KR101140684B1 - 태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치 - Google Patents

태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치에 관한 것이다.
본 발명은 상측 표면에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈이 다수개 배열된 태양 전지판(10), 상기 태양 전지판(10)이 결합되는 프레임(20), 상기 프레임(20)을 지면(30)으로부터 일정 높이에 위치 고정 또는 고정된 상태에서 상하 각도 조절이 가능하도록 하는 지지체(40)로 구성된 태양광 발전 시설물에 있어서, 상기 프레임(20)에 대해 상기 태양 전지판(10)이 회동수단(500)을 통해 하향 회동 가능 하도록 함과 동시에 잠금수단(600)을 통해 잠금 및 해제 가능하게 결합됨을 특징으로 한다.
본 발명은 태양광을 입사하는 태양 전지판의 상면 세척 작업시 태양 전지판이 작업자에 의해 회전 되어져 작업자가 간편하게 세척될 수 있고 또한 태양 전지판이 프레임으로부터 간편하게 분리될 수 있어 유지 보수 작업이 간편하게 되는 효과가 있다.

Description

태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치{A solar cell module palte clean device of a solar cell generating system}
본 발명은 태양광 태양 전지판 세척장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 발전 시설물에서 태양 전지판이 작업자의 선택에 따라 하향으로 회전 및 회전후 분리될 수 있도록 하여 태양 전지판 표면의 세척 작업이 용이하도록 함은 물론 분리 교체가 가능하도록 하는 태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치에 관한 것이다.
최근 화석연료의 사용에 따른 이산화탄소 발생에 의한 지구의 온난화 그리고, 원자력 발전소의 핵폐기물에 대한 처리 등 지구의 환경에 대한 문제가 크게 대두되어 자연에서의 에너지를 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
자연 에너지로는, 태양 에너지, 조력, 풍력 등이 있으며, 이는 지구의 환경을 전혀 해치지 않고 얻을 수 있는 에너지원이다.
태양 에너지를 이용하는 방법은, 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용하는 방법으로 구분된다.
태양열을 이용하는 방법은 태양 빛에 의해 데워진 물 등을 이용하여 온수공급 및 난방을 하는 방법이며, 태양광을 이용하는 방법은 태양 빛을 이용하여 전기를 발생시키고, 이 전기를 이용하여 각종 기계 및 기구를 작동시킬 수 있도록 하는 방법으로 태양광 발전이라고 한다.
상기 태양광 발전은, 태양 전지에 의하여 태양광을 직접 전력으로 변환하는 발전 방식으로 기존 에너지원과는 달리 온실가스 배출 또는 환경 파괴 요인을 발생시키지 않는 무공해 에너지원으로 최근 태양광 산업이 크게 대두 되고 있는 실정이며, 또한 이와 관련된 기술이 다양하게 출시되고 있다.
태양광 발전장치는, 종래 도 1에 도시된 바와 같이 그 기본적 구성이 전력을 생산하도록 태양광을 입사하는 태양광 셀과, 이 태양광 셀을 표면에 다수개 배열 고정하는 태양 전지판(10), 상기 태양 전지판(10)을 고정하는 프레임(20) 및 상기 프레임(20)을 지면(30)으로부터 일정 높이에 위치 고정되도록 하는 지지체(40) 및 상기 프레임(20)을 회전시켜 태양광 이동에 따라 항상 태양광을 입사할 수 있도록 하는 장치 등으로 구성되며, 최근에는 태양광 이동시 태양 전지판과 태양광 이동 방향에 따라 함께 이동되면서 태양광을 입사하도록 하게 되는 추적장치 등이 추가로 출시되고 있다.
상기한 구성중 태양광 셀들을 고정하여 태양광을 발전하는 태양 전지판은 고정식 회전식 등 다양한 기능을 갖는 형태로 출시되어 사용되고 있다.
더불어, 태양 전지판(10)은 태양광을 입사하여 에너지원을 확보하는 것으로 그 표면이 항상 청결해야지만 많은 에너지원을 얻을 수 있게 된다.
하지만, 통상의 태양 전지판(10)은 태양을 향하여 설치되고 있고 또한 지면에 세워진 기초 구조물의 상측에 위치하고 있어 태양 전지판 상면의 세척 작업시에는 별도의 크레인 등을 이용해서 세척작업을 해야하는 번거러움이 있었다.
이에 최근에는 태양 전지판 표면을 간편하게 세척하는 기술이 다수 제시되고 있는 실정이다.
