KR101328471B1 - 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치 - Google Patents

세척장치를 포함하는 태양광 발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압축공기에 의해 태양전지 패널을 세척함과 아울러 브러쉬에 의해 패널면을 청소하도록 하며, 압축공기와 브러쉬에 의해 분리된 이물질을 흡입 제거하여 미세 이물질의 제거율 및 재흡착 방지율을 향상시킬 수 있도록 한 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치는 태양전지; 상기 태양전지에 결합되어 상기 태양전지를 지지하는 프레임; 및 상기 프레임 상에 이동 가능하게 설치되며, 상기 태양전지의 발전면을 따라 이동하여 브러쉬, 압축공기, 공기흡입 중 적어도 어느 하나 이상에 의해 상기 발전면의 이물질을 제거하는 세척장치를 포함하여 구성된다.

Description

세척장치를 포함하는 태양광 발전장치{Photovoltaic Generation Device comprising Cleaning device}
본 발명은 세척장치를 가지는 태양광 발전장치에 관한 것으로 특히, 압축공기에 의해 태양전지 패널을 세척함과 아울러 브러쉬에 의해 패널면을 청소하도록 하며, 압축공기와 브러쉬에 의해 분리된 이물질을 흡입 제거하여 미세 이물질의 제거율 및 재흡착 방지율을 향상시킬 수 있도록 한 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치를 제공하는 것이다.
최근, 화석연료의 지속적인 가격 상승, 화석연료 사용에 따른 환경오염, 원자력 에너지의 불안전성으로 인해 신재생 에너지에 관심이 집중되고 있다. 이러한 신재생 에너지 중 태양광은 풍력, 파력, 조력, 지열발전에 비해 설치 및 운영이 용이하고, 발전효율이 우수하여 이용이 크게 증가하고 있다.
이러한 태양광 발전은 여러 개의 태양전지 패널을 여러개 연결하여 태양전지 어레이를 구성하고, 이 태양전지 어레이로부터 발생된 직류 전력을 변압하거나, 교류 전력으로 변환하여 이용한다.
이와 같은 태양전지의 발전전력량은 태양전지 면에 입사되는 광의 양에 절대적으로 의존한다. 때문에, 기존의 태양광 발전시스템은 발전전력량이 최대가 되도록 태양전지 입사면을 고정하여 사용하거나, 태양전지 면이 태양을 향하도록 추적형 장치로 사용하기도 한다.
이러한 태양광 발전 시스템은 태양전지 면에 입사되는 광의 양에 발전전력량이 크게 좌우되기 때문에, 태양전지 면의 오염시에도 발전전력량이 크게 저하된다. 때문에 기존의 태양광 발전시스템에서는 태양전지 면을 주기적 또는 오염 발생시에 세척하는 시스템을 병행하여 운영하거나, 인력에 의해 태양전지 면을 청소하여 오염에 의한 발전전력량의 저하를 방지하고 있다.
기존의 세척시스템은 태양전지 면을 솔에 의해 단순히 털어주는 형태로 태양전지 면을 청소하거나, 물로 표면을 세척하면서 솔로 씻는 형태로 이용된다. 이러한 기존의 세척방법 중 전자의 경우 세척으로 인한 발전효율의 저하가 적고, 굵은 입자의 이물질은 비교적 제거가 잘되는 장점은 있다. 하지만, 솔과 태양전지 면의 마찰로 인한 정전기가 작은 크기의 이물질을 태양전지 면에 재흡착시켜 세척이 완벽하게 이루어지지 않으며, 후에 이를 제거하기 위한 별도의 세척 과정이 필요한 단점이 있다.
또한, 후자와 같이 물로 세척을 하는 경우 전자에 비해 세척이 효율적으로 이루어지는 장점은 있지만, 세척수를 이용하는 동안 그리고 세척수가 건조되는 동안 광의 산란이 발생하여 태양전지의 발전효율을 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 따른 압축공기에 의해 태양전지 패널을 세척함과 아울러 브러쉬에 의해 패널면을 청소하도록 하며, 압축공기와 브러쉬에 의해 분리된 이물질을 흡입 제거하여 미세 이물질의 제거율 및 재흡착 방지율을 향상시킬 수 있도록한 세척장치를 가지는 태양광 발전장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 블레이드를 이용하여 솔에 의해 청소된 태양전지 표면의 이물질을 다시 한 번 제거하도록 함으로써 이물질의 제거율을 향상시키고, 나아가 발전효율을 향상시킬 수 있도록한 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치는 태양전지; 상기 태양전지에 결합되어 상기 태양전지를 지지하는 프레임; 및 상기 프레임 상에 이동 가능하게 설치되며, 상기 태양전지의 발전면을 따라 이동하여 브러쉬, 압축공기, 공기흡입 중 적어도 어느 하나 이상에 의해 상기 발전면의 이물질을 제거하는 세척장치를 포함하여 구성된다.
상기 세척장치는 구동력을 생산하는 하나 이상의 모터를 가지는 구동부, 상기 구동부의 구동력에 의해 상기 세척장치를 상기 태양전지의 평행한 두 변을 따라 이동시키는 이송조립체 및 상기 구동력에 의해 회전하는 브러쉬를 포함하며, 상기 브러쉬 진행방향의 전방 또는 후방 중 어느 하나 이상에 상기 구동부로부터의 압축공기를 분사하거나 공기흡입에 의해 이물질을 흡입하는 브러쉬조립체를 포함하여 구성된다.
상기 브러쉬조립체는 상기 전방과 상기 후방 중 어느 하나에는 상기 압축공기를 분사하고, 나머지 하나에는 이물질 흡입을 수행한다.
상기 브러쉬 조립체는 상기 모터의 구동축과 커플러에 의해 일측 종단이 결합되는 샤프트, 상기 샤프트에 결합되는 브러쉬 및 상기 태양전지와 접촉되는 상기 브러쉬 일부가 노출되도록 상기 브러쉬를 감싸게 일측이 개방된 관 형상으로 형성되며, 상기 브러쉬의 이동방향 전방과 후방 각각에 제1노즐 및 제2노즐이 형성되는 커버를 포함하여 구성되는 세척장치를 포함한다.
상기 커버는 내부에 중공이 형성되고 상기 중공은 상기 제1노즐 및 제2노즐과 연통된다.
상기 중공은 격벽에 의해 구획되고, 구획된 각각의 중공은 상기 제1노들 및 제2노즐과 각각 연통된다.
상기 커버는 상기 세척장치의 이동시 상기 태양전지 표면에 밀착하여 이송되는 와이퍼 블레이드를 더 포함하여 구성된다.
상기 구동부는 상기 샤프트의 일측 종단에 연결되어 상기 구동력을 생성하는 제1모터, 상기 압축공기를 생산하여 상기 중공에 연결된 송풍연결관에 의해 상기 압축공기를 상기 브러쉬조립체에 전달하는 제2모터 및 흡입력을 생성하여 상기 중공에 연결된 흡입연결관을 통해 상기 브러쉬조립체에 흡입력을 전달하는 제3모터를 포함하여 구성된다.
