KR101844539B1 - 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비는, 상기 구조물의 상부에 구비되는 태양광발전모듈; 상기 구조물의 상부와 상기 태양광발전모듈의 하부 사이에서 상기 태양광발전모듈을 승강시키는 복수의 지지대; 시간의 변화에 따라 상기 지지대의 승강을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비{Solar Tracking Type Generating Unit system Moving on the Circular Rail}

본 발명은 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원형 레일을 따라 회전하는 태양광모듈을 설치하여 전기를 기존의 태양광모듈 대비 보다 더 많은 양을 생산하여 한전선로를 통하여 부하에 전기를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 복잡한 공정 없이 간편하게 설치할 수 있으며, 나아가 어떤 위치에 설치되더라도 자동으로 추적하여 최적의 집광상태를 유지할 수 있도록 제작된 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비 에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 발전은 반도체 접합으로 이루어진 태양전지에 태양광이 조사되면 그 광원에 의한 광기전력 효과로 기전력이 발생하게 되며, 이 기전력에 의해 발생하는 전기에너지를 축전지에 축전하거나 필요한 부하에 공급하는 것으로, 그러한 태양광 발전을 위한 장치는 대략 태양빛의 에너지를 전기에너지로 변환시키는 셀(cell)과 다수의 셀(cell)이 모여 모듈(module)이 되고 여러개의 모듈(module) 을 지지구조물(array) 에 의하여 구성되어 있다.

이러한 태양광발전장치는 광원의 입사조건을 효율적으로 얻기 위해 태양전지판을 지면으로부터 일정높이로 떠받치는 기둥구조물과 전지판의 기울기 조정, 즉 전지판은 태양의 직사광선과 90도의 각도를 이루며 입사될 때 최대의 효율을 발생하게 되는 것으로, 지구의 공전과 자전에 따라 각 지역에서 관찰하는 태양위치가 변하게 되어, 방위각으로는 1일을 기준으로 하여 동에서 서쪽으로 이동을 반복하게 되고, 고도 각으로는 365일을 기준으로 하여 남북방향으로 이동을 반복하게 되어 태양광발전의 효율증대를 위한 태양추적장치들이 필수적으로 설치된다.

대한민국 공개특허 제10-2016-0002561호에 "컨테이너 태양광 시스템 구조물"이 개시되어 있다.

상기 구조물은, 컨테이너의 상부에 태양전지패널을 설치하여 상기 컨테이너로 전기를 공급할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 기반공사없이 간편하게 상기 컨테이너의 상부에 상기 태양전지패널을 설치할 수 있고, 나아가, 상기 컨테이너내에 구비되는 단열재를 통해 상기 컨테이너의 출입문 등을 통한 열손실을 최소화할 수 있고, 아울러, 남북방향으로 모듈의 각도를 조절할 수 있으나 유압장치가 없어서 수동으로 모듈 각도를 조절해야 하는 불편함이 있다.

다만, 이러한 구조물의 경우, 이동성은 보장될 수 있겠으나, 단순하게 태양전지패널을 남북방향으로 상하로 움직이기 때문에 한 번 설치된 이후 계절에 따라 변화하는 태양의 위치만 고려한 것으로서 본 발명 보다는 발전효율이 매우 낮다는 문제점이 있다.

다른 선행기술로서 대한민국 등록특허 제 10-1383889호 “독립형 태양광 발전시스템이 적용된 주거용 컨테이너 하우스”에 따르면, 독립형 태양광 발전시스템이 적용된 주거용 컨테이너 하우스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컨테이너에서 주거가 가능하도록 개량하여 사용자가 원하는 곳에서 쉽게 시공이 가능하고, 컨테이너 내부에 사용자의 편의성을 위해 친환경처리 재사용이 가능한 조립식 간이 정화조가 구비되며, 옥외에 설치되는 데크가 겨울철에 컨테이너 하우스 내부의 단열효과를 제공하기 위해 접혀지고, 데크에 구비되는 소형 창호를 통해 환기가능하도록 하며, 태양광 모듈이 설치되어 컨테이너 하우스 내부에서 사용되는 모든 전원에 적용되도록 하는 독립형 태양광 발전시스템이 적용된 주거용 컨테이너 하우스에 대하여 서술하고 있다.

다만, 이러한 구성의 경우, 태양광발전을 통해 직접 발전한 전력으로 보일러를 구동시킬 수는 있겠으나, 별도의 태양광 발전과 관련한 구성이 포함되지 못해 실질적인 발전효율은 낮다는 단점을 갖는다.

따라서, 이러한 태양광발전장치에 광원의 입사조건을 효율적으로 얻기 위해 태양전지판을 지면으로부터 일정높이로 떠받치는 지지구조물(array) 과 전지판의 기울기 조정, 즉 전지판은 태양의 직사광선과 90도의 각도를 이루며 입사될 때 최대의 효율을 발생하게 되는 것으로, 지구의 공전과 자전에 따라 각 지역에서 관찰하는 태양위치가 변하게 되어, 방위각으로는 1일을 기준으로 하여 동에서 서쪽으로 이동을 하게하는 태양추적장치를 장착하였다. 또한 고도 각으로는 365일을 기준으로 하여 남북방향으로 모듈의 각도를 조절할 수 있는 유압장치를 장착하여 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 별도의 기초공사 없이 지지구조물의 기초로(기존구조물, 컨테이너주택 또는 수상계류시설상부 등을 활용하는 것을 주요 목적으로 한다.

