KR100918260B1 - the tracking system structure for photovoltaic power generation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지지기둥(10)의 상부면에 정착된 지지기둥상부플랜지(12)에 조립된 스윙모듈(200)은 워엄기어하부플랜지(280a)와 워엄기어(280),선회륜베어링(270)과 같이 전체 조립 높이가 낮고 결합도 다수개의 조립볼트로 체결된 방식으로 풍압과 육중한 태양전지모듈(300)의 중량에 대하여 매우 안정적이며, 지지기둥의 외경에 따라 적합한 워엄기어 외경을 최대로 키울 수 있어, 태양전지모듈(300)을 지지기둥상에서 스윙시키는 최소마력의 모터를 채택케 하는 효과를 내며, 스윙동작에 따른 진행의 감지는 1차 좌우스윙진행센서(290)로,2차 좌우스윙정지근접스위치(134),3차는 스윙모듈티이브래킷이 좌우스윙스톱바와 같은 여러단계로 스윙동작의 안정성과 정밀한 제어가 제공되였고, 상하 요잉동작은 제1요잉브래킷축 외연부에 설치된 상하요잉센서에 의해 조절되고,2차로 상하요잉정지센서돌편을 감지한 상하요잉정지센서에 의해 조처되고,최종적으로는 기계적으로 제1요잉하브래킷과 제1요잉상브래킷의 접촉에 의해, 그리고 스크루잭의 정지에 의해 요잉이 제어되는 정밀한 요잉각도로 동작 되는 태양광 발전용 추적장치구조에 관한 것이다.According to the present invention, the swing module 200 assembled to the upper support flange 12 fixed to the upper surface of the support pillar 10 includes a worm gear lower flange 280a and a worm gear 280, and a rotating wheel bearing 270. As such, the overall assembly height is low and the coupling is also fastened with a plurality of assembly bolts, which is very stable with respect to the wind pressure and the weight of the heavy solar cell module 300, and accordingly, the worm gear outer diameter can be maximized according to the outer diameter of the support pillar. It can be, the effect of adopting the motor of the minimum horsepower swinging the solar cell module 300 on the support pillar, the detection of the progression according to the swing motion is the first left and right swing progress sensor 290, the second left and right swing The stop proximity switch 134, the third, the swing module tea bracket is provided with the stability and precise control of the swing movement in several stages, such as the left and right swing stop bar, and the up and down yaw motion is provided to the up and down yaw sensor installed at the outer edge of the first yaw bracket shaft. Adjustable by High and low yaw stop sensor is detected by the vertical yaw stop sensor that detects the fragments, and finally yaw by mechanically contacting the first yaw lower bracket and the first yaw upper bracket and by stopping the screw jack The present invention relates to a structure of a tracking device for photovoltaic power generation that is operated at a precise yawing angle to be controlled.
태양광,발전,추적장치,구조 Photovoltaic, power generation, tracking device, structure
Description
본 발명은 태양광발전용 추적장치구조에 관한 것으로, 상세히는 태양광발전을 위하여 독립식 지지기둥에 종축으로 설치된 태양전지모듈이 바람이나 자체하중에 의하여 진동이 없고 내구성이 우수하면서,태양의 방위에 따른 스윙(swing)동작에 대한 정밀제어와 태양의 고도에 따른 요잉(yawing)동작에 대한 정밀제어와 내구성이 향상된 태양광 발전용 추적장치구조에 관한 것이다.The present invention relates to a tracking device structure for photovoltaic generation, and in detail, the solar cell module installed vertically on an independent support pillar for photovoltaic power generation is free from vibration or vibration due to wind or self load and has excellent durability. The present invention relates to a precise control system for swinging motion according to the present invention and a tracking device structure for photovoltaic power generation with improved precision control for yawing motion according to the sun's altitude and durability.
[문헌 1] JP 2000-223730 A 2000.8.11 도면 1[Document 1] JP 2000-223730 A 2000.8.11 Drawing 1
[문헌 2] JP 2000-322418 A 2003.11.14 도면 2[Document 2] JP 2000-322418 A 2003.11.14 Drawing 2
[문헌 3] KR 20-0396395 Y1 2005.9.13 도면 1Document 3 KR 20-0396395 Y1 2005.9.13 Drawing 1
[문헌 4] KR 10-440221 B1 2004.7.2 도면 4
[문헌 5] KR 10-0821345 B1 2008.4.3 도면 1,청구항 2[Document 5] KR 10-0821345 B1 2008.4.3 Drawing 1, Claim 2
[문헌 6] 전남대학교 2004.3.28 설치 지역에너지시범사업 태양광발전장치[Document 6] Chonnam National University 2004.3.28 Installation Solar Energy Demonstration Project
[문헌 7] 조선대학교 2004.9.30 설치 지역에너지시범사업 태양광발전장치[Document 7] Chosun University 2004.9.30 Installation Photovoltaic System for Local Energy Demonstration Project
상기 문헌 1은 태양추적식 발전시스템 및 그 운용방법으로 도면과 청구범위 을 참조한 핵심기술은 "지주에 회동자재로 지지를 받은 프레임에 복수의 발전모듈로부터 완성되는 발전유닛이 장착된 구성과,지주 하단부에는 프레임 전체를 방위각 방향으로 회동시키기 위해, 모터로 구동되는 방위매스액츄레이터가 설치되고, 지주의 상단부에는 프레임 전체를 양각방향으로 방향으로 회동시키기 위해 모터로 구동되는 리니어액츄레이터가 설치되고, 상기 모터는 회전방향 및 회전량을 제어가능한 스텝모터로 구성된 태양추적식발전시스템"에 관한 것이다.The document 1 is a solar tracking power generation system and its operation method, the core technology referring to the drawings and claims is "a structure that is equipped with a power generation unit that is completed from a plurality of power generation modules in a frame supported by rotational materials, At the lower end, an azimuth mass actuator driven by a motor is installed to rotate the entire frame in the azimuth direction, and a linear actuator driven by a motor is installed at the upper end of the support to rotate the entire frame in a bidirectional direction. The motor relates to a solar tracked power generation system composed of a step motor capable of controlling the rotation direction and the amount of rotation.
