 내부에 배치되며, 상기 작동유체를 그 내부로 통과시키는 다수의 모세관으로 이루어진 모세관플레이트와, 상기 집열케이스의 내부에 충전되며, 상기 모세관플레이트를 감싼 상태로 모세관플레이트를 가열함과 동시에 태양에너지를 자체적으로 저장하는 축열물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solar collecting and storing unit may include: A capillary plate disposed inside the heat collecting case and having a plurality of capillaries for passing the working fluid through the capillary plate; And a heat storage material which heats the capillary plate while enclosing the capillary plate and stores solar energy itself.

또한, 상기 태양열수집 및 축열부는; 상기 프레넬 렌즈부로부터 전달된 열에너지에 의해 가열되는 집열블록과, 상기 집열블록에 면접하며 길이방향으로 연장되고 그 내부에 축열물질을 수용하는 다수의 축열튜브와, 상기 각 축열튜브에 내장되되, 그 양단부가 축열튜브의 외부로 연장되며, 상기 작동유체를 그 내부로 통과시키며 가열되도록 하는 다수의 모세관을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the solar collecting and storing unit may include: A heat collecting block which is heated by the heat energy transferred from the Fresnel lens portion; a plurality of heat storage tubes extending in the length direction in the heat collecting block to receive a heat storage material therein; And a plurality of capillaries, both ends of which extend to the outside of the heat storage tube and allow the working fluid to pass therethrough and to be heated.

또한, 상기 작동유체유도수단은; 길이방향으로 연장되며 그 일단부가 상기 저온실린더부에 연통하고, 저온실린더부로부터 유출되는 작동유체를 그 내부로 유도하는 제1유도파이프와, 길이방향으로 연장되며 그 일단부가 상기 고온실린더부에 연통하고, 고온실린더로 유입하는 작동유체를 그 내부로 유도하는 제2유도파이프를 포함하고, 상기 태양열수집 및 축열부는; 상기 제1유도파이프 및 제2유도파이프의 연장단부를 연결하며, 제1유도파이프를 통해 유출하는 작동유체를 그 내부를 통과시켜 제2유도파이프로 유도하는 다수의 모세관과, 상기 모세관을 수용하며 상기 프레넬 렌즈부로부터 태양열에너지를 전달받아 가열되는 집열케이스와, 상기 집열케이스의 내부에, 모세관을 감싸도록 충전되며, 집열케이스로부터 전달된 태양열에너지를 모세관에 전달함과 동시에 자체적으로 축열하는 축열물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the working fluid guiding means comprises: A first induction pipe extending in the longitudinal direction and having one end communicating with the low temperature cylinder part and guiding the working fluid flowing out from the low temperature cylinder part into the inside thereof; And a second induction pipe for guiding a working fluid flowing into the high temperature cylinder into the heat collecting and storing unit; A plurality of capillaries connecting the extension ends of the first induction pipe and the second induction pipe and guiding the working fluid flowing through the first induction pipe through the inside thereof to the second induction pipe; A heat collecting case which is heated by receiving the solar energy from the Fresnel lens part and a heat storage case which is filled in the heat collecting case so as to surround the capillary and transfers the solar heat energy transferred from the heat collecting case to the capillary, And the like.

또한, 상기 축열물질에는, 알루미나 소디움 클로라이드가 포함되는 것을 특징으로 한다.Further, the heat storage material includes alumina sodium chloride.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치는, 스터링엔진의 고온실린더부로 이동하는 작동유체를 그 내부로 통과시키는 태양열수집 및 축열부를 구비하고, 프레넬렌즈로 다수의 가열점을 형성하여 태양열수집부를 가열하므로, 작동유체를 매우 짧은 시간에 고온으로 가열할 수 있고, 더 나아가 모세관을 이용해 작동유체의 표면적을 최대한 확장시켜 더욱 신속한 가열이 가능하므로, 스터링엔진의 기계효율을 증가시킴은 물론 특히 출력축의 알피엠을 크게 상승시킬 수 있어, 고속 회전에 따른 발전효율을 상승시킬 수 있다.The photovoltaic device using the Fresnel lens according to the present invention as described above has a solar collecting and storing part for passing a working fluid moving to the high temperature cylinder part of the stirling engine into the inside thereof, So that the working fluid can be heated to a high temperature in a very short time, and furthermore, the capillary can be used to expand the surface area of the working fluid as much as possible, In particular, it is possible to greatly increase the output shaft's arpeggio, and thus the power generation efficiency due to high-speed rotation can be increased.

또한, 프레넬렌즈를 통해 얻은 태양 에너지를, 축열부 내의 축열물질에 저장하여, 필요시 사용할 수 있으므로, 구름으로 인해 태양광이 차단되거나 또는 일몰 후에도 전력을 생산할 수 있어 전력생산 시간대를 연장할 수 있다.In addition, since the solar energy obtained through the Fresnel lens can be stored in the heat storage material in the heat storage portion and used when necessary, the solar power can be cut off due to the cloud or the power can be produced even after sunset, have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치의 기본 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치에 사용될 수 있는 프레넬렌즈부의 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 상기 도 1에 도시한 태양광 발전장치의 일 구현예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치에 적용할 수 있는 태양열 수집 및 축열부의 구조도이다.
도 5는 상기 도 4에 도시한 태양열 수집 및 축열부의 분해 사시도이다.
도 6은 상기 도 5에 도시한 충전튜브의 내부 구성을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치의 다른 예를 도시한 측면도이다.
도 8은 상기 도 7에 도시한 모세관번들을 따로 도시한 사시도이다.
FIG. 1 is a view for explaining a basic configuration of a photovoltaic generator using a Fresnel lens according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a structure of a Fresnel lens unit which can be used in a solar power generation apparatus using a Fresnel lens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing an embodiment of the photovoltaic device shown in FIG.
4 is a structural view of a solar collecting and storing unit applicable to a solar power generating apparatus using a Fresnel lens according to an embodiment of the present invention.
5 is an exploded perspective view of the solar heat collecting and storing portion shown in FIG.
6 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the filling tube shown in FIG.
7 is a side view showing another example of the photovoltaic device using the Fresnel lens according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing the capillary bundle shown in FIG. 7 separately.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, one embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

