KR101954904B1 - 복층의 태양광 설치 구조 - Google Patents

복층의 태양광 설치 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복층의 태양광 설치 구조에 관한 것으로, 양측이 서로 이격 배치되도록 설치되고, 서로 마주보는 측면에 길이 방향으로 레일이 형성된 프레임; 및 상기 프레임 사이에 상기 레일을 따라 이동 가능하도록 상부 및 하부에 각각 설치되고, 입사되는 태양광의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양광 모듈;를 포함한다. 이러한 구성으로, 프레임에 태양광 모듈을 상하로 배치시킴으로써, 태양광 설치 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

복층의 태양광 설치 구조{DOUBLE LAYER SOLAR INSTALLATION STRUCTURE}
본 발명은 복층의 태양광 설치 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양에너지를 전달받아 전기에너지로 변환시키는 태양광 모듈이 복층으로 설치된 구조에 관한 것이다.
근래에는 화석 연료의 대량 사용으로 인한 지구 온난화와 환경 파괴 등에 의해 기상 이변이 일어나고 자연 재해의 피해 규모가 증가함에 따라 이를 해소하기 위한 방편으로 대체 에너지의 개발 및 사용이 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도 무공해 에너지이면서 경제성이 있는 태양광 모듈이 각광을 받고 있다.
일반적으로 태양광 모듈은 실리콘 반도체 등으로 구성된 태양 전지(Solar Cell)에 태양광이 입사되면 전기가 발생되는 현상(광전효과, Photoelectric Effect)을 이용하여 전기를 발전한다.
근래에는 태양 전지 관련 기술의 발달에 힘입어 태양광 발전 분야에 대한 연구 및 상용화가 활발하게 진행되고 있다.
하지만, 이러한 태양광 모듈은 발전 효율이 솔라셀의 설치 면적과 비례하게 되므로, 상대적으로 많은 대지를 필요로 한다.
따라서, 좁은 면적에 설치할 경우 발전량이 적은 문제점이 있으며, 넓은 면적에 설치할 경우 그에 따른 설치 비용 증가는 물론, 많은 대지에 사용되는 산림의 훼손되는 문제점이 있다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2011-0100672호 대한민국특허청 출원번호 제10-2011-0090918호 대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0020278호 대한민국특허청 출원번호 제10-2015-0110494호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 태양광 모듈 설치에 소요되는 면적을 최소화하여, 협소한 공간에 설치가 가능하도록 하는 것과 산림 면적을 과하게 소요하는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.
또한, 태양광 모듈이 서로 그림자에 의해 가리는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복층의 태양광 설치 구조은, 양측이 서로 이격 배치되도록 설치되고, 서로 마주보는 측면에 길이 방향으로 레일이 형성된 프레임; 및 상기 프레임 사이에 상기 레일을 따라 이동 가능하도록 상부 및 하부에 각각 설치되고, 입사되는 태양광의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양광 모듈;를 포함한다.
또한, 상기 프레임은 상부 및 하부가 동일하되 전후 방향으로 밴딩된 파형 형상으로 형성되고, 상기 태양광 모듈은 입사되는 햇빛이 서로 가리지 않도록 서로 최전방 및 최후방에 각각 위치하거나, 최상방 및 최하방에 각각 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 태양광 모듈의 양측에는 상기 레일에 결합되는 이동부재를 포함하고, 상기 이동부재는, 상기 태양광 모듈의 양측 중앙에 결합된 회전축, 상기 회전축 일단에 일단이 결합되고 타단이 전방에 배치된 제1 링크, 상기 제1 링크의 타단에 결합되고 상기 레일의 내주면 전방에 배치되는 회전롤러, 상기 회전축 일단에 일단이 결합되고 타단이 후방에 배치된 제2 링크 및, 상기 제2 링크의 타단에 결합되고 상기 레일의 내주면 후방에 형성된 레크기어에 체결되는 제1 회전기어를 포함한다.
또한, 상기 회전축의 각 타단 둘레에는 톱니바퀴가 형성되고, 상기 태양광 모듈의 양측에는 상기 톱니바퀴와 체결되는 제2 회전기어가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프레임의 상단에는 우천시 빗물을 감지하는 빗물센서 및 태양의 각도를 추적하는 태양광 추적센서가 구비되고, 상기 프레임의 상부에는 제어부가 설치되고 상기 빗물센서 및 태양광 추적센서로부터 제1 센서값 및 제2 센서값을 전달받아 상기 제1 회전기어 및 제2 회전기어를 구동시키는 제1 구동모터 및 제2 구동모터를 제어하며, 빗물 감지 시 상기 태양광 모듈 각각을 종 방향으로 회전시키거나, 정오 시 상기 태양광 모듈 각각을 최전방 및 최후방에 배치시키고 종 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 복층의 태양광 설치 구조에 따르면, 프레임에 태양광 모듈을 상하로 배치시킴으로써, 태양광 설치 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 프레임을 파형 형상으로 형성함으로써, 상하로 배치된 태양광 모듈이 서로 그림자에 의해 햇빛이 가려지는 것을 방지하여 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복층의 태양광 설치 구조의 사시도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레임의 동작도이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동부재의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부의 블럭도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 복층의 태양광 설치 구조를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복층의 태양광 설치 구조의 사시도, 도 2 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레임의 동작도, 도 4 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동부재의 확대도, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어부의 블럭도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 복층의 태양광 설치 구조는 복수의 태양광 모듈을 상하로 평행하게 배치시켜 설치 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 것은 물론, 태양의 위치에 따라 서로 그림자에 의해 햇빛이 가려지지 않도록 하는 특징이 있다.
