KR102032240B1 - 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배관을 통해 흐르는 물을 태양광 패널로 분사하는 세척부; 상기 배관 내로 고압의 공기를 주입하는 관청소부; 빗물과 외부에서 유입된 물이 저장되는 저장부;를 포함하여 구성되되, 상기 세척부는 상기 저장부에 저장된 물 또는 상수도로부터 공급된 물을 이용하여 태양광 패널로 분사하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템{SOLAR POWER SYSTEM WITH CLEANING AND COOLING FUNCTIONS}
본 발명은 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 태양광 패널에 물을 분사하여 세척이 이루어지도록 하여 태양광 패널의 수명을 연장시키고, 분사되는 물을 저장 및 이송시키는 배관 내에 고압의 공기를 주입하여 동파를 방지하며, 빗물이나 외부에서 유입되는 물을 저장한 후 태양광 패널의 세척에 활용 가능하게 함으로써, 세척에 이용되는 물의 낭비를 최소화할 수 있는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
일반적을 태양광 발전에 이용되는 패널은 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법으로, 햇빛에 노출되기 위해 실외에 설치된다.
이에, 외부로 노출되는 구조이기 때문에 태양광 패의 겉면에 각종 이물질이 접촉되기 쉽고, 이물질 접촉으로 인하여 집열(집광) 효율이 저하되는 문제점이 있다.
종래에는 태양관 패널에 부착된 이물질 등을 제거하기 위해 관리자가 수작업으로 직접 닦아 효율이 저하되는 것을 최소화하도록 작업이 이루어졌으나, 태양광 패널은 주로 건축물의 옥상이나 주차장의 지붕 등 사용자의 접근이 용이하지 않은 높은 곳에 설치되기 때문에 이물질을 닦아내는 수작업 또한 작업 난이도가 높은 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하고자 태양광 패널의 세척을 위한 다양한 기술이 개발되었다.
이러한 세척 기술 중 하나로 종래에는 태양광 패널의 표면에 물을 분사하여 세척이 이루어지도록 하는 기술이 개발되었으나, 단순히 물을 분사하는 것만으로는 세척 효율이 낮고, 상수도를 이용하여 이물질이 혼합되지 않은 수돗물 등을 세척에 이용함으로써, 수돗물 사용 과도로 인한 물 낭비 및 비용이 증대되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2016-0086128호(2015.07.27.)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 태양광 패널에 물을 분사하여 세척이 이루어지도록 하여 태양광 패널의 수명을 연장시키고, 빗물이나 외부에서 유입되는 물을 저장한 후 태양광 패널의 세척에 활용 가능하게 함으로써, 세척에 이용되는 물의 낭비를 최소화할 수 있는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 세척을 위한 물이 흐르는 배관에 고압의 공기를 주입함으로써, 배관 내부를 용이하게 청소하고, 겨울철 동파를 방지할 수 있는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템을 제공할 수 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템은 배관을 통해 흐르는 물을 태양광 패널로 분사하는 세척부; 배관 내로 고압의 공기를 주입하는 관청소부; 빗물과 외부에서 유입된 물이 저장되는 저장부;를 포함하여 구성되되, 세척부는 저장부에 저장된 물 또는 상수도로부터 공급된 물을 이용하여 태양광 패널로 분사하는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템을 제공함으로써, 기술적 과제를 해결하고자 한다.
본 발명은 태양광 패널에 물을 분사하여 세척이 이루어지도록 하여 태양광 패널의 수명을 연장시키고, 빗물이나 외부에서 유입되는 물을 저장한 후 태양광 패널의 세척에 활용 가능하게 함으로써, 세척에 이용되는 물의 낭비를 최소화할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
또한, 세척을 위한 물이 흐르는 배관에 고압의 공기를 주입함으로써, 배관 내부를 용이하게 청소하고, 겨울철 동파를 방지할 수 있는 현저한 효과를 보유하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 세척부가 동작되는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 저장부를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6에서 A-A`를 나타낸 단면도이다.
