KR850001559B1 - 태양광 수집장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

태양광 수집장치

제 1 도는 본 발명의 1 실시예를 설명하기 위한 요부 구성도.

제 2 도 및 제 3 도는 각각 본 발명의 실시예 사용하여 가장 적합한 광학계의 구성예를 표시하는 도시.

제 4 도 및 제 5 도는 각각 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 요부 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제 1 의 포물면경 3 : 제 3 의 포물면경

2 : 제 2 의 포물면경 4 : 제 4 의 포물면경

본 발명은 태양광 수집장치의 개량에 관한 것이다. 특히 태양광을 색의 수차없이 또한 촛점에 대하여 입사각을 작게하여 집속 가능하게 하고, 집속한 태양광을 효율이 좋게끔 가는 광도체에 도입할 수 있게 한 것이다.

태양광 에너지를 이용하는 경우, 태양광 에너지를 전기에너지, 열에너지 등으로 변환하지 아니하고, 그대로 광에너지로서 실내조명 등에 이용하면 변환손실이 없고 가장 효율이 좋은 것은 명백한 것이며, 종래 옥외에서 수집한 태양광을 광도체를 통하여 조명을 필요로 하는 장소, 예를 들어 실내등에 도입하여 조명에 사용하였다.

그런데 종래 태양광을 렌즈계통, 예를 들어 프레넬 렌즈(Fresnel lens)를 사용하여 집속하고, 광도체내에 도입하게 한 것이나, 태양광을 렌즈를 사용하여 집속하면 색수차가 생기는 것은 당연하고 그로 인하여 렌즈계의 촛점이 빛이 파장에 의하여 상이하게 되어 되여 백색광 즉, 태양광을 광도체 내에 도입하는 것은 곤란 하였다.

이때에 광도체에 대하는 입사각을 작게하여 효율 좋은 태양광을 광도체에 도입하고저 하면 태양상이 커지게 되어, 가는 직경의 광도체에 태양광을 효율적으로 도입하는 것이 곤란하고, 또한 촛점 거리가 길게 되므로 태양광 수집장치가 대형화 되는 등의 결점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 실정을 감안한 것으로서, 이하 도면에 따라 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 의하는 태양광 수집장치의 1 실시예를 설명하기 위한 구성도인 것이다.

본 발명에 의하는 태양광 수집장치는 회전축 대칭인 것이므로 도면에는 좌반부의 일부를 표시하고 있다.

제 1 도에 있어, (1)은 태양광 L을 수광하기 위한 제 1 의 포물면경, (2)는 제 1의 포물면경(1)에서의 반사광 L₁을 반사하는 제 2 의 포물면경, (3)은 제 2 의 포물면경 (2)에서의 반사광 L₂을 반사하기 위한 제 3 의 포물면경, 이들의 제 1 및 제 2 의 포물면경은 공통의 촛점 F를 가지고, 제 3 의 포물면경(3)은 그 촛점 F를 포함하는 임의 소망의 촛점위치를 가지고 있다.

(도면에는 공통의 촛점을 가지는 예가 표시되어 있다)

따라서 제 1 의 포물면경(1)에서 반사된 및 L₁은 촛점 F로 향하여 직진하고 제 2 의 포물면경(2)에 의하여 반사되어 광에너지 밀도가 높은 평행광선 L₂로 되어서 제 3 의 포물면경(3)에 입사되어 계속하여 이 제 3 의 포물면경(3)에 의하여 반사되어 반사광 L₃로 되어 도면 에시에 있어서는 촛점 F에 향하여 직진한다.

촛점 F에는 광도체(10)의 수광부가 배치되어 있고, 상기한 바와 같이 하여 접속된 태양광이 그 광도체(10)내에 도입되어 조명을 필요로 하는 소망의 장소에 전송된다.

이와 같이 이 실시예에 의하면 태양광 L을 효과적으로 집속하여 광도체에 유도할 수가 있다.

더우기 광도체에 도달하기 까지의 광로에 굴곡부가 없으므로 색수차가 발생할 수가 없고, 따라서 촛점 위치가 모든 파장의 광에 대하여 동일하게 되고, 태양광 즉, 백색광을 효과적으로 광도체 내에 도입할 수가 있다.

