KR101037326B1 - 각도 조절 가능한 태양전지판 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 태양광 추적 태양전지판은, 다수의 태양전지셀로 구성되는 다수의 태양전지판과, 일단부는 콘크리트와 같은 베이스판에 고정되고 타단부는 태양전지판을 회전가능하게 지지하는 고정 지지대와, 상기 태양전지판의 측면과 상기 고정 지지대 사이에 설치되어 태양전지판의 위치를 변동시키는 이동지지대로 구성되고, 상기 이동지지대의 일단부에는 걸림봉이 형성되고, 타단부에는 회전축과 그리고 고정홈이 형성되고, 상기 태양전지판의 측면에는 상기 이동지지대의 걸림봉의 이동을 위한 안내홈과 또한 걸림봉과 체결을 위한 걸림홈이 형성된다.

Description

각도 조절 가능한 태양전지판{Solar plate capable of adjusting angle}
본 발명은 각도 조절 가능한 태양전지판에 관한 것으로서, 특히 계절에 따라 위치가 변하는 태양의 위치에 따라 태양광 추적 전지판이 항상 태양에 대해 거의 수직으로 향하도록 태양전지판 조정할 수 있는 구조를 가지는 각도 조절 가능한 태양전지판에 관한 것이다.
석탄과 석유로 대표되는 화석연료의 양은 한정되어 있고, 또한 중국과 인도와 같은 대인구 국가의 경제개발과 더불어 석탄과 석유의 채광 및 채굴량이 증가함에 따라 점차로 석탄과 석유 같은 화석연료가 고갈되어 가고 있는 중이다.
또한, 석탄과 석유와 같은 화석연료의 사용은 필연적으로 많은 이산화탄소를 배출하게 되고, 이러한 이산화탄소는 지구온난화에 기여하게 되어 지구환경을 악화시키게 된다. 이러한, 이산화탄소로 인한 지구온난화의 가속을 방지하고자 현재 국가간에 이산화탄소의 배출량을 규제하고자 하는 조약체결을 진행하고 있는 중이다.
따라서, 이러한 석탄과 석유를 대체할 자원을 구하고자 많은 국가에서 연구가 진행중이다. 화석연료를 대체할 자원으로써, 원자력발전소와 조력발전소와 지열발전소 및 태양광발전이 연구중이거나 또는 시행중이다. 그러나, 원자력발전소의 경우에는 방사능이라는 치명적인 악재가 존재하여, 만일 발전소 사고가 발생하여 방사능이 유출되게 되면, 그 해당 지역뿐만 아니라 지구 전체를 오염시킬 염려가 있다. 조력발전소는 바다의 조수간만 차이를 이용하여 발전을 하는 방법으로써, 바다가 없는 지역에서는 조력발전 자체가 불가능할 뿐만 아니라 조수간만의 차이가 커야만 한다는 제약조건이 있어서 범용적으로 사용될 수 있는 것이 아니다. 한편, 풍력발전소가 대안으로 유력하게 떠오르고 있지만, 현재 큰 규모로 제작 이루어지고 또한 그 제작이 어려우며, 내구성에 여러 문제점들이 있어서 활발히 이용되고 있지는 않다. 지열발전소의 땅속의 지열, 즉 화산대에 속하는 지하의 마그마에 의해 가열되는 온수를 이용하여 발전하는 것이지만, 이용할 수 있는 지역이 한정되어 있는 관계로 이용에 제약이 따른다. 태양을 이용하는 태양전지판은 실리콘을 이용하여 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 방식이지만, 초창기에는 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 효율이 너무 미약하여 연구차원이나 시범차원에서 태양광 발전이 이루어졌다. 그러나, 근래에 들어와서, 반도체 재료기술, 즉 실리콘 재료기술과 화합물 반도체재료 기술 및 나노탄소튜브 기술 등이 발전하면서 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 효율이 점차로 상승하여 현재 태양광 전지판을 이용한 발전과 연구가 적극적으로 시행되고 있으며, 유력한 차세대 대체 에너지로 각광을 받고 있는 중이다.
