프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템{Anti-condensation system using solar photovoltaic with fresnel lens}

본 발명은 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 복수 개의 프레넬 렌즈로부터 일정거리에 광전지를 구비한 태양광모듈이 태양광을 따라 움직여 집광을 이룸으로써 태양광의 충전 효율이 증대될 뿐만 아니라, 실외온도와 창문의 표면온도 비교를 통해 상기 창문에 결로가 생기는 조건에서만 탄소감응봉의 발열이 이루어지도록 함으로써 배터리 전력의 불필요한 낭비를 막을 수 있으며, 배터리의 전력효율을 증대 및 절전모드를 통해 편리한 사용은 물론, 유지보수를 용이하게 할 수 있고, 창문을 통한 주변 전망 감상과 더불어, 필요시 사생활 보호를 완벽히 이룰 수 있는 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템에 관한 것이다.

일반적으로 집광을 위한 광학렌즈는 초정밀 가공장비와 가공기술이 필요하며, 대량생산을위한 금형코어의 제작 및 설계기술과 사출기술이 요구된다.

그러나, 현재까지는 소구경의 광학렌즈의 경우에만 초정밀 가공장비가 다수 존재할 뿐이다. 즉, 다량의 태양광을 집광하여야 하는 대구경 광학렌즈를 제작하기 위한 초정밀 가공장비는 고가일 뿐만 아니라, 가공기술 또한 초기 단계에 머물러 있으며, 대구경 렌즈의 대량생산을 위한 사출장비나 사출기술 역시 초보단계에 머물고 있는 실정이다.

한편, 대한민국등록특허공보 제10-1029086호에는 하나의 장치로 태양의 위치를 1 차와 2 차에 의한 2 단계로 추적하고, 태양전지판의 자세를 매우 정밀하게 제어하여 태양광 발전효율을 더욱 향상시키는 "태양광 추적 장치 및 그 운용방법"이 개시되어 있다.

또한, 표준 주거건물의 열관리와 에너지 효율분석 연구에서 창호는 전체 벽면 면적 중 평균 10%정도이나 총 벽면 발산열의 25% 이상이 창호를 통하여 손실되는 것으로 알려져 있다. 상업용이나 전망을 위하여 50% 이상을 창호로 배치한 건물은 최소 45%의 열을 손실할 수 있기 때문에 창호의 단열성 여부는 건축물의 에너지 총량 관리 측면에서 큰 비중을 차지하는 부분이다.

이와 관련된 종래의 기술로는 대한민국등록특허공보 제10-1000040호인 "나노 보온단열층이 형성된 복층 창호시스템 및 제조방법"이 개시되어 있다.

그러나, 전술한 종래의 "태양광 추적 장치 및 그 운용방법"은 집광렌즈 내부 온도가 100도를 넘게 되면, 집광렌즈의 휨 현상과 태양전지의 표면온도 상승으로 전기 발전효율이 급격히 저하되는 현상이 발생하므로, 유지보수 비용이 과다하게 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 전술한 종래의 "나노 보온 단열층이 형성된 복층 창호시스템 및 제조방법"은 현재 고가(高價)인 그래핀과 탄소나노튜브가 사용될 뿐만 아니라, 그래핀과 탄소나노튜브를 수회에 걸쳐 교차하여 적층 코팅하는 공정 혹은 그래핀과 탄소나노튜브를 혼합하여 코팅하는 공정이 수반되며, 이와 더불어 코팅 공정 이후에는 건조 공정이 수반되어야 하기 때문에, 나노 튜브층 형성에 고비용이 소요되는 문제점이 있었음은 물론, 나노 튜브층 형성 과정이 복잡하고 고정밀도가 요구되는 것으로 인해, 창호 제조에 있어 많은비용 및 시간이 소요되는 단점이 있었다.

