KR100976720B1 - 태양 위치 추적 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 태양 위치 추적 장치는, 수직으로 세워진 지지대와, 상기 수직 지지대의 상부에 회전 가능하게 설치되는 태양전지패널과, 상기 지지대의 중간에 회동 가능하게 연결된 구동 바와, 상기 지지대의 상부에 회전 가능하게 결합된 상태에서 상기 구동 바에 의해 회전하면서 상기 태양전지 패널을 회전시키는 가이드 부재와, 상기 구동 바를 회동시키는 구동기구를 포함하여 구성되되, 상기 구동 바와 가이드 부재의 결합 부분은, 상기 구동 바가 가이드 부재를 따라 직선 운동이 가능하도록 연결됨으로써, 상기 구동 바가 태양전지패널 쪽에 슬라이딩 가능하게 결합된 상태에서 지렛대 작용을 하면서 태양전지패널을 밀어 올리거나 내리도록 구성되어, 전체적으로 구조가 간단하면서도 상대적으로 적은 동력을 이용하여 태양전지패널을 원활하게 구동할 수 있고, 견고한 지지 구조도 확보할 수 있는 효과가 있다.

태양광, 추적, 일축식, 이축식, 지지대, 고도, 방위각,

Description

태양 위치 추적 장치{Device for tracking location of sun}

본 발명은 태양 위치 추적 장치에 관한 것으로서, 특히 태양의 방위각 변화 또는 고도 변화에 대응하여 태양의 위치를 추적할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적인 태양광 발전장치는, 태양광을 흡수하여 빛에너지를 전기에너지로 전환시키는 태양전지를 이용하게 되는데, 태양전지는 다양한 구조의 설치부에 조립된 상태로 이용하게 된다.(이하에서는 태양전지와 이 태양전지가 조립되는 설치부를 태양전지패널로 통칭하여 설명한다.)

태양광 발전장치는 태양 위치 추적 방식에 따라 크게 일축식과 이축식으로 구분할 수 있다.

일축식은 태양의 방위각 변화에 대응하여 태양전지패널을 동에서 서로 회전시킬 수 있도록 것으로, 고도를 추적하지 않으므로 회전축이 한 개여서 단순하고 군락을 형성하여 설치하기에 용이하여 많이 사용되고 있으며, 이축식에 비해 운영도 비교적 간편한 편이나, 수집되는 에너지가 낮은 단점이 있다.

반면, 이축식은 태양의 방위각과 고도 변화에 대응하여 태양전지패널을 동에서 서로 회전시키는 동시에 상하 방향으로 태양의 고도를 추적할 수 있도록 구성된 것으로, 태양의 움직임을 정확하게 추적해야 하는 정밀성이 요구되어 비용 및 운영이 어렵다는 단점이 있다.

이와 같은 일축식 또는 이축식을 포함한 종래 태양 위치 추적장치는, 태양의 방위각 또는 고도 변화에 따라 태양전지패널을 좌우 또는 상하로 이동(회전)시킬 수 있도록 구동장치를 이용하게 되는데, 이 구동장치는 통상 모터와 이 모터에 의해 회전하는 기어류 또는 유압 등을 이용하여 태양전지패널을 회전 구동시키도록 구성된다.

