KR20110001457A - 태양전지 방열 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지판에 직접 부착되어 태양전지판을 냉각시킬 수 있도록 다수의 냉각용 돌기를 포함하는 방열 냉각시트를 구성함으로써 스프링클러 등으로 냉각액 살포할 때 방수에 취약한 태양전지 후면을 보호하고, 대기오염에 의한 부식으로부터 태양전지판의 백시트를 보호할 수 있으며, 특히, 냉각 구조물의 경량화를 실현하여 내구성 저하를 최소화하면서도, 다수의 냉각용 돌기들에 의한 방열 면적을 확대로 태양전지판을 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과를 제공한다.

태양전지, 태양광발전, 냉각, 냉각액, 펠티어 소자, 전자냉각, 난방장치, 태양열, 냉각돌기

Description

태양전지 방열 냉각 장치{Radiation cooling device for photovoltaic module}

본 발명은 태양전지를 냉각시키기 위한 태양전지 방열 냉각 장치에 관한 것이다.

종래 기술의 태양전지 냉각방법으로는 크게 스프링클러를 이용하는 방법과 알루미늄 방열판을 이용하는 방법이 일반적으로 사용되고 있다.

스프링클러를 이용하는 방법은 태양전지 모듈의 전면에 물을 분사하여 태양전지 모듈을 냉각하게 되는데, 이는 태양전지 모듈의 후면에 셀을 고정하기 위해 접착된 백시트가 방수 문제에 취약하기 때문이다. 태양전지 모듈의 전면에 스프링클러를 이용하여 물을 분무하여 냉각하는 방식은 설치 가격이 싸고 유지 보수가 단순하다는 장점이 있으나, 열이 발생하는 부분이 태양전지 모듈의 후면임을 감안하면 실제 냉각 효과가 떨어지고, 또한 냉각수에 의한 산란으로 태양전지의 효율도 떨어지는 단점이 있다.

알루미늄 방열판을 이용하는 방법은 열전도율이 높은 알루미늄 방열판을 태양전지 모듈의 후면에 밀착시켜 태양전지 모듈을 냉각하게 되는데, 냉각 효율은 높 으나, 태양전지 알루미늄 테두리에 천공을 하여 볼트로 체결하거나 스프링으로 강하게 압착하는 방식으로 설치하게 되므로 태양전지 모듈의 내구성을 저하시키고, 장시간 사용함에 따라 서서히 발생하는 유격으로 인한 관리비용 및 효과감소 등의 단점이 있다. 특히 금속재로 된 알루미늄 방열판이 가중됨에 따라 태양전지 모듈 및 이를 지지하는 구조체의 하중이 증가하게 되고, 이러한 하중을 견디도록 하기 위해 추가적인 보강 구조물이 필요하게 되어, 전체적으로 설치비용의 상승으로 이어지는 단점이 발생된다.

결국, 상기한 바와 같이, 스프링클러를 이용하여 태양전지 모듈을 냉각하는 방법은 누수나 이물질에 의한 태양전지 오염 및 누전 문제, 발열이 높은 후면에 직접 작용하지 못하는 사용상의 문제점이 있고, 알루미늄 방열판을 이용하는 태양전지 모듈을 냉각하는 방법은 태양전지 테두리에 시행되는 천공 작업, 방열판의 하중이 가해지면서 발생할 수 있는 태양전지 모듈 및 지지 구조체의 내구성을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양전지판에 직접 부착되는 방열 냉각시트를 이용하여 태양전지를 냉각시킬 수 있도록 구성함으로써 태양전지판 및 이를 지지하는 구조체의 내구성 저하를 최소화하면서도 태양전지의 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 태양전지 방열 냉각 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 태양전지 방열 냉각 장치는, 태양광을 수광하여 전기를 발생시키는 태양전지판과; 상기 태양전지판에 직접 부착되어 태양전지판을 냉각시키는 것으로서, 다수의 냉각용 돌기를 포함하는 방열 냉각시트를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 냉각용 돌기는 선형 구조 또는 시트형 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 냉각용 돌기는 열전달율이 높은 금속재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 냉각용 돌기는 냉각액을 흡수한 상태에서 냉각작용을 하면서 증발이 이루어지도록 냉각액 흡수체를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 태양전지 방열 냉각 장치는, 태양전지판의 일측에 구비되어 냉각액을 일시 저장한 상태에서 태양전지판을 냉각하는 냉각액 주머니를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 냉각액 주머니는 상기 태양전지판에 밀착수단에 의해 밀착된 상태가 유지되도록 설치되고, 이때 밀착수단은, 상기 태양전지판을 지지하는 프레임에 설치되어 상기 냉각액 주머니가 태양전지판에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공하는 판 스프링으로 구성될 수 있다.