방위각으로 1일을 기준으로 하여 동에서 서쪽으로 이동하는 태양을 추적하는 추적장치 를장착하여 자동으로 모듈의 방향이 태양을 따라 회전하는 자동추적장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

고도각으로는 365일을 기준으로 하여 남북방향으로 모듈의 각도를 조절할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

태양광 발전에 있어 효율을 증대시키는 구성을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비는, 상기 구조물의 상부에 방위각으로 1일을 기준으로 하여 동에서 서쪽으로 이동하는 태양을 추적하는 추적장치 를장착하여 자동으로 모듈의 방향이 태양을 따라 회전하는 자동추적장치 가구비되는 것으로 태양광발전모듈; 상기 구조물의 상부와 상기 태양광발전모듈의 하부 사이에서 상기 태양광발전모듈을 지지하는 복수의 지지대; 시간의 변화에 따라 상기 승강지지대의 승강을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

덧붙여, 상기 지지대는, 구조물의 상부와 상기 태양광발전모듈의 하부 사이에서 상기 태양광발전모듈을 태양의 이동방향으로 회전시키는 원형레일 회전장치와, 태양광발전모듈의 높이를 제어하여 계절에 따라 달라지는 태양의 고도각에 대응되도록 조절할 수 있는 유압조절장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 구조물은, 상기 구조물의 상면 둘레를 둘러싸는 테두리앵글과, 상기 테두리앵글에 내장되어 상기 구조물의 상면을 덮는 덮개패드로 구성되는 지붕패널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 테두리앵글은, 측면 일 측에 함입된 결합홈과, 상기 결합홈이 형성된 반대측 측면에서 돌출된 결합돌기를 더 포함하여, 상기 결합홈과 상기 결합돌기의 결합을 통해 이웃한 구조물에 장착된 테두리앵글을 결합시킨 상태로 사용 가능한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구조물은, 상기 승강지지대 중 일부가 삽입 고정되도록 상기 구조물의 상면에서 함입된 고정슬롯과, 상기 구조물의 상면에 반호형태로 배치되어 상기 고정슬롯에 삽입되지 않은 승강지지대가 이동 가능하게 끼움 결합되는 라운드슬롯을 더 포함하여, 상기 라운드슬롯을 따라 상기 태양광발전모듈의 일 측이 회동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비에 의하면,

1) 기존구조물, 컨테이너주택 또는 수상계류시설상부 등의 상부에 태양광발전모듈을 지지하는 구조로 되어있어, 지상 및 지하에 기초를 설치해야하는 다른 발전시스템에 비하여 기존구조물, 컨테이너주택 또는 수상계류시설자체를 기초로 이용하기 때문에 기초공사를 할 필요가 없어 경제적으로 유리하다.

2) 지지구조물 후면지지 기둥의 높이를 상하로 조절함으로써 태양광발전모듈 의 각도를 남북방향으로 변화시켜 계절별로 태양의 고도에 최적으로 발전하는 시스템이 다른 발전시스템에 비하여 효율이 향상되는 특징을 가지고 있다.

3) 지지구조물이 360도 회전을 하게 되는 구조로 동쪽에서 서쪽으로 태양의 이동방향으로 시간대별로 추적하면서 회전하는 구조로서 태양광발전효율을 최적화 하였다.

4) 나아가 기존구조물, 컨테이너주택 또는 수상계류시설상부의 상부에 태양광발전시스템을 상호 조립만으로 설치 가능한 구조이기 때문에 비전문가도 조립하여 설치할 수 있는 구조를 갖는다.

도 1은 본 발명의 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비의 기본 구성을 도시한 사시도 및 측면도.
도 2는 본 발명의 두 개 이상의 구조물의 상부를 연결하는 구성을 도시한 상면도.
도 3은 본 발명의 라운드슬롯을 적용한 구성을 도시한 상면도 및 사시도.
도 4는 본 발명의 회전지지대를 적용한 구성을 도시한 상면도 및 사시도.
도 5는 본 발명의 라운드슬롯 및 회전지지대를 적용한 일 실시예를 도시한 상면도 및 측면도.
도 6은 본 발명의 지지대 및 완충밴드의 구성을 도시한 단면도 및 사시도.
도 7은 본 발명의 구조물에 보조루프판을 적용한 것을 도시한 사시도.
도 8은 본 발명의 구조물에 차양루프를 적용한 것을 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 차양루프에 고정패킹을 적용한 것을 도시한 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 원형 레일이 부착된 태양광 발전설비의 기본 구성을 도시한 사시도이다.

