KR101002856B1 - 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 집광효율을 극대화하고, 그 지붕고정구조를 견고하게 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치에 관한 것이다. 본 발명은, 수평방향의 구조를 갖는 수평트러스; 상기 수평트러스 상부에 양쪽으로 경사진 삼각형상의 구조를 다수개 형성하며, 그 위에 지붕부재를 형성하는 지붕트러스; 상기 지붕트러스의 상단부에 가로방향으로 길게 형성되며, 다수개가 세로방향으로 배열된 오픈힌지; 상기 지붕트러스 외측의 경사진 양면에 각각 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상부가 상기 오픈힌지에 회동 가능하게 양방향으로 결합하여, 좌우로 서로 면접하면서 가로방향으로 연동설치된 다수의 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판; 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀거나 당겨서 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판들을 각각 또는 함께 힌지를 중심으로 양쪽 좌우방향으로 회동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하고, 넓은 땅의 면적이 필요 없이 불필요 공간인 지붕 면적을 이용해서 친환경 에너지 생산 효율을 높일 수 있고, 솔라모듈판을 지붕에 견고히 고정시켜 바람이나 하중에도 강한 구조를 제공한다.
태양광, 추적, 궤도, 고도, 지붕, 랙 피니언, 종동 파이프

Description

지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치{Apparatus for condensing sunlight of two-way tracing for loof}
본 발명은 지붕설치형 태양광 집광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하고, 그 지붕고정구조를 견고하게 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전이라 함은 태양 전지에 의하여 태양광을 직접 전력으로 변환하는 발전 방식을 말한다.
태양에너지 발전은 다른 발전에 비해 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 전혀 없는 청정에너지로서, 연료의 수송 및 발전설비의 유지관리가 거의 불필요하며 장치의 수명이 길고 설비 규모의 선택과 설치공사가 쉽다.
이러한 태양광 발전시스템은 에너지원이 청정하고, 무제한이며, 발전시스템의 유지보수가 용이하고, 무인화 가능하며 수명 길다는 장점이 있다.
도 1은 종래 고정형 태양광 집광 장치로서, 가장 값싸고 안정된 구조로써 비교적 원격지역에 설치면적의 제약이 없는 곳에 많이 이용되고 있다. 특히 도서지역 등 풍속이 강한 곳에 설치하는 것이 보통이다. 초기 설치비가 적게 들고 보수 관리에 따른 위험이 없어서 상대적으로 많이 이용되는 어레이 지지방법으로 국내의 도서용 태양광시스템에서는 이와 같은 고정형시스템을 표준으로 한다.
또한, 상기와 같은 고정식 구조를 양방향으로 설치한 고정식 양방향 태양광 집광장치를 이용하기도 한다.
그러나, 이와 같은 종래의 고정식 태양광 집광 장치는, 각각 한쪽방향만을 향하도록 고정설치되어 있기 때문에 한쪽면에 태양광이 최적으로 집광될 때 반대편의 다른쪽면은 태양광의 효율이 떨어지므로, 태양광의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 시스템 전체적으로 집광효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 주로 지상의 대지에 설치되기 때문에 그 설치장소가 한정적이고, 지붕이나 옥상에 설치할 경우에는 바람이나 하중에 약한 문제점도 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하기 위한 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 건물의 지붕에 설치함으로 넓은 땅의 면적이 필요 없이 불필요 공간인 지붕 면적을 이용해서 친환경 에너지 생산 효율을 높일 수 있고, 솔라모듈판을 고정 및 회동시키는 수단을 지붕에 견고히 고정시켜 바람이나 하중에도 강한 구조를 제공하는 데에 그 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치는, 수평방향의 구조를 갖는 수평트러스; 상기 수평트러스 상부에 양쪽으로 경사진 삼각형상의 구조를 다수개 형성하며, 그 위에 지붕부재를 형성하는 지붕트러스; 상기 지붕트러스의 상단부에 가로방향으로 길게 형성되며, 다수개가 세로방향으로 배열된 오픈힌지; 상기 지붕트러스 외측의 경사진 양면에 각각 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상부가 상기 오픈힌지에 회동 가능하게 양방향으로 결합하여, 좌우로 서로 면접하면서 가로방향으로 연동설치된 다수의 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판; 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀거나 당겨서 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판들을 각 각 또는 함께 힌지를 중심으로 양쪽 좌우방향으로 회동시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다수의 제1솔라모듈판과 다수의 제2솔라모듈판은, 그 평면 배치에 있어서 상기 오픈힌지를 중심으로 양쪽방향에 대향 배치하되, 각각 서로 어긋나게 지그재그 형상으로 배치된다.
