KR101056192B1

KR101056192B1 - 경사각도 조정형 태양광 발전장치

Info

Publication number: KR101056192B1
Application number: KR1020110033896A
Authority: KR
Inventors: 최치영
Original assignee: 유한회사 엔젤시스템
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2011-08-11

Abstract

본 발명은 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 관한 것으로, 태양의 이동과 고도에 따라 태양 전지셀의 각도(위치)와 높이를 조정하고 바람 등에 의해 돌맹이 등이 날아다니더라도 시설물의 파손을 방지함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치는, 지면에 고정 설치되며 원형의 홈이 구비된 박스형의 베이스 플레이트(20)와; 상기 베이스 플레이트의 홈에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트(30)와; 상기 회전플레이트의 저면 중심에 설치되는 회전축(41), 상기 회전축과 벨트(42)를 통해 연결되어 상기 회전축을 통해 상기 회전플레이트를 양방향으로 회전시키는 구동모터(43)로 이루어진 구동수단(40)과; 상기 회전플레이트의 상면 중앙에 설치되며 다수의 태양전지셀이 고정된 지지플레이트를 지지하는 높이조정 실린더(50)와; 상기 회전플레이트에 세워지며 상부가 상기 지지플레이트의 저면 모서리에 각각 연결되어 상기 지지플레이트를 지지하는 다수의 지지대(60)와; 상기 지지플레이트 저부의 높이조정 실린더와 다수의 지지대를 감싸 보호하는 원통형의 커버(70)를 포함하며, 상기 지지대는 상기 회전플레이트에 고정되는 파이프형태의 고정 지지대(61), 상기 고정 지지대에 신축 가능하게 연결되는 승강 지지대(62)를 포함하고, 상기 커버는 상기 회전플레이트에 고정되며 다수의 수직형 안내홈(71a)이 구비된 다공성 고정 커버(71), 상기 고정 커버보다 작은 외경으로 형성되면서 둘레부에 상기 안내홈을 따라 승강하는 안내돌기(72a)가 구비되며 연결구(73)를 통해 상기 승강 지지대에 연결되어 상기 높이조정 실린더에 의한 상기 지지플레이트의 승강에 따라 승강하여 상기 높이조정 실린더와 지지대를 보호하는 다공성 승강 커버(72)를 포함하여 구성된다.

Description

경사각도 조정형 태양광 발전장치{A SOLAR GENERATOR HAVING AN ANGLE CONTROL DEVICE}

본 발명은 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양의 이동과 고도에 따라 태양 전지셀의 각도(위치)와 높이를 조정하고 바람 등에 의해 돌맹이 등이 날아다니더라도 시설물의 파손을 방지할 수 있는 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지(Solar Battery)라 함은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 하는 광전지인데, 그 응용분야는 전자시계, 라디오, 무인등대, 무인중계기, 부표등, 인공위성, 로켓 등의 전력원으로 이용되고 있다. 또한 태양열 난방을 위한 주택, 도로상에서 안개가 끼었을 때 운전자에게 경보를 알려주는 안개경보등 및 송전탑 등의 구조물에 설치되는 항공장애등도 태양전지의 이용분야로써 활용되고 있다.

이와 같은 이용분야에서 사용되는 태양전지는 셀(Cell, 태양전지 1개를 뜻함.)과 셀을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 태양전지판을 제작하고, 다시 이 태양전지판을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 이용한다.

한편 이러한 태양전지는 태양광선을 받을 수 있는 주간에는 직접 발생된 전력을 그대로 이용할 수 있으나, 야간에는 전력이 생산되지 못하므로 전력을 지속적으로 얻어 쓰려면 회로를 구성하여 주간에 축전지에 일단 충전시켜 두었다가 이용하여야 한다.

종래의 태양광 발전장치는 태양 전지셀을 필요한 만큼 직 병렬로 연결한 태양전지판이 정남향을 향해 대략 35도의 각도로 고정 설치된다. 이는 고정된 상태에서태양광의 입사각과 태양전지판이 직각 상태를 이루도록 하여 최대의 전력을 생산하기 위한 것이다.

그러나 우리나라의 경우 각 계절별로 태양의 고도가 12도 ∼ 58도 정도로 변화하므로 태양전지판이 고정된 경우 전력 생산성이 떨어져 투자비용에 대비하여 효율성이 낮다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 태양 전지셀의 각도를 조정할 수 있는 태양광 발전시설이 제안되고 있다.

