KR101298633B1 - 수상 플로트식 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면은 호수, 하천, 풀장, 연못 등의 수면에 떠오를 수 있는 태양광 발전장치를 구성하여 토지 자원을 효율적으로 이용하는 동시에 태양의 위치의 변화에 따라 태양전지패널의 배치를 변화시켜 효율성을 향상시키는 수상 플로트식 태양광 발전장치를 제공하는 것에 있으며, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치는 소정 위치를 유지하면서 수면에 떠오를 수 있는 플로트 테이블;과, 상기 플로트 테이블의 상측에 구비되어 상기 플로트 테이블에 대하여 상대 이동되는 구동 테이블;과, 상기 구동 테이블에 고정 설치되되 태양광에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 상기 적어도 하나의 태양전지패널이 각각 구비되는 복수의 태양전지 구조물;과, 상기 태양전지패널 중 어느 하나에 구비되어 태양광의 위치를 추적한 측정값을 전송하는 위치 추적 감지유닛;과, 상기 위치 추적 감지유닛에서 전송된 태양광 위치의 측정값에 따라서 상기 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널을 동시에 조절하기 위하여 상기 플로트 테이블과 구동 테이블의 사이에서 구비되어 상기 구동 테이블을 회전시키는 팬 틸트 구동유닛;과, 상기 위치 추적 감지유닛과 팬 틸트 구동유닛에 연결되어 태양광이 동시에 상기 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널에 최대로 입사되도록 상기 팬 틸트 구동유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

수상 플로트식 태양광 발전장치{Water Float Type Solar Power Generator}
본 발명은 수상 플로트식 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호수, 하천, 풀장, 연못 등의 수면에 떠오를 수 있는 태양광 발전장치를 구성하여 토지 자원을 효율적으로 이용하는 동시에 태양의 위치의 변화에 따라 태양전지패널의 배치를 변화시켜 효율성을 향상시키는 수상 플로트식 태양광 발전장치에 관한 것이다.
태양광 발전은 태양 빛을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술로서 햇빛을 받으면 광전효과에 의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용한 발전방식을 말한다.
이러한 태양광 발전장치는 태양의 빛을 이용하여 발전하는 태양전지로 구성되는 태양전지 모듈을 복수개 결합하여 구성한 태양전지패널과, 태양전지패널에서 발생된 전기를 저장하는 축전지와, 태양전지패널에서 발생된 전기가 일정한 수준으로 축전지에 저장되거나 외부 부하로 공급되도록 하는 전력조절장치와, 축전기 및 전력조절장치에서 공급되는 직류를 교류로 변환시키는 인버터 및 보조발전기로 구성된다.
이러한 태양광 발전은 에너지 밀도가 낮아 넓은 설치면적을 필요로 하고 설치장소가 한정적이므로 태양전지패널을 설치하기 위한 공간을 확보하는 것이 태양광 발전의 난제로 된다. 설치면적을 확보하는 방안으로 일조량이 풍부한 개방된 넓은 면적을 쉽게 확보할 수 있는 하천, 호수, 저수지, 댐 등의 수면에 설치하는 것을 고려할 수 있다.
또한, 태양의 위치는 계절의 변화에 따라 변화한다. 그런 기존의 태양광 발전장치의 경우는 태양의 위치의 변화에 따라 정확하게 태양전지패널을 태양과 정면으로 배치하고 있지 못하는 문제가 있다.