도 8은 도 6에서 B-B`를 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 포집조를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 회동부를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 회동부가 동작되는 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 회동부의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 공기분사부가 구비된 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 흡착부를 나타낸 사시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 흡착부를 나타낸 측면측 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 커버가 개폐되는 예를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예들에 대한 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 기술 분야에서 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 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 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 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항, 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.
먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 방향(예를 들어 "전", "후", "좌", "우", "위", "아래", "상", "하", "횡", "종", "정면", "배면", "일측", "타측", "내측" 및 "외측") 등과 같은 용어들에 관하여 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않으며, 이러한 방향의 기재는 첨부된 도면을 참조하여 구성간의 설명을 용이하게 하기 위함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템은 태양광 패널(10)에 물을 분사하여 세척이 이루어지도록 하여 태양광 패널(10)의 수명을 연장시키고, 분사되는 물을 저장 및 이송시키는 배관(120) 내에 고압의 공기를 주입하여 동파를 방지하며, 빗물이나 외부에서 유입되는 물을 저장한 후 태양광 패널(10)의 세척에 활용 가능하게 함으로써, 세척에 이용되는 물의 낭비를 최소화할 수 있는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템의 정면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템의 측면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 세척부가 동작되는 예를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템은 세척부(100), 관청소부(200), 저장부(300), 회동부(400), 공기분사부(500) 및 흡착부(600)를 포함하여 구성된다.
세척부(100)는 배관(120)을 통해 흐르는 물이 외부에 구비된 태양광 패널(10)로 분사되도록 하는 기능을 수행하는 것으로, 프레임(110), 배관(120) 및 분사부재(130)를 포함하여 구성된다.
이러한 세척부(100)는 첨부된 도면에도 도시된 바와 같이, 태양광 패널(10) 외부에 구비되는 것이 바람직하며, 배출되는 물이 물이 태양광 패널(10)로 분사되도록 하여 상기 태양광 패널(10)의 겉면이 세척되도록 한다.
프레임(110)은 태양광 패널(10)의 측면에 결합되는 것으로, 후술되는 배관(120)이 태양광 패널(10)의 상단에 위치할 수 있도록 한다.
이러한 프레임(110)은 원형관 또는 사각관 등 내부에 공간이 형성되도록 이루어질 수 있으며, 후술되는 배관(120)과 연결되어 이송되는 물이 프레임(110) 내부 공간을 통과하여 배관(120)으로 이송되도록 하거나 또는 프레임(110) 내부 공간에 물이 이송될 수 있는 별도의 호스(도면에 미표시)가 구비되어 호스와 배관(120)이 연결되도록 구성될 수 있다.
배관(120)은 프레임(110) 끝단에 결합되어 태양광 패널(10)의 상단에 위치하는 것으로, 후술되는 저장부(300)로부터 물이 이송되도록 한다.
분사부재(130)는 배관(120)에 하나 이상 형성되어 배관(120)으로 이송된 물이 태양광 패널(10)로 분사되도록 하는 것으로, 몸체(131), 배관연결부(132) 및 분사유닛(133)을 포함하여 구성된다.
즉 세척부(100)는 분사부재(130)를 통해 태양광 패널(10)의 겉면으로 물이 분사됨으로써, 태양광 패널(10)의 세척이 이루어지도록 한다.
몸체(131)는 도 5를 참조하여 설명하면, 상측과 하측이 개구되어 형성되고, 일측 개구부에는 배관(120)과 연결되는 배관연결부(132)가 결합되며, 타측 개구부에는 분사유닛(133)이 설치된다.
배관연결부(132)는 일측은 배관(120)에 결합되고, 타측은 몸체(131)에 결합되어 배관(120)을 흐르는 물이 몸체(131)로 이송되도록 한다.