그 한 예로서, 대한민국 공개특허 제10-2009-0058624호 "태양전지판의 세척장치"가 제시된 바 있다.
이는, 태양전지판의 상부면을 자동으로 세척하고자 하는 세척장치로, 상기 태양전지판의 상부면과 접촉하여 주행하면서 세정액을 분사하는 세척부; 상기 세정액을 상기 세척수단으로 공급하는 세정액 공급수단 및; 상기 태양전지판의 상부면을 세척하기 위해 상기 세척부에서 상기 세정액을 분사하면서 상기 세척부를 상기 태양전지판의 한 변으로부터 마주하는 변까지 주행시키는 세척부 이동수단으로 구성되어 세척 작업시 무인으로 세척부가 이동하면서 태양전지판의 표면에 세정액을 분사함과 동시에 세척하는 것이다.
하지만, 상기한 경우 세척부, 세정액 공급수단, 세척부 이동수단 등의 구조물이 태양전지판에 함께 구성되어야 함에 따라 비용이 크게 상승되는 문제점이 있고 또한 세척후 세정액 등이 태양전지판의 표면에 묻게 되는 경우 태양광을 안정되게 입사하지 못하는 문제점이 있어왔다.
또한, 다른 예로서 대한민국 공개특허 제10-2009-0114848호 "태양광 발전 설비 유지장치"가 제시된 바 있다.
이는, 수압에 의해 물을 분사하는 하나의 노즐 또는 하나 이상의 노즐들이 고정된 노즐 고정 막대가 태양광 모듈 위를 이동하며 태양광 모듈의 표면으로 물을 분사하는 것으로 상기한 장비 또한 태양광 모듈에 설치해야 함에 따라 무게 증가는 물론 비용이 상승되는 문제점이 있었다.
더불어, 태양 전지판에 먼지가 쌓여 있는 경우 단순히 물을 살수하여 이물질이나 먼지를 제거하고 있지만 이물질이나 먼지가 잘 세척되었는지 여부에 관계없이 살수는 종료되므로 제대로 세척되지 않는 경우가 발생할 뿐만 아니라, 이물질이나 먼지가 쌓였는지를 관리자가 일일이 확인하고 동작버튼을 눌러 살수하여야 하는 불편이 있다.
여기서, 태양 전지판의 세척시 노즐을 사용하는 경우 겨울철 온도가 급하강 하게 되면 노즐을 연결하는 파이프가 얼어 동파 우려가 발생되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,
본 발명의 목적은,
첫째; 태양광을 입사하는 태양 전지판의 상면 세척 작업시 태양 전지판이 작업자에 의해 간편하게 회전 되어져 작업자의 세척작업이 간편하게 이루어질 수 있도록 하는데 있다.
둘째; 태양 전지판이 훼손되는 경우 태양 전지판을 회전시킨 후 태양 전지판을 감싸며 고정하는 테두리부재 및 프레임으로부터 간편하게 분리될 수 있도록 하여 유지 보수 작업이 간편하도록 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상측 표면에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈이 다수개 배열된 태양 전지판, 상기 태양 전지판이 결합되는 프레임, 상기 프레임을 지면으로부터 일정 높이에 위치 고정 또는 고정된 상태에서 상하 각도 조절이 가능하도록 하는 지지체로 구성된 태양광 발전 시설물에 있어서,
상기 프레임에 대해 상기 태양 전지판이 회동수단을 통해 하향 회동 가능하도록 함과 동시에 잠금수단을 통해 잠금 및 해제 가능하게 결합됨을 특징으로 한다.
상기 회동수단은, 회전판과 고정판을 결합하는 회전축을 중심으로 일측 회전판이 상기 태양 전지판에 결합되고 타측 고정판이 상기 프레임에 결합되어 상기 회전축을 중심으로 상기 태양 전지판이 회동되도록 하는 경첩이 적용될 수 있다.
또한, 상기 회동수단은, 스프링이 내장되어 상기 프레임에 결합되는 하우징과, 상기 하우징에 결합되며 회전시 스프링을 탄성시키는 회전체와, 상기 태양 전지판에 제공되며 상기 회전체의 단부가 결합되는 고정체로 구성되어 상기 태양 전지판의 회전시 스프링 탄성력이 제공되도록 하여서 될 수 있다.
