KR101679260B1

KR101679260B1 - 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치

Info

Publication number: KR101679260B1
Application number: KR1020150096270A
Authority: KR
Inventors: 조해용; 추연근
Original assignee: 충북대학교 산학협력단
Priority date: 2015-07-07
Filing date: 2015-07-07
Publication date: 2016-11-24

Abstract

태양광 발전 모듈의 각도 조절장치가 개시된다. 개시된 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치는 집광 패널을 포함하는 태양광 발전 모듈의 각도를 조절하기 위한 것으로서, ⅰ)베이스 프레임과, ⅱ)베이스 프레임의 길이 방향을 따라 왕복 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 모터에 구비된 피니언 기어와 치합되는 래크바아와, ⅲ)래크바아를 사이에 두고 상호 평행하게 배치되며, 베이스 프레임에 고정되게 설치되는 한 쌍의 고정바아와, ⅳ)각 고정바아에 직립하게 고정되며, 집광 패널의 집광 전면 반대쪽 배면에 힌지 결합되는 지지바아와, ⅴ)집광 패널의 배면 및 래크바아에 각각 링크 결합되는 양단을 포함하는 연결링크를 포함할 수 있다.

Description

태양광 발전 모듈의 각도 조절장치 {ANGLE ADJUSTING DEVICE OF SOLAR CELL MODULE PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION}

본 발명의 실시 예는 태양광 발전 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양광 발전 모듈의 각도를 조절하기 위한 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 발전 시스템은 발전기의 도움 없이 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 발전 시스템이다. 태양광 발전 시스템은 태양광을 집광하여 그 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양광 발전 모듈을 구비하고 있다.

이러한 태양광 발전 시스템은 공해가 없고 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있으며, 유지보수가 용이하여 친환경 발전설비로 사용량이 늘어나고 있는 추세이다.

한편, 태양광 발전 시스템은 태양광 발전 모듈로 입사되는 태양광의 입사 각도에 따라 발전량이 좌우되기 때문에, 발전 효율을 극대화시키기 위해 계절에 따라 태양광 발전 모듈의 각도를 조정할 수 있다.

또한, 태양광 발전 시스템은 태풍과 같이 풍속이 강한 바람이 부는 경우 태양광 발전 모듈의 파손을 막기 위해 그 태양광 발전 모듈의 각도를 거의 수평 방향으로 조정할 수 있다.

나아가, 태양광 발전 시스템은 눈이나 우박, 조류의 배설물 및 황사 먼지 등이 태양광 발전 모듈의 표면에 쌓이는 것을 방지하기 위해 그 태양광 발전 모듈의 각도를 거의 수직 방향으로 조정할 수 있다.

이와 같은 태양광 발전 모듈의 각도 조정은 각도 조절장치를 통해 구현되는데, 종래 기술에서의 각도 조절장치는 태양광 발전 모듈의 하단부를 지지하며 모터 등과 같은 구동수단의 구동으로서 태양광 발전 모듈의 각도를 조정하고 있다.