이러한 몸체(131)와 배관연결부(132)의 결합은 나선결합방식으로 결합되도록 이루어질 수 있으며, 몸체(131)의 일측 내주면에는 제1나사부(131a)가 형성되고, 배관연결부(132)의 타측 외주면에는 제1나사부(131a)에 나선결합되는 제2나사부(132a)가 형성될 수 있다.
이때, 몸체(131)와 배관연결부(132)는 제1나사부(131a)와 제2나사부(132a)가 나선결합되어 직접 연결되거나 또는 별도의 연결관(도면에 미표시)에 의해 길이가 연장되도록 연결되어 구성될 수 있다.
나아가, 배관연결부(132)의 일측은 배관(120)과의 연결을 위한 제3나사부(132b)가 형성될 수 있다.
분사유닛(133)은 몸체(131)의 타측에 결합되는 것으로, 상기 몸체(131)와 연결되는 일측이 개구된 원통형으로 형성된다.
이러한 분사유닛(133)은 표면에 다수의 분사공(133b)이 형성된 원통부(133a)가 형성된다. 바람직하게는, 원통부(133a)는 외측으로 볼록한 형태로 이루어지는 것으로, 볼록한 형태에 의해 곡선면이 형성되고, 다수의 분사공(133b)은 원통부(133a)의 곡선면을 따라 형성됨으로써, 다수의 분사공(133b)으로부터 분사되는 물은 태양광 패널(10)의 넓은 면적에 대응하여 입자 형태로 분사된다.
즉 배관(120)으로부터 이송된 물은 배관연결부(132)와 몸체(131) 및 분사유닛(133)을 순차적으로 통과하여 외부로 배출되되, 원통부(133a)에 형성된 다수의 분사공(133b)을 통해 태양광 패널(10) 정면으로 물 분사가 이루어지도록 하면서도 측면을 통해 방사상으로 물이 분사되도록 하여 태양광 패널(10)의 넓은 면적에서 세척이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 다수의 분사공(133b)을 통해 물이 분사됨에 따라 몸체(131)로 공급된 물을 강한 압력으로 분사시킬 수 있어 태양광 패널(10)의 겉면에서 굳은 이물질 등을 용이하게 제거할 수 있게 된다.
설계조건에 따라, 배관(120)으로 물이 공급되도록 하는 관 및 밸브 등의 구성은 본 명세서에서 특별히 언급하지 않았으나, 통상의 기술자에게 자명한 사항이므로 필요에 따라 함께 구성될 수 있음은 물론이다.
즉 배관(120)으로 물이 이송되도록 하는 별도의 관이 구비될 수 있으며, 바람직하게는, 상기 관은 후술되는 저장부(300)와 연결되어 상기 저장부(300)로부터 배관(120)으로 물이 이송되도록 구성될 수 있고, 이때, 관에는 밸브가 구비되어 선택적으로 배관(120)으로 물이 이송되도록 할 수 있음은 물론이다.
관청소부(200)는 배관(120) 내로 고압의 공기를 주입하는 기능을 수행한다.
이러한 관청소부(200)는 배관(120) 내로 고압의 공기를 주입함으로써, 세척을 위한 물이 흐르는 배관(120) 및 분사부재(130) 내부를 용이하게 청소할 수 있도록 하고, 물이 이송되는 통로를 세척하여 이물질에 의해 막히거나 또는 겨울청 동파에 의해 막히는 현상을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 태양광 패널(10) 세척을 위해 분사되는 물은 일반적으로 상수도 등과 연결되어 수돗물 등이 이용될 수 있으나, 일반적으로 수돗물만을 세척에 사용하는 경우, 소모량이 매우 많아 경제적인 부담으로 다가오는 문제점이 있다.
이에, 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템은 빗물이나 이미 세척을 위해 사용된 물과 같이 외부에서 유입된 물 등을 이용하여 세척에 이용함으로써, 소모되는 수돗물의 양을 최소화할 수 있도록 저장부(300)가 구비될 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 9를 참조하여 저장부(300)에 대해 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 저장부를 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 6에서 A-A`를 나타낸 단면도이고, 도 8은 도 6에서 B-B`를 나타낸 단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 포집조를 나타낸 사시도이다.
