KR101494827B1 - 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치는, 건물 외벽면 일측에 결합되는 가이드부재; 상기 가이드부재에 가이드되는 태양전지판 조립체; 및 상기 태양전지판의 일측에 접촉되며, 상기 가이드부재에 안내되어 이동할 수 있도록 하는 태양전지판 구동구단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 건물 내에서 사용되는 전력을 자체적으로 생산할 수 있도록 함으로써, 에너지 소비에 따른 경제적 손실을 줄이고 환경오염도 방지할 수 있으며, 계절에 따라 광선반 설치 폭을 조절하여 태양광의 실내유입을 조절함으로써, 실내 빛 환경의 쾌적성 및 에너지효율을 제고할 수 있음과 동시에, 이동이 간편하고 설치대상의 창호에 다시 장착이 가능함으로써, 설치된 것을 다시 탈거하여 다른 곳으로 이동한 상태에서 다른 종류의 창호에도 설치가 가능하다.

Description

가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치{MOVING LIGHT SHELF PANEL APPARATUS}
본 발명은 태양광발전 광선반 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내로 유입되는 자연광 조절용 광선반과 태양광발전 기능을 조합시킨 광선반 장치를 통상의 창호 등에 설치하여, 조명에너지 절약 및 쾌적한 실내 시환경을 조성함과 동시에 전력을 자가 생산할 수 있도록 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치에 관한 것이다.
최근에는 대체 에너지를 이용하여 전기에너지를 생산하고자 하는 장치들이 많이 개발되고 있으며, 상기 대체 에너지 중 태양광 에너지는 어느 장소에서나 쉽게 획득할 수 있어, 다양한 형태의 전력 생산 장치들이 속속 개발되고 있다.
그리고, 상기의 태양광 에너지를 활용하기 위한 태양광 발전장치에는, 대략적으로 태양으로부터 태양광 에너지를 흡수하는 태양광 집광장치와 상기 집광장치로부터 흡수된 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지판이 공통적으로 구비되어 있다.
최근 들어서, 태양광 에너지를 이용하여 전력을 생산할 수 있는 태양광 발전설비의 사용이 점차 보편화되고 있다.
이러한 태양광 에너지를 이용하는 태양전지는 석탄이나 석유와 같은 화석연료를 사용하지 않고, 무공해이며 무한대의 에너지원인 태양광을 이용하므로, 미래의 새로운 대체 에너지원으로 각광을 받고 있으며, 현재에는 태양광발전소나 건축물, 가로등 등의 발전전력용으로 이용되고 있다.
여기서, 상기 태양전지판은 광전효과를 이용하여 빛에너지를 전기에너지로 변환시키는 반도체 소자로서, 각각이 플러스(+)와 마이너스(-) 극성을 띠는 2장의 반도체 박막으로 구성되며, 다수의 태양전지 셀(cell)들이 직/병렬로 연결되어 사용자가 필요로 하는 전압 및 전류를 발생시키게 되고, 사용자는 이러한 태양전지판에서 발생된 전력을 사용할 수 있게 되는 것이다.
이때, 태양광발전 광선반을 이용하여 발전량을 확보하기 위해서는, 태양전지가 설치되는 면적(광선반 폭)을 크게 늘릴 필요가 있으나, 실내 채광 및 냉난방부하를 고려할 때 단순한 면적증가는 오히려 실내 에너지사용량을 증가시킬 수 있다.
한편, 사무용 건물, 주상복합 건물, 공동주택의 발코니 등에는 각각 창호가 설치되어 있어서, 단열, 방음 및 조망 등의 기능과 더불어, 바깥으로부터 햇빛이 실내로 유입되도록 함으로써 실내를 환히 밝히도록 하는데, 이때 상기 창호의 전방에 설치되어 외부로부터 시작되는 태양광의 실내유입을 조절하여, 실내 빛 환경을 개선해주는 역할을 하도록 일사조절장치가 사용된다.
또한, 상기 일사조절장치 중에서 광선반 시스템은 비교적 간단한 구조로, 기존의 일사조절장치에 비해 경제적이고 일사유입 조절 및 설치가 용이하고, 외부조망의 감소가 적은 장점을 지니고 있다.
