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KR101966213B1 - PVT module structure including solar thermal syetem with surface coating for absorbing efficiceny - Google Patents

PVT module structure including solar thermal syetem with surface coating for absorbing efficiceny Download PDF

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KR101966213B1
KR101966213B1 KR1020170029870A KR20170029870A KR101966213B1 KR 101966213 B1 KR101966213 B1 KR 101966213B1 KR 1020170029870 A KR1020170029870 A KR 1020170029870A KR 20170029870 A KR20170029870 A KR 20170029870A KR 101966213 B1 KR101966213 B1 KR 101966213B1
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류남진
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주식회사 탑솔
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Abstract

본 발명은 태양열 흡수효율증가용 표면코팅을 갖는 PV모듈 및 집열모듈 복합 시스템으로서, 태양광 및 열을 복합적으로 구성된 PVT모듈로부터 태양광 발전을 위한 에너지와 태양열에너지를 위한 집열기의 효율을 증가시키기 위하여, PV모듈 표면에 금속박막코팅을 형성하여, 장파장 영역에서의 반사율을 감소시켜, 태양열에너지의 흡수율을 증가시켜서 집열판의 집열효율을 동시에 증가시키는 코팅기술을 제공하는데 있다.
또한, 집열기로부터 획득한 열에너지를 공기핀을 장착하여 외부공기를 흡입하여 공기열에너지를 취득함과 동시에 공기핀에 액체배관을 형성하여, 외부액체에 열에너지도 함께 취득하는 PV모듈의 기능과 결합한 공기 액체 복합형 집열기의 기능을 갖는 복합형 PVT모듈에 관한 것이다.
이를 위하여, 상측에 투과체가 부착되며; 투과체를 투과한 태양광을 받는 PV모듈과 태양열을 흡수하는 집열판이 형성되되; 상기 PV모듈의 상측 표면에는 산화물, 금속복합체 및 산화물이 순차적으로 코팅된 금속박막코팅 구조가 부착되도록; 이루어진 태양열 흡수효율증가용 표면코팅을 갖는 PV모듈 및 집열모듈 복합 시스템을 제공하는데 있다.
The present invention relates to a PV module and a collection module combined system having a surface coating for increasing the solar absorption efficiency, in order to increase the efficiency of a solar collector and a solar collector for solar energy from a PVT module composed of solar and heat And a coating technique for forming a metal thin film coating on the surface of the PV module to reduce the reflectance in a long wavelength region and to increase the absorption efficiency of solar energy to simultaneously increase the heat collecting efficiency of the heat collecting plate.
In addition, it is possible to obtain the heat energy obtained from the heat collector by the air pin, and to obtain the air heat energy by sucking the outside air and form the liquid pipe on the air pin, And a composite type PVT module having the function of a composite type collector.
To this end, a transparent body is attached on the upper side; A PV module for receiving sunlight transmitted through the permeable body and a heat collecting plate for absorbing solar heat are formed; A metal thin film coating structure in which an oxide, a metal complex, and an oxide are sequentially coated is attached to an upper surface of the PV module; And a PV module and a collection module combined system having a surface coating for increasing the solar absorption efficiency.

Description

태양열 흡수효율증가용 표면코팅을 갖는 PV모듈 및 집열모듈 복합 시스템{PVT module structure including solar thermal syetem with surface coating for absorbing efficiceny }BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a PV module having a surface coating for increasing solar absorption efficiency, and a PV system module including solar thermal syetem with surface coating for absorbing efficicency.

본 발명은 태양열 흡수효율증가용 표면코팅을 갖는 PV모듈 및 집열모듈 복합 시스템으로서, PV모듈 및 태양열 집열기( Solar collector)를 복합적으로 구성한 PVT모듈로부터 발전효율과 열에너지 획득효율을 증가시키기 위하여, PV모듈 표면에 금속박막코팅을 형성하여, 태양복사파장의 투과율은 최소로하면서 집열된 열에너지형태의 장파장 영역(적외선)에서의 반사율을 감소시켜, 태양광열 집열모듈의 발전효율은 최소화하면서 열효율을 극대화시키는 코팅기술을 제공하는데 있다.In order to increase power generation efficiency and thermal energy acquisition efficiency from a PVT module composed of a PV module and a solar collector as a composite system of a PV module and a heat collecting module having a surface coating for increasing solar heat absorption efficiency, A metal thin film coating is formed on the surface to minimize the transmittance of the solar radiation wavelength and reduce the reflectance in the long wavelength region (infrared ray) of the heat energy type collected, thereby maximizing the thermal efficiency while minimizing the power generation efficiency of the solar heat collection module Technology.

