KR100994211B1 - 광추적용 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 광추적용 구동장치는 태양전지모듈이 설치되는 공간의 바닥면에 고정되는 제 1 지지부재, 태양전지모듈을 지지하는 제 2 지지부재, 제 1 지지부재 및 제 2 지지부재를 힌지결합시키는 힌지결합부, 및 제 1 구동수단을 포함한다. 제 1 구동수단은 태양전지모듈 및 바닥면이 형성하는 각이 조절되도록 링크방식으로 태양전지모듈의 위치를 변경시킨다.

Description

광추적용 구동장치{APPARATUS OF OPERATING FOR TRACKING LIGHT}
본 발명은 광추적용 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 태양전지모듈과 결합되어 태양과 태양전지모듈이 서로 마주보도록 태양전지모듈의 위치를 변경시키는 광추적용 구동장치에 관한 것이다.
최근 화석연료를 대체하면서도 환경오염 문제를 발생시키지 않는 대체에너지를 발생시키는 설비에 대한 연구가 진행되고 있다. 예컨대, 태양광, 풍력, 및 조력을 이용하여 대체에너지를 발생시키는 장치에 대한 연구가 진행되고 있고, 그 중, 태양광을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 장치에 대한 연구가 가장 활발히 진행되고 있다.
태양광을 전기에너지로 변환시키는 장치에는 태양전지셀들을 갖는 태양전지모듈이 있다. 일반적으로, 태양전지셀들에 의해 발생되는 전기에너지의 양은 태양광의 일조량 및 태양광의 세기에 비례한다. 따라서, 시간에 따라 위치가 변경되는 태양과 항상 마주보도록 태양전지모듈을 이동시키면, 동일한 시간 내에 태양전지모듈로부터 발생되는 전기에너지의 크기를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 태양의 위치에 따라 태양전지모듈의 위치를 용이하게 변경시킬 수 있는 광추적용 구동장치를 제공하는 데 있다.
태양전지모듈과 결합되어 태양과 상기 태양전지모듈이 서로 마주보도록 상기 태양전지모듈의 위치를 변경시키는 광추적용 구동장치에 있어서, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 광추적용 구동장치는 제 1 지지부재, 제 2 지지부재, 힌지결합부, 및 제 1 구동수단을 포함한다.
상기 제 1 지지부재는 상기 태양전지모듈이 설치되는 공간의 바닥면에 고정되고, 상기 제 2 지지부재는 상기 태양전지모듈을 지지하고, 상기 힌지결합부는 상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재를 힌지결합시킨다.
상기 제 1 구동수단은 상기 제 2 지지부재와 결합되고, 상기 제 1 구동수단은 상기 태양전지모듈 및 상기 바닥면이 형성하는 각이 조절되도록 링크방식으로 상기 태양전지모듈의 위치를 변경시킨다.
본 발명에 따르면, 태양전지모듈과 결합되어 태양과 상기 태양전지모듈이 서로 마주보도록 상기 태양전지모듈의 위치를 변경시키는 광추적용 구동장치에 있어서, 광추적용 구동장치는 링크바들이 순차적으로 연결된 다수의 링크부들을 이용하여 태양전지모듈의 위치를 변경시킨다. 또한, 본 발명의 실시예와 같이, 팬터그래프 방식으로 동작하는 구동수단을 이용하여 태양전지모듈의 위치를 변경시키면, 적 은 전력을 이용하더라도, 태양의 위치에 따라 태양전지모듈의 위치를 용이하게 조절할 수 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 광추적용 구동장치를 이용하여 태양전지판이 설치된 것을 나타낸 측면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 광추적용 구동장치(200)에 의해 태양전지모듈(10)이 바닥면(5) 상부에 설치된다. 보다 상세하게는, 상기 바닥면(5) 상에는 상기 바닥면(5)에 고정되는 베이스부(55)가 설치되고, 상기 광추적용 구동장치(200)는 상기 베이스부(55) 상에 설치된다.
상기 광추적용 구동장치(200)는 제 1 지지부재(50), 제 2 지지부재(30), 힌 지결합부(40), 구동부(130), 지지판(35), 및 제 1 구동수단(100)을 포함한다.
