KR101091921B1 - 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계절의 변화에 따라 달라지는 태양의 고도에 맞춰 태양 전지판의 각도를 조정하는 장치가 제공된 태양광 발전장치를 개시한다.

본 발명의 태양광 발전장치는, 바닥에 고정되는 다수의 기둥, 기둥들에 결합되는 회전축, 회전축에 결합되는 지지 프레임, 지지 프레임에 결합되는 태양 전지판, 기둥들과 회전축에 제공되어 태양 전지판이 각도를 조절하는 각도조절장치를 포함하며, 각도조절장치는 회전축에 결합되며 걸림부가 제공되는 조정레버, 기둥에 결합되며 걸림부가 끼워지는 끼움 홈들이 제공되는 각도 유지부재를 포함한다.

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Description

태양광 발전장치{Photo voltaic array system}

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 계절의 변화에 따라 달라지는 태양의 고도에 맞춰 태양 전지판의 각도를 조정하는 장치가 제공된 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양 광선 중 실리콘의 밴드갭 에너지 값 근처에 해당하는 가시광선과 근적외선이 실리콘 태양전지 표면에 입사하여 P-N층의 경계 부근에 도달하면 전하를 생성시키고, 이들 전하를 외부로 추출해 냄으로써 전기 에너지를 생산하게 되는 원리를 가진 소자가 태양전지(Solar cell)이다.

특히, 결정질 실리콘 태양전지는 태양 광선이 태양 전지판의 표면에 수직으로 입사할 때가 최대의 전력이 생산된다는 것이 알려져 있다. 따라서 태양 전지판의 표면에 수직으로 입사되도록 태양 전지판의 표면은 계절별로 달라지는 태양의 위치를 계속적으로 추적하며 따라가게 만들어야 한다. 이러한 태양 전지판의 시즌 트래킹 장치(season tracking apparatus)는 구조가 간단하면서도 작동이 쉽게 이루어지고 20년 이상 장기간 지속적으로 사용할 수 있도록 충분한 내구성을 가져야 한다.

그러나 기존에 알려진 시즌 트래킹 장치는 구조가 복잡하여 제조 비용이 증대되고 내구성이 떨어지며 특히 넓은 면적에 대량으로 태양 전지판이 설치된 경우계절별로 이루어지는 태양 전지판의 회전 작업이 용이하지 않아 작업 공수가 증대되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 구조가 간단하여 제조 비용을 줄임과 동시에 장기간 사용할 수 있는 내구성을 가지면서 시즌 트래킹을 위한 태양 전지판의 회전 작동이 매우 용이하여 작업 공수를 줄일 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 바닥에 고정되는 다수의 기둥, 상기 기둥들에 결합되는 회전축, 상기 회전축에 결합되는 지지 프레임, 상기 지지 프레임에 결합되는 태양 전지판, 상기 기둥들과 상기 회전축에 제공되어 상기 태양 전지판이 각도를 조절하는 각도조절장치를 포함하며, 상기 각도조절장치는 상기 회전축에 결합되며 걸림부가 제공되는 조정레버, 상기 기둥들에 결합되며 상기 걸림부가 끼워지는 끼움 홈들이 제공되는 각도 유지부재를 포함하는 태양광 발전장치를 제공한다.

상기 조정레버는 상기 회전축에 방사상 방향으로 결합되는 제1 조정레버, 상기 제1 조정레버에 힌지 결합되며 상기 걸림부가 제공되는 제2 조정레버로 이루어 지는 것이 바람직하다.

상기 제2 조정레버는 상기 기둥에 대하여 가로 방향으로 회전하도록 결합되는 것이 바람직하다.

상기 각도 유지부재에 제공되는 끼움 홈들은 세로 방향으로 서로 간격을 유지하여 제공되는 것이 바람직하다.