상기 잠금수단은, 상기 태양 전지판에 결합되는 몸체, 상기 몸체 내에서 스프링 탄지력으로 좌우 이동되며 일측단부에는 손잡이를 가지며 중간부에는 걸림홈이 형성되는 잠금바, 상기 몸체 내에서 판스프링의 탄지력으로 승하강 되며 상기 잠금바의 걸림홈에 선택적으로 걸림 고정되는 제어판, 상기 몸체에 결합되며 누름 동작에 따라 상기 제어판을 하향 이동시켜 상기 잠금바를 해제시키는 버튼 및, 상기 잠금바의 단부가 삽입되어 걸림 되도록 상기 프레임에 형성되는 록킹홈 또는 상기 록킹홈을 가지며 상기 프레임에 결합되는 록킹브래킷으로 이루어 질 수 있다.
또한, 상기 태양 전지판과 상기 프레임에 연결되어 상기 태양 전지판의 회전시 피스톤로드를 전후진 시켜 상기 태양 전지판에 닫힘력이 제공 및 열림력이 제어 되도록 가스댐퍼가 더 결합되도록 하여도 무방할 것이다.
따라서, 본 발명은, 태양광을 입사하는 태양 전지판의 상면 세척 작업시 태양 전지판이 작업자에 의해 작업 편리한 방향으로 회전 되어져 작업자가 간편하게 세척할 수 있는 효과가 있다.
또한, 태양 전지판이 회전된 상태에서 훼손된 부분을 간편하게 분리 교체할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 태양광 발전 장치를 보인 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 태양광 태양 전지판 세척장치에서 태양 전지판을 도시한 평면도,
도 3은 도 2의 "A-A"선 요부 확대 단면도,
도 4는 도 2의 "B-B"선 요부 확대 단면도,
도 5는 도 2에서 잠금수단을 도시한 단면도,
도 6은 도 5의 작동상태도,
도 7은 도 2에서 회동수단을 도시한 단면 확대도,
도 8은 도 2의 저면도,
도 9는 도 5의 잠금수단을 도시한 평면도,
도 10은 도 9의 "C"부 정면도,
도 11은 도 9의 측면도,
도 12는 도 7의 작동상태도,
도 13은 본 발명에 따른 태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치의 작동상태도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은, 태양광 발전 시설물에서 태양광 모듈이 결합된 태양 전지판의 표면을 간편하게 세척할 수 있도록 하고 동시에 태양광 모듈의 훼손시 작업자가 간편하게 교체 작업을 수행할 수 있도록 하기 위한 것이며, 이를 위해 태양 전지판이 작업자에 의해 회전될 수 있도록 하는 것이다.
본 발명은 도 2 내지 도 13의 도시에 의하여, 상측 표면에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈이 다수개 배열된 태양 전지판(10)과, 상기 태양 전지판(10)이 결합되는 프레임(20)과, 상기 프레임(20)을 지면(30)으로부터 일정 높이에 위치 고정 또는 고정된 상태에서 상하 각도 조절이 가능하도록 하는 지지체(40) 및 상기 프레임(20)에 대해 상기 태양 전지판(10)이 회전되도록 하는 회동수단(500)과, 상기 태양 전지판(10)이 상기 프레임(20)에 잠금 및 해제 가능하게 결합되도록 하는 잠금수단(600)을 포함하여 구성된다.
상기 태양 전지판(10)은, 정사각 또는 직사각 패널 형상을 취하며 표면에 다수의 태양광 모듈이 배열되고 테두리단이 별도의 테두리부재(110)에 의해 결합 고정되어서 이루어진다. 상기 테두리부재(110)는 합성수지 또는 알루미늄 압출로 성형된 것이며 일측에 상기 태양 전지판(10)의 테두리단이 고정되도록 고정홈(120)이 형성된다. 또한 상기 테두리부재(110)는 각 모서리가 경사 방향으로 컷팅 성형된 후 "ㄱ" 형상의 결합구(130)에 의해 직사각 형태로 연결 고정되어 안정된 결합상태를 유지하게 된다. 상기 태양 전지판(10)은 상기 테두리부재(110)의 모서리를 연결하는 결합구(130)의 분리를 통해 분리될 수 있게 된다.
이하에서는 상기 태양 전지판(10)과 상기 테두리부재(110)는 서로 분리가능한 하나의 물품으로 이루어지는 것임에 따라 상기 태양 전지판(10)으로 만 설명하며, 더불어 상기 태양 전지판(10)이 상기 테두리부재(110)로 부터 간편하게 분리될 수 있는 구조 즉, 상기 태양 전지판(10)과 결합되는 상기 테두리부재(110)가 상기 프레임(20)으로부터 회전시 상기 테두리부재(110)로부터 상기 태양 전지판(10)을 분리시킬 수 있도록 구성함이 바람직하다.