본 발명의 목적은 복수 개의 프레넬 렌즈로부터 일정거리에 광전지를 구비한 태양광모듈이 태양광을 따라 움직여 집광을 이룸으로써 태양광의 충전 효율이 증대될 뿐만 아니라, 실외온도와 창문의 표면온도 비교를 통해 상기 창문에 결로가 생기는 조건에서만 탄소감응봉의 발열이 이루어지도록 함으로써 배터리 전력의 불필요한 낭비를 막을 수 있으며, 이로 인해, 전력이 필요한 순간에 배터리의 전원을 사용하지 못하는 문제를 해결할 수 있는 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 전력측정부에 의한 전력측정을 통해 배터리의 전력이 20%로 미만으로 내려가지 않도록 배터리의 전력을 상시 측정하여 배터리의 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 절전모드를 통해 배터리의 전력사용을 줄일 수 있고, 전력감지부를 통해 과전압 및 과전류의 발생 여부를 감지할 수 있어 편리한 사용은 물론, 유지보수를 용이하게 할 수 있는 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템을 제공하는데 목적이 있다.

더불어, 본 발명은 고분자 분상형 액정의 사용을 통해 창문을 투명 또는 불투명으로 변환시킬 수 있도록 함으로써 거주자가 창문을 통해 주변 전망을 즐길 수 있음은 물론, 필요시 사생활 보호를 완벽히 이룰 수 있게 되는 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 건물의 천장 또는 공터에 설치되되 태양광을 흡수하여 일정공간 내에 집광하도록 복수 개의 프레넬렌즈로 구성된 집광렌즈와, 상기 집광렌즈로부터 일정거리로 이격되어 집광렌즈에서 집광되는 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성시키는 복수 개의 광전지로 이루어진 태양광모듈; 상기 태양광모듈에서 형성된 직류전원을 교류전원으로 변압시키는 인버터; 상기 인버터에서 변압된 전원을 충전하여 저장하는 배터리; 상기 배터리에서 충전된 전원을 공급받아 전자기기의 작동을 이루게 하는 구동부; 상기 인버터에서 변압된 일부 전원을 공급받아 관리자가 태양광 발전을 제어 및 관리하도록 구성된 제어부와, 상기 제어부의 제어상황을 관리자에게 표시하도록 하는 표시부로 이루어진 컨트롤러; 건물의 창문에 구비되어 실외온도를 체크할 수 있도록 구성되되, 컨트롤러에 구성된 제어부에 의한 구동부의 작동 제어에 따라 실내의 공기를 환기시키는 작용을 하는 환기장치; 상기 창문의 내부에 설치되되, 충전된 배터리의 전원을 공급받아 발열함으로써 창문 내부의 공기온도를 높여주는 탄소감응봉; 상기 창문에 설치되어 창문의 표면온도를 체크하는 창문온도감지센서;를 포함하여 구성되되, 상기 컨트롤러에 구성된 제어부에 의해 실외온도와 창문의 표면온도가 비교되어, 상기 창문에 결로가 생기는 조건에서만 탄소감응봉으로 배터리의 전원이 공급되도록 함으로써, 상기 탄소감응봉의 불필요한 발열에 의한 전력의 낭비를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템을 제공한다.

본 발명의 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템을 이용하면, 복수 개의 프레넬 렌즈로부터 일정거리에 광전지를 구비한 태양광모듈이 태양광을 따라 움직여 집광을 이룸으로써 태양광의 충전 효율이 증대될 뿐만 아니라, 실외온도와 창문의 표면온도 비교를 통해 상기 창문에 결로가 생기는 조건에서만 탄소감응봉의 발열이 이루어지도록 함으로써 배터리 전력의 불필요한 낭비를 막을 수 있으며, 이로 인해, 전력이 필요한 순간에 배터리의 전원을 사용하지 못하는 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 전력측정부에 의한 전력측정을 통해 배터리의 전력이 20%로 미만으로 내려가지 않도록 배터리의 전력을 상시 측정하여 배터리의 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 절전모드를 통해 배터리의 전력사용을 줄일 수 있고, 전력감지부를 통해 과전압 및 과전류의 발생 여부를 감지할 수 있어 편리한 사용은 물론, 유지보수를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.

