KR101682398B1

KR101682398B1 - 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치

Info

Publication number: KR101682398B1
Application number: KR1020160065520A
Authority: KR
Inventors: 곽유종
Original assignee: (주)주원에프이
Priority date: 2016-05-27
Filing date: 2016-05-27
Publication date: 2016-12-05

Abstract

태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치가 개시된다. 본 발명의 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치는, 지면 또는 건축구조물의 상부에 일정높이와 각도를 유지하도록 마련되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 경사진 상부에 고정되고 태양광을 집광하도록 마련되는 태양전지판; 상기 지지프레임의 상부에 상기 태양전지판의 표면을 촬영하도록 일정높이로 설치되고 상기 태양전지판 표면의 영상을 단위시간별, 일별, 월별로 촬영하도록 마련되는 영상촬영모듈; 상기 영상촬영모듈로부터 전송되는 영상정보와 기 저장된 영상정보를 비교 분석하여 상기 태양전지판 표면의 오염도를 진단하고, 상기 태양전지판의 표면이 오염된 경우에 세척신호를 발생시키도록 마련되는 관리모듈; 및 상기 관리모듈로부터 전송되는 세척신호에 따라 상기 태양전지판의 표면에 대해 세척 작업을 수행하도록 마련되는 세척모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치{SOLAR GENERATING APPARATUS HAVING POLLUTION DIAGNOSIS AND WASHING FUNCTION OF SOLAR CELL}

본 발명은 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대기 중에 분포하는 각종 먼지 등의 이물질에 의한 태양전지판 표면의 오염을 신속하게 진단하고, 태양전지판의 오염상태에 따라 자동으로 세척 작업을 수행할 수 있는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치에 관한 것이다.

최근 화석 연료의 고갈과 환경 오염 문제 등으로 기존의 화석 연료를 대체할 수 있는 신재생에너지의 개발과 보급 그리고 사용이 전 세계적으로 붐을 일으키고 있다.

상기한 신재생에너지는 태양광 발전, 수력발전, 조력발전, 풍력발전, 지력발전 등 지구의 환경의 해치지 않고 사용할 수 있는 에너지원을 이용하는 것으로, 그 중에서 가장 많이 개발되고 사용되는 것이 태양에너지이다. 이러한 태양 에너지는 태양 광선에서 열을 이용하는 태양열 이용법과 태양 광선을 전기에너지로 전환하여 이용하는 태양 전지 등으로 이용된다.

그런데 태양 에너지를 이용하는 경우에는 태양열을 이용하는 경우와 태양 광선을 이용하는 경우 모두 태양광을 효과적으로 흡수할 수 있는 태양전지판이 필수적으로 사용된다.

예를 들어, 태양열을 이용하는 경우에는 태양열을 효과적으로 흡수하기 위하여 투명한 재질의 판재가 사용되고, 태양 광선을 전기 에너지로 전환하는 태양 전지의 경우에는 태양 광선을 흡수할 수 있는 태양전지판이 필수적으로 사용된다.

이러한 태양전지판은 야외에 노출되어 설치되므로 사용과정에서 그 표면에 많은 이물질이 부착되어 오염된다. 이렇게 태양전지판의 표면이 오염되는 경우에는 태양에너지의 이용효율이 낮아지는 문제점이 있다. 따라서 태양전지판은 사용과정에서 일정한 주기 또는 오염 정도에 따라 지속적이고 반복적인 세척 작업이 요구된다.

그러나, 기존에는 이러한 태양전지판을 자동으로 세척할 수 있는 장치가 개발되지 않아서 수작업 등에 의존하였고, 이에 따라 세척 작업의 효율이 떨어지는 단점이 있다.

근래에는, 이를 해결하기 위하여, 태양전지판의 표면에 각종 먼지 등의 이물질이 쌓여 있는 경우 세척장치에 의해 물을 살수하여 제거할 수 있는 다양한 구조의 태양광 발전 시스템이 개시되었다.

