KR102027839B1 - 청소장치가 구비된 태양광패널 - Google Patents
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
본 발명은 청소장치가 구비된 태양광패널에 관한 것으로서, 태양광모듈의 상면을 따라 이동하며, 상기 태양광모듈 표면의 오염물질을 제거하는 클리닝부를 포함한다.
Description
본 발명은 청소장치가 구비된 태양광패널에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동으로 왕복 이동하는 청소장치를 이용하여 태양광모듈 표면의 오염물질, 황사, 조류 배설물 및 눈 등을 효율적으로 제거할 수 있는 청소장치가 구비된 태양광패널을 제공하고자 한다.
일반적으로, 태양광 발전에서는 태양 빛을 솔라셀(solar cell) 또는 태양광모듈(photovoltaic module)에 집광시켜 전력을 생산한다. 여기서, 태양광 모듈은 태양광 전지판의 일종으로 솔라 모듈 등으로 호칭 되며, 태양광 발전을 하는데 있어서 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 중요한 역할을 한다.
따라서, 태양광 발전을 위해서는 태양광 모듈 패널이 해가 잘 드는 양지에 설치되어야 하고 깨끗하게 청소되어야 한다. 왜냐하면, 기존 태양광 발전의 모든 방식이 솔라셀 한 곳이라도 그늘이 진다면 셀 하나의 발전효율이 저하되는 것이 아니라 직렬로 연결된 모듈 전체의 발전효율이 급격히 저하될 수 있으며, 겨울철 눈이 내리면 눈이 녹을 때까지 발전을 할 수 없고, 비둘기와 같은 조류 및 유기 동물들이 태양광 전지판에 앉아 배설물을 남기게 되면 이런 배설물을 깨끗하게 청소할 때까지 오염된 태양광 셀의 전력 생산 효율뿐만 아니라 태양광 전지판 전체의 전력 생산 효율이 매우 낮아지게 되고, 봄철 황사나 꽃가루 및 가을철 낙엽 등이 태양광전지판에 쌓이면 이것 또한 상기 태양광 전지판에 연결된 전체 태양광 모듈의 전력 생산이 저하되는 원인이기 때문이다.
따라서, 종래에는 태양광 모듈 패널을 청소하기 위한 자동장치가 개발되어 있지 않아 작업자가 적절한 청소도구를 사용하여 청소를 하고 있었다. 그러나, 태양광 모듈은 높이가 높을 뿐 아니라 면적이 넓어 작업자가 집광판을 직접 청소하는 것이 어렵고, 또한 청소하는 과정에서의 안전사고나 태양광 모듈이 훼손될 수 있다는 문제점이 있었다.
본 발명의 일측면은 자동으로 왕복 이동하는 청소장치를 이용하여 태양광모듈 표면의 오염물질, 황사, 조류 배설물 및 눈 등을 효율적으로 제거할 수 있는 청소장치가 구비된 태양광패널을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 청소장치가 구비된 태양광패널은, 태양광모듈의 상면을 따라 이동하며, 상기 태양광모듈 표면의 오염물질을 제거하는 클리닝부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 태양광모듈을 지지하며, 수직 프레임 및 수평 프레임으로 형성되는 지지부; 상기 태양광모듈로부터 입력되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 인버터부; 상기 태양광모듈에서 발생하는 전력량 및 상기 인버터부의 작동상황을 모니터링하고, 대응되는 상기 전력량 및 상기 작동상황에 관련된 모니터링신호를 생성하는 모니터링 서버부; 상기 모니터링 서버부의 전원입력모듈과 연결되며, 정전이 발생되었을 때 대체전력을 상기 모니터링 서버부의 전원입력모듈로 공급하는 무정전전원공급장치부; 및 상기 클리닝부, 상기 지지부, 상기 인버터부, 모니터링 서버부 및 상기 무정전전원공급장치부 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 클리닝부는, 회전운동을 통해 상기 태양광모듈의 상면을 청소하는 회전브러쉬; 상기 태양광모듈의 너비방향을 따라 연장되어 형성되며, 상기 회전브러쉬와 결합되고 하부에 롤러가 형성되는 하우징모듈; 상기 하우징모듈의 양 단에 형성되며, 하단부에 피니언 기어가 형성되는 체결모듈; 상기 태양광모듈 하면에 상기 태양광모듈의 길이방향을 따라 연장 형성되며, 상기 피니언 기어와 맞물리는 렉기어를 포함하여 상기 태양광모듈의 길이방향을 따라 하우징모듈 및 상기 회전부러쉬의 이동을 안내하는 가이드모듈; 상기 하우징모듈의 적어도 일 영역에 형성되며, 상기 태양광모듈의 상면에 세정액 또는 물을 분사하는 분사모듈; 상기 태양광모듈의 외주면을 따라 형성되며, 상기 분사된 세정액 또는 물의 배출을 가이드하는 배출모듈; 및 상기 하우징모듈의 하면에 형성되며, 상기 태양광모듈 상면에 위치한 이물질을 흡입 또는 흡착하는 흡착부; 및 상기 배출모듈 및 상기 흡착부와 연결 형성되어, 이물질을 걸러내는 거름부를 포함하고, 상기 분사모듈은, 상기 분사모듈의 내부에 형성되며, 상기 세정액의 이동을 가이드하는 제 1 가이드관; 상기 분사모듈의 내부에 형성되며, 상기 물의 이동을 가이드하는 제 2 가이드관; 및 상기 제 1 가이드관 및 상기 제 2 가이드관과 연결형성되어 상기 세정액 및 상기 물 중 어느 하나를 방출시키는 분사노즐을 포함하고, 상기 거름부는, 내부에 배출된 상기 세정액 및 상기 물을 모으고, 상기 흡착부를 통해 유입된 이물질을 모으는 저장모듈; 상기 저장모듈로 상기 세정액, 상기 물 및 상기 이물질을 공급하는 공급관; 상기 공급관과 연결되게 설치되어 상기 공급관으로 유입된 상기 세정액, 상기 물 및 상기 이물질이 상기 저장모듈로 배출되게 하는 배출관: 상기 각각의 배출관과 연결형성되는 여과부; 및 상기 저장모듈 내부에 형성되며, 상기 세정액 및 상기 물과 맞닿는 외주면에는 주름이 형성되며 내부에 냉각수가 유입되어 상기 세정액 및 상기 물의 온도를 조절하는 적어도 하나의 온도조절관을 포함하고, 상기 흡착부는, 상기 태양광모듈 상면에 위치한 이물질을 흡입 또는 흡착하는 다수의 흡입공, 상기 흡입공과 병렬적으로 소통되어 있는 연결공 및 상기 흡입공과 연결공을 연결하는 유로를 포함하는 가압대; 및 상기 흡입공에 각각 결합 형성되는 다수의 흡착판을 포함하고, 상기 무정전전원공급장치부는, 정전이 발생되었을 때 대체전력을 상기 모니터링 서버부의 전원입력모듈로 공급하는 무정전전원공급모듈; 상기 무정전전원공급모듈이 내부에 결합되며, 외주면의 적어도 일 영역에 결합돌기가 형성되는 내부프레임; 내부에 상기 내부프레임을 포함하며, 상기 결합돌기와 결합하는 결합홈이 형성되는 외부프레임; 및 상기 결합홈의 적어도 일 영역에 형성되며, 탄성력에 의하여 좌우 방향 또는 상하 방향으로 슬라이딩 이동하여 진동 또는 충격을 감쇄시키는 탄성부를 포함하고, 상기 탄성부는, 상기 결합돌기의 적어도 일 영역을 지지하는 받침 프레임; 상측에 안착된 상기 받침 프레임을 지지하며, 상기 받침 프레임으로부터 전달되는 진동이나 충격에 대응하여 탄성력에 의하여 좌우 방향 또는 상하 방향으로 슬라이딩 이동하여 진동 또는 충격을 감쇄시키는 네 개의 받침 플레이트; 상기 네 개의 받침 플레이트의 각각의 하부에 제1 프레임 및 제2 프레임의 두 개의 프레임이 회동 가능하도록 연결 설치되어 상기 받침 플레이트를 지지하고, 상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임의 길이를 조절하여 상기 받침 플레이트에 의한 받침 프레임의 지지 위치를 결정하는 지지 프레임; 및 상기 제1 프레임의 하부가 상측면에 회동 및 수평 방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결 설치되고, 상기 제2 프레임의 하부가 일 측면에 회동 및 수직 방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결 설치하며, 제1 프레임 또는 제2 프레임의 슬라이딩 이동 시 십자 탄성부 또는 수직 탄성부의 탄성력을 통해 진동 또는 충격을 흡수시키는 지지 기둥을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 수직 프레임의 하단부에 형성되며, 진동 또는 충격으로부터 상기 지지부를 지지하는 완충부; 및 상기 수직 프레임의 일 영역에 형성되며, 상기 지지부에 가해지는 무게를 측정하는 중량측정부를 더 포함하며, 상기 완충부는, 내부에 공간이 형성되는 완충하우징부재; 