더불어, 본 발명은 고분자 분상형 액정의 사용을 통해 창문을 투명 또는 불투명으로 변환시킬 수 있으므로 거주자가 창문을 통해 주변 전망을 즐길 수 있음은 물론, 필요시 사생활 보호를 완벽히 이룰 수 있게 되는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로방지시스템의 태양광모듈 구성도.
도 2는 본 발명의 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로방지시스템의 전체 블럭도.
도 3은 본 발명의 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로방지시스템의 제어부를 도시한 전체 블럭도.
도 4는 본 발명의 창문에 환기장치와 탄소감응봉 및 창문온도센서가 구성된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로방지시스템의 태양광 모듈이 태양광을 따라 작동하는 순서도.
도 6은 본 발명의 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전 및 결로방지를 이루는 순서도.
도 7은 본 발명의 결로가 생기는 여부에 따라 탄소반응봉이 작동하는 순서도.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템(1000)에 관한 것으로, 건물의 천장 또는 공터에 설치되되 태양광을 흡수하여 일정공간 내에 집광하도록 복수 개의 프레넬렌즈로 구성된 집광렌즈(110)와, 상기 집광렌즈(110)로부터 일정거리로 이격되어 집광렌즈(110)에서 집광되는 태양광을 흡수하여 전기에너지를 생성시키는 복수 개의 광전지(130)로 이루어진 태양광모듈(100); 상기 태양광모듈(100)에서 형성된 직류전원을 교류전원으로 변압시키는 인버터(200); 상기 인버터(200)에서 변압된 전원을 충전하여 저장하는 배터리(300); 상기 배터리(300)에서 충전된 전원을 공급받아 전자기기의 작동을 이루게 하는 구동부(400); 상기 인버터(200)에서 변압된 일부 전원을 공급받아 관리자가 태양광 발전을 제어 및 관리하도록 구성된 제어부(500)와, 상기 제어부(500)의 제어상황을 관리자에게 표시하도록 하는 표시부(600)로 이루어진 컨트롤러(700); 건물의 창문(80)에 구비되어 실외온도를 체크할 수 있도록 구성되되, 컨트롤러(700)에 구성된 제어부(500)에 의한 구동부(400)의 작동 제어에 따라 실내의 공기를 환기시키는 작용을 하는 환기장치(800); 상기 창문(80)의 내부에 설치되되, 충전된 배터리(300)의 전원을 공급받아 발열함으로써 창문(80) 내부의 공기온도를 높여주는 탄소감응봉(900); 상기 창문(80)에 설치되어 창문(80)의 표면온도를 체크하는 창문온도감지센서(910);를 포함하여 구성되되, 상기 컨트롤러(700)에 구성된 제어부(500)에 의해 실외온도와 창문(80)의 표면온도가 비교되어, 상기 창문(80)에 결로가 생기는 조건에서만 탄소감응봉(900)으로 배터리(300)의 전원이 공급되도록 함으로써, 상기 탄소감응봉(900)의 불필요한 발열에 의한 전력의 낭비를 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 태양광모듈(100)과, 인버터(200)와, 배터리(300)와, 구동부(400)와, 컨트롤러(700)와, 환기장치(800)와, 탄소감응봉(900)과, 창문온도감지센서(910)를 포함하여 구성된 프레넬 렌즈가 구비된 태양광 발전을 이용한 결로 방지시스템(1000)에 대해 보다 상세히 설명한다.

첫째, 태양광모듈(100)은 전기에너지의 생성을 위하여 태양으로부터 발생하는 태양광을 흡수하는 작용을 하는 구성으로, 조도 및 휘도가 밝은 건물의 옥상이나 주변의 넓은 공터에 설치하여 일정량 이상의 태양광을 흡수하도록 구성된다.

아울러, 이러한 태양광모듈(100)은 태양광을 일정공간 내에서 집광하는 집광렌즈(110)와, 상기 집광렌즈(110)에서 집광되는 태양광을 흡수하여 전기에너지를 발생시키는 광전지(130)로 구성된다.