상기 문헌 2는 집광추적형 태양광 발전겸용 온수공급장치로, "집광반으로 지지대부와;지지대부는 집광반을 상시 태양을 지향한 상태로 지지되며,베이스와 교각부,지지아암,실린더부로 상기 교각부는 베이스부 중심으로 기립된 세로파이프 모양의 고정축으로, 고정축 상단에 설치된 고정기어로 고정축의 외주에 회전자재로 장착된 선회파이프로 선회파이프의 측벽에 있어서의 배면 상면에 첨설된 모터로 방위모터에 설치된 고정기어와 맞물리는 구동기어와, 지지암부는 선회파이프의 측벽에 있어서의 정면상단에 첨설된 암으로 집광반의 저면 아래쪽 면 중앙에 첨설된 브라켓트로 아암과 브라켓트를 연결하는 수평상태의 핀과;실린더부는 선회파이프의 측벽에 아암의 하부 위치를 가지고 첨설된 제1브라켓트로 집광반2의 저면에 브라켓트로 제1브라켓트와 제2브라켓트 사이에 장설된 실린더로 구성으로 이루어진 추적형 태양광발전장치"에 관한 것이다. Document 2 is a condensation tracking type solar power combined hot water supply device, "condensing support unit with a condensing panel; support the condensing panel is always supported in a state facing the sun, the base and the pier, support arm, cylinder portion The pier is a vertical pipe-shaped fixed shaft that stands in the center of the base, and is a fixed gear installed at the top of the fixed shaft, and is a motor attached to the upper surface of the rear surface of the rotating pipe with the rotating pipe mounted on the outer periphery of the fixed shaft. The driving gear meshing with the fixed gear installed in the azimuth motor, and the supporting arm part are attached to the front upper part of the side wall of the turning pipe, and the bracket is attached to the center of the lower surface of the bottom of the light collecting plate. A pin; and a cylinder portion having a lower position of the arm on the side wall of the turning pipe, and a first bracket attached to the bottom surface of the light collecting plate 2 with the first bracket attached thereto. Tracking photovoltaic device consisting of a cylinder installed between the second bracket and the second bracket.
상기 문헌 3은 태양광추적장치로 "태양광추적장치,지지프레임,스윙프레임,스윙구동수단,요잉구동수단,태양에너지수집판넬등이 포함된 태양광추적장치에 관한 것으로,상기 지지프레임상의 스윙축지지부상에 회전가능하게 지지된 스윙축,스 윙축 연직상에 지지된 스윙바디가 저면에 조립된 연결프레임부 구성과,지지프레임에 고정된 모터,모터 회전축에 설치된 구동기어,스윙축에 설치되어 구동기어에 치합된 종동기어로 이루어진 스윙구동수단과,스윙바디의 연결프레임에 구비된 수평의 요잉축에 회전가능하게 결합되어, 스윙축을 중심으로 스윙바디와 일체로 회전되는 태양에너지수집판넬 배면에 구비된 결합수단,스윙프레임에 설치되어, 상기 스윙프레임과 일체로 회전되면서, 태양에너지수집판넬을 요잉축을 중심으로 회동시키는 요잉구동수단의 스크류잭바디,스크류수용통으로부터 상방으로 출몰되면서, 상하로 왕복 이동되고, 상단부가 상기 태양에너지수집판넬의 배면에 힌지 연결된 스크류막대가,힌지축을 중심으로 회동가능하도록 힌지 결합된 스크류모터를 포함하는 요잉구동수단"으로 구성된 것이다. The document 3 relates to a solar tracking device including a solar tracking device including a solar tracking device, a support frame, a swing frame, a swing driving means, a yawing driving means, a solar energy collecting panel, and the like. Swing shaft rotatably supported on the shaft support, swing shaft vertically supported swing frame structure assembled on the bottom, motor fixed to the support frame, drive gear installed on the motor shaft, swing shaft And a swing driving means composed of driven gears engaged with the drive gears, and rotatably coupled to a horizontal yawing shaft provided on the connecting frame of the swing body, the solar energy collecting panel being rotated integrally with the swing body around the swing shaft. Coupling means provided in, swinging frame is installed, swinging integrally with the swing frame, the yawing driver for rotating the solar energy collecting panel about the yaw axis Screw jack body of the screw, while coming out from the screw container, the screw rod is reciprocating up and down, the upper end is hinged to the back of the solar collector panel, the hinge coupled screw motor rotatable about the hinge axis Yawing driving means ".