후술할 본 실시예에 따른 태양광 발전장치는, 스터링엔진과 프레넬렌즈와 태양열 수집 및 축열부를 조합 구성했을 때, 매우 큰 시너지 효과를 얻을 수 있다는 견해에 기초하고 있다. 특히 다수의 프레넬렌즈를 격자형 패턴으로 배치하여, 광조사부, 즉, 가열대상면에 다수의 광촛점을 편중됨 없이 형성함으로서, 가열대상면을 매우 신속히 가열할 수 있다. 상기 광조사부는 가열점이기 때문이다. The photovoltaic device according to this embodiment, which will be described later, is based on the view that a very great synergy effect can be obtained when the stirling engine, the Fresnel lens, and the solar collecting and storing unit are combined. In particular, by arranging a plurality of Fresnel lenses in a lattice-like pattern and forming a plurality of light-focusing portions on the light-irradiating portion, that is, the surface to be heated, the surface to be heated can be heated very quickly. This is because the light irradiation portion is a heating point.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레넬렌즈를 이용한 태양광 발전장치의 기본 구성을 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining a basic configuration of a solar power generation apparatus using a Fresnel lens according to an embodiment of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 프레넬렌즈를 이용한 태양광 발전장치(10)는, 고온실린더부(32)와 저온실린더부(33)를 갖는 스터링엔진(31)과, 상기 스터링엔진(31)에 연결되며 스터링엔진(31)을 구동하는 태양열수집 및 축열부(35,41)와, 상기 태양열수집 및 축열부(35,41)를 가열하는 프레넬렌즈부(20)를 포함한다.As shown in the figure, the photovoltaic device 10 using the Fresnel lens according to the present embodiment includes a stirling engine 31 having a high-temperature cylinder portion 32 and a low-temperature cylinder portion 33, 31 and a Fresnel lens unit 20 for heating the solar collecting and storing units 35, 41. The solar collecting and storing unit 35, 41 drives the stuttering engine 31,

상기 고온실린더부(32)와 저온실린더부(33)는 작동유체유도수단으로서의 유도파이프(37)로 연결되어 있다. 상기 고온실린더부(32)의 실린더(32a)와 저온실린더부(33)의 실린더(33a)와 유도파이프(37)의 내부에는 작동유체가 밀봉되어 있다. 상기 작동유체는 공기나 수소 또는 헬륨일 수 있다.The high temperature cylinder part 32 and the low temperature cylinder part 33 are connected to each other by a guide pipe 37 serving as a working fluid guiding means. A working fluid is sealed inside the cylinder 32a of the high temperature cylinder portion 32 and the cylinder 33a of the low temperature cylinder portion 33 and the induction pipe 37. The working fluid may be air, hydrogen or helium.

상기 작동유체는 고온실린더부(32) 내에서 가열 팽창되어 고온실린더부(32) 내부의 피스톤(32b)을 이동시키고, 저온실린더부(33)는 고온실린더부(32)에서 작용을 마친 작동유체를 받아 작동유체가 별도의 냉각수단에 의해 냉각되도록 한다. 이러한 작동 메카니즘을 일반적인 스터링엔진과 같다.The working fluid is heated and expanded in the high temperature cylinder part 32 to move the piston 32b in the high temperature cylinder part 32 and the low temperature cylinder part 33 is moved in the high temperature cylinder part 32, So that the working fluid is cooled by the separate cooling means. This operating mechanism is the same as a conventional Stirling engine.

아울러, 상기 고온실린더부(32)와 저온실린더부(33)의 작동시, 출력축(39)이 축회전하며 연결되어 있는 발전부(50)를 구동한다. 발전부(50)의 구동에 의해 전력이 생산됨은 당연하다.When the high temperature cylinder 32 and the low temperature cylinder 33 are operated, the output shaft 39 rotates and drives the generator 50 connected thereto. It is a matter of course that electric power is produced by driving the power generation section 50.

상기 스터링엔진(31)에 있어서, 고온실린더부(32) 내부로 압입되는 작동유체의 팽창력이 클수록 또한 팽창속도가 빠를수록, 출력축(39)의 알피엠과 출력 토크가 커진다. 즉 스터링엔진(31)의 기계적 효율이 증대될수록 전력생산량이 늘어난다.In the stirling engine 31, as the expansion force of the working fluid press-fitted into the high-temperature cylinder portion 32 is greater and the expansion speed is higher, the output torque of the output shaft 39 becomes larger. That is, as the mechanical efficiency of the stirling engine 31 is increased, the amount of electric power produced increases.

본 실시예에서의 태양열수집 및 축열부(35)와 프레넬렌즈부(20)가, 스터링엔진(31)의 기계적 효율을 증대시키는 역할을 한다. 즉, 고온실린더부(32)로 이동하는 작동유체를 매우 신속하게 가열함으로써 출력축(39)의 출력에너지를 상승시키는 것이다. The solar collecting and storing portion 35 and the Fresnel lens portion 20 in the present embodiment serve to increase the mechanical efficiency of the stirling engine 31. [ That is, the working fluid moving to the high-temperature cylinder portion 32 is heated very quickly to raise the output energy of the output shaft 39.

