KR101746920B1 - 수상 태양광 발전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 부력을 갖는 수상 구조물; 상기 수상 구조물을 통과하여 하부가 물속 바닥에 고정되고, 상부는 수면위로 돌출된 포스트; 및 상기 포스트의 상부 일측에 설치되는 구동부와, 상기 수상 구조물의 폭 방향으로 연장되어 상기 구동부의 구동력이 전달되는 일정길이의 회전바아와, 상기 회전바아의 양측과 상기 수상 구조물 사이에 각각 길이 가변되게 결합된 한 쌍의 가변바아로 구성되는 수상 구조물 회전수단;을 포함하는 수상 태양광 발전 장치가 제공된다.
이에 의하면, 동력장치가 단일로 구비되어 설비 소요를 줄일 수 있으며, 단일의 동력장치의 제어가 상대적으로 간단하여 수상 구조물의 회전 제어가 용이한 장점이 있다.
아울러, 설비가 보다 간소화되어 시각적으로 설비 완성도를 높일 수 있게 된다.

Description

수상 태양광 발전 장치 {Floating Solar Power Generating Device}

본 발명은 수상에서 부상 가능하게 운용되는 수상 태양광 발전 장치에 관한 것이다.

최근에는 가용토지 확보문제와, 지열에 의한 태양전지모듈의 과열을 방지하기 위한 냉각설비 추가소요 등으로 저수지, 호수 등의 수상에 태양광 발전 장치를 운용하는 사례가 늘고 있다.

이와 같이 수상에서 운용되는 수상 태양광 발전 장치는 전기 생산효율을 극대화하기 위해 수상 구조물을 태양의 궤도에 따라 회전시켜 태양전지모듈의 입사각도를 조절하고자 하는 기술이 다수 공지된 바와 같다.

그 예로, 등록특허 제10-1296567호(2013.08.07, 수상 구조물 회전 제어장치 및 제어방법)는, 수상 구조물(110), 포스트(120), 수상 구조물 회전수단(130), 와이어 감김 측정수단(140) 및 제어수단(150)을 포함한다.

그런데 상기 수상 구조물 회전수단(130)에 의하면, 한 쌍의 제1·2동력장치(131)(132)가 수상 구조물(110)로부터 일정거리 이격된 지상에 설치되어야 하며, 한 쌍의 제1·2와이어(133)(134)의 양단이 각각 상기 제1·2동력장치(131)(132)와 상기 수상 구조물(110)의 양측에 서로 교차 연결되는 구조로 설치된다.

이에 의하면, 동력장치가 한 쌍으로 구비되어 설비 소요가 증가함은 물론, 이들 동력장치의 가동을 적절히 제어하기 위한 제어 알고리즘 및 와이어 감김 측정수단(140)을 더 구비하여야 하므로 장치 및 제어가 복잡하게 되는 문제가 있다.

만일, 수상 구조물 회전수단(130)을 지상이 아니라 수상에 설치하더라도 위 회전식의 수상 구조물(110)과 일정거리 이격된 별도의 고정용 수상 구조물이 더 소요되는 문제가 있어 이 역시 제한적이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 보다 간단한 구조로서 전체 설비 소요를 줄이며, 수상 구조물의 회전 제어가 용이한 수상 태양광 발전 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 수상 태양광 발전 장치는,

부력을 갖는 수상 구조물;

상기 수상 구조물을 통과하여 하부가 물속 바닥에 고정되고, 상부는 수면위로 돌출된 포스트; 및

상기 포스트의 상부 일측에 설치되는 구동부와, 상기 수상 구조물의 폭 방향으로 연장되어 상기 구동부의 구동력이 전달되는 일정길이의 회전바아와, 상기 회전바아의 양측과 상기 수상 구조물 사이에 각각 길이 가변되게 결합된 한 쌍의 가변바아로 구성되는 수상 구조물 회전수단;

을 포함한다.