또한 태양광을 광도체에 도입할때의 입사각을 작게 하여 효율좋게 태양광을 광도체내에 도입할수가 있어 이때에 제 1 의 포물면경(1)에서 광도체(10)까지의 거리를 직접 제 1 의 포물면경만으로 반사하여 소정의 입사각을 가지고 광도체에 도입하는 경우에 비하여 매우 짧게 할 수가 있고 장치를 소형화 할 수가 있는 등의 이점이 있다.

또한 이상에 있어 제 1 의 포물면경(1)과 제 3 의 포물면경(3)을 별개체로 구성한 예에 대하여 설명한 것이나, 이것은 제 1 의 포물면경(1)에 입사하는 광에너지 밀도에 대하여 제 3 의 포물면경(3)에 입사하는 광에너지 밀도가 매우 높은 것을 고려한 것이고, 예를 들어 제 1 의 포물면경으로서는 아크릴 수지에 알루미늄 증착한 것을 사용하고 제 2 및 제 3 의 포물면경으로서는 알루미늄판에 알미늄 증착한 것을 사용하면 좋은 것이나, 제 1 의 포물면경의 촛점과 제 3 의 포물면경의 촛점이 동일한 경우에는 공작성이나 가격등을 고려하여 제 1 의 포물면경과 제 3 의 포물면경에 동일재료의 것을 사용하여 일체로 구성하여도 좋은 것임을 용이하게 이해할 수 있다.

이상에 있어 제 2 의 포물면경에 의하는 반사가 1회의 경우에 대하여 설명한 것이나, 제 2 의 포물면경에서 반사된 평행광선을 제 3 의 포물면경에서 다시 제 2 의 포물면경에 반사하께끔 하여서 제 2 의 포물면경에서 복수회 반사하게 하여, 그 후에 제 3 의 포물면경을 통하여 광도체에 도입할 수 있게 하는 것도 가능하며 이와 같이 하면 광도체의 형양광 도입단에 있어서의 광속의 입사각은 더욱 적게되고, 보다 효과적으로 태양광을 광도체에 도입할 수 있는 것이 가능하게 된다.

제 2 도 및 제 3 도는 각각 상기한 바와 같이 하여 집속한 태양광을 광도체(10) 내에 도입하기 위한 광학로의 구성도이고, 제 2 도는 상기한 바와 같이 하여 집속된 태양광 L₃을 촛점 거리가 짧은 색수차 보조렌즈(11)를 통하여 또는 제 3 도는 테이퍼상의 광도체(12) 및 쎌호크 (상품명)(13)를 통하여 광도체(10) 내에 도입하게끔 한 것이며. 이와 같이 하면 집속 태양광을 다시 효과적으로 광도체에 도입할 수가 있다.

또한 도시중 (14)는 테이퍼상의 광도체 (12) 및 쎌호크 (13)를 일체적으로 보호 유지함과 동시에, 이들을 지지틀체(15)에 고정하기 위한 보호 유지부재, (16)은 광도체(10)를 고정 보호유지 하기 위한 지지부재이다.

제 4 도는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이고, 도시중 (1) 내지(3)은 제 1 도에 표시한 실시예와 같은 작용을 하여 태양광 L을 촛점 F에 집속하는 것이나, 이 실시예는 상기 제 1 도에 표시한 실시예에 다시 개량을 가하여 제 1 도의 실시예에서는 수집할 수 없었던 제 2 의 포물면경(2)의 뒷면에 입사하는 태양광 L'도 수집할 수 있게끔 한 것이다.

즉, 이 제 4 도에 표시한 실시예에 있어서는 제 2 의 포물면경 (2)의 뒷면도 촛점 F와 공통의 촛점을 가지는 포물면경으로 형성되어 있고, 이 제 2 의 포물면경(2)의 뒷면에서 반사된 반사광 L₁'을 상기 촛점 F와 공통의 촛점을 가지는 제 4 의 포물면경(4)으로서 반사하여 평행광선 L₂'로 하고, 이 평행광선 L₂'을 제 3 의 포물면경(3)으로 반사하여 반사광 L₃'로서 상기 촛점에 유도하게끔 한 것이다.

