요약
인천대학교 산학협력단이 개발한 창호형 태양발전 시스템은 높은 투명도와 효율적인 태양광 전기 변환 능력을 제공합니다. 이 기술은 건물의 에너지 효율을 크게 향상시키며, 다양한
기능을 포함하여 환경 보호와 지속 가능한 에너지 솔루션을 제공합니다. 또한, 건축 디자인의 혁신을 가능하게 하여 미적 가치와 다양성을 증진시킵니다.
기본 정보
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특허명: 전계유도투명전극을 적용한 창호형 태양발전 시스템
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대표 발명자: 김준동 교수
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출원번호: 10-2023-0122815
발명의 배경 및 필요성
태양광 발전 기술의 발전
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전 세계적으로 재생 가능 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라 태양광 발전 기술이 지속적으로 발전해왔음
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건물 통합형 태양광(BIPV) 기술은 건물의 외관이나 구조적 요소에 태양광 패널을 통합하여 공간 활용도와 에너지 자립도를 향상시키는 데 중점을 둠
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이전의 투명 태양전지 기술은 투명도, 효율성, 환경 친화성 사이에서 여러 가지 제약이 있었음
구현방법
기술의 원리 및 구현
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창호형 태양발전 시스템은 창문에 쌓인 눈이나 얼음을 녹이는 투명 히터 기능과 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양전지 기능을 결합함
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특별히 설계된 투명 전극층을 포함하는 구조로, 높은 투명도와 전기 생성 능력을 보유함
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투명 히터부는 양면 기판층 위에 배치된 특별한 전극층을 통해 전기를 사용하여 50도에서 100도 사이의 열을 발생시키며, 전압을 1에서 10V 사이로 조절해 온도를 조절함
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태양전지부는 양면 기판층, 기판 전극층, 복합 실리콘층(p-Si, i-Si, n-Si), 그리고 특별한 전극층(AZO, AgNW, ZnO 등)을 차례로 배치하여 태양광을 전기 에너지로 효율적으로 변환함
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특별한 전극층은 빛을 효율적으로 통과시키면서 전기를 생성하는 역할을 하며, 전기적 특성과 시스템의 안정성을 향상시킴
기술의 장점
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건물의 창문으로 사용 가능하며, 태양 에너지를 전기로 변환할 수 있는 능력을 가짐
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외부 빛을 잘 통과시키면서도 태양광을 효율적으로 전기로 변환하여 에너지 효율성을 높임
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뛰어난 투명도와 전기 생성 능력, 날씨에 대한 강한 저항력을 가짐
활용 방안 및 기대효과
투명 태양전지의 다양한 활용
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건물 창문 등 외장재에 적용해 자연광을 활용하며 전기 에너지 생산 겨울철이나 눈이 많은 지역에서 제빙 기능이 있는 창문으로 성능 저하 방지
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자외선 차단으로 실내 보호 및 건강 증진에 기여
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다양한 색상 조절로 건물 외관 디자인 다양화
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기후 변화에 강한 건축물 구현을 위해 외장재로 활용 가능
기대되는 효과
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건물의 에너지 효율 향상으로 운영 비용 절감 및 환경 친화적 건축물 구현
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자연광 활용 증대와 전기 생산 능력으로 지속 가능한 에너지 솔루션 제공
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제빙 기능과 자외선 차단으로 건물의 안전과 보호 기능 강화
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색상 조절 가능성으로 건축물의 미적 가치와 다양성 증진
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기후 변화와 다양한 환경 조건에 대응하는 안정적인 건축 솔루션 제공으로 도시 계획 및 건축 디자인 혁신
시장 동향
태양광 발전 시장 동향
기술 SWOT 분석
Strengths
높은 투명도와 효율적인 태양광 전기 변환
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창호형 태양발전 시스템은 높은 투명도를 유지하면서 태양광을 전기 에너지로 효율적으로 변환할 수 있는 능력을 가지고 있습니다.
다기능성
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제빙 기능과 자외선 차단 기능을 포함하여 다양한 기능을 제공합니다.
환경 친화적
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재생 가능 에너지 소스를 활용하여 환경 보호에 기여합니다.
Weaknesses
고비용 구조
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특별히 설계된 투명 전극층과 복합 실리콘층의 제조 과정이 복잡하고 비용이 많이 들 수 있습니다.
기술적 복잡성
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시스템의 설치와 유지 보수가 일반적인 창호 시스템에 비해 복잡할 수 있습니다.
Opportunities
에너지 효율성 향상에 대한 수요 증가
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건물의 에너지 효율을 향상시키려는 글로벌 추세는 이 기술에 대한 수요를 증가시킬 수 있습니다.
건축 디자인 혁신
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다양한 색상 조절 가능성으로 건축물의 미적 가치와 디자인 다양성을 증진시킬 수 있습니다.
Threats
기존 기술과의 경쟁
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기존의 태양광 패널 및 에너지 효율적인 창호 시스템과의 경쟁에서 밀릴 수 있습니다.
기술적 진보에 따른 위험
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더 효율적이고 저렴한 태양광 기술의 개발로 인해 이 기술이 빠르게 구식이 될 위험이 있습니다.
Summary
Strengths
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높은 투명도와 효율적인 태양광 전기 변환 능력, 다기능성, 환경 친화적입니다.
Weaknesses
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고비용 구조와 기술적 복잡성이 있습니다.
Opportunities
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에너지 효율성 향상에 대한 수요 증가와 건축 디자인 혁신에 기여할 수 있습니다.
Threats
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기존 기술과의 경쟁과 기술적 진보에 따른 위험이 있습니다.
대표도면
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