KR101102893B1 - 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치 - Google Patents

지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양의 고도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 집광효율을 극대화하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치에 관한 것이다. 본 발명은, 수평방향의 구조를 갖는 수평트러스; 상기 수평트러스 상단부로부터 양쪽방향으로 경사진 삼각형상의 구조를 다수개 형성하며, 그 외부면에 지붕부재를 형성하는 지붕트러스; 상기 지붕트러스의 상단부마다 종방향으로 길게 형성된 다수개의 오픈힌지; 상기 지붕트러스 외측의 경사진 양면에 각각 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상부가 상기 오픈힌지에 회동가능하게 결합하여 하부가 좌우 양방향으로 개폐되는 다수의 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판; 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀어올리거나 당겨내려서 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판들을 각각 또는 함께 상기 오픈힌지를 중심으로 좌우 양방향으로 개폐시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하고, 지붕 면적을 이용해서 친환경 에너지 생산 효율을 높일 수 있고, 솔라모듈판을 견고히 고정시켜 바람이나 하중에도 강한 구조를 제공한다.
태양광, 추적, 궤도, 고도, 지붕, 랙, 피니언, 헬리컬 기어, 연장축

Description

지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치{Apparatus for condensing sunlight of two-way tracing for loof}
본 발명은 지붕고정식 태양광 집광 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하고, 그 지붕고정구조를 견고하게 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전이라 함은 태양 전지에 의하여 태양광을 직접 전력으로 변환하는 발전 방식을 말한다.
태양에너지 발전은 다른 발전에 비해 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 전혀 없는 청정에너지로서, 연료의 수송 및 발전설비의 유지관리가 거의 불필요하며 장치의 수명이 길고 설비 규모의 선택과 설치공사가 쉽다.
이러한 태양광 발전시스템은 에너지원이 청정하고, 무제한이며, 발전시스템의 유지보수가 용이하고, 무인화 가능하며 수명 길다는 장점이 있다.
도 1은 종래 고정형 태양광 집광 장치로서, 가장 값싸고 안정된 구조로써 비교적 원격지역에 설치면적의 제약이 없는 곳에 많이 이용되고 있다. 특히 도서지역 등 풍속이 강한 곳에 설치하는 것이 보통이다. 초기 설치비가 적게 들고 보수 관리에 따른 위험이 없어서 상대적으로 많이 이용되는 어레이 지지방법으로 국내의 도서용 태양광시스템에서는 이와 같은 고정형시스템을 표준으로 한다.
또한, 상기와 같은 고정식 구조를 양방향으로 설치한 고정식 양방향 태양광 집광장치를 이용하기도 한다.
그러나, 이와 같은 종래의 고정식 태양광 집광 장치는, 각각 한쪽방향만을 향하도록 고정설치되어 있기 때문에 한쪽면에 태양광이 최적으로 집광될 때 반대편의 다른쪽면은 태양광의 효율이 떨어지므로, 태양광의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 시스템 전체적으로 집광효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 주로 지상의 대지에 설치되기 때문에 그 설치장소가 한정적이고, 지붕이나 옥상에 설치할 경우에는 바람이나 하중에 약한 문제점도 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하기 위한 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 건물의 지붕에 설치함으로 넓은 땅의 면적이 필요 없이 불필요 공간인 지붕 면적을 이용해서 친환경 에너지 생산 효율을 높일 수 있고, 솔라모듈판을 고정 및 회동시키는 수단을 지붕에 견고히 고정시켜 바람이나 하중에도 강한 구조를 제공하는 데에 그 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치는, 수평방향의 구조를 갖는 수평트러스; 상기 수평트러스 상단부로부터 양쪽방향으로 경사진 삼각형상의 구조를 다수개 형성하며, 그 외부면에 지붕부재를 형성하는 지붕트러스; 상기 지붕트러스의 상단부마다 종방향으로 길게 