본 발명의 태양광 발전설비는, 구조물(100)과, 구조물(100)의 상부에 구비되는 태양광발전모듈(200)을 기본으로 한다. 여기서 구조물(100)의 경우 주거(생활공간)나 상업(업무, 상용)에 활용할 수 있는 건물 또는 지면이나 수중, 수면 등 다양한 위치에 태양광발전모듈(200)을 설치하기 위한 지지용 축대 등을 의미하는 것으로서, 그 규모나 크기는 특정되지 않으며, 일반적으로 평탄면을 형성하여 태양광발전모듈(200)을 설치할 수 있도록 하는 구성을 의미한다. 본 설명 및 도면에서는 설명의 편의를 위해 수많은 종류의 구조물(100) 중 대표적으로 컨테이너하우스의 상단부를 활용하는 것을 예를 들어 설명하였으며, 앞서 언급하였듯이 구조물(100)이 컨테이너하우스에 국한되는 구성이 아니기 때문에 얼마든지 다른 구조물(100) 구성에 적용될 수 있는 것임은 물론이다. 또한, 태양광발전모듈(200)은 태양광을 수집하여 전기를 발생시키기 위해 다수의 태양전지로 구성된 태양전지 모듈로 구성되는 것으로서, 그 형태는 크게 제한되지 않으나 그 크기(면적)은 구조물(100)의 상부면의 면적을 고려하여 크게 넘치지 않는 선에서 적용 가능하다 할 것이다.

다음으로, 구조물(100)의 상부와 태양광발전모듈(200)의 하부 사이에 위치하는 것으로서, 태양광발전모듈(200)을 구조물(100)의 상부에서 회전시킬 수 있는 복수의 지지대(300)가 더 포함될 수 있다. 이 지지대(300)는 바퀴나 레일방식으로 구조물(100)의 상부에서 회전될 수 있는 것이다. 지지대(300)는 내구성을 위해 단면이 O형이거나 H형인 빔기둥을 사용하는 것이 바람직하다 하겠다. 또한, 지지대(300)는 태양광발전모듈(200)을 지지할 수 있다면 하나 또는 그 이상의 개수를 부착할 수도 있으나, 가장 안정적으로 부착되려면 태양광발전모듈(200)의 형태가 직사각형 형상임을 감안하여 각 모서리마다 하나씩 또는 일 측면에는 두 개를, 대향 측면에는 하나의 지지대(300)를 위치시키는 방법(삼각으로 무게중심을 지지하거나 사각으로 무게중심을 지지하는 방법을 사용)을 사용할 수도 있으며, 나아가 지지대(300)중 하나 이상을 회전되지 않고 고정된 상태로 하여 일종의 축의 역할을 하도록 한 상태에서 이 축의 역할을 하는 지지대(300)를 중심으로 다른 지지대(300)가 회전하도록 구성할 수도 있다.

이러한 지지대(300)는 시간별로 변화하는 태양의 위치를 태양광발전모듈(200)이 따라 이동할 수 있도록 하는 것으로서, 각 지지대(300)의 회전위치를 시간의 흐름에 따라 제어하는 컨트롤러(400)가 더 포함되어 구성되는 것이 일반적이다. 이 컨트롤러(400)의 구성을 통해 지지대(300)가 시간마다 자동으로 회전되므로 태양광발전모듈(200)은 태양의 위치가 변경되는 것을 그대로 따라갈 수 있어 항상 최상의 태양광발전효율을 낼 수 있게 된다.

이러한 컨트롤러(400)의 구성을 보조하기 위해, 태양광발전모듈(200)에는 태양의 위치를 파악할 수 있는 태양위치센서(210)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이 태양위치센서(210)는 실제 태양광을 수신하여 태양의 고도나 기울기를 판단하는 이미지센서일 수도 있으며, 나아가 외부에서 태양의 고도와 기울기가 측정된 값을 수신하는 데이터수신장치로 구성될 수도 있다.

이 때, 컨트롤러(400)는 이 태양위치센서(210)를 통해 수신된 태양의 위치로부터 태양광발전모듈(200)이 최상의 태양광발전효율을 낼 수 있도록 태양과 수직하여 마주보는 위치로 회전할 수 있도록 수광각도를 판단하는 회전판단부(411)와, 이 수광각도로 지지대(300)를 회전시켜 결과적으로 태양의 위치에 대응되도록 태양광발전모듈(200)을 회전시키는 회전구동부(412)로 구성되는 지지대회전모듈(410)을 더 포함하여 구성되는 것이다.

이러한 지지대회전모듈(410)의 구성에 따라 태양광발전모듈(200)은 항상 태양과 마주보는 위치로 회전되어 이동할 수 있게 되는 것이다. 이 수광각도는 매일 매 시간마다 바뀌는 것이 반복되는 매일을 기준으로 변동되는 값이며, 여기에서 회전판단부(411)의 경우 각 날짜와 시간별로 태양의 예상수광각도값을 미리 저장하고 있을 수도 있으며, 이렇게 미리 저장된 예상수광각도값이 있는 경우, 흐리거나 비가오는 날 또는 태양위치센서(210)가 고장난 경우에도 태양광발전모듈(200)을 회전시킬 수 있다는 장점을 갖는다.