상기 제2 조정레버는 일측이 연장되어 노브가 제공되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 태양 전지판의 시즌 트레킹을 위하여 태양 전지판의 각도를 조절하는 각도 조절장치가 간단한 구조로 이루어져 제조 비용을 줄일 수 있으며 내구성을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 작업자가 노브를 좌, 우 방향으로 이동시며 끼움 홈에 끼워진 걸림부를 빼내어 상, 하 방향으로 노브를 이동시켜 태양 전지판의 각도를 조절한 후 다시 노브를 좌, 우 방향으로 이동시켜 끼움 홈에 걸림부를 끼우는 것에 의하여 태양 전지판의 자세를 유지할 수 있어 작업이 매우 간단하여 대용량 시설에 있어서 작업 공수를 줄일 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면으로, 태양광 발전장치를 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예의 태양광 발전장치는 바닥면에 고정되는 다수의 기둥(1, 여러 개의 기둥이 연속해서 배치되어 있으나 도 1의 측면도 일부만 나타나 있음), 기둥(1)들의 상부에 결합되는 회전축(3), 회전축(3)에 결합되는 지지 프레임(5), 지지 프레임(5)에 결합되는 태양 전지판(7), 그리고 태양 전지판(7)의 각도를 조절하는 각도조절장치(9)를 포함한다.

기둥(1)들은 일정한 간격으로 바닥면에 고정되어 배치된다. 이러한 기둥(1)들은 일직선상에 나란하게 배치되는 것이 바람직하다.

회전축(3)은 기둥(1)들의 상부에 베어링 등에 의하여 고정되어 축을 기준으로 회전할 수 있는 상태로 결합된다.

지지 프레임(5)은 회전축(3)에 고정 결합된다. 지지 프레임(5)은 태양 전지판(7)과 회전축(3)을 연결하기 위한 일종의 연결장치이다.

태양 전지판(7)은 지지 프레임(5)에 결합된다. 따라서 회전축(3)의 회전 각도에 따라 태양 전지판(7)의 각도(태양을 향하는 방향의 각도)도 변할 수 있다.

각도조절장치(9)는, 도 2 및 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 회전축(3)에 결합되는 제1 조정레버(11), 제1 조정레버에 힌지 결합되어 연장되는 제2 조정레버(13), 제2 조정레버(13)에서 연장되는 노브(15), 그리고 제2 조정레버(13)가 일정한 위치에 고정될 수 있는 각도유지부재(17)를 포함한다.

제1 조정레버(11)는 회전축(3)에 방사상 방향을 향하여 용접 등에 의하여 결합될 수 있다. 제1 조정레버(11)는 내부에 공간에 제공된 사각 파이프로 이루어질 수 있다. 이러한 제1 조정레버(11)는 자세를 바꾸는 태양 전지판(7) 하나의 모듈에 적어도 하나 이상이 대응되어 설치될 수 있다.

즉, 제1 조정레버(11)는 회전축(3)과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 통상적으로 회전축은 수평 방향으로 설치되므로 제1 조정레버(11)가 회전하는 방향을 수직 방향으로 정하기로 한다. 그러나 제1 조정레버(11)가 완전하게 수직 방향으로 회전할 필요는 없으며 다만 대략적으로 수직인 방향으로 회전축(3)과 함께 회전할 수 있음을 의미하는 것이다.

제2 조정레버(13)는 제1 조정레버(11)의 회전 방향에 대하여 대략 직각인 방향으로 회전할 수 있도록 힌지 결합된다. 즉, 제2 조정레버(13)가 회전하는 방향은 수평 방향으로 정하기로 한다. 그리고 상술한 예의 설명과 마찬가지로 수평 방향은 대략적으로 수평 방향으로 일부 구간에서 회전하는 것을 의미한다.

제2 조정레버(13)는 제1 조정레버(11)의 내부에 제공된 공간에서 어느 정도 회전할 수 있는 정도의 두께나 폭을 가지는 것이 바람직하다, 즉, 제2 조정레버(13)는 제1 조정레버(11)의 끝 부분에 삽입되어 수직 방향(도 3 기준)으로 힌지핀(p)이 결합되는 것이 바람직하다. 따라서 제2 조정레버(13)는 제1 조정레버(11)에 대하여 수평 방향으로 일부 구간에서 회전할 수 있는 것이다.

그리고 제2 조정레버(13)에는, 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 수평 방향으로 돌출되는 걸림부(13a)가 제공된다. 걸림부(13a)는 볼트 등의 부재가 용접 또는 나사산에 의하여 체결되어 고정될 수 있다.