상기 제2 및 제3모터 중 적어도 어느 하나는 상기 제1모터와 상기 샤프트에 의해 연결되고, 상기 제1모터로부터 상기 구동력을 제공받아 구동된다.
상기 제2 및 제3모터는 하나의 샤프트를 공유하며, 상기 제2 및 제3모터 중 어느 하나의 모터가 구동력을 생성하며, 나머지 하나의 모터가 상기 샤프트 통해 구동력을 전달받아 동작한다.
상기 이송조립체는 상기 브러쉬 조립체와 상기 구동부 사이의 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 조립체, 상기 베어링조립체와 상기 브러쉬조립체 또는 상기 베어링조립체와 상기 구동부 사이의 상기 샤프트에 결합되어 상기 구동력을 감속 또는 가속하고, 감속 또는 가속된 상기 구동력에 의해 상기 세척장치를 이송시키는 이동부재와 상기 이동부재에 의한 이동경로를 제공하는 이송레일을 가지는 기어조립체를 포함하여 구성된다.
상기 기어조립체는 상기 이동부재와 상기 이송레일을 톱니기어와 렉기어, 피니언 기어와 렉기어, 스프라켓과 체인, 풀리와 벨트, 풀리와 와이어, 휠과 파이프 및 휠과 빔 중 적어도 어느 하나를 이용하여 구성된다.
상기 기어조립체는 상기 샤프트를 통해 전달되는 상기 제1모터의 구동력을 상기 제2 및 제3모터와 각각 연결된 분기샤프트에 분배한다.
도 1은 본 발명에 따른 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치를 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치의 측면도.
도 3은 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치의 평면도.
도 4는 세척장치의 구성을 설명하기 위한 평면 투영 형태를 나타낸 예시도.
도 5는 측면 투영 형태를 나타낸 예시도.
도 6은 브러쉬조립체의 단면을 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 브러쉬조립체를 도시한 측단면 예시도.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치를 설명하기 위한 사시도.
도 9는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치의 측면도.
도 10은 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치의 평면도.
도 11은 세척장치의 구성을 설명하기 위한 평면 투영 형태를 나타낸 예시도.
도 12는 측면 투영 형태를 나타낸 예시도.
도 13은 브러쉬조립체의 단면을 나타낸 단면도.
도 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 브러쉬조립체를 도시한 측단면 예시도.
도 15는 제1모터에 의해 제2 및 제3모터가 동력을 제공받는 형태의 세척장치의 예를 도시한 예시도.
도 16은 제2 및 제3모터가 일체형으로 구성된 예를 도시한 예시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치의 측면도이며, 도 3은 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 태양전지(10), 프레임(20) 및 세척장치(30)를 포함하며, 세척장치(30)는 브러쉬조립체(31), 이송조립체(32) 및 구동부(33)를 포함하여 구성된다.
태양전지(10)는 복수의 전지셀이 복수개 배열되어 평판으로 구성된다. 이러한 태양전지(10)는 전지셀이 복수개 구성된 패널 단위로 프레임(20) 상에 구성될 있다. 태양전지(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 프레임(20) 상에 결합된다. 이러한 태양전지(10)는 직사각형형태로 전지셀이 배열될 수 있다.
프레임(20)은 태양전지(10) 및 세척장치(30)를 지지 또는 고정하는 역할을 한다. 구체적으로 프레임(20)은 제1 내지 제3프레임(21, 22, 23)으로 구성되고, 이에 부가하여 프레임브라켓(24)과 풋프레임(25)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 및 제2프레임(21, 22)은 태양전지(10) 배면에 결합되어, 태양전지(10)를 지지하는 역할을 한다. 도 1 내지 도 3에서는 제1프레임(21)과 제2프레임(22)이 가로 방향과 세로 방향으로 서로 교차되게 구성된 예를 도시하였으나 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 다양한 형태로 구성될 수 있다.
아울러, 제3 프레임(23)은 제2프레임(22)에 프레임브라켓(24)에 의해 결합되어 제1 및 제2프레임(21, 22) 및 태양전지(10)를 지지하고, 일간 발전량이 최대가 되도록 태양전지(10)의 각도를 고정하는 역할을 한다.
특히, 제2프레임(22)은 태양전지(10)의 면의 폭 또는 길이보다 길게 형성되어 일부분이 태양전지(10)에 의해 가려지지 않고 노출되며, 노출된 부위에 세척장치(30)가 설치되어 제2프레임(22)에 의해 지지된다. 여기서, 제1프레임(21)이 노출되도록 설치되고, 제1프레임(21)에 세척장치(30)가 설치될 수도 있으며, 제2프레임(22)에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 세척장치(30)는 프레임(20) 상에 설치되며, 세척장치(30)가 태양전지(10) 면을 따라 용이하게 이동가능하면 프레임(20)의 형태는 자유롭게 변형이 가능하다.
프레임(20) 상에는 세척장치(30)를 태양전지(10) 면을 따라 이동시키기 위해 이송조립체(32)가 설치된다. 여기서, 이송조립체(32)에 대해서는 하기에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.
세척장치(30)는 프레임(20) 상에 설치되어 태양전지(10) 면을 따라 이동하며, 태양전지(10) 면에 부착된 이물질을 제거하여 태양전지(10)를 세척한다. 특히, 본 발명의 세척장치(30)는 브러쉬조립체(31)를 이송조립체(32) 및 구동부(33)에 의해 태양전지(10) 표면을 따라 이송시킴과 동시에, 고압 공기를 태양전지(10) 표면에 분사하고 브러쉬에 의해 태양전지(10) 표면을 청소하여 태양전지(10)를 세척하게 된다. 이를 위해 세척장치(30)는 브러쉬조립체(31), 이송조립체(32), 구동부(33)를 포함하여 구성된다.
브러쉬조립체(31)는 이송조립체(32)와 구동부(33)에 의해 태양전지(10) 면을 따라 이동하면서 태양전지(10) 면에 부착된 이물질을 제거한다. 이를 위해 브러쉬조립체(31)는 구동부(33)에 회전력과 압축공기를 공급받는다. 이 브러쉬조립체(31)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 태양전지(10) 면을 가로질러 태양전지(10) 양측에 설치되는 이송조립체(32) 및 구동부(33)에 결합된다.
이송조립체(32)는 브러쉬조립체(31)와 구동부(33)의 사이에 연결되어, 구동부(33)로부터 공급되는 동력에 의해 브러쉬조립체(31) 및 구동부(33)를 태양전지(10)를 따라 왕복시키는 역할을 한다. 이를 위해 이송조립체(32)는 이송레일(321)과 기어조립체(322)를 포함하여 구성된다.