그러나, 종래의 태양 위치 추적장치는, 유압을 이용한 경우에는 전체적으로 구동 구조가 복잡해지는 문제가 있고, 모터 구동 방식은 태양전지패널의 회전중심에 구동부가 위치되어 태양전지패널 등을 회전시키게 되므로, 대형화되는 태양전지패널을 안정적으로 지지하면서 회전 구동시키기 어려운 문제가 발생되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지렛대 원리를 이용하여 전체적으로 구조가 간단하면서도 상대적으로 적은 동력을 사용하여 태양전지패널을 원활하게 구동할 수 있도록 하는 태양 위치 추적 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 삼각 지지 구조의 확보가 가능하여 태양전지패널을 보다 안정적으로 지지할 수 있는 태양 위치 추적 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 다수의 태양전지패널을 간단한 구조로 동시 구동이 가능하도록 하는 태양 위치 추적 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한 본 발명은, 일축식 태양 위치 추적 장치는 물론 이축식 태양 위치 추적 장치에도 용이하게 적용하여 사용할 수 있는 태양 위치 추적 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 태양 위치 추적 장치는, 수직으로 세워진 지지대와, 상기 수직 지지대의 상부에 회전 가능하게 설치되는 태양전지패널과, 상기 지지대의 중간에 회동 가능하게 연결된 구동 바와, 상기 지지대의 상부에 회전 가능하게 결합된 상태에서 상기 구동 바에 의해 회전하면서 상기 태양전지 패널을 회전시키는 가이드 부재와, 상기 구동 바를 회동시키는 구동기구를 포 함하여 구성되되, 상기 구동 바와 가이드 부재의 결합 부분은, 상기 구동 바가 가이드 부재를 따라 직선 운동이 가능하도록 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 지지대의 상단부에는 패널 회전축이 수평 방향으로 길게 설치되고, 상기 태양전지패널과 상기 가이드 부재는 상기 패널 회전축에 함께 회전할 수 있도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 가이드 부재에는 가이드 레일이 설치되고, 상기 구동 바에는 상기 가이드 레일을 따라 구름 운동하는 롤러가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 태양 위치 추적 장치를 일축식에 적용할 경우, 상기 지지대, 태양전지패널, 구동 바, 가이드 부재가 하나의 기본 세트를 이루고, 이러한 기본 세트가 차례로 다수개 배열되어 설치되며, 상기 구동기구는 상기 다수개의 기본 세트에 구비된 태양전지패널을 동시에 구동할 수 있도록 구성될 수 있다.

이때, 상기 구동기구는, 일측에 위치된 구동 모터와, 상기 구동 모터의 회전력을 각 기본 세트의 구동 바에 전달하는 구동축과, 상기 구동축과 구동 바 사이에 구비되는 동력전달기구를 포함하여 구성되는 것이 바람직하고, 상기 동력전달기구는 구동축 및 상기 구동 바의 바 회전축에 구비된 웜기어로 구성될 수 있다.

여기서 상기 구동축을 회전시키는 구조가 아닌 직선 왕복 운동하는 구조에 의해 구동 바를 구동하도록 구성할 수도 있다. 이때에는 상기 구동축에 랙 기어를 설치하고, 상기 구동 바의 회전 중심축에 피니언을 설치하여 회전력을 전달토록 구성할 수 있다.

이와는 달리, 상기 구동기구는 상기 지지대에 직접 설치되어 구동 바를 회전 시키는 구동모터로 구성할 수 있다.

한편, 상기 태양 위치 추적 장치를 이축식에 적용할 경우에, 상기 지지대는, 상기 태양전지패널, 구동 바, 가이드 부재를 지지대를 중심으로 회전시킬 수 있도록 구성된다.

본 발명에 따른 태양 위치 추적 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

본 발명은, 지렛대 원리를 이용하여 구동 바가 태양전지패널 쪽에 슬라이딩 가능하게 결합된 상태에서 태양전지패널을 밀어 올리거나 내리도록 구성되기 때문에 전체적으로 구조가 간단하면서도 상대적으로 적은 동력을 이용하여 태양전지패널을 원활하게 구동할 수 있는 효과를 갖는다.

즉, 종래와 같이 태양전지패널의 회전 중심에 구동기구를 배치하는 방식이 아닌, 태양전지패널의 회전 중심에서 떨어진 위치에 지렛대 작용을 하는 구동 바를 설치하여, 태양전지패널을 이동시킴으로써 단순한 변경으로 태양위치추적이 원활하게 이루어질 수 있게 한다. 이러한 지렛대 원리는 태양전지패널이 대략 수평으로 놓인 상태에서는 구동 바가 태양전지패널의 회전 중심 쪽에 위치하게 되나 이때에는 지지대에 대부분의 하중이 집중되면서 상대적으로 작은 힘으로 태양전지패널의 구동이 가능하게 되고, 특히 태양전지패널이 경사지게 위치된 상태에서는 구동 바가 태양전지패널의 회전 중심에서 멀어진 위치에서 태양전지패널을 움직이게 되므로, 전체적으로 작은 구동력으로 태양전지패널을 효율적으로 구동시킬 수 있게 되 는 것이다.

