KR101326712B1 - 추적식 구조물 보호 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전설비의 추적 시스템에서 한 개의 구동축으로 여러개의 태양광모듈을 조정하는 구조물이 동작하지 않을 때 문제가 있음을 감지하고 구조물을 보호하는 시스템이다.
본 발명은 여러개의 태양광 모듈을 레일을 따라 움직이는 한 개의 구동축을 통해서 각도를 조절할 수 있는 태양광 구조물에서 연결부위에 부식이나 이물질등 문제에 의해 힘을 받는데도 구조물이 동작하지 않는경우에 구동축에 삽입된 Loadcell을 통하여 높은 압력을 감지하고 Controller를 통하여 구동축의 운전을 정지시킴과 동시에 모니터링장치에 알람창을 띄어 운전자에게 문제를 보고하고자 하는 시스템으로 무리한 운전으로 과부하나 구조물 파손을 방지할 수 있고, 추적시스템의 장애를 운전자가 실시간으로 확인하고 조취를 취함으로써 발전효율을 증대시킬 수 있다.

Description

추적식 구조물 보호 장치 {Tracking Structures Protect System}

본 발명은 태양광 발전설비 구조물의 추적 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한방향으로만 동작하는 하나의 구동축으로 모듈이 상, 하 또는 좌,우로 태양광을 추적할 수 있도록 하는 태양광 추적식 구조물의 보호 장치에 관한 것이다.

태양광 발전설비에서 모듈을 지지하는 구조물의 형태와 움직임에 따라서 크게 고정식, 단방향 추적식, 양방향 추적식 세가지로 분류된다.

고정식 태양광 구조물은 모듈을 지면에 움직이지 않도록 고정시키는 방식으로 추적식에 비하여 발전효율은 떨어지지만 설치비용과 운영비용이 적고 안정적인 장점이 있다.

단방향 추적식 태양광 구조물이라 하면 태양광 모듈이 빛 에너지를 최대한 받을 수 있도록 하기 위하여 모듈의 각도를 상, 하 또는 좌, 우로 움직도록 설계된 태양광 구조물이다.

단방향 추적식 태양광 구조물이 상, 하 또는 좌, 우로 둘중 하나의 방향만 추적할 수 있는 반면에 양방향 추적식 태양광 구조물은 상, 하, 좌, 우 4방향을 동시에 모두 추적할 수 있도록 설계된 태양광 구조물을 말한다.

그 중에 태양광 구조물들을 남향으로 한줄 배치하고 한 줄의 모든 모듈을 한 개의 구동 축에 연결하여, 한 개의 구동장치로 여러개의 모듈의 각도를 한번에 제어할 수 있다.

이는 대규모 태양광 발전설비에서 모든 구조물들이 단방향 추적 기능을 각각 갖추고 있는 시스템에 비하여 한 개의 축과 구동장치로 모든 모듈의 각도 제어가 가능하기 때문에 구성과 설치가 간단해지고 모든 모듈이 일관되게 움직이는 등의 장점을 가지고 있다.

그러나 같은 축으로 연결된 한 개의 구조물의 움직임에 장애가 발생하면 모든 구조물의 움직임이 제한되고 이를 운전자가 알지 못하면 무리한 동작으로 인하여 구동장치의 과부하 또는 구조물 파손까지 이르게 되는 문제점을 가지고 있다.

특히 많은 모듈의 각도를 한 번에 제어하기 위해 큰 힘을 낼 수 있는 구동장치를 사용하는 대규모 태양광 추적식 구조물에서는 파손 가능성이 더 농후하다.

본 발명의 주 목적은 추적식 태양광 모듈이 레일을 따라 움직이는 한 개의 구동축 동작에 의하여 제어되는 구조물에서 연결부위에 부식이나 이물질 등 또는 기타 문제로 인하여 추적식 구조물의 모듈 각도 조정이 되지 않거나 구조물이 움직이지 않을 때, 무리한 동작으로 구동장치의 과부하 또는 구조물의 파손을 방지하도록 하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 구동장치로부터 힘을 받는 구동 축 사이에 압력을 감지하는 Loadcell을 삽입하였다. 구동장치의 운전으로 구동축에 힘을 주게될 때 구조물이 움직이지 않으면 평소 동작시 보다 높은 압력이 Loadcell에 감지되게 된다. Loadcell은 감지신호를 Controller로 전송하고 감지신호를 받은 Controller는 알람신호를 모니터링장치로 전송하여 운전자가 즉각 알 수 있게 함과 동시에 구동장치에 제어신호를 보내 메인 축의 동력원 운전을 정지시킴으로서 구조물의 파손을 방지할 수 있도록 한 것이다.

1. 움직임에 문제가 있는 추적식 구조물의 무리한 운전으로 인하여 사고가 다른 장치로 파급되는 것을 방지하도록 하는 효과가 있다.

2. 추적식 구조물의 동작에 장애 발생시, 운전자가 즉각 확인하고 조치를 취함으로써 효율적인 발전을 할 수 있는 효과가 있다.