구동부(33)는 이송조립체(32) 및 브러쉬조립체(31)와 연결된다. 그리고, 구동부(33)는 이송조립체(32)에 대해 브러쉬조립체(31) 및 구동부(33)의 이송을 위한 동력을 제공하고, 브러쉬조립체(31)의 브러쉬 동작을 위한 동력과 압축공기를 공급한다. 이를 위해, 구동부는 하나 이상의 모터를 포함하여 구성된다.
이러한 세척장치(30)에 대해서는 하기에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 6은 세척장치를 설명하기 위한 예시도들로서, 도 4는 세척장치의 구성을 설명하기 위한 평면 투영 형태를 나타낸 예시도이고, 도 5는 측면 투영 형태를 나타낸 예시도이다. 그리고 도 6은 브러쉬조립체의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 세척장치(30)는 전술한 바와 같이 태양전지(10)의 면 즉, 발전이 이루어지는 표면을 따라 이동하면서 부착된 이물질을 제거하여 세척하는 역할을 한다.
이를 위해 세척장치(30)는 브러쉬조립체(31), 이송조립체(32) 및 구동부(33)를 포함하여 구성된다.
우선 브러쉬조립체(31)는 커버(311), 브러쉬(312) 및 샤프트(313)를 포함하여 구성된다.
커버(311)는 도 6에 도시된 봐와 같이 단면 형상이 브러쉬(312)를 감싸도록 원형 링 형상으로 형성되며, 이때 태양전지(10)와 마주대하는 쪽이 개방되어 브러쉬(312)가 태양전지(10)를 향해 노출될 수 있는 형태로 구성된다.
특히, 커버(311)는 압축공기의 이송을 위한 관로 및 압축공기를 태양전지(10) 면에 분사하기 위한 노즐의 역할을 할 수 있도록 내부에 빈 공간인 중공(3115)이 형성된다. 구체적으로 커버(311)는 구동부(33)에 구성되는 제2모터(331b)로 부터 압축공기를 공급받기 위해, 제2모터(331b)의 송풍관(333)과 연결되는 커버송풍관(3111)이 형성된다.
이 커버송풍관(3111)는 커버(311)와 복수의 연결관(3114)에 의해 연결되는 파이프 형상으로 형상되며, 송풍관(333)을 통해 공급되는 압축공기를 커버(311) 내부의 중공으로 공급하는 역할을 한다. 특히, 커버송풍관(3111)은 커버(311) 내부의 중공(3115)과 복수의 연결관(3114)에 의해 연결되는데, 이를 통해 압축공기가 중공(3115) 전반에 고른 압력, 고른 풍량으로 공급될 수 있게 한다.
그리고 커버(311)는 태양전지(10)와 마주대하는 쪽 즉, 브러쉬(311)가 노출되는 쪽의 커버(311) 종단에 노즐(3112, 3113)이 형성된다. 노즐(3112, 3113)은 브러쉬(311)의 진행방향의 전후에 각각 제1노즐(3112)과 제2노즐(3113)이 형성된다. 이 제1 및 제2노즐(3112, 3113)은 중공(3115)을 통해 공급된 압축공기를 태양전지(10) 면에 분사하여 이물질을 제거하는 역할을 한다. 특히, 브러쉬(311)의 진행방향에 위치하는 제2노즐(3113)은 브러쉬의 동작 전에 1차적으로 이물질을 제거하며, 브러쉬(311)를 뒤따르는 제1노즐(3112)은 브러쉬(311)에 의해 제거된 이물질이 태양전지(10)에 재흡착되는 것을 방지함과 아울러 잔여 이물질을 제거하는 역할을 한다.
이러한 제1 및 제2노즐(3112, 3113)은 브러쉬(311)의 길이방향 즉, 샤프트(313)와 평행한 방향으로 길게 형성된다. 그리고, 제1 및 제2노즐(3112, 3113)은 압축공기의 압력에 따라 분사압을 높이기 위해 노즐(3112, 3113)의 단면적이 중공(3115)의 단면적에 비해 작은 단면적을 가지도록 슬릿 형태로 형성될 수 있고, 분사압을 높이고 분사 효율 및 이물질 제거 효과를 높이기 위해 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
브러쉬(312)는 커버(311) 내부에 수납되고, 커버(311)에 수납된 상태로 샤프트(313)를 통해 구동부(33)로부터 전달되는 구동력에 의해 회전하여 태양전지(10) 표면을 청소하게 된다. 이를 위해 브러쉬(312)는 샤프트(313)의 표면에 결합되며, 태양전지(10)와 접하는 일부분만이 커버(311)의 절단면을 통해 태양전지(10) 측으로 노출된다. 이러한 브러쉬는 아크릴, 폴리에스테르와 같은 합성수지 섬유, 면, 모와 같은 천연 섬유, 직조된 천 및 이의 등가물질을 이용하여 형성된다. 또한, 브러쉬(312)를 샤프트(313)를 축으로 하여 단순히 정역회전을 시킴으로서 세척이 가능하지만, 크랭크 기어와 같은 기어와 추가적인 샤프트를 이용하여 좌우 또는 상하로 유동하도록 하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 샤프트(313)를 축으로하여 회전하는 형태를 예로 들어 설명하기로 한다.
샤프트(313)는 커버(311)의 양단에 배치되는 기어박스(32)를 관통하여 결합되고, 일측 종단은 구동부(33)의 제1모터(331a)의 모터축(332)와 커플러(323)에 의해 결합된다. 이를 통해 샤프트(313)는 제1모터(331a)에서 발생된 회전력을 기어박스(32)에 전달하고, 브러쉬(312)를 회전시키게 된다.
이송조립체(32)는 샤프트(313)을 통해 전달되는 제1모터(331a)의 회전력에 의해 세척장치(30)를 이송시키는 역할을 한다. 이를 위해 이송조립체(32)는 베어링조립체(321)와 기어조립체(322) 및 이송레일(329)로 구성된다.
베어링조립체(321)는 샤프트(313)가 제1모터(331a)의 구동력에 의해 안정적으로 회전할 수 있게 하는 역할을 하며, 베어링(3211)과 베어링(3211)을 고정하는 베어링케이스(3212)로 구성된다.
기어조립체(322)는 샤프트(313)를 통해 전달되는 회전력을 세척장치(30)의 이동을 위한 구동력으로 변환함과 아울러 변환된 구동력에 의해 이송레일(329)을 따라 세척장치(30)를 이동시킨다. 구체적으로 기어조립체(322)는 회전력을 감속하는 감속기와 감속기에 의해 감속된 회전력에 따라 이송레일(329)을 따라 세척장치(30)를 이동시키는 이동부재로 구성될 수 있다.