하지만, 이러한 종래의 태양광 발전 시스템은 관리자가 태양전지판의 표면에 먼지 등의 이물질이 쌓였는지를 육안으로 일일이 확인하고 장치를 작동시켜 태양전지판의 세척 작업을 수행하는 구조를 채택하고 있기 때문에, 대기 중에 분포된 각종 먼지 등의 이물질에 의한 태양전지판의 표면 오염도를 실시간으로 진단할 수 없고 태양전지판의 오염시 신속한 세척을 수행할 수 없으므로 발전효율을 떨어뜨리는 것은 물론 유지 관리에 많은 불편함이 따르는 구조적인 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0979848호(2010년 08월 29일., 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1193122호(2012년 10월 15일., 등록)

본 발명의 기술적 과제는, 태양전지판의 표면에 각종 먼지 등의 이물질이 쌓이는 경우에 단위시간별, 일별, 월별로 진단하고, 진단 결과에 따라 태양전지판에 대한 오염상태의 유,무를 판단하여 자동으로 세척할 수 있는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제는, 지면 또는 건축구조물의 상부에 일정높이와 각도를 유지하도록 마련되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 경사진 상부에 고정되고 태양광을 집광하도록 마련되는 태양전지판; 상기 지지프레임의 상부에 상기 태양전지판의 표면을 촬영하도록 일정높이로 설치되고 상기 태양전지판 표면의 영상을 단위시간별, 일별, 월별로 촬영하도록 마련되는 영상촬영모듈; 상기 영상촬영모듈로부터 전송되는 영상정보와 기 저장된 영상정보를 비교 분석하여 상기 태양전지판 표면의 오염도를 진단하고, 상기 태양전지판의 표면이 오염된 경우에 세척신호를 발생시키도록 마련되는 관리모듈; 및 상기 관리모듈로부터 전송되는 세척신호에 따라 상기 태양전지판의 표면에 대해 세척 작업을 수행하도록 마련되는 세척모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치에 의해 달성된다.

상기 세척모듈은, 상기 태양전지판의 평면을 기준으로 하여, 상기 지지프레임의 상부 테두리의 좌측영역 및 상측영역을 따라 일정높이로 돌출되도록 연장 형성되는 측벽; 상기 지지프레임의 하측영역의 길이방향을 따라 일정길이로 배치되도록 결합되어 지지프레임의 좌측영역에서 우측영역으로 회전되고 하부에 세척수를 제거하기 위한 제1 블레이드가 결합되는 제1 암과, 상기 제1 암의 선단부에 길이조절되도록 결합되고 하부에 상기 제1 블레이드와 길이방향으로 중첩되도록 제2 블레이드가 결합되는 제2 암이 마련되는 와이퍼부재; 상기 제2 암의 선단부에 결합되고, 상기 측벽에 초음파를 발신하고 측벽으로부터 반사되어 수신되는 초음파에 의해 상기 제2 암의 선단부가 상기 측벽과 일정거리를 유지하도록 신호를 발생시키는 초음파 센서; 상기 와이퍼부재의 일측에 결합되고, 상기 초음파 센서의 신호에 따라 상기 제1 암에 대해 상기 제2 암의 길이를 조절하는 길이조절부재; 및 상기 와이퍼부재의 일측에 길이방향을 따라 결합되고 상기 태양전지판의 표면으로 세척수를 분사하도록 하부에 다수의 분사노즐이 결합되는 세척수 공급관을 포함하며, 상기 와이퍼부재는, 상기 태양전지판의 세척을 위해 회전되는 경우에 상기 제2 암이 상기 초음파 센서에 의해 상기 측벽과 일정거리를 유지하도록 상기 제1 암에 대해 길이조절되는 것을 특징으로 한다.