여기서, 상기 집광렌즈(110)는 복수 개로 이루어져 태양광모듈(100)에 설치되는 구성으로, 볼록한 렌즈형상을 가진 다수의 홈으로 이루어지는데, 평판에 미세조직을 형성하여 일정공간 이내로 집광이 이루어지도록 구성 즉, 태양광량을 높이는 역할을 수행하도록 되어 있으며, 집광렌즈(110)의 두께를 줄이기 위하여 몇 개의 일정한 두께를 가진 고리 모양의 렌즈 즉, 프레넬렌즈로 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 광전지(130)는 집광렌즈(110)에서 집광된 태양광원을 흡수하여 태양광원에 형성된 열에너지를 전기에너지로 치환시키는 구성으로, 열에너지의 온도가 높을수록 효율이 극대화되는 PV cell로 구성되는 것이 바람직하며, 태양광의 집광효율이 우수하도록 집광렌즈(110)와 동일 개수로 구성되어 상기 집광렌즈(110)로부터 일정거리를 두고 형성된다.

둘째, 인버터(200)는 태양광모듈(110)을 통해 태양광원이 집광되어 형성된 전기에너지를 변압하기 위한 구성으로, 종래에 공지된 바와 같이 태양광모듈(100)에서 생성된 전기에너지 즉, 직류전원을 건물 내에서 사용되는 교류전원으로 변압되게 하는 작용을 하며, 종래에 공지된 바와 같이 전기에너지를 승압시키기 위한 통상의 승압기(미도시)가 별도 구비될 수도 있을 것이다.

셋째, 배터리(300)는 상기 인버터(200)에서 교류전원으로 변압이 이루어진 전원을 저장함으로써 구동부(400)에 의한 각각의 전자기기 제어시 전원을 공급하도록 하는 구성으로, 내부에 충전되어 있는 전원을 장시간 동안 용이하게 보관할 수 있도록 리튬 폴리머 배터리로 이루어지는 것이 바람직하며, 이 외에도 공지된 통상의 배터리를 사용할 수도 있을 것이다.

넷째, 구동부(400)는 상기 배터리(300)에서 충전된 전원을 각각의 전자기기로 공급되도록 함으로써, 각각의 전자기기를 제어하는 작용을 하는 구성으로, 태양광모듈(100)을 제어하는 모듈구동부(410)와, 환기시설 즉, 환기장치(800)를 제어하는 환기구동부(430)와, 출입구와 내벽 및 창문(80) 등을 제어하는 창호구동부(450)로 이루어진다.

그리고, 본 발명에서는 상기 구동부(400)가 모듈구동부(410)와, 환기구동부(430) 및 창호구동부(450)로 이루어지는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것이 아니라, 전자기기를 제어하는 또 다른 구동부가 추가로 구성될 수 있으며, 이 외에도, 하나의 제어구동부로 통합되어 통합제어할 수도 있도록 구성될 수도 있을 것이다.

다섯째, 컨트롤러(700)는 관리자가 태양광 발전 시스템을 제어 및 관리할 수 있도록 하는 구성으로, 관리자의 조작을 통해 태양광 발전 시스템을 제어하는 제어부(500)와, 관리자에 의한 제어부(500)의 제어를 통해 조작상황과 조작결과를 표시하도록 하는 표시부(600)로 구성된다.

여기서, 제어부(500)는 상술한 바와 같이 관리자가 태양광 발전 시스템을 전체적으로 제어 및 관리할 수 있도록 구성되는 것으로, 상기 제어부(500)의 총괄적인 제어명령을 생성 및 실행하기 위한 중앙처리부(50)를 구성한다.

그리고, 상기 중앙처리부(50)는 명령어의 생성 및 제어하고, 제어부(500)에 구성된 모든 구성요소들의 동작을 지시하는 중앙제어부(51)와, 상기 중앙제어부(51)에서 형성된 명령어를 전달받아 연산을 수행하는 중앙연산부(53)와, 각각의 구성요소에서 전달받은 데이터 또는 중앙연산부(53)에서 연산이 완료된 데이터를 임시 저장하는 레지스터부(55)로 이루어진다.

한편, 상술한 바와 같이 중앙처리부(50)가 구성된 제어부(500)는 통신부(510)와, 메모리(520)와, 분석부(530)와, 센서부(540)와, 전력측정부(550)와, 전력감지부(560)와, 전원관리부(570)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는데, 이와 같은 제어부(500)의 구성은 이하에서 보다 상세히 설명한다.

