KR101201716B1 - 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전 장치의 핵심부분이 되는 태양자동추적장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 육상 또는 수면에 설치되는 고정식 부유구조물에 설치되어 태양의 태양 전지판이 항상 태양을 향하도록 제어하는 태양자동추적장치에 관한 것으로서 설치지점의 위도 계절 및 시간을 기준으로 계산하여 구하거나 태양광의 센서 작동 방식, GPS(Global Positioning System) 추적 방식 또는 태양의 방위각 데이터 값을 토대로 하는 방식 중 어느 하나를 활용하여 태양 전지판이 배열되는 상판을 제어하여 정렬하는 태양자동추적장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 태양 전지판이 배열된 상판과 상판을 지지하는 상판 프레임을 발전가능 조건에서는 항상 태양을 향하도록 제어하고 발전이 종료되면 중력에 의하여 초기 수평상태로 자동 복귀되어 고정되며 환경조건에 따라 비상제어 하여 환경부하가 최소인 경사로 고정시키는 것이 가능하다.

Description

중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치 {Weight balanced Solar tracking system for photovoltaic power generating system}

본 발명은 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전후좌우로 기울기를 자유롭게 조절할 수 있는 직사각형 태양전지판을 한축이 남북방향으로 그리고 그에 직교하는 다른 한 축이 동서 방향으로 놓이도록 배치하고 태양 전지판이 항상 태양을 향하여 놓이도록 제어함으로써 태양광 발전효율을 최대한 높일 수 있도록 하는 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치에 대한 것이다.

청정?무제한 한 에너지원인 태양광으로부터 전력을 얻는 태양광발전은 주간에는 어느 곳에서나 가능하며, 유지보수가 쉽고 무인화가 용이하다는 장점이 있다. 그러나 태양광 발전은 일반적인 발전과 달리 전력 생산이 지역, 계절, 시간 및 일조량에 따라 변동될 뿐 아니라 에너지 밀도가 낮아 큰 설치면적 필요하고 태양광 발전시스템에 큰 초기투자비가 요구되어 발전단가가 높아진다는 단점이 있다.

이를 극복하는 수단으로 태양광 발전소를 유휴수면에 부력을 이용하여 설치하는 방안이 제안된바 있다. 예컨대 대한민국 공개특허 제10-2008-0095401호(발명의 명칭: 태양광 발전 장 치)를 들 수 있다.

이 공개특허 제10-2008-0095401호는 계절과 시간에 관계없이 항상 태양을 향하도록 구조물과 함께 자동으로 경사하는 상판위에 태양전지판을 설치하고, 부유구조물의 수면 아래쪽에 붙여진 스크루로 부유구조물이 태양을 향하도록 방향을 조절하는 기술을 제시하고 있다.

그런데, 이러한 종래의 태양광발전 장치는 상판 위에 설치되는 태양 전지판이 수면 위로 노출되는 높이가 커서 그림자 간섭을 받지 않게 배치하려면 넓은 수역이 요구되고 부유구조물 건조에 큰 비용이 요구되며 부유구조물을 스크루로 선회시켜 태양광발전 장치를 최적방향으로 유지하는데 지속 제어가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 동시에 부유구조물의 스크루로 인해 설치 수심이 제한받는 단점이 있다.