상기 제 1 지지부재(50)는 상기 베이스부(55) 상에 고정되고, 상기 제 1 지지부재(50)의 상부에는 상기 지지판(35)이 구비된다. 상기 제 2 지지부재(30)는 상기 태양전지모듈(5)을 지지한다. 상기 태양전지모듈(10)은 태양광을 제공받아 상기 태양광이 갖는 에너지를 전기에너지로 변환시키는 다수의 태양전지셀들(미도시)을 구비한다. 상기 태양전지모듈(10)은 플레이트 형상을 갖고, 연결프레임(20)에 의해 상기 제 2 지지부재(30)와 결합된다.
상기 제 1 구동수단(100)은 상기 구동부(130)로부터 동력을 제공받아 상기 태양전지모듈(10)을 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)으로 이동시킨다. 상기 제 1 구동수단(100)은 다수의 링크바들이 순차적으로 연결된 적어도 두 개의 링크부들을 포함한다. 상기 제 1 구동수단(100)은, 소위 팬터그래프(pantograph) 방식으로 동작한다. 상기 제 1 구동수단(100)의 상단부는 제 1 결합부(43)에 의해 제 2 지지부재(30)와 결합되고, 상기 제 1 구동수단(100)의 하단부는 제 2 결합부(48)에 의해 상기 지지판(35)과 결합된다. 상기 제 1 구동수단(100)의 구조 및 기능에 대한 보다 상세한 설명은 도 2를 참조하여 설명된다.
또한, 상기 힌지결합부(40)는 상기 제 2 지지부재(30)의 하단부와 결합된다. 상기 힌지결합부(40)의 하부는 상기 지지판(35) 상에 고정되는 제 3 지지부재(42)와 결합되어 상기 힌지결합부(40)는 상기 제 1 지지부재(50) 상에 고정된다. 상기 제 1 구동수단(100)이 팬터그래프 방식으로 동작하는 경우에, 상기 제 1 구동수단(100)과 결합된 상기 제 2 지지부재(30)는 상기 힌지결합부(40)를 중심으로 상기 제 1 및 제 2 방향들(D1,D2)로 이동할 수 있다.
한편, 상기 제 2 지지부재(30)는 상기 힌지결합부(40) 및 상기 제 1 구동수단(43)과 결합하되, 상기 힌지결합부(40) 및 상기 제 1 구동수단(100)는 서로 마주보는 상기 제 2 지지부재(30)의 양단부와 결합된다. 따라서, 상기 제 2 지지부재(30)가 상기 힌지결합부(40)에 연결된 상태에서, 상기 제 1 구동수단(100)이 팬터그래프 방식으로 이동하여 상기 제 2 지지부재(30)를 상승시키면, 상기 제 2 지지부재(30) 및 상기 제 2 지지부재(30)와 결합된 상기 태양전지모듈(30)은 상기 힌지결합부(40)를 중심으로 하는 라운드 방향인 상기 제 1 및 제 2 방향들(D1,D2)로 이동할 수 있다.
앞서 상술한 바와 같이, 상기 태양전지모듈(10)이 상기 제 1 구동수단(100) 및 상기 구동부(130)에 의해 상기 힌지결합부(40)을 축으로 상기 제 1 및 제 2 방향들(D1,D2)로 이동하는 경우에, 상기 태양전지모듈(10)은 시간에 따라 변경되는 태양의 위치에 대응하여 항상 태양과 마주보도록 이동할 수 있다. 그 결과, 상기 태양전지모듈(10)에 조사되는 태양광의 세기 또는 광량을 증가시킬 수 있어 상기 태양전지모듈(10)에 의해 변환되는 전기에너지의 크기를 증가시킬 있다.
한편, 도 1a 및 도 1b에서는 도시되지 않았지만, 상기 태양전지모듈(10) 상에는 태양의 위치를 감지하는 센서가 구비될 수 있다. 상기 센서는 태양의 위치를 감지하고, 파악된 위치에 대응하여 상기 구동부(130)를 구동시키는 구동신호를 생성시킬 수 있다. 상기 구동신호에 의해 상기 구동부(130)가 구동하고, 이에 따라, 상기 구동부(130)의 구동에 의해 상기 제 1 구동수단(100)이 동작하여 상기 태양전 지모듈(10)이 태양과 마주보도록 상기 태양전지모듈(10)의 위치가 변경될 수 있다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 태양광추적 구동장치의 일부분을 확대한 사시도이고, 도 3a는 도 2의 I-I을 따라 절취한 부분을 나타낸 단면도이고, 도 3b는 도 3a에 도시된 광추적용 구동장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 도 1a 및 도 1b에 도시된 제 1 구동수단(도 1a의 100) 및 구동부(도 1의 130) 각각의 구조 및 기능에 대하여 보다 상세히 설명된다.
