KR101521707B1

KR101521707B1 - a adjusting device for light collection rate of solar energy

Info

Publication number: KR101521707B1
Application number: KR1020130111452A
Authority: KR
Inventors: 허정행
Original assignee: 허정행
Priority date: 2013-09-16
Filing date: 2013-09-16
Publication date: 2015-05-28
Also published as: KR20150031808A

Abstract

본 발명은 태양열 에너지의 집광비 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력생산 또는 태양열을 이용한 열에너지활용에 사용될 수 있는 태양열 에너지를 태양 고도 추적장치가 구비된 집광판을 이용하여 포집하고, 집광판에서 포집된 태양에너지를 원하는 방향으로 주사시키며, 태양광이 이동하는 경로에 집광비를 조절할 수 있는 장치를 구비하여 포집된 태양에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 태양열 에너지의 집광비 조절장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 내측에 수집된 태양광이 통과하는 통광홀이 형성되어 있는 접시형상의 집광판, 상기 집광판의 전방에 구비되며 상기 집광판과 동일한 포물각으로 형성된 볼록부경, 상기 볼록부경을 고정시키는 지지대, 상기 집광판의 후방으로 상기 통광홀과 동일선상에 구비되어 상기 통광홀을 통하여 입사된 태양광을 원하는 방향으로 반사시키는 반사경을 포함하여 구성되는 태양열 에너지의 집광비조절장치에 있어서, 상기 반사경을 통하여 반사되는 빛의 진행경로 상에는 상기 반사된 빛을 모아주는 볼록렌즈와 상기 볼록렌즈를 통하여 모여진 빛이 전달되는 사용처가 더 구비되되, 상기 볼록렌즈는 상기 반사경과 상기 사용처 사이를 이동하도록 구비되어 상기 반사경에서 반사되어 전달되는 빛의 집광비를 조절하여 상기 사용처에 필요한 집광비로 공급하는 것을 특징으로 한다.More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for collecting solar energy, which can be used for power generation or utilization of heat energy using solar heat, using a condenser equipped with a solar altitude tracking device, The present invention relates to a condensing ratio adjusting apparatus for a solar energy, which is capable of efficiently using collected solar energy by scanning a desired solar energy in a desired direction and adjusting a condensing ratio in a path through which sunlight travels.
The present invention as a technical means for solving the above problems is characterized in that it comprises a plate-shaped condensing plate on which a passage hole through which sunlight collected on the inner side passes is formed, a convex plate provided on the front of the condensing plate, And a reflecting mirror for reflecting the sunlight incident through the light-passing hole in a desired direction, which is provided on the same line as the light-passing hole behind the light-collecting plate, Wherein the convex lens collects the reflected light and uses a light collected through the convex lens on a path of light reflected through the reflector, wherein the convex lens reflects the light reflected by the reflector, And the light reflected by the reflector and transmitted And the light collection ratio is adjusted to supply the light collection ratio necessary for the use place.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 태양열 에너지의 집광비 조절장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력생산 또는 태양열을 이용한 열에너지활용에 사용될 수 있는 태양열 에너지를 태양 고도 추적장치가 구비된 집광판을 이용하여 포집하고, 집광판에서 포집된 태양에너지를 원하는 방향으로 주사시키며, 태양광이 이동하는 경로에 집광비를 조절할 수 있는 장치를 구비하여 포집된 태양열 에너지를 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 태양열 에너지의 집광비 조절장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for collecting solar energy, which can be used for power generation or utilization of heat energy using solar heat, using a condenser equipped with a solar altitude tracking device, The present invention relates to a condensing ratio adjusting apparatus for a solar energy, which is capable of efficiently using collected solar energy by scanning a desired solar energy in a desired direction and adjusting a condensing ratio in a path through which sunlight travels.

화석연료가 고갈되어 가고, 화석연료로 인한 환경오염문제가 날로 심각해져 감에 따라 친환경적이고 반영구적인 신재생에너지에 대한 관심이 날로 증대되어 가고 있는 추세에 있다. 이러한 친환경에너지의 대표적인 예로, 태양열을 이용한 발전, 풍력을 이용한 발전, 조력이나 수력을 이용한 발전 등이 있는데, 특히 태양열에너지는 높은 열에너지를 가지고 있기 때문에 다른 신재생에너지와 비교할 때 활용가치가 매우 높다. As fossil fuels become depleted and environmental pollution caused by fossil fuels becomes increasingly serious, interest in environmentally friendly and semi-permanent renewable energy is increasing day by day. Solar power generation, wind power generation, and tidal power generation are examples of such eco-friendly energy. In particular, since solar energy has high thermal energy, it has a very high utilization value compared to other renewable energy sources.