본 발명의 일 측면은 호수, 하천, 풀장, 연못 등의 수면에 떠오를 수 있는 태양광 발전장치를 구성하여 토지 자원을 효율적으로 이용하는 동시에 태양의 위치의 변화에 따라 태양전지패널의 배치를 변화시켜 효율성을 향상시키는 수상 플로트식 태양광 발전장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치는 소정 위치를 유지하면서 수면에 떠오를 수 있는 플로트 테이블;과, 상기 플로트 테이블의 상측에 구비되어 상기 플로트 테이블에 대하여 상대 이동되는 구동 테이블;과, 상기 구동 테이블에 고정 설치되되 태양광에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 상기 적어도 하나의 태양전지패널이 각각 구비되는 복수의 태양전지 구조물;과, 상기 태양전지패널 중 어느 하나에 구비되어 태양광의 위치를 추적한 측정값을 전송하는 위치 추적 감지유닛;과, 상기 위치 추적 감지유닛에서 전송된 태양광 위치의 측정값에 따라서 상기 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널을 동시에 조절하기 위하여 상기 플로트 테이블과 구동 테이블의 사이에서 구비되어 상기 구동 테이블을 회전시키는 팬 틸트 구동유닛;과, 상기 위치 추적 감지유닛과 팬 틸트 구동유닛에 연결되어 태양광이 동시에 상기 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널에 최대로 입사되도록 상기 팬 틸트 구동유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수의 태양전지 구조물은, 상기 각 태양전지패널이 서로 동일한 배치각도를 유지하면서 상기 각 태양전지패널을 일정한 높이로 지지하도록 상기 구동 테이블에 각각 고정 설치되는 복수의 지지대를 포함하여, 상기 구동 테이블을 회전시키는 것에 의해 상기 태양전지패널이 상기 태양의 방위 및 고도에 맞추어 회전되는 것을 특징으로 한다.
또한, 팬 틸트 구동유닛은, 태양의 방위 및 고도에 상기 태양전지패널을 맞추도록 상기 구동 테이블의 좌우방향 이동을 조절하는 팬 구동유닛과, 태양의 고도에 상기 태양전지패널을 맞추도록 상기 구동 테이블의 상하방향 이동을 조절하는 틸트 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 팬 구동유닛은, 상기 플로트 테이블에 결합된 제1하우징에 고정 설치되는 팬 모터와, 상기 구동 테이블에 결합된 제2하우징에 고정 설치되어 상기 팬 모터에서 동력을 전달받는 팬 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 틸트 구동유닛은, 상기 구동 테이블에 결합된 제2하우징에 고정 설치되는 틸트 모터와, 상기 구동 테이블에 결합된 제2하우징에 고정 설치되어 상기 틸트 모터에 결합되는 틸트 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 위치 추적 감지유닛은, 상기 태양전지패널의 일측에 위치되어 내부로 태양광이 유입되게 하는 케이스부재;와, 상기 케이스부재의 내부에 위치되어 상기 케이스부재를 통해서 유입되는 태양광이 입사되도록 구비되는 수광부재;와, 상기 수광부재의 3개의 면에 각각 배치되어 상기 3개의 면에 입사된 태양광의 광량 차이를 감지하여 태양광의 위치를 추적하면서 검출 신호가 발생되는 센서부재;와, 상기 센서부재에서 감지된 신호를 각각 상기 제어유닛으로 전송시키도록 상기 센서부재와 상기 제어유닛을 연결하는 케이블부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치를 다른 측면에서 본다면, 수면에 일정 위치로 유지되기 위하여 그 가장자리가 고정부재에 결합되는 플로트 테이블;과, 상기 플로트 테이블의 상측에서 상기 플로트 테이블에 대하여 상대 이동 가능되는 구동 테이블;과, 상기 구동 테이블에 고정 설치되되 태양광에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 각 태양전지패널이 서로 동일한 배치각도로 각각 구비하고 있는 복수의 태양전지 구조물;과, 상기 플로트 테이블과 구동 테이블의 사이에 구비되어 상기 태양의 위치에 상기 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널을 맞추기 위하여 상기 구동 테이블을 회전시키는 팬 틸트 구동유닛;과, 상기 팬 틸트 구동유닛에 연결되어 태양광이 동시에 상기 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널에 최대로 입사되는 각도가 되도록 상기 팬 틸트 구동유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 고정부재는, 상기 플로트 테이블의 가장자리에 각각 결합되는 복수의 와이어와, 복수의 와이어의 길이를 조절하기 위한 길이조절모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 팬 틸트 구동유닛은, 태양의 방위 및 고도에 상기 태양전지패널을 맞추기 위하여 상기 구동 테이블의 횡방향 이동을 조절하는 팬 구동유닛과, 태양의 고도에 상기 태양전지패널을 맞추기 위하여 상기 구동 테이블의 종방향 이동을 조절하는 틸트 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치는 호수, 하천, 풀장, 연못 등의 수면에 떠오를 수 있는 태양광 발전장치를 구성하여 토지 자원을 효율적으로 이용하는 동시에 태양의 위치의 변화에 따라 태양전지패널의 배치를 변화시켜 효율성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치는 수상에 배치되는 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널이 동시에 구동 테이블 상의 팬 틸트 구동유닛을 통해 태양의 방위와 고도를 추적함으로써, 기존에 비해 태양의 추적을 위한 구동 구조가 보다 간단해지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 수상 플로트식 태양광 발전장치를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 수상 플로트식 태양광 발전장치를 나타낸 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 수상 플로트식 태양광 발전장치의 작동 상태를 설명하기 위한 측면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 위치 추적 감지유닛을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 수상 플로트식 일출 시점에서 태양전지 패널의 경사도를 나타낸 도면이다.