여기서 이송조립체(32)는 이동부재로 톱니기어, 피니언기어로 구성하고, 이송레일(329)은 렉기어로 구성하거나, 이동부재로 고무, 금속 또는 합성수지 휠을 이용하고 이송레일(329)은 레일면이 평평하거나 약간의 마찰력을 제공하도록 요철이 형성된 빔 또는 각형 관 또는 원형 파이로 구성할 수 있다. 또는 이송레일을 이용하지 않고, 체인과 스프라켓을 이용하거나, 벨트와 풀리, 로프와 풀리를 이용하여 이송조립체(32)를 구성할 수도 있다. 이와 같은 경우 감속기의 감속비, 감속 및 동력 전달을 위해 사용되는 기어의 종류, 수, 기어비는 상이해질 수 있으며, 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이송레일(329)은 태양전지(10)의 모서리 즉, 양측 변을 따라 프레임(20) 상에 고정 설치된다. 이 이송레일(329)은 세척장치(30)의 이동을 위한 경로를 제공한다. 이를 위해 이송레일(329)은 전술한 바와 같이 렉기어, 각형 파이프, 원형 파이프, 빔, 체인, 로프와 같은 형태로 형성될 수 있으며 이동부재에 대응하여 구성된다. 아울러, 이송레일(329)은 도면에는 태양전지(10)의 4개의 모서리 중 상대적으로 긴 2개의 모서리에 설치된 것으로 도시되어 있으나, 짧은 모서리에 설치될 수도 있으며, 도시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
구동부(33)는 브러쉬조립체(31)의 동력, 세척장치(30)의 이동을 위한 동력 및 압축공기를 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 구동부(33)는 복수의 모터(331a, 331b)로 구성된다. 여기서, 본 발명에서는 모터(331a, 331b)가 제1 및 제2모터(331a, 331b)로 구성된 예를 위주로 하여 설명하기로 한다.
제1모터(331a)는 샤프트(313)의 일측 종단 또는 브러쉬조립체(31)의 일측 종단에서 모터축(332)이 커플러(323)에 의해 샤프트(313)의 종단에 결합된다. 이를 통해 제1모터(331a)는 회전력을 샤프트(313)에 전달하며, 샤프트(313)에 의해 기어조립체(321)와 브러쉬(312)에 회전력을 전달하게 된다. 이 제1모터(331a)는 이송조립체(32)에 의해 브러쉬조립체(31)와 함께 이송레일(329)을 따라 이동하게 된다.
제2모터(331b)는 브러쉬조립체(31) 커버(311)의 커버송풍관(3111)과 송풍관(333)에 의해 연결되며, 송풍관(333)을 통해 압축공기를 공급한다. 이를 위해 제2모터(331b)는 흡입관(334)을 통해 공기를 흡입하고, 압축기에 의해 공기를 압축하게 된다. 이러한 제2모터(331b)는 도시된 바와 같이 샤프트(313)의 타측 종단 즉, 제1모터(331a)와는 브러쉬조립체(31)를 사이에 두고 반대편에 설치될 수 있다.
여기서, 본 발명의 구동부(33)는 두 개의 모터(331a, 331b)로 구성되어 각각의 모터(331a, 331b)가 브러쉬조립체(31)의 이송과 압축공기를 공급하도록 구성된 예를 위주로 설명하였으나, 본 발명을 이로써 한정하는 것은 아니다. 우선, 모터(331a, 331b)는 하나로 구성이 가능하다. 구체적으로 압축공기를 공급하는 제2모터(331b) 대신 블로워 팬, 터빈 또는 공기 실린더로 구성하고, 이들의 구동축을 샤프트(313)와 직접 연결하거나, 별도의 기어 조립체를 통해 연결하여 압축공기를 생산 공급하도록 하는 것이 가능하다.
또한, 제2모터(331b)의 위치는 제1모터(331a)와 인접하게 설치될 수 있다. 하지만, 브러쉬조립체(31)의 무게 균형을 고려하고, 이송레일(329)과 같은 이송수단의 하중 분포를 고려할 때 브러쉬조립체(31)를 사이에 두고 양측에 배치되는 것이 유리하다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 브러쉬조립체(B31)를 도시한 측단면 예시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 브러쉬조립체(B31)는 전술한 실시예와 비교하여, 커버(B311)에 블레이드(B319)가 부가된 것을 제외하곤 거의 동일하다. 때문에 하기에서는 전술한 실시예와의 차이점 및 설명되지 않은 사항을 위주로 설명하기로 한다.
본 발명의 제2실시예의 브러쉬조립체(B31)는 커버(B311), 브러쉬(312) 및 샤프트(313)를 포함하여 구성된다.
커버(B311)는 도 7에 도시된 바와 같이 단면 형상이 브러쉬(312)를 감싸도록 원형 링 형상으로 형성되고, 태양전지(10)와 마주대하는 쪽이 개방되어 브러쉬(312)가 태양전지(10)를 향해 노출된다.
제2실시예의 커버(B311)에도 노즐(B3112, B3113)이 형성된다. 특히, 제2실시예의 커버(B311)에는 블레이드(B319)가 결합된다. 이 블레이드(B319)는 태양전지(10) 표면에 밀착된 상태로 이동하여 이물질을 제거하게 된다. 이러한 블레이드(B319)는 고무와 같은 천연수지, 고무와 유사한 물성의 합성수지를 이용하여 형성될 수 있으나 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이 블레이드(B319)는 노즐(B3112, B3113)과 인접한 위치, 또는 노즐(B3112, B3113) 중 어느 하나를 대체하여 설치될 수도 있고, 별도의 지지프레임을 이용하여 커버(B311)로 부터 일정거리 이격하여 설치될 수도 있다. 또한, 브러쉬(312)의 이동 방향 전 후에 모두 형성될 수 있으며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이와 같이 본 발명의 제2실시예의 브러쉬조립체(B31)는 브러싱과 압축공기에 의한 이물질 제거뿐만 아니라, 블레이드(B319)에 의한 이물질 제거를 수행함으로써, 고착된 이물질도 용이하게 제거가 가능하다. 또한, 압축공기, 브러쉬 및 블레이드에 의한 3중 세척을 수행하고 이를 통해 효과적으로 이물질을 제거하게 됨으로써 별도의 세척수를 이용하지 않고도 세척이 가능하고, 나아가 세척수 사용에 따른 태양광 발전의 효율저하를 방지할 수 있게 된다.
도 8은 본 발명에 제3실시예에 따른 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 9는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치의 측면도이며, 도 10은 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치의 평면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 태양전지(10), 프레임(20) 및 세척장치(30)를 포함하며, 세척장치(30)는 브러쉬조립체(31), 이송조립체(32) 및 구동부(33)를 포함하여 구성된다.
태양전지(10)는 복수의 전지셀이 복수개 배열된 평판으로 구성된다. 이러한 태양전지(10)는 전지셀이 복수개 구성된 패널 단위로 프레임(20) 상에 구성될 수 있다. 태양전지(10)는 도 8에 도시된 바와 같이 프레임(20) 상에 결합된다. 이러한 태양전지(10)는 지사각형 형태로 전지셀이 배열될 수 있다.
