KR101154787B1

KR101154787B1 - 태양광 집적판의 바람제어장치

Info

Publication number: KR101154787B1
Application number: KR1020110024693A
Authority: KR
Inventors: 윤주식; 윤주평
Original assignee: 주식회사 위스코하이텍
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2012-08-28

Abstract

본 발명은 태양광을 집적시키는 집적판을 강한 맞바람으로부터 보호하기 위한 바람제어장치에 관한 것이다.
본 발명은 제2회동축이 크로스 설치된 제1회동축; 상기 제1회동축 양쪽에 걸쳐 제2회동축에 한 쌍으로 설치되어 태양광을 집적하는 집적판; 을 포함하고, 상기 제2회동축 양쪽으로 집적판의 프레임과 제1회동축에 연결 설치된 제1링크부재와 제1제어구; 및 제2링크부재와 제2제어구; 를 구비하고, 상기 제1링크부재의 회동 제어각을 조절하는 제1스토퍼; 및 상기 제2링크부재의 회동 제어각을 조절하는 제2스토퍼; 를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

Description

태양광 집적판의 바람제어장치{APPARATUS FOR COLLECTING SOLAR ENERGY}

본 발명은 태양광 에너지(Energy)를 집적시켜 주는 솔라셀(Solar Cell)이 구비된 집적판 또는 솔라패널(Solar Panel)(이하 "집적판"이라고 한다.)을 강한 맞바람으로부터 보호하기 위한 것으로, 좀 더 구체적으로는 제1회동축에 설치된 집적판이 전면에서 불어오는 맞바람의 세기에 따라 제2회동축을 중심으로 상기 집적판의 어느 한쪽 면을 후면 방향으로 오픈(Open)제어시켜, 상기 집적판이 맞바람으로부터 손상되는 것을 방지하도록 한 기술에 관한 것이다.

인류는 한정된 전기 및 가스, 석유 자원에만 의존해 온 탓으로 인해 원유가가 급등하고 있는 반면에 대부분 석유 에너지(Energy)의 사용에 따른 온실가스의 증가 등으로 환경오염 문제가 매우 심각하게 제기되고 있다.

이에 따라, 환경적인 공해가 발생되지 않고 친환경적인 차원에서 무한정으로 사용할 수 있는 태양광이나 태양열을 비롯하여 풍력, 조력 등 자연을 이용한 대체 에너지의 개발에 대한 관심이 집중되고 있으며, 그 중에서도 특히 태양광이나 태양열을 이용하여 가정, 산업체에 필요한 전기 에너지의 생산은 물론 온수, 난방 등에 필요한 열원을 생산하기 위한 장치의 개발이 활발히 진행되고 있는 추세이다.

한편, 종래의 태양광 에너지를 집적하기 위한 수단으로는 넓은 장소에 태양광을 받으면 전류가 생성되는 광전효과(光電效果) 특성을 이용한 솔라셀(Solar Cell)이 구비된 집적판을 태양광 에너지를 많이 받는 방향(예를 들면; 남쪽방향)으로 설치하여 그에 따른 태양광 에너지를 집적하는 방식을 주로 사용하고 있다.

이와 같은 종래의 기술은 태양광 에너지를 집적하는 집적판이 대부분 남쪽방향을 향해 고정식으로 설치되어 있기 때문에 이로 인해 전면에서 불어오는 태풍이나 강한 맞바람이 상기 집적판에 맞닿게 되면, 이때 고가(高價)의 집적판이 손상되거나 아니면 상기 집적판을 지지하는 지지부 등이 파손되어 결국 태양광 발전이 불가능 해지는 문제점을 초래하고 있는 실정이다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 제1회동축에 제2회동축을 통해서 크로스(Cross) 설치된 하나 이상의 집적판이 전면에서 불어오는 강한 맞바람의 세기에 따라 제1 및 제2제어구의 탄력수단에 의해 제2회동축을 중심으로 상기 집적판의 어느 한쪽 면을 후면 방향으로 오픈(Open)제어시켜 바람을 비켜나가게 유도함으로써, 상기 집적판이 강한 맞바람으로부터 손상되는 것을 사전에 방지할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 과제를 해결하기 위한 구성수단으로는 제2회동축이 크로스 설치된 제1회동축과 상기 제1회동축 양쪽에 걸쳐 제2회동축에 한 쌍으로 설치되어 태양광을 집적하는 집적판을 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 제2회동축 양쪽으로 집적판의 프레임과 제1회동축에 연결 설치된 제1링크부재와 제1제어구 및 제2링크부재와 제2제어구를 구비하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

또한, 상기 제1링크부재의 회동 제어각을 조절하는 제1스토퍼 및 상기 제2링크부재의 회동 제어각의 범위를 조절하는 제2스토퍼를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명이 해결하고자 하는 과제에 대한 구성수단 및 과정들은 첨부한 도면에 나타난 다양한 일실시사례들의 상세한 설명을 통해서 보다 더 명백하여 질 것이다.