상기 문헌 4는 태양자동추적장치의 태양추적방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 태양광 발전 효율을 유지하면서 소형, 저소비전력으로 구동할 수 있으며, 특히 태양추적 구동장치의 기동 정지 횟수를 최소화할 수 있는 전진추적 제어방식의 태양자동추적장치의 태양추적방법에 관한 것으로,PV판넬을 지지하며,연결프레임에 볼트조립된 판넬고정체로 구성된 것이다.The
상기 문헌 5는 태양의 고도와 방위의 변화에 따라 태양광을 추적할 수 있도록 태양에너지수집판넬을 연직의 스윙축선과 수평의 요잉축선을 중심으로 회전시키기 위한 태양광 추적 장치로, 지지기둥과;상기 지지기둥에 회전가능하게 지지된 연직의 스윙축과, 상기 스윙축을 중심으로 상기 스윙축과 일체로 회전되도록 상기 스윙축에 결합된 연결프레임이 구비된 스윙구동체와;상기 지지기둥에 고정된 스윙구 동모터와, 상기 스윙구동모터의 회전축에 설치된 구동 워엄기어와, 상기 스윙축에 설치되어 상기 구동 워엄기어에 치합된 종동 스퍼기어가 구비된 스윙구동수단과;Document 5 is a solar tracking device for rotating the solar energy collecting panel about a vertical swing axis and a horizontal yaw axis so as to track the sunlight according to the change of the altitude and orientation of the sun, the support pillar; A swing driving body having a vertical swing shaft rotatably supported by the support pillar, and a connecting frame coupled to the swing shaft so as to be integrally rotated with the swing shaft about the swing shaft; and fixed to the support pillar. A swing drive means having a swing drive motor, a drive worm gear installed on a rotation shaft of the swing drive motor, and a driven spur gear installed on the swing shaft and engaged with the drive worm gear;
전방에 상기 태양에너지수집판넬이 설치되고 후방에서 상기 스윙구동체의 연결프레임에 구비된 수평의 요잉축에 회전가능하게 지지되어 상기 스윙축을 중심으로 상기 스윙구동체와 일체로 회전되는 판넬고정체와;상기 스윙구동체의 연결프레임에 설치되어 상기 스윙축을 중심으로 상기스윙구동체와 일체로 회전되면서 상기 요잉축을 중심으로 상기 판넬고정체를 회전시키기 위한 요잉구동수단과;태양의 고도와 방위의 변화에 따라 상기 스윙구동수단 및 상기 요잉구동수단의 구동을 제어하기 위한 제어수단을 포함하되,상기 지지기둥은 내부에 통로가 형성되고 하부에 인출구가 형성된 통체이고, 상기 스윙축에 상하로 관통된 중공이 형성되어 배선이 상기 스윙축의 중공과 상기 지지기둥의 통로 및 상기 인출구를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 장치임을 알 수 있다.A panel fixing body installed at the front and rotatably supported at a horizontal yawing shaft provided at a connecting frame of the swing driving body at a rear thereof and integrally rotating with the swing driving body about the swing shaft; A yawing driving means installed on the connecting frame of the swing driving body to rotate the panel fixing body about the yawing shaft while rotating integrally with the swing driving body about the swing shaft; a change in the altitude and azimuth of the sun; And a control means for controlling the driving of the swing driving means and the yawing driving means, wherein the support pillar is a cylinder having a passage formed therein and an outlet formed at a lower portion thereof, and a hollow penetrating vertically through the swing shaft. Is formed so that the wiring is made through the hollow of the swing shaft and the support pillar and the outlet It can be seen that the solar tracking device.
상기 문헌 6은 상기 문헌 4의 특허기술로 지역에너지시범사업으로 전남대학교에 준공설치된 태양광발전시스템이며, 문헌 7은 역시 지역에너지시범사업으로 조선대학교에 준공설치된 태양광발전시스템에 관한 자료로 "태양의 위치를 법선방향이 되도록 제어함으로서 태양광의 발전효율을 높여주며, 프로그램식 알고리즘을 사용하여 정확한 위치추적이 가능하며, 전진추적제어법을 적용하여 소비전력을 최소로 한 태양광추적장치"임을 알 수 있다.Document 6 is a photovoltaic power generation system installed in Chonnam National University as a regional energy demonstration project with patent technology of
상기와 같은 배경기술들은 연직방향의 지주에 설치된 태양광발전장치들은 태양의 고도나 방위에 따른 집광 또는 집열효과를 높이기 위하여, 태양을 추적하도록태양의 고도에 따른 연직방향으로 지주상에서 요잉(yawing)과 방위에 따라 좌우방향으로 회전되는 스윙(swing) 동작이 이루어지는 장치들이 채택되어 있으나,상기의 요잉 및 스윙장치에 구비되는 동력전달구조가 취약해 상대적으로 풍압에 매우 취약함에 따라 발생하는 진동으로 이와 같은 동력전달구조가 파손되는 경우가 AS발생 에 따른 분석된 결함요소의 대부분을 차지하였다.The background arts described above are that the photovoltaic devices installed on the vertical posts are yawing on the posts in the vertical direction according to the sun's altitude to track the sun in order to increase the condensing or heat collection effect according to the altitude or orientation of the sun. The swinging mechanisms are rotated in the right and left directions depending on the direction and the azimuth, but the power transmission structure provided in the yawing and swinging devices is weak and relatively weak to wind pressure. The failure of the same power transmission structure accounted for most of the defects analyzed by the occurrence of AS.
또한,상기와 같은 요잉 및 스윙장치의 안정적인 설치를 위하여 일부기술들에서는 태양광발전설비의 지지체로 과다한 직경의 지주를 설치하거나, 거대 구조물로 이루어진 스윙장치를 설치하고 있는 실정이다.In addition, in order to stably install the yawing and swinging device as described above, in some technologies, an excessively large diameter pillar is installed as a support of a photovoltaic power generation facility, or a swing device made of a large structure is installed.
특히 문헌 5의 경우에는 스윙축의 안정을 위하여 지주의 직경이나 주변 구조물을 간소화하는 대신에, 지주에 볼트 조립한 박스형태와 같은 지지수단에 내장된 스윙축에 형성한 워엄기어와 워엄나사방식의 스윙장치는 장치의 간소화는 이루지만, 여전히 워워엄기어박스내부에 축설되는 제한된 규격의 스윙축을 채택하는데 따른 내구성이나 풍압에 대한 안정성이 제한적이다. In particular, in the case of Document 5, instead of simplifying the diameter of the strut or the surrounding structure to stabilize the swing shaft, the worm gear and the worm screw type swing formed on the swing shaft embedded in the support means, such as a box type bolted to the strut The device simplifies the device but still has limited durability and wind pressure stability due to the adoption of a limited swing shaft built inside the worm gear box.