또한, 집열기로부터 획득한 열에너지를 공기핀을 장착하여 외부공기를 흡입하여 공기열에너지를 취득함과 동시에 공기핀에 액체배관을 형성하여, 외부액체에 열에너지도 함께 취득하는 PV모듈의 기능과 결합한 공기 액체 복합형 집열기의 기능을 갖는 복합형 PVT모듈에 관한 것이다. In addition, it is possible to obtain the heat energy obtained from the heat collector by the air pin, and to obtain the air heat energy by sucking the outside air and form the liquid pipe on the air pin, And a composite type PVT module having the function of a composite type collector.

주택과 같은 주거 공간 또는 사무실이나 공장과 같은 공간에서는 여름철의 냉방과 겨울철의 난방이 주된 생활환경의 요인으로 떠오르고 있으며, 최근에는 기후변화의 휘험을 줄이기 위해 각국에서는 신재생에너지의 사용을 확대하고 있는 실정이다.In a residential space such as a house or a space such as an office or a factory, the cooling of the summer and the heating of the winter are emerging as the main living environment factors. Recently, the use of renewable energy has been expanded in various countries It is true.

신재생에너지는 태양에너지, 지열에너지, 해양에너지, 바이오에너지, 풍력에너지 등 다양한 분야의 에너지를 일컫는다. 이중에는 태양에너지는 신재생에너지 분야에서도 많이 활용되고 있는 유망 에너지 분야이다. 하지만 이들 에너지는 에너지 밀도가 낮고 열원과 부하의 불일치로 인해 그 이용에 있어 많은 제약이 있다.Renewable energy refers to energy in various fields such as solar energy, geothermal energy, marine energy, bio energy, and wind energy. Among them, solar energy is a promising energy field widely used in renewable energy. However, these energies are low in energy density and have many limitations in their utilization due to inconsistencies in heat source and load.

이러한 제약을 줄이기 위해서 신재생에너지 설비는 통상 화석연료와 연계하여 사용되고 있는게 현실적인 방법이었다. 하지만 최근들어 신재생에너지 기술이 보다 발전함에 따라 다양한 신재생에너지를 융복합 활용하여 보다 에너지 효율을 높이는 기술이 개발되고 있는 실정이며, 본 발명 또한 태양광 및 태양열, 공기열 에너지를 융복합 활용하는 기술에 관한 것이다.  To reduce these constraints, renewable energy facilities are usually used in conjunction with fossil fuels. However, as the new and renewable energy technology has been developed recently, technologies for improving energy efficiency by utilizing various new and renewable energy have been developed. The present invention also relates to a technology for utilizing solar energy, solar heat, .

이러한 융복합활용기술을 위하여, 태양광열 복합(Photovoltaic/Thermal, PVT) 시스템은 태양열 집열기(Solar collector)의 상부 표면에 광전(Photovoltaic, PV) 변환 모듈의 접합을 통해, 전기 및 열에너지의 동시 생산이 가능하여, 기존 태양에너지 이용 시스템(태양열 집열기, PV 모듈) 대비 단위면적당 태양에너지의 효율적 활용이 가능하는 시스템이 개발되고 있다.In order to utilize this fusion compound technology, the photovoltaic / thermal (PVT) system is used for the simultaneous production of electricity and thermal energy through the joining of the photovoltaic (PV) conversion module on the upper surface of the solar collector As such, systems are being developed that enable efficient utilization of solar energy per unit area compared to conventional solar energy utilization systems (solar collectors, PV modules).