이와 같이 본 발명은 태양광을 집적시켜 주는 집적판을 강한 맞바람으로부터 손상되는 것을 사전에 방지하여 줌으로써, 바람이 강하게 부는 날씨에도 태양광의 집적효율을 향상시켜 주는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 에너지를 집적시켜 주기 위한 집적판이 설치된 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 일실시사례 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 에너지를 집적시켜 주기 위한 집적판이 지주에 설치되는 상태를 개략적으로 나타낸 일실시사례 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양광 에너지를 집적시켜 주기 위한 집적판이 지주에 설치된 상태를 개략적으로 나타낸 일실시사례 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 집적판이 맞바람에 대해 가변제어가 이루어지는 상태를 일부절개하여 상세하게 나타낸 제1시사례 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 집적판이 맞바람에 대해 가변제어가 이루어지는 상태를 일부절개하여 상세하게 나타낸 제2시사례 측면도이다.

본 발명의 구체적인 실시사례를 설명함에 있어서, 본 발명의 도면에 의해 도시되어 있고, 이에 따른 구성수단과 동작들은 적어도 하나의 일실시 사례로써 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심적인 구성수단 및 동작들이 제한받지는 않아야 할 것이다.

참고할 사항으로, 본 발명에서 설명되는 각 도면들에 부호를 표기함에 있어서 동일한 구성요소는 비록 다른 도면에 표기되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여하였음에 특히 유의하여야 할 것이고, 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 있어서 태양광 에너지를 집적시켜 주는 솔라셀(Solar Cell)(120)이 구비된 집적판(100)은 건물 등의 옥상이나 지면(830)에 견고하게 설치된 지지부(800)의 상부에 설치되고, 이는 구동력을 발생하는 구동부(도시 생략함.)를 통해서 상기 집적판(100)을 태양광이 위치한 방향으로 회동시켜 태양광 에너지를 집적시켜 주는 구성으로 이루어진다.

상기 구동부는 일반적으로 제1구동부(도시 생략함.)와 제2구동부(도시 생략함.)로 이루어지며, 이는 구동력을 발생시키는 전동모터(Motor)나 감속기 등을 구비한 리니어 액추에이터(Linear Actuator)를 포함하여 이루어진다.

한편, 본 발명에 따른 상기 집적판(100)은 제1구동부에 의해 제1회동축(200)을 예컨데, 제1방향(P1) 또는 제2방향(P2)으로 회동시켜 주고, 또한 제2구동부에 의해 제1회동축(200)을 예컨데, 제3방향(P3) 또는 제4방향(P4)으로 회동시켜 주게 된다.

본 발명에 따른 상기 집적판(100)이 설치되는 장소에 따라 제1방향(P1) 또는 제2방향(P2)은 태양광을 향해 동쪽방향 또는 서쪽방향이 될 수 있고, 남쪽방향 또는 북쪽방향이 될 수도 있는 것이며, 또한 제3방향(P3) 또는 제4방향(P4) 역시 태양광을 향해 동쪽방향 또는 서쪽방향이 될 수 있고, 남쪽방향 또는 북쪽방향이 될 수도 있는 것이다.

상기 집적판(100)을 구동부를 통해서 제1방향(P1) 또는 제2방향(P2) 그리고, 제3방향(P3) 또는 제4방향(P4)으로 회동시켜 줌에 있어서, 상기 지지부(800)에는 상기 구동부에 연동되어 회동되는 제1회동부재(810) 및 제2회동부재(820)가 구성된다.

그리고, 본 발명에 있어서 상기 집적판(100)을 태양광이 위치한 방향을 향하도록 제1방향(P1)이나 제2방향(P2) 또는 제3방향(P3)이나 제4방향(P4) 중에서 어느 한쪽 방향으로 제한하여 회동시켜 주고자 할 경우에는 상기 구동부에 포함된 제1구동부 또는 제2구동부 중에서 어느 하나만 설치하여 사용하면 될 것이다.