먼저, 통신부(510)는 데이터의 송, 수신을 위한 구성으로, 데이터를 송신하는 송신부(511)와, 데이터를 수신하는 수신부(513)로 이루어진다.

또한, 메모리(520)는 중앙처리부(50)에 의해 생성되는 명령어 및 데이터를 임시로 기억하거나 대기시키는 기능을 수행하는 구성으로, 통신부(510)에서 수신받은 데이터를 임시 저장하거나, 제어부에서 발생한 명령어를 송신부(511)로 전달하기 전에 임시로 저장하는 기능을 수행한다.

또한, 분석부(530)는 상기 태양광모듈(100)의 상태나 위치 및 각도 등을 분석하여 관련된 데이터를 측정하는 장치로서, 이와 같은 측정을 통해 생성된 데이터를 중앙처리부(50)에 전송함으로써 상기 중앙처리부(50)로 하여금 태양광모듈(100)을 제어할 수 있도록 구성된다.

또한, 센서부(540)는 상기 태양광모듈(100)을 통해 집광되는 태양광량의 조도와 휘도 및 온도 등을 감지하는 기능을 수행하는 구성으로, 광전지(130)에서 집광되는 휘도를 감지하는 휘도센서(541)와, 상기 광전지(130)에서 집광되는 조도를 감지하는 조도센서(543)와, 태양광모듈(100)에서 집광될 때의 온도를 감지하는 온도센서(545)로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 전력측정부(550)는 배터리(300)에 충전되는 전기에너지의 충전량을 측정하는 기능을 수행하는 구성으로, 일정이상의 방전량에 도달하였을 경우, 절전모드로 변환이 이루어질 수 있게 구성된다.

그리고, 이와 같은 절전모드는 상기 배터리(300)에 충전된 전기에너지의 효과적인 사용을 위하여 충전된 배터리(300)의 전원이 80% 이상 방전될 경우, 중앙처리부(50)의 지시에 따른 명령을 통해 절전모드로 자동변환되게 하는 것이 바람직하다.

또한, 전력감지부(560)는 태양광 발전 시스템에서의 전력을 측정하여 과전압 또는 과전류가 발생하는 지의 여부를 감지 및 측정하는 구성으로, 태양광모듈(100), 인버터(200), 배터리(300), 컨트롤러(700)에서 각각 과전압 또는 과전류가 발생하는지의 여부를 감지하는 발전전력감지부(561)와, 상기 태양광모듈(100)에서 생성된 전기에너지가 외부로 유출되는지의 여부를 감지하는 유출전력감지부(563)로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 전원관리부(570)은 상기 배터리(300)에서 충전된 전력을 구동부(400)에 구성된 모듈구동부(410)와, 환기구동부(430) 및 창호구동부(450)로 각각 공급하기 위해 구성된 것으로, 배터리(300)를 제어하여 구동부(400)에 원활한 전원공급을 이룰 수 있도록 구성되며, 인버터(200)에서 변압된 전원이 배터리(300)에 저장될 수 있도록 제어하는 기능을 수행한다.

아울러, 컨트롤러(700)에 구성된 표시부(600)는 전술한 바와 같이 제어부(500)의 제어상황을 관리자에게 표시하도록 하는 구성으로, 공지된 통상의 디스플레이로 용이하게 구성할 수 있을 것이다.

여섯째, 환기장치(800)는 실내 공기의 환기를 위해 건물의 내부에 설치되는 구성으로, 본 발명에서는 실외온도를 체크하는 기능이 구비되어 건물의 창문(80)에 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 환기장치(800)에는 통상의 디스플레이(미도시)가 더 포함 구성되어 실외온도와 실내온도 및 창문(80)의 표면온도가 표시되도록 할 수도 있을 것이다.

따라서, 컨트롤러(700)에 구성된 제어부(500)의 설정 또는 관리자에 의한 수동제어를 통해 환기구동부(430)가 작동하면, 환기장치(800)가 제어되어 실내, 외의 공기가 순환되는 작동이 이루어진다.