상기 수직프레임의 하단부와 결합되며, 탄성력에 진동 또는 충격을 감쇄시키는 하부탄성체; 상기 하부탄성체의 상부에 형성되며, 중앙에 형성된 통공으로 상기 수직프레임이 결합되는 상부탄성체; 상기 상부탄성체의 상부면에 형성되며, 상기 완충하우징부재를 덮는 상부커버; 및 상기 상부커버 상부면에 형성되는 보호부 및 상기 하부탄성체와 상부탄성체 사이에 형성되며, 상기 수직프레임의 외주면과 직교하도록 형성되어, 수평 방향의 진동 및 충격을 흡수하는 수평탄성체를 포함하고, 상기 보호부는, 무기질 탄성 방수재를 포함하는 제 1 시트층; 상기 제 1 시트층 상에 배치되는 금속 재질의 복수의 방수시트; 상기 방수시트 간의 이음매 상단 및 이음매 하단 중 적어도 하나에 부착되는 연질의 자성 조인트층; 및 상기 방수시트 상에 형성되며, 무기질 탄성 방수재로 이루어지는 제 2 시트층; 및 상기 제 2 시트층을 외부의 자극으로부터 보호하도록 상기 제 2 시트층 상에 형성되는 코팅층; 상기 복수의 방수시트 사이에 배치되는 연질의 완충부 및 상기 방수시트의 적어도 일 영역에 도포되어 상기 방수시트를 고정 결합시키는 접착제 조성물을 포함하고, 상기 접착제 조성물은, 열가소성 수지 40~80 중량부, 점착부여수지 5~40 중량부, 송진 1~5 중량부, 가소제 1~10 중량부, 충전재 1~10 중량부 및 산화방지제 0.1~1중량부, 나노실리카 0.1~5 중량부를 포함하고, 상기 중량측정부는, 내부에 상측으로 개방된 설치공간을 포함하는 중량하우징부재; 상기 중량하우징부재의 설치공간를 따라 상하방향으로 이동되며, 전원이 인가된 상태에서 상기 지지부에 의해 가해지는 하중에 의해 형상이 변형되는 변형부재; 상기 중량하우징부재의 설치공간과 상기 변형부재 사이에 형성되는 가이드부재; 상기 변형부재를 승강시킨 후 위치를 유지시키며, 외주면을 따라 나사산이 형성되고, 상기 중량하우징부재에 회전 가능하도록 구비되는 회전봉 및 상기 중량하우징부재의 설치공간에 구비되어 상기 회전봉의 회전에 의해 승강되는 링크암을 포함하는 승강부재; 상기 변형부재의 변형 신호를 수신하여 상기 지지부에 가해지는 하중을 연산하는 연산부재; 및 상기 연산부재에서 연산된 무게를 표시하는 표시부재로 형성되고, 상기 제어부는, 상기 클리닝부의 작업 시, 상기 변형부재의 변형 신호를 수신한 상기 연산부재가 상기 지지부에 가해지는 하중이 사용자가 설정한 입력값 보다 초과된다고 연산하면, 상기 클리닝부의 상기 물 또는 상기 세정액 분사 작업을 중단시키고, 상기 클리닝부의 작업을 정지시키거나 상기 회전브러쉬만 작동시키고, 상기 제어부는, 상기 클리닝부의 작업 시, 상기 변형부재의 변형 신호를 수신한 상기 연산부재가 상기 지지부에 가해지는 하중을 연산하여, 상기 분사모듈의 오작동 여부를 판단하며, 상기 분사모듈이 상기 물 또는 상기 세정액을 분사하지 않는 경우, 사용자에게 알람을 제공한다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 자동으로 왕복 이동하는 청소장치를 이용하여 태양광모듈 표면의 오염물질, 황사, 조류 배설물 및 눈 등을 효율적으로 제거할 수 있는 청소장치가 구비된 태양광패널을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소장치가 구비된 태양광패널을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사모듈을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 흡착부를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부의 측면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부의 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 거름부를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부를 도시하는 도면이다.
도 9 및 도 10는 도 8의 지지 기둥을 보여주는 도면들이다.
도 11은 도 9의 십자 탄성부를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 10의 수직 탄성부를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호부를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 중량측정부를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사모듈을 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 흡착부를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부의 측면을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부의 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 거름부를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부를 도시하는 도면이다.
도 9 및 도 10는 도 8의 지지 기둥을 보여주는 도면들이다.
도 11은 도 9의 십자 탄성부를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 10의 수직 탄성부를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부를 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호부를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 중량측정부를 도시한다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소장치가 구비된 태양광패널을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소장치가 구비된 태양광패널(1000)은 클리닝부(100), 지지부(200), 인버터부(300), 무정전전원공급장치부(400), 제어부(600), 모니터링 서버부(700)을 포함할 수 있다.
클리닝부(100)는 태양광모듈(10)의 상면을 따라 이동하며, 태양광모듈(10) 표면의 오염물질을 제거할 수 있다. 클리닝부(100)는 태양광모듈(10)의 길이 방향을 따라 사용자가 설정한 소정의 주기에 따라 자동으로 운행을 할 수 있다.
지지부(200)는 태양광모듈(10)을 지지하며, 수직 프레임(210) 및 수평 프레임(220)으로 형성된다. 지지부(200)는 지진이 발생하거나 풍력, 기타 외력으로부터 태양광모듈(10)을 안정적으로 지지하기 위하여, 수직 프레임(210)의 하단에 후술할 완충부(800)가 형성될 수 있다.
인버터부(300)는 태양광모듈(10)로부터 입력되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환할 수 있다. 인버터부(300)는 지지부(200)의 적어도 일 영역에 형성되거나, 태양광모듈(10)의 적어도 일 영역에 결합되어 형성될 수 있다.
무정전전원공급장치부(400)는 후술할 모니터링 서버부(700)의 전원입력모듈과 연결되며, 정전이 발생되었을 때 대체전력을 상기 모니터링 서버부(700)의 전원입력모듈로 공급할 수 있다. 즉, 무정전전원공급장치부(400)는 전력공급이 차단되거나, 누전차단기가 작동되어 정전이 발생되면, 대체 전력을 즉각 공급하고, 이에 따라 인버터부(300) 및 모니터링 서버부(700)가 다운되는 것을 방지한다. 무정전전원공급장치부(400)는, 정전이 발생되었을 때 대체전력을 모니터링 서버부(700)의 전원입력모듈로 공급하는 무정전전원공급모듈(410), 무정전전원공급모듈(410)이 내부에 결합되며, 외주면의 적어도 일 영역에 결합돌기(421)가 형성되는 내부프레임(420), 내부에 내부프레임(420)을 포함하며, 결합돌기(421)와 결합하는 결합홈(431)이 형성되는 외부프레임(430) 및 결합홈(431)의 적어도 일 영역에 형성되며, 탄성력에 의하여 좌우 방향 또는 상하 방향으로 슬라이딩 이동하여 진동 또는 충격을 감쇄시키는 탄성부(500)를 포함할 수 있다.
