KR101194197B1 - 캐노피형 태양광 발전장치 - Google Patents

캐노피형 태양광 발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일방향으로 길게 연장되며 표면에 태양전지가 장착된 복수의 슬랫으로서, 인접하는 슬랫은 상호 회동 가능하게 연결되어 있는 슬랫 복합체와, 상기 슬랫 복합체의 일단을 고정하며 슬랫 복합체에 동력을 전달하여 롤링 및 이동을 가능하게 하는 구동부와, 상기 슬랫 복합체의 이동을 안내하는 프레임을 포함하는 캐노피형 태양광 발전장치를 제공한다.

Description

캐노피형 태양광 발전장치{Canopy type photovoltaic system}
본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 상세하게는 창문 등의 건물 외벽에 설치하여 차양과 동시에 태양광 발전이 가능한 캐노피형 태양광 발전 장치를 제안한다.
본 발명은 캐노피형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 건물 등의 창문 위 외벽에 설치가 용이하고, 창문에 차양과 동시에 집광효과를 주며, 또한 태양전지의 차양 및 집광 효율을 높일 수 있는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전장치는 태양광에 의해 전기에너지를 발생시키는 태양전지로부터 전력을 공급받아 상점계통과 주택에 안정된 전력을 공급하는 발전설비이다. 이러한 태양광 발전장치는 고품질의 전기를 정전 없이 저렴하고 안전하며, 편리하게 사용할 수 있는 자연 친화적인 발전장치이다.
이러한 자연 친화적인 태양광 발전장치는 전력을 안정적으로 생산하여 공급해야 하는 전제조건으로 양호한 태양광의 일사조건이 우선시 된다. 그리고 일사조건을 만족시키기 위해서는 태양광 발전장치의 설치장소 및 설치면적 등의 조건이 만족되어야 한다.
이러한 태양광 발전장치의 설치장소 및 설치면적 등의 조건을 만족시키기 위해 최근에는 건물을 이용하고 있다.
종래에는 태양광 발전을 위한 태양전지를 건물의 지붕 또는 옥상에만 한정하여 설치되었으나, 비교적 고가인 태양광 발전의 경제성을 확보하기 위해 보다 광범위한 설치장소를 필요로 하게 되었고 최근에는 태양전지를 설치하는 장소로서 건물의 외벽이 대두되었다.
그러나 종래기술은 태양전지가 건물의 외벽에 단순히 고정 설치되어 있어 전력을 안정적으로 생산하여 공급해야 하는 태양광 발전장치의 전제조건인 태양광의 일사조건을 만족시키지 못하는 한계를 가지고 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 태양전지를 건물 등의 창문 위 외벽에 설치하여 보다 광범위한 설치장소를 제공하면서, 동시에 상기 창문에 대하여 차양역할을 하는 데에 있다.
또한, 상기 태양전지가 태양의 궤적을 추적하도록 하여 태양광의 일사조건을 극대화시킬 수 있는 캐노피형 태양광 발전장치를 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일방향으로 길게 연장되며 표면에 태양전지가 장착된 복수의 슬랫으로서, 인접하는 슬랫은 상호 회동 가능하게 연결되어 있는 슬랫 복합체와, 상기 슬랫 복합체의 일단을 고정하며 슬랫 복합체에 동력을 전달하여 롤링 및 이동을 가능하게 하는 구동부와, 상기 슬랫 복합체의 이동을 안내하는 프레임을 포함하는 캐노피형 태양광 발전장치를 제공한다.
상기 슬랫 복합체가 수납되면서 건물 외벽에 고정되는 공간박스를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 프레임은 공간 박스에 결합되는 고정 프레임과, 상기 고정 프레임과 이동 가능하도록 결합되는 유동 프레임을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 고정 프레임 내측에는 유동 프레임의 이동을 안내하는 레일이 형성되는 것이 바람직하다,
상기 슬랫 복합체의 단위 슬랫은 사면 모서리 끝단에 끼움 삽입 홈과 끼움 돌기가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 슬랫 복합체에서 인접하는 두 슬랫은 끼움 삽입 홈과 끼움 돌기가 결합되어 상호 회동 가능하도록 결합된다.
상기 구동부는 일측에 외접 기어가 장착되며 슬랫 복합체의 일단이 고정되는 회전룰러와, 상기 외접기어와 맞물리는 내접 기어가 장착된 보조회전룰러와, 상기 내접기어와 맞물려 동력을 전달하는 모터기어를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 건물 등의 창문 위 외벽에 태양광 발전장치를 설치함으로써, 보다 광범위한 설치장소를 얻을 수 있고, 창문에 차양효과를 줄 수 있다. 또한, 태양전지가 태양궤적을 추적하여 태양광의 일사조건을 극대화시킴으로써, 전력을 안정적으로 생산하여 공급할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 건물의 에너지 활용도를 높이며, 건축물의 외관에 대한 미적 가치를 높일 수 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치의 슬랫을 나타낸 정면도.
도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치의 슬랫을 나타낸 측면도.
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치의 프레임을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치의 회전룰러를 나타낸 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치의 구동부와 제어부를 나타낸 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치의 구동부와 제어부를 나타낸 정면도.
본 발명은 캐노피 형태의 태양광 발전 장치를 제안한다. 건물 외벽에 간단히 설치하여 차양과 같은 형태로 태양광 발전 및 햇빛 차단을 동시에 할 수 있으며, 구동원으로부터 동력을 전달받아 슬랫의 이동 및 롤링을 쉽게 제어할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치의 일실시예가 도시되어 있다.