형성된 다수개의 오픈힌지; 상기 지붕트러스 외측의 경사진 양면에 각각 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상부가 상기 오픈힌지에 회동가능하게 결합하여 하부가 좌우 양방향으로 개폐되는 다수의 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판; 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀어올리거나 당겨내려서 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판들을 각각 또는 함께 상기 오픈힌 지를 중심으로 좌우 양방향으로 개폐시키는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동수단은, 제1모터; 상기 제1모터에 의하여 회전하며 종방향으로 연장형성된 제1구동파이프; 상기 제1구동파이프에 일정 간격으로 결합되고 상기 제1모터와 함께 회전하는 다수의 제1피니언; 그 상단이 다수의 상기 제1솔라모듈판의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제1피니언과 회전자재하게 연결되어, 상기 제1피니언의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제1솔라모듈판을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내리는 다수의 제1랙; 상기 오픈힌지를 중심으로 상기 제1모터와 대칭되는 위치에 설치된 제2모터; 상기 제2모터에 의하여 회전하며 종방향으로 연장형성된 제2구동파이프; 상기 제2구동파이프에 일정 간격으로 결합되고 상기 제2모터와 함께 회전하는 다수의 제2피니언; 그 상단이 다수의 상기 제2솔라모듈판의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제2피니언과 회전자재하게 연결되어, 상기 제2피니언의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제2솔라모듈판을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내리는 다수의 제2랙을 포함한다.
다른 예로서, 상기 구동수단은, 제1모터; 상기 제1모터에 의하여 회전하며 횡방향으로 연장형성된 제1종동파이프; 상기 제1종동파이프에 일정 간격으로 결합되고 상기 제1모터와 함께 회전하되, 그 회전을 소정 각도 상방으로 변경시키는 다수의 제1헬리컬 기어부; 상기 제1헬리컬 기어부에 그 하단이 회전자재하게 결합되어 상기 제1모터와 함께 회전하는 제1연장축; 종방향으로 연장형성된 제1구동파이프; 상기 제1구동파이프에 일정 간격으로 다수개가 결합되고, 그중 적어도 어느 하 나가 상기 제1연장축의 상단부에 결합되어 상기 제1연장축과 함께 회전하는 다수의 제1피니언; 그 상단이 다수의 상기 제1솔라모듈판의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제1피니언과 회전자재하게 연결되어, 상기 제1피니언의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제1솔라모듈판을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내리는 다수의 제1랙; 상기 제1모터와 대칭되는 위치에 설치된 제2모터; 상기 제2모터에 의하여 회전하며 횡방향으로 연장형성된 제2종동파이프; 상기 제2종동파이프에 일정 간격으로 결합되고 상기 제2모터와 함께 회전하되, 그 회전을 소정 각도 상방으로 변경시키는 다수의 제2헬리컬 기어부; 상기 제2헬리컬 기어부에 그 하단이 회전자재하게 결합되어 상기 제2모터와 함께 회전하는 제2연장축; 종방향으로 연장형성된 제2구동파이프; 상기 제2구동파이프에 일정 간격으로 다수개가 결합되고, 그중 적어도 어느 하나가 상기 제2연장축의 상단부에 결합되어 상기 제2연장축과 함께 회전하는 다수의 제2피니언; 그 상단이 다수의 상기 제2솔라모듈판의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제2피니언과 회전자재하게 연결되어, 상기 제2피니언의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제2솔라모듈판을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내리는 다수의 제2랙을 포함한다.
상기 구동수단은, 상기 제1솔라모듈판의 하부를 밀어올릴 때에 상기 제2솔라모듈판의 하부는 당겨내리고, 상기 제2솔라모듈판의 하부를 밀어올릴 때에 상기 제1솔라모듈판의 하부는 당겨내려서 각각 서로 반대방향으로 개폐 작동되도록 한다.
상기 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판이 개폐되는 상기 지붕트러스 중앙 상부면에는 상기 지붕부재가 형성되지 않고 천장이 개방된 개방부가 형 성되는 것이 바람직하다.