이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 복층의 태양광 설치 구조(100)는 프레임(110) 및 태양광 모듈(120)을 포함한다.
상기 프레임(110)은 지면에 상방으로 설치되는 것으로, 한 쌍이 양측으로 서로 이격 배치되도록 설치된다.
여기서, 상기 프레임(110)은 서로 대향되도록 형성되고, 서로 마주보는 측면에 길이 방향을 따라 레일(111)이 형성된다.
이때, 상기 프레임(110)은 상부 및 하부가 전후 방향으로 밴딩된 파형 형상으로 형성되고, 상부 및 하부가 동일하게 형성된다.
상기 프레임(110)은 상부 및 하부 각각이 대략 'S'자 형상을 가지며, 상기 레일(111) 또한 상기 프레임(110)과 대응되도록 형성된다.
상기 레일(111)의 내주면에는 내주면 후방에 길이 방향으로 레크기어(111a)가 형성된다.
상기 태양광 모듈(120)은 입사되는 태양광의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 것으로, 상기 프레임(110) 사이에 배치되되 상부 및 하부에 각각 배치된다.
여기서, 상기 프레(110)임 및 태양광 모듈(120)은 두층 뿐만 아니라, 그 이상의 층으로 구성될 수 있다.
상기 태양광 모듈(120)은 양측이 상기 프레임(110)의 레일(111)에 이동 가능하게 결합된다.
구체적으로, 상기 태양광 모듈(120)의 양측에는 상기 레일(111)에 이동 가능하게 결합되는 이동부재(130)가 결합된다.
상기 이동부재(130)는 상기 태양광 모듈(120)의 하면 중 양측 중앙에 형성되는 것으로, 회전축(131), 제1 링크(132), 회전롤러(133), 제2 링크(134) 및 제1 회전기어(135)를 포함한다.
상기 회전축(131)은 상기 태양광 모듈(120)의 양측에 결합된다.
상기 제1 링크(132)는 일단이 상기 회전축(131)의 일단에 회전 가능하게 결합되되, 타단이 전방에 배치되도록 결합된다.
상기 회전롤러(133)는 상기 제1 링크(132)의 타단에 결합된다.
여기서, 상기 회전롤러(133)는 상기 레일(111)의 내측면 중 전방에 결합된다.
상기 제2 링크(134)는 일단이 상기 회전축(131)의 일단에 회전 가능하게 결합되되, 타단이 후방에 배치되도록 결합된다.
상기 제1 회전기어(135)는 상기 제2 링크(134)의 타단에 결합된다.
여기서, 상기 제1 회전기어(135)는 상기 레일(111)의 내측면 중 후방에 배치되는 것으로, 상기 레일(111)의 레크기어(111a)와 체결된다.
이때, 상기 제2 링크(134)의 타단부에는 상기 제1 회전기어(135)를 구동시키는 제1 구동모터(136)가 설치된다.
그리고, 상기 제1 링크(132) 및 제2 링크(134) 사이에는 탄성체(139)가 구비되고, 상기 탄성체(139)는 상기 제1 링크(132) 및 제2 링크(134)의 타단부가 서로 벌어지도록 하는 탄성력을 가진다.
이에 따라, 상기 이동부재(130)는 상기 탄성체(139)에 의해 상기 제1 링크(132)의 회전롤러(133) 및 상기 제2 링크(134)의 제1 회전기어(135)가 상기 레일(111)에 밀착 고정되고, 상기 제1 회전기어(135)의 구동을 통해 상기 태양광 모듈(120)을 상기 레일(111)을 따라 이동시킬 수 있다.
한편, 태양의 위치(각도)에 따라 햇빛 및 그림자의 위치가 변경된다. 따라서, 상기 태양광 모듈(120)은 상기 레일(111)을 따라 이동되는 것이 바람직하다.
즉, 태양의 위치가 최 상방에 위치할 경우, 상기 프레임(110)의 상측에 위치한 태양광 모듈(120)이 "S"자 형상의 최전방 또는 최전방 중 어느 하나에 이동 배치되고, 상기 프레임(110)의 하측에 위치한 태양광 모듈(120)이 나머지 하나에 이동 배치되도록 하여, 서로 그림자에 의해 가려지는 것을 방지한다.
또한, 태양의 위치가 전방 또는 대각선 전방에 위치할 경우, 상기 상측에 위치한 태양광 모듈(120)이 최상측으로 이동 배치되고, 상기 하측에 위치한 태양광 모듈(120)이 최하측에 이동 배치되도록 하여, 서로 그림자에 의해 가려지는 것을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 태양의 각도에 따라 상기 상측 및 하측에 위치한 태양광 모듈(120)을 이동 배치시켜 서로 그림자에 의해 가려지는 것을 방지함은 물론, 햇빛을 효율적으로 전달 받아 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
나아가, 상기 태양광 모듈(120)은 상기 회전축(131)에 의해 회전 가능하게 구비된다.