건물 등의 창문 위 벽체에 공간박스(10)가 고정된다. 이 공간박스(10) 내부에는 태양전지가 표면에 장착된 슬랫(20)이 수납되어 있다. 공장박스에 수납되어 있는 슬랫은 구동부에 의하여 공간박스 외부로 배출되거나 다시 수납될 수 있다. 예를 들어, 태양이 떠 있는 낮 시간대에 도 1b와 같이 슬랫을 창문의 직각방향으로 이동시켜 태양 조사 면적을 증가시킬 수 있다. 이 때 슬랫은 태양광 발전과 더불어 창문의 차양 역할을 겸하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 슬랫은 얇은 바(bar) 형태의 구조물이 상호 연결되어 연속적인 슬랫 복합체를 구성한다.
도 2를 참고하면 단위 슬랫의 정면도가 도시되어 있으며, 두께가 얇고 일방향으로 길게 연장된 슬랫을 볼 수 있다. 슬랫의 하면에는 사면 모서리 끝단에 끼움 삽입 홈(31)이 형성되어 있고, 끼움 삽입 홈과 대향된 위치의 모서리 끝단에는 끼움 삽입 홈에 삽입될 수 있는 끼움 돌기(도 3a의 32)가 형성되어 있다.
이와 같은 단위 슬랫의 상면에는 각각 박형 판넬 타입의 태양전지가 장착된다. 도 3a는 서로 인접한 두 슬랫 간의 연결 상태를 도시한 것으로 바와 같이 하나의 슬랫의 끼움 돌기(32)에 인접한 다른 슬랫의 끼움 삽입 홈(31)이 결합됨으로써 상호 회동 가능하도록 연결된다. 결합된 두 슬랫은 수평 상태로부터 도 3b에서 볼 수 있는 바와 같이 소정 각도로 절곡될 수 있다.
본 발명에서는 복수의 슬랫들이 상호 회동 가능하도록 인접된 슬랫과 결합되어 슬랫 복합체를 형성하며, 전체적인 슬랫 복합체는 실질적으로 하나의 대면적 판넬을 구성하는 한편, 외력에 의해 롤링(rolling)되어 감기거나 보다 넓은 면적으로 풀릴 수 있다. 롤링에 의해 감기는 경우(winding) 전술한 공간 박스 내부에 슬랫이 수납될 수 있고, 롤 상태에서 넓은 면적의 판넬로 펼쳐지는 경우(unwinding) 도 1b에 도시한 바와 같이 차양과 같은 형태가 된다.
슬랫(20)간 연속적인 결합이 이루어질 때 상기 끼움 삽입 홈(31)과 끼움 돌기(32)는 태양전지(21)가 위치하는 부분을 제외하고 형성함으로써 태양전지(21)의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에 있어서, 슬랫 복합체의 이동을 가이드하거나 이동 거리를 일정 수준으로 제한하기 위하여 별도의 프레임을 포함할 수 있다. 도 4a를 참조하면, 슬랫의 이동 거리를 안내하는 고정 프레임(30)이 있고, 고정 프레임 안쪽으로 유동 프레임(40)의 측면이 상호 이동 가능하도록 결합되어 있다.
상기 고정프레임(30)은 예를 들어 슬랫이 입출입하는 가이드 공간(11) 양측으로 상기 공간박스(10)에 고정될 수 있다. 고정 프레임 내면에는 레일이 형성되어 유동프레임(40)이 고정프레임 내면에 접촉한 채로 고정 프레임의 레일을 따라 창문의 수평방향으로 이동하도록 할 수 있다(도 4b 참조). 공간 박스에 수납되어 이는 슬랫은 가이드 공간을 통해 외부로 배출되면서 고정 프레임에 의해 수평 이동이 안내된다. 유동 프레임의 전면부는 고정 프레임의 앞쪽으로 노출되며, 고정 프레임을 통해 수평 이동이 안내되는 슬랫과 더불어 수평 방향으로 함께 이동할 수 있다. 또한, 유동 프레임은 슬랫과 함께 이동하면서 슬랫의 최선단이 더 이상 이동하지 못하도록 이동 거리를 제한시킬 수도 있다. 이를 위하여 고정 프레임의 레일을 통해 일방향으로 이동하는 유동 프레임이 고정 프레임의 끝단에서 이동을 멈출 수 있는 고정 수단을 더 포함할 수 있을 것이다.
상기 가이드 공간의 수평 길이, 고정 프레임의 수평 폭 및 유동 프레임의 수평 폭은 슬랫의 수평 길이와 상응하도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치는 슬랫 복합체가 상기 고정 프레임 및 유동 프레임을 따라 가이드되어 수평적으로 이동함에 있어서 동력을 공급하는 구동부와 이 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
도 5는 구동부에서 직접 결합되어 동력을 전달하는 회전롤러를 도시한 것이다. 회전룰러(51)의 일측에는 기어가 형성되어 있고, 회전롤러 표면에는 슬랫의 끼움 삽입 홈(31)과 유사하게 끼움 삽입 홈(33)이 형성되어 있다. 이 끼움 삽입 홈(33)에 슬랫의 끼움 돌기(도 3a, 32)가 결합됨으로써 슬랫을 회전롤러에 고정시킬 수 있으며, 회전롤러의 회전에 따라 슬랫이 롤링되거나 감긴 상태로부터 이동하여 판넬 형태로 풀릴 수 있다.
회전롤러와 결합된 상태에서 동력을 전달받아 수평 방향으로 길게 이동한 모습의 슬랫을 도 6에 도시하였다.
도 6에는 슬랫에 동력을 전달하는 구동부가 일측에 도시되어 있고, 도 7에 구동부를 보다 상세하게 도시하였다. 상기 구동부는 예를 들어 복수의 롤러 및 기어들로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 구동부는 전술한 회전룰러(51) 및 회전롤러와 연결된 외접기어(53), 보조회전룰러(52) 및 보조회전롤러와 연결된 내접기어(54), 내접 기어에 연결되는 모터기어(55)로 구성된다. 상기 모터 기어는 제어부(50)와 연결되어 기어의 동작이 제어된다. 회전롤러에는 슬랫 복합체의 일단이 고정되며, 회전룰러에 장착된 외접기어는 내접 기어와 맞물려있고, 상기 내접기어는 모터 기어와 맞물려 있다. 모터기어로부터 전달되는 동력은 내접기어를 통해 외접기어에 전달되어 회전롤러를 회전시킨다.
상기 제어부(50)는 상기 모터기어(55)를 회전시키는 모터와 모터의 동작을 제어하는 제어 수단을 포함하며, 태양의 고도와 방향을 미리 프로그램밍하여 태양의 위치를 추적하는 제어장치를 더 포함할 수 있다. 한편, 상기 모터는 일반적으로 사용되는 모터 이외에도 정역 회전작동하는 스탭모터로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 캐노피형 태양광 발전장치는 태양광의 조사 수준 및 날씨에 따라 또는 사용자의 필요에 따라 태양전지가 장착된 슬랫의 길이를 조절하면서 태양발전과 더불어 차양 효과를 누릴 수 있다. 뿐만 아니라, 태양발전 시스템을 구현하기 어려운 상황에서도 건물 외벽이나 테라스 등이 간편하게 설치하여 건물의 에너지 활용도를 높일 수 있고, 건물의 미적 가치 고양에도 기여할 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.
10:공간 박스 11:가이드 공간
20:슬랫 21:태양전지 판넬
30:고정 프레임 31:끼움 삽입홈
32:끼움 돌기 40:유동 프레임
50:제어부 51:회전 롤러
52:보조 회전롤러 53:외접 기어
54:내접 기어 55:모터 기어

