KR101787698B1

KR101787698B1 - 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치

Info

Publication number: KR101787698B1
Application number: KR1020150154244A
Authority: KR
Inventors: 전진용
Original assignee: (주)지티씨코퍼레이션
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2017-10-19
Also published as: KR20170052149A

Abstract

본 발명은 수상에 설치되는 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 발전유닛을 연결함에 있어, 각각의 발전유닛에 파도(물의 유동)가 발생시 각기 다른 대응력을 가지게 하여 항시 긴밀한 연결력의 유지 및 연결수단의 파손을 방지하고, 이에 따른 발전유닛의 유실 등이 방지되게 하는 등 안정된 발전장치의 구현이 가능하게 하기 위한 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치에 관한 것이다.

Description

유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치{A device for solar generation of electric power on water}

본 발명은 수상에 설치되는 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각각의 발전유닛을 연결하여 수상에서 하나의 태양광 발전장치를 구현함에 있어, 각각의 발전유닛의 유동 연결구조를 가지게 함으로, 각각의 발전유닛의 파도(물의 유동)에 대한 효과적인 대응이 가능하게 하는 등 수상에서도 안정된 태양광 발전장치의 설치가 가능하게 하기 위한 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지(Solar Battery)라 함은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 하는 광전지인데, 그 응용분야는 전자시계, 라디오, 무인등대, 무인중계기, 부표등, 인공위성, 로켓 등의 전력원으로 이용되고 있다. 또한 태양열 난방을 위한 주택, 도로상에서 안개가 끼었을 때 운전자에게 경보를 알려주는 안개경보등 및 송전탑 등의 구조물에 설치되는 항공장애등도 태양전지의 이용분야로써 활용되고 있다.

이와 같은 이용분야에서 사용되는 태양전지는 셀(Cell, 태양전지 1개를 뜻함.)과 셀을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 태양전지판을 제작하고, 다시 이 태양전지판을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 이용한다.

한편 이러한 태양전지는 태양광선을 받을 수 있는 주간에는 직접 발생된 전력을 그대로 이용할 수 있으나, 야간에는 전력이 생산되지 못하므로 전력을 지속적으로 얻어 쓰려면 회로를 구성하여 주간에 축전지에 일단 충전시켜 두었다가 이용하여야 한다.

종래의 태양광 발전장치는 태양전지셀을 필요한 만큼 직 병렬로 연결한 태양전지판이 정남향을 향해 대략 35도의 각도로 고정설치된다. 이는 고정된 상태에서태양광의 입사각과 태양전지판이 직각 상태를 이루도록 하여 최대의 전력을 생산하기 위한 것이다.

그러나 우리나라의 경우 각 계절별로 태양의 고도가 12도 ∼ 58도 정도로 변화하므로 태양전지판이 고정된 경우 전력 생산성이 떨어져 투자비용에 대비하여 효율성이 낮다는 문제점이 있었다.

그리고 일반적으로 태양광 발전을 하기 위해서는 수 킬로미터에 달하는 대지에 태양전지판이 대량으로 설치되는데, 수 많은 태양전지판을 설치하기 위한 대지가 부족하여 적합한 설치장소를 찾는데 많은 어려움이 있었다.

넓고 평활한 대지는 지가가 높아 태양광 발전을 위하여 매입하기 힘든 점이 있고, 햇볕이 잘 드는 장소를 구하기 어려운 문제점이 있었다.

이에, 근자에 들어 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 태양광 발전장치를 수상에 설치하는 수상 태양광 발전장치가 제안되고 있으며, 이러한 수상 태양광 발전장치는 수상에 부상하는 부력체와 그 부력체의 상부에 설치되는 태양광모듈이 형성된 발전유닛으로 구성되며, 각각의 발전유닛은 연결수단을 통해 서로 연결되어 하나의 태양광 발전장치를 이루는 것으로, 이러한 태양광 발전장치는 설치하기 위한 대지면적이 필요없으면서 간편한 설치가 가능하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 수상 태양광 발전장치는, 그 각각의 발전유닛을 연결함에 있어 부력체를 연결하는 "바" 형태의 프레임 연결구조를 가지는 것인바, 파도 등 물의 불규칙하게 발생시 물의 유동 대응력이 저하되어 프레임이 휘거나 파손되는 문제점이 발생하였으며, 심할경우 발전유닛이 분리되어 유실되는 등 수상 태양광 발전장치의 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국실용신안 공개 제20-2010-0009470호.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 다수의 발전유닛을 연결함에 있어, 각각의 발전유닛에 파도(물의 유동)가 발생시 각기 다른 대응력을 가지게 하여 항시 긴밀한 연결력의 유지 및 연결수단의 파손을 방지하고, 이에 따른 발전유닛의 유실 등이 방지되게 하는 등 안정된 발전장치의 구현이 가능하게 하기 위한 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로는, 수상에 부상하는 다수의 부력체와, 각각의 부력체 상부에 설치되는 태양광 모듈로 된 다수의 발전유닛이 부력체들간에 연결로 하나의 수상 태양광 발전장치에 있어서,

