KR101492448B1 - 수상 부유식 태양광 발전장치 - Google Patents

수상 부유식 태양광 발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수상에 부유할 수 있도록 복수의 단위 부유체를 연결하여 그 위에 태양광모듈을 지지프레임에 의해 일정각도로 설치하고 태양광모듈의 수직 수평 각도조절장치를 마련함으로써, 수상에 설치 가능하면서 태양광모듈의 수직 수평 각도를 태양의 고도 및 위치에 따라 조절할 수 있도록 한 수상 부유식 태양광 발전장치에 관하여 개시한다.

Description

수상 부유식 태양광 발전장치{FLOATING TYPE APPARATUS FOR GENERATING PHOTOVOLTAIC POWER}
본 발명은 수상에 부유할 수 있도록 서로 연결할 수 있는 구조를 갖는 복수의 단위 부유체를 연결하여 그 위에 태양광모듈을 지지프레임에 의해 일정각도로 설치하고 태양광모듈의 수직 수평 각도조절장치를 마련함으로써, 수상에 설치 가능하면서 태양광모듈의 수직 수평 각도를 태양의 고도 및 위치에 따라 좌 우 혹은 동서로 조절할 수 있도록 한 수상 부유식 태양광 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전은 태양광을 이용하여 전력을 생산함에 있어서 태양전지판의 면적에 비례하여 전력 생산량이 결정되기 때문에 주어진 용적을 최대한 활용할 필요가 있다. 그리고 전력 생산량을 높이기 위해, 즉 발전 효율을 높이기위서는 많은 용적을 필요로 한다. 산이 많고 평활한 대지가 적은 한반도에서는 태양발전을 이용하기에도 용이하지 않다. 따라서 반도라고 하는 지리적 특성을 이용하여 근래에는 수상 태양광 발전장치가 제안되고 있다.
수상 태양광 발전장치의 실시예로서 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0030009호에는 『수면에 띄워져 전기 에너지를 생성하기 위해 태양에너지를 전지에너지로 변환하여 전기를 발생시키는 태양전지 부력체에 있어서, 입방체로서 수면에 뜨는 구조로 태양을 향하는 표면층을 구비하고 입방체의 측면부에 다수개의 연결고리부가 성형된 부력체; 다수개의 태양전지셀로 이루어진 일정 크기의 태양전지모듈; 부력체의 태양을 향하는 일 표면에 태양전지모듈이 일체로 고착되는 것을 특징으로 하는 태양전지 부력체』에 관한 기술이 개시된 바 있다.
또한, 대한민국 특허등록 제1291243호에는 『태양 발전을 하고 수직축에 대하여 회전하는 원형 회전 플랫폼으로 구성되며, 플랫폼은 집광렌즈들이 덮여지는 광전지들을 갖는 수면 위에 떠 있는 복수의 트러프를 포함하고, 원형의 플로팅 링에 의하여 둘러싸여 있으며, 트러프는 수평축에 대해 차축머리를 기준으로 회전 가능하며, 플로팅 링은 그 원주의 한 지역에서만 지지하는 체결기구에 의하여 제자리에 고정되며, 세 개의 플로팅 링들은 트라이어드 형으로 결합되며, 그것들 사이에 틈새 영역이 둘러싸여지며, 체결기구는 플로팅 링을 죄고 있는 둘 이상의 롤러를 포함하며, 플로팅 링은 플로팅 링 주위에 배열된 세 개의 롤러 사이에 위치되며, 이에 따라 플로팅 링의 위치가 고정되며, 롤러들은 적어도 하나의 롤러가 플로팅 링의 내면을 잡고 적어도 하나의 롤러가 플로팅 링의 외면을 잡도록 배열되며, 플로팅 링의 회전은 롤러들 중 하나가 모터에 의해 구동되고 이 롤러가 플로팅 링에 토크를 전달하는 것에 의해 일어나는 태양 발전시스템』에 관한 기술이 개시된 바 있다.
또한, 대한민국 실용신안등록 제0466821호에는 『투명상판과 지지판이 프레임에 의해 평행하게 이격 고정됨으로써 밀폐된 내부 공간을 제공하는 판형상의 케이싱; 케이싱 내부에 설치되는 태양전지판; 및 태양전지판이 케이싱 내부에 고정되도록 하는 간격유지부재; 를 포함하는 태양광 발전 모듈로 이루어지되; 태양광 발전 모듈은 수면 위에 부상할 수 있는 비중을 가지며, 간격유지부재에 의해 태양전지판의 상하부에는 공기층이 마련되는 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치』에 관한 기술이 개시된 바 있다.