그런데, 종래 기술에서의 각도 조절장치는 태양광 발전 모듈을 안정적으로 지지하지 못하기 때문에, 태양광 발전 모듈의 각도 조절 시 풍 하중 등에 의해 태양광 발전 모듈의 파손을 유발할 수 있으며, 태양광 발전 모듈의 각도를 원활하게 조절할 수 없는 결과를 초래할 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 태양광 발전 모듈을 안정적으로 지지하며, 그 태양광 발전 모듈의 각도를 조절할 수 있도록 한 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치는, 집광 패널을 포함하는 태양광 발전 모듈의 각도를 조절하기 위한 것으로서, ⅰ)베이스 프레임과, ⅱ)상기 베이스 프레임의 길이 방향을 따라 왕복 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 모터에 구비된 피니언 기어와 치합되는 래크바아와, ⅲ)상기 래크바아를 사이에 두고 상호 평행하게 배치되며, 상기 베이스 프레임에 고정되게 설치되는 한 쌍의 고정바아와, ⅳ)상기 각 고정바아에 직립하게 고정되며, 상기 집광 패널의 집광 전면 반대쪽 배면에 힌지 결합되는 지지바아와, ⅴ)상기 집광 패널의 배면 및 상기 래크바아에 각각 링크 결합되는 양단을 포함하는 연결링크를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 지지바아의 하단은 상기 고정바아에 고정되고, 상기 지지바아의 상단은 상기 집광 패널의 배면에 힌지 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 지지바아의 상단은 상기 집광 패널의 무게 중심부에 힌지 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 연결링크의 일단은 상기 집광 패널의 배면에 링크 결합되고, 상기 연결링크의 타단은 상기 래크바아에 링크 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 지지바아 및 연결링크는 상기 집광 패널 무게 중심부의 횡 방향 중앙 양측 및 그 중앙 하측을 3점 지지 방식으로서 지지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 집광 패널의 배면에는 한 쌍의 제1 수직 프레임이 종 방향으로 구비되되, 상기 지지바아의 상단은 상기 제1 수직 프레임의 중앙에 힌지 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 집광 패널의 배면에는 상기 제1 수직 프레임의 중앙을 횡 방향으로 연결하는 수평 프레임 및 상기 수평 프레임의 중앙에서 하측으로 배치되는 제2 수직 프레임이 구비되되, 상기 연결링크의 일단은 상기 제2 수직 프레임의 중앙에 링크 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 피니언 기어는 웜 축에 웜이 구비된 기어로서 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 웜 축은 상기 래크바아의 길이 방향을 따라 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 웜은 상기 웜 축의 축 방향을 따라서 상기 래크바아에 치합될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치는, 집광 패널을 포함하는 태양광 발전 모듈의 각도를 조절하기 위한 것으로서, ⅰ)베이스 프레임과, ⅱ)상기 베이스 프레임의 길이 방향을 따라 왕복 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 이동부재와, ⅲ)상기 이동부재와 연결되게 구비되며, 회전 구동력으로서 상기 이동부재를 직선 왕복 이동시키는 구동부와, ⅳ)상기 이동부재를 사이에 두고 상호 평행하게 배치되며, 상기 베이스 프레임에 고정되게 설치되는 한 쌍의 고정바아와, ⅴ)상기 각 고정바아에 직립하게 고정되며, 상기 집광 패널의 집광 전면 반대쪽 배면에 힌지 결합되는 지지바아와, ⅵ)상기 집광 패널의 배면 및 상기 이동부재에 각각 링크 결합되는 양단을 포함하는 연결링크를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 이동부재는 래크바아를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 구동부는 모터와, 모터의 구동축과 결합되며 상기 래크바아에 치합되는 피니언 기어를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 있어서, 상기 피니언 기어는 웜 축에 웜이 구비된 기어로서 구비되며, 상기 웜 축은 상기 래크바아의 길이 방향을 따라 배치되고, 상기 웜은 상기 웜 축의 축 방향을 따라서 상기 래크바아에 치합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치는, 상기 베이스 프레임의 길이 방향을 따라 다수 개로서 상호 이격되게 배열된 태양광 발전 모듈들의 각도를 동시에 조절할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 지지바아 및 연결링크를 통해 태양광 발전 모듈을 3점 지지 방식으로서 더욱 안정되게 지지함과 아울러 태양광 발전 모듈의 각도 변화에 따른 모멘트를 최소화시키며, 태양광 발전 모듈의 각도를 원활하게 조절할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치를 도시한 정면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치를 도시한 측면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 적용되는 이동부재의 결합 구조를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치에 적용되는 태양광 발전 모듈의 결합 구조를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", ""...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치를 도시한 사시도, 정면 구성도 및 측면 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치(100)는 태양광을 집광하여 그 태양광의 빛 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 태양광 발전 시스템에 적용될 수 있다.

상기 태양광 발전 시스템은 기 설정된 방향을 따라 연속적으로 배열된 다수 개의 태양광 발전 모듈들(1)을 포함하는 바, 태양광 발전 모듈(1)은 태양광을 집광하는 집광 패널(3)을 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 집광 패널(3)은 대략 직사각 형태의 패널로서 구비되며, 태양광 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 태양 전지를 포함하고 있다. 상기 집광 패널(3)의 각도는 본 발명의 실시 예에 따른 각도 조절장치(100)에 의해 가변될 수 있다.

이하에서는 상기 집광 패널(3)에 있어 태양광을 집광하는 면을 전면이라 하고, 그 전면의 반대쪽 면을 배면이라 한다. 그리고 이하에서는 집광 패널(3)을 상하 방향으로 세워 놓고 보았을 때를 기준으로 하여 하기의 구성요소들을 설명하는데, 상측을 향하는 부분을 상단/상단부 및 상부로 정의하고, 하측을 향하는 부분을 하단/하단부 및 하부로 정의하기로 한다.