일곱째, 탄소감응봉(900)은 상기 창문(80)의 내부에 설치되어 전기 인가에 따라 발열하는 구성으로, 상기 창문(80)의 내부 즉, 이중 창의 내부 공간에 설치되어 창문(80) 내부의 공기온도를 높여주는 작용을 한다.

따라서, 제어부(500)의 제어에 의해 창호구동부(450)가 작동하여 상기 탄소감응봉(900)이 발열하면, 실내, 외의 온도차에 의한 창문(80)의 결로현상을 방지할 수 있게 되며, 이때, 탄소감응봉(900)은 대류현상을 이용하여 보다 효율적으로 결로방지를 이룰 수 있도록 창문(80)의 하부에 설치되는 것이 바람직하다.

여덟째, 창문온도감지센서(910)은 상기 창문(80)에 설치되어 창문(80)의 표면온도를 체크하는 작용을 하는 구성으로, 제어부(500) 또는 구동부(400)를 통해 배터리(300)의 전원을 공급받는다.

따라서, 상기 컨트롤러(700)에 구성된 제어부(500)에 의해 실외온도와, 창문(80)의 표면온도가 비교될 수 있을 뿐만 아니라, 이를 통해, 상기 창문(80)에 결로가 생기는 조건에서만 탄소감응봉(900)으로 배터리(300)의 전원이 공급되도록 함으로써 결로를 방지할 수 있게 된다.

즉, 기온이 높은 낮에는 실내, 외의 온도차가 적어 창문(80) 내부의 공기를 데울 필요가 없으므로, 실내, 외의 온도차가 많은 밤시간 등에만 탄소감응봉(900)으로 배터리(300)의 전원이 공급되게 함으로써 상기 탄소감응봉(900)의 불필요한 발열에 의한 전력의 낭비없이 창문(80)의 결로를 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에서는 거주자의 사생활보호를 위한 기능이 더 추가로 구비될 수도 있는데, 이와 같은 구성은 상기 창문(80)을 고분자 분산형 액정(Polymer Dispersed Liquid Crystal ; PDLC)으로 제작하는 것으로 용이하게 이룰 수 있다.

즉, 상기 창문(80)을 고분자 분산형 액정으로 제작함으로써, 태양광 발전을 통해 전원이 지속적으로 충전되는 낮시간 또는 시야를 확보하고 싶을 때에는 전원을 인가하여 창문(80)을 투명상태로 나타냄으로써 거주자가 상기 창문(80)을 통해 주변 전망을 즐기게 할 수 있고, 전원이 부족할 수 있는 밤시간 또는 거주자의 사생활 보호가 요구될 때에는 전원 비인가하여 창문(80)을 불투명상태로 나타냄으로써 실내에서의 사생활보호를 완벽히 이룰 수 있게 되는 것이다.

이하에서는 상기와 같은 본 발명의 구성에 따른 작용을 도 5 내지 도 7을 참고하여 설명한다.

먼저, 태양광모듈(100)에 구성된 집광렌즈(110)를 통해 태양광을 광전지(130)로 집광시켜 전기에너지를 형성시키고, 이와 같이 형성된 전기에너지는 인버터(20)의 변압을 통해 직류전원에서 교류전원으로 변환되어 컨트롤러(700) 및 배터리(300)로 공급된다.

여기서, 상기 컨트롤러(700)로 공급되는 전원은 인버터(200)를 통해 변압이 완료된 전원의 일부분으로, 제어부(500) 및 표시부(600)가 원활하게 작동하게 하는 작용을 하며, 상기 제어부(500)의 전원관리부(570)를 제어명령함으로써 배터리(300)가 구동부(400)에 전원을 공급하는 여부를 결정하도록 한다.

또한, 상기 컨트롤러(700)에 전원을 공급하고 남은 전원은 배터리(300)로 충전되어 저장되고, 이처럼, 배터리(300)에 충전된 전원은 구동부(400)에 구성된 모듈구동부(410)와, 환기구동부(430) 및 창호구동부(450)로 각각 공급되어 각각의 구성을 제어하는 작용을 한다.

