KR101522372B1 - 태양광모듈의 각도 조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계절별로 변해가는 태양의 고도를 감안하여 태양광모듈의 각도를 상기 변해가는 태양광의 고도에 따라 용이하게 조절할 수 있도록 한 태양광모듈의 각도 조절장치에 관한 것으로 그 구성은, 지면으로부터 상향 수직되게 일정간격으로 고정 설치되는 지주(100); 상기 지주의 상단 종 방향으로 수평 유지되게 설치되는 레일(200); 상기 지주의 상단 횡 방향으로 수평 유지하게 설치되는 수평바(300); 상기 수평바에 일측단이 회동 가능하게 설치되는 태양광모듈고정틀(400); 상기 태양광모듈고정틀에 종/횡방향으로 고정 설치되는 태양광모듈(500); 상기 태양광모듈고정틀의 후방에 상단이 연결설치되어 태양광모듈고정틀을 밀어올리거나 내려 태양광모듈의 각도를 조절하는 각도조절대(600); 상기 각도조절대의 하단과 연결 설치되어 각도조절대의 위치를 이동시키며 태양광모듈고정틀에 설치된 태양광모듈의 각도를 조절하는 각도조절수단(700); 상기 각도조절수단을 작동시킨 후 그 작동 완료된 각도조절수단의 고정시키는 스토퍼수단(800);으로 이루어진다.

Description

태양광모듈의 각도 조절장치{apparatus adjusting angle of solar module}

본 발명은 계절별로 변해가는 태양의 고도를 감안하여 태양광모듈의 각도를 상기 변해가는 태양광의 고도에 따라 용이하게 조절할 수 있도록 한 태양광모듈의 각도 조절장치에 관한 것이다.

근래 들어 화석에너지의 고갈에 따른 위기감 및 기후변화 협약에 의거 온실가스 감축의무부담이 가시화됨에 따라 대체에너지의 개발이 절실히 요구되고 있으며, 더불어 송배전 시설이 불가한 낙도, 격오지 등에는 자체 전력생산설비의 구축이 요구되고 있다.

이에 따라, 태양광 및 풍력으로부터 전기 에너지를 생산하기 위한 신재생에너지 산업은 세계적으로 연평균20~30% 급성장하여 IT, BT산업 등과 함께 21세기 첨단 신산업으로 급신장하고 있다.

본 발명은 이러한 시대적 추세에 발맞추어 종래 태양광 집광장치의 현안 문제점을 개선하고자 한다.

종래 태양광 집광장치는 셀과 셀을 필요한 만큼 직/병렬로 연결한 태양전지판이 정남향을 향해 대략 30 내지 40°의 각도로 고정 설치된다 . 이는 고정된 상태에서 태양광의 입사각과 태양전지판이 직각 상태를 이루도록 하여 최대의 전력을 생산하기 위함이다. 그러나 우리나라의 경우 각 계절별 태양의 고도를 살펴보면, 위도가 대략 35°(북위 33°~43°)이므로 춘/추분(봄?가을)에는 태양의 고도가 35°정도이고, 동지(겨울)인 경우에는 태양의 고도가 12°정도이며, 하지(여름)에는 58°정도까지 태양의 고도가 변하게 된다.

따라서 전술한 바와 같이 종래 태양전지판은 정남향을 향해 대략 35°정도의 기울기로 고정설치되어 있어 춘/추분을 제외하고는 전력 생산량이 떨어져 투자비용에 대비하여 효율성이 낮다는 문제점이 있었다.

공개특허 10-2009-0050687로 게시된 태양전지판의 각도 조절장치는 고정구조물에 고정되며 장공이 형성된 고정프레임과, 상기 태양전지판을 지지하며 상기 고정프레임에 시이소작동 가능하도록 회동되게 지지되는 회동프레임과, 상기 회동프레임의 회동축을 중심으로 마주보는 양단을 아치형으로 연결하며 상기 장공에 대응되어 일정간격으로 형성된 복수의 결합공이 형성된 아치형 프레임과, 상기 장공과 결합공을 관통하여 체결고정시키는 고정부재를 구비된 구조이나 고도에 의한 각도 변경만 되는 문제점이 있다.

