KR101165742B1 - 태양광 발전장치 및 이를 위한 계류장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전장치 및 이를 위한 계류장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 태양광 발전장치 및 이를 위한 계류장치는 태양광을 집속하여 전력으로 변환하는 태양전지 모듈이 설치된 전지패널; 상기 전지패널의 하부에 결합되되, 상부 측은 상호 이격되어 상기 전지패널과 결합되고, 하부 측은 상호 교차하도록 배치되는 적어도 2개의 중공프레임을 포함하는 메인프레임; 상기 중공프레임의 내측에 저장되는 질량입자; 상기 메인프레임의 무게중심이 변화되도록 상기 질량입자를 이동시키는 질량입자 이송부; 태양광의 방위각 변화를 분석하고, 분석된 데이터에 따라 상기 질량입자 이송부를 제어하여 상기 메인프레임의 무게중심을 변화시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 혹한기 또는 혹한지역에서도 결빙되지 않으면서 효율적으로 태양광을 집속할 수 있고, 별도의 부력수단을 구비하지 않아도 메인프레임 자체에서 부력이 제공되어 경제적 비용을 절감할 수 있는 태양광 발전장치 및 이를 위한 계류장치가 제공된다.

Description

태양광 발전장치 및 이를 위한 계류장치{Solar Light Power Generating Device and Mooring Device therefor}

본 발명은 태양광 발전장치 및 이를 위한 계류장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 모듈이 설치된 메인프레임이 수상에 설치되어 태양고도에 따라 메인프레임의 자세가 변경되도록 질량입자를 이동시켜 메인프레임의 무게중심을 변화시키는 태양광 발전장치와 이를 위한 계류장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지상에 설치되는 태양광 발전소는 고정식이 최초로 제안되고, 태양광을 따라 이동가능한 단축식, 양축식 등이 차례로 제안되었다.

여기서, 단축식 및 양축식은 편평한 철근콘크리트 기반과 수직으로 연결된 기둥 상부에 설치된 전기 모터 또는 유압을 사용하여 축을 중심으로 태양전지가 장착된 구조물을 회전시키는 방법이 사용되고 있다.

그런데, 이 같은 지상에 설치되는 태양광 발전소는 태양전지를 고정시키는 구조물의 크기가 증가함에 따라 상기 구조물의 자세안정성을 위한 설치비용이 증가되는 문제점이 있었다.

한편, 수면상에 설치되는 태양광 발전소로서, 부력을 이용하여 수면에 설치되는 태양광 발전소가 제안되었다.

일본공개특허공보 소61-133673호에는, 태양전지 모듈이 상부에 탑재된 부체본체와 부체본체의 양측에 배치되는 용기들 등으로 구성되어 태양고도에 따라 상기 용기들에 저장된 유체를 이동시켜 부체본체의 자세제어를 하는 기술이 개시되어 있다.

이 같은 구조로 설치되는 태양광 발전장치는, 태양전지 모듈이 설치되는 본체와 유체를 저장하는 용기들이 각각 구비됨으로써 전체적인 태양광 발전장치가 무거워져 자세제어가 어려운 문제점이 있었고, 제조비용이 상승하여 경제성을 확보하기에도 어려운 문제점이 있었다.

또한, 부체본체의 양측에 설치된 용기들의 위치가 수면의 상부 쪽에 위치함으로써 발전장치의 무게중심이 수면과 근접한 지점에 위치하게 되어 수면 상에 위치하는 부체본체가 불안정하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 강한 바람에 태양광 발전장치가 흔들릴 때(특히 태풍 등의 자연재해) 용기들 내부에 유체의 이동을 제한하는 수단이 없어 유체가 어느 한 방향으로 극단적으로 쏠리게 되어 전체 태양광 발전장치의 안정성 및 안정성을 담보하기에는 문제점이 있었다.

한편, 상술한 태양광 발전장치를 지상에 일정한 곳에 계류(繫留)할 수 있는 장치로서, 도 1은 종래 태양광 발전장치의 계류장치의 개략도를 나타내고 있다.

도 1을 참조하면, 종래 호수 등의 수면에 설치되는 태양광 발전장치의 계류장치는 태양광 발전장치(A)가 설치된 호수의 수면 하방의 호수바닥에 지지대(B)를 고정하고, 지지대(B)와 태양광 발전장치(A)를 줄(C) 등으로 연결하여 고정하는 것이 일반적이었다.