종래 태양광 발전시설의 각도 조정장치는 대개 태양 전지셀의 기울기만을 조정하는 것으로, 태양의 위치에 따른 최적의 위치로 셋팅될 수 없고, 태양의 고도를 감안하지 않아 태양광 발전 효율이 낮은 문제점이 있고, 태양 전지셀을 지지하는 지지 구조물 등이 외부로 노출되어 돌맹이 등에 의해 지지 구조물이 파손되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양의 이동과 고도에 따라 태양 전지셀의 각도(위치)와 높이를 조정하고 바람 등에 의해 돌맹이 등이 날아다니더라도 시설물의 파손을 방지할 수 있는 경사각도 조정형 태양광 발전장치를 제공하려는데 목적이 있다.

전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 경사각도 조정형 태양광 발전장치는, 지면에 고정 설치되며 원형의 홀이 구비된 박스형의 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트의 홀에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트와; 상기 회전플레이트의 저면 중심에 설치되는 회전축, 상기 회전축과 벨트를 통해 연결되어 상기 회전축을 통해 상기 회전플레이트를 양방향으로 회전시키는 구동모터로 이루어진 구동수단과; 상기 회전플레이트의 상면 중앙에 설치되며 다수의 태양전지셀이 고정된 지지플레이트를 지지하는 높이조정 실린더와; 상기 회전플레이트에 세워지며 상부가 상기 지지플레이트의 저면 모서리에 각각 연결되어 상기 지지플레이트를 지지하는 다수의 지지대와; 상기 지지플레이트 저부의 높이조정 실린더와 다수의 지지대를 감싸 보호하는 원통형의 커버를 포함하며, 상기 지지대는 상기 회전플레이트에 고정되는 파이프형태의 고정 지지대, 상기 고정 지지대에 신축 가능하게 연결되는 승강 지지대를 포함하고, 상기 커버는 상기 회전플레이트에 고정되며 다수의 수직형 안내홈이 구비된 다공성 고정 커버, 상기 고정 커버보다 작은 외경으로 형성되면서 둘레부에 상기 가이드홈을 따라 승강하는 안내돌기가 구비되며 연결구를 통해 상기 승강 지지대에 연결되어 상기 높이조정 실린더에 의한 상기 지지플레이트의 승강에 따라 승강하여 상기 높이조정 실린더와 지지대를 보호하는 다공성 승강 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 의하면, 태양의 위치에 따라 태양 전지셀의 각도가 변하게 되고, 또한, 태양의 고도에 따라 태양 전지셀의 높이를 조정하여 태양광 발전의 효율을 높일 수 있으며, 태양 전지셀의 높이에 상관없이 태양 전지셀 저부를 외부와 차단하여 돌맹이 등에 의한 구조물의 파손을 방지할 수 있으므로 유지보수 비용을 절감하고 제품의 신뢰성을 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치의 측면도.

도 1과 도 2에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치는, 다수의 태양 전지셀(1)을 지지플레이트(10)에 설치하고, 지지플레이트(10)의 회전과 높이 조정을 통해 태양광 발전효율을 높일 수 있는 것으로, 지면에 고정 설치되며 원형의 홈이 구비된 박스형의 베이스 플레이트(20)와; 베이스 플레이트(20)의 홈에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트(30)와; 회전플레이트(30)의 회전을 통해 태양 전지셀(1)의 방향을 태양의 방향으로 맞추는 구동수단(40)과; 태양의 고도에 따라 태양 전지셀(1)의 높이를 조정하는 높이조정 실린더(50)와; 지지플레이트(10)를 지지하는 지지대(60)와; 지지플레이트(10) 저부의 높이조정 실린더(50)와 지지대(60)를 보호하는 원통형의 커버(70)로 구성된다.

베이스 플레이트(20)는 내부에 구동수단(40) 등을 탑재할 수 있는 공간이 형성된 박스 형태이며, 회전플레이트(30)가 회전 가능하도록 축 등이 형성될 수 있고, 지면에 매설되거나 지면 위에 설치된다.

회전플레이트(30)는 베이스 플레이트(20)의 홈에 삽입되며 구동수단(40)과 연결되어 베이스 플레이트(20)의 홈에서 제자리 회전 가능하게 설치된다.