상기한 기능을 수행할 수 있는 한, 태양열수집 및 출력부(35)의 구성과 개별 메카니즘을 얼마든지 달라질 수 있다. 본 실시예에서의 태양열수집 및 출력부(35)에 관한 설명은 후술하기로 한다.As long as the above function can be performed, the configuration and the individual mechanism of the solar collecting and outputting unit 35 can be variously changed. The solar collecting and outputting unit 35 in this embodiment will be described later.

한편, 상기 프레넬렌즈부(20)는, 태양으로부터 조사된 태양광을 통과시키며 집속하여 태양열수집 및 축열부(35)로 조사한다. 즉 프레넬렌즈부(20)에 의해 구현된 광촛점이, 상기 태양열수집부 및 축열부(35)의 표면에 맺히게 되는 것이다. 상기 프레넬렌즈부(20)에 의해 태양열수집 및 축열부(35)가 가열되는 것이다.On the other hand, the Fresnel lens unit 20 passes sunlight irradiated from the sun and collects the sunlight to irradiate the sunlight collecting and storage unit 35. That is, the focal point realized by the Fresnel lens unit 20, is formed on the surface of the solar collecting unit and the heat storage unit 35. [ And the solar heat collecting and storing portion 35 is heated by the Fresnel lens portion 20.

도 2는 상기 도 1에 도시한 프레넬렌즈부(20)의 구조를 도시한 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the structure of the Fresnel lens portion 20 shown in FIG.

도시한 바와 같이, 상기 프레넬렌즈부(20)는, 다수의 렌즈장착공(21a)이 형성되어 있는 렌즈프레임(21)과, 상기 각 렌즈장착공(21a)에 장착되는 다수의 프레넬렌즈(22)를 포함한다.The Fresnel lens unit 20 includes a lens frame 21 having a plurality of lens mounting holes 21a and a plurality of Fresnel lenses 21a mounted on the respective lens mounting holes 21a, (22).

상기 렌즈프레임(21)은 적절한 구동 및 지지수단을 통해 태양열수집 및 축열부(35)의 상공에 배치된다. 시간에 따른 태양의 각도변화에 따라 렌즈프레임(21)의 방위나 각도도 변경됨은 당연하다.The lens frame 21 is disposed above the solar collecting and storing portion 35 through appropriate driving and supporting means. It is natural that the orientation and the angle of the lens frame 21 are changed in accordance with the change of the angle of the sun with time.

상기 렌즈프레임(21)에 형성되어 있는 개별 렌즈장착공(21a)은 사각형의 형태를 취하며 9개가 격자형 패턴을 이룬다. 이와 같이, 프레넬렌즈(22)가 격자의 패턴으로 배열되므로 태양열수집 및 축열부(35) 표면에는 광촛점이 X-Y패턴으로 형성된다. 말하자면 프레넬렌즈(22)가 9개 이므로, 9개의 광촛점이 격자 패턴으로 맺히는 것이다.The individual lens mounting holes 21a formed in the lens frame 21 take the form of a quadrangle and nine of them form a lattice pattern. As described above, since the Fresnel lens 22 is arranged in a lattice pattern, the light focus is formed in the XY pattern on the surface of the solar collecting and storing portion 35. That is to say, since there are nine Fresnel lenses 22, nine optical focal points are formed in a lattice pattern.

아울러 각 렌즈장착공(21a)의 내측부에는 지지턱(21b)이 마련된다. 상기 지지턱(21b)은 프레넬렌즈(22)의 테두리부를 받쳐 고정하는 역할을 한다. 도 2에서는 9개의 사각형 프레넬렌즈(22)가 적용되었지만, 프레넬렌즈(22)의 적용 개수나 규격은 필요에 따라 달라질 수 있다.In addition, a support step 21b is provided on the inner side of each lens mounting hole 21a. The support jaw 21b serves to support and fix the rim of the Fresnel lens 22. [ In Fig. 2, nine rectangular Fresnel lenses 22 are applied, but the number and specifications of the Fresnel lens 22 may be varied as needed.

도 3은 상기 도 1에 도시한 태양광 발전장치의 일 구현예를 도시한 도면이다. 도 3에는 스터링엔진(31)이 보다 디테일하게 도시되어 있다. 참고로 스터링엔진(31)에는, 작동 메카니즘에 따라, 알파형 베타형 감마형 등 여러 종류가 있으며 내부 구성도 제각기 다르다. 도3은 알파형 스터링엔진이다.FIG. 3 is a view showing an embodiment of the photovoltaic device shown in FIG. 3 shows the stirling engine 31 in more detail. For reference, the stirling engine 31 has various types such as an alpha-type beta-type gamma-type and an internal configuration depending on an operation mechanism. 3 is an alpha-type stuttering engine.

도시한 바와 같이, 스터링엔진(31)의 고온실린더부(32)는, 실린더(32a)와, 상기 실린더(32a)의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤(32b)과, 상기 피스톤(32b)과 출력축(39)을 연결하는 커넥팅로드(32c)를 포함한다.As shown in the figure, the high-temperature cylinder portion 32 of the stirling engine 31 includes a cylinder 32a, a piston 32b reciprocating in the cylinder 32a, a piston 32b reciprocating in the cylinder 32a, 39 for connecting the connecting rod 32c.

특히 상기 실린더(32a)는, 태양열수집 및 축열부(35)에 의해 가열된 작동유체를 받아들여 피스톤(32b)을 왕복 운동한다. 사실 상기 작동유체는 태양열수집 및 축열부(35)를 통과하면서 먼저 가열되고, 실린더(32a)의 내부에 진입한 상태로도 가열될 수 있다. 이러한 작동유체의 가열부위는 태양열수집 및 축열부(35)의 구조에 따라 달라진다.Particularly, the cylinder 32a receives the working fluid heated by the solar collecting and storing part 35 and reciprocates the piston 32b. In fact, the working fluid may be heated while passing through the solar collecting and storing portion 35, and may be heated while entering the inside of the cylinder 32a. The heating portion of the working fluid depends on the structure of the solar collecting and storing portion 35.