또한 본 발명은, 태양전지패널이 경사지게 위치된 상태에서 구동 바가 펼쳐지듯이 위치되어 삼각 지지 구조를 확보할 수 있기 때문에 태양전지패널을 보다 견고하고 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 일축식의 경우에 하나의 구동기구를 이용하여 다수의 태양전지패널을 동시에 구동하도록 구성할 수 있기 때문에 간단한 구조로 다수의 태양전지패널의 동시 구동이 가능해지는 효과도 있다.

또한 본 발명은, 일축식 태양 위치 추적 장치는 물론 이축식 태양 위치 추적 장치에도 용이하게 적용하여 사용할 수 있는 효과도 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 크게 두 가지 실시예로 나누어서 설명한다. 도 1 내지 도 7c를 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예인 일축식의 태양 위치 추적 장치를 설명하고, 도 8 내지 도 16을 참조하여, 본 발명에 따른 다른 실시예인 이축식 태양 위치 추적 장치에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 태양 위치 추적 장치를 일축식에 적용한 일 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 태양 위치 추적 장치의 전체 사시도이고, 도 2 내지 도 6은 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치를 보여주는 도면들로서, 도 2는 사시도, 도 3은 분해 사시도, 도 4는 주요부 사시도, 도 5는 주요부 정면도, 도 6은 측면도이다.

그리고, 도 7a 내지 도 7c는 태양 위치 추적 장치의 작동 상태를 보여주는 측면도들이다.

도 1 내지 도 7c에 도시된 실시예의 도면들은, 다수의 태양전지패널(20)들이 차례로 배열되어 설치된 구성을 보여주고 있으나, 태양전지패널(20)을 포함한 하나의 세트를 독립적으로 설치하여 구성하는 것도 가능하다.

이하 설명된 실시예의 설명에서는 도면에 의거하여 복수의 세트로 이루어진 구성에서, 다수의 태양전지패널(20)을 동시에 구동할 수 있는 구조를 중심으로 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양 위치 추적 장치의 기본 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 수직으로 세워진 지지대(10)와, 이 수직 지지대(10)의 상부에 회전 가능하게 설치되는 태양전지패널(20)과, 상기 지지대(10)에 회동 가능하게 연결된 구동 바(30)와, 상기 지지대(10)의 상부에 회전 가능하게 결합되거나 태양전지패널 쪽에 결합된 상태에서 상기 구동 바(30)에 의해 회전하면서 상기 태양전지패널(20)을 회전시키는 가이드 부재(40)와, 상기 구동 바(30)를 회전 구동시키는 구동기구(50)로 구성된다.

여기서 상기 지지대(10), 태양전지패널(20), 구동 바(30), 가이드 부재(40) 가 하나의 기본 세트를 이루고, 본 실시예의 도면에서는 이러한 기본 세트가 차례로 다수개 배열되어 복수개의 세트가 설치된 구성을 보여준다. 아울러, 상기 구동기구(50)는 상기 복수의 세트에 각각 구비된 태양전지패널(20)을 동시에 구동할 수 있도록 구성된다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 위치 추적 장치의 주요 구성 부분에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 지지대(10)는 태양전지패널(20)을 양쪽에서 지지할 수 있도록 복수 개(도면에서는 하나의 열에 3개)로 구성되고, 양쪽 지지대(10)의 상부에는 패널 회전축(25)이 수평 방향으로 길게 연결된다.

