KR101538465B1 - 경사 가변형 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사 가변형 태양광 발전장치에 관한 것이다.
본 발명은 바닥으로부터 세워져 설치되는 복수개의 포스트(100)와; 배열된 상기 포스트(100)에 대해 가로 또는 세로 방향 중 어느 한쪽 방향을 따라 상기 포스트(100)의 상단에 올려져 회전 가능하게 결합되는 회전체(200)와; 상기 포스트(100)의 각각 상단에 구비되어 상기 회전체(200)가 회전될 수 있도록 결합하는 슬라이드부재(300)와; 일면이 상기 회전체(200)에 결합되며 타면에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈이 배열되는 모듈 프레임(400)과; 상기 회전체(200)의 중간에 위치된 상기 포스트(100)의 상단에 상기 회전체(200)의 회전각을 규제하도록 구비되는 회전각 제어수단(500)을 포함하여 구성된다.
본 발명은 구성부품을 최소화 하여 비용 절감의 효과가 있도록 함은 물론 태양광 발전을 위해 배열된 모듈 프레임의 회전 각 조절시 하나의 포스트 상단에 위치한 회전각 조절수단을 제어하면 되는 것으로 각도 조절이 용이한 장점이 있다.

Description

경사 가변형 태양광 발전장치{A solar energy tracker}

본 발명은 경사 가변형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 발전용 태양광 모듈이 배열된 모듈 프레임이 태양광 위치에 따른 입사각 조절시 작업자가 간편하게 모듈 프레임의 회전 각도를 조절할 수 있도록 한 경사 가변형 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전이라 함은, 태양 전지에 의하여 태양광을 직접 전력으로 변환하는 발전 방식으로 기존 에너지 원과는 달리 온실가스 배출 또는 환경 파괴 요인을 발생시키지 않는 무공해 에너지 원으로 최근 태양광 산업이 크게 대두되고 있는 실정이며, 또한 이와 관련된 기술이 다양한 형태로 제시되고 있다.

태양광 발전장치는, 그 기본적 구성이 전력을 생산하도록 태양광을 입사하는 태양광 모듈과 이 태양광 모듈을 표면에 다수개 배열 고정하는 모듈 프레임 및 이 모듈 프레임이 경사지게 설치되도록 하는 포스트로 구성된다.

즉, 지면에 세워진 포스트의 상단에 대해 모듈 프레임이 태양광 입사를 위해 경사각을 가지며 설치된다.

또한, 포스트에 대해 모듈 프레임을 회전시켜 태양광 이동에 따라 항상 태양광을 입사할 수 있도록 하는 추적장치가 제시된 바 있으며 이는 태양광 이동시 모듈 프레임이 태양광 이동 방향에 따라 회전하면서 태양광을 추적하여 입사하도록 하게 된다.

종래 상기한 바와같이 태양광을 추적하면서 입사할 수 있도록 하는 기술들이 다수 제시된 바 있다.

예로서, 대한민국 특허등록 제10-1202059호 단축 가변형 태양광 발전장치가 제시된 바 있다.

상기 단축 가변형 태양광 발전 장치는, 입사되는 태양광으로 발전(發電)하며 종방향으로 나란하게 배치된 태양전지판을 포함하여 구성되는 단축 가변형 태양광 발전 장치에 있어서, 상기 태양전지판을 횡방향으로 지지하며 서로 평행하게 횡방향으로 배열된 보조프레임과; 상기 보조프레임의 하부를 지지하며 상기 태양전지판과 나란하게 형성되고 상기 태양전지판과 서로 평행한 평면을 형성하는 메인프레임과; 상기 메인프레임의 중간을 가로방향으로 가로지르며 지지포스트의 상부에 형성된 메인브라켓에 회동가능하게 고정되며 상기 메인프레임과 일체화된 회전중심축과; 상단에 형성된 메인브라켓으로 상기 회전중심축을 지지하고, 하부는 지면 또는 구조물에 고정되는 상기 지지포스트와; 상기 지지포스트의 상단에 고정되어 상기 회전중심축을 파지하는 상기 메인브라켓과; 상기 태양전지판가 지지포스트와 일정한 각을 이루었을 때 상기 메인프레임 및 회전축 결합체가 회전되지 않도록 고정하는 고정수단을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르는 경우 여름과 겨울과 같이 태양의 고도각 차이가 현저하여 태양전지판이 태양을 향하는 각도(또는 앙각)을 조절할 필요가 있을 때 사용자에 의해 1년에 몇번(예를들어, 계절의 변화에 따라 한두번씩)씩 수동으로 태양전지판의 각도를 조절할 수 있게 구성한 것이나 이는 작업자가 쉽게 조절하기 힘든 문제점이 있다.