아울러, 상기 저온실린더부(33)는, 실린더(33a)와, 상기 실린더(33a)의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤(33b)과, 상기 피스톤(33b)과 출력축(39)을 연결하는 커넥팅로드(33c)를 포함한다. The low temperature cylinder portion 33 includes a cylinder 33a and a piston 33b reciprocating in the cylinder 33a and a connecting rod 34b connecting the piston 33b and the output shaft 39 33c.

고온측 피스톤(32b)과 저온측 피스톤(33b)은 90도의 위상차를 가지며 왕복운동하여 출력축(39)을 축회전시킨다. 일반적인 내연기관과 마찬가지로 피스톤의 속도가 빠를수록 출력축(39)의 알피엠도 증가한다.The high temperature side piston 32b and the low temperature side piston 33b reciprocate with the phase difference of 90 degrees to rotate the output shaft 39 axially. As the speed of the piston is increased, the speed of the output shaft 39 increases as the speed of the internal combustion engine increases.

아울러 상기 저온실린더부(33)의 측부에는 열교환부(34)가 배치된다. 상기 열교환부(34)는 작동유체를 냉각하기 위한 것이다. 작동유체의 온도가 낮아야 실린더(32a) 내부에서의 팽창효율이 증가함은 물론이다.A heat exchanger (34) is disposed on the side of the low temperature cylinder (33). The heat exchanger (34) is for cooling the working fluid. It is a matter of course that the expansion efficiency in the cylinder 32a is increased if the temperature of the working fluid is low.

한편, 상기 태양열수집 및 축열부(35)는, 상기 스터링엔진(31)의 상부를 대략 커버하는 집열케이스(35a)와, 상기 집열케이스(35a)의 내부에 수용되는 모세관플레이트(35c)와, 상기 모세관플레이트(35c)를 감싼 상태로 집열케이스(35a) 내부에 채워지는 축열물질(35b)을 포함한다.The solar collecting and storing unit 35 includes a collecting case 35a that substantially covers the upper portion of the stirling engine 31, a capillary plate 35c accommodated in the collecting case 35a, And a heat storage material 35b filled in the heat collecting case 35a while the capillary plate 35c is being wrapped.

상기 축열물질은, 알루미나 소디움 클로라이드나 이와 유사한 물성을 갖는 다른 원료를 적용할 수 있다.The heat storage material may be alumina sodium chloride or other materials having similar physical properties.

상기 모세관플레이트(35c)는, 그 양단이 개방된 매우 가는 직선형 중공튜브인 모세관(35p) 집합체이다. 상기 모세관(35p)은 평판상으로 배치되어, 말하자면, 세워져 있는 플레이트의 형태를 취한다. The capillary plate 35c is an aggregate of capillary tubes 35p, which is a very thin straight tube with both ends open. The capillary 35p is arranged in a flat plate shape, that is, in the form of a standing plate.

아울러 상기 모세관플레이트(35c)의 양측부에는 유도로(35k,35m)가 마련되어 있다. 상기 유도로(35k,35m)는 스터링엔진(31) 내부의 작동유체를 고온실린더부(32)와 저온실린더부(33)로 유도하는 작동유체유도수단이다.At both sides of the capillary plate 35c, guide passages 35k and 35m are provided. The induction furnaces 35k and 35m are working fluid inducing means for guiding the working fluid inside the stirling engine 31 to the high temperature cylinder portion 32 and the low temperature cylinder portion 33. [

상기 두 개의 유도로(35k,35m) 중 우측의 유도로(35k)는 열교환부(34)를 통과하며 냉각된 작동유체를 모세관플레이트(35c)로 유도하는 통로이다. 또한 좌측 유도로(35m)는 모세관플레이트(35c)를 통과하며 가열된 작동유체를 실린더(32a)의 내부로 유도하는 통로이다. 작동유체는 모세관플레이트(35c)를 통해, 고온실린더부(32)와 저온실린더부(33)를 왕복하는 것이다.The right induction passage 35k of the two induction passages 35k and 35m is a passage for guiding the cooled working fluid to the capillary plate 35c through the heat exchanging portion 34. [ The left guide path 35m is a passage for guiding the heated working fluid to the inside of the cylinder 32a through the capillary plate 35c. The working fluid is passed through the capillary plate 35c and between the high temperature cylinder portion 32 and the low temperature cylinder portion 33. [

상기 집열케이스(35a)는 일정두께를 갖는 금속판으로서, 그 표면에, 상기 프레넬렌즈부(20)로부터 조사된 광촛점이 맺힌다. 프레넬렌즈부(20)에 의해 가열되는 것이다.The heat collecting case 35a is a metal plate having a predetermined thickness, and a light focus irradiated from the Fresnel lens portion 20 is formed on the surface thereof. And is heated by the Fresnel lens portion 20.

아울러, 상기 축열물질(35b)은 집열케이스(35a)의 내부에 충전된 상태로 집열케이스(35a)를 통해 태양열에너지를 전달받아 가열된다. 상기 축열물질(35b)의 열은 모세관플레이트(35c)로 전달되어 작동유체를 가열하는데 사용된다. 특히 축열물질(35b)은 그 자체에 열을 축열 하는 성질을 가지므로, 가령 일몰 후 또는 기상조건에 따라 태양광이 약할 때 사용된다. 상기 축열물질(35b)에 의해 발전장치(10)의 전력생산 시간대가 확장되는 것이다.In addition, the heat storage material 35b is heated by receiving the solar energy through the heat collection case 35a in a state of being filled in the heat collection case 35a. The heat of the heat storage material 35b is transferred to the capillary plate 35c and used to heat the working fluid. Particularly, the heat storage material 35b has a property of storing heat in itself, and therefore is used when the sunlight is weak after sunset or depending on weather conditions. The power generation time zone of the power generation device 10 is extended by the heat storage material 35b.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치(10)에 적용할 수 있는 다른 타입의 태양열 수집 및 축열부의 구조도이고, 도 5는 상기 도 4에 도시한 태양열 수집 및 축열부의 분해 사시도이다. 또한, 도 6은 상기 도 5에 도시한 충전튜브의 내부 구성을 도시한 단면도이다.4 is a structural view of another type of solar collecting and storing unit applicable to the solar cell generator 10 using the Fresnel lens according to the embodiment of the present invention. And a heat storage unit. 6 is a cross-sectional view showing the internal configuration of the filling tube shown in FIG.

