KR101218076B1 - 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대 - Google Patents

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신율재
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

본 발명은 상호 이격되어 배치되는 바 형태의 두 개의 회전부재와, 상기 두 회전부재에 각각 고정되며 두 회전부재를 연결하는 복수의 스트링과, 상기 복수의 스트링 사이에 배치되며 일단과 타단이 각각 상기 두 회전부재와 연결되는 회전 실린더와, 상기 회전 실린더에 동력을 전달하는 구동부 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 태양광 발전장치 지지대를 제공한다.

Description

스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대{Support using strings for photovoltaic system}
본 발명은 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 태양전지판의 안착부분을 스트링으로 하여 거치구조가 단순화되고 골조물량을 절감시켜 설치비용이 경제성은 물론 장치의 유지보수에 따른 각종 비용을 절감한 지지대를 제안한다.
일반적으로 태양광 발전장치는 태양광에 의해 전기에너지를 발생시키는 태양전지로부터 전력을 공급받아 안정된 전력을 공급하는 발전설비이다. 이러한 태양광 발전장치는 고품질의 전기를 저렴하고 안전하며, 편리하게 사용할 수 있는 자연 친화적인 발전장치이다.
기본적으로 태양광 발전장치를 지지하는 거치대의 설치비용은 태양광 발전 시설 기계설비 원가의 10~20%의 영향을 주고 있는 만큼, 태양광 발전장치 거치대의 설치에 있어 비용절감이 중요한 부분이다.
한편, 태양광 발전장치기구의 설치 시스템 중 가장 일반적으로 적용되고 있는 고정식은 가장 저렴한 설치비용 및 유지관리가 매우 용이한 장점이 있지만, 상기 태양전지판이 정해진 각도로 고정되어 있으므로 태양광을 효율적으로 집적하지 못해 발전효율이 낮은 한계가 있다.
반면에, 추적형 태양전지 거치 시스템은 트래커가 동력을 이용하여 태양을 실시간으로 추적함으로써 발전효율을 극대화시키는 장점이 있으나, 태양을 자동으로 추적하는데 있어 복잡한 구동 장치가 구성되어야 하며, 이로 인하여 거치 시스템이 대형화되고 제조 비용이 크게 상승함은 물론 유지 관리가 어려운 단점이 있다.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 태양전지판의 거치구조가 단순화되고 골조물량을 절감시켜 설치 비용의 경제성은 물론, 장치의 유지 보수에 따른 각종 비용을 절감하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 태양전지판의 방향 내지 각도를 쉽게 조절할 수 있으며, 구조가 단순한 태양광 발전장치 지지대를 제공하는데 있다.
기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상호 이격되어 배치되는 바(bar) 형태의 두 개의 회전부재와, 상기 두 회전부재에 각각 고정되며 두 회전부재를 연결하는 복수의 스트링과, 상기 복수의 스트링 사이에 배치되며 일단과 타단이 각각 상기 두 회전부재와 연결되는 회전 실린더와, 상기 회전 실린더에 동력을 전달하는 구동부 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 태양광 발전장치 지지대를 제공한다.
상기 스트링 위에는 태양전지판이 안착되며, 태양전지판을 스트링과 결속시키는 클램프를 더 포함할 수 있다.
상기 구동부로부터 동력을 전달받은 회전 실린더의 회전에 따라 상기 회전부재 및 회전부재와 연결되어 있는 복수의 스트링이 동시에 회전한다. 스트링의 회전에 따라 스트링 위에 안착되는 태양전지판의 각도가 변화된다.
상기 구동부는 회전 실린더와 연결된 외접기어, 상기 제어부와 연결되며 상기 외접기어에 동력을 전달하는 모터기어를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 태양의 고도와 방향을 감지하는 센서를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 따르면, 태양전지판의 안착부분을 스트링으로 하여 거치구조가 단순화되고 골조물량을 절감시켜 설치비용이 경제성은 물론 장치의 유지보수에 따른 각종 비용을 절감할 수 있다.
또한, 태양전지가 태양의 궤적을 추적하도록 하여 태양광의 입사조건을 극대화시킴으로써, 전력을 안정적으로 생산하여 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1a 및 1b는 본 발명에 따른 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대를 나타낸 사시도 및 측면도.
도 2는 태양전지판이 거치되어 있는 본 발명의 태양광 발전장치 지지대를 나타낸 사시도.
도 3는 본 발명에 따른 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대의 스트링을 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대의 구동부와 제어부를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대의 구동부와 제어부를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명에 따른 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대의 클램프를 나타낸 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대의 클램프를 나타낸 사시도.