상기 구동수단은, 제1모터; 상기 제1모터와 같이 회전하도록 가로방향으로 연장형성된 제1구동파이프; 상기 제1구동파이프에 연결되어 상기 제1모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 다수의 제1랙 피니언; 상기 다수의 제1 랙 피니언에 결합되어 전후방향으로 직선운동하는 다수의 제1종동 파이프; 일측이 다수의 상기 제1종동 파이프에 나란히 힌지 결합되어 수평이동하고 타측이 각각의 다수의 상기 제1솔라모듈판의 하부에 힌지결합되어 상기 제1솔라모듈판을 전방의 상하방향으로 승강시키는 다수의 제1오픈 밀대; 제2모터; 상기 제2모터와 같이 회전하도록 가로방향으로 연장형성된 제2구동파이프; 상기 제2구동파이프에 연결되어 상기 제2모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 다수의 제2랙 피니언; 상기 다수의 제2 랙 피니언에 결합되어 전후방향으로 직선운동하는 다수의 제2종동 파이프; 일측이 다수의 상기 제2종동 파이프에 나란히 힌지 결합되어 수평이동하고, 타측이 각각의 다수의 상기 제2솔라모듈판의 하부에 힌지결합되어 상기 제2솔라모듈판을 후방의 상하방향으로 승강시키는 다수의 제2오픈 밀대를 포함한다.
서로 연접한 상기 제1오픈 밀대와 상기 제2오픈 밀대는, 서로 간섭되지 않도록 나란히 교차 형성되어서, 각각의 상기 제1 및 제2종동 파이프로부터 각각의 상 기 제1 및 제2솔라모듈판에 연결된다.
상기 제1오픈 밀대와 상기 제2오픈 밀대는, 각각의 제1 및 제2솔라모듈판에 4개의 지점에 연결되고, 상기 제1 및 제2종동 파이프에는 한 지점에 연결되는 까치발 형상으로 구성한다.
상기 제1 및 제2종동 파이프는 다수개가 나란히 평행하게 배치되되, 각각의 제1 및 제2종동 파이프가 하나건너 하나씩 엇갈리게 배열된다.
상기 지붕부재는, 상기 다수의 제1오픈 밀대와 상기 제2오픈 밀대가 관통되는 다수의 통공이 형성된다.
상기 지붕부재는, 불투명 또는 투명 재질의 판넬을 상기 지붕트러스 표면에 선택적으로 형성한다.
또한, 본 발명은 태양의 궤도 또는 고도를 추적하고, 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 서로다른 크기의 신호를 출력하는 광추적 및 구동제어부를 더 포함하며; 상기 구동수단은 상기 광추적 및 구동제어부에서 출력된 신호의 크기에 따라 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판들을 힌지를 중심으로 좌우방향으로 회동시켜, 태양광을 따라 그 각도를 변화시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치는, 삼각형상의 지붕을 갖는 건물; 및 상기 지붕의 상단 중앙에 형성된 힌지를 중심으로 양방향으로 다수개가 설치되어 각각 또는 함께 힌지를 중심으로 좌우방향으로 회동하며 태양광을 집광하는 다수의 솔라모듈판을 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.
상기 다수의 솔라모듈판 하부에 설치되어, 상기 다수의 솔라모듈판을 각각 또는 함께 힌지를 중심으로 좌우방향으로 회동시키는 구동수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 다수의 솔라모듈판은 상기 양방향중 어느 일측 면에 나란히 형성된 다수의 솔라모듈판들이 서로 연동되어 함께 좌우방향으로 회동되는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치에 의하면, 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하는 효과가 있다.
