KR101991204B1 - 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기는, 마스트의 상부에 설치된 지브; 상기 지브의 대향 측에 위치한 카운터 지브; 상기 지브를 수평 방향으로 회동 시키는 회동 모터를 구비한 회동부; 상기 지브의 상면에 복수 개로 구비된 집광판을 통해 태양광 발전을 수행하여 축전기에 축전하거나 상기 회동 모터에 동력을 제공하는 태양광 발전부; 작업 스케줄과 태양 위치를 파악하여 작업이 없는 구동 시간에 해당하는 태양 위치로 상기 지브가 향하도록 상기 회동 모터를 구동 제어하는 컨트롤러;를 포함한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기에 의하면, 인양기의 기본 작업 시간이 아닌 시간에 태양광 발전에 최적이 되는 위치로 지브를 자동으로 이동시켜 태양광 발전 효율을 상승시키는 효과를 가진다.

Description

태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기{SHIP LIFTING DEVICE WITH SOLAR POWER GENERATION FUNCTION}

본 발명은 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 선박 인양기의 구동에 필요한 전력을 인양기의 기본적인 작업 시간이 아닌 때를 택하여 태양광 발전을 통해 공급하는 인양기에 관한 것이다.

일반적으로 인양기는 바닷가의 항구 또는 포구의 선착장에는 선박을 인양하기 위한 목적으로 들어 올린 선박 또는 화물을 수직 또는 수평방향으로 이동시키는 장치이다. 이러한 인양기는 1톤 미만의 경량물의 운반부터 선박의 인양 등 중량물을 운반하는 데에도 사용되며 별도의 메인 전원공급부가 외부에 설치된다.

이러한 메인 전원공급부는 항구 또는 포구의 일 위치에 구비되어 전원 케이블을 통해 인양기에 전원을 공급한다. 그러나 이러한 전원 케이블의 설치는 물류의 이동을 위하여 많은 대형차 혹은 중장비들이 다니는 항구의 특성 상 매립형으로 설치되어야 하는 경우가 많고 이러한 매립형 전원 케이블은 인양기와 메인 전원 공급부와의 거리에 비례하여 많은 설치비용이 소요되는 실정이다.

상기 문제점을 해결하고자 등록실용신안 제 20-0458721호는 인양기의 지브에 풍력 발전기와 풍력 발전기에서 발생된 전기 에너지를 저장하는 축전기를 구비하여 발생된 전기 에너지를 인양기의 구동에 사용한다고 기재되어 있다.

그러나 이러한 풍력 발전기를 이용해 에너지를 생성하기 위해서는 많은 설치 공간이 필요시 되고 또한 인양기가 설치된 곳이 연중 바람이 부는 곳 이어야하며 더불어 바람세기에 따라 블레이드가 원활하게 회전하지 못해 에너지 발전의 효율이 떨어진다. 심지어 블레이드의 회전으로 인근지역에는 저주파 소음 공해문제까지 발생하게 된다.

따라서 이러한 문제를 해결하고자 전원 케이블의 설치비용을 줄이고 소음 문제도 없으며 인양기 내에 발전 시스템을 설치함으로서 별도의 설치 장소도 따로 구비하지 않아도 되는 태양광을 이용한 발전 시스템을 갖춘 인양기의 개발 필요성이 대두되는 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 태양광 발전부를 구비하여 자가 발전 내지 보충 발전을 통해 인양기를 구동하되, 인양기의 기본 작업 시간이 아닌 시간에 태양광 발전에 최적이 되는 위치로 지브를 자동으로 이동시켜 태양광 발전 효율을 상승시키는 인양기를 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 태양광 발전부의 축전기를 카운터 지브로 활용하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 태양 위치에 따라 태양광 패널의 각도를 조절할 수 있는 유압 실린더와 이를 제어하는 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 상기 유압 실린더 사이에 에어 튜브를 장착하여 보다 디테일하게 태양광 패널의 각도를 조절하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 에어 튜브에 주입되는 공기량을 풍속과 태양광 패널의 위치 등에 따라 디테일하게 제어하는 수단을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기는, 마스트의 상부에 설치된 지브; 상기 지브의 대향 측에 위치한 카운터 지브; 상기 지브를 수평 방향으로 회동 시키는 회동 모터를 구비한 회동부; 상기 지브의 상면에 복수 개로 구비된 집광판을 통해 태양광 발전을 수행하여 축전기에 축전하거나 상기 회동 모터에 동력을 제공하는 태양광 발전부; 작업 스케줄과 태양 위치를 파악하여 작업이 없는 구동 시간에 해당하는 태양 위치로 상기 지브가 향하도록 상기 회동 모터를 구동 제어하는 컨트롤러;를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러는, 상기 인양기를 구동하는 작업 스케줄 정보를 저정한 작업 스케줄 데이터베이스와, 상기 인양기가 설치된 위도와 경도를 기반으로 태양 시간 정보와 태양 방위 정보를 저장한 태양 위치 데이터베이스 및, 상기 작업 스케줄 정보와 태양 시간 정보 및 태양 방위 정보를 기반으로 태양광 발전을 수행할 구동 시간을 판단하는 구동 판단 모듈과, 상기 구동 시간에 해당하는 태양 방위로 상기 지브가 향하도록 상기 회동 모터를 구동 제어하는 구동 제어모듈을 구비하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 인양기는, 상기 집광판이 복수 개로 배치된 태양광 패널을 구비하고, 상기 지브의 상면에는, 상기 태양광 패널이 일정 간격을 두고 복수 개로 배치된 것을 특징으로 한다.

추가적으로, 상기 인양기는, 상기 태양광 패널의 저면과 상기 지브의 상면 사이에 구비된 것으로, 회동 가능한 상부 조인트와 마운트를 매개로 길이 조절되는 유압 실린더와, 태양광을 측정하는 광센서와, 풍속을 측정하는 풍속 센서를 구비한 센서부를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 풍속과 광센서 및 태양 위치를 기반으로 상기 유압 실린더의 길이를 차등 조절하는 실린더 제어모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기에 의하면,

1) 인양기의 기본 작업 시간이 아닌 시간에 태양광 발전에 최적이 되는 위치로 지브를 자동으로 이동시켜 태양광 발전 효율을 상승시키고,

2) 태양 위치에 따라 태양광 패널의 각도 조절을 하여 보다 효율적인 태양광 발전 환경을 제공하며,

3) 에어 튜브의 팽창과 수축에 의하여 보다 디테일하게 태양광 패널의 각도를 조절할 수 있을 뿐 아니라,

4) 태양광 패널의 배치각은 물론 풍속과 지브에서의 배치 위치에 따라 각 태양광 패널에 구비된 에어 패널에 주입되는 공기량을 디테일하게 차등 조절하여 바람에 내구성을 가지면서 태양광 패널의 발전 효율을 상승시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 인양기의 전체적인 구조를 도시한 측면도.
도 2는 본 발명의 인양기의 주요 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 집광판이 그룹화 된 프레임을 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 집광판이 실린더를 매개로 각도 조절이 될 수 있는 상태를 도시한 측면도.
도 5는 본 발명의 태양광 발전부가 에어 튜브를 매개로 각도 조절이 될 수 있는 상태를 도시한 평면도.