상기 개방부는, 상기 다수의 제1 및 제2솔라모듈판의 회동에 따라 개폐되어 외부공기를 실내로 순환시키는 것이 가능하다.
상기 지붕부재는, 불투명 또는 투명 재질의 판넬을 상기 지붕트러스 표면 일부 또는 전부에 선택적으로 형성할 수 있다.
또한, 태양의 궤도 또는 고도를 추적하고, 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 서로다른 크기의 신호를 출력하는 광추적 및 구동제어부를 더 포함하며; 상기 구동수단은 상기 광추적 및 구동제어부에서 출력된 신호의 크기에 따라 다수의 상기 제1솔라모듈판 및 제2솔라모듈판을 좌우 양방향으로 회동 개폐시켜 태양광의 이동에 따라 그 각도를 변화시키는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치에 의하면, 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 방향을 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하는 효과가 있다.
또한, 건물의 지붕에 설치함으로 넓은 땅의 면적이 필요 없이 불필요 공간인 지붕 면적을 이용해서 친환경 에너지 생산 효율을 높일 수 있고, 솔라모듈판을 고정 및 회동시키는 수단을 지붕에 견고히 고정시켜 바람이나 하중에도 강한 구조를 제공하는 효과도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 예를 상세히 설명하면 다음 과 같다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 광추적 및 구동제어부(100; 도 6참조), 오픈힌지(102), 수평트러스(105), 지붕트러스(115), 기둥(114), 물받이(116), 지붕부재(119), 개방부(120), 제1솔라모듈판(201), 제1랙(206), 제1피니언(207), 제1구동파이프(208), 제1모터(213), 제2솔라모듈판(401), 제2랙(406), 제2피니언(407), 제2구동파이프(408), 제2모터(413)를 포함한다.
상기 광추적 및 구동제어부(100)는 후술할 도 6에 도시된 바와 같이 지붕부재(119) 위에 설치되어 태양의 궤도 또는 고도를 추적한다. 본 발명의 광추적 및 구동제어부(100)는 예로서, 두 개 이상의 광센서(미도시)를 부착한 후 두개의 광센서로 들어오는 빛의 량이 동일한 지점을 추적하는 방식으로 항상 최대에너지 효율 을 보장할 수 있도록 구성할 수 있으며, 이와 같은 구성은 공지된 통상의 기술에 따라 용이하게 구성할 수 있으므로 여기서 이에 대한 세세한 설명은 생략한다.
수평트러스(105)은 수평방향의 구조를 갖는다. 상기 수평트러스(105)는 별도의 기둥(114) 또는 보조기둥(118) 위에 형성될 수 있다.
지붕트러스(115)는 상기 수평트러스(105) 상부에 삼각형의 지붕을 형성한다. 즉, 상기 지붕트러스(115)는 상기 수평트러스(105) 상부에 양쪽으로 경사진 삼각형상의 구조를 다수개 형성하며, 그 위에 지붕부재(119)를 형성한다.
상기 지붕부재(119)는, 불투명 또는 투명 재질의 판넬을 상기 지붕트러스(115) 표면 일부 또는 전부에 선택적으로 형성한다.
상기 수평트러스(105) 및 지붕트러스(115)는 통상의 삼각형상의 지붕을 갖는 건물을 구성하게 된다.
오픈힌지(102)는 상기 지붕트러스(115)의 상단부마다 종방향으로 길게 다수개가 형성된다.
제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)은 상기 지붕트러스(115) 외측의 경사진 양면에 각각 다수개가 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상부가 상기 오픈힌지(102)에 회동가능하게 결합하여 하부가 좌우 양방향으로 개폐된다.
또한, 상기 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)이 개폐되는 상기 지붕트러스(115) 중앙 상부면에는 상기 지붕부재(119)가 형성되지 않고 천장이 개방된 개방부(120)가 형성된다.
상기 개방부(120)는, 상기 다수의 제1 및 제2솔라모듈판(201)(401)의 회동에 따라 개폐되어 외부공기를 실내로 순환시킬 수 있다.
