KR101178676B1 - 태양광 발전 가로등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지주에 설치되는 솔라 모듈을 태양의 위치에 따라 이동 가능하도록 설치하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 하는 태양광 발전 가로등에 관한 것으로, 조명을 위한 전등부를 구비하는 지주; 상기 지주의 상단부에 결합되는 결합관과, 상기 결합관의 상면에 접합되는 베이스플레이트로 이루어는 베이스부재; 상기 베이스플레이트의 상면에 결합되는 지지블록과, 상기 지지블록에 회전가능하게 결합되는 회전기어와, 상기 회전기어가 회전하도록 상기 회전기어와 치합하는 평기어가 결합되는 모터와, 상기 회전기어에 결합되어 상기 회전기어와 함께 회전하는 실린더로 이루어지는 패널 구동부; 상기 지지블록의 상면 중앙부를 기준으로 기울어지도록 상기 지지블록에 결합되는 지지축과, 하면이 상기 실린더에 접촉하도록 상기 지지축의 상단부에 결합되며 상기 실린더의 신장에 따라 상기 지지블록에서 기울어지고 상기 회전기어의 회전에 따라 기울어진 방향이 바뀌는 패널 고정 플레이트를 구비하는 패널 고정부; 상기 패널 고정 플레이트의 상면에 결합되는 솔라 모듈; 및 상기 패널 고정 플레이트의 기울어진 상태가 유지하고 상기 지지축과 상기 지지블록의 이탈을 방지하는 스프링을 포함한다.

Description

태양광 발전 가로등{SOLAR PHOTOVOLTAIC STREET LIGHT}
본 발명은 태양광을 전력으로 사용하는 태양광 발전 가로등에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지주에 설치되는 솔라 모듈을 태양의 위치에 따라 이동 가능하도록 설치하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 하는 태양광 발전 가로등에 관한 것이다.
일반적으로, 광전지(PV) 또는 태양 전지는 태양광을 직류(DC) 전력으로 변환시키는 물질 접합 소자들이다. 접합부(junction)는 광-전압을 생성하는 한편, 소자의 면적(area) 및 다른 파라미터는 이용 가능한 전류를 결정한다.
실제적인 솔라 패널(solar panel)은 필요한 양의 전력을 공급하도록 그리고 다른 적용 파라미터들을 최적화하도록 그 면적이 결정된다. 솔라 패널은 제조비용의 최소화를 위한 다양한 제조상의 제한을 통해 최적화된 크기를 가지는 다수의 태양 전지를 함께 타일작업(tiling)함으로써 구성된다. 사용되는 각 태양 전지의 수는 패널 작동 전압과 전류(I) 사이의 상쇄 효과에 의해 결정된다.
PV 시스템의 일예는 일반적으로 직접적인 사용을 위해 전력을 공급하거나 로컬 스토리지(local storage)를 구비하는 독립형(stand-alone) 시스템을 포함한다. 다른 타입의 PV 시스템은 임의의 종래 유틸리티 그리드(utility grid)와 양립(compatible)할 수 있는 교류(AC)를 생성하기 위해 적절한 전력 변환 장비를 가지는 종래의 유틸리티 그리드에 연결된다. 전체적으로, PV 시스템은 원격지용도, 항해를 위한 배터리 충전, 원격통신장비, 그리고 계산기, 시계, 라디오 등의 사용자 전자 장치와 같은 다양한 용도를 위한 전력을 생성할 수 있다.
통상적인 PV 전지는, n-타입 실리콘을 상부에 구비함으로써 전기장을 형성하는 p-n 접합부를 형성하고 두께가 통상적으로 약 0.3 mm 미만인 p-타입 실리콘 웨이퍼 또는 시트를 포함한다.
아울러, 솔라 모듈(solar module)은 원하는 전력 출력을 위해 적절한 크기를 가지며 원하는 작동 전압 및 전류를 달성하기 위해 배선된 솔라 패널(solar panel)을 형성하기 위해 보호 필름 및 캐리어 유리에 정렬되고 접합된 다수의 PV 전지를 타일 작업함으로써 형성된다.
최근 솔라 패널은 가로등의 전력원으로도 많이 사용되고 있다.
한편, 가로등은 도로변을 따라 이격되게 설치되어 일몰 후 도로주변 또는 특정장소를 밝혀주는 기능을 한다. 이러한, 가로등은 주로전력공급소로부터 케이블 및 전주를 통해 제공되는 전기를 동력원으로 하고 있기 때문에, 그 설치 장소가 전력공급소와 멀리 떨어진 경우에는 그 거리에 비례하는 만큼의 전주 및 케이블 등이 소요되어 초기 시설비가 과다하게 소요될 뿐만 아니라 케이블의 단락여부확인 등의 추가 유지보수비용이 소요되는 문제가 발생한다.
그래서 최근에는 태양광 발전을 이용한 가로등이 많이 설치되고 있는 추세이다. 그리고 이와 같은 종래 기술로는 국내 등록특허공보 제10-0943749호의 "태양광 발전 가로등", 국내 등록특허공보 제10-1081555호의 "태양광 발전 엘이디 가로등" 등이 개시되어 있다.
