KR101554481B1 - 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양 고도 변화에 따라 집광판의 각도를 안정적이면서도 용이하게 조절할 수 있도록 하고, 조절된 각도를 고정시킬 수 있도록 각도고정장치를 구비하여 다량의 태양에너지를 수집할 수 있도록 하여 다량의 전기에너지를 발전할 수 있도록 하는 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치에 관한 것이다.
따라서, 본 발명이 제안하는 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치는 정면에 다수의 태양전지셀이 배치되고 배면에 반원 형상의 고정판이 형성된 집광판;과 상기 집광판과 연결설치되어 집광판을 지지하는 지지부재;와 상기 지지부재의 하부를 고정하는 받침판;과 상기 집광판의 하단 및 상기 지지부재의 하단에 연결설치되어 집광판의 각도를 조절하는 각도조절장치;와 상기 고정판을 고정시켜 집광판의 각도가 고정되도록 구비되는 각도고정장치;를 포함하여 이루어진다.

Description

각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치{Angle variable solar generator having an angle fixed device}

본 발명은 태양광발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양 고도 변화에 따라 집광판의 각도를 안정적이면서도 용이하게 조절할 수 있도록 하고, 조절된 각도를 고정시킬 수 있도록 각도고정장치를 구비하여 다량의 태양에너지를 수집할 수 있도록 하여 다량의 전기에너지를 발전할 수 있도록 하는 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치에 관한 것이다.

최근 에너지 고갈로 인하여 신재생 에너지의 개발에 많은 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 태양 에너지는 친환경적이며 무한한 에너지로 설치가 자유롭고 유지관리도 쉬운 편으로 보급률이 점차 증가하고 있다.

상기 태양 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 태양집광판은 무공해, 무소음, 무한 공급에너지 등의 장점을 제공한다. 또한, 태양집광판은 다수개의 태양전지를 전도성을 갖는 리본과 버스바를 통하여 직,병렬로 배열된 태양전지 어레이에 의해 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한다.

즉, 태양전지 어레이의 상부에 안착되는 저철분강화유리를 통하여 투과되는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환한다. 이와 같은 태양집광판은 전력 생산의 고효율을 위해서 태양의 직사광선이 태양집광판의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 동력 또는 기기조작을 통하여 태양의 위치를 추적해 가는 추적식, 계절 또는 월별로 태양의 고도에 따라 상하로 위치가 변화되는 반고정식(가변식), 태양의 고도에 관계없이 위치가 고정되는 고정식 등이 있다.

상기 태양의 위치를 추적해 가는 추적식 종래의 기술로써, 대한민국 특허공개 제10-2008-0013481호(2008년02월13일)에는 집광판을 견고하게 지지하면서 제어부의 제어신호에 따라 집광판의 수평 및 수직각 조절이 가능한 구동장치에 있어서, 상기 구동장치는 기초부 상부에 고정설치되는 기어박스와, 상기 기어박스의 내측 상부에 회전가능하게 설치되는 링기어와, 상기 링기어를 회전시키면서 그 양축단이 기어박스 외부로 노출되게 설치된 워엄과, 상기 링기어의 상부에 고정설치되어 함께 수평 회전되고, 그 상단부에 상기 집광판이 회동가능하게 힌지 결합된 종축관과, 상기 기어박스내 하부에 고정 설치되며 스크류를 회전시키는 워엄의 양축단이 상기 기어박스의 외부로 노출되게 설치된 스크류잭와, 상기 스크류잭의 상하 출몰부 상단과 상기 집광판을 상기 링기어 및 종축관의 내부를 통해 연결된 링크와, 상기 링기어 및 스크류잭의 워엄축을 회전시키는 제1,제2구동부와, 상기 제1,제2구동부를 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 추적식 태양열 발전 시스템이 공지되어 있다.

그러나 상기 추적식 태양열 발전시스템의 집광판 구동장치는 자동으로 태양광의 위치를 추적하여 자동으로 집광판의 각도를 조절하도록 구성되었지만 집광판과 종축관은 힌지로만 결합되어 있어 상대적으로 고정된 상태가 견고하지 못해 오랜기간 사용시 집광판의 각도를 조절하더라고 조절된 각도를 유지하지 못하고 집광판의 무게 또는 바람 등의 외력에 인해 각도가 가변할 수 있어 태양에너지를 제대로 흡수하지 못하여 전기에너지의 생산량이 적은 단점이 있다. 또한, 구조가 복잡하여 잔고장이 많이 발생되어 태양광의 위치를 제대로 추적하지 못하는 문제점이 있다.

