KR101059759B1

KR101059759B1 - Prism Hybrid Solar Concentrator

Info

Publication number: KR101059759B1
Application number: KR1020100006250A
Authority: KR
Inventors: 정재헌
Original assignee: 정재헌
Priority date: 2010-01-24
Filing date: 2010-01-24
Publication date: 2011-09-02
Also published as: KR20110086779A

Abstract

본 발명에 따른 프리즘 하이브리드 태양광 집광기는 입사되는 태양광을 1차 집속하도록 길이방향으로 연속 배열되고 중실체 또는 중공체로 이루어진 다수의 단위 집광모듈과, 상기 단위 집광모듈의 각 하부에 일대일 대응되게 돌출 또는 요입되어 1차 집속광을 유도하는 선형 배면 광 안내부로 이루어진 집광부와, 상기 단위 집광모듈과 일대일 대응되며, 상기 단위 집광모듈을 통해 집속된 1차 집속광을 좌우로 수평하게 전반사하는 수평 반사부와, 상하로 수직하게 전반사하는 수직 반사부를 각각 구비하고, 상기 집광부를 사이에 두고 상하에 설치된 상ㆍ하단 프리즘 시트로 구성되어, 입사된 태양광을 2쌍 혹은 4쌍의 단위 집광모듈별 혹은 점진적으로 효율 높게 집광한다.The prism hybrid solar light collector according to the present invention includes a plurality of unit light collecting modules which are continuously arranged in the longitudinal direction to primaryly focus incident sunlight and made of a solid or hollow body, and protrude one-to-one corresponding to each lower portion of the unit light collecting module. Or a condenser configured as a linear back light guide part which is concave and induces primary condensed light, and a one-to-one correspondence with the unit condensing module; And upper and lower prism sheets each having a vertical reflecting portion that vertically reflects vertically up and down, and are arranged above and below the light collecting portion, and the incident sunlight is divided into two or four pairs of unit light collecting modules. Alternatively, the light is gradually collected with high efficiency.

Description

Prism Hybrid Solar Concentrator

본 발명은 태양광 집광기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 평판 형이고 넓은 면적의 전면으로 입사된 태양광을 전반사 프리즘이 다수 형성된 두 장의 프리즘 시트로 집광하여 태양에너지의 집광효율을 극대화시킴과 동시에, 제작원가도 획기적으로 줄일 수 있는 프리즘 하이브리드 태양광 집광기(이하 간략히 “프리즘 집광기”라 칭하고 병용하기로 한다.)에 관한 것이다.The present invention relates to a solar concentrator, and more particularly, to collect solar light incident on the front surface of a flat plate and a large area into two prism sheets in which a plurality of total reflection prisms are formed, thereby maximizing the condensing efficiency of solar energy. It also relates to a prism hybrid solar collector (hereinafter, simply referred to as “prism collector”), which can significantly reduce manufacturing costs.

일반적으로, 태양에너지를 이용하는 방법으로는 태양전지를 이용하여 전기를 생산하도록 하는 태양광 발전, 태양열 집열관 또는 집열판을 이용하여 태양열을 흡수하고 이를 온수 생산이나 난방에 이용하는 태양열 집열, 조명이나 식물생장 또는 광촉매에 활용하기 위해 태양광 자연채광 모듈 또는 반사판을 이용하여 자연 채광하는 태양광 자연채광 등이 있다.
In general, the method using solar energy absorbs solar heat by using solar power generation, solar heat collecting pipe or heat collecting plate that generates electricity by using solar cells, and solar heat collecting, lighting or plant growth that uses it for hot water production or heating. Alternatively, there is a solar natural light, such as natural light using a solar natural light module or a reflector for use in the photocatalyst.

주지하다시피, 태양에너지를 최대로 활용하기 위해서는 효율적으로 태양광을 집광하여야 하며 이를 위해 다양한 태양광 집광장치가 사용되는데, 집광장치의 광 집적도는 태양광발전, 태양열 집열, 태양광 자연채광 등 이용방법이 무엇이든지 간에 태양 에너지 효율과 직결된다.
As is well known, in order to make full use of solar energy, it is necessary to efficiently collect solar light and various solar light concentrating devices are used for this purpose. The light intensity of the light concentrating device is used for photovoltaic power generation, solar heat collection, solar natural light, etc. Whatever the method, it is directly related to solar energy efficiency.

태양광 집광장치는, 포인트 집중 디쉬 타입(point-focus dish type), 포인트 집중 프레넬 렌즈 타입(point-focus Fresnel lens type), 선형 집중 프레넬 렌즈 타입(linear-focus Fresnel lens type), 그리고 헬리오스테트 타입(heliostat type), 그레고리안 / 카세그레인 집광계, 홀로그래픽 프리즘시트를 이용한 집광 등으로 구분이 되며 여타 무수히 다양한 방법이 공지되어 있다.
Photovoltaic concentrators include point-focus dish types, point-focus Fresnel lens types, linear-focus Fresnel lens types, and Helios. Heterostat type (heliostat type), Gregorian / Casegrain condensing system, condensing using a holographic prism sheet and the like and countless other various methods are known.

전술한 종래 태양광 집광장치는 통상적으로 태양광 발전설비의 발전량/ 태양열 집열/태양광 자연채광 양의 증가를 위해서 태양광 집광장치 구조의 대형화가 불가피한데, 대형으로 제조함에 있어 비용이나 구조적인 면에서 많은 제약이 발생되므로 투자대비 경제성을 기대하기가 매우 곤란한 문제점도 있었다.
Conventional photovoltaic concentrators described above typically inevitably increase the size of the photovoltaic concentrator structure in order to increase the amount of power generation / solar heat collection / photovoltaic natural light of the photovoltaic power generation facility. Because of the many constraints in the market, it was very difficult to expect economic feasibility.

예컨대, 이러한 문제를 극복하기 위해서는 태양 에너지 효율을 높이는 한편, 무엇보다도 중요한 투자 대비 경제성을 확보하는 기술적인 대안이 매우 필요하다고 할 수 있다.
For example, in order to overcome such a problem, a technical alternative to increase solar energy efficiency and, above all, to secure an important investment economy is required.

본 출원인은 이러한 문제점을 개선하는 대안의 하나로 전술한 단위 태양광 집광장치를 소형으로 제작하되 다수를 배열로 하고 태양의 방위각과 고도각을 동시에 추미 구동하여 입사 태양광을 평행하게 하는 블라인드와 태양광 발전에 응용하는“2축 태양추미기능을 겸한 블라인드(10-2009-0129310, 선출원1)“ 및 “2축 태양추미구동 버티칼 유로블라인드(10-2009-0129310, 선출원2)”, 그리고 “측면 태양광 집광기(10-2010-0004153, 선출원3)”를 특허출원한 바 있다.
As an alternative to the improvement of this problem, the present applicant manufactures the above-mentioned unit photovoltaic light collecting device in a small size, but uses a plurality of arrays and simultaneously drives the azimuth and altitude angles of the sun to parallel the incident sunlight and solar light. Blinds with Dual Axis Solar Tracing Function (10-2009-0129310, First Application 1) and Two Axis Solar Tracing Vertical Euro Blinds (10-2009-0129310, First Application 2), and Side Sun Photoconcentrator (10-2010-0004153, elected application 3).

그러나 선출원 1 및 2는 태양광 집광장치의 집광 효율을 높일 수 있는 기반에 대한 개선으로써 태양광이 평행하게 입사되도록 하는 2축 태양추미장치일 뿐이며, 선출원 3은 2축 태양 추미장치를 이용하고 전면으로 입사되는 평행한 태양광을 측면으로 집광하도록 하여 태양광 집광장치의 집광 효율을 높일 수 있는 개선 대안이었으나 측면으로 반사하는 반사부가 다단으로 다수 형성됨으로 인하여 태양광 집광장치의 두께가 증가할 수 있는 문제점이 있었다.However, Elections 1 and 2 are only two-axis solar treaders that allow sunlight to be incident in parallel as an improvement on the base to increase the light-concentrating efficiency of the solar concentrator. It was an alternative to improve the condensing efficiency of the solar concentrator by condensing parallel solar light incident on the side, but the thickness of the solar concentrator could increase due to the multi-stage reflection part formed in multiple stages. There was a problem.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 태양광을 효과적으로 집광하여 태양에너지의 집광효율을 극대화시킴과 동시에 제작원가를 획기적으로 줄일 수 있어 범용성을 증대시킨 프리즘 집광기를 제공하는데 목적이 있다.The present invention was created in view of the above-mentioned problems in the prior art, and has been created to solve this problem. The purpose is to provide a prism condenser.

상기 목적은 본 발명 제 1측면에 따른 입사되는 태양광을 1차 집속하도록 길이방향으로 연속 배열되고 중실체로 이루어진 다수의 단위 집광모듈과, 상기 단위 집광모듈의 각 하부에 일대일 대응되게 돌출 또는 요입되어 1차 집속광을 유도하는 선형 배면 광 안내부로 이루어진 집광부와, 상기 단위 집광모듈과 일대일 대응되며, 상기 단위 집광모듈을 통해 집속된 1차 집속광을 좌우로 수평하게 전반사하는 수평 반사부와, 상하로 수직하게 전반사하는 수직 반사부를 각각 구비하고, 상기 집광부를 사이에 두고 상하에 설치된 상ㆍ하단 프리즘 시트로 구성되어, 입사된 태양광을 2쌍 혹은 4쌍의 단위 집광모듈별 혹은 점진적으로 효율 높게 집광하도록 구성된 것을 특징으로 하는 프리즘 하이브리드 태양광 집광기와,
The object of the present invention is a plurality of unit condensing modules arranged in a longitudinal direction and arranged in a longitudinal direction to primaryly focus the incident sunlight according to the first aspect of the present invention, and protruded or recessed in one-to-one correspondence to each lower portion of the unit condensing module A condenser comprising a linear back light guide unit for inducing primary condensed light, a horizontal reflector corresponding to the unit condensing module one-to-one, and totally reflecting the primary condensed light focused horizontally through the unit condensing module from side to side; Each of the vertical reflectors vertically and vertically reflecting the upper and lower sides, respectively, is composed of upper and lower prism sheets disposed up and down with the light converging portion interposed therebetween. Prismatic hybrid solar light collector, characterized in that configured to efficiently collect light,

본 발명 제 2측면에 따른 입사되는 태양광을 1차 집속하도록 길이방향으로 연속 배열되고 중공체로 이루어진 다수의 단위 집광모듈을 갖는 집광부와, 상기 단위 집광모듈과 일대일 대응되며, 상기 단위 집광모듈을 통해 집속된 1차 집속광을 좌우로 수평하게 전반사하는 수평 반사부와, 상하로 수직하게 전반사하는 수직 반사부를 각각 구비하고, 상기 집광부를 사이에 두고 상하에 설치된 상ㆍ하단 프리즘 시트로 구성되어, 입사된 태양광을 2쌍 혹은 4쌍의 단위 집광모듈별 혹은 점진적으로 효율 높게 집광하도록 구성된 것을 특징으로 하는 프리즘 하이브리드 태양광 집광기에 의해 달성된다.
Condensing unit having a plurality of unit condensing module continuously arranged in the longitudinal direction so as to focus the incident sunlight according to the second aspect of the present invention and made of a hollow body, one-to-one correspondence with the unit condensing module, the unit condensing module It consists of a horizontal reflector for totally reflecting the primary focused light focused through the horizontally to the left and right, and a vertical reflector for totally reflecting vertically up and down, respectively, the upper and lower prism sheet provided up and down with the light converging portion therebetween. In addition, it is achieved by a prism hybrid solar concentrator, which is configured to condense incident solar light by two or four pairs of unit condensing modules or gradually and efficiently.

상기 집광부를 구성하는 단위 집광모듈은 상부로 볼록한 형태를 갖는 단위 선형 볼록 집광 렌즈(이하 간략히“볼록 집광 렌즈”라 한다.) 또는 점초점 볼록 집광렌즈의 선형배열, 하부로 오목하고 배면에는 거울 반사층이 형성되되 경계에는 거울 반사층이 없는 단위 선형 집광 오목 거울(이하 간략히 “집광 오목 거울”라 한다.) 또는 점초점 집광 오목 거울의 선형배열, 단위 선형 프뢰넬 렌즈(이하 “선형 프뢰넬 렌즈”라 한다) 또는 점초점 프뢰넬 렌즈의 선형배열, 카세그레인 주 반사거울과 카세그레인 부 반사거울을 통해 2차 반사를 통한 태양광 집속이 가능한 단위 선형 카세그레인 집광모듈(이하 “카세그레인 집광모듈”이라 한다.) 또는 점초점 카세그레인 집광모듈의 선형배열, 그레고리안 주 반사거울과 그레고리안 부 반사거울을 통한 태양광 집속이 가능한 단위 선형 그레고리안 집광모듈(이하 간략히“그레고리안 집광모듈”이라 한다.) 또는 점초점 고리안 집광모듈의 선형배열 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 하단 프리즘 시트의 상단에는 선형 배면 광 안내부와 일대일 대응되거나 또는 단위 집광모듈과 일대일 대응되고 단위 집광모듈의 초점을 지난 집속광을 수평반사부에 평행한 광으로 전달하는 돌출된 선형 시준기(콜리메이터) 또는 선형 시준기(콜리메이터)가 내부 하단에 형성된 시준 요홈 중에서 선택된 어느 한 가지가 더 형성되며, 상기 상단 프리즘 시트에 형성된 수직반사부 하단에도 형성될 수 있다.
The unit condensing module constituting the condenser may be a unit linear convex condensing lens (hereinafter, simply referred to as a convex condensing lens) having a convex shape on the top or a linear array of a confocal convex condensing lens, concave downward, and a mirror on the back side. Unit linear concave mirrors (hereinafter referred to simply as “condensed concave mirrors”) or linear arrays of point-focused concave mirrors (hereinafter referred to as “linear Freonnel lenses”) where a reflective layer is formed but there is no mirror reflective layer at the boundary. Or a linear linear casee condensing module (hereinafter referred to as a "casee grain condensing module"), which is capable of focusing the solar light through secondary reflection through the linear array of the focal point Frölen lens, the primary case of the casein mirror and the casein side reflection mirror. Or through the linear arrangement of the focal case Cagegrain condensing module, the Gregorian primary reflection mirror and the Gregorian secondary reflection mirror. A light source is capable of focusing, and the linear Gregorian condensing module (hereinafter, simply referred to as “Gregorian condensing module”) or a linear array of confocal condensing modules, characterized in that any one selected from the top of the lower prism sheet A protruding linear collimator (collimator) or linear collimator (collimator) that delivers focused light that has a one-to-one correspondence with the linear back light guide or one-to-one correspondence with the unit condensing module and has passed the focal point of the unit condensing module as parallel to the horizontal reflector. Is any one selected from the collimation groove formed on the inner bottom is further formed, it may be formed on the bottom of the vertical reflector formed on the upper prism sheet.

