KR100760043B1 - 경사각도 조정형 태양광 발전장치 - Google Patents

경사각도 조정형 태양광 발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지주에 회동가능하게 설치된 태양전지판의 태양 고도 변화에 따른 경사 각도를 조절할 수 있도록 된 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 지주의 상단으로부터 하방으로 일정거리 이격된 위치에서 고정 결합되어 있고 태양전지판의 회동중심선과 나란한 방향을 따라 고정 결합공이 형성된 제1결합 플레이트와, 태양전지판으로부터 제1결합 플레이트에 대향되게 연장되며 태양전지판의 회동중심을 기준으로 고정 결합공과의 이격거리에 대응되는 호형 궤적을 따라 다수의 회동 결합공이 상호 이격되게 형성된 제2결합 플레이트와, 고정 결합공과 회동 결합공을 상호 착탈가능하게 결합하는 결합부재를 구비한다. 이러한 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 의하면, 구조가 단순하면서도 태양의 고도 변화에 따라 태양전지판을 원하는 경사각도 만큼 간단한 조작에 의해 조정할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

경사각도 조정형 태양광 발전장치{solar power plant having angle adjustment device}
도 1은 본 발명에 따른 경사각도 조정형 태양광 발전장치를 일부 절개하여 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 경사각도 조정형 태양광 발전장치의 측면도이고,
도 3은 도 1의 지주에 설치된 제1고정 플레이트와 태양전지판에 결합된 제2결합플레이트 상호 간의 각도 조절시의 결합구조를 보여주기 위한 부분 발췌 사시도이고,
도 4는 도 3의 정면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110: 지주 120: 태양전지판
130: 제1결합플레이트 140: 제2결합플레이트
본 발명은 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 상세하게는 태양의 고도 변화에 따라 태양전지판의 경사각도를 수동으로 용이하게 조절할 수 있도록 된 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 관한 것이다.
최근 화석연료를 대체하면서도 환경오염 문제를 발생시키지 않는 청정에너지원인 태양광, 풍력, 조력을 이용한 친환경 발전설비의 시공이 점진적으로 증가하는 추세이다.
이러한 발전설비 중 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지를 다수 어레이시켜 발전을 하는 태양광 발전장치는 한 가구의 일일 사용 온수를 생성할 수 있을 정도의 전력을 생성할 수 있는 소규모에서 발전 전력량을 더욱 늘릴 수 있게 는 대규모로 시설되고 있다.
그런데, 태양광 발전장치는 발전량이 일사시간 및 태양광의 태양전지모듈로의 입사각도에 따라 좌우되기 때문에 종래의 고정형 태양광 발전장치의 경우 태양광의 이용효율을 향상시키지 못하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선코자 태양의 직사광선이 태양광 태양전지모듈의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 동력을 이용하여 태양의 위치를 추적해 가는 추적식이 다수 제안되고 있다.
이러한 동력방식으로서, 대한민국 등록실용신안 제297771호, 등록특허 제 044021호, 등록특허 제 0483291호, 등록특허 제 0369897호 등에 다수 개시되어 있다.
그런데, 이러한 동력방식의 경우 구동설비를 작동시키기 위해 요구되는 전력에 의해 일부 소모전력이 발생되기 때문에 태양광을 추적함으로써 고정식에 비해 증가되는 발전량 증가분이 구동설비를 가동하는데 소요되는 소모 전력량 보다 적은 경우 실질적인 발전효율을 향상시키지 못할 수 있다.
또한, 구동설비의 추가에 의해 구조가 복잡해지고, 그에 따른 경제적 부담 및 유지보수를 위해 발생되는 유지보수 비용도 무시할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 구조가 간단하면서도 태양의 고도 변화에 따라 태양전지판의 경사각도를 수동으로 용이하게 조절할 수 있도록 된 경사각도 조정형 태양광 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 경사각도 조정형 태양광 발전장치는 지주에 회동가능하게 설치된 태양전지판의 태양 고도 변화에 따른 경사 각도를 조절할 수 있도록 된 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 있어서, 상기 지주의 상단으로부터 하방으로 일정거리 이격된 위치에서 고정 결합되어 있고 상기 태양전지판의 회동중심선과 나란한 방향을 따라 고정 결합공이 형성된 제1결합 플레이트와; 상기 태양전지판으로부터 상기 제1결합 플레이트에 대향되게 연장되며 상기 태양전지판의 회동중심을 기준으로 상기 고정 결합공과의 이격거리에 대응되는 호형 궤적을 따라 다수의 회동 결합공이 상호 이격되게 형성된 제2결합 플레이트와; 상기 고정 결합공과 상기 회동 결합공을 상호 착탈가능하게 결합하는 결합부재;를 구비한다.
바람직하게는 상기 제1결합플레이트는 상기 지주의 폭보다 양쪽으로 더 돌출 되게 연장된 제1 및 제2 돌출부분을 갖으며, 상기 제1 및 제2 돌출부분에는 각각 상기 태양전지판의 회동중심을 기준으로 동일한 거리상에 상호 이격되게 제1 및 제2 고정 결합공이 형성되어 있고, 상기 제2결합플레이트에는 상기 지주의 상면에 대한 상기 태양전지판의 조정가능 경사각도에 대해 설정된 최대 각도와 최소 각도 범위 내에서 세분되게 설정한 세분 각도에 대해 상기 제1 및 제2고정 결합공과 각각 결합할 수 있는 상기 회동 결합공들이 형성된다.