또한, 건물의 지붕에 설치함으로 넓은 땅의 면적이 필요 없이 불필요 공간인 지붕 면적을 이용해서 친환경 에너지 생산 효율을 높일 수 있고, 솔라모듈판을 고정 및 회동시키는 수단을 지붕에 견고히 고정시켜 바람이나 하중에도 강한 구조를 제공하는 효과도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 측면도이고, 도 3은 도 2의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 광추적 및 구동제어부(100; 도 6참조), 제1솔라모듈판(201), 오픈힌지(102), 제1오픈 밀대(203), 수평트러스(105), 물받이보(110), 기둥(114), 지붕트러스(115), 물받이(116), 보조기둥트러스(118), 지붕부재(119), 통공(120), 제1종동 파이프(204), 제1 랙 피니언(206), 파이프로라(207), 제1구동파이프(208), 제1밀대힌지(209), 랙 피니언 지지보(212), 제1모터(213), 제2솔라모듈판(401), 제2오픈 밀대(403), 제2종동 파이프(404), 제2 랙 피니언(406), 파이프로라(407), 제2구동파이프(408), 제2밀대힌지(409), 랙 피니언 지지보(412) 및 제2모터(413)를 포함한다.
상기 광추적 및 구동제어부(100)는 후술할 도 6에 도시된 바와 같이 지붕부재(119) 위에 설치되어 태양의 궤도 또는 고도를 추적한다. 본 발명의 광추적 및 구동제어부(100)는 예로서, 두 개 이상의 광센서(미도시)를 부착한 후 두개의 광센서로 들어오는 빛의 량이 동일한 지점을 추적하는 방식으로 항상 최대에너지 효율을 보장할 수 있도록 구성할 수 있으며, 이와 같은 구성은 공지된 통상의 기술에 따라 용이하게 구성할 수 있으므로 여기서 이에 대한 세세한 설명은 생략한다.
수평트러스(105)은 수평방향의 구조를 갖는다. 상기 수평트러스(105)은 별도의 기둥(114) 또는 보조기둥(118) 위에 형성될 수 있다.
지붕트러스(115)는 상기 수평트러스(105) 상부에 삼각형의 지붕을 형성한다. 즉, 상기 지붕트러스(115)는 상기 수평트러스(105) 상부에 양쪽으로 경사진 삼각형상의 구조를 다수개 형성하며, 그 위에 지붕부재(119)를 형성한다.
상기 수평트러스(105) 및 지붕트러스(115)는 통상의 삼각형상의 지붕을 갖는 건물을 구성하게 된다.
또한, 상기 지붕트러스(115)의 상단부에 가로방향으로 오픈힌지(102)가 길게 형성되며, 상기 오픈힌지(102)는 다수개가 세로방향으로 배열된다.
제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(201)은, 상기 지붕트러스(115) 외측의 경사진 양면에 각각 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상부가 상기 오픈힌지(102)에 회동 가능하게 양방향으로 결합한다. 이때, 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(201)은 좌우로 서로 면접하면서 가로방향으로 다수개가 연동설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 구동수단은 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(201)의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀거나 당겨서 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(201)들을 각각 또는 함께 힌지를 중심으로 양쪽 좌우방향으로 회동시킨다.
특히, 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(201)들은 태양의 이동방향을 따라서 동쪽에서 서쪽으로 회동되는 것이 바람직하다.
이를 위하여 상기 구동수단은, 제1모터(213), 제1구동파이프(208), 다수의 제1랙 피니언(206), 다수의 제1종동 파이프(204), 다수의 제1오픈 밀대(203), 제2모터(413), 제2구동파이프(408), 다수의 제2랙 피니언(406), 다수의 제2종동 파이프(404), 다수의 제2오픈 밀대(403)를 포함한다.