또한, 대한민국 실용신안등록 제0466821호에는 『연결 수단을 이용하여 서로 체결 연결되되, 연결 수단을 체결하는 체결 구조가 형성된 다수의 태양광 발전 장치; 다수의 태양광 발전 장치 중 양단의 태양광 발전 장치 일측에 연결되어 수위에 따라 수직 방향으로 이동하는 부표; 부표의 하단 일측에 연결되는 도르레 지지부; 및 도르레 지지부와 도르레 와이어를 통하여 연결되며 지층에 고정된 고정대를 포함하며, 도르레 지지부는, 도르레; 도르레가 설치되며 삼각형 형상으로 배열된 2개의 도르레 지지 프레임; 및 2개의 프레임을 용접 연결하는 용접판을 포함하되, 도르레 와이어는 2개의 도르레 와이어로 구성되되 서로 말단이 하나의 무게추로 연결되거나 말단에 각각 하나의 무게추가 연결되는 수면 태양광 발전용 트랙킹 장치』에 관한 기술이 개시된 바 있다.
그러나 종래의 수상 태양광 발전장치는 복잡한 기계장치를 사용하여 태양광모듈의 각도를 태양의 고도 또는 좌우 및 동서 위치에 따라 변화시켜 태양광 집열 효율을 높일 수 있도록 개발된 것인바, 태양광모듈의 회전장치가 매우 복잡하고 설비비용이 고가인 문제점이 있었다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 수상에 부유할 수 있도록 복수의 단위 부유체를 연결하여 그 위에 태양광모듈을 지지프레임에 의해 일정각도로 설치하고 태양광모듈의 수직 수평 각도조절장치를 마련함으로써, 수상에 설치 가능하면서 태양광모듈의 수직 수평 각도를 태양의 고도 및 위치에 따라 조절할 수 있도록 한 수상 부유식 태양광 발전장치를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 이루기 위해, 본 발명은 수상에 부유할 수 있도록 단위 부유체를 복수로 연결하여 구성되는 부유체; 부유체 위에 설치되는 것으로서 베이스 프레임; 베이스 프레임의 상면 전방에 정면이 수면과 둔각을 이루도록 후방으로 기울어지게 설치되는 태양광모듈; 태양광모듈의 정면이 기울어지게 설치될 수 있도록 태양광모듈의 배면을 지지하는 지지프레임; 베이스 프레임 상에 설치되는 것으로서 태양광모듈의 수직 각도를 조절하는 수직 각도조절장치; 베이스 프레임의 네 귀퉁이에 연결설치되는 것으로서 태양광모듈의 수평 각도를 조절하는 수평 각도조절장치; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치에 있어서, 단위 부유체는 단위 부유체의 바깥부분을 구성하는 것으로서 속이 빈 외부 부유체; 수상 부유력을 높이고 수압에 수축되는 것을 막기위해 외부 부유체 내부에 채워지는 내부 부유체; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
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또한, 외부 부유체는 PE, PVC, 합성수지 또는 녹이 안스는 스텐레스 스틸 판 중 선택되는 어느 하나이며, 내부 부유체는 위에 있는 모듈 및 장치의 무게를 부상할 수 있는 부력 이상을 갖는 부유체이고 부유체 내부에 발포스치로폼을 충진한 부유체임을 특징으로 한다.
또한, 수직 각도조절장치는 태양광모듈 배면 쪽으로 간격을 두고 전후 양쪽으로 설치되는 지지체; 구동수단에 의해 정역으로 회전하고 양단이 지지체에 회전가능하도록 설치되는 이송스크루; 이송스크루의 나사를 따라 전후로 이동하는 이송너트; 이송너트의 상부에 설치되어 이송스크루의 회전시 이송스크루의 나사를 따라 전후로 이동하는 것으로서, 이동하는 이송너트에 의해 베이스 프레임의 전방 쪽으로 가까워 지거나 베이스 프레임의 후방 쪽으로 가까워지는 녹이 안슬도록 습기와 차단되는 케이스에 넣은 웨이트; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 웨이트가 베이스 프레임 전방 쪽으로 가까워지면 웨이트의 하중에 의해 수평이었던 베이스 프레임의 선단이 수중으로 기울어져 태양광모듈의 정면과 수면의 각도가 작아지고, 웨이트가 베이스 프레임 후방 쪽으로 가까워지면 베이스 프레임의 후단이 웨이트의 하중에 의해 수중으로 기울어져 태양광모듈의 정면과 수면의 각도가 커짐을 특징으로 한다.