공개특허 10-2011-0088693로 게시된 태양전지판의 각도조절장치는 상기 태양전지판의 경사각도를 회전시키는 각도조절수단과, 상기 각도조절수단이 결합되어 상기 태양전지판이 회동되게 하고 상기 태양전지판을 세로로 지지하는 2개의 회동지지대와; 상기 회동지지대와 직각으로 결합하여 상기 태양전지판을 가로로 지지하는 다수 개의 수평지지대와, 상기 회동지지대와 힌지 결합하여 상기 태양전지판이 상기 각도조절장치에 의해 회동되어 각도조절이 되도록 하고, 상기 태양전지판과 각도조절장치의 하중을 지지하는 하부지지대와, 상기 하부지지대가 받는 하중을 지지하는 기초구조물로 구성되나 수직으로만 각도 조절이 되어 구조가 간단하고 설치비가 적게 드나 효율이 수평으로 각도를 조절하는 것보다 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

한국특허공개번호 10-2014-0070907(2014.06.11) 한국특허공개번호 10-2014-0021206(2014.02.20) 한국실용신안등록번호 20-0468300(2013.07.30) 한국특허등록번호 10-1034475(2011.05.04)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 그 목적은,

첫째, 계절별로 변해가는 태양의 고도에 따라 태양광모듈의 각도를 간편하고 용이하게 조절하고 고정함으로써 전기에너지 발전 효율을 극대화 할 수 있고,

둘째, 태양광모듈의 각도를 조절하는 구성을 간편하게 함으로써 설치 원가를 절감할 수 있음은 물론, 고장발생이 없는 태양광모듈의 각도 조절장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제해결 수단 구성은,
지면으로부터 상향 수직되게 일정간격으로 고정 설치되는 지주(100)와, 상기 지주의 상단 종 방향으로 수평 유지되게 설치되는 레일(200)과, 상기 지주의 상단 횡 방향으로 수평 유지하게 설치되는 수평바(300)와, 상기 수평바에 일측단이 회동 가능하게 설치되는 태양광모듈고정틀(400)과, 상기 태양광모듈고정틀에 종/횡방향으로 고정 설치되는 태양광모듈(500)과, 상기 태양광모듈고정틀의 후방에 상단이 연결설치되어 태양광모듈고정틀을 밀어올리거나 내려 태양광모듈의 각도를 조절하는 각도조절대(600)와, 상기 각도조절대의 하단과 연결 설치되어 각도조절대의 위치를 이동시키며 태양광모듈고정틀에 설치된 태양광모듈의 각도를 조절하는 각도조절수단(700)과, 상기 각도조절수단을 작동시킨 후 그 작동 완료된 각도조절수단의 고정시키는 스토퍼수단(800)으로 이루어진 태양광모듈의 각도 조절장치에 있어서,
상기 레일(200)은 상부가 개방된 "∪"자형 프레임이고, 상기 각도조절수단(700)은, 상기 "∪"자형 프레임으로 이루어진 레일의 내부에 그 레일의 길이방향을 따라 설치되며 상부에 일정간격으로 요철(凹凸)을 반복 형성시켜 된 각도조절대가이드(710)가 설치되고, 상기 각도조절대(600)의 하단에는, 상기 각도조절대가이드의 상부에 형성된 요(凹)에 안착 결합되는 내부가 중공인 회전롤(610)이 설치되며, 상기 각도조절대가이드의 요(凹)부분이 위치하는 레일의 측면에는, 상기 스토퍼수단이 결합되는 스토퍼결합구멍(210)이 형성되고, 상기 스토퍼수단(800)은 각도조절대의 하부에 연결 설치되어 상기 스토퍼결합구멍과 회전롤의 중공부를 관통하며 결합되는 고정핀(810)이 설치되며, 상기 태양광모듈고정틀이 회동 가능하게 설치되는 태양광모듈고정틀의 하단과 레일의 일측단 간에는 태양광모듈의 각도를 표시하는 각도게이지(G)가 설치된 것으로 이루어진다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 태양광 모듈 각도조절장치는 상기 목적에서 설명한 바와 같이 계절별로 변해가는 태양의 고도에 따라 태양광모듈의 각도를 간편하고 용이하게 조절하고 고정함으로써 전기에너지 발전 효율을 극대화 할 수 있고, 또 태양광모듈의 각도를 조절하는 구성을 간편하게 함으로써 설치 원가를 절감할 수 있음은 물론, 고장발생이 없는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 태양광모듈 각도 조절장치 측면 개략도,
도 2는 본 발명의 태양광모듈 각도 조절장치 측면 개략도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 태양광모듈 각도 조절장치에서 각도조절수단의 제1실시예를 나타낸 분해 사시도 및 결합 사시도,
도 4는 본 발명의 태양광모듈 각도 조절장치에서 각도조절수단의 제2실시예를 나타낸 결합 단면도,
도 5는 본 발명의 태양광모듈 각도 조절장치에서 각도조절수단의 제3실시예를 나타낸 결합 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광 모듈 각도 조절장치를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 태양광 모듈 각도 조절장치 구성은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 지면으로부터 상향 수직되게 지주(100)가 설치되는데, 그 지주의 하단은 지면에 콘크리트몰탈을 타설하고 그 타설된 콘크리트몰탈상에 앵커볼트 등을 이용하여 고정설치함이 바람직하다.