본 발명은 위에서 제기된 종래 기술에 따른 문제점을 극복하고자 제안하는 것으로서, 부유구조물은 석유시추시설과 같은 해양구조물의 위치를 유지하는데 사용되는 기술로 정밀유지가 가능하므로 태양전지판의 태양광발전 효율을 최대한 높일 수 있도록 하는 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 육상 또는 수면에 계류된 부유구조물에 태양전지판을 남북방향과 동서방향으로 방위에 맞추어 배치하고 태양 전지판이 항상 태양을 향하도록 남북 방향 및 동서 방향 경사를 변화시켜 제어하는 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 회전축과 중량 중심의 상대위치를 조절하여 경사 조절에 소요되는 동력을 최소화하는 동시에 동력을 사용하지 않고도 일몰이후에 자동으로 초기 수평위치로 복귀하거나 또는 기상상태에 따른 부하를 최소화하기 위한 초기 수평위치 또는 부하 최적위치로 복귀하여 안전 숙영이 가능하도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명은 위에서 제기한 과제를 달성할 수 있는 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치를 제공한다. 이 태양 자동 추적 장치는, 태양전지 셀을 집적하여 구성된 태양 전지판이 배열된 상판; 상기 상판의 한 변을 남북방향으로 그리고 다른 한 변은 동서방향으로 정렬되게 탑재하며, 일측 양단에 회전 가능하게 상판 프레임 회전팔이 형성되는 상판 프레임; 상기 상판 프레임 회전팔에 설치된 힌지점을 중심으로 회전하여 상기 상판이 동서방향으로 향하게 할 수 있도록 남북방향 회전축을 끼워 힌지 결합이 되도록 남북방향 양단에 상향으로 남북방향 회전팔이 붙여지고, 남북방향으로 경사시킬 수 있도록 동서 방향 양단에 하향으로 동서방향 회전팔이 붙여지는 경사조절 중심 프레임; 상기 경사조절 중심 프레임의 동서방향 회전팔과 동서방향 회전축으로 힌지 결합되는 연직기둥; 및 상기 상판을 상기 동서방향 회전축을 중심으로 회전시키거나 상기 상판을 남북방향으로 일으켜 세워 태양을 향하도록 제어하고, 상기 남북방향 회전축을 중심으로 회전시켜 상기 상판이 동향으로부터 서향으로 태양을 추적하게 하는 전자제어수단을 포함한다.

이때, 상기 경사조절 중심 프레임의 하면 중앙 위치에 경사조절 중심봉을 경사중심 고정용 플랜지로 고정시키고 경사조절 중심 프레임의 중앙부에 형성된 통로를 지나며 연장된 중심봉 부분에 중량중심조절 추와 추 고정구를 설치하고 고정위치를 조절함으로써 중량 중심위치를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이 태양 자동 추적 장치는, 상기 상판 프레임을, 상기 동서방향 회전축을 중심으로 회전시켜 상기 상판의 남북방향 경사를 소정 각도로 정렬하며, 남북방향 회전축을 중심으로 회전시켜 상판(100)의 동서방향 경사를 소정 각도로 정렬하는 정렬 수단을 포함한다.

여기서, 이 정렬 수단은, 와이어, 벨트, 체인 중 어느 하나의 유연 부재; 상기 유연 부재를 가이드하는 가이드 롤러; 상기 유연 부재를 감아 들이거나 풀어내는 마그네트 클러치 붙이 전동윈치의 와이어드럼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예로서, 이 정렬 수단은, 마그네트 클러치 붙이 감속 윈치를 마그네트 클램프에 설치하고 스테핑 모터로 직접 구동하는 방식이 가능하다.

이때, 이 태양 자동 추적 장치는, 일몰로 발전이 종료하게 되었을 경우, 중량중심이 상기 남북방향회전축과 동서방향회전축을 중심으로 복원 모멘트를 형성하여 동력을 사용하지 않고 상기 상판이 초기 수평위치로 복귀시키고 구속하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 전자제어수단은, 기상관측정보를 근거로 하여 상기 태양 자동 추적 장치의 환경부하를 줄이기 위한 조건을 연산 처리하여 상기 태양 자동 추적 장치가 비상대기 상태를 유지할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 초기 수평상태로 숙영하고 있던 태양 전지판이 탑재된 상판을 경사조절 중심 프레임의 동서방향 회전축을 중심으로 회전시켜 태양광발전 개시시점에 적합한 각도를 이루도록 일으켜 세우고 경사조절 중심 프레임의 남북방향 회전축을 중심으로 회전시켜 발전개시에 가장 효과적인 방향으로 정렬할 수 있다.

또한, 발전개시에 적합한 각도는 황도에 대한 지축의 경사각, 태양광발전 지점의 위도, 발전 일자 및 발전 개시 시각을 정보로 하여 계산할 수 있다.

또한, 일몰, 우천 등으로 발전이 불가능하거나 강풍 등으로 태양광발전설비의 손상위험이 확인되었을 때 동력을 차단하는 것만으로도 추가의 동력 없이 상판의 중량이 복원력을 발생시켜 초기수평자세로 복귀하여 안전도를 높일 수 있는 효과를 가진다.

또한, 태양광발전 설비 주위의 풍속, 강우, 강설 등의 기상 상태 관측정보로부터 환경에 대한 부하가 가장 적게 걸리는 상판의 경사각이 얻어지면 그에 따라 상판을 제어하고 고정 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치 중 경사조절중심봉, 중량중심조절 추와 고정구 부분의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치를 구동하는 시스템 구성도이다.