다른 예로서, 대한민국 실용신안등록 제20-0453275 2011년 04월 22일 공고 가변식 태양광 발전용 트랙커장치가 제시된 바 있다.

이는 상단에 설치되는 연결부재와, 수평하게 연장되는 고정대를 갖추고서, 지면에 수직하게 설치되는 기둥체와: 연결부재에 축 회전가능하게 설치되는 회전축과, 회전축의 길이방향을 따라 등 간격으로 교차되게 설치되는 설치바로 구성된 모듈프레임과; 설치바 사이에 고정되어 태양에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지판을 갖춘 솔라유닛과: 일단이 설치바에 회전가능하게 고정되고, 타단이 고정대에 착탈가능하게 설치되어 솔라유닛의 각도를 조절하는 제1각도조절부재를 포함하는 것이다.

상기한 경우 제1각도조절부재가 지면에 지지된 상태에서 모듈프레임을 회전시켜 각도를 조절하는 것이어서 작업을 위한 부품수 증가 및 각도 조절이 다수의 부재를 통해 연동시키는 것으로 조절이 힘든 문제점이 있다.

또 다른 예로서, 대한민국 특허등록 제10-1322965호 태양집광판의 각도조절장치가 제시된 바 있다.

이는, 다수의 태양전지셀이 배치된 태양집광판과; 기 태양집광판의 하부에 설치된 고정프레임과; 상기 고정프레임의 후방중앙에 설치된 고정판과; 상기 고정프레임의 전방중앙에 설치되고, 하부에 형성된 라운드부에 다수개의 고정홈을 갖는 각도조절판과; 상기 고정판과 상기 각도조절판의 사이에 상부가 삽입되어 힌지로 고정되어 설치되고, 복수개의 지지대가 상협하광으로 설치된 지지부와; 기 지지부의 하부를 고정하는 받침판과: 상기 고정홈들에 선택적으로 상부가 입출되게 설치되고, 양 상기 지지대의 사이에 설치되어 상기 각도조절판의 회전이동을 제어하는 승강수단과; 상기 고정프레임의 타측하부와 상기 지지대의 하부에 경사지게 연결설치되어 상기 고정프레임의 회전각도를 조절하는 각도조절수단으로 구성되는 것이다.

상기한 경우에도 마찬가지로 각도 조절이 힘든 문제점은 물론 부품수의 증가로 경제적 비용에 부담이 되는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 특허공개 제10-2010-0061271호 공개일 2010년 06월 07일 태양광 추적장치가 제시된 바 있다.

이는, 태양광의 집광효율을 향상시키기 위해 회동하는 태양광 추적장치에 있어서, 태양의 빛에너지를 열 및/또는, 전기에너지로 변환시키는 다수의 모듈이 구비된 모듈프레임; 상기 모듈프레임 하부에 위치해 결합하는, 상기 모듈프레임을 거치함과 동시에, 자체중심 회동하는 모듈프레임 거치축; 상기 모듈프레임거치축과 결합방식에 의해 결합함으로써 모듈프레임거치축을 지지하는 축지지부; 상기 축지지부 저면에 힌지를 삽입할 수 있도록 형성된 브랏게트; 상기 브랏게트와 힌지로 결합하는, 최소 3개 이상의 버팀대;로 형성된 피라미드구조의 베이스프레임; 을 구비하여, 상기 베이스프레임은 지면과 체결수단에 의해 견고히 고정 설치되고, 상기 모듈프레임거치축이 매일 동서방향으로 회동할 수 있도록 함과 동시에, 상기 브랏게트에 결합한 힌지에 의해 남북방향 회동하도록, 각각 별도의 수동구동장치 및/또는, 자동구동장치로 구성된다.

하지만, 상기한 경우 태양광 입사각에 따른 조절시 수동으로 하는 경우 현장에서 작업자 1인이 회전각도를 변경하기에는 힘든 문제점이 있고 또한 자동 조작의 경우 경제적 비용이 추가됨은 물론 쉽게 훼손되는 문제점이 있어왔다.

대한민국 특허등록 제10-1202059호 공고일 2012년 11월 15일 대한민국 실용신안등록 제20-0453275 공고일 2011년 04월 22일 대한민국 특허등록 제10-1322965호 공고일 2013년 10월 28일 대한민국 특허공개 제10-2010-0061271호 공개일 2010년 06월 07일 대한민국 특허등록 제10-0868916호 공고일 2008년 09월 17일

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은,

첫째; 태양광 발전을 위한 모듈 프레임이 배열 설치된 상태에서 태양광 입사를 위한 모듈 프레임의 회전각 조절시 태양광 입사각에 따라 작업자가 간편하게 조절할 수 있도록 하는데 있다.