여기서, 상기 태양광 발전 모듈(1)은 집광 패널(3)의 태양 전지를 통하여 발생된 전기 에너지를 처리하기 위한 각종 전기장치 및 전자 제어장치(도면에 도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 이러한 태양광 발전 모듈(1)의 구성은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

더 나아가, 본 발명의 보호 범위가 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 조절하는 것에 반드시 한정되지 않고, 필요에 따라 각도를 가변시키고자 하는 다양한 종류 및 용도의 패널 구조물이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치(100)는 간단한 구성으로서 태양광 발전 모듈(1)을 안정적으로 지지하며, 그 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 원활하게 조절할 수 있는 구조로 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치(100)는 다수 개로서 상호 이격되게 배열된 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 동시에 조절할 수 있다.

이를 위한 본 발명의 실시 예에 따른 상기 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치(100)는 기본적으로, 베이스 프레임(10), 이동부재(20), 구동부(30), 고정바아(50), 지지바아(60) 그리고 연결링크(70)를 포함하고 있다.

상기 베이스 프레임(10)은 본 장치(100)의 상기한 주요 각종 구성 요소들을 지지하는 것으로서, 하나의 프레임 또는 둘 이상으로 구획/연결된 프레임으로 구성될 수 있다.

상기 베이스 프레임(10)에는 그 구성 요소들을 지지하기 위한 각종 브라켓, 바아, 로드, 플레이트, 하우징, 블록, 등과 같은 각종 부속요소들을 포함할 수 있다.

그러나, 상기한 각종 부속요소들은 이하에서 설명될 각각의 구성 요소들을 베이스 프레임(10)에 설치하기 위한 것이므로, 본 발명의 실시 예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 베이스 프레임(10)으로 통칭한다.

여기서, 상기 베이스 프레임(10)은 일정 폭을 지니며 길게 구비되고, 위에서 언급한 바 있는 다수 개의 태양광 발전 모듈들(1)이 길이 방향을 따라 연속적으로 상호 이격되게 배열될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 이동부재(20)는 베이스 프레임(10)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 것으로, 그 베이스 프레임(10)의 대략 중앙부에 배치된다. 즉, 상기 이동부재(20)는 베이스 프레임(10)에 그 베이스 프레임(10)의 길이 방향을 따라 왕복 슬라이드 이동 가능하게 결합된다.

이러한 이동부재(20)는 바아(bar) 형태로 구비되는 바, 예를 들면 하면 측이 베이스 프레임(10)에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 상면에는 기어열(23)이 형성된 래크바아(21)로 구비될 수 있다. 상기 기어열(23)은 래크바아(21)의 상면에 그 래크바아(21)의 길이 방향을 따라 연속적으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 래크바아(21)는 도 4에서와 같이, 베이스 프레임(10)의 레일홈(15)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 상기 레일홈(15)은 베이스 프레임(10)의 중앙에 그 베이스 프레임(10)의 길이 방향을 따라 형성된다.

그리고, 상기 래크바아(21)의 하면 측에는 베이스 프레임(10)의 레일홈(15)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 결합 돌기(25)를 형성하고 있다. 이에 상기 래크바아(21)는 이의 결합 돌기(25)가 베이스 프레임(10)의 레일홈(15)에 결합된 상태로, 그 레일홈(15)을 따라 베이스 프레임(10)의 길이 방향으로 왕복 이동될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 구동부(30)는 회전 구동력으로서 이동부재(20)의 래크바아(21)를 베이스 프레임(10)의 길이 방향을 따라 직선 왕복 이동시키기 위한 것이다. 상기 구동부(30)는 이동부재(20)의 래크바아(21)에 연결되게 구비된다.

상기 구동부(30)는 도 1 내지 도 3에서와 같이, 모터(31)와 피니언 기어(41)를 포함한다. 상기 모터(31)는 정역 회전이 가능한 서보 모터로서, 베이스 프레임(10)에 고정되게 설치된다.

상기 피니언 기어(41)는 모터(31)의 구동축(33)과 결합되며, 래크바아(21)의 기어열(23)에 치합된다. 상기 피니언 기어(41)는 래크바아(21)의 기어열(23)에 치합된 상태로, 모터(31)의 회전 구동력에 의해 정역 방향으로 회전하며 래크바아(21)를 베이스 프레임(10)의 길이 방향을 따라 왕복 이동시킬 수 있다.