나아가, 지지대(300)는 태양광발전모듈(200)을 승강 가능하게 지지할 수 있도록 유압승강장치(301)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 유압승강장치(301)는 일종의 유압실린더로서, 지지대가 안테나와 같은 형태로 승강될 수 있도록 제어하는 역할을 한다. 따라서, 컨트롤러(400)의 지지대회전모듈(410)은 추가적으로 각도뿐만이 아니라 지지대(300)의 고도를 더 고려하여 태양광발전모듈(200)을 이동시킬 수 있는 구성을 더 포함할 수 있다. 즉, 태양위치센서(210)에서 수신된 태양의 위치로부터 태양광발전모듈(200)이 수직으로 태양광을 수신할 수 있는 수광고도를 판단하는 승강판단부(413)와, 이 수광고도에 따라 지지대(300)를 승강시키는 승강구동부(414)의 구성을 더 포함하는 것이다. 수광고도는 계절 및 절기별로 변동되기 때문에, (하지, 춘분, 추분, 동지의 4개 계절 및 절기마다 태양의 고도가 다르다.) 수광고도는 수광각도와 달리 1년을 주기로 변동되는 것을 특징으로 한다.

이렇게 기존의 회전구성에 승강이 추가로 가능하게 되면, 결과적으로 태양광발전모듈(200)은 구조물(100)의 상단에서 자유롭게 회전될 수 있게 되며, 따라서 지지대(300)는 회전 및 승강하여 태양광발전모듈(200)이 정확하게 태양과 마주볼 수 있는 위치로 이동시킬 수 있게 되는 것이다.

도 2는 본 발명의 두 개 이상의 구조물(100)을 연결하는 구성을 도시한 상면도이다.

일반적으로 빌라나 아파트 등과 같은 구조물(100)은 상면을 합쳐 활용하는 것이 불가능하나, 가건물에 속하는 컨테이너하우스나 임시 가건물과 같은 구조물(100)의 경우, 둘 이상의 구조물(100)을 합쳐 하나의 구조물(100)처럼 활용할 수도 있다. 이 경우 다음의 구성을 적용 가능하다.

구조물(100)의 상면 둘레를 둘러싸는 테두리앵글(110)과 이 테두리앵글(110)의 내부에 내장되어 구조물(100)의 상면을 덮는 덮개패드(121)로 구성되는 지붕패널(120)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 덮개패드(121)는 비, 눈 등에서 발생되는 수분이 스며들지 않도록 하는 방수패드나 외부의 열이 전달되지 않도록 하는 방열패드, 외부소음이 전달되지 않도록 하는 방음패드, 내구성을 높일 수 있는 보강패드 등이 적용될 수 있으며, 이들 중 둘 이상을 적층하거나 부위별로 다른 패드를 적용하여 구성하는 것도 가능하다.

나아가 테두리앵글(110)은 이 덮개패드(121)가 지붕의 상면에 위치하도록 하는 것을 보조할 뿐만 아니라, 테두리앵글(110)끼리 결합하여 복수개의 구조물(100)를 하나의 구조물(100)처럼 활용할 수 있다. 즉, 테두리앵글(110)의 측면 일 측에는 결합홈(111)이 함입되고, 결합홈(111)이 형성된 반대측 측면에는 결합돌기(112)가 돌출된다. 따라서, 구조물(100)를 서로 마주보도록 위치시키게 되면, 결합돌기(112)가 이웃한 테두리앵글(110)의 결합홈(111)에 대응되도록 위치하며, 이에 따라 결합돌기(112)를 결합홈(111)에 삽입하여 두 테두리앵글(110)을 결합시킬 수 있다. 따라서, 자연스럽게 두 개의 구조물(100)를 결합시켜 하나의 구조물(100)처럼 활용할 수 있게 되는 것이다. 또한, 이러한 결합돌기(112) 및 결합홈(111)의 구성 외에도 별도의 결합밴드나 피스 등의 결합부재(미도시)를 더 적용할 수 있음은 물론이다.

다시 구조물(100)에 태양광발전모듈(200)을 장착하는 방법에 대한 설명으로 돌아가, 구조물(100)는 다음의 두 가지 형태로 태양광발전모듈(200)을 고정시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 라운드슬롯(140)을 적용한 구성을 도시한 상면도 및 사시도이고, 도 4는 본 발명의 회전지지대(150)를 적용한 구성을 도시한 상면도 및 사시도이며, 도 5는 본 발명의 라운드슬롯(140) 및 회전지지대(150)를 적용한 일 실시예를 도시한 상면도 및 측면도이다.

첫 번째 실시예로서, 구조물(100)의 상면에는 복수의 지지대(300) 중 일부가고정설치되는 고정슬롯(130)과, 구조물(100)의 상면에 원형으로 배치되어 고정슬롯(130)에 삽입되지 않고 남은 지지대(300)가 이동가능하게 끼움결합되는 라운드슬롯(140)을 포함하여 구성될 수 있다.