한편, 태양열은 매우 낮은 에너지들이 지구표면에 골고루 뿌려지기 때문에 이를 효율적으로 포집하여 활용하는 것이 중요한 기술적 과제이다. 따라서, 태양광을 이용한 발전은 태양광을 여러 포집장치를 이용하여 한곳으로 집중시켜 높을 열을 만들고, 이러한 열에너지를 이용하여 발전을 하는데에 주로 관심이 집중되고 있다. 그러나, 태양열 에너지를 이용하여 발전을 하는 경우에는 거대한 집광시설과 많은 공간이 필요하다. 그리고 태양열 에너지를 발전이 가능하게 포집하는 경우에 포집된 열기가 주변환경에 상당한 악영향을 줄 수 있기 때문에 도심의 건물옥상 등과 같은 공간에서 적용하기가 어렵다는 문제점이 있다.Solar energy, on the other hand, is a very important technical challenge to capture and utilize efficiently because very low energies are evenly distributed on the surface of the earth. Therefore, power generation using solar light concentrates solar light into one place by using a plurality of collecting devices, thereby generating high heat, and attention is mainly focused on power generation using such heat energy. However, when generating electricity using solar energy, a huge condensing facility and a lot of space are needed. In addition, when the solar energy is collectively collected to generate electricity, it is difficult to apply it to a space such as a roof of an urban building because the collected heat can adversely affect the surrounding environment considerably.

하지만, 태양열은 열량이 매우 높은 에너지이기 때문에 그 자체를 열원으로 활용할 수도 있다. 예를 들어, 태양열을 이용하여 전기를 생산하고, 이렇게 생산된 전기를 이용하여 산업이나 가정에서 필요한 온수를 생산한다고 가정할 경우에, 태양열 에너지를 전기로 생산하는 단계와 이렇게 생산된 전기를 이용하여 온수를 생산하는 단계를 거치는 경우에 각 단계별 효율에 따른 에너지 손실이 동반하게 된다. 따라서 태양열 에너지를 직접 산업이나 일상생활에 활용할 경우에 에너지 손실을 줄일 수 있기 때문에 활용가치가 매우 높을 뿐만 아니라, 도심의 건물옥상이나 유휴공간을 활용할 수도 있을 것이다.However, since solar heat is a very high calorific energy, it can be used as a heat source. For example, assuming that solar power is used to produce electricity and that the electricity produced is used to produce the necessary hot water in an industry or a home, solar energy is used to produce electricity, In the case of going through the step of producing hot water, energy loss due to each step efficiency is accompanied. Therefore, when energy is directly used in the industry or everyday life, it is possible to reduce the energy loss, so that it is very useful value.

태양열 에너지를 포집하여 높은 열에너지를 얻기 위한 방법은 크게 2가지 방법이 있다. 하나는 태양광을 포집하는 집광판의 면적을 크게 하는 방법이고, 다른 하나는 집광면적 대비 초점면적 비인 집광비를 크게 하는 방법이다. 한편, 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 경우에는 고온의 열량이 필요하지만, 가정이나 산업체에서 필요로 하는 비교적 저온의 열량이 필요한 경우도 있다. 따라서 사용처에 따라 집광비를 조절하여 적정의 열량을 공급할 수 있다면 태양열 에너지를 보다 효율적으로 활용할 수 있을 것이다.There are two main ways to capture solar energy and obtain high thermal energy. One is a method of increasing the area of the light collecting plate for collecting sunlight, and the other is a method of increasing the light collecting ratio which is the ratio of the focus area to the condensed area. On the other hand, in the case of producing electricity using sunlight, a high-temperature calorie is required, but in some cases, a relatively low-calorie calorie required by a home or an industry is required. Therefore, if the amount of heat can be supplied by controlling the condensing ratio according to the usage, it will be possible to utilize the solar energy more efficiently.

이처럼 태양열 에너지는 단순히 전기를 생산하는데만 그치는 것이 아니라 다양한 용도로 활용될 수 있으며, 다양한 사용처에 맞게 집광비를 조절하여 사용할 필요도 있다. 따라서 태양열 에너지를 포집하기 용이하고, 이렇게 포집된 태양열 에너지의 집광비를 조절하여 원하는 온도의 열 에너지를 필요한 설비나 시설에 공급할 수 있다면 매우 유용할 것이다
As such, solar energy can not only be used to produce electricity but can be used for various purposes, and it is also necessary to adjust the condensing ratio to suit various uses. Therefore, it is very useful if it is easy to collect solar energy, and it is possible to control the condensation ratio of the collected solar energy and supply the desired thermal energy to the necessary facilities or facilities

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본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 하나 또는 다수개의 소형 집광판을 이용하여 태양열을 포집하고, 이렇게 포집된 태양열 에너지를 한곳으로 집중시켜서 높은 열원으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 집광비를 필요에 따라 조절하여 다양한 사용처에 대응하여 활용할 수 있는 태양열 에너지의 집광비 조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a solar collecting apparatus capable of collecting solar heat using one or a plurality of small light collecting plates and concentrating such collected solar energy in one place, And to provide a condensing ratio adjusting device of solar energy that can be used in response to various uses.