한편, 상술한 노브(15)는 제2 조정레버(13)의 끝에서 연장되어 작업자가 쉽게 잡을 수 있는 봉 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고 각도유지부재(17)는 다수의 끼움 홈(17a)들이 제공된 플레이트로 이 루어지며 상기 기둥(1)들의 측면에 결합된다. 이러한 각도유지부재(17)에 제공된 끼움 홈(17a)들은 세로 방향으로 소정의 간격을 이루며 배치되는 것이 바람직하다. 각도유지부재(17)에 제공되는 끼움 홈(17a)은 장홈 또는 일부가 오픈된 형태의 홈으로 이루어질 수 있다. 이러한 끼움 홈(17a)들의 형상은 걸림부(13a)가 끼워질 때 원활하게 삽입될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 실시 예에서 각도유지부재(17)는 플레이트로 이루어진 예를 도시하여 설명하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 단지 세로 방향을 소정의 간격으로 끼움 홈(17a)이 제공되는 것이면 어떠한 것이든지 다양하게 실시 할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

계절이 바뀌면서 태양의 위치가 변하여 태양을 향하는 태양 전지판(3)의 각도를 조절할 필요가 있는 경우에는, 작업자가, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 노브(15)를 잡고 수평방향(화살표 방향)으로 힘을 가한다. 그러면 제2 조정레버(13)에 제공된 걸림부(13a)가 끼움 홈(17a)에서 이탈된다.

그리고 계속해서 작업자가 노브(15)를 잡고 있는 상태에서 아래 방향(수직방향으로 도 3에서 점선 화살표로 표시하고 있음)으로 힘을 가한다. 그러면 회전축(3)이 회전하면서 이 회전축(3)에 고정된 태양 전지판(7)도 회전하면서 태양과 이루는 각도가 변하게 된다.

태양 전지판이 원하는 위치로 각도가 변하면 그 자세를 유지하기 위하여 작업자는 노브(15)를 수평방향으로 회전시켜 걸림부(13a)가 다른 끼움 홈(17a)에 삽 입되도록 한다(도 5에 도시한 상태). 그러면 걸림부(13a)가 다른 끼움 홈(17a)에 삽입되고 태양 전지판(7)도, 도 6에 도시한 바와 같이, 고정된 자세를 유지할 수 있다.

특히 끼움 홈(17a)들을 계절에 맞는 위치에 만든 경우에는 작업자가 간단하게 해당하는 계절의 끼움 홈(17a)에 걸림부(13a)를 끼우는 것에 의하여 용이한 시즌 트레킹 작업을 수행할 수 있다. 이러한 본 발명의 실시 예는 넓은 면적에 태양 전지판에 설치되어 있는 경우에 매우 유용하다.

그리고 본 발명의 실시 예는 그 구조가 간단하여 조작이 쉽고 제작비용을 줄일 수 있으며 장기간 고장없이 사용하는 요건에 맞는 내구성을 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 태양광 발전장치를 도시한 측면도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 태양 전지판의 각도를 조절하는 각도조절장치를 상세하게 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 태양 전지판이 도 1의 자세를 유지하고 있는 상태의 각도조절장치를 도시한 도면이다.

도 4는 도 3에서 반대편 부분을 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 도 3에 대응하는 도면으로 태양 전지판의 각도를 변경한 예의 각도 조절장치를 도시한 도면이다.

도 6은 도 5에서 각도조절장치에 의하여 태양 전지판의 각도가 조정된 상태를 도시한 도면이다.

Claims (5)

1. 바닥에 고정되는 다수의 기둥,

   상기 기둥들에 결합되는 회전축,

   상기 회전축에 결합되는 지지 프레임,

   상기 지지 프레임에 결합되는 태양 전지판,

   상기 기둥들과 상기 회전축에 제공되어 상기 태양 전지판이 각도를 조절하는 각도조절장치를 포함하며,

   상기 각도조절장치는

   상기 회전축에 결합되며 걸림부가 제공되는 조정레버,

   상기 기둥들에 결합되며 상기 걸림부가 끼워지는 끼움 홈들이 제공되는 각도 유지부재를 포함하고,

   상기 조정레버는

   상기 회전축에 방사상 방향으로 결합되는 제1 조정레버,

   상기 제1 조정레버에 힌지 결합되며 상기 걸림부가 제공되는 제2 조정레버로 이루어지며,

   상기 제2 조정레버는

   일부 구간에서 상기 기둥에 대하여 가로 방향으로 회전되도록 상기 제1 조정레버에 힌지 결합되며, 일측이 연장되어 노브가 제공되는 태양광 발전장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 각도 유지부재에 제공되는 끼움 홈들은

   세로 방향으로 서로 간격을 유지하여 제공되는 태양광 발전장치.
5. 삭제

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