KR101056367B1 - 태양광 집광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 집광장치에 관한 것이다. 본 발명은 골격을 형성하는 베이스프레임(10)과, 상기 베이스프레임(10)에 설치되고 내부에는 태엽장치 및 상기 태엽장치의 태엽을 감기위한 구동원(28)이 구비되는 구동유니트(20)를 포함하고, 상기 베이스프레임(10)에는 집광유니트(30)가 설치되어 태양광을 집광하게 된다. 이때, 상기 집광유니트(30)는 상기 구동유니트(20)의 태엽장치에 연결되어 회전각이 조절가능하도록 설치되는데, 일방향으로는 상기 구동원(28)에 의해 회전되고 타방향으로는 상기 구동원(28)에 의한 회전과정에서 감겼던 태엽장치에 의해 회전되므로, 상대적으로 적은 외부전력으로 태양전지패널(33)이 회전될 수 있어 집광장치의 효율이 좋아지는 이점이 있다.

태양전지, 집광장치, 태엽

Description

태양광 집광 장치{Solar light collecting apparatus}

본 발명은 태양광 집광장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태엽장치를 이용하여 태양광의 입사각도에 따라 그 각도를 변경시킬 수 있는 태양광 집광장치에 관한 것이다.

국제적인 지구환경 문제, 국민 생활수준의 향상으로 인한 전력소비량 증대 및 전력산업의 구조개편 등 국내외의 변화에 대응하여 선진국은 물론 국내에서도 대체에너지 즉, 신 에너지 개발에 박차를 가하고 있다. 대체 에너지에는 예를 들어, 태양광발전, 풍력발전, 연료전지발전, 태양열발전, 소형 열병합발전 등이 있다.

상기 대체 에너지 중에서 태양광을 에너지원으로 하는 태양광 발전은 효율을 향상시키기 위해 개발중이거나, 일부는 이미 실용화되고 있는 실정이다. 그리고, 상기 태양광 발전의 대표적인 예가 태양전지를 사용하는 것이다.

태양전지는 광기전력(Photovoltaic effect) 현상을 응용하여 태양의 빛 에너지를 전기적 에너지로 바꾸는 에너지 변환소자이다. 태양전지는 기판 표면에 빛이 입사하면 내부에서 전자와 정공이 발생하고, 발생한 전하들은 'P'극,'N'극으로 이 동함에 따라 그 사이에 전위차, 즉 광기전력이 발생하게 된다.

그리고, 이러한 태양전지는 기판 표면에 입사된 빛을 얼마나 효율적으로 흡수할 수 있는가에 따라 그 효율이 결정된다. 따라서 태양전지의 집광효율을 향상시키기 위한 기술이 다양하게 개발되고 있다.

이때, 일출로부터 일몰에 이르기까지 태양은 계속하여 그 궤도가 변하게 되므로, 태양광을 집광하기 위한 집광장치 역시 태양광의 입사각에 맞추어 그 경사각이 조절될 필요성이 있다. 그리고, 이에 대한 다양한 기술들이 공개특허 1997-16643 및 공개특허 2001-25541 등에 개시되어 있다.

하지만 상기한 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.

상기한 종래의 태양광 집광장치는 모터와 같은 구동장치 및 이를 제어하기 위한 제어장치를 통하여 집광장치의 경사각을 조절하였다. 즉, 모터를 이용하여 태양광 집광장치의 경사각을 조절하고, 다시 일출이 되기 전에 역시 모터를 이용하여 집광장치를 원위치로 복귀시켜야 하는 것이다. 하지만, 이러한 모터의 동작은 전기와 같은 별도의 에너지를 요구하게 되므로 태양광 집광장치의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 상기 제어장치는 시간의 변화에 따라 또는 태양광의 입사각을 감지하는 센서에 연결되어 상기 집광장치의 경사각이 적절하게 조절되도록 모터를 제어하여야 하므로, 그 구성이 매우 복잡해지고, 집광장치의 제조비용이 높아지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양광 집광장치의 태양전지패널의 각도를 변경하기 위한 동작 중 적어도 일부는 태엽장치에 의해 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비교적 간단한 제어장치에 의해 태양광 집광장치의 태양전지패널의 각도변화가 제어될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 태양광 집광장치의 태양전지패널을 원위치 시키기 위한 모터의 작동시간을 심야시간으로 설정하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 골격을 형성하는 베이스프레임과, 상기 베이스프레임에 설치되고 내부에는 태엽장치 및 상기 태엽장치의 태엽을 어느 일방향으로 감기위한 구동원이 구비되는 구동유니트와, 태양전지패널이 구비되어 태양광을 집광하고, 상기 구동유니트에 연결되어 회전각이 조절가능하도록 상기 베이스프레임에 설치되는 집광유니트를 포함하여 구성되고, 상기 집광유니트의 태양전지패널은 일방향으로는 상기 구동원에 의해 회전되고 타방향으로는 상기 구동원에 의한 회전과정에서 감겼던 태엽장치에 의해 회전되고, 상기 베이스프레임에는 제어유니트가 구비되어 상기 구동원 또는 상기 태엽장치 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어한다.