종래의 PV모듈과 집열기를 하나로 일체화시킨 에너지집적모듈로 형성할 수 있으며, 종래의 PV모듈의 표면 광학적인 특성이 열에너지흡수 관점에서는 구조적으로 적당하지 않다. It can be formed as an energy accumulation module in which a conventional PV module and a collector are integrated into one, and the surface optical characteristics of the conventional PV module are structurally inappropriate from the viewpoint of absorbing heat energy.

또한 PV모듈은 온도에 따라 발전 효율이 떨어지므로 PV모듈의 방열효율이 증가되는 구조 개발이 필요하며, 태양광에 의한 전기효율 및 태양열에 의한 열효율을 동시에 향상시키기 위한 기술적 개발이 필요한 실정이다.In addition, PV modules are required to develop a structure that increases the heat efficiency of the PV module because the power generation efficiency is lowered depending on the temperature, and technological development is required to simultaneously improve the solar efficiency and solar thermal efficiency.

도 1에 나타난 바와 같이, 기존의 PV모듈의 광학적 특성은 1200nm이상의 파장대 영역에서는 태양광 반사율이 50%이상으로 나타난다. 이러한 특성은 기존 PV 전용 모듈로써는 이상적인 특성이지만 PVT 복합모듈의 열에너지 획득의 측면에서는 다소 불합리한 구조라고 볼 수 있다. 이로 인해 태양광열 복합모듈의 열에저 획득의 관점에서는 열에너지의 방열손실의 증가로 집열효율이 저하되는 특징이 나타나게 된다. As shown in FIG. 1, the optical characteristics of conventional PV modules show a sunlight reflectance of 50% or more in a wavelength range of 1200 nm or more. These characteristics are ideal characteristics for existing PV modules, but they are somewhat unreasonable in terms of thermal energy acquisition of PVT composite modules. As a result, the heat collection efficiency of the solar photovoltaic module is lowered due to the increase of the heat radiation loss of the heat energy from the viewpoint of low acquisition.

대한민국 등록특허공보 제10-1335106호Korean Patent Registration No. 10-1335106 대한민국 특허공개공보 제10-2009-113058호Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-113058

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 PV모듈의 표면(Glass 기판 표면)에 광의 선택적 반사도를 제어하는 금속박막코팅을 형성하여 태양광의 가시광 영역에서는 투과율 80%이상을 유지함과 동시에 적외선 영역에서는 방사율 20%내외로 유지하여, PVT 복합시스템의 발전효율의 저하는 최소화하면서 열에너지 획득효율은 최대화 하는 시스템을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a thin film coating for controlling the selective reflectivity of light on the surface of a PV module (glass substrate surface) And maintains the emissivity at around 20% in the infrared region, thereby minimizing the deterioration of the power generation efficiency of the PVT complex system and maximizing the thermal energy acquisition efficiency.