이 같은 종래 태양광 발전장치의 계류장치는 수면이 상승 또는 하강시 태양광 발전장치의 부력에 의해서만 상승 또는 하강하게 되어 안정적으로 수위변화에 대응하기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 다수 개의 태양광 발전장치를 설치시에는 각 태양광 발전장치마다 지지대를 설치해야 하므로 설치비용이 매우 높은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양전지 모듈이 설치되는 메인프레임을 중공인 다수 개의 서브프레임을 이격시켜 배치하도록 구성하여 각 서브프레임의 내측에 질량입자를 투입하여 상기 질량입자를 이동시킴으로써 메인프레임의 무게중심을 변화시켜, 결과적으로 메인프레임의 자세를 변경할 수 있는 태양광 발전장치를 제공함에 있다.

또한, 질량입자의 이동만으로도 메인프레임의 자세가 변경될 수 있어 제조비용 절감을 통해 경제성 있고, 안정적으로 자세가 변경될 수 있는 태양광 발전장치를 제공함에 있다.

또한, 각 서브프레임의 형상이 원호 형상으로 마련됨으로써 상호 체결된 서브프레임이 반구 형상으로 형성되어 수중에서 안정적인 자세를 유지할 수 있고, 재료비를 절감하여 경제성을 향상시키는 태양광 발전장치를 제공함에 있다.

또한, 각 서브프레임의 내측에서 질량입자가 이동하여 메인프레임의 무게중심을 변화시킴으로써 종래 유체를 사용하는 것과 비교하여 혹한기에도 결빙되지 않는 태양광 발전장치를 제공함에 있다.

또한, 수위 변화에 능동적으로 대응할 수 있고, 설치비용이 절감되는 태양광 발전장치의 계류장치를 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 태양광을 집속하여 전력으로 변환하는 태양전지 모듈이 설치된 전지패널; 상기 전지패널의 하부에 결합되되, 상부 측은 상호 이격되어 상기 전지패널과 결합되고, 하부 측은 상호 교차하도록 배치되는 적어도 2개의 중공프레임을 포함하는 메인프레임; 상기 중공프레임의 내측에 저장되는 질량입자; 상기 메인프레임의 무게중심이 변화되도록 상기 질량입자를 이동시키는 질량입자 이송부; 태양광의 방위각 변화를 분석하고, 분석된 데이터에 따라 상기 질량입자 이송부를 제어하여 상기 메인프레임의 무게중심을 변화시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 질량입자 이송부는 상기 중공프레임의 중앙영역에 축을 중심으로 회전하도록 설치되어 회전방향에 따라 상기 질량입자를 이송시키는 스크류부와, 상기 중공프레임의 내측 또는 외측에 설치되어 상기 스크류부에 구동력을 인가하는 구동모터부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스크류부는, 스크류축 및 상기 스크류축을 따라 연결된 스크류날개를 포함하여 상기 중공프레임의 내부 중앙영역에 설치되는 이송스크류와, 상기 질량입자가 내외측으로 이동가능하도록 형성되고, 상기 스크류축의 양단이 결합된 상태에서 회전하도록 상기 중공프레임의 내측에 설치되는 한 쌍의 지지부재를 포함할 수 있다.

이때, 상기 구동모터부는 구동모터와, 일 측은 상기 구동모터의 일 측과 결합되고, 타 측은 상기 스크류축과 결합되어 상기 구동모터와 상기 스크류축을 연동시키는 연동부와, 상기 구동모터과 상기 연동부 및 상기 스크류축을 감싸도록 설치되는 하우징을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는 상기 메인프레임의 x축과 y축의 기울기를 각각 센싱하는 기울기센서와, 상기 메인프레임의 동서남북 방위를 센싱하는 나침반센서와, 태양광의 방위각 변화를 분석하고, 상기 기울기센서 및 상기 나침반센서로부터 센싱된 데이터를 토대로 상기 태양광의 방위각에 따라 상기 태양전지 모듈이 상기 태양광에 수직이 되도록 상기 질량입자 이송부를 제어하여 상기 메인프레임의 무게중심을 변화시키는 제어유닛을 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 다른 실시예에 따라 상기 태양광 발전장치와 연결되는 부력체; 지상면 및 수중바닥면에 고정되는 적어도 하나 이상의 제1지지대 및 제2지지대; 상기 부력체에 설치되는 도르래; 상기 도르래를 통해 상기 제1지지대 및 상기 제2지지대를 연결하는 스트링; 및, 상기 스트링에 결합되되, 상기 도르래와 상기 제2지지대의 사이에 결합되는 중력추;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 계류장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 태양전지 모듈이 설치되는 메인프레임을 중공인 다수 개의 서브프레임을 이격시켜 배치하도록 구성하여 각 서브프레임의 내측에 질량입자를 투입하여 상기 질량입자를 이동시킴으로써 메인프레임의 무게중심을 변화시켜, 결과적으로 메인프레임의 자세를 변경할 수 있는 태양광 발전장치가 제공된다.

