KR100804508B1 - Solar thermal electric power generation system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 발전기 여러대를 하나의 군으로 묶어 하나의 구동장치에 의해 일률적으로 작동시킬 수 있도록 추적 구동부를 연결하여 동력을 전달하는 동력전달축에 관한 것으로, 특히 태양광 발전기의 위치오차를 극복하여 원활한 동력전달이 이루어지도록 하는 동력전달축에 관한 것이다.상기한 본 발명의 구성은, 복수의 태양광 발전기를 나란하게 설치하고, 상기 태양광 발전기에 개별적으로 설치된 태양 추적장치 구동부를 연결하여 하나의 구동모터(M)에 의해 일률적 구동이 가능하도록 하는 동력전달축에 있어서,상기 동력전달축(30a)(30b) 사이에 축각이 굴절된 상태에서도 회전력을 전달할 수 있는 자재이음수단, 즉 유니버셜 조인트(32a)(32b)와 스플라인기어(34)가 연결된 것에 특징이 있다.본 발명 태양광 발전 시스템의 동력전달축에는 유니버셜조인트가 연결되어 어느정도 굴절각이 있는 상태에서도 회전동력을 전달 할 수 있으므로, 시공된 태양광발전기의 위치가 설계와는 달리 위치오차가 발생하더라도 구동모터의 회전력을 원활히 전달할 수 있으며, 또 스플라인기어가 연결되어 길이조절이 되므로 태양광발전기 간의 거리오차를 충분히 보상할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a power transmission shaft that transmits power by connecting a tracking drive unit so that several solar generators can be collectively operated by one driving device by tying several solar generators together. The present invention relates to a power transmission shaft for overcoming a smooth power transmission. The configuration of the present invention includes installing a plurality of solar generators side by side and connecting a solar tracker driving unit individually installed to the solar generator. In the power transmission shaft to enable a uniform drive by one drive motor (M), Universal joint means that can transmit the rotational force even in a state in which the axial angle between the power transmission shaft (30a, 30b), that is, universal The joints 32a and 32b and the spline gear 34 are connected to each other. Since the shir joint is connected, the rotational power can be transmitted even in the state of refraction angle, so the position of the constructed photovoltaic generator can transmit the rotational power of the driving motor smoothly even if the position error occurs, and the spline gear Since the length is connected and connected, there is an effect that can sufficiently compensate the distance error between the solar generator.

GPS, 태양광 발전, 구동장치, 태양추적GPS, Solar Power, Drive, Solar Tracking

Description

추적식 태양광 발전 시스템의 동력전달장치{Solar thermal electric power generation system}Solar thermal electric power generation system

도 1은 본 발명에 따른 추적식 태양광 발전기의 구조도이고,1 is a structural diagram of a tracking solar generator according to the present invention,

도 2는 도 1의 A부 확대도2 is an enlarged view of a portion A of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 추적식 태양광 발전기의 동작 상태도. Figure 3 is an operating state diagram of the tracking solar generator according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 복열식 추적식 태양광 발전시스템 구조도.4 is a structural diagram of a recuperative tracking photovoltaic power generation system according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 추적식 태양광 발전시스템의 동력전달장치의 구조도.5 is a structural diagram of a power transmission device of a tracked photovoltaic power generation system according to the present invention.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***

10 - 기어박스 11 - 링기어10-gearbox 11-ring gear

12a,12b - 워엄 13a-링기어부워엄축
13b - 스크류잭부워엄축12a, 12b-Worm 13a-Ring Gear
13b-Screw Jack

14 - 종축관 16 - 힌지14-longitudinal tube 16-hinge

20 - 스크류잭 21 - 스크류20-Screw Jack 21-Screw

22 - 피니언 23 - 실린더22-pinion 23-cylinder

30a,30b - 동력전달축 32 - 유니버셜조인트30a, 30b-Power transmission shaft 32-Universal joint

34 - 스플라인기어 B - 기초부34-Spline Gear B-Foundation

M - 구동모터 S - 집광판M-Drive Motor S-Condensing Plate

본 발명은 태양광 발전기 여러대를 하나의 군으로 묶어 하나의 구동장치에 의해 일률적으로 작동시킬 수 있도록 추적 구동부를 연결하여 동력을 전달하는 동력전달축에 관한 것으로 더욱 상세하게는 태양광 발전기의 위치오차를 극복하여 원활한 동력전달이 이루어지도록 하는 동력전달축에 관한 것이다.The present invention relates to a power transmission shaft for transmitting power by connecting a tracking drive unit so that a plurality of photovoltaic generators can be grouped into one group and operated by a single driving device. The present invention relates to a power transmission shaft for overcoming errors to achieve smooth power transmission.