그리고, 광선반 시스템은 종래로부터 다양한 유형이 개발되어 왔으며, 한국 특허 공개번호 1020110082923에 "광선반 장치 및 그를 이용한 조명 시스템"의 일례가 자세하게 제시되어 있다.
게시된 바와 같이, 종래의 "광선반 장치를 이용한 조명 시스템"은, 실내에 구비된 창호에 설치되며, 주광(晝光)을 실내로 반사시키는 광선반; 상기 광선반을 이동시키는 이동부; 상기 광선반의 외부 돌출 길이를 결정하여 상기 이동부로 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어부가 상기 광선반의 외부 돌출 길이를 결정할 수 있는 데이터가 저장되어 있는 메모리;를 포함하여 구성된다.
그러나, 상기와 같이 구성되는 종래기술의 광선반 장치를 이용한 조명 시스템에 따르면, 태양고도의 변화에 대처하기 위해 설치각도를 변화하는 등 유입되는 일사를 제어하고 있으나, 태양고도가 낮은 동지에는 효과적인 제어가 이루어지지 못해, 조명에너지 절약 및 쾌적한 실내 빛환경 조성이 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 전력을 자가 생산함과 동시에 조명에너지 절약 및 쾌적한 실내 시환경을 조성함에 있어, 효율이 극히 저조하여 광선반 장치를 이용한 조명 시스템 사용자로 하여금 고효율이면서 사용하기 편리한 광선반 장치를 이용한 조명 시스템이 지속적으로 요구되어 왔다.
본 발명은, 실내로 유입되는 자연광 조절용 광선반과 태양광발전 기능을 조합함으로써, 조명에너지 절약 및 쾌적한 실내 시환경을 조성함과 동시에 전력을 자가 생산할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 일실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치는, 건물 외벽면 일측에 결합되는 가이드부재; 상기 가이드부재에 가이드되는 태양전지판 조립체; 및 상기 태양전지판의 일측에 접촉되며, 상기 가이드부재에 안내되어 이동할 수 있도록 하는 태양전지판 구동구단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 태양전지판 조립체는, 제1 태양전지판; 및 일측에 구비되어 있는 결합수단에 의하여 상기 제1 태양전지판에 연결되어 있는 제2 태양전지판;을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 태양전지판 구동수단은, 상기 제2 태양전지판의 일측면에 접촉되어 구동되는 구동자; 및 상기 구동자를 회전시키는 구동모터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 태양전지판 구동수단이 작동되어 상기 제1 태양전지판이 연직 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판은 제1 태양전지판과 직각을 이루며 배치되고, 상기 제1 태양전지판은 제2 태양전지판에서 반사된 태양광의 일부가 실내로 유입되지 못하도록 차단하며, 상기 제2 태양전지판은 태양광발전을 할 수 있다.
특히, 상기 제2 태양전지판에 입사된 태양광 중에서, 상기 제1 태양전지판에서 차단되지 않은 나머지 태양광은 표면에서 반사되어 실내로 유입될 수 있다.
반면, 상기 태양전지판 구동수단이 작동되어 상기 제1 태양전지판이 수평 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판은 제1 태양전지판과 동일평면을 이루며 수평 상태로 배치되고, 상기 제1 태양전지판 및 제2 태양전지판에 입사된 태양광은 태양광발전을 함과 동시에, 각각 그 표면에서 반사되어 실내로 유입될 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치는, 건물 외벽면 일측에 결합되며 가이드홈이 구비되어 있는 가이드부재; 일측에 결합수단이 구비되어 있고, 상기 가이드부재에 가이드되며, 양단부에는 롤러부재가 결합되어 있는 제2 태양전지판; 상기 결합수단에 의해서 제2 태양전지판에 연결되며, 양단부에는 롤러부재가 결합되어 있는 제1 태양전지판; 및 상기 롤러부재가 상기 가이드홈을 따라 이동할 수 있도록 하는 롤러구동수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 롤러부재가 이동되어 상기 제1 태양전지판이 연직 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판은 제1 태양전지판과 직각을 이루며 배치되고, 상기 제1 태양전지판은 제2 태양전지판에서 반사된 태양광의 일부가 실내로 유입되지 못하도록 차단하며, 상기 제2 태양전지판은 태양광발전을 할 수 있다.