그리고 상기 선형 시준기(콜리메이터)는 선형 볼록렌즈; 선형 비구면 볼록렌즈; 선형 그린렌즈; 선형 프뢰넬렌즈; 다수의 그린렌즈 선형배열; 다수의 점초점 볼록렌즈의 선형배열; 다수의 점초점 비구면 볼록렌즈의 선형배열; 다수의 점초점 프뢰넬렌즈의 선형배열; 막대렌즈, 광섬유의 1차원 배열, 일렬로 광섬유가 삽입된 1차원 선형 허니콤, 광섬유 또는 광섬유 삽입된 선형 허니콤을 압착한 화이버 옵틱 테이퍼, 다수의 볼렌즈 선형배열 중 어느 하나로 제작된 광 가이드; 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하며, 상기 시준 요홈의 상부에는 선형 로드렌즈가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
And the linear collimator (collimator) is a linear convex lens; Linear aspherical convex lens; Linear green lens; Linear Freonellens; Multiple green lens linear arrays; Linear arrays of multiple focal convex lenses; Linear arrays of multiple focal aspherical convex lenses; Linear arrays of multiple focal freonels; An optical guide made of any one of a bar lens, a one-dimensional array of optical fibers, a one-dimensional linear honeycomb in which optical fibers are inserted in a line, a fiber optical taper compressing an optical fiber or a linear honeycomb in which optical fibers are inserted, and a plurality of ball lens linear arrays; It is characterized in that any one of the, characterized in that the linear rod lens is further included in the upper portion of the collimation groove.

한편, 상기 상ㆍ하단 프리즘 시트는 공기보다 큰 광 굴절률을 갖는 투명소재로써 자외선 차단층이 형성된 플라스틱, 강화유리, 파이렉스, 석영유리 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하고, 상기 하단 프리즘 시트의 하부에는 프리즘 시트가 계단식으로 더 설치되어 집속된 광을 다시 수평으로 반사하고, 반사된 광을 측면에서 다단으로 집속할 수 있도록 구성되고, 상기 상단 프리즘 시트에 형성된 수직 반사부는 상기 단위 집광모듈의 경계면에 대응하게 형성되어 입사된 광을 하방으로 전반사하거나 또는 최초 태양광 입사부위에 대응되게 형성되어 집속된 태양광이 최초 태양광과 함께 단위 집광모듈에 의해 다시 집속할 수 있으며, 수평반사부 및 수직반사부의 외측면에는 전반사율을 높이도록 반사층이 형성되되, 상기 반사층은 알루미늄, 은, 금, 니켈, 스테인레스 스틸 중에서 선택된 어느 하나로 코팅 형성된 것을 특징으로 한다.
On the other hand, the upper and lower prism sheet is a transparent material having a greater refractive index than air, characterized in that any one selected from plastics, tempered glass, Pyrex, quartz glass with an ultraviolet blocking layer formed, the lower portion of the lower prism sheet The prism sheet is further provided in a stepwise manner to reflect the focused light again horizontally, and to focus the reflected light from the side to the multi-stage, and the vertical reflector formed on the upper prism sheet corresponds to the boundary surface of the unit condensing module. The light incident to the incident light may be totally reflected downward or totally reflected by the unit of the initial sunlight, and the focused light may be focused again by the unit light collecting module together with the original sunlight. Reflective layer is formed on the outer surface to increase the total reflectance, the reflective layer is aluminum, And a gold, nickel, characterized in that the coating is formed by any one selected from stainless steel.

또한, 상기 단위 집광모듈이 선형 볼록 집광렌즈, 점초점 볼록 집광렌즈의 선형배열, 선형 프뢰넬 렌즈, 점초점 프뢰넬 렌즈의 선형배열인 경우, 단위 집광모듈의 경계에는 상기 단위 집광모듈이 볼록 집광렌즈인 경우에는 단위 선형 차일드 볼록 집광 렌즈(이하 “차일드 볼록 집광 렌즈”라 한다.)가, 점초점 볼록 집광렌즈의 선형배열인 경우에는 차일드 점초점 볼록 렌즈의 선형배열이, 프뢰넬 렌즈인 경우에는 차일드 프뢰넬 렌즈가, 점초점 프뢰넬 렌즈의 선형배열인 경우에는 차일드 점초점 프뢰넬 렌즈의 선형배열이 더 형성되되, 하단 프리즘 시트의 수직반사부에서 전달되는 광을 집속하여 상단 프리즘 시트의 수평반사부로 집광되는 광폭을 더욱 줄인 것을 특징으로 한다.
Further, when the unit condensing module is a linear convex condensing lens, a linear arrangement of a confocal convex condenser lens, a linear array of linear Freonnel lenses, and a linear arrangement of a focal concentric condensing lens, the unit condensing module is convex condensing at the boundary of the unit condensing module. In the case of a lens, a unit linear child convex condenser lens (hereinafter referred to as a "child convex condenser lens") is a linear arrangement of a focal convex condenser lens, and a linear arrangement of the child focal convex lens is a freonel lens. The child freonel lens is a linear array of the focal freonel lens, and in the case of the linear array of the child focal freonel lens, a linear array of the child focal focus freonel lens is further formed, and the light transmitted from the vertical reflector of the lower prism sheet is focused to Characterized by further reducing the width of the light collected by the horizontal reflector.

또한, 상기 집광부를 구성하는 선형 배면 광 안내부는 내부로 입사될 가능성이 있는 굴절된 떠돌이 태양광을 차단하고 집속된 집속광이 하단을 제외한 입면으로 출사되는 것을 방지하도록 하향 돌출된 형태로 형성되되, 입면에는 입면 반사층이 형성되고, 하면을 제외한 집광부에는 하면 반사층이 형성되며, 배면 하부는 투명하게 형성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the linear back light guide part constituting the light collecting part is formed in a downwardly protruding shape to block the refracted wandering solar light that may be incident therein and to prevent the focused focused light from being emitted to the surface except the lower end. The facade reflecting layer is formed on the facade, and the bottom reflecting layer is formed on the condenser except for the bottom surface, and the bottom of the bottom is characterized in that it is formed transparent.

또한 바람직하게는, 상기 하단 프리즘 시트의 상부에는 단위 집광모듈과 일대일 대응되게 설치되어 정교한 집광을 유도하거나 또는 상기 상단 프리즘 시트의 수평반사부 하단에 설치되어 정교한 집광을 유도하거나 제2집광 어셈블리가 구비되되, 상기 제2집광 어셈블리는 하우징, 하우징에 내장된 선형 제2 집광렌즈, 선형 제2 집광렌즈를 통과한 광을 수평반사부에 평행한 광으로 전달하는 선형 시준기, 상기 선형 시준기에 구비되는 선형 로드렌즈로 이루어지되, 상기 선형 시준기는 선형 볼록렌즈; 선형 비구면 볼록렌즈; 선형 그린렌즈; 선형 프뢰넬렌즈; 다수의 그린렌즈 선형배열; 다수의 점초점 볼록렌즈의 선형배열; 다수의 점초점 비구면 볼록렌즈의 선형배열; 다수의 점초점 프뢰넬렌즈의 선형배열; 막대렌즈, 광섬유의 1차원 배열, 일렬로 광섬유가 삽입된 1차원 선형 허니콤, 광섬유 또는 광섬유 삽입된 선형 허니콤을 압착한 화이버 옵틱 테이퍼, 다수의 볼렌즈 선형배열 중 어느 하나로 제작된 광 가이드; 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
Also preferably, an upper portion of the lower prism sheet may be installed in a one-to-one correspondence with a unit condensing module to induce sophisticated condensing or be installed at a lower portion of the horizontal reflector of the upper prism sheet to induce sophisticated condensing or a second condensing assembly may be provided. The second condensing assembly may include a housing, a linear collimator for transmitting a light passing through the linear condensing lens, a linear collimator, and a linear collimator provided with the linear collimator. It consists of a rod lens, the linear collimator is a linear convex lens; Linear aspherical convex lens; Linear green lens; Linear Freonellens; Multiple green lens linear arrays; Linear arrays of multiple focal convex lenses; Linear arrays of multiple focal aspherical convex lenses; Linear arrays of multiple focal freonels; An optical guide made of any one of a bar lens, a one-dimensional array of optical fibers, a one-dimensional linear honeycomb in which optical fibers are inserted in a line, a fiber optical taper compressing an optical fiber or a linear honeycomb in which optical fibers are inserted, and a plurality of ball lens linear arrays; It is characterized in that any one selected.

한편, 상기 단위 집광모듈이 하부로 오목하고 배면에는 거울 반사층이 형성되되 경계에는 거울 반사층이 없는 선형 집광 오목 거울 또는 점초점 집광 오목 거울의 선형배열, 카세그레인 주 반사거울과 카세그레인 부 반사거울을 통해 2차 반사를 통한 태양광 집속이 가능한 선형 카세그레인 집광모듈 또는 점초점 카세그레인 집광모듈의 선형배열, 그레고리안 주 반사거울과 그레고리안 부 반사거울을 통한 태양광 집속이 가능한 선형 그레고리안 집광모듈 또는 점초점 고리안 집광모듈의 선형배열인 경우, 집광 오목 거울 또는 점초점 집광 오목 거울의 선형배열, 카세그레인 주 반사거울, 그레고리안 주 반사거울은 알루미늄 사출성형 혹은 표면을 거울과 같이 폴리싱 처리한 스테인레스 박판을 금형 프레싱하여 형성되고, 집광 오목 거울 또는 점초점 집광 오목 거울의 선형배열, 카세그레인 주 반사거울, 그레고리안 주 반사거울의 경계에는 광이 통과하도록 광 안내구가 형성된 것을 특징으로 한다.
On the other hand, the unit condensing module is concave to the bottom and a mirror reflecting layer is formed on the back side of the linear condensed concave mirror or a focusing concave mirror without a mirror reflecting layer at the boundary, the case of the primary case mirror and casee grain secondary reflection mirror 2 Linear Casegrain Condensing Module or Focus Focused Casegrain Condensing Module for Linear Concentration with Solar Reflection, Linear Gregorian Condensing Module or Focus Focus Ring for Focusing Solar with Gregorian Reflector and Gregorian Side Reflector In the case of linear array of the condenser module, the linear array of condensing concave mirror or confocal condensing mirror, casee main reflecting mirror and Gregorian main reflecting mirror are made of aluminum injection molding or pressing of stainless steel plate with polished surface like mirror. Formed by condensing concave mirror or focal focus Boundary of the linear array, Cassegrain primary mirror reflection, Gregorian main reflection mirror of the optical concave mirror is characterized in that the light guide is formed, obtain the light to pass through.

본 발명에 따르면, 넓은 면적으로 입사되는 태양광을 효과적으로 집광하여 태양에너지 이용효율을 극대화할 수 있고, 구조가 간단하여 제작과 설치가 용이하며, 평판 형이어서 얇고 부피가 크지 않고, 제조비용도 저렴한 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to maximize the efficiency of solar energy by effectively condensing sunlight incident on a large area, and is simple in structure and easy to manufacture and install, and is thin, bulky, and low in manufacturing cost because it is flat. The effect can be obtained.

도 1은 본 발명에 따른 프리즘 집광기의 기본 개념을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 상ㆍ하단 프리즘 시트와 볼록 집광 렌즈를 사용하는 집광부로 이루어지는 본 발명 제1 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 수직 반사부에 의해 커진 광폭을 다시 집광하는 차일드 볼록 집광 렌즈가 더 포함된 프리즘 집광기의 단면도.
도 4는 상ㆍ하단 프리즘 시트와 다수의 볼록 집광 렌즈를 사용하는 집광부로 이루어지는 본 발명 제1 실시예에 따른 프리즘 집광기의 분해 단면도.
도 5는 상ㆍ하단 프리즘 시트와 집광 오목 거울을 사용하는 집광부로 이루어지는 본 발명 제2 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도.
도 6은 상ㆍ하단 프리즘 시트와 프뢰넬 렌즈를 사용하는 집광부로 이루어지는 본 발명 제3 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도.
도 7은 상ㆍ하단 프리즘 시트와 카세그레인 집광모듈을 사용하는 집광부로 이루어지는 본 발명 제4 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도.
도 8은 상ㆍ하단 프리즘 시트와 그레고리안 집광모듈을 사용하는 집광부로 이루어지는 본 발명 제5 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도.
도 9는 정교한 집광을 위해 제 2 집광 어셈블리를 더 포함하여 구성된 본 발명 제6 실시예에 따른 프리즘 집광기의 단면도.1 is an exemplary view for explaining the basic concept of the prism condenser according to the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a prism concentrator according to the first embodiment of the present invention, which comprises a condensing part using an upper / lower prism sheet and a convex condenser lens.
3 is a cross-sectional view of a prism condenser further including a child convex condenser lens for condensing a wider width by the vertical reflector again;
4 is an exploded cross-sectional view of a prism concentrator according to the first embodiment of the present invention, which includes a condenser having an upper and lower prism sheet and a plurality of convex condenser lenses.
Fig. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a prism concentrator according to a second embodiment of the present invention, which includes a light collecting portion using upper and lower prism sheets and a condensing concave mirror.
Fig. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a prism concentrator according to the third embodiment of the present invention, which includes a condenser using an upper and lower prism sheet and a Freonel lens.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of a prism concentrator according to a fourth embodiment of the present invention, which includes a light collecting portion using an upper and lower prism sheet and a casein grain condensing module; FIG.
Fig. 8 is a cross-sectional view showing the structure of a prism concentrator according to a fifth embodiment of the present invention, which includes a condenser using an upper and lower prism sheet and a Gregorian condensing module.
9 is a cross-sectional view of a prism condenser according to a sixth embodiment of the present invention further comprising a second condensing assembly for sophisticated condensing;

이하 본 발명에 따른 프리즘 집광기에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
Hereinafter, a prism collector according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the accompanying drawings are only described in order to more easily disclose the contents of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the scope of the accompanying drawings, as long as those skilled in the art. You will know.