일반적으로 태양광 발전기는 태양의 이동경로를 추적하는 태양 추적장치를 탑재하여 발전효율을 높일 수 있도록 하고 있으며, 이를 위해 태양의 고도에 따라 집광판의 각도가 조절될 수 있도록 수평각 조절수단과, 수직각 조절수단을 구성하게 된다.In general, the solar generator is equipped with a solar tracking device that tracks the movement path of the sun to increase the power generation efficiency. For this purpose, the horizontal angle adjusting means and the vertical angle so that the angle of the light collecting plate can be adjusted according to the altitude of the sun. It constitutes a control means.

수평각 및 수직각 조절수단의 구동을 위해서는 각각 별도의 구동부가 필요하며, 주로 구동모터나 스크류잭을 이용한다. 특히 이러한 한 조의 구동부는 각 태양광 발전기에 개별적으로 설치된다.In order to drive the horizontal and vertical angle adjusting means, a separate driving unit is required, and a driving motor or a screw jack is mainly used. In particular, this set of drives is installed separately in each solar generator.

이러한 방식의 태양광발전기는 한 조의 구동부를 독립적으로 구성하기 때문에 고가의 부품 증가로 태양광 발전 시스템의 설비비가 상승하게 된다.Since the solar cell generator of this type independently constitutes a set of driving units, the cost of the solar power system increases due to the increase of expensive components.

또한 구동부, 즉 부품의 갯수가 늘어나게 됨에 따라 고장의 확률도 높아지고, 그에 따라 당연히 "AS"의 횟수가 많아질 것이므로 유지 보수비의 상승이 예상된다.In addition, as the number of driving units, i.e., parts, increases, the probability of failure increases, and accordingly, the number of "AS" will naturally increase, so maintenance costs are expected to increase.

이러한 단점을 해소하기 위해 본출원인은 태양광발전기를 가로 또는 세로 방향으로 나란하게 시공하여 이들의 구동부를 구동축으로 연결하고, 그중 어느 한 구동축에 구동모터를 장치하여 하나의 구동모터로 여러대의 태양광 발전 시스템을 운전하도록 한 것을 출원하였다. In order to solve these disadvantages, the present applicant constructs a photovoltaic generator side by side in the horizontal or vertical direction and connects the driving units to the drive shafts, and installs the drive motors on any one of the drive shafts. Filed to operate the power generation system.

이와 같이 태양광 발전기를 하나의 구동모터로 작동시키기 위해서는 각 태양광 발전기의 구동부를 나란하게 일치시켜 주어야만 연결되는 동력전달축이 원활히 회전하여 동력을 전달이 이루어지게 되는 것이다.As such, in order to operate the solar generator as a single driving motor, the power transmission shaft connected to each other must be made to be parallel to the driving units of the solar generators so that power is transmitted.

그런데, 이러한 조건은 설계상으로는 가능할지는 모르지만 실제상으로는 태양광 발전기의 시공시 시공오차가 발생할 수밖에 없으며, 이때문에 각 태양광 발전기의 위치, 즉 높이나 거리 및 각 등이 불규칙하게 될 수 밖에 없는 것이다.By the way, such a condition may be possible in design, but in practice, construction errors inevitably occur during construction of the solar generator, and thus, the position of each solar generator, that is, the height, distance, and angle, etc., must be irregular.