한편, 일부 보강된 지주와 스윙장치의 거대화에 따른 구동모터의 사양도 증가하여, 제작비증가를 뒤따르고 있는 실정이다.On the other hand, the specification of the drive motor according to the enlargement of some reinforced shore and the swing device is also increasing, following the increase in manufacturing cost.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 감안한 태양광 발전용 추적장치구조는 태양의 방위와 고도의 변화에 따른 정확한 위치추적을 하도록 하는 제어요소와 풍압에 대한 구조적인 안정성과 소용량에 구동모터에 의한 효율적인 운전이 가능하도록 하는 태양광 발전용 추적장치구조를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.Accordingly, the present invention provides a photovoltaic tracking device structure in consideration of the above problems, and the control element and the structural stability to the wind pressure to ensure accurate position tracking according to the change in the orientation and altitude of the sun and efficient by the drive motor in small capacity It is an object of the present invention to provide a photovoltaic tracking device structure that enables operation.
상기와 같은 점을 감안하여, 본 발명에서는 외연 일부가 돌출된 좌우스윙스톱바(12a)를 구비한 지지기둥 상부플랜지(12)를 지지기둥(10) 상부에 정착하고, In view of the above, in the present invention, the support pillar
지지기둥상부플랜지(12)상에 복열구조의 선회륜베어링(270) 외주열에 형성된 볼트구멍을 통해, 선회륜베어링의 저면에 워엄기어(280)와 워엄기어하부플랜지(280a)를 순서대로 볼트 조립하되, 상기 선회륜베어링의 내주열 회전자에 스윙모듈베드(210)를 볼트조립하고,The
워엄나사설치가대(260)와 스윙기어드모터브래킷(250a)이 일정 이격된 상태로 동일선상으로 스윙모듈베드 일측 저면에 볼트 조립하되, 상기 워엄나사설치가대(260) 일편에는 밀폐식 워엄나사축베어링커버(260a')에 워엄나사축베어링(262)를 설치하고, 이편에는 중공된 워엄나사축베어링커버(262a)에 내재된 워엄나사축베어링(262)을 통해 돌출된 워엄기어(280) 축단부와, 상기 스윙기어드모터브래킷(250a) 일측으로 볼트조립한 스윙기어드모터(240) 축단부를 스윙기어드축커플링(250b) 결합시킨후, 워엄나사설치가대(260) 후방외곽에 스윙모듈티이브래킷(220)을 조립시키고, 상기 밀폐된 워엄나사축베어링커버(260a')측 워엄나사설치가대(260)테두리에는 좌우스윙진행센서브래킷(290a)에 좌우스윙진행센서(290)을 부착해 워엄기어 외치에 연동시키고, 스윙모듈보호커버(230)로 저면 외곽에 조립한 스윙모듈(200)을 형성하 고,The worm screw mounting stand (260) and the swing geared motor bracket (250a) in a predetermined spaced state in the same line in the bolt assembly on the bottom side of the swing module bed, but the worm screw mounting stand (260) on one side The worm screw shaft bearing 262 is installed on the bent
상기 스윙모듈베드(210)에 설치된 스윙모듈티이브래킷(220) 설치지점 이면부에 볼트조립한 직사각의 스크루잭바디설치베드(120) 양편으로 'ㄱ'형의 스크루잭베드브래킷(121)를 정착하고, 스크루잭베드브래킷 양단을 보강한 판넬 중간에는 좌우스윙정지근접스위치(134)를 좌우스윙정지근접스위치브래킷(134a)으로 설치하고, 스크루잭베드브래킷(121) 하측 양편에 조립한 스크루잭바디지지편(111) 외측단에는 부싱(4a)을 끼운 스크루잭바디요잉축(112)을 관통시켜 평와셔(3a)와 스프링너트(2a),조립볼트(1a)로 좌우하단으로 브래킷이 형성된 스크루잭바디받침(105)을 힌지 조립하되, 힌지조립된 스크루잭바디받침(105)에는 스크루수용통(103)을 연직하방으로 스크루막대(102)가 연직상방으로 설치된 스크루잭바디(101)를 설치하고, 스크루잭바디받침(105)의 일측면에 연장조립한 스크루잭모터받침(110)에 스크루잭기어드모터(108)를 설치해 축커플링(107)으로 스크루잭바디(101)를 상호조립하고, 스크루잭모터받침(110)상의 스크루잭기어드모터(108)는 스크루잭모터커버(109)로 외장처리한 요잉모듈(100)을 형성하고,The 'a' type screw