또한, 질량입자의 이동만으로도 메인프레임의 자세가 변경될 수 있어 제조비용 절감을 통해 경제성 있고, 안정적으로 자세가 변경될 수 있는 태양광 발전장치가 제공된다.

또한, 각 서브프레임의 형상이 원호 형상으로 마련됨으로써 상호 체결된 서브프레임이 반구 형상으로 형성되어 수중에서 안정적인 자세를 유지할 수 있고, 재료비를 절감하여 경제성을 향상시키는 태양광 발전장치가 제공된다.

또한, 각 서브프레임의 내측에서 질량입자가 이동하여 메인프레임의 무게중심을 변화시킴으로써 종래 유체를 사용하는 것과 비교하여 혹한기에도 결빙되지 않는 태양광 발전장치가 제공된다.

또한, 수위 변화에 능동적으로 대응할 수 있고, 설치비용이 절감되는 태양광 발전장치의 계류장치가 제공된다.

도 1은 종래 태양광 발전장치의 계류장치의 개략도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 발전장치의 개략도,
도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도,
도 4는 도 3의 질량입자 이송부(30)의 상세도,
도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도,
도 6은 도 3의 제어부의 상세도,
도 7 내지 도 9는 도 2의 태양광 발전장치의 작동상태도,
도 10은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 태양광 발전장치의 질량입자 이송부의 개략도,
도 11은 태양광 발전장치의 계류장치의 개략도,
도 12는 도 11의 평면도,
도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 태양광 발전장치의 계류장치의 작동도이다.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 발전장치에 대하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 발전장치의 개략도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 발전장치는 전지패널(10), 메인프레임(20), 질량입자 이송부(도 3의 30) 및 제어부(도 3의 40)를 포함하여 구성된다.

상기 전지패널(10)은 태양광을 집속하여 전력으로 변환하는 다수 개의 태양전지 모듈(s)이 설치되는 패널로서, 후술할 메인프레임(20)의 상부에 결합된다. 여기서, 상기 전지패널(10)은 격자형 프레임으로 마련될 수도 있다.

이때, 태양전지 모듈(s)은 전지패널(10)에 누운 형태 즉, 전지패널(10)과 평행한 형태로 설치되는 것이 태양광을 더 많이 집속할 수 있다.

상기 전지패널(10)은 태양광을 집속하여 전력으로 변환하는 다수 개의 태양전지 모듈(s)이 설치되는 패널로서, 후술할 메인프레임(20)의 상부에 결합된다. 여기서, 상기 전지패널(10)은 격자형 프레임으로 마련될 수도 있다.

이때, 태양전지 모듈(s)은 전지패널(10)에 누운 형태 즉, 전지패널(10)과 평행한 형태로 설치되는 것이 태양광을 더 많이 집속할 수 있다.

상기 메인프레임(20)은 적어도 2개의 중공(中空)프레임으로 구성되어 전지패널(10)의 하부에 결합된다.

여기서, 각 중공프레임은 내부에 별도의 공급조(미도시)를 통해 적정량의 모래 또는 자갈 등으로 구성된 질량입자(a)가 투입될 수 있으며, 투입된 질량입자(a)는 후술할 질량입자 이송부(30)에 의해 각 중공프레임의 내측에서 이동할 수 있다. 또한, 각 중공프레임에 의해 전지패널(10)이 수면 위로 노출되도록 부력이 제공될 수 있다.

한편, 각 중공프레임은 직선 또는 일부 곡선을 포함하도록 형성될 수 있으나, 메인프레임 전체구조가 반구형상으로 형성되기 위해서는 반원 형상인 것이 가장 바람직하다.

