KR100879624B1 - 태양광 모듈 조립체의 구동장치 - Google Patents

태양광 모듈 조립체의 구동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 모듈 조립체의 구동장치에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위해 평지 또는 경사지에 격자무늬 간격으로 다수개가 매설되어 고정 설치되는 기초콘크리트(1); 상기 각각의 기초콘크리트상에 수직으로 고정 설치되는 다수의 지주관(5); 상기 지주관중 일렬 종대 각각의 지주관 상단에 다수개가 연결 설치되는 태양광 모듈 조립체(10); 및 상기 지주관과 태양광 모듈 조립체의 근접 위치에 설치되며, 모듈회전부를 중심으로 일렬 종대와 횡대의 다수의 태양광 모듈 조립체 전체를 함께 회전 작동시키는 구동부(20);가 구비되어 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 다수의 태양광 모듈 조립체를 어느 한 단위의 그룹 또는 그 전체를 구동장치에 의해 한번에 동작 제어할 수 있도록 한 것임은 물론 구조적으로도 견고하게 구성한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
Figure R1020080031812
태양광 모듈 조립체, 모듈회전부, 모듈고정부, 구동부.

Description

태양광 모듈 조립체의 구동장치{Solar cell module assembly driving device}
본 발명은 태양광 모듈 조립체의 구동장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수의 태양광 모듈 조립체를 어느 한 단위의 그룹 또는 그 전체를 구동장치에 의해 한번에 동작 제어할 수 있도록 한 것임은 물론 구조적으로도 견고하게 구성한 것이며, 이로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 것이다.
주지하다시피 21세기를 살아가는 인류에게 가장 중요한 문제는 어떻게 깨끗하고 공해 없는 지구환경을 후세에게 물려주는가 하는 것이다. 인류가 살아가기 위해서는 에너지원이 필요하다. 그러나 현재까지 우리는 불행하게도 공해와 환경파괴를 유발시키는 화석연료를 주 에너지원으로 사용하고 있다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법 중의 하나가 바로 무한한 청정 에너지원인 태양광 발전이다.
태양광 발전은 우리 인류에게 적어도 앞으로 50억년 이상 무료로 에너지를 사용할 수 있게 해준다. 이러한 태양광 발전의 실용화는 이미 구미 선진국을 중심으로 현재 활발하게 전개되고 있다. 태양광 발전에 관한 기술개발이 최근 10년간 급속히 진보해 우리들의 주변에서도 쉽게 찾아볼 수 있다. 전자계산기, 전자시계를 비롯 무인등대, 무선전신 중계기지의 전원, 인공위성의 주전원, 개인주택용 전원 등으로 널리 쓰여지고 있는 것이다.
태양광 발전은 입사되는 태양복사 에너지가 전혀 경비를 들이지 않는다는 본래의 장점 이외에도 반도체인 태양전지의 양자광전효과를 이용하기 때문에 열에너지를 매개로 하지 않는다는 점에서 가동부분 없이 조용하고 안전하게 그리고 공해 없이 전기에너지를 일으키는 청정에너지 발생법이다.
태양광 발전 프로젝트를 성공으로 이끄는 핵심기술은 무엇보다도 태양전지의 고효율화와 저코스트화다. 때문에 요소의 재료, 원재료 제조법에서부터 전지의 구조, p-n 접합 등 접합형성기술, 모듈화에서 시스템에 이르기까지 실제로 여러 가지 연구개발 노력이 중첩되어 있다.
태양전지의 동작원리는 반도체 p-n 접합으로 구성된 태양전지(Solar Cell)에 큰 에너지를 가진 파장영역의 태양광이 입사되면 광에너지에 의해 전자, 정공 쌍이 여기되고 분리된다. 이러한 전자와 정공이 이동하여 층과 층을 각각 음극과 양극으로 대전시킴으로써 기전력이 발생, 외부에 접속된 부하에 전류가 흐른다.
태양전지의 변환효율(Energy Conversion Efficiency)은 입사되는 태양복사광 에너지와 태양전지의 단자에서 나오는 전기 출력에너지의 비를 퍼센트로 표시한 것이다. 국제 전기규격 표준화위원회(IEC TC-82)에서는 지상용 태양전지에 관해 태양 복사의 공기질량 통과조건이 통과공기질량(AM : Air Mass) 1.5로 100㎽/㎠의 입력광 파워에 대해 부하조건을 바꿀 경우의 최대 출력과 비율를 백분율로 표시한 것을 공칭효율이라 정의하고 있다.
현재 시판되고 있는 단결정 실리콘 태양전지 기판은 대부분 IC제조용으로 생산된 실리콘 규격제품을 다시 재용융해 결정을 성장시켜 사용하고 있다. 다결정 실리콘 태양전지는 기판으로 고순도 다결정체를 사용, 원리적으로는 단결정계와 거의 동일하다. 단결정 실리콘 기판의 제조는 고도의 기술과 다량의 에너지가 필요하다. 때문에 태양전지의 제조단가가 높다. 따라서 단결정 실리콘에 비해 가격은 약 30% 정도가 저렴하지만 효율은 거의 버금가는 다결정 실리콘 태양전지가 최근 각광을 받고 있다.