또한, 열에너지 획득의 측면에서 기존 복합모듈(PVT)이 액체식 혹은 공기식으로 설계되어 특정한 용도에 제한적으로 적용될 수 있는데 비하여 본 개발품은 태양열을 공기가열식 혹은 액체가열식으로 활용 할 수 있도록 집열판에 공기핀을 형성하고, 공기핀에 액체통로를 형성하여, 공기와 액체를 동시에 가열시키는 복합집열기를 제공하는데 있으며, 이로 인하여 취득된 에너지를 공기부하에 직접 이용하거나 아니면 가열된 액체열을 난방 및 급탕 부하에 복합적으로 이용할 수 있다. 특히 하절기 열에너지 부하량이 없을 경우에는 PV모듈의 온도를 낮출 수 있어 전기발전효율도 동시에 증가되는 복합시스템을 제공하는데 있다.In addition, the existing composite module (PVT) is designed to be liquid or pneumatic in terms of thermal energy acquisition and can be applied to a limited range of applications. In contrast, the developed product has air pins And a liquid passageway is formed in the air pin so as to simultaneously heat the air and the liquid so that the energy thus obtained can be directly used to the air load or the heat of the heated liquid can be supplied to the heating and hot- Can be used in combination. In particular, the present invention is to provide a hybrid system in which the temperature of a PV module can be lowered when there is no thermal energy load in the summer, thereby increasing the electric power generation efficiency at the same time.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the present invention will be described hereinafter and will be understood by the embodiments of the present invention. Further, the objects and advantages of the present invention can be realized by the means and the combination shown in the claims.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 상측에 투과체가 부착되며; 투과체를 투과한 태양광을 받는 PV모듈과 태양열을 흡수하는 집열판이 형성되되; 상기 PV모듈의 상측 표면에는 산화물, 금속복합체 및 산화물이 순차적으로 코팅된 금속박막코팅 구조가 부착되도록; 이루어진 태양열 흡수효율증가용 표면코팅을 갖는 PV모듈 및 집열모듈 복합 시스템을 제공하는데 있다. In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductor device, A PV module for receiving sunlight transmitted through the permeable body and a heat collecting plate for absorbing solar heat are formed; A metal thin film coating structure in which an oxide, a metal complex, and an oxide are sequentially coated is attached to an upper surface of the PV module; And a PV module and a collection module combined system having a surface coating for increasing the solar absorption efficiency.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 태양광의 PV모듈의 표면에 금속박막코팅을 형성하여, PVT 복합시스템의 집열기의 집열효율을 증가시켜서, 열에너지 효율을 증가시키며, PV모듈의 방사효율을 증가시켜서, 태양광 발전효율을 증가키는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, a metal thin film coating is formed on the surface of a PV module of solar light to increase the heat collecting efficiency of the collector of the PVT complex system, thereby increasing the thermal energy efficiency and increasing the radiation efficiency of the PV module, It has the effect of increasing the solar power generation efficiency.

또한, 집열판에 공기핀을 형성하고, 공기핀에 액체통로를 형성하여, 공기에너지와 액체에너지를 동시에 취득할 수 있도록 하여 대상건물의 부하에 적합한 열원을 취득 활용함으로써 보다 용이하게 부하에 대응할 수 있다.Further, by forming air pins on the heat collecting plates and forming liquid passages on the air pins, air energy and liquid energy can be simultaneously obtained, and a heat source suitable for the load of the target building is acquired and utilized, .

또한, 하절기에는 모듈의 이면에 부착된 공기핀을 통해 과열된 PV 모듈의 온도를 줄일 수 있어 하절기 PV모듈의 발전효율 향상에도 기여할 수 있다.  In the summer, the temperature of the overheated PV module can be reduced through the air pin attached to the back of the module, which can contribute to the improvement of power generation efficiency of the summer PV module.

도 1는 종래의 PV모듈표면과 본 발명의 금속박막코팅에 의한 PV모듈 표면의 반사특성을 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 태양광 PV모듈 및 태양광/열 집열모듈 구조를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 PV모듈 표면에 형성되는 금속박막코팅 구조를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명의 PVT 시스템의 집열기의 분해사시도를 나타낸 개략도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing the reflection characteristics of a conventional PV module surface and a PV module surface by a metal thin film coating of the present invention. FIG.
2 is a schematic diagram illustrating the structure of a solar PV module and a solar / heat collection module of the present invention.
3 is a schematic view showing a metal thin film coating structure formed on the surface of a PV module of the present invention.
4 is a schematic view showing an exploded perspective view of a collector of the PVT system of the present invention.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing in detail several embodiments of the invention, it will be appreciated that the application is not limited to the details of construction and arrangement of components set forth in the following detailed description or illustrated in the drawings. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral, " and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래의 특징을 갖는다.The present invention has the following features in order to achieve the above object.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

본 발명은 The present invention

상측에 투과체(10)가 부착되며, The transmitting body 10 is attached on the upper side,

투과체(10)를 투과한 태양광을 받는 PV모듈(20)과 태양열을 흡수하는 집열판(53)이 형성되되;A PV module (20) receiving sunlight transmitted through the transmission body (10) and a heat collecting plate (53) absorbing solar heat are formed;

상기 PV모듈(20)의 상측 표면에는 산화물(61), 금속복합체(62) 및 산화물(61)이 순차적으로 코팅된 금속박막코팅 구조(60)가 부착되도록; 이루어진 태양열 흡수효율증가용 표면코팅을 갖는 PV모듈 및 집열모듈 복합 시스템에 관한 것이다.A metal thin film coating structure 60 in which an oxide 61, a metal complex 62 and an oxide 61 are sequentially coated is attached to an upper surface of the PV module 20; To a combined PV module and collection module having a surface coating for increased solar absorption efficiency.