요잉모듈(100)의 스크루막대(102) 단부는 상기 태양전지모듈(300)의 태양전지프레임(320) 상단에 볼트체결된 제2요잉브래킷(140)에 힌지 결합하고, 상기 스크루잭바디(101) 설치지점 대향 위치의 스윙모듈베드(210)에 조립한 제1요잉하브래킷(130b)에는 제1요잉브래킷장축(131)을 힌지축으로 제1요잉상브래킷(130a)을 조립하고, 제1요잉브래킷장축(131) 외연부에는 상하요잉정지센서돌편(131a)을 부착하고, 상하요잉정지센서돌편(131a) 인접부 스윙모듈베드(210)에는 상하요잉정지센 서(131b)를 부착한 상하요잉정지센서브래킷(131c)을 설치하고, 다른 제1요잉하브래킷(130b')에는 제1요잉브래킷축(132)을 힌지축으로 다른 제1요잉상브래킷(130a') 조립하고, 제1요잉브래킷축(132) 힌지축에 인접된 스윙모듈베드(210)에는 상하요잉센서(133)를 부착한 상하요잉진행센서브래킷(133a)를 설치하며, 설치한 각 제1요잉상브래킷(130a;130a')은 상기 태양전지모듈(300)의 태양전지프레임(320) 중간에 볼트 조립됨을 특징으로 하는 태양광 발전용 추적장치구조에 의하여, 태양의 방위와 고도의 변화에 따른 정확한 위치추적을 하도록 하는 제어요소와 풍압에 대한 구조적인 안정성과 소용량에 구동모터에 의한 효율적인 운전이 가능하도록 하였다.The end of the
본 발명의 태양광 발전용 추적장치구조에 따른 지지기둥(10) 상부면에 정착된 지지기둥상부플랜지(12)에 조립된 스윙모듈(200)은 워엄기어하부플랜지(280a)와 워엄기어(280),선회륜베어링(270)과 같이 전체 조립 높이가 낮고 결합방식에 있어서도 다수개의 조립볼트로 체결된 방식으로 풍압과 육중한 태양전지모듈(300)의 중량에 대하여 매우 안정적이며, 지지기둥의 외경에 따라 워엄기어 외경을 최대로 키울 수 있어, 태양전지모듈(300)을 지지기둥상에서 스윙시키는 최소마력의 모터를 채택케 하는 효과가 있다.The
또, 스윙동작에 따른 진행은 스윙모듈베드(210)에 조립된 워엄나사설치가대(260) 일측테에 조립된 좌우스윙진행센서(290)가 워엄기어(280) 외치를 따라 진행하면서 태양의 방위에 따른 정밀한 스윙동작이 진행되며, 좌우스윙동작프로그램에 결함이 있을 경우 1차 조처로 스크루잭베드브래킷(121) 하측 보강 판넬 중간에 설치된 좌우스윙정지근접스위치(134)에 의하여 정지되도록 하고, 좌우스윙정지근접스위치마저 결함이 발생할 때, 최후 조처로 스윙모듈베드(210) 후방 저면에 설치된 스윙모듈티이 브래킷(220)이 지지기둥상플랜지(12)에 돌출된 좌우스윙스톱바(12a)에 의해 최종 진행을 멈추도록 한 것으로 스윙동작의 안정성과 정밀한 제어를 위한 최적의 상태를 제공하는 것이다. In addition, the progress according to the swing operation is the left and right
또, 본 발명에 따른 상하 요잉(yawing) 동작은 상기 제1요잉하브래킷(130b')의 힌지축으로 조립된 제1요잉브래킷축(132)의 외연부에 설치된 상하요잉센서(133)에 의해 정밀한 요잉각도로 동작이 이루어지며, 만약 전기적인 프로그램에 문제가 생겨 상하각도가 계속 진행할 경우, 1차 안전조처로 제1요잉하브래킷(130b)에 마련된 제1요잉브래킷장축(131)의 힌지축에 설치된 상하요잉정지센서돌편(131a)을 감지하는 상하요잉정지센서(131b)에 의해 정지하고, 상하요잉정지센서마저 결함이 생길경우 제1요잉하브래킷(130b;130b')과 제1요잉상브래킷(130a;130a')이 최종 상승하였을때 기계적으로 정지하며, 최종하강 하였을 경우 스크루잭이 더이상 하강하지 않아,정밀하고 안전한 요잉각도로 동작 되는 특징이 있도록 한 것이다.In addition, the vertical yawing (yawing) operation according to the present invention by the vertical yawing sensor 133 is installed on the outer edge of the first
이하, 본 발명에 도시된 구체적인 실시예에 의하여, 본 발명 태양광 발전용 추적장치구조를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, by the specific embodiment shown in the present invention, the structure of the present invention for tracking photovoltaic power generation will be described in more detail.
도 1은 본 발명에 따른 최대 세움각 상태의 요잉(yawing) 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 최대 수평각 상태의 요잉(yawing) 측면도이다.1 is a yaw side view of the maximum standing angle state according to the present invention, Figure 2 is a yawing side view of the maximum horizontal angle state according to the present invention.