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 내측에 수집된 태양광이 통과하는 통광홀이 형성되어 있는 접시형상의 집광판, 상기 집광판의 전방에 구비되며 상기 집광판과 동일한 포물각으로 형성된 볼록부경, 상기 볼록부경을 고정시키는 지지대, 상기 집광판의 후방으로 상기 통광홀과 동일선상에 구비되어 상기 통광홀을 통하여 입사된 태양광을 원하는 방향으로 반사시키는 반사경을 포함하여 구성되는 태양열 에너지의 집광비조절장치에 있어서, 상기 반사경을 통하여 반사되는 빛의 진행경로 상에는 상기 반사된 빛을 모아주는 볼록렌즈와 상기 볼록렌즈를 통하여 모여진 빛이 전달되는 사용처가 더 구비되되, 상기 볼록렌즈는 상기 반사경과 상기 사용처 흡열부 사이를 이동하도록 구비되어 상기 반사경에서 반사되어 전달되는 빛의 집광비를 조절하여 상기 사용처에 필요한 집광비로 조절하는 것을 특징으로 한다.The present invention as a technical means for solving the above problems is characterized in that it comprises a plate-shaped condensing plate on which a passage hole through which sunlight collected on the inner side passes is formed, a convex plate provided on the front of the condensing plate, And a reflecting mirror for reflecting the sunlight incident through the light-passing hole in a desired direction, which is provided on the same line as the light-passing hole behind the light-collecting plate, Wherein the convex lens collects the reflected light and uses a light collected through the convex lens on a path of light reflected through the reflector, wherein the convex lens reflects the light reflected by the reflector, And is reflected by the reflector and is transmitted It characterized in that by adjusting the ratio of the condensed light to control the ratio required for converging the point of use.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 볼록부경의 상부에는 태양고도추적센서가 더 구비되어 상기 집광판이 태양의 고도를 따라 이동하도록 할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, a solar altitude tracking sensor is further provided at an upper portion of the convex sub-mirror so that the solar collector moves along the altitude of the sun.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 반사경에는 구동부가 더 구비되어, 상기 반사경에서 반사된 빛이 원하는 방향으로 입사되도록 조절할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the reflector is further provided with a driving unit, so that the light reflected by the reflector can be adjusted to be incident in a desired direction.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 반사경은 상기 집광판의 후방에 지지프레임에 의하여 고정되되, 상기 지지프레임은 길이조절수단이 구비되어 상기 지지프레임의 끝단에 구비된 반사경이 상기 볼록렌즈와 동일수평선상에 위치하도록 조절하는 것을 특징으로 한다.
In a preferred embodiment of the present invention, the reflector is fixed to the rear of the light-condensing plate by a support frame, and the support frame is provided with a length adjusting means, and the reflector provided at the end of the support frame has the same horizontal line As shown in FIG.