또한, 이송너트 하부에는 베이스 프레임에 형성된 가이드 홈을 따라 이동하는 가이드가 설치됨을 특징으로 한다.
또한, 수평 각도조절장치는 구동수단에 의해 정역방향으로 회전하는 것으로서 베이스 프레임의 좌측 변 전방에 설치되는 수시로 수동 혹은 전동으로 회전시킬 수 있는 권취드럼; 권취드럼과 대응하여 베이스 프레임의 좌측 변 후방에 설치되는 보조 권취드럼; 권취드럼과 보조 권취드럼을 연결하는 연결축; 한쪽 끝단은 베이스 프레임의 좌측 변과 간격을 두고 베이스 프레임의 좌측 변 후방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결되는 제1줄; 제1줄과 “X”와 같이 교차되는 것으로서, 한쪽 끝단은 베이스 프레임의 좌측 변과 간격을 두고 베이스 프레임의 좌측 변 전방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼의 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결되는 제2줄; 한쪽 끝단은 베이스 프레임의 우측 변과 간격을 두고 베이스 프레임의 우측 변 후방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결되는 제3줄; 제3줄과 “X”와 같이 교차되는 것으로서, 한쪽 끝단은 베이스 프레임의 우측 변과 간격을 두고 베이스 프레임의 우측 변 전방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼의 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결되는 제4줄; 을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 제1줄의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임 좌측 변 쪽 전방에 설치된 텐션롤러를 경유하여 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결되고, 제2줄의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임 좌측 변 쪽 후방에 설치된 텐션롤러를 경유하여 보조 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결되며, 제3줄의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임 우측 변 쪽 전방에 설치된 방향을 바꾸는 가이드 롤러를 경유하여 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결되고, 제4줄의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임 우측 변 쪽 후방에 설치된 텐션롤러를 경유하여 보조 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결됨을 특징으로 한다.
또한, 제1, 3줄의 다른 쪽 끝단은 권취드럼의 상부 쪽으로 감기고, 제2, 4줄의 다른 쪽 끝단은 보조 권취드림의 하부 쪽으로 감김을 특징으로 한다.
또한, 1,2,3,4 줄의 재질은 녹이 안스는 스텐레스 와이어, 스테인레스 체인 또는 탄소섬유임을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 수상에 부유할 수 있도록 복수의 단위 부유체를 연결하여 그 위에 태양광모듈을 지지프레임에 의해 일정각도로 설치하고 태양광모듈의 수직 수평 및 각도조절하되 좌, 우 혹은 동, 서로 조절하는 장치를 마련함으로써, 수상에 설치 가능하면서 태양광모듈의 수직 수평 각도를 태양의 고도 및 위치에 따라 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수직 각도조절장치의 작동상태도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평 각도조절장치를 발췌한 평면도.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 수직 각도조절장치의 작동상태도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수평 각도조절장치를 발췌한 평면도를 각각 도시한 것으로서, 이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명한다.
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 수상에 부유할 수 있는 부유체와, 부유체 위에 설치되는 베이스 프레임(20)과, 베이스 프레임(20) 위에 설치되는 태양광모듈(30)과, 태양광모듈(30) 배면(32) 쪽 베이스 프레임(20)에 설치되는 수직 각도조절장치(50)와, 베이스 프레임(20)의 네 귀퉁이 쪽으로 연결설치되는 수평 각도조절장치(60)로 구성된다.