도 4 내지 도 6에 도시한 타입의 태양열수집 및 축열부(35)는, 일정두께를 갖는 블록의 형태를 취하며 그 저면에 다수의 수용홈(35e)이 마련되어 있는 집열블록(35d)과, 상기 수용홈(35e)의 내부에 삽입되며 면접하는 다수의 축열튜브(35n)와, 상기 축열튜브(35n)의 내부에 채워지는 축열물질(35b)와, 상기 각 축열튜브(35n)을 통과하는 모세관(37a)과, 각 모세관의 양단부에 이어지는 분배헤더(38)를 포함한다.The solar collecting and storing unit 35 of the type shown in Figs. 4 to 6 includes a collecting block 35d having a plurality of receiving grooves 35e on its bottom surface in the form of a block having a predetermined thickness, A plurality of heat storage tubes 35n to be inserted into and to be inserted into the receiving groove 35e, a heat storage material 35b to be filled in the heat storage tubes 35n, And includes a capillary tube 37a and a distribution header 38 extending to both ends of each capillary tube.

먼저, 상기 집열블록(35d)은 열전도성이 뛰어난 금속으로 제작되며 그 상면에 보조집열판(35f)을 갖는다. 상기 보조집열판(35f)은 일정두께를 갖는 플레이트형 부재로서, 상기 프레넬렌즈부(20)로부터 조사된 태양열에너지를 받아 집열블록(35d)으로 전달한다. 상기 보조집열판(35f)과 집열블록(35d)은 동일한 재질을 가질 수 있다. First, the heat collecting block 35d is made of a metal having excellent thermal conductivity and has an auxiliary heat collecting plate 35f on its upper surface. The auxiliary heat collecting plate 35f is a plate-shaped member having a predetermined thickness, and receives the solar heat energy irradiated from the Fresnel lens unit 20 and transfers it to the heat collecting block 35d. The auxiliary collecting plate 35f and the collecting block 35d may have the same material.

상기 보조집열판(35f)은 집열블록(35d)의 표면을 커버하여 보호하는 역할을 한다. 가령, 과도한 열에너지가 가해져 집열블록(35d)의 표면이 국부적으로 녹는 멜팅현상이 발생할 수 있는데, 상기 멜팅현상에 의해 집열블록(35d)이 손상되는 것을 막는 것이다. 집열블록(35d)에 국부적 멜팅현상이 발생하는 온도라면, 보조집열판(35f)도 당연히 국부적 멜팅에 의해 손상된다. The auxiliary heat collecting plate 35f covers and protects the surface of the heat collecting block 35d. For example, excessive heat energy may be applied to melt the surface of the heat collecting block 35d locally, thereby preventing the heat collecting block 35d from being damaged by the melting phenomenon. If the localized melting phenomenon occurs in the heat collecting block 35d, the auxiliary heat collecting plate 35f is naturally damaged by local melting.

그럼에도 불구하고 보조집열판(35f)을 적용하는 이유는, 손상되더라도 집열블록(35d) 대신 보조집열판(35f)이 손상되도록 하는 것이다. 보조집열판(35f)은 교체하기가 매우 간단하므로 보조집열판(35f)을 소모품으로 사용하는 것이다.Nevertheless, the reason why the auxiliary heat collecting plate 35f is applied is that the auxiliary heat collecting plate 35f is damaged instead of the heat collecting block 35d even if it is damaged. Since the auxiliary heat collecting plate 35f is very simple to replace, the auxiliary collecting plate 35f is used as a consumable.

상기 축열튜브(35n)는 길이방향으로 연장된 중공형 부재로서, 각 수용홈(35e)의 내부에 삽입 고정된다. 상기 축열튜브(35n)의 외주면이 수용홈(35e)의 내주면에 면접함은 물론이다.The heat storage tube 35n is a hollow member extending in the longitudinal direction and is inserted and fixed in each receiving groove 35e. It goes without saying that the outer circumferential surface of the heat storage tube 35n is interposed on the inner circumferential surface of the receiving groove 35e.

상기 축열튜브(35n)는 일정직경을 가지며 길이방향으로 연장되고 양단부가 막혀있는 부재로서, 그 내부에 축열물질(35b)을 수용한다. 상기 축열물질(35b)은 집열블록(35d)을 통해 내려온 열에너지를 저장하는 한편 모세관(37a)에 전달하여 모세관(37a)을 가열한다.The heat storage tube (35n) is a member having a certain diameter and extending in the longitudinal direction and having both ends clogged, and accommodates the heat storage material (35b) therein. The heat storage material 35b stores heat energy that has been drawn down through the heat collection block 35d and transfers the heat energy to the capillary tube 37a to heat the capillary tube 37a.

상기 모세관(37a)은, 각 축열튜브(35n)의 내부를 길이방향으로 통과하며, 그 양단부가 축열튜브(35n) 외부로 연장된 상태로 벤딩된 구조를 갖는다. 또한 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 모세관(37a)에는 다수의 전열핀(37b)이 고정된다. 상기 전열핀(37b)은 축열물질(35b)로부터 보다 많은 열에너지를 전달받기 위한 것이다.The capillary tube 37a has a structure in which the inside of each heat accumulating tube 35n passes in the longitudinal direction and both ends of the capillary tube 37a are bent outside the heat accumulating tube 35n. Further, as shown in FIG. 6, a plurality of heat transfer fins 37b are fixed to the capillary tube 37a. The heat conductive fins 37b are for receiving more heat energy from the heat storage material 35b.