또한, 상기 금속박막코팅 구조(60)의 산화물(61)은 ZnO 이며, 금속복합체(62)는 구리, 은, 니켈 중에서 선택되는 1개의 금속 및 이들의 2개 이상의 금속 화합물로; 이루어진 것이다. In addition, the oxide 61 of the metal thin film coating structure 60 is ZnO, the metal complex 62 is one metal selected from copper, silver and nickel, and two or more metal compounds thereof; .

또한, 상기 산화물(61)은 20 내지 50nm 이며, 금속복합체(62)는 10 내지 15nm로 ; 이루어진 것이다. Also, the oxide (61) is 20 to 50 nm, and the metal complex (62) is 10 to 15 nm; .

또한, 상기 집열판(53)은 PV모듈(20)의 하측면에 부착되어, 열전도에 의하여 열에너지가 흡수되고, 집열판(53)의 전체 하측면에는 외부의 공기가 유입되어, 흡수되는 태양열에너지를 공기열에너지로 변화시키는 공기핀(52)이 부착되고, 상기 공기핀(52)의 내부에는 공기핀(52)의 길이방향을 향해 액체통로(51)가 좌, 우 지그재그 형태로 관통되어, 외부의 액체가 유입되어, 태양열에너지를 수 에너지로 변환시켜서, 공기 및 액체의 복합열에너지로 변환되는 집열기(50)로; 이루어진 것이다. The heat collecting plate 53 is attached to the lower side of the PV module 20 so that heat energy is absorbed by the heat conduction and external air flows into the entire lower side surface of the heat collecting plate 53, And the liquid passageway 51 is passed through the air pin 52 in the longitudinal direction of the air pin 52 in the left and right zigzag form so that the liquid To a solar collector 50 that converts solar energy into water energy and converts it into complex heat energy of air and liquid; .

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 태양열 흡수효율증가용 표면코팅을 갖는 PV모듈 및 집열모듈 복합 시스템을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG. 4, wherein the PV module and the collection module hybrid system having the surface coating for increasing the solar absorption efficiency are described in detail.

본 발명의 태양광 및 태양열의 복합시스템(PVT,100)는 직접 건물 등에 부착되거나 받침대 같은 시설물에 의해 건물에 설치되고, 그렇게 설치된 PVT는 태양광에너지로부터 전기를 취득하고 동시에 태양에너지의 열을 흡수하여 열원을 필요한 곳에 전달함으로써, 난방, 온수 등에 사용되며, 그렇게 사용된 열원은 다시 집열기에 리턴되어 태양에너지의 열에 의해 가열되는 방식으로 순환되는 것이다.The PVT system 100 of the present invention is installed on a building or the like by a facility such as a pedestal, and the PVT thus installed acquires electricity from solar energy and simultaneously absorbs heat of solar energy The heat source used is then returned to the collector and circulated in such a way that it is heated by the heat of solar energy.

상기 PVT(100)는 일실시예로서, 내부가 비어있는 중공형태이며, 직사각형의 박스 형태를 가지며, 양측 중 일측에 상부로 들려, 사전설정각도로 가지고 일측을 향해 사선형태로 기울어진 구조를 가질수 있으며, 건물의 수직벽에 부착되거나, 수평벽에 부착되어, 태양광 및 태양열에너지를 흡수 받는 것이다.In one embodiment, the PVT 100 has a hollow shape with a hollow interior and a rectangular box shape. The PVT 100 may have a structure inclined obliquely toward one side at a predetermined angle, , Attached to a vertical wall of a building, or attached to a horizontal wall, to absorb sunlight and solar energy.