도 1은 본 발명에 따른 프리즘 집광기의 기본 개념을 설명하기 위한 예시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프리즘 집광기(1)는, 단위 집광모듈(21)이 소정 간격을 두고 복수 개 1차원 배열로 형성되어 입사되는 태양광(11a)을 1차로 집속하는 집광부(20)와, 각각의 단위 집광모듈(21)과 일대일 대응되고 단위 집광모듈(21)로부터 1차 집속된 태양광(11b)을 전달 받아 재차 좌우측의 수평으로 반사하는 수평 반사부(보다 상세한 구조는 도 2 참조)와 상하로 태양광을 반사시키는 수직 반사부(보다 상세한 구조는 도 2 참조)가 형성되어 있고, 상기 집광부(20)를 사이에 두고 상하면에 위치하는 상단 프리즘 시트(30a), 하단 프리즘 시트(30b)로 이루어진다.
1 is an exemplary view for explaining the basic concept of the prism condenser according to the present invention. As shown in FIG. 1, the prism condenser 1 according to the present invention includes a unit condensing module 21 in which a plurality of one-dimensional arrays are formed in a plurality of one-dimensional arrays at predetermined intervals to focus the incident sunlight 11a primarily. A light reflecting unit 20 and a horizontal reflecting unit which corresponds to each unit light collecting module 21 one-to-one and receives the primary focused light 11b from the unit light collecting module 21 and reflects horizontally on the left and right sides again (more than A detailed structure (see FIG. 2) and a vertical reflector (see FIG. 2 for a detailed structure) reflecting sunlight up and down are formed, and an upper prism sheet (upper and lower) positioned on the upper and lower surfaces with the condenser 20 therebetween. 30a) and the lower prism sheet 30b.

이하, 후술되는 본 발명에 따른 다양한 실시 예에서는, 프리즘 집광기(1)가 도시하지 않은 태양 추미장치(Sun Tracker)에 의해 태양의 위치변화에 따른 태양의 방위각 및 고도각을 자동으로 조절하도록 구성될 수 있는데, 이는 본 발명 이전에 해당 분야에서 개시된 회전구동수단, 경사각조절수단 등을 통해 당업자가 용이하게 실시 가능한 것이고, 또 선출원 1, 2 에도 자세하게 설명되어 있으므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, in various embodiments according to the present invention described below, the prism light collector 1 is configured to automatically adjust the azimuth and altitude angles of the sun according to the position change of the sun by a sun tracker (not shown). This can be easily implemented by those skilled in the art through the rotation driving means, the inclination angle adjusting means, etc. disclosed in the related art before the present invention, and the description thereof will be omitted since it is described in detail in the first and second applications.

또한, 이하 설명되는 본 발명에 따른 다양한 실시 예에서는 프리즘 집광기(1)의 상면으로 입사되는 태양광이 평행광 형태의 직사광선이고 단위 집광모듈(21)이 연속하여 1차원 배열되는 것을 전제로 하되, 단위 집광모듈(21)의 전면에는 도시하지 않은 집광수단이 설치되어 입사되는 태양광을 소정 각도로 굴절시켜 입사되게 구성할 수 있다. 아울러, 입사되는 태양광에 대하여 집광부(20)와 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)에 각각 사용되는 물질의 굴절률이 일정하다는 것을 전제로 한다.
In addition, in various embodiments of the present disclosure described below, it is assumed that sunlight incident on the upper surface of the prism condenser 1 is direct sunlight in the form of parallel light, and the unit light collecting module 21 is continuously arranged in one dimension. Condensing means (not shown) may be installed on the front surface of the unit condensing module 21 and may be configured to be incident by refracting incident sunlight at a predetermined angle. In addition, it is assumed that the refractive indexes of the materials used for the light-converging unit 20 and the upper and lower prism sheets 30a and 30b, respectively, are constant with respect to incident sunlight.

(제 1실시 예)(First embodiment)

도 2는 상ㆍ하단 프리즘 시트와 볼록 집광 렌즈를 사용하는 집광부로 이루어지는 본 발명 제1 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 3은 수직 반사부에 의해 커진 광폭을 다시 집광하는 차일드 볼록렌즈가 더 포함된 프리즘 집광기의 단면도이고, 도 4는 다수의 볼록 집광 렌즈를 사용하는 집광부와 상ㆍ하단 프리즘 시트로 이루어지는 본 발명 제1 실시예에 따른 프리즘 집광기의 분해 단면도이다.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of a prism light collector according to the first embodiment of the present invention, which includes a light collecting part using an upper / lower prism sheet and a convex condenser lens, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a prism condenser further including a child convex lens, and FIG. 4 is an exploded cross-sectional view of a prism concentrator according to the first embodiment of the present invention, which includes a light collecting part using a plurality of convex condenser lenses and an upper and lower prism sheet.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명 제 1 실시예에 따른 프리즘 집광기(1a)는 집광부(20a)와, 상기 집광부(20a)의 상ㆍ하단에 각각 위치하고 상기 집광부(20a)로부터 광을 전달받아 집광하는 투명한 소재로 제작된 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)로 구성된다.
As shown in FIG. 2, the prism condenser 1a according to the first embodiment of the present invention is located at the light concentrator 20a and the upper and lower ends of the light concentrator 20a, respectively. It consists of upper and lower prism sheets 30a and 30b made of a transparent material which receives the light.

이때, 상기 집광부(20a)의 상면에는 볼록한 라운드 형상의 단면을 가지는 볼록 집광 렌즈(21a)가 복수 개 배열되고, 하면에는 볼록 집광 렌즈(21a)에 대응되게 선형 배면 광 안내부(22)가 형성된다.
In this case, a plurality of convex condenser lenses 21a having convex round cross-sections are arranged on the upper surface of the condenser 20a, and the linear back light guide portion 22 is disposed on the lower surface of the condensing lens 21a to correspond to the convex condenser lens 21a. Is formed.

그리고, 상기 집광부(20a)를 구성하는 단위 집광모듈(21, 도 1 참조, 여기서는 볼록 집광 렌즈임)은 중실체 혹은 중공체로 형성될 수 있는데, 중공체일 경우에는 내부가 비어 있기 때문에 별도의 선형 배면 광 안내부(22)를 형성할 필요가 없다.
In addition, the unit condensing module 21 constituting the condenser 20a (see FIG. 1, in this case, a convex condensing lens) may be formed of a solid body or a hollow body. It is not necessary to form the back light guide portion 22.

또한, 선형 배면 광 안내부(22)는 내부 또는 배면 하부(220, 도 4의 (b) 참조)에 볼록 집광 렌즈(21a)의 광학적 초점(F1)이 위치하도록 형성되며, 볼록 집광 렌즈(21a)에 입사된 태양광은 길이방향으로 형성된 선형 배면 광 안내부(22) 내부에 길이방향으로 하나의 기다란 선형 초점선을 형성한다.
In addition, the linear rear light guide portion 22 is formed such that the optical focus F1 of the convex condenser lens 21a is located at the inner or lower rear portion 220 (see FIG. 4B), and the convex condenser lens 21a is positioned. The incident sunlight forms a long linear focal line in the longitudinal direction inside the linear back light guide 22 formed in the longitudinal direction.

따라서 넓은 면적의 집광부(20a)로 입사된 태양광은 각각의 볼록 집광 렌즈(21a)에 의해 분할되어 각각 집광되며 볼록 집광 렌즈(21a) 하나당 대응 형성된 초점선에 1차로 집속된다.
Therefore, the sunlight incident on the light collecting portion 20a having a large area is divided by each convex condensing lens 21a and condensed respectively, and is primarily focused on a corresponding focal line formed per one convex condensing lens 21a.

그리고 하단 프리즘 시트(30b)에 형성되는 수평 반사부(41h)는 볼록 집광 렌즈(21a)의 선형 배면 광 안내부(22)와 일대일 대응되도록 형성되고 입사되는 1차 집속 태양광(11b)을 좌/우 측면으로 전반사시킨다.
In addition, the horizontal reflecting portion 41h formed on the lower prism sheet 30b is formed to correspond to the linear back light guide portion 22 of the convex condenser lens 21a one-to-one and receives the incident primary focusing sunlight 11b. / Total reflection to the right side.

한편, 상단 프리즘 시트(30a)에 형성되는 수평 반사부(41h‘)는 하단 프리즘 시트(30b)에 형성된 수직 반사부(41v)에 의해 하단 프리즘 시트(30b)에서 상단 프리즘 시트(30a)쪽으로 반사되는 위치 즉, 볼록 집광 렌즈(21a)의 경계(23a)에 형성되며, 입사되는 1차 집속 태양광(11b)을 좌/우 측면으로 반사시킨다.
On the other hand, the horizontal reflecting portion 41h 'formed on the upper prism sheet 30a is reflected from the lower prism sheet 30b toward the upper prism sheet 30a by the vertical reflecting portion 41v formed on the lower prism sheet 30b. That is, formed at the boundary 23a of the convex condenser lens 21a, the incident primary focusing sunlight 11b is reflected to the left and right sides.

이러한 수평 반사부(41h)(41h') 및 수직 반사부(41v)(41v')는 밀한 매질에서 소한매질로의 빛이 진행할 때 경계면에서 전반사가 일어나도록 소정각도로 비스듬히 형성되되, 본 발명 제 1실시 예에서는 45° 각도로 형성된다.
The horizontal reflecting portions 41h and 41h 'and the vertical reflecting portions 41v and 41v' are formed at an angle at a predetermined angle so that total reflection occurs at an interface when light from a dense medium to a small medium is advanced. In one embodiment, it is formed at a 45 ° angle.

따라서 볼록 집광 렌즈(21a)에 최초로 입사된 태양광(11a)은, 볼록 집광 렌즈(21a)에 의하여 형성된 초점(F1)에 모여 하단 프리즘 시트(30b)의 수평 반사부(41h)에 도달한 후에 밀한 매질에서 소한 매질사이의 전반사 원리에 의해 도 2의 (a)와 같이 90° 방향 전환되어 하단 프리즘 시트(30b)의 내부 수평방향으로 전진한다.
Therefore, after the sunlight 11a first incident on the convex condenser lens 21a gathers at the focal point F1 formed by the convex condenser lens 21a and reaches the horizontal reflecting portion 41h of the lower prism sheet 30b. By the principle of total reflection between the dense medium and the mild medium, a 90 ° direction is changed as shown in FIG. 2 (a) to advance in the inner horizontal direction of the lower prism sheet 30b.

여기에서, 전반사(total reflection)란 빛이 밀한 매질에서 소한 매질로 입사할 때 빛이 굴절되지 않고 반사되어 진행하는 현상을 말하며, 특히 굴절각이 90°가 될 때의 입사각을 임계각(θ)이라 하면 이 입사각이 임계각보다 클 때 전반사가 일어나며 이를 굴절률(n)과 비교하면 n=1/sinθ과 같은 관계를 갖는다.
Herein, total reflection refers to a phenomenon in which light is reflected, rather than refracted, when light enters a dense medium from a dense medium. In particular, when the angle of refraction is 90 °, the angle of incidence is a critical angle θ. When the incident angle is larger than the critical angle, total reflection occurs, and when compared with the refractive index n, n = 1 / sinθ has a relationship.

그리고 하단 프리즘 시트(30b)의 수평 반사부(41h)는 입사된 1차 집속 태양광(11b)을 측면으로 반사하되, 인접한 볼록 집광 렌즈(21a) 끼리는 반사된 1차 집속 태양광(11b)이 좌우로 수평 반사되어 경계(23a) 부위로 모이도록 대략 역사다리꼴 형태로 경사 형성된다.
The horizontal reflecting portion 41h of the lower prism sheet 30b reflects the incident primary focusing sunlight 11b laterally, and the reflected primary focusing sunlight 11b between the adjacent convex condensing lenses 21a is formed. It is inclined in a substantially inverted trapezoidal shape so as to be horizontally reflected from side to side and collected at the boundary 23a portion.