또한, 상기 제2 태양전지판에 입사된 태양광 중에서, 상기 제1 태양전지판에서 차단되지 않은 나머지 태양광은 표면에서 반사되어 실내로 유입될 수 있다.
특히, 상기 롤러부재가 이동되어 상기 제1 태양전지판이 수평 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판은 제1 태양전지판과 동일평면을 이루며 수평 상태로 배치되고, 상기 제1 태양전지판 및 제2 태양전지판에 입사된 태양광은 태양광발전을 함과 동시에, 각각 그 표면에서 반사되어 실내로 유입될 수 있다.
또한, 상기 제1 태양전지판과 제2 태양전지판은, 합성수지패널을 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 합성패널은, 재질이 폴리카보네이트일 수 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치는, 상기 태양전지판 조립체에서 생성된 전력을 저장할 수 있는 축전지; 및 상기 축전지로부터 공급되는 직류 전기를 설정된 전압의 교류 전기로 변환시켜 출력하는 인버터;를 더 포함할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 태양광발전 광선반 장치에 따르면, 건물 외벽면 일측에 결합되는 가이드부재에 설치되어, 실내로 유입되는 태양광으로부터 전원을 생성하는 태양전지판 조립체를 구비함으로써, 건물 내에서 사용되는 전력을 자체적으로 생산할 수 있어, 에너지 소비에 따른 경제적 손실을 줄이고 환경오염도 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 계절에 따른 태양 고도의 차이에 따른 태양광의 실내유입에 맞춰 광선반의 설치 폭을 변환시킬 수 있도록, 2개로 연결되어 구성되는 제1 태양전지판과 제2 태양전지판을 나란하게 혹은 직각되게 배치시킴으로써, 계절에 따라 광선반 설치 폭을 조절하여 태양광의 실내유입을 조절할 수 있어, 실내 빛 환경의 쾌적성 및 에너지효율을 제고할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가이드부재에 태양전지판 조립체를 설치함으로써, 이동이 간편하고 설치대상의 또 다른 건물 외벽면에 상기 가이드부재와 태양전지판 조립체를 다시 장착할 수 있어, 기존에 설치된 것을 다시 탈거하여 다른 곳으로 이동한 상태에서 어떠한 종류의 창호에도 재설치가 가능한 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 제1 태양전지판 및 제2 태양전지판을 폴리카보네이트로써 구성ㆍ가공하여 광선반 장치의 전체 무게 및 부피를 저감시킴으로써, 높은 하중으로 인한 훼손의 위험성을 줄임과 동시에 편리하게 시공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치를 도시한 렌더링이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치를 일측방향에서 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치를 일측방향에서 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 제2 태양전지판이 펼쳐지는 중간 과정에서의 제1 태양전지판과 제2 태양전지판이 배치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 있어서, 제2 태양전지판이 제1 태양전지판과 동일평면을 이루며 수평 상태로 배치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 3에 있어서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치에 있어서, 동절기 및 하절기에서의 작동과정을 도시한 흐름도이다.
도 7은 하절기 및 동절기에 있어서, 본 발명의 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치를 통하여 태양광이 실내로 유입되는 것을 나타낸 개략도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 7를 참고하여, 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치에 대해 설명하도록 한다.
여기서, 본 발명의 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400B,400C,400D)를 설명하기에 앞서, 태양광발전 광선반 장치(400B,400C,400D)가 사무용 건물, 주상복합 건물, 공동주택의 발코니 창 등의 각각의 창호(W)에 설치되어 있는 전반적인 구성을 살펴본다.
일반적으로, 사무용 건물, 주상복합 건물, 공동주택에서 건물 외벽면(C)의 둘레를 따라 다수개의 창호(W)가 설치되고, 본 발명의 태양광발전 광선반 장치(400B,400C,400D)는 상기 건물 외벽면(C) 일측에 설치되어, 태양으로부터 입사되는 태양광(600)이 상기 태양광발전 광선반 장치(400B,400C,400D)의 제1 태양전지판(210) 또는 제2 태양전지판(230)에 입사되어 전력이 생성된 후, 상기 입사된 태양광(600)은 실내(700)로 반사되어 환하게 조명을 하게 된다.