둘째; 태양광 발전장치의 설치에 따른 조립 및 해체 그리고 조작이 간편하도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

가변식 태양광 발전장치에 있어서,

바닥으로부터 세워져 설치되는 복수개의 포스트와; 배열된 상기 포스트에 대해 가로 또는 세로 방향 중 어느 한쪽 방향을 따라 상기 포스트의 상단에 올려져 회전 가능하게 결합되는 회전체와; 상기 포스트의 각각 상단에 구비되어 상기 회전체가 회전될 수 있도록 결합하는 슬라이드부재와; 일면이 상기 회전체에 결합되며 타면에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈이 배열되는 모듈 프레임과; 상기 회전체의 중간에 위치된 상기 포스트의 상단에 상기 회전체의 회전각을 규제하도록 구비되는 회전각 제어수단을 포함하여 구현될 수 있다.

상기 슬라이드부재는, 상기 포스트의 상단에 수평하게 설치되는 수평플레이트, 상기 회전체가 슬라이드 회전 가능하도록 감싸며 양쪽 단부가 상기 수평플레이트에 결합되는 베어링 볼트로 이루어진 것을 적용할 수 있다.

상기 회전각 제어수단은, 상기 포스트의 상단에 수평하게 설치되는 수평플레이트, 상기 회전체의 외측에 결합되어 외측으로 돌출되는 한 쌍의 제어판, 상기 수평플레이트에 구비되어 상기 제어판을 선택적으로 고정하는 잠금부재로 이루어진 것을 적용할 수 있다.

본 발명은 구성부품을 최소화 하여 비용 절감의 효과가 있도록 함은 물론 태양광 발전을 위해 배열된 모듈 프레임의 회전 각 조절시 하나의 포스트 상단에 위치한 회전각 조절수단을 제어하면 되는 것으로 각도 조절이 용이한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 경사 가변형 태양광 발전장치의 설치 상태 배면 사시도,
도 2는 도 1에서 회전체를 슬라이드 지지하는 슬라이드부재의 요부 사시도,
도 3은 도 2의 단면도,
도 4는 도 1에서 "B"부 확대 사시도,
도 5는 도 4의 평면 조립 상태 사시도,
도 6은 도 4 또는 도 5의 단면도,
도 7은 도 6의 분리 사시도.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 태양광 발전시 태양광 위치에 따라 입사각을 조절할 수 있도록 하는 가변식 태양광 발전장치에 관한 것이다.

본 발명은, 도 1 내지 도 5의 도시에 의하여 복수개의 포스트(100)와, 배열된 상기 포스트(100)의 상단에서 평면에서 볼 때 가로 또는 세로 방향으로 배열되는 회전체(200)와, 상기 회전체(200)가 상기 포스트(100)에 대해 회전 가능한 상태로 고정하는 슬라이드부재(300)와, 상기 회전체(200)에 일체로 결합되는 모듈 프레임(400)과, 상기 모듈 프레임(400)의 회전각을 조절하는 회전각 제어수단(500)을 포함하여 구성된다.

이에따라 태양광 입사에 따른 조절시 회전각 제어수단(500)을 통해 상기 회전체(200)의 회전각을 조절하면 된다.

상기 포스트(100)는, 금속 또는 합성수지 소재로 이루어지며 하단이 지면에 설치된 기초구조물에 고정된다. 그리고 외형이 원형 또는 사각으로 중실 또는 중공형을 이루며 형성된다.

상기 회전체(200)는, 금솔 또는 합성수지 소재가 가능하며, 외형이 원형.사각.다각 등의 파이프 형태로 이루어질 수 있다. 그리고 배열된 상기 포스트(100)에 대해 가로 또는 세로 방향 중 어느 한쪽 방향을 따라 상기 포스트(100)의 상단에 올려져 회전 가능하게 결합된다.

상기 슬라이드부재(300)는, 상기 포스트(100)의 각각 상단에 구비되어 상기 회전체(200)가 회전될 수 있도록 결합되는 것으로 상기 포스트(100)의 상단에 수평하게 설치되는 수평플레이트(320)와, 상기 회전체(200)가 슬라이드 회전 가능하도록 감싸며 양쪽 단부가 상기 수평플레이트(320)에 결합되는 베어링 볼트(340)로 이루어진다.

상기 베어링 볼트(340)은, "U" 형상으로 양쪽 단부에 나사부가 형성되어 상기 회전체(200)를 감싸는 상태에서 양단이 각각 상기 수평플레이트(320)에 형성된 안내홀을 통과하여 너트를 통해 고정된다.

즉, 상기 회전체(200)의 회전시 상기 베어링 볼트(340)를 고정하는 너트를 풀림 상태로 한 후 상기 회전체(200)를 회전시키고 상기 너트를 조이면 상기 회전체(200)가 회전되지 않고 고정상태를 유지하게 된다.