도 2, 도 3a, 및 도 3b를 참조하면, 상기 제 1 구동수단(100)의 상단부는 제 1 결합부들(43)에 의해 제 2 지지부재(30)와 결합하고, 상기 제 1 구동수단(100)의 하단부는 제 2 결합부들(48)에 의해 지지판(35)과 결합한다.
상기 제 1 구동수단(100)은 다수의 링크부들, 다수의 링크축들, 제 1 고정축(121), 및 제 2 고정축(127)을 포함한다.
상기 다수의 링크부들 각각은 적어도 세 개의 링크바들이 순차적으로 연결되어 형성된다. 상기 다수의 링크부들 각각의 양단부에는 축과 결합되는 원형의 홀이 형성되고, 서로 중첩되는 두 개의 링크바들은 상기 홀을 관통하는 어느 하나의 축에 의해 결합되고, 상기 축에 의해 결합되는 링크바들은 상기 축에 대해 회전이 가능하다.
상기 제 1 구동수단(100)이 제 1 내지 제 12 링크바들(101,102,,,112)을 포함할 때, 네 개의 링크부들은 각각 세 개씩의 순차적으로 링크되는 링크바들을 포함한다.
보다 상세하게는, 제 1 링크부는 제 1 링크바(101), 상기 제 1 링크바(101)와 연결되는 제 5 링크바(105), 및 상기 제 5 링크바(105)와 연결되는 제 9 링크바(108)를 포함한다. 또한, 제 2 링크부는 제 3 링크바(103), 상기 제 3 링크바(103)와 연결되는 제 7 링크바(107), 및 상기 제 7 링크바(107)와 연결되는 제 11 링크바(111)를 포함한다.
상기한 링크바들을 갖는 상기 제 1 링크부 및 상기 제 2 링크부는 서로 동일한 개수의 링크바들을 포함하여 마주보고, 상기 제 1 링크부 및 상기 제 2 링크부는 제 1 링크축들(123,125)에 의해 연결된다. 또한, 상기 제 1 링크부 및 상기 제 2 링크부 각각은 상기 제 1 고정축(121) 및 상기 제 2 고정축(127)과 연결된다. 보다 상세하게는, 상기 제 1 링크바(101) 및 상기 제 3 링크바(103)가 상기 제 1 고정축(121)과 연결되고, 상기 제 9 링크바(109) 및 상기 제 11 링크바(111)가 상기 제 2 고정축(127)과 연결되고, 그 결과, 상기 제 1 링크부 및 상기 제 2 링크부 각각은 상기 제 1 고정축(121) 및 상기 제 2 고정축(127)과 연결된다.
또한, 제 3 링크부는 제 2 링크바(102), 상기 제 2 링크바(102)와 연결되는 제 6 링크바(106), 및 상기 제 6 링크바(106)와 연결되는 제 10 링크바(110)를 포함한다. 또한, 제 4 링크부는 제 4 링크바(104), 상기 제 4 링크바(104)와 연결되는 제 8 링크바(108), 및 상기 제 8 링크바(107)와 연결되는 제 12 링크바(112)를 포함한다.
앞서 설명한 상기 제 1 및 제 2 링크바들과 마찬가지로, 상기한 링크바들을 갖는 상기 제 3 링크부 및 상기 제 4 링크부는 서로 동일한 개수의 링크바들을 포 함하여 마주보고, 상기 제 3 링크부 및 상기 제 4 링크부는 제 2 링크축들(122,126)에 의해 상호간에 연결된다. 또한, 상기 제 3 링크부 및 상기 제 4 링크부 각각은 상기 제 1 고정축(121) 및 상기 제 2 고정축(127)과 연결된다. 보다 상세하게는, 상기 제 2 링크바(102) 및 상기 제 4 링크바(104)가 상기 제 1 고정축(121)과 연결되고, 상기 제 10 링크바(110) 및 상기 제 12 링크바(112)가 상기 제 2 고정축(127)과 연결되고, 그 결과, 상기 제 3 링크부 및 상기 제 4 링크부 각각은 상기 제 1 고정축(121) 및 상기 제 2 고정축(127)과 연결된다.