상기 수상 구조물은,

상기 포스트가 통과하는 관통구가 내측으로 형성되어 상기 포스트의 외주면 상에서 상하 슬라이딩 가능한 슬라이딩부재와,

상기 슬라이딩부재가 내측에 일정간격 이격되게 수용되며, 상기 한 쌍의 가변바아의 하부가 각각 연결되는 회전부재와,

상기 슬라이딩부재와 상기 회전부재 사이에 맞물리는 복수의 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 슬라이딩부재의 외주면과 상기 회전부재의 내주면에는, 나사산이 각각 형성되며,

상기 연결부재는, 기어인 것을 특징으로 한다.

상기 슬라이딩부재 또는 상기 회전부재의 상면에는,

태양광 발전설비가 구비되어 운용 가능한 것을 특징으로 한다.

상기 수상 구조물 회전수단의 구동부는,

상기 포스트의 상단에 고정설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 회전바아에는,

상기 구동부의 회전축이 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 회전바아는,

상기 수상 구조물의 폭과 평행하게 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 수상 구조물 회전수단의 가변바아는,

일단이 상기 회전바아의 단부 또는 상기 수상 구조물 중 어느 한 곳에 고정되는 실린더와, 일단이 상기 회전바아의 단부 또는 상기 수상 구조물 중 나머지 한 곳에 고정되어 상기 실린더의 내측에 슬라이딩 가능하게 수용되는 로드로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 한 쌍의 가변바아의 실린더와 로드는,

상기 포스트의 양측으로 대향되게 배치되며, 상기 회전부재의 폭 방향의 일직선상에 설치된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 수상 태양광 발전 장치에 의하면, 동력장치가 단일로 구비되어 설비 소요를 줄일 수 있으며, 단일의 동력장치의 제어가 상대적으로 간단하여 수상 구조물의 회전 제어가 용이한 장점이 있다.

아울러, 설비가 보다 간소화되어 시각적으로 설비 완성도를 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광 발전 장치를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광 발전 장치에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광 발전 장치는, 부력을 가지며, 일측에 관통구(11a)가 형성된 수상 구조물(10); 상기 수상 구조물(10)의 관통구(11a)를 통과하여 하부가 물속 바닥에 고정되고, 상부는 수면위로 돌출된 포스트(20); 상기 포스트(20)의 상부 일측에 고정설치되는 구동부(31)와, 상기 구동부(31)의 회전축(31-1) 상에 연결되되 상기 수상 구조물(10)의 폭 방향으로 연장된 일정길이의 회전바아(32)와, 상기 회전바아(32)의 양측과 상기 수상 구조물(10) 사이에 각각 길이 가변되게 결합된 한 쌍의 가변바아(33)로 구성되는 수상 구조물 회전수단(30);을 포함한다.

여기서, 상기 수상 구조물(10)의 타측에는 적어도 하나의 또 다른 수상 구조물(40)이 링크부재(L)를 통해 연동 가능하게 결합될 수 있으며, 이 또 다른 수상 구조물(40)의 상면에 태양광 발전설비(50, 도 1에는 태양전지모듈(51)과 이를 지지하는 지지체(52)만 도시함)가 구비되어 운용 가능하다. 다만, 본 발명은 또 다른 수상 구조물(40)을 생략하고, 상기 수상 구조물(10)의 상면에 도시한 것보다 더 넓은 가용면적을 확보하여 태양광 발전설비를 운용할 수 있음은 물론이다. 이때, 상기한 가용면적은 후술할 슬라이딩부재(11) 또는 회전부재(12)의 상면을 이용할 수 있다. 상기한 태양광 발전설비(50)에는 도시한 태양전지모듈(51)과 지지체(52) 외에도 미도시한 전력 변환 장치 및 축전지 등이 더 포함된다. 이때, 상기 전력 변환 장치는 태양전지모듈(51)과 연결되어 태양전지모듈(51)에 의해 생성된 전압과 전류가 일정하지 않은 직류전력을 교류로 변환시켜 준다. 또한, 상기 축전지는 전력 변환 장치와 연결되어 전기를 축적시킬 수 있다.