구동수단은 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀어올리거나 당겨내려서 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)들을 각각 또는 함께 상기 오픈힌지(102)를 중심으로 좌우 양방향으로 개폐시킨다.
이를 위하여 상기 구동수단은, 제1랙(206), 제1피니언(207), 제1구동파이프(208), 제1모터(213), 제2솔라모듈판(401), 제2랙(406), 제2피니언(407), 제2구동파이프(408), 제2모터(413)를 포함한다.
제1구동파이프(208)는 상기 제1모터(213)에 의하여 회전하며 종방향으로 연장형성된다.
다수의 제1피니언(207)은 상기 제1구동파이프(208)에 일정 간격으로 결합되고 상기 제1모터(213)와 함께 회전한다.
다수의 제1랙(206)은 그 상단이 다수의 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제1피니언(207)과 회전자재하게 연결되어, 상기 제1피니언(207)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제1솔라모듈판(201)을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내린다.
따라서, 상기 제1모터(213)가 회전하면, 상기 제1구동 파이프(208)가 회전하게 되고, 이와 같이 제1구동 파이프(208)가 회전함에 따라 다수의 제1피니언(207)이 회전한다. 상기 다수의 제1피니언(207)은 다수의 제1랙(206)을 밀거나 당겨서 상기 제1솔라모듈판(201)의 각도를 변경시킨다.
이때, 제1솔라모듈판(201)은 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 그 각도를 자동 변경시킴으로써 항상 태양광을 집광하기 위한 최적의 각도를 유지할 수도 있다.
제2모터(413)는 상기 오픈힌지(102)를 중심으로 상기 제1모터(213)와 대칭되는 위치에 설치된다.
여기서, 상기 제1모터(213) 및 제2모터(413)는 회전력을 발생시키는 것으로, 예로서 감속기(미도시)가 구비되거나, 또는 감속기가 내장된 웜기어드모터(worm geared motor)를 적용할 수 있다. 바람직하기로는, 제1모터(213) 및 제2모터(413)는 후술할 광추적 및 구동제어부(100)에서 출력되는 신호의 크기에 따라 정,역회전된다.
제2구동파이프(408)는 상기 제2모터(413)에 의하여 회전하며 종방향으로 연장형성된다.
다수의 제2피니언(407)은 상기 제2구동파이프(408)에 일정 간격으로 결합되고 상기 제2모터(413)와 함께 회전한다.
다수의 제2랙(406)은 그 상단이 다수의 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제2피니언(407)과 회전자재하게 연결되어, 상기 제2피니언(407)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제2솔라모듈판(401)을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내린다.
따라서, 상기 다수의 제1랙(206) 및 제2랙(406)은 각각의 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)을 개폐시키는 오픈 밀대의 역할을 수행한다.
이때, 상기 구동수단은, 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부를 밀어올릴 때에 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부는 당겨내리고, 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부를 밀어올릴 때에 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부는 당겨내려서 각각 서로 반대방향으로 개폐 작동되도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(201)들은 태양의 이동방향을 따라서 동쪽에서 서쪽으로 회동되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 정면도이고, 도 5는 도 4의 평면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 오픈힌지(102), 수평트러스(105), 지붕트러스(115), 기둥(114), 물받이(116), 지붕부재(119), 개방부(120), 제1솔라모듈판(201), 제2솔라모듈판(401)을 포함하는 구성은 전술한 도 2및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같다.
다만, 본 발명의 다른 실시예에서의 구동수단은 제1종동 파이프(204), 제1랙(206), 제1피니언(207), 제1구동파이프(208), 제1헬리컬기어부(209), 제1연장축(210), 제1모터(213), 제2종동 파이프(404), 제2랙(406), 제2피니언(407), 제2구동파이프(408), 제2헬리컬기어부(409), 제2연장축(410), 제2모터(413)를 포함한다.
제1종동파이프(204)는 상기 제1모터(213)에 의하여 회전하며 횡방향으로 연장형성된다.