트랜지스터나 IC와 같은 반도체 제품인 태양전지는 양산화에 의한 규모 효과(Scale Merit)가 크다. 다시 말해 응용분야가 넓으면서 수요가 증가하면 상당한 정도의 저코스트화가 달성될 수 있는 요인을 갖고 있다. 이러한 규모 효과의 이용에 의한 저코스트화의 관점에서 넓은 용도를 갖는 응용시스템의 개발도 이 분야의 산업육성에 필요한 과제의 하나라고 말할 수 있다. 사실 지난 10년간 솔라 계산기로 대표되는 민생용 전자기기, 고속도로나 철도의 신호기, 양수펌프, 골프카트, 솔라 자동제초기, 솔라 자동차, 솔라 보트 등 새로운 응용분야가 활발히 개척되고 있다.
한편 전력용으로 각종 규모의 실험 플랜트가 전세계에서 각국의 건설 프로젝트로 진행되고 있다. 태양광 발전시스템의 최우선 목표는 전력망과 연계한 태양광 발전소의 건설이다. 현재 가동중인 세계 최대의 태양광 발전소는 아르코솔라사가 미국의 캘리포니아주에 건설한 7.2㎿ 규모의 발전소이다. 대기오염 등 환경문제를 고려해 무공해 운송수단으로 태양열 자동차, 비행기 등의 개발도 시작되고 있다.
「태양전지의 모듈가격이 어느 정도까지 내려가면 실용화할 수 있는가」란 문제는 사용장소에서의 평균 일조시간, 기존 발전기술의 발전원가, 태양전지의 에너지 회수시간 등과 맞물려 각종의 케이스 스터디가 진행되고 있다. 한 구체적인 시산 결과에 의하면 대규모 집중발전에서 BOS(Balance Of System)의 점유율을 50%로 가정해도 모듈원가가 W당 2800원이 되어 향후 10년 정도 상용전력으로도 채산성이 맞을 것으로 예상되고 있다.
미국은 정부의 주도로 「100만호 주택태양광 시스템」과 같은 대규모 태양광 발전시스템을 계속적으로 증설하고 있으며 전기자동차의 생산을 의무적으로 늘려나가는 법안을 통과시켜 이미 시행하고 있다. 산업체 또한 새로운 공장과 생산량을 꾸준히 늘려가고 있다. 일본에서는 주택용 태양광 발전시스템이 보급단계를 맞고 있다. 일본 통산성은 이 시스템의 시장규모를 2000년에는 약 1조2000억원으로 예상하고 있다.
한편 가정에서 쓰고 있는 평균적인 전기사용량을 고려하면 4인 가족 기준으로 연간 대략 3000kWh의 전기가 필요하다. 현재 판매되고 있는 3㎾급 태양광 발전시스템은 전기의 대부분을 자가발전할 수가 있고 우기나 야간 등 태양광이 없을 때에는 전력회사로부터 전기를 사고, 반대로 쓰고 남은 태양광발전의 전기는 전력회사에 파는 것으로 되어 있다.
일본의 주택용 태양광 발전시스템은 △지붕 위에 설치하는 태양전지 모듈(태양광에너지를 전기로 바꾸는 패널) △접속상자(태양전지 모듈로 얻은 전기를 모으는 장치) △인버터(자가발전한 직류의 전기를 가정용 교류로 변환하는 장치)로 구성돼 분전반에서 각 전기제품으로 전기가 흐르게 되어 있다. 이외에 태양광 발전과 전력회사 전기의 교류측 개폐기, 파는 전기와 사는 전기의 양을 나타내는 전력량계가 세트로 되어 있다. 현재 일본은 정부 주도로 개인주택용 태양광 발전시스템의 설치비용을 30% 무상지원해 주고 있으며 「선샤인 프로젝트」라는 국가차원의 대규모 태양에너지 개발계획을 진행중이다.
국내의 경우 지난 95년 세계 최고 수준의 상업용 태양전지인 변환효율 19%의 BCSC(Buried Contact Solar Cell) 단결정 실리콘 태양전지가 개발됐다. 이것은 실리콘 웨이퍼에 Nd:YAG 레이저로 폭 20미크론(1㎛ : 1백만분의 1m), 깊이 60㎛의 홈을 형성한 후 니켈, 구리를 무전해도금법으로 증착하여 전극을 형성, 태양전지로 입사되는 빛의 손실을 대폭 줄이고 전하수집률을 높인 게 특징이다. 또한 변환효율 19.2%의 PESC(Passivated Emitter Solar Cell) 태양전지를 개발해 세계적 공인기관인 독일 프라운호퍼 태양전지연구소의 「PV-Chart」에 기록됐다.
에너지 산업표준에서 볼 때 아직은 미미한 수준이지만 태양에너지 시장은 세계 원유 생산속도보다 10배 빠른 성장을 보였다. 2020년까지 연간 25%씩 성장한다고 보았을 때 2020년에 태양에너지 용량은 10만6000㎿에 달하게 될 것이다. 이는 핵발전소 30∼40개가 낼 수 있는 전력량이다.
미국 새크라멘토에 있는 한 공익사업체에서는 남서방향의 지붕, 공원구역, 전력송출선 회랑지대를 태양전지판으로 덮어주기만 해도 지역 최고 전력수요량의 6분의 1에 해당하는 400㎿ 전기를 발전할 수 있을 것으로 추정하고 있다. 에너지회사인 셸사의 한 연구에서는 태양에너지를 비롯한 재생에너지원이 현재 세계 에너지사용의 1% 미만에서 2020년에는 5∼10%로, 21세기 중반에는 50%까지 성장할 수 있을 것으로 전망하고 있다.