상기와 같이 구성되는 종래의 태양광 발전 가로등은 태양광 발전을 위한 솔라 패널이 지주에 고정되어 있어 태양이 솔라 패널의 반대 방향에 위치할 경우 발전효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 지주에 설치되는 솔라 모듈을 태양의 위치에 따라 이동 가능하도록 설치하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 하는 태양광 발전 가로등을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 조명을 위한 전등부를 구비하는 지주; 상기 지주의 상단부에 결합되는 결합관과, 상기 결합관의 상면에 접합되는 베이스플레이트로 이루어지며, 상기 베이스플레이트의 상면에 제1 고정고리가 형성되는 베이스부재; 상기 베이스플레이트의 상면에 결합되는 지지블록과, 상기 지지블록에 회전가능하게 결합되는 회전기어와, 상기 회전기어가 회전하도록 상기 회전기어와 치합하는 평기어가 결합되는 모터와, 상기 회전기어에 결합되어 상기 회전기어와 함께 회전하는 실린더로 이루어지는 패널 구동부; 상기 지지블록의 상면 중앙부를 기준으로 기울어지도록 상기 지지블록에 결합되는 지지축과, 하면이 상기 실린더에 접촉하도록 상기 지지축의 상단부에 결합되며 상기 실린더의 신장에 따라 상기 지지블록에서 기울어지고 상기 회전기어의 회전에 따라 기울어진 방향이 바뀌는 패널 고정 플레이트를 구비하며, 상기 패널 고정 플레이트의 하면에 제2 고정고리가 형성되는 패널 고정부; 상기 패널 고정 플레이트의 상면에 결합되는 솔라 모듈; 및 상기 패널 고정 플레이트의 기울어진 상태가 유지하고 상기 지지축과 상기 지지블록의 이탈을 방지하도록 상게 제1 고정고리 및 상기 제2 고정고리에 결합되는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 가로등을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 패널 구동부와 상기 스프링이 외부로 노출하는 것을 방지하도록 상단부가 상기 패널 고정 플레이트에 결합되고, 하단부가 상기 베이스 플레이트에 결합되는 주름관을 더 포함하는 태양광 발전 가로등을 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 지주에 설치되는 솔라 패널이 태양의 위치에 따라 지주의 상단에서 기울어지므로, 솔라 모듈이 태양광을 더 많이 받게 되어 발전효율이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 가로등을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 가로등을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 가로등의 작동을 나타낸 작동상태도이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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.
이하, 본 발명에 따른 태양광 발전 가로등을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 태양광 발전 가로등(100)은 태양광을 전력원으로 이용할 수 있도록 지주(110)에 솔라 모듈(solar module)(150)이 설치되며, 이 솔라 모듈(150)이 태양광이 이동함에 따라 지주(110)에서 기울어지면서 발전효율이 향상된다.
이를 위하여 태양광 발전 가로등(100)은 지면에 매입 설치되는 지주(110), 이 지주(110)의 상단부에 결합되는 베이스부재(120), 이 베이스부재(120)에 설치되는 패널 구동부(130), 이 패널 구동부(130)에 의해 작동하는 패널 고정부(140), 이 패널 고정부(140)를 고정하기 위한 스프링(160) 및 패널 구동부(130)를 보호하기 위한 주름관(170)을 구비한다.
지주(110)는 솔라 모듈(150)에서 발생하는 전류에 의해 점등하는 전등부(111)가 형성되고, 이 전등부(111)가 수평보(113)에 고정된다.
베이스부재(120)는 지주(110)의 상단부에 결합되는 결합관(121)과, 결합관(121)의 상면에 접합되는 베이스플레이트(123)로 이루어지며, 결합관(121)이 볼트 또는 용접을 통해 지주(110)에 결합된다.
또한, 베이스플레이트(123)의 상면에는 스프링(160)을 결합하기 위한 제1 고정고리(123a)가 형성된다.
더하여, 베이스플레이트(123)의 상면에는 태양의 이동에 따라 패널 고정부(140)를 기울어지게 하는 패널 구동부(130)가 결합된다.
패널 구동부(130)는 베이스플레이트(123)의 상면에 결합되는 지지블록(131)과, 베어링을 통해 지지블록(131)에 회전가능하게 결합되는 회전기어(133)와, 회전기어(133)가 회전하도록 회전기어(133)와 치합하는 평기어(135a)가 결합되는 모터(135)와, 회전기어(133)에 결합되어 회전기어(133)와 함께 회전하는 실린더(137)로 이루어진다.
이러한, 패널 구동부(130)는 실린더(137)가 패널 고정부(140)의 하면에 접촉하여 신장을 통해 패널 고정부(140)를 기울어지게 하고, 실린더(137)의 회전을 통해 패널 고정부(140)의 기울어지는 방향을 변화시키게 된다. 즉, 패널 구동부(130)는 태양이 위치한 방향으로 패널 고정부(140)를 기울이게 된다.
지지블록(131)은 상단부에 회전기어(133)가 결합되어 지지되도록 지지턱(131a)이 형성되고, 상면 중앙부에 패널 고정부(140)의 결합을 위한 반원 형태의 지지홈(131b)이 형성된다.
