(57)【要約】  本発明による発電機能を有する水槽は、内部に水を貯蔵するための貯蔵空間が形成され、上部が開放され且つ下部に排出部が形成された貯蔵部と、貯蔵空間に水が流入されるための注入部が形成されるように貯蔵部の上部に設置され、太陽光を受けて電気を生産する太陽電池モジュールとを含み、雨水などの水を太陽電池モジュールの周辺に形成された注入部を通じて水槽に貯蔵することができ、水槽に貯蔵された水は、必要の時、用水として供給して使うことができ、太陽光発電モジュールは、水槽の上部に設置されるので別途の設置空間を必要とせず、これによって土地使用問題及びこのため諸般費用を節減することができる。このように、莫大な設置空間を要する太陽電池モジュールと水槽を結合して初期土地購入費用による経済的費用を節減することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に水を貯蔵するための貯蔵空間が形成され、上部が開放され、且つ下部に排出部が形成された貯蔵部と、前記貯蔵空間に水が流入されるための注入部が形成されるように前記貯蔵部の上部に設置され、太陽光を受けて電気を生産する太陽電池モジュールとを含む発電機能を有する水槽。
【請求項２】
前記太陽電池モジュールは、太陽の日照量が増加する方向を向けるように傾斜して設置されることを特徴とする請求項１に記載の発電機能を有する水槽。
【請求項３】
前記貯蔵部の上部は、前記太陽電池モジュールが傾斜された角度と対応する角度に傾斜するように形成されることを特徴とする請求項２に記載の発電機能を有する水槽。
【請求項４】
前記注入部に設置されて、前記貯蔵部の内部に流入される異物を濾すためのフィルター部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の発電機能を有する水槽。
【請求項５】
前記水槽は複数に形成され、隣接される他の水槽と連結されることを特徴とする請求項１に記載の発電機能を有する水槽。
【請求項６】
前記太陽電池モジュールに水を供給して表面を洗浄及び冷却する洗浄及び冷却ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１〜５の中の何れか一項に記載の発電機能を有する水槽。
【請求項７】
前記洗浄及び冷却ユニットは、前記貯蔵部に貯蔵された水をポンピングするポンプと、前記ポンプと連結されて、前記太陽電池モジュールの表面に水を供給する給水部とを含むことを特徴とする請求項６に記載の発電機能を有する水槽。
【請求項８】
前記洗浄及び冷却ユニットは、外部の給水源から水を引き上げて前記貯蔵部に供給するための補助ポンプをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の発電機能を有する水槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電機能を有する水槽に関し、さらに詳しくは、雨水などを保管することができる水槽に太陽光または保管された水を利用して電気を生産する発電機能を有する水槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、地球温暖化及び気候変化によって全世界で水不足現象が深刻になり、限られた水資源を效果的に活用するために雨水などを貯蔵して活用するための方法が開示されている。
【０００３】
一例として、雨水や地下水を保管するために設置される水槽は、体積が非常に大きくて莫大な面積空間を必要とするため、土地と建築物の空間活用に経済的負担を与えている実情である。しかしながら、単純に水を保管する用途のみに使われており改善の必要がある。
【０００４】
一方、化石燃料を消費して電気を生産する発電装置は、発電過程で二酸化炭素を排出している。
【０００５】
このように、発電過程で発生した二酸化炭素はオゾン層を破壊し、温暖化を進行する要因となる。これによって全世界的に二酸化炭素の排出を抑制するための規制が施行されており、二酸化炭素の排出のない新しい発電装置の開発が要求されている。
【０００６】
このように二酸化炭素の排出を減らすことができる発電装置として、太陽、水、風、潮力などのクリーンエネルギーを利用する発電装置の開発が行われている。
【０００７】
一例として、太陽光を利用した太陽光発電装置は、製造が簡単で、且つ設置などが容易であることから代表的に使われており、最近になって技術の開発及び取付費用が安くなるにつれて普及が拡大されている。
【０００８】
このような太陽光発電装置は発電面積及び日照量によって発電能力に差が発生する。
【０００９】
図１は従来技術による太陽光発電装置が設置された斜視図である。
【００１０】
図１によれば、従来には太陽光発電装置２００を設置するために広い面積の土地を購買して、この土地を掘削して太陽光発電装置２００を設置することができる設置空間を設けた。
【００１１】
また、この設置空間にコンクリートなどでアンカー（anchor）を形成し、このアンカーには適切な間隔で支柱２１０が設置される。
【００１２】
このような支柱２１０は垂直型構造物からなり、その上部に太陽光発電用パネル２２２を結合するためのフレーム２２０が設置される。