본 발명은 그 원리를 다양하게 응용하여 여러 가지로 실시할 수 있는바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니라 원리를 설명하기 위한 것으로서 본 발명의 원리와 기술요소가 동일 범주에 속하는 모든 변형요소, 대등요소 내지 대체물 이용을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제 1, 제 2 또는 A, B 등을 다수의 구성요소들을 설명할 때, 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용할 수 있으나, 특정한 구성요소를 확정하기위한 목적으로 사용하지는 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 보아야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 보아야 한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 보아야 한다.

특별히 따로 정의하지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 비롯하여 여기서 사용하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되며 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 같은 의미를 가지는 것으로 보아야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 "중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치"에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 "중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치"의 분해 사시도이다. 도 1을 참조하면, 태양광 발전 장치의 추적부분은 태양전지 셀(101)이 집적된 태양전지판(102)이 배열되는 상판(100)과 이 상판(100)을 탑재하는 상판 프레임(110)으로 구성되며 상판 프레임(110)은 직사각형 상판의 한 축이 남북 방향으로 놓이고 다른 한축은 동서방향으로 놓이도록 정렬하여 설치한다. 여기서, 태양전지판은 1.5m x 1.0m x 0.04m인 규격품 기준이 사용될 수 있다.

상판 프레임(110)에는 상판 프레임 회전 팔(111N, 111S)이 붙여지고 회전팔을 관통하는 남북방향 회전축(112N, 112S)으로 경사조절 중심 프레임(120)의 상변으로 뻗쳐진 남북방향 회전 팔(121N, 121S)을 결합하면 남북방향 회전축(112N, 112S)을 중심으로 상판 프레임(110)을 회전시킴으로써 상판(100)을 동향으로부터 서향으로 태양을 추적하며 정렬시킬 수 있다.

또한 경사조절 중심 프레임(120)에 동서방향으로 붙여진 동서방향 회전팔(122E, 122W)을 동서방향 회전축(131E, 131W)으로 부유/고정 구조물(140E, 140W)에 고정된 연직기둥(141E, 141W)과 조립하면 상판(100)으로부터 동서방향 회전팔(122E, 122W)사이의 모든 부재를 동서방향회전축(131E, 131W)을 중심으로 회전시킴으로써 상판(100)이 태양을 향하도록 남북방향으로 일으켜 세울 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치 중 경사조절중심봉, 중량중심조절 추와 고정구 부분의 분해 사시도이다. 부연하면, 도 2는 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치의 상판(100)과 이 상판(100)을 제어하기위한 기계적 구성요소들을 설명하기 위한 부분사시도이다.

상판(100)을 탑재하는 상판 프레임(110)의 중심위치에 수직하게 경사조절 중심봉(160)이 고정용 플랜지(163)로 결합되며 이 경사조절 중심봉(160)은 경사조절 중심 프레임(120)의 중앙에 형성된 중심홀(180)을 관통하며 아래쪽으로 연장된다.

이 경사조절 중심봉(160)의 연장부분에는 중량중심조절 추(161)와 고정구(162)가 조립된다. 중량중심조절 추(161)와 고정구(162)는 상판(도 1의 100)이 초기 수평상태를 유지할 수 있게 한다. 또한, 상판(도 1의 100)이 경사지게 되면 복원력을 발생시킬 수 있도록 추의 중량과 고정위치를 결정하며 동시에 상판이 태양을 향하도록 제어하는데 소요되는 동력을 최소화 할 수 있도록 결정한다.

따라서, 상기 중량중심조절 추(161)와 고정구(162)를 조절하여 고정하면 태양전지판(도 1의 102)이 탑재된 상판(도 1의 100)은 경사조절 중심 프레임(120)의 동서방향 회전축(131E, 131W)과 남북방향 회전축(112S, 112N)을 중심으로 중량으로 인하여 복원력이 형성되어 수평상태에서 안정적인 초기평형이 이루어지게 된다.

이때 상판(도 1의 100)으로부터 남북방향 회전축(112N, 112S)까지의 이격거리와 상판(100)으로부터 동서방향 회전축(132E, 132W)까지의 이격거리 그리고 구동력을 전달하는 방법을 함께 고려하여 결정하도록 하면 본 발명에 따른 "중량평형을 활용한 태양광발전용 태양 자동 추적 장치"가 구현될 수 있다.