그리고, 상술한 바와 같은 태양광 발전은 태양광원이 집광렌즈(110)를 투과하여 광전지(130)에 흡수되는 각도를 휘도센서(541) 및 조도센서(543)를 통해 측정하고, 상기 휘도센서(541) 및 조도센서(545)에서 측정된 데이터는 중앙처리부(50)로 전송이 이루어져, 상기 중앙처리부(50)에서 실시간으로 태양광모듈(100)을 감시하여 지속적인 태양광 발전이 이루어지도록 구성된다.

아울러, 상기 태양광모듈(100)은 관리자가 컨트롤러(700)를 통해 입력된 시간에 따라 태양광모듈(100)과 태양 사이의 각도를 측정하도록 구성되는데, 이와 같은 태양광모듈(100)과 태양 사이의 각도 측정은 실시간 측정 또는, 1분 ~ 1시간 단위로 설정할 수 있을 것이며, 이를 통해, 상기 태양광모듈(100)이 컨트롤러(700)에 입력된 각도에서 이탈될 경우, 제어부(500)의 제어를 통해 상기 태양광모듈(100)의 상태나 위치 및 각도가 자동조절되게 할 수 있는 것이다.

여기서, 태양광모듈(100)과 태양 사이의 적절한 각도는 80˚ 내지 100˚로 설정되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에서는 태양광 발전시 전력측정부(550)에서 배터리(300)에 충전된 전원의 충전량을 항시 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리(300)의 방전량이 80% 이상일 경우, 태양광 발전 시스템을 절전모드로 자동 변경시킬 수 있어 시스템을 안정적으로 운용할 수 있게 된다.

또한, 컨트롤러(700)를 이용한 태양광모듈(100)의 상태와 위치 및 각도 측정방법은, 제어부(500)에 구성된 센서부(540)를 통해 태양광모듈(100)의 위치와 태양과의 각도를 측정한 다음, 해당 테이터를 분석부(530)를 통해 연산하여 태양광모듈(100)의 위치 측정이 이루어지게 하는 것으로 용이하게 이룰 수 있으며, 이와 같은 분석부의 연산을 이용하여 모듈구동부(410)를 구동시킴으로써 태양광모듈(100)을 해당 위치로 손쉽게 이동 및 조정할 수 있게 된다.

한편, 겨울철 밤시간과 같이 실내, 외의 온도차가 심하여 창문(80)에 결로가 생길 때에는, 상기 창문(80)의 내부에 설치된 탄소감응봉(900)으로 배터리(300)의 전원을 공급시켜 창문(80) 내부의 공기온도를 높일 수 있으며, 이를 통해, 상기 창문(80)에 결로가 생기는 것을 막을 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에서는 창문(80)에 설치된 창문온도감지센서(910)를 통한 창문(80)의 표면온도와 환기장치(800)를 통해 체크되는 실외온도의 비교에 의해, 상기 창문(80)에 결로가 생기는 조건에서만 상기 탄소감응봉(900)이 작동하도록 구성되어 있으므로, 실내, 외 온도차가 적은 낮시간대 등과 같이 실외가 따뜻할 때에는 탄소감응봉(900)으로 전원이 공급되는 것을 차단할 수 있어 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있으며, 이를 통해, 전력이 필요한 순간에 배터리(300)의 전원을 사용하지 못하는 문제를 차단할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수도 있을 것이다.

100 : 태양광모듈 110 : 집광렌즈 130 : 광전지
200 : 인버터 300 : 배터리
400 : 구동부 410 : 모듈구동부 430 : 환기구동부 450 : 창호구동부
500 : 제어부 50 : 중앙처리부 51 : 중앙제어부 53 : 중앙연산부 55 : 레지스터부 510 : 통신부 511 : 송신부 513 : 수신부 520 : 메모리 530 : 분석부 540 : 센서부 541 : 휘도센서 543 : 조도센서 545 : 온도센서 550 : 전력측정부 560 : 전력감지부 561 : 발전전력감지부 563 : 유출전력감지부 570 : 전원관리부
600 : 표시부 700 : 컨트롤러
80 : 창문 800 : 환기장치
900 : 탄소감응봉 910 : 창문온도감지센서