본 실시예에서는 제1중공프레임(21)과 제2중공프레임(22)으로 구성되어 전지패널(10)의 하부에 결합되되, 상호 교차하도록 배치된다.

즉, 반원형태의 제1중공프레임(21)과 제2중공프레임(22)이 상호 교차하도록 배치됨으로써, 메인프레임(20) 전체는 대략 반구(半球)형상으로 형성되어 수상에 발생되는 외력으로부터 피해를 최소화하고, 경제성을 확보할 수 있다.

이때, 반구 형상의 메인프레임을 지지하기 위해 각 중공프레임의 사이를 지지해주는 지지수단(미도시)이 더 설치될 수 있다.

이같이 메인프레임(20)이 반구형상으로 형성됨에 따라 수상에서 발생하는 외란(外亂)에 의한 메인프레임(20)의 유동을 최소화할 수 있게 되며, 메인프레임(20)의 상부에 설치된 전지패널(10)이 태양광의 방위각 변화에 따라 수상에서 자세가 변화되도록 무게중심의 이동이 용이해질 수 있다.

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3을 참조하면, 상기 질량입자 이송부(30)는 각 중공프레임의 내부에 투입된 질량입자(a)의 이송이 용이하도록 각 중공프레임의 하부 중앙영역에 설치되며, 제어부(40)에 의해 좌측 또는 우측방향 중 어느 한 방향으로 질량입자(a)를 이동시킬 수 있다.

도 4는 도 3의 질량입자 이송부(30)의 상세도이고, 도 5는 도 4의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 질량입자 이송부(30)는 스크류부(31)와 구동모터부(32)를 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서의 각 중공프레임의 내부에 설치되는 질량입자 이송부는 동일한 구성이므로 제1중공프레임에 설치되는 질량입자 이송부에 대해서만 설명한다.

상기 스크류부(31)는 한 쌍으로 마련된 제1지지부재(311) 및 제2지지부재(312)와 이송스크류(313)를 포함할 수 있다.

각 지지부재는, 도 5에서와 같이, 일정두께를 가지면서 제1중공프레임(21)의 내측면과 맞닿도록 형성되며, 중앙부에는 후술할 이송스크류(313)의 스크류축(313a)이 회전할 수 있도록 소정의 베어링(c)이 설치될 수 있다.

또한, 중앙부의 주변영역에는 관통홀(b)이 다수 개 형성되어 질량입자(a)가 일 측면으로부터 타 측면으로 이송가능할 수 있다.

이 같이 마련된 제1지지부재(311)와 제2지지부재(312)는 제1중공프레임(21)의 내측에 상호 이격되어 설치된다.

상기 이송스크류(313)는 각 지지부재의 베어링에 삽입되어 회전하는 스크류축(313a)과 스크류축(313a)을 따라 꼬여진 형태의 스크류날개(313b)로 구성될 수 있다.

여기서, 스크류축(313a)의 일 단부는 후술할 구동모터부(32)와 연동되도록 지지부재의 외측으로 돌출되도록 설치된다.

즉, 구동모터부(32)와 연동되는 이송스크류(313)의 회전방향에 따라 질량입자(a)는 좌측으로부터 우측 또는 우측으로부터 좌측 중 어느 한 방향으로 이송될 수 있다.

상기 구동모터부(32)는 하우징(321), 구동모터(322) 및 연동부(323)을 포함하여 구성될 수 있다.

구동모터(332)는 후술할 제어부(40)에 의해 정방향 또는 역방향으로 회전하도록 제어된다.

연동부(323)는 체인방식, 벨트방식 또는 다단기어방식 등으로 구성된 기어박스 형태로 마련되며, 일 측은 구동모터(322)의 구동축이 결합되고, 타 측은 스크류축(313a) 중 제2지지부재(312)의 외측으로 돌출된 돌출단이 결합되어, 스크류축(313a)을 구동모터(322)와 연동되도록 한다.

즉, 구동모터(322)의 구동방향에 따라 스크류축(313a)은 정방향 또는 역방향으로 회전이 가능하게 되며, 이에 따라 각 지지부재를 통해 스크류날개(313b)로 유입된 질량입자(a)는 스크류축(313a)의 회전방향에 따라 이동이 가능해진다.