제1구동파이프(208)는 상기 제1모터(213)와 같이 회전하도록 가로방향으로 연장형성되고, 다수의 제1랙 피니언(206)은 상기 제1구동파이프(208)에 연결되어 상기 제1모터(213)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다.
다수의 제1종동 파이프(204)는 상기 다수의 제1 랙 피니언(206)에 결합되어 전후방향으로 직선운동한다.
다수의 제1오픈 밀대(203)는 일측이 다수의 상기 제1종동 파이프(204)에 나란히 힌지 결합되어 수평이동하고 타측이 각각의 다수의 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부에 힌지결합되어 상기 제1솔라모듈판(201)을 전방의 상하방향으로 승강시킨다.
이를 위하여, 상기 지붕부재(119)는, 상기 다수의 제1오픈 밀대(203)와 제2오픈 밀대(403)가 관통되는 다수의 통공(120)이 형성된다.
또한, 상기 제1오픈 밀대(203)와 상기 제2오픈 밀대(403)는, 각각의 제1 및 제2솔라모듈판(201)(401)에 4개의 지점에 연결되고, 상기 제1 및 제2종동 파이프(204)(404)에는 한 지점에 연결되는 까치발 형상으로 구성한다.
제2구동파이프(408)는 상기 제2모터(413)와 같이 회전하도록 가로방향으로 연장형성되고, 다수의 제2랙 피니언(406)은 상기 제2구동파이프(408)에 연결되어 상기 제2모터(413)의 회전운동을 직선운동으로 변환한다.
다수의 제2종동 파이프(404)는 상기 다수의 제2 랙 피니언(406)에 결합되어 전후방향으로 직선운동한다.
다수의 제2오픈 밀대(403)는 일측이 다수의 상기 제2종동 파이프(404)에 나란히 힌지 결합되어 수평이동하고, 타측이 각각의 다수의 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부에 힌지결합되어 상기 제2솔라모듈판(401)을 후방의 상하방향으로 승강시킨 다.
여기서, 상기 제1모터(213) 및 제2모터(413)는 회전력을 발생시키는 것으로, 예로서 감속기(미도시)가 구비되거나, 또는 감속기가 내장된 웜기어드모터(worm geared motor)를 적용할 수 있다. 바람직하기로는, 제1모터(213) 및 제2모터(413)는 후술할 광추적 및 구동제어부(100)에서 출력되는 신호의 크기에 따라 정,역회전된다.
이와 같이, 제1솔라모듈판(201)은 그 상부가 상기 지붕트러스(115)의 상단부에 회동 가능하게 힌지고정되어 태양광을 집광하며, 제1오픈 밀대(203)는 일측이 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부를 지지한다. 또한, 제1회동수단(200)은 상기 제1오픈 밀대(203)의 타측을 고정하고, 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 상기 제1오픈 밀대(203)를 밀고 당겨서 상기 제1솔라모듈판(201)을 회동시킨다.
따라서, 상기 제1모터(213)가 회전하면, 상기 제1종동 파이프(204)가 전후방향으로 이동하게 되고, 이와 같이 제1종동 파이프(204)가 전후방향으로 이동함에 따라 제1오픈 밀대(203)가 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부를 밀고 당겨서 상기 제1솔라모듈판(201)의 각도를 변경시킨다. 따라서, 제1솔라모듈판(201)은 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 항상 태양광을 집광하기 위한 최적의 각도를 유지할 수 있다.
한편, 제2솔라모듈판(401)은 그 상부가 상기 지붕트러스(115)의 상단부에 회동 가능하게 힌지고정되어 태양광을 집광하되, 상기 제1솔라모듈판(201)의 반대쪽 에 형성되어 있다.
제2오픈 밀대(403)는 일측이 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부를 지지한다. 또한, 제2회동수단(400)은 상기 제2오픈 밀대(403)의 타측을 고정하고, 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 상기 제2오픈 밀대(403)를 밀고 당겨서 상기 제2솔라모듈판(401)을 회동시킨다.