그리고, 상기 반고정식(가변식)의 종래의 기술로써, 대한민국 특허공개 제10-2010-0124930호(2010년11월30일)에는 집광판의 각도 조절 장치에 있어서, 다수의 태양전지 셀로 구성된 집광판과, 상기 집광판을 받치는 프레임과, 일단은 지면에 설치되고 타단은 상기 프레임과 힌지 결합하는 지지대와, 상기 프레임 및 상기지지대와 각각 볼트에 의해 고정된 고정링크를 포함하며, 상기 볼트의 조임을 풀어 상기 고정링크에 이동성을 부여하고 상기 고정링크의 상하 이동에 따라 상기 집광판의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 집광판의 각도 조절 장치가 공지되어 있다.

그러나 상기한 집광판의 각도 조절 장치는 고정링크로 각도를 간편하게 조절할 수 있으나 각도 조절이 지정되어 있어 계절의 변화에 따른 태양위치에 따라 각도를 다양하게 가변시키지 못하는 단점이 있다. 따라서, 태양으로부터 많은 에너지를 발생시키지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사계절(봄,여름,가을,겨울)의 태양 고도 변화 및 태양의 위치에 따라 태양의 집광판의 각도를 가변시킬 수 있어 태양에너지를 용이하게 수집하여 다량의 전기에너지를 발생시킬 수 있도록 하는 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 집광판의 각도가 가변되지 않도록 각도를 고정할 수 있는 각도고정장치를 구비하여 태양에너지를 안정적으로 다량 수집할 수 있도록 하여 다량의 전기에너지를 발전시킬 수 있는 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 제안하는 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치는 정면에 다수의 태양전지셀이 배치되고 배면에 반원 형상의 고정판이 형성된 집광판;과 상기 집광판과 연결설치되어 집광판을 지지하는 지지부재;와 상기 지지부재의 하부를 고정하는 받침판;과 상기 집광판의 하단 및 상기 지지부재의 하단에 연결설치되어 집광판의 각도를 조절하는 각도조절장치;와 상기 고정판을 고정시켜 집광판의 각도가 고정되도록 구비되는 각도고정장치;를 포함하여 이루어진다.

상기 집광판은 각도를 가변시킬 수 있도록 배면 중심부에서 지지부재와 힌지결합한다.

상기 지지부재는 상협하광 형상으로 형성하되, 지반과 맞닿는 면은 W형상으로 형성한다.

상기 각도조절장치는 집광판에 설치되어 회동하는 제1 회동구와, 상기 지지부재에 고정설치되는 고정부와 상기 고정부 사이에 설치되어 회동하는 제2 회동구와, 상기 제1 및 제2 회동구와 결합되는 회전바와, 상기 회전바의 일단에 설치되는 체결부를 포함하여 이루어진다.

상기 체결부는 지정된 형상으로 돌기 또는 홈을 형성하여 손잡이 또는 전동공구를 체결할 수 있도록 구성된다.

상기 각도고정장치는 지지부재에 설치되어 회전하는 고정바와, 상기 고정바의 양끝단에 형성되어 상기 집광판의 고정판을 고정시키는 고정핀과, 상기 고정바의 중심부에서 연결형성되는 고정손잡이를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치에 의하면, 사계절의 태양 고도 변화에 따라 집광판의 각도를 가변시킬 수 있어 다량의 태양에너지를 용이하게 수집하여 전기에너지를 다량 발생시킬 수 있는 효과가 있다.

뿐만 아니라, 집광판의 무게 및 외력에 의해 집광판의 각도가 가변되지 않도록 집광판의 각도를 고정하는 각도고정장치를 구비하여 태양에너지를 안정적으로 수집할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 배면도.
도 4는 본 발명에 다른 일실시예에 있어서 각도조절장치를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 실시예를 나타내는 측면도.

본 발명은 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치에 있어서, 정면에 다수의 태양전지셀이 배치되고 배면에 반원 형상의 고정판이 형성된 집광판;과 상기 집광판과 연결설치되어 집광판을 지지하는 지지부재;와 상기 지지부재의 하부를 고정하는 받침판;과 상기 집광판의 하단 및 상기 지지부재의 하단에 연결설치되어 집광판의 각도를 조절하는 각도조절장치;와 상기 고정판을 고정시켜 집광판의 각도가 고정되도록 구비되는 각도고정장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 집광판은 각도를 가변시킬 수 있도록 배면 중심부에서 지지부재와 힌지결합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지부재는 상협하광 형상으로 형성하되, 지반과 맞닿는 면은 W형상으로 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각도조절장치는 집광판에 설치되어 회동하는 제1 회동구와, 상기 지지부재에 고정설치되는 고정부와 상기 고정부 사이에 설치되어 회동하는 제2 회동구와, 상기 제1 및 제2 회동구와 결합되는 회전바와, 상기 회전바의 일단에 설치되는 체결부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 체결부는 지정된 형상으로 돌기 또는 홈을 형성하여 손잡이 또는 전동공구를 체결할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 각도고정장치는 지지부재에 설치되어 회전하는 고정바와, 상기 고정바의 양끝단에 형성되어 상기 집광판의 고정판을 고정시키는 고정핀과, 상기 고정바의 중심부에서 연결형성되는 고정손잡이를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다음으로 본 발명에 따른 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치의 바람직한 일실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치의 일실시예는 도 1, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 집광판(10), 지지부재(20), 받침판(30), 각도조절장치(40) 및 각도고정장치(50)로 이루어져 있다.