또한, 하단 프리즘 시트(30b)에는 인접한 볼록 집광 렌즈(21a)의 경계(23a) 부위에 대응되는 위치에 ‘∧’형상의 수직 반사부(41v)가 형성되는데, ‘∧’형상의 요홈에 의해 양단이 직각이등변 삼각형을 형성하게 되면서, 밀한 매질(하단 프리즘 시트)과 소한 매질(공기)의 경계면이 형성되는 것이며, 양쪽의 수평 반사부(41h)로부터 각각 전달된 1차 집속 태양광은 전반사 원리에 의해 모두 상단으로 90° 방향 전환하게 되고, 상단으로 90° 방향 전환된 1차 집광된 태양광(11b)은 그 폭(t)이 하단 프리즘 시트(30b) 두께(t)의 두 배가 되는 것이며, 상기 볼록 집광 렌즈(21a)의 경계(23a) 부위를 통해 상단 프리즘 시트(30a)에 형성된 수평 반사부(41h')로 전반사하게 된다(도 2의 (c)의 하단 참조).
In addition, the lower prism sheet 30b is formed with a 'V'-shaped vertical reflecting portion 41v at a position corresponding to the portion of the boundary 23a of the adjacent convex condenser lens 21a. As both ends form a right isosceles triangle, a boundary between a dense medium (lower prism sheet) and a small medium (air) is formed, and the primary focused solar light transmitted from the horizontal reflectors 41h on both sides is a total reflection principle. The first condensed sunlight 11b, which is turned 90 ° to the top and turned 90 ° to the top, has a width t of twice the thickness t of the lower prism sheet 30b. In addition, total reflection is performed to the horizontal reflecting portion 41h 'formed on the upper prism sheet 30a through the boundary 23a portion of the convex condenser lens 21a (see the lower portion of FIG. 2C).

이때, 상단 프리즘 시트(30a)에 위치한 수평 반사부(41h')는 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 전달된 1차 집광된 태양광(11b)을 우측에 인접한 수직 반사부(41v')에 다시 전달하며, 수직 반사부(41v') 우측에 인접한 또 다른 한 쌍의 볼록 집광 렌즈(21a)도 동일하게 1차로 집광되어 상단 프리즘 시트(30a)의 수평 반사부(41h')로 집속한 태양광(11b)을 전달하되, 상단 프리즘 시트(30a)의 수평 반사부(41h')가 이번에는 좌측 즉, 상단 프리즘 시트(30a)의 수직 반사부(41v')쪽으로 전반사하여 전달하므로 인접한 4개의 볼록 집광 렌즈(21a)에서 1차로 집속한 태양광(11b) 모두가 수직 반사부(41v‘)에 모이게 되고, 90° 방향 전환되어 하단 프리즘 시트(30b)쪽으로 수직하게 전반사된다.
At this time, the horizontal reflecting portion 41h 'positioned in the upper prism sheet 30a has a vertical reflecting portion 41v adjacent to the right side of the transferred primary focused sunlight 11b, as shown in FIG. '), And another pair of convex condenser lenses 21a adjacent to the right side of the vertical reflector 41v' are condensed in the same manner to the horizontal reflector 41h 'of the upper prism sheet 30a. Since the focused solar light 11b is transmitted, the horizontal reflecting portion 41h 'of the upper prism sheet 30a is totally reflected toward the left side, that is, the vertical reflecting portion 41v' of the upper prism sheet 30a. All of the primary light 11b focused at four adjacent convex condensing lenses 21a are collected at the vertical reflecting portion 41v ', and are turned 90 degrees and are totally vertically reflected toward the lower prism sheet 30b.

이에 따라, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이, 하단 프리즘 시트(30b)에 형성되는 수직 반사부(41v)는 ‘∧’형상의 요홈에 의해 결과적으로 90° 전반사 프리즘이 양쪽에서 입사되는 태양광을 굴절이나 난반사 손실이 최소화 되도록 전반사하기 위해 나란히 배열되므로, 2개의 프리즘에서 반사되는 폭은 각각의 볼록 집광 렌즈(21a) 하단에 형성된 선형 배면 광 안내부(22)를 통과한 1차 집속 태양광 폭(t)의 두 배(2t)가 되는 것이며, 상단 프리즘 시트(30a)의 두께는 두 개의 볼록 집광 렌즈(21a)로부터 입사되는 1차 집속 태양광(11b)을 좌우에서 동시에 전달 받아 수평으로 90° 손실 없이 방향전환 하여야 하므로 하단 프리즘 시트(30b)보다 2배 더 두꺼운 두께를 갖는 것이 바람직하다.
Accordingly, as shown in FIG. 2 (c), the vertical reflecting portion 41v formed in the lower prism sheet 30b receives 90 ° total reflection prism from both sides as a result of '∧' shaped grooves. Since the sunlight is arranged side by side to totally reflect to minimize refraction or diffuse reflection loss, the width reflected by the two prisms is the primary focusing point passed through the linear back light guide 22 formed at the bottom of each convex condenser lens 21a. The width of the sunlight t is twice (2t), and the thickness of the upper prism sheet 30a receives the primary focused sunlight 11b incident from the two convex condenser lenses 21a at the same time from left and right. It is preferable to have a thickness twice as thick as that of the lower prism sheet 30b since the direction should be changed without loss of 90 ° horizontally.

그리고 동일한 원리로 상단 프리즘 시트(30a)의 수직 반사부(41v‘)에 의해 하단 프리즘 시트(30b)쪽으로 수직하게 전반사되는 1차 집속 태양광의 폭은 볼록 집광 렌즈(21a)의 선형 배면 광 안내부(22)를 통과한 1차집속 태양광(11b) 폭의 4배가 된다.
In the same principle, the width of the primary focusing sunlight totally reflected vertically toward the lower prism sheet 30b by the vertical reflecting portion 41v 'of the upper prism sheet 30a is the linear back light guide portion of the convex condenser lens 21a. It becomes four times the width of the primary focused sunlight 11b which has passed through (22).

그리하면, 집합된 1차 집속 태양광은 하단 프리즘 시트(30b)를 통과하여, 하단에 놓이게 되는 태양전지(미도시) 또는 도시하지 않은 태양에너지 이용기기에 도달하게 된다.
Then, the collected primary focused solar light passes through the lower prism sheet 30b to reach a solar cell (not shown) or a solar energy utilizing device not shown.

이와 같이 집광부(20a)를 구성하는 다수의 볼록 집광 렌즈(21a)에서 2쌍 또는 4쌍 단위 혹은 그 이상 단위로 동시에 이루어지며 입사하는 태양광(11a)은 도 2의 (a)와 같이 특정 위치로 집합되게 할 수 있다.
As such, the plurality of convex condensing lenses 21a constituting the condenser 20a are simultaneously formed in units of two pairs or four pairs or more, and the incident sunlight 11a is specified as shown in FIG. Can be aggregated into locations.

그리고 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)의 상ㆍ하단에 또 다른 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(계단식이 바람직함)를 추가하거나 동일 매질의 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)의 두께를 높게 하여 특정 위치로 집합된 광을 다시 다단으로 측면에 집광하도록 할 수 있고, 계단식으로 구성될 경우, 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b) 사이에 굴절률이 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)보다 작은 매질층을 두어 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b) 각각을 진행한 태양광이 전반사되도록 구성할 수 있으며, 이러한 측면 집광방법은 선출원 3에 자세하게 설명되어 있으므로 생략하기로 하며 사용하는 태양전지의 경우에도 양면에 태양광이 조사되게 구성할 수도 있어 태양에너지의 활용에 매우 큰 효과가 있다.
Then, another upper and lower prism sheet 30a (preferably stepped) is added to the upper and lower ends of the upper and lower prism sheets 30a and 30b, or the upper and lower prism sheets 30a and 30b of the same medium. By increasing the thickness of the upper and lower prism sheets 30a and 30b, the refractive index between the upper and lower prism sheets 30a and 30b can be increased by condensing the light collected at a specific position in multiple stages. It is possible to configure so that the light passing through each of the upper and lower prism sheets 30a and 30b is totally reflected by providing a medium layer smaller than 30a and 30b, and the side light condensing method is described in detail in the first application 3 and thus will be omitted. In the case of using solar cells also can be configured to be irradiated with sunlight on both sides has a very large effect on the utilization of solar energy.

한편, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 상단 프리즘 시트(30a)에 형성된 수직 반사부(41v‘)가 경계(23a) 위치 대신에 볼록 집광 렌즈(21a)의 집광 위치(볼록 렌즈의 정점)에 형성되면, 1차 집광된 태양광(11b)이 볼록 집광 렌즈(21a)에 의해 재차 집속되게 할 수 있어, 상단 프리즘 시트(30a)의 수직 반사부(41v’)의 넓어진 집속광의 폭을 볼록 집광 렌즈(21a)에 의해 집속하면서 그 폭을 다시 볼록 집광 렌즈(21a)가 집속하는 형태를 통해 광폭(t)을 더욱 줄일 수 있으며, 점진적으로 측면으로 집광하도록 할 수 있다.
On the other hand, as shown in Fig. 2B, the vertical reflecting portion 41v 'formed in the upper prism sheet 30a has a condensing position of the convex condenser lens 21a instead of the boundary 23a position (of the convex lens). Peak), the primary focused solar light 11b can be focused again by the convex condenser lens 21a, and the width of the focused condensed light of the vertical reflecting portion 41v 'of the upper prism sheet 30a is widened. While converging by the convex condenser lens 21a, the width of the convex condensing lens 21a can be further reduced by converging the condensing condenser lens 21a, and the condensing condensing lens 21a can be gradually condensed to the side.

이와는 다른 변형된 예로써, 상단에 전달되는 광폭을 줄이기 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 인접한 볼록 집광 렌즈(21a)의 경계(23a) 위치에 차일드 볼록렌즈(21a‘)를 더 구비하여 상단 프리즘 시트(30a)의 수평 반사부(41h’)로의 광폭을 줄일 수 있으며, 이때는 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)에 형성되는 수직 반사부(41v“)가 ‘∧’형상 대신 직각 이등변 삼각형 형태가 바람직하고, 또한 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 볼록 집광 렌즈(21a‘) 2개와 차일드 볼록렌즈(21a‘) 1개를 번갈아 배치하되, 상단 프리즘 시트(30a)에 형성된 수직 반사부(41v‘)가 경계(23a) 위치 대신에 집광 위치(볼록 렌즈의 정점)에 형성되면, 볼록 집광 렌즈(21a)에 의해 재차 고도로 집속되게 할 수 있고, 정중앙에 입사시키기 때문에 광 손실이 거의 없이 점진적으로 광밀도가 증가하도록 측면으로 집광할 수 있어 매우 큰 집광효과를 가질 수 있게 되며, 이때 도시하지는 않았지만, 자세하게 아래에서 설명할 선형 시준기를 상단 프리즘 시트(30a)의 수평 반사부(41h’) 하단에 더 포함할 수 있으며, 차일드 볼록 렌즈(21a‘)를 두어 상단 프리즘 시트(30a)의 수평 반사부(41h’)로 입사되는 광폭을 줄이거나, 볼록 집광 렌즈(21a‘)의 집광 위치에 수직 반사부(41v“)를 배치하여 점진적으로 측면으로 집광하는 것은 본 발명의 특징 중 하나이다.
In another modified example, as shown in FIG. 3, the child convex lens 21a ′ is further provided at the boundary 23a of the adjacent convex condenser lens 21a to reduce the width transmitted to the upper end. The width of the prism sheet 30a to the horizontal reflecting portion 41h 'can be reduced. In this case, the vertical reflecting portions 41v' formed on the upper and lower prism sheets 30a and 30b have a right angle isosceles instead of the '∧' shape. A triangular shape is preferable, and as shown in FIG. 3B, two convex condenser lenses 21a 'and one child convex lens 21a' are alternately arranged, and are formed on the upper prism sheet 30a. If the vertical reflecting portion 41v 'is formed at the condensing position (apex of the convex lens) instead of the boundary 23a position, the condensing condensing lens 21a can be again focused at high altitude and is incident on the center of gravity so that light loss Sideways to gradually increase light density with little or no The light can be made to have a very large light condensing effect, and although not shown, a linear collimator, which will be described in detail below, may be further included below the horizontal reflector 41h 'of the upper prism sheet 30a, and the child convex. By placing the lens 21a 'to reduce the light incident on the horizontal reflecting portion 41h' of the upper prism sheet 30a, or by placing the vertical reflecting portion 41v 'at the condensing position of the convex condenser lens 21a'. Gradually condensing to the side is one of the features of the present invention.

또한, 이러한 볼록 집광 렌즈(21a‘)와 차일드 볼록렌즈(21a‘)의 조합, 상단 프리즘 시트(30a)에 형성된 수직 반사부(41v‘)의 위치 선정, 다단으로 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)를 덧붙인다든가 또는 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)의 두께를 달리하는 것은 매우 다양할 수 있으며 당업자라면 쉽게 변형된 예를 개시할 수 있을 것이다.
In addition, the combination of the convex condenser lens 21a 'and the child convex lens 21a', the positioning of the vertical reflector 41v 'formed on the upper prism sheet 30a, and the upper and lower prism sheets 30a in multiple stages. Adding the 30b or changing the thicknesses of the upper and lower prism sheets 30a and 30b may vary widely, and a person skilled in the art will readily be able to disclose a modified example.

덧붙여, ‘∧’형상의 요홈에 의해 형성되는 수직 반사부(41v)(41v‘) 전단에 광폭을 줄이는 제 2 집광 어셈블리(제 6 실시예 참조)를 전술한 차일드 볼록렌즈(21a‘) 대신에 더 포함하면 상단 프리즘 시트(30a)에 형성된 수평 반사부(41h‘)의 광폭을 줄일 수 있게 되는 것은 당업자가 쉽게 실시할 수 있는 것이므로 이에 대하여는 설명을 생략하기로 한다.
In addition, instead of the above-described child convex lens 21a ', a second condensing assembly (see the sixth embodiment) which reduces the width in front of the vertical reflecting portions 41v and 41v' formed by the '∧'-shaped grooves is described. If further included, the width of the horizontal reflecting portion 41h 'formed on the upper prism sheet 30a can be easily reduced by those skilled in the art, and thus description thereof will be omitted.