각각의 발전유닛은, 파도가 발생시 상,하,전,후,좌,우로 개별 유동이 가능한 유동 연결수단을 통해 연결 가능하게 구성하되,

상기 유동 연결수단은,

상,하,전,후,좌,우 자유로운 인장 및 비틀림 대응이 가능한 코일스프링으로 구성하거나,

상기 유동 연결수단은,

상,하,전,후,좌,우 자유로운 회전 유동이 가능한 볼조인트바로 구성함으로 달성할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치는, 각각의 발전유닛을 연결함에 있어, 파도에 의한 상,하,전,후,좌,우 유동력을 가지는 유동 연결수단을 통해 연결함으로써, 각각의 발전유닛이 파도에 대한 효과적인 대응이 가능하여 연결수단의 파손을 방지 및 발전장치의 이탈로 인한 유실을 방지하는 등 항시 발전유닛들간의 긴밀한 연결력의 유지로 안정된 발전장치의 구현이 가능하게 하는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치를 나타낸 전체도.
도 2는 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 유동 연결수단 요부 분해 사시도.
도 3은 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 유동 연결수단 요부 결합 사시도.
도 4는 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 유동 연결수단 요부 결합 단면도.
도 5는 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 유동 연결수단 다른 실시예도.
도 6은 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 작동 상태도.
도 7은 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 유동 연결수단 다른 실시예에 따른 작동 상태도.

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 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치를 나타낸 전체도이고, 도 2는 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 유동 연결수단 요부 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 유동 연결수단 요부 결합 사시도이고, 도 4는 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 유동 연결수단 요부 결합 단면도이다.

도 1 내지 도 4의 도시와 같이 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치(1)는, 수상에 부상하는 다수의 부력체(20)와, 각각의 부력체(20) 상부에 설치되는 태양광 모듈(30)로 된 다수의 발전유닛(10)(10')이 부력체(20)들간에 연결로 하나의 수상 태양광 발전장치에 있어서,

상기 각각의 발전유닛(10)(10')은, 파도가 발생시 상,하,전,후,좌,우로 개별 유동이 가능한 유동 연결수단(100)을 통해 연결되게 구성된다. 여기서 파도는 수상에서 발생하는 너울이나 기타 유동을 모두 포함하는 용어로 사용된다.

이때, 상기 유동 연결수단(100)은, 다양한 실시예의 적용이 가능한 건으로 먼저, 유동 연결수단(100)은, 도 1 내지 도 4를 참조하여 상,하,전,후,좌,우 자유로운 인장 및 비틀림 대응이 가능한 코일스프링(110)으로 구성할 수 있는 것으로, 그 코일스프링(110)의 일단은 연결하고자 하는 어느 하나의 발전유닛(10)에 연결되고, 타단은 연결하고자 하는 다른 하나의 발전유닛(10')에 연결된다.

즉, 코일스프링(110)은, 인장 및 비틀림에 자유로운 구조를 가지고 있는 것인바, 물의 유동이 발생시 각각의 발전유닛(10)(10')이 파도에 대한 효과적인 유동 대응이 가능하게 된다.

한편, 상기 코일스프링(110)을 통해 발전유닛(10)(10')을 연결하기 위해서는 먼저, 코일스프링(110)의 양단에는 각각 나사산(112)이 형성된 연결봉(111)(111')이 형성된 것으로, 이때, 연결봉(111)(111')은 용접 등을 통해 연결할 수 있다.