구체적으로 부유체는 도 1과 같이 수상에 부유 가능한 재질로 이루어지는 복수의 단위 부유체(10)를 격자형대로 연결하여 형성된다. 단위 부유체(10)는 내외부의 외부 부유체(11)와 내부 부유체(12)로 구성된다. 외부 부유체(11)는 PE, PVC 또는 스텐레스 스틸 판 재질로 서로 연결할 수 있는 구조를 갖는 것으로서 육면체이며 속이 빈 형태로 형성된다. 내부 부유체(12)는 외부 부유체(11) 내부에 채워지는 것으로서 스티로폼임으로 이루어진다. 외부 부유체(11)를 육면체라고 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 원기둥, 구, 육각기둥 등의 다양한 형태일 수 있다. 이와 같이 외부 부유체(11) 내부에 스티로폼 재질의 내부 부유체(12)를 채움으로써 수상 부유력을 더욱 향상시킬 수 있으며, 단위 부유체(10)는 외부 부유체(11)와 내부 부유체(12)와 같이 수상에 부유할 수 있는 가벼운 재질로 이루어 지기 때문에 운반 및 설치작업이 매우 용이하다.
베이스 프레임(20)은, 부유체 위에 설치되는 것으로서 태양광모듈(30) 및 수직 각도조절장치(50) 등을 안정적으로 설치할 수 있는 판의 역할을 한다. 견고성과 안정성을 높이기 위해 부유체와 베이스 프레임(20) 사이에 스텐레스 스틸로 "ㄷ" 자 모양으로 절곡, 형강을 더 설치할 수 있다. 베이스 프레임(20)은 태양광모듈(30) 및 수직 각도조절장치(50)의 안정적인 설치를 위하여 사각 형태인 것이 바람직하다.
태양광모듈(30)은, 태양광을 집열하는 판으로서 베이스 프레임(20) 상면 전방에 정면(31)이 수면(80)과 90도 이상의 둔각을 이루도록 후방으로 기울어지게 설치된다. 계절에 따른 태양 고도에 따라 태양광모듈(30)의 수직 각도가 조절되어야 하고 이러한 태양광모듈(30)의 수직 각도 조절은 수직 각도조절장치(50)에 의해 이루어진다.
태양광모듈(30)을 베이스 프레임(20)에 경사로 설치시 태양광모듈(30) 배면(32)에 지지프레임(40)을 세워 받치기 때문에 태양광모듈(30)이 기울어질 상태로 안정적으로 서 있을 수 있다.
수직 각도조절장치(50)는, 태양광모듈(30) 배면(32) 쪽에 위치하도록 베이스 프레임(20) 위에 설치된다. 수직 각도조절장치(50)는 베이스 프레임(20) 전후 양쪽으로 간격을 두고 설치되는 지지체(51)와, 양단이 지지체(51)에 회전가능하도록 설치되는 이송스크루(52)와, 이송스크루(52)의 회전시 이송스크루(52)의 나사를 따라 전후로 이동하는 이송너트(53)와, 이송너트(53) 상부에 설치되는 웨이트(54)로 구성된다.
이송스크루(52)의 회전시 이송너트(53)가 헛돌지 않도록 이송너트(53) 하부에는 베이스 프레임(20)에 형성된 가이드 홈(21)을 따라 이동하는 가이드(531)가 구비됨이 바람직하고, 이송스크루(52)는 구동수단에 의해 정역방향으로 회전할 수 있다. 구동수단은 모터에 의한 방식이나 사람이 직접 회전시키는 것일 수 있다.
구동수단에 의해 이송스크루(52)가 정역 방향으로 회전하면 이송너트(53)가 이송스크루(52)를 따라 전후진 하고 이에 웨이트(54)가 베이스 프레임(20)의 전방에 가까워지거나 후방에 가까워진다. 웨이트(54)가 베이스 프레임(20)의 전방 쪽으로 가까워지면 도 2와 같이 수평 상태였던 베이스 프레임(20) 선단이 웨이트(54)의 하중에 의해 기울어져 태양광모듈(30)의 정면(31)과 수면(80)의 각도가 작아진다. 반대로 웨이트(54)가 베이스 프레임(20)의 후방 쪽으로 가까워지면 수평 상태였던 베이스 프레임(20) 후단이 웨이트(54)의 하중에 의해 기울어져 태양광모듈(30)의 정면(31)과 수면(80)의 각도가 커진다. 웨이트(54)가 베이스 프레임(20)의 중앙에 위치할 경우 무게 중심이 중앙에 위치하기 때문에 베이스 프레임(20)이 수평을 이룬다.