이와 같은 본 발명은 집적판(100)의 전면에서 불어오는 강한 맞바람의 세기에 따라 제1제어구(410) 및 제2제어구(420)의 탄력수단에 의해 제2회동축(300)을 중심으로 상기 집적판(100)의 어느 한쪽 면을 후면 방향으로 오픈(Open)제어시켜 줌으로써 강한 맞바람이 비켜나가게 유도시켜 주는 것을 그 특징으로 한다.

다음은 본 발명에 따른 과제를 해결하기 위한 구성수단 및 동작에 대해 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명은 적어도 하나 이상의 제2회동축(300)이 크로스(Cross) 설치된 제1회동축(200)과 상기 제1회동축(200)의 양쪽에 걸쳐 제2회동축(300)에 한 쌍으로 설치되어 태양광 에너지(Energy)를 집적하는 집적판(100)이 구성된다.

또한, 상기 제2회동축(300)의 양쪽으로는 집적판(100)의 프레임(Frame)(110)과 제1회동축(200)에 연결 설치된 제1링크(Link)부재(510)와 제1제어구(410) 및 제2링크(Link)부재(520)와 제2제어구(420)를 구비한 것을 그 특징으로 한다.

그리고, 상기 제1링크부재(510)의 회동 제어각(K1)의 범위를 조절하는 제1스토퍼(Stopper)(610) 및 상기 제2링크부재(520)의 회동 제어각(K2)의 범위를 조절하는 제2스토퍼(Stopper)(620)를 포함하여 구성된 것을 그 특징으로 한다.

한편, 상기 집적판(100)이 설치된 제2회동축(300)의 중심축(Y1)은 프레임(110)의 길이(L1)를 기준으로 2등분 하였을 때, 제1구간(D1)＞제2구간(D2)으로 설정하여 설치된 것을 그 특징으로 한다.

이때, 상기 제1구간(D1) 대비 제2구간(D2)의 비율(%)은 프레임(110)의 길이(L1)를 기준(100%)으로 하였을 때, 상기 제1구간(D1)은 80 내지 60(%) 범위이고, 상기 제2구간(D2)은 20 내지 40(%) 범위로 형성시켜 주는 것이 바람직할 것이다.

다시 말해서, 상기 제2회동축(300)의 중심축(Y1)이 설치되는 제1구간(D1)을 제2구간(D2)보다 더 길게 설정하여, 첨부된 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 제1구간(D1)에 위치한 집적판(100a) 쪽에 대해 강한 맞바람이 닿는 면적을 증가시켜 줌으로써, 결국 후면 방향으로 오픈(Open)제어가 유리하게 되어, 결국 강한 맞바람이 쉽게 비켜나가도록 유도시켜 주는 작용을 하게 된다.

그리고, 상기 집적판(100)이 설치된 제2회동축(300)의 중심축(Y1)을 기준으로 하여 프레임(110)의 길이(L1)를 제1구간(D1)＞제2구간(D2)으로 2등분 하였을 때, 이때 제1제어구(410)는 상기 제1구간(D1) 부위에 설치시켜 주고, 또한 제2제어구(420)는 상기 제2구간(D2)에 부위에 설치시켜 줌으로써, 역시 앞에서 언급한 바와 같이 상기 제1구간(D1)에 위치한 집적판(100a) 쪽을 통해 후면 방향으로 강한 맞바람을 비켜나가게 하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기 제1제어구(410) 및 제2제어구(420)는 고정로드(411)(421) 내를 탄력수단에 의해 출입하는 가변로드(412)(422)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 고정로드(411)(421) 내에 구비되는 탄력수단으로는 스프링(Spring)을 단독으로 내장시켜 탄력을 발생시켜 주거나, 그 외에 스프링과 가스(Gas) 또는 스프링과 오일(Oil)을 혼합 내장시켜 탄력을 발생시켜 주는 예컨데, 오일소버 또는 가스소버를 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

물론, 상기 제1제어구(410) 및 제2제어구(420)에 있어서 탄력을 발생시키는 탄력수단에 대해서는 앞에서 언급한 일실시사례들로 제한받지는 않을 것이다.

또한, 상기 제2회동축(300)의 중심축(Y1)을 기준으로 양쪽에 걸쳐 제1회동축(200)에 각각 설치되고, 고정축(510a)(520a)을 중심으로 예컨데, 0도 내지 60도 범위의 회동 제어각(K1)(K2)으로 좌측 또는 우측 방향으로 회동되는 제1링크부재(510) 및 제2링크부재(520)가 구성되고, 상기 제1링크부재(510)의 내측 방향에는 제1스토퍼(610)를 설치하고, 상기 제2링크부재(520)의 내측 방향에는 제2스토퍼(620)를 설치시켜 주는 것을 그 특징으로 한다.