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

도 1은 본 발명의 인양기의 전체적인 구조를 도시한 측면도이고, 도 2는 본 발명의 인양기의 주요 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 선박 인양기(인양기)는 바닷가의 항구 또는 포구의 선착장에서 선박 및 화물을 운반하기 위한 것으로서, 마스트(10)와 지브(100), 카운터 지브(110), 회동부(200) 그리고 태양광 발전부(300) 및 센서부와 구동 모터부(400)를 포함한 것을 알 수 있다.

마스트(10)는 선박 인양기의 기초 뼈대를 이루는 구조물로서, 선박 인양기에 걸리는 하중을 견딜 수 있을 만큼 견고하게 지면으로부터 수직 방향으로 제작되어 바닷가와 가까운 육지에 위치한다. 마스트(10)의 구조는 철근, 각 파이프, 중실축 혹은 중공축 파이프 또는 H빔, 패널 등 다양한 철강재나 혹은 콘크리트로도 제작이 가능하며 재질이나 형상 크기는 다양한 변경이 가능함은 물론이다.

지브(100)는 마스트(10)를 지지대로 삼아 마스트(10)의 상부에 결합되는 외팔보 형태의 구조물로서, 후술할 회동부(200)를 통해 마스트(10)와 회전 가능하게 결합된다. 마스트(10)를 지지대로 삼은 지브(100)는 카운터 지브(110)와 선박 및 화물을 인양하기 위한 트롤리(120) 그리고 트롤리(120)의 이동을 가능하는 인양 와이어(122) 및 무빙 와이어(121)가 구비된다.

카운터 지브(110)는 본 발명의 인양기의 전후방의 균형 유지를 위한 구조물로서, 지브(100)의 반대편으로 마스트(10)로부터 연장 형성되며 인양기의 균형을 유지하기 위해 카운터 웨이트(111)(counter weight) 혹은 무게추가 구비된다.

회동부(200)는 마스트(10)의 상단에서 도 1의 y축을 중심으로 마스트(10)와 회전 가능하게 결합되는 것으로서, 지브(100)와 카운터 지브(110)를 회동시키는 기능을 수행한다. 예를 들어, 회동부(200)는 마스트(10)의 원활한 회전을 위해 마스트(10)와 베어링 구조나 기어 또는 바벨 기어 등으로 결합된 구조를 이루어지는 것이 가능하다. 이는 공지의 인양기에 적용된 구조와 동일하기 때문에 구체적 설명은 생략한다.

트롤리(120)는 인양 작업을 위한 장치로서, 후술할 무빙 와이어(121)와 연결되어 지브(100)의 길이 방향을 따라 움직이는 역할을 담당한다.

무빙 와이어(121)는 트롤리(120)가 지브(100)의 길이방향을 따라 이동이 가능하도록 카운터 지브(110)로부터 풀리 또는 도르래 등을 거쳐 트롤리(120)까지 연장 형성되는 것으로서, 후술할 무빙 모터(420)의 구동으로 지브(100)의 길이 내에서 트롤리(120)를 지브(100)의 길이 방향을 따라 움직이는 기능을 수행한다.

인양 와이어(122)는 선박 및 화물을 인양하기 위한 것으로서, 카운터 지브(110)로부터 풀리 또는 도르래 등을 거쳐 트롤리(120)까지 연장 형성되며 후술할 인양 모터(430)의 구동에 의해 감김과 풀림이 됨으로써 후술할 후크에 고정된 선박 및 화물을 상하방향으로 움직이는 기능을 수행한다.

후크(123)는 트롤리(120)와 연동된 상태에서 인양 와이어(122)의 끝단에 구비되어 선박 및 화물을 고정하는 기능을 수행한다.

이와 같이 상술한 구성은 공지의 인양기와 같거나 유사하기 때문에, 별도의 부족한 설명은 공지의 인양기의 구성을 통해 참조할 수 있다.

본 발명의 인양기는 회동부(200)와 트롤리(120)를 구동하기 위해 소요되는 전력이 큰 바 이를 보조하기 위한 태양광 발전부(300)가 구비된다.

태양광 발전은 일반적으로 태양으로부터의 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸어주는 발전 방식으로써, 이러한 태양광 발전의 핵심은 pn접합구조를 가진 태양 전지(320)로서 외부로부터 광자(photon)가 태양 전지(320)의 내부로 흡수되면 광자가 지닌 에너지에 의해 태양 전지(320) 내부에서 전자와 정공(hole)의 쌍(e-h pair)이 생성된다. 생성된 전자-정공 쌍은 pn접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 n형 반도체로 이동하고 정공은 p형 반도체로 이동해서 각각의 표면에 있는 전극에서 수집된다. 각각의 전극에서 수집된 전하(charge)는 외부 회로에 부하가 연결된 경우, 부하에 흐르는 전류로서 부하를 동작시키는 에너지의 원천이 된다.

구체적으로 태양광 발전부(300)는 집광판(310)과 태양 전지(미도시)와 축전기(미도시) 및 전원 공급부(미도시)를 포함한다.

집광판(310)은 태양 전지가 전력을 생성하는데 필요한 태양광을 모으기 위한 것으로서, 태양광을 잘 받을 수 있도록 지브(100)의 상면에 설치되며 더 나아가 지브(100)의 측면에도 설치될 수 있다. 또한 집광판(310)은 지브(100)의 체적에 비례하여 복수 개로 구비되는 것이 가능하다.

태양 전지(320)는 집광판(310)을 통해 모아진 태양광을 전기 에너지로 변환하는 것으로서, 집광판(310)으로부터 연장 형성되어 생성된 전기 에너지를 축전기로 전달하는 기능을 수행한다.

축전기(330)는 태양 전지(320)에서 생성된 전기 용량을 전기적 포텐셜 에너지로 저장하는 장치로서, 설치 위치는 본 발명의 인양기 중 어느 한 곳에 설치될 수 있는데 일반적으로 무거운 중량을 가지는 축전기(330)의 특성을 이용하여 카운터 웨이트(111)(counter weight)의 역할을 겸비하면서 카운터 지브(110)에 설치되거나 축전기(330)가 카운터 웨이트(111) 자체로 이루어지는 것도 가능하다. 이러한 축전기(330)는 태양 전지를 통해 생성된 전력을 저장하는 역할과 동시에 저장된 에너지를 전원 공급부로 전달하는 기능을 수행한다.