우리나라가 OECD에 가입하고 97년 일본 교토에서 열린 기후협약회의에서 「이산화탄소 배출권 거래제」가 합의된 이후 환경문제가 집중 거론되면서 「이산화탄소를 내뿜으려면 돈을 내라」는 뜻의 「탄소세」라는 단어가 이제 우리에게 낯설지가 않다. 이제 태양광 발전이 더 이상 남의 나라 이야기만은 아니다. 환경오염이 날로 극심해져 가고 있는 현실에서 대체에너지 개발은 바로 우리나라의 생존을 위해서 절대적으로 필요한 것이다. 앞으로 대체에너지의 총아인 태양광 발전의 개발이 정부나 산업체에서 더욱 활기를 띠고 이뤄져야 할 것이다.
상기와 같이 태양광발전(太陽光發電 )은 발전기의 도움 없이 태양전지를 이용하여 태양 빛을 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식으로, 공해가 없고, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이하다는 장점이 있다.
상기한 장점 때문에 종래에는 다수의 태양광 발전장치가 특허 및 실용신안으로 출원되어 등록된바 있다.
그 중에서 특허등록 제0799260호(출원번호 제2007-0062025호)(명칭: 모듈 프레임 구동장치를 구비한 태양광 발전장치)가 출원되어 등록된바 있다.
즉, 상기한 종래의 기술적 구성은 도 1(a)(b)(c)에 도시된 바와 같이 태양광 을 집광하는 다수의 태양광모듈(110)이 부착된 모듈 프레임(111)과, 상기 모듈 프레임(111)을 회전시키기 위한 구동장치(140)와, 상기 구동장치(140)의 상부에 수직방향으로 설치되고 상기 모듈 프레임(111)의 배면(背面) 중심에 힌지로 결합되어 모듈 프레임(111)을 고정하는 프레임 연결축(120)과, 상기 프레임 연결축(130)에 설치되는 파워실린더(130)를 포함하여 구성되며, 상기 파워실린더(130)의 단부(端部)에서 신축 가능하게 연장되는 피스톤(131)의 단부(端部)가 상기 모듈 프레임(111)의 배면 일측에 힌지 결합되어, 상기 구동장치(140)와 파워실린더(130)의 작동에 의해 상기 모듈 프레임(111)의 각도와 방향을 조절하게 된다.
구동장치(140)는 태양을 추적하면서 집광성(集光性)을 높이기 위해 모듈 프레임(111)을 움직이는 장치인데, 구동 메커니즘을 보면, 감속모터(141)와, 상기 감속모터(141)에 연결된 중공축감속기(142a)와, 상기 중공축감속기(142a)에 연결된 메인감속기(142b)로 구성되고, 메인감속기(142b)는 웜(worm)(143)과 웜휠(144), 및 상기 웜휠(144)의 중심에 결합되어 상기 감속모터(141)의 회전력을 상기 프레임 연결축(120)에 전달하는 회전축(145)을 포함하여 구성된다.
또한 감속기(142)는 도 1(b)에 도시한 바와 같이, 일반적인 기어로 구성된 중공축감속기(142a)와, 상기 중공축감속기(142a)에 연결된 웜(143)과 웜휠(144)로 구성되어 회전축(145)을 통해 감속모터의 회전력을 프레임 연결축(120)에 전달하는 메인감속기(142b)로 구성된다.
태양광 발전장치는 모터의 회전수를 50,000 : 1 이상으로 줄여야 하기 때문에, 하나의 감속기로는 모터의 회전수를 한꺼번에 줄일 수가 없어서, 1차적으로 모 터에 감속기가 일체적으로 연결된 감속모터(141)를 사용하고, 2차적인 감속은 상기 감속모터에 연결된 중공축감속기(142a)에서 하게 되며, 3차적인 감속은 중공축감속기(142a)에 연결된 메인감속기(142b)에서 하게 된다.
구동장치(140)의 하우징(146)의 상부에는 모듈 프레임(111)을 원활하게 회전시키기 위하여 설치되는 복수의 캐스터(151)와, 상기 캐스터(151)가 하부에 부착된 캐스터 고정판(150)이 더 구비되고, 상기 프레임 연결축(120)은 캐스터 고정판(150)의 상부에 결합되게 되는데, 이때 캐스터 고정판(150)의 상부에는 연결플랜지(121)를 결합시키고, 그 위에 프레임 연결축(120)을 용접 등의 방법으로 고정시킬 수도 있다.
구동장치(140)의 하우징(146) 상부에 위치하는 캐스터 고정판(150)은 여러 가지 모양으로 할 수는 있으나 원형으로 하는 것이 바람직하며, 캐스터 고정판(150)의 하부에 부착되는 캐스터(151)는 강풍이 불 때에도 모듈 프레임(111)이 흔들리는 것을 방지하며 원활하게 회전할 수 있도록 해주는 역할을 하는데, 상기 캐스터 고정판(150)의 원주방향을 따라 등간격으로 4∼10개 부착하는 것이 바람직하다.