본 발명은 상기한 종래의 태양광 발전기의 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 태양광 발전기의 설치할 때 설계시와는 달리 위치오차가 발생되더라도 이를 효율적으로 극복하여 원활한 동력전달이 이루어지도록 하는데 있다.The present invention was devised to solve the problems of the conventional photovoltaic generator, the purpose of which is to overcome the efficiency even if the position error occurs unlike the design of the installation of the photovoltaic generator to achieve a smooth power transmission It is.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,

복수의 태양광 발전기를 나란하게 설치하고, 상기 각 태양광 발전기에 개별적으로 설치된 태양 추적장치 구동부를 연결하여 하나의 구동모터에 의해 일률적 구동이 가능하도록 하는 동력전달축에 있어서,In the power transmission shaft to install a plurality of photovoltaic generators side by side, and to connect the solar tracker drive unit installed in each of the photovoltaic generators to enable uniform driving by a single drive motor,

상기 구동부의 구동축과 동력전달축 사이에 축각이 굴절된 상태에서도 회전력을 전달할 수 있는 자재이음수단이 연결된 것을 특징으로 한다.The material joint means for transmitting a rotational force is connected between the drive shaft and the power transmission shaft of the drive unit in a state where the axial angle is refracted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음 과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 태양광 발전을 위한 태양위치 추적시스템은,Solar position tracking system for photovoltaic power generation according to the present invention,

도 1은 본 발명에 따른 추적식 태양광 발전기의 구조도이고, 도 2는 도 1의 A부 확대도이고, 도 3은 본 발명에 따른 추적식 태양광 발전기의 동작 상태도이고, 도 4는 본 발명에 따른 복열식 추적식 태양광 발전시스템 구조도이며, 도 5는 본 발명에 따른 추적식 태양광 발전시스템의 동력전달장치의 구조도이다.1 is a structural diagram of a tracking photovoltaic generator according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a part A of FIG. 1, FIG. 3 is an operating state diagram of the tracking photovoltaic generator according to the present invention, and FIG. The structure of the retrace type photovoltaic power generation system according to FIG. 5 is a structural diagram of a power transmission device of the tracked photovoltaic power generation system according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이 지면에 기초부(B)가 구축되면, 이 기초부(B) 지지부가 설치되고, 상기 지지부의 상부에 집광판(S)이 설치된다.As shown in the figure, when the base portion B is constructed on the ground, the base portion B support is provided, and the light collecting plate S is installed on the support portion.

상기 지지부는 집광판(S)의 수평각도를 조절하는 수평각조절부와, 집광판(S)의 고도각을 조절하는 고도각조절부가 구성된다.The support unit includes a horizontal angle adjusting unit for adjusting the horizontal angle of the light collecting plate S, and an altitude angle adjusting unit for adjusting the altitude angle of the light collecting plate S.

상기 고도각조절부는 수평각조절부의 회전작동에 관계없이 태양의 고도에 따라 집광판의 고도각을 조절하도록 설치된다.The altitude angle adjustment unit is installed to adjust the altitude angle of the light collecting plate according to the altitude of the sun regardless of the rotation operation of the horizontal angle adjustment unit.

상기 수평각조절부는 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이 기초부(B) 상부에 상부가 개구된 원형 또는 사각 통체의 기어박스(10)를 가지고 그 상부에 턴테이블 베어링(40)이 설치되며, 상기 턴테이블 베어링(40)의 하부에는 연결부재(41)를 통해 링기어(11)가 설치되어 링기어(11)와 함께 상기 턴테이블 베어링(40) 몸체가 회전되도록 구성된다. 또한 상기 링기어(11)의 둘레에는 워엄(12a)이 물려 있고, 상기 워엄축(13a)은 양단이 기어박스(10)의 외부로 노출되게 설치되어 외부로부터의 동력을 연결받을 수 있도록 되어 있다. 그리고 상기 링기어(11)의 상부에는 종축관(14)이 견고하게 연결설치되어 함께 회전되고, 상기 종축관(14)의 상단부에는 상기 집 광판(S)이 상하 회동가능하게 힌지(16)결합되어 있다. 이때 상기 집광판(S)의 하부 무게중심부가 상기 종축관(14)의 중심에서 전방으로 이격된 위치에 축결합시킨다.1 and 2, the horizontal angle adjusting part has a gear box 10 of a circular or square cylinder having an upper portion opened on an upper portion of the base portion B, and a turntable bearing 40 is installed thereon. A ring gear 11 is installed at a lower portion of the turntable bearing 40 through a connecting member 41 so that the turntable bearing 40 body is rotated together with the ring gear 11. In addition, the rim 12a is circumscribed around the ring gear 11, and the worm shaft 13a is installed at both ends to be exposed to the outside of the gearbox 10 so as to receive power from the outside. . And the upper part of the ring gear 11, the longitudinal axis tube 14 is firmly installed and rotated together, the upper end of the longitudinal axis tube 14, the light collecting plate (S) is hinged 16 to be able to rotate up and down It is. At this time, the lower center of gravity of the light collecting plate (S) is axially coupled to the position spaced forward from the center of the longitudinal tube (14).