상기 제 1 내지 제 4 링크바들은, 상기 제 1 고정축(121) 및 상기 제 2 고정축(127) 외에도, 제 3 링크축(124)에 의해 상호간에 연결된다. 즉, 상기 제 3 링크축(124)은 제 5 링크바(105), 제 6 링크바(106), 제 7 링크바(107), 및 제 8 링크바(108)와 연결되어 상기 제 1 내지 제 4 링크부들을 연결한다.
한편, 구동부(130)는 제 1 구동수단(100)과 결합되고, 상기 구동부(130)는 실린더(131), 상기 실린더(131) 내부를 직선운동하는 구동축(132), 상기 구동축(132)과 연결되어 상기 구동축(132)을 직선운동시키는 구동모터(133), 및 브라켓(134)을 포함한다.
상기 구동축(132)은 상기 제 1 링크축들(123,125) 중 어느 하나와 상기 제 2 링크축들(122,126) 중 어느 하나와 연결된다. 예컨대, 본 발명의 실시예에서는, 상기 구동축(132)은 중 제 6 링크바(106) 및 제 9 링크바(109)를 연결하는 링크축과 제 5 링크바(105) 및 제 10 링크바(110)를 연결하는 링크축과 연결될 수 있다.
상기 구동축(132)이 직선운동하여 상기 구동축(132)에 의해 연결된 링크축들 간의 이격거리가 제 1 길이(L1)에서 상기 제 1 길이(L1) 보다 큰 제 2 길이(L2)가 되는 경우에, 상기 구동축(132)에 의해 연결된 링크축들 간의 이격거리가 증가하여 상기 제 1 구동수단(100)이 갖는 링크바들이 전체적으로 수그러진다. 그 결과, 제 2 결합부재(30)에 의해 지지되는 태양전지모듈(10)은 제 1 방향(D1)으로 이동한다.
또한, 상기 구동축(132)이 직선운동하여 상기 구동축(132)에 의해 연결된 링크축들 간의 이격거리가 제 2 길이(L2)에서 상기 제 2 길이(L2)보다 작은 제 1 길이(L1)가 되는 경우에, 상기 구동축(132)에 의해 연결된 링크축들 간의 이격거리가 감소하여 상기 제 1 구동수단(100)이 갖는 링크바들이 전체적으로 펼쳐진다. 그 결과, 제 2 결합부재(30)에 의해 지지되는 태양전지모듈(10)은 제 2 방향(D2)으로 이동한다.
또한, 본 발명의 실시예와 같이, 팬터그래프 방식으로 동작하는 제 1 구동수단(100)을 이용하여 상기 태양전지모듈(10)의 위치를 변경시키면, 상기 구동축(132)이 직선운동하는 거리 대비 상기 제 1 구동수단(100)에 의해 상기 제 2 지지부재(30)가 리프팅 되는 효과가 크므로, 적은 전력을 이용하여 상기 구동축(132)을 직선운동 시키더라도, 상기 태양전지모듈(10)을 원하는 위치로 용이하게 이동시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는, 광추적용 구동장치는 제 1 지지부재(50) 내부에 구비되는 제 2 구동수단(45)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 구동수단(45)은 지지판(35)과 결합되어 상기 지지판(35)을 회전시킨다. 그 결과, 상기 광추적용 구동장치는 제 1 구동수단(100)에 의해 제 1 방향(D1) 및 제 2 방향(D2)으로 움직일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제 2 구동수단(45)에 의해 상기 제 1 지지부재(50)를 중심으로 회전할 수도 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 광추적용 구동장치를 이용하여 태양전지판이 설치된 것을 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 태양광추적 구동장치의 일부분을 확대한 사시도이다.