상기 구동유니트는 상기 베이스프레임에 설치되는 유니트케이스와, 상기 유니트케이스 내부에 설치되고 회전가능하게 구비된 구동축이 상기 구동원에 연결되어 태엽이 감기게 되는 태엽장치와, 상기 태엽장치의 구동축에 회전가능하도록 설치되는 구동기어부와, 상기 구동기어부의 회전에 대응되어 회전가능하도록 상기 유 니트케이스에 구비되는 제1풀리를 포함하여 구성된다.

상기 제1풀리는 상기 집광유니트에 구비된 회전축에 설치되는 제2풀리와 벨트로 연결되어, 상기 제1풀리의 회전력이 상기 회전축에 전달된다.

상기 제1풀리에는 상기 구동기어부와 맞물리는 종동기어부가 구비되고, 상기 구동기어부는 상기 종동기어부 보다 큰 직경을 갖도록 형성된다.

상기 구동기어부의 회전속도(V1)와 이에 맞물리는 상기 종동기어부의 회전속도(V2)의 사이의 감속비(V1/V2)는 5이상 10이하로 설정된다.

상기 구동기어부 및 이에 맞물리는 종동기어부의 기어비는 상기 종동기어부가 1시간에 15°씩 회전되도록 설정된다.

삭제

상기 제어유니트는 상기 구동원이 상기 태엽장치의 태엽을 감는 시점 및 종점이 일몰 이후에 이루어지도록 상기 구동원을 제어한다.

상기 제어유니트는 입력되는 계절값에 따라 상기 태엽장치의 구동기어부의 회전시점 및 회전종점의 사이각을 조절한다.

상기 구동원은 전기모터이다.

상기 집광유니트는 상기 베이스프레임을 가로 질러 설치되는 회전축과, 상기 회전축의 일측에 구비되어 상기 구동유니트의 제1풀리에 연결되는 제2풀리와, 상기 회전축에 연결되어 태양광을 집광하는 태양전지패널을 포함하여 구성된다.

상기 회전축과 상기 태양전지패널 사이에는 경사각조절장치가 구비되어, 태 양전지패널의 경사각이 조절된다.

본 발명에 의한 태양광 집광장치에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서는 태양광 집광장치의 태양전지패널이 태양을 좇아 회전가능하도록 설치되므로 태양광의 집광이 효과적으로 이루어질 수 있고, 태양전지패널의 회전은 일방향으로는 구동원에 의해 이루어지나 반대방향으로의 회전은 태엽에 의해 이루어지므로 상대적으로 적은 외부전력으로 태양전지패널이 회전될 수 있어 집광장치의 효율이 향상될 수 있다.

특히, 구동원에 의해 태양전지패널이 회전됨과 동시에 태엽이 감기는 과정은, 상대적으로 적은 비용으로 전력이 공급되는 심야시간으로 설정되어, 태양광 집광장치의 유지비용이 적어지는 효과도 있다.

또한, 본 발명에서는 제어유니트에 의해 태양전지패널의 좌우회전각의 크기가 조절되고, 또한 경사각조절장치에 의해 태양전지패널의 경사각이 조절될 수 있으므로, 계절에 따라 태양의 입사각이 직각에 가깝도록 설정될 수 있어 태양광 집광장치의 집광효율을 극대화 할 수 있는 효과도 있다.