프레임(20)은 태양전지(10) 및 세척장치(30)를 지지하여 고정하는 역할을 한다. 특히, 프레임(20)에는 세척장치(30)의 이동을 위한 이송레일이 고정되며, 이송레일에 대한 상세한 사항은 하기에서 후술하기로 한다. 구체적으로 프레임(20)은 제1 내지 제3프레임(21, 22, 23)으로 구성되고 이에 부가하여 프레임브라겟(24)과 풋프레임(25)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 및 제2프레임(21, 22)은 태양전지(10) 배면에 결합되어, 태양전지(10)를 지지하는 역할을 한다. 도 8 내지 도 10에서는 제1프레임(21)과 제2프레임(22)이 가로 방향과 세로 방향으로 서로 교차되게 구성된 예를 도시하였으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 태양전지(10)를 견고히 고정 및 지지할 수 있는 형태로 다양하게 변형이 가능하다.
아울러, 제3프레임(23)은 제2프레임(22)에 프레임브라켓(24)에 의해 결합되어 제1 및 제2프레임(21, 22) 및 태양전지(10)를 지지하고, 발전량이 최대가 되도록 태양전지(10)의 각도를 고정하는 역할을 한다.
특히, 제2프레임(22)은 태양전지(10)의 면의 폭 또는 길이보다 길게 형성되어 일부분이 태양전지(10)에 의해 가려지지 않게 노출되며, 노출된 부위에 세척장치(30)의 이송레일이 설치된다. 여기서, 제1프레임(21)이 노출되도록 설치되고, 제1프레임(21)에 세척장치(30)가 설치될 수도 있으며, 전술한 제2프레임(22)에 세척장치(30)가 설치되도록 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 제1 및 제2프레임(21, 22) 중 세척장치(30)의 이송레일을 고정 및 지지할 수 있고, 이송레일을 따라 세척장치(30)가 태양전지(10)의 발전면 상을 이동할 수 있으며, 프레임의 형태 및 구성은 다양한 변형이 가능하다.
세척장치(30)는 프레임920) 상에 설치되어 태양전지(10)의 발전면 상에서 이동되며, 태양전지(10)의 발전면에 부착된 이물질, 오물, 먼지를 제거하여 태양전지(10)를 세척하는 역할을 한다. 특히, 본 발명이 세척장치(30)는 브러쉬조립체(31)를 이송조립체(32) 및 구동부(33)에 의해 태양전지(10) 표면을 따라 이송시킴과 동시에, 공압공기를 태양전지(10) 발전면에 분사하고, 브러쉬에 의채 태양전지(10) 표면을 닦아내며, 압축공기와 브러쉬에 의해 분리된 이물질을 흡입 배출하여 태양전지(10)를 세척하게 된다. 이를 위해 세척장치(30)는 브러쉬조립체(31), 이송조립체(32) 및 구동부(33)를 포함하여 구성된다.
브러쉬조립체(31)는 이송조립체(32)와 구동부(33)에 의해 태양전지(10) 발전면을 따라 이동하면서 태양전지(10) 발전면에 부착된 이물질을 제거한다. 이를 위해 브러쉬조립체(31)는 구동부(33)에 의해 브러쉬의 동작을 위한 구동력과 압축공기를 공급받으며, 구동부(33)에 의해 발생하는 흡입력에 의해 이물질을 제거하게 된다. 이 브러쉬조립체(31)는 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 태양전지(10) 발전면을 가로질러 태양전지(10)의 양측 변을 따라 설치되는 이송조립체(32) 및 구동부(33)에 결합된다.
이송조립체(32)는 브러쉬조립체(31)와 구동부(33)의 사이에 연결되어, 구동부(33)로부터 공급되는 동력에 의해 브러쉬조립체(31) 및 구동부(33)를 태양전지(10)를 따라 왕복시키는 역할을 한다. 이를 위해 이송조립체(32)는 이송레일(321)과 기어조립체(322)를 포함하여 구성된다.
구동부(33)는 브러쉬조립체(31) 및 이송조립체(32)와 연결된다. 그리고, 구동부(33)는 연겨뢴 이송조립체(32)에 대해 브러쉬조립체(31) 및 구동부(33)의 이송을 위한 구동력을 제공하는 한편, 브러쉬조립체(31)의 브러쉬 작동을 위한 동력을 제공한다. 특히, 구동부(33)는 압축공기를 생산하여 브러쉬조립체(31)에 공급하고, 공기흡입을 수행하여 브러쉬조립체(31)를 통해 이물질을 흡입하여 제거하는 역할을 한다. 이를 위해, 구동부(33)는 하나 이상의 모터를 포함하여 구성된다. 이러한 세척장치(30)의 각 구성에 대해서는 하기에서 좀더 상세히 설명하기로 한다.
도 11 내지 도 13은 세척장치를 설명하기 위한 예시도들로서, 도 11은 세척장치의 구성을 설명하기 위한 평면 투영 형태를 나타낸 예시도이고, 도 12는 측면 투영 형태를 나타낸 예시도이다. 그리고, 도 13은 브러쉬조립체의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 세척장치(30)는 전술한 바와 같이 태양전지(10)의 면 즉, 발전이 이루어지는 표면을 따라 이동하면서 부착된 이물질을 제거하고 세척하는 역할을 한다.
이를 위해, 세척장치(30)는 브러쉬조립체(31), 이송조립체(32) 및 구동부(33)를 포함하여 구성된다.
브러쉬조립체(31)는 커버(311), 브러쉬(312) 및 샤프트(313)를 포함하여 구성된다.
커버(311)는 브러쉬(312)를 감싸 이물질의 비산을 방지하고, 압축공기 및 브러쉬(312)에 의해 분리된 이물질의 흡입 제거를 용이하게 한다. 이를 위해, 커버(311)는 브러쉬(312)를 감싸는 덮개의 역할을 함과 아울러, 압축공기 및 흡입에 의한 공기 유통로의 역할을 한다. 또한, 커버(311)는 압축공기 분사 및 공기와 이물질의 흡입을 위한 노즐의 역할을 하게 된다.
이러한 커버(311)는 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 브러쉬(312)와 태양전지(10)가 접촉하지 않는 부분을 감싸도록 일부가 개방된 링 형상으로 형성된다. 즉, 태양전지(10)와 브러쉬조립체(31)가 마주대하는 쪽이 개방되어 브러쉬(312)가 태양전지(10)를 향해 노출될 수 있는 형태로 구성된다. 이를 통해 커버(311)는 브러쉬(312)에 의해 제거된 이물질이 비산하는 것을 방지하고, 흡입노즐을 통해 효율적으로 흡입될 수 있게 하는 역할을 한다.