우선, 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400D)의 구성을 살펴본다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400D)는, 제2 태양전지판(230)에 인접되게 태양전지판 구동수단(900:910,M)을 구비하여, 상기 태양전지판 구동수단(900)에 의하여 상기 제2 태양전지판(230)을 수평방향으로 설정된 구간에서 왕복ㆍ이송되도록 구성된다.
이때, 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400D)는, 창호(W)의 둘레를 따라 건물 외벽면(C)이 배치되어 있고, 상기 건물 외벽면(C) 일측에 가이드부재(100)가 결합되어 있다.
그리고, 상기 가이드부재(100)에는 태양전지판 구동수단(900:910,M)구비되어 있어서, 상기 가이드부재(100)의 일측면을 따라 안내되어 이동하도록 태양전지판 조립체(210,220,230)가 설치된다.
이때, 상기 태양전지판 조립체(200:210,230)는 하나의 몸체로서 구성될 수도 있으나, 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)로써 양분되도록 구성되는 것이 더욱 바람직하다.
이하, 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400D)를 좀더 살펴본다.
우선, 본 발명의 가이드부재(100)는 건물 외벽면(C)의 일측에 설치되고, 상기 가이드부재(100)에 안내되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400D)의 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)는 창호(W)의 전방에 설치되어 있다.
또한, 상기의 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)의 마주하는 일측 테두리부에는 각각 힌지수단이 구비되어 있는 일명 '경첩'이라고 칭하는 결합수단(220)이 결합되어, 상기 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)은 설정된 각도의 범위에서 펼쳐지거나 오므려지게 구성된다.
상기의 일명 '경첩'이라고 칭하는 결합수단(220)을 좀더 살펴보면, 한쌍의 작은 패널이 일부 겹쳐진 상태에서 바(bar) 형상의 힌지부재에 의하여 결합되어, 한쌍의 상기 작은 패널이 상호 간에 일정각도로 펼쳐지거나 오므려지도록 구성되는 것으로서, 당업자에게는 널리 알려져 있는바, 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400D)에 있어서, 상기 태양전지판 구동수단(900:910,M)은, 상기 태양전지판의 일측에 접촉되며, 상기 가이드부재에 안내되어 이동할 수 있도록 하는 것으로서, 상기 가이드부재(100)에는 구동모터(M)가 장착되어 있고, 상기 구동모터(M)의 구동축 단부에는 구동자(910)가 회동가능하게 결합되어 있다.
따라서, 상기 태양전지판 구동수단(900:910,M)에 의하여 상기 제2 태양전지판(230)이 설정된 구간에서 수평방향으로 왕복ㆍ이송됨에 따라, 상기 제2 태양전지판(230)에 연결되어 있는 제1 태양전지판(210)도 함께 연동되는데, 이때 상기 제1 태양전지판(210)의 상단 테두리부는 도시된 바와 같이 지지부재(G)를 따라 상하방향으로 미끄러지면서 이동된다.
그리고, 상기 제2 태양전지판(230)은, 그 저면에는 별도의 물림수단이 구비되어 있어 '래크와 피니언' 장치에 의한 동력전달방식을 따르는데, 도 1에 도시된 도면기호 910의 구동자가 제2 태양전지판(230)의 저면에 구비되는 별도의 물림수단(도시하지 않음)과 맞물림으로써, 상기 구동자(910)가 회전되어 상기 제2 태양전지판(230)은 전방 또는 후방으로 이송된다.
이하, 도 1을 참고하여 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400D)의 작동과정을 살펴본다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 제1 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400D)에 따르면, 특히, 태양고도가 높은 하절기에는 상기 구동모터(M)에 의하여 회전되는 구동자(910)에 연동되어, 상기 구동자(910)가 제2 태양전지판(230)의 일측면(즉,저면)에 접촉됨으로써, 상기 제2 태양전지판(230)은 후방으로 이송되다가, 이때 상기 제1 태양전지판(210)은 연직 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판(230)은 제1 태양전지판(210)과 직각을 이루며 배치된 상태를 유지하게 된다.