이때, 상기 제1솔라모듈판(201)과 제2솔라모듈판(401)은 동서방향으로 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 태양이 이동하는 궤도 또는 고도에 따라 상기 제1솔라모듈판(201)과 제2솔라모듈판(401)을 회동시켜 최적의 상태에서 태양광을 집광할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)을 통하여 광추적 및 구동제어부(100)에서 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 항상 최적의 각도를 유지하여 태양광을 집광할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 및 제2솔라모듈판을 다수개로 구성한 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 측면도이고, 도 5는 도 4의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 제1솔라모듈판(201), 오픈힌지(102), 제1오픈 밀대(203), 수평트러스(105), 물받이보(110), 기둥(114), 지붕트러스(115), 물받이(116), 보조기둥트러스(118), 지붕부재(119), 통공(120), 제1종동 파이프(204), 제1 랙 피니언(206), 파이프로라(207), 제1구동파이프(208), 제1밀대힌지(209), 랙 피니언 지지보(212), 제1모터(213), 제2솔라모듈판(401), 제2오픈 밀대(403), 제2종동 파이프(404), 제2 랙 피니언(406), 파이프로라(407), 제2구동파이프(408), 제 2밀대힌지(409), 랙 피니언 지지보(412) 및 제2모터(413)를 포함한다.
도시된 바와 같이, 상기 제1모터(213)에는 같은 방향으로 회전하도록 가로방향으로 제1구동파이프(208)가 연장형성되고, 상기 제1구동파이프(208)에는 상기 제1모터(213)의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 다수의 제1랙 피니언(206)이 연결된다. 또한, 다수의 제1종동 파이프(204)는 상기 다수의 제1 랙 피니언(206)에 결합되어 전후방향으로 직선운동하고, 다수의 제1오픈 밀대(203)는 일측이 다수의 상기 제1종동 파이프(204)에 나란히 힌지 결합되어 수평이동하고 타측이 각각의 다수의 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부에 힌지결합되어 상기 제1솔라모듈판(201)을 전방의 상하방향으로 승강시킨다.
이와 같은 구성에 따라, 상기 제1모터(213)가 회전하면, 같은 방향으로 제1구동파이프(208)가 회전하고, 이에 따라 다수의 제1 랙 피니언(206)과 이에 결합된 다수의 상기 제1종동 파이프(204)가 전후방향으로 이동하게 된다. 또한, 다수의 제1종동 파이프(204)가 전후방향으로 이동함에 따라 제1오픈 밀대(203)가 다수의 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부를 밀고 당겨서 다수의 상기 제1솔라모듈판(201)의 각도를 일괄적으로 조정할 수 있다.
또한, 상기 제2종동 파이프(404)에는 종방향으로 다수의 상기 제2오픈 밀대(403) 및 이에 대응하는 다수의 상기 제2솔라모듈판(401)이 형성된다. 또한, 상기 제2모터(413)와 같이 회전하는 제2구동파이프(408)가 더 형성되고, 상기 제2구동 파이프(408)에는 횡방향으로 다수의 상기 제2랙 피니언(406)과, 이에 대응하는 다수의 상기 제2종동 파이프(404)가 형성된다.
따라서, 상기 제2모터(413)가 회전하면, 같은 방향으로 제2구동파이프(408)가 회전하고, 이에 따라 다수의 제1 랙 피니언(406)과 이에 결합된 다수의 상기 제2종동 파이프(404)가 전후방향으로 이동하게 된다. 따라서, 제2오픈 밀대(403)가 다수의 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부를 밀고 당겨서 다수의 상기 제2솔라모듈판(401)의 각도를 일괄적으로 조정할 수 있다.