수평 각도조절장치(60)는, 도 3과 같이 사각 형태의 베이스 프레임(20) 좌측 변 쪽 전방에 설치되는 수시로 수동 혹은 전동으로 회전시킬 수 있는 권취드럼(65)과, 베이스 프레임(20) 좌측 변 쪽 후방에 설치되는 보조 권취드럼(66)과, 권취드럼(65)과 보조 권취드럼(66) 사이를 연결하는 연결축(67)과, 한쪽 끝단은 수중에 연결되고 다른 쪽 끝단은 권취드럼(65)에 연결되는 제1줄(61)과, 한쪽 끝단은 수중에 연결되고 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼(66)에 연결되는 제2줄(62)과, 한쪽 끝단은 수중에 연결되고 다른 쪽 끝단은 권취드럼(65)에 연결되는 제3줄(63)과, 한쪽 끝단은 수중에 연결되고 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼(66)에 연결되는 제4줄(64)로 구성된다.
구체적으로 권취드럼(65)의 중앙에 중앙 턱(651)이 형성되며 중앙 턱(651)을 중심으로 양쪽에 제1줄(61)과 제3줄(63)의 다른 쪽 끝단이 연결설치된다. 보조 권취드럼(66)의 중앙에 중앙 턱(661)이 형성되며 중앙 턱(661)을 중심으로 양쪽으로 제2줄(62)과 제4줄(64)의 다른 쪽 끝단이 연결설치된다. 권취드럼(65)은 구동장치와 연결되어 정역으로 회전가능하다. 구동수단은 모터에 의한 방식이나 사람이 직접 회전시키는 것일 수 있다.
제1줄(61)은, 한쪽 끝단은 베이스 프레임(20)의 좌측 변과 간격을 두고 베이스 프레임(20)의 좌측 변 후방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 권취드럼(65) 중앙 턱(651)을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결설치된다.
제2줄(62)은, 제1줄(61)과 “X”와 같이 교차되는 것으로서, 한쪽 끝단은 베이스 프레임(20)의 좌측 변과 간격을 두고 베이스 프레임(20)의 좌측 변 전방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼(66)의 중앙 턱(661)을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결설치된다.
제3줄(63)은, 한쪽 끝단은 베이스 프레임(20)의 우측 변과 간격을 두고 베이스 프레임(20)의 우측 변 후방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 권취드럼(65) 중앙 턱(651)을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결설치된다.
제4줄(64)은, 제3줄(63)과 “X”와 같이 교차되는 것으로서, 한쪽 끝단은 베이스 프레임(20)의 우측 변과 간격을 두고 베이스 프레임(20)의 우측 변 전방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼(66)의 중앙 턱(661)을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결설치된다.
이때, 제1줄(61)의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임(20) 좌측 변 쪽 전방에 설치된 텐션롤러(70)를 경유하여 권취드럼(65) 중앙 턱(651)을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 안정적으로 연결된다.
제2줄(62)의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임(20) 좌측 변 쪽 후방에 설치된 텐션롤러(70)를 경유하여 보조 권취드럼(66) 중앙 턱(661)을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 안정적으로 연결된다.
제3줄(63)의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임(20) 우측 변 쪽 전방에 설치된 텐션롤러(70)를 경유하여 안정적으로 권취드럼(65) 중앙 턱(651)을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결된다.
제4줄(64)의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임(20) 우측 변 쪽 후방에 설치된 방향을 바꾸는 가이드 롤러를 경유하여 안정적으로 보조 권취드럼(66) 중앙 턱(661)을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결된다.
제1, 3줄(61, 63)의 다른 쪽 끝단은 권취드럼(65)의 상부 쪽으로 감기고, 제2, 4줄(62, 64)의 다른 쪽 끝단은 보조 권취드림(66)의 하부 쪽으로 감긴다. 이에 따라 도 3의 화살표 방향과 같이 권취드럼(65)이 회전하면 제1줄(61)은 권취드럼(65)에 감기고 제4줄(64)은 보조 권취드럼(66)에 감기며, 반대로 보조 권취드럼(66)에 감긴 제2줄(62)은 풀리고 권취드럼(65)에 감긴 제3줄(63)은 풀리기 때문에 베이스 프레임(20)이 화살표 방향과 같이 수평으로 회전하게 되며 이에 태양광모듈(30)의 좌우 수평 각도를 조절할 수 있다.