상기 세척수 공급관은, 상기 제2 암의 길이조절에 대처할 수 있도록 주름관으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 관리모듈은, 상기 태양전지판 표면의 오염되지 않은 영상정보가 저장되는 메모리부; 상 기 영상촬영모듈로부터 전송되는 영상정보와 상기 메모리부에 기 저장된 영상정보를 비교 분석하고 상기 태양전지판 표면의 오염상태를 진단하는 오염도 진단부; 및 상기 오염도 진단부에 의해 상기 태양전지판의 표면이 오염된 경우에 세척신호를 발생시키도록 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 오염도 진단부는, 상기 영상촬영모듈의 영상정보가 상기 메모리부의 영상정보와 상호 불일치하거나 또는 현저한 차이를 나타내는 경우에 상기 태양전지판의 표면이 오염되었다고 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 영상촬영모듈은, 고해상도 줌렌즈가 장착된 카메라 또는 캠코더인 것을 특징으로 한다.

상기 관리모듈로부터 세척신호 발생시 관리자에게 경보음 또는 경광등을 통해 알려줄 수 있는 경보수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 태양전지판의 표면이 각종 먼지 등의 이물질에 의해 오염되는 경우에 영상정보를 통해 오염상태의 유,무를 판단하고, 태양전지판의 오염시 자동으로 세척 작업을 수행함으로써, 태양전지판의 오염진단과 세척과정이 신속하게 진행되어 발전효율의 향상에 기여할 수 있고, 유지 관리에 따른 편의성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

또한, 자동화 시스템의 구축으로 인해 소수의 인원으로도 유지 관리가 가능할 뿐만 아니라, 무인화가 가능하여 시설 관리비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치를 개략적으로 보인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 구성을 보인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 세척모듈의 평면을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 세척모듈의 측면을 보인 도면이다.
도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 세척모듈의 초음파 센서의 작동원리를 개략적으로 보인 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 작동상태를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치를 개략적으로 보인 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 구성을 보인 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 세척모듈의 평면을 보인 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 세척모듈의 측면을 보인 도면이며, 도 5는 도 3 및 도 4에 도시된 세척모듈의 초음파 센서의 작동원리를 개략적으로 보인 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 작동상태를 보인 도면이다.

본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지지프레임(10)과, 태양전지판(20)과, 영상촬영모듈(30)과, 관리모듈(40)과, 세척모듈(50)과, 그리고 경보수단(60)을 포함한다.

지지프레임(10)은 지면 또는 건축구조물의 상부에 일정높이와 각도를 유지하도록 마련된다. 즉, 지지프레임(10)은 사각형상을 갖는 다수의 강관에 의해 태양광을 집광하는 태양전지판(20)을 지지할 수 있는 골격을 형성하도록 지면 또는 건축구조물의 상부에 고정 설치된다.

태양전지판(20)은 태양광을 집광하기 위해 지지프레임(10)의 경사진 상부에 고정되도록 마련된다. 이때, 태양전지판(20)은 지지프레임(10)의 상부에 최소단위의 개체로 설치되거나 또는 다수의 개체가 조합되어 설치될 수 있다.

영상촬영모듈(30)은 태양전지판(20) 표면의 영상을 촬영하도록 마련된다. 즉, 영상촬영모듈(30)은 지지프레임(10)의 상부에 태양전지판(20)의 표면을 촬영하도록 일정높이로 회전 가능하게 설치된다. 이때, 영상촬영모듈(30)은 고해상도 줌렌즈가 장착된 카메라 또는 캠코더로 마련될 수 있다.

이러한 영상촬영모듈(30)은 카메라 또는 캠코더에 의해 태양전지판(20) 표면의 영상을 단위시간별, 일별, 월별로 촬영하여 관리모듈(40)로 전송하는 역할을 담당한다.

관리모듈(40)은 영상촬영모듈(30)의 영상정보에 의해 태양전지판(20) 표면의 오염도를 진단하고, 태양전지판(20)의 표면이 오염된 경우에 세척신호를 발생시키도록 마련되며, 메모리부(42)와, 오염도 진단부(44)와, 그리고 제어부(46)를 포함한다.

메모리부(42)는 태양전지판(20) 표면의 오염되지 않은 영상정보가 저장되도록 마련된다. 즉, 메모리부(42)는 태양전지판(20)의 최초 설치시 깨끗한 표면의 영상정보가 저장된다. 이때, 태양전지판(20)의 오염되지 않은 영상정보는 영상촬영모듈(30)에 의해 촬영된 후 메모리부(42)에 저장되게 된다.