Claims (8)

  1. 일방향으로 길게 연장되며 표면에 태양전지가 장착된 복수의 슬랫으로서, 인접하는 슬랫은 상호 회동 가능하게 연결되어 있는 슬랫 복합체와,
    상기 슬랫 복합체의 일단을 고정하며 슬랫 복합체에 동력을 전달하여 롤링 및 이동을 가능하게 하는 구동부와,
    상기 슬랫 복합체의 이동을 안내하는 프레임과,
    상기 슬랫 복합체가 수납되면서 건물 외벽에 고정되는 공간박스를 포함하며,
    상기 프레임은 공간 박스에 결합되는 고정 프레임과, 상기 고정 프레임과 이동 가능하도록 결합되는 유동 프레임을 포함하는 캐노피형 태양광 발전장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정 프레임 내측에는 유동 프레임의 이동을 안내하는 레일이 형성되어 있는 캐노피형 태양광 발전장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 슬랫 복합체의 단위 슬랫은 사면 모서리 끝단에 끼움 삽입 홈과 끼움 돌기가 형성되어 있는 캐노피형 태양광 발전장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 슬랫 복합체에 인접하는 두 슬랫은 끼움 삽입 홈과 끼움 돌기가 결합되어 상호 회동 가능하도록 결합되는 캐노피형 태양광 발전장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 일측에 외접 기어가 장착되며 슬랫 복합체의 일단이 고정되는 회전룰러와, 상기 외접기어와 맞물리는 내접 기어가 장착된 보조회전룰러와, 상기 내접기어와 맞물려 동력을 전달하는 모터기어를 포함하는 캐노피형 태양광 발전장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제어부는 모터기어에 동력을 전달하는 모터와, 모터의 동작을 제어하는 제어 수단을 포함하는 캐노피형 태양광 발전장치.
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