구동수단(40)은 회전플레이트(30)의 저면 중심에 설치되는 회전축(41), 회전축(41)과 벨트(42)를 통해 연결되어 회전축(41)을 통해 회전플레이트(30)를 양방향으로 회전시키는 구동모터(43)로 이루어진다. 구동수단(40)은 태양 전지셀(1)의 각도를 태양의 위치에 맞도록 조정하는 것으로, 태양광 센서 또는 타이머를 통해 구동하며 예를 들어 시간대에 따라 태양 전지셀(1)이 동쪽(일출 시각에서부터 정오 이전까지), 남쪽(정오에서부터 오후 3시), 서쪽(오후 3시부터 일몰시각까지)으로 향하도록 태양 전지셀(1)의 각도를 조정한다.

구동수단(40)은 공지의 태양광 추적센서를 통해 구동하여 태양 전지셀(1)이 태양광을 향하도록 구동할 수도 있다. 즉, 제어부는 태양 전지셀(1)의 현재 위치를 실시간을 감지하는 위치센서와 태양광 추적센서를 통해 구동수단(40)을 제어하여 태양 전지셀(1)이 태양광을 향하도록 한다.

높이조정 실린더(50)는 태양광의 고도에 따라 태양 전지셀(1)의 높이를 조정하는 것으로, 구동수단(40)과 함께 시간대별로 태양 전지셀(1)의 높이를 조정할 수 있다.

지지대(60)는 회전플레이트(30)의 상면에 세워지며 상부가 지지플레이트(10)의 저면 사각 모서리에 각각 연결되어 지지플레이트(10)를 지지하며, 지지플레이트(10)가 높이조정 실린더(50)에 의해 승강하므로 회전플레이트(30)에 고정되는 파이프형태의 고정 지지대(61), 고정 지지대(61)에 신축 가능하게 연결되는 승강 지지대(62)로 구성된다.

그리고, 지지플레이트(10)의 각도 조정이 가능하도록 승강 지지대(62)는 다단의 각도조정공(62a)이 형성되며, 승강 지지대(62)에는 지지플레이트(10)의 저면에 힌지로 연결되면서 승강 지지대(62a)의 각도조정공(62a)에 핀을 통해 선택적으로 결합되어 지지플레이트(10)의 각도를 조정하는 각도조정대(63)가 구성된다.

각도조정대(63)에 의한 각도 조정이 가능하도록 지지플레이트(10)의 저면에는 각도조정대(63)가 슬라이딩 가능하게 연결되는 안내장공(11)이 형성된다.

커버(70)는 원통형으로 형성되면서 바람이 통과할 수 있도록 다공성으로 이루어지며, 지지플레이트(10) 저부의 높이조정 실린더(50)와 다수의 지지대(60)에 돌맹이 등이 부딪치지 않도록 감싸 보호한다.

커버(70)는 지지대(60)와 마찬가지로 지지플레이트(10)의 높이 변화에 대응하여 항상 높이조정 실린더(50)와 지지대(60)를 보호할 수 있도록 회전플레이트(30)에 고정되는 고정 커버(71) 및 고정 커버(71)에 승강 가능하게 연결되는 승강 커버(72)로 구성된다.

승강 커버(72)의 승강을 위하여 고정 커버(71)의 내주면에는 다수의 수직형 안내홈(71a)이 형성되고, 승강 커버(72)의 외주면에는 안내홈(71a)을 따라 승강하는 안내돌기(72a)가 형성된다.

승강 커버(72)는 지지플레이트(10)의 높이 변화에 따라 자동으로 승강할 수 있도록 승강 지지대(62)에 연결대(73)로 연결된다. 연결대(73)는 막대 형태이며 승강 커버(72)의 내주면에 원주방향을 따라 일정 간격을 두고 다수개가 설치되며, 볼트 등을 통해 승강 커버(72)와 승강 지지대(62)에 분리 가능하게 연결된다.

고정 커버(71)에는 커버(70) 내부를 출입할 수 있는 도어(74)가 설치된다. 도어(74)는 슬라이드식, 회동식 등이 가능하다. 도어(74)는 지지플레이트(10) 저부의 구성(높이조정 실린더(50), 지지대(60) 등)의 보수시 출입할 수 있는 공간을 제공하기 위함이다.

본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치의 작용은 다음과 같다.

태양 전지셀(1)은 태양의 위치에 맞춰 셋팅되면, 예를 들어 태양이 동쪽에 있는 경우 회전플레이트(30)가 회전하여 태양 전지셀(1)이 동쪽을 향하도록 한다. 태양 전지셀(1)에 의한 태양광 발전은 공지된 것이므로 구체적인 설명을 생략한다.

