계단 부착형 태양광 발전장치{Stepped photovoltaic system}
본 발명은 태양전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 계단 등에 부착이 가능하며 태양광 발전과 더불어 조명 등에 이용 가능한 보급형 태양광 발전장치를 제안한다.
일반적으로 태양광 발전장치는 태양광에 의해 전기에너지를 발생시키는 태양전지로부터 전력을 공급받아 안정된 전력을 공급하는 발전설비이다. 이러한 태양광 발전장치는 고품질의 전기를 저렴하고 안전하며, 편리하게 사용할 수 있는 자연 친화적인 발전장치이다. 태양전지 판넬은 주로 건물의 외벽, 지붕 또는 옥상에만 한정하여 설치되어 왔으나 비교적 고가인 태양광 발전의 경제성을 확보하기 위해서는 보다 광범위한 설치 장소가 필요하다. 또한, 태양광 발전 장치는 집광 면적을 넓히기 위해 대면적의 설치 공간이 요구되는데 도심이나 주거 밀집 지역 등에서는 건물에 태양광 발전장치를 설치할 수 있는 마땅한 공간이 존재하지 않을 뿐만 아니라, 태양전지 판넬을 설치할 경우 건물의 미관을 해치는 등 설치 상의 문제가 있다. 한편, 태양광 발전장치는 단순히 전기 생산만을 목적으로 하거나 열병합 발전 등 에너지 활용 측면에서만 그 용도가 제한되어, 실제 생활에서의 활용도가 크지 않은 단점이 있다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지를 건물이나 외부의 계단 등 보다 광범위한 태양광 발전장치의 설치장소를 제공하는데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 태양광 발전과 더불어 조명이나 계단 안내표시 등 다양한 용도로 활용이 가능한 보급형 태양광 발전장치를 제공하는 것이다. 기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 건물이나 외부의 계단구조물 위에 쉽게 설치가 가능하도록 개발되어진 L 자 형상의 조립형 태양광 보드로 상기 보드의 수직면에 태양전지와 수평면에 조명 수단을 포함한다. 상기 보드의 수직면과 수평면 양 끝단에 끼움 삽입 홈과 끼움 돌기를 형성하여, 복수의 태양광 보드 간에 연속적인 결합이 가능하며, 결합된 보드는 볼트 등의 체결 수단으로 더욱 단단하게 고정될 수 있다. 또한, 상기 태양전지 후면에는 환기통로가 형성되어 있어 태양전지의 온도 상승이 억제되고 에너지 생산효율을 증대시킨다.
본 발명에 따르면, 태양전지를 건물이나 외부의 계단 등에 설치하여 보다 광범위한 태양광 발전장치의 설치장소를 제공할 수 있다. 특히 개별 태양광 보드를 조립하거나 분해하기가 용이하며, 건물 계단에 쉽게 설치할 수 있다. 또한, 태양광 발전 이외에 조명으로 기능하거나 계단 안내 표시 등을 겸할 수 있어 다양한 용도의 건축 자재로도 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 계단 부착형 태양광 발전장치를 나타낸 사시도.
도 2a 및 2b는 본 발명에 따른 계단 부착형 태양광 발전장치의 볼트고정을 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 계단 부착형 태양광 발전장치의 환기통로를 나타낸 사시도.
