KR101397678B1 - 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 겨울철 태양전지에 쌓인 눈이 지지프레임의 단턱부에 걸려 정체되는 현상없이 원활하게 경사진 태양전지의 표면을 따라 흘러 내려 갈 수 있도록 하면서 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 전기를 다시 역으로 태양열 집열판의 각 태양전지 측으로 공급하여 태양전지의 발열 작용에 의해서 눈을 녹여 제거할 수 있도록 한 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판에 관한 것으로, 그 구성은 사각 틀체 형상의 지지프레임에 의해 태양전지 각각의 측면과 하부가 지지되고, 복수개의 앵글 조립에 의해 태양전지를 포함하는 지지프레임이 건물의 지붕이나 옥상 등에 경사지게 설치됨에 있어서, 상기 지지프레임의 각 면 중에 하부면의 상부를, 경사진 태양전지의 표면과 동일한 면 또는 상기 태양전지의 표면보다 낮게 하부측으로 경사진 경사면을 가로 길이의 전체에 걸쳐 형성하고, 상기 태양전지는 역바이어스 회로를 포함하도록 구성된 것이다.

Description

눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판{Solarwall with snow melting function}

본 발명은 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 겨울철 태양전지에 쌓인 눈이 지지프레임의 단턱부에 걸려 정체되는 현상없이 원활하게 경사진 태양전지의 표면을 따라 흘러 내려 갈 수 있도록 하면서 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 전기를 다시 역으로 태양전지 측으로 공급하여 태양 전지의 발열 작용에 의해서 눈을 녹여 제거할 수 있도록 한 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 태양열 집열판은 수광된 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환시켜 전기를 생산하는 태양전지로 통상 판상으로 형성된다. 이러한 태양열 집열판은 태양전지를 여러 개 전후 좌우 연속 반복적으로 조합하여 형성하고, 다수의 앵글을 조립하여 태양전지를 건물의 지붕이나 옥상 등에 설치하게 된다.

도 1은 일반적인 태양열 집열판을 나타낸 것으로서, 이에 도시된 바와 같이 태양전지(1)는 사각 틀체 형상의 지지프레임(2)에 의해서 지지되고, 지지프레임(2)은 수직의 앵글 형태로 된 전.후방측 하부프레임(3a)(3b)에 의해 바닥면과 일정 간격을 두고 경사지게 설치되며, 전.후방측 하부프레임(3a)(3b)은 횡방향의 프레임 받침대(4)에 의해서 각각의 하부가 서로 연결 및 고정되도록 구성되어 있다.

한편, 겨울철에 눈이 내려 태양전지에 쌓이면, 눈이 태양에너지의 수광을 방해하여 전기를 생산하지 못해 기능을 상실하게 되는 것으로서, 상기한 종래의 태양열전지(1)는 지지프레임(2)에 의해서 형성된 단턱부(2a)에 의해서 도 2에 도시된 바와 같이 눈(100)이 경사진 태양전지(1)의 표면을 따라 흘러 내려 가지 못하고 쌓이게 됨으로써 그 기능을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 그 목적은 겨울철 태양전지에 쌓인 눈이 지지프레임의 단턱부에 걸려 정체되는 현상없이 원활하게 경사진 태양전지의 표면을 따라 흘러 내려 갈 수 있도록 하면서 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 전기를 다시 역으로 각 태양전지 측으로 공급하여 태양전지의 발열 작용에 의해서 눈을 녹여 제거할 수 있도록 한 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판을 제공함에 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양열 집열판의 지지장치의 한 형태는, 사각 틀체 형상의 지지프레임에 의해 태양전지 각각의 측면과 하부가 지지되고, 복수개의 앵글 조립에 의해 태양전지를 포함하는 지지프레임이 건물의 지붕이나 옥상 등에 경사지게 설치됨에 있어서, 상기 지지프레임의 각 면 중에 하부면의 상부를, 경사진 태양전지의 표면과 동일한 면 또는 상기 태양전지의 표면보다 낮게 하부측으로 경사진 경사면을 가로 길이의 전체에 걸쳐 형성하고, 상기 태양전지는 역바이어스 회로를 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 역바이어스 회로는, 태양전지로부터 전달된 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 충전하는 전력 충전부와; 상기 전력 충전부가 컨트롤러에 의해 작동이 정지되었을 때 컨트롤러의 동작 명령에 의해 배터리의 전류를 태양전지 측으로 보내는 역바이어스 공급부와; 상기 전력 충전부의 작동과 역바이어스의 동작을 제어하는 컨트롤러와; 상기 컨트롤러에 눈 녹임 작동을 명령하는 명령 입력부와; 상기 컨트롤러와 태양전지의 사이에 연결되어 태양전지의 생산 전력을 볼 수 있도록 한 모니터링부;로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양열 집열판의 경사 각도를 조절할 수 있도록 하는 각도조절부를 더 포함하고, 상기 각도조절부는, 태양열전지의 전방측 하부를 전방측 하부프레임의 상측에 상하 회전 가능하게 결합하는 힌지축과; 태양전지의 후방측 하부에 형성된 리프팅바에 일측이 힌지축으로 연결된 슬라이더 및, 상기 슬라이더에 나선 결합된 수직의 이송축과; 상기 이송축에 모터의 동력을 전동하는 베벨기어;로 구성된 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 지지프레임의 각 면 중에 하부면의 상부를, 경사진 태양전지의 표면과 동일한 면 또는 상기 태양전지의 표면보다 낮게 하부측으로 경사진 경사면을 가로 길이의 전체에 걸쳐 형성하고, 상기 태양전지는 역바이어스 회로를 포함하도록 구성됨으로써 태양전지에 쌓인 눈이 보다 원활하게 경사진 태양전지의 표면을 타고 흘러 내려 갈 수 있게 되며, 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 전기를 다시 역으로 각각의 태양전지 측으로 공급하여 태양전지를 발열시켜 눈을 녹일 수 있도록 함으로써 쌓인 눈을 보다 신속하면서도 효율적으로 간편하게 제거할 수 있게 되어 겨울철 눈으로 인한 태양전지의 기능 상실을 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖게 된다.