그리고, 본 발명에서는 구동기어부와 종동기어부 사이의 감속비와 제1풀리와 제2풀리 사이의 감속비를 통해, 태엽에 의한 비교적 적은 구동력으로도 태양전지패널을 회전시킬 수 있게 되므로 집광장치의 각 부품에 무리한 힘이 부과되는 것을 방지할 수 있어 태양광 집광장치의 내구성이 향상되는 효과도 있다.

이하 본 발명에 의한 태양광 집광장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 태양광 집광장치의 바람직한 실시예의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명 실시예를 구성하는 구동유니트의 구성이 사시도로 도시되어 있다.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 태양광 집광장치(이하 '집광장치'라 함)의 골격은 베이스프레임(10)에 의해 형성된다. 상기 베이스프레임(10)은 지면 상에 안착되어 집광장치를 지지하는 부분으로, 안착부(11)와 상기 안착부(11)로부터 연장되는 지지부(12)로 구성된다. 본 실시예에서는 상기 베이스프레임(10)이 다수개의 바(bar)가 조립되는 것을 예로 들었으나, 상기 베이스프레임(10)은 하나의 박스 형상으로 구성될 수도 있다.

상기 베이스프레임(10)에는 구동유니트(20)가 설치된다. 상기 구동유니트(20)는 상기 베이스프레임(10)에 설치되어 아래에서 설명될 집광유니트(30)의 태양전지패널(33)을 조절하는 역할을 한다.

보다 상세하게 살펴보면, 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 상기 구동유니트(20)의 골격은 유니트케이스(21)가 형성한다. 그리고, 상기 유니트케이스(21)의 내부에는 태엽장치(도시되지 않음)가 구비되는데, 상기 태엽장치는 후술할 별도의 구동원(28)에 의해 감겨 작동하게 된다.

즉, 상기 태엽장치의 내부에 구비된 태엽은 구동원(28)에 의해 일방향으로 감겼다가, 풀어지면서 태양전지패널(33)을 회전시키는 역할을 하는 것이다. 상기 태엽장치의 태엽에는 구동축(P)이 구비되고, 상기 구동축(P)의 일단에는 구동기어부(22)가 구비된다. 상기 구동기어부(22)는 상기 구동축(P)과 함께 회전되면서 그 회전력을 아래에서 설명될 제1풀리(24)에 전달한다.

상기 구동기어부(22)에는 제1풀리(24)가 연결된다. 보다 정확하게는 상기 제1풀리(24)는 상기 유니트케이스(21)에 회전가능하게 연결되는 종동축(P')에 구비되어 상기 구동기어부(22)의 회전에 연동되어 회전된다. 그리고, 상기 제1풀리(24)에는 아래에서 설명될 집광유니트(30)의 회전축(31)에 구비된 제2풀리(35)와 벨트(B)에 의해 연결되어 제2풀리(35)를 회전시키는 역할을 한다.

상기 제1풀리(24)에는 종동기어부(26)가 구비된다. 상기 종동기어부(26)는 상기 제1풀리(24)와 동심으로 회전되도록 상기 종동축(P')에 구비된다. 상기 종동기어부(26)는 상기 제구동기어부(22)와 맞물리도록 설치되어 구동기어부(22)의 회전에 연동되어 구동기어부(22)의 회전방향과 반대방향으로 회전된다.

이때, 상기 종동기어부(26)의 직경은 상기 구동기어부(22)의 직경보다 크게 형성된다. 다시 말해, 상기 종동기어부(26)의 기어치 개수가 상기 구동기어부(22)의 기어치 개수보다 많도록 형성되는 것이다. 이에 따라 상기 구동기어부(22)의 회전수에 비해 상기 종동기어부(26)의 회전수가 작아지게 된다. 이는 상기 종동기어부(26)의 회전수를 상대적으로 작게 하여 태양전지패널(33)이 완만한 속도로 회전되도록 하기 위함이다.