또한 고도각조절부는 상기 기어박스(10)내 하부에는 스크류잭(20)이 고정 설치되어 있다. 상기 스크류잭(20)은 워엄(12b)에 의해 스크류(21)하단에 설치된 피니언(22)을 회전시켜 스크류(21)를 회전시키고 상기 스크류(21)의 둘레에 나사결합된 실린더(23)가 승하강하는 구조를 갖는다. 물론 그 반대의 구조도 가능하다. 또한 스크류(21)를 회전시키기 위한 워엄(12b)의 양축단이 상기 기어박스(10)의 외부로 노출되어 외부로부터의 동력을 전달받을 수 있도록 되어 있다. 이때 상기 스크류잭(20)의 스크류잭부워엄축(13b) 및 링기어(11)를 회전시키기 위한 링기어부워엄축(13a)이 서로 평행하도록 구성된다.In addition, the altitude angle adjustment portion is fixed to the screw jack 20 is installed in the lower portion of the gear box (10). The screw jack 20 rotates the pinion 22 installed at the bottom of the screw 21 by the worm 12b to rotate the screw 21, and the cylinder 23 screwed around the screw 21 is It has a structure of raising and lowering. Of course, the reverse structure is also possible. In addition, both shaft ends of the worm 12b for rotating the screw 21 are exposed to the outside of the gear box 10 to receive power from the outside. At this time, the screw jack boom shaft 13b of the screw jack 20 and the ring gear boom shaft 13a for rotating the ring gear 11 are configured to be parallel to each other.

또한 상기 스크류잭(20)의 상하 출몰부, 즉 실린더(23)의 상단과 상기 집광판(S)의 사이에는 링크(31)가 연결되며, 특히 상기 링크(31)의 하단과 상기 실린더(23)의 상단 사이에는 유니버셜조인트(32a)가 설치되며, 유니버셜조인트(32a) 하단과 상기 실린더(23) 사이에는 수평회전이 가능하도록 부시가 설치되어 있다. 이는 종축관(14)에 의해 집광판(S)이 회전하면서 동시에 태양의 고도에 따라 스크류잭(20)가 작동하여 상기 링크(31)를 밀고 당겨 상기 집광판(S)을 수직으로 회동시키게 되는데, 이때 상기 집광판(S)의 회동각에 의해 약간의 횡방향으로의 굴절 유동이 발생되므로 이를 흡수하기 위해 유니버셜조인트(32a)가 설치된다.In addition, a link 31 is connected between the upper and lower parts of the screw jack 20, that is, the upper end of the cylinder 23 and the light collecting plate S, in particular, the lower end of the link 31 and the cylinder 23. Between the upper end of the universal joint (32a) is installed, between the lower end of the universal joint (32a) and the cylinder 23 is provided with a bush to enable horizontal rotation. This causes the light collecting plate S to be rotated by the vertical tube 14 and at the same time, the screw jack 20 is operated according to the altitude of the sun to push and pull the link 31 to rotate the light collecting plate S vertically. Since a slight reversal flow occurs in the transverse direction by the rotational angle of the light collecting plate S, a universal joint 32a is installed to absorb it.