반면, 태양고도가 낮은 동절기에는 상기 구동모터(M)에 의하여 회전되는 구동자(910)에 연동되어 상기 제2 태양전지판(230)이 전방으로 이송되다가, 상기 구동모터(M)의 작동이 멈춰지는데, 이때 상기 제2 태양전지판(230)은 상기 결합수단(220)을 기준으로 제1 태양전지판(210)과의 결합각도가 180°를 이루면서 펼쳐진 상태에 놓인다.
그리고, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치를 도시한 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400C)는, 제2 태양전지판(230)에 인접되게 태양전지판 구동수단(900)을 구비하되, 가이드부재(100a) 일측에 별도로 가이드홈(110)이 구비되고, 상기 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)의 일측에는 롤러부재(300)가 설치되어 있다.
따라서, 상기와 같이 구성됨에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400C)는, 상기 구동모터(M)에 의하여 회전되는 구동자(910)에 연동되어 상기 제2 태양전지판(230)이 이송됨에 있어서, 상기 제2 태양전지판(230)은 일측에 구비되어 있는 롤러부재(300)가 상기 가이드홈(110)을 따라 가이드된다.
그리고, 상기 제1 태양전지판(210)은 결합수단(220)에 의하여 상기 제2 태양전지판(230)에 연결되어, 상기 제2 태양전지판(230)에 연동됨으로써, 일측에 결합되어 있는 롤러부재(300)가 상기 가이드홈(110)에 안내되어 이송된다.
즉, 상기 태양전지판 구동수단(900:910,M)에 의하여 상기 제2 태양전지판(230)이 설정된 구간에서 수평방향으로 왕복이송됨에 따라, 상기 제2 태양전지판(230)에 연결되어 있는 제1 태양전지판(210)도 함께 연동된다.
이하, 도 2에 도시된 제2 실시예의 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400C)에 따르면, 특히 태양고도가 높은 하절기에는 상기 구동모터(M)에 의하여 회전되는 구동자(910)에 연동되어, 상기 제2 태양전지판(230)이 후방으로 이송되되, 상기 롤러부재(300)가 가이드홈(110)에 안내되어 수평방향으로 이송되고, 상기 제1 태양전지판(210)은 제2 태양전지판(230)에 연동되어 이송되되, 일측에 구비되어 있는 상기 또 다른 롤러부재(300)가 가이드홈(110)에 안내됨으로써, 상기 제1 태양전지판(210)이 연직 상태로 배치되면, 상기 제2 태양전지판(230)은 제1 태양전지판(210)과 직각을 이루며 배치된 상태를 유지하게 된다.
반면, 태양고도가 낮은 동절기에는 상기 구동모터(M)에 의하여 회전되는 구동자(910)에 연동되어 상기 제2 태양전지판(230)이 전방으로 이송되다가, 마침내 상기 롤러부재(300)는 최종위치에 다다른 다음, 상기 구동모터(M)의 작동이 멈춰지는데, 이때 상기 제2 태양전지판(230)은 상기 결합수단(220)을 기준으로 제1 태양전지판(210)과의 결합각도가 180를 이루면서 펼쳐진 상태에 놓인다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치를 일측방향에서 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 있어서, 제2 태양전지판이 펼쳐지는 중간 과정에서의 제1 태양전지판과 제2 태양전지판이 배치된 상태를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 3에 있어서, 제2 태양전지판이 제1 태양전지판과 동일평면을 이루며 수평 상태로 배치된 상태를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 3에 있어서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치에 있어서, 동절기 및 하절기에서의 작동과정을 도시한 흐름도이다.
이하, 도 3을 참고하여 제3 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400B)의 전체 구성을 살펴본다.
도 3에 도시된 바와 같이 제3 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400B)는, 상기 하나 이상의 롤러부재(300)가 계속하여 회동되도록 하기 위하여, 도 2의 태양전지판 구동수단(900:910,M)대신 롤러구동수단(500)을 포함하는 것에 차이가 있고, 나머지 구성은 제2 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400C)와 동일하다.