패널 회전축(25)은 상기 지지대(10)의 상부에 고정부(15)를 통해 지지된 상태에서 회전 가능하게 구성되는 것이 바람직하다. 패널 회전축(25)은 태양전지패널(20)과 일체로 구성될 수 있으며, 또한 도면에 예시된 바와 같이 패널 회전축(25)이 별도로 구성되어 상기 태양전지패널(20)과 가이드 부재(40)가 결합되어 함께 회전할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

이러한 패널 회전축(25)은, 도 3을 참조하면, 이중축 구조를 갖도록 구성될 수 있는데, 내부에 지지봉(26)을 설치하고, 그 외부에 회전봉(27)을 설치하는 구성으로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 지지봉(26)은 고정부(15)를 통해 지지대(10)의 상단에 고정된 상태로 설치되며, 상기 회전봉(27)은 상기 지지봉(26)의 바깥쪽에 끼워진 상태에서 회전하게 된다. 물론 상기 지지봉(26)과 회전봉(27) 사이에는 베어링(16) 또는 부싱이 설치되어 회전봉(27)이 원활하게 회전할 수 있도록 구성되 는 것이 바람직하다.

다음, 태양전지패널(20)은 기본적으로 태양전지들이 설치되어 태양광을 흡수하여 빛에너지를 전기에너지로 전환시킬 수 있도록 구성된 것으로서, 도 1에서와 같이 패널의 상부에 다수의 태양전지들이 배치되어 태양광을 흡수할 수 있도록 구성된다. 여기서 태양전지패널(20)은 도면에 예시된 평판 구조에 한정되지 않고, 실시 조건에 따라서는 반사판 등을 이용한 집광 구조를 갖는 태양광 수집 구조 등도 포함할 수 있다.

다음, 구동 바(30)는, 도 2에서와 같이, 구동기구(50)를 중심으로 양쪽에 태양전지패널(20)이 배치된 경우에, 가운데 지지대(10)에 두 개씩 설치된다.

한 쪽 구동 바(30A)는 상기 구동기구(50)에 의해 직접 구동되고, 다른 쪽 구동 바(30B)는, 도 3을 참조하면, 한 쪽 구동 바(30A)와 바 회전축(32)으로 연결되어 회전하도록 구성된다. 물론, 다른 쪽 구동 바(30B)도 상기 구동기구(50)에 직접 연결되어 구동될 수 있다.

이러한 구동 바(30)는 긴 막대형 구조로 형성되는데, 한 쪽 끝단은 상기 지지대(10)를 관통하게 설치된 바 회전축(32)에 결합되어 한 지점에서 회전할 수 있도록 구성되고, 다른 쪽 끝단은 상기 가이드 부재(40)에 슬라이딩 방식으로 상대 운동이 가능하도록 연결된다.

상기 구동 바(30)와 가이드 부재(40)가 상대 운동이 가능하도록 결합된 부분은, 상기 구동 바(30)가 가이드 부재(40)를 따라 직선 운동이 가능하도록 연결되는 것이다.

이와 같은 구조에 의해, 상기 구동기구(50)에 의해 구동 바(30)가 회전하면, 구동 바(30)의 한 쪽 끝단은 바 회전축(32)을 중심으로 회전하게 되고, 다른 쪽 끝단은 상기 가이드 부재(40)를 측면을 따라 슬라이딩 방식으로 이동하면서 가이드 부재(40)를 패널 회전축(25)을 중심으로 회전시킬 수 있게 된다.

다음, 상기 가이드 부재(40)는, 한쪽 또는 양쪽 측면에 상기 구동 바(30)의 다른 쪽 끝단부가 결합되어 직선 이동할 수 있도록 가이드 레일(45)이 설치된다.

본 실시예의 도면에서는 가이드 부재(40)의 양쪽에 가이드 레일(45)이 구성되어 상기 구동 바(30)가 결합된 구성을 보여준다. 또한 상기 가이드 레일(45)은 긴 홈 구조로 형성되고, 상기 구동 바(30)에는 상기 가이드 레일(45)에 삽입되어 가이드 레일을 따라 구름 운동할 수 있도록 롤러(35)가 설치된 구성을 보여준다.