그리고, 이 실시예에 의하면 태양광 수집장치의 외형치수를 크게 하지 아니하고, 더욱 효율좋은 태양광을 수집할 수가 있다.

제 5 도는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이고, 도면에 표시한 바와 같이 공통의 촛점을 가지는 제 1 의 포물면경(1)과 제 2 의 포물면경(2)을 촛점 F를 사이에 두어 대향하여 배설하고, 제 1 의 포물면경(1)에서 반사된 태양광을 제 2 의 포물면경(2)에서 반사하여 광에너지 밀도가 높은 평행 광선으로 하고, 이 평행광선을 제 3 의 포물면경(3)에서 반사하여 제 2 의 포물면경(2)의 대략 중심부 F'에 집속하게끔한 것이다.

이 제 2 의 포물면경(2)의 대략 중심부에는 예를 들어 제 2 도 또는 제 3 도에 표시하는 것과 같은 광학계가 배설되어 있고,

상기에서와 같이 하여 집속된 태양광을 효율좋게 광도체(10) 내에 도입한다.

따라서 이 실시예에 의하면 촛점 F를 눈으로 볼 수 있는 것이므로 제 1 의 포물면경(1)과 제 2 의 포물면경(2)의 상대적 위치 간격의 조정이 용이하게 되고, 또한 촛점 F에 직접 인체가 닿지 아니하게끔 하는 주위를 할 수 있다.

이상의 설명에서 명백한 바와 같이 본 발명에 의하면 색수차가 없고 더우기 장치를 대형화할 필요가 없이 태양광을 효과적으로 광도체에 도입할 수가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 태양광을 수광하기 위한 제 1 의 포물면경(1)과, 제 1 의 포물면경(1)의 촛점과 공통의 촛점과 공통의 촛점을 가지면서 제 1 의 포물면경(1)에서의 반사광을 반사하여 광에너지밀도가 높은 평행광선으로 하는 제 2 의 포물면경(2)과, 제 2 의 포물면경(2)에서의 반사광을 반사하여 원하는 촛점위치에 집속하게 하는 제 3 의 포물면경(3)과, 상기 촛점위치에 배치한 광도체(10)를 가지고, 제 3 의 포물면경(3)에서의 반사광을 광도체(10)에 도입하게 하는 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
2. 제 1 항에 있어서, 제 2 의 포물면경(2)과 제 3 의 포물면경(3)과의 사이에서 복수회 반사를 반복하고 그 후에 광도체에 도입하게 하는 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
3. 제 1 항에 있어서, 제 2 의 포물면경(2)의 뒷면을 제 1 의 포물면경(1)의 촛점과 공통의 촛점을 기지게 형성함과 동시에 뒷면에서 태양광을 받아서 반사하고, 이 반사광을 상기 촛점과 공통의 촛점을 가지는 제 4 의 포물면경(4)으로 반사하여 평행광선으로 하고, 평행광선을 제 3 의 포물면경(3)으로 반사하여 원하는 촛점 위치에 집속하는 광도체(10)에 도입하게 한 것을 특징으로 하는 태양광 수집장치.
4. 제 1 항에 있어서, 태양광을 수광하기 위한 제 1 의 포물면경(1)과, 제 1 의 포물면경(1)의 촛점과 공통의 촛점을 가지고 또한 이 촛점을 사이에 두고 제 1 의 포물면경(1)과, 대향하여 배치되고 제 1 의 포물면경(1)에서의 반사광을 반사하게 하여 광에너지 밀도가 높은 평행 광전으로 하기 위한 제 2 의 포물면경(2)과 제 2 의 포물면경(2)에서의 반사광을 반사하여 제 2 의 포물면경(2)의 대략중심에 집속하게 하기 위한 제 3 의 포물면경(3)과, 제 2 의 포물면경(2)의 대략 중심에 배치된 광도체(10)를 가지며, 제 3 의 포물면경(3)에 의하여 집속된 빛을 광도체에 도입하게 한 것을 특징으로 한 태양광 수집장치.

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