이 구성의 경우, 다양한 구성이 가능하지만, 바람직하게는 중앙부위에 고정슬롯(130)을 형성하고, 이 고정슬롯(130)을 둘러싸는 형태로 라운드슬롯(140)을 형성하는 것이 좋다. 이러한 구성을 통해 태양광발전모듈(200)은 구조물(100)의 상면에 설치된 상태로 일정 반경 회전이 가능하여 태양광이 가장 이상적으로 비추는 위치로 계속해서 이동 및 지지가 가능하다. 또한, 라운드슬롯(140)을 따라 지지대(300)가 용이하게 이동될 수 있도록 지지대(300)의 단부에 회전하는 볼베어링이나 바퀴 등의 구성을 더 포함시킬 수 있음은 물론이다.

두 번째 실시예로서, 동일하게 고정슬롯(130)이 형성되되, 이번에는 구조물(100)의 상면에 반원 형태로 좌우로 회전가능하게 설치된 상태에서 고정슬롯(130)에 삽입되지 않은 지지대(300)가 고정 설치되는 회전지지대(150)가 더 포함될 수 있다. 앞선 구성은 지지대(300)가 직접 슬롯을 따라 움직이는 구성이었으나, 본 구성은 지지대(300)가 회전지지대(150)에 고정된 상태에서 회전지지대(150) 자체가 움직이는 것을 의미한다.

이러한 구성을 통해 기존방법보다 태양광발전모듈(200)이 태양광이 가장 이상적으로 비취지는 방향으로 용이하게 위치시킬 수 있으며, 이로써 보다 높은 태양광발전효율을 기대할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 지지대(300)의 구성을 도시한 단면도 및 사시도이다.

여기서 지지대(300)에는 보다 자연스러운 회전을 위해 태양광발전모듈(200)의 하부와의 결합면 사이에 회전조인트(미도시)가 포함된 회전연결수단(310)이 더 포함될 수 있다. 이러한 회전연결수단(310)은 회전조인트가 포함된 것으로서, 이 때 회전조인트라 함은 볼조인트 및 유니버셜조인트를 포함하는 것으로서, 다양한 방향으로 회전 가능한 것을 의미한다. 따라서, 단순하게 직선으로 연결된 지지대(300)를 매개로 전후좌우로 움직이는 경우보다 자연스러운 회전이 이루어질 수 있도록 하며, 나아가 직선형태의 지지대(300)만을 사용했을 때보다 움직임에 따른 압력부하가 덜하여 지지대(300)의 수명향상을 기대할 수 있는 구성이다.

이러한 지지대(300)가 삽입되는 구성 중 고정된 상태로 삽입되는 고정슬롯(130)의 형태를 살펴보면, 지지대(300) 단면의 면적과 동일하거나 혹은 넓은 면적을 갖는 상태로 형성되는 것으로서, 그 내주면을 따라 일정간격을 두고 함입된 복수의 고정홈(131)이 더 포함되되, 이 고정홈(131)마다 스틱베어링(132)이 끼움 결합된다. 스틱베어링(132)은 막대형상의 베어링으로서, 양 단에 각각 회전하는 구체가 장착되고, 내부에는 이 구체가 승강될 수 있도록 수축 및 이완이 가능한 스프링이 포함된다. 따라서, 고정슬롯(130)을 위에서 쳐다보면 복수의 스틱베어링(132)이 방사형으로 장착되어있는 것을 확인할 수 있는데, 이 스틱베어링(132)의 사이 공간에 지지대(300)를 삽입하는 것으로서, 지지대(300)가 스틱베어링(132)에 의해 지지되며, 또한 베어링의 특성을 가지기 때문에 지지대(300)가 일정 각도로 기울어진 상태로도 고정슬롯(130)으로부터 빠지지 않고 고정을 유지할 수 있다는 효과를 갖는다.

여기서, 지지대(300)를 보다 상세하게 살펴보면, 지지대(300)중 고정슬롯(130)에 삽입되는 부위이자 스틱베어링(132)이 밀착되는 측면 일 측을 둘러싸는 밴딩바디(320)가 더 포함될 수 있다. 이 밴딩바디(320)는 표면에 복수개의 마찰돌기(321)를 형성함으로써 스틱베어링(132)의 구체가 미끄러지지 않아 마찰력에 의해 용이하게 고정될 수 있도록 하는 것이다. 이러한 구성을 바탕으로 태양광발전모듈(200)이 자유롭게 회전되더라도 고정된 지지대(300)에 과도한 힘이 가해지지 않아 보다 오랜 기간 동안 내구성을 보장할 수 있다는 장점이 있다.

도 7은 본 발명의 구조물(100)에 보조루프판(160)을 적용한 것을 도시한 사시도이다.

다시 앞선 설명 중 라운드슬롯(140)을 형성하는 구성으로 돌아가 설명을 이어가도록 하겠다.