한편, 하우징(321)은 스크류축(313a)과 연동부(323) 및 구동모터(322)의 결합구조 전체를 감싸도록 형성되며, 제1중공프레임(21)의 내측에 설치되어 하우징(321)의 내측으로 질량입자(a)가 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 6은 도 3의 제어부의 상세도이다. 도 6을 참조하면, 제어부(40)는 별도로 마련될 수도 있으나 바람직하게는 메인프레임(20)의 소정부에 설치될 수 있으며, 기울기센서(41), 나침반센서(42) 및 제어유닛(43)을 포함하여 구성된다.

상기 기울기센서(41)는 적어도 한 쌍이 마련되어 메인프레임(20)의 x축과 y축의 기울기를 각각 센싱하도록 평면상에서 직각이 되도록 설치되고, 상기 나침반센서(42)는 메인프레임(20)의 동서남북 방위를 센싱하도록 설치된다.

상기 제어유닛(43)은 공지의 태양광의 센서 작동 방식, GPS 추적 방식 또는 태양의 방위각 데이터 값을 토대로 하는 방식 중 어느 하나를 이용하여 획득된 데이터를 통해 태양광을 따라 메인프레임(20)이 회전해야할 방향과 회전해야할 각도를 산출하도록 알고리즘이 구현되어 있다.

아울러, 분석된 데이터에 따라 메인프레임(20)의 무게중심이 변화되도록 질량입자 이송부(30)를 통해 각 서브프레임 내측의 질량입자(a)를 이동시킨다.

또한, 기울기센서(41)와 나침반센서(42)를 이용하여 메인프레임(20)의 현재자세를 인식하고, 기저장된 일년 중 날짜와 시간별 태양의 고도 또는 GPS 등 다른 도구를 이용하여 확보된 태양의 위치와 비교하여 상기 태양의 고도 및 위치와 상기 태양전지 모듈이 수직이 되도록 상기 질량입자 이송부(30)를 제어하여 상기 메인프레임(20)의 무게중심을 변화시킨다.

즉, 제어유닛(43)은 산출된 회전해야할 방향 및 회전해야할 각도에 따라 기울기센서(41)와 나침반센서(42)를 통해 센싱된 메인프레임(20)의 현재 자세의 상태와 비교하여 회전해야할 방향과 회전해야할 각도를 산출하고, 이를 토대로 각 중공프레임의 구동모터(322)를 제어하여 메인프레임(20)의 무게중심을 변화시킴으로써 수상에서의 메인프레임(20)의 자세가 변화될 수 있다.

결과적으로, 종래의 수상에 설치되는 태양광 발전장치는 태양전지 모듈이 설치되어 자세를 변경하는 프레임과 상기 프레임이 수면 위로 노출되도록 부력을 제공하는 부력수단이 별도로 구비되어야 했으나, 본 발명에서는 메인프레임이 태양전지 모듈이 설치되는 구성임과 동시에 부력을 제공하도록 구성됨으로써 제조비용을 절감할 수 있게 된다.

아울러, 질량입자(a)를 이용하여 무게중심을 변화시킴으로써 혹한기 또는 혹한지역에 위치하더라도 결빙되지 않아 안정적인 태양광 발전장치를 가동할 수 있다.

지금부터는 상술한 태양광 발전장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.

도 7 내지 도 9는 도 2의 태양광 발전장치의 작동상태도이다.

도 7을 참조하면, 태양광 발전장치(1)를 수상에 설치하면, 메인프레임(20)을 구성하는 제1중공프레임(21)과 제2중공프레임(2)의 부력에 의해 메인프레임(20)이 수면상에서 뜨게 된다. 도시된 바에서는 이해를 도모하고자 제어부(40) 및

이 같은 상태에서 제어부(40)는 태양광의 방위각을 상술한 방법을 통해 획득하고, 획득된 데이터에 따라 메인프레임(20)이 회전할 각도 및 방위를 산출한다.

산출된 데이터에 따라 구동모터(322)에 구동력을 인가하면, 도 8에서와 같이, 스크류축(313a)은 "d"방향으로 회전하면서 스크류날개(313b)에 의해 질량입자(a)는 좌측에서 우측으로 이동하게 되며, 질량입자(a)의 이동에 의해, 도 9에서와 같이, 제1중공프레임(21)은 좌측으로 일정각도 기울어지게 된다.

제2중공프레임(22)도 상술한 바와 같은 방법으로 제어함으로써 일정각도 기울어짐으로써 메인프레임(20)의 무게중심은 변화하게 된다.