아울러, 커버(311)는 압축공기의 이송을 위한 관로 및 압축공기를 태양전(10) 면에 분사하기 위한 노즐의 역할과 세척에 의해 분리된 이물질의 흡읍을 위한 노즐의 역할 및 흡입된 공기를 배출하기 위한 관로의 역할을 한다. 이를 위해 커버(311)는 내부에 빈 공간인 중공(3115a, 3115b)이 형성되고, 각각 압축공기의 유통, 이물질의 유통을 위한 관로로 이용된다. 이러한 중공(3115a, 3115b)은 각각 연결관(3114a, 3114b)에 의해 커버송풍관(3111a), 커버흡입관(3111b)에 연결되고, 송풍관(333a) 및 흡입관(333b)에 의해 구동부(33)의 제2모터(331b) 및 제3모터(331c)에 연결된다.
구체적으로 커버(311)는 태양전지(10)가 마주하는 면에 송풍노즐(3112) 및 흡입노즐(3111)이 형성된다. 송풍노즐(3112)은 브러쉬조립체(31)의 진행방향에 위치하며, 압축공기를 태양전지(10) 면에 분사하여 태양전지(10)에 부착된 이물질을 1차적으로 제거하는 역할을 한다. 그리고, 흡입노즐(3111)은 브러쉬조립체(31)의 진행방향 후위 즉, 브러쉬(312)를 뒤따르며 브러쉬(312)와 송풍노즐(3112)로부터의 압축공기에 의해 태양전지(10) 면에서 분리된 이물질을 흡입하는 역할을 한다.
그리고, 송풍노즐(3112)과 흡입노즐(3111)은 각각 커버(311)에 형성된 중공(3115a, 3115b)에 연결된다. 중공(3115a, 3115b)은 커버(311) 내부에서 격벽(3118)에 의해 송풍중공(3115a)와 흡입중공(3115b)으로 구획된다. 그리고, 송풍중공(3115a)은 송풍노즐(3112)에 연결되며, 흡입중공(3115b)은 흡입노즐(3111)에 연결된다.
송풍중공(3115a)은 연결관(3114a)에 의해 커버송풍관(3111a)에 연결되고, 커버송풍관(3111a)이 송풍관(333a)에 연결됨으로써 송풍노즐(3112), 송풍중공(3115a), 연결관(3114a), 커버송풍관(3111a) 및 송풍관(333a)으로 구성되는 송풍관로를 형성하게 된다.
그리고 흡입중공(3115b)은 연결관(3114b)에 의해 커버흡입관(3111b)에 연결되고, 커버흡인관(3111b)이 흡입관(333b)에 연결됨으로써, 흡입노즐(3111), 흡입중공(3115b), 연결관(3114b), 커버흡입관(3111b) 및 흡입관(333b)으로 구성되는 흡입관로를 형성하게 된다.
이러한 브러쉬조립체(31)는 송풍노즐(3112)에 의해 압축공기를 태양전지(10)에 분사하고, 브러쉬(312)의 회전에 의해 태양전지(10) 표면을 부러싱한 후 이물질을 흡입함으로써, 청소 후 이물질이 태양전지(10) 표면을 확실하게 청소함과 아울러 이물질의 재흡착을 방지하여, 높은 청결도의 세척효과를 기대할 수 있게 된다.
한편, 송풍노즐(3112)과 흡입노즐(3111)은 커버(311)에 샤프트(313)와 평행한 방향으로 나란하게 형성된다. 그리고, 송풍노즐(3112)과 흡입노즐(3111)은 분사압 및 흡입압력을 높이기 위해 노즐(3111, 3112)의 단면적이 중공(3115)의 단면적에 비해 작은 단면적을 가지도록 슬릿 또는 홀 형태로 형성되거나, 별도의 노즐 부재가 부착 결합되어 형성된다. 이러한 노즐은 분사압 또는 흡입압력을 높이 고 이물질 제거 효과를 높이기 위한 다양한 형태로 변형이 가능하며, 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
그리고, 위에서는 송풍노즐(3112)이 브러쉬조립체(31)의 진행방향 앞쪽에, 흡입노즐(3111)이 브러조립체(31)의 진행방향에 배치되어 압축공기 분사, 브러싱 후 이물질 흡입이 이루어지는 것으로 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 즉, 흡입이 먼저 이루어지고, 브러싱 후 압축공기를 분사하는 방식으로 운영하는 것도 가능하다.
브러쉬(312)는 커버(311) 내부에 수납되고, 샤프트(313)를 통해 구동부(33)로부터 전달되는 구동력에 의해 회전 또는 왕복하여 태양전지(10) 표면을 브러싱에 의해 청소하게 된다. 이를 위해 브러쉬(312)는 샤프트(313)에 결합되며, 태양전지(10)와 접하는 일부분만이 커버(311)의 절단면을 통해 태양전지(10)와 접촉할 수 있게 노출된다. 이러한 브러쉬(312)는 아크릴, 폴리에스테르와 같은 합성수지 섬유 또는 면, 모와 같은 천연섬유를 이용하여 직조된 천 또는 섬유 뭉치 또는 이의 등가재료로 구성될 수 있다.
이러한 브러쉬(312)는 샤프트(313)를 축으로 하여 단순히 정역회전을 시킴으로서 세척이 가능하지만, 크랭크 기어와 같은 기어와 추가적인 샤프트를 이용하여 좌우 또는 상하로 유동하여 브러싱이 이루어지도록 하는 것도 가능하다. 본 발명에서는 브러쉬(312)가 샤프트(313)를 축으로하여 회전하는 형태를 예로 들어 설명하지만, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
샤프트(313)는 커버(311)의 양단에 배치되는 기어박스(32)를 관통하여 결합되고, 일측 종단은 구동부(33)의 제1모터(331a)의 모터축(332)와 커플러(323)에 의해 결합된다. 이를 통해 샤프트(313)는 제1모터(331a)에서 발생된 회전력을 기어박스(32)에 전달하고 브러쉬(312)를 동작시키게 된다.
이송조립체(32)는 샤프트(313)를 통해 전달되는 제1모터(331a)의 회전력에 세척장치(30)를 이송시키는 역할을 한다. 이를 위해 이송조립체(32)는 베어링조립체(321), 기어조립체(322) 및 이송레일(329)로 구성된다.
베어링조립체(321)는 샤프트(313)가 제1모터(331a)의 구동력에 의해 안정적으로 회전할 수 있게 하는 역할과, 샤프트(323) 및 구동부(33)가 이동선상 및 태양전지와 적절한 거리를 유지하도록 하는 역할을 한다. 이를 위해 베어링조립체(321)는 베어링(3211)과 베어링(3211)을 고정하는 베어링케이스(3212)로 구성된다.
기어조립체(322)는 샤프트(313)를 통해 전달되는 회전력을 세척장치930)의 이동을 위한 구동력으로 변환함과 아울러 변환된 구동력에 의해 이송레일(329)을 따라 세척장치(30)를 이동시킨다. 구체적으로 기어조립체(322)는 회전력을 감속하는 감속기와 감속기에 의해 감속된 회전력에 다라 이송레일(329)을 따라 세척장치(30)를 이동시키는 이동부재로 구성될 수 있다.