물론, 상판으로부터 경사조절 중심 프레임(120)의 남북방향 회전축(112S, 112N)까지의 이격거리와 동서방향 회전축(131E, 131W)까지의 이격거리 그리고 중량중심조절 추(161)까지의 거리는 상판(도 1의 100)의 제어 속도와 복귀 속도 그리고 제어에 소요되는 동력을 결정하는 주요 인자가 된다.

이제 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치의 동작을 설명하기로 한다. 태양광 발전용 태양전지판(도 1의 102)이 상판(도 1의 100)의 한 변에 남북 방향으로 놓이고 그에 수직한 다른 변은 동서방향으로 놓이도록 정렬되어 숙영하던 초기 수평상태로부터 발전개시 상태로 전환하기 위하여 우선 상판(도 1의 100)을 남북 방향으로 경사시켜 일으켜 세우고 이어서 동서 방향으로 세우게 된다.

상판(100)을 경사 시키는 수단으로 경사조절 중심 프레임(도 1의 120)의 남쪽 끝 적당한 위치에 고정점을 두고 와이어(152)로 육상이나 태양광발전장치가 설치된 부유/고정구조물(140E, 140W)의 적정 위치에 마그네트 클러치 붙이 전동 윈치(150)를 설치한다. 이 마그네트 클러치 붙이 전동윈치(150)로 와이어(도 1의 152)를 경사 조절 중심 프레임(도 1의 120)의 서쪽 방향 일측의 고정점에 설치된 가이드롤러(153)를 거쳐 와이어드럼(151)에 감아드리는 방법을 이용하면 상판(100)을 경사지게 하는 것이 가능하다.

일몰 직전 전력생산이 경제성을 상실하여 전원공급을 차단하면 마그네트 클러치 붙이 전동 윈치(150)의 마그네트 클러치가 풀리고 상판(도 1의 100)과 중량 중심 조절 추(도 2의 161)와 고정구(도 2의 162)를 포함하는 전체의 중량이 복원력을 발생시킴으로 와이어드럼(151)에 감겼던 와이어(도 1의 152)가 풀리면서 중력에 의하여 상판(도 1의 100)이 초기의 수평위치로 자동 복귀된다.

와이어(도 1의 152)가 풀려나갈 때 와이어드럼(151)에 적정한 항력이 작용하도록 조절하여주면 충격 없이 부드러운 원점복귀가 가능하며 원점 복귀 후에는 더 이상의 회전운동이 일어나지 않도록 마그네트 클램프(130E, 130S)로 고정시킨다.

상판(도 1의 100)을 남북방향 회전축(도 1의 112N, 112S) 중심으로 회전시켜 태양을 추적하는 수단으로 경사조절 중심 프레임(120)의 동쪽부분에 가이드롤러(도 2의 172E)를 두고 반대쪽이 되는 서쪽부분에도 가이드롤러(172W)를 두고 경사조절 중심 프레임(도 2의 120)의 적정위치에 설치된 마그네트 클러치 붙이 전동윈치(170)로 와이어드럼(171)을 회전시킴으로서 경사조절 중심봉(160)에 고정된 와이어(도2의 173)를 동쪽으로 당겨주면 일출 방향으로 정렬되었던 상판(100)을 일몰 방향으로 태양을 향하도록 제어 할 수 있다.

일몰로 발전을 중단하고 전원을 차단하면 상판(도 1의 100)과 중량 중심 조절 추(도 2의 161)와 고정구(도 2의 162)를 포함하는 전체의 중량은 동서방향으로도 초기 상태로 복귀하려는 복원력을 발생시킬 수 있도록 중량 중심이 조절되어 있으므로 와이어드럼(도 2의 171)이 반대방향으로 풀리며 초기 상태로 복귀하게 된다.

원점 복귀 후에는 동서 방향으로 더 이상의 상판회전운동이 일어나지 않도록 마그네트 클램프(도 1의 130E, 130W)로 고정시킨다.