상기 수상 구조물(10)은, 상기 관통구(11a)가 내측 중심으로 형성되어 수위에 따라 상기 포스트(20)의 외주면 상에서 상하 슬라이딩 가능한 슬라이딩부재(11)와, 상기 슬라이딩부재(11)가 내측에 일정간격 이격되게 수용되며 상기 한 쌍의 가변바아(33)의 하부가 각각 연결되는 회전부재(12)와, 상기 슬라이딩부재(11)와 상기 회전부재(12) 사이에 압입식으로 맞물리는 복수의 연결부재(13)로 구성된다.

이때, 상기 슬라이딩부재(11)의 상하 슬라이딩(회전은 방지)을 위해서는, 상기 포스트(20)의 원주면 상에 그 길이방향으로 상기 슬라이딩부재(11)를 안내하는 레일(도시 생략함)이 설치될 수 있다. 또한, 상기 연결부재(13)는, 상기 슬라이딩부재(11)와 상기 회전부재(12) 사이에 기어 형태로 맞물림된다. 아울러, 상기 회전부재(12)의 내주면 상하부에는 판면 방향 중심으로 각각 연장되어 상기 연결부재(13)를 상하부에서 감싸 상기 연결부재(13)의 이탈을 방지하거나 은폐시키기 위한 한 쌍의 이탈방지덮개(도시 생략함)가 더 설치될 수 있다. 상기 이탈방지덮개는 대칭된 링 형상이 될 수 있다.

상기 포스트(20)는 그 하부(도시 생략함)가 물속 바닥에 별도의 지지수단으로 견고하게 고정됨으로써 수위에 따라 상기 슬라이딩부재(11)의 상하 슬라이딩을 가이드함과 아울러 상기 회전부재(12)의 회전을 지지할 수 있다.

한편, 상기 수상 구조물 회전수단(30)의 구동부(31)는, 도시한 바와 같이 상기 포스트(20)의 상단에 안착 설치되거나, 상기 포스트(20)의 상부 원주면 상에 지지되게 설치 가능함은 물론이다.

또한, 상기 회전바아(32)는, 상기 수상 구조물(10)의 폭과 평행하게 설치되며, 그 하면 중심 부분에 상기 구동부(31)의 회전축(31-1) 단부가 일체로 연결되어 상기 구동부(31)의 구동력과 연동하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전될 수 있다.

또한, 상기 가변바아(33)는, 일측이 상기 회전바아(32)의 단부에 고정되며 타측이 개구된 실린더(33-1)와, 일측이 상기 회전바아(32)의 상부에 고정되며 타측이 상기 실린더(33-1)의 타측을 통해 상기 실린더(33-1)의 내부로 슬라이딩 가능하게 수용되는 로드(33-2)로 구성된다. 이때, 상기 실린더(33-1)와 상기 로드(33-2)의 길이는, 계절별 수심의 변화를 고려하여 설정될 수 있다. 아울러, 상기 한 쌍의 가변바아(33)의 실린더(33-1)와 로드(33-2)는, 상기 포스트(20)의 양측으로 대향되게 배치되며, 상기 회전부재(12)의 폭 방향의 일직선상에 설치됨이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 상술한 본 발명 수상 태양광 발전 장치의 작용에 대해 살펴본다.

수상 구조물 회전수단(30)의 구동부(31)는 계절별 태양의 궤도에 따라 그 작동간격이 설정되며, 그 구동시간을 통제하여 수상 구조물(10)의 회전을 제어할 수 있게 된다.