더욱 바람직하게는 상기 태양전지판은 일정길이로 연장되며 속이 빈 중공을 갖는 메인지지봉과, 상기 메인 지지봉 상면에서 상기 메인 지지봉에 대해 직교하는 방향을 따라 연장되되 상기 메인 지지봉의 길이방향을 따라 상호 이격되게 형성된 서브 지지봉을 갖는 지지 프레임과; 다수의 태양전지셀이 격자형태로 어레이되게 배열되어 상기 지지프레임 위에 설치된 태양전지모듈;을 구비하고, 상기 제2결합플레이트의 일면은 상기 메인 지지봉의 종단에서 상기 중공을 폐쇄할 수 있도록 접합되어 있고, 타면은 상기 지주의 상단에 설치된 축지지용 베어링 유니트 내에 회전가능하게 삽입되는 회전축과 접합된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 경사각도 조정형 태양광 발전장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 경사각도 조정형 태양광 발전장치를 일부 절개하여 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 경사각도 조정형 태양광 발전장치의 측면도이고, 도 3은 도 1의 지주에 설치된 제1고정 플레이트와 태양전지판에 결합된 제2결합플레이트 상호 간의 각도 조절시의 결합구조를 보여주기 위한 부분 발췌 사시도 이고, 도 4는 도 3의 정면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 경사각도 조정형 태양광 발전장치(100)는 지주(110), 태양전지판(120), 제1결합플레이트(130), 제2결합플레이트(140)를 구비한다.
지주(110)는 일정높이로 연장되게 형성되어 있고 바닥면(112)은 지중에 설치된 구조물 또는 건축물에 결합하여 설치할 수 있도록 형성되어 있다.
지주(110)의 수직상으로 연장된 몸통(114)은 속이 빈 사각관 구조가 적용되는 것이 바람직하다.
지주(110)는 적용하고자 하는 태양전지판(120)의 크기에 따라 적절하게 배치될 수 있게 적용 개수를 적용하면 된다.
지주(110)의 상단에는 축지지용 베어링 유니트(150)가 설치되어 있다.
축지지용 베어링 유니트(150)는 C자형태로 형성되어 지주(110)의 상단에 결합된 하우징(152)과, 하우징(152) 내에 설치되어 후술되는 회전축(160)을 지지하는 베어링(154)을 갖는 구조가 적용되었다.
제1결합플레이트(130)는 지주(110)의 상단에서부터 하방으로 일정거리 이격된 위치상에 설치되어 있다.
제1결합플레이트(130)는 지주(110)에 용접에 의해 접합되는 것이 바람직하다.
제1결합플레이트(130)는 사각형태로 형성된 것이 적용되었고, 설명의 편의를 위해 구분하면 지주(110)에 접합되는 메인 부분(132)과, 지주(110)의 폭보다 양쪽 으로 더 연장되게 돌출된 제1 및 제2 돌출부분(134)(136)을 갖는 구조로 되어 있다.
도시된 예와 다르게 제1결합플레이트(130)는 상호 일체로 형성되지 않고 지주(110)에 제1돌출부분(134)과 제2돌출부분(136)을 갖도록 각각 분리되게 이체로 형성되어 지주(110)에 접합될 수 있음은 물론이다.
제1결합플레이트(130)에는 태양전지판(120)의 회동중심을 기준으로 동일 반경상에 상호 이격되게 고정 결합공(137)(138)이 형성되어 있다.
제1돌출부분(134)에는 제1고정결합공(137)이 형성되어 있고, 제2돌출부분(136)에는 제2 고정 결합공(138)이 형성되어 있다.
태양전지판(120)은 지주(110)의 상단에 설치된 축지지용 베어링 유니트(150)에 회전축(160)에 의해 회동가능하게 설치되어 있다.
태양전지판(120)은 지지프레임(170), 태양전지셀 모듈(122)을 구비한다.
지지프레임(170)은 메인 지지봉(172)과, 서브 지지봉(174)을 갖는 구조로 되어 있다.
메인 지지봉(172)은 일정길이로 연장되며 속이 빈 중공을 갖는 구조가 적용되는 것이 바람직하다. 또한 메인 지지봉(172)은 속이빈 사각관을 적용하는 것이 바람직하다.
서브 지지봉(174)은 메인 지지봉(172) 상면에서 메인 지지봉(172)에 대해 직교하는 방향을 따라 연장되게 접합되어 있다.
서브 지지봉(174) 상호 간은 메인 지지봉(172)의 길이방향을 따라 상호 이격 되게 형성되어 있다.
태양전지모듈(122)은 다수의 태양전지셀이 격자형태로 어레이되게 배열되어 지지프레임(170)의 서브 지지봉(174)을 통해 결합되어 있다.
