KR101085945B1 - 집광판의 각도 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집광판의 각도 조절 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 계절의 변화에 따라 달라지는 태양의 고도에 따라 태양광발전에 사용되는 집광판의 각도를 간편하고 안정적으로 변경할 수 있는 집광판의 각도 조절 장치에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명에 의한 집광판의 각도 조절 장치는, 다수의 태양전지 셀로 구성된 집광판과, 상기 집광판을 받치는 프레임과, 일단은 지면에 설치되고 타단은 상기 프레임과 힌지 결합하는 지지대와, 상기 프레임 및 상기 지지대와 각각 볼트에 의해 고정된 고정링크를 포함하며, 상기 볼트의 조임을 풀어 상기 고정링크에 이동성을 부여하고 상기 고정링크의 상하 이동에 따라 상기 집광판의 각도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

태양광발전, 집광판, 각도, 조절

Description

집광판의 각도 조절 장치{APPARATUS FOR ADJUSTING DEGREE OF SOLAR CELL PANEL}

본 발명은 집광판의 각도 조절 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 계절의 변화에 따라 달라지는 태양의 고도에 따라 태양광발전에 사용되는 집광판의 각도를 간편하고 안정적으로 변경할 수 있는 집광판의 각도 조절 장치에 관한 것이다.

태양광발전에 사용되는 집광판은 다수의 태양전지 셀로 구성된다. 태양전지 셀은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하는 소자로서, 최적의 발전효율을 얻기 위해서 태양전지 셀에 입사되는 태양광선의 각도는 수직을 유지해야 한다.

태양의 고도는 계절에 따라 점점 변하기 때문에, 태양전지 셀의 전면에 태양광선이 항상 수직으로 입사할 수 있도록 집광판의 각도를 조절할 필요가 있다. 집광판의 각도를 조절하는 방식으로는, 태양의 위치와 고도를 추적하여 집광판의 각도를 자동으로 조절하는 자동 추적방식과 계절마다 수동적으로 집광판의 각도를 조절하는 수동방식이 있다.

자동 추적방식은 태양의 고도에 따라 자동으로 집광판의 각도를 조절하기 때문에 발전효율이 고정방식 또는 수동방식보다 높다는 장점이 있으나, 태양추적센 서, 구동모터 등 고가의 장비를 구비해야 하므로, 집광장치의 가격이 상당히 비싸고 집광장치의 유지보수에 어려움이 있다. 따라서 태양광발전에서 비용 대비 효율을 볼 때 저렴한 비용으로도 어느 정도의 발전효율을 얻을 수 있는 수동방식의 집광장치를 사용하는 경우가 많다.

도 1은 종래 수동방식의 집광장치를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 수동방식의 집광장치는 집광판(4)의 프레임(1)과 힌지 결합한 고정링크(2)를 이동시켜 지지대(3)의 측면에 고정하는 방식에 의해 집광판(4)을 원하는 각도로 조절한다. 즉, 태양의 고도가 변하면 고정링크(2)를 손으로 잡고 고정링크의 홈(5)을 지지대의 고정 돌기(6)로부터 이탈시킨 후, 집광판(4)의 각도를 조절하여 해당 위치에 있는 고정링크의 홈(5)을 지지대의 고정 돌기(6)에 삽입한다.

그러나 도 1에 도시한 종래 수동방식의 집광장치는 다음과 같은 문제점들이 있다.

첫째, 고정링크의 홈(5)을 고정 돌기(6)로부터 이탈시키기 위해서는 고정링크(2)를 상방으로 올려야 하는데, 고정링크(2)를 상방으로 올리는 순간 고정이 풀려 집광판(4)이 아래로 떨어지게 되므로 작업자가 다칠 위험이 있다. 한편 이러한 위험을 방지하기 위해 작업자가 집광판의 프레임(1)과 고정링크(2)를 동시에 잡아야 하는 번거로움이 있으며, 집광판(4)을 다시 위로 올려야 하는 불편함이 있다.