제어부(600)는 클리닝부(100), 지지부(200), 인버터부(300), 모니터링 서버부(700) 및 상기 무정전전원공급장치부(400) 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.
모니터링 서버부(700)는 태양광모듈(10)에서 발생하는 전력량 및 인버터부(300)의 작동상황을 모니터링하고, 대응되는 상기 전력량 및 상기 작동상황에 관련된 모니터링신호를 생성하여, 이를 사용자에게 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝부를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 클리닝부(100)는 회전브러쉬(110), 하우징모듈(120), 체결모듈(130), 가이드모듈(140), 분사모듈(150), 배출모듈(160), 흡착부(170) 및 거름부(180)를 포함할 수 있다.
회전브러쉬(110)는 회전운동을 통해 상기 태양광모듈의 상면을 청소한다. 하우징모듈(120)은 태양광모듈(10)의 너비방향을 따라 연장되어 형성되며, 회전브러쉬(110)와 결합된다. 하우징모듈(120)의 하부에는 롤러(121)가 형성되어 하우징모듈(120)의 이동을 용이하게 할 수 있다. 체결모듈(130)은 하우징모듈(120)의 양 단에 형성되며, 하단부에 피니언 기어(131)가 형성된다. 체결모듈(130)은 하우징모듈(120)의 이동 시 하우징모듈(120)을 안정적으로 지지하며, 피니언 기어(131)의 회전력을 이용하여 하우징모듈(120)을 이동시키는 동력을 전달한다.
가이드모듈(140)은 태양광모듈(10) 하면에 태양광모듈의 길이방향을 따라 연장 형성된다. 가이드모듈(140)는 피니언 기어(131)와 맞물리는 렉기어(141)를 포함하여 태양광모듈(10)의 길이방향을 따라 하우징모듈(120) 및 회전브러쉬(110)의 이동을 안내한다.
분사모듈(150)은 하우징모듈(120)의 적어도 일 영역에 형성되며, 태양광모듈(10)의 상면에 세정액 또는 물을 분사하여 하우징모듈(120)을 청소할 수 있다. 분사모듈(150)은 회전브러쉬(110)의 하부를 향해 세정액 또는 물을 분사하여 청소의 효율을 높일 수 있다.
배출모듈(160)은 태양광모듈(10)의 외주면을 따라 형성되며, 분사된 세정액 또는 물의 배출을 가이드한다. 배출모듈(160)은 세정액 또는 물의 이동을 용이하게 하기 위해 경사진 형태로 형성되거나 내부에 공기 분사, 물분사 구성을 더 포함할 수 있다. 또한, 배출모듈(160)은 거름부(180)와 연결 형성될 수 있으며, 분사된 세정액 또는 물을 거름부(180)로 이동을 가이드 할 수 있다.
흡착부(170)는 하우징모듈(120)의 하면에 형성되며, 태양광모듈(10) 상면에 위치한 이물질을 흡입 또는 흡착할 수 있다. 거름부(180)는 배출모듈(160) 및 흡착부(170)와 연결 형성되어, 이물질을 걸러낼 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사모듈을 도시한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분사모듈(150)는 제 1 가이드관(151), 제 2 가이드관(152) 및 분사노즐(153)을 포함할 수 있다.
제 1 가이드관(151)은 분사모듈(150)의 내부에 형성되며, 세정액의 이동을 가이드한다. 제 2 가이드관(152) 역시 분사모듈(150)의 내부에 형성되며, 물의 이동을 가이드한다. 제 1 가이드관(151) 및 제 2 가이드관(152)은 태양광모듈(10)의 청소를 위해 세정액 또는 물을 제공하는 구성으로서, 분사모듈(150)이 청소를 위해 제 1 가이드관(151)을 통해 세정액을 분사하는 경우, 제 2 가이드관(152)을 폐쇄할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는, 제 2 가이드관(152)을 통해 물 대신 공기 등을 제공할 수 있다.
분사노즐(153)은 제 1 가이드관(151) 및 제 2 가이드관(152)과 연결형성되어 상기 세정액 및 상기 물 중 어느 하나를 방출시킬 수 있다. 즉 사용자는 분사노즐(153)을 조절하여 태양광모듈(10)의 청소 시, 제 1 가이드관(151)만 열어 세정액만 방출시키든지, 제 1 가이드관(151)과 제 2 가이드관(152)을 동시에 열어 절삭유와 물을 섞어 태양광모듈(10)에 방출시킬 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 제 2 가이드관(152)만 열어 물이나 공기로 태양광모듈(10)을 청소할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 흡착부를 도시하고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부의 측면을 도시하고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부의 일부 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착부(170)는 가압대(171), 흡착판(172) 및 밸브부(173)를 포함한다.
가압대(171)는 넓은 판 형태로서 가압대(171)의 내부에는 다수의 유로(1711)가 형성되어 있으며 저면에는 다수의 흡입공(1712)이 종횡으로 배열되게끔 형성되어 있다. 가압대(171)의 상면에는 부압을 발생시키는 장치(1741)와 연결되는 다수의 흡입공(1712)과 병렬적으로 소통되어 있는 연결공(1713)이 마련되어 있다.
다수의 흡착판(172)은 각 흡입공(1712)에 개별적으로 결합되어 있다. 흡착판(172)은 나사식으로 결합될 수도 있고, 끼움식으로 연결된 후 밴드로써 고정될 수도 있는 등 다양한 방식으로 가압대(171)에 고정 설치될 수 있다. 흡착판(172)은 가압대(171)에 고정시키기 위한 고정모듈(1721), 고정모듈(1721)에서 연장되어 형성되는 제1완충모듈(1722), 제1완충모듈(1722)에 연결되는 것으로서 가운데 부분이 잘록하게 되어 있는 제2완충모듈(1723)을 포함할 수 있다. 이와 같은 흡착판(172)은 판재의 입체적 형태에 대하여 적절하게 대응할 수 있는 구조를 가진다. 흡착판(172)은 실리콘이나 고무로 형성될 수 있다. 밸브부(173)는 일측은 연결공(1713)과 연결되어 있는 유로(1711)에 연통되고 타측은 흡입공(1712)에 연결되는 유동홀(1731)을 가진다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 거름부를 도시한다.
도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 거름부(180)는 저장모듈(181), 공급관(182), 배출관(183), 여과부(184), 온도조절관(185) 및 연결관(미도시)를 포함할 수 있다.
저장모듈(181)은 분사모듈(150)에서 방사된 세정액, 물 등을 저장한다. 즉, 태양광모듈(10)에 방사된 후, 분사된 세정액 또는 물의 배출을 가이드하는 배출모듈(160)을 거쳐온 세정액, 물, 이물질 등을 저장하는 구성이다. 공급관(182)은 저장모듈(181) 내부로 배출모듈(160)을 거쳐온 세정액, 물, 이물질을 공급한다. 배출관(183)은 공급관(182)과 연결되게 설치되어 공급관(182)으로 유입된 세정액, 물, 이물질이 저장모듈(181)로 배출되게 한다. 여과부(184)는 각각의 배출관(183)과 연결형성되어, 상기 세정액 또는 물에 포함된 이물질을 걸러낸다. 즉, 분사모듈(150)에 의해 방사된 세정액 또는 물에는 태양광모듈(10) 표면에 존재하던 이물질이 포함될 수 있으며, 여과부(184)는 이를 걸러내주는 역할을 한다. 여과부(184)는 거름구멍(1841)이 형성되어 소정의 크기 이상의 이물질은 통과하지 못하는 구성으로 형성될 수 있다. 또한, 여과부(184)는 자성을 띄도록 형성되어 금속물질을 걸러내는 구성으로도 형성될 수 있다.