도 1 및 도 2는 일반적인 태양열 집열판을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1 부분 확대 단면도.
도 3은 본 발명에 의한 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판의 사시도.
도 4는 도 3의 "A"부 확대도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명에 적용된 역바이어스의 회로도.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성을 실시예에 따라 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 의한 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판을 나타낸 사시도로서, 태양전지(1)는 통상에서와 같이 사각 틀체 형상의 지지프레임(2) 내부에 고정되고, 지지프레임(2)의 하부는 수직의 전방측 하부프레임(3a) 및 후방측 하부프레임(3b)에 의해 바닥면과 일정 간격을 두고 경사지게 설치되며, 전.후방측 하부프레임(3a)(3b)은 횡방향의 프레임 받침대(4)에 의해서 각각의 하부가 서로 연결 및 고정되도록 구성되어 있다.

이러한 태양열 집열판에 있어, 본 발명은 상기 지지프레임(2)의 각 면 중에 하부면의 상부를, 경사진 태양전지(1)의 표면과 동일한 면 또는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 태양전지(1)의 표면보다 낮게 하부측으로 경사진 경사면(4)을 가로 길이의 전체에 걸쳐 형성하고, 상기 태양전지(1)는 역바이어스 회로를 포함하도록 구성된 것이다. 이에 따라 태양전지(1)의 표면에 눈이 쌓이더라도 눈이 경사진 태양전지(1)의 표면을 타고 흘러 내려가는 것을 방해하는 요소가 전혀 발생되지 않아 쌓인 눈이 보다 원활하게 태양전지(1)의 표면을 타고 흘러 내려가 제거될 수 있게 되는 것이다.

이와 함께 상기 태양전지(1)는 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 전기를 다시 역으로 태양열 집열판의 각 태양 전지 측으로 공급하여 태양 전지의 발열 작용에 의해서 눈을 녹여 제거할 수 있도록 하는 역바이어 회로를 더 포함하는 것으로서, 상기 역바이어스 회로는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 역바이어스 회로는, 태양 전지로부터 전달된 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 충전하는 전력 충전부와, 상기 전력 충전부가 컨트롤러에 의해 작동이 정지되었을 때 컨트롤러의 동작 명령에 의해 배터리의 전류를 태양 전지 측으로 보내는 역바이어스 공급부와, 상기 전력 충전부의 작동과 역바이어스의 동작을 제어하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에 눈 녹임 작동을 명령하는 명령 입력부와, 상기 컨트롤러와 태양전지의 사이에 연결되어 태양 전지의 생산 전력을 볼 수 있도록 한 모니터링부로 구성된다.