여기서, 이송조립체(32)는 이동부재로 톱니기어, 피니언기어를 구성하고, 이에 대응되는 이송레일(329)을 렉기어로 구성하거나, 이동부재로 고무, 금속 및 합성수지 중 어느 하나로 구성되는 휠을 이용하고 이송레일(329)은 휠과의 접촉면이 평평하거나, 마찰을 위한 요철 가공된 빔 또는 각형 관 또는 원형 파이프로 구성할 수 있다. 또한, 이송조립체(32)를 체인과 스크라켓으로 구성하거나, 벨트와 풀리, 로프와 풀리를 이용하여 이송조립체(32)를 구성할 수도 있다. 이와 같은 경우 감속기의 감속비, 감속 및 동력 전달을 위해 사용되는 기어의 종류, 수 및 기어비는 상이해질 수 있으며, 제시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이송레일(329)은 태양전지(10)의 모서리 즉, 나란한 양측 변을 따라 프레임(20) 상에 고정 설치된다. 이 이송레일(329)은 이송장치(30)의 이동을 위한 경로를 제공한다. 이를 위해 이송레일(329)은 전술한 바와 같이 렉기어, 각형 파이프, 원형 파이프, 빔, 체인, 로프와 같은 형태로 형성될 수 있으며, 이동부재에 대응하여 구성된다. 아울러, 이송레일(329)은 도면에는 태양전지(10)의 4개의 모서리(또는 변) 중 상대적으로 긴 2개의 모서리와 나란하게 설치된 것으로 도시되어 있으나, 짤은 모서리에 설치될 수도 있으며, 도시된 바에 의해 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
구동부(33)는 브러쉬조립체(31)의 동력, 세척장치(30)의 이동을 위한 동력, 압축공기 및 흡입력을 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 구동부(33)는 복수의 모터(331a, 331b, 331c)로 구성된다.
제1모터(331a)는 샤프트(313)의 일측 종단 또는 브러쉬조립체(31)의 일측 종단에서 모터축(332)이 커플러(323)에 의해 샤프트(313)의 종단에 결합된다. 이를 통해 제1모터(331a)는 회전력을 샤프트(313)에 전달하며, 샤프트(313)에 의해 기어조립체(321)와 브러쉬(321)에 회전력을 전달하게 된다. 이 제1모터(331a)는 이송조립체(32)에 의해 브러쉬조립체(31)와 함께 이송레일(329)을 따라 이동하게 된다.
제2모터(331b)는 브러쉬조립체(31) 커버(311)의 커버송풍관(3111a)와 송풍관(333a)에 의해 연결되며, 송풍관(333a)을 통해 압축공기를 공급한다. 이를 위해 제2모터(331b)는 흡입관(334)을 통해 공기를 흡입하고, 압축기에 의해 공기를 압축하게 된다. 이러한 제2모터(331b)는 도시된 바와 같이 샤프트(313)의 타측 종단 즉, 제1모터(331a)와는 브러쉬조립체(31)를 사이에 두고 반대편에 설치될 수 있다.
여기서, 제2모터(331b)의 위치 및 수, 구동방법은 변형이 가능하며, 이에 대해서는 하기의 다른 실시예에 대한 설명을 통해 상세히 설명하기로 한다.
제3모터(331c)는 커버(311)의 커버흡입관(3111b)와 흡입관(333b)에 의해 연결되며, 흡입관(333b)을 통해 흡입력을 제공하여 공기 및 이물질을 흡입하여 외부배출관(334b)를 통해 배출한다. 이러한 제3모터(331c)는 도시된 바와 같이 제2모터(331b)와 나란하게 샤프트(313)의 타측 종단, 즉 제1모터(331a)와는 브러쉬조립체(31)를 사이에 두고 반대편에 설치될 수 있다.
여기서, 제3모터(331b)도 제2모터(331b)와 마찬가지로 위치, 수 및 구동방법의 변형이 가능하며, 이에 대해서는 제2모터(331b)와 함께 하기의 다른 실시예를 통해 상세히 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 브러쉬조립체를 도시한 측단면 예시도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 브러쉬조립체(B31)는 전술한 실시예와 비교하여, 커버(B311)에 블레이드(B319)가 부가된 것을 제외하곤 거의 동일하다. 때문에서 이하에서는 전술한 실시예와의 차이점 및 설명되지 않은 사항을 위주로 설명하며, 이하에서 설명되지 않은 사항은 전술한 실시예와 유사한 것으로 간주한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 브러쉬조립체(B31)는 커버(B311), 브러쉬(312) 및 샤프트(313)를 포함하여 구성된다.
커버(B311)는 도 14에 도시된 바와 같이 단면 형상이 브러쉬(312)를 감싸도록 원형 링 형상으로 형성되고, 태양전지(10)와 마주대하는 쪽이 개방되어 브러쉬(312)가 태양전지를 향해 노출된다.
그리고, 커버(B311)에는 노즐(B3111, B3112)이 형성되고, 특히 노즐(B3111, B3112)과 인접한 부분에 블레이드(B319)가 결합된다. 이 블레이드(B319)는 태양전지(10) 표면에 밀착된 상태로 이동하여 이물질을 제거하게 된다. 이러한 블레이드(B319)는 고무와 같은 천연수지, 고무와 유사한 물성의 합성수지를 이용하여 형성될 수 있으나, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이 블레이드(B319)는 노즐(B3111, B3112) 중 어느 하나 또는 흡입노즐(B3111), 송풍노즐(B3112) 각각에 설치될 수 있으며, 별도의 지지프레임을 이용하여커버(B311)로부터 일정거리 이격하여 설치될 수도 있으며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이러한 본 발명의 제4 실시예의 브러쉬조립체(B31)는 브러싱, 압축공기 및 흡입에 의한 이물질 제거뿐만 아니라, 블레이드(B319)에 의한 이물질 제거를 수행함으로써, 고착된 이물질도 용이하게 제거가 가능하다. 또한, 압축공기, 브러쉬, 블레이드 및 흡입에 의한 4중 세척을 수행하여 효과적으로 이물질을 제거하게 됨으로써 별도의 세척수를 이용하지 않고도 효과적인 세척이 가능하고, 세척장치(30)의 1회 이송을 통해서도 확실한 세척이 가능해진다. 나아가 본 발명의 다른 실시예의 세척장치(30)는 세척수를 사용하지 않고도 세척이 가능하여 세척수 사용시 발생하는 태양광 발전의 효율저하를 방지할 수 있게 되며, 발전이 이루어지는 중에도 발전효율의 큰 저하없이 필요시마다 세척이 가능해진다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 제5 실시예에 따른 세척장치의 구성을 도시한 예시도들로서, 도 15는 제1모터에 의해 제2 및 제3모터가 동력을 제공받는 형태의 세척장치의 예를 도시한 것이고, 도 16은 제2 및 제3모터가 일체형으로 구성된 예를 도시한 것이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 세척장치는 제2 및 제3모터(C331b, C331C)가 제1모터(C331a)로부터 구동력을 전달받아 압축력 및 흡입력을 각각 생산하도록 구성된다.