도 8은 남중 시점에서 태양전지 패널의 경사도를 나타낸 도면이다.
도 9는 일몰 시점에서 태양전지 패널의 경사도를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 수상 플로트식 태양광 발전장치를 분해하여 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 수상 플로트식 태양광 발전장치를 나타낸 측면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 수상 플로트식 태양광 발전장치의 작동 상태를 설명하기 위한 측면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치(10)는 수면에 떠오를 수 있는 플로트 테이블(100)과, 플로트 테이블(100)의 상측에 구비되어 플로트 테이블(100)에 대하여 상대 이동되는 구동 테이블(200)과, 구동 테이블(200)에 고정 설치되되 태양광에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 태양전지패널(310)이 각각 구비되는 복수의 태양전지 구조물(300)과, 태양전지패널(310)에 구비되어 태양광의 위치를 추적한 측정값을 전송하는 위치 추적 감지유닛(400)과, 위치 추적 감지유닛(400)에서 전송된 태양광 위치의 측정값에 따라 복수의 태양전지 구조물(300)을 동시에 회전시키기 위하여 플로트 테이블(100)과 구동 테이블(200)의 사이에서 구동 테이블(200)을 회전시키는 팬 틸트 구동유닛(500)과, 위치 추적 감지유닛(400)과 팬 틸트 구동유닛(500)에 연결되어 태양광이 동시에 각 태양전지 구조물(300)의 태양전지패널(310)에 최대로 입사되도록 팬 틸트 구동유닛(500)의 작동을 제어하는 제어유닛(600)을 포함하여 구성된다.
플로트 테이블(100)은 수면에 떠오를 수 있는 원형의 판상 부유체(100)를 포함할 수 있다. 이러한 플로트 테이블(100)에는 수면에서 일정 위치로 유지시키기 위한 고정부재(110)가 결합될 수 있다.
예를 들면, 고정부재(110)는 플로트 테이블(100)의 가장자리에 결합되는 복수의 와이어(111)와, 복수의 와이어(111)의 길이를 조절하기 위한 길이조절모듈(112)을 포함할 수 있다.
구동 테이블(200)은 플로트 테이블(100)에 대하여 상대 이동 가능하도록 플로트 테이블(100)의 상측에 구비되어 있다.
이러한 구동 테이블(200)은 복수의 태양전지 구조물(300)이 놓일 수 있는 원형의 판상체(200)로 마련되고, 복수의 태양전지 구조물(300)은 구동 테이블(200) 상에 소정 위치에 배열되어 고정 설치될 수 있다.
복수의 태양전지 구조물(300)은 각각 구동 테이블(200)에 고정 설치되되 태양광에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 적어도 하나 이상의 태양전지패널(310)을 구비하고 있다.
여기서, 복수의 태양전지 구조물(300)은 각 태양전지패널(310)이 서로 동일한 배치각도를 유지하도록 구동 테이블(200) 상에 고정 설치되는데, 이러한 복수의 태양전지 구조물(300)은 각각 태양전지패널(310)과, 태양전지패널(310)을 구동 테이블(200) 상에 고정 설치하기 위하여 태양전지패널(310)을 일정한 높이로 지지하는 지지대(320)와, 지지대(320)의 상부에서 태양전지패널(310)을 수용하기 위한 수용 프레임(330)을 포함할 수 있다.