온도조절관(185)은 저장모듈(181) 내부에 형성되며, 세정액 또는 물과 맞닿는 외주면에는 주름이 형성되어, 세정액 또는 물과 접촉면적을 넓히는 구성으로 형성될 수 있다. 또한, 온도조절관(185) 내부에는 냉각수가 유입되어 세정액 또는 물의 온도를 조절할 수 있으며, 이러한 온도조절관(185)은 복수 개가 형성될 수 있다. 이때, 냉각수는 복수의 온도조절관(185) 내부에 수용되며, 이온알칼리수 1000 중량부 및 상기 이온알칼리수 1000 중량부에 대하여, 자수정 35 내지 55 중량부, 귀사문석 5 내지 10 중량부 및 귀양석 35 내지 55 중량부를 포함할 수 있다. 이온알칼리수 1000 중량부에 대하여, 토르말린분말 20 내지 40 중량부, 옥 20 내지 35 중량부, 규산염 4 내지 8 중량부, 칼슘 4 내지 8 중량부 및 텅스텐 4 내지 8 중량부를 포함하고, 이온알칼리수 1000 중량부에 대하여 맥반석 10 내지 15 중량부를 포함하고, 이온알칼리수 1000 중량부에 대하여, 방청제 1 내지 10 중량부, 소포제 1 내지 10 중량부 및 계면활성제 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 계속하여 자수정, 귀사문석 및 귀양석의 비율은, 이온알칼리수 1000 중량부에 대하여, 자수정 45 중량부, 귀사문석 7.5 중량부 및 귀양석 45 중량부로 제조될 수 있다.
연결관(미도시)는 분사모듈(150)과 연결 형성되어, 분사모듈(150)로 이물질이 제거되고 온도가 조절된 세정액 또는 물을 공급할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄성부를 도시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 탄성부(500)는, 받침 프레임(540), 네 개의 받침 플레이트(510), 네 쌍의 지지 프레임(520) 및 지지 기둥(530)을 포함한다.
받침 프레임(540)은, 하측에 설치된 받침 플레이트(510)에 의하여 지지되며, 결합돌기(521)가 결합홈(531)에 결합될 때, 결합돌기(521)의 적어도 일 영역을 탄성력을 이용하여 지지한다.
받침 플레이트(510)는, 상측에 안착된 받침 프레임(540)을 지지하며, 하측에 연결 설치된 지지 프레임(520)에 의하여 지지 기둥(530)에서 지지된다.
즉, 받침 플레이트(510)는, 상측에 받침 프레임(540)을 안착시키게 되고, 받침 프레임(540)으로부터 전달되는 진동이나 충격 등에 대응하여 탄성력에 의하여 좌우 방향(즉, 제1 프레임(521a)) 또는 상하 방향(즉, 제2 프레임(521b))으로 슬라이딩 이동하게 되는 지지 프레임(520)에 의하여 흡수되도록 함으로써 진동 또는 충격을 감쇄시키게 되는 것이다.
뿐만 아니라, 본 발명은 제1 프레임(521a) 또는 제2 프레임(521b)의 길이를 다양하게 형성시킴으로써, 단순히 상하 방향의 높이만을 조절하여 충격을 감소시킬 수 있는 기존의 탄성체의 한계를 극복하여 받침 플레이트(510)에 의한 지지 위치를 상하 방향뿐만 아니라 좌우 방향으로도 자유자재로 조절할 수 있게 된다.
지지 프레임(520)은, 네 개의 받침 플레이트(510)의 각각의 하부에 제1 프레임(521a) 및 제2 프레임(521b)의 두 개의 프레임이 회동 가능하도록 연결 설치되어 플레이트(510)를 지지하고, 상술한 바와 같이 제1 프레임(521a) 또는 제2 프레임(521b)의 길이를 조절하여 플레이트(510)에 의한 받침 프레임(540)의 지지 위치를 결정한다.
이때, 제1 프레임(521a) 및 제2 프레임(521b)의 상부는 받침 플레이트(510)의 하부에 연결 설치되고, 제1 프레임(521a)의 하부는 지지 기둥(530)의 상측면에 회동 및 수평 방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결 설치되고, 제2 프레임(521b)의 하부는 지지 기둥(530)의 일 측면에 회동 및 수직 방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결 설치된다.
즉, 제1 프레임(521a) 또는 제2 프레임(521b)은, 지지 기둥(530)의 상측면 또는 일측면에서 탄성력에 의한 회동 또는 슬라이딩 이동을 통하여 받침 플레이트(510)으로부터 전달되는 진동 또는 충격을 지지 기둥(530)으로 전달하게 된다.
지지 기둥(530)은, 사각 기둥 형태로 형성되며, 제1 프레임(521a)의 하부가 상측면에 회동 및 수평 방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결 설치되고, 제2 프레임(521b)의 하부가 일 측면에 회동 및 수직 방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결 설치하며, 제1 프레임(521a) 또는 제2 프레임(521b)의 슬라이딩 이동 시 탄성력(즉, 십자 탄성부(533) 또는 수직 탄성부(535))을 통해 진동 또는 충격을 흡수시킨다.
각각의 받침 플레이트(510) 또는 지지 프레임(520)는, 서로 대칭 구조로서 동일한 방법에 의하여 구동되는 바, 상술한 바와 같은 일 받침 플레이트(510) 또는 일 지지 프레임(520)에 관하여 기술한 내용은 다른 받침 플레이트(510) 또는 다른 지지 프레임(520)에 동일하게 적용될 수 있는 바, 그 설명은 생략하기로 한다.
또한, 상술한 바와 같은 구성을 가지는 탄성부(500)는, 상하 대칭 구조로도 형성될 수 있는 바, 네 개의 받침 플레이트(510) 및 네 쌍의 지지 프레임(520)과 관련된 구성은 지지 기둥(530)의 하부에 동일하게 적용이 가능할 것이다.
도 9 및 도 10는 도 8의 지지 기둥을 보여주는 도면들이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 지지 기둥(530)은, 기둥 바디(531), 십자홈(532), 십자 탄성부(533), 네 개의 수직홈(534) 및 네 개의 수직 탄성부(535)를 포함한다.
기둥 바디(531)는, 사각 기둥 형태로 형성되고, 상부에 십자홈(532)이 형성되며, 각 측면에 수직홈(534)이 형성된다.
십자홈(532)은, 기둥 바디(531)의 상부에 "+"형태로 함몰 형성되고, 내부 공간에 십자 탄성부(533)가 삽입 설치된다.
십자 탄성부(533)는, 십자홈(532)의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 십자홈(532)에 삽입되며, 네 개의 가지의 말단 상부에 제1 프레임(521a)의 하측이 회동 가능하도록 연결 설치되어 탄성력을 이용하여 제1 프레임(521a)으로부터 전달되는 진동 또는 충격을 흡수시켜 진동 또는 충격을 감쇄시킨다.
수직홈(534)은, 기둥 바디(531)의 각 면에 상하 수직 방향으로 형성되고, 내부 공간에 수직 탄성부(535)가 삽입 설치된다.
수직 탄성부(535)는, 수직홈(534)의 형태에 대응하는 형상으로 형성되어 수직홈(534)에 삽입되며, 상부 외측에 제2 프레임(521b)의 하측이 회동 가능하도록 연결 설치되어 탄성력을 이용하여 제2 프레임(521b)으로부터 전달되는 진동 또는 충격을 흡수시켜 진동 또는 충격을 감쇄시킨다.
도 11은 도 9의 십자 탄성부를 보여주는 도면이다.
도 11을 참조하면, 십자 탄성부(533)는, 십자 케이스부(5331), 상부 지지부(5332), 네 개의 상부 탄성부(5333), 네 개의 상부 탄성 지지부(5334) 및 네 개의 상부 연결 링크부(5335)를 포함한다.
십자 케이스부(5331)는, 내부 공간이 빈 "+" 형태로 형성되어 십자홈(532)에 삽입 설치되고, 내부 공간에 후술하는 상부 지지부(5332), 네 개의 상부 탄성부(5333), 네 개의 상부 탄성 지지부(5334)가 설치된다.
이때, 십자 케이스부(5331)의 각 가지의 길이는 십자홈(532)의 각 가지의 길이보다 짧게 형성됨으로써, 십자 케이스부(5331)의 외측에 형성되는 공간에 상부 연결 링크부(5335)가 배치되고 슬라이딩 이동을 위한 공간을 형상할 수 있어야 할 것이다.