오염도 진단부(44)는 태양전지판(20) 표면의 오염도를 진단하도록 마련된다. 즉, 오염도 진단부(44)는 영상촬영모듈(30)로부터 전송되는 영상정보와 메모리부(42)에 기 저장된 영상정보를 비교 분석하여 태양전지판(20) 표면의 오염도 유,무를 진단하게 된다.

여기서 오염도 진단부(44)는 영상촬영모듈(30)의 영상정보가 메모리부(42)의 영상정보와 상호 불일치하거나 또는 현저한 차이를 나타내는 경우에 태양전지판(20)의 표면이 오염되었다고 진단하게 된다.

제어부(46)는 세척모듈(50)에 세척신호를 발생시키도록 마련된다. 즉, 제어부(46)는 오염도 진단부(44)의 진단에 따라 태양전지판(20)의 표면이 오염되었다고 판단되면 세척모듈(50)에 세척신호를 발생시키게 된다.

상기한 관리모듈은 영상촬영모듈(30)의 영상정보와 메모리부(42)에 기 저장된 영상정보를 비교 분석하여 태양전지판(20) 표면의 오염도를 진단하고 세척신호를 발생시키도록 마련되나, 본 발명의 다른 실시예로써, 관리모듈은 기상청의 기상정보에 따라 세척모듈에 세척신호를 발생시키도록 마련될 수도 있다.

즉, 관리모듈(40)은 기상청에 마련되어 있는 관리서버로부터 인터넷을 통해 실시간으로 대기 중의 분포된 각종 먼지 등의 기상정보를 수신하고, 대기오염이 먼지의 분포 농도에 따라 ‘나쁨’수준으로 심각한 경우에 세척모듈(50)에 세척신호를 발생시키도록 구성될 수도 있다.

세척모듈(50)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 관리모듈(40)로부터 전송되는 세척신호에 따라 태양전지판(20)의 표면에 대해 세척 작업을 수행하도록 마련되며, 측벽(51)과, 와이퍼부재(52)와, 초음파 센서(55)와, 길이조절부재(56)와, 그리고 세척수 공급관(58)을 포함한다.

측벽(51)은 태양전지판(20)의 평면을 기준으로 하여, 지지프레임(10)의 상부 테두리의 좌측영역 및 상측영역을 따라 일정높이로 돌출되도록 연장 형성되는 구조를 갖는다.

이러한 측벽(51)은 와이퍼부재(52)의 위치에 따라 지지프레임(10)의 상부 테두리의 우측영역 및 상측영역을 따라 형성될 수도 있다. 이는, 와이퍼부재(52)가 태양전지판(20)의 우측영역에서 좌측영역으로 회전되는 경우에 한해서만 가능하다.

와이퍼부재(52)는 관리모듈(40)에 마련된 제어부(46)의 세척신호에 따라 태양전지판(20)의 좌측영역에서 우측영역으로 회전되도록 마련되며, 제1 암(53)과, 그리고 제2 암(54)을 포함한다.

제1 암(53)은 일정길이로 형성되어 지지프레임(10)의 하측영역의 길이방향을 따라 배치되도록 결합되고 지지프레임(10)의 좌측영역에서 우측영역으로 회전되는 구조를 갖는다. 또한, 제1 암(53)은 태양전지판(20)의 세척시 표면에 잔재하는 세척수를 제거하도록 하부에 제1 블레이드(53A)가 길이방향을 따라 결합된다.

제2 암(54)은 일정길이로 형성되어 제1 암(53)의 선단부에 길이조절되도록 결합된다. 또한, 제2 암(54)은 태양전지판(20)의 세척시 표면에 잔재하는 세척수를 제거하도록 하부에 제2 블레이드(54A)가 길이방향을 따라 결합된다. 이때, 제2 블레이드(54A)는 제1 블레이드(53A)와 길이방향으로 중첩되는 구조를 갖는다. 즉, 제2 블레이드(54A)는 제1 암(53)의 하면에 길이방향을 따라 형성되는 절개슬릿(53B)을 따라 안내되도록 제1 블레이드(53A)와 길이방향으로 중첩된다.