이 라운드슬롯(140)은 구조물(100)의 상부 너비보다 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다. 이 경우 라운드슬롯(140)이 필연적으로 구조물(100)의 상부를 벗어난 위치에도 위치하게 된다. 물론 공중에 띄워진 형태로도 설치 및 활용은 가능하겠으나, 그만큼 공중에 떠 있는 부위의 내구성이 약하기에 오랜 기간 동안의 구동을 보장할 수는 없다. 따라서, 이러한 문제점을 보완하기 위한 구성으로서, 구조물(100)은 라운드슬롯(140)이 구조물(100)의 상부와 벗어난 부위와 대응되는 위치에서 힌지 등의 회동수단을 매개로 상하로 회동가능하게 결합되는 보조루프판(160)이 더 포함될 수 있다. 이 보조루프판(160)의 형상은 따로 지정되지는 않으며, 필요에 따라 다양한 형상으로 적용될 수 있음은 물론이다.

이렇게 보조루프판(160)의 형성으로 라운드슬롯(140)의 크기를 임의로 연장시킬 수 있으며, 나아가 일반적인 상황에도 이 보조루프판(160)을 차양과 같은 역할을 하도록 활용이 가능하다.

도 8은 본 발명의 구조물(100)에 차양루프(170)를 적용한 것을 도시한 사시도이다.

이 라운드슬롯(140)을 차양과 같이 활용하는 더욱 진보된 구성으로서, 다음의 차양루프(170) 구성이 더 포함될 수 있다. 먼저, 구조물(100)의 측면 둘레를 따라 이동홈을 형성한 사이드슬롯(171)을 포함시킨다. 이 때, 보조루프판(160)에는 차양루프(170)의 구성으로서, 이동홈에 삽입되어 사이드슬롯(171)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있도록 복수의 바형 지지봉이 수축 및 연장 가능하게 연결된 슬라이드가이드(172)가 내장된다. 이 때, 슬라이드가이드(172)는 구조물(100)의 측면 모서리도 지나칠 수 있으므로, 진행방향을 꺾어 변경할 수 있는 힌지와 같은 구성도 포함되는 것이 바람직하다.

슬라이드가이드(172)의 측면에는 슬라이드가이드(172)의 수축 및 연장에 대응되어 함께 수축 및 연장될 수 있도록 부착된 자바라형태의 차양판(173)이 더 포함된다. 차양판(173)의 경우 그 소재는 태양광을 차단할 수 있으면서 접을 수 있는 형태를 갖는 구성이라면 어떤 재료로도 구성될 수 있다. 이러한 슬라이드가이드(172)와 차양판(173)이 결합된 차양루프(170)를 통해 태양광이 비추는 것을 가릴 수 있을 뿐만 아니라, 구조물(100)의 상단에 위치한 태양광발전모듈(200)이 회전할 때 노출될 수 있는 태양광발전모듈(200)의 하부면을 가릴 수 있어 보다 안전한 태양광발전모듈(200)의 구동을 도모할 수 있으며, 나아가 앞선 보조루프판(160)의 상하회동에 대응되어 함께 상하로 위치를 변경할 수 있어 빗물이나 눈이 녹은 물을 컨테이너하우징의 상부면으로부터 흘려내 보낼 때에도 컨테이너하우징의 측면에 직접 물이 닿지 않도록 할 수 있어 녹발생이나 오염을 방지할 수 있는 구성으로서 활용될 수 있음은 물론이다.

도 9는 본 발명의 차양루프에 고정패킹을 적용한 것을 도시한 사시도이다.

여기서 차양판(173)과 태양광발전모듈(200)의 끝단은 태양광발전모듈(200)의 회전에 의해 스치거나 긁히는 등의 문제가 발생할 수 있다. 이 경우 차양판(173) 및 태양광발전모듈(200)의 내구성에 문제를 가져올 뿐만 아니라 구조물(100) 내부에 위치한 사용자의 입장에서는 마찰에 의해 발생하는 소음이 거슬리기 마련이다. 따라서, 이러한 마찰을 원천적으로 방지할 수 있는 구성으로서, 차양판(173)의 상면을 덮어 태양광발전모듈(200)과의 마찰이 발생하지 않도록 보호하는 고정패킹(500)의 구성을 더 추가할 수 있다.

이 고정패킹(500)은 탄성재질로 구성된 것으로서, 도면에서 보여지듯이 일 단에서 하방으로 절곡 형성된 차양걸림부(510)가 차양판(173)의 끝단에 걸린 상태로 차양판(173)의 상면을 덮되, 차양걸림부(510)가 형성된 위치와 대치되는 단부에는 함입공간(520)이 형성되어 태양광발전모듈(200)의 끝단이 삽입되도록 함으로써, 차양판(173)의 상면에 고정된 상태에서 태양광발전모듈(200)과 마찰이 발생하지 않도록 하여 내구성을 보존함과 동시에 태양광발전모듈(200)의 이동 시 소음이 발생하지 않도록 하는 효과를 갖는다.

더욱, 소음발생 및 내구성보존의 목적을 달성하기 위해, 함입공간(520)의 내측에는 추가적인 완충부재인 패드층(530)을 더 포함시킬 수 있다.