상부 지지부(5332)는, 정육면체로 형성되며, 십자 케이스부(5331)의 중심 부분에 배치되고, 각 4면의 외측에 상부 탄성부(5333)가 배치되도록 하고 상부 탄성부(5333)를 지지하게 된다.
상부 탄성부(5333)는, 상부 지지부(5332)의 각 측면에 배치되어 상부 탄성 지지부(5334)를 탄성력에 의하여 지지함으로써, 상부 탄성 지지부(5334)로부터 전달되는 진동이나 충격 등을 흡수하게 된다.
상부 탄성 지지부(5334)는, 십자 케이스부(5331)의 내부 공간의 각 가지의 말단에 각각 배치되며, 상부 탄성부(5333)의 탄성력에 의하여 지지되고, 상부 연결 링크부(5335) 사이에 설치된 지지 바아(5336)에 의하여 상부 연결 링크부(5335)를 지지한다.
상부 연결 링크부(5335)는, 십자홈(532)의 각 가지의 말단에 각각 배치되고, 십자 케이스부(5331)와 대향하는 일 측면과 상부 탄성 지지부(5334) 사이에 설치되는 지지 바아(5336)에 의하여 기 설정된 간격으로 유지되고, 상부에 제1 프레임(521a)의 하측이 회동 가능하도록 연결 설치되며, 플레이트(510)의 상하 방향의 이동에 따라 십자홈(532)의 각각의 가지가 만나는 중심 방향으로 십자홈(532)의 홈을 따라 슬라이딩 이동한다.
도 12는 도 10의 수직 탄성부를 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하면, 수직 탄성부(535)는, 수직 케이스부(5341), 측면 지지부(5342), 측면 탄성부(5343), 측면 탄성 지지부(5344) 및 측면 연결 링크부(5345)를 포함한다.
수직 케이스부(5341)는, 내부 공간이 빈 수직홈(534)의 형태에 대응하는 형상으로 형성되고, 내부 공간의 하측으로부터 측면 지지부(5342), 측면 탄성부(5343) 및 측면 탄성 지지부(5344)가 순서대로 설치된다.
측면 지지부(5342)는, 정육면체로 형성되며, 수직 케이스부(5341)의 하부 공간에 배치되고, 상측에 측면 탄성부(5343)가 배치되어 측면 탄성부(5343)를 지지한다.
측면 탄성부(5343)는, 측면 지지부(5342)의 상측에 배치되고, 상측에 배치된 측면 탄성 지지부(5344)를 탄성력에 의하여 지지함으로써, 측면 탄성 지지부(5344)로부터 전달되는 진동이나 충격 등을 흡수하게 된다.
측면 탄성 지지부(5344)는, 수직 케이스부(5341)의 내부 공간의 상측에 배치되며, 측면 탄성부(5343)의 탄성력에 의하여 지지되고, 측면 연결 링크부(5345) 사이에 설치된 지지 바아(5346에 의하여 측면 연결 링크부(5345)를 지지한다.
측면 연결 링크부(5345)는, 수직홈(534)의 상부 말단에 배치되고, 수직 케이스부(5341)와 대향하는 하측면과 측면 탄성 지지부(5344)의 상측면 사이에 설치되는 지지 바아(5346)에 의하여 기 설정된 간격으로 유지되고, 외측면에 제2 프레임(521b)의 하측이 회동 가능하도록 연결 설치되며, 수직홈(534)의 하측 방향으로 수직홈(534)의 홈을 따라 슬라이딩 이동한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부를 도시한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 완충부(800)는 수직 프레임(210)의 하단부에 형성되며, 진동 또는 충격으로부터 지지부(200)를 안정적으로 지지하는 역할을 수행한다. 상기 완충부(800)는, 내부에 공간이 형성되는 완충하우징부재(810), 수직프레임(210)의 하단부와 결합되며, 탄성력에 진동 또는 충격을 감쇄시키는 하부탄성체(820), 하부탄성체(820)의 상부에 형성되며, 중앙에 형성된 통공으로 수직프레임(210)이 결합되는 상부탄성체(830), 상부탄성체(830)의 상부면에 형성되며, 완충하우징부재(810)를 덮는 상부커버(840), 상부커버(840) 상부면에 형성되는 보호부(850) 및 상기 하부탄성체(820)와 상부탄성체(830) 사이에 형성되며, 상기 수직프레임(210)의 외주면과 직교하도록 형성되어, 수평 방향의 진동 및 충격을 흡수하는 수평탄성체(860)를 포함할 수 있다.
하부탄성체(820), 상부탄성체(830), 수평탄성체(860)는 스프링, 우레탄, 실리콘 등 탄성복원력을 가지는 다양한 재료로 형성될 수 있으며, 이를 통해 지진 또는 충격으로부터 청소장치가 구비된 태양광패널(1000)을 안정적으로 지지할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 보호부를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보호부(850)는 제 1 시트층(851), 방수시트(852), 자성 조인트층(853), 제 2 시트층(854), 코팅층(855), 완충부(856) 및 접찹제 조성물(미도시)을 포함할 수 있다.
제 1 시트층(851)은 상부커버(840)의 상부면에 형성되며, 무기질 탄성 방수재로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 방수시트(852)의 내후성, 내식성, 내구성 등을 개선할 수 있다. 여기서 무기질 탄성 방수재는, 특수 공중합 에멀젼과 시멘트계 특수 조합 골재를 주 성분으로 구성되는 것으로서, 예를 들어, 스타이렌-뷰틸 아크릴산 공중합체(STYRENE-BUTYL ACRYLATE COPOLYMER) 에멀젼과 시멘트 파우더(예를 들어, 포틀랜트 시멘트, 알루미나, 규사, 소포제, 감수제 등을 포함)를 혼합하여 제조되거나, 이에 물을 부가하여 제조될 수 있다.
방수시트(852)는 제 1 시트층(851) 상에 배치되어, 2차 방수층으로 기능할 수 있다. 방수시트(852)는 예를 들어, 철, 알루미늄, 스테인리스, 크롬 등 금속 재질로 이루어지고, 박판의 패널로 구성되며, 하측의 제 1 시트층(851)을 보호하고 외부 충격에 대응할 수 있다. 특히, 방수시트(852)는 복수 개로 구성되어, 제 1 시트층(851) 상에 연속하여 배치될 수 있다. 이때 방수시트(852) 간의 이음매에는 자성 조인트층(853)이 배치되어, 방수시트(852)의 응력 거동에 대응하고 기밀을 유지할 수 있다.
자성 조인트층(853)은 고무 자석 등과 같이 연질로 구성될 수 있으며, 방수시트(852) 간의 이음매에 부착되어, 이음매를 밀봉(sealing)할 수 있다. 여기서 방수시트(852) 간의 이음매는, 연속하는 방수시트(952)가 접하는 면으로서, 소정의 거리 이내로 이격하는 공간까지 포함한다. 이음매의 밀봉을 위해 자성 조인트층(853)은 방수시트(852) 간의 이음매 하단 및 이음매 상단에 각각 부착될 수 있다. 또한, 자성 조인트층(853)은 자성을 띄고 있어, 금속 재질의 방수시트(852)에 대해 용이하게 안정적으로 부착될 수 있다.
제 2 시트층(854)은 제 1 시트층(851)과 동일한 무기질 탄성 방수재로 이루어질 수 있으며, 특히 제 2 시트층(854)은 수증기를 외부로 배출시킬 수 있다는 점에서, 금속 등을 재질로 하는 방수시트(852)가 내부의 수분으로 인해 부식되는 것을 방지할 수 있다.
코팅층(855)은 제 2 시트층(854)을 외부의 자극으로부터 보호하도록 제 2 시트층(854) 상에 형성된다.
완충부(856)는 복수의 방수시트(852) 사이에 배치되며, 예를 들어, 고무 등의 연성 재질로 이루어질 수 있다. 방수시트(852) 사이에 배치됨으로써, 방수시트(852)의 수평 방향의 거동을 흡수하고, 보호부(850)의 구조를 보다 견고하게 유지하도록 할 수 있다. 특히, 연질의 완충부(856)가 방수시트(852)에 의해 수축/팽창하더라도, 완충부(856) 상단 및 하단에서 유동적으로 부착된 자성 조인트층(853)에 의해 기밀성을 지속적으로 유지할 수 있다.