예를 들면, 상기 피니언 기어(41)는 웜 축(43)에 웜(45)이 구비된 기어로서 구비되는 바, 웜 축(43)은 래크바아(21)의 길이 방향을 따라 배치되며, 모터(31)의 구동축(33)과 결합된다. 그리고 상기 웜(45)은 웜 축(43)의 축 방향을 따라 구비되며, 래크바아(21)의 기어열(23)에 치합된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 고정바아(50)는 이동부재(20)의 래크바아(21)를 사이에 두고 베이스 프레임(10)의 길이 방향을 따라 상호 평행하게 배치되며, 그 베이스 프레임(10)에 고정되게 설치된다.

상기 고정바아(50)는 한 쌍으로서 베이스 프레임(10)의 상면 양측 가장자리 부분에 배치되며, 볼팅 방식 또는 용접 방식으로 베이스 프레임(10)의 상면에 고정되게 설치된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 지지바아(60)은 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)에 대응하여 한 쌍으로서 구비되며, 각 고정바아(50)에 직립하게 고정되고, 집광 패널(3)의 배면에 힌지 결합된다.

이러한 지지바아(60)는 이의 하단이 고정바아(50)에 고정되고, 상단이 집광 패널(3)의 배면에 힌지 결합될 수 있다. 상기 지지바아(60)의 하단은 볼팅 방식 또는 용접 방식으로 고정바아(50)에 고정될 수 있다. 그리고 상기 지지바아(60)의 상단은 집광 패널(3)의 무게 중심부에 힌지 결합될 수 있다.

한편, 도 5에서와 같이 상기 집광 패널(3)의 배면에는 한 쌍의 제1 수직 프레임(5)이 상호 이격되며 종 방향(집광 패널의 세로 방향)으로 길게 설치되어 있다.

여기서, 상기 지지바아(60)의 상단은 집광 패널(3)의 무게 중심부로서, 제1 수직 프레임(5)의 중앙에 힌지 결합된다. 상기 지지바아(60)의 상단은 힌지 핀(61)을 통해 제1 수직 프레임(5)의 중앙에 힌지 결합될 수 있다.

그리고, 상기 집광 패널(3)의 배면에는 한 쌍의 제1 수직 프레임(5) 사이에서 그 제1 수직 프레임(5)의 중앙을 횡 방향(집광 패널의 가로 방향)으로 연결하는 수평 프레임(7)과, 그 수평 프레임(7)의 중앙에서 하측 방향(집광 패널의 세로 방향)으로 배치되는 제2 수직 프레임(9)을 구비하고 있다.

도 1 내지 도 3과 함께 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 연결링크(70)는 구동부(30)에 의한 래크바아(21)의 직선 운동을 집광 패널(3)의 회전 운동으로 변환시키기 위한 것이다.

상기 연결링크(70)는 집광 패널(3)의 배면 및 래크바아(21)에 각각 링크 결합되는 양단을 포함하고 있다. 상기 연결링크(70)의 일단은 집광 패널(3)의 배면에 링크 결합되고, 연결링크(70)의 타단은 래크바아(21)에 링크 결합된다. 상기 연결링크(70)의 일단은 제1 링크 핀(71)을 통해 집광 패널(3)의 배면에 링크 결합되며, 연결링크(70)의 타단은 제2 링크 핀(73)을 통해 래크바아(21)에 링크 결합된다.

이 경우, 상기 연결링크(70)의 일단은 제1 링크 핀(71)을 통해 위에서 언급한 바 있는 제2 수직 프레임(9)의 중앙에 링크 결합된다.

상기한 바와 같이 지지바아(60)의 상단이 제1 수직 프레임(5)의 중앙에 힌지 결합되고, 연결링크(70)의 일단이 제2 수직 프레임(9)의 중앙에 링크 결합됨에 따라, 지지바아(60) 및 연결링크(70)는 집광 패널(3) 무게 중심부의 횡 방향 중앙 양측 및 그 중앙 하측을 3점 지지 방식으로서 지지할 수 있게 된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈 각도 조절장치(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치의 작동을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 본 발명의 실시 예에서는 태양광 발전 모듈(1)의 발전 효율을 극대화시키기 위해 계절에 따라 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 조정할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에서는 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)과 그 집광 패널(3)로 입사되는 태양광의 입사각도가 수직을 이루도록 그 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 도 3에서와 같이 0~90도 범위로 조정할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 눈이나 우박, 조류의 배설물 및 황사 먼지 등이 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3) 표면에 쌓이는 것을 방지하기 위해 그 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 수직 방향(90도)으로 조절할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 태풍과 같이 풍속이 강한 바람이 부는 경우, 태양광 발전 모듈(1)의 파손을 막기 위해 그 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 수평 방향(0도)으로 조절할 수 있다.