보다 정확하게는 상기 구동기어부(22)의 회전속도를 V1이라 하고, 상기 종동기어부(26)의 회전속도를 V2라 하면, 감속비(A)는 '구동기어부(22)의 회전속도/종동기어부(26)의 회전속도(V1/V2)'가 된다. 이때 상기 감속비가 1보다 크면 감속이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 상기 감속비는 종동축(P')의 구동력과도 관련되는데, 상기 종동축(P')의 구동력은 종동축(P')에 걸리는 토크(T1)와 종동기어의 회전속도(V1)의 곱에 비례하게 된다. 그리고, 기어부 사이에 손실이 없다면, 종동축(P')의 구동력은 구동축(P)의 구동력과 같게 되므로, 결과적으로 회전속도가 상대적으로 더 작은 상기 종동축(P')이 갖는 구동력이 더 커지게 된다. 따라서, 상기 태엽장치는 상대적으로 더 작은 힘으로도 상기 태양전지패널(33)을 회전시킬 수 있게 된다.

바람직하게는 상기 감속비는 5 내지 10으로 형성된다. 이는 상기 감속비가 너무 크면 상기 종동기어부(26)와 구동기어부(22)의 크기 차이가 심해져 구동유니트(20)의 전체부피가 커지게 되고, 감속비가 너무 작으면 구동축(P)이 가져야할 구동력이 커지므로 태엽장치의 태엽에 가해지는 부담이 증가되기 때문이다.

도시되지는 않았으나, 상기 구동축(P)과 종동축(P') 사이의 감속을 위해 상기 유니트케이스(21) 내부에는 트랜스미션과 같은 별도의 장치가 구비될 수도 있다.

상기 구동유니트(20)의 일측에는 구동원(28)이 구비된다. 상기 구동원(28)은 상기 구동유니트(20)에 설치되어 상기 태엽을 감는 역할을 한다. 즉, 상기 구동원(28)은 별도의 전원을 통해 작동하면서 상기 태엽을 감아 줌으로써, 태엽에 탄성 에너지가 축적되도록 하는 것이다.

이때, 상기 구동원(28)이 상기 태엽을 감게 되면, 그 과정에서 상기 구동축(P) 및 종동축(P')의 상대회전에 의해 결국 상기 태양전지패널(33)이 회전되고, 그 후에 상기 태엽은 풀어지면서 탄성에너지를 상기 구동축(P)의 회전에너지로 바꾸어 태양전지패널(33)이 원위치로 복귀하도록 한다. 즉, 상기 구동원(28)은 상기 태양전지패널(33)을 어느 일방향으로만 회전시켜주고, 반대방향으로는 태엽에 의해 태양전지패널(33)이 회전되는 것이므로, 양방향 모두 구동원(28)에 의해 회전시킬 때보다 상대적으로 외부전원이 덜 소모될 수 있다. 본 실시예에서 상기 구동원(28)은 전기모터이다.

한편, 상기 베이스프레임(10)에는 집광유니트(30)가 설치된다. 상기 집광유니트(30)는 상기 베이스프레임(10)에 설치되어 태양광을 집광하는 부분으로, 상기 베이스프레임(10)에 연결되는 회전축(31)과, 상기 회전축(31)에 구비되어 상기 제1풀리(24)로부터 회전력을 전달받는 제2풀리(35), 그리고 실질적으로 태양광을 집광하는 태양전지패널(33)로 구성된다.

상기 회전축(31)은 도시된 바와 같이 상기 베이스프레임(10)을 가로 질러 구비되고, 그 일단에 구비된 제2풀리(35)는 상기 회전축(31)과 함께 회전된다. 상기 제2풀리(35)는 상기 제1풀리(24)와 밸트로 연결되어 같은 방향으로 함께 회전된다.

이때, 상기 제2풀리(35)는 상기 제1풀리(24) 보다 큰 직경을 갖도록 형성됨이 바람직하다. 이는 상기 구동기어부(22) 및 종동기어부(26)의 관계에서 살폈듯이, 상기 제2풀리(35)의 구동력이 상대적으로 커질 수 있도록 하기 위함이다.