또 상기 지주(100)는 아래에서 설명되는 지주(100)의 상단에 종 방향으로 수평 유지되게 설치되는 레일(200)을 길이방향 및 횡 방향으로 수평 유지하게 설치되는 수평바(300)의 길이방향을 따라 일정간격으로 설치된다.

상기 본 발명의 레일(200)은, 상기 지주(100)의 상단 종 방향으로 수평 유지되게 설치되는 것으로, 상부가 개방된 "∪"자형 프레임으로써 하단면은 지주(100)의 상단에 고정설치되고 내부에는 각도조절수단(700)이 설치된다.

또 본 발명의 수평바(300)는, 상기 지주(100)의 상단 횡 방향으로 수평 유지하게 설치되 되는 것으로, 태양광모듈고정틀(400)의 하단과 브래킷을 이용하여 회동가능하게 설치된다.

또한 상기 본 발명의 태양광모듈고정틀(400)은, 태양광모듈(500)이 고정 설치되는 것으로, 상기 태양광모듈(500)은, 태양광모듈고정틀(400)에 종/횡방향으로 연이어지게 복수열 설치됨이 바람직하다.

본 발명의 각도조절대(600)는 상단이 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)과 연결 설치되고 하단은 아래에서 설명되는 각도조절수단(700)과 연결 설치되어 태양광모듈고정틀(400)의 후방을 밀어 올리거나 내려 태양광모듈(500)의 각도를 조절한다.

상기와 같이 각도조절대(600)를 이용하여 태양광모듈고정틀(400)의 후방을 밀어 올리거나 내려 각도를 조절한 후에는 스토퍼수단(800)을 이용하여 상기 각도조절대(600)의 하단이 각도조절수단(700)으로부터 이동되지 않도록 고정한다.

상기와 같은 본 발명의 태양광 모듈 각도 조절장치에서 상기 각도조절수단(700)의 제1실시예 구성은, 도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이 레일(200)의 내부에 그 레일의 길이방향을 따라 설치되며 상부에 일정간격으로 요철(凹凸)을 반복 형성시켜 된 각도조절대가이드(710)이다.

그리고 상기 각도조절대(600)의 하단에는, 상기 각도조절대가이드(710)의 상부에 형성된 요(凹)에 안착 결합되는 내부가 중공이 회전롤(610)이 설치되고, 상기 각도조절대가이드(710)의 요(凹)부분이 위치하는 레일(200)의 측면에는, 상기 스토퍼수단(800)이 끼워 결합되는 스토퍼결합구멍(210)이 형성되며, 상기 스토퍼수단(800)는 각도조절대(600)의 하부에 연결 설치되어 상기 스토퍼결합구멍(210)과 회전롤(610)의 중공부를 관통하며 결합되는 고정핀(810)이다.

상기와 같은 제1실시예의 구성을 이용하여 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)을 각도 조절하기 위해서는, 먼저 장대를 이용하여 태양광모듈고정틀(400)의 후방을 들어 올리면 그와 동시에 태양광모듈고정틀(400)의 일측 즉 전방이 회동하면서 상기 태양광모듈고정틀(400)이 상부로 올라가 태양광모듈(500)이 급경사를 유지하게 되고 또 각도조절대(600)의 하단은 레일(200)의 전방으로 이동하며 각도조절수단(700)에 고정되게 된다.