도 1(c)를 참조하여 메인감속기(142b)에 대하여 자세히 설명하면, 웜휠(144)의 중심에 결합된 회전축(145)의 일단(一端)에는 베어링하우징(147a) 내부에 베어링(147)이 설치되고, 중간부에도 베어링(148)이 설치되며, 타단(他端)에는 연결플랜지(149)가 설치되는데, 베어링 중에서도 테이퍼 베어링이 큰 수직하중에 견딜 수 있는 능력이 가장 우수하기 때문에, 회전축(145)의 단부(端部)에 테이퍼 베어링을 사용하는 것이 바람직하며, 중간부에도 회전축의 흔들림 방지를 위하여 볼베어링을 사용할 수도 있지만 테이퍼 베어링을 사용하여 큰 하중에 견딜 수 있도록 할 수도 있다.
베어링(148)에는 베어링 하우징과 커버(148a)가 구비되는데, 그 위에 리테이너(retainer) 및 커버((148b,148c)를 구비하여 회전축(145)이 원활하게 회전할 수 있도록 하고, 하우징(146) 내부로 이물질 등이 들어가는 것을 방지하는 것이 바람직하며, 또한 베어링(148)과 웜휠(144)의 적절한 간격유지를 위하여 베어링(148)과 웜휠(144) 사이에 스페이서(148d)를 위치시키는 것이 바람직하다.
회전축(145)의 단부(端部)에는 연결플랜지(149)가 설치되는데, 연결플랜지(149)는 캐스터 고정판(150)의 하부에 용접 등의 방법으로 결합시킴으로써, 감속모터(141)의 회전력이 캐스터 고정판(150)까지 확실하게 전달되어 무리 없이 모듈 프레임(111)을 회전시켜 줄 수 있게 된다.
제어부(160)에는 구동장치(140) 및 파워실린더(130)와 연결되는데, 제어부(160)는 태양의 위치를 추적하여 모듈(110)이 태양을 추종할 수 있도록 구동시키는 역할을 하게 된다. 추적방법은 크게 프로그램 추적과 센서 추적으로 구별할 수 있는데, 프로그램 추적은 지구의 자전과 공전에 의한 태양의 이동을 미리 프로그램에 입력하여 모듈을 회전시키는 추적방법이고, 센서 추적은 태양광의 이동을 센서로 감지하여 모듈의 방향을 제어하게 된다.
그러나 상기한 종래의 기술도 다음과 같은 많은 문제점이 발생 되었다.
즉, 일정 간격으로 구비된 다수의 태양광 모듈 프레임이 태양의 움직임에 따 라 작동하게 되나, 상기 태양광 모듈 프레임을 구동하기 위한 구동장치가 각각 별개로 구비되어야 하는 커다란 문제점이 구비됨은 물론 그에 따른 비용이 추가로 발생하게 되는 커다란 문제점이 발생 되었다.
또한 상기 종래의 기술은 구동장치가 매우 복잡하게 구성되어 작업성과 작업능률이 저하됨은 물론 유지 및 보수시에도 매우 번거로운 문제점이 발생 되었다.
더하여 상기 종래의 기술은 심한 폭풍이 발생할 경우 프레임 연결축과 프레임 연결축을 상호 연결하여 지지하여주는 장치가 구조적으로 없기 때문에 쉽게 파손되어 사용할 수 없게 되는 커다란 문제점도 발생 되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 기초콘크리트상에 설치되는 지주관과 태양광 모듈 조립체 그리고 구동부가 구비됨을 제1목적으로 한 것이고, 제2목적은 다수의 태양광 모듈 조립체를 어느 한 단위의 그룹 또는 그 전체를 구동장치에 의해 한번에 동작 제어할 수 있도록 한 것이며, 제3목적은 상기한 기술적 작동은 태양광 모듈 조립체가 시간에 따른 태양의 움직임에 따라 항상 광원에 수직이 되도록 용이하게 작동되도록 한 것이고, 제4목적은 태양광 모듈 조립체를 구조적으로도 견고하게 구성한 것이며, 제5목적은 심한 폭풍우가 발생할 경우에도 견고히 지지될 수 있도록 한 것이고, 제6목적은 구조적으로 간단하게 구성하여 작업성과 작업능률이 향상됨은 물론 유지 및 보수시에도 매우 편리하도록 한 것이며, 제7목적은 상기한 효과로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 태양광 모듈 조립체의 구동장치를 제공한다.
이러한 목적 달성을 위하여 본 발명은 평지 또는 경사지에 격자무늬 간격으로 다수개가 매설되어 고정 설치되는 기초콘크리트; 상기 각각의 기초콘크리트상에 수직으로 고정 설치되는 다수의 지주관; 상기 지주관중 일렬 종대 각각의 지주관 상단에 다수개가 연결 설치되는 태양광 모듈 조립체; 및 상기 지주관과 태양광 모 듈 조립체의 근접 위치에 설치되며, 모듈회전부를 중심으로 일렬 종대와 횡대의 다수의 태양광 모듈 조립체 전체를 함께 회전 작동시키는 구동부;가 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치를 제공한다.
상기에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 발명은 기초콘크리트상에 설치되는 지주관과 태양광 모듈 조립체 그리고 구동부가 구비되도록 한 것이다.
상기한 기술적 구성은 다수의 태양광 모듈 조립체를 어느 한 단위의 그룹 또는 그 전체를 구동장치에 의해 한번에 동작 제어할 수 있도록 한 것이다.