【００１３】
フレーム２２０の上部には太陽光発電用パネル２２２が結合され、太陽光を利用して電気を発生させる。
【００１４】
このために、フレーム２２０は太陽光発電用パネル２２２が太陽が照射される方向を向くように傾斜して設置される。
【００１５】
しかし、このような太陽光発電装置を広い面積に設置するためには、莫大な土地の使用によって土地の購入に多くの制約があり、土地の購入または補償などによって費用がたくさん必要となる問題があり、大規模の発電施設を設置するためには周辺住民の協力が必要となるなどの問題がある。
【００１６】
また、従来のように陸上に設置される太陽光発電装置は、太陽光を受けて電気を発電する過程で莫大な熱量の熱気が発生し、このような太陽光発電装置が設置された土地からも莫大な熱気が伝播している。このように太陽光発電装置で伝播された熱は太陽電池モジュールの性能を低下させ、故障を引き起こす原因となり、太陽光発電装置の発電效率を低下させる問題になっている。
【００１７】
また、従来の太陽光発電装置は、支柱を安定的に設置するために地盤を堅めなければならず、支柱を設置することができるようにコンクリートなどで地盤工事をしなければならないため、このような基盤造成費用などによって初期設置費用が増加する要因となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は太陽光発電装置が水槽に設置されて、太陽光発電が可能になるとともに、雨水などの水を収集することができるようにした発電機能を有する水槽を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一側面によれば、発電機能を有する水槽は、内部に水を貯蔵するための貯蔵空間が形成され、上部が開放され、且つ下部に排出部が形成された貯蔵部と、貯蔵空間に水が流入されるための注入部が形成されるように貯蔵部の上部に設置され、太陽光を受けて電気を生産する太陽電池モジュールとを含む。
【００２０】
太陽電池モジュールは、太陽の日照量が増加する方向を向くように傾斜して設置されることができる。
【００２１】
貯蔵部の上部は、太陽電池モジュールが傾いた角度と対応する角度に傾斜して形成されることができる。
【００２２】
注入部に設置されて貯蔵部の内部に流入される異物を濾すためのフィルター部をさらに含むことができる。
【００２３】
水槽は複数に形成され、隣接される他の水槽と連結することができる。
【００２４】
太陽電池モジュールに水を供給して表面を洗浄及び冷却する洗浄及び冷却ユニットをさらに含むことができる。
【００２５】
洗浄及び冷却ユニットは、貯蔵部に貯蔵された水をポンピングするポンプと、ポンプと連結されて太陽電池モジュールの表面に水を供給する給水部とを含むことができる。
【００２６】
洗浄及び冷却ユニットは、外部の給水源から水を引き上げて貯蔵部に供給するための補助ポンプをさらに含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術による太陽光発電装置が設置された斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による発電機能を有する水槽の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による発電機能を有する水槽の側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による発電機能を有する水槽が連続的に設置された斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態による発電機能を有する水槽が連続的に設置された側面図である。
【図６】本発明の他の実施形態による発電機能を有する水槽の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は多様な変換を加えることができ、且つ様々な実施形態を有することができる。特定実施形態を図面に例示して詳しく説明する。ただ、これは本発明を特定の実施形態に対して限定するのではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物乃至代替物を含むものと理解すべきである。本発明を説明するにおいて、係わる公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にする虞があると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
以下、本発明による発電機能を有する水槽の実施形態を添付図面を参照して詳しく説明する。添付図面を参照して説明する際に、同一または対応する構成要素は同じ図面番号を付与し、それに対する重複する説明は省略する。
【００３０】
図２は本発明の一実施形態による発電機能を有する水槽の斜視図であり、図３は本発明の一実施形態による発電機能を有する水槽の側面図である。
【００３１】