이와 같이 구성된 역바이어스 회로는 저항이 전류를 제한하여 역바이어스 전압으로 인한 태양 전지의 손상을 방지하고, 눈녹임 스위치를 오프시키면 역바이어스 공급부의 스위치를 오프시키면서 전력 충전부가 작동하게 된다. 그리고, 모니터링부는 생산전력, CCTV 모니터를 포함하는 것으로서, 작업자가 CCTV 모니터를 통해 눈이 쌓여 있는지의 여부를 시각적으로 확인할 수 있다. 또한, 눈이 쌓여 있는 경우에는 작업자가 명령 입력부의 눈녹임 스위치를 눌러 온(ON)시키게 되고, 이에 따라 컨트롤러가 전력 충전부를 제어하여 동작을 정지시키며, 역바이어스 공급부를 제어하여 스위치를 온시키게 됨으로써 배터리 전압이 역바이어스 공급부의 저항 및 스위치를 통해 태양전지에 전류를 보내 태양 전지의 발열이 일어나 태양전지에 쌓은 눈을 녹일 수 있게 되는 것으로서, 이러한 역바이어스 회로의 적용은 장치의 단순화 및 원가 절감에 따른 경제성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명은 태양전지(1)의 경사 각도를 크게 하는 경우에는 상기한 경사면(5)과 함께 역바이어스 회로에 의해 녹은 눈을 보다 신속하게 제거할 수 있게 되는 것으로서, 태양전지(1)의 각도 조절은 다양한 형태로 구현할 수 있으나, 본 발명은 도 5에 도시된 바와 같은 각도조절부(6)의 구성을 통해 구현된다. 즉, 상기 각도조절부(6)는 태양전지(1)의 전방측 하부는 전방측 하부프레임(3a)의 상측에 힌지축(H)으로 상하 회전 가능하게 결합하고, 태양전지(1)의 후방측 하부는 모터(65)의 구동력에 의해 상하로 이동할 수 있도록 함으로써 달성된다.

이를 좀더 구체적으로 설명하면, 태양전지(1)의 후방측 하부에 리프팅바(61)를 형성하고, 리프팅바(61)의 단부측에 슬라이더(62)의 일측을 힌지축(H)으로 연결하며, 상기 슬라이더(62)는 수직의 이송축(63)에 나선 결합되고, 이송축(63)은 베벨기어(64)에 의해 모터(65)로부터 동력을 전달받아 회전함으로써 상기 이송축(63)을 따라 슬라이더(62)가 상.하로 이동할 수 있도록 구성한 것이다.

이같이 본 발명은 지지프레임의 각 면 중에 하부면의 상부를, 경사진 태양전지의 표면과 동일한 면 또는 상기 태양전지의 표면보다 낮게 하부측으로 경사진 경사면을 가로 길이의 전체에 걸쳐 형성하고, 상기 태양전지는 역바이어스 회로를 포함하도록 구성됨으로써 태양전지에 쌓인 눈이 보다 원활하게 경사진 태양전지의 표면을 타고 흘러 내려 갈 수 있게 되며, 태양에너지를 수광하여 전기에너지로 변환시켜 충전한 전기를 다시 역으로 각 태양전지 측으로 공급하여 태양전지를 발열시켜 눈을 녹일 수 있도록 함으로써 쌓인 눈을 보다 신속하면서도 효율적으로 간편하게 제거할 수 있게 되어 겨울철 눈으로 인한 태양전지의 기능 상실을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명에 의한 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판을 구체적으로 설명하였으나, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시양태를 기재한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의해서 그 범위가 결정되어지고 한정되어진다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의한 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

1: 태양전지 2: 지지프레임
3a,3b: 전.후방측 하부프레임 4: 프레임 받침대
5: 경사면 6: 각도조절부
61: 리프팅바 62: 슬라이더
63: 이송축 64: 베벨기어
65: 모터

Claims (4)

1. 사각 틀체 형상의 지지프레임에 의해 태양전지 각각의 측면과 하부가 지지되고, 복수개의 앵글 조립에 의해 태양전지를 포함하는 지지프레임이 건물의 지붕이나 옥상 등에 경사지게 설치됨에 있어서,
   상기 지지프레임의 각 면 중에 하부면의 상부를, 경사진 태양전지의 표면과 동일한 면 또는 상기 태양전지의 표면보다 낮게 하부측으로 경사진 경사면을 가로 길이의 전체에 걸쳐 형성하고;
   상기 태양전지는, 태양전지로부터 전달된 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 배터리에 충전하는 전력 충전부와, 상기 전력 충전부가 컨트롤러에 의해 작동이 정지되었을 때 컨트롤러의 동작 명령에 의해 배터리의 전류를 태양전지 측으로 보내는 역바이어스 공급부와, 상기 전력 충전부의 작동과 역바이어스의 동작을 제어하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에 눈 녹임 작동을 명령하는 명령 입력부와, 상기 컨트롤러와 태양전지의 사이에 연결되어 태양 전지의 생산전력을 볼 수 있도록 한 모니터링부로 구성된 역바이어스 회로를 포함하는 것을 특징으로 한 눈 녹임 기능을 갖는 태양열 집열판.
   
   
   
   
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