또한, 태양광 발전 장소의 국지적인 풍속, 강우, 강설 등의 기상 관측 자료를 근거로 해당시점에서 상판이 받는 환경하중을 최소가 되도록 하는 남북 및 동서 방향으로 최적의 경사각을 구하고 상판(도 1의 100)경사가 그에 부합되도록 동력으로 제어하고 마그네트 클램프(도 1의 130E, 130W)로 구속할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치를 구동하는 시스템구성도이다. 도 3을 참조하면, 도 1 및 도 2에 도시된 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치(320)에 의해 생성된 태양광발전전력의 일부로 자동충전하고 숙영상태에 있던 상판(도 1의 100)을 발전대기 상태로 정렬할 때 소요되는 동력을 공급하는 목적으로 전원장치(330)가 설치되어 있고 기기설치장소의 국지적 기상정보를 수신하는 수신 장치(310)와 태양 자동 추적 장치(320)의 상태정보를 연산 처리하여 각종 제어신호로 변화하는 제어 장치(300)로 구성되어 있다. 또한, 이 제어 장치(300)는 시설을 운영하는 종합상황실로부터의 원격제어 신호에도 응답할 수 있다.

전원장치(330)는 태양 자동 추적 장치(320)에 인접한 육상 또는 태양광 발전용 부유구조물(도 1의 140E, 140W)에 설치하며 충전기와 축전기로 구성된다. 기상정보를 수신하는 수신 장치(310)는 태양 자동 추적 장치(320)가 받고 있는 환경부하를 확인하기 위한 것으로서 국지적 풍향, 풍속, 강우, 강설 등의 정보를 수신하는 것이 목적임으로 직접계측정보가 가장 중요하지만 운영자의 판단에 따라 인접지역의 정보를 수신하여 사용할 수도 있다.

제어 장치(300)는 상판 프레임(도 1의 110)이 최적의 남북방향 경사와 동서방향의 경사를 구하고 최적발전상태가 유지되도록 제어하는 정상제어 신호를 생성한다. 또한 기상정보수신 결과를 바탕으로 태양 자동 추적 장치(320)의 보호를 위하여 환경부하를 최소화 할 수 있는 자세로 상판을 고정시키는 비상제어 신호를 생성할 수도 있다.

태양 전지 셀(도 1의 101)은 광기전력(Photo Voltaic Effect)효과를 이용하여 빛에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 반도체 소자로서 각각 N형과 P형 반도체 박막으로 구성된다. 태양전지 셀(101)에 태양광이 입사되면 내부에서 전자와 정공이 발생하는데, 전자가 외부회로를 통해 P형 반도체 박막으로 이동하면서 전류가 발생한다.

이때 태양전지 셀(도 1의 101)들을 연결하여 태양전지판(도 1의 102)을 구성하면 태양광의 세기에 따라 태양전지판(도 1의 102)의 면적에 비례하여 발전되어 전압과 전류가 결정된다.

즉 태양전지판(도 1의 102)이 최대의 발전을 할 수 있으려면 태양전지판(102)이 항상 태양을 향하여 놓여야 하므로 상판(100)이 설치지점의 위도와 계절 그리고 시간에 따라 태양을 추적하며 정렬시켜주어야 한다.

상판 프레임(도 1의 110)에는 태양전지판(도 1의 102)이 배열된 상판(도 1의 100)이 탑재 조립된다. 탑재 조립방법은 기계적 고정 방법이나 접착방법을 할 수 있다. 물론, 본 발명에서는 쉽게 이해할 수 있도록 상판(100)과 상판 프레임(110)을 분리하여 도시하였으나, 이들을 통합하여 하나로 제작하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 와이어(152,173)를 이용하는 것으로 기술하였으나, 와이어, 벨트, 체인 등의 유연 재질을 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시예에서는 마그네트 클러치 붙이 감속 윈치(150 또는 170)를 마그네트 클램프(130N, 130S, 130E, 130W)에 설치하고 스테핑 모터로 직접 구동하는 방식도 가능하다.

100: 상판
101: 태양전지 셀
102: 태양전지판
110: 상판 프레임
111N, 111S: 상판프레임 회전팔
112N, 112S : 남북방향 회전축
120: 경사조절 중심 프레임
121N, 121S; 남북방향 회전팔
122E, 122W: 동서방향 회전팔
131E, 131W: 동서 방향 회전축
130N, 130S; 마그네트 클램프(북,남)
130E, 130W: 마그네트 클램프(동,서)
140E, 140W: 부유/고정 구조물(동,서)
141E, 141W: 연직기둥(동,서)
150; 마그네트 클러치 붙이 전동윈치
151: 와이어 드럼
152: 와이어(남북경사 조절용)
153: 가이드 롤러
160: 경사조절 중심봉
161; 중량중심조절 추
162; 추 고정구 163; 경사조절 중심봉 고정용 플랜지
170; 마그네트 클러치 붙이 전동윈치
171; 와이어 드럼
172E, 172W: 가이드 롤러
173: 와이어(동서경사 조절용)
300; 제어 장치 310; 수신장치
320; 태양 자동 추적 장치 330: 전원장치