전원 공급부(340)는 축전기(330)로부터 받은 전력을 후술할 구동 모터부(400)에 전달하는 기능을 수행한다.

이때, 본 발명의 인양기의 구동에 필요한 전력은 축전기(330)에 충전된 전력만으로 사용될 수도 있으나, 축전 전력이 부족할 경우 전원 공급부(340)에 통상의 외부 전원이 연결되어서 사용할 수 있는바, 다시 말해 축전기(330)의 전력은 본 발명의 인양기를 구동하는데 보충적으로 활용될 수 있다.

본 발명의 구동 모터부(400)는 선박 또는 화물을 인양 및 이송하기 위해 각 모터를 구동시키는 것으로서, 회동 모터(410), 무빙 모터(420) 그리고 인양 모터(430)를 포함한다.

회동 모터(410)는 회전 모터로서, 회동부(200)를 도 1의 y축을 중심으로 회전시키는 회전력을 제공하며, 기어나 바벨기어 또는 풀리 등을 통해 결합된다. 즉, 회동 모터(410)가 구동되면 마스트(10)를 중심으로 지브(100)와 카운터 지브(100)가 수평 방향(상술한 y축 기준일 때 x축)으로 회동되어 지브(100)가 육지에서 바다로 또는 그 반대로 이동하는 것이 가능하다.

무빙 모터는 무빙 와이어(121)를 와인딩 및 리와인딩하기 위한 것으로서, 카운터 지브(110)의 일 측에 구비된 롤러에 연결되어 롤러를 정역 방향으로 회전시키면서 무빙 와이어(121)를 와인딩/리와인딩한다.

인양 모터(430)는 인양 와이어(122)를 와인딩/리와인딩하는 것으로서, 카운터 지브(110)의 일 측에 구비된 롤러에 연결되어 롤러를 역시 정역 방향으로 회전시키면서 인양 와이어(122)를 와인딩/리와인딩하는 기능을 수행한다.

이러한 본 발명의 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기는 상술한 태양광 발전부(300)를 구비하여 인양기의 구동에 필요한 전력량을 감소시키는 효과를 제공하는데, 이때 인양기의 작업이 없을 시에는 태양광 발전을 위해 지브(100)를 태양광을 잘 조사 받을 수 있는 곳으로 이동시킬 수 있도록 컨트롤러(500)를 포함할 수 있다.

도 2를 보아 알 수 있듯이, 컨트롤러(500)는 구동 모터부(400)를 제어하기 위한 것으로서, 구체적으로 작업 스케줄과 태양위치와 방위각을 파악하여 태양광 발전부(300)의 집광판(310)이 태양광을 잘 받을 수 있는 위치로 이동하도록 지브(100)를 이동, 즉 회동 모터(410)의 구동을 제어하는 기능을 수행하며, 이때 이와 같은 회동 모터의 구동 상황을 작업자에 전달하기 위하여 컨트롤러(500)는 별도의 통신부를 구비하여 작업자 단말에 회동 모터의 구동 상황에 대한 메시지를 전달할 수 있다.

구체적으로, 컨트롤러(500)는 작업 스케줄 데이터베이스(510), 태양 위치 데이터베이스(520), 구동 판단 모듈(530) 그리고 구동 제어 모듈(540)을 포함한다.

작업 스케줄 데이터베이스(510)는 본 발명의 인양기를 구동하는 작업 스케줄 정보를 저장 처리한 것으로서, 인양기가 인양 작업을 위해 사용되는 시간을 일(day) 그리고 시간(time) 단위로 저장한 정보, 즉 '작업 스케줄 정보'를 일자별, 월별로 그룹 처리하여 저장된 데이터베이스를 의미한다. 예를 들어, 작업 스케줄 정보는, '10월 30일, 08:00시 부터 14:00시까지 선박 인양'과 같이 일자, 시점, 종점 및 작업 내용 등을 포함한 정보로 이루어지는 것이 가능하다.

태양 위치 데이터베이스(520)는 본 발명의 인양기가 설치된 지역의 위도와 경도를 기반으로 태양 시간 정보와 태양 방위 정보가 저장된 데이터베이스이다.

태양 시간 정보는 본 발명의 인양기가 설치된 곳의 위도 및 경도를 기준으로 데이터를 저장한 것으로서, 예를 들자면 '10월 30일, 서울특별시, 동경 126도 58분 40초/북위 37도 33분 59초, 일출 06:54, 일몰 17:36'과 같이 일자별로 일출 시간과 일몰 시간을 저장한 데이터를 말한다.

태양 방위 정보는 마찬가지로 본 발명의 인양기가 설치된 곳의 방위각을 데이터로 저장한 것을 말하며 이때 방위각이란 관측자(여기서 관측자는 본 발명의 인양기를 의미한다)가 서 있는 위치의 자오선(남극과 북극을 지나는 남북 방향의 상상의 선을 의미한다.)과 주어진 점의 방향이 이루는 각으로서, 예를 들자면 원에서 시계방향으로 움직일 때, 북쪽을 기준으로 동쪽 90°, 남쪽 180°, 서쪽 270°의 방위각을 가지게 되는 것을 말한다.

마찬가지로 태양 방위 정보의 예를 들자면 '10월 30일, 서울특별시, 06시 54분 기준 방위각 98°, 17시 36분 기준 방위각 247°'와 같이 일자별/시간별로 방위각을 저장한 데이터를 말한다. 상기 시점에서 태양은 동쪽에서 남쪽으로 8°만큼 더 이동한 것을 알 수 있다. 이러한 태양 방위 정보는 특히 본 발명의 인양기의 지브(100)가 수평선(x축)을 기준으로 회동하는 성질(다시 말해 지브가 태양을 기준으로 동서남북과 같은 어느 한 지점의 방위를 향하도록 제어할 수 있다는 의미)을 갖기 때문에 태양 위치로 지브(100)를 이동시킬 때 중요한 정보가 된다.

더 나아가, 태양 위치 데이터베이스(520)는 본 발명의 인양기가 설치된 지역에서의 시간대 별로 태양 고도 정보, 적위 정보, 적경 정보를 포함하는 것도 물론 가능하다.

이러한 작업 스케줄 데이터베이스(510)와 태양 위치 데이터베이스(520)는 별도의 DB서버에 저장되며 DB 서버는 컨트롤러(500)에 포함될 수 있다.

구동 판단 모듈(530)은 상기 작업 스케줄 정보와 태양 시간 정보, 태양 방위 정보를 기반으로 구동 시간을 파악하는 것으로서, 구체적으로 현재 시간 판단부(531)와 구동 시간 판단부(532), 방위 판단부(533)를 포함한다.