따라서, 복수의 태양전지 구조물(300)은 구동 테이블(200)의 회전시키는 것만으로도 태양의 위치에 따라서 각 태양전지 구조물(300)의 태양전지패널(310)을 동시에 팬방향 및 틸트방향으로 회전시킬 수 있도록 한다.
여기서, 각 태양전지 구조물(300)에서 태양전지패널(310)은 복수로 마련될 수 있는데, 각 태양전지패널(310)은 다른 태양전지패널들(310)의 집광판(311)과의 그림자 간섭을 제거하기 위해 일정 간격으로 이격 배치되는데, 서로 다른 태양전지패널들(310) 간의 간격을 가능한 작게 설계하기 위하여 태양전지패널(310)의 집광판(311)은 수용 프레임(330) 상에 좌우로만 배열하는 것이 바람직하다. 즉, 집광판(311)을 수용 프레임(330) 상에 상하방향으로 배치하여 태양전지패널(310)의 세로길이를 높게 형성하면 서로 다른 태양전지패널들(310)의 집광판(311) 간에 그림자 간섭이 발생하기 쉬우므로 집광판(311)을 좌우로만 배열하는 것이 좋다.
팬 틸트 구동유닛(500)은 위치 추적 감지유닛(400)에서 전송된 태양광 위치의 측정값에 따라 복수의 태양전지 구조물(300)의 각 태양전지패널(310)을 동시에 회전시키기 위하여 플로트 테이블(100)과 구동 테이블(200)의 사이에 구비되어 구동 테이블(200)을 회전시키게 된다.
이러한 팬 틸트 구동유닛(500)은 태양의 방위 및 고도에 맞추어 태양전지패널(310)을 이동시키기 위하여 구동 테이블(200)의 팬방향 이동을 조절하는 팬 구동유닛(510)과, 태양의 고도에 맞춰 태양전지패널(310)을 구동 테이블(200)의 틸트방향 이동을 조절하는 틸트 구동유닛(520)을 포함할 수 있다.
팬 구동유닛(510)는 팬 모터(511)와, 팬 모터(511)에 결합되는 팬 기어(512)를 포함한다.
팬 모터(511)는 태양의 방위 및 고도에 맞추어 태양전지패널(310)을 이동시키도록 구동 테이블(200)을 좌측방향 또는 우측방향으로 회전시킬 수 있다.
팬 기어(512)는 팬 모터(511)와 기어 결합되어 구동 테이블(200)이 팬방향으로 회전되도록 적어도 하나 이상이 형성될 수 있다.
팬 모터(511)는 플로트 테이블(100)에 결합된 제1하우징(100A)의 내부에 고정 설치되고, 팬 기어(512)는 구동 테이블(200)에 결합된 제2하우징(200A)에 고정 설치된다.
따라서, 팬 모터(511)에 의해 팬 기어(512)가 회전되면 제2하우징(200A)과 구동 테이블(200)을 팬방향으로 회전시킬 수 있게 된다.
틸트 구동유닛(520)은 틸트 모터(521)와, 틸트 모터(521)에 결합되는 틸트 기어(522)를 포함할 수 있다.
틸트 기어(522)는 태양의 고도에 맞추어 태양전지패널(310)을 이동시키도록 구동 테이블(200)을 상측방향 및 하측방향으로 회전될 수 있다.
틸트 기어(522)는 틸트 모터(521)와 기어 결합되어 구동 테이블(200)이 틸트방향으로 회전되도록 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있다.
틸트 모터(521)는 제2하우징(200A)의 내측에 고정 설치되고, 틸트 기어(522)는 틸트 모터(521)에 치합되게 제2하우징(200A)의 외측에 고정 설치된다.
따라서, 틸트 모터(521)에 의해 틸트 기어(522)가 회전되면 구동 테이블(200)이 틸트방향으로 회전된다.
그러므로, 각 태양전지 구조물(300)의 태양전지패널(310)은 팬 구동유닛(510)에 의해 팬방향으로 회전하고, 틸트 구동유닛(520)에 의해 일정각도 틸트방향으로 기울어진 상태에서 수평하게 누운 상태로 기울기가 변경 조절될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 일출이 시작되기 전 초기 상태에서는 구동 테이블(200)을 수평인 상태로 유지시켜 태양전지패널(310)을 기울어진 상태로 제어하다가 일출이 진행되고 태양이 이동함에 따라 틸트 구동유닛(520)의 틸트 모터(521)에 의해 구동 테이블(200)을 점진적으로 기울어지도록 한다.