상기한 기술적 작동에 의해 본 발명은 태양광 모듈 조립체가 시간에 따른 태양의 움직임에 따라 항상 광원에 수직이 되도록 용이하게 작동되도록 한 것이다.
또한 본 발명은 태양광 모듈 조립체를 구조적으로도 견고하게 구성한 것이다.
아울러 본 발명은 심한 폭풍우가 발생할 경우에도 태양광 모듈 조립체가 견고히 지지될 수 있도록 한 것이다.
더하여 본 발명은 구조적으로 간단하게 구성하여 작업성과 작업능률이 향상됨은 물론 유지 및 보수시에도 매우 편리하도록 한 것이다.
본 발명은 상기한 효과로 인해 제품의 품질과 신뢰성을 대폭 향상시켜 소비자로 하여금 좋은 이미지를 심어줄 수 있도록 한 매우 유용한 발명인 것이다.
이하에서는 이러한 효과 달성을 위한 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체의 구동장치는 도 2 내지 도 10 에 도시된 바와 같이 구성되는 것이다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
먼저, 본 발명은 평지 또는 경사지에 격자무늬 간격으로 다수개가 매설되어 고정 설치되는 기초콘크리트(1)가 구비된다. 본 발명에서는 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 기초콘크리트(1)를 경사지게 설치한 상태를 예시하였다.
상기 경사지에 설치된 기초콘크리트(1)는 'ㄱ'자 모양으로 형성하여 하단으로 꺽인 위쪽이 무겁게 하므로 기초를 더욱 견고히 다질 수 있게 된다.
또한 본 발명은 상기 각각의 기초콘크리트(1)상에 수직으로 고정 설치되는 다수의 지주관(5)이 구비된다.
그리고 본 발명은 상기 지주관(5)중 일렬 종대 각각의 지주관(5) 상단에 다수개가 연결 설치되는 태양광 모듈 조립체(10)가 구비된다.
더하여 본 발명은 상기 지주관(5)과 태양광 모듈 조립체(10)의 근접 위치에 설치되며, 모듈회전부(30)를 중심으로 일렬 종대와 횡대의 다수의 태양광 모듈 조립체(10) 전체를 함께 회전 작동시키는 구동부(20)가 구비되어 태양광 모듈 조립체의 구동장치가 이루어지게 된다.
상기한 본원발명의 기술적 구성들을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 지주관(5)과 지주관(5)의 사이에는 지주관(5)을 견고히 지지하는 적어도 하나 이상의 지주관지지와이어(2)가 구비되는 것으로, 이때 상기 지주관(5)과 지주관(5)의 사이에 연결된 지주관지지와이어(2)는 지지력을 확보하기 위해 상호 'X'자 모양으로 연결 구비됨이 바람직하고, 필요에 따라서는 상기한 방식 이외에 방식으로도 지지할 수 있음은 물론이다.
또한 본 발명은 도 10 에 도시된 바와 같이 상기 지주관(5)의 양단에는 태양광 모듈 조립체(10)를 견고히 지지하도록 각각 상단은 프레임(11)의 끝단에 연결됨과 아울러 하단은 기초볼트(4)에 연결되는 모듈지지와이어(3)가 구비된다.
한편, 상기 본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체(10)는 도 3 에 도시된 바와 같이 구성된다.
즉, 기초 뼈대를 이루는 프레임(11)이 구비되되, 상기 프레임(11)의 상단에 일정 간격으로 다수개 고정 설치되며, 상단에 전극판(13)을 고정시키는 보강대(12)가 구비된다.
또한 상기 프레임(11)의 저면 각 모서리와 중간부근 및 중앙에는 모서리플레이트(16)와 중간플레이트(15) 및 센터플레이트(14)가 고정 설치된다.
그리고 상기 센터플레이트(14)와 중간플레이트(15) 및 센터플레이트(14)와 모서리플레이트(16)의 사이에는 프레임(11)의 휨을 방지하는 다수의 횡간(17)이 각각 연결 구비된다.
또한 본 발명에 적용된 상기 태양광 모듈 조립체(10)는 전극판(13)과 프레임(11)을 상호 연결시키게 태양광 모듈 조립체(10)에 일정 간격으로 다수개가 연결되는 모듈고정부(40)가 구비되는 동시에 또한 일측의 프레임(11)과 타측의 프레임(11)을 상호 연결하는 프레임연결부(50)가 구비됨은 물론 상기 다수의 태양광 모듈 조립체(10)의 중앙에는 태양광 모듈 조립체(10)를 원활히 회전시키는 모듈회전부(30)가 구비되어 구성되는 것으로, 이하에서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
즉, 상기 모듈고정부(40)는 도 6 에 도시된 바와 같이 일측이 개방되며, 전극판(13)과 프레임(11)의 사이에 설치되는 고정앵글(41)이 구비된다. 또한 상기 고정앵글(41)의 하단에 설치되어 프레임(11)을 감싸 고정하는 U볼트(43)가 구비되고, 아울러 상기 고정앵글(41)의 상단에 설치되어 전극판(13)을 고정 설치하는 마감앵글(42)이 구비되어 구성된다.