이때, 첨부된 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 상기 제1스토퍼(610)에는 고정축(510a)을 중심으로 제1링크부재(510)의 회동 제어각(K1) 범위를 조절하는 보조 조절구(611)가 구비되고, 상기 제2스토퍼(620)에는 고정축(520a)을 중심으로 제2링크부재(520)의 회동 제어각(K2) 범위를 조절하는 보조 조절구(621)를 구비시켜 주는 구성으로 된다.

상기 보조 조절구(611)(621)는 조절용 나사로 구비되어 제1링크부재(510)가 제1스토퍼(610)에 닿는 간격 및 제2링크부재(520)가 제2스토퍼(620)에 닿는 간격을 조절시켜 줌으로써, 결국 회동 제어각(K1)(K2)의 범위를 각각 조절시켜 주는 작용을 하게 된다.

또한, 상기 제1링크부재(510)에는 프레임(110)의 제1구간(D1) 부위 쪽으로 제1제어구(410)의 고정로드(421)가 연결된 보조링크부재(511)를 더 구비시켜 주되, 이때 상기 보조링크부재(511)는 첨부된 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 제2구간(D2) 쪽보다 더 길게 구비된 제1구간(D1) 쪽의 집적판(100a)에 대한 지지력을 보조시켜 주는 작용을 하게 된다.

이와 같이 구성된 상태에서 상기 집적판(100)의 어느 한쪽 면 즉, 제1구간(D1) 부위 쪽의 집적판(100a)에 닿는 강한 맞바람에 의해 상기 제1구간(D1) 부위 쪽의 집적판(100a)이 후면 방향으로 오픈(Open)되면, 이때 제1회동축(200)에 구비되어 있는 축고정부(210)에 고정된 제2회동축(300)을 좌측(예컨데; 도 4의 경우) 또는 우측(예컨데; 도 5의 경우) 방향으로 회동시켜 주게 된다.

이어서, 상기 프레임(110)에 연결된 제1제어구(410)의 가변로드(412)가 고정로드(411) 내에 구비된 탄력수단을 압축시키면서 상기 고정로드(411) 내로 유입되고, 또한 상기 고정로드(411)에 연결된 제1링크부재(510)는 고정축(510a)을 중심으로 회동 제어각(K1)의 범위에서 회동되어 제1스토퍼(610)의 보조 조절구(611)에 닿으면서 스톱(Stop)되는 동작을 하게 된다.

한편, 상기 언급된 동작에 연동되어 제1링크부재(510)의 반대편에 설치된 제2링크부재(520)는 고정축(520a)을 중심으로 회동 제어각(K2)의 범위에서 회동되어 짐과 함께, 상기 제2링크부재(520)에 연결된 제2제어구(420)의 고정로드(421)로부터 가변로드(422)가 상기 고정로드(411) 내에 구비된 탄력수단을 팽창시키면서 유출되고, 또한 상기 가변로드(422)를 통해 연결된 프레임(110)의 제2구간(D2) 부위 쪽의 집적판(100b)을 좌측(예컨데; 도 4의 경우) 또는 우측(예컨데; 도 5의 경우) 방향으로 회동시켜 주게 된다.

따라서, 상기 집적판(100)의 어느 한쪽 면 즉, 제1구간(D1) 부위 쪽의 집적판(100a)에 닿는 강한 맞바람에 의해 상기 제1구간(D1) 부위 쪽의 집적판(100a)을 제1제어구(410) 및 제2제어구(420)에 의해 후면 방향으로 비스듬하게 오픈(Open)제어시켜 주는 동작을 하게 된다.

그리고, 상기 집적판(100)을 향해 강한 맞바람이 불어오지 않을 경우에는 제1제어구(410) 및 제2제어구(420)에 구비된 탄력수단에 의해 상기 집적판(100)은 첨부된 도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 평형 상태를 유지시켜 주게 된다.