본 발명은 계단 부착형 태양광 발전장치에 관한 것으로, 건물이나 외부의 계단 구조물 위에 쉽게 설치가 가능하도록 개발되었으며, 조립이 가능한 L 자형 태양광 보드를 제안한다. 이러한 조립형 태양광 보드의 구조 및 형상을 체적화시켜 어떠한 형태의 계단이라도 쉽게 설치 가능하고, 높은 제조 비용과 오랜 공정과정 없이 대량생산이 가능하다. 또한, 태양광 발전 이외에도 도시 미관 향상과 야간 시 조명 및 안내표시 등 다양한 방법으로 활용 가능하다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 계단 부착형 태양광 발전장치의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 도시된 바에 따르면, L 자 형태의 태양광 보드(10)는 보드의 수직면에 태양전지(11) 판넬이 장착되어 있고, 보드의 수평면에는 조명수단(20)이 장착되어 있다. 태양광 보드의 형태를 L 자로 형성함으로써 건물의 계단 등에 부착하기가 용이하고, 별도의 설치 장소를 애써 마련하지 않더라도 건축물의 다양한 위치에 태양광 발전장치를 설치할 수 있는 장점이 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 개별 태양광 보드를 서로 연결하여 견고하게 결합된 계단형 태양광 발전장치를 구현할 수 있다. 태양광 보드의 수직면에 태양전지를 설치함으로써 태양 고도에 큰 영향을 받지 않고 태양광을 흡수하여 태양광 발전이 이루어질 수 있으며, 태양광 보드의 수평면에 조명 수단을 설치함으로써 야간에 보행의 안전 및 계단의 미관 향상을 기대할 수 있다. 상기 태양전지로부터 얻어지는 전기는 상기 조명 수단의 구동 에너지로 이용될 수 있다. 상기 조명 수단은 예를 들어 LED로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 계단 부착형 태양광 발전장치는 건물이나 외부의 계단 구조물 위에 쉽게 설치가 가능할 뿐만 아니라, 개별 태양광 보드를 상호 연결하여 하나의 계단 구조물로 쉽게 조립할 수 있다. 예를 들어, 도 2a를 참조하면 동일한 형태의 여러 태양광 보드들이 서로 계단 식으로 결합되어 하나의 계단 구조물을 형성하고 있다. 이러한 계단 구조물 형태의 태양광 발전 장치는 건물의 계단 표면에 연속적으로 배치함으로써 계단 기능을 수행하면서 계단에서 사용 가치가 적은 계단 수직면을 태양광 발전을 위한 집광 면적으로 활용하는데 효과적이다. 개별 태양광 보드들을 서로 연결하기 위해 태양광 보드는 도 1에 도시한 바와 같이 수평면과 수직면 양 끝단에 각각 끼움 삽입 홈(13)과 끼움 돌기(14)를 형성하는 것이 바람직하다. 인접하는 태양광 보드들에서 이러한 삽입 홈과 끼움 돌기를 상호 끼움 결합하여 태양광 보드 간에 연속적인 결합이 가능하다. 단순 조립만으로도 연속적인 계단형 구조의 태양광 발전장치를 구현할 수 있지만, 계단의 경사도나 보행자의 보행 안전을 고려하여, 조립된 각 태양광 보드 간에 도 2a에 도시한 바와 같이 체결 수단인 볼트(15)로 더욱 견고하게 고정할 수도 있을 것이다. 조립이 완성된 태양광 보드들은 도 2b에서 확인할 수 있는 바와 같이 하나의 완전한 계단 구조물을 형성한다. 이와 같이 완성된 계단 구조의 태양광 발전장치를 한 번에 건물의 계단에 고정하여 설치할 수도 있을 것이다. 본 발명에 따른 계단 부착형 태양광 발전장치는 태양전지의 발열로 인하여 태양전지 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지하기 위해 온도 저감 수단을 별도로 구비한다. 도 3을 참고하면, 태양광 보드의 태양전지(11) 장착부 후면에는 환기통로(12)가 있어 태양전지(11)의 온도 상승이 억제된다. 그 결과 태양전지의 에너지 생산 효율을 증대시킬 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 계단 부착형 태양광 발전 장치는 구조가 단순하고 조립이 용이하여 어느 계단이든 설치가 가능하고 유지 보수가 간편하다. 또한, 태양전지에서 생산된 전기의 일부를 태양광 보드에 장착된 조명수단의 구동 에너지로 이용함으로써 계단형 태양광 발전장치를 건물이나 도시 미관을 향상시키는 수단으로 활용할 수 있으며, 야간과 같이 빛이 필요한 경우의 조명이나 안내 표시 수단으로 활용함으로써 태양광 발전장치의 가치를 극대화시킬 수 있다. 이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
10:태양광 보드 11:태양전지
12:환기 통로 13:끼움 삽입 홈
14:끼움 돌기 15:볼트
20:조명 수단 |