현재 시간 판단부(531)는 현재 시간을 파악하는 것으로서, 구동 판단 모듈(530)이 시간을 판단할 때 현재 시간 정보를 제공하는 타이머와 같은 역할을 한다.

구동 시간 판단부(532)는 작업 스케줄 정보와 태양 시간 정보 그리고 태양 방위 정보를 기반으로 회동 모터(410)가 구동될 시간을 파악하는 기능을 수행한다.

본 발명에서 '구동 시간'이라 함은, 태양이 떠있는 시간 중에서 인양 작업이 없는 시간을 의미한다. 다시 말해, 작업에 방해를 하지 않으면서 태양 에너지 발전이 가능한 시간이라고 해석할 수 있다. 예를 들어 현재 시간 판단부가 판단한 시간이 '10월 30일, 13:00'이고, 작업 스케줄 정보, 태양 시간 정보, 태양 방위 정보에서 '10월 30일, 서울특별시, 동경 126도 56분 40초/북위 37도 33분 59초, 인양 작업이 끝나는 시간 14:00시, 작업이 끝나는 시간의 태양 방위각 210°, 일몰 시간 17:36, 일몰 시간 태양 방위각 247°'의 정보를 확인하였을 때 구동 시간은 작업이 끝나는 14:00부터 일몰 시간 17:36분까지의 시간을 의미한다.

즉 정리하자면, 구동 시간 판단부(532)는 회동 모터(410)의 구동을 작업 스케줄 정보, 태양 시간 정보 및 태양 방위 정보를 통해 인양기의 인양 작업이 없으면서 태양이 떠있는 시간에 태양광 발전을 위한 회동 모터(410)의 구동 여부를 판단하는 것이다.

방위 판단부(533)는 본 발명의 인양기의 특정 지점(예를 들어 정북 방향)을 기준으로 현재 시간에서의 지브(100)가 향한 방위를 파악함과 아울러 태양 방위 정보와 연동하여 현 시간에서의 태양의 방위를 파악하는 기능을 수행하는 것으로, 이러한 방위를 파악하기 위하여 자이로스코프나 자이로컴파스를 구비하는 것이 가능하다. 이러한 방위 판단부(533)에 의하여, 후술할 구동 제어 모듈(540)을 현 위치에서 원하는 위치의 방위로 이동시킬 수 있는 기반을 제공할 수 있다.

이때, 구동 판단 모듈(530)은 작업 스케줄 정보를 기반으로 본 발명의 인양기가 인양 작업을 마친 후 지브(100)를 기 설정된 초기 위치로 이동시키거나 혹은 구동 스케줄 정보에 저장된 마지막 작업 위치를 확인하여 이를 저장하는 기능을 포함할 수 있다.

본 발명의 구동 제어 모듈(540)은 구동 판단 모듈(540)이 판단한 구동 시간 및 지브(100)의 방위 및 태양의 현 시간에서의 방위를 기반으로 지브(100)가 태양 위치로 향하도록 회동 모터(410)를 구동 제어하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 구동 시간이 시작된 시점에 태양의 방위가 98°이고 현 시간에서의 지브가 향한 방향(지브의 길이 방향을 기준)이 50°인 경우, 구동 제어 모듈(540)은 98-50의 각도만큼 지브(100)가 이동할 수 있도록 회동 모터(410)의 회전수를 제어하여 회동 모터를 구동하는 기능을 수행한다.

즉, 집광판(310)이 가급적 태양의 방위에 상응한 위치로 이동하여 보다 나은 태양광 발전 효율을 얻기 위함인바, 구동 제어 모듈(540)은 구동 판단 모듈(530)과 연동하여 지브(100)의 현 위치에서 태양의 현재 방위까지 지브(100)를 이동시켜 우수한 태양광 발전 효율을 얻을 수 있는 기반을 수행하는 것이다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 인양기는 본연의 선박 인양 작업을 수행하지 않는 빈 시간에 태양의 위치, 즉 태양광 발전의 효율이 높은 위치로 지브(100)를 이동시켜 태양광 발전을 수행하여 작업자의 관여 없이 자동으로 인양 작업이 없는 시간에 태양광 발전을 수행함으로써, 전원을 효율적으로 절약하면서 인양기의 원활한 운용을 도모할 수 있는 특성을 제공한다.

도 3은 본 발명의 집광판이 그룹핑된 프레임을 도시한 평면도이다.

도 3을 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 집광판(310)은 프레임을 매개로 복수 개로 그룹핑(grouping)될 수 있고 이와 같이 그룹핑 된 집광판(310)을 본 발명에선 태양광 패널(600)이라 명명한다. 이러한 태양광 패널(600)은 앞서 언급한 바와 같이 지브(100)의 상면에 설치되는 것을 기본으로 하되 추가적으로 지브(100)의 측면에도 설치될 수 있다.

집광판(310)은 태양광 패널(600)의 크기에 맞춰 복수 개로 구비되며 일정한 패턴을 가지고 종횡으로 나열되거나 또는 집광판(310)의 무게를 고려하여 일정 개수만 구비될 수도 있다.

지브(100)의 크기에 맞춰 태양광 패널(600)도 복수 개로 구비될 수 있으며 예를 들어 지브(100)의 상면이 길이 50m 폭 3m를 가진다면 상면의 면적은 150mㅂ을 갖고 이에 들어가는 태양광 패널(600)은 길이 3m 폭 3m로 15mㅂ면적을 가지는 태양광 패널(600)을 10개를 빼곡히 넣을 수 있고 또는 후술할 각도 조절을 위해 태양광 패널(600) 사이가 이격된 상태로 이보다 적은 개수인 8개로 구비될 수도 있다.

상술한 집광판(310)과 태양광 패널(600)의 개수는 예시적인 것에 불과하며, 개수와 패턴, 조합 등에 한정되지 않고 지브(100)의 구동에 문제가 생기지 않는 범위라면 형상에는 큰 제한을 두지 않는다.

이러한 태양광 패널(600)은 집광판의 배치의 효율성을 추구하는 것은 물론 후술할 실린더 등을 통한 효율적인 제어의 편의성을 제공하기 위한 역할을 수행한다.

이에 더하여 태양광 패널(600)은 전력 발전의 효율을 높이면서 안정성을 위해 태양광 패널(600)의 각도 조절을 수행할 장치가 함께 구비될 수 있는데 이에 대해 도 4를 통해 설명한다.

도 4는 본 발명의 태양광 패널이 유압 실린더를 매개로 각도 조절이 될 수 있는 상태를 도시한 측면도이다.

도 4를 보아 알 수 있듯이, 본 발명의 태양광 패널(600)은, 피스톤 운동을 하는 유압 실린더(700)와 태양광 패널(600)의 저면에 유압 실린더(700)의 상단을 결합시키는 상부 조인트(710) 및 유압 실린더(700)의 하단을 지브(100)에 결합시키는 마운트(720)가 구비될 수 있다.