또한 본 발명에 적용된 상기 프레임연결부(50)는 도 7 에 도시된 바와 같이 구성되는 것으로, 일측 프레임(11)과 타측 프레임(11)의 사이에 한 쌍의 연결대(51)를 연결볼트(53)로 고정시킴과 아울러 상기 연결대(51)의 중간에는 적어도 하나 이상의 보강볼트(52)가 구비되어 구성된다.
그리고 본 발명에 적용된 상기 모듈회전부(30)는 도 5 에 도시된 바와 같이 구성된다.
즉, 지주관(5)의 상단에 브라켓트(33)가 고정 설치되는 것으로, 이때 상기 브라켓트(33)의 내부에 구비된 베어링(35)을 중심으로 회전함과 아울러 브라켓트(33)의 양단으로 돌출된 회전축(34)이 구비된다. 그리고 일단은 상기 회전축(34)에 고정 설치되고, 타단은 프레임(11)이 고정 설치되는 회전부몸체(31)가 구비되어 구성된다.
한편, 본 발명에 적용된 상기 구동부(20)는 도 8, 도 9(a)(b)(c) 에 도시된 바와 같이 구성된다.
즉, 일측 엑추에이터(21)의 구동에 의해 전,후로 작동하며, 길이 방향으로 길게 형성된 작동간(22)이 구비된다. 그리고 상기 작동간(22)의 전, 후 작동에 의해 제1, 제2, 제3힌지부(23)(25)(26)를 중심으로 회전 작동하며, 종방향으로 구비된 다수의 절곡링크(24)가 구비되며, 아울러 상기 절곡링크(24)와 태양광 모듈 조립체(10)의 사이에는 제3, 제4힌지부(26)(28)를 중심으로 회전 작동하는 일자링크(27)가 구비된다.
더하여 본 발명에 적용된 상기 제2힌지부(25)에는 구동부(20)를 지지함과 아울러 태양광 모듈 조립체(10)를 경사지게 설치할 수 있도록 지주관(5)과 제2힌지부(25)의 사이에는 플랜지(29)가 구비되어 구성된다.
한편 본 발명은 상기의 구성부를 적용함에 있어 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다.
그리고 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명 태양광 모듈 조립체의 구동장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명은 도 2 또는 도 9(a)(b)(c)에 도시된 바와 같이 다수의 태양광 모듈 조립체(10)를 어느 한 단위의 그룹 또는 그 전체를 구동부(20)에 의해 한번에 동작 제어할 수 있도록 한 것으로 이하에서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 우선, 다수의 기초콘크리트(1)상에 기초볼트(4)를 이용하여 지주관(5)을 수직으로 견고히 고정 설치한다.
이어서 상기 각 지주관(5)의 상단에는 브라켓트(33)를 고정 설치하되, 이 브라켓트(33)의 양단으로 돌출된 회전축(34)에는 태양광 모듈 조립체(10)가 축설되는 것이며, 이러한 태양광 모듈 조립체(10)는 모듈회전부(30)에 의해 도 4 에 도시된 바와 같이 다수가 연결 설치된다. 이때 본 발명에서는 도면상 4개의 태양광 모듈 조립체(10)가 연결된 것을 도시하였으나, 이는 어디까지나 설명이 편의상 도시한 것일뿐, 4개 이상 더 연결하여 사용할 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 태양광 모듈 조립체(10)를 길이 방향의 일렬 종래로 설치한 후에는 바로 옆에 상기와 같은 태양광 모듈 조립체(10)를 같은 방식으로 종방향으로 설치하여 다수의 태양광 모듈 조립체(10)를 설치하게 된다.
이때 본 발명은 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 지주관(5)과 지주관(5)의 사이에는 지주관지지와이어(2)를 연결하여 지주관(5)과 지주관(5)이 상호 견고히 지지될 수 있도록 서포트 해주게 된다.
아울러 본 발명은 도 10 에 도시된 바와 같이 지주관(5)의 양단에 설치된 모듈지지와이어(3)가 상단은 프레임(11)에 연결되고, 하단은 기초볼트(4)에 연결되어 심한 폭풍이 불더라도 태양광 모듈 조립체(10)가 뒤집어지거나 떨어지지 않도록 하는 지지력을 확보해주게 된다.
또한 본 발명은 도 3 에 도시된 바와 같이 프레임(11)의 상단에 일정 간격으로 구비된 보강대(12)에 의해 전극판(13)을 견고히 지지함과 아울러 프레임(11)의 하단에 구비된 다수의 중간플레이트(15)와 센터플레이트(14) 그리고 모서리플레이트(16)에는 각각 횡간(17)이 연결되어 프레임(11)의 휨을 방지함과 아울러 지지력을 확보시켜 주게 된다.
본 발명은 상기한 태양광 모듈 조립체(10)를 다수개 연결할 경우도 7 과 같이 프레임 연결부(50)에 구비된 한 쌍의 연결대(51)에 의해 상호 연결하여 사용할 수 있음은 물론 상기 다수개가 연이어 연결된 태양광 모듈 조립체(10)를 회전시킬 경우에는 도 5 에 도시된 바와 같이 모듈 회전부(30)에 의해 가능하게 된다.