이때에도 전술한 바와 같이, 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)을 지지하는 서로 연접한 상기 제1오픈 밀대(203)와 상기 제2오픈 밀대(403)는, 서로 간섭되지 않도록 엇갈리게 교차 형성되어, 각각의 제1 및 제2솔라모듈판(201)(401)과 각각의 제1 및 제2종동 파이프(204)(404)에 연결되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 및 제2종동 파이프(204)(404)는 다수개가 나란히 평행하게 배치되되, 각각의 제1 및 제2종동 파이프(204)(404)가 하나건너 하나씩 엇갈리게 배열된다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 다수의 제1솔라모듈판(201)과 다수의 제2솔라모듈판(401)은, 그 평면 배치에 있어서 상기 오픈힌지(102)를 중심으로 양쪽방향에 대향 배치하되, 각각 서로 어긋나게 지그재그 형상으로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광추적 및 구동제어부(100)는 전술한 바와 같이, 태양의 궤도 또는 고도를 추적하고, 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 서로다른 크기의 신호를 출력할 수 있다.
따라서, 구동수단(200)은 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 출력된 신호의 크기에 따라 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)들을 힌지를 중심으로 좌우방향으로 회동시켜, 태양광을 따라 그 각도를 변화시킨다.
상기 지붕부재(119)는, 불투명 또는 투명 재질의 판넬을 상기 지붕트러스(115) 표면에 선택적으로 형성할 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 최적의 태양광을 집광하기 위하여, 제2솔라모듈판(401)은 제1솔라모듈판(201)과 서로 반대로 움직이는 것이 바람직하다.
즉, 야간의 경우와 같이, 본 발명을 사용하지 않을 때에는 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)을 아래로 접어놓은 상태로 있게 된다.
이후, 태양광이 발생하면, 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 태양의 궤도 또는 고도를 추적하고, 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 서로다른 크기의 신호를 출력하고, 구동수단(200)은 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 출력된 신호의 크기에 따라 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)들을 힌지를 중심으로 좌우방향으로 회동시켜, 태양광을 따라 그 각도를 변화시킨다.
이때, 제2솔라모듈판(401)이 회동되어 위쪽에 위치할 때에는 제1솔라모듈판(201)은 아래쪽으로 위치하고, 반대로 제2솔라모듈판(401)이 회동되어 아래쪽에 위치할 때에는 제1솔라모듈판(201)은 윗쪽으로 위치함으로써, 2개의 솔라모듈판(201)(401)이 모두 태양을 향하도록 배치하게 된다(도 6 참조).
따라서, 종래의 고정식 태양광 집광장치의 경우, 한쪽면에 태양광이 최적으로 집광될 때 반대편의 다른쪽면은 태양광의 효율이 떨어지는 문제점이 있으나, 본 발명의 경우에는 항상 2개의 솔라모듈판(201)(401)이 모두 태양을 향하도록 함으로써 최적의 상태에서 태양광을 집광할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 위치를 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하는 효과가 있고 또한, 건물의 지붕에 설치함으로 넓은 땅의 면적이 필요 없이 불필요 공간인 지붕 면적을 이용해서 친환경 에너지 생산 효율을 높일 수 있고, 솔라모듈판을 고정 및 회동시키는 수단을 프레임에 견고히 고정시켜 바람이나 하중에도 강한 구조를 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래 고정형 태양광 추적 집광장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 측면도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명의 제1 및 제2솔라모듈판을 다수개로 구성한 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 측면도.