図２及び図３によれば、水槽１は、貯蔵部１０と、排出部１２と、蓋部２０と、太陽電池モジュール２２と、補強部材２４と、注入部２６とが図示されている。
【００３２】
本実施形態の発電機能を有する水槽１は、内部に水を貯蔵するための貯蔵空間が形成された貯蔵部１０を含む。
【００３３】
この貯蔵部１０は上部が開放され、且つ下部には排出部１２が形成される。
【００３４】
この排出部１２は貯蔵部１０の内部に延長されたパイプ１２ａを含み、このパイプ１２ａには貯蔵された水の排出を制御するためのバルブ１２ｂなどの制御手段を設置することができる。
【００３５】
また、貯蔵部１０の上部には蓋部２０を設置することができる。
【００３６】
そして、蓋部２０は上部に設置された太陽電池モジュール２２を含む。この太陽電池モジュール２２は太陽光を受けて電気を生産することができる。
【００３７】
この蓋部２０は貯蔵部１０の上部に設置されたリブなどのような補強部材２４によって固定される。
【００３８】
ここで、蓋部２０は補強部材２４によって貯蔵部１０の間に所定間隔離間された状態に固定することができ、このように蓋部２０と貯蔵部１０の上端との間の離間された空間によって水が流入されることができる注入部２６が形成される。
【００３９】
また、本実施形態で蓋部２０と貯蔵部１０との間の空間である注入部２６は開放されたものと説明しているが、これに限定されず、注入部２６の上部に貯蔵部１０の内部へ異物が流入されることを防止するためのフィルター部２８を設置することも可能である。
【００４０】
ここで、注入部２６に設置されるフィルター部２８はメッシュ網または複数の孔が形成された打孔網に形成することができる。
【００４１】
また、注入部２６は長さ方向に中央部が下方へ傾くように形成され、その中央部に水が流入されることができる連続または非連続の孔を少なくとも一つ形成することも可能である。
【００４２】
本実施形態で、蓋部２０は上部に設置された太陽電池モジュール２２を含むものと説明しているが、蓋部２０を別途に備えないで、太陽電池モジュール２２が蓋部２０の機能をするようにすることも可能である。
【００４３】
太陽電池モジュール２２には連結された電極端子を設置することができる。この電極端子には外部と連結される電源線が設置され、この電源線を通じて太陽電池モジュール２２で生産された電気を外部の電気所要先に伝達するか蓄電池などに貯蔵することができる。
【００４４】
また、太陽電池モジュール２２は太陽の日照量が増加する方向を向くように傾斜して設置されることができる。
【００４５】
一例として、本実施形態で太陽電池モジュール２２は南方向に２０〜４５度の角度に傾くように設置されることができ、太陽電池モジュール２２が太陽の日照量を最も多く受けることができる方向に固設されることができる。ここで、太陽の日照量の増加する方向は本実施形態の発電機能を有する水槽１が設置される傾度、位置などのように設置される場所及び地形の傾斜度、周辺地形などの関係などを考慮して設定することができる。
【００４６】
また、貯蔵部１０の上部は太陽電池モジュール２２が設置された角度に対応する角度に傾くように形成されることができる。
【００４７】
このように、貯蔵部１０の上部が太陽電池モジュール２２の角度と対応する角度に形成されることによって、太陽電池モジュール２２を安定的に支持することができ、太陽電池モジュール２２と貯蔵部１０の間の注入部２６の間の距離が狭くなって雨水の跳ねや流れを防止することができる。
【００４８】
また、貯蔵部１０の上端は、貯蔵空間に向かって内側に傾斜して形成されることができ、これによって上端に当たった雨水が貯蔵空間に流れるように誘導することができる。
【００４９】
一方、太陽電池モジュール２２は、貯蔵部１０の上部を全部覆うように設置されることができ、水槽１が連続的に設置される場合、後列の水槽１に設置された太陽電池モジュール２２の太陽光を遮らない大きさ及び距離を考慮して設置されることができる。
【００５０】
即ち、水槽１は上部が傾斜された四角形に形成されることができ、上部が前後方に傾斜された五角形の形態に形成されることも可能である。
【００５１】
また、水槽１は合成樹脂または金属材やコンクリートなどで製造することができ、その形態を保持することができる多様な材質や複合材料などで製造することも可能である。
【００５２】
図４は本発明の一実施形態による発電機能を有する水槽が連続的に設置された斜視図で、図５は本発明の一実施形態による発電機能を有する水槽が連続的に設置された側面図である。
【００５３】
本実施形態で水槽１は単独に設置することができ、図４及び図５に示すように複数に設置されて互いに隣接する他の水槽１と連結されることも可能である。このために水槽１は隣接する他の水槽１との相互間にパイプを通じて連結されることができる。
【００５４】
また、水槽１は互いに高さの差を置いて設置することができ、上部の水槽１に貯蔵された水が下部の水槽１に供給されるようにパイプを通じて連結されることも可能である。
【００５５】
本実施形態の発電機能を有する水槽１は太陽電池モジュール２２に水を供給して太陽電池モジュール２２の表面を洗浄及び冷却する洗浄及び冷却ユニット３０をさらに含むことができる。
【００５６】