현재 이루어지고 있는 태양광 발전은, 다수의 태양전지 셀을 결합한 태양전지판을 이용하여 이루어지고 있다. 처음에는, 태양전지판을 고정형으로 제작하였으나, 태양의 위치가 계절에 따라 달라지는 관계로 최적의 효율을 얻기 힘들었다. 즉, 태양광의 위치가 최고점에 위치하는 여름에 맞추어 태양광 전지판을 설치하면 여름에는 최적의 효율을 얻을 수 있지만, 태양광의 위치가 최저점에 위치하는 겨울에는, 태양광이 전지판에 수직으로 입사하지 않기 때문에 전기에너지로의 변환 효율이 낮다는 단점이 있었다.
이에 따라서, 태양광 전지판의 전기에너지 효율을 극대화시키기 위해, 계절에 따른 태양광 위치의 변동에 따라서 태양전지판을 이동시킬 수 있지만, 그 구조가 간단하고 또한 제작 비용이 저렴한 장치를 제공하는 것이 바람직하다 할 것이다.
본 발명의 목적은 계절에 따라 변동하는 태양의 위치에 맞추어서 태양 전지판의 각도를 조절함으로써, 태양광 전지판에서 전기에너지로의 변환 효율을 극대화하고, 또한 이중의 위치 고정수단을 사용함으로써 바람 등의 외력에 의해서 태양광 전지판의 위치가 변동할 수 있는 가능성을 없앤 각도 조절 가능한 태양전지판을 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판은, 다수의 태양전지셀로 구성되는 다수의 태양전지판과, 일단부는 콘크리트와 같은 베이스판에 고정되고 타단부는 태양전지판을 회전가능하게 지지하는 고정 지지대와, 상기 태양전지판의 측면과 상기 고정 지지대 사이에 설치되어 태양전지판의 위치를 변동시키는 이동지지대로 구성되고, 상기 이동지지대의 일단부에는 걸림봉이 형성되고, 타단부에는 회전축과 그리고 고정홈이 형성되고, 상기 태양전지판의 측면에는 상기 이동지지대의 걸림봉의 이동을 위한 안내홈과 또한 걸림봉과 체결을 위한 걸림홈이 형성된다.
본 발명에 따른 태양광 추적 태양전지판에서, 태양전지판을 계절에 맞추어 조절함으로써 태양전지판을 통한 전기에너지 변환 효율을 높일 수가 있고, 또한 태양전지판을 하나의 고정체가 아닌 두 개의 고정체를 이용하여 고정함으로서 태양전지판이 견고하게 고정되어 내구성이 뛰어난 효과가 있다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전기판의 전면 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판의 구성을 보여주는 측면도이고, 도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판에 사용되는 이동 지지대의 걸림봉을 도시한 도면이고, 도 5는 도 2의 B부분을 확대한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판의 작동관계를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판의 전면 구성은 일반적인 태양전지판의 구성과 동일하다. 본 발명에 따른 태양전지판(100)은 다수의 태양전지판모듈(110)로 구성되고, 태양전지판모듈은 실리콘, 화합물반도체 또는 나노탄소튜브 등으로 구성되는 다수의 태양전지셀(111)로 구성된다. 상기 태양전지판모듈은 단단한 고형의 베이스플레이트(120)에 설치되어 하나의 완성된 태양전지판을 이용하게 된다. 이와 같이 태양전지판이 완성이 되면, 태양전지판의 태양전지셀로 입사하는 태양광을 태양전지셀이 빛 에너지를 전기에너지로 변환시켜 전기를 생성하여 발전을 수행하게 된다.
도 2는 도 1의 각도 조절 가능한 태양전지판의 측면도이다. 도 2에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 태양전지판은 태양광을 잘 받아들이기 위해 태양광을 향해 비스듬하게 설치된다. 태양전지판은 고정 지지대(200)의 일단부에 의해 지지되고, 지지대 타단부는 콘크리트와 같은 단단한 베이스(210)에 의해 고정되어 태양전지판을 단단히 지지하게 된다. 지지대의 상기 일단부는 소정의 힌지 수단(300)을 통해 태양전지판의 베이스플레이트(120)와 연결이 된다. 상기 힌지수단을 통해 베이스플레이트(120), 즉 태양전지판이 좌우로 회전할 수 있게 된다. 또한 도면에 도시되어 있듯이, 태양광 추적 태양전지판와 고정 지지대(200)는 사이에 설치되는 이동 지지대(400)가 설치되어 태양광 추적 태양전지판을 고정 지지대에 고정시키는 역할을 할 뿐만 아니라 태양광 추적 태양전지판을 좌우로 회전시켜 고정하는 역할을 한다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면이다.