도 5는 도 4의 평면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 광추적 및 구동제어부 102 : 오픈힌지
105 : 수평트러스 110 : 물받이보
115 : 지붕트러스 114 : 기둥
116 : 물받이 118 : 보조기둥트러스
119 : 지붕부재 120 : 통공
201 : 제1솔라모듈판 203 : 제1오픈 밀대
204 : 제1종동 파이프 206 : 제1 랙 피니언
207 : 파이프로라 208 : 제1구동파이프
209 : 제1밀대힌지 212 : 랙 피니언 지지보
213 : 제1모터 401 : 제2솔라모듈판
403 : 제2오픈 밀대 404 : 제2종동 파이프
406 : 제2 랙 피니언 407 : 파이프로라
408 : 제2구동파이프 409 : 제2밀대힌지
412 : 랙 피니언 지지보 413 : 제2모터

Claims (13)

  1. 수평방향의 구조를 갖는 수평트러스;
    상기 수평트러스 상부에 양쪽으로 경사진 삼각형상의 구조를 다수개 형성하며, 그 위에 지붕부재를 형성하는 지붕트러스;
    상기 지붕트러스의 상단부에 가로방향으로 길게 형성되며, 다수개가 세로방향으로 배열된 오픈힌지;
    상기 지붕트러스 외측의 경사진 양면에 각각 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상부가 상기 오픈힌지에 회동 가능하게 양방향으로 결합하여, 좌우로 서로 면접하면서 가로방향으로 연동설치된 다수의 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판;
    다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀거나 당겨서 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판들을 각각 또는 함께 힌지를 중심으로 양쪽 좌우방향으로 회동시키는 구동수단을 포함하고,
    상기 다수의 제1솔라모듈판과 다수의 제2솔라모듈판은,
    그 평면 배치에 있어서 상기 오픈힌지를 중심으로 양쪽방향에 대향 배치하되, 각각 서로 어긋나게 지그재그 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구동수단은,
    제1모터;
    상기 제1모터와 같이 회전하도록 가로방향으로 연장형성된 제1구동파이프;
    상기 제1구동파이프에 연결되어 상기 제1모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 다수의 제1랙 피니언;
    상기 다수의 제1 랙 피니언에 결합되어 전후방향으로 직선운동하는 다수의 제1종동 파이프;
    일측이 다수의 상기 제1종동 파이프에 나란히 힌지 결합되어 수평이동하고 타측이 각각의 다수의 상기 제1솔라모듈판의 하부에 힌지결합되어 상기 제1솔라모듈판을 전방의 상하방향으로 승강시키는 다수의 제1오픈 밀대;
    제2모터;
    상기 제2모터와 같이 회전하도록 가로방향으로 연장형성된 제2구동파이프;
    상기 제2구동파이프에 연결되어 상기 제2모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 다수의 제2랙 피니언;
    상기 다수의 제2 랙 피니언에 결합되어 전후방향으로 직선운동하는 다수의 제2종동 파이프;
    일측이 다수의 상기 제2종동 파이프에 나란히 힌지 결합되어 수평이동하고, 타측이 각각의 다수의 상기 제2솔라모듈판의 하부에 힌지결합되어 상기 제2솔라모 듈판을 후방의 상하방향으로 승강시키는 다수의 제2오픈 밀대를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    서로 연접한 상기 제1오픈 밀대와 상기 제2오픈 밀대는,
    서로 간섭되지 않도록 나란히 교차 형성되어서, 각각의 상기 제1 및 제2종동 파이프로부터 각각의 상기 제1 및 제2솔라모듈판에 연결되는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1오픈 밀대와 상기 제2오픈 밀대는,
    각각의 제1 및 제2솔라모듈판에 4개의 지점에 연결되고, 상기 제1 및 제2종동 파이프에는 한 지점에 연결되는 까치발 형상으로 구성하는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 집광 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2종동 파이프는
    다수개가 나란히 평행하게 배치되되, 각각의 제1 및 제2종동 파이프가 하나건너 하나씩 엇갈리게 배열되는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 지붕부재는,
    상기 다수의 제1오픈 밀대와 상기 제2오픈 밀대가 관통되는 다수의 통공이 형성되는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 지붕부재에 형성된 상기 다수의 통공은,
    상기 다수의 제1 및 제2솔라모듈판의 크기와 대응되는 크기로 형성되고, 상기 다수의 제1 및 제2솔라모듈판의 회동에 따라 개폐되어 외부공기를 실내로 순환시키는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 지붕부재는,
    불투명 또는 투명 재질의 판넬을 상기 지붕트러스 표면에 선택적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    태양의 궤도 또는 고도를 추적하고, 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 서로다른 크기의 신호를 출력하는 광추적 및 구동제어부를 더 포함하며;
    상기 구동수단은 상기 광추적 및 구동제어부에서 출력된 신호의 크기에 따라 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판들을 좌우방향으로 회동시켜, 태양광을 따라 그 각도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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