저장부(300)는 빗물과 외부에서 유입된 물이 저장되어 상기 세척부(100)에서 태양광 패널(10)의 세척을 위한 물로 이용될 수 있도록 하는 것으로, 집수조(310), 포집조(320) 및 세척조(330)를 포함하여 구성된다.
집수조(310)는 빗물과 외부에서 유입된 물을 수집하는 기능을 수행하는 것으로, 배출 통로(311)를 포함하여 구성된다.
이러한 집수조(310)는 도 6을 참조하여 설명하면, 상단은 포집에 용이하도록 상측에서 하측으로 경사지게 형성된 경사면이 형성되고, 내부는 빗물과 외부에서 유입된 물이 저장되도록 공간이 형성될 수 있다.
배출 통로(311)는 집수조(310)의 바닥에 외부와 연통되도록 연결되어 상기 집수조(310)에 저장된 물이 외부로 배출되도록 한다. 바람직하게는, 세척부(100)와 연결되도록 구성되거나 또는 정화조(340)에 연결되도록 구성될 수 있으며, 세척부(100)와 연결된 경우, 집수조(310)에 저장된 빗물과 외부에서 유입된 물이 세척부(100)로 이송되어 세척에 이용되도록 하거나 또는 정화조(340)와 연결된 경우, 혼합된 오염물질이 제거되도록 구성될 수 있다.
이에, 집수조(310)에서 수집되어 저장된 물은 배출 통로(311)를 통해 후술되는 포집조(320)로 이송되어 물에 혼합된 이물질이 여과되도록 한다.
포집조(320)는 집수조(310)에서 수집된 빗물과 외부에서 유입된 물에 혼합된 이물질을 여과하는 기능을 수행하는 것으로, 스크류부재(321)를 포함하여 구성된다.
스크류부재(321)는 집수조(310)의 내부 공간과 외부를 연결하는 배출 통로(311) 상에 위치하는 것으로, 회전 가능하도록 구성된다.
이러한 스크류부재(321)는 집수조(310)에 형성된 배출 통로(311)의 끝단에 접촉되도록 구성될 수 있다. 즉 도 7에 도시된 바와 같이, 집수조(310)의 바닥면과 연결되도록 형성된 배출 통로(311)의 끝단에 접촉되도록 구성됨으로써, 스크류부재(321)의 나사산 끝단은 상기 배출 통로(311)와 접하게 되고, 나사골이 형성되는 공간을 통해 집수조(310)에 저장된 물이 배출 통로(311)를 통해 배출되도록 한다.
이에, 스크류부재(321)는 배출 통로(311)에 인접하게 위치됨으로써, 물과 혼합되어 있던 오염물질은 스크류부재(321)의 좁게 형성된 나사골이 형성되는 공간을 통과하지 못하도록 제한하고, 오염물질이 제거된 물은 나사골이 형성되는 공간을 통해 배출 통로(311)를 통하여 빠져나갈 수 있도록 한다.
이때, 스크류부재(321)는 회전 가능하도록 구성되되, 길이가 긴 방향으로 이동되지 않도록 별도의 브라켓에 의해 설치될 수 있다.
이는, 스크류부재(321)가 설치된 위치에서 이동이 발생될 경우, 스크류부재(321)가 차단하고 있는 배출 통로(311)의 유로 단면적이 넓어지게 되어 집수조(310)에 저장된 물과 혼합되어 있는 오염물질이 함께 외부로 방출될 수 있기 때문에, 스크류부재(321)의 이동이 제한되도록 구성되는 것이 바람직하다.
설계조건에 따라, 스크류부재(321)의 회전은 모터 등에 의해 이루어지도록 구성될 수 있으며, 상세하게는, 양방향 회전이 가능한 모터에 의해 회전이 이루어지도록 구성될 수 있다.