둘째, 고정링크(2)와 집광판의 프레임(1)은 힌지 결합한 구조로서, 고정링크(2)의 원활한 회전을 위해서는 힌지 부분(7)에 약간의 유격이 생길 수밖에 없고 그로 인해 잦은 바람에 의한 진동을 꾸준히 받게 된다. 장기간에 걸친 진동은 힌지 부분(7)의 피로 하중으로 작용하여 힌지 부분(7)이 변형 또는 파괴되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 집광판의 각도를 조절할 때 집광판이 아래로 내려오지 않고 일정 범위 내에서 고정되어 작업자가 간편하고 안정적으로 집광판의 각도를 조절할 수 있는 집광판의 각도 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 고정링크가 집광판의 프레임에 힌지 결합되는 구조를 배제하여 장기간에 걸친 진동에 의해 발생하는 수동식 집광장치의 변형 또는 파괴를 방지할 수 있는 집광판의 각도 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, 본 발명에 의한 집광판의 각도 조절 장치는, 다수의 태양전지 셀로 구성된 집광판과, 상기 집광판을 받치는 프레임과, 일단은 지면에 설치되고 타단은 상기 프레임과 힌지 결합하는 지지대와, 상기 프레임 및 상기 지지대와 각각 볼트에 의해 고정된 고정링크를 포함하며, 상기 볼트의 조임을 풀어 상기 고정링크에 이동성을 부여하고 상기 고정링크의 상하 이동에 따라 상기 집광판의 각도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 본 발명은 집광판의 각도를 조절할 때 집광판이 완전히 내려오지 않고 일정 범위 내에서 고정되므로 작업자가 집광판의 각도 조절 작업을 간편하고 안정적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 집광판과 고정링크를 힌지 결합이 아닌 볼트 결합으로 고정하기 때문에 장기간 바람에 노출되어 발생하는 집광장치의 결합구조의 변형이나 파괴를 방지함으로써 집광장치의 유지관리를 보다 효과적으로 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 집광판의 각도 조절 장치가 적용되는 수동식 집광장치를 나타낸 것이다. 수동식 집광장치는 다수의 태양전지 셀로 구성된 집광판(10)과, 집광판(10)을 받치고 있는 제1 프레임(20)과, 제1 프레임을 가로질러 받치고 있는 제2 프레임(30)과, 제2 프레임(30) 사이에 연결된 제3 프레임(40)과, 제3 프레임(40)과 힌지 결합되는 지지대(50)와, 집광판(10)의 각도를 조절하는 고정링크(60)와, 제2 프레임(30)을 지지하는 제4 프레임(70)으로 이루어져 있다.

제1 프레임(20) 및 제2 프레임(30)은 집광판(10)을 받치고 있으며, 제3 프레임(40)은 제2 프레임(30) 간에 연결되고 지지대(50)와 힌지 결합하여, 집광판(10)이 상하로 움직이면서 집광판(10)의 각도가 조절된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제3 프레임(40)의 중심에는 지지대(50)와 힌지 결합하기 위한 돌기(42)가 설치되어 있다. 제3 프레임(40)에 설치된 돌기(42)는 지지 대(50)의 종단에 설치된 힌지부(52)에 삽입된다. 지지대(50)는 지면에 고정되고, 지지대(50)의 힌지부(52)에 연결된 제3 프레임(40)은 힌지부(52)의 축을 기준으로 상하로 움직이면서 집광판(10)의 각도를 조절한다.

본 발명의 실시예에서 힌지부(52)는 회전축의 처짐을 보상하는 베어링을 포함하며 베어링으로서 UC 베어링을 사용하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 집광장치는 2개의 지지대(50)가 지면에 고정되어 설치된다. 2개의 지지대(50) 중 어느 하나의 지지대가 장기간에 걸친 지반 침하로 인해 다른 하나의 지지대보다 낮아지게 되면, 두 지지대의 높이 차이에 의해 회전축이 꺽이게 되어 집광판(10)이 원활하게 회전을 하지 못하거나 심하면 회전을 할 수 없게 된다. 따라서 지지대(50)의 힌지부(52)를 UC 베어링으로 구성함으로써 두 지지대 간에 높이차가 발생하더라도 UC 베어링의 특성에 따라 회전축의 처짐을 보상할 수 있기 때문에, 집광판(10)의 회전에 전혀 지장을 주지 않는다.

제3 프레임(40)의 일 측면에는 고정링크(60)의 일단과 결합되는 제1 고정링크 결합부(41)가 설치되어 있고, 지지대(50)의 일 측면에는 고정링크(60)의 개구부(61)와 결합되는 제2 고정링크 결합부(51)가 설치되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 고정링크(60)의 일단에는 제1 고정링크 결합부(41)와 볼트 결합하기 위한 구멍이 설치되어 있고, 고정링크(60)의 타단에는 제2 고정링크 결합부(51)와 볼트 결합하기 위한 개구부(61)가 설치되어 있다.

고정링크(60)의 개구부(61)는 볼트가 삽입되는 다수의 구멍 및 다수의 구멍과 연결되며 고정링크(60)의 길이 방향으로 연장되어 있는 개구 가이드부로 구성된 다. 본 발명의 실시예에서는 4개의 구멍이 설치되어 있으며, 각 구멍을 통해 고정링크(60)와 제2 고정링크 결합부(51)를 볼트 결합함으로써, 계절(봄, 여름, 가을, 겨울)마다 집광판(10)의 각도를 15도, 25도, 35도, 45도로 조절할 수 있다.