이를 위해 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 세척장치는 압축력에 의해 압축공기를 생성하는 제2모터(C331b)와 흡입력에 의해 이물질 및 공기를 흡입 배출하는 제3모터(C331c)로 구성된다.
특히, 제2 및 제3모터(C331b, C331c)는 기어박스(C322)에 의해 샤프트(313)를 통해 전달되는 구동력을 배분받는다. 이를 위해 기어박스(C322)는 샤프트(313)로 전달되는 제1모터(C331a)의 구동력을 기어에 의해 분기시켜 제2 및 제3모터(C331b, C331c)와 연결된 샤프트(313)를 통해 제2 및 제3모터(C331b, C331c)에 전달한다.
아울러 제2 및 제3모터(C331b, C331c)는 각각 공기의 흡입과 배출을 위한 외부흡입관(C334a)와 외부배출관(C334b)를 포함하여 구성된다.
한편, 도 16에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 세척장치가 도시되어 있다. 도 16에 도시된 또 다른 실시예에 따른 세척장치는 제2모터(D331b)와 제3모터(D331c)가 하나의 샤프트(313)를 공유하여, 샤프트(313)에 의해 전달되는 구동력에 의해 각각 압축력과 흡입력을 생성하도록 구성된다.
이를 위해 제2모터(D331b)와 제3모터(D331c)는 샤프트(313)의 연장선을 따라 순차적으로 설치되거나, 도시된 바와 같이 일체형으로 구성될 수 있다.
또한, 도 16에는 제1모터(D331a)와 샤프트(313)에 의해 연결되어 샤프트(313)를 통해 전달되는 구동력에 의해 흡입력 또는 압축력을 생성하는 것으로 도시되어 있으나 제2모터(D331b) 또는 제3모터(D331c) 중 어느 하가 구동력을 생성하고, 다른 하나의 모터와 구동력을 공유하도록 구성할 수 있으며, 이로써 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
10 : 태양전지 20 : 프레임
21 : 제1프레임 22 : 제2프레임
23 : 제3프레임 25 : 풋프레임
30 : 세척장치 31 : 브러쉬조립체
311 : 송풍노즐 3111 : 커버송풍관
3112 : 제1노즐 3113 : 제2노즐
3114 : 연결관 3113 : 커버
3115 : 중공 312 : 브러쉬
313 : 샤프트 319 : 블레이드
32 : 이송조립체 321 : 베어링조립체
3211 : 베어링 322 : 기어조립체
323 : 커플러 329 : 이송레일
33 : 구동부 331 : 제1모터
332 : 모터축

Claims (13)

  1. 태양전지;
    상기 태양전지에 결합되어 상기 태양전지를 지지하는 프레임; 및
    상기 프레임 상에 이동 가능하게 설치되며, 상기 태양전지의 발전면을 따라 이동하여 브러쉬, 압축공기, 공기흡입 중 적어도 어느 하나 이상에 의해 상기 발전면의 이물질을 제거하는 세척장치;를 포함하여 구성되고,
    상기 세척장치는
    구동력을 생산하는 하나 이상의 모터를 가지는 구동부, 상기 구동부의 구동력에 의해 상기 세척장치를 상기 태양전지의 평행한 두 변을 따라 이동시키는 이송조립체 및 상기 구동력에 의해 회전하는 브러쉬를 포함하며, 상기 브러쉬 진행방향의 전방 또는 후방 중 어느 하나 이상에 상기 구동부로부터의 압축공기를 분사하거나 공기흡입에 의해 이물질을 흡입하는 브러쉬조립체를 포함하여 구성되며,
    상기 브러쉬 조립체는 상기 모터의 구동축과 커플러에 의해 일측 종단이 결합되는 샤프트, 상기 샤프트에 결합되는 브러쉬 및 상기 태양전지와 접촉되는 상기 브러쉬 일부가 노출되도록 상기 브러쉬를 감싸게 일측이 개방된 관 형상으로 형성되며, 상기 브러쉬의 이동방향 전방과 후방 각각에 제1노즐 및 제2노즐이 형성되는 커버를 포함하여 구성되며,
    상기 커버는 내부에 중공이 형성되고 상기 중공은 상기 제1노즐 및 제2노즐과 연통되는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러쉬조립체는
    상기 전방과 상기 후방 중 어느 하나에는 상기 압축공기를 분사하고, 나머지 하나에는 이물질 흡입을 수행하는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중공은 격벽에 의해 구획되고, 구획된 각각의 중공은 상기 제1노들 및 제2노즐과 각각 연통되는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버는
    상기 세척장치의 이동시 상기 태양전지 표면에 밀착하여 이송되는 와이퍼 블레이드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부는
    상기 샤프트의 일측 종단에 연결되어 상기 구동력을 생성하는 제1모터,
    상기 압축공기를 생산하여 상기 중공에 연결된 송풍연결관에 의해 상기 압축공기를 상기 브러쉬조립체에 전달하는 제2모터 및
    흡입력을 생성하여 상기 중공에 연결된 흡입연결관을 통해 상기 브러쉬조립체에 흡입력을 전달하는 제3모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3모터 중 적어도 어느 하나는
    상기 제1모터와 상기 샤프트에 의해 연결되고, 상기 제1모터로부터 상기 구동력을 제공받아 구동되는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3모터는 하나의 샤프트를 공유하며,
    상기 제2 및 제3모터 중 어느 하나의 모터가 구동력을 생성하며, 나머지 하나의 모터가 상기 샤프트 통해 구동력을 전달받아 동작하는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 이송조립체는
    상기 브러쉬 조립체와 상기 구동부 사이의 상기 샤프트에 결합되어 상기 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 베어링 조립체,
    상기 베어링조립체와 상기 브러쉬조립체 또는 상기 베어링조립체와 상기 구동부 사이의 상기 샤프트에 결합되어 상기 구동력을 감속 또는 가속하고, 감속 또는 가속된 상기 구동력에 의해 상기 세척장치를 이송시키는 이동부재와 상기 이동부재에 의한 이동경로를 제공하는 이송레일을 가지는 기어조립체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기어조립체는
    상기 이동부재와 상기 이송레일을
    톱니기어와 렉기어, 피니언 기어와 렉기어, 스프라켓과 체인, 풀리와 벨트, 풀리와 와이어, 휠과 파이프 및 휠과 빔 중 적어도 어느 하나를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 기어조립체는
    상기 샤프트를 통해 전달되는 상기 제1모터의 구동력을 상기 제2 및 제3모터와 각각 연결된 분기샤프트에 분배하는 것을 특징으로 하는 세척장치를 포함하는 태양광 발전장치.
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