이러한 제1 블레이드(53A)와 제2 블레이드(54A)가 길이방향으로 중첩되는 이유는, 제2 암(54)이 제1 암(53)에 대해 길이조절되는 경우에 제1 블레이드(53A)와 제2 블레이드(54A) 사이에 발생할 수 있는 간격을 보상해주기 위함이다. 즉, 제2 블레이드(54A)는 제2 암(54)의 길이가 조절되어 늘어나는 경우에 제1 블레이드(53A)와 일정간격을 두고 이격될 수 있는데, 이러한 제1 블레이드(53A)와 제2 블레이드(54A)의 이격구조는 이들의 중첩구조에 의해 보상되며, 이에 따라 제2 암(54)의 길이가 늘어나는 경우에도 태양전지판(20)의 표면에 잔재하는 세척수를 원활하게 제거할 수 있게 된다.

이러한 와이퍼부재(52)는 태양전지판(20)의 세척을 위해 회전되는 경우에 제2 암(54)이 초음파 센서(55)에 의해 측벽(51)과 일정거리를 유지하도록 제1 암(53)에 대해 길이조절되는 것이다.

초음파 센서(55)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 암(54)의 선단부에 결합된다. 이러한 초음파 센서(55)는 측벽(51)에 초음파를 발신하고 측벽(51)으로부터 반사되어 수신되는 초음파에 의해 제2 암(54)의 선단부가 측벽(51)과 일정거리를 유지하도록 신호를 발생시키는 역할을 담당한다.

여기서 초음파 센서(55)는 제2 암(54)의 선단부가 측벽(51)에 간섭되지 않는 거리를 유지시키기 위한 거리값(Ｌ)이 세팅되며, 이러한 거리값(L)에 의해 태양전지판(20)의 세척을 위한 와이퍼부재(52)의 회전시 제2 암(54)의 선단부가 측벽(51)에 간섭되지 않도록 신호를 발생시키게 된다.

즉, 초음파 센서(55)는 내부에 장착된 발신소자와 수신소자에 의해 초음파를 발신하고 수신하며, 이러한 과정에서 세팅된 거리값(L)에 의해 제2 암(54)의 선단부가 측벽(51)과 일정거리를 유지하도록 신호를 발생시키게 되는 것이다.

길이조절부재(56)는 와이퍼부재(52)의 일측에 결합된다. 이러한 길이조절부재(56)는 와이퍼부재(52)의 회전시 초음파 센서(55)의 신호에 따라 제2 암(54)의 길이가 측벽(51)의 위치에 따라 늘어나거나 줄어들도록 조절하게 된다. 이때, 길이조절부재(56)는 유압 또는 공기압으로 작동되는 실린더로 마련될 수 있다.

세척수 공급관(58)은 와이퍼부재(52)의 타측에 길이방향을 따라 결합된다. 즉, 세척수 공급관(58)은 태양전지판(20)의 표면으로 세척수를 분사하도록 하부에 다수의 분사노즐(59)이 결합된다. 이러한 세척수 공급관(58)은 도면에 도시되지 않았지만, 외부의 세척수 저장탱크와 연결되고 모터에 의해 세척수 저장탱크로부터 공급되는 세척수를 분사노즐(59)을 통해 태양전지판(20)의 표면에 분사하는 구조를 갖는다.

또한, 세척수 공급관(58)은 주름관으로 형성되며, 이에 따라 제2 암(54)의 길이조절에 따라 유연하게 대처할 수 있는 신축구조를 확보할 수 있게 된다.