이와 같이 기상 조건에 따라 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 수직 방향 또는 수평 방향으로 조절하는 작용을 구체적으로 설명하면, 우선 본 발명의 실시 예에서는 도 6의 (a)에서와 같이 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)이 베이스 프레임(10)에 대해 수직 방향(90도)으로 유지된 상태에 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 도 3에서와 같이 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)이 베이스 프레임(10)에 대해 0~90도 범위로 조정된 상태를 유지할 수 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 구동부(30)의 모터(31)를 정 방향으로 회전시킨다. 이에 구동부(30)의 피니언 기어(41)는 모터(31)의 구동축(33)에 의해 정 방향으로 회전을 하게 된다.

상기 피니언 기어(41)가 정 방향으로 회전함에 따라, 이동부재(20)의 래크바아(21)는 베이스 프레임(10)의 레일홈(15)을 따라 그 베이스 프레임(10)의 길이 방향으로 전진 이동하게 된다.

부연 설명하면, 상기 피니언 기어(41)의 웜 축(43)이 모터(31)의 구동축(33)에 의해 정 방향으로 회전되고, 그 웜 축(43)의 웜(45)이 래크바아(21)의 기어열(23)에 치합되어 있기 때문에, 래크바아(21)는 베이스 프레임(10)의 레일홈(15)을 따라 슬라이딩되면서 베이스 프레임(10)의 길이 방향으로 전진 이동될 수 있다.

이 때, 본 발명의 실시 예에서는 집광 패널(3)의 배면에서 지지바아(60)의 상단이 제1 수직 프레임(5)의 중앙에 힌지 결합되고, 연결링크(70)의 일단이 제2 수직 프레임(9)의 중앙에 링크 결합되며, 연결링크(70)의 타단이 래크바아(21)에 링크 결합된 상태에 있다.

상기한 바와 같은 상태에서 구동부(30)를 통해 래크바아(21)를 전진 이동시킴에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 도 6의 (b)에서와 같이 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)을 그 래크바아(21)의 전진 반대 방향으로 회전시키며 그 집광 패널(3)의 각도를 수평 방향(0도)으로 조절할 수 있다.

여기서, 지지바아(60)의 상단이 집광 패널(3)의 무게 중심부로서 제1 수직 프레임(5)의 중앙에 힌지 결합되며 그 무게 중심부의 횡 방향 중앙 양측을 지지하고 있기 때문에, 집광 패널(3)은 무게 중심부를 중심으로 회전될 수 있다.

그리고, 연결링크(70)의 일단이 제2 수직 프레임(9)의 중앙에 링크 결합되고, 연결링크(70)의 타단이 래크바아(21)에 링크 결합되어 있기 때문에, 그 연결링크(70)는 집광 패널(3) 무게 중심부의 횡 방향 중앙 하측을 지지하며 수직 방향으로 배치되어 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)을 래크바아(21)의 전진 반대 방향으로 회전시키며 수평 방향(0도)으로 유지시킴으로써, 태풍과 같이 풍속이 강한 바람이 부는 경우, 집광 패널(3)에 작용하는 풍 하중을 최소화하며, 풍 하중으로 인한 태양광 발전 모듈(1)의 파손을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 도 7의 (a)에서와 같이 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)이 베이스 프레임(10)에 대해 수평 방향(0도)으로 유지된 상태에 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시 예에서는 구동부(30)의 모터(31)를 역 방향으로 회전시킨다. 이에 구동부(30)의 피니언 기어(41)는 모터(31)의 구동축(33)에 의해 역 방향으로 회전을 하게 된다.

상기 피니언 기어(41)가 역 방향으로 회전함에 따라, 이동부재(20)의 래크바아(21)는 베이스 프레임(10)의 레일홈(15)을 따라 그 베이스 프레임(10)의 길이 방향으로 후진 이동하게 된다.

부연 설명하면, 상기 피니언 기어(41)의 웜 축(43)이 모터(31)의 구동축(33)에 의해 역 방향으로 회전되고, 그 웜 축(43)의 웜(45)이 래크바아(21)의 기어열(23)에 치합되어 있기 때문에, 래크바아(21)는 베이스 프레임(10)의 레일홈(15)을 따라 슬라이딩되면서 베이스 프레임(10)의 길이 방향으로 후진 이동될 수 있다.