이때, 각 롤러(35)는 그 둘레면 양측이 상기 가이드 레일(45)의 내면 양쪽(상부 내면과 하부 내면)에 접촉되도록 설치되는 것이 바람직하다. 이는 롤러(35)가 가이드 레일(45)에 조립된 상태에서 유격 발생을 최소화하여, 롤러가 가이드 레일을 따라 원활하게 주행할 수 있도록 하기 위한 것이다.

이와 같이 구동 바(30)에 설치된 롤러(35)는 상기 가이드 부재(40)의 양쪽에 결합될 수 있도록 두 개의 롤러(35)로 이루어지는 것이 바람직하고, 이 두 개의 롤러(35)는 'U'자형 구조로 이루어진 롤러 브래킷(36; 도 3 참조) 안에 회전 가능하게 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 롤러 브래킷(36)은 상기 구동 바(30)의 끝단 에 설치된다.

한편, 본 실시예의 도면에서, 상기 가이드 부재(40)가 긴 막대형으로 구성되어 상기 태양전지패널(20)과 분리되어 구성된 구조를 보여주고 있으나, 가이드 부재(40)가 태양전지패널(20)에 직접 결합되어 함께 회전하도록 구성하는 것도 가능하다.

다음, 상기 구동기구(50)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일측 공간에 위치된 구동 모터(50)와, 상기 구동 모터(50)의 회전력을 각 세트의 구동 바(30A)에 전달하는 구동축(55)과, 상기 구동축(55)과 구동 바(30) 사이에 구비되는 동력전달기구를 포함하여 구성된다.

여기서 동력전달기구는 구동축(55) 및 상기 구동 바(30)의 바 회전축(32)에 구비된 웜기어(37, 57; 도 6 참조)로 구성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 구동축(55)의 회전력을 상기 구동 바(30)에 전달할 수 있는 동력전달구조이면 공지의 다양한 구성을 적용하여 실시할 수 있음은 물론이다.

도 3에서, 참조 번호 56은 구동축(55)를 지지하는 축 브래킷이다.

한편, 도시하지는 않았지만, 상기 구동기구(50)를 동시 구동 방식이 아닌 개별 구동방식으로 구성하는 것도 가능하다. 이때에는 각 지지대(10)에 구동모터를 설치하여 각 지지대(10)에 설치된 구동 바(30)를 개별적으로 회전시킬 수 있도록 구성할 수 있다.

또한, 도 1 내지 도 8에 도시된 실시에에서는 하나의 모터를 이용하여 구동축을 회전시키는 구조를 예시하였으나, 실시 조건에 따라서는 모터(액츄에이터) 등의 구동원에 의해 구동축(55)이 직선 왕복 운동하면서 구동 바(30)를 회전시키도록 구성할 수도 있다. 이때 구동축(55)에는 랙 기어가 구성되고, 상기 구동 바(30) 쪽에는 피니언을 설치하여 동력 전달이 이루어지도록 구성할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양 위치 추적 장치는, 도 7a 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 구동기구(50)의 구동축(55)이 회전함에 따라 각 구동 바(30)가 바 회전축(32)을 중심으로 회전하게 되고, 이때, 상기 구동 바(30)와 상대 운동 가능한 구조로 연결된 가이드 부재(40)가 구동 바(30)의 움직임에 연동되어 밀어 올려지거나, 하측으로 당겨지게 되면서 패널 회전축(25)을 중심으로 회전하게 된다.

패널 회전축(25)이 회전하게 되면, 패널 회전축(25)에 결합된 태양전지패널(20)도 함께 회전하면서, 태양의 위치 변화에 따른 추적이 가능해지게 되는 것이다.

이와 같은, 본 발명의 태양 위치 추적 장치는, 구동 바(30)가 최소한의 힘을 이용하여 태양전지패널을 원활하게 회전시키는 지렛대 작용을 하게 된다.

즉, 도 7a, 도 7c에서와 같이 상태에서 태양전지패널(20)을 회전시킬 때는 구동 바(30)가 태양전지패널의 중심에서 먼 쪽에서 태양전지패널을 밀어 올리게 되므로, 태양전지패널의 회전 중심에서 직접 회전시키는 구동 방식보다 상대적으로 작은 힘으로도 태양전지패널을 원활하게 회전시킬 수 있게 된다.