경보수단(60)은 태양전지판(20)의 오염진단시 이를 관리자에게 알려줄 수 있도록 마련된다. 이를 위해서, 경보수단(60)은 일정한 경보음이나 불빛을 통해 태양전지판(20)의 오염진단과 세척상태를 관리자에게 알려줄 수 있는 스피커 또는 경광등을 마련될 수 있다. 즉, 관리자는 경보수단(60)에 의해 태양전지판(20)이 설치된 현장으로 직접 출동하지 않고서도 관리 위치에서 태양전지판(20)의 오염진단과 그에 따른 세척상태를 신속하고 편리하게 알 수 있도록 관리할 수 있게 된다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치의 작동상태를 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치는, 영상촬영모듈(30)이 태양전지판(20) 표면의 영상을 단위시간별, 일별, 월별로 촬영하여 관리모듈(40)로 전송한다.

이러한 상태에서 영상촬영모듈(30)에 의해 대기 중에 분포하는 각종 먼지 등의 이물질이 태양전지판(20)의 표면에 쌓인 영상정보가 관리모듈(40)로 전송되면, 관리모듈(40)은 영상촬영모듈(30)로부터 전송되는 영상정보와 기 저장된 영상정보를 비교 분석하여 태양전지판(20) 표면의 오염도를 진단한다.

즉, 관리모듈(40)은 영상촬영모듈(30)의 영상정보와 기 저장된 영상정보가 상호 불일치하거나 또는 현저한 차이를 나타내는 경우에 태양전지판(20)의 표면이 오염되었다고 판단하고, 세척모듈(50)에 세척신호를 발생시키게 된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 관리모듈(40)로부터 세척신호가 발생되면, 세척모듈(50)을 구성하는 와이퍼부재(52)는 지지프레임(10)의 좌측영역에서 우측영역으로 회전되고 이와 동시에 세척수가 세척수 공급관(58) 및 분사노즐(59)을 통해 태양전지판(20)의 표면으로 분사되어 세척작업을 수행하게 된다.

이때, 와이퍼부재(52)의 제2 암(54)은 초음파 센서(55) 및 이와 연동하는 길이조절부재(56)에 의해 제1 암(53)에 대해 길이조절되며, 이에 따라 직사각형 구조를 갖는 태양전지판(20) 표면의 전체영역을 균일하게 세척할 수 있게 된다.

즉, 초음파 센서(55)는 측벽(51)에 초음파를 발신하고 수신하는 과정에서 세팅된 거리값(L)에 의해 제2 암(54)의 선단부가 측벽(51)과 일정거리를 유지하도록 일정한 신호를 발생시키고, 길이조절부재(56)는 초음파 센서(55)의 신호에 따라 제2 암(54)의 길이가 측벽(51)의 위치에 따라 늘어나거나 줄어들도록 조절하게 되므로, 와이퍼부재(52)는 와이퍼 방식으로 회전되면서 작사각형 구조를 갖는 태양전지판(20)의 전체표면을 균일하게 세척할 수 있게 되는 것이다. 즉, 제2 암(54)의 길이조절구조에 의해 태양전지판(20)의 표면 가장자리까지 깨끗하게 세척할 수 있는 것이다.

한편, 상기한 세척과정에서 태양전지판(20)의 표면에 잔재하는 세척수는 제1 암(53)과 제2 암(54)의 하부에 상호 중첩되도록 배치되는 제1 블레이드(53A)와 제2 블레이드(54A)에 의해 깨끗하게 제거될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치는, 태양전지판(20)의 표면이 각종 먼지 등의 이물질에 의해 오염되는 경우에 영상정보를 통해 오염상태의 유,무를 판단하고, 태양전지판(20)의 오염시 자동으로 세척 작업을 수행함으로써, 태양전지판(20)의 오염진단과 세척과정이 신속하게 진행되어 발전효율의 향상에 기여할 수 있고, 유지 관리에 따른 편의성을 확보할 수 있다.