제2결합플레이트(140)는 판형으로 형성되어 일면이 메인 지지봉(172)의 종단에서 메인 지지봉(172)의 중공을 폐쇄할 수 있도록 접합되어 있다.
제2결합플레이트(140)는 태양전지판(120)으로부터 제1결합 플레이트(130)에 대향되게 연장되며 태양전지판(120)의 회동중심을 기준으로 제1 및 제2 고정 결합공(137)(138)을 동일 반경을 따라 연결하는 호와 대응되는 궤적을 따라 다수의 회동 결합공(142)이 상호 이격되게 형성되어 있다.
여기서 제2결합플레이트(140)에 형성된 회동 결합공(142)의 개수 및 간격은 지주(110)의 상면에 대한 태양전지판(120)의 기울기 조정 각도범위 중 최대각도와 최소각도 범위 내에서 단위 조정각도로 설정된 세분 각도에 대해 제1 및 제2고정 결합공(137)(138)을 통해 결합부재로 결합할 수 있게 형성되면 된다.
도시된 예에서는 최대 각도가 45도이고 최소각도가 15이며, 세분각도를 10도로 적용하였을 때 10도 간격으로 태양전지판(120)의 경사각도를 조정하도록 제1고정 결합공(137)에 대해 10도 마다에 대응되는 간격으로 4개의 제1군 회동결합공(142a)이 형성되어 있고, 제2고정 결합공(138)에 대해서도 4개의 제2군 회동결합공(142b)이 형성되어 있다.
회전축(160)은 제2결합플레이트(140)의 타면에 접합되어 있고, 지주(110)의 상단에 설치된 축지지용 베어링 유니트(150) 내에 회전가능하게 삽입되게 설치된 다.
결합부재로서는 제1 및 제2 고정 결합공(137)(138)에 대해 결합가능하게 위치된 회동 결합공(142)을 통해 삽입한 후 조일 수 있게 볼트(182)와 너트(184)가 적용되었다.
이러한 경사각도 조정형 태양광 발전장치(100)는 볼트(182)와 너트(184)를 제1결합플레이트(130)와 제2결합플레이트(140)로부터 해체한 다음 원하는 태양전지판(120)의 경사각도만큼 제2결합플레이트(140)를 회전시키되 회동결합공(142)이 제1 및 제2 고정 결합공(137)(138)에 대응되게 위치되면 다시 볼트(182)와 너트(184)를 이용하여 고정하면 된다.
이러한 태양전지판(120)의 경사각도 조정은 계절에 따른 태양의 고도변화에 따라 적절한 시기에 수행하면 된다.
지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 의하면, 구조가 단순하면서도 태양의 고도 변화에 따라 태양전지판을 원하는 경사각도 만큼 간단한 조작에 의해 조정할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims (3)

  1. 지주에 회동가능하게 설치된 태양전지판의 태양 고도 변화에 따른 경사 각도를 조절할 수 있도록 된 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 있어서,
    상기 지주의 상단으로부터 하방으로 일정거리 이격된 위치에서 고정 결합되어 있고 상기 태양전지판의 회동중심선과 나란한 방향을 따라 고정 결합공이 형성된 제1결합 플레이트와;
    상기 태양전지판으로부터 상기 제1결합 플레이트에 대향되게 연장되며 상기 태양전지판의 회동중심을 기준으로 상기 고정 결합공과의 이격거리에 대응되는 호형 궤적을 따라 다수의 회동 결합공이 상호 이격되게 형성된 제2결합 플레이트와;
    상기 고정 결합공과 상기 회동 결합공을 상호 착탈가능하게 결합하는 결합부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1결합플레이트는 상기 지주의 폭보다 양쪽으로 더 돌출되게 연장된 제1 및 제2 돌출부분을 갖으며, 상기 제1 및 제2 돌출부분에는 각각 상기 태양전지판의 회동중심을 기준으로 동일한 거리상에 상호 이격되게 제1 및 제2 고정 결합공이 형성되어 있고,
    상기 제2결합플레이트에는 상기 지주의 상면에 대한 상기 태양전지판의 조정가능 경사각도에 대응되어 상기 제1 및 제2고정 결합공과 각각 결합할 수 있게 상기 회동 결합공들이 형성된 것을 특징으로 하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 태양전지판은
    일정길이로 연장되며 속이 빈 중공을 갖는 메인지지봉과, 상기 메인 지지봉 상면에서 상기 메인 지지봉에 대해 직교하는 방향을 따라 연장되되 상기 메인 지지봉의 길이방향을 따라 상호 이격되게 형성된 서브 지지봉을 갖는 지지 프레임과;
    다수의 태양전지셀이 격자형태로 어레이되게 배열되어 상기 지지프레임 위에 설치된 태양전지모듈;을 구비하고,
    상기 제2결합플레이트의 일면은 상기 메인 지지봉의 종단에서 상기 중공을 폐쇄할 수 있도록 접합되어 있고, 타면은 상기 지주의 상단에 설치된 축지지용 베어링 유니트 내에 회전가능하게 삽입되는 회전축과 접합된 것을 특징으로 하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치.
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