이와 같이 본 발명에 따르면, 넓은 면적의 집광부(20a) 전면으로 입사되는 평행광 형태의 태양광(11a)이 각각의 볼록 집광 렌즈(21a)와 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)에 의해 최종적으로 매우 작은 면적으로 집광되도록 하기 때문에, 그 위치에 태양전지(미도시)를 설치할 경우 소요되는 태양전지의 면적을 획기적으로 줄일 수 있으며, 태양광을 최종적으로 광케이블에 입사시키는 태양광 자연채광 모듈(미도시)을 설치할 경우에도 선형 집광 광학계를 사용할 수 있어 제작단가를 줄이고, 평판형으로 자연채광 모듈을 제작할 수 있기 때문에 작동 공간을 현저하게 줄일 수 있게 된다.
As described above, according to the present invention, the sunlight 11a in the form of parallel light incident on the entire surface of the condenser 20a having a large area is applied to each convex condenser lens 21a and the upper and lower prism sheets 30a and 30b. Because it finally collects a very small area, the area of the solar cell required when installing a solar cell (not shown) at the location can be drastically reduced, and the solar natural light that finally injects the solar light into the optical cable Even when a module (not shown) is installed, a linear condensing optical system can be used to reduce manufacturing costs, and a natural light module can be manufactured in a flat plate shape, thereby significantly reducing the working space.

더욱이, 종래의 기술에 비하여 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)에 형성되는 수직 반사부(41v)(41v') 및 수평 반사부(41h)(41h')의 형성이 구조적으로 매우 간단하고 값싸게 제작할 수 있어 획기적인 원가 절감 효과가 예상된다.
Furthermore, as compared with the prior art, the formation of the vertical reflecting portions 41v and 41v 'and the horizontal reflecting portions 41h and 41h' formed in the upper and lower prism sheets 30a and 30b is very simple in structure. Inexpensive production is expected, which will lead to cost reductions.

한편, 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)의 재질로는 광 굴절률이 공기보다 크고 플라스틱, 강화유리, 파이렉스, 석영유리와 같이 광학적으로 투명한 소재가 바람직하며, 프리즘 집광기(1a)의 집광용도가 UV 태양광일 경우에는 UV 차단층이 형성되어 있다하더라도 플라스틱은 UV에 의해 장기간 노출되면 열화되므로 가급적 강화유리, 파이렉스, 석영유리 소재를 선택적하는 것이 바람직하고, 가시광선 태양광 자연채광 혹은 태양광에 의한 발전을 위해서는 UV 차단층이 형성된 플라스틱 소재가 경제적인 면에서 바람직하다.
On the other hand, as the material of the upper and lower prism sheets 30a and 30b, optical refractive index is larger than air and optically transparent materials such as plastic, tempered glass, pyrex, and quartz glass are preferable, and the purpose of condensing the prism condenser 1a is preferable. In the case of UV sunlight, even if a UV blocking layer is formed, the plastic is degraded after long-term exposure to UV, so it is preferable to select tempered glass, pyrex, or quartz glass material. For the power generation, a plastic material having a UV blocking layer is preferable economically.

그리고 하단 프리즘 시트(30b)는 최초 태양광(11a)이 입사하지 않아도 무방하므로 광이 입사되는 부위를 제외하고 불투명한 소재를 사용할 수 있으며 수평 반사부(41h) 및 수직 반사부(41v)에는 반사층이 형성될 수 있다.
In addition, since the lower prism sheet 30b does not have to be incident to the first sunlight 11a, an opaque material may be used except for the light incident portion, and the reflective layer may be formed on the horizontal reflector 41h and the vertical reflector 41v. This can be formed.

본 발명 제 1실시 예에서는 자외선 차단 플라스틱 렌즈용 모노머를 사용한 UV-400 아크릴계 시트를 상,하단 프리즘 시트(30a)(30b)로 사용하는 것이 바람직하고, 통상적으로 자외선에 의해 플라스틱은 황변현상이 발생하므로, 태양 UV에 의해 발생하는 황변문제를 해결하기 위해 UV액을 코팅 또는 자외선 차단 모노머를 사용하여 내후성을 담보할 수 있으며, 이러한 태양광 UV에 의한 내후성 증진에 관한 사항은 당업자가 용이하게 실시 가능한 것이므로 이에 대한 설명을 생략하기로 한다.
In the first embodiment of the present invention, it is preferable to use the UV-400 acrylic sheet using the monomer for the UV-blocking plastic lens as the upper and lower prism sheets 30a and 30b, and in general, yellowing of plastic occurs due to ultraviolet rays. Therefore, in order to solve the yellowing problem caused by solar UV, it is possible to ensure weather resistance by coating a UV liquid or using a sunscreen monomer, and the matter regarding the improvement of weather resistance by solar UV can be easily carried out by those skilled in the art. The description thereof will be omitted.

그리고 수직 반사부(41v)(41v') 및 수평 반사부(41h)(41h')의 형성에는 글라스 몰딩 프레스, 플라스틱 사출성형, 레이저 가공, 유리에칭, 절삭/연마에 의한 방법뿐만 아니라 미소광학(Micro-optic) 소자 생산에 사용하는 리쏘그라피에 의한 형성, 원통 금형의 회전, 금속금형을 이용한 압축 성형 등 다양한 방법이 있고, 당업자에게 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
The formation of the vertical reflecting portions 41v, 41v 'and the horizontal reflecting portions 41h, 41h' is not only a method of glass molding press, plastic injection molding, laser processing, glass etching, cutting / polishing, but also micro-optical ( Formation by lithography used for the production of micro-optic devices, rotation of cylindrical molds, compression molding using metal molds, and the like, are well known to those skilled in the art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

통상적으로 광학유리나 플라스틱 광케이블에 사용되는 아크릴계의 플라스틱은 미터 당 광 감쇄율이 2~ 5% 미만이어서 거의 모든 광이 측면으로 전달되어 집광된다고 볼 수 있으므로 집광효율의 극대화는 자명한 사실이라 하겠다.
In general, acrylic plastics used in optical glass or plastic optical cables have a light attenuation of less than 2% to 5% per meter, so almost all light is transmitted to the side and condensed, thus maximizing the light collecting efficiency.

또한, 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)의 굴절률이 공기보다 큰 투명한 소재라고 하더라도 소재 특성에 따라 전술한 전반사의 원리를 적용하기 곤란한 경우에는 수직 반사부(41v)(41v') 및 수평 반사부(41h)(41h')의 외측에 소정의 반사층이 형성될 수도 있다. 여기서, 소정의 반사층은, 90% 이상의 반사율을 가지는 금속물질을 의미하는 것으로서, 알루미늄, 은, 금, 니켈, 스테인레스 스틸 등이 사용될 수 있다. 본 발명에서는 90% 이상의 반사율을 가지고, 가격이 저렴한 알루미늄을 반사물질로 사용하고, 입면 반사층(221), 하면 반사층(222)의 반사층 형성에도 적용된다.
In addition, even if the refractive index of the upper and lower prism sheets 30a and 30b is a transparent material having a larger refractive index than air, it is difficult to apply the above-mentioned principle of total reflection according to the material characteristics, so that the vertical reflectors 41v and 41v 'are horizontal. A predetermined reflective layer may be formed outside the reflecting portions 41h and 41h '. Here, the predetermined reflective layer refers to a metal material having a reflectance of 90% or more, and aluminum, silver, gold, nickel, stainless steel, or the like may be used. In the present invention, aluminum having a reflectivity of 90% or more and inexpensive aluminum is used as the reflective material, and is also applied to the formation of the reflective layers of the elevation reflective layer 221 and the bottom reflective layer 222.

한편, 볼록 집광 렌즈(21a)는 도시하지는 않았지만, 태양광이 수직 입사되는 상측에서 바라보았을 때 작은 원형면 혹은 사각형 면에 수직 입사되는 태양광을 하나의 초점에 집속하는 소형 볼록 집광 렌즈(미도시)가 길이 방향으로 일직선으로 배열되어 형성될 수 있고, 일직선으로 배열된 “점 초점”소형 볼록 집광 렌즈(미도시)들의 사이에는 간격이 형성될 수 있으며 이에 대응하는 선형 배면 광 안내부(22) 및 하단 프리즘 시트(30b)의 수평 반사부(41h)도 선형 대신 점으로 형성될 수 있고, 차일드 볼록렌즈(21a‘) 대신에 차일드 점초점 볼록렌즈(미도시)의 선형배열이 형성될 수 있다.
On the other hand, although not shown, the convex condensing lens 21a is a small convex condensing lens (not shown) that focuses the sunlight vertically incident on a small circular plane or a square plane when viewed from an image side in which sunlight is vertically incident. ) May be arranged in a straight line in the longitudinal direction, and a gap may be formed between the “point focus” small convex condenser lenses (not shown) arranged in a straight line, and the corresponding linear back light guide 22 may be formed. And the horizontal reflecting portion 41h of the lower prism sheet 30b may also be formed as a point instead of linear, and a linear array of child focus convex lenses (not shown) may be formed instead of the child convex lens 21a '. .

아울러 도 4의 (b)를 참조하면, 볼록 집광 렌즈(21a)의 선형 배면 광 안내부(22)는 돌출된 형태이거나 요입된 홈 형태로 형성될 수 있으며, 선형 배면 광 안내부(22)가 돌출되지 않고 안쪽으로 홈이 파져 형성될 때에는 수직으로 입사되지 않는 광선의 경우 밀한 매질에서 소한 매질로 광이 입사될 때 임계치 이상으로 입사되면 전반사됨으로써 집광한 광이 손실될 수 있으나, 선형 배면 광 안내부(22)가 돌출부로 형성될 경우에는 선형 배면 광 안내부(22) 입면에 반사층을 형성할 수 있으므로 광 손실을 최소화 할 수 있다.
In addition, referring to FIG. 4B, the linear back light guide part 22 of the convex condenser lens 21a may be formed in a protruding shape or a recessed groove, and the linear back light guide part 22 may be formed. When the light is not vertically incident when the groove is not protruded and is formed inwardly, when the light is incident from the dense medium to the small medium when the light is incident above the threshold, the totally reflected light may be lost, but the linear back light guide may be lost. When the portion 22 is formed as a protrusion, a reflective layer may be formed on the surface of the linear back light guide 22 to minimize light loss.

여기서, 본 발명 제 1 실시예는 태양광(11a)이 볼록 집광 렌즈(21a)의 상면에 대하여 수직으로 입사된다. 또한, 선형 배면 광 안내부(22)는 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 선형 배면 광 안내부(22)의 내부로 입사될 가능성이 있는 굴절된 떠돌이 태양광을 차단하고, 또 통과하는 집속광도 하단을 제외한 입면으로 출사되지 않도록 돌출된 형태이고, 입면 반사층(221)이 형성되며, 각각의 선형 배면 광 안내부(22) 하면을 제외한 집광부(20a)에는 하면 반사층(222)이 형성될 수 있는데, 반사층이 형성되면 하부로부터 광이 유입되지 않게 하며, 배면 하부(220)는 광이 통과하도록 투명하게 형성된다. 여기서, 선형 배면 광 안내부(22)는 마이크로스코픽(microscopic) 정도의 크기로도 형성될 수 있다.
Here, in the first embodiment of the present invention, the sunlight 11a is incident perpendicularly to the upper surface of the convex condenser lens 21a. In addition, the linear back light guide 22 blocks and passes through the refracted wandering sunlight that is likely to enter the inside of the linear back light guide 22, as shown in FIG. 4 (b). The converging light intensity is projected so as not to be emitted to the elevation except the lower end, and the elevation reflection layer 221 is formed, and the bottom reflection layer 222 is formed on the condenser 20a except for the lower surface of each linear rear light guide portion 22. When the reflective layer is formed, light does not flow from the lower portion, and the lower lower portion 220 is formed to be transparent to allow light to pass therethrough. In this case, the linear back light guide 22 may be formed to have a size of about microscopic.

그리고 하단 프리즘 시트(30b)의 상단에는 중실체 볼록 집광 렌즈(21a)의 선형 배면 광 안내부(22) 또는 중공체 볼록 집광 렌즈(21a)의 촛점선에 일대일 대응되는 선형 시준기(콜리메이터)가 더 형성될 수 있고, 돌출된 형태이거나 시준 요홈을 형성하고 그 하단에 선형 시준기(콜리메이터)가 형성될 수 있다.
At the upper end of the lower prism sheet 30b, a linear collimator (collimator) corresponding to the line of focus of the linear back light guide portion 22 of the solid convex condenser lens 21a or the hollow convex condenser lens 21a is further included. It may be formed, it may be a protruding shape or to form a collimation groove and a linear collimator (collimator) may be formed at the bottom thereof.

본 제 1실시 예에서는 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 시준 요홈(30b0)이 형성되고, 그 내부 하단에 선형 시준기(콜리메이터)로써 반구형으로 형성된 선형 볼록렌즈(30b1)가 형성되며, 통상적으로 볼록렌즈를 통과하여 초점선을 통과한 광은 다른 볼록렌즈에 의해 평행광을 형성하는 것은 주지의 사실이다.
In the first embodiment, as shown in FIG. 4C, a collimation groove 30b0 is formed, and a linear convex lens 30b1 formed in a hemispherical shape with a linear collimator (collimator) is formed at an inner lower end thereof. It is generally known that light passing through a convex lens and passing through a focal line forms parallel light by another convex lens.