본 발명에 따른 지주식 태양광 발전용 추적장치구조는 상기 도면 1과 2를 참 조하면, 지중에 마련된 콘크리트구조물에 앵카볼트로 고정되는 지지지기둥(10)과, 지지기둥 상부에 일체로 플랜지 용접되는 지지기둥상부 플랜지(12),지지기둥상부 플랜지 일측에 설치되는 요잉모듈(100)과, 지지기둥의 연직의 수직축으로 회전되는 스윙모듈(200)과, 스윙모듈상에 힌지체결된 요잉축을 기준으로 요잉모듈의 구동에 의해 요잉되는 태양전지모듈(300)을 포함하여 구성된다.Structural solar tracking device structure according to the present invention, referring to the drawings 1 and 2, the
상기와 같은 구성수단중 지지기둥(10)과,지지기둥상부플랜지(12),태양전지모듈(300)은 일반적인 공지기술로 대동소이한 것으로, 상기 지지기둥(10)과 지지기둥기초 하단측에 마련된 배선인출구(11)는 문헌 1의 도 면 1과 같이 지주 하단에 형성된 방위액츄레이터에 인접하여 인출된 배선구조와, 문헌 2의 도 2와 같이, 선회파이프 하단에 마련된 하부베이스부 일측에서 인출되는 냉온공급라인 및 솔라셀리드선의 인출구,문헌 5의 지지기둥 하측방에 마련된 인출구, 문헌 6 과 문헌 7의 지지기둥부에 중공축을 통하여 지지기둥 기초하단에 형성된 인출구와 같이 공지된 전제기술이며, 지지기둥 상부플랜지(12)도 스윙모듈(100)과 요잉모듈(200) 및 태양전지모듈(300)와 같은 구성수단을 조립설치하기 위해 지지기둥상부에 마련된 공지의 보강설치대로 지지기둥의 형태에 따라 원판이나 다각형상으로 지지기둥과 용접정착되는 구성수단이다.The
한편, 상기의 태양전지모듈(300)은 일반적으로 다수셀로 이루어진 4∼5㎾급 태양전지(310)를 태양전지조립볼트(313)로 조립한 경량금속격자로 이루어진 태양전지설치가대(311)를 평면도시 'ㅍ'배치로 보강된 태양전지모듈프레임(320)상에 가대조립유볼트(312)로 설치 구성된다.On the other hand, the
이하,첨부도면에 의하여 태양의 방위와 고도의 변화에 따른 정확한 위치추적을 하도록 하는 제어요소와 풍압에 대한 구조적인 안정성과 소용량에 구동모터에 의한 효율적인 운전이 가능하도록 하는 태양광 발전용 추적장치구조에 대하여 알아보면,다음과 같다.Hereinafter, the control element for accurate position tracking according to the change of the bearing and altitude of the sun by the attached drawings and the structure of the photovoltaic power generation tracking device to enable the efficient operation by the drive motor at the structural stability and the small capacity for the wind pressure. For the following,
도 3은 본 발명의 추적장치가 적용된 태양광발전장치의 요부발췌 사시도이며,도 4는 본 발명에 따른 최대 회전각 범위를 나타낸 스윙(swing) 평면도이며,도 5는 도 3의 전체 분해사시도,도 6은 본 발명의 요부인 요잉모듈(yawing module)의 확대발췌분해사시도,도 7은 본 발명의 요부인 스윙모듈(swing module)의 확대발췌분해사시도에 기재된 바와 같이,Figure 3 is a perspective view of the main portion of the photovoltaic device to which the tracking device of the present invention is applied, Figure 4 is a swing plan view showing a maximum rotation angle range in accordance with the present invention, Figure 5 is a full exploded perspective view of Figure 3, 6 is an enlarged exploded perspective view of a yawing module that is a main part of the present invention, and FIG. 7 is an enlarged exploded perspective view of a swing module that is a main part of the present invention.
외연 일부가 돌출된 좌우스윙스톱바(12a)를 구비한 지지기둥 상부플랜지(12)를 지지기둥(10) 상부에 정착하고, Fixing the
지지기둥상부플랜지(12)상에 복열구조의 선회륜베어링(270) 외주열에 형성된 볼트구멍을 통해, 선회륜베어링의 저면에 워엄기어(280)와 워엄기어하부플랜지(280a)를 순서대로 볼트 조립하되, 상기 선회륜베어링의 내주열 회전자에 스윙모듈베드(210)를 볼트조립하고,The
워엄나사설치가대(260)와 스윙기어드모터브래킷(250a)이 일정 이격된 상태로 동일선상으로 스윙모듈베드 일측 저면에 볼트 조립하되, 상기 워엄나사설치가대(260) 일편에는 밀폐식 워엄나사축베어링커버(260a')에 워엄나사축베어링(262)를 설치하고, 이편에는 중공된 워엄나사축베어링커버(262a)에 내재된 워엄나사축베어링(262)을 통해 돌출된 워엄기어(280) 축단부와, 상기 스윙기어드모터브래킷(250a) 일측으로 볼트조립한 스윙기어드모터(240) 축단부를 스윙기어드축커플링(250b) 결합시킨후, 워엄나사설치가대(260) 후방외곽에 스윙모듈티이브래킷(220)을 조립시키고, 상기 밀폐된 워엄나사축베어링커버(260a')측 워엄나사설치가대(260)테두리에는 좌우스윙진행센서브래킷(290a)에 좌우스윙진행센서(290)을 부착해 워엄기어 외치에 연동시키고, 스윙모듈보호커버(230)로 저면 외곽에 조립한 스윙모듈(200)을 형성하고,The worm screw mounting stand (260) and the swing geared motor bracket (250a) in a predetermined spaced state in the same line in the bolt assembly on the bottom side of the swing module bed, but the worm screw mounting stand (260) on one side The worm screw shaft bearing 262 is installed on the bent