이때 상기 각도조절대(600)의 하단이 각도조절수단(700)에 고정되는 원리는, 상기 각도조절대(600)의 하단에 설치된 내부가 중공이 회전롤(610)이 상기 각도조절대가이드(710)의 상부에 형성된 요(凹)에 안착되고 그후 스토퍼수단(800)인 고정핀(810)을 이용하여 레일(200)의 측면에 형성된 스토퍼결합구멍(210)과 회전롤(610)의 중공부를 관통하며 결합됨으로 각도조절대(600)의 하단이 각도조절수단(700)에 견고하게 고정되는 것이다.

상기와 같이 각도조절대(600)의 하단을 각도조절수단(700)에 의해 고정하는 이유는, 상기 각도 조절된 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)의 하중이 각도조절대(600)에 미치게 되고 그에 따라 각도조절대(600)의 하단이 각도조절수단(700)인 각도조절대가이드(710)을 따라 후방으로 밀려나가 각도가 변할 수 있음으로 이를 방지하기 위함이다.

또한 본 발명의 태양광 모듈 각도 조절장치에서 상기 각도조절수단(700)의 제2실시예 구성은, 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 레일의 내부에 그 레일의 길이방향을 따라 이동되며 중앙에 스크루홀(730)이 관통 형성된 슬라이더(720)와, 그 슬라이더의 스크루홀을 관통하며 스크루 결합되는 스크루축(740)과, 그 스크루축의 선단에 설치되어 스크루축을 정/역 방향으로 회전시키는 손잡이(760)가 형성된 핸들(750)과, 상기 스크루축의 후단부와 선단부를 각각 고정하며 스크루축의 회전을 원할하게 유도하는 베어링블럭(770)으로 이루어진다.

또 상기 상기 스토퍼수단(800)은, 상기 레일의 전방에 설치되는 핸들고정구(820)와 그 핸들고정구 및 핸들에 상기 손잡이를 결합하는 손잡이고정부(830)를 형성시켜 된 것으로 이루어진다.

상기와 같은 제2실시예의 구성을 이용하여 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)을 각도 조절하기 위해서는, 손잡이(760)를 잡고 핸들(750)을 회전시키면 스크루축(740)이 회전하면서 그 스크루축과 스크루 결합된 슬라이더(720)가 레일(200)을 따라 이동하면서 각도조절대(600)를 전방으로 이동시키거나 또는 후방으로 이동시켜 상기 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)의 각도를 조절함으로 인하여 태양광모듈(500)의 각도가 조절되는 것이다.

한편 상기 레일(200)에는 상기 스크루축(740)의 후단부와 선단부를 각각 고정하며 스크루축(740)의 회전을 원할하게 유도하는 베어링블럭(770)이 설치됨으로써 상기 스크루축(740)은 안정되게 고정된 상태에서 핸들(750)의 회전 방향에 따라 자전하게 되며 그에 따라 슬라이더(720)는 각도조절대(600)을 이동시키게 되는 것이다.

이때 상기 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)을 각도 조절한 후 그 각도 조절된 위치에 안전하게 지지하는 것은 스토퍼수단(800)이고 그 스토퍼수단은 상기 레일(200)의 전방에 설치되는 핸들고정구(820)와 그 핸들고정구 및 핸들 간을 상기 손잡이(760)를 이용하여 고정함으로써 상기 각도 조절된 태양광모듈고정틀(400)의 각도를 안정적으로 지지하는 것이다.

단 상기 손잡이(760)는 핸들(750)로부터 분해결합 가능하게 되어 있기 때문에 핸들(750)을 회전시키고자 할 때에는 손잡이(760)를 핸들(750)에 결합하여 사용하고, 핸들(750)을 고정시키고자 할 때에는 손잡이(760)를 핸들(750)로부터 분리한 후 손잡이고정부(830)에 결합하면 된다.

본 발명 제3실시예의 각도조절수단(700)은, 도 5에 나타낸 바와 같이 레일(200)의 내부에 그 레일의 길이방향을 따라 이동되며 중앙에 스크루홀(730)이 관통 형성된 슬라이더(720)와, 그 슬라이더의 스크루홀을 관통하며 스크루 결합되는 스크루축(740)과, 그 스크루축의 선단에 설치되어 스크루축을 정/역 방향으로 회전시키는 정역모터(780)로 구성된다.