상기 태양전지패널(33)은 태양에너지를 흡수하여 이를 전기에너지로 변환하 기 위한 것으로, 일종의 물리전지이다. 상기 태양전지패널(33)은 다수개의 셀이 결합된 모듈로서 각각의 셀은 실리콘 반도체나 화합물 반도체 등 다양한 예가 가능하다.

이때, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지패널(33)은 경사각조절장치(36)에 의해 상기 회전축(31)에 연결될 수도 있다. 상기 경사각조절장치(36)는 상기 태양전지패널(33)의 경사각이 조절되도록, 즉 틸팅(tilting)이 가능하도록 하는 것이다. 이는 태양의 남중고도가 계절에 따라 변하게 되므로, 이에 맞추어 사용자가 태양전지패널(33)의 경사각을 조절할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 경사각조절장치(36)는 상기 회전축(31)과 연결되는 베이스부(36b), 그리고 상기 태양전지패널(33)을 지지하는 지지부(36a)와, 상기 베이스부(36b)와 지지부(36a) 사이의 각도를 조절하도록 하는 조절부(38)로 구성된다. 도 3 및 도 4에서 보듯이, 사용자는 상기 조절부(38)를 조절하여 태양전지패널(33)의 경사각(α)을 조절할 수 있다.

한편, 상기 베이스프레임(10)에는 제어유니트(40)가 구비된다. 상기 제어유니트(40)는 상기 구동원(28)을 제어하기 위한 것이다. 구체적으로는 상기 제어유니트(40)는 상기 태엽장치의 태엽을 감는 시점 및 종점이 일몰 이후가 되도록 상기 구동원(28)을 제어하게 된다. 이는 일몰 이후에는 태양전지패널(33)에 흡수되는 태양광이 거의 없어지므로, 상기 태양전지패널(33)을 반대방향으로 회전시켜 다음 날의 태양집광에 대비시키는 것이다.

바람직하게는 상기 제어유니트(40)는 상기 구동원(28)을 전력부하가 적은 심 야(23시~09시)에 작동시킨다. 이는 심야에는 전력비용이 비교적 저렴하게 제공되므로, 저렴한 전력을 이용하여 상기 태엽을 감는 것이 유리하기 때문이다. 물론, 각 지역별 또는 나라별로 전력부하가 적은 시간은 차이가 있을 수 있으므로, 이러한 시간은 사용자가 제어유니트(40)의 입력장치(미도시)를 조작하여 설정할 수 있다.

그리고, 상기 제어유니트(40)는 계절에 따라 상기 태엽장치의 구동기어부(22)의 회전시점 및 회전종점의 사이각을 조절하게 된다. 즉, 상기 제어유니트(40)는 별도의 입력장치를 통하거나 또는 위성으로부터 수신되는 날짜에 맞추어 상기 태양전지패널(33)의 회전각도를 조절함으로써 태양광의 입사각이 최대한 직각에 가깝도록 하는 것이다.

이는 계절에 따라 남중고도 뿐 아니라 일출 및 일몰시간이 변하기 때문이다. 예를 들어, 대한민국을 기준으로 1월1일에는 07시 47분에 일출하여 17시25분에 일몰하지만, 6월1일에는 05시13분에 일출하여 19시47분에 일몰하게 된다. 따라서, 상기 제어유니트(40)는 하지(夏至)에 가까운 때에 상기 구동기어부(22)의 회전시점 및 회전종점 사이의 각도가 가장 커지도록 상기 구동원(28)을 제어하는 것이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 태양광 집광장치의 동작을 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7에는 본 발명 실시예에 의한 태양광 집광장치를 구성하는 태양전지패널(33)의 좌우회전각이 조절되는 모습이 동작상태도로 도시되어 있다.

먼저 도 2를 참조하여 구동유니트(20)의 작동과정을 살펴보기로 한다. 구동 원(28)이 작동하면 상기 구동원(28)에 연결된 태엽장치가 작동하게 된다. 즉 상기 태엽장치의 태엽이 감김과 동시에, 이에 연결된 구동축(P)이 회전되는 것이다. 이때, 상기 구동축(P)에 구비된 구동기어부(22)는 도 2의 화살표① 방향으로 회전된다.