상기 프레임(20)은, 합성수지, 금속, 알루미늄 등이 가능하며 상기 태양 전지판(10)과 함께 상기 태양 전지판(10)을 보호하는 테두리부재(110)가 삽입되는 것이며, 표면에 상기 태양 전지판(10)이 하나 또는 다수개 배열되도록 삽입공간을 형성하고 있다.
도면 도 4 중 부호 210은 상기 프레임(20)에 형성된 안내홈이며, 상기 안내홈(210)은 상기 태양 전지판(10)과 상기 프레임(20)의 틈새를 가리고자 상기 테두리부재(110)에 형성된 연장단(140)이 삽입되는 형태로 위치 고정되도록 하기 위한 것이다.
상기 회동수단(500)은, 회전판(510)과 고정판(520)을 결합하는 회전축(530)을 중심으로 일측 회전판(510)이 상기 태양 전지판(10)에 결합되고 타측 고정판(520)이 상기 프레임(20)에 결합되어 상기 회전축(530)을 중심으로 상기 태양 전지판(10)이 회동되도록 하는 경첩으로 구현된다. 이에따라 상기 태양 전지판(10)을 회전시키면 상기 태양 전지판(10)이 회전축(530)을 중심으로 하향 회전하게 된다.
여기서, 상기 회전축(530)에는 코일형의 스프링이 결합되도록 하고 상기 코일형의 스프링은 상기 고정판(520)을 고정점으로 상기 회전판(510)의 회전 동작시 스프링 탄지력을 그리고 초기상태로의 회전시 복원력을 발생하도록 함이 가능할 것이다.
또한, 상기 프레임(20)과 상기 상기 태양 전지판(10)에 가스댐퍼(700)가 설치되도록 하여, 상기 태양 전지판(10)의 회전시 가스댐퍼(700)에 의해 완충력이 발생되도록 하고 더불어 초기 상태로의 닫힘 동작시 복원력이 발생하도록 함이 가능할 것이다.
상기 잠금수단(600)은, 상기 태양 전지판(10)에 결합되는 몸체(610), 상기 몸체(610) 내에서 스프링(620) 탄지력으로 좌우 이동되며 손잡이(630)를 갖는 잠금바(640), 상기 몸체(610) 내에서 판스프링(650)의 탄지력으로 승하강 되며 상기 잠금바(640)를 선택적으로 잠금시키는 제어판(660), 상기 몸체(610)에 결합되며 누름 동작에 따라 상기 제어판(660)을 하향 이동시켜 상기 잠금바(640)를 해제시키는 버튼(670) 및, 상기 잠금바(640)의 단부가 삽입되어 걸림 되도록 상기 프레임(20)에 형성되는 록킹홈(682) 또는 록킹홈(682)을 갖는 별도의 록킹브래킷(680)으로 이루어진다. 그리고 상기 잠금바(640)에는 걸림홈(640)이 둘레를 따라 형성되고 상기 제어판(660)은 상기 판스프링(650)에 의한 승강시 상기 걸림홈(642)에 걸리게 되고 상기 버튼(670) 누름에 따른 하향 이동시 상기 걸림홈(642)으로부터 이동되어 걸림상태가 해제되게 된다.
즉, 상기 버튼(670)의 누름 동작시 상기 제어판(660)이 상기 걸림홈(640)으로부터 이탈되면 상기 잠금바(640)가 스프링(620)의 복원력으로 이동되어 상기 잠금바(640)의 단부가 상기 록킹홈(682)로부터 해제되게 된다.
여기서, 상기 잠금바(640)의 단부에는 테이퍼각이 형성되도록 하여 상기 태양 전지판(10)을 회동시켜 초기 상태로 밀어넣게 되면 상기 잠금바(640)의 테이퍼각이 상기 록킹 브래킷(680)의 록킹홈(682)에 입구단에 부딪히면서 슬라이드 되어 상기 잠금바(640)를 이동시키게 되어 작업자가 별도로 손잡이(630)를 당길 필요가 없도록 함이 가능하다.
이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치를 통한 세척 과정 및 유지 보수 과정을 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.