또한 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 링기어(11) 및 스크류잭(20)의 스크류잭부워엄축(13b)에는 제1,제2구동부가 연결된다. 상기 제1,제2구동부는 필요에 따라 각 태양광 발전시스템이 독립적으로 운전되도록 상기 링기어부워엄축(13a)과 스크루잭부워엄축(13b)에 모터를 직접 연결시킬 수 있거나 또는 상기 링기어부워엄축(13a)과 스크류잭부워엄축(13b)이 나란한 태양광 발전시스템을 한 조로 묶어 기어박스(10)에 노출된 각 링기어부워엄축(13a)과 스크류잭부워엄축(13b)들을 동력전달축(30a)(30b)으로 연결하고, 그 일측 동력전달축(30a)(30b)에 구동모터(M)를 장치하여 하나의 구동모터(M)로 여러 태양광 발전시스템의 수평각 및 수직각 조절이 일률적으로 이루어지도록 할 수 있다.In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, the first and second driving parts are connected to the ring jack 11 and the screw jack part shaft 13b of the screw jack 20. The first and second driving units may directly connect a motor to the ring gear boom shaft 13a and the screw jack boom shaft 13b so that each solar power generation system is independently operated as necessary, or the ring gear boom. The solar power generation system with the axle 13a and the screw jack boom axle 13b are bundled into a pair, and each ring gear boom axle 13a and the screw jack boom axles 13b exposed to the gearbox 10 are transferred to a power transmission shaft. 30a, 30b, and drive motors M on one side of the power transmission shafts 30a, 30b to adjust the horizontal and vertical angles of the various photovoltaic power generation systems with a single drive motor (M). It can be done uniformly.

이때 상기 링기어부워엄축(13a)및 스크류잭부워엄축(13b)과 동력전달축(30a)(30b) 사이에는 유니버셜조인트(32b)(32c)가 연결되어 수평 연결각과, 높이 등의 오차를 극복할 수 있도록 되어 있다.At this time, universal joints 32b and 32c are connected between the ring gear boom shaft 13a and the screw jack boom shaft 13b and the power transmission shafts 30a and 30b to overcome errors such as horizontal connection angle and height. I can do it.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 태양광 발전 시스템의 동력전달축에는 유니버셜조인트가 연결되어 어느정도 굴절각이 있는 상태에서도 회전동력을 전달 할 수 있으므로, 시공된 태양광발전기의 위치가 설계와는 달리 위치오차가 발생하더라도 구동모터의 회전력을 원활히 전달할 수 있으며, 또 스플라인기어가 연결되어 길이조절이 되므로 태양광발전기 간의 거리오차를 충분히 보상할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, since the universal joint is connected to the power transmission shaft of the photovoltaic power generation system of the present invention, it is possible to transmit the rotational power even in a state of refraction angle, so that the position of the constructed photovoltaic generator is different from the design position error. Even if it occurs, the rotational force of the driving motor can be transmitted smoothly, and the spline gear is connected and the length is adjusted, so that there is an effect that can sufficiently compensate the distance error between the solar generator.

Claims (3)

복수의 태양광 발전기를 나란하게 설치하고, 상기 각 태양열 발전기에 개별적으로 설치된 태양 추적장치 구동부를 연결하여 하나의 구동모터(M)에 의해 일률적 구동이 가능하도록 하는 동력전달축(30a,30b)에 있어서,A plurality of photovoltaic generators are installed side by side and connected to a solar tracker driving unit individually installed in each of the solar generators to power transmission shafts 30a and 30b to enable uniform driving by one driving motor M. FIG. In 상기 동력전달축(30a)(30b)에는 축각이 굴절된 상태에서도 회전력을 전달할 수 있도록 유니버셜 조인트(32a)(32b)가 일체로 형성된 스플라인기어(34)가 연결된 것을 특징으로 하는 추적식 태양광 발전 시스템의 동력전달장치.Tracking power generation, characterized in that the power transmission shaft (30a, 30b) is connected to the spline gear 34 formed integrally with the universal joint (32a, 32b) so that the rotational force can be transmitted even in the state that the axial angle is refracted Power train of the system. 삭제delete 삭제delete
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