따라서, 구성상의 차이점인 롤러구동수단(500)을 중심으로 구성 및 작동을 살펴본다.
도시된 바와 같이, 창호(W)의 둘레를 따라 건물 외벽면(C)이 배치되어 있고, 상기 건물 외벽면(C) 일측에 한 쌍의 가이드부재(100)가 결합되어 있다.
그리고, 상기 가이드부재(100a)에는 각각 가이드홈(110)이 마주보며 대향되게 구비되어 있어서, 상기 가이드홈(110)을 따라 안내되어 이동하도록 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)이 설치된다.
이때, 상기의 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)의 양단부 일측에는 각각 하나 이상 결합되어 있는 상기 롤러부재(300)는 특히 별도의 롤러구동수단(500)에 의하여 회동됨에 기술적 특징이 있다.
여기서, 상기 롤러구동수단(500)은 도 3에 도시된 바와 같이, 롤러부재(300)의 중심을 통과하는 롤러축(310) 일측에 지지하여 상기 가이드홈(110)을 따라 안내되어 롤러부재(300)가 이동되도록 하는 구동로프 등의 견인부재(L); 및 상기 견인부재(L)가 감기거나 풀려지도록 일단부에 풀리(P)가 구비되는 구동모터(M);를 포함할 수 있다.
이때, 상기 롤러구동수단(500)은, 롤러부재(300)의 중심을 통과하는 롤러축(310)이 상기 가이드홈(110)을 따라 안내되도록 하는 것이라면 무관할 것이며, 예를들면 피스톤(piston)이 축방향으로 왕복ㆍ이송되도록 하는 실린더 장치(cylin der) 등과 같은 것으로 구성될 수도 있다.
이하, 제3 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400B)의 작동과정을 좀 더 구체적으로 살펴본다.
상기와 같이 구성되는 제3 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400B)는, 특히 태양고도가 높은 하절기에는 상기 롤러부재(300)가 해당위치에 다다름에 따라, 상기 제1 태양전지판(210)은 연직 상태로 배치되며, 상기 제2 태양전지판(230)은 제1 태양전지판(210)과 직각을 이루며 배치된 상태를 유지하게 된다.(도 3 참고)
여기서, 상기 롤러구동수단(500)이 작동되면, 상기 견인부재(L)에 의하여 롤러부재(300)의 중심을 통과하는 롤러축(310)이 이동되면서, 상기 롤러부재(300)는 점점 가이드홈(110)을 따라 이송된다.
이때, 상기 제1 태양전지판(210)이 점점 더 아래 방향으로 이동되고, 이에 따라 상기 제2 태양전지판(230)은 상기 결합수단(220)을 기준으로 점점 더 제1 태양전지판(210)과의 결합각도가 직각으로부터 더욱 커지게 된다.(도 4 참고)
특히, 태양고도가 낮은 동절기에는 상기 롤러구동수단(500)을 계속하여 작동시켜 마침내 상기 롤러부재(300)가 최종위치에 다다르면, 비로소 상기 롤러구동수단(500)의 작동을 멈추게 하는데, 이때 상기 제2 태양전지판(230)은 상기 결합수단(220)을 기준으로 제1 태양전지판(210)과의 결합각도가 180°를 이루면서 펼쳐진 상태에 놓인다.(도 5 참고)
그리고, 상기 롤러구동수단(500)은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치(400B)를 작동시키기 위하여 운영자 또는 사용자가 별도의 버튼을 작동시킴에 따라 제어되어 작동된다.
여기서, 상기 롤러구동수단(500)은, 별도의 감지수단(도시하지 않음)에 의하여서도 작동 및 제어될 수 있는데, 예를 들면 창호(W) 밖에서 입사되는 태양광(600)의 입사각을 감지하거나, 입사되는 상기 태양광(600)의 입사량을 감지함으로써, 감지된 상기 입사각 또는 태양광(600)의 상기 입사량에 상관되게 상기 롤러구동수단(500)을 작동시킴으로써, 광선반의 전체 폭(즉, 면적)을 변경ㆍ설정할 수 있다.