이에, 일출 후 남중시까지 태양전지패널(310)은 틸트 구동유닛(520)에 의해 수평한 상태가 되고, 남중 후 일몰 시까지 팬 구동유닛(510)과 틸트 구동유닛(520)에 의해 태양전지패널(310)은 다시 일정각도로 기울어진 상태로 변경된다.
제어유닛(600)은 플로트 테이블(100) 또는 구동 테이블(200)의 일측에 배치되어 있으며, 팬 틸트 구동유닛(500)과 위치 추적 감지유닛(400)에 각각 연결되어 있다.
이러한 제어유닛(600)은 팬 틸트 구동유닛(500)의 팬 모터(511)와 틸트 모터(521)를 작동시켜 구동 테이블(200)의 팬방향 및 틸트방향 각도를 조절하면서 위치 추적 감지유닛(400)에서 태양광이 태양전지패널(310)에 입사되는 최적의 각도를 자동으로 추적할 수 있음에 따라 태양광의 입사 각도를 추적하면서 복수의 태양전지 구조물(300)의 각 태양전지패널(310)의 각도를 제어할 수 있다.
위치 추적 감지유닛(400)은 태양전지패널(310)의 수용 프레임(330)의 상부 일측에 배치되어 있으며, 공전 또는 자전에 의해 이동되는 태양의 위치를 검출하여 제어유닛(600)에 태양의 위치 값을 전송한다. 그리고, 제어유닛(600)이 전송된 위치 값을 지속적으로 확인하면서 팬 틸트 구동유닛(500)을 작동시켜 태양의 입사 각도와 태양전지패널(310)의 각도가 태양광이 최대로 입사될 수 있는 수직이 되도록 태양의 위치를 추적하여 전기 에너지 생성 효율을 향상시킬 수 있다.
다음 도 5 및 도 6을 참조하여 위치 추적 감지유닛에 대하여 설명한다. 도 5 및 도 6은 도 1에 도시된 위치 추적 감지유닛을 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 위치 추적 감지유닛(400)은 태양전지 구조물(300)의 상부 일측에 배치된 케이스부재(410), 수광부재(420), 센서부재(430), 케이블부재(440)을 포함할 수 있다.
케이스부재(410)는 수용 프레임(330)의 상부 일측에 배치되어 있으며, 내측으로 수광부재(420)와 센서부재(430)가 배치되어 있고, 태양광이 내측으로 유입되는 투명 소재로 구비될 수 있다.
케이스부재(410)는 태양광이 입사되는 수용 프레임(330)의 상부 일측에 배치되어 있고, 내측으로 센서부재(430)로 태양의 위치가 검출되도록 태양광이 유입되도록 투명 소재로 구비될 수 있다.
수광부재(420)는 케이스부재(410) 내측에 배치되어 있으며, 삼각뿔 형태로 상부 방향으로 3개 면이 위치하도록 배치되어 있다. 수광부재(420)의 상부 3개면은 서로 각각 다른 방향을 향해서 위치하고 있음에 따라 케이스부재(410)로부터 유입되는 태양광이 위치에 따라 태양광이 수광되는 광량의 차이가 발생되는데, 이런, 광량의 차이를 감지하여 태양의 위치를 검출할 수 있다.
센서부재(430)는 수광부재(420)에 복수로 배치되어 있으며, 수광부재(420)의 상부 3개 면의 각각 위치하여 각 면의 위치 별로 태양광의 광량 차이를 검출하여 태양의 위치가 감지된다.
센서부재(430)는 수광부재(420)의 상호 다른 방향에 위치한 3개 면에 각각 설치되어 태양광의 위치에 따라 각각 면에 수광되는 광량의 차이를 검출하고, 그 검출된 값을 상호 비교하여 태양이 위치한 방향이 다른 방향보다 광량의 세기가 큼에 따라 태양의 위치를 검출할 수 있다.