상기 냉각액 주머니의 내부에는 냉각액을 흡수하여 유지하는 냉각액 흡수체를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 냉각액 주머니는, 냉각유체 순환장치에 연결되어 냉각 유체가 순환되면서 냉각이 이루어지도록 구성될 수 있다.

이때 상기 냉각유체 순환장치는, 상기 냉각액 주머니와 연결되어 냉각유체를 순환시키는 전자냉각장치일 수 있다.

또한, 상기 냉각유체 순환장치는, 지중에 설치된 냉각액 저장고에서 상기 냉각액 주머니에 냉각유체를 순환시키는 구조로 이루어질 수도 있다.

한편, 상기 냉각유체 순환장치는, 냉각액 주머니에서 배출되는 냉각액이 통과하면서 난방용 보일러 또는 온수 보관 탱크와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환장치를 포함하여 구성될 수도 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 태양전지 방열 냉각 장치는, 태양광을 수광하여 전기를 발생시키는 태양전지판과; 상기 태양전지판에 직접 부착되어 태양전지판을 냉각시키는 것으로서, 태양전지판에 살포된 냉각액을 흡수한 상태에서 냉각액이 증발하면서 냉각 작용이 이루어지도록 하는 냉각액 흡수체를 포함 한 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 냉각액 흡수체는 다공성 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 태양전지 방열 냉각 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

본 발명은, 태양전지판에 방열 냉각시트가 직접 부착되어 태양전지판을 냉각시킬 수 있도록 구성되기 때문에 스프링클러 등으로 냉각액 살포할 때 방수에 취약한 태양전지 후면을 보호하여 누수나 누전에 의한 피해를 예방하고, 대기오염에 의한 부식으로부터 태양전지판의 백시트를 보호할 수 있고, 특히, 다수의 냉각용 돌기들이 구비되어 방열 면적을 확대할 수 있도록 구성되므로 태양전지판을 보다 효율적으로 냉각시킬 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은, 방열 냉각시트가, 얇은 시트형 구조로 구성되어 태양전지판에 부착될 수 있도록 구성되기 때문에 냉각 장치의 무게가 가벼워지므로, 태양전지 냉각장치를 고정하고 있는 지지 구조체가 받는 물리적인 하중을 최소하여 지지 구조체를 경량화를 실현할 수 있는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은, 방열 냉각시트에 냉각액 흡수체, 냉각액 주머니, 냉각액을 순환 구조 등을 추가로 설치될 경우에, 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 이에 따라 태양전지의 발전효율을 향상시키면서 외부환경으로부터 태양전지를 보호하고 나아가 온수나 난방 같은 분야에서 폐열을 재사용할 수 있는 효과를 갖는다.

특히, 본 발명은, 방열 냉각시트에 냉각액 흡수체를 구성할 경우에, 스프링 클러 등에서 살포되는 냉각수를 냉각용 돌기에서 한시적으로 머물게 하여 증발열에 의한 2차 냉각효과를 얻도록 함으로써 냉각 효과가 장시간 유지되도록 하여 태양전지의 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.