이러한 선형 시준기(콜리메이터)로는 상기 반구형으로 형성된 선형 볼록렌즈(30b1)외에도 선형 비구면 볼록렌즈, 선형 그린렌즈; 선형 프뢰넬 렌즈, 다수의 그린렌즈 선형배열, 다수의 점초점 볼록렌즈의 선형배열, 다수의 점초점 비구면 볼록렌즈의 선형배열, 다수의 점초점 프뢰넬렌즈의 선형배열 ,광 가이드 중 어느 하나가 선택되어 사용될 수 있으며, 상기 광 가이드로는 막대렌즈, 광섬유의 1차원 배열, 일렬로 광섬유가 삽입된 1차원 선형 허니콤, 광섬유 또는 광섬유 삽입된 선형 허니콤을 압착한 화이버 옵틱 테이퍼, 다수의 볼렌즈 선형배열로 제작될 수 있다.
Such a linear collimator (collimator) includes a linear aspherical convex lens and a linear green lens in addition to the linear convex lens 30b1 formed in the hemispherical shape; One of linear Freonnel lenses, multiple Green Lens linear arrays, multiple Focal Convex lenses linear arrays, multiple Focal Aspheric Convex lenses linear arrays, multiple Focal Fronnel lenses linear arrays, and light guides The optical guide may include a rod lens, a one-dimensional array of optical fibers, a one-dimensional linear honeycomb inserted with optical fibers in a line, a fiber optical taper compressing an optical fiber or a linear honeycomb inserted with optical fibers, and a plurality of balls. It can be produced in a lens linear array.

또한, 선형 로드렌즈(30b2)를 선형 볼록렌즈(30b1) 상단에 더 포함하면 초점거리를 더욱 줄일 수 있고, 이러한 선형 로드렌즈(30b2)는 막대렌즈(미도시), 광섬유의 1차원 배열(미도시), 일렬로 광섬유가 삽입된 1차원 선형 허니콤(미도시), 광섬유 또는 광섬유 삽입된 선형 허니콤을 압착한 화이버 옵틱 테이퍼(미도시), 다수의 볼렌즈 선형배열(미도시) 중 어느 하나로 제작될 수 있으며, 이는 통상적으로 광통신 및 미소광학(Micro-optics)에서 공지된 시준기(콜리메이터)에 관한 것으로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
In addition, if the linear rod lens 30b2 is further included on the top of the linear convex lens 30b1, the focal length can be further reduced, and the linear rod lens 30b2 includes a rod lens (not shown) and a one-dimensional array of optical fibers (not shown). 1) linear honeycomb (not shown) with optical fibers inserted in a line, fiber optical taper (not shown) with optical fiber or linear honeycomb inserted with optical fibers, and a plurality of ball lens linear arrays (not shown). It may be manufactured as one, and this is generally related to a collimator (collimator) known in optical communication and micro-optics, and a detailed description thereof will be omitted.

아울러, 태양광(11a)을 효율적으로 손실 없이 수직 반사부(41v)(41v') 및 수평 반사부(41h)(41h')에서 평행광 형태로 좌우측 수평으로 반사시키기 위해서는 하단 프리즘 시트(30b)의 상단에서 선형 배면 광 안내부(22) 끝단에 도달하는 1차 집속 태양광이 최대한 평행광이어야 하고 그 폭이 좁으면 좋을수록 효과적인데, 전술한 선형 배면 광 안내부(22) 또는 선형 시준기(콜리메이터)가 그 역할을 하는 것으로써, 1차 집속된 태양광이 평행하게 입사되고 동시에 하단 프리즘 시트(30b)의 수평 반사부(41h)에 접촉하는 면적을 줄이면 줄일수록 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)의 두께를 줄일 수 있게 되는 것이며, 접촉 면적이 줄어들면 줄어들수록 동일한 두께의 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)를 다단으로 형성할 수 있으므로 볼록 집광 렌즈(21a)의 배열 개수를 늘리게 되고 이는 볼록 집광 렌즈(21a)의 곡률반경을 줄이게 되어, 결과적으로 초점거리가 줄어 전체적으로 프리즘 집광기(1a)의 두께를 대폭 줄일 수 있게 되는데, 이 또한 본 발명의 특징 중 하나이다.
In addition, the lower prism sheet 30b is used to efficiently reflect the sunlight 11a horizontally in the form of parallel light from the vertical reflectors 41v and 41v 'and the horizontal reflectors 41h and 41h' without loss. The primary focused sunlight reaching the end of the linear back light guide 22 at the top of the beam should be parallel light as much as possible, and the narrower the width, the more effective the linear focused light guide 22 or linear collimator ( As the collimator plays its role, as the primary focused solar light enters in parallel and at the same time reduces the area of contact with the horizontal reflecting portion 41h of the lower prism sheet 30b, the upper and lower prism sheets 30a are reduced. 30b can be reduced, and as the contact area decreases, the upper and lower prism sheets 30a and 30b having the same thickness can be formed in multiple stages, so that the number of convex condenser lenses 21a is arranged. Will increase It is able to be reduced there is a radius of curvature of the convex collecting lens (21a), as a result, the focal length decreases significantly reduce overall thickness of the prismatic optical concentrator (1a), is also one of the features of the present invention.

이러한, 평행광을 만드는 방법은 전술한 방법 외에도 매우 다양한 광학적 수단을 통해 구현할 수 있을 것이다.
Such a method of making parallel light may be implemented through a wide variety of optical means in addition to the above-described method.

(제 2 실시예)
(Second embodiment)

도 5는 상ㆍ하단 프리즘 시트와 집광 오목 거울을 단위 집광모듈로 사용하는 집광부로 이루어진 본 발명 제2 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도이다.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a structure of a prism concentrator according to a second embodiment of the present invention, which includes a condenser having an upper and lower prism sheet and a condensing concave mirror as a unit condensing module.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명 제2 실시예에 따른 프리즘 집광기(1b)는 외주면에 반사층이 형성된 집광 오목 거울(21b)이 일직선상에 다수 배열된 집광부(20b)와, 상기 집광 오목 거울(21b)에 의해 1차 집속된 태양광을 전달받아 집광하는 투명한 소재로 제작된 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)로 구성된다.
As shown in FIG. 5, the prism light collector 1b according to the second embodiment of the present invention includes a light collecting part 20b having a plurality of light concave mirrors 21b having a reflective layer formed on an outer circumferential surface thereof, and a light concave concave. It consists of upper and lower prism sheets 30a and 30b made of a transparent material which receives and condenses the primary focused sunlight by the mirror 21b.

이 경우에는 태양광이 투명한 소재로 형성되는 상단 프리즘 시트(30a) 내부를 1차 통과하여 집광 오목 거울(21b)에 형성된 거울 반사층에 반사되어 상면에 거꾸로 위치한 선형 배면 광 안내부(22)로 태양광을 집속하며, 태양광이 재차 집광되는 과정은 본 발명 제 1실시 예와 동일하다.
In this case, the solar light is linearly passed through the inside of the upper prism sheet 30a formed of a transparent material, reflected by the mirror reflection layer formed on the condensing concave mirror 21b, and positioned in the upside down direction. The process of focusing light and condensing sunlight again is the same as in the first embodiment of the present invention.

한편, 집광 오목 거울(21b)은 도시하지는 않았지만 “점 초점”소형 집광 오목 거울(미도시)이 길이 방향으로 일직선으로 배열되어 형성될 수 있고, 일직선으로 배열된 “점 초점”소형 집광 오목 거울(미도시)들의 사이에는 간격이 형성될 수 있다.
On the other hand, although the condensed concave mirror 21b is not shown, the "point focus" small condensed concave mirror (not shown) may be formed by being arranged in a straight line in the longitudinal direction, the "point focus" small condensed concave mirror ( A gap may be formed between the not shown).

또한, 집광부(20b)를 구성하는 집광 오목 거울(21b)이 중공체일 경우에는 내부가 비어 있기 때문에 별도의 선형 배면 광 안내부(22)를 형성할 필요가 없으며, 다수의 집광 오목 거울(21b)의 배열로 형성되는 집광부(20b)는 투명한 소재로 제작하고 반사층을 구비하여 거울을 형성할 수도 있으나, 알루미늄 사출성형 혹은 표면을 거울과 같이 폴리싱 처리한 스테인레스 박판을 금형 프레싱하여 형성할 수 있으며, 집광 오목 거울(21b)의 경계는 절단되어 광이 투과할 수 있도록 광안내구(미도시)가 형성되고, 폴리싱 처리한 스테인레스 박판이 더욱 바람직한데 그 이유는 알루미늄은 산화되므로 추가적인 보호코팅이 필요하여 제작비용이 많기 때문이고, 스테인레스 박판은 값싸며 내후성이 뛰어나고 견고하며, 얇은 박판은 가볍기 때문이다.
In addition, when the condensing concave mirror 21b constituting the condensing part 20b is a hollow body, since the inside thereof is empty, it is not necessary to form a separate linear back light guide 22 and a plurality of condensing concave mirrors 21b. Condensing unit 20b formed in an array of a) may be formed of a transparent material and provided with a reflective layer to form a mirror, but may be formed by die pressing aluminum injection molding or a stainless steel plate polished on a surface like a mirror. In addition, a light guide (not shown) is formed to cut the boundary of the condensing concave mirror 21b and transmit light, and a polished stainless steel sheet is more preferable because aluminum is oxidized, so additional protective coating is required. This is because the manufacturing cost is high, and stainless steel sheet is cheap, weather resistance is excellent and solid, and thin sheet is light.

이때, 상기 집광 오목 거울(21b)들 사이의 경계(23b)에는 거울 반사층이 형성되지 않아야 하단 프리즘 시트(30b)로부터 반사된 1차 집속 태양광(11b)이 자유롭게 투과될 수 있다.
In this case, the primary focusing sunlight 11b reflected from the lower prism sheet 30b may be freely transmitted when the mirror reflective layer is not formed at the boundary 23b between the condensing concave mirrors 21b.

(제 3 실시예)(Third embodiment)

도 6은 상ㆍ하단 프리즘 시트와 선형 프뢰넬 렌즈를 단위 집광모듈로 사용하는 집광부로 이루어진 본 발명 제3 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도이다.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a prism concentrator according to a third exemplary embodiment of the present invention, which includes a light collecting part using an upper / lower prism sheet and a linear Freonel lens as a unit light collecting module.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명 제3 실시예에 따른 프리즘 집광기(1c)는 프뢰넬 렌즈(21c)가 일직선상에 다수 배열된 집광부(20c)와, 프뢰넬 렌즈(21c)에 의해 1차 집속된 태양광을 전달받아 집광하는 투명한 소재로 제작된 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)로 구성된다.
As shown in FIG. 6, the prism condenser 1c according to the third embodiment of the present invention includes a condenser 20c in which a plurality of freonel lenses 21c are arranged in a straight line, and a freonel lens 21c. It consists of upper and lower prism sheets 30a and 30b made of a transparent material that receives and focuses primary solar light.

또한, 집광부(20c)를 구성하는 프뢰넬 렌즈(21c)가 중공체일 경우에는 내부가 비어 있기 때문에 별도의 선형 배면 광 안내부(22)를 형성할 필요가 없으며, 도시하지는 않았지만 다수의 “점 초점”소형 프뢰넬 렌즈(미도시)를 일렬로 배열하여, 하나의 프뢰넬 렌즈(21c)와 같이 입사된 태양광을 집속하여 하단 프리즘 시트(30b)에 전달하도록 구성할 수 있으며, 프뢰넬 렌즈(21c) 및 다수의 “점 초점”소형 프뢰넬 렌즈의 선형 배열은 당업자에게 이미 공지된 것이고, 본 발명 제 1실시예의 볼록 집광 렌즈(21a) 대신 프뢰넬 렌즈(21c) 또는 다수의 “점 초점”소형 프뢰넬 렌즈의 선형 배열을 사용하는 것을 제외하고는 프리즘 집광기(1a)와 작동 관계는 동일하므로 제3 실시예의 프리즘 집광기(1c)에 대한 자세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
In addition, when the Freonnel lens 21c constituting the light collecting portion 20c is a hollow body, since the interior is empty, it is not necessary to form a separate linear back light guide portion 22, and although not shown, a plurality of “dots” Focus ”miniature Frönnel lenses (not shown) can be arranged in a row, focusing the incident sunlight like one Frönnel lens 21c, and delivering them to the lower prism sheet 30b. The linear arrangement of 21c and a plurality of "point focus" small Freonnel lenses is already known to those skilled in the art, and instead of the convex condensing lens 21a of the first embodiment of the present invention, the Freonel lens 21c or a plurality of "point focus" Since the operation relationship is the same as that of the prism condenser 1a except for using the linear arrangement of the small Frönlen lens, the detailed description of the prism condenser 1c of the third embodiment will be omitted below.

(제 4 실시예) (Example 4)

도 7은 상ㆍ하단 프리즘 시트와 카세그레인 집광모듈을 단위 집광모듈로 사용하는 집광부로 이루어진 본 발명 제4 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도이다.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a prism concentrator according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, which includes a light collecting part using an upper and lower prism sheet and a casein grain condensing module as a unit condensing module.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명 제 4 실시예에 따른 프리즘 집광기(1d)는 카세그레인 집광모듈(21d)이 일직선상에 다수 배열된 집광부(20d)와, 카세그레인 집광모듈(21d)에 의해 1차 집속된 태양광을 전달받아 집광하는 투명한 소재로 제작된 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)로 구성된다.
As shown in FIG. 7, the prism light collector 1d according to the fourth embodiment of the present invention includes a light collecting part 20d in which a large number of casein light collecting modules 21d are arranged in a straight line, and a casein light collecting module 21d. It consists of upper and lower prism sheets 30a and 30b made of a transparent material that receives and focuses primary solar light.

상기 카세그레인 집광모듈(21d)은 선형 카세그레인 주 반사거울(21d2)과 선형 카세그레인 부 반사거울(21d1)로 이루어지고, 선형 카세그레인 주 반사거울(21d2)에 평행하게 입사된 태양광이 선형 카세그레인 주 반사거울(21d2) 초점 전단에 구비된 선형 카세그레인 부 반사거울(21d1)로 집속하여 반사시키고, 선형 카세그레인 부 반사거울(21d1)은 선형 카세그레인 주 반사거울(21d2)의 중앙에 형성된 선형 배면 슬릿(21d3)로 다시 반사시키며, 선형 카세그레인 주 반사거울(21d2)의 외주면에는 반사층이 형성된다.
The casein condensing module 21d includes a linear casein grain main reflecting mirror 21d2 and a linear casein grain minor reflecting mirror 21d1, and the sunlight incident in parallel to the linear casein grain main reflecting mirror 21d2 is a linear casein grain main reflecting mirror. (21d2) Focuses and reflects to the linear casee grain secondary reflection mirror 21d1 provided at the front end of the focal point, and the linear casee grain secondary reflection mirror 21d1 is a linear back slit 21d3 formed at the center of the linear casee grain primary reflection mirror 21d2. Reflected again, a reflective layer is formed on the outer circumferential surface of the linear casee grain main reflective mirror 21d2.