센서부재(430)에서 태양의 위치를 검출하는 신호가 발생되면 제어유닛(600)으로 전송하여 그 위치에 따라 태양전지패널(310)의 각도를 조절시킬 수 있어 태양전지패널(310)에 태양광이 입사되는 광량을 최대로 입사될 수 있어 전기 에너지의 생산량이 향상될 수 있다.
케이블부재(440)는 복수의 센서부재(430)와 제어유닛(600)을 각각 연결하고 있으며, 복수의 센서부재(430)에서 검출된 태양의 위치 신호를 제어유닛(600)에 전송되도록 설치되어 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치(10)는 보다 간단한 구조로 수면 위에서 태양의 방위 및 고도 변화에 대응하여 태양을 추적할 수 있도록 구성됨으로써 그 규모가 간소화되는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 센서 추적방식을 이용하여 구동테이블의 회전을 제어하는 것으로 설명하였으나, 센서 추적방식 이외에 프로그램 추적방식을 이용하여 구동테이블의 회전을 제어할 수 있음은 물론이다.
여기서, 프로그램 추적방식은 미리 설정된 프로그램에 따라서 태양을 추적하는 방식으로, 시간에 따라서 태양전지패널의 방위 및 고도를 제어하여 태양을 추적하도록 하는 방식이다.
다음, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치의 작동상태를 설명한다. 도 7은 일출 시점에서 태양전지 패널의 경사도를 나타낸 도면이며, 도 8은 남중 시점에서 태양전지 패널의 경사도를 나타낸 도면이며, 도 9는 일몰 시점에서 태양전지 패널의 경사도를 나타낸 도면이다.
먼저, 일출이 시작되기 전 태양전지패널(310)은 동쪽에서 일정한 각도로 기울어진 상태로 설정된다.
태양이 지면 위로 뜨고 이동하기 시작하면 태양의 이동경로를 따라 팬 틸트 구동유닛(500)이 작동하여 구동 테이블(200)을 회전시키게 되는데, 태양이 이동함에 따라 태양의 고도와 방위가 동시 변경되는 것과 마찬가지로 팬 구동유닛(510)과 틸트 구동유닛(520)이 함께 작동하여 구동 테이블(200)을 팬방향과 틸트방향으로 회전시키게 된다. (도 3참조)
여기서, 팬 구동유닛(510)의 경우 태양의 방위 및 고도를 따라 일정한 회전각으로 회전하며 구동 테이블(200)의 위에 놓인 태양전지패널(310)을 팬방향으로 회전시키고, 틸트 구동유닛(520)의 경우 태양의 고도를 따라 상하로 회전되면서 태양전지패널(310)의 틸트방향 기울기를 변경시킬 수 있다.
하루 동안 태양의 고도 변화는 일출 후 남중하기 전까지 점차 높아지다가 남중 이후 일몰까지 감소하게 되는데, 이에 따라 틸트 구동유닛(520)은 태양의 일출 후 남중 전까지는 구동 테이블(200)이 틸트방향으로 경사지도록 하고, 남중 시에는 태양전지패널(310)이 수평 상태가 되도록 하며, 남중 후 일몰 시까지는 팬 구동유닛(510)과의 상호작용을 통하여 태양전지패널(310)이 기울어지도록 한다.
이때, 구동 테이블(200)은 태양의 일출 후 동에서 서로 점차 회전 이동하고, 이에 따라 팬 구동유닛(510)과 틸트 구동유닛(520)은 각각 태양전지패널(310)의 팬방향 각도 및 틸트방향 기울기를 변경하여 태양전지패널(310)이 태양의 고도를 추적하도록 할 수 있다.
태양이 지고 그 날의 태양광 발전이 완료되면 구동 테이블(200)은 회전하여 태양전지 구조물(300)은 원위치로 복귀시킨다.