제1헬리컬 기어부(209)는 상기 제1종동파이프(204)에 일정 간격으로 다수개 가 결합되고 상기 제1모터(213)와 함께 회전하되, 그 회전을 소정 각도 상방으로 변경시킨다.
제1연장축(210)은 상기 제1헬리컬 기어부(209)에 그 하단이 회전자재하게 결합되어 상기 제1모터(213)와 함께 회전한다.
제1구동파이프(208)는 종방향으로 연장형성된다.
다수의 제1피니언(207)은 상기 제1구동파이프(208)에 일정 간격으로 다수개가 결합되고, 그중 적어도 어느 하나가 상기 제1연장축(210)의 상단부에 결합되어 상기 제1연장축(210)과 함께 회전한다.
제1랙(206)은 그 상단이 다수의 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부에 회동가능하게 다수개 결합하고, 그 하단이 상기 제1피니언(207)과 회전자재하게 연결되어, 상기 제1피니언(207)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제1솔라모듈판(201)을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내린다.
제2모터(413)는 상기 제1모터(213)와 대칭되는 위치에 설치된다.
제2종동파이프(404)는 상기 제2모터(413)에 의하여 회전하며 횡방향으로 연장형성된다.
제2헬리컬 기어부(409)는 상기 제2종동파이프(404)에 일정 간격으로 다수개 결합되고 상기 제2모터(413)와 함께 회전하되, 그 회전을 소정 각도 상방으로 변경시킨다.
제2연장축(410)은 상기 제2헬리컬 기어부(409)에 그 하단이 회전자재하게 결합되어 상기 제2모터(413)와 함께 회전한다.
제2구동파이프(408)는 종방향으로 연장형성된다.
제2피니언(407)은 상기 제2구동파이프(408)에 일정 간격으로 다수개가 결합되고, 그중 적어도 어느 하나가 상기 제2연장축(410)의 상단부에 결합되어 상기 제2연장축(410)과 함께 회전한다.
제2랙(406)은 그 상단이 다수의 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부에 회동가능하게 다수개 결합하고, 그 하단이 상기 제2피니언(407)과 회전자재하게 연결되어, 상기 제2피니언(407)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제2솔라모듈판(401)을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내린다.
이때, 상기 구동수단은, 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부를 밀어올릴 때에 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부는 당겨내리고, 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부를 밀어올릴 때에 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부는 당겨내려서 각각 서로 반대방향으로 개폐 작동되도록 하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(201)들은 태양의 이동방향을 따라서 동쪽에서 서쪽으로 회동되는 것은 도 2 및 도 3을 통하여 전술한 바와 같다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치의 사용상태를 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 다수의 제1솔라모듈판(201)과 다수의 제2솔라모듈판(401)은, 그 평면 배치에 있어서 상기 오픈힌지(102)를 중심으로 양쪽방향에 대향 배치하되, 각각 서로 어긋나게 지그재그 형상으로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광추적 및 구동제어부(100)는 전술한 바와 같이, 태양의 궤도 또는 고도를 추적하고, 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 서로다른 크기의 신호를 출력할 수 있다.
따라서, 구동수단은 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 출력된 신호의 크기에 따라 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)들을 힌지를 중심으로 좌우방향으로 회동시켜, 태양광을 따라 그 각도를 변화시킨다.
상기 지붕부재(119)는, 불투명 또는 투명 재질의 판넬을 상기 지붕트러스(115) 표면에 선택적으로 형성할 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 최적의 태양광을 집광하기 위하여, 제2솔라모듈판(401)은 제1솔라모듈판(201)과 서로 반대로 움직이는 것이 바람직하다.
즉, 야간의 경우와 같이, 본 발명을 사용하지 않을 때에는 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)을 아래로 접어놓은 상태로 있게 된다.