이후, 선형 배면 광 안내부(22)로 유입된 1차 집속 태양광은 하단 프리즘 시트(30b)와 상단 프리즘 시트(30a)를 통해 전반사되면서 특정 위치로 집중(속)되게 된다.
Subsequently, the primary focused sunlight introduced into the linear back light guide 22 is totally reflected through the lower prism sheet 30b and the upper prism sheet 30a while being concentrated (conceived) to a specific position.

한편, 카세그레인 집광모듈(21d)은 도시하지 않았지만 “점 초점”소형 카세그레인 집광모듈(미도시)이 길이 방향으로 일직선으로 배열되어 형성될 수 있고, 일직선으로 배열된 “점 초점”소형 카세그레인 집광모듈(미도시)들의 사이에는 간격이 형성될 수 있다.
Meanwhile, although not shown, the casee condensing module 21d may be formed by arranging the “point focus” small casee grain condensing module (not shown) in a straight line in the longitudinal direction, and the “point focus” small casee condensing module (in the straight line) A gap may be formed between the not shown).

이와 같은, 카세그레인 집광모듈(21d) 및 “점 초점”소형 카세그레인 집광모듈(미도시)은 망원경이나 전파송수신기 분야에서 이미 당업자에게 이미 공지된 것이고, 본 발명 제 1 실시예의 볼록 집광 렌즈(21a) 대신 카세그레인 집광모듈(21d) 또는 “점 초점”소형 카세그레인 집광모듈(미도시)의 선형 배열을 사용하는 것을 제외하고는 프리즘 집광기(1a)와 작동 관계는 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
As such, the casein condensing module 21d and the "point focus" compact caseingrain condensing module (not shown) are already known to those skilled in the art in the field of telescopes or radio transmitters, and instead of the convex condensing lens 21a of the first embodiment of the present invention. Since the operation relationship is the same as that of the prism condenser 1a, except for using the linear arrangement of the casee light condensing module 21d or the “point focus” small casee light condensing module (not shown), detailed description thereof will be omitted.

다만, 집광부(20d)를 구성하는 카세그레인 집광모듈(21d)이 중공체일 경우에는 내부가 비어 있기 때문에 별도의 선형 배면 광 안내부(22)를 형성할 필요가 없으며, 다수의 카세그레인 집광모듈(21d)의 배열로 형성되는 집광부(20d)는 투명한 소재로 제작하고 내주면 또는 외주면에 반사층을 구비하여 오목 거울을 형성하거나, 알루미늄 사출성형 혹은 표면을 거울과 같이 폴리싱 처리한 스테인레스 박판을 금형 프레싱하여 형성할 수 있으며, 카세그레인 집광모듈(21d)의 경계는 절단되어 광이 투과할 수 있도록 광안내구(미도시)가 형성되고, 폴리싱 처리한 스테인레스 박판이 더욱 바람직한데 그 이유는 알루미늄은 산화되므로 추가적인 보호코팅이 필요하여 제작비용이 많기 때문이고, 스테인레스 박판은 값싸며 내후성이 뛰어나고 견고하며, 얇은 박판은 가볍기 때문이다.
However, when the casein light collecting module 21d constituting the light collecting unit 20d is a hollow body, since the inside is empty, it is not necessary to form a separate linear back light guide unit 22 and a plurality of casein light collecting modules 21d. The condensing part 20d formed of an array of) is made of a transparent material and formed with a reflective layer on an inner circumferential surface or an outer circumferential surface to form a concave mirror, or formed by pressing an aluminum injection mold or by pressing a stainless thin plate polished to a surface like a mirror. The boundary of the casein condensing module 21d may be cut to form a light guide (not shown) to transmit light, and a polished stainless steel sheet is more preferable because aluminum is oxidized, so that additional protective coating This is because the production cost is high due to the need, and the stainless steel sheet is inexpensive, weatherproof and durable, and the thin sheet steel Because.

(제 5 실시예) (Fifth Embodiment)

도 8은 상ㆍ하단 프리즘 시트와 그레고리안 집광모듈을 단위 집광모듈로 사용하는 집광부로 이루어진 본 발명 제5 실시예에 따른 프리즘 집광기의 구조를 나타내는 단면도이다.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a structure of a prism concentrator according to a fifth embodiment of the present invention, which includes a light collecting part using an upper and a lower prism sheet and a Gregorian light collecting module as a unit light collecting module.

도 8에 도시한 바와 같이 본 발명 제 5 실시예에 따른 프리즘 집광기(1e)는 그레고리안 집광모듈(21e)이 일직선상에 다수 배열된 집광부(20e)와, 그레고리안 집광모듈(21e)에 의해 1차 집속된 태양광을 전달받아 집광하는 투명한 소재로 제작된 상ㆍ하단 프리즘 시트(30a)(30b)로 구성된다.
As shown in FIG. 8, the prism light collector 1e according to the fifth embodiment of the present invention includes a light collecting part 20e in which a plurality of Gregorian light collecting modules 21e are arranged in a straight line, and a Gregorian light collecting module 21e. It consists of upper and lower prism sheets 30a and 30b made of a transparent material for receiving and concentrating primary sunlight.

상기 그레고리안 집광모듈(21e)은 선형 그레고리안 주 반사거울(21e2)과 선형 그레고리안 부 반사거울(21e1)로 이루어지고, 선형 그레고리안 주 반사거울(21e2)에 평행하게 입사된 태양광이 선형 그레고리안 주 반사거울(21e2) 초점 후단에 구비된 선형 그레고리안 부 반사거울(21e1)로 집속하여 반사시키고, 선형 그레고리안 부 반사거울(21e1)은 선형 그레고리안 주 반사거울(21e2)의 중앙에 형성된 선형 배면 슬릿(21e3)로 다시 반사시키며, 선형 카세그레인 주 반사거울(21d2)의 외주면에는 반사층이 형성된다. 이후 태양광의 진행과 집속은 앞서 설명한 제4 실시예와 같다.
The Gregorian condensing module 21e includes a linear Gregorian main reflection mirror 21e2 and a linear Gregorian sub-reflection mirror 21e1, and the sunlight incident in parallel to the linear Gregorian main reflection mirror 21e2 is linear. The Gregorian primary reflection mirror 21e2 focuses and reflects the linear Gregorian secondary reflection mirror 21e1 provided at the rear end of the focal point, and the linear Gregorian secondary reflection mirror 21e1 is located at the center of the linear Gregorian primary reflection mirror 21e2. Reflected back to the formed linear back slit 21e3, a reflective layer is formed on the outer circumferential surface of the linear casee grains main reflection mirror 21d2. Since the progress and focus of the solar light is the same as the fourth embodiment described above.

한편, 그레고리안 집광모듈(21e)은 도시하지는 않았지만 “점 초점”소형 그레고리안 집광모듈(미도시)이 길이 방향으로 일직선으로 배열되어 형성될 수 있고, 일직선으로 배열된 “점 초점”소형 그레고리안 집광모듈(미도시)들의 사이에는 간격이 형성될 수 있다.
Meanwhile, although not shown, the Gregorian condensing module 21e may be formed by arranging the “point focus” small Gregorian condensing module (not shown) in a straight line in the longitudinal direction, and the “point focus” small Gregorian arranged in a straight line. A gap may be formed between the light collecting modules (not shown).

이와 같은, 그레고리안 집광모듈(21e) 및 “점 초점”소형 그레고리안 집광모듈(미도시)은 망원경이나 전파송수신기 분야에서 이미 당업자에게 이미 공지된 것이고, 본 발명 제 1 실시예의 볼록 집광 렌즈(21a) 대신 그레고리안 집광모듈(21e) 또는 “점 초점”소형 그레고리안 집광모듈(미도시)의 선형 배열을 사용하는 것을 제외하고는 프리즘 집광기(1a)와 작동 관계는 동일하므로 이 또한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
Such Gregorian condensing module 21e and "point focus" small Gregorian condensing module (not shown) are already known to those skilled in the art in the field of telescopes and radio transmitters, and the convex condenser lens 21a of the first embodiment of the present invention. The operation relationship is the same as that of the prism condenser 1a, except that a linear arrangement of the Gregorian condenser module 21e or the “point focus” small Gregorian condenser module (not shown) is used instead. Let's do it.

다만, 집광부(20e)를 구성하는 그레고리안 집광모듈(21e)이 중공체일 경우에는 내부가 비어 있기 때문에 별도의 선형 배면 광 안내부(22)를 형성할 필요가 없으며, 다수의 그레고리안 집광모듈(21e)의 배열로 형성되는 집광부(20e)는 투명한 소재로 제작하고 내주면 또는 외주면에 반사층을 구비하여 오목 거울을 형성하거나, 알루미늄 사출성형 혹은 표면을 거울과 같이 폴리싱 처리한 스테인레스 박판을 금형 프레싱하여 형성할 수 있으며, 그레고리안 집광모듈(21e)의 경계는 절단되어 광이 투과할 수 있도록 광안내구(미도시)가 형성되고, 폴리싱 처리한 스테인레스 박판이 더욱 바람직한데 그 이유는 알루미늄은 산화되므로 추가적인 보호코팅이 필요하여 제작비용이 많기 때문이고, 스테인레스 박판은 값싸며 내후성이 뛰어나고 견고하며, 얇은 박판은 가볍기 때문이다.
However, when the Gregorian light collecting module 21e constituting the light collecting part 20e is a hollow body, since the inside thereof is empty, it is not necessary to form a separate linear back light guide 22, and a plurality of Gregorian light collecting modules are provided. The light collecting part 20e formed by the array of 21e is made of a transparent material and has a reflective layer on the inner circumferential surface or the outer circumferential surface to form a concave mirror, or press-molding a stainless steel sheet in which aluminum injection molding or surface is polished like a mirror. It can be formed, the boundary of the Gregorian condensing module (21e) is cut so that the light guide (not shown) is formed so that light can be transmitted, and the polished stainless steel sheet is more preferable because the aluminum is oxidized Because additional protective coating is required, it is expensive to manufacture. Stainless steel sheet is inexpensive, weatherproof and solid, and thin sheet Because.

(제 6 실시예)
(Example 6)

도 8은 정교한 집광을 위해 제 2 집광 어셈블리를 더 포함하여 구성된 본 발명 제 6 실시예에 따른 프리즘 집광기의 단면도이다.
8 is a cross-sectional view of a prism concentrator according to the sixth embodiment of the present invention further comprising a second condensing assembly for sophisticated condensing.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명 제6 실시예에 따른 프리즘 집광기(1f)는 전술한 볼록 집광 렌즈(21a), 집광 오목 거울(21b), 프뢰넬 렌즈(21c), 카세그레인/그레고리안 집광모듈(21d)(21e)과 일대일 대응되는 제 2 집광 어셈블리(24)를 더 포함할 수 있다.
As shown in Fig. 9, the prism condenser 1f according to the sixth embodiment of the present invention includes the convex condenser lens 21a, the condensing concave mirror 21b, the Freonel lens 21c, and the casein / gregorian condensing. The second light collecting assembly 24 may further include one-to-one correspondence with the modules 21d and 21e.

이때, 도 9의 (a)에 도시한바와 같이 상기 제 2 집광 어셈블리(24)는 선형 제 2 집광렌즈(241), 선형 제 2 집광렌즈(241)로부터 광을 전달받아 평행광을 출사시키는 선형 시준기(242) 및 이들을 지지하는 하우징(240)으로 구성되며, 본 제 9실시 예의 선형 시준기(242)는 선형 볼록렌즈(242a) 이다. 통상적으로 볼록렌즈를 통과하여 초점선을 통과한 광은 다른 볼록렌즈에 의해 평행광을 형성하는 것은 주지의 사실이다.
In this case, as shown in FIG. 9A, the second light collecting assembly 24 receives linear light from the linear second light collecting lens 241 and the linear second light collecting lens 241 to emit parallel light. It consists of a collimator 242 and a housing 240 for supporting them, the linear collimator 242 of the ninth embodiment is a linear convex lens 242a. It is generally known that light passing through a convex lens and passing through a focal line forms parallel light by another convex lens.

또한, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 선형 볼록렌즈(242a)의 상단에 선형 로드렌즈(242b)를 더 포함하여 선형 시준기(242)를 구성하면 초점거리를 더욱 줄일 수 있고, 이러한 선형 로드렌즈(242b)는 실리카 계열의 기다란 광섬유(미도시), 원통형 로드렌즈(미도시) 중에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
In addition, as illustrated in FIG. 9B, when the linear collimator 242 is configured by further including a linear rod lens 242b at the top of the linear convex lens 242a, the focal length may be further reduced. The linear rod lens 242b may select any one of silica-based elongated optical fibers (not shown) and cylindrical rod lenses (not shown).

또한, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이 선형 볼록렌즈(242a) 대신에 선형 비구면 볼록렌즈(미도시), 선형 프뢰넬렌즈(미도시), 선형 그린렌즈(미도시), 다수의 그린렌즈 선형배열(미도시), 다수의 점초점 볼록렌즈의 선형배열(미도시), 다수의 점초점 비구면 볼록렌즈의 선형배열(미도시), 다수의 점초점 프뢰넬렌즈의 선형배열(미도시), 선형 광가이드(242c)중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.
In addition, instead of the linear convex lens 242a, as shown in FIG. 9C, a linear aspherical convex lens (not shown), a linear Freonel lens (not shown), a linear green lens (not shown), and a plurality of greens Lens linear array (not shown), linear array of multiple focusing convex lenses (not shown), linear array of multiple focusing aspheric convex lenses (not shown), linear array of multiple focusing Freonnel lenses (not shown) ), Any one of the linear light guide 242c can be used.