상기 집광판(10)은 정면에 다수개의 태양전지셀이 배치되어 구성된다. 집광판(10)은 태양 에너지를 모아 전기에너지로 발전하는 기능을 수행한다. 집광판(10)은 배면 중심부에 베어링(12)이 구비되어 지지부재(20)와 힌지결합하여 연결형성된다.

상기 집광판(10)은 배면에 반원형상의 고정판(15)이 복수개 형성된다. 고정판(15)을 각도고정장치(50)로 고정하여 집광판(10)의 각도를 고정할 수 있도록 구성된다. 고정판(15)은 각도고정장치(50)의 고정핀(54)이 장착되어 고정되거나 고정핀(54)이 탈락되어 집광판(10)의 각도를 가변시킬 수 있도록 고정홈(15a)을 형성한다. 고정홈(15a)은 태양고도에 대응하는 각도를 집광판(10)의 각도가 형성될 수 있도록 복수개의 고정홈(15a)을 형성한다.

상기 지지부재(20)는 집광판(10)과 연결설치되어 집광판(10)을 지지하도록 구성된다. 지지부재(20)는 집광판(10)의 배면 중심부와 베어링(12)으로 힌지결합하여 집광판(10) 각도를 가변시킬 수 있도록 구성된다. 지지부재(20)는 실외에 설치되는 집광판(10)을 태풍 등의 다양한 기상변화에도 변위되지않고 지지할 수 있도록 형상변형이 거의 없는 강관으로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 지지부재(20)는 지반(G)에 안정적으로 고정될 수 있도록 상협하광의 형상을 갖도록 하며, 지반(G)과 맞닿는 면은 'W'형상으로 형성한다.

상기 받침판(30)은 지지부재(20)를 고정할 수 있도록 구성된다. 받침판(30)은 일부분 또는 전체가 지반(G)에 매립되어 지지부재(20)를 고정하도록 한다. 받침판(30)은 무수축 모르타르를 사용하여 형성한다. 받침판(30)의 상단에 지지부재(20)의 'W'형상의 하부를 안착시킨 후 고정부재 등을 사용하여 받침판(30)에 지지부재(20)를 고정시킨다.

상기 각도조절장치(40)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 집광판(10) 및 연결부재(20)와 연결설치되어 집광판(10)의 각도를 조절하도록 구성된다. 각도조절장치(40)는 집광판(10)의 하부에 설치되어 회동하는 제1 회동구(42)와, 상기 지지부재(20)에 고정설치되는 고정부(43)와, 상기 고정부(43) 내에 설치되어 회동하는 제2 회동구(44)와, 제1 회동구(42) 및 제2 회동구(44)와 결합되는 회전바(47)와 상기 회전바(47)의 일단에 설치되는 체결부(49)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 회동구(42)는 집광판(10)에 고정설치되어 집광판(10)의 각도 변화에 따라 회동하여 집광판(10)의 각도에 대응할 수 있도록 한다. 고정부(43)는 지지부재(20)에 고정설치되어 집광판(10)의 각도 변화에도 각도조절장치(40)의 위치를 고정시킬 수 있도록 구성된다. 제1 회동구(42) 및 제2 회동구(44)는 각각 집광판(10) 및 고정부(43)에서 회동하여 집광판(10)의 각도를 가변시킬 수 있도록 구성된다.

상기 회전바(47)는 집광판(10)에서 점점 낮아지는 기울기를 갖도록 구성된다. 회전바(47)를 회전시켜 집광판(10)의 기울기를 조절한다.

상기 체결부(49)는 회전바(47)를 좀 더 손쉽게 회전시킬 수 있도록 구성된다. 체결부(49)는 지정된 형상으로 돌기 또는 홈을 형성하여 손잡이(48) 또는 전동공구(미도시) 등을 체결할 수 있도록 한다.