그리고, 도 7b에서와 같이 태양전지패널이 대략 수평 상태에 있을 때에는 태양저지패널의 하중이 지지대 쪽에 집중되므로, 이때에도 구동 바(30)는 작은 힘으로 태양전지패널을 밀거나 당겨서 원활하게 회전시킬 수 있게 된다.

결국, 본 발명은, 지렛대 작용을 하는 구동 바(30)가 구비됨으로써, 지렛대의 원리를 이용하여 힘이 많이 필요한 상태에서는 먼 쪽에서 밀어올리고, 도 7b에서와 같이 태양전지패널의 중심이 잡혀 힘이 적게 필요한 부분에서는 가까운 곳에서 밀게 되어 태양전지패널을 구동하는 힘을 보다 효과적으로 사용할 수 있게 된다.

이와 함께, 도 7a, 도 7c에서와 같이 태양전지패널이 어느 한 쪽으로 기울어져 있는 상태에서는 구동 바(30)가 지지대(10), 가이드 부재(40)와 함께 삼각 구조를 이루면서 태양전지패널을 지지하게 되고, 또한 태양전지패널(20)이 수평으로 위치된 상태에서는 패널회전축(25)과 구동 바(30)가 'T' 자형 구조를 이루게 되는데, 이때 가이드 부재(40)의 양쪽에 설치된 롤러(35)가 브레이크 역할을 하게 되면서 가이드 부재(40) 및 태양전지패널(20)의 회전을 제한하게 되므로, 지지 구조의 안정성을 확보할 수도 있게 된다.

다음, 본 발명의 태양 위치 추적 장치를 이축식에 적용한 다른 실시예에 대하여 설명한다.

여기서 이축식 구조를 갖는 태양 위치 추적 장치는, 전술한 일 실시예의 일 축식 태양 위치 추적 장치가 태양의 방위각 변화에만 대응하여, 태양의 위치를 추적할 수 있도록 구성된 것과 달리, 태양의 방위각은 물론, 고도 변화에도 대응하여, 태양의 위치를 추적할 수 있도록 구성된 것이다.

이러한 이축식 구조를 갖는 본 발명의 태양 위치 추적 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 8 내지 도 11은 태양 위치 추적 장치의 전체를 보여주는 도면들로서, 도 8은 사시도, 도 9는 배면 방향 사시도, 도 10은 우측면도, 도 11은 좌측면도이다.

그리고, 도 12 내지 도 16은 태양전지패널(20)을 제외한 태양 위치 추적 장치가 도시된 도면들로서, 도 12는 사시도, 도 13은 배면 방향 사시도, 도 14는 배면 방향 분해 사시도, 도 15는 정면도, 도 16은 배면도를 나타낸다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 하나의 지지대(110)에 수평 방향으로 패널 회전축(125)이 설치되고, 패널 회전축(125)에 태양전지패널(120)이 지지되게 설치된다.

패널 회전축(125)은 상기 지지대(110)의 상단에 구비된 베어링(116)을 포함하는 고정부(115)를 통해 회전 가능하게 설치되고, 태양전지패널(120)은 도 12에서와 같이 패널 회전축(125)에 일정 간격마다 설치된 패널 고정대(122)에 조립되어 설치된다.

특히, 상기 패널 회전축(125)에는 패널 고정대(122)와 나란한 방향으로 전술한 일 실시예의 가이드 부재(40)와 유사한 구조를 갖는 가이드 부재(140)가 설치되고, 이 가이드 부재(140)에는 상기 지지대(110)에 회전 가능하게 설치된 구동 바(130)가 슬라이딩 가능하게 연결된다.

여기서 가이드 부재(140)의 구체적인 구성과 구동 바(130)의 연결 구성은 전술한 일 실시예의 구성 및 작동 원리와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

다만, 본 발명의 다른 실시예의 구동 바(130)는 지지대(110)에 설치된 구동기구(150)에 직접 연결되어 설치되는 구성이 전술한 일 실시예의 구성과 상이하다.