상기 스윙모듈베드(210)에 설치된 스윙모듈티이브래킷(220) 설치지점 이면부에 볼트조립한 직사각의 스크루잭바디설치베드(120) 양편으로 'ㄱ'형의 스크루잭베드브래킷(121)를 정착하고, 스크루잭베드브래킷 양단을 보강한 판넬 중간에는 좌우스윙정지근접스위치(134)를 좌우스윙정지근접스위치브래킷(134a)으로 설치하고, 스크루잭베드브래킷(121) 하측 양편에 조립한 스크루잭바디지지편(111) 외측단에는 부싱(4a)을 끼운 스크루잭바디요잉축(112)을 관통시켜 평와셔(3a)와 스프링너트(2a),조립볼트(1a)로 좌우하단으로 브래킷이 형성된 스크루잭바디받침(105)을 힌지 조립하되, 힌지조립된 스크루잭바디받침(105)에는 스크루수용통(103)을 연직하방으로 스크루막대(102)가 연직상방으로 설치된 스크루잭바디(101)를 설치하고, 스크루잭바디받침(105)의 일측면에 연장조립한 스크루잭모터받침(110)에 스크루잭기어드모터(108)를 설치해 축커플링(107)으로 스크루잭바디(101)를 상호조립하고, 스크루잭모터받침(110)상의 스크루잭기어드모터(108)는 스크루잭모터커버(109)로 외장처리한 요잉모듈(100)을 형성하고,The 'a' type screw
요잉모듈(100)의 스크루막대(102) 단부는 상기 태양전지모듈(300)의 태양전 지프레임(320) 상단에 볼트체결된 제2요잉브래킷(140)에 힌지 결합하고, 상기 스크루잭바디(101) 설치지점 대향 위치의 스윙모듈베드(210)에 조립한 제1요잉하브래킷(130b)에는 제1요잉브래킷장축(131)을 힌지축으로 제1요잉상브래킷(130a)을 조립하고, 제1요잉브래킷장축(131) 외연부에는 상하요잉정지센서돌편(131a)을 부착하고, 상하요잉정지센서돌편(131a) 인접부 스윙모듈베드(210)에는 상하요잉정지센서(131b)를 부착한 상하요잉정지센서브래킷(131c)을 설치하고, 다른 제1요잉하브래킷(130b')에는 제1요잉브래킷축(132)을 힌지축으로 다른 제1요잉상브래킷(130a') 조립하고, 제1요잉브래킷축(132) 힌지축에 인접된 스윙모듈베드(210)에는 상하요잉센서(133)를 부착한 상하요잉진행센서브래킷(133a)를 설치하며, 설치한 각 제1요잉상브래킷(130a;130a')은 상기 태양전지모듈(300)의 태양전지프레임(320) 중간에 볼트 조립한 것이다.The end of the
도면중 미설명부호 1a;1b;1c;1d;1e:조립볼트, 2a;2b;2c;2d:스프링너트,3a;3b;3c:평와셔,4a;4b;4c:부싱, '104'는 스크루막대(102)의 자바라, '201'은 스윙모듈베드(210)저면에 조립된 선회륜베어링(270)의 중공부와 관통된 베드배선공이며, 각종 배선은 도시를 생략하였다.In the drawings,
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시 작용을 첨부도면에 의해 상세히 알아본다.One embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail by the accompanying drawings.
본 발명에 따른 지지기둥(10)의 상부면에 정착된 지지기둥상부플랜지(12)에조립된 상기 스윙모듈(200)은 워엄기어하부플랜지(280a)와 워엄기어(280),선회륜베어링(270)과 같이 전체 조립 높이가 낮고 결합방식에 있어서도 다수개의 조립볼트 로 체결된 방식으로 풍압과 육중한 태양전지모듈(300)의 중량에 대하여 매우 안정적임을 알 수 있다.The
본 발명에 따른 워엄기어(280)는 지지기둥(10)의 지지기둥상부플랜지(12)상에 고정된 방식으로, 워엄기어(280)의 외경을 늘리는데 제한요소가 없다.
다만, 워엄기어(280)와 치합된 스윙기어드모터(240)를 조립하며, 태양전지모듈(300)을 설치하는 스윙모듈베드(210)의 평면적에 비례하여 워엄기어의 외경을 가변시키도록 한다.However, the swing geared
워엄기어의 외경이 증가함에 따라 스윙기어드모터(240)는 감속비는 증가하는 것으로, 지지기둥의 외경에 따라 적합하게 워엄기어 외경을 최대로 키울 수 있어, 태양전지모듈(300)을 스윙시키는 최소마력의 모터를 채택하도록 하는 점이 기술적 의미를 제공하는 것으로 제품의 경쟁력도 높일 수 있도록 하였다.As the outer diameter of the worm gear increases, the reduction gear ratio of the swing geared
한편,도 4에 참고되는 바와 같이, 지지기둥(10) 지지기둥상부플랜지(12)에 마련된 좌우스윙스톱파(12a)는 스윙모듈베드(210) 저면에 조립된 스윙모듈티이브래킷(220)에 의하여 좌우로 각 155°범위에서 스윙동작이 이루어지는 것으로,좌우스윙스톱파(12a)에 의하여 스윙동작은 설정각도 이상의 스윙동작을 제한하는 것이다.Meanwhile, as shown in FIG. 4, the left and right
태양의 방위에 따른 스윙동작 진행은 스윙모듈베드(210)에 조립된 워엄나사설치가대(260) 일측테에 조립된 좌우스윙진행센서(290)가 워엄기어(280) 외치를 따라 진행하면서, 태양의 방위에 따른 정밀한 스윙동작이 진행되며, 좌우스윙동작프로그램에 결함이 있을 경우 1차 조처로 스크루잭베드브래킷(121) 하측 보강 판넬 중간에는 설치된 좌우스윙정지근접스위치(134)에 의하여 정지되도록 하고, 좌우스 윙정지근접스위치마저 결함이 있을때, 최후 조처로 스윙모듈베드(210) 후방 저면에 설치된 스윙모듈티이 브래킷(220)이 지지기둥상플랜지(12)에 돌출된 좌우스윙스톱바(12a)에 의해 최종진행을 멈추는 것으로 스윙동작의 안정성과 정밀한 제어를 위한 최적의 상태를 제공하는 것이다.As the swing motion progresses according to the sun's orientation, the left and right
또한, 태양의 고도에 따른 태양광모듈(300)을 요잉시키는 본 발명에 따른 요잉모듈(100)은 스윙모듈베드(210) 양편에 볼트조립된 제1요잉하브래킷(130b')의 힌지축으로 조립된 제1요잉브래킷축(132)의 외연부에 설치된 상하요잉센서(133)에 의해 정밀한 요잉각도로 동작이 이루어지며, 만약 전기적인 프로그램에 문제가 생겨 상하각도가 계속진행할 경우, 1차 안전조처로 제1요잉하브래킷(130b)에 마련된 제1요잉브래킷장축(131)의 힌지축에 설치된 상하요잉정지센서돌편(131a)을 감지하는 상하요잉정지센서(131b)에 의하여 정지하고, 상하요잉정지센서마저 결함이 생길때 ,제1요잉하브래킷(130b;130b')과 제1요잉상브래킷(130a;130a')이 최종 상승하였을때 기계적으로 정지하며. 최종하강 하였을때는 스르루잭이 더 이상 하강하지 않아, 정밀하고 안정한 요잉각도로 동작되게 한 것이다.In addition, the