이를 보다 상세히 설명하면, 도 4 와 같이 다수의 태양광 모듈 조립체(10)을 연결할 경우에는 도 7 과 같이 한 쌍의 연결대(51)를 일측 프레임(11)과 타측 프레임(11)의 내측에 끼운다. 이와 같은 상태에서 양단에 연결볼트(53)를 이용하여 체 결하고, 이후 연결대(51)의 중간 부근에는 보강볼트(52)를 체결하여 연결대(51)의 휨을 방지하는 보강 역할을 해주게 된다.
또한 본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체(10)는 모듈 회전부(30)를 중심으로 회전 작동하는 것으로, 브라켓트(33)의 양단으로 돌출된 회전축(34)에 회전부몸체(31)가 체결된 관계로 회전부몸체(31)는 회전축(34)을 중심으로 회전 작동한다. 물론 이때 상기 회전축(34)은 브라켓트(33)의 내부에 구비된 베어링(35)에 의해 용이하게 회전하게 된다. 아울러 상기 회전부몸체(31)는 태양광 모듈 조립체(10)와 일체로 연결된 관계로 결과적으로 태양광 모듈 조립체(10) 전체가 회전 작동하게 되는 것이다.
한편 본 발명에 적용된 상기 다수의 태양광 모듈 조립체(10)는 도 8, 도 9(a)(b)(c)에 도시된 바와 같이 구동부(20)의 작동과 모듈회전부(30)에 의해 원활히 함께 회전 작동하게 된다.
즉, 본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체(10)는 도 9(a)에서 도 9(c)까지 태양의 움직임에 따라 계속 조금씩 움직이는 것으로, 도 9(a)는 태양광 모듈 조립체(10)가 작동하기 전의 최초의 상태도로, 이와 같은 상태에서는 태양이 동쪽에서 떠서 태양광이 직접 태양광 모듈 조립체(10)에 수직으로 전달받는 각도를 유지하게 되는 것이고, 또한 도 9(b)는 태양의 움직임에 의해 태양광 모듈 조립체(10)가 수평 상태로 위치한 상태도로, 이와 같은 상태는 태양이 움직여서 태양광 모듈 조립체(10)의 상단에 수직방향에 위치하여 태양광을 수직으로 받을 수 있도록 한 위치이고, 또한 도 9(c)는 태양이 서쪽으로 이동함에 따라 태양광 모듈 조립체(10)가 계속 회전 작동하여 도 9(a)와 반대쪽으로 회전된 상태도로, 이와 같은 상태에서도 태양광이 태양광 모듈 조립체(10)에 직접 수직으로 전달받을 수 있도록 해주게 된다.
상기와 같은 다수의 태양광 모듈 조립체(10)의 회전 작동은 구동부(20)의 작동에 의해 가능하다.
즉, 도 9(a)와 같은 최초의 상태에서, 엑추에이터(21)의 작동에 의해 작동간(22)을 전방으로 민다. 그러면 이 작동간(22)에 일정 간격으로 다수개 연결된 절곡링크(24)가 제2힌지부(25)를 중심으로 시계방향으로 함께 계속 회전하면서 도 9(b)를 거쳐 최종 도 9(c)와 회전 작동하게 된다. 이때 본 발명에 적용된 'ㄱ'자형 절곡링크(24)는 하단 제1힌지부(23)가 작동간(22)과 연결되어 작동간(22)의 이동에 의해 절곡링크(24)가 시계방향으로 회전하게 되고, 상기 절곡링크(24)의 회전에 의해서는 제3힌지부(26)와 제4힌지부(28)의 사이에 연결된 일자링크(27)를 하강시키게 된다. (도 9(b))
상기한 상태에서 액추에이터(21)의 구동에 의해 더욱 작동간(22)이 전방으로 전진하게 되면, 절곡링크(24)는 제2힌지축(25)을 중심으로 계속 회전함과 아울러 일자링크(27)도 제3, 제4힌지부(26)(28)를 중심으로 회전 하강하여 최종 태양광 모듈 조립체(10)를 도 9(c)와 같이 위치시켜 태양광을 태양광 모듈 조립체(10)에 집적시키게 된다.
본 발명은 태양이 다음날 다시 동쪽에서 떠오르기 때문에 상기한 작동 후에는 다시 태양광 모듈 조립체(10)를 최초의 상태로 위치시키게 되되, 이와 같은 작 동은 전술한 동작의 역순에 의해 가능하다. 아울러 본 발명은 다음날에도 상기한 구동부(20)의 작동이 반복되면서 태양광을 태양광 모듈 조립체(10)에 집적시키게 된다.
한편, 본 발명에 적용된 상기 절곡링크(24)는 제2힌지부(25)가 플랜지(29)에 연결되어 회전 작동하는 것으로, 이는 플랜지(29)가 구동부(20)를 견고히 지지함과 아울러 태양광 모듈 조립체(10)를 도 8 과 같이 경사지게 설치할 수 있도록 서포트 해주게 된다.
본 발명 태양광 모듈 조립체의 구동장치의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본원발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
도 1 의 (a)는 종래 태양광 발전장치의 개략적인 구성도이고,
(b)는 종래 태양광 발전장치에 구비된 구동부의 사시도이며,
(c)는 종래 태양광 발전장치에 구비된 메인 감속부의 단면도이다.
도 2 는 본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체의 설치상태 정면도.
도 3 은 본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체의 저면도.
도 4 는 본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체를 다수개 연결한 상태의 저면
도.
도 5 는 본 발명에 적용된 태양광 모듈 회전부의 구성도.