접착제 조성물(미도시)은 보호부(850) 구성의 적어도 일 영역에 도포되어 제 1 시트층(851), 방수시트(852), 자성 조인트층(853), 제 2 시트층(854), 코팅층(855) 및 완충부(856) 중 적어도 하나를 안정적으로 고정 결합시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물은, 열가소성 수지 40~80 중량부, 점착부여수지 5~40 중량부, 송진 1~5 중량부, 가소제 1~10 중량부, 충전재 1~10 중량부 및 산화방지제 0.1~1중량부를 포함한다. 본 발명은 열용융 접착제 조성물로서, 일반적으로 이형제와 실리콘 밴드 사이에 접착된 상태로 제조되어, 원단에 적용시 이형제를 제거한 후 프레스 작업을 수행하여 원단에 실리콘 밴드가 부착되도록 하는 역할을 하게 된다. 이하, 각 성분을 자세히 살펴본다.
상기 열가소성 수지는 조성물의 주성분으로서, 접착력과 응집력 등을 조절하는 기능을 한다. 비닐기 또는 수산화기를 포함하는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 에틸렌-아크릴산 공중합체 및 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 구성될 수 있다.
상기 열가소성 수지의 함량은 전체 조성물 대비 40~80 중량부인 것이 바람직하다. 함량이 40 중량부 미만이면 용융 점도가 높아지고 용융 흐름 지수는 낮아져 작업성이 매우 떨어지게 되며, 함량이 80 중량부를 초과하면 원단에 바로 적용되기에 충분한 접착력을 발휘하기 어렵다.
상기 점착부여수지는 저분자량 수지로, 용융 점도를 낮추어 작업성을 향상시키며, 접착 초기 젖음성과 접착제의 피착재 표면에서의 접착력을 향상시키고, 고화시간 등의 조절을 가능하게 한다.
상기 점착부여수지는 그 종류가 크게 제한되지 않으나, 석유 수지인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 점착부여수지는 지방족 탄화수소 수지, 지환족 탄화수소 수지, 방향족 탄화수소 수지, 방향족에 의해 개질된 지방족 탄화수소 수지, 및 하이드로겐화 탄화수소 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 구성될 수 있다.
상기 지방족 탄화수소 수지는 상업적인 제품으로 코오롱유화사의 Hikorez A-1100, Hikorez A-1100S, Hikorez C-1100, Hikorez R-1100, Hikorez R-1100S 등이 있다. 또한, 지환족 탄화수소 수지로는 디사이클로펜타디엔(DCPD)을 단량체로 포함하는 탄화수소 수지 등이 있고, 방향족 탄화수소 수지는 상업적으로 코오롱유화사의 Hikotack P-110S, Hikotack P-120, Hikotack P-120HS, Hikotack P-120S, Hikotack P-140, Hikotack P-140M, Hikotack P-150, Hikotack P-160, Hikotack P-90, Hikotack P-90S, Hirenol PL-1000, Hirenol PL-400 등이 있다. 또한, 방향족에 의해 개질된 지방족 탄화수소 수지는 상업적으로 코오롱유화사의 Hikorez T-1080, Hikorez T-1100 등이 있다. 또한, 하이드로겐화 탄화수소 수지는 하이드로겐화 지방족 탄화수소 수지, 하이드로겐화 방향족 탄화수소 수지 등으로 세분화될 수 있으며, 상업적으로 코오롱유화사의 Sukorez D-300, Sukorez D-390, Sukorez SU-100, Sukorez SU-110, Sukorez SU-120, Sukorez SU-130, Sukorez SU-90 등이 있다.
상기 점착부여수지는 바람직하게는 단량체의 탄소 수가 4~10인 탄화수소 수지이며, 구체적으로 C5 지방족 수지, C9 방향족 수지, C5/C9 지방족/방향족 공중합 수지 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 점착부여수지는 보다 바람직하게 단량체로 디사이클로펜타디엔을 포함하는 하이드로겐화 탄화수소 수지인 것을 특징으로 하는데, 상업적으로 코오롱유화사(한국)의 Sukorez D-300, Sukorez D-390, Sukorez SU-100, Sukorez SU-110, Sukorez SU-120, SukorezSU-130, Sukorez SU-90 등이 있다.
한편, 본 발명의 접착제 조성물은 앞서 설명한 다양한 석유수지에 생분해성 저자극 수지를 함께 혼합해서 사용하는 것이 바람직하다.
상기 생분해성 저자극 수지는 생분해성 폴리머에 폴리머의 단량체를 용융혼합하여 제조할 수 있으며, 상기 생분해성 폴리머로는 폴리락트산이 사용되는 것이 바람직하다.
상기 폴리락트산은 유산의 축중합 도는 락티드의 개환중합에 의해 합성되는 폴리에스터로서 폴리아미드와 폴리에틸렌테레프탈레이트의 중간 정도의 물성을 갖고 있으며, 주로 감자와 옥수수로부터 얻어지는 천연 식물성 당 성분을 원료로 하므로 생분해도가 높지만 일반적으로 경도가 높고, 탄성이 낮으며, 내구성이 떨어지는 특성이 있다.
상기 생분해성 폴리머에는 동일한 폴리머 단량체를 용융혼합하게 되는데, 이때 상기 생분해성 폴리머는 단량체와 결합되면서 쇄절단이 부분적으로 발생되어 전체적으로 수평균분자량이 떨어진다. 상기 수평균분자량이 떨어지면서 점착제로 사용할 수 있는 물성을 나타내며 가공성이 높아지게 된다.
상기 폴리락트산 100 중량부에 대해, 상기 락트산 단량체는 20 내지 30 중량부를 혼합할 수 있다. 상기 단량체가 20중량부 미만으로 혼합되면, 수평균분자량이 높고 딱딱하여 점착제로 사용되기 어려우며, 상기 단량체가 40 중량부를 초과하면 표면에 마이그레이션이 발생하여 역시 점착제로 사용하기 어려울 수 있다.
상기 석유수지와 생분해성 저자극 수지의 혼합비율은 1~2:1(w/w)인 것이 바람직하며, 석유수지의 혼합비율이 너무 높은 경우 생분해성 저자극 효과가 나오기 힘들고, 저자극 수지의 혼합비율이 너무 높은 경우 경제성이 떨어지고 전체적인 점착 효과가 저하될 수 있다.
또한, 상기 점착부여수지의 함량은 전체 조성물 대비 5~40 중량부인 것이 바람직하다. 함량이 5 중량부 미만이면 점착부여 수지 첨가에 따른 용융 점도 저하 효과가 미비하고 그에 따른 용융 흐름 지수의 증가가 크지 않아 작업성이 만족할 만한 수준에 도달하지 못할 염려가 있고, 함량이 30 중량부를 초과하면 점착부여수지의 초과에 따른 용융흐름지수 증가율이 크지 않아 경제성이 떨어지고 상대적으로 열가소성 폴리머의 함량이 줄어들어 조성물의 전체적인 물성을 저하시킬 염려가 있다.
상기 송진은 접착제 조성물의 전체적인 접착력을 개선시키는 역할을 하며 인체에 무해하며 천연방부제 역할을 한다. 상기 송진의 함량은 전체 조성물 대비 1~5 중량부인 것이 바람직하다. 함량이 1 중량부 미만이면 접착력 개선 효과를 얻기 어려우며, 함량이 5 중량부를 초과하면 가공시에 점착력이 증대되어 제품으로의 가공이 어려워지는 문제점이 있다.
상기 가소제는 고분자에 유연성 및 접착성을 부여하기 위해 사용되는 것으로서, 본 발명에 따른 가소제의 종류는 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 솔비톨, 에틸렌글리콜, 글리세린, 글리세린디아세테이트, 및 펜타에리쓰리톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상으로 구성될 수 있다.