Claims (6)

1. 태양전지 셀(101)을 집적하여 구성된 태양전지판(102)이 배열된 상판(100);
   상기 상판(100)의 한 변을 남북방향으로 그리고 다른 한 변은 동서방향으로 정렬되게 탑재하며, 일측 양단에 회전 가능하게 상판 프레임 회전팔(111N, 111S)이 형성되는 상판 프레임(110);
   상기 상판 프레임 회전팔(111N, 111S)에 설치된 힌지점을 중심으로 회전하여 상기 상판(100)이 동서방향으로 향하게 할 수 있도록 남북방향 회전축(112N, 112S)을 끼워 힌지 결합이 되도록 남북방향 양단에 상향으로 남북방향 회전팔(121N, 121S)이 붙여지고, 남북방향으로 경사시킬 수 있도록 동서 방향 양단에 하향으로 동서방향 회전팔(122E, 122W)이 붙여지는 경사조절 중심 프레임(120);
   상기 경사조절 중심 프레임(120)의 동서방향 회전팔(122E, 122W)과 동서방향 회전축(131E, 131W)으로 힌지 결합되는 연직기둥(141E, 141W); 및
   상기 상판(100)을 상기 동서방향 회전축(131E, 131W)을 중심으로 회전시키거나 상기 상판(100)을 남북방향으로 일으켜 세워 태양을 향하도록 제어하고, 상기 남북방향 회전축(112N, 112S)을 중심으로 회전시켜 상기 상판(100)이 동향으로부터 서향으로 태양을 추적하게 하는 전자제어수단
   을 포함하는 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 경사조절 중심 프레임(120)의 하면 중앙 위치에 경사조절 중심봉(160)을 경사중심 고정용 플랜지(163)로 고정시키고 경사조절 중심 프레임(120)의 중앙부에 형성된 관통홀(180)을 관통하며 연장된 중심봉 부분에 중량중심조절 추(161)와 추 고정구(162)를 설치하고 고정위치를 조절함으로써 중량 중심위치를 조절하는 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 상판 프레임(110)을, 상기 동서방향 회전축(123E, 123W)을 중심으로 회전시켜 상기 상판(100)의 남북방향 경사를 소정 각도로 정렬하며, 남북방향 회전축(112N, 112S)을 중심으로 회전시켜 상판(100)의 동서방향 경사를 소정 각도로 정렬하는 정렬 수단을 포함하되, 상기 정렬 수단은,
   와이어, 벨트, 체인 중 어느 하나의 유연 부재;
   상기 유연 부재를 가이드하는 가이드 롤러(153,172E,172W);
   상기 유연 부재를 감아 들이거나 풀어내는 마그네트 클러치 붙이 전동윈치(150 또는 170)의 와이어드럼(151 또는 171)을 포함하는 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 상판 프레임(120)을, 상기 동서방향 회전축(123E, 123W)을 중심으로 회전시켜 상판(100)의 남북방향 경사를 소정 각도로 정렬하며, 남북방향 회전축(112N, 112S)을 중심으로 회전시켜 상판(100)의 동서방향 경사를 소정 각도로 정렬하는 정렬 수단을 포함하되,
   상기 정렬 수단은,
   마그네트 클러치 붙이 감속 윈치(150 또는 170)를 마그네트 클램프(130N, 130S, 130E, 130W)에 설치하고 스테핑 모터로 직접 구동하는 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치.
5. 제 3항 또는 제 4 항에 있어서,
   일몰로 발전이 종료하게 되었을 경우, 중량중심이 상기 남북방향회전축(112N, 112S)과 동서방향회전축(123E, 123W)을 중심으로 복원 모멘트를 형성하여 동력을 사용하지 않고 상기 상판(100)이 초기 수평위치로 복귀시키고 구속하는 수단 구속 수단(130N, 130S, 130E, 130W)을 포함하는 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 전자제어수단은, 기상관측정보를 근거로 하여 상기 태양 자동 추적 장치(320)의 환경부하를 줄이기 위한 조건을 연산 처리하여 상기 태양 자동 추적 장치(320)가 비상대기 상태를 유지할 수 있도록 제어하는 중량평형을 활용한 태양광 발전용 태양 자동 추적 장치.

Images