상기 선형 광가이드(242c)는 막대렌즈(미도시), 광섬유의 1차원 배열(미도시), 일렬로 광섬유가 삽입된 1차원 선형 허니콤(미도시), 광섬유 또는 광섬유 삽입된 선형 허니콤을 압착한 화이버 옵틱 테이퍼(미도시), 다수의 볼렌즈 선형배열(미도시) 중 어느 하나로 제작될 수 있으며, 이는 통상적으로 광통신 및 미소광학(Micro-optics)에서 공지된 시준기(콜리메이터)에 관한 것으로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
The linear light guide 242c includes a rod lens (not shown), a one-dimensional array of optical fibers (not shown), a one-dimensional linear honeycomb (not shown) with optical fibers inserted in a line, an optical fiber or a linear honeycomb with an optical fiber inserted therein. Compressed fiber optical taper (not shown), a plurality of ball lens linear array (not shown) can be made of any, which is generally related to collimators (collimators) known in optical communication and micro-optics Detailed description will be omitted.

또한 도시하지는 않았지만, 제 2 집광 어셈블리는 다수의 단위“점 초점”소형 제 2 집광 어셈블리를 선형으로 배열하여 구성 할 수 있고, 단위“점 초점”소형 제 2 집광 어셈블리는 통상적으로 소형 제 2 집광렌즈, “점 초점”시준기로 구성되며, 다수가 공지된 것으로 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시 가능한 것이므로 자세한 설명은 생략하기 한다.
In addition, although not shown, the second light collecting assembly may be configured by linearly arranging a plurality of unit “point focus” small second light collecting assemblies, and the unit “point focus” small second light collecting assembly is typically a small second light collecting lens. It is composed of a "point focus" collimator, many of which are well known and can be easily implemented by those of ordinary skill in the art, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

이와 같이, 평행광을 만드는 방법은 전술한 방법 외에도 매우 다양한 광학적 수단을 통해 구현할 수 있을 것이다.
As such, the method of producing parallel light may be implemented through a wide variety of optical means in addition to the above-described method.

이처럼, 앞에서 설명된 본 발명의 일실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
As such, one embodiment of the present invention described above should not be construed as limiting the technical spirit of the present invention. The scope of protection of the present invention is limited only by the matters described in the claims, and those skilled in the art can change and change the technical idea of the present invention in various forms. Therefore, such improvements and modifications will fall within the protection scope of the present invention, as will be apparent to those skilled in the art.

본 발명에 따르면, 넓은 면적으로 입사되는 태양광을 효과적으로 집광하여 태양에너지 이용효율을 극대화할 수 있고, 구조가 간단하여 제작과 설치가 용이하며, 평판 형이어서 얇고 부피가 크지 않고, 제조비용도 저렴한 효과를 얻을 수 있어 태양전지나 자연채광분야에 적용할 수 있다.According to the present invention, it is possible to maximize the efficiency of solar energy by effectively condensing sunlight incident on a large area, and is simple in structure and easy to manufacture and install, and is thin, bulky, and low in manufacturing cost because it is flat. It can be applied to solar cell or natural light field.

1: 프리즘 집광기 11b: 1차 집속 태양광
20: 집광부
21: 단위 집광모듈
21a: 볼록 집광 렌즈 21a‘: 차일드 볼록렌즈
21b: 집광 오목 거울
21c: 프뢰넬 렌즈
21d: 카세그레인 집광모듈
21d1: 선형 카세그레인 부 반사거울 21d2: 선형 카세그레인 주 반사거울 21d3: 선형 배면 슬릿
21e: 그레고리안 집광모듈
21e1: 선형 그레고리안 부 반사거울 21e2: 선형 그레고리안 주 반사거울 21e3: 선형 배면 슬릿
22: 선형 배면 광 안내부
220: 배면 하부 221: 입면 반사층 222: 하면 반사층
23a: 경계
30a: 상단 프리즘 시트
30b: 하단 프리즘 시트
30b0: 시준 요홈 30b1: 선형 볼록렌즈 30b2: 선형 로드렌즈
41h: 수평 반사부 41v: 수직 반사부
24: 제 2 집광 어셈블리 240: 하우징 241:선형 제 2 집광렌즈
242:선형 시준기
242a: 선형 볼록렌즈 242b: 선형 로드렌즈 242c: 선형 광가이드1: Prism concentrator 11b: primary focused solar
20: condenser
21: unit condensing module
21a: convex condenser lens 21a ': child convex lens
21b: condensing concave mirror
21c: Freonel lens
21d: casee grain condensing module
21d1: Linear Casegrain negative reflection mirror 21d2: Linear Casegrain primary reflection mirror 21d3: Linear back slit
21e: Gregorian Condensing Module
21e1: Linear Gregorian secondary reflection mirror 21e2: Linear Gregorian primary reflection mirror 21e3: Linear rear slit
22: linear back light guide
220: rear lower part 221: elevation reflective layer 222: bottom reflective layer
23a: boundary
30a: top prism sheet
30b: bottom prism sheet
30b0: collimation groove 30b1: linear convex lens 30b2: linear rod lens
41h: horizontal reflector 41v: vertical reflector
24: second light collecting assembly 240: housing 241: linear second light collecting lens
242: linear collimator
242a: linear convex lens 242b: linear rod lens 242c: linear light guide

Claims

A solar collector configured to focus incident sunlight;
A plurality of unit condensing modules arranged in the longitudinal direction to form a primary focusing incident sunlight and a solid body, and a linear back light protruding or recessed in one-to-one correspondence to each lower portion of the unit condensing module to induce the primary focused light A condenser comprising a guide;
A one-to-one correspondence with the unit condensing module, and a horizontal reflector for totally reflecting the primary condensed light focused through the unit condensing module horizontally to the left and right; Prismatic hybrid solar light is composed of the upper and lower prism sheets provided up and down with the light collecting portion interposed therebetween, so as to focus incident light on two or four pairs of unit light collecting modules gradually or efficiently. Condenser.

A solar collector configured to focus incident sunlight;
A condenser having a plurality of unit condensing modules continuously arranged in the longitudinal direction to focus the incident sunlight and having a hollow body;
A one-to-one correspondence with the unit condensing module, and a horizontal reflector for totally reflecting the primary condensed light focused through the unit condensing module horizontally to the left and right; Prismatic hybrid solar light is composed of the upper and lower prism sheets provided up and down with the light collecting portion interposed therebetween, so as to focus incident light on two or four pairs of unit light collecting modules gradually or efficiently. Condenser.

The method according to claim 1 or 2;
The unit condensing module constituting the condenser may include a linear array of convex condensing lenses or confocal convex condensing lenses having a convex shape at the top thereof, concave to the bottom, and having a mirror reflecting layer formed at the bottom thereof, but having no mirror reflecting layer at the boundary. Linear array of focal focus concave mirrors, linear array of freonel or focal freonel lenses, a casein condensing module or focus focal casegrain that can focus on sunlight through secondary reflections through the primary case mirror and casee side mirrors Prismatic hybrid solar, characterized in that the linear arrangement of the light collecting module, the Gregorian primary reflection mirror and Gregorian secondary reflection mirror, the Gregorian condensing module capable of focusing the light or the linear arrangement of the confocal ring condensing module. Light condenser.

The method of claim 1,
The prism hybrid, wherein one of the linear collimator (collimator) or the linear collimator (collimator) protruding in one-to-one correspondence with the linear back light guide part is further formed at the upper end of the lower prism sheet. Solar concentrator.

The method according to claim 2;
At the upper end of the lower prism sheet, a protruding linear collimator (collimator) or linear collimator (collimator), which has a one-to-one correspondence with the unit condensing module and transmits the focused light passing through the unit condensing module, is parallel to the horizontal reflector. Prism hybrid solar light collector, characterized in that any one selected from the collimation groove formed in the further formed.

The method according to any one of claims 4 and 5;

The linear collimator (collimator)
Linear convex lens; Linear aspherical convex lens; Linear green lens; Linear Freonellens; Multiple green lens linear arrays; Linear arrays of multiple focal convex lenses; Linear arrays of multiple focal aspherical convex lenses; Linear arrays of multiple focal freonels; An optical guide made of any one of a bar lens, a one-dimensional array of optical fibers, a one-dimensional linear honeycomb in which optical fibers are inserted in a line, a fiber optical taper compressing an optical fiber or a linear honeycomb in which optical fibers are inserted, and a plurality of ball lens linear arrays; Prism hybrid solar light collector, characterized in that any one selected.

The method according to claim 4 or 5;
Prismatic hybrid solar light collector, characterized in that the top of the collimation groove further comprises a linear rod lens.

The method of claim 1 or 2;
The upper and lower prism sheet is a transparent material having a light refractive index greater than that of air, and a prism hybrid solar light collector according to any one of plastics, tempered glass, pyrex, and quartz glass having an ultraviolet blocking layer formed thereon.

The method of claim 1 or 2;
A prism sheet is further provided on a lower portion of the lower prism sheet in a stepwise manner to reflect the focused light horizontally again and to focus the reflected light in multiple stages from the side.

The method of claim 1 or 2;
The vertical reflector formed on the upper prism sheet is formed to correspond to the boundary surface of the unit condensing module and totally reflects the incident light downward, or is formed so as to correspond to the initial sunlight incidence unit and collect the focused sunlight together with the initial sunlight. Prismatic hybrid solar light collector, characterized in that again focused by the light collecting module.

The method according to claim 1 or 2;
When the unit condensing module is a linear convex condensing lens, a linear arrangement of a confocal convex condenser lens, a linear array of linear Freonnel lenses, and a focal concentric condensing lens, the unit condensing lens is a convex condensing lens at the boundary of the unit condensing module. When the child convex lens is a linear array of the focal convex condenser lens, when the child array is the linear array of the child focal convex lens, and when the child is a freonel lens There is further formed a linear array of the child focal point Frönnel lens, focusing the light transmitted from the vertical reflecting portion of the lower prism sheet to further reduce the light condensing to the horizontal reflecting portion of the upper prism sheet further prism hybrid solar light Condenser.

The method of claim 1 or 2;
Reflective layer is formed on the outer surface of the horizontal reflector and the vertical reflector to increase the total reflectance, the reflective layer is a prism hybrid solar light collector characterized in that the coating is formed of any one selected from aluminum, silver, gold, nickel, stainless steel.

The method according to claim 1;
The linear back light guide part constituting the light collecting part is formed in a downwardly protruding shape to block the refracted wandering solar light that may be incident therein and to prevent the focused focused light from exiting to the elevation except the bottom. A prism hybrid solar light collector, characterized in that the front surface reflecting layer is formed, the lower surface reflecting layer is formed on the condenser except for the lower surface, and the bottom surface is transparent.

The method according to claim 1 or 2;
The linear collimator (collimator) or a linear collimator (collimator) protruding downward at the bottom of the vertical reflector formed on the upper prism sheet is any one selected from the collimation groove formed on the inner bottom,

The linear collimator (collimator) is a linear convex lens; Linear aspherical convex lens; Linear green lens; Linear Freonellens; Multiple green lens linear arrays; Linear arrays of multiple focal convex lenses; Linear arrays of multiple focal aspherical convex lenses; Linear arrays of multiple focal freonels; An optical guide made of any one of a bar lens, a one-dimensional array of optical fibers, a one-dimensional linear honeycomb in which optical fibers are inserted in a line, a fiber optical taper compressing an optical fiber or a linear honeycomb in which optical fibers are inserted, and a plurality of ball lens linear arrays; Prism hybrid solar light collector, characterized in that any one selected.

The method according to claim 1 or 2;
The upper portion of the lower prism sheet is installed in one-to-one correspondence with the unit condensing module to induce sophisticated condensing or installed at the lower portion of the horizontal reflector of the upper prism sheet to induce sophisticated condensing or the second condensing assembly is provided. The light collecting assembly includes a housing, a linear second light collecting lens embedded in the housing, a linear collimator for transmitting the light passing through the linear second light collecting lens to light parallel to the horizontal reflector, and a linear rod lens provided in the linear collimator. ,

The linear collimator may include a linear convex lens; Linear aspherical convex lens; Linear green lens; Linear Freonellens; Multiple green lens linear arrays; Linear arrays of multiple focal convex lenses; Linear arrays of multiple focal aspherical convex lenses; Linear arrays of multiple focal freonels; An optical guide made of any one of a bar lens, a one-dimensional array of optical fibers, a one-dimensional linear honeycomb in which optical fibers are inserted in a line, a fiber optical taper compressing an optical fiber or a linear honeycomb in which optical fibers are inserted, and a plurality of ball lens linear arrays; Prism hybrid solar light collector, characterized in that any one selected.

The method of claim 2;
The unit condensing module is concave to the bottom and a mirror reflection layer is formed on the back side, but a linear concave mirror having no mirror reflection layer at the boundary, linear casee grains capable of concentrating solar light through secondary reflection through the primary case mirror mirror and casee side mirror mirror. Condensing condensation in the case of linear arrangement of condensing module or point-focused casein grain condensing module, linear Gregorian condensing module or point-in-convex condensing module which can focus solar light through Gregorian main reflection mirror and Gregorian sub-reflection mirror Mirrors, Casegrain main reflecting mirrors and Gregorian main reflecting mirrors are formed by injection molding aluminum or by pressing a stainless steel plate polished to the surface like a mirror, and condensing concave mirrors, casein grain reflecting mirrors and Gregorian reflecting mirrors. The light guide is formed so that the light passes Prism hybrid solar light collector characterized in that.