본 발명은 거치 구조가 단순하면서도 많은 태양전지판을 지지할 수 있고, 다양한 설치 장소에 쉽게 설치가 가능한 새로운 태양광 발전장치 지지대를 제안한다.
본 발명의 태양광 발전장치 지지대는 복잡한 골조나 프레임 구조 대신에 스트링을 이용함으로써 지지대 제작과 설치가 용이하고, 간단한 구조로 구동부 및 회전부재를 구성하여 스트링을 회전시킴으로써 스트링에 안착되는 태양전지판의 각도를 쉽게 조절할 수 있다.
이하, 도면을 참조하며 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 스트링을 이용한 태양광 발전장치 지지대가 도시되어 있다.
상기 지지대는 일정한 간격으로 배치되어 있는 복수의 스트링(50)과, 스트링의 양단에 배치되어 스트링의 위치를 고정하며 후술하는 구동부에 의해 회전하는 회전부재(30)를 포함한다.
회전부재와 스트링이 결합된 지지 구조물은 예를 들어, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이 태양광 발전 장소의 거치대(10)에 고정되어 있는 다리부재(20)의 상단에 설치될 수 있다. 상기 지지 구조물의 거치 수단은 지면으로부터 수직 방향으로 상승한 지점에 스트링 및 회전부재가 배치될 수 있는 다양한 구조물들이 이용될 수 있을 것이다.
두 회전부재 사이에서 일정한 간격으로 배치된 복수의 스트링(40)은 태양전지판이 안착되는 거치 면을 제공한다. 복수의 스트링 중앙에는 상기 회전부재(30)와 연결되는 회전 실린더(74)가 배치된다. 이 회전 실린더는 구동부의 동작에 의하여 회전하면서 회전부재를 소정 각도로 회전시킨다. 본 실시예에서 스트링은 상기 회전 실린더를 중심으로 양측에 각각 2 개씩 총 4개가 배치되어 있다. 스트링의 수는 안착되는 태양전지판의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.
상기 회전부재는 스트링의 양단에 각각 배치될 뿐만 아니라 스트링의 장력이 유지되도록 스트링 양단 회전부재 사이에 추가로 하나 이상이 배치될 수도 있다.
도 2는 태양전지판(40)이 스트링 위에 배치된 본 발명의 태양광 발전장치 지지대를 보인 것이다. 복수의 태양전지판이 스트링 위에 균일하게 배치되어 있다. 전술한 회전 실린더의 회전에 의하여 회전부재가 회전하게 되면 회전부재에 연결된 복수의 스트링 역시 함께 회전하게 되며, 결과적으로 스트링 위에 안착된 태양전지판도 회전하게 된다. 이와 같은 동작에 의하여 태양전지판이 태양의 고도나 방향에 따라 입사각을 달리할 수 있게 되고, 보다 많은 태양광을 수용할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 회전 실린더에 동력을 전달하는 구동부와 구동부를 제어하는 제어부(70)는 회전부재의 하측에 설치되어 있는 것을 볼 수 있다. 상기 구동부는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 회전 실린더(74)와 연결된 외접기어(72), 상기 제어부(70)와 연결된 모터기어(73)로 이루어져 있다. 제어부의 제어 동작에 의하여 구동하는 모터기어는 상기 외접기어에 동력을 전달하며 외접기어의 동작에 따라 회전 실린더가 일방향 또는 역방향으로 회전하게 된다.
회전 실린더(74)의 일단은 상기 회전부재와 직접적으로 연결되며, 다른 일단은 반대쪽 회전부재와 연결될 수 있다. 상기 구동부 및 제어부는 스트링 양단의 두 회전부재 중 어느 하나에만 위치하여 동력을 전달하는 것만으로 충분하다.
또한, 상기 제어부(70)는 태양의 고도와 방향을 감지하는 센서를 더 구비하는 것이 바람직하며, 이 경우 제어부는 상기 센서로부터 태양의 위치 정보를 입력받아 구동부의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 태양광 발전장치 지지대에 있어서, 스트링(50)은 과도한 골조 물량이 없어도 효과적으로 태양전지판을 안착시킬 수 있고 회전부재의 회전에 따라 스트링이 함께 회동하여 태양전지판의 태양광 입사각을 자유롭게 변화시킬 수 있다.
스트링에 안착되는 태양전지판은 강풍이나 회전 동작에 의해서 그 위치가 변경될 수 있기 때문에 본 발명에서는 스트링에 안착되는 태양전지판을 보다 견고하게 결속시킬 수 있는 결합 수단을 더 포함한다. 도 6을 참조하면, 상기 태양전지판(40)을 상기 스트링(50)에 결속시키기 위한 클램프(60)가 도시되어 있고, 상기 태양전지판의 저면에 일정간격으로 복수개의 스트링이 설치된 것이 도시되어 있다.
태양전지판(40)을 스트링(50)에 안정적으로 결속시키기 위하여 본 발명의 실시예에서는 태양전지판(40)의 하부에 최소 8개 이상의 클램프(60)를 배치하여 스트링과 결합되도록 하였다. 클램프의 수는 스트링의 수 및 스트링 위에 안착되는 태양전지판의 크기에 따라 달라질 수 있을 것이다.
도 7을 참고하면, 상기 클램프는(60)는 원형 내부에 스트링(50)을 결합한 후 두 개의 볼트(61)로 고정하는 예가 도시되어 있다. 상기 클램프는 상용화된 다양한 구조의 제품을 사용할 수 있으며 특별히 구조가 제한될 필요는 없다.
클램프로 스트링 위에 고정되는 태양전지판은 스트링에 의해 태양전지판 하부가 외부에 노출되어 별도의 냉각 수단 없이도 자연 공냉 방식으로 발열이 완화되어 태양광 발전 효율이 높고 고장 가능성을 크게 낮출 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:거치대 20:다리부재
30:회전부재 40:태양전지판
50:스트링 60:클램프
70:제어부 72:외접 기어
73:모터 기어 74:회전 실린더