그리고, 상기 발전유닛(10)(10')의 각각의 부력체(20)에는 상기 연결봉(111)(111')이 삽입될 수 있도록 결합공(21a)을 갖는 고정부(21)가 돌출 형성된 것으로, 이때, 고정부(21)는 발전유닛(10)(10')의 연결하고자 하는 방향과 직교 방향으로 형성되며, 각각의 방향에 대하여 야측 한 쌍으로 구성함이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 유동 연결수단(100)을 코일스프링(110)으로 구성함에 있어, 그 코일스프링(110)은 금속재로 구성된 특성상 수중에서 부식이 발생하기 쉬운 것인바, 이를 위해 코일스프링(110)의 둘레에 그 코일스프링(110)의 인장 및 비틀림에 대응 가능하도록 주름관(115)으로 감싸지게 구성할 수 있다.

이때, 주름관(115)은, 그 양단에 상기 연결봉(111)(111')에 결착 고정되게 구성된 것으로, 이때 결착수단은 한정되는 것이 아니고 관 등의 결착 고정용으로 적용되는 금속성 밴드 등의 적용 가능할 것이다.

또한, 유동 연결수단(100)을 구성함에 있어, 도 5를 참조하여 상,하,전,후,좌,우 자유로운 회전 유동이 가능한 볼조인트바(120)로 구성할 수 있다.

여기서 상기 볼조인트바(120)는, 볼하우징(121)(121')과, 연결바(125)로 구성된 것으로, 먼저, 볼하우징(121)(121')은, 새롭게 구현되는 것이 아니고 통상의 볼조인트에 적용되는 일측에 하기하는 조인트볼(126)(126')이 수용되는 홈이 형성된 볼하우징(121)(121')이면 가능하며, 양측 대항되는 한 쌍을 이루게 구성되며, 각각의 외측에는 나사봉(122)(122')이 형성된다.

그리고, 상기 연결바(125)는, 그 양단이 상기 볼하우징(121)(121')에 결합되게 구성된 것으로, 이를 위해서는 연결바(125)의 양단에 상기 볼하우징(121)(121')에 삽입 결합되어 자유 회전력을 가지는 조인트볼(126)(126')이 각각 형성된다.

이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치의 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 유동 연결수단(100)을 코일스프링(110)으로 적용시에는 코일스프링(110)은, 도 1 내지 도 4의 도시와 같이 그 일단의 연결봉(111)을 통해 어느 하나의 발전유닛(10)에 형성된 고정부(21)의 결합공(21a)에 삽입 관통 시키고, 타단의 연결봉(111')을 통해 다른 하나의 발전유닛(10')에 형성된 고정부(21)의 결합공(21a)에 삽입 관통시키면 된다.

그리고, 상기와 같이 삽입된 연결봉(111)(111')에 형성된 나사산(112)에는 고정부(21)의 양측에서 너트(N) 체결하여 고정된다.

이에, 상기와 같이 코일스프링(110)을 통해 이웃하는 발전유닛(10)(10')의 상호 연결이 가능하게 되며, 이렇게 연결된 발전유닛(10)(10')은, 도 6의 도시와 같이 파도로 인한 서로 다른 유동력이 발생하더라도, 코일스프링(110)의 인장 및 비틀림의 대응으로 발전유닛(10)(10')의 상,하,전,후,좌,우 효과적인 대응이 가능하여 안정된 연결력이 유지되게 된다.

한편, 상기와 같이 유동 연결수단(100)을 코일스프링(110) 주름관(115)을 이용하여 감싸지게 구성된 것인바, 수중에 설치되더라도 염분을 포함한 소금물과의 접촉이 차단되어 부식이 방지되어 그 내구성이 향상되게 된다.

또한, 유동 연결수단(100)을 볼조인트바(120)로 적용시에는 볼조인트바(120)는, 도 5의 도시와 같이 그 일단의 나사봉(122)을 통해 어느 하나의 발전유닛(10)에 형성된 고정부(21)의 결합공(21a)에 삽입 관통 시키고, 타단의 나사봉(122')을 통해 다른 하나의 발전유닛(10')에 형성된 고정부(21)의 결합공(21a)에 삽입 관통시키면 된다.

그리고, 상기와 같이 삽입된 나사봉(122)(122')에는 고정부(21)의 양측에서 너트(N) 체결하여 고정된다.

이에, 상기와 같이 볼조인트바(120)를 통해 이웃하는 발전유닛(10)(10')의 상호 연결이 가능하게 되며, 이렇게 연결된 발전유닛(10)(10')은, 도 7의 도시와 같이 파도로 인한 서로 다른 유동력이 발생하더라도, 볼조인트바(120)의 연결바(125) 양측에서 조인트볼(126)(126')에 회전력이 부여되는 것인바, 발전유닛(10)(10')의 상,하,전,후,좌,우 효과적인 대응이 가능하게 된다.