아울러, 상술한 바가 정방향이라고 한다면, 역방향으로 이동은 구동모터(322)를 역방향으로 구동시킴으로써 질량입자(a)가 좌측에서 우측으로 이동이 가능할 수 있다.

즉, 메인프레임(20)을 구성하는 제1중공프레임(21)과 제2중공프레임(22)의 내측을 따라 질량입자(a)를 적절하게 이송시킴으로써 메인프레임(20)의 무게중심이 변화하게 되고, 이를 통해 메인프레임(20)은 360°전 방위(方位)에 대해 어느 각도로든지 조절이 가능하게 된다.

결과적으로, 상술한 바와 같이 제어부(40)의 분석된 데이터에 따라 각 중공프레임의 내장된 질량입자(a)를 이동시킴으로써 전지패널(10)에 설치된 태양전지 모듈(s)은 태양광과 수직인 상태로 위치할 수 있게 되어 태양광을 더욱 효율적으로 집속할 수 있게 된다.

또한, 모래입자(a)가 중공프레임의 내측에 내장됨으로써 혹한기 또는 혹한지역에서도 온도와 상관없이 효율적으로 태양광을 집속할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 태양광 발전장치에 대해 설명한다.

변형예에서는 구동모터부(32)가 각 중공프레임의 외측에 설치된다. 도 10은 본 발명의 제1실시예의 변형예에 따른 태양광 발전장치의 질량입자 이송부의 개략도이다.

도 10을 참조하면, 구동모터부(32)를 구성하는 하우징(321)이 제1중공프레임(21)의 내부와 연통되면서 외부와 내부를 차단하도록 설치된다.

즉, 스크류축(313a), 연동부(323) 및 구동모터(322)는 하우징(321)에 의해 외부로부터 격리됨으로써 내부의 결합구조가 보호될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제3실시예로서 태양광 발전장치의 계류장치에 대해 설명한다. 도 11은 태양광 발전장치의 계류장치의 개략도이고, 도 12는 도 11의 평면도이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 태양광 발전장치의 계류장치(100)는 하나 이상의 태양광 발전장치(1), 부력체(110), 제1지지대(120), 제2지지대(130), 도르래(140), 스트링(150) 및 중력추(160)를 포함하여 구성된다.

상기 태양광 발전장치(1)는 상술한 태양광 발전장치 중의 하나로서, 하나 이상으로 마련되어 상호 간에 스트링(string) 등의 연결부재(110')를 통해 연결되어 강, 호수 또는 바다 등의 수면 상에 설치된다.

상기 부력체(110)는 부력(浮力)을 제공하는 수단으로서, 가장 지상면과 가까운 태양광 발전장치(1)와 상기 연결부재(110')를 통해 연결된다.

상기 도르래(120)는 상기 부력체(51)의 소정부에 설치된다. 도시된 바는 호수에 설치된 것을 도시하고 있다.

상기 제1지지대(130)는 복수 개로 마련되어 지상면 즉, 제방에 일정간격으로 이격되어 고정설치되고, 상기 제2지지대(140)는 수중바닥면 즉, 호수바닥면에 설치된다. 도시된 바는 제1지지대(130)가 한 쌍으로 마련되어 제방에 상호 이격되어 고정설치된 것을 도시하고 있다.

상기 스트링(150)은 한 쌍의 제1지지대(131,132)와 제2지지대(140)를 도르래(120)를 통해 연결하고, 상기 중력추(160)는 도르래(120)와 제2지지대(140)의 사이에서 스트링(150)과 결합된다.

즉, 중력추(160)를 통해 부력체(110)의 홀수(물에 잠기는 깊이)는 일정하게 유지될 수 있다.

상술한 바와 같은 태양광 발전장치의 계류장치의 작동은 다음과 같다. 도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 태양광 발전장치의 계류장치의 작동도이다.

도 11과 같은 상태에서 수위(水位)가 상승하게 되면, 태양광 발전장치(1)는 동반하여 상승하게 된다.

이때, 도 13을 참조하면, 부력체(110)는 상승하는 수위에 대응하여 제1지지대(130)와 도르래(120) 사이의 스트링(150)의 길이와 제2지지대(140)와 도르래(120) 사이의 스트링(150)의 길이가 상대적으로 증감되면서 상승하는 수위를 따라 동반상승하게 되고, 이때 중력추(160)에 의해 일정한 홀수를 유지하면서 동반상승하게 된다.