세척조(330)는 포집조(320)에 부착된 이물질을 제거하는 기능을 수행하는 것으로, 슬라이드바(331) 및 슬라이드 가이드(332)를 포함하여 구성된다.
상세하게는, 스크류부재(321)에 형성된 나사산 및 나사골과 맞물려 마찰에 의해 접촉된 오염물질을 청소할 수 있도록 한다.
슬라이드바(331)는 스크류부재(321)의 회전에 대응하여 좌,우 방향으로 슬라이드 이동되는 것으로, 외주면에 스크류부재(321)와 맞물리도록 나사산과 나사골이 형성된다.
슬라이드 가이드(332)는 슬라이드바(331)를 가이드하는 기능을 수행하는 것으로, 상기 슬라이드바(331)가 스크류부재(321)의 회전에 의해 좌,우 방향으로 슬라이드 이동되는 과정에서 상기 슬라이드 가이드(332)를 타고 좌,우로 안정되게 슬라이드 이동되도록 함으로써, 스크류부재(321)와 밀착된 상태가 유지되도록 가이드하는 기능을 수행한다.
상세히 설명하면, 스크류부재(321)의 상측에 슬라이드 가이드(332)를 타고 좌,우로 슬라이드 이동 가능한 슬라이드바(331)를 위치시키고, 나사산과 나사골에 의해 서로 맞물린 형태로 구비되는 스크류부재(321)와 슬라이드바(331)는 서로 맞물리게 됨으로써, 마찰에 의해 청소가 이루어지도록 한다.
즉 집수조(310)에 저장된 물이 배출 통로(311)를 통해 외부로 빠져나가는 과정에서 스크류부재(321)의 나사골이 형성된 공간을 통해 물은 빠져나가고, 오염물질은 스크류부재(321)에 부착되어 함께 회전되되, 상기 스크류부재(321)와 맞물리도록 구비된 슬라이드바(331)에 의해 탈락되어 청소가 이루어지도록 한다.
이때, 슬라이드바(331)에 의해 스크류부재(321)로부터 탈락된 오염물질은 별도의 공간에 포집되어 용이하게 제거가 이루어지도록 구성될 수 있다.
설계조건에 따라, 저장부(300)는 도 1을 참조하여 설명하면, 세척부(100)에서 사용된 물을 정화한 후 방출시키는 정화조(340)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 정화조(340)는 폐수 집수조(341), 침전조(342) 및 방류조(343)를 포함하여 구성된다.
이때, 정화조(340)는 다수의 태양광 패널(10)이 구비되는 경우, 각각의 태양광 패널(10)에서 세척이 완료된 후 사용된 물이 모두 집수되도록 구성될 수 있으며, 사용된 물이 이송될 수 있도록 각각의 태양광 패널(10)과 호퍼나 배관 등에 의해 연결되도록 구성될 수 있음은 물론이다.
폐수 집수조(341)는 세척부(100)에서 사용된 물이 집수되도록 한다.
침전조(342)는 폐수 집수조(341)로 유입된 물에 합유된 오염물질이 침전되도록 한다.
방류조(343)는 침전조(342)에서 오염물질이 제거된 물을 저장 후 일정 시점에 방출되도록 한다.
이러한 구성에 따라, 정화조(340)는 태양광 패널(10) 세척시 사용된 물이 그대로 방류될 경우, 주변 환경을 오염시킬 수 있는 2차 오염이 발생되는 문제점을 미연에 방지하고자, 세척에 사용된 후 오염물질이 혼합된 폐수를 집수조(310)에서 모으고, 침전조(342)에서 오염물질을 침전시키기 적함한 양의 물을 집수조(310)로부터 유입받아 오염물질을 침전시킨 후, 방류조(343)에서 오염물질이 제거된 물을 저장하여 강가나 주변 지역 등에 방류시킴으로써, 환경 피해를 최소화할 수 있다.