결국, 본 발명은, 종래의 스프링클러 사용 방법에서 발생하는 누수나 이물질에 의한 태양전지 오염 및 누전 문제, 발열이 높은 후면에 직접 작용하지 못하는 사용상의 문제를 극복함과 아울러, 종래의 판체형 구조의 방열 구조물을 태양전지 후면에 직접 설치하는 방식에서 발생하는 태양전지 테두리에 시행되는 천공 작업으로 인한 내구성 저하문제와 방열 구조물의 무게 증가로 인한 태양전지판의 내구성 문제 및 전체 지지 구조체의 구조적 문제를 해결하고, 보다 우수한 태양전지 냉각 성능을 가질 수 있는 효과가 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 방열 냉각장치가 구비된 태양전지 모듈이 도시된 사시도이고, 도 2는 도 1의 'A' 부분의 상세도이다.

이들 도면에 예시된 바와 같이, 태양전지 모듈은, 격자형 구조를 가진 프레임(10)에 다수의 태양전지판(20)이 배치되고, 태양전지판(20)의 후면에 다수의 냉각용 돌기(35)를 갖는 방열 냉각시트(30)가 설치된다.

여기서 프레임(10)은, 알루미늄 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 크게 외곽에 배치된 테두리 프레임과, 이 테두리 프레임의 안쪽에 일정 면적을 갖는 다수의 태양전지판(20)들을 지지하기 위한 격자 프레임으로 구성될 수 있다.

태양전지(solar cell)판(20)은 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치로서, 태양전지 소자, 이 태양전지 소자를 보호하기 위해 태양전지판(20)의 앞면과 뒷면을 구성하는 표면재(일반적으로 저철분 강화유리 사용)(21) 및 백시트(25), 그리고 표면재와 백시트(25) 사이에 충진되어 태양전지 소자를 보호하는 EVA(Ethyl Violet Azide)로 구성될 수 있다. 이는 일반적인 태양전지판(20)의 구성으로서, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

방열 냉각시트(30)는, 상기 태양전지판(20)의 뒷면인 백시트(25)에 부착되는 것이 바람직한데, 이는 발열량이 큰 태양전지판(20)의 뒷면에 설치하여 냉각 효율을 향상시키기 위한 것이다. 방열 냉각시트(30)의 설치 위치는 반드시 태양전지판(20)의 뒷면에 설치되는 데에 한정되지 않고 태양전지판(20)을 냉각시킬 수 있는 위치이면, 프레임(10) 등 태양전지 모듈의 다른 위치에 설치하여 구성하는 것도 가능하다.

이러한 방열 냉각시트(30)는, 방수가 가능하고, 화학적인 접착에 견딜 수 있으며, 장기간 변하지 않는 성질을 지닌 소재로 구현하는 것이 바람직하다. 특히 태양전지 모듈을 냉각하기 위해 스프링클러 설비의 냉각수 살포로부터 충분히 태양전지판(20)을 보호하면서 냉각시킬 수 있는 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 열전달 효율이 높으면서 충분한 내구성을 갖는 금속성 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 방열 냉각시트(30)의 바람직한 소재로는 알루미늄 호일, 동선 또는 동 박(銅箔) 등의 금속 시트를 이용하는 것이 바람직하다.

방열 냉각시트(30)는 스프링클러 등에서 분사된 냉각수 또는 주변으로부터 날라드는 이물질 등에 의해 오염 또는 손상되는 것을 최소화할 수 있도록 코팅 물질을 도포한 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서 예시된 방열 냉각시트(30)는, 도 2를 참조하면, 태양전지판(20)의 백시트(25)에 부착되는 시트부(31)와, 이 시트부(31)에서 돌출되는 다수의 냉각용 돌기(35)들로 구성될 수 있다.

냉각용 돌기(35)는 공기 또는 냉각액과의 접촉 면적을 확대할 수 있도록 시트부(31)에 핀(fin)형 구조로 돌출된 모양으로 형성된다. 이러한 냉각용 돌기(35)는 시트부(31)에서 일부가 절개되어 돌출된 구조로 형성될 수 있는데, 그 모양은 선형 구조 또는 시트형 구조 등으로 구성할 수 있다.