유압 실린더(700)는 태양광 패널(600)의 틸팅(각도 조절) 기능을 제공하기 위한 것으로서, 태양광 패널(600)의 저면과 지브(100)의 표면 사이에서 길이 조절 가능하게, 다시 말해 신축 가능하게 구비된다.

상부 조인트(710)는 태양광 패널(600)의 저면과 유압 실린더(700)의 상부의 연결 부위에 회동 가능하게 결합된다.

마운트(720)는 지브(100)의 상면 또는 도면에 도시된 바와 같이 지브의 상면으로부터 함입된 함입 홈 내에 고정될 수 있고 유압 실린더(700)의 하부와 회동 가능하게 결합된다.

또한 도면에 도시되어있지는 않지만, 태양광 패널(600)의 일 측에는 유압 실린더(700)를, 타 측에는 힌지를 구비하여 한 개의 유압 실린더(700)로 태양광 패널(600)의 각도를 조절할 수 있고 또는 도 4와 마찬가지로 복수개의 유압 실린더(700)를 구비하여 각도 조절이 이루어 질 수 있다.

즉, 유압 실린더(700)는 하나의 태양광 패널(600)을 기준으로 일 측과 그의 대향 측인 타 측에 2개로서 설치될 수 있고, 앞서 언급한 바와 같이 하나의 힌지를 매개로 그 대향 측에 1개만 설치될 수도 있다.

이와 같은 유압 실린더(700)는 후술할 센서부와 실린더 제어 모듈과 연동되어 태양의 고도에 따라 태양광 패널(600)의 각도를 조절하는 기능을 수행한다.

이에 더하여 본 발명의 인양기는 유압 실린더(700)와 연동되는 센서부(800)를 구비할 수 있다.

센서부(800)는 태양광의 존재 여부와 풍속을 측정하기 위한 것으로서, 광센서(810)와 풍속 센서(820)를 포함한다.

광센서(800)는 룩스(lux)를 측정하여 낮과 밤을 구분하는 센서로서, 다시 말해 태양이 떠있는지, 밤인지, 흐리거나 비가 오는 날인지 여부를 광량을 기준으로 파악하는 기능을 수행한다. 이때, 미리 저장된 기준 룩스 이상인 경우에는 해가 뜬 낮이고 그보다 작은 경우에는 흐린 날이거나 밤이라고 판단하도록 설정하는 것이 가능하다. 이러한 광센서(800)는 룩스의 측정이 세밀하게 이루어 질 수 있도록 지브(100)의 상면이나 마스트(10)의 꼭대기 일 측에 구비될 수 있다.

풍속 센서(810)는 태양광 패널(600)이 설치된 지점 주변의 풍속을 측정하기 위한 것으로서, 지상으로부터 높게 위치하는 지브(100)의 특성을 감안하여 지브(100)의 상면 또는 마스트(10)의 꼭대기 일 측에 구비된다.

이에 연동하여, 본 발명의 컨트롤러(500)는 유압 실린더(700)의 구동 매커니즘을 위해 실린더 제어 모듈(550)을 추가로 포함하는 것이 가능하다.

실린더 제어모듈(550)은 풍속 센서(820)로부터 측정된 풍속 정보, 광센서 정보 및, 태양 위치 데이터베이스의 태양의 고도 정보를 기반으로 유압 실린더를 ON/OFF 제어하거나 복수 개의 유압 실린더의 신장 길이를 차등 구동 제어하는 기능을 수행한다.

예를 들어, 풍속이 기 설정된 속도보다 높은 수치로 측정되거나 광센서 정보를 통해 흐린 날 또는 밤, 비오는 날로 판단된 경우 지브(100)에 결합된 태양광 패널(600)의 안정성을 위해 실린더를 OFF 처리, 다시 말해 유압 실린더(700)를 수축하여 태양광 패널(600)이 지브에서 들뜨지 않고 가급적 납작하게 붙어 있도록 제어할 수 있고, 풍속이 기 설정된 속도보다 낮은 경우, 태양이 떠있는 경우에는 태양이 위치한 고도 및 방향을 향해 유압 실린더(600)를 신장시킬 수 있다. 이때, 유압 실린더(700)가 2개인 경우에는, 실린더 제어 모듈(550)은 태양이 위치한 고도 및 방향에 따라 각 유압 실린더의 신장 길이를 차등 조절하는 것도 가능하다.

이와 같은 실린더 제어모듈(550)을 통해, 태양광 패널(600)이 보다 효율이 좋은 위치로 이동하도록 각도 조절될 수 있는 것은 물론, 풍속이 세거나 밤인 경우 유압 실린더(700)를 구동시키지 않거나 원 위치로 이동하여 태양광 패널(600)의 안정성을 보장하는 기능을 제공할 수 있다.

이와 같은 유압 실린더(700)에 의한 매커니즘에 더하여, 태양광 패널(600)의 저면, 구체적으로 유압 실린더(700)의 사이 공간에는 공기가 출입될 수 있는 에어 튜브(900)를 구비하여 추가적이자 디테일한 각도 조절이 가능하도록 기능이 구비되는 것이 가능하다.

도 5는 본 발명의 태양광 발전부가 에어 튜브를 매개로 각도 조절이 될 수 있는 상태를 도시한 평면도이다.

에어 튜브(900)는 공기 입출 장치(950)와 유입공(960)을 매개로 태양광 패널(600)의 저면 일 측에 공기를 주입 및 배출하여 태양광 패널(600)의 추가적인 각도 조절 기능을 제공하는 것으로서, 에어 튜브(900)의 내부에는 복수 개의 유입공(960)을 구비하며 더 나아가 에어 셀(910)을 구비할 수도 있다.

도 5를 보아 알 수 있듯이, 에어 튜브(900)는 유압 실린더(700)가 장착된 위치 주변에 설치될 수 있는바 다시 말해 유압 실린더(700)가 제공하는 각도 조절 기능을 보다 디테일하게 더하는 역할을 담당한다.

예를 들어, 태양광 패널(600)을 위에서 바라본 기준에서 유압 실린더(700)를 좌우측에 위치한 경우 에어 튜브(900)는 상하 측에 위치하거나 중앙 부위에 위치할 수 있고, 더불어 유압 실린더(700)가 좌우측 단부에 위치한 경우 에어 튜브(900)는 그보다 중심 측에 위치할 수 있다.

더 나아가, 에어 튜브(900) 내에는 바람직하게 서로 다른 체적을 가진 소형 에어 튜브가 내장될 수 있는데 본 발명에서는 이를 에어 셀(910)이라 한다.