この洗浄及び冷却ユニット３０は、別途に供給される水を太陽電池モジュール２２に供給することができ、好ましくは、貯蔵部１０に貯蔵された水を引き上げて太陽電池モジュール２２に供給することができる。
【００５７】
このために、洗浄及び冷却ユニット３０は、貯蔵部１０の内の水を引き上げるためのポンプ３６と、このポンプ３６と連結されて太陽電池モジュール２２の上部に水を供給する給水部を含むことができる。
【００５８】
ここで、ポンプ３６は、吸入部に連結されたパイプが貯蔵部１０の内部に延長されて設置され、吐出口に連結されたパイプ３４によって給水部と連結されることができる。
【００５９】
ここで、給水部はスプレー形態に形成されることができ、一例として、この給水部は太陽電池モジュール２２の上部に全体的に長く設置されるスプレー配管３２を含むことができる。
【００６０】
このスプレー配管３２には複数の孔が形成されるか、それぞれのノズルが設置されて太陽電池モジュール２２全体に水を供給するようにする。
【００６１】
また、貯蔵部３２の内部に延長されたパイプの端部には貯蔵空間に貯蔵された水に含まれた異物などがポンプ３６に流入されることを遮断するための濾過網（図示しない）が設置されることができる。
【００６２】
この洗浄及び冷却ユニット３０は、渇水期のように雨水が不足する場合、別途に水を供給するか太陽電池モジュール２２で発電された電気を利用して地下水などの用水供給源から水を引き上げて水槽１の貯蔵部１０に供給し、貯蔵部１０に貯蔵された水を利用して太陽電池モジュール２２を洗浄または冷却することができる。
【００６３】
このために洗浄及び冷却ユニット３０は、地下水などの用水供給源から水を引き上げるための補助ポンプをさらに含むことができる。
【００６４】
本実施形態で、洗浄及び冷却ユニット３０は補助ポンプが用水供給源から吸入された水を貯蔵部１０に供給するものと説明しているが、これに限定されず、補助ポンプが用水供給源から吸入された水を給水部に直接供給して太陽電池モジュール２２を洗浄及び冷却することも可能である。
【００６５】
一方、水槽１は貯蔵部１０の断面全体形態が四角形に形成されることができる。このように、貯蔵部１０の断面が四角形に形成される場合、連続される水槽１の間の距離を狭めることができ、連続的な施工または設置が容易である。
【００６６】
本実施形態で貯蔵部１０の断面が四角形に形成されたことを説明しているが、これに限定されず、その形状に制限されることなく円形、三角形などの多角形のように、多様な形状に変形することができる。
【００６７】
図６は本発明の他の実施形態による発電機能を有する水槽の斜視図である。
【００６８】
図６に示すように、水槽１００は貯蔵部１１０の断面全体形態が円形に形成されることができる。
【００６９】
このように、水槽１００は、貯蔵部１１０の断面が円筒状に形成される場合、単位面積当たりの体積を最も大きく形成することができ、水に対する強度及び気密の保持に有利である。
【００７０】
上記では本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
雨水などの水を太陽電池モジュールの周辺に形成された注入部を通じて水槽に貯蔵することができ、水槽に貯蔵された水は、必要の時、用水として供給して使うことができる。
【００７２】
また、太陽光発電モジュールは水槽の上部に設置されるので別途の設置空間が必要なく、これによって土地使用問題及びこのための諸般費用を節減することができる。
【００７３】
このように莫大な設置空間を要する太陽電池モジュールと水槽を結合して初期土地購入費用による経済的費用を減らすことができる。
【００７４】
また、太陽光発電は二酸化炭素を発生しない環境に優しい発電方式で、その為二酸化炭素排出権を獲得することができ、このように獲得された二酸化炭素排出権を売買して新しい収益を創出することも可能である。
【００７５】
また、太陽光発電の時発生する莫大な量の熱気及び地面から流入される莫大な量の熱気が水槽に貯蔵された水に吸収されるので、太陽光発電モジュールに熱気が伝達されることを遮断することができる。
【００７６】
また、太陽光発電モジュールが太陽光を利用して発電する過程で発生された熱を水を通じて速かに放熱、冷却することができて、太陽光発電モジュールの性能低下または故障を防止することができるとともに、発電效率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１：水槽
１０：貯蔵部
１２：排出部
１２ａ：パイプ
１２ｂ：バルブ
２０：蓋部
２２：太陽電池モジュール
２４：補強部材
２６：注入部
２８：フィルター部
３０：冷却ユニット
３２：スプレー配管
３４：パイプ
３６：ポンプ
【図１】
2013503276.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2013503276.tif 000008
【国際調査報告】
2013503276.tif 000009
2013503276.tif 000010
2013503276.tif 000011
2013503276.tif 000012