그리고, 상기 구동기어부(22)에 맞물린 종동축(P')의 종동기어부(26)는 상기 구동기어부(22)의 회전에 따라 반대방향, 즉 화살표② 방향으로 회전되고, 이에 따라 상기 종동축(P')에 구비된 제1풀리(24)도 같은 방향으로 회전된다(화살표③방향).

상기 제1풀리(24)가 회전되면, 상기 제1풀리(24)와 벨트(B)에 의해 연결된 제2풀리(35)가 같은 방향, 즉 화살표④으로 회전되고, 상기 제2풀리(35)가 설치된 회전축(31) 역시 회전된다.

상기 회전축(31)이 회전되면, 상기 회전축(31)에 연결된 태양전지패널(33)은 회전축(31)의 회전방향을 따라 함께 도면을 기준으로 반시계방향으로 회전되면서 다음날, 일출시간부터 회전될 준비를 하게 된다. 이와 같은 상태가 도 5에 도시되어 있다.

이때, 상기 구동원(28)의 동작은 제어유니트(40)에 의해 제어되고, 제어유니트(40)는 바람직하게는 상기 구동원(28)이 심야에 작동될 수 있도록 한다. 이는 심야에는 비교적 저렴한 전력을 제공받을 수 있기 때문이다.

다음으로, 도 5 내지 도 7을 참조하여 태양전지패널(33)의 회전을 설명하면, 먼저 상기 태엽은 상기한 구동원(28)의 작동과정에서 감겨 탄성에너지가 축적된 상태이다. 정지되어 있던 태엽이 제어유니트(40)에 의해 정지상태가 해제되면, 태엽이 작동하면서 상기 구동축(P)을 회전시키게 된다. 이때 구동축(P)의 회전은 상기한 회전방향과 반대가 된다.

상기 태엽장치에 의해 상기 태엽이 풀리게 되면, 상기 구동축(P)이 회전되고, 구동축(P)의 회전력은 종동축(P')을 통해 상기 회전축(31)에 전달되어 태양전지패널(33)이 회전된다.

그리고, 상기 태양전지패널(33)이 완전히 회전되면, 다시 구동원(28)이 작동하여 상기 태양전지패널(33)을 원위치로 복귀시키면서, 동시에 태엽을 감아주게 된다.

이때, 상기 구동기어부(22)와 종동기어부(26)의 감속비와, 상기 제1풀리(24)와 제2풀리(35) 사이의 감속비에 의해 상기 회전축(31)의 실제회전속도는 크게 감소된다. 보다 정확하게는 상기 회전축(31)은 약 시간당 15°만큼 회전되면서 태양의 움직임을 쫓게 된다.

동시에, 상기 감속비에 의해 상기 회전축(31)의 회전수는 상기 구동축(P)의 회전수에 비해 크게 줄어드나, 상기 구동축(P)의 상대적으로 적은 구동력으로도 상기 태양전지패널(33)을 회전시킬 수 있게 된다.

이와 같이, 상기 태양전지패널(33)은 일방향으로는 심야의 저렴한 전력을 이용한 구동원(28)에 의해 회전되지만, 반대방향으로는 태엽장치에 의해 회전되므로 상대적으로 적은 비용으로 태양전지패널(33)을 작동시킬 수 있고, 또한 상기 제어 유니트(40)의 역할도 단순해지므로 제어유니트(40)의 구성이 간단해질 수 있다.

한편, 사용자는 계절의 변화에 따라 상기 집광유니트(30)의 경사각조절장치(36)의 조절부(38)를 조절하여 태양전지패널(33)에 비추는 태양의 입사각이 직각이 되도록 할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

상기한 실시예에서는 상기 구동유니트(20)에 구동기어부(22) 및 종동기어부(26)가 구비되는 것을 예로 들었으나, 상기 태엽장치의 구동축(P)에 상기 집광유니트(30)가 직접 연결되거나, 또는 상기 구동축(P)에 집광유니트(30)의 회전축(31)이 벨트(B)에 의해 연결될 수도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 태양광 집광장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 사시도.

도 2는 본 발명 실시예를 구성하는 구동유니트의 구성을 보인 사시도.