한편, 상기 가이드 부재(140)가 패널 회전축(125)에 연결된 구성을 설명하였으나, 실시 조건에 따라서는 태양전지패널(120) 또는 이를 지지하는 패널 고정대(122)에 직접 연결되어 설치되는 것도 가능하다.

이상과 같은 태양전지패널(120)의 상하 회전 구동 방식은, 전술한 일 실시예의 구성과 대체적으로 동일하거나 유사한 구성을 갖는다.

하지만, 이축식 구동을 위해, 지지대(110)의 일부도 회전하는 구조를 갖도록 구성된다.

즉, 도 14를 참고하면, 하부 지지대(111)에 상부 지지대(112)가 끼워진 상태에서 상부 지지대(112)가 하부 지지대(111)에 대하여 상대 회전하도록 구성됨으로써, 상부 지지대(112)에 연결되어 설치되는 패널 회전축(125), 태양전지패널(120), 가이드 부재(140), 구동 바(130)가 하나의 세트를 이루면서 상부 지지대(112)와 함께 하부 지지대(111)를 중심으로 회전하도록 구성되는 것이다.

이러한 지지대(110) 중심의 회전 방식을 이용한 태양 추적 구동 방식은 공지의 여러 실시예의 구성을 다양하게 적용하여 구성할 수 있는데, 도면에 예시된 실시예에서는 하부 지지대(111) 쪽에 고정 기어(154)를 설치하고, 상부 지지대(112) 쪽에 상기 고정 기어에 치합되는 구동 기어(미도시)를 설치하여, 구동 모터(155)를 작동함에 따라 구동 기어가 고정 기어를 따라 회전하면서 상부 지지대(112) 및 이와 연결된 구조물 전체를 회전시키는 구조를 보여준다.

도면에서 상부 지지대(112)에 구동기구(155)가 설치될 수 있도록 구동 브래킷(151)이 설치되고, 이 구동 브래킷(151)에는 상기 구동 기어를 회전시키는 모터(155), 상기 구동 바(130)를 회전시키는 모터(156)가 각각 설치된다.

상기 구동 바(130)를 회전시키는 모터(156)와 구동 기어를 회전시키는 모터(155)의 설치 위치 및 기타 동력전달기구(감속기 포함)의 설치 구조는 실시 조건에 따라 다양하게 변경하여 실시할 수 있음으로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양 추적 장치는, 태양전지패널(120)의 상하방향 회전은, 일 실시예를 통해 설명한 바와 같이, 구동 모터(156)의 구동력에 의해 구동 바(130)가 회동하게 되고, 이때 가이드 부재(140)가 패널 회전축(125)과 함께 회전하면서 태양전지패널(120)을 회전시켜 태양의 고도(또는 방위각)를 추적하게 된다.

이와 함께 태양전지패널(120)의 지지대 중심 회전은, 구동 모터(155)를 회전시킴에 따라 하부 지지대(111)를 중심으로 상부 지지대(112)가 회전하게 되는데, 이때 상부 지지대(112)에 설치되어 있는 패널 회전축(125), 가이드 부재(140), 구동 바(130)가 동시에 회전하면서 태양의 방위각(또는 고도) 변화를 추적하게 된다.

참고로, 도 14 내지 도 16에서 참조 번호 111a는 하부 지지대(111)에 고정되어 상부 지지대(112)를 지지하기 위한 구조물이고, 112a는 상부 지지대(112)에 결합되어 패널 회전축(125)을 지지하기 위한 구조물이다. 그리고, 135는 구동 바(130)에 설치되어 롤러를 지지하는 롤러 브래킷을 나타낸다.