바람직하게는, 정화조(340)에서 오염물질이 제거된 물은 다시 세척부(100)로 이송되어 세척을 위한 용도로 활용되도록 구성될 수 있다.
한편, 도 2 내지 4는 태양광 패널(10)의 측면에 프레임(110)의 일단이 결합된 형태로 이루어진 구성을 도시하였으나, 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 레일로 이루어진 회동부(400)를 통해 프레임(110)이 회동되도록 함으로써, 상기 프레임(110)의 타단에 결합된 배관(120)이 선택적으로 태양광 패널(10)의 정면, 배면, 평면, 저면측을 향하도록 하여 태양광 패널(10)의 다양한 위치에 물이 분사되도록 할 수 있다.
이러한 회동부(400)의 구성을 첨부된 도 10 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 회동부가 동작되는 예를 나타낸 도면이며, 도 11은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 회동부가 동작되는 다른 예를 나타낸 도면이고, 도 12는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 회동부의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
회동부(400)는 세척부(100)에 구비되는 프레임(110)을 회동시켜 분사부재(130)로부터 분사되는 물이 태양광 패널(10)의 다양한 위치로 분사되도록 하는 기능을 수행한다.
상세하게는, 태양광 패널(10)의 양측 각각에 제1레일(410)과 제2레일(420)이 배열된 형태로 이루어지되, 제1레일(410)은 외측으로 돌출된 형태의 제1돌기(411)가 상기 제1레일(410)을 따라 슬라이드 이동되도록 이루어지며, 제2레일(420)은 외측으로 돌출된 형태의 제2돌기(421)가 상기 제2레일(420)을 따라 슬라이드 이동되도록 이루어질 수 있다.
이러한 제1돌기(411)와 제2돌기(421)는 각각 프레임(110)에 형성된 회동홈(111)과 슬라이드홈(112)이 끼워지게 된다.
이때, 회동홈(111)은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 제1돌기(411)에 끼워져 회동축 기능을 수행함으로써, 상기 제1돌기(411) 및 회동홈(111)을 회동축으로 하여 프레임(110)이 회동되도록 하고, 슬라이드홈(112)은 프레임(110)의 길이방향으로 긴 타원형으로 형성되어, 상기 슬라이드홈(112)에 끼워진 제2돌기(421)가 슬라이드 이동되도록 한다.
이와 같은 구성으로 이루어진 회동부(400)는 제1레일(410)에 제1돌기(411)가 슬라이드 이동되고, 제2레일(420)에 제2돌기(421)가 슬라이드 이동되며, 제1돌기(411)가 프레임(110)의 회동홈(111)에 끼워지고, 제2돌기(421)가 긴 타원형으로 형성된 프레임(110)의 슬라이드홈(112)에 끼워져 슬라이드 이동되도록 링크결합되어 이루어질 수 있다.
이러한 회동부(400)가 동작되는 예를 도 11을 참조하여 설명하면, 제1돌기(411)는 제1레일(410)을 따라 태양광 패널(10)의 상측 방향으로 슬라이드 이동되고, 제2돌기(421)는 제1돌기(411)와 반대로, 제2레일(420)을 따라 태양광 패널(10)의 하측 방향으로 슬라이드 이동되면, 도 11에서와 같이, 프레임(110)은 회동홈(111)과 제1돌기(411)를 회동축으로 하여 반시계방향으로 회동되고, 제2돌기(421)는 슬라이드홈(112)을 따라 상기 슬라이드홈(112)의 상측으로 이동됨으로써, 프레임(110)의 끝단에 결합된 배관(120)은 태양광 패널(10)의 하단측을 향하도록 회동된다.