구체적으로, 상기 회전축(131)의 각 타단에는 둘레에 톱니바퀴(131a)가 형성되고, 상기 태양광 모듈(120)의 양측에는 상기 회전축(131)의 톱니바퀴(131a)와 체결되는 제2 회전기어(137)가 형성된다.
상기 제2 회전기어(137)의 일측에는 상기 제2 회전기어(137)를 구동시키는 제2 구동모터(138)가 구비된다.
이에 따라, 상기 태양광 모듈(120)은 상기 제2 회전기어(137)의 구동에 따라 상기 톱니바퀴(131a)를 따라 회전되며 각도 조절된다.
이러한 구성을 통해, 상기 태양광 모듈(120)은 태양의 위치에 따라 서로 그림자에 의해 가려지는 것을 방지함은 물론, 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기 프레임(110)의 상단에는 우천 시 빗물을 감지하는 빗물센서(112) 및 태양의 각도를 추적하는 태양광 추적센서(113)가 구비된다.
그리고, 상기 프레임(110)의 상부에는 제어부(114)가 설치되고, 상기 빗물센서(112) 및 태양광 추적센서(113)로부터 빗물 감지값인 제1 센서값 및 태양의 각도값인 제2 센서값을 전달받아 상기 제1 회전기어(135) 및 제2 회전기어(137)를 구동시키는 상기 제1 구동모터(136) 및 제2 구동모터(138)를 제어한다.
이에 따라, 우천 시 빗줄기에 의해 상기 태양광 모듈(120)이 손상 및 파손되는 것을 방지하여, 내구성을 증대시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 태양의 위치에 따라 상기 태양광 모듈(120)을 회전 및 이동시켜 에너지 효율을 극대화 시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 복층의 태양광 설치 구조에 따르면, 프레임에 태양광 모듈을 상하로 배치시킴으로써, 태양광 설치 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 프레임을 파형 형상으로 형성함으로써, 상하로 배치된 태양광 모듈이 서로 그림자에 의해 햇빛이 가려지는 것을 방지하여 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 태양광 설치 구조 110: 프레임
111: 레일 111a: 레크기어
112: 빗물센서 113: 추적센서
114: 제어부 120: 태양광 모듈
130: 이동부재 131: 회전축
131a: 톱니바퀴 132: 제1 링크
133: 회전롤러 134: 제2 링크
135: 제1 회전기어 136: 제1 구동모터
137: 제2 회전기어 138: 제2 구동모터
139: 탄성체

Claims (5)

  1. 양측이 서로 이격 배치되도록 설치되고, 서로 마주보는 측면에 길이 방향으로 레일이 형성된 프레임; 및
    상기 프레임 사이에 상기 레일을 따라 이동 가능하도록 상부 및 하부에 각각 설치되고, 입사되는 태양광의 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양광 모듈;를 포함하고,
    상기 프레임은 상부 및 하부가 동일하되 전후 방향으로 밴딩된 파형 형상으로 형성되며,
    상기 태양광 모듈은 입사되는 햇빛이 서로 가리지 않도록 서로 최전방 및 최후방에 각각 위치되거나, 최상방 및 최하방에 각각 위치되고,
    상기 태양광 모듈의 양측에는 상기 레일에 결합되는 이동부재를 포함하며,
    상기 이동부재는,
    상기 태양광 모듈의 양측 중앙에 결합된 회전축,
    상기 회전축 일단에 일단이 결합되고 타단이 전방에 배치된 제1 링크,
    상기 제1 링크의 타단에 결합되고 상기 레일의 내주면 전방에 배치되는 회전롤러,
    상기 회전축 일단에 일단이 결합되고 타단이 후방에 배치된 제2 링크 및,
    상기 제2 링크의 타단에 결합되고 상기 레일의 내주면 후방에 형성된 레크기어에 체결되는 제1 회전기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 복층의 태양광 설치 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전축의 각 타단 둘레에는 톱니바퀴가 형성되고,
    상기 태양광 모듈의 양측에는 상기 톱니바퀴와 체결되는 제2 회전기어가 형성된 것을 특징으로 하는 복층의 태양광 설치 구조.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 프레임의 상단에는 우천시 빗물을 감지하는 빗물센서 및 태양의 각도를 추적하는 태양광 추적센서가 구비되고,
    상기 프레임의 상부에는 제어부가 설치되고 상기 빗물센서 및 태양광 추적센서로부터 제1 센서값 및 제2 센서값을 전달받아 상기 제1 회전기어 및 제2 회전기어를 구동시키는 제1 구동모터 및 제2 구동모터를 제어하며,
    빗물 감지 시 상기 태양광 모듈 각각을 종 방향으로 회전시키거나, 정오 시 상기 태양광 모듈 각각을 최전방 및 최후방에 배치시키고 종 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 복층의 태양광 설치 구조.
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