상기 손잡이(48)는 관리자가 직접 손으로 잡고 회전바(47)를 회전시킬 수 있으며 전동공구는 체결부(49)와 체결한 뒤 구동시켜 자동으로 회전바(47)를 회전시키는 것이 가능하다.

상기 각도고정장치(50)는 각도조절장치(40)로 조절한 집광판(10)의 각도를 고정시킬 수 있도록 구성된다. 각도고정장치(50)는 지지부재(20)에 설치되는 고정바(52)와, 상기 고정바(52)의 양끝단에 형성되어 집광판(10)의 고정판(15)을 고정시키는 고정핀(54)과 상기 고정바(52)의 중심부에서 연결형성되는 고정손잡이(56)를 포함하여 이루어진다.

상기 고정바(52)는 지지부재(20)와 연결설치된 자리에서 회전할 수 있도록 원통형으로 형성된다.

상기 고정핀(54)은 고정판(15)의 고정홈(15a)에 장착될 때에는 집광판(10)을 고정시켜 각도가 가변되지 못하도록 집광판(10)을 고정하며, 고정바(52)를 회전시켜 고정판(15)의 고정홈(15a)에서 고정핀(54)이 탈락되면 집광판(10)의 각도를 가변시키는 것이 가능하다.

상기 고정손잡이(56)는 고정바(52)를 용이하게 회전시킬 수 있도록 고정바(52)와 직각을 이룰 수 있도록 연결형성한다.

본 발명에 따른 각도조절장치가 구비된 태양광발전장치의 실시예는 도 5에 나타낸 바와 같이, 고정손잡이(56)를 잡고 고정바(52)를 회전시켜 고정판(15)의 고정홈(15a)에 장착되어 있는 고정핀(54)을 탈락시킨다. 그 다음, 각도조절장치(40)의 회전바(47)를 회전시켜 집광판(10)의 하부를 밀거나 당겨 집광판(10)의 각도를 조절한다. 집광판(10)의 각도가 조절된 후 각도가 가변되지 않도록 고정손잡이(56)를 잡고 고정바(52)를 회전시켜 고정판(15)의 고정홈(15a)에 고정핀(54)이 장착되도록 한다.

상기 각도조절장치(40)의 회전바(47)는 체결부(49)에 손잡이(48)를 체결하여 관리자가 직접 회전바(47)를 회전시킬 수 있으며, 체결부(49)에 전동공구를 체결하여 자동으로 회전바(47)를 회전시키는 것도 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 집광판 12 : 베어링 15 : 고정판
20 : 지지부재 30 : 받침판 40 : 각도조절장치
42 : 제1 회동구 43 : 고정부 44 : 제2 회동구
47 : 회전바 48 : 손잡이 49 : 체결부
50 : 각도고정장치 52 : 고정바 54 : 고정핀
56 : 고정손잡이 G : 지반

Claims (6)

1. 정면에 다수의 태양전지셀이 배치되고 배면에 반원 형상의 고정판이 형성된 집광판;과
   상기 집광판과 연결설치되어 집광판을 지지하는 지지부재로서, 상협하광 형상으로 형성하되, 지반과 맞닿는 면은 W형상으로 형성되는 지지부재;와
   상기 지지부재의 하부를 고정하는 받침판;과
   상기 집광판의 하단 및 상기 지지부재의 하단에 연결설치되어 집광판의 각도를 조절하는 각도조절장치;와
   상기 고정판을 고정시켜 집광판의 각도가 고정되도록 구비되는 각도고정장치;를 포함하여 이루어지되
   상기 각도조절장치는 집광판에 설치되어 회동하는 제1 회동구와, 상기 지지부재에 고정설치되는 고정부와 상기 고정부 사이에 설치되어 회동하는 제2 회동구와, 상기 제1 및 제2 회동구와 결합되는 회전바와, 상기 회전바의 일단에 설치되고 지정된 형상으로 돌기 또는 홈을 형성하여 전동공구를 체결할 수 있도록 구비되는 체결부를 포함하여 이루어지며,
   상기 각도고정장치는 지지부재에 설치되어 회전하는 고정바와, 상기 고정바의 양끝단에 형성되어 상기 집광판의 고정판을 고정시키는 고정핀과, 상기 고정바의 중심부에서 연결형성되는 고정손잡이를 포함하여 이루어지고,
   상기 고정판은 상기 고정핀이 장착되어 고정되거나 고정핀이 탈락되어 집광판의 각도를 가변시킬 수 있도록 고정홈을 형성하되, 상기 고정홈은 태양고도에 대응하는 각도에 따라 집광판의 각도가 형성될 수 있도록 복수개의 고정홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 각도고정장치가 구비된 각도 가변형 태양광발전장치.
   
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