에어 셀(910)은 하나의 에어 튜브(900) 내에서 적어도 2개 이상 장착되어 예를 들어 좌측, 또는 우측을 더욱 팽창시키고자 할 때 해당 위치의 에어 셀(910)에 공기를 더 주입하는 방식으로 팽창의 정도를 차별화 가능하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 에어 튜브(900) 내에 서로 다른 체적을 가진 3개의 에어 셀(910)이 내장될 경우 공기를 주입할 수 있는 공간은 총 4곳(3개의 에어 셀 및 에어 셀 외부의 1개의 에어 튜브 내 공간)이 되는데 이에 주입되는 공기량을 차등 처리하여 에어 튜브(900)가 팽창된 높이는 물론 특정 부위에서의 팽창 위치를 차등 처리할 수 있어 보다 디테일한 각도 조절이 가능하다.

이와 같이 에어 튜브(900) 및 에어 셀(910)을 유압 실린더(700)에 추가하는 이유는 반드시 태양광 발전 효율에만 국한되어 설명되는 것이 아니라 특히 지상보다 바람이 거센 해안가의 높은 상부 위치인 지브(100)에 태양광 패널(600)이 장착되기 때문에 지상에 설치된 태양광 패널보다 바람에 특히 민감하고 따라서 풍속에 가급적 저항을 덜 받기 위하여 태양광 패널(600)의 각도를 보다 디테일하게 조절할 필요가 있다는 니즈에서 기인된 것이라 할 수 있다.

이와 같이 에어 튜브(900)가 추가로 설치될 경우, 유압 실린더(700)의 상부 조인트(710)는 여러 위치에 장착 가능한 에어 튜브(900)의 팽창에 의해 역시 여러 방향으로 유연하게 회동이 가능할 수 있도록 유니버설 조인트로 이루어지는 것이 가능하다.

공기 입출 장치(950)는 유입공(960)을 매개로 에어 튜브(900)에 자동으로 공기를 주입 및 배출하도록 하는 역할을 제공하는 것으로서 1:1 방식으로 단일 유입공(960)을 가진 에어 튜브(900)에 연결되거나 1:n(1개의 공기 입출 장치 : n개의 유입공을 가진 에어 튜브) 방식으로 에어 셀(910) 각각과 연결되는 것이 가능하다.

유입공(960)은 공기 입출 장치(950)로부터 제공된 공기를 에어 튜브(900) 내에 주입하거나 배출하는 통로를 의미하는 것으로서, 단일 직선형으로 형성되어 있거나 하나의 공기 입출 장치(950)를 통해 후술할 복수개의 에어 셀(910)에 공기를 주입할 수 있도록 브랜치를 구비한 분기형 구조로 이루어질 수도 있다.

또한, 공기 입출 장치의 구동을 위해 공기 입출 장치에는 입출 모터가 장착되는데 이러한 입출 모터는 역 방향(reverse) 구동이 가능한 방식에 의하여 공기 흡입기로서의 기능을 겸비하여 상기 공기 주입 방식과 반대의 프로세스로서 에어 튜브(900) 및 에어 셀(910)에 주입되어 있는 공기를 배출하도록 하는 기능도 수행한다. (아니면 공기 입출 장치는 공기 주입 기능만을 수행하고, 공기 배출 기능은 체크 밸브의 개방 동작으로서만 실현되도록 설계하는 것도 가능하다.)

이러한 에어 튜브(900)의 구동을 위하여, 센서부(800)에는 풍향 센서(830)가 추가로 구비될 수 있다.

풍향 센서(830)는 바람이 불어오는 방향을 측정하는 것으로서, 정밀한 측정을 위해 마스트의 상부 또는 지브(100)의 상면 일 측에 구비되어 생성된 풍향 정보를 에어 튜브 제어모듈(560)로 송출한다.

이에 연동되어, 본 발명의 컨트롤러(500)는 에어 튜브 제어모듈(560)을 추가로 구비한다.

에어 튜브 제어모듈(560)은 풍향 센서(830)로부터 측정된 풍향 정보(이에 더하여, 풍속 정보 및 태양 위치 정보를 감안하는 것도 물론 가능)를 기반으로 공기 입출 장치(960)를 차등 구동함으로써 복수 개의 에어 튜브(900) 내지 에어 셀(910)에 주입되는 공기 밀도 내지 공기량을 조절하는 역할을 수행한다.

예를 들어 태양광 패널(600)을 기준으로 동쪽에서 서쪽으로 바람이 분다고 가정하면 에어 튜브 제어모듈(560)은 태양광 패널(600)의 남쪽에 위치한 에어 튜브(900)의 공기량을 낮추고, 태양광 패널(600)의 북쪽에 위치한 에어 튜브(900)에 공기를 주입하는 방식으로써 태양광 패널(600) 내의 복수 개의 집광판(310)의 표면에 정면으로 바람의 저항이 가해지지 않도록 하는 것이 가능하다.

이를 통해 태양광 패널(600)은 틸팅만이 아닌 다양한 각도를 가질 수 있고 유압 실린더(700)를 통해 태양광 패널(600)이 갖는 각도(임의로 실린더(700)가 생성하는 각도를 y축이라 가정)뿐만 아니라 x 축 또는 z축 그리고 x, y, z 축을 동시에 갖는 입체적인 각도 조절이 가능할 수 있다.

더불어, 에어 튜브(900)를 태양광 패널(600)과 지브(100)의 사이에 구비함으로써 두 구조물의 결합이 완충 효과를 갖게 되는데, 이로써 일반적으로 사용되는 스프링이나 고무 또는 댐퍼(damper)보다 훌륭한 완충 효과를 가질 수 있다. 이러한 완충 효과는 고공에 설치되어 강한 바람이 부는 지브(100)에 태양광 패널(600)을 설치함에 있어 보다 안정적으로 진동을 흡수하여 태양광 패널(600)과 지브(100)가 안전하게 결합되는 효과를 가질 수 있다.

도 6은 지브의 상면에 태양광 패널을 곡선 형태로 배치한 평면도이다.

통상적으로 인양기의 지브(100)는 그 길이가 수 십 미터 이상에 달하는 경우가 많고 와이어에 의하여 지지가 이루어지기 때문에 회동 모터(410)의 주변보다 끝단 주변에서 바람 등의 영향에 의해 잦은 진동이 발생할 수 있다.

이 경우 지브(100)의 길이 방향을 따라 일자 형태로 각각의 태양광 패널(600)을 배치함과 동시에 회동 모터(410) 주변과 지브(100)의 끝단에 각각 위치한 태양광 패널(600)을 동일하게 각도 조절할 경우 지브 끝단 측에 추가로 가해진 진동이나 바람 등의 저항에 의해 지브(100) 끝단 측에 위치한 태양광 패널(600)의 설치 안정성이 저해될 수 있기 때문에 이를 방지할 필요가 따른다.