상기 가소제의 함량은 전체 조성물 대비 1~10 중량부인 것이 바람직하다. 함량이 1 중량부 미만이면 가소제의 첨가에 따른 효과가 미비하고, 함량이 10 중량부를 초과하면 가소제의 과다 사용에 의해 경제성이 떨어질 수 있으며, 접착제의 전체적인 물성을 저하시킬 염려가 있다.
상기 충전재는 조성물의 보강 및 흐름성을 조절하기 위해 사용된다. 충전재의 종류는 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 탄산칼슘, 점토, 벤토나이트, 또는 칼슘스테아레이트 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명은 접착제 조성물의 보강 및 흐름성을 조절하면서도 악취 및 세균발생을 저하시기키 위하여, 충전재로서 석분(stone powder)과 펄프 분말의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 석분은 입자의 치밀함으로 인하여 첨가제를 다량 사용하지 않아도 높은 강도를 구현할 수 있고, 주변 환경에 따른 부피 변형률이 낮아 온도 변화가 큰 경우에도 접착제의 갈라짐 현상이 거의 발생하지 않는다.
상기 석분은 황토석, 대리석, 맥반석, 화강석, 옥석 등 다양한 암석의 분말 형태가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 항균성, 항곰팡이성, 자외선 방출 등 다양한 기능을 가지는 황토석이 사용되는 것을 특징으로 한다.
상기 펄프 분말은 액체 성분들을 빨아들이면서 석분들을 응집하는 역할을 하며 성분들간 혼화성을 높이고 응집력을 향상시킨다. 이때, 상기 석분과 펄프 분말은 7:3~8:2(w/w) 정도의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.
상기 충전재의 함량은 전체 조성물 대비 1~10 중량부인 것이 바람직하다. 함량이 1 중량부 미만이면 충전재의 첨가에 따른 효과가 미비하고, 함량이 10 중량부를 초과하면 접착제의 전체적인 물성을 저하시킬 염려가 있다.
상기 산화방지제는 산화 및 분해로 인한 점도의 변화, 황변현상, 접착력 저하 및 내구성 저하 등을 개선하기 위한 것으로서, 그 종류는 크게 제한되지 않으며 구체적으로 페놀류, 방향족 아민류, 구연산, 또는 아스코르브산 등이 사용될 수 있다.
상기 산화방지제의 함량은 전체 조성물 대비 0.1~1 중량부인 것이 바람직하다. 함량이 0.1 중량부 미만이면 산화방지제의 첨가에 따른 효과가 미비하고, 함량이 1 중량부를 초과하면 접착제의 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 전체적인 물성을 저하시킬 염려가 있다.
한편, 본 발명의 접착제 조성물은 원단 상에서 프레스 작업을 거치게 되는데, 이때 원단 내 홀의 존재로 인하여 조성물의 양이 치우지거나 하는 이유로 접착 불량이 발생할 가능성이 있다.
이에, 본 발명의 접착제 조성물은 접착제 조성물이 원단 표면에 균일하게 분배되도록 하여 접착력을 향상시킬 수 있는 나노 실리카가를 추가로 포함할 수 있다. 이때 상기 나노 실리카의 함량은 0.1~5 중량부가 바람직하며, 나노 실리카의 사이즈(primary particles)는 100nm 이하인 것이 바람직하다.
상기 나노실리카의 함량이 0.1 중량부 미만인 경우 나노실리카 첨가에 따른 효과가 미미하며, 5 중량부를 초과하는 경우 접착력이 떨어질 뿐만 아니라 시간이 지날수록 접착제의 표면에 블루밍(blooming)이 발생하는 불량 현상이 발생할 수 있다. 이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다.
[실시예 1]
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 60 중량부, Sukorez D-300 25중량부, 송진 3중량부, 에틸렌글리콜 5중량부, 황토석 4중량부, 펄프분말 2중량부 및 아스코르브산 1중량부를 혼합하여 170~180℃에서 용융혼련시켜 접착제 조성물을 제조한 후 펠렛 타입으로 성형하였다. 이때, 상기 생분해성 저자극 수지는 폴리락트산 100중량부에 락트산 단량체 2.5중량부를 160℃로 5분동안 용융혼합하여 제조하였다.
[실시예 2]
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 60중량부, Sukorez D-300 15중량부, 생분해성 저자극 수지 10중량부, 송진 3중량부, 에틸렌글리콜 5중량부, 황토석 4중량부, 펄프분말 2중량부 및 아스코르브산 1중량부를 혼합하여 170~180℃에서 용융혼련시켜 접착제 조성물을 제조한 후 펠렛 타입으로 성형하였다. 이때, 상기 생분해성 저자극 수지는 폴리락트산 100중량부에 락트산 단량체 2.5중량부를 160℃로 5분동안 용융혼합하여 제조하였다.
[실시예 3]
나노실리카 1중량부를 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 3으로 하였다.
[비교예]
종래의 TPU 핫멜트 필름에서 이면지를 제거한 후 사용하였다.
[실험예]
(1) 메쉬접착강도
열용융 접착제의 메쉬접착강도를 평가하기 위하여 두 장의 덧버선 원단 사이에 정량된 접착제 펠렛을 170℃에서 용융 도포한 후, 130℃에서 30초 동안 60㎏f/㎠의 압력으로 프레스 작업을 진행하고 메쉬접착강도(㎏f/㎠)를 측정하였다.
(2) 융융흐름지수
용융흐름지수 측정기의 가열 실린더에 펠렛 타입의 접착제를 가득 채우고 160℃에서 약 5분간 녹였다. 3㎏의 추를 얹고 10분간 실린더를 통해 통과되는 접착제의 중량(g)을 측정하였다.
상기 표에서 알 수 있듯이, 본 발명의 접착제 조성물이 기존 제품보다 향상된 접착력과 흐름지수를 가지는 것을 확인할 수 있었으며, 생분해 저자극 수지를 사용한 경우에도 접착력과 흐름지수가 크게 떨어지지 않는 것을 확인할 수 있었다. 또한 나노 실리카를 혼합하는 경우 흐름지수가 크게 증가하는 것을 볼 수 있었다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 중량측정부를 도시한다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 중량측정부(900)는 중량하우징부재(910), 변형부재(920), 가이드부재(930), 승강부재(940), 연산부재(950) 및 표시부재(960)를 포함할 수 있다.
중량하우징부재(910)는 내부에 상측으로 개방된 설치공간(912)이 형성되고, 변형부재(920)는 하우징부재(910)의 설치공간(912)를 따라 상하방향으로 이동되며, 지지부(200)에 가해지는 하중에 의해 형상이 변형된다.
승강부재(940)는 변형부재(920)를 승강시키고, 위치를 유지시키게 되며, 연산부재(950)는 변형부재(920)의 변형신호를 송신 받아 지지부(200)무게를 연산하게 된다. 즉, 연산부재(950)는 변형 신호를 통해 지지부(200)의 가해지는 하중을 연산할 수 있으며, 지지부(200)에 가해지는 하중이 사용자가 설정한 하중 이상일 경우 클리닝부(100)의 동작을 멈추게 할 수 있다.
연산부재(950)에서 연산된 무게는 표시부재(960)에 의해 표시됨에 따라 지지부(200)에 가해지는 하중을 확인할 수 있다. 여기서, 승강부재(940)는 일 실시 예로, 회전봉(942)과 링크암(944)으로 구성된다. 회전봉(942)은 외주면을 따라 나사산이 형성되고, 중량하우징부재(910)에 회전 가능하도록 구비되고, 링크암(944)은 하우징부재(910)의 설치공간(912)에 구비되어 회전봉(942)의 회전에 의해 승강되어 변형부재(920)를 승강시킨 후 승강된 위치를 유지시키게 된다. 이러한 회전봉(942)은 사용자가 회전시키거나 모터에 의해 정역 회전된다. 그리고 중량하우징부재(910)의 설치공간(912)과 변형부재(920) 사이에 가이드부재(930)가 더 구비되어 승강되는 변형부재(920)를 기울어짐 없이 승강시킬 수 있다. 한편, 이와 같은 승강부재(940)는 일 실시 예이며, 유압이나 공압 등의 압력을 이용하거나 또는 다수의 기어가 치합되어 변형부재(920)를 승강시킬 수 있다면 경우에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(600)는, 클리닝부(100)의 작업 시, 변형부재(420)의 변형 신호를 수신한 연산부재(950)가 지지부(200)에 가해지는 하중이 사용자가 설정한 입력값 보다 초과된다고 연산하면, 클리닝부(100)의 물 또는 세정액 분사 작업을 중단시키고, 클리닝부(100)의 작업을 정지시키거나 회전브러쉬(110)만 작동시킬 수 있다. 이는 물 또는 세정액이 태양광모듈(100)에 남아있거나, 방출된 물 또는 세정액이 정상적으로 배출되지 못해 본 발명이 변형되거나 파손되는 것을 방지하기 위함이다.