Claims (5)

  1. 상호 이격되어 배치되는 바(bar) 형태의 두 개의 회전부재와, 상기 두 회전부재에 각각 고정되며 두 회전부재를 연결하는 복수의 스트링과, 상기 복수의 스트링 사이에 배치되며 일단과 타단이 각각 상기 두 회전부재와 연결되는 회전 실린더와, 상기 회전 실린더에 동력을 전달하는 구동부 및 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 태양광 발전장치 지지대에 있어서,
    상기 스트링 위에는 태양전지판이 안착되고, 태양전지판을 스트링과 결속시키는 클램프를 더 포함하되,
    상기 태양전지판은 저면에 일정간격으로 복수개의 스트링이 설치되고,
    상기 클램프는 원형 내부에 스트링을 결합한 후 두 개의 볼트로 고정하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치 지지대.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동부로부터 동력을 전달받은 회전 실린더의 회전에 따라 상기 회전부재 및 회전부재와 연결되어 있는 복수의 스트링이 동시에 회전하는 태양광 발전장치 지지대.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 회전 실린더와 연결된 외접기어, 상기 제어부와 연결되며 상기 외접기어에 동력을 전달하는 모터기어를 포함하는 태양광 발전장치 지지대.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 태양의 고도와 방향을 감지하는 센서를 더 구비하는 태양광 발전장치 지지대.
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