이를 위해, 도 6에 따른 구조를 참조하면 지브(100)의 끝단에 배치된 태양광 패널(600)을 1번이라 연번 처리하고 그로부터 회동 모터(410)를 향해 연속적으로 배치된 태양광 패널(600)을 2번, 3번, 4번,....n번이라 할 때, 지브(100) 끝단 측의 태양광 패널(600)을 지브(100)의 폭을 기준으로 중앙에 배치하고 2,3,4번 태양광 패널(600)은 이 1번 태양광 패널(600)의 중심과 지브(100)의 길이 방향을 따라 일직선으로 배치된 것이 아니라 일정 각도가 발생되도록 배치할 수 있다.

이는 태양광 패널(600)이 일직선으로 지브(100)에 배치될 경우 인접한 태양광 패널(600)에서 측방으로 반사된 바람 또는 반사 이후 발생된 와류에 영향을 조금이라도 덜 받도록 처리하기 위함이다.

이때, 각각의 태양광 패널(600) 사이에 발생한 거리와 각도는 같거나 다를 수 있고, 더불어 지브(100) 폭을 기준으로 1번 태양광 패널(600)에서 2번 태양광 패널(600)보다 측면에 가까운 측에 배치되고 3,4번 태양광 패널(600)도 더욱 지브의 측면에 가깝게 배치되도록, 다시 말해 같은 방향을 향해 배치될 수 있으며, 아니면 예를 들어 2번 태양광 패널(600)은 1번 태양광 패널(600)의 일 측에 배치되고 3번 태양광 패널(600)은 1번 태양광 패널(600)의 타 측에 배치되도록 지그재그 형태로 배치될 수도 있다.

더불어, 바람에 영향을 가장 많이 받는 위치인 지브(100)의 끝단에 위치한 1번 태양광 패널(600)의 경우 에어 튜브(900)에 충진되는 공기량을 적게 하여 가급적 1번 태양광 패널(600)이 지브(100)에 맞닿는 면적을 크게 하되 상대적으로 바람의 영향을 덜 받는 n번 태양광 패널(600)은 에어 튜브(900)에 충진되는 공기량을 상대적으로 많게 하여 태양의 고도 내지 방위에 보다 적절하게 대응되도록 제어하는 것이 가능하다.

이를 위해, 에어 튜브 제어모듈(560)은 태양광 패널(600)의 배치 각도 및 거리를 기반으로 각 태양광 패널(600) 별 에어 튜브(900)에 주입되는 공기량에 가중치를 부여하는 기능을 포함할 수 있다.

이러한 가중치는 다음의 수학식 1을 통해 산출될 수 있다.

수학식 1.

여기서,

는

번째 태양광 패널의 에어 튜브에 주입되는 공기량의 가중치,

는

-1번째 태양광 패널의 에어 튜브에 주입되는 공기량의 가중치,

은

번째 태양광 패널이 이루는 각도인 열각(°),

은

번째 태양광 패널과

번째 태양광 패널 간의 거리(m),

은

번째 태양광 패널과

번째 태양광 패널 간의 거리(m),

은 지브의 총 길이(m)이며, 태양광 패널이 총

개일 때

을 의미하고, 1번째 태양광 패널은 상기 지브의 최외측 단에 위치한다. 더불어, 2번째 태양광 패널부터는 지브의 회동 모터 측을 향한 방향으로 배치된다.

이때, 태양광 패널(600) 간의 각도는 태양광 패널의 '중심'을 연결한 선이 이루는 각도를 의미하고, 이해를 쉽게 하기 위해 각 태양광 패널(600)에 설치된 에어 튜브(900)는 같은 개수와 체적이라고 가정한다.

상기 수학식 1은 태양광 패널(600) 간의 거리와 각도를 기반으로 어느 하나의 태양광 패널(600)에 설치된 에어 튜브(900)에 주입될 공기량에 대한 가중치를 산출하는 식이다.

즉 수학식 1에 의하면, 태양광 패널(600) 간에 서로 가깝고 각도가 작을수록 어느 하나의 태양광 패널(600)을 기준으로 하였을 때(n-5라 가정) 이 양 측에 위치하는 태양광 패널(n-4 및 n-6이라 가정) 간의 관계성이 높다고 판단하고, 서로 멀고 그 각도가 클수록 태양광 패널(600) 상호 간의 관계성이 낮다고 판단하여 가중치를 산출할 수 있다. 더불어, 예를 들어 2번째 태양광 패널의 가중치부터는 그 직전 태양광 패널 즉, 1번째 태양광 패널의 누적값이 더해지기 때문에 n이 증가할수록, 다시 말해 회동 모터 측에 가까운 태양광 패널(600)일수록 에어 튜브(900)에 주입되는 공기량이 증가한다. 다시 말해, 지브(100)의 최외측에 위치한 1번째 태양광패널(600)의 에어 튜브(900)에 주입되는 공기량을 F라 할 때, 2,3,4번째 태양광 패널(600)에서의 에어 튜브(900)에는 F보다 계속 커지는 값의 공기량이 주입되어 상술한 원리, 즉 안정성을 위해 지브(100)의 최외측보다 회동 모터(410) 측의 태양광 패널의 각도를 상대적으로 크게 가변 처리한다는 원리에 입각한다.

이러한 가중치는 상대적인 값으로서, 예를 들어 1번 태양광 패널(600)의 에어 튜브(900)에 주입되는 공기량이 10이라는 상대 수치로 가정할 경우, 상기 수학식 1을 통해 2번 태양광 패널(600)에는 1.2 또는 0.5와 같은 상대적인 수치가 도출될 수 있고 이로써 해당 태양광 패널(600)에 주입되는 공기량을 이 가중치를 기반으로 산출할 수 있다.

이에 더하여, 에어 튜브 제어모듈(560)은 상술한 풍속 센서(820)에서 측정한 풍속을 기반으로 보정 데이터, 즉 보정치를 구하여 상기 가중치에 합산 처리하는 방식으로 각 태양광 패널(600)의 에어 튜브(900)에 가해지는 공기량을 보정하는 기능을 추가로 포함할 수 있다.

이러한 보정치는 다음의 수학식 2를 통해 산출될 수 있다.

수학식 2.

여기서,

는

번째 태양광 패널에 대한 에어 튜브에 주입되는 공기량의 보정치,

은 수학식 1의 가중치,

은 상기 풍속 센서에서 측정한 풍속(m/s),

는 지브의 상면 면적(m²),

는

번째 태양광 패널에서의 각도 변위(°)를 의미하며, 태양광 패널의 개수가 총

개일 때

이다.