3. Loadcell의 상시 감지기능과 모니터링을 통하여 구조물의 문제점을 사전에 추측할 수 있는 효과가 있다.

4. 움직임 장애를 스스로 제어함으로서 추적식 태양광 시스템의 자동화 운전을 안전화 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체도
도 2는 본 발명의 움직임 상세도
도 3은 본 발명의 태양광 발전소 배치도

본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 도1은 본 발명 시스템의 전체적인 모습을 나타내고 있는 것으로 태양광 모듈(6)과 구조물의 중심을 받치고 있는 한 개의 중심 기둥(3)이 있고, 이 구조물들은 한 줄로 배치되고 바닥부분에는 구동장치(9)로부터 가장 첫 번째 구조물 중심기둥 직전까지 레일(2)을 설치하고 그 위를 구동축(1)이 움직이는 구조로 되어있다.

구동축(1)은 구동장치(9)의 모터 실린더(9a)에 연결되어 레일(2)을 따라 전진, 후진 동작을 하게 된다. 레일(2)에는 레일롤러(2a)가 있어 구동축(1)이 움직일 때 레일(2)과의 마찰을 줄여준다.

도 2와 같이 구동축(1)이 전진하게 되면 앞부분의 구조물 동작기둥(4)이 올라가면서 태양광 모듈(6) 각도를 감소시키고, 후진하게 되면 구조물 동작기둥(4)이 내려가면서 태양광 모듈(6) 각도는 증가하게 되는 구조로 되어있어 모터 실린더(9a)의 움직임에 따라 태양광 모듈(6)의 경사각 조정이 가능하게 된다.

이로써 도 3과 같이 한 개의 모터 실린더(9a)로 여러개의 구조물을 조정할 수 있고, 대규모 발전에서도 모터 실린더(9a) 몇 대만으로도 여러개의 태양광 모듈(6) 각도를 조정할 수 있다.

도 1을 보면 구동축(1)에서 모터 실린더(9a)의 가까운 곳에 압력을 감지할수 있는 로드셀(7)이 삽입되어 있다. 배열되어 있는 모든 태양광 모듈(6)의 각도를 조정할 때 걸리는 평소 압력에서 로드셀(7)은 동작하지 않고, 구조물에 문제가 생겨 구조물이 움직이지 않아 높은 압력이 걸릴 때 동작하여 알람신호를 컨트롤러(8)에 전송하게 되고 알람신호를 받은 컨트롤러(8)는 모니터링장치(10)에 알람신호를 전달하고 구동장치(9)내의 모터실린더(9a) 운전을 정지시킨다. 곧 로드셀(7)로 높은 압력을 감지하고 컨트롤러(8)를 통해 구동축의 움직임을 제어하는 시스템이 가능해 진다.

이로써 태양광 발전설비의 운전자는 모니터링을 통하여 압력값을 항상 확인하고 압력이 높아지는 경우 사전에 문제를 추측할 수 있으며, 높은 압력으로 인한 알람시에는 운행을 멈추고 즉시 조치를 취함으로써 무리한 모터 실린더(9a)의 동작으로 구조물이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

1 : 구동 축 2 : 구동축 레일 2a: 레일롤러 2b: 레일기둥
3 : 구조물 중심기둥 3a: 중심기둥 연결부위 4 : 구조물 동작기둥 4a: 동작기둥 상단 연결부위 4b: 동작기둥 하단 연결부위
5 : 모듈 지지관 5a:C형강 6 : 태양광모듈
7 : Loadcell(로드셀) 8 : Controller(컨트롤러)
9 : 구동장치 9a: 모터실린더 10:모니터링장치

Claims (2)

1. 일렬로 배열된 복수개의 태양광 모듈(6)과, 상기 태양광 모듈(6)의 중심을 회동가능하게 지지하는 중심 기둥(3)과, 상기 태양광 모듈(6)을 따라 배열된 레일(2)과, 상기 레일(2)을 따라 전후진 이동하는 구동축(1)과, 상기 구동축(1)과 각각의 태양광 모듈을 연결하는 동작기둥(4)과, 상기 구동축(1)을 전후진 이동시키는 구동장치(9)를 포함하여,
   구동축(1)이 전진하면 동작기둥(4)이 상승하며 태양광 모듈(6)의 각도를 감소시키고, 구동축(1)이 후진하면 동작기둥(4)이 하강하며 태양광 모듈(6)의 각도를 증가시키도록 작동하며,
   상기 구동축(1)과 상기 구동장치(9) 사이에 로드셀(7)(loadcell)을 구비하여, 로드셀(7)이 정상작동시의 압력보다 높은 압력을 감지하면 알람신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 추적식 구조물 보호 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동장치(9)를 제어하며, 상기 로드셀(7)의 신호를 전달받는 컨트롤러(8)와,
   상기 컨트롤러(8)에 연결되어 상기 로드셀(7)에서 전달받은 압력을 표시하는 모니터링장치(10)를 더 포함하여,
   상기 로드셀(7)에서 정상작동시의 압력보다 높은 압력이 상기 컨트롤러(8)로 전달되면, 상기 모니터링장치(10)에 알람신호를 전달하고, 상기 구동장치(9)를 정지하는 것을 특징으로 하는 추적식 구조물 보호 장치.

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