또한, 상기 각 모세관(37a)의 양단부에는 분배헤더(38)가 연결된다. 상기 분배헤더(38)는 가로방향으로 연장된 파이프로서, 상기한 유도파이프(37)와 접속되어 있다.A distribution header 38 is connected to both ends of each of the capillaries 37a. The distribution header 38 is a pipe extending in the transverse direction and connected to the induction pipe 37 described above.

따라서, 상기 저온실린더부(33)로부터 배출되어 화살표 a방향으로 올라온 작동유체는, 도면상 우측 유도파이프(37)를 통과해 분배헤더(38)를 가득 채운 후, 모세관(37a)을 통해 반대편으로 이동한다. 즉, 상기 축열튜브(35n)을 통과하며 가열된 상태로 반대편 분배헤더(38)를 거쳐 유도파이프(37)를 화살표 b방향으로 빠져나가 고온실린더부(32)로 이동한다.The working fluid discharged from the low temperature cylinder portion 33 and raised in the direction of the arrow a flows through the right induction pipe 37 in the drawing to fill the distribution header 38 and then flows to the opposite side through the capillary tube 37a Move. That is, while passing through the heat storage tube 35n, the induction pipe 37 is moved in the direction of arrow b through the opposite side distribution header 38 in a heated state and moved to the hot cylinder part 32.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치(10)의 다른 예를 도시한 측면도이고, 도 8은 상기 도 7에 도시한 모세관번들(47)을 따로 도시한 사시도이다.7 is a side view showing another example of the photovoltaic device 10 using the Fresnel lens according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing the capillary bundle 47 shown in FIG. It is a perspective view.

상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.The same reference numerals as those of the above-mentioned reference numerals indicate the same members having the same function.

도 4에 도시한 발전장치(10)에서의 작동유체유도수단은 도 3을 통해 설명한 작동유체유도수단과 다른 구조를 갖는다.The working fluid guiding means in the power generator 10 shown in Fig. 4 has a different structure from the working fluid guiding means explained with reference to Fig.

도 4에 도시한 바와 같이, 작동유체유도수단으로 제1,2유도파이프(45,43)를 적용할 수도 있다.As shown in Fig. 4, the first and second induction pipes 45 and 43 may be applied as working fluid inducing means.

상기 제1유도파이프(45)는 저온실린더부(33)에 연결되며 수평방향으로 연장된 파이프로서, 저온실린더부(33)로부터 배출되는 작동유체를 수평방향으로 유도하여 태양열수집 및 축열부(35)로 보낸다.The first induction pipe 45 is connected to the low temperature cylinder part 33 and extends horizontally to guide the working fluid discharged from the low temperature cylinder part 33 in the horizontal direction to the solar collecting and storing part 35 ).

또한, 제2유도파이프(43)는 고온실린더부(32)와 연결되며 상기 저온실린더부(33)로부터 배출된 작동유체를 고온실린더부(32)로 유도한다. 특히 상기 제2유도파이프(43)는 제1유도파이프(45)의 외부에 배치된다. 이중관의 형태를 취하는 것이다.The second induction pipe 43 is connected to the high temperature cylinder part 32 and guides the working fluid discharged from the low temperature cylinder part 33 to the high temperature cylinder part 32. Particularly, the second induction pipe 43 is disposed outside the first induction pipe 45. It takes the form of a double tube.

또한, 상기 태양열수집 및 축열부(35)는, 모세관번들(47)과, 상기 모세관번들(47)을 그 내부에 수용하는 집열케이스(41a)와, 상기 집열케이스(41a)의 내부에 채워진 축열물질(35b)을 포함한다.The solar collecting and storing unit 35 includes a capillary bundle 47, a collecting case 41a for storing the capillary bundle 47 therein, and a heat collecting and storing unit 41a for storing heat accumulated in the collecting case 41a. Material 35b.

상기 모세관번들(47)은 다수의 모세관(47a)으로 이루어진 조립체이다. 상기 모세관(47a)은 도 8에 도시한 바와 같이, 다수회 벤딩되어, 일단부가 제1유도파이프(45)의 내부에 연통되며, 타단부는, 제1유도파이프(45)의 외주면과 제2유도파이프(43)의 내주면 사이에 연통한다.The capillary bundle 47 is an assembly of a plurality of capillaries 47a. 8, the capillary 47a is bended a number of times so that one end communicates with the inside of the first induction pipe 45 and the other end passes through the outer circumferential surface of the first induction pipe 45 and the second induction pipe 45, And communicates between the inner circumferential surfaces of the induction pipe (43).

결국 제2유도파이프(43)의 내부를 통해 배출된 작동유체는, 모세관(47a)을 통과해 제2유도파이프(43)와 제1유도파이프(45)의 사이공간으로 유입하여 고온실린더부(32)로 이동한다. 작동유체가 모세관(47a)을 통과하는 동안 프레넬렌즈부(20)로부터 인가된 열에너지를 받아 가열됨은 물론이다.The working fluid discharged through the interior of the second induction pipe 43 flows into the space between the second induction pipe 43 and the first induction pipe 45 through the capillary tube 47a and flows into the high temperature cylinder portion 32). It goes without saying that the working fluid is heated by receiving the thermal energy applied from the Fresnel lens portion 20 while passing through the capillary 47a.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