제어부(600)는, 클리닝부(100)의 작업 시, 변형부재(420)의 변형 신호를 수신한 연산부재(950)가 지지부(200)에 가해지는 하중을 연산하여, 분사모듈(150)의 오작동 여부를 판단할 수 있다. 즉, 분사모듈(150)이 제대로 작동하지 않아 물이나 세정액을 태양광모듈(10)로 물 또는 세정액을 분사하지 않는 경우, 사용자에게 알람을 제공할 수 있다.
상술된 실시예들은 예시를 위한 것이며, 상술된 실시예들이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술된 실시예들이 갖는 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술된 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 명세서를 통해 보호받고자 하는 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1000: 청소장치가 구비된 태양광패널
10: 태양광패널
100: 클리닝부
200: 지지부
300: 인버터부
400: 무정전전원공급장치부
500: 탄성부
600: 제어부
700: 모니터링 서버부
800: 완충부
900: 중량측정부
10: 태양광패널
100: 클리닝부
200: 지지부
300: 인버터부
400: 무정전전원공급장치부
500: 탄성부
600: 제어부
700: 모니터링 서버부
800: 완충부
900: 중량측정부
Claims (2)
- 태양광모듈의 상면을 따라 이동하며, 상기 태양광모듈 표면의 오염물질을 제거하는 클리닝부를 포함하되,
상기 태양광모듈을 지지하며, 수직 프레임 및 수평 프레임으로 형성되는 지지부;
상기 태양광모듈로부터 입력되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하는 인버터부;
상기 태양광모듈에서 발생하는 전력량 및 상기 인버터부의 작동상황을 모니터링하고, 대응되는 상기 전력량 및 상기 작동상황에 관련된 모니터링신호를 생성하는 모니터링 서버부;
상기 모니터링 서버부의 전원입력모듈과 연결되며, 정전이 발생되었을 때 대체전력을 상기 모니터링 서버부의 전원입력모듈로 공급하는 무정전전원공급장치부; 및
상기 클리닝부, 상기 지지부, 상기 인버터부, 모니터링 서버부 및 상기 무정전전원공급장치부 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 클리닝부는, 회전운동을 통해 상기 태양광모듈의 상면을 청소하는 회전브러쉬; 상기 태양광모듈의 너비방향을 따라 연장되어 형성되며, 상기 회전브러쉬와 결합되고 하부에 롤러가 형성되는 하우징모듈; 상기 하우징모듈의 양 단에 형성되며, 하단부에 피니언 기어가 형성되는 체결모듈; 상기 태양광모듈 하면에 상기 태양광모듈의 길이방향을 따라 연장 형성되며, 상기 피니언 기어와 맞물리는 렉기어를 포함하여 상기 태양광모듈의 길이방향을 따라 하우징모듈 및 상기 회전브러쉬의 이동을 안내하는 가이드모듈; 상기 하우징모듈의 적어도 일 영역에 형성되며, 상기 태양광모듈의 상면에 세정액 또는 물을 분사하는 분사모듈; 상기 태양광모듈의 외주면을 따라 형성되며, 상기 분사된 세정액 또는 물의 배출을 가이드하는 배출모듈; 및 상기 하우징모듈의 하면에 형성되며, 상기 태양광모듈 상면에 위치한 이물질을 흡입 또는 흡착하는 흡착부; 및 상기 배출모듈 및 상기 흡착부와 연결 형성되어, 이물질을 걸러내는 거름부를 포함하고, 상기 분사모듈은, 상기 분사모듈의 내부에 형성되며, 상기 세정액의 이동을 가이드하는 제 1 가이드관; 상기 분사모듈의 내부에 형성되며, 상기 물의 이동을 가이드하는 제 2 가이드관; 및 상기 제 1 가이드관 및 상기 제 2 가이드관과 연결형성되어 상기 세정액 및 상기 물 중 어느 하나를 방출시키는 분사노즐을 포함하고,
상기 거름부는, 내부에 배출된 상기 세정액 및 상기 물을 모으고, 상기 흡착부를 통해 유입된 이물질을 모으는 저장모듈; 상기 저장모듈로 상기 세정액, 상기 물 및 상기 이물질을 공급하는 공급관; 상기 공급관과 연결되게 설치되어 상기 공급관으로 유입된 상기 세정액, 상기 물 및 상기 이물질이 상기 저장모듈로 배출되게 하는 배출관: 상기 각각의 배출관과 연결형성되는 여과부; 및 상기 저장모듈 내부에 형성되며, 상기 세정액 및 상기 물과 맞닿는 외주면에는 주름이 형성되며 내부에 냉각수가 유입되어 상기 세정액 및 상기 물의 온도를 조절하는 적어도 하나의 온도조절관을 포함하고,
상기 흡착부는, 상기 태양광모듈 상면에 위치한 이물질을 흡입 또는 흡착하는 다수의 흡입공, 상기 흡입공과 병렬적으로 소통되어 있는 연결공 및 상기 흡입공과 연결공을 연결하는 유로를 포함하는 가압대; 및 상기 흡입공에 각각 결합 형성되는 다수의 흡착판을 포함하고,
상기 무정전전원공급장치부는, 정전이 발생되었을 때 대체전력을 상기 모니터링 서버부의 전원입력모듈로 공급하는 무정전전원공급모듈; 상기 무정전전원공급모듈이 내부에 결합되며, 외주면의 적어도 일 영역에 결합돌기가 형성되는 내부프레임; 내부에 상기 내부프레임을 포함하며, 상기 결합돌기와 결합하는 결합홈이 형성되는 외부프레임; 및 상기 결합홈의 적어도 일 영역에 형성되며, 탄성력에 의하여 좌우 방향 또는 상하 방향으로 슬라이딩 이동하여 진동 또는 충격을 감쇄시키는 탄성부를 포함하고,
상기 탄성부는, 상기 결합돌기의 적어도 일 영역을 지지하는 받침 프레임; 상측에 안착된 상기 받침 프레임을 지지하며, 상기 받침 프레임으로부터 전달되는 진동이나 충격에 대응하여 탄성력에 의하여 좌우 방향 또는 상하 방향으로 슬라이딩 이동하여 진동 또는 충격을 감쇄시키는 네 개의 받침 플레이트; 상기 네 개의 받침 플레이트의 각각의 하부에 제1 프레임 및 제2 프레임의 두 개의 프레임이 회동 가능하도록 연결 설치되어 상기 받침 플레이트를 지지하고, 상기 제1 프레임 또는 상기 제2 프레임의 길이를 조절하여 상기 받침 플레이트에 의한 받침 프레임의 지지 위치를 결정하는 지지 프레임; 및 상기 제1 프레임의 하부가 상측면에 회동 및 수평 방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결 설치되고, 상기 제2 프레임의 하부가 일 측면에 회동 및 수직 방향 슬라이딩 이동이 가능하도록 연결 설치하며, 제1 프레임 또는 제2 프레임의 슬라이딩 이동 시 십자 탄성부 또는 수직 탄성부의 탄성력을 통해 진동 또는 충격을 흡수시키는 지지 기둥을 포함하는, 청소장치가 구비된 태양광패널. - 삭제
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