냉각용 돌기(35)를 상기와 같이 시트부(31)에서 절개하여 돌출시키는 일체형 구조로 형성하지 않고, 냉각용 돌기(35)를 별도로 제작하여 시트부(31)에 부착 또는 고정되게 설치하는 방법도 가능하다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 아래에서 다시 설명한다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 제1실시예에 따른 방열 냉각장치가 구비된 태양전지 모듈은, 다수의 냉각용 돌기(25)들이 돌출되어 방열 면적을 최대한 크게 함으로서 간단한 구조로 태양전지판(20)의 냉각 효율을 높일 수 있다.

이와 함께, 태양전지판(20)에 스프링클러 등에서 냉각수를 살포할 경우에, 냉각수가 바로 흘러내리지 않고 냉각용 돌기(25)의 표면에 넓게 퍼져있는 상태에서 증발하게 되므로, 태양전지판의 냉각 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

이하 설명되는 본 발명의 여러 실시예 및 그 도면들에서는 전술한 실시예의 구성과 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 가능하면 반복 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 방열 냉각장치가 구비된 태양전지 모듈의 사시도이고, 도 4는 도 3의 'B' 부분의 상세도, 도 5는 도 3의 'C'부분의 상세도이다.

이들 도면에 예시된 바와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 방열 냉각장치가 구비된 태양전지 모듈은, 전술한 제1실시예에서의 냉각장치와 유사한 구조를 갖는 핀형 구조를 갖는 냉각장치(100), 주머니 구조를 갖는 냉각장치(200), 흡수 핀형 구조를 갖는 냉각장치(300)들이 복합되어 구성된 실시예를 설명한다. 이들 각각의 냉각장치(100)(200)(300)들은 서로 복합되어 구성되는데 그치지 않고 각각 독립적으로 또는 어느 하나의 냉각장치와 서로 복합되어 구성되는 것도 가능하다.

이하 태양전지판(20) 및 이를 지지하는 프레임(10) 등의 구성은 널리 공지되어 있으므로, 태양전지판(20)을 냉각하는 상기한 각각의 냉각장치에 대하여 설명한다.

먼저, 핀형 구조를 갖는 냉각장치(100)는, 도 3 및 도 4를 참조하면, 태양전지판(20)의 백시트(25)에 부착되는 시트부(31)와, 이 시트부(31)에 설치되는 다수 의 냉각용 돌기(35)로 구성될 수 있다.

시트부(31)는 전술한 제1실시예의 방열 냉각시트(30)와 동일한 특성 및 재질로 구성되는 것이 바람직하므로 반복 설명은 생략한다.

냉각용 돌기(35)는 선형 구조 또는 시트형 구조로 형성될 수 있는데, 본 실시예의 도면(도 3 및 도 4)에서는 시트형 구조를 예시하였다.

이러한 냉각용 돌기(35)는 시트부(31)에 간편하게 부착 또는 고정할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는 장시간 사용에 따라 냉각용 돌기(35)가 손상되거나 교체의 필요성이 요구될 때, 시트부(31)로부터 교체 및 수리가 필요한 냉각용 돌기(35)들을 간편하게 교체하기 위해서이다. 이를 위해 냉각용 돌기(35)는 열전도성을 갖는 접착제를 이용하여 시트부(31)에 부착하고, 문제가 발생하면 제거하는 형태로 구성할 수 있다. 또한 접착 시트 등을 이용하여 냉각용 돌기(35)를 시트부(31)에 밀착시켜 고정하는 방식으로 설치하는 것도 가능하다.

도 4에서는 시트 구조를 가진 냉각용 돌기(35)의 상단에 접합부가 구비되어 상기 시트부(31)에 접착된 상태를 보여준다.

냉각용 돌기(35)도 상기 시트부(31)와 동일한 소재로 구성하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 방열 성능을 갖는 소재이면 공지의 다양한 소재들을 선택하여 구성할 수 있다.

이러한 냉각용 돌기(35)의 바람직한 소재로는, 알루미늄 호일이나 동선 또는 동박(銅箔) 등 열전도성이 우수한 소재를 이용하여 실이나 종이처럼 얇고 가벼운 형태로 구현하는 것이 바람직하다.