본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치에 의하면, 대형 집광판 대신에 다수개의 소형 집광판을 활용할 수 있기 때문에 제조원가가 절감됨은 물론, 건물의 옥상이나 벽면 등과 같은 도심의 유휴공간을 활용할 수 있고, 이렇게 포집된 태양열 에너지를 전력생산은 물론 가정이나 사무실 또는 산업시설 등에서 열원으로 직접 활용할 수도 있는 이점이 있다. 또한, 수집된 태양광의 집광비를 조절하여 필요한 온도로 조절하며 다수개의 집광판으로 공급되는 열량을 필요한 만큼 조절하여 효율적으로 사용할 수 있는 이점이 있다. 또한, 사용처에 직접 적용하여 사용할 수 있고, 전기를 만드는 과정을 거치지 않고 곧바로 열원으로 활용할 수도 있기 때문에 에너지효율이 높다는 이점이 있다.
According to the condensing ratio adjusting device for solar energy according to the present invention, since a plurality of small condensing plates can be utilized instead of a large condensing plate, it is possible to utilize an idle space in a city center, such as a roof or a wall of a building, There is an advantage that the collected solar energy can be used directly as a heat source in a home, an office, or an industrial facility as well as electric power production. In addition, there is an advantage in that the condensing ratio of the collected sunlight is adjusted to a required temperature, and the amount of heat supplied to the plurality of condenser plates is adjusted as necessary and used efficiently. In addition, it can be applied directly to the use place, and it can be utilized as a heat source directly without going through the process of making electricity, so that it has an advantage of high energy efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치에 다수개의 집광부가 구비된 상태를 나타내는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a configuration of a condensing ratio adjusting apparatus for solar thermal energy according to the present invention. FIG.
FIG. 2 is a view showing a state in which a plurality of light collecting units are provided in an apparatus for adjusting the light collecting ratio of solar energy according to the present invention. FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a configuration of a condensing ratio adjusting apparatus for solar thermal energy according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치는 집광판(110), 볼록부경(130)을 포함하여 구성되는 집광부(100)와, 반사경(150) 및 볼록렌즈(170)를 포함하여 구성될 수 있다. 1, the apparatus for adjusting the convergence ratio of solar energy according to the present invention includes a condenser 110, a condenser 100 including a convex minor diameter 130, a reflector 150 and a convex lens 170, As shown in FIG.

집광판(110)은 가장자리에서 중심점으로 갈수록 일측방향으로 오목하게 휘어진 원형의 접시형상으로 구성된다. 접시형상의 집광판(110)은 오목한 부분의 내측면에는 반사율이 높은 거울 등이 구비되어 입상된 빛이 집광판(110)의 전방(오목한 면의 앞쪽을 말함, 이하 동일)에 집중되도록 모아주는 역할을 한다. 집광판(110)의 내측 중앙에는 후술하여 설명할 볼록부경(130)에서 반사된 빛이 상기 집광판(110)의 후방으로 통과하도록 하는 통광홀(115)이 구비되어 있다.The light collecting plate 110 is formed in a circular saucer shape which is concavely curved in one direction from the edge to the center point. The dish-shaped light collecting plate 110 is provided with a mirror or the like having a high reflectance on the inner side surface of the concave portion and collects the collected light so that the superimposed light is focused on the front side of the condensing plate 110 (the front side of the concave surface) do. The light condensing plate 110 is provided at its inner center with a light transmission hole 115 through which the light reflected by the convex minor diameter 130 to be described later passes through the rear of the light condensing plate 110.

볼록부경(130)은 집광판(110)의 전방에 구비되어 상기 집광판(110)에 의하여 집중된 빛을 균일한 방향성을 가지도록 하여 집광판(110)의 후방으로 반사시켜주는 역할을 한다. 볼록부경(130)은 일면이 볼록한 형성으로 구성되고, 반사율이 높은 거울로 구성되어 볼록한 면이 집광판(110)의 오목한 면과 대면되도록 구비된다. 볼록부경(130)의 일면에 형성된 곡면은 집광판(110)의 오목한 부분과 동일한 포물각을 가지도록 구성된다. 그리하여, 집광판(110)으로 유입된 빛이 반사되어 볼록부경(130)으로 집중되면, 상기 볼록부경(130)의 일면에서 반사되어 집광판(110)의 통광홀(115)을 통하여 상기 집광판(110)의 후방으로 주사된다. 여기서 포물각이란 집광판(110)의 오목한 면을 형성하는 곡선과 볼록부경(130)의 볼록한 면을 형성하는 곡면의 기울어진 각도를 말한다.The convex minor diameter 130 is provided in front of the light collecting plate 110 to reflect the light concentrated by the light collecting plate 110 to the rear of the light collecting plate 110 so as to have uniform directionality. The convex sub-mirror 130 has a convex surface on one side and is formed of a mirror having a high reflectance so that the convex surface faces the concave surface of the light-collecting plate 110. The curved surface formed on one surface of the convex minor diameter 130 is configured to have the same parabolic angle as the concave portion of the condenser plate 110. The light reflected by the convex minor diameter 130 is reflected by one side of the convex minor diameter 130 and passes through the light collecting hole 110 of the light collecting plate 110 through the light collecting plate 110, As shown in FIG. Here, the parabola refers to a tilted angle of a curved surface forming a concave surface of the light collecting plate 110 and a curved surface forming a convex surface of the convex minor diameter 130.