상기 요잉동작은 요잉모듈(100)의 스크루잭바디(101)에 조립된 스크루잭기어드모터(108)의 기동에 의하여, 스크루수용통(103)에 일축이 내장된 스크루막대(102)의 길이가 가변되는 것으로, 태양전지모듈(300)의 요잉은 상기 스윙모듈베드(210) 양편에 볼트조립된 제1요잉하브래킷(130b;130b')을 요잉축으로 태양전지모듈프레임(320) 상단에 조립된 제2요잉브래킷(140)에 조립된 스크루막대(102)의 신축에 의하여 진행되는 되는 것이다.The yaw operation is performed by the start of the screw jack geared
본 발명에 따른 요잉모듈(100)은 스윙모듈베드(210)상에 볼트조립된 스크루잭바디설치베드(120)와 양단이 판넬로 보강된 'ㄱ'형의 스크루잭베드브래킷(121) 양편에 설치된 스크루잭바디지지편(111)에 힌지조립된 스크루잭바디받침(105)에 의하여 설치된 스크루잭바디(101)를 좌우 유격 없이 최대한 안정되게 지지한다.The
도 1은 본 발명에 따른 최대 세움각 상태의 요잉(yawing) 측면도Figure 1 is a yawing side view of the maximum standing angle in accordance with the present invention
도 2는 본 발명에 따른 최대 수평각 상태의 요잉(yawing) 측면도Figure 2 is a yawing side view of the maximum horizontal angle state in accordance with the present invention
도 3은 본 발명의 추적장치가 적용된 태양광발전장치의 요부발췌 사시도Figure 3 is a perspective view of the main portion of the photovoltaic device to which the tracking device of the present invention is applied
도 4는 본 발명에 따른 최대 회전각 범위를 나타낸 스윙(swing) 평면도Figure 4 is a swing plan view showing the maximum rotation angle range in accordance with the present invention
도 5는 도 3의 전체 분해사시도5 is an exploded perspective view of FIG. 3.
도 6은 본 발명의 요부인 요잉모듈(yawing module)의 확대발췌분해사시도Figure 6 is an enlarged exploded perspective view of the yawing module that is the main part of the present invention
도 7은 본 발명의 요부인 스윙모듈(swing module)의 확대발췌분해사시도Figure 7 is an enlarged exploded perspective view of the main swing module (swing module) of the present invention
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing
10:지지기둥 11:배선인출구10: support pillar 11: wiring outlet
12:지지기둥상부플랜지 12a:좌우스윙스톱바12: support column
100:요잉모듈(yawing module)100: yawing module
101:스크루잭바디 102:스크루막대 101: screw jack body 102: screw rod
103:스크루막대수용통 104:자바라 103: screw rod container 104: Java
105:스크루잭바디 받침 106:스크루잭바디받침 브래킷 105: screw jack body support 106: screw jack body support bracket
107:스크루잭바디축커플링 108:스르쿠잭기어드모터 107: screw jack body shaft coupling 108: screw jack geared motor
109:스크루잭모터커버 110:스크루잭모터받침 109: screw jack motor cover 110: screw jack motor support
111:스크루잭바디지지편 112:스크루잭바디요잉축 111: screw jack body support 112: screw jack body yaw axis
120:스크루잭바디설치베드 121:스크루잭베드브래킷 120: screw jack body mounting bed 121: screw jack bed bracket
130a;130a':제1요잉 상브래킷 130a; 130a ': first yaw upper bracket
130b;130b':제1요잉 하브래킷 130b; 130b ': first yawing bracket
131:제1요잉 브래킷 장축 131a:상하요잉정지센서돌편 131: Longitudinal axis of the
131b:상하요잉정지센서 131c:상하요잉정지센서브래킷 131b: Up and down
132:제1요잉 브래킷 축 132: first yaw bracket axis
133:상하요잉센서 133a:상하요잉진행센서브래킷 133: up and down
134:좌우스윙정지근접스위치 134a:좌우스윙정지근접스위치브래킷 134: Left wing stop
140:제2요잉브래킷 140: the second yawing bracket
200:스윙모듈(swing module)200: swing module
210:스윙모듈 베드 210a:베드배선공 210: swing module bed 210a: bed wiring
220:스윙모듈 티이브래킷 230:스윙모듈커버 220: swing module tea bracket 230: swing module cover
240:스윙기어드모터 240: swing geared motor
250a:스윙기어드모터브래킷 250b:스윙기어드모터축 커플링 250a: Swing geared
260:워엄나사설치가대 260a;260a':워엄나사베어링블럭 260: worm
261:워엄나사 262:워엄나사축베어링 261: worm screw 262: worm screw shaft bearing
270:선회륜베어링 280:워엄기어 270: slewing wheel bearing 280: worm gear
280a:워엄기어하부플랜지 290:좌우스윙진행센서 280a: worm gear lower flange 290: left wing progress sensor
300:태양전지모듈300: solar cell module
310:태양전지 311:태양전지설치가대 310: solar cell 311: solar cell mounting stand
312:가대조립유볼트 313:태양전지조립볼트 312: Mounting assembly bolt 313: Solar cell assembly bolt
320:태양전지모듈프레임 320: solar cell module frame
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