다음, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 집광판의 각도 조절 장치를 이용하여 집광판(10)의 각도를 조절하는 과정에 대하여 설명한다.

우선, 고정링크(60)가 제1 고정링크 결합부(41) 및 제2 고정링크 결합부(51)와 볼트 결합에 의해 고정되어 있어서, 집광판(10)은 일정한 각도를 유지하고 있다. 계절이 바뀌면서 집광판(10)의 각도를 변경하고자 할 때, 작업자는 제1 고정링크 결합부(41)에 체결되어 있는 볼트의 조임을 일부 풀고, 마찬가지로 제2 고정링크 결합부(51)에 체결되어 있는 볼프의 조임도 약간 느슨하게 한다.

이렇게 하면 제3 프레임(40) 및 지지대(50)에 볼트 고정된 고정링크(60)가 약간 풀리므로 고정링크(60)를 상방으로 올릴 수 있게 된다. 제1 고정링크 결합부(41)를 축으로 하여 고정링크(60)를 위로 올리면, 제2 고정링크 결합부(51)의 볼트는 구멍을 이탈하여 개구 가이드부로 이동하게 되므로, 집광판(10)은 하중에 의하여 아래로 내려 오게 된다.

집광판(10)의 각도를 처음보다 작게 하는 경우에는 고정링크(60)를 상방으로 밀고, 각도를 크게 하는 경우에는 집광판(10)이 하중에 의해 자연스럽게 아래로 내려 오도록 하면 된다. 고정링크(60)가 상하로 이동할 때, 제2 고정링크 결합부(51)의 볼트는 개구 가이드부 내에 위치하므로, 제2 고정링크 결합부(51)의 볼트는 개구 가이드부를 통해 슬라이딩되는 것과 같은 효과를 가진다. 이에 따라 집광판(10) 의 각도를 일정한 범위(15도 ~ 45도까지) 내에서 유지하면서 집광판(10)의 각도 조절 작업을 보다 간편하고 안정적으로 수행할 수 있게 된다.

집광판(10)을 원하는 각도로 조절한 뒤 그 각도에 해당하는 개구부(61)의 구멍에서 고정링크(60)를 내리면 제2 고정링크 결합부(51)의 볼트가 구멍에 삽입되어 집광판(10)이 고정된다. 이어서, 제1 고정링크 결합부(41) 및 제2 고정링크 결합부(51)의 볼트를 조여 고정링크(60)가 제3 프레임(40) 및 지지대(50)에 단단히 고정되도록 한다.

본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량하거나 변경하는 것이 가능하다. 따라서 도면을 참조하여 설명한 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한된다는 것을 알아야 한다.

도 1은 종래 수동식 집광장치를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 의한 집광판의 각도 조절 장치의 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 집광판의 각도 조절 장치의 측면도.

도 4는 집광판의 각도 조절 장치에서 사용되는 고정링크를 나타낸 도면.

도 5는 집광판의 각도 조절 장치에서 사용되는 프레임을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 집광판 20 : 제1 프레임

30 : 제2 프레임 40 : 제3 프레임

41 : 제1 고정링크 결합부 42 : 돌기

50 : 지지대 51 : 제2 고정링크 결합부

52 : 힌지부 60 : 고정링크

61 : 개구부

Claims (5)

1. 다수의 태양전지 셀로 구성된 집광판과,

   상기 집광판을 받치는 프레임과,

   일단은 지면에 설치되고 타단은 상기 프레임과 힌지 결합하는 지지대와,

   상기 프레임 및 상기 지지대와 각각 볼트에 의해 고정된 고정링크를 포함하며,

   상기 고정링크는 상기 집광판의 각도에 대응하는 다수의 구멍과,

   상기 다수의 구멍과 연결되며 상기 고정링크의 길이 방향으로 연장된 개구 가이드부를 구비하고,

   상기 볼트의 조임을 풀어 상기 고정링크에 이동성을 부여하고 상기 고정링크의 상하 이동에 따라 상기 집광판의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 집광판의 각도 조절 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 지지대의 타단에는 UC 베어링이 설치되어, 상기 프레임과 상기 지지대는 UC 베어링을 통해 힌지 결합된 것을 특징으로 하는 집광판의 각도 조절 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 고정링크에 이동성이 부여되어 상기 고정링크를 상방으로 올리면 상기 지지대의 볼트가 상기 구멍을 이탈하여 상기 개구 가이드부로 이동함으로써, 상기 고정링크가 상하로 이동하는 것을 특징으로 하는 집광판의 각도 조절 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 개구 가이드부의 길이에 의해 상기 고정링크의 이동 범위가 제한되는 것을 특징으로 하는 집광판의 각도 조절 장치.

Images