도 6 은 본 발명에 적용된 태양광 모듈 고정부의 구성도.
도 7 은 본 발명에 적용된 프레임 연결부의 구성도.
도 8 은 본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체의 설치상태 부분 구성도.
도 9 는 본 발명에 적용된 태양광 모듈 조립체가 작동되는 상태를 도시한 것
으로,
(a)는 태양광 모듈 조립체가 작동되기 전의 최초의 상태도이고,
(b)는 태양광 모듈 조립체가 회전하여 수평으로 위치한 상태도이며,
(c)는 태양광 모듈 조립체가 계속 회전 작동하여 반대편에 위치한
상태도이다.
도 10 은 본 발명에 적용된 지주관의 요부 측면 구성도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 기초콘크리트 5: 지주관
10: 태양광 모듈 조립체 20: 구동부
30: 모듈회전부 40: 모듈고정부

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 평지 또는 경사지에 격자무늬 간격으로 다수개가 매설되어 고정 설치되는 기초콘크리트; 상기 각각의 기초콘크리트상에 수직으로 고정 설치되는 다수의 지주관; 상기 지주관중 일렬 종대 각각의 지주관 상단에 다수개가 연결 설치되는 태양광 모듈 조립체; 상기 지주관의 측면 및 태양광 모듈 조립체의 하부 위치에 설치되며, 모듈회전부를 중심으로 일렬 종대와 횡대의 다수의 태양광 모듈 조립체 전체를 함께 회전 작동시키는 구동부;가 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치에 있어서,
    상기 지주관과 지주관의 사이에는 지주관을 견고히 지지하는 적어도 하나 이상의 지주관지지와이어(2)가 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  3. 제 2 청구항에 있어서,
    상기 지주관과 지주관의 사이에 연결된 지주관지지와이어는 상호 'X'자 모양 으로 연결 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  4. 제 2 청구항에 있어서,
    상기 지주관(5)의 양단에는 태양광 모듈 조립체를 견고히 지지하도록 각각 상단은 프레임의 끝단에 연결됨과 아울러 하단은 기초볼트에 연결되는 모듈지지와이어(3)가 더 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  5. 제 2 청구항에 있어서,
    상기 태양광 모듈 조립체는,
    기초 뼈대를 이루는 프레임(11);
    상기 프레임의 상단에 일정 간격으로 다수개 고정 설치되며, 상단에 전극판을 고정시키는 보강대(12);
    상기 프레임의 저면 각 모서리와 중간부근 및 중앙에 고정 설치되는 모서리플레이트(16)와 중간플레이트(15) 및 센터플레이트(14); 및
    상기 센터플레이트와 중간플레이트 및 센터플레이트와 모서리플레이트의 사이에는 프레임의 휨을 방지하는 횡간(17)이 연결 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  6. 제 2 또는 제 5 청구항에 있어서,
    상기 태양광 모듈 조립체는,
    전극판과 프레임을 상호 연결시키게 태양광 모듈 조립체에 일정 간격으로 다수개가 연결되는 모듈고정부(40);
    일측의 프레임과 타측의 프레임을 상호 연결하는 프레임연결부(50); 및
    상기 다수의 태양광 모듈 조립체의 중앙에는 태양광 모듈 조립체를 원활히 회전시키는 모듈회전부(30)가 더 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  7. 제 6 청구항에 있어서,
    상기 모듈고정부는,
    일측이 개방되며, 전극판과 프레임의 사이에 설치되는 고정앵글(41);
    상기 고정앵글의 하단에 설치되어 프레임을 감싸 고정하는 U볼트(43); 및
    상기 고정앵글의 상단에 설치되어 전극판을 고정 설치하는 마감앵글(42);이 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  8. 제 6 청구항에 있어서,
    상기 프레임연결부는,
    일측 프레임과 타측 프레임의 사이에 한 쌍의 연결대(51)를 연결볼트로 고정시킴과 아울러 상기 연결대의 중간에는 보강볼트가 더 연결 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  9. 제 6 청구항에 있어서,
    상기 모듈회전부는,
    지주관의 상단에 고정 설치되는 브라켓트(33);
    상기 브라켓트의 내부에 구비된 베어링을 중심으로 회전하며, 브라켓트의 양단으로 돌출된 회전축(34); 및
    일단은 상기 회전축에 고정 설치되고, 타단은 프레임이 고정 설치되는 회전부몸체(31);로 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  10. 제 2 청구항에 있어서,
    상기 구동부는,
    엑추에이터의 구동에 의해 전,후로 작동하며, 길이 방향으로 길게 형성된 작동간(22);
    상기 작동간의 전, 후 작동에 의해 제1, 제2, 제3힌지부를 중심으로 회전 작동하며, 종방향으로 다수개가 구비된 절곡링크(24); 및
    상기 절곡링크와 태양광 모듈 조립체의 사이에는 제3, 제4힌지부를 중심으로 회전 작동하는 일자링크(27);가 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
  11. 제 10 청구항에 있어서,
    상기 제2힌지부에는,
    구동부를 지지함과 아울러 태양광 모듈 조립체를 경사지게 설치할 수 있도록 지주관과 제2힌지부의 사이에는 플랜지(29)가 더 구비됨을 특징으로 하는 태양광 모듈 조립체의 구동장치.
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