태양광 추적센서가 적용된 경우 태양의 이동에 따라 구동수단(40)이 구동하며, 구동수단(40)에 의해 회전플레이트(30)가 회전하여 태양 전지셀(1)이 태양을 향하게 된다. 즉, 태양의 위치가 변하더라도 항상 태양 전지셀(1)은 태양을 향하여 각도가 변하게 되므로 태양 발전의 효율을 높일 수 있다.

한편, 높이조정 실린더(40)는 태양의 고도에 따라 태양 전지셀(1)의 높이를 조정하며, 태양의 고도가 높은 시간대에서는 태양 전지셀(1)을 상승시키고, 태양의 고도가 낮은 시간대에서는 태양 전지셀(1)을 하강시킨다.

본 발명에 의한 태양광 발전장치는 주변에서 바람 등에 의해 돌맹이가 날아다니더라도 커버(70)가 돌맹이를 막아 높이조정 실린더(50)와 지지대(60)를 보호하며, 높이조정 실린더(50)에 의한 태양 전지셀(1)의 승강시 승강 지지대(62)와 승강 커버(72)가 함께 승강하여 태양 전지셀(1)의 높이에 상관없이 높이조정 실린더(50)와 지지대(60) 및 지지플레이트(10) 저부에 설치될 수 있는 각종 장비를 보호할 수 있다.

또한, 지지플레이트(10)는 각도조정대(63)를 통해 각도 조정이 가능하며, 각도조정대(63)를 승강 지지대(62)의 다수의 각도조정공(62a) 중에서 어느 하나에 고정함으로써 지지플레이트(10)의 각도를 조정하고, 이때, 4개의 각도조정대(63)는 2개씩 셋트로 구성되어 동일한 위치에 설치됨으로써 태양 전지셀(1)이 일측을 향해 하향 경사지도록 설치된다.

1 : 태양 전지셀,
10 : 지지플레이트, 20 : 베이스 플레이트
30 : 회전플레이트, 40 : 구동수단
50 : 높이조정 실린더, 60 : 지지대
61 : 고정 지지대, 62 : 승강 지지대
70 : 커버, 71 : 고정 커버
72 : 승강 커버,

Claims

지면에 고정 설치되며 원형의 홈이 구비된 박스형의 베이스 플레이트(20)와;
상기 베이스 플레이트의 홈에 회전 가능하게 설치되는 회전플레이트(30)와;
태양 전지셀(1)이 설치된 지지플레이트(10)와;
상기 회전플레이트의 상면 중앙에 설치되며 상기 지지플레이트를 지지하는 높이조정 실린더(50)와;
상기 회전플레이트에 세워지며 상부가 상기 지지플레이트의 저면 모서리에 각각 연결되어 상기 지지플레이트를 지지하는 다수의 지지대(60)와;
상기 회전플레이트의 저면 중심에 설치되는 회전축(41), 상기 회전축과 벨트(42)를 통해 연결되어 상기 회전축을 통해 상기 회전플레이트를 양방향으로 회전시키는 구동모터(43)로 이루어지며 태양광 추적센서의 감지값을 근거로 하여 상기 태양 전지셀이 태양을 향하도록 상기 회전플레이트를 회전시키는 구동수단(40)과;
상기 지지플레이트 저부의 높이조정 실린더와 다수의 지지대를 감싸 보호하는 원통형의 커버(70)를 포함하며,
상기 지지대는 상기 회전플레이트에 고정되는 파이프 형태의 고정 지지대(61) 및 상기 고정 지지대에 신축 가능하게 연결되는 승강 지지대(62)를 포함하고,
상기 커버는 도어(74)가 구비된 원통형으로 형성되면서 상기 회전플레이트에 고정되며 다수의 수직형 안내홈(71a)이 구비된 다공성 고정 커버(71), 상기 고정 커버보다 작은 외경으로 형성되면서 둘레부에 상기 안내홈을 따라 승강하는 안내돌기(72a)가 구비되며 연결구(73)를 통해 상기 승강 지지대에 연결되어 상기 높이조정 실린더에 의한 상기 지지플레이트의 승강에 따라 승강하여 상기 높이조정 실린더와 지지대를 보호하는 다공성 승강 커버(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서, 상기 승강 지지대(72)에 다단으로 형성되는 각도조정공(72a), 상기 승강 지지대의 각도조정공에 선택적으로 결합되면서 상단부가 상기 지지플레이트의 저면에 형성된 안내장공(11)에 슬라이딩 가능하게 연결되어 상기 지지플레이트의 각도를 조정하는 각도조정대(63)가 포함되는 것을 특징으로 하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치.