회전기어(133)는 중앙부에 지지블록(131)이 삽입되는 제1 결합구멍(133a)이 형성되고, 테두리부에 실린더(137)가 결합되는 제2 결합구멍(133b)이 형성된다.
실린더(137)는 패널 고정부(140)에 접촉한 상태에서 원활하게 회전할 수 있도록 실린더 로드에 롤러(137a)가 구비되고, 롤러(137a)가 브래킷(137b)을 통해 실린더 로드에 설치된다. 롤러(137a)는 패널 고정부(140)의 하면에 접촉한다.
패널 고정부(140)는 지지블록(131)의 상면 중앙부에 형성되는 지지홈(131a)에 기울어질 수 있도록 결합되는 지지축(141)과, 상면에 솔라 모듈(150)이 결합되는 패널 고정 플레이트(143)를 구비한다. 이때, 패널 고정 플레이트(143)는 하면 중앙부에 롤러(137a)가 접촉하는 접촉블록(145)이 구비되고, 이 접촉블록(145)의 하면에 지지축(141)이 결합된다.
이러한, 패널 고정 플레이트(143)는 실린더(137)의 신장에 따라 지지블록(131)에서 기울어지고 회전기어(133)가 회전함에 따라 그 기울어진 방향이 바뀌게 된다.
또한, 패널 고정 플레이트(143)의 하면에는 스프링(160)을 결합하기 위한 제2 고정고리(143a)가 형성된다.
지지축(141)은 상단이 용접을 통해 접촉블록(145)의 하면에 접합되고, 하단부에 구 형태의 볼부재(141a)가 형성되고, 이 볼부재(141a)가 지지홈(131b)에 삽입되어 지지된다. 이로 인하여, 실린더(137)가 회전함에 따라 지지축(141)이 지지블록(131)에서 원활하게 기울어지게 된다.
솔라 모듈(150)은 패널 고정 플레이트(141)의 상면에 결합된다.
스프링(160)은 패널 고정 플레이트(141)의 기울어진 상태를 안정되게 유지하며, 지지축(141)이 지지블록(131)의 지지홈(131a)에서 이탈하는 것을 방지하도록 하단가 제1 고정고리(123a)에 결합되고, 상단부가 제2 고정고리(143a)에 결합된다.
스프링(140)은 패널 고정 플레이트(141)의 사방에 4개가 구비된다.
주름관(170)은 패널 구동부(130)와 상기 스프링(160)이 외부로 노출하는 것을 방지하도록 상단부가 패널 고정 플레이트(143)의 하면에 결합되고, 하단부가 상기 베이스플레이트(123)에 결합된다. 이로 인하여, 패널 구동부(130)와 상기 스프링(160)으로 빗물과 같은 이물질이 침투하는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 태양광 발전 가로등 110 : 지주
120 : 베이스부재 121 : 결합관
123 : 베이스플레이트 130 : 패널 구동부
131 : 지지블록 133 : 회전기어
135 : 모터 137 : 실린더
140 : 패널 고정부 141 : 지지축
143 : 패널 고정 플레이트 150 : 솔라 모듈
160 : 스프링 170 : 주름관

Claims (2)

  1. 조명을 위한 전등부(111)를 구비하는 지주(110);
    상기 지주의 상단부에 결합되는 결합관(121)과, 상기 결합관의 상면에 접합되는 베이스플레이트(123)로 이루어지며, 상기 베이스플레이트의 상면에 제1 고정고리(123a)가 형성되는 베이스부재(120);
    상기 베이스플레이트(123)의 상면에 결합되는 지지블록(131)과, 상기 지지블록에 회전가능하게 결합되는 회전기어(133)와, 상기 회전기어가 회전하도록 상기 회전기어와 치합하는 평기어(135a)가 결합되는 모터(135)와, 상기 회전기어에 결합되어 상기 회전기어와 함께 회전하는 실린더(137)로 이루어지는 패널 구동부(130);
    상기 지지블록의 상면 중앙부를 기준으로 기울어지도록 상기 지지블록에 결합되는 지지축(141)과, 하면이 상기 실린더에 접촉하도록 상기 지지축의 상단부에 결합되며 상기 실린더의 신장에 따라 상기 지지블록에서 기울어지고 상기 회전기어의 회전에 따라 기울어진 방향이 바뀌는 패널 고정 플레이트(143)를 구비하며, 상기 패널 고정 플레이트의 하면에 제2 고정고리(143a)가 형성되는 패널 고정부(140);
    상기 패널 고정 플레이트의 상면에 결합되는 솔라 모듈(150); 및
    상기 패널 고정 플레이트의 기울어진 상태를 유지하고 상기 지지축과 상기 지지블록의 이탈을 방지하도록 상게 제1 고정고리 및 상기 제2 고정고리에 결합되는 스프링(160);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 가로등.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패널 구동부와 상기 스프링이 외부로 노출하는 것을 방지하도록 상단부가 상기 패널 고정 플레이트에 결합되고, 하단부가 상기 베이스 플레이트에 결합되는 주름관(170)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 가로등.
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