살펴본 바와 같이 본 발명은 수상에 부유할 수 있도록 복수의 단위 부유체(10)를 연결하여 그 위에 태양광모듈(30)을 지지프레임(40)에 의해 일정각도로 설치하고 태양광모듈(30)의 수직 각도조절장치(50)와 수평 각도조절장치(60)를 마련함으로써 수상에 설치 가능하면서 태양광모듈(30)의 수직 수평 각도를 태양 고도 및 위치에 따라 조절할 수 있도록 한 것으로, 이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양광모듈(30)의 수직 수평 각도 조절과정을 설명한다.
먼저, 태양광모듈(30)의 수직 각도조절과정을 설명한다. 수직 각도조절장치(50)의 이송스크루(52)가 회전하면 도 2와 같이 이송너트(53)가 베이스 프레임(20)의 선단 쪽으로 이동하게 된다. 이송너트(53)가 이동함에 따라 웨이트(54)가 베이스 프레임(20) 선단 쪽에 위치하게 된다.
이와 같이 웨이트(54)가 베이스 프레임(20) 선단 쪽에 위치하면 도 2와 같이 웨이트(54)에 하중에 의해 베이스 프레임(20) 선단이 수중으로 기울어지고 이에 수면(80)과 태양광모듈(30) 정면(31)의 각도가 작아지게 된다. 반대로 웨이트(54)가 베이스 프레임(20) 후단 쪽에 위치하면 웨이트(54)에 하중에 의해 베이스 프레임(20) 하단이 수중으로 기울어지고 이에 수면(80)과 태양광모듈(30) 정면(31)의 각도가 커지게 된다. 그리고 웨이트(54)가 베이스 프레임(20)의 중앙에 위치하면 베이스 프레임(20)이 수평상태를 유지하게 된다.
다음은 태양광모듈(30)의 수평 각도조절과정을 설명한다. 도 3과 같이 권취드럼(65)이 화살표 방향과 같이 회전하면 제1줄(61)은 권취드럼(65)에 감기고 제4줄(64)은 보조 권취드럼(66)에 감기며, 제2줄(62)의 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼(66)으로부터 풀리게 되고 제3줄(63)의 다른 쪽 끝단은 권취드럼(65)으로부터 풀리게 된다. 이와 같이 마주보는 대각 귀퉁이가 제1줄(61)과 제4줄(64)에 의해 당겨지고 반대로 다른 마주보는 대각 귀퉁이가 제2줄(62)과 제3줄(63)에 의해 풀림에 따라 화살표와 방향과 같이 베이스 프레임(20)이 수평으로 회전하고 이에 태양광모듈(30)의 수평각도를 조절할 수 있다. 권취드럼(65)을 화살표 방향의 역 방향으로 회전시키면 위에서 설명한 반대 방향으로 태양광모듈(30)의 수평각도를 조절할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 수직 각도조절장치(50)의 작동에 의해 계절에 따른 태양의 고도에 맞추어 태양광모듈(30)의 수직 각도를 조절하고, 수평 각도조절장치(60)의 작동에 의해 태양의 위치에 맞추어 태양광모듈(30)의 좌우 수평 각도를 조절할 수 있는 등 태양광모듈(30)의 수직 수평 각도를 조절함으로써 집열 효율을 향상시킬 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정하여져야 할 것이다.