이후, 태양광이 발생하면, 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 태양의 궤도 또는 고도를 추적하고, 추적된 태양의 궤도 또는 고도에 따라 서로다른 크기의 신호를 출력하고, 구동수단(200)은 상기 광추적 및 구동제어부(100)에서 출력된 신호의 크기에 따라 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)들을 힌지를 중심으로 좌우방향으로 회동시켜, 태양광을 따라 그 각도를 변화시킨다.
이때, 제2솔라모듈판(401)이 회동되어 위쪽에 위치할 때에는 제1솔라모듈판(201)은 아래쪽으로 위치하고, 반대로 제2솔라모듈판(401)이 회동되어 아래쪽에 위치할 때에는 제1솔라모듈판(201)은 윗쪽으로 위치함으로써, 2개의 솔라모듈판(201)(401)이 모두 태양을 향하도록 배치하게 된다(도 6 참조).
따라서, 종래의 고정식 태양광 집광장치의 경우, 한쪽면에 태양광이 최적으로 집광될 때 반대편의 다른쪽면은 태양광의 효율이 떨어지는 문제점이 있으나, 본 발명의 경우에는 항상 2개의 솔라모듈판(201)(401)이 모두 태양을 향하도록 함으로써 최적의 상태에서 태양광을 집광할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면, 태양의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 태양광의 위치를 추적하여 솔라모듈판을 회동시킴으로써 집광효율을 극대화하는 효과가 있고 또한, 건물의 지붕에 설치함으로 넓은 땅의 면적이 필요 없이 불필요 공간인 지붕 면적을 이용해서 친환경 에너지 생산 효율을 높일 수 있고, 솔라모듈판을 고정 및 회동시키는 수단을 프레임에 견고히 고정시켜 바람이나 하중에도 강한 구조를 제공할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 종래 고정형 태양광 추적 집광장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 정면도.
도 3은 도 2의 평면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치를 나타낸 정면도.
도 5는 도 4의 평면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치의 사용상태를 나타낸 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 광추적 및 구동제어부 102 : 오픈힌지
105 : 수평트러스 115 : 지붕트러스
114 : 기둥 116 : 물받이
119 : 지붕부재 120 : 개방부
201 : 제1솔라모듈판 204 : 제1종동 파이프
206 : 제1랙 207 : 제1피니언
208 : 제1구동파이프 209 : 제1헬리컬기어부
210 : 제1연장축 213 : 제1모터
401 : 제2솔라모듈판 404 : 제2종동 파이프
406 : 제2랙 407 : 제2피니언
408 : 제2구동파이프 409 : 제2헬리컬기어부
410 : 제2연장축 413 : 제2모터

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 수평방향의 구조를 갖는 수평트러스(105);
    상기 수평트러스(105)의 중앙 상단부로부터 양쪽방향으로 하향경사진 삼각형상의 구조를 형성하며, 그 외부면에 지붕부재(119)를 형성하는 다수의 지붕트러스(115);
    상기 지붕트러스(115)의 상단부마다 종방향으로 길게 형성된 다수의 오픈힌지(102);
    상기 지붕트러스(115) 외측의 경사진 양면에 각각 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상단이 상기 오픈힌지(102)에 회동가능하게 결합하여 하단부가 좌우 양방향으로 개폐되는 다수의 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401);
    다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀어올리거나 당겨내려서 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)들을 각각 또는 함께 상기 오픈힌지(102)를 중심으로 좌우 양방향으로 개폐시키는 구동수단을 포함하여 구성되며,
    상기 구동수단은,
    제1모터(213);
    상기 제1모터(213)에 의하여 회전하며 종방향으로 연장형성된 제1구동파이프(208);
    상기 제1구동파이프(208)에 일정 간격으로 결합되고 상기 제1모터(213)와 함께 회전하는 다수의 제1피니언(207);
    그 상단이 다수의 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제1피니언(207)과 회전자재하게 연결되어, 상기 제1피니언(207)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제1솔라모듈판(201)을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내리는 다수의 제1랙(206);