이 패드층(530)은 소프트폼 재질로 구성된 것으로서, 표면에 물결모양이 연속된 요철부가 형성되어 함입공간(520)에 태양광발전모듈(200)을 삽입하였을 때, 함입공간(520)에서 발생할 수 있는 유격을 채울 수 있다. 나아가 표면에 요철부가 형성되어 있기 때문에, 설계 시 고려된 두께보다 얇은 태양광발전모듈(200)이 삽입되더라도 충분히 유격을 채울 수 있도록 함으로써 소음의 발생을 억제하는 역할을 할 수 있도록 구성되는 것이다.

나아가, 패드층(530)의 측면 일 측에는 충격을 흡수함과 동시에 패드층(530)의 수명을 연장시킬 수 있는 다음의 구성이 더 포함될 수 있다.

패드층(530)의 측면에는 복수의 완충공(531)이 패드층(530)의 내측을 향해 함입 형성되되, 이 완충공(531)의 종결부위에는 완충공(531)의 직경보다 큰 직경으로 완충공(531)을 확장하는 형상으로 형성된 완충공간(532)이 포함된다. 이 때, 완충공간(532)에는 패드층(530)보다 탄성이 강한 재질의 보조충전재(533)가 내장될 수 있는데, 이 보조충전재(533)가 완충공간(532) 내부에 꽉 차게 내장되는 것이 아닌 잔여공간을 남기고 이 잔여공간에 공기가 위치하도록 함으로써 공기층(534)을 추가로 형성할 수 있게 된다. 따라서, 패드층(530)에 급작스러운 충격이 발생하거나 지속적으로 압력이 가해지더라도 이 완충공간(532)의 보조충전재(533) 및 공기층(534)을 활용해 완충을 보조할 수 있어 보다 향상된 완충능력은 물론 패드층(530)의 내구성도 높일 수 있게 된 구성을 갖추게 되는 것이다.

이 때, 완충공간(532)은 일반적으로 원형의 종단형상을 갖는 구형으로 형성되되, 이 완충공간(532)에 내장되는 보조충전재(533)는 삼각, 사각, 오각, 육각 등 다각형의 종단형상을 갖는 상태로 각 꼭짓점이 완충공간(532)의 내벽에 접촉되도록 구성된다. 즉, 보조충전재(533)의 각 꼭짓점을 통해 완충공간(532)에 전달된 충격이 보조충전재(533)로 전달되는 것이며, 패드층(530)이 강한 압력을 받아 눌리는 경우, 완충공간(532) 또한 변형되어 그 표면이 보조충전재(533)의 꼭짓점 뿐 아니라 보조충전재(533)의 표면에도 맞닿도록 구성됨으로서, 충격을 효율적으로 분산시킬 수 있는 구성이다.

나아가 보조충전재(533)의 표면에는 복수의 통공(535)이 더 형성되는데, 이 통공(535)은 보조충전재(533)로 가해지는 충격을 자체적으로 분산시킬 수 있도록 공기가 함유된 공간을 형성하는 것이다. 더 나아가, 이 통공(535)이 서로 내통되도록 잇는 기로(536)를 더 구비할 수 있어, 보다 향상된 충격분산효과를 기대할 수 있음은 물론이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

100: 구조물 110: 테두리앵글
111: 결합홈 112: 결합돌기
120: 지붕패널 121: 덮개패드
130: 고정슬롯 131: 고정홈
132: 스틱베어링 140: 라운드슬롯
150: 회전지지대 160: 보조루프판
170: 차양루프 171: 사이드슬롯
172: 슬라이드가이드 173: 차양판
200: 태양광발전모듈 210: 태양위치센서
300: 지지대 301: 유압승강장치
310: 회전연결수단 320: 밴딩바디
321: 마찰돌기 400: 컨트롤러
410: 지지대회전모듈 411: 회전판단부
412: 회전구동부 413: 승강판단부
414: 승강구동부 500: 고정패킹
510: 차양걸림부 520: 함입공간
530: 패드층 531: 완충공
532: 완충공간 533: 보조충전재
534: 공기층 535: 통공
536: 기로

Claims (16)