투과체(10)는 유리판으로써, 전술된 PVT(100)의 최상면에 대응설치되어, PVT(100)의 내부로 태양광 및 열이 투과될 수 있도록 하는 것이다. 또한, 외부에서 빗물, 이물질 등이 내부에 유입되지 않도록 하는 기능을 가지며, 상기 PVT(100)와 밀봉되어 체결되는 것이다.The transmissive member 10 is a glass plate that is installed on the uppermost surface of the PVT 100 to allow sunlight and heat to pass through the PVT 100. In addition, it has a function of preventing rainwater, foreign matter, and the like from entering from the outside, and is tightly sealed with the PVT (100).

본 발명은 상기 투과체(10)를 투과한 태양광을 받는 PV모듈(20)과 태양열을 흡수하는 집열판(53)이 형성되되;The present invention is characterized in that a PV module (20) receiving sunlight transmitted through the transparent body (10) and a heat collecting plate (53) absorbing solar heat are formed;

상기 PV모듈(20)은 내부에서 투과체(10)의 저면에 소정간격 이격되어, 상기 투과체(10)와 상호간 수평을 이루는 구조로 설치되어, 태양광을 흡수하여, 태양광을 전기에너지로 변환시키는 기능을 담당하는 것이다.The PV modules 20 are spaced apart from each other by a predetermined distance on the bottom surface of the transmitting body 10 and are arranged horizontally with respect to the transmitting body 10 to absorb solar light and convert the sunlight into electric energy Conversion function.

또한, 상기 태양열을 흡수하는 집열판(53)은 PV모듈(20)로부터 열전도되어 태양열에너지의 태양열을 집열하는 역할을 하며, 투과체(10)의 최 타측에 위치한 단열재(40)는 PVT(100)의 내부 저면에 장착되어 있는 단열을 위한 구조로서, 집열기(50)를 받쳐주는 역할을 겸한다.The heat collecting plate 53 that absorbs the solar heat serves to collect solar heat of the solar thermal energy by being thermally conducted from the PV module 20 and the heat insulating material 40 located at the other side of the transmitting body 10 is connected to the PVT 100 And serves also as a support for the heat collector 50. The structure of the heat sink 50 is the same as that of the heat sink 50 shown in FIG.

본 발명의 태양광에너지를 효율적으로 흡수하기 위하여, 상기 PV모듈(20)의 상측 표면에 금속박막코팅구조(60)를 형성시키는 것을 특징으로 하며, 이는 도 1에 나타난 바와 같이, 태양광의 가시광 영역(1200nm이하)에서는 투과율을 80%수준으로 유지하면서도, 적외선 영역(1200nm이상)에서는 방사율 20% 수준으로 유지하여, 열에너지의 흡수율을 높이도록 하는데 특징이 있는 것이다. In order to efficiently absorb the solar energy of the present invention, a metal thin film coating structure 60 is formed on the upper surface of the PV module 20, and as shown in FIG. 1, (1200 nm or less) maintains the transmittance at the level of 80%, while maintaining the emissivity at the level of 20% in the infrared region (1200 nm or more), thereby increasing the absorption rate of heat energy.

이를 위하여, 산화물(61), 금속복합체(62) 및 산화물(61)이 순차적으로 코팅된 금속박막코팅 구조(60)가 부착되며, 더욱 구체적으로는 일 실시예로서, 산화물(61)은 ZnO 이며, 금속복합체(62)는 구리, 은, 니켈 중에서 선택되는 1개의 금속 및 이들의 2개 이상의 금속 화합물로; 이루어진 것이다. To this end, a metal thin film coating structure 60 in which an oxide 61, a metal complex 62 and an oxide 61 are sequentially coated is attached. More specifically, in one embodiment, the oxide 61 is ZnO , The metal complex 62 is one metal selected from among copper, silver and nickel and two or more metal compounds thereof; .

또한, 상기 산화물(61)은 20 내지 50nm 이며, 금속복합체(62)는 10 내지 15nm로 ; 이루어지며, 이러한 나노크기의 금속두께를 부착하기 위하여 금속진공증착방법을 사용하는 것이다.Also, the oxide (61) is 20 to 50 nm, and the metal complex (62) is 10 to 15 nm; , And a metal vacuum deposition method is used to deposit such nano-sized metal thicknesses.