한편, 상기의 실시예에서는 냉각용 돌기(35)들이 시트부(31)에 설치된 구성을 예시하여 설명하였으나, 필요에 따라서는 상기한 냉각용 돌기(35)들을 태양전지판(20)의 백시트(25)에 바로 부착하여 구성하는 것도 가능하다. 또 백시트(25)를 생략하고 시트부(31)를 태양전지판(20)의 백시트(25)를 대신하여 구성하는 것도 가능하다. 이때 시트부(31)는 내부의 태양전지 소자를 충분히 보호할 수 있는 강성을 가지고, 수분 등의 침투를 방지할 수 있는 방수성을 가진 소재를 이용하여야 할 것이다.

다음, 흡수 핀형 구조를 갖는 냉각 장치(300)는, 도 5를 참조하면, 상기한 바와 같은 냉각용 돌기(35)에 시트용 냉각액 흡수체(37)가 고정 또는 접착된 구조로 구비되어, 스프링클러 등에서 분무된 물 등의 냉각 유체를 흡수할 수 있도록 구성된다. 이는 시트용 냉각액 흡수체(37)가 냉각용 돌기(35)에 설치됨으로써 공기와의 접촉 면적을 확대하여 방열 효과를 증가시킬 수 있고, 특히 시트용 냉각액 흡수체(37)에서 물 등의 냉각 유체를 흡수한 상태에서, 태양전지판(20)에서 발생된 열을 유체가 증발하면서 외부로 방출함으로써 장시간 냉각 효율이 지속될 수 있게 구성된 것이다.

시트용 냉각액 흡수체(37)는 구조적으로 최대한 공간을 넓힐 수 있도록 설치되는 것이 바람직한 바, 시트형 구조로 이루어진 냉각용 돌기(35)에 스펀지 등의 다공성 소재가 부착되는 구조로 형성될 수 있다. 이와는 달리 시트용 냉각액 흡수체(37)가 냉각용 돌기(35)가 아닌 시트부(31)에 직접 부착되는 방식으로 구성되는 것도 가능하다.

이와 같은 흡수 핀형 구조를 갖는 냉각 장치(300)는, 상기 시트용 냉각액 흡수체(37)에 열 흡수율이 높은 화학제를 삽입하여 일출 전에 충분히 냉각된 상태를 태양의 남중시간까지 유지하도록 하여 냉각성능을 향상시키는 방법으로 태양전지판(20)을 냉각시키는 것도 가능하다.

다음, 주머니 구조를 갖는 냉각장치(200)는, 도 3을 참고하면, 냉각 시트(32)에 밀착되게 설치되는 냉각액 주머니(41)와, 이 냉각액 주머니(41) 속에 설치되는 주머니용 냉각액 흡수체(45)로 구성된다.

냉각액 주머니(41)는, 냉각 시트(32)에 밀착 고정된 상태에서 주머니용 냉각액 흡수체(45)를 안정되게 지지할 수 있는 소재로 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 소재의 예로는 비닐류, 고무류, 우레탄, 실리콘 등 수축 팽창이 가능한 가벼운 소재 등을 이용할 수 있다. 또한 신축성이 없는 경우는 내구성이 충분한 소재로 구성하는 것이 바람직하다.

이와 같은 냉각액 주머니(41)는 상기한 핀형 구조를 갖는 냉각 장치(100)의 시트부(31)와 같은 냉각 시트(32)에 밀착시켜 고정되는 방법이 바람직하나, 실시 조건에 따라서는 태양전지판(20)의 배면에 바로 밀착시켜 고정하는 방법도 가능하다.

상기 주머니용 냉각액 흡수체(45)는 스프링클러 등의 외부에서 제공되는 냉각 유체를 흡수하거나 삼투압 또는 표면장력을 이용하여 일시적으로 잡아둠으로써 흘러내리는 속도를 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 냉각액 주머니(41)의 외부에는 상기한 바와 같은 냉각용 돌 기(35)를 설치하여 냉각 효율을 높일 수 있게 구성하는 것도 가능하다.