한편, 볼록부경(130)의 타측으로 집광판(110)에서 반사된 빛이 도달하지 않는 부분에는 태양고도추적센서(135)가 더 구비되어 있다. 그리하여 집광판(110)의 전방의 가상의 수평면이 항상 태양광의 입사방향에 대하여 수직이 되는 방향이 되도록 한다. 이를 위하여 집광판(110)에는 상기 집광판(110)을 상하좌우로 움직이게 하는 제1 구동부(120)가 더 구비되어 있다. 제1 구동부(120)는 공지의 다양한 구조가 적용될 수 있다. 제1 구동부(120)의 일례로, 상기 집광판(110)을 상하방향으로 움직이게 하는 구동모터(미도시)와 상기 집광판(110)을 지지하는 지지부(125)를 좌우측으로 회전시켜주는 구동모터(미도시)가 구비될 수 있다. 전술하여 설명한 구동모터는 태양고도추적센서(135)에 의하여 측정된 태양의 고도에 맞추어 제어부가 구동시켜주게 된다.On the other hand, a solar altitude tracking sensor 135 is further provided on a portion of the convex minor diameter 130 where light reflected by the condenser 110 does not reach. So that the imaginary horizontal plane in front of the light condensing plate 110 is always perpendicular to the incident direction of sunlight. To this end, the light collecting plate 110 is further provided with a first driving unit 120 for moving the light collecting plate 110 up, down, left, and right. The first driver 120 may have a variety of known structures. A driving motor (not shown) for rotating the light collecting plate 110 in the vertical direction and a driving motor (not shown) for rotating the supporting unit 125 supporting the light collecting plate 110 to the left and right, as an example of the first driving unit 120, May be provided. The driving motor described above is driven by the control unit in accordance with the altitude of the sun measured by the sun altitude tracking sensor 135. [

본 발명의 또 다른 실시예로 전술하여 설명한 볼록부경(130)에는 일사량계(미도시)가 더 구비될 수 있다. 태양에너지는 일출에서 일몰까지 계절별로 또는 기후별로 다른 일사량 분포를 갖게 된다. 따라서 볼록부경(130)의 타측에 태양고도추적센서(135)를 더 구비하여 일사량에 따라 제어부가 집광비를 계산하여 후술하여 설명할 볼록렌즈(17)의 위치를 조절할 수도 있다.In another embodiment of the present invention, the convex minor diameter 130 described above may be further provided with a solar radiation gauge (not shown). Solar energy has a different distribution of sunlight from sunrise to sunset by season or by climate. Therefore, the solar altitude tracking sensor 135 may further be provided on the other side of the convex minor diameter 130 to control the position of the convex lens 17, which will be described later, by calculating the light-condensing ratio according to the irradiation dose.

볼록부경(130)은 지지대(133)에 의하여 집광판(110)의 전방에 고정된다. 이때, 지지대(133)는 일단이 집광판(110)의 가장자리에 고정되고, 타단이 볼록부경(130)의 가장자리에 고정되면서 상기 볼록부경(130)을 집광판(110)의 전방에 고정될 수 있도록 삼각다리 형상으로 구성될 수 있다.The convex minor diameter 130 is fixed to the front side of the light condensing plate 110 by the support base 133. At this time, the support 133 is fixed to the edge of the condenser 110 and the other end is fixed to the edge of the convex minor 130, so that the convex minor 130 is fixed to the front of the condenser 110, And may be configured in a leg shape.