이러한 PV모듈의 장파장영역에서의 흡수율이 증가되도록 형성하여, 태양열 에너지를 효율적으로 흡수하기 위하여, 본 발명은 집열기(50)에 공기 및 액체에너지를 동시에 획득하는 복합집열기를 형성하는 것을 특징으로 하는 것이다.In order to efficiently absorb the solar energy, the present invention is characterized in that a composite collector for simultaneously obtaining air and liquid energy in the collector 50 is formed so as to increase absorption rate in the long wavelength region of the PV module .

이를 위하여, 상기 집열판(53)은 PV모듈(20)의 하측면에 부착되어, 열전도에 의하여 열에너지가 흡수되고, 집열판(53)의 전체 하측면에는 외부의 공기가 유입되어, 흡수되는 태양열에너지를 공기열에너지로 변화시키는 공기핀(52)이 부착되고, 상기 공기핀(52)의 내부에는 공기핀(52)의 길이방향을 향해 액체통로(51)가 좌, 우 지그재그 형태로 관통되어, 액체통로(51)가 관통되어, 외부의 액체가 유입되어, 태양열에너지를 수 에너지로 변환시켜서, 공기 및 액체의 복합열에너지로 변환되는 집열기(50)로; 이루어진 것이다. For this, the heat collecting plate 53 is attached to the lower side of the PV module 20 so that the heat energy is absorbed by the heat conduction and the outside air flows into the entire lower side of the heat collecting plate 53, And the liquid passageway 51 is passed through the air pin 52 in the longitudinal direction of the air pin 52 in the left and right zigzag shapes so that the liquid passageway (50) through which a liquid (51) penetrates, an external liquid flows in, converts solar energy into water energy, and is converted into air and liquid complex heat energy; .

상기 집열기(50)는 일측면에 공기가 내부로 유입될 수 있는 유입구가 형성되어 있고, 공기핀(52)사이를 통과하며, 집열판(53)으로부터 흡수된 열에너지가 열전도되어 공기핀(52)에 열이 전달되며, 공기핀(52)사이를 통과하는 공기는 열에너지를 취득하여, 집열기(50)로부터 유출되며, 공기열에너지를 취득하게 되어서, 공기열에너지가 필요한 장소에 공급되도록 하는 것이다.The heat collector 50 has an inlet through which air can flow into the one side and passes between the air fins 52. The heat energy absorbed from the heat collecting plate 53 is thermally conducted to the air fins 52 Heat is transferred to the air fins 52 and the air passing between the air fins 52 takes heat energy and flows out from the heat collector 50 to obtain air heat energy so that it is supplied to a place where air heat energy is required.

또한, 공기핀(52)의 내부에는 외부의 액체가 공급되는 액체통로(51)가 형성되도록 하며, 이는 일반적인 핀-튜브 열교환기에 형성되는 공기핀(52)에 장착된 튜브관의 배열과 동일한 형상으로 공기핀(52)의 길이방향을 향해 좌, 우 지그재그 형태로 설치되며, 집열판(53)으로부터 집열된 태양에너지의 열이 내부에 이송되는 작동액체로 흡수되어 열을 전달하는 역할을 한다.In addition, a liquid passageway 51 for supplying an external liquid is formed inside the air pin 52, and the liquid passageway 51 is formed in the same shape as the arrangement of the tube pipe mounted on the air pin 52 formed in a general pin- And is disposed in a zigzag shape in the left and right directions toward the longitudinal direction of the air pin 52. The heat of the solar energy collected from the heat collecting plate 53 is absorbed by the working liquid conveyed therein to transfer heat.

상기 공기핀(52)은 액체통로(51)와 직교되는 방향을 향해 다수개가 소정간격으로 이격되며 직립설치되어, 좌, 우로 지그재그 설치되는 다수의 액체통로(51)가 다수의 이러한 공기핀(52)을 연속관통하며 상호간 일체를 이루는 것이며, 집열판(53)과 단열재(40) 사이에서, 공기핀(52)과 공기핀(52) 사이로 공기가 이송되는 공기 유로가 형성되며 일반적인 핀튜브 열교환기 형태가 이루어지는 것이다. A plurality of air passageways (51) arranged in a zigzag manner in the left and right direction are provided in the air pins (52) so as to be spaced apart from each other in a direction orthogonal to the liquid passageway (51) And an air flow path is formed between the heat collecting plate 53 and the heat insulating material 40 to transfer air between the air fins 52 and the air fins 52. The air flow path is formed by a common fin tube heat exchanger .