상기 모듈 프레임(400)은, 상면에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈이 가로 및 세로 방향으로 등간격 배열된다. 그리고 저면에 상기 회전체(200)에 일체형으로 결합될 수 있도록 브래킷이 구비된다.

이에따라, 상기 회전체(200)에 상기 모듈 프레임(400)이 결합되어져 상기 회전체(200)의 회전시 상기 모듈 프레임(400)이 회전되어져 태양광 입사를 최적화 시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 모듈 프레임(400)의 저면에 고정되는 상기 회전체(200)가 상기 모듈 프레임(400)의 중심선에 대해 적어도 어느 한 쪽으로 편중된 위치에 결합되도록 함이 바람직할 것이다.

상기 회전각 제어수단(500)은, 상기 회전체(200)의 중간에 위치된 상기 포스트(100)의 상단에 설치되어 상기 회전체(200)의 회전각을 규제하게 된다.

이는, 상기 포스트(100)의 상단에 수평하게 설치되는 수평플레이트(320)와, 상기 회전체(200)의 외측에 결합되어 외측으로 돌출되는 한 쌍의 제어판(540)(550)과, 상기 수평플레이트(320)에 구비되어 상기 제어판(540)(550)을 선택된 위치에서 고정하는 잠금부재(560)(570)로 이루어진다.

상기 제어판(540)(550)과 상기 수평플레이트(320) 사이에 틈새 간격을 유지시키도록 각조절부재(580)가 더 결합될 수 있다.

즉, 상기 회전체(200)의 회전각도를 설정한 후 상기 제어판(540)(550)과 상기 수평 플레이트(320)에서 발생되는 틈새에 상기 각조절부재(580)를 끼워넣고 결합시키면 된다.

이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 경사 가변형 태양광 발전장치의 조립 및 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

조립시에는,

도 1에 도시된 바와같이 기초구조물에 포스트의 하단이 일체형으로 고정되도록 한 상태에서 설치될 장소의 바닥면에 가로 및 세로방향으로 기초구조물을 등간격 설치한다. 그런다음 포스트(100)의 상단 수평 플레이트(320)에 회전체(200)를 올려놓고 슬라이드부재(300)를 이루는 베어링 볼트(340)를 통해 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이 고정한다. 연속해서 도 4에 도시된 바와같이 상기 회전체(200)의 중간 위치에 구비된 회전각 제어수단(500)의 제어판(540)(550)을 해당되는 상기 포스트(100)의 상단에 위치한 수평플레이트(320)에 결합시키면 조립이 완료된다.

태양광 입사에 따른 입사각 조절시에는,

상기 회전체(200)를 결합하는 슬라이드 부재(300) 및 상기 회전각 제어수단(500)의 잠금 부분을 해제시킨 후, 상기 회전체(200)를 회전시켜 상기 모듈 프레임(400)이 원하는 입사 각도가 되도록 한다. 그런 다음 각조절부재(580)를 끼워넣고 결합시키면 각도 조절이 완료된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.

100: 포스트
200: 회전체
300: 슬라이드 부재
320: 수평플레이트
340: 베어링 볼트
400: 모듈 프레임
500: 회전각 제어수단
540,550: 제어판
560,570: 잠금부재 580: 각조절부재

Claims (5)

1. 가변식 태양광 발전장치에 있어서,
   바닥으로부터 세워져 설치되는 복수개의 포스트(100)와; 배열된 상기 포스트(100)에 대해 가로 또는 세로 방향 중 어느 한쪽 방향을 따라 상기 포스트(100)의 상단에 올려져 회전 가능하게 결합되는 회전체(200)와; 상기 포스트(100)의 각각 상단에 구비되어 상기 회전체(200)가 회전될 수 있도록 결합하는 슬라이드부재(300)와; 일면이 상기 회전체(200)에 결합되며 타면에 태양광 발전을 위한 태양광 모듈이 배열되는 모듈 프레임(400)과; 상기 회전체(200)의 중간에 위치된 상기 포스트(100)의 상단에 상기 회전체(200)의 회전각을 규제하도록 구비되는 회전각 제어수단(500)을 포함하며;
   상기 회전각 제어수단(500)은,
   상기 포스트(100)의 상단에 수평하게 설치되는 수평플레이트(320),
   상기 회전체(200)의 외측에 결합되어 외측으로 돌출되는 한 쌍의 제어판(540)(550),
   상기 수평플레이트(320)에 구비되어 상기 제어판(540)(550)을 선택적으로 고정하는 잠금부재(560)(570)로 이루어짐을 특징으로 하는 경사 가변형 태양광 발전장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어판(540)(550)과 상기 수평플레이트(320) 사이에 틈새 간격을 유지시키도록 각조절부재(580)가 더 결합됨을 특징으로 하는 경사 가변형 태양광 발전장치.
   
5. 삭제

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