반사경(150)은 집광판(110)의 후방으로 전술하여 설명한 통광홀(115)과 동일선상에 구비되어 볼록부경(130)에서 반사되어 통광홀(115)을 통과한 빛을 원하는 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 반사경(150)은 집광판(110)의 후방에서 상기 집광판(110)과 함께 움직이도록 구비되어 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 집광판(110)의 후방에 지지프레임(117)을 구비하고, 상기 지지프레임(117)에 반사경(150)을 고정하여 상기 반사경(150)이 항상 집광판(110)의 움직임에 따라 함께 움직이게 한다. 그리고, 지지프레임(117)은 길이조절수단(미도시)이 구비되어 길이를 조절할 수 있게 구비된다. 길이조절수단은 공지의 다양한 구조가 적용될 수 있다. 예를 들어, 유압 등에 의하여 구동하는 피스톤 방식이나, 서보모터(servomotor)와 리드스크류 등으로 구성된 길이조절수단이 적용될 수도 있다. 이 외에도 직선운동을 하면서 길이를 조절할 수 있는 것이라면 공지의 다양한 구조가 적용될 수 있음은 물론이다. 길이조절수단은 지지프레임(117)의 길이를 조절하여 상기 지지프레임(117)의 끝단에 구비된 반사경(150)이 항상 볼록렌즈(170)와 동일한 수평선상에 구비되도록 한다. 본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치는 집광판(110)이 태양의 고도를 따라 움직이기 때문에 상기 집광판(110)에 연동되어 움직이는 반사경(150) 또한 집광판(110)을 따라 포물선운동을 하게 된다. 따라서 내양의 남중 고도가 가장 높을 때와 가장 낮을 때의 반사경(150)의 높낮이 또한 달라지게 된다. 따라서 지지프레임(117)이 길이조절수단을 구비하여 반사경(150)의 높낮이를 볼록렌즈(170)와 동일선상에 위치하도록 조절할 필요가 있다.The reflector 150 is disposed behind the condenser 110 in parallel with the light transmission hole 115 described above and reflects light passing through the light transmission hole 115 in the desired direction by the convex minor diameter 130 . The reflector 150 is provided to move together with the condenser 110 at the rear of the condenser 110. For example, as shown in the figure, a support frame 117 is provided behind the condenser 110, and a reflector 150 is fixed to the support frame 117 so that the reflector 150 is always arranged on the condenser plate 110). The support frame 117 is provided with a length adjusting means (not shown) to adjust the length thereof. Various known structures can be applied to the length adjusting means. For example, a piston type driven by hydraulic pressure or the like, or a length adjusting means composed of a servomotor and a lead screw may be applied. It is needless to say that various known structures can be applied as long as they can control the length while performing linear motion. The length adjusting means adjusts the length of the support frame 117 so that the reflector 150 provided at the end of the support frame 117 is always provided on the same horizontal line as the convex lens 170. Since the condenser plate 110 moves along the altitude of the sun, the reflector 150 moving in conjunction with the condenser plate 110 also performs a parabolic motion along the condenser plate 110 according to the present invention . Therefore, the elevation of the reflector 150 at the highest altitude and the lowest altitude at the southern elevation of the north are also different. Therefore, it is necessary to adjust the height of the reflecting mirror 150 so that the supporting frame 117 is provided with the length adjusting means so as to be located on the same line as the convex lens 170.

지지프레임(117)의 끝단에 구비된 반사경(150)은 볼록부경(130) 및 통광홀(115)과 동일선상에 구비되어, 상기 볼록부경(130)에서 반사되어 통광홀(115)을 지난 빛이 항상 반사경(150)에 도달할 수 있도록 한다.The reflecting mirror 150 provided at the end of the support frame 117 is provided on the same line as the convex minor diameter 130 and the light passing hole 115 and is reflected by the convex minor diameter 130, So that it can always reach the reflector 150.

한편, 반사경(150)에서 반사되는 빛은 특정한 위치에 구비된 사용처(190, 도 3 참조) 방향으로 공급되어야 하는데, 집광판(110)이 움직임에 따라 반사경(150)에서 반사되는 빛의 방향도 달라질 수 있다. 따라서 반사경(150)에는 상기 반사경(150)을 상하방향과 좌우방향으로 움직여서 반사방향을 조절할 수 있는 제2 구동부(160)가 더 구비되어 있다. 제2 구동부(160)는 반사경(150)에서 반사된 빛이 항상 사용처(190) 방향으로 입사하도록 상기 반사경(150)의 위치를 조절하는 역할을 한다. 제2 구동부(160) 또한 제1 구동부(120)와 마찬가지로 반사경(150)을 상하방향으로 움직이게 하는 구동모터와 좌우방향으로 움직이게 하는 구동모터로 구성될 수 있으며, 이러한 구성은 공지의 다양한 구성이 적용될 수 있다.Meanwhile, the light reflected by the reflecting mirror 150 must be supplied in the direction of the use site 190 (see FIG. 3) provided at a specific position. However, the direction of the light reflected by the reflecting mirror 150 differs as the light collecting plate 110 moves . Therefore, the second mirror 150 is further provided with a second driving unit 160 which can adjust the reflecting direction by moving the reflecting mirror 150 vertically and horizontally. The second driving unit 160 adjusts the position of the reflecting mirror 150 so that the light reflected from the reflecting mirror 150 always enters the use place 190. The second driving unit 160 may include a driving motor for moving the reflecting mirror 150 in the up and down direction and a driving motor for moving the reflecting mirror 150 in the left and right direction in the same manner as the first driving unit 120, .