참고할 사항으로, 상기 집적판(100)을 태양광이 위치한 방향을 향하도록 자동으로 추적시켜 주기 위해서는 상기 태양광의 위치 변화를 감지하는 감지수단과 상기 감지수단에서 출력된 감지신호를 공급받아 앞에서 언급된 구동부에 공급시켜 주기 위한 별도의 위치추적수단(도시 생략함.)을 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직할 것이나, 상기 언급된 감지수단 및 위치추적수단은 본 발명의 핵심적이 사상이 아니기에 그에 따른 혼동을 피하고자 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위에서 다양한 변경과 수정 등이 가능함을 자명하게 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 언급된 바와 같은 다양한 실시사례들에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 특허청구 범위에 의하여 정해져야 함이 바람직할 것이다.

100 : 집적판
110 : 프레임(Frame)
120 : 솔라셀(Solar Cell)
200 : 제1회동축
210 : 축고정부
300 : 제2회동축
410 : 제1제어구
411, 421 : 고정로드(Road)
412, 422 : 가변로드(Road)
420 : 제2제어구
510 : 제1링크(Link)부재
510a, 520a 고정축
511 : 보조링크(Link)부재
520 : 제2링크(Link)부재
610 : 제1스토퍼(Stopper)
611, 621 : 보조 조절구
620 : 제2스토퍼(Stopper)
800 : 지지부
810 : 제1회동부재
820 : 제2회동부재
830 : 지면

Claims

제2회동축(300)이 크로스 설치된 제1회동축(200);
상기 제1회동축(200)의 양쪽에 걸쳐 제2회동축(300)에 한 쌍으로 설치되어 태양광을 집적하는 집적판(100); 을 포함하고,
상기 제2회동축(300)의 양쪽으로 집적판(100)의 프레임(110)과 제1회동축(200)에 연결 설치된 제1링크부재(510)와 제1제어구(410); 및 제2링크부재(520)와 제2제어구(420); 를 구비하고,
상기 제1링크부재(510)의 회동 제어각(K1) 범위를 조절하는 제1스토퍼(610); 및 상기 제2링크부재(520)의 회동 제어각(K2) 범위를 조절하는 제2스토퍼(620);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 집적판의 바람제어장치.
제1항에 있어서, 상기 집적판(100)이 설치된 제2회동축(300)의 중심축(Y1)은 프레임(110)의 길이(L1)를 기준으로 2등분 하였을 때, 제1구간(D1)＞제2구간(D2)으로 설정된 것;
을 특징으로 하는 태양광 집적판의 바람제어장치.
제2항에 있어서, 상기 제1구간(D1) 대비 제2구간(D2)의 비율(%)은 프레임(110)의 길이(L1)를 기준(100%)으로 하였을 때, 상기 제1구간(D1)은 80 내지 60(%) 범위이고, 상기 제2구간(D2)은 20 내지 40(%) 범위인 것;
을 특징으로 하는 태양광 집적판의 바람제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제2회동축(300)의 중심축(Y1)을 기준으로 프레임(110)의 길이(L1)를 제1구간(D1)＞제2구간(D2)으로 2등분 하였을 때, 제1제어구(410)는 상기 제1구간(D1) 부위에 설치되고, 제2제어구(420)는 상기 제2구간(D2)에 부위에 설치된 것;
을 특징으로 하는 태양광 집적판의 바람제어장치.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1제어구(410) 및 제2제어구(420)는 고정로드(411)(421) 내를 탄력수단에 의해 출입하는 가변로드(412)(422);
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 집적판의 바람제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제2회동축(300)의 중심축(Y1)을 기준으로 양쪽에 걸쳐 제1회동축(200)에 각각 설치되고, 고정축(510a)(520a)을 중심으로 0도 내지 60도 범위의 회동 제어각(K1)(K2)으로 회동되는 제1링크부재(510) 및 제2링크부재(520);
상기 제1링크부재(510)의 내측 방향에 설치된 제1스토퍼(610); 및 상기 제2링크부재(520)의 내측 방향에 설치된 제2스토퍼(620);
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 집적판의 바람제어장치.
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1스토퍼(610)에는 고정축(510a)을 중심으로 제1링크부재(510)의 회동 제어각(K1) 범위를 조절하는 보조 조절구(611); 및 상기 제2스토퍼(620)에는 고정축(520a)을 중심으로 제2링크부재(520)의 회동 제어각(K2) 범위를 조절하는 보조 조절구(621)가 각각 구비된 것;
을 특징으로 하는 태양광 집적판의 바람제어장치.
제1항에 있어서, 상기 제1링크부재(510)에는 프레임(110)의 제1구간(D1) 쪽으로 제1제어구(410)의 고정로드(421)가 연결된 보조링크부재(511);
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 집적판의 바람제어장치.