따라서, 이러한 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치(10)는 상술한 바와 같이 구동 테이블(200)을 회전시키는 것만으로도 각 태양전지 구조물(300)의 태양전지패널(310)에 조사되는 태양광의 입사량을 확보함으로써 효과적으로 전기에너지를 생산할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치(10)는 수상에 배치되는 각 태양전지 구조물의 태양전지패널(310)이 구동 테이블 상의 팬 구동유닛(510)을 통해 태양의 방위와 고도를 동시에 추적하고, 구동 테이블(200) 상의 틸트 구동유닛(520)을 통해 태양의 고도를 추적함으로써, 기존에 비해 태양의 추적을 위한 구동 구조가 보다 간단해지는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수상 플로트식 태양광 발전장치는 호수, 하천, 풀장, 연못 등의 수면에 떠오를 수 있는 태양광 발전장치를 구성하여 토지 자원을 효율적으로 이용하는 동시에 태양의 위치의 변화에 따라 태양전지패널의 배치를 변화시켜 효율성을 향상시키는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.
10...수상 플로트식 태양광 발전장치 100...플로트 테이블
200...구동 테이블 300...태양전지 구조물
400...위치 추적 감지유닛 500...팬 틸트 구동유닛
600...제어유닛

Claims (9)

  1. 소정 위치를 유지하면서 수면에 떠오를 수 있는 플로트 테이블;과,
    상기 플로트 테이블의 상측에 구비되어 상기 플로트 테이블에 대하여 상대 이동되는 구동 테이블;과,
    상기 구동 테이블에 고정 설치되되 태양광에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하는 적어도 하나의 태양전지패널이 각각 구비되는 복수의 태양전지 구조물;과,
    상기 태양전지패널 중 어느 하나에 구비되어 태양광의 위치를 추적한 측정값을 전송하는 위치 추적 감지유닛;과,
    상기 위치 추적 감지유닛에서 전송된 태양광 위치의 측정값에 따라서 상기 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널을 동시에 조절하기 위하여 상기 플로트 테이블과 구동 테이블의 사이에서 구비되어 상기 구동 테이블을 회전시키는 팬 틸트 구동유닛;과,
    상기 위치 추적 감지유닛과 팬 틸트 구동유닛에 연결되어 태양광이 동시에 상기 복수의 태양전지 구조물의 각 태양전지패널에 최대로 입사되도록 상기 팬 틸트 구동유닛의 작동을 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
    상기 위치 추적 감지유닛은 상기 태양전지패널의 일측에 위치되어 내부로 태양광이 유입되게 하는 케이스부재;와, 상기 케이스부재의 내부에 위치되어 상기 케이스부재를 통해서 유입되는 태양광이 입사되도록 구비되는 수광부재;와, 상기 수광부재의 3개의 면에 각각 배치되어 상기 3개의 면에 입사된 태양광의 광량 차이를 감지하여 태양광의 위치를 추적하면서 검출 신호가 발생되는 센서부재;와, 상기 센서부재에서 감지된 신호를 각각 상기 제어유닛으로 전송시키도록 상기 센서부재와 상기 제어유닛을 연결하는 케이블부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상 플로트식 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 태양전지 구조물은,
    상기 각 태양전지패널이 서로 동일한 배치각도를 유지하면서 상기 각 태양전지패널을 일정한 높이로 지지하도록 상기 구동 테이블에 각각 고정 설치되는 복수의 지지대를 포함하여, 상기 구동 테이블을 회전시키는 것에 의해 상기 태양전지패널이 상기 태양의 방위 및 고도에 맞추어 회전되는 것을 특징으로 하는 수상 플로트식 태양광 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 팬 틸트 구동유닛은,
    태양의 방위 및 고도에 상기 태양전지패널을 맞추도록 상기 구동 테이블의 좌우방향 이동을 조절하는 팬 구동유닛과, 태양의 고도에 상기 태양전지패널을 맞추도록 상기 구동 테이블의 상하방향 이동을 조절하는 틸트 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상 플로트식 태양광 발전장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 팬 구동유닛은,
    상기 플로트 테이블에 결합된 제1하우징에 고정 설치되는 팬 모터와, 상기 구동 테이블에 결합된 제2하우징에 고정 설치되어 상기 팬 모터에서 동력을 전달받는 팬 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상 플로트식 태양광 발전장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 틸트 구동유닛은,
    상기 구동 테이블에 결합된 제2하우징에 고정 설치되는 틸트 모터와, 상기 구동 테이블에 결합된 제2하우징에 고정 설치되어 상기 틸트 모터에 결합되는 틸트 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상 플로트식 태양광 발전장치.
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