도 6은 도 3에 있어서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치에 있어서, 동절기 및 하절기에서의 작동과정을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 우선 동절기는 태양광의 입사각도가 낮은 때로서, 하기의 단계를 거쳐서 광선반 설치 폭을 최대한 넓게 조절함으로써, 태양광의 실내유입량이 최대가 되도록 조절한다.
여기서, 광선반 설치 폭을 최대한 넓게 조절하는 단계는, 태양광 감지센서로 태양광을 감지하는 단계(S100); 입사된 상기 태양광의 광량을 기준치와 비교하는단계(S200); 입사된 태양광의 광량이 기준치보다 작다고 판단되면, 이에 따라 구동모터(M)의 구동을 시작하는 단계(S310); 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)이 동일 평면이 될 때까지 구동을 지속하는 단계(S320); 및 동일평면이 되면 구동모터(M)의 구동을 멈추어 광선반 설치 폭조절을 완료하는 단계(S330);를 포함하여 구성된다.(도 7b)
반면, 하절기는 태양광의 입사각도가 높은 때로서, 하기의 단계를 거쳐서 광선반 설치 폭을 최대한 좁게 조절함으로써, 태양광의 실내유입량이 최소가 되도록 조절한다.
여기서, 광선반 설치 폭을 최대한 좁게 조절하는 단계는, 태양광 감지센서로 태양광을 감지하는 단계(S100); 입사된 상기 태양광의 광량을 기준치와 비교하는단계(S200); 입사된 태양광의 광량이 기준치보다 크거나 같다고 판단되면, 이에 따라 구동모터(M)의 구동을 시작하는 단계(S410); 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)이 직각을 이룰 때까지 구동을 지속하는 단계(S420); 및 직각이 되면 구동모터(M)의 구동을 멈추어 광선반 설치 폭조절을 완료하는 단계(S430);를 포함하여 구성된다.(도 7a)
이때, 상기 태양광 감지센서(도시하지 않음)는 상기 제2 태양전지판(230)의 일측에 구비되어 입사되는 태양광의 광량을 측정하도록 함이 바람직하며, 별도로 태양광 감지센서를 설치하지 않고, 사용자가 별도의 작동버튼을 사용하여, 상기 구동모터(M)를 작동시켜, 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)이 동일 평면이 되도록 하거나, 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)이 직각을 이루도록 구성할 수도 있다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 태양광발전 광선반 장치에 따르면, 건물 외벽면(C) 일측에 결합되는 가이드부재에 설치되어, 실내(700)로 유입되는 태양광으로부터 전원을 생성하는 태양전지판 조립체(200)를 구비하여, 건물 내에서 사용되는 전력을 자체적으로 생산할 수 있도록 함으로써, 에너지 소비에 따른 경제적 손실을 줄이고 환경오염도 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 계절에 따른 태양 고도의 차이에 따른 태양광의 실내유입에 맞춰 광선반의 설치 폭을 변환시킬 수 있도록, 2개로 연결되어 구성되는 제1 태양전지판(210)과 제2 태양전지판(230)을 나란하게 혹은 직각되게 배치시켜, 계절에 따라 광선반 설치 폭을 조절하여 태양광의 실내유입을 조절함으로써, 실내 빛 환경의 쾌적성 및 에너지효율을 제고할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가이드홈(110)이 구비되어 있으며, 건물 외벽면(C) 일측에 탈착 가능하게 결합되는 가이드부재에 태양전지판 조립체(200)를 설치하여, 이동이 간편하고 설치대상의 또 다른 건물 외벽면(C)에 상기 가이드부재와 태양전지판 조립체(200)를 다시 장착함으로써, 기존에 설치된 것을 다시 탈거하여 다른 곳으로 이동한 상태에서 어떠한 종류의 창호에도 재설치가 가능한 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 상기 제1 태양전지판(210) 및 제2 태양전지판(230)는 합성수지패널(800)을 포함하되, 상기 합성수지패널(800)의 재질을 폴리카보네이트로 구성ㆍ가공하여 전체 무게 및 부피를 저감시킴으로써, 높은 하중에 따른 훼손의 위험성을 줄임과 동시에 편리하게 시공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 가이드부재 110 : 가이드홈
200 : 태양전지판 조립체 210 : 제1 태양전지판
220 : 결합수단 230 : 제2 태양전지판
300 : 롤러부재 310 : 롤러축
400 : 태양광발전 광선반 장치 500 : 롤러구동수단