본 발명의 복합집열기(50)로부터 태양열에너지로부터 열을 취득한 공기열에너지 및 수 에너지는 히트펌프장치와 연결되어 히트펌프의 열에너지로 사용될 수 있으며, 직접 필요한 장소에 난방에너지를 공급할 수 있는 것이다.The air heat energy and the water energy obtained from the solar heat energy from the complex heat collector 50 of the present invention can be used as thermal energy of the heat pump connected to the heat pump device and can supply the heating energy directly to the necessary place.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

10: 투과체 20: PV모듈
40: 단열재 50: 집열기
51: 액체통로 52: 공기핀
53: 집열판
60: 금속박막코팅 구조
61: 산화물 62: 금속복합체
100: PVT
10: Transmission body 20: PV module
40: Insulation 50: Collector
51: liquid passage 52: air pin
53:
60: Metal thin film coating structure
61: oxide 62: metal complex
100: PVT

Claims (4)

상측에 투과체(10)가 부착되며,
투과체(10)를 투과한 태양광을 받는 PV모듈(20)과 태양열을 흡수하는 집열판(53)이 형성되되;
상기 PV모듈(20)의 상측 표면에는 산화물(61), 금속복합체(62) 및 산화물(61)이 순차적으로 코팅된 금속박막코팅 구조(60)가 부착되도록 이루어지며,
상기 금속박막코팅 구조(60)의 산화물(61)은 ZnO 이며, 금속복합체(62)는 구리, 은, 니켈 중에서 선택되는 1개의 금속 및 이들의 2개 이상의 금속 화합물로 이루어지고,
산화물(61)은 20 내지 50nm 이며, 금속복합체(62)는 10 내지 15nm로 이루어지며,
상기 집열판(53)은 PV모듈(20)의 하측면에 부착되어, 열전도에 의하여 열에너지가 흡수되고, 집열판(53)의 전체 하측면에는 외부의 공기가 유입되어, 흡수되는 태양열에너지를 공기열에너지로 변화시키는 공기핀(52)이 부착되고, 상기 공기핀(52)의 내부에는 공기핀(52)의 길이방향을 향해 액체통로(51)가 좌, 우 지그재그 형태로 관통되어, 외부의 액체가 유입되어, 태양열에너지를 수 에너지로 변환시켜서, 공기 및 액체의 복합열에너지로 변환되는 집열기(50); 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양열 흡수효율증가용 표면코팅을 갖는 PV모듈 및 집열모듈 복합 시스템.
The transmitting body 10 is attached on the upper side,
A PV module (20) receiving sunlight transmitted through the transmission body (10) and a heat collecting plate (53) absorbing solar heat are formed;
A metal thin film coating structure 60 in which an oxide 61, a metal complex 62 and an oxide 61 are sequentially coated is attached to the upper surface of the PV module 20,
The oxide 61 of the metal thin film coating structure 60 is ZnO and the metal complex 62 is composed of one metal selected from copper, silver and nickel and two or more metal compounds thereof,
The oxide 61 is 20 to 50 nm, the metal complex 62 is 10 to 15 nm,
The heat collecting plate 53 is attached to the lower side of the PV module 20 so that the heat energy is absorbed by the heat conduction and the outside air flows into the entire lower side surface of the heat collecting plate 53 to convert the absorbed solar heat energy into air heat energy And the liquid passageway 51 is passed through the air pin 52 in the longitudinal direction of the air pin 52 in the left and right zigzag shapes so that the liquid outside A solar collector 50 that converts solar energy into water energy and converts the solar heat energy into a complex thermal energy of air and liquid; And a PV module and a collection module complex system having a surface coating for increasing the solar absorption efficiency.
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