작업자가 세척 작업을 하고자 하면,
먼저, 도 5에 도시된 잠금수단(600)에 포함되며 몸체(610)에 제공된 버튼(670)을 누른다. 그러면 도 6에 도시된 바와같이 상기 버튼(670)과 연결된 제어판(660)이 하강 동작을 하면서 잠금바(640)의 걸림홈(642)으로부터 해제되면서 하향 이동하게 된다. 그러면 스프링(620)이 복원력을 발생하면서 상기 잠금바(640)를 상기 잠금바(640)의 축방향을 따라 이동시키게 되고 이에따라 상기 잠금바(640)의 단부는 록킹 브래킷(680)의 록킹홈(682)으로부터 해제되게 된다. 이때 작업자가 도 1 또는 도 2에 도시된 상기 태양 전지판(10)의 양쪽 잠금수단(600)을 모두 해제시키게 되면, 상기 태양 전지판(20)이 회동수단(500)을 중심으로 도 12에 도시된 바와 같이 회동하게 된다.
그러면, 상기 태양 전지판(20)은 도 13에 도시된 바와같이 회전축(530)을 중심으로 연직 방향으로 위치되게 되고 이때, 작업자는 상기 태양 전지판(20)의 수직면에 배열된 태양광 모듈을 세척하면 된다.
이후, 세척 작업이 완료되면 회동된 상기 태양 전지판(20)을 초기상태로 회동시키면 되고 연속해서 상기 잠금수단(600)에 포함되는 잠금바(640)의 손잡이(630)를 밀어넣으면 되는데, 이때 잠금바(640)의 걸림홈(640)에 제어판(660)이 걸림되는 위치까지 밀어 넣으면 된다.
또한, 상기 태양 전지판(20)의 표면에서 훼손된 태양광 모듈을 교체하고자 하면 상기 세척 과정에서와 같이 상기 태양 전지판(20)을 회동시킨 다음, 상기 태양 전지판(20)의 테두리를 감싸는 테두리부재(110)의 고정홈(120)으로부터 도 4에 도시된 바와같이 상기 태양 전지판(20)을 분리시켜 교체하면 된다.
10: 태양 전지판 20: 프레임
30: 지지체 40: 지면
110: 테두리부재 120: 고정홈
130: 결합구 140: 연장단
210: 안내홈
500: 회동수단
510: 회전판 520: 고정판
530: 회전축
600: 잠금수단
610: 몸체 620: 스프링
630: 손잡이 640: 잠금바
642: 걸림홈 650: 판스프링
660: 제어판 670: 버튼
680: 록킹 브래킷 682: 록킹홈

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 상측 표면에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈이 다수개 배열된 태양 전지판(10), 상기 태양 전지판(10)이 결합되는 프레임(20), 상기 프레임(20)을 지면(30)으로부터 일정 높이에 위치 고정 또는 고정된 상태에서 상하 각도 조절이 가능하도록 하는 지지체(40)로 구성된 태양광 발전 시설물에 있어서,
    상기 프레임(20)에 대해 상기 태양 전지판(10)이 회동수단을 통해 하향 회동 가능 하도록 함과 동시에 잠금수단을 통해 잠금 및 해제 가능하게 결합되도록 하며;
    상기 회동수단은,
    회전판(510)과 고정판(520)을 결합하는 회전축(530)을 중심으로 일측 회전판(510)이 상기 태양 전지판(10)에 결합되고 타측 고정판(520)이 상기 프레임(20)에 결합되어 상기 회전축(530)을 중심으로 상기 태양 전지판(10)이 회동되도록 하는 경첩 임을 특징으로 하는 태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    잠금수단은,
    상기 태양 전지판(10)에 결합되는 몸체(610),
    상기 몸체(610) 내에서 스프링(620) 탄지력으로 좌우 이동되며 일측단부에는 손잡이(630)를 가지며 중간부에는 걸림홈(642)이 형성되는 잠금바(640),
    상기 몸체(610) 내에서 판스프링(650)의 탄지력으로 승하강 되며 상기 잠금바(640)의 걸림홈(642)에 선택적으로 걸림 고정되는 제어판(660),
    상기 몸체(610)에 결합되며 누름 동작에 따라 상기 제어판(660)을 하향 이동시켜 상기 잠금바(640)를 해제시키는 버튼(670) 및,
    상기 잠금바(640)의 단부가 삽입되어 걸림 되도록 상기 프레임(20)에 형성되는 록킹홈(682) 또는 상기 록킹홈(682)을 가지며 상기 프레임(20)에 결합되는 록킹브래킷(680)으로 이루어짐을 특징으로 하는 태양광 발전 시설물에서의 유지 보수 및 세척 작업이 용이한 태양 전지판 세척장치.
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