10:단위 부유체 11:외부 부유체 12:내부 부유체
20:베이스 프레임 21:가이드 홈 30:태양광모듈
31:정면 32:배면 40:지지프레임
50:수직 각도조절장치 51:지지체 52:이송스크루
521:이송스크루 회전 수동핸들 53:이송너트
54:PE,PVC,스텐레스 스틸 판으로 밀폐 포장된 웨이트 60:수평 각도조절장치
61:제1줄 62:제2줄 63:제3줄
64:제4줄 65:권취드럼 66:보조 권취드럼
67:연결축 671:감속기 붙은 전동 모터
672:전동 모터의 수동 회전핸들 70:텐션롤러 80:수면
531:가이드 651, 661:중앙 턱

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 수상에 부유할 수 있도록 서로 연결할 수 있는 구조를 갖는 단위 부유체를 복수로 연결하여 구성되는 부유체; 부유체 위에 설치되는 것으로서 베이스 프레임; 베이스 프레임의 상면 전방에 정면이 수면과 둔각을 이루도록 후방으로 기울어지게 설치되는 태양광모듈; 태양광모듈의 정면이 기울어지게 설치될 수 있도록 태양광모듈의 배면을 지지하는 지지프레임; 베이스 프레임 상에 설치되는 것으로서 태양광모듈의 수직 각도를 조절하는 수직 각도조절장치; 베이스 프레임의 네 귀퉁이에 연결설치되는 것으로서 태양광모듈의 수평 각도를 조절하는 수평 각도조절장치; 를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치에 있어서,
    단위 부유체는,
    단위 부유체의 바깥부분을 구성하는 것으로서 속이 빈 외부 부유체;
    수압에 수축되는 것을 막기위해 외부 부유체 내부에 채워지는 내부 부유체;
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    외부 부유체는 PE, PVC, 합성수지, 스텐레스스틸 판 중에서 선택되는 어느 하나이며, 내부 부유체는 스티로폼임을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    수직 각도조절장치는,
    태양광모듈 배면 쪽으로 간격을 두고 전후 양쪽으로 설치되는 지지체;
    구동수단에 의해 정역으로 회전하고 양단이 지지체에 회전가능하도록 설치되는 이송스크루;
    이송스크루의 나사를 따라 전후로 이동하는 이송너트;
    이송너트의 상부에 설치되어 이송스크루의 회전시 이송스크루의 나사를 따라 전후로 이동하는 것으로서, 이동하는 이송너트에 의해 베이스 프레임의 전방 쪽으로 가까워 지거나 베이스 프레임의 후방 쪽으로 가까워지는 녹이 안슬도록 습기와 차단되는 케이스에 넣은 웨이트;
    를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    웨이트가 베이스 프레임 전방 쪽으로 가까워지면 웨이트의 하중에 의해 수평이었던 베이스 프레임의 선단이 수중으로 기울어져 태양광모듈의 정면과 수면의 각도가 작아지고, 웨이트가 베이스 프레임 후방 쪽으로 가까워지면 베이스 프레임의 후단이 웨이트의 하중에 의해 수중으로 기울어져 태양광모듈의 정면과 수면의 각도가 커짐을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    이송너트 하부에는,
    베이스 프레임에 형성된 가이드 홈을 따라 이동하는 가이드가 설치됨을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    수평 각도조절장치는,
    구동수단에 의해 정역방향으로 회전하는 것으로서 베이스 프레임의 좌측 변 전방에 설치되는 수시로 수동 혹은 전동으로 회전시킬 수 있는 권취드럼;
    권취드럼과 대응하여 베이스 프레임의 좌측 변 후방에 설치되는 보조 권취드럼;
    권취드럼과 보조 권취드럼을 연결하는 연결축;
    한쪽 끝단은 베이스 프레임의 좌측 변과 간격을 두고 베이스 프레임의 좌측 변 후방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결되는 제1줄;
    제1줄과 “X”와 같이 교차되는 것으로서, 한쪽 끝단은 베이스 프레임의 좌측 변과 간격을 두고 베이스 프레임의 좌측 변 전방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼의 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결되는 제2줄;
    한쪽 끝단은 베이스 프레임의 우측 변과 간격을 두고 베이스 프레임의 우측 변 후방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결되는 제3줄;
    제3줄과 “X”와 같이 교차되는 것으로서, 한쪽 끝단은 베이스 프레임의 우측 변과 간격을 두고 베이스 프레임의 우측 변 전방 쪽 수중 바닥에 고정되고 다른 쪽 끝단은 보조 권취드럼의 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결되는 제4줄;
    을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제1줄의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임 좌측 변 쪽 전방에 설치된 텐션롤러를 경유하여 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결되고, 제2줄의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임 좌측 변 쪽 후방에 설치된 텐션롤러를 경유하여 보조 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 한쪽 절반 부위에 연결되며, 제3줄의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임 우측 변 쪽 전방에 설치된 방향을 바꾸는 가이드 롤러를 경유하여 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결되고, 제4줄의 다른 쪽 끝단은 베이스 프레임 우측 변 쪽 후방에 설치된 텐션롤러를 경유하여 보조 권취드럼 중앙 턱을 기준으로 양쪽 중 다른 쪽 절반 부위에 연결됨을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    제1, 3줄의 다른 쪽 끝단은 권취드럼의 상부 쪽으로 감기고, 제2, 4줄의 다른 쪽 끝단은 보조 권취드림의 하부 쪽으로 감김을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
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