1. 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비에 있어서,
   구조물의 상부에 구비되는 원형레일;
   상기 원형레일에 지지대를 매개로 회전 가능하게 장착되는 태양광발전모듈;
   시간의 변화에 따라 상기 지지대의 회전을 제어하는 컨트롤러;
   상기 구조물의 상부에 장착되는 것으로, 상기 지지대 중 일부가 삽입 고정되도록 상기 구조물의 상면에 함입된 고정슬롯;
   상기 구조물의 상부의 너비보다 큰 직경을 갖도록 형성된 상태로 상기 구조물의 상면에 원형으로 배치되어 상기 고정슬롯에 삽입되지 않은 지지대가 이동 가능하게 끼움 결합되는 라운드슬롯;을 포함하되,
   상기 구조물은, 상기 라운드슬롯 중 상기 구조물의 상부를 벗어난 부위와 대응되는 위치에서 회동수단을 매개로 상하로 회동가능하게 결합되는 보조루프판과, 상기 구조물의 측면 둘레를 따라 이동홈을 형성한 사이드슬롯을 포함하고,
   상기 보조루프판은,
   상기 이동홈에 상하로 회동 가능하게 삽입되어 사이드슬롯을 따라 슬라이딩 이동될 수 있도록 복수의 바형 지지봉이 수축 및 연장 가능하게 연결된 슬라이드가이드와, 상기 슬라이드가이드의 측면에 부착되는 것으로서 상기 슬라이드가이드의 수축 및 연장에 대응되어 수축 및 연장되는 자바라식 차양판을 포함하는 차양루프를 포함하는 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 태양광발전모듈은,
   태양의 위치를 파악하는 태양위치센서를 더 포함하고,
   상기 컨트롤러는,
   상기 태양위치센서에서 수신된 태양의 위치로부터 수직으로 태양광을 수신할 수 있는 수광각도를 판단하는 회전판단부와,
   상기 수광각도로 상기 지지대를 회전시키는 회전구동부로 구성되는 지지대회전모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 지지대는,
   상기 태양광발전모듈을 승강 가능하게 지지하는 유압승강장치를 더 포함하고,
   상기 지지대회전모듈은,
   상기 태양위치센서에서 수신된 태양의 위치로부터 수직으로 태양광을 수신할 수 있는 수광고도를 판단하는 승강판단부와,
   상기 수광고도로 상기 지지대를 승강시키는 승강구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 구조물은,
   상기 구조물의 상면 둘레를 둘러싸는 테두리앵글과,
   상기 테두리앵글에 내장되어 상기 구조물의 상면을 덮는 덮개패드로 구성되는 지붕패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 테두리앵글은,
   측면 일 측에 함입된 결합홈과,
   상기 결합홈이 형성된 반대측 측면에서 돌출된 결합돌기를 더 포함하여,
   상기 결합홈과 상기 결합돌기의 결합을 통해 이웃한 구조물에 장착된 테두리앵글을 결합시킨 상태로 사용 가능한 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 지지대는,
   상기 태양광발전모듈 하부와의 결합면 사이에 회전조인트가 포함된 회전연결수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 고정슬롯은,
   내주면을 따라 일정 간격을 두고 합입된 복수의 고정홈과,
   상기 고정홈에 끼움 결합 되는 것으로서, 양 단에 회전되는 구체가 장착되고, 내부에는 수축 및 이완이 가능하도록 스프링이 내장된 스틱베어링을 포함하여,
   상기 지지대가 복수의 상기 스틱베어링에 의해 지지되어 일정 각도 기울어진 상태로 고정 가능한 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 지지대는,
    상기 스틱베어링이 밀착되는 측면 일 측을 둘러싸는 링 형상의 밴딩바디를 더 포함하되,
    상기 밴딩바디의 표면에 복수개의 마찰돌기를 형성하여 상기 스틱베어링과의 밀착력을 높인 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 1항에 있어서,
    상기 구조물은,
    상기 차양판의 상면을 덮은 상태에서 상기 차양판의 끝 단에 걸쳐지도록 하방으로 절곡 형성된 차양걸림부와, 상기 차양걸림부와 대치되는 단부에서 상기 태양광발전모듈의 끝단이 삽입되도록 형성되는 함입공간을 포함하는 탄성재질의 고정패킹을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 함입공간의 내측에는,
    소프트폼 재질로 구성된 것으로서, 표면에는 물결모양이 연속되는 요철부를 형성한 패드층을 추가로 형성하여,
    상기 고정패킹에 가해지는 진동을 완충시키는 것을 특징으로 하는, 원형 레일이 부착된 추적식 태양광 발전설비.
15. 제 14항에 있어서,
    상기 패드층의 측면 일 측에는,
    내측 방향으로 함입 형성된 복수의 완충공 및,
    상기 완충공의 종결부위에서 상기 완충공을 확장하도록 상기 완충공의 직경보다 크게 함입 형성된 완충공간을 더 포함하되,
    상기 완충공간은,
    상기 패드층보다 탄성이 강한 재질로 이루어져 상기 완충공간 내부에 수용되는 보조충전재와,
    상기 완충공간 내에서 상기 보조충전재가 수용되고 난 잔여공간에서 공기를 함유한 공기층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 컨테이너 하우스 일체형 추적식 태양광 발전설비.
16. 제 15항에 있어서,
    상기 완충공간은,
    원형의 종단형상으로 형성되고,
    상기 보조충전재는,
    다각형의 종단 형상을 갖되, 각 꼭짓점이 상기 완충공간의 내벽에 접촉되어 있으며,
    상기 보조충전재의 표면에 복수개의 통공을 포함하여 상기 통공 내에 공기를 함유한 상태에서 각각의 통공을 내통 가능하게 연결한 기로를 구비하는 것을 특징으로 하는, 컨테이너 하우스 일체형 추적식 태양광 발전설비.

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