상기한 바와 같은 상태에서 구동부(30)를 통해 래크바아(21)를 후진 이동시킴에 따라, 본 발명의 실시 예에서는 도 7의 (b)에서와 같이 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)을 그 래크바아(21)의 후진 반대 방향으로 회전시키며 그 집광 패널(3)의 각도를 수직 방향(90도)으로 조절할 수 있다.

그리고, 연결링크(70)의 일단이 제2 수직 프레임(9)의 중앙에 링크 결합되고, 연결링크(70)의 타단이 래크바아(21)에 링크 결합되어 있기 때문에, 그 연결링크(70)는 집광 패널(3) 무게 중심부의 횡 방향 중앙 하측을 지지하며 경사지게 배치되어 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)을 래크바아(21)의 후진 반대 방향으로 회전시키며 수직 방향(90도)으로 유지시킴으로써, 눈이나 우박, 조류의 배설물 및 황사 먼지 등이 집광 패널(3) 표면에 쌓이는 것을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 상기한 바와 같은 과정을 통해 도 3에서와 같이 태양광 발전 모듈(1)의 집광 패널(3)을 베이스 프레임(10)에 대해 0~90도 범위로 유지시킬 수도 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치(100)에 의하면, 지지바아(60) 및 연결링크(70)를 통해 집광 패널(3) 무게 중심부의 횡 방향 중앙 양측 및 그 중앙 하측을 3점 지지 방식으로서 지지할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 태양광 발전 모듈(1)을 더욱 안정적으로 지지함과 아울러 태양광 발전 모듈(1)의 각도 변화에 따른 모멘트를 최소화시키며, 태양광 발전 모듈(1)의 각도를 원활하게 조절할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1... 태양광 발전 모듈 3... 집광 패널
5... 제1 수직 프레임 7... 수평 프레임
9... 제2 수직 프레임 10... 베이스 프레임
15... 레일홈 20... 이동부재
21... 래크바아 23... 기어열
25... 결합 돌기 30... 구동부
31... 모터 33... 구동축
41... 피니언 기어 43... 웜 축
45... 웜 50... 고정바아
60... 지지바아 61... 힌지 핀
70... 연결 링크 71... 제1 링크 핀
73... 제2 링크 핀

Claims

집광 패널을 포함하며 다수 개로서 상호 이격되게 배열된 태양광 발전 모듈의 각도를 동시에 조절하기 위한 각도 조절장치로서,
베이스 프레임;
상기 베이스 프레임의 길이 방향을 따라 왕복 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 모터에 구비된 피니언 기어와 치합되는 래크바아;
상기 래크바아를 사이에 두고 상호 평행하게 배치되며, 상기 베이스 프레임에 고정되게 설치되는 한 쌍의 고정바아;
상기 각 고정바아에 직립하게 고정되며, 상기 집광 패널의 집광 전면 반대쪽 배면에 힌지 결합되는 지지바아; 및
상기 집광 패널의 배면 및 상기 래크바아에 각각 링크 결합되는 양단을 포함하는 연결링크; 를 포함하며,
상기 지지바아는 상기 고정바아에 하단이 고정되고, 상기 지지바아의 상단이 상기 집광 패널의 배면에 힌지 결합되되, 상기 집광 패널의 무게 중심부에 힌지 결합되며,
상기 연결링크의 일단은 상기 집광 패널의 배면에 링크 결합되고, 상기 연결링크의 타단은 상기 래크바아에 링크 결합되며, 상기 지지바아 및 연결링크는 상기 집광 패널 무게 중심부의 횡 방향 중앙 양측 및 그 중앙 하측을 3점 지지 방식으로서 지지하되,
상기 집광 패널의 배면에는 한 쌍의 제1 수직 프레임이 종 방향으로 구비되고, 상기 지지바아의 상단은 상기 제1 수직 프레임의 중앙에 힌지 결합되며, 상기 집광 패널의 배면에는 상기 제1 수직 프레임의 중앙을 횡 방향으로 연결하는 수평 프레임 및 상기 수평 프레임의 중앙에서 하측으로 배치되는 제2 수직 프레임이 구비되고, 상기 연결링크의 일단은 상기 제2 수직 프레임의 중앙에 링크 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치.
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제1 항에 있어서,
상기 피니언 기어는 웜 축에 웜이 구비된 기어로서 구비되며,
상기 웜 축은 상기 래크바아의 길이 방향을 따라 배치되고,
상기 웜은 상기 웜 축의 축 방향을 따라서 상기 래크바아에 치합되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 모듈의 각도 조절장치.
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