10:발전장치 20:프레넬렌즈부 21:렌즈프레임
21a:렌즈장착공 21b:지지턱 22:프레넬렌즈
31:스터링엔진 32:고온실린더부 32a:실린더
32b:피스톤 32c:커넥팅로드 33:저온실린더부
33a:실린더 33b:피스톤 33c:커넥팅로드
34:열교환부 35:태양열수집및축열부 35a:집열케이스
35b:축열물질 35c:모세관플레이트 35d:집열블록
35e:수용홈 35f:보조집열판 35k,35m:유도로
35n:축열튜브 35p:모세관 37:유도파이프
37a:모세관 37b:전열핀 38:분배헤더
39:출력축 41a:집열케이스 43:제2유도파이프
45:제1유도파이프 47:모세관번들 47a:모세관
50:발전부
10: power generator 20: Fresnel lens 21: lens frame
21a: Lens mounting hole 21b: Supporting jaw 22: Fresnel lens
31: Stirling engine 32: High temperature cylinder part 32a: Cylinder
32b: piston 32c: connecting rod 33: low temperature cylinder part
33a: cylinder 33b: piston 33c: connecting rod
34: heat exchanging part 35: solar collecting and storing part 35a: heat collecting case
35b: heat storage material 35c: capillary plate 35d: heat collecting block
35e: receiving groove 35f: auxiliary heat collecting plate 35k, 35m: induction furnace
35n: heat storage tube 35p: capillary tube 37: induction pipe
37a: capillary tube 37b: heating pin 38: distribution header
39: output shaft 41a: heat collecting case 43: second induction pipe
45: first induction pipe 47: capillary tube bundle 47a: capillary tube
50:

Claims (7)

고온실린더부 및 저온실린더부와, 상기 고온실린더부 및 저온실린더부의 사이에 구비되며 그 내부에 밀봉 수용되어 있는 작동유체를 가이드하여 작동유체가 고온실린더부와 저온실린더부를 왕복하게 하는 작동유체유도수단과, 상기 고온실린더부 및 저온실린더부의 작동시 축회전하며 외부로 회전력을 전달하는 출력축을 구비한 스털링엔진과;
상기 스털링엔진의 출력축에 연결되며 출력축의 회전력을 전달받아 전력을 생산하는 발전부와;
외부로부터 전달된 태양에너지를, 상기 작동유체에 가하여, 작동유체가 가열된 상태로 고온실린더부로 이동하게 하는 태양열수집 및 축열부와;
상기 태양열수집 및 축열부에 태양에너지를 전달하여 작동유체가 가열되게 하는 프레넬 렌즈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치.
And a working fluid guiding means provided between the high temperature cylinder portion and the low temperature cylinder portion for guiding a working fluid sealingly accommodated in the high temperature cylinder portion and the low temperature cylinder portion and for causing the working fluid to reciprocate between the high temperature cylinder portion and the low temperature cylinder portion, A Stirling engine having an output shaft for rotating the high-temperature cylinder part and the low-temperature cylinder part while rotating axially and transmitting a rotational force to the outside;
A generator connected to the output shaft of the Stirling engine and generating power by receiving a rotational force of an output shaft;
A solar collecting and storing part for applying solar energy delivered from outside to the working fluid to cause the working fluid to move to the hot cylinder part in a heated state;
And a Fresnel lens unit for transmitting solar energy to the solar collecting and storing unit to heat the working fluid.
제1항에 있어서,
상기 프레넬 렌즈부는;
다수의 렌즈장착공이 형성되어 있는 렌즈프레임과,
상기 렌즈프레임의 각 렌즈장착공에 장착되며, 태양광을 통과시켜, 상기 태양열수집부 및 축열부에 다수의 광촛점을 형성하는 다수의 프레넬렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치.
The method according to claim 1,
Wherein the Fresnel lens unit comprises:
A lens frame in which a plurality of lens mounting holes are formed,
And a plurality of Fresnel lenses mounted on the respective lens mounting holes of the lens frame and passing sunlight to form a plurality of optical focuses on the solar collector and the heat storage unit. Photovoltaic devices.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 태양열수집 및 축열부는;
상기 프레넬 렌즈부로부터 태양열에너지를 전달받아 가열되는 집열케이스와,
상기 집열케이스의 내부에 배치되며, 상기 작동유체를 그 내부로 통과시키는 다수의 모세관으로 이루어진 모세관플레이트와,
상기 집열케이스의 내부에 충전되며, 상기 모세관플레이트를 감싼 상태로 모세관플레이트를 가열함과 동시에 태양에너지를 자체적으로 저장하는 축열물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The solar collecting and storing part comprises:
A heat collecting case heated by receiving solar energy from the Fresnel lens,
A capillary plate disposed inside the heat collecting case and having a plurality of capillaries for passing the working fluid therethrough;
And a heat storage material that is filled in the heat collecting case and heats the capillary plate while surrounding the capillary plate and stores solar energy by itself.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 태양열수집 및 축열부는;
상기 프레넬 렌즈부로부터 전달된 열에너지에 의해 가열되는 집열블록과,
상기 집열블록에 면접하며 길이방향으로 연장되고 그 내부에 축열물질을 수용하는 다수의 축열튜브와,
상기 각 축열튜브에 내장되되, 그 양단부가 축열튜브의 외부로 연장되며, 상기 작동유체를 그 내부로 통과시키며 가열되도록 하는 다수의 모세관을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The solar collecting and storing part comprises:
A heat collecting block heated by heat energy transmitted from the Fresnel lens portion,
A plurality of heat storage tubes extending in the lengthwise direction of the heat collecting block to receive the heat storage material therein,
And a plurality of capillaries which are embedded in the heat storage tubes and both ends thereof extend to the outside of the heat storage tube and allow the working fluid to pass therethrough and to be heated. .
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 작동유체유도수단은;
길이방향으로 연장되며 그 일단부가 상기 저온실린더부에 연통하고, 저온실린더부로부터 유출되는 작동유체를 그 내부로 유도하는 제1유도파이프와,
길이방향으로 연장되며 그 일단부가 상기 고온실린더부에 연통하고, 고온실린더로 유입하는 작동유체를 그 내부로 유도하는 제2유도파이프를 포함하고,
상기 태양열수집 및 축열부는;
상기 제1유도파이프 및 제2유도파이프의 연장단부를 연결하며, 제1유도파이프를 통해 유출하는 작동유체를 그 내부를 통과시켜 제2유도파이프로 유도하는 다수의 모세관과,
상기 모세관을 수용하며 상기 프레넬 렌즈부로부터 태양열에너지를 전달받아 가열되는 집열케이스와,
상기 집열케이스의 내부에, 모세관을 감싸도록 충전되며, 집열케이스로부터 전달된 태양열에너지를 모세관에 전달함과 동시에 자체적으로 축열하는 축열물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The working fluid guiding means comprising:
A first induction pipe extending in the longitudinal direction and having one end communicating with the low temperature cylinder part and guiding the working fluid flowing out from the low temperature cylinder part into the inside thereof,
And a second induction pipe extending in the longitudinal direction and having one end communicating with the high temperature cylinder part and guiding the working fluid flowing into the high temperature cylinder into the inside thereof,
The solar collecting and storing part comprises:
A plurality of capillaries connecting the extension ends of the first induction pipe and the second induction pipe and guiding the working fluid flowing through the first induction pipe to the second induction pipe through the inside thereof,
A heat collecting case which receives the capillary and is heated by receiving solar energy from the Fresnel lens,
And a heat storage material filled in the heat collecting case so as to surround the capillary tube and transferring the solar heat energy transferred from the heat collecting case to the capillary tube and storing heat therein. .
제3항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 축열물질에는, 상변화물질(pcm)인 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈를 이용한 태양광 발전장치.
6. The method according to any one of claims 3 to 5,
Wherein the heat storage material is a phase change material (pcm).
제 1항에 있어서,
상기 스털링엔진은,
일출에서 일몰되는 시간동안에는, 상기 태양열수집 및 축열부에서 공급되는 열원으로 구동하고, 일몰이후 시간과 태양열을 수집할 수 없는 날씨환경에서는 다른 열원을 이용하여 발전을 하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
The method according to claim 1,
In the Stirling engine,
Wherein the solar power generator is driven by a heat source supplied from the solar collecting and storing part during a sunset time at the sunrise and generates electricity using another heat source in a weather environment in which time and solar heat can not be collected after sunset, .
KR1020170170296A 2017-12-12 2017-12-12 Sunlight generation device using Fresnel lens Ceased KR20190070374A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170296A KR20190070374A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Sunlight generation device using Fresnel lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170296A KR20190070374A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Sunlight generation device using Fresnel lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190070374A true KR20190070374A (en) 2019-06-21