도 3a는 도 2의 I-I'을 따라 절취한 부분을 나타낸 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 광추적용 구동장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 -- 태양전지모듈 30 -- 제 2 지지부재
40 -- 힌지결합부 50 -- 제 1 지지부재
100 -- 제 1 구동수단 130 -- 구동부
200 -- 광추적용 구동장치

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 태양전지모듈과 결합되어 태양과 상기 태양전지모듈이 서로 마주보도록 상기 태양전지모듈의 위치를 변경시키는 광추적용 구동장치에 있어서,
    상기 태양전지모듈이 설치되는 공간의 바닥면에 고정되는 제 1 지지부재;
    상기 태양전지모듈을 지지하는 제 2 지지부재;
    상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재를 힌지결합시키는 힌지결합부; 및
    상기 제 2 지지부재와 결합되고, 상기 태양전지모듈 및 상기 바닥면이 형성하는 각이 조절되도록 링크방식으로 상기 태양전지모듈의 위치를 변경시키는 제 1 구동수단을 포함하되;
    상기 제 1 구동수단은 링크바들이 순차적으로 연결된 적어도 두 개의 링크부들을 포함하고, 상기 링크부들 각각의 일단은 상기 제 1 지지부재에 연결되고, 상기 링크부들 각각의 타단은 상기 제 2 지지부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 광추적용 구동장치.
  3. 태양전지모듈과 결합되어 태양과 상기 태양전지모듈이 서로 마주보도록 상기 태양전지모듈의 위치를 변경시키는 광추적용 구동장치에 있어서,
    상기 태양전지모듈이 설치되는 공간의 바닥면에 고정되는 제 1 지지부재;
    상기 태양전지모듈을 지지하는 제 2 지지부재;
    상기 제 1 지지부재 및 상기 제 2 지지부재를 힌지결합시키는 힌지결합부; 및
    상기 제 2 지지부재와 결합되고, 상기 태양전지모듈 및 상기 바닥면이 형성하는 각이 조절되도록 링크방식으로 상기 태양전지모듈의 위치를 변경시키는 제 1 구동수단을 포함하되;
    상기 제 1 구동수단은,
    상기 제 2 지지부재에 고정되는 제 1 고정축;
    적어도 세 개의 링크바들이 순차적으로 링크된 제 1 링크부;
    상기 제 1 링크부와 마주보고, 상기 제 1 링크부와 동일한 개수의 순차적으로 링크된 링크바들을 갖고, 제 1 링크축들에 의해 상기 제 1 링크부와 연결되는 제 2 링크부;
    상기 제 1 및 제 2 링크부와 동일한 개수의 링크바들이 순차적으로 링크된 제 3 링크부;
    상기 제 3 링크부와 마주보고, 상기 제 1 내지 제 3 링크부들과 동일한 개수의 순차적으로 링크된 링크바들을 갖고, 제 2 링크축들에 의해 상기 제 3 링크부와 연결되는 제 4 링크부;
    상기 제 1 지지부재에 고정되는 제 2 고정축;
    상기 제 1 내지 제 4 링크부들을 연결하는 제 3 링크축; 및
    상기 제 1 링크축들 중 어느 하나와 상기 제 2 링크축들 중 어느 하나와 결합되어 직선운동하는 구동축을 갖는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광추적용 구동장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 내지 제 4 링크부들 각각의 일단에 구비되는 링크바는 상기 제 1 고정축과 연결되고, 상기 제 1 내지 제 4 링크바부들 각각의 타단에 구비되는 링크바는 상기 제 2 고정축과 연결되는 것을 특징으로 하는 광추적용 구동장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 링크부, 상기 제 2 링크부, 상기 제 3 링크부, 및 상기 제 4 링크부들 각각은,
    상기 제 1 고정축과 연결되는 제 1 링크바;
    상기 제 2 고정축과 연결되는 제 2 링크바; 및
    상기 제 1 링크바 및 상기 제 2 링크바 사이에서 상기 제 1 및 제 2 링크바들과 연결되고, 상기 제 3 링크축과 연결되는 제 3 링크바를 포함하는 것을 특징으로 하는 광추적용 구동장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 구동부는 상기 구동축을 직선운동시켜 상기 구동축과 연결된 상기 제 1 링크축들 중 어느 하나 및 상기 제 2 링크축들 중 어느 하나 사이의 이격거리를 조절하는 것을 특징으로 하는 광추적용 구동장치.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부재 상부에 고정되어 상기 힌지결합부 및 상기 제 1 구동수단과 결합되고, 상기 바닥면과 나란한 지지판; 및
    상기 제 1 지지부재 내부에 구비되고, 상기 지지판과 결합되어 상기 지지판을 회전시키는 제 2 구동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광추적용 구동장치.
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