또한, 상기 냉각액 주머니(41) 내에 방열 작용을 원활하게 수행할 수 있는 화학소재의 냉각 유체를 충진하여 구성하는 것도 가능하다.

그리고, 도 3의 아래쪽에 위치한 냉각액 주머니(41')에서와 같이 냉각 유체가 유입되고, 또 유입된 후에는 수분 증발이 이루어질 수 있도록 다수의 홀(42)을 갖도록 구성하는 것도 가능하다.

도 6은 상기한 냉각용 주머니를 태양전지판(20)에 밀착시키기 위한 구성을 보여주는 일 실시예의 도면으로서, 태양전지판(20)을 지지하는 프레임(10)에 판 스프링(50)을 장착한 상태에서, 이 판 스프링(50)의 탄성력으로 냉각액 주머니(41)를 태양전지판(20)에 가압하여 밀착시킴으로써 냉각 효율을 높일 수 있도록 구성할 수 있다.

도 6에서 참조 번호 12는 프레임(10)에 구비되는 스프링 지지부를 나타낸다.

도 7 및 도 8은 상기한 본 발명의 제2실시예의 태양전지 방열 냉각 장치의 구성에 냉각유체 순환장치를 추가로 연결하여 태양전지의 냉각 효율을 더욱 높일 수 있는 실시예의 구성을 보여주는 도면들이다.

도 7은 냉각액 주머니(41)와 전자냉각장치를 연결한 구조를 보인 예시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 다수의 냉각액 주머니(41)를 주머니 연결관(43)으로 연결하고, 주머니 연결관(43) 상에 전자냉각장치(60)를 설치하여, 냉각 유체가 냉각액 주머니(41)와 전자냉각장치(60)를 순환하면서 지속적인 냉각 작용이 가능하도록 구성된 상태를 보여준다.

여기서 전자냉각장치(60)는 냉각 유체의 온도를 적절하게 조절하면서 태양전지판(20)을 냉각시킬 수 있도록 구성된 것으로서, 펠티어(Peltier)소자를 이용한 냉각장치일 수 있다. 펠티어 소자의 발열부 등을 냉각시킬 수 있도록 냉각 팬(62)이 추가로 설치되는 것이 바람직하다.

한편, 도면에서와 같이 다수의 냉각액 주머니(41)와 전자냉각장치(60) 사이에 연결되는 연결관(43)의 구성은 냉각 유체가 순환 가능한 구조이면, 실시 조건에 따라 적절하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

또한 전자냉각장치(80) 대신에 냉동사이클 장치를 이용하여 구성할 수 있음은 물론이다. 이때 상기 냉각액 주머니(41)는 증발기 역할을 하고, 연결관(43)에는 압축기, 응축기, 팽창기구 등이 순차적으로 연결되게 구성할 수 있다.

도 8은 냉각액 주머니(41)와 지중 냉각액 저장고(70)와 연결한 구조를 보인 예시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 냉각액 주머니(41)에서 가열된 냉각 유체를 냉각액 배관(44)을 통해 지중에 설치된 냉각액 저장고(70)로 연결하여, 태양전지판(20)을 냉각시킨 유체를 순환시키면서 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

이때, 냉각액 저장고(70)는 지하 5~10M 내외의 깊이로 매설하여 냉각 유체의 온도가 연중 5 ~ 15℃가 되도록 유지하는 것이 바람직하다.

또한 냉각액 저장고(70)와 냉각액 주머니(41) 사이에서 냉각 유체를 펌프(75)를 이용하여 강제 순환시킬 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 물론, 자연 순환 구조를 갖도록 구성하는 것도 가능하다.

도 9는 냉각액 주머니(41)에서 가열된 냉각 유체를 이용하여 온수 또는 난방 시설로 이용할 수 있음을 보여주는 개략도이다.