도면에 도시되어 있듯이, 태양전지판의 베이스플레이트(120) 일단의 측면에는 이동 지지대(400)의 이동안내와 고정을 위한 안내홈(121)과 이동 지지대의 고정을 위한 걸림홈(122)이 형성된다. 상기 걸림홈(122)에는 도 4에 도시한 이동 지지대의 일단에 형성된 걸림봉(410)이 삽입되고, 삽입된 걸림봉에 의해 베이스플레이트가 이동 지지대에 의해 고정되게 된다.
도 5는 도 2의 B부분을 확대한 도면이다.
도면에 도시되어 있듯이, 이동 지지대(400)의 타단에는 지지대(200)와 회전가능한 체결을 위한 회전축(420)이 형성되어, 이동 지지대가 고정 지지대를 중심으로 회전가능하게 된다. 또한, 이동 지지대의 타단부 말단에는 다수의 제1통공(430)이 형성되고, 고정 지지대에도 상기 통공에 대응하는 위치에 대응하는 숫자의 제2통공(220)이 형성되고, 상기 제1통공과 제2통공이 서로 정합하는 위치에 왔을 때, 핀(미도시)가 같은 고정수단을 상기 제1통공과 제2통공을 관통하도록 설치함으로써, 이동 지지대가 고정 지지대에 견고하게 고정되고, 이에 따라서, 태앙전지판이 이동 지지대를 통해 고정 지지대에 견고하게 고정되게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판의 작동 관계를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도면에 도시되어 있듯이, 본 발명에 따른 태양광 추적 태양전지판을 여름과 같이 태양이 정점에 위치하는 경우에 사용하게 되면, 도면에서 실선으로 도시한 것과 같이 태양광 추적 전지판이 위쪽으로 향하도록 하고, 겨울과 같이 태양이 최하점에 위치하는 경우에는 점선으로 도시한 바와 같이, 태양광 추적 전지판을 아래측으로 이동시켜 태양을 향하도록 함으로써 태양광 추적 전지판의 효율을 높일 수 있게 된다. 이때, 이동 지지대와 고정 지지대의 통공들을 핀과 같은 고정수단으로 고정시키기 때문에, 바람과 같은 외력에 의해서 태양광 추적 전지판이 그 위치가 이탈되는 일이 전혀 없게 된다.
한편, 도면에서는 걸림홈을 세 개만 도시하였지만, 계절에 따른 숫자로 네 개로 또는 월별에 따른 숫자로 열두 개로 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전기판의 전면 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판의 구성을 보여주는 측면도.
도 3은 도 2의 A부분을 확대한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판에 사용되는 이동 지지대의 걸림봉을 도시한 도면.
도 5는 도 2의 B부분을 확대한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 각도 조절 가능한 태양전지판의 작동관계를 보여주는 도면.

Claims (2)

  1. 다수의 태양전지셀로 이루어지는 다수의 태양전지판 모듈과,
    상기 태양전지판 모듈을 지지하는 베이스플레이트와,
    일단부는 콘크리트와 같은 베이스에 고정되고, 타단부는 베이스플레이트가 회전가능하도록 힌지수단을 통해 연결되는 고정 지지대로 구성되고,
    상기 베이스플레이트 일단의 측면에는 이동 지지대의 이동안내를 위한 안내홈과 이동 지지대의 고정을 위한 걸림홈이 형성되고,
    상기 이동 지지대의 일단에는 상기 걸림홈에 체결되는 걸림봉이 형성되고, 타단에는 고정 지지대와 회전가능한 체결을 위한 회전축과, 다수의 제1통공이 형성되고,
    고정 지지대에는 상기 제1통공에 대응하는 위치에 대응하는 숫자의 제2통공이 형성되어, 상기 제1통공과 제2통공이 서로 정합하는 위치에 왔을 때, 고정수단을 상기 제1통공과 제2통공을 관통하도록 설치함으로써, 이동 지지대가 고정 지지대에 고정되는 동시에 태앙전지판이 이동 지지대와 고정 지지대에 고정되며,
    상기 걸림홈은 계절별 또는 월별에 맞추어 형성되는 것을 특징으로 하는 각도 조절 가능한 태양전지판.
  2. 삭제
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