이와 같은, 본 발명에 따른 이축식 태양 추적 장치도, 지렛대 작용을 하는 구동 바(130)를 이용하여, 상대적으로 작은 구동력으로 태양전지패널(120)을 상하 방향으로 원활하게 회전시킬 수 있으며, 또한 태양전지패널(120)이 경사지게 위치된 상태에서 삼각 구조를 형성하면서 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

한편, 상기한 본 발명의 여러 실시예들에서는 태양전지패널이 평판 구조로 배치된 구성을 중심으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 반사판을 이용하여 태양광을 집광시키는 태양광 수집장치 등 태양광 또는 태양열을 수집하여 이용하는 장치에는 다양하게 적용하여 사용할 수 있음은 물론이다.

도 1 내지 도 7c는 본 발명에 따른 일 실시예(일축식)의 태양 위치 추적 장치가 도시된 도면들로서,

도 1은 태양 위치 추적 장치의 전체 사시도,

도 2는 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치를 보여주는 사시도,

도 3은 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 분해 사시도,

도 4는 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 주요부 사시도,

도 5는 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 주요부 정면도,

도 6은 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 측면도,

도 7a 내지 도 7c는 태양 위치 추적 장치의 작동 상태를 보여주는 측면도들이다.

도 8 내지 도 16은 본 발명에 따른 다른 실시예(이축식)의 태양 위치 추적 장치가 도시된 도면들로서,

도 8은 태양 위치 추적 장치의 전체 사시도,

도 9는 태양 위치 추적 장치의 전체 배면 방향 사시도,

도 10은 태양 위치 추적 장치의 우측면도,

도 11은 태양 위치 추적 장치의 좌측면도,

도 12는 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 사시도,

도 13은 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 배면 방향 사시도,

도 14는 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 배면 방향 분해 사 시도,

도 15는 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 정면도,

도 16은 태양전지 패널을 제외한 태양 위치 추적 장치의 배면도이다.

Claims (8)

1. 수직으로 세워진 지지대와,

   상기 수직 지지대의 상부에 회전 가능하게 설치되는 태양전지패널과,

   상기 지지대의 중간에 회동 가능하게 연결된 구동 바와,

   상기 지지대의 상부에 회전 가능하게 결합된 상태에서 상기 구동 바에 의해 회전하면서 상기 태양전지패널을 회전시키는 가이드 부재와,

   상기 구동 바를 회동시키는 구동기구를 포함하여 구성되되,

   상기 구동 바와 가이드 부재의 결합 부분은, 상기 구동 바가 가이드 부재를 따라 슬라이딩 가능하게 결합된 상태에서 가이드 부재를 포함한 태양전지패널을 밀어 올리거나 내리도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양 위치 추적 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지대의 상단부에는 패널 회전축이 수평 방향으로 길게 설치되고,

   상기 태양전지패널과 상기 가이드 부재는 상기 패널 회전축에 함께 회전할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 태양 위치 추적 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 가이드 부재에는 가이드 레일이 설치되고,

   상기 구동 바에는 상기 가이드 레일을 따라 구름 운동하는 롤러가 설치된 것을 특징으로 하는 태양 위치 추적 장치.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 지지대, 태양전지패널, 구동 바, 가이드 부재가 하나의 기본 세트를 이루고,

   이러한 기본 세트가 차례로 다수개 배열되어 설치되며,

   상기 구동기구는 상기 다수개의 기본 세트에 구비된 태양전지패널을 동시에 구동할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양 위치 추적 장치.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 구동기구는, 일측에 위치된 구동 모터와, 상기 구동 모터의 회전력을 각 기본 세트의 구동 바에 전달하는 구동축과, 상기 구동축과 구동 바 사이에 구비되는 동력전달기구를 포함한 것을 특징으로 하는 태양 위치 추적 장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 동력전달기구는 구동축 및 상기 구동 바의 바 회전축에 구비된 웜기어 인 것을 특징으로 하는 태양 위치 추적 장치.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 구동기구는 상기 지지대에 직접 설치되어 구동 바를 회전시키는 구동모터인 것을 특징으로 하는 태양 위치 추적 장치.
8. 청구항 1 내지 청구항 3, 또는 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지대는, 상기 태양전지패널, 구동 바, 가이드 부재를 상기 지지대를 중심으로 회전시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 태양 위치 추적 장치.

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