볼록렌즈(170)는 반사경(150)과 상기 반사경(150)에서 반사되어 입사되는 빛이 최종적으로 도달하는 사용처(190)의 흡열기 사이에 구비되어 상기 반사경(150)에서 반사된 빛을 2차 집광함으로써 집광비를 높여주는 역할을 하게 된다. 이때 모아지는 태양열에너지는 해당 산업의 특성에 맞게 필요로 하는 온도로 지속 공급되도록 빛의 초점을 조절하기 위하여 볼록렌즈(170)에는 제3 구동부(180)가 구비되어 있다. 제3 구동부(180)는 볼록렌즈(170)를 빛의 입사 경로 상, 즉 볼록렌즈(170)와 빛이 최종적으로 도달하는 사용처(190)의 사이의 직선구간에 구비되어 상기 볼록렌즈(170)가 일측 또는 타측방향으로 이동하도록 하는 역할을 한다. 제3 구동부(180)는 리드스크류(미도시)와 서보모터(미도시) 등을 이용하여 구현될 수 있으며, 이외에도 직선운동을 원하는 정밀도로 조절할 수 있는 구성이라면 공지의 다양한 구성이 사용될 수 있다. 그리고 여기서 말하는 원하는 정밀도는 집광비를 결정하는 것으로, 정확한 비율로 집광비를 조절할 필요가 있는 경우에는 전술하여 설명한 서보모터 등이 사용될 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 직선운동을 가능하게 하는 공지의 다양한 구성이 적용될 수 있다.The convex lens 170 is provided between the reflector 150 and the heat sink of the use place 190 where the light finally reflected by the reflector 150 arrives and is reflected by the reflector 150, Thereby increasing the condensing ratio. At this time, the third driving unit 180 is provided on the convex lens 170 to adjust the focus of the light so that the collected solar energy is continuously supplied to the required temperature according to the characteristics of the industry. The third driving unit 180 includes a convex lens 170 which is provided in a straight line section between a convex lens 170 and a use point 190 where light finally reaches the convex lens 170, To move in one direction or the other direction. The third driving unit 180 may be implemented using a lead screw (not shown) and a servo motor (not shown). In addition, a variety of known configurations can be used as long as the linear motion can be controlled with desired precision. The desired precision referred to herein is a determination of the light collection ratio. When it is necessary to adjust the light collection ratio at an accurate ratio, the above-described servo motor or the like can be used. Otherwise, various known configurations Can be applied.

사용처(190)는 포집된 태양광을 사용하는 용도에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 포집된 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 경우에는 발전장치가 될 수 있고, 단순히 온수를 만들고자 하는 경우에는 물을 저장하는 탱크와 상기 탱크에 구비되어 포집된 태양광이 입사되는 집열부 등이 될 수 있다.
The place of use 190 can be variously configured according to the use of the collected sunlight. For example, in the case of generating electricity using captured sunlight, it may be a power generating device. In the case of simply making hot water, a tank for storing water and a tank for collecting sunlight And the like.

도 2는 본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치에 다수개의 집광부가 구비된 상태를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a view showing a state where a plurality of light converging units are provided in a light energy ratio adjusting apparatus according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치는 전술하여 설명한 집광판(110), 볼록부경(130), 반사경(150) 및 볼록렌즈(170)로 구성된 태양열 에너지 포집장치가 다수 개가 구비되어 있으며, 각 포집장치에서 포집된 태양광은 하나의 사용처(190)로 모여져서 사용되게 된다. 따라서 소형의 포집장치를 여러 개 설치하여 효율적으로 사용할 수 있으며, 소형의 포집장치를 이용할 수 있기 때문에 도심의 건물옥상 등과 같은 공간에서도 적용이 가능하다.Referring to FIG. 3, the apparatus for adjusting the light energy ratio of solar energy according to the present invention includes a solar energy collecting device composed of the light collecting plate 110, the convex diameter 130, the reflector 150, and the convex lens 170, And the sunlight collected by each collecting device is collected and used by a single use site 190. FIG. Therefore, it is possible to install a plurality of small collecting devices efficiently and to use the small collecting device, so that it can be applied to a space such as a building roof of a city center.

그리고 사용처(190)에서 상당량의 집열부를 운용할 경우 흡열부를 집열부 하단에 다수개를 설치하여 상기 집광부(100)가 각기 대응토록 운용될 수 있다.
When a large amount of heat collecting part is operated in the place of use 190, a plurality of heat absorbing parts may be installed at the lower end of the collecting part so that the collecting part 100 can be operated correspondingly.