즉, 구동부(31)가 가동되면 회전축(31-1)이 회전되고, 이 회전축(31-1)에 의해 회전바아(32)가 연동되어 도 1과 같이 회전하게 된다. 이때, 회전바아(32)는 가변바아(33)를 통해 회전부재(12)를 회전시키게 되어 태양에 대한 태양전지모듈(51)의 입사각도를 조절할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 수상 태양광 발전 장치에 의하면, 동력장치가 단일로 구비되어 설비 소요를 줄일 수 있으며, 단일의 동력장치의 제어가 상대적으로 간단하여 수상 구조물의 회전 제어가 용이한 장점이 있다.

아울러, 설비가 보다 간소화되어 시각적으로 설비 완성도를 높일 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10: 수상 구조물
20: 포스트
30: 수상 구조물 회전수단
31: 구동부
32: 회전바아
33: 가변바아

Claims (9)

1. 삭제
2. 부력을 갖는 수상 구조물(10);
   상기 수상 구조물(10)을 통과하여 하부가 물속 바닥에 고정되고, 상부는 수면위로 돌출된 포스트(20); 및
   상기 포스트(20)의 상부 일측에 설치되어 계절별 태양의 궤도에 따라 상기 수상 구조물(10)의 회전을 제어하기 위한 구동부(31)와, 상기 수상 구조물(10)의 폭 방향으로 연장되어 상기 구동부(31)의 구동력이 전달되는 일정길이의 회전바아(32)와, 상기 회전바아(32)의 양측과 상기 수상 구조물(10) 사이에 각각 길이 가변되게 결합된 한 쌍의 가변바아(33)로 구성되는 수상 구조물 회전수단(30);을 포함하며,
   상기 회전바아(32)에는, 상기 구동부(31)의 회전축(31-1)이 연결되고,
   상기 수상 구조물(10)은, 상기 포스트(20)가 통과하는 관통구(11a)가 내측으로 형성되어 상기 포스트(20)의 외주면 상에서 상하 슬라이딩 가능한 슬라이딩부재(11)와, 상기 슬라이딩부재(11)가 내측에 일정간격 이격되게 수용되며, 상기 한 쌍의 가변바아(33)의 하부가 각각 연결되는 회전부재(12)와, 상기 슬라이딩부재(11)와 상기 회전부재(12) 사이에 맞물리는 복수의 연결부재(13)를 포함하며,
   상기 슬라이딩부재(11) 또는 상기 회전부재(12)의 상면에는, 태양광 발전설비(50)가 구비되어 운용 가능한 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 부력을 갖는 수상 구조물(10);
   상기 수상 구조물(10)을 통과하여 하부가 물속 바닥에 고정되고, 상부는 수면위로 돌출된 포스트(20); 및
   상기 포스트(20)의 상부 일측에 설치되어 계절별 태양의 궤도에 따라 상기 수상 구조물(10)의 회전을 제어하기 위한 구동부(31)와, 상기 수상 구조물(10)의 폭 방향으로 연장되어 상기 구동부(31)의 구동력이 전달되는 일정길이의 회전바아(32)와, 상기 회전바아(32)의 양측과 상기 수상 구조물(10) 사이에 각각 길이 가변되게 결합된 한 쌍의 가변바아(33)로 구성되는 수상 구조물 회전수단(30);을 포함하며,
   상기 회전바아(32)에는, 상기 구동부(31)의 회전축(31-1)이 연결되고,
   상기 한 쌍의 가변바아(33)는, 일측이 상기 회전바아(32)의 단부에 고정되며 타측이 개구된 실린더(33-1)와, 일측이 상기 수상 구조물(10)의 회전부재(12)의 상부에 고정되며 타측이 상기 실린더(33-1)의 타측을 통해 상기 실린더(33-1)의 내부로 슬라이딩 가능하게 수용되는 로드(33-2)로 각각 구성되며,
   상기 한 쌍의 가변바아(33)는, 상기 포스트(20)의 양측으로 대향되게 배치된 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전 장치.
9. 삭제

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