상기와 같은 구성의 제3실시예 각도조절수단(700)을 이용하여 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)을 각도 조절하기 위해서는, 정역모터(780)를 작동시켜 스크루축(740)을 회전시키면 그 스크루축과 스크루 결합된 슬라이더(720)가 레일(200)을 따라 이동하면서 각도조절대(600)를 전방으로 이동시키거나 또는 후방으로 이동시켜 상기 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)의 각도를 조절하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 각도조절수단(700)을 이용하여 태양광모듈(500)이 설치된 태양광모듈고정틀(400)을 각도 조절할 때에는 태양광모듈고정틀(400) 즉 태양광모듈(500)의 정확한 각도 조절을 위하여 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 태양광모듈고정틀(400)이 회동 가능하게 설치되는 태양광모듈고정틀(400)의 하단과 레일(200)의 일측단 간에 각도게이지(G)를 설치함으로써 가능하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 태양광 모듈 각도조절장치는 계절별로 변해가는 태양의 고도에 따라 태양광모듈의 각도를 간편하고 용이하게 조절하고 고정함으로써 전기에너지 발전 효율을 극대화 할 수 있고, 또 태양광모듈의 각도를 조절하는 구성을 간편하게 함으로써 설치 원가를 절감할 수 있음은 물론, 고장발생이 없는 장점이 있다.

100 : 지주 200 : 레일
210 : 스토퍼결합구멍 300 : 수평바
400 : 태양광모듈고정틀 500 : 태양광모듈
600 : 각도조절대 610 : 회전롤
700 : 각도조절수단 710 : 각도조절대가이드
720 : 슬라이더 730 : 스크루홀
740 : 스크루축 750 : 핸들
760 : 손잡이 770 : 베어링블럭
780 : 정역모터 800 : 스토퍼수단
810 : 고정핀 820 : 핸들고정구
830 : 손잡이고정부 G : 각도게이지

Claims (7)

1. 지면으로부터 상향 수직되게 일정간격으로 고정 설치되는 지주(100)와, 상기 지주의 상단 종 방향으로 수평 유지되게 설치되는 레일(200)과, 상기 지주의 상단 횡 방향으로 수평 유지하게 설치되는 수평바(300)와, 상기 수평바에 일측단이 회동 가능하게 설치되는 태양광모듈고정틀(400)과, 상기 태양광모듈고정틀에 종/횡방향으로 고정 설치되는 태양광모듈(500)과, 상기 태양광모듈고정틀의 후방에 상단이 연결설치되어 태양광모듈고정틀을 밀어올리거나 내려 태양광모듈의 각도를 조절하는 각도조절대(600)와, 상기 각도조절대의 하단과 연결 설치되어 각도조절대의 위치를 이동시키며 태양광모듈고정틀에 설치된 태양광모듈의 각도를 조절하는 각도조절수단(700)과, 상기 각도조절수단을 작동시킨 후 그 작동 완료된 각도조절수단의 고정시키는 스토퍼수단(800)으로 이루어진 태양광모듈의 각도 조절장치에 있어서,
   상기 레일(200)은 상부가 개방된 "∪"자형 프레임이고, 상기 각도조절수단(700)은, 상기 "∪"자형 프레임으로 이루어진 레일의 내부에 그 레일의 길이방향을 따라 설치되며 상부에 일정간격으로 요철(凹凸)을 반복 형성시켜 된 각도조절대가이드(710)가 설치되고, 상기 각도조절대(600)의 하단에는, 상기 각도조절대가이드의 상부에 형성된 요(凹)에 안착 결합되는 내부가 중공인 회전롤(610)이 설치되며, 상기 각도조절대가이드의 요(凹)부분이 위치하는 레일의 측면에는, 상기 스토퍼수단이 결합되는 스토퍼결합구멍(210)이 형성되고, 상기 스토퍼수단(800)은 각도조절대의 하부에 연결 설치되어 상기 스토퍼결합구멍과 회전롤의 중공부를 관통하며 결합되는 고정핀(810)이 설치되며, 상기 태양광모듈고정틀이 회동 가능하게 설치되는 태양광모듈고정틀의 하단과 레일의 일측단 간에는 태양광모듈의 각도를 표시하는 각도게이지(G)가 설치된 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 조절장치.
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