이를 통해, 태양광 발전장치(1)는 연결부재(110')로 연결된 부력체(110)가 수위에 대응하여 상승하게 됨으로써 수위변화에 따라 태양광 발전장치(1)가 안정적으로 상승시키면서 계류(繫留)시킬 수 있다.

상술한 바는 수위가 상승하는 경우에 대해 설명하였으며, 하강시에도 같은 원리로 부력체(110)가 하강하는 수위에 대응하여 하강함으로써 태양광 발전장치(1)를 안정적으로 계류(繫留)시킬 수 있다.

이는, 종래 계류장치와 비교하여 상승 또는 하강하는 수위에 대응하여 태양광 발전장치를 안정적으로 상승시킬 수 있을 뿐 아니라 설치하는 지지대의 숫자를 줄일 수 있어 설치비용이 절감될 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

1 : 태양광 발전장치 10 : 전지패널
20 : 메인프레임 21 : 제1중공프레임
22 : 제2중공프레임 30 : 질량입자 이송부
31 : 스크류부 311 : 제1지지부재
312 : 제2지지부재 313 : 이송스크류
313a : 스크류축 313b : 스크류날개
40 : 제어부 41 : 기울기센서
42 : 나침반센서 43 : 제어유닛
100 : 태양광 발전장치의 계류장치 110 : 부력체
120 : 도르래 130 : 제1지지대
140 : 제2지지대 150 : 스트링
160 : 중력추

Claims (6)

1. 태양광을 집속하여 전력으로 변환하는 태양전지 모듈이 설치된 전지패널;
   상기 전지패널의 하부에 결합되되, 상부 측은 상호 이격되어 상기 전지패널과 결합되고, 하부 측은 상호 교차하도록 배치되는 적어도 2개의 중공프레임을 포함하는 메인프레임;
   상기 중공프레임의 내측에 저장되는 질량입자;
   상기 메인프레임의 무게중심이 변화되도록 상기 질량입자를 이동시키는 질량입자 이송부;
   태양광의 방위각 변화를 분석하고, 분석된 데이터에 따라 상기 질량입자 이송부를 제어하여 상기 메인프레임의 무게중심을 변화시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 질량입자 이송부는 상기 중공프레임의 중앙영역에 축을 중심으로 회전하도록 설치되어 회전방향에 따라 상기 질량입자를 이송시키는 스크류부와, 상기 중공프레임의 내측 또는 외측에 설치되어 상기 스크류부에 구동력을 인가하는 구동모터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 스크류부는, 스크류축 및 상기 스크류축을 따라 연결된 스크류날개를 포함하여 상기 중공프레임의 내부 중앙영역에 설치되는 이송스크류와, 상기 질량입자가 내외측으로 이동가능하도록 형성되고, 상기 스크류축의 양단이 결합된 상태에서 회전하도록 상기 중공프레임의 내측에 설치되는 한 쌍의 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 구동모터부는 구동모터와, 일 측은 상기 구동모터의 일 측과 결합되고, 타 측은 상기 스크류축과 결합되어 상기 구동모터와 상기 스크류축을 연동시키는 연동부와, 상기 구동모터과 상기 연동부 및 상기 스크류축을 감싸도록 설치되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 메인프레임의 x축과 y축의 기울기를 각각 센싱하는 기울기센서와, 상기 메인프레임의 동서남북 방위를 센싱하는 나침반센서와, 태양광의 방위각 변화를 분석하고, 상기 기울기센서 및 상기 나침반센서로부터 센싱된 데이터를 토대로 상기 태양광의 방위각에 따라 상기 태양전지 모듈이 상기 태양광에 수직이 되도록 상기 질량입자 이송부를 제어하여 상기 메인프레임의 무게중심을 변화시키는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
   
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 태양광 발전장치와 연결되는 부력체;
   지상면 및 수중바닥면에 고정되는 적어도 하나 이상의 제1지지대 및 제2지지대;
   상기 부력체에 설치되는 도르래;
   상기 도르래를 통해 상기 제1지지대 및 상기 제2지지대를 연결하는 스트링; 및,
   상기 스트링에 결합되되, 상기 도르래와 상기 제2지지대의 사이에 결합되는 중력추;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치의 계류장치.

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