    상기 오픈힌지(102)를 중심으로 상기 제1모터(213)와 대칭되는 위치에 설치된 제2모터(413);
    상기 제2모터(413)에 의하여 회전하며 종방향으로 연장형성된 제2구동파이프(408);
    상기 제2구동파이프(408)에 일정 간격으로 결합되고 상기 제2모터(413)와 함께 회전하는 다수의 제2피니언(407);
    그 상단이 다수의 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제2피니언(407)과 회전자재하게 연결되어, 상기 제2피니언(407)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제2솔라모듈판(401)을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내리는 다수의 제2랙(406)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
  3. 수평방향의 구조를 갖는 수평트러스(105);
    상기 수평트러스(105)의 중앙 상단부로부터 양쪽방향으로 하향경사진 삼각형상의 구조를 형성하며, 그 외부면에 지붕부재(119)를 형성하는 다수의 지붕트러스(115);
    상기 지붕트러스(115)의 상단부마다 종방향으로 길게 형성된 다수의 오픈힌지(102);
    상기 지붕트러스(115) 외측의 경사진 양면에 각각 형성되어 태양광을 집광하되, 그 상단이 상기 오픈힌지(102)에 회동가능하게 결합하여 하단부가 좌우 양방향으로 개폐되는 다수의 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401);
    다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)의 하부를 지지하며, 그 하부를 밀어올리거나 당겨내려서 다수의 상기 제1솔라모듈판(201) 및 제2솔라모듈판(401)들을 각각 또는 함께 상기 오픈힌지(102)를 중심으로 좌우 양방향으로 개폐시키는 구동수단을 포함하여 구성되며,
    상기 구동수단은,
    제1모터(213);
    상기 제1모터(213)에 의하여 회전하며 횡방향으로 연장형성된 제1종동파이프(204);
    상기 제1종동파이프(204)에 일정 간격으로 결합되고 상기 제1모터(213)와 함께 회전하되, 그 회전을 소정 각도 상방으로 변경시키는 다수의 제1헬리컬 기어부(209);
    상기 제1헬리컬 기어부(209)에 그 하단이 회전자재하게 결합되어 상기 제1모터(213)와 함께 회전하는 제1연장축(210);
    종방향으로 연장형성된 제1구동파이프(208);
    상기 제1구동파이프(208)에 일정 간격으로 다수개가 결합되고, 그중 적어도 어느 하나가 상기 제1연장축(210)의 상단부에 결합되어 상기 제1연장축(210)과 함께 회전하는 다수의 제1피니언(207);
    그 상단이 다수의 상기 제1솔라모듈판(201)의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제1피니언(207)과 회전자재하게 연결되어, 상기 제1피니언(207)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제1솔라모듈판(201)을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내리는 다수의 제1랙(206);
    상기 제1모터(213)와 대칭되는 위치에 설치된 제2모터(413);
    상기 제2모터(413)에 의하여 회전하며 횡방향으로 연장형성된 제2종동파이프(404);
    상기 제2종동파이프(404)에 일정 간격으로 결합되고 상기 제2모터(413)와 함께 회전하되, 그 회전을 소정 각도 상방으로 변경시키는 다수의 제2헬리컬 기어부(409);
    상기 제2헬리컬 기어부(409)에 그 하단이 회전자재하게 결합되어 상기 제2모터(413)와 함께 회전하는 제2연장축(410);
    종방향으로 연장형성된 제2구동파이프(408);
    상기 제2구동파이프(408)에 일정 간격으로 다수개가 결합되고, 그중 적어도 어느 하나가 상기 제2연장축(410)의 상단부에 결합되어 상기 제2연장축(410)과 함께 회전하는 다수의 제2피니언(407);
    그 상단이 다수의 상기 제2솔라모듈판(401)의 하부에 회동가능하게 결합하고, 그 하단이 상기 제2피니언(407)과 회전자재하게 연결되어, 상기 제2피니언(407)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 상기 제2솔라모듈판(401)을 그 상부로 밀어올리거나 당겨내리는 다수의 제2랙(406)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕설치형 양방향 태양광 추적 집광장치.
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