즉, 냉각액 주머니(41)에서 가열된 냉각 유체를 배관(44)을 통해 가정 등의 난방시설로 전달하여, 태양전지판(20)을 냉각시킨 열을 난방 시설에 이용함으로써 열 이용 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

이를 위해, 냉각액 주머니(41)와 열교환장치(81)가 배관(44)으로 연결되어 냉각 유체가 순환할 수 있도록 구성되며, 열교환장치(81)는 난방용 보일러(82) 또는 온수 보관 탱크(83) 등에 열을 전달할 수 있도록 구성함으로써, 태양전지판의 에너지 이용 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 각 실시예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 방열 냉각장치가 구비된 태양전지 모듈이 도시된 사시도이다.

도 2는 도 1의 'A' 부분의 상세도이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 방열 냉각장치가 구비된 태양전지 모듈이 도시된 사시도이다.

도 4는 도 3의 'B' 부분의 상세도이다.

도 5는 도 3의 'C'부분의 상세도이다.

도 6은 도 3의 냉각용 주머니를 태양전지판에 밀착시키기 위한 구성을 보여주는 일 실시예의 도면이다.

도 7은 본 발명에서 냉각액 주머니와 전자냉각장치를 연결한 구조를 보인 예시도이다.

도 8은 본 발명에서 냉각액 주머니와 지중 냉각액 저장고와 연결한 구조를 보인 예시도이다.

도 9는 본 발명에서 냉각액 주머니에서 가열된 냉각 유체를 이용하여 온수 또는 난방 시설로 이용할 수 있음을 보여주는 개략도이다.

Claims (13)

1. 태양광을 수광하여 전기를 발생시키는 태양전지판과;

   상기 태양전지판에 직접 부착되어 태양전지판을 냉각시키는 것으로서, 다수의 냉각용 돌기를 포함하는 방열 냉각시트를 포함한 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 냉각용 돌기는 선형 구조 또는 시트형 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 냉각용 돌기는 열전달율이 높은 금속재로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 냉각용 돌기는 냉각액을 흡수한 상태에서 냉각작용을 하면서 증발이 이 루어지도록 냉각액 흡수체를 포함한 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 태양전지 방열 냉각 장치는, 태양전지판의 일측에 구비되어 냉각액을 일시 저장한 상태에서 태양전지판을 냉각하는 냉각액 주머니를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 냉각액 주머니는 상기 태양전지판에 밀착수단에 의해 밀착된 상태가 유지되도록 설치되고,

   상기 밀착수단은, 상기 태양전지판을 지지하는 프레임에 설치되어 상기 냉각액 주머니가 태양전지판에 밀착되는 방향으로 탄성력을 제공하는 판 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 냉각액 주머니의 내부에는 냉각액을 흡수하여 유지하는 냉각액 흡수체를 포함한 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
8. 청구항 5에 있어서,

   상기 냉각액 주머니는, 냉각유체 순환장치에 연결되어 냉각 유체가 순환되면서 냉각이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
9. 청구항 8에 있어서,

   상기 냉각유체 순환장치는, 상기 냉각액 주머니와 연결되어 냉각유체를 순환시키는 전자냉각장치인 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
10. 청구항 8에 있어서,

    상기 냉각유체 순환장치는, 지중에 설치된 냉각액 저장고에서 상기 냉각액 주머니에 냉각유체를 순환시키는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
11. 청구항 8에 있어서,

    상기 냉각유체 순환장치는, 냉각액 주머니에서 배출되는 냉각액이 통과하면 서 난방용 보일러 또는 온수 보관 탱크와 열교환이 이루어지도록 하는 열교환장치를 포함한 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
12. 태양광을 수광하여 전기를 발생시키는 태양전지판과;

    상기 태양전지판에 직접 부착되어 태양전지판을 냉각시키는 것으로서, 태양전지판에 살포된 냉각액을 흡수한 상태에서 냉각액이 증발하면서 냉각 작용이 이루어지도록 하는 냉각액 흡수체를 포함한 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.
13. 청구항 12에 있어서,

    상기 냉각액 흡수체는 다공성 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양전지 방열 냉각 장치.

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