Family

ID=67056442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170170296A Ceased KR20190070374A (en) 2017-12-12 2017-12-12 Sunlight generation device using Fresnel lens

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20190070374A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020251295A1 (en) 2019-06-14 2020-12-17 주식회사 엘지화학 Bipolar lithium secondary battery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101017891B1 (en) 2009-02-13 2011-03-04 부산대학교 산학협력단 Cogeneration System Using Solar Energy
KR101133043B1 (en) 2011-07-11 2012-04-04 박순세 A stirling engine generator

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101017891B1 (en) 2009-02-13 2011-03-04 부산대학교 산학협력단 Cogeneration System Using Solar Energy
KR101133043B1 (en) 2011-07-11 2012-04-04 박순세 A stirling engine generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020251295A1 (en) 2019-06-14 2020-12-17 주식회사 엘지화학 Bipolar lithium secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6775982B1 (en) Solar heat utilization stirling engine power generation plant
US6470679B1 (en) Apparatus and method for transferring entropy with the aid of a thermodynamic cycle
CN101813038B (en) Mirror focusing automatic co-rotational type solar thermal machine power generating system
CN101521477A (en) Low-cost solar tracking and condensing power generation method
CN201367997Y (en) Solar engine
CN102656364A (en) Thermal energy storage equipment, device and method
US20130284226A1 (en) Thermoelectric Converter with Improved Heat Transfer Medium
KR20190070375A (en) Sunlight generation device using Fresnel lens
SE417448B (en) MODULE FOR BUILDING A DOUBLE-OPERATING, FOUR-CYCLE-STIRLING ENGINE
ITRM20100428A1 (en) SOLAR RADIATION HEAT ABSORBER FOR STIRLING ENGINE
KR20190070374A (en) Sunlight generation device using Fresnel lens
CN102062016A (en) High-temperature sodium heat pipe heat collector for solar disc type thermal power generation system
KR101021589B1 (en) Power generation device using solar energy
CN107605675A (en) A kind of solar generator based on Stirling cycle
WO2019030560A2 (en) Solar energy power generation system
CN107023418A (en) A kind of stirling generator with helical bundle regenerator
CN201934202U (en) High-temperature sodium thermotube thermal collector for solar disk-type thermal power generation system
CN100429397C (en) Cluster type heat storage solar photo-thermal power generation device
RU2099595C1 (en) Heat engine (options) and thermoelement
CN107013363A (en) A kind of stirling generator that regenerator is restrained with insert row
CN200946553Y (en) Cluster type heat storage solar photo-thermal power generation device
KR100976832B1 (en) Thermoelectric element power generating apparatus using sunlight
CN207333115U (en) Solar groove type heat collector and low temperature stirling generator group combined generating system
CN101532476A (en) Solar cylindrical focusing heat collection and storage steam boiler-steam turbine generating device
KR101045872B1 (en) Rotary heat engine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20171212

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20190314

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20190528

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20190314

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

PG1501 Laying open of application