도 3 및 도 4는 본 발명 실시예를 구성하는 태양전지패널의 경사각이 다르게 설정된 모습을 각각 보인 측면도.

도 5 내지 도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 태양전지패널의 좌우회전각이 조절되는 모습을 순차적으로 보인 동작상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 베이스프레임 11: 안착부

12: 지지부 20: 구동유니트

21: 유니트케이스 22: 구동기어부

24: 제1풀리 26: 종동기어부

28: 구동원 30: 집광유니트

31: 회전축 33: 태양전지패널

35: 제2풀리 36: 경사각조절장치

P: 구동축 P': 종동축

Claims (13)

1. 골격을 형성하는 베이스프레임과,

   상기 베이스프레임에 설치되고 내부에는 태엽장치 및 상기 태엽장치의 태엽을 어느 일방향으로 감기위한 구동원이 구비되는 구동유니트와,

   태양전지패널이 구비되어 태양광을 집광하고, 상기 구동유니트에 연결되어 회전각이 조절가능하도록 상기 베이스프레임에 설치되는 집광유니트를 포함하여 구성되고,

   상기 집광유니트의 태양전지패널은 일방향으로는 상기 구동원에 의해 회전되고 타방향으로는 상기 구동원에 의한 회전과정에서 감겼던 태엽장치에 의해 회전되고,

   상기 베이스프레임에는 제어유니트가 구비되어 상기 구동원 또는 상기 태엽장치 중 적어도 어느 하나의 작동을 제어함을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동유니트는

   상기 베이스프레임에 설치되는 유니트케이스와,

   상기 유니트케이스 내부에 설치되고 회전가능하게 구비된 구동축이 상기 구동원에 연결되어 태엽이 감기게 되는 태엽장치와,

   상기 태엽장치의 구동축에 회전가능하도록 설치되는 구동기어부와,

   상기 구동기어부의 회전에 대응되어 회전가능하도록 상기 유니트케이스에 구비되는 제1풀리를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1풀리는 상기 집광유니트에 구비된 회전축에 설치되는 제2풀리와 벨트로 연결되어, 상기 제1풀리의 회전력이 상기 회전축에 전달됨을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제1풀리에는 상기 구동기어부와 맞물리는 종동기어부가 구비되고, 상기 구동기어부는 상기 종동기어부 보다 큰 직경을 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 구동기어부의 회전속도(V1)와 이에 맞물리는 상기 종동기어부의 회전속도(V2)의 사이의 감속비(V1/V2)는 5이상 10이하로 설정됨을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 구동기어부 및 이에 맞물리는 종동기어부의 감속비, 그리고 상기 제어유니트의 제1풀리와 상기 집광유니트의 제2풀리의 감속비는 상기 집광유니트의 회전축이 1시간에 15°씩 회전되도록 설정됨을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어유니트는 상기 구동원이 상기 태엽장치의 태엽을 감는 시점 및 종점이 일몰 이후에 설정되도록 상기 구동원을 제어함을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제어유니트는 상기 구동원이 상기 태엽장치의 태엽을 감는 시점 및 종점이 일몰 이후 중에서 전력부하가 상대적으로 적은 시간에 설정되도록 상기 구동원을 제어함을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제어유니트는 입력되는 계절값에 따라 상기 태엽장치의 구동기어부의 회전시점 및 회전종점의 사이각을 조절함을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 구동원은 전기모터임을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 집광유니트는

    상기 베이스프레임을 가로 질러 설치되는 회전축과,

    상기 회전축의 일측에 구비되어 상기 구동유니트의 제1풀리에 연결되는 제2풀리와,

    상기 회전축에 연결되어 태양광을 집광하는 태양전지패널을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 제1풀리의 직경은 상기 제2풀리의 직경보다 작게 형성되고, 상기 제1풀리부의 회전속도(v1)와 이에 맞물리는 상기 제2풀리의 회전속도(v2)의 사이의 감속비(v1/v2)는 5이상 10이하로 설정됨을 특징으로 하는 태양광 집광장치.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 회전축과 상기 태양전지패널 사이에는 경사각조절장치가 구비되어, 태양전지패널의 경사각이 조절됨을 특징으로 하는 태양광 집광장 치.

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