이상에서와 같이 본 발명 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치는, 이웃하는 발전유닛을 서로 연결하여 하나의 발전장치를 구성함에 있어, 그 연결수단이 상,하,전,후,좌,우 자유로운 유동력을 가지게 구성된 것인바, 수상에서 파도가 작용하더라도 각각의 발전유닛이 개별 유동력이 부여되는 것인바, 그 파도에 대한 효과적인 대응이 가능하게 되어 그 연결수단의 파손이 방지되는 등 항시 발전장치의 안정된 연결상태의 유지 및 이에 따른 발전장치의 성능 향상을 가져오게 된다.

10,10' : 발전유닛 20 : 부력체
21 : 고정부 21a : 결합공
30 : 태양광 모듈
100 : 유동 연결수단 110 : 코일스프링
111,111' : 연결봉 112 : 나사산
115 : 주름관
120 : 볼조인트바 121,121' : 볼하우징
122,122' : 연결봉
150 : 연결바 126,126' : 조인트볼

Claims

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수상에 부상하는 다수의 부력체(20)와, 각각의 부력체(20) 상부에 설치되는 태양광 모듈(30)로 된 다수의 발전유닛(10)(10')이 부력체(20)들간의 연결로 하나의 수상 태양광 발전장치를 이루고, 각각의 발전유닛(10)(10')은, 파도가 발생시 상,하,전,후,좌,우로 개별 유동이 가능한 유동 연결수단(100)을 통해 연결 가능하게 구성한 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치에 있어서,
상기 유동 연결수단(100)은,
상,하,전,후,좌,우 자유로운 인장 및 비틀림 대응이 가능한 코일스프링(110)으로 구성하되,
코일스프링(110)의 일단은 어느 하나의 발전유닛(10)의 부력체(20)에 연결되고, 타단은 이웃하는 다른 하나의 발전유닛(10')의 부력체(20)에 연결되게 구성하며,
코일스프링(110)의 양단에 각각 나사산(112)을 갖는 연결봉(111)(111')을 형성하고,
각각의 부력체(20)에는 상기 연결봉(111)(111')이 삽입되도록 결합공(21a)을 갖는 고정부(21)를 형성하되,
코일스프링(110)의 양측 연결봉(111)(111')이 이웃하는 각각의 부력체(20)에 형성된 고정부(21)의 결합공(21a)에 삽입 및 그 고정부(21)의 양측에서 나사산(112)에 너트(N) 체결되게 구성되며,
코일스프링(110)은, 주름관(115)을 통해 감싸지게 구성하되,
주름관(115)의 양단은 연결봉(111)(111')에 결착 고정되게 구성함을 특징으로 하는 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치.
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수상에 부상하는 다수의 부력체(20)와, 각각의 부력체(20) 상부에 설치되는 태양광 모듈(30)로 된 다수의 발전유닛(10)(10')이 부력체(20)들간의 연결로 하나의 수상 태양광 발전장치를 이루고, 각각의 발전유닛(10)(10')은, 파도가 발생시 상,하,전,후,좌,우로 개별 유동이 가능한 유동 연결수단(100)을 통해 연결 가능하게 구성한 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치에 있어서,
상기 유동 연결수단(100)은,
상,하,전,후,좌,우 자유로운 회전 유동이 가능한 볼조인트바(120)로 구성하고,
각각의 부력체(20)에는 상기 볼조인트바(120)가 결합 되도록 결합공(21a)을 갖는 고정부(21)를 형성하되,
상기 볼조인트바(120)는,
단부에 부력체(20)에 형성된 고정부(21)의 결합공(21a)에 삽입되는 나사봉(122)(122')이 형성된 양측 대항되는 한 쌍의 볼하우징(121)(121'); 및
양단에 상기 볼하우징(121)(121')에 결합되어 회전력을 가지는 조인트볼(126)(126')이 형성된 연결바(125)를 포함하여 구성하되,
양단 볼하우징(121)(121')의 나사봉(122)(122')이 이웃하는 각각의 부력체(20)에 형성된 고정부(21)의 결합공(21a)에 삽입 및 그 고정부(21)의 양측에서 너트(N) 체결되게 구성함을 특징으로 하는 유동 연결구조를 갖는 수상 태양광 발전장치.