또한, 자동화 시스템의 구축으로 인해 소수의 인원으로도 유지 관리가 가능할 뿐만 아니라, 무인화가 가능하여 시설 관리비용을 절감할 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10: 지지프레임 20: 태양전지판
30: 영상촬영모듈 40: 관리모듈
42: 메모리부 44: 오염도 진단부
46: 제어부 50: 세척모듈
51: 측벽 52: 와이퍼부재
53: 제1 암 54: 제2 암
55: 초음파 센서 56: 길이조절부재
58: 세척수 공급관 59: 분사노즐
60: 경보수단

Claims

지면 또는 건축구조물의 상부에 일정높이와 각도를 유지하도록 마련되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 경사진 상부에 고정되고 태양광을 집광하도록 마련되는 태양전지판; 상기 지지프레임의 상부에 상기 태양전지판의 표면을 촬영하도록 일정높이로 설치되고 상기 태양전지판 표면의 영상을 단위시간별, 일별, 월별로 촬영하도록 마련되는 영상촬영모듈; 상기 영상촬영모듈로부터 전송되는 영상정보와 기 저장된 영상정보를 비교 분석하여 상기 태양전지판 표면의 오염도를 진단하고, 상기 태양전지판의 표면이 오염된 경우에 세척신호를 발생시키도록 마련되는 관리모듈; 및 상기 관리모듈로부터 전송되는 세척신호에 따라 상기 태양전지판의 표면에 대해 세척 작업을 수행하도록 마련되는 세척모듈을 포함하여 구성되는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치로서,
상기 세척모듈은,
상기 태양전지판의 평면을 기준으로 하여, 상기 지지프레임의 상부 테두리의 좌측영역 및 상측영역을 따라 일정높이로 돌출되도록 연장 형성되는 측벽;
상기 지지프레임의 하측영역의 길이방향을 따라 일정길이로 배치되도록 결합되어 지지프레임의 좌측영역에서 우측영역으로 회전되고 하부에 세척수를 제거하기 위한 제1 블레이드가 결합되는 제1 암과, 상기 제1 암의 선단부에 길이조절되도록 결합되고 하부에 상기 제1 블레이드와 길이방향으로 중첩되도록 제2 블레이드가 결합되는 제2 암이 마련되는 와이퍼부재;
상기 제2 암의 선단부에 결합되고, 상기 측벽에 초음파를 발신하고 측벽으로부터 반사되어 수신되는 초음파에 의해 상기 제2 암의 선단부가 상기 측벽과 일정거리를 유지하도록 신호를 발생시키는 초음파 센서;
상기 와이퍼부재의 일측에 결합되고, 상기 초음파 센서의 신호에 따라 상기 제1 암에 대해 상기 제2 암의 길이를 조절하는 길이조절부재; 및
상기 와이퍼부재의 타측에 길이방향을 따라 결합되고 상기 태양전지판의 표면으로 세척수를 분사하도록 하부에 다수의 분사노즐이 결합되는 세척수 공급관을 포함하며,
상기 와이퍼부재는, 상기 태양전지판의 세척을 위해 회전되는 경우에 상기 제2 암이 상기 초음파 센서에 의해 상기 측벽과 일정거리를 유지하도록 상기 제1 암에 대해 길이조절되는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 세척수 공급관은,
상기 제2 암의 길이조절에 대처할 수 있도록 주름관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 관리모듈은,
상기 태양전지판 표면의 오염되지 않은 영상정보가 저장되는 메모리부;
상기 영상촬영모듈로부터 전송되는 영상정보와 상기 메모리부에 기 저장된 영상정보를 비교 분석하고 상기 태양전지판 표면의 오염상태를 진단하는 오염도 진단부; 및
상기 오염도 진단부에 의해 상기 태양전지판의 표면이 오염된 경우에 세척신호를 발생시키도록 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 오염도 진단부는, 상기 영상촬영모듈의 영상정보가 상기 메모리부의 영상정보와 상호 불일치하거나 또는 현저한 차이를 나타내는 경우에 상기 태양전지판의 표면이 오염되었다고 판단하는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치.
제1항에 있어서,
상기 영상촬영모듈은, 고해상도 줌렌즈가 장착된 카메라 또는 캠코더인 것을 특징으로 하는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치.
제1항에 있어서,
상기 관리모듈로부터 세척신호 발생시 관리자에게 경보음 또는 경광등을 통해 알려줄 수 있는 경보수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지판의 오염진단 및 세척기능을 갖는 태양광발전장치.