600 : 태양광 700 : 실내
800 : 합성수지패널 900 : 태양전지판 구동수단
910 : 구동자 B : 축전지
C : 건물 외벽면 G : 지지부재
I : 인버터 L : 견인부재
M : 구동모터 P : 풀리
W : 창호

Claims (13)

  1. 건물 외벽면 일측에 결합되는 가이드부재;
    상기 가이드부재에 가이드되는 태양전지판 조립체; 및
    상기 태양전지판 조립체의 일측에 접촉되며, 상기 가이드부재에 안내되어 이동할 수 있도록 하는 태양전지판 구동구단;을 포함하고,
    상기 태양전지판 조립체는,
    제1 태양전지판; 및
    일측에 구비되어 있는 결합수단에 의하여 상기 제1 태양전지판에 연결되어 있는 제2 태양전지판;을 포함하며,
    상기 태양전지판 구동수단이 작동되어 상기 제1 태양전지판이 수평 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판은 제1 태양전지판과 동일평면을 이루며 수평 상태로 배치되고, 상기 제1 태양전지판 및 제2 태양전지판에 입사된 태양광은 태양광발전을 함과 동시에, 각각 그 표면에서 반사되어 실내로 유입되는 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 태양전지판 구동수단은,
    상기 제2 태양전지판의 일측면에 접촉되어 구동되는 구동자; 및 상기 구동자를 회전시키는 구동모터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 태양전지판 구동수단이 작동되어 상기 제1 태양전지판이 연직 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판은 제1 태양전지판과 직각을 이루며 배치되고, 상기 제1 태양전지판은 제2 태양전지판에서 반사된 태양광의 일부가 실내로 유입되지 못하도록 차단하며, 상기 제2 태양전지판은 태양광발전을 하는 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 태양전지판에 입사된 태양광 중에서, 상기 제1 태양전지판에서 차단되지 않은 나머지 태양광은 표면에서 반사되어 실내로 유입되는 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  6. 삭제
  7. 건물 외벽면 일측에 결합되며 가이드홈이 구비되어 있는 가이드부재;
    일측에 결합수단이 구비되어 있고, 상기 가이드부재에 가이드되며, 양단부에는 롤러부재가 결합되어 있는 제2 태양전지판;
    상기 결합수단에 의해서 제2 태양전지판에 연결되며, 양단부에는 롤러부재가 결합되어 있는 제1 태양전지판; 및
    상기 롤러부재가 상기 가이드홈을 따라 이동할 수 있도록 하는 롤러구동수단;을 포함하고,
    상기 롤러부재가 이동되어 상기 제1 태양전지판이 수평 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판은 제1 태양전지판과 동일평면을 이루며 수평 상태로 배치되고, 상기 제1 태양전지판 및 제2 태양전지판에 입사된 태양광은 태양광발전을 함과 동시에, 각각 그 표면에서 반사되어 실내로 유입되는 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 롤러부재가 이동되어 상기 제1 태양전지판이 연직 상태로 배치됨에 따라, 상기 제2 태양전지판은 제1 태양전지판과 직각을 이루며 배치되고, 상기 제1 태양전지판은 제2 태양전지판에서 반사된 태양광의 일부가 실내로 유입되지 못하도록 차단하며, 상기 제2 태양전지판은 태양광발전을 하는 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제2 태양전지판에 입사된 태양광 중에서, 상기 제1 태양전지판에서 차단되지 않은 나머지 태양광은 표면에서 반사되어 실내로 유입되는 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 제1 태양전지판과 제2 태양전지판은, 합성수지패널을 더 포함하는 것 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 합성수지패널은, 재질이 폴리카보네이트인 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
  13. 제 1항 및 제 7항에 있어서,
    상기 태양전지판 조립체에서 생성된 전력를 저장할 수 있는 축전지; 및
    상기 축전지로부터 공급되는 직류 전기를 설정된 전압의 교류 전기로 변환시켜 출력하는 인버터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가동식 창호거치 태양광발전 광선반 장치.
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