상기와 같은 구성에서 본 발명에 따른 태양열 에너지의 집광비 조절장치의 작동방법을 상펴보면, 집광판(110)에 입사된 빛은 상기 집광판(110)의 오목한 면에서 반사되어 전면에 구비된 볼록부경(130)으로 수렴된다. 볼록부경(130)으로 수렴된 빛은 상기 볼록부경(130)에서 반사되어 통광홀(115)을 지나 반사경(150)으로 가게 되는데, 이때 볼록부경(130)은 집광판(110)과 동일한 포물각으로 형성되어 있기 때문에 상기 볼록부경(130)에서 반사된 빛은 집광판(110) 방향으로 직진하여 상기 집광판(110)에 형성된 통광홀(115)을 지나서 집광판(110)의 후방으로 지나게 된다.The light incident on the light collecting plate 110 is reflected by the concave surface of the light collecting plate 110 to be projected on the front surface of the light collecting plate 110, 130). The light converged by the convex minor diameter 130 is reflected by the convex minor diameter 130 and passes through the light passing hole 115 to the reflector 150. The convex minor diameter 130 is the same paraboloid as the light collecting plate 110 The light reflected by the convex minor diameter 130 goes straight to the light collecting plate 110 and passes through the light passing holes 115 formed in the light collecting plate 110 to the rear of the light collecting plate 110.

통광홀(115)을 통과한 빛은 반사경(150)에 의하여 사용처(190)의 흡열부 방향으로 반사된다. 이때, 사용처(190)와 통광홀(115)의 사이에 구비된 볼록렌즈(170)는 사용처(190)의 흡열부에 도달하는 빛의 초점을 조절한다. 즉, 볼록렌즈(170)가 반사경(150)방향으로 이동하면 사용처(190)의 흡열부에 공급되는 빛의 초점 면적이이 커지게 되고, 사용처(190)의 흡열부방향으로 이동하면 초점의 면적이 좁아지게 되는 것이다. 볼록렌즈(170)는 제3 구동부(180)에 의하여 조절된다.The light passing through the passage hole 115 is reflected by the reflecting mirror 150 toward the heat absorbing portion of the use site 190. At this time, the convex lens 170 provided between the use place 190 and the light passing hole 115 adjusts the focus of light reaching the heat absorbing unit of the use place 190. That is, when the convex lens 170 moves in the direction of the reflecting mirror 150, the focal area of the light supplied to the heat absorbing portion of the use place 190 becomes large. When the convex lens 170 moves in the direction of the heat absorbing portion of the use place 190, . The convex lens 170 is adjusted by the third driving unit 180.

한편, 집광판(110)은 볼록부경(130)의 상부에 구비된 태양고도추적센서(135)에 의하여 측정된 태양고도를 따라 이동하여 입사되는 빛의 양이 최대가 되도록 한다. 집광판(110)은 전술하여 설명한 제1 구동부(120)에 의하여 태양광의 입사방향을 향하도록 구동된다. 그리고 반사경(150)은 집광판(110)이 움직임에 따라 변하는 반사각을 보정하여 상기 반사경(150)에서 반사된 빛이 항상 사용처(190)의 흡열부의 방향이 되도록 한다. 반사경(150)은 제2 구동부(160)에 의하여 구동된다.
Meanwhile, the light collecting plate 110 moves along the solar altitude measured by the solar altitude tracking sensor 135 provided at the upper part of the convex minor diameter 130, so that the amount of incident light is maximized. The light collecting plate 110 is driven by the first driving unit 120 described above so as to face the incidence direction of sunlight. The reflector 150 corrects a reflection angle of the condenser 110 that changes with the movement of the condenser 110 so that the light reflected by the reflector 150 is always in the direction of the heat absorbing portion of the place 190. The reflecting mirror 150 is driven by the second driving unit 160.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Although the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be defined by the appended claims and equivalents thereof.

100: 집광부
110: 집광판
115: 통광홀
120: 제1 구동부
130: 볼록부경
135: 태양고도추적센서
150: 반사경
160: 제2 구동부
170: 볼록렌즈
180: 제3 구동부
190: 사용처100: concentrator
110: condenser plate
115:
120:
130: convex diameter
135: Solar altitude tracking sensor
150: reflector
160:
170: convex lens
180: Third driving part
190: Where to use

Claims

A condensing plate provided in front of the condensing plate and having a parabolic shape equal to the parabolic shape of the condensing plate, a support for fixing the convex sub-diameter, And a reflector that is provided on the same line as the passage hole and reflects sunlight incident through the passage hole in a desired direction, the apparatus comprising:
The convex lens collects the reflected light and uses a light collected through the convex lens. The convex lens moves between the reflector and the use place on the path of light reflected through the reflector. And adjusting the light collection ratio of the light reflected from the reflector to be supplied to a temperature required for the user,
The reflector may further include a driving unit to adjust the light reflected by the reflector to be incident in a desired direction,
The reflector is fixed to the rear of the light-condensing plate by a support frame, and the support frame is provided with a length adjusting unit so that a reflector provided at an end of the support frame is positioned on the same horizontal line as the convex lens. Of the solar energy.

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