상기 수학식 2는 풍속 및 지브(100)의 면적을 기반으로 수학식 1의 가중치를 보정한 보정치를 산출하는 식으로서, 지브(100)에 닿는 풍속에 따라 에어 튜브(900)에 공기 주입 시 각도 변위(지브의 수평 면을 기준으로 상승된 각도 변위)에 따라 오차가 발생할 수 있으므로 수학식 1의 가중치를 보정한 보정치를 산출하는 기능을 수행한다.

이에 따라, 에어 튜브(900)에 주입되는 공기량을 보다 정밀하게 제어하여 지브에 각기 다르게 위치한 태양광 패널(600)에 가해지는 바람의 저항과 진동에 보다 적절하고 기민하게 대응할 수 있는 특성을 제공한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기의 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.

G : 육지 S : 바다
10 : 마스트 100 : 지브
110 : 카운터 지브 111 : 카운터 웨이트
120 : 트롤리 121 : 무빙 와이어
122 : 인양 와이어 123 : 후크
200 : 회동부 300 : 태양광 발전부
310 : 집광판 320 : 태양 전지
330 : 축전기 340 : 전원 공급부
400 : 구동 모터부 410 : 회동 모터
420 : 무빙 모터 430 : 인양 모터
500 : 컨트롤러 510 : 작업 스케줄 데이터베이스
520 : 태양 위치 데이터베이스 530 : 구동 판단 모듈
531 : 현재 시간 파악부 532 : 구동 시간 판단부
533: 방위 판단부 540 : 구동 제어 모듈
550: 실린더 제어 모듈 560: 에어 튜브 제어모듈
543 : 에어 튜브 제어부 600 : 태양광 패널
700 : 유압 실린더 710 : 상부 조인트
720 : 마운트 800 : 센서부
810 : 광센서 820 : 풍속 센서
830 : 풍향 센서 900 : 에어 튜브
910 : 에어 셀 950 : 공기 입출 장치
960 : 유입공

Claims (10)

1. 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기로서,
   마스트의 상부에 설치된 지브;
   상기 지브의 대향 측에 위치한 카운터 지브;
   상기 지브를 수평 방향으로 회동 시키는 회동 모터를 구비한 회동부;
   상기 지브의 상면에 일정 간격을 두고 복수 개로 구비된 태양광 패널을 통해 태양광 발전을 수행하여 축전기에 축전하거나 상기 회동 모터에 동력을 제공하는 태양광 발전부;
   상기 태양광 패널의 저면과 상기 지브의 상면 사이에 구비된 것으로, 회동 가능한 상부 조인트와 마운트를 매개로 길이 조절되는 유압 실린더;
   상기 유압 실린더 주변인 상기 태양광 패널과 상기 지브 상면 사이에 구비된 것으로서, 공기 주입으로 팽창되는 에어 튜브;
   상기 에어 튜브에 공기를 주입 및 배출하는 공기 입출 장치;
   태양광을 측정하는 광센서와, 풍속을 측정하는 풍속 센서 및, 풍향을 측정하는 풍향 센서를 구비한 센서부;
   작업 스케줄과 태양 위치를 파악하여 작업이 없는 구동 시간에 해당하는 태양 위치로 상기 지브가 향하도록 상기 회동 모터를 구동 제어하는 것으로, 상기 풍속과 광센서 및 태양 위치를 기반으로 상기 유압 실린더의 길이를 차등 조절하는 실린더 제어모듈과, 상기 풍향에 따라 상기 태양광 패널 별로 설치된 상기 에어 튜브에 주입되는 공기량을 차등 조절하는 에어 튜브 제어모듈을 구비한 컨트롤러;를 포함하되,
   상기 태양광 패널은, 상호 간의 중심을 연결한 가상선이 서로 다른 각도를 가지도록 배치되고,
   상기 에어 튜브 제어모듈은,
   상기 에어 튜브에 주입되는 공기량에 가중치를 부여하되,
   상기 가중치는 다음의 수학식 1에 의해 산출되고,
   수학식 1.

   

   
   (여기서,

   

   는

   

   번째 태양광 패널의 에어 튜브에 주입되는 공기량의 가중치,

   

   는

   

   -1번째 태양광 패널의 에어 튜브에 주입되는 공기량의 가중치,

   

   은

   

   번째 태양광 패널이 이루는 각도인 열각(°),

   

   은

   

   번째 태양광 패널과

   

   번째 태양광 패널 간의 거리(m),

   

   은

   

   번째 태양광 패널과

   

   번째 태양광 패널 간의 거리(m),

   

   은 지브의 총 길이(m)이며, 태양광 패널이 총

   

   개일 때

   

   을 의미하고, 1번째 태양광 패널은 상기 지브의 최외측 단에 위치한다. 더불어, 2번째 태양광 패널부터는 지브의 회동 모터 측을 향한 방향으로 배치된다.)
   상기 에어 튜브 제어모듈은,
   상기 가중치를 보정한 보정치를 다음의 수학식 2를 통해 산출하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기.
   수학식 2.

   

   
   (여기서,

   

   는

   

   번째 태양광 패널에 대한 에어 튜브에 주입되는 공기량의 보정치,

   

   은 수학식 1의 가중치,

   

   는 상기 풍속 센서에서 측정한 풍속(m/s),

   

   는 지브의 상면 면적(m²),

   

   는 지브 의 수평면을 기준으로

   

   번째 태양광 패널의 각도 변위(°)를 의미하며, 태양광 패널의 개수가 총

   

   개일 때

   

   이다.)
2. 제 1항에 있어서,
   상기 축전기는,
   상기 카운터 지브에 설치된 카운터 웨이트인 것을 특징으로 하는, 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   상기 인양기를 구동하는 작업 스케줄 정보를 저정한 작업 스케줄 데이터베이스와,
   상기 인양기가 설치된 위도와 경도를 기반으로 태양 시간 정보와 태양 방위 정보를 저장한 태양 위치 데이터베이스 및,
   상기 작업 스케줄 정보와 태양 시간 정보 및 태양 방위 정보를 기반으로 태양광 발전을 수행할 구동 시간을 판단하는 구동 판단 모듈과,
   상기 구동 시간에 해당하는 태양 방위로 상기 지브가 향하도록 상기 회동 모터를 구동 제어하는 구동 제어모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 에어 튜브 내에는,
   서로 다른 체적을 가진 것으로, 공기 주입으로 팽창되는 복수 개의 에어 셀이 포함되고,
   상기 공기 입출 장치는, 각각의 상기 에어 셀에 공기를 주입 및 배출하며,
   상기 에어 튜브 제어모듈은,
   상기 풍향에 따라 상기 태양광 패널 별로 설치된 상기 에어 튜브에 주입되는 공기량을 차등 조절하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는, 태양광 발전 기능을 구비한 선박 인양기.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

Images