이는, 태양광 패널(10)이 경사진 형태로 구비된 경우, 태양광 패널(10)의 상단에서 분사부재(130)로부터 물이 분사되도록 하면, 상기 태양광 패널(10)의 상단면 경사에 의해 하측으로 흘러내려 이송되는데, 이때, 태양광 패널(10)의 하단측에 접촉된 물은 뭉치는 현상이 발생되어 쉽게 제거되지 않아 물떼를 형성시키고, 부식을 야기하는 문제점이 발생될 수 있기 때문에, 회동부(400)를 조작하여 배관(120)이 태양광 패널(10)의 하단측을 향하도록 하고 태양광 패널(10)의 하단측을 향하도록 물을 분사함으로써, 태양광 패널(10)의 상단면 전체에 걸쳐 고르게 분사되도록 하여 세척이 이루어지도록 할 수 있다.
다른 예로, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1레일(410)의 끝단에 곡선레일(430)이 연장된 형태로 이루어지되, 제1돌기(411)가 제1레일(410)에 슬라이드 이동되는 과정에서 상기 곡선레일(430)까지 슬라이드 이동됨으로써, 프레임(110) 끝단에 구비된 배관(120)이 태양광 패널(10)의 뒷면에 위치되도록 할 수 있다.
이에, 여름과 같이 고온의 열에 의해 태양광 패널(10)이 가열된 경우, 태양광 패널(10) 뒷면으로 물을 분사함으로써, 온도를 저하시켜 태양광 패널(10)을 식히는 효과를 기대할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 공기분사부가 구비된 예를 나타낸 도면이다.
공기분사부(500)는 세척부(100)의 배관(120)에 결합되어 태양광 패널(10)로 고압의 공기를 분사하는 기능을 수행한다.
즉 공기분사부(500)는 도 13에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(10)로 고압의 공기를 분사함으로써, 세척부(100)에서 물이 분사되어 세척이 이루어지기 전, 먼지와 같은 이물질 등의 일부가 먼저 제거되도록 하거나 또는 세척부(100)에서 물이 분사되어 세척이 완료된 후, 드라이 기능을 수행하여 분사된 물이 고여 물떼가 끼거나 부식을 야기하는 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 한다.
또한, 세척부(100)의 분사부재(130)에서 물이 분사되는 동시에 공기분사부(500)로부터 고압의 공기가 분사되도록 함으로써, 상기 분사부재(130)에서 분사되는 물이 외부에서 불어오는 바람 등의 다양한 요인에 의해 태양광 패널(10) 상측에 제대로 분사되지 않는 경우, 공기분사부(500)로부터 분사된 고압의 공기가 태양광 패널(10) 측으로 향하도록 하여 분사되는 물이 태양광 패널(10) 상측에 안뿌려지는 것을 방지할 수 있다. 즉 분사부재(130)로부터 분사되는 물의 방향을 고압의 공기로 용이하게 제어할 수 있다.
나아가, 공기분사부(500)는 프레임(110)이 회동되는 과정에서 배관(120)과 함께 회동되어 태양광 패널(10)로 고압의 공기가 분사되는 방향이 조절가능함에 따라, 태양광 패널(10) 뒷면으로도 고압의 공기가 분사되도록 함에 따라, 여름과 같이 온도 상승에 따라 가열된 태양광 패널(10)의 열을 식혀주는 기능을 수행할 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 흡착부를 나타낸 사시도이며, 도 15는 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 흡착부를 나타낸 측면측 단면도이고, 도 16은 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템에서 커버가 개폐되는 예를 나타낸 도면이다.
흡착부(600)는 도 14에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(10)의 상측에 구비되되, 동작에 따라 태양광 패널(10) 겉면에 점착된 이물질을 흡착하는 기능을 수행하는 것으로, 흡착부 가이드(610), 하우징(620), 롤러부재(630), 흡착부재(640), 탄성부재(650) 및 커버(660)를 포함하여 구성된다.
흡착부 가이드(610)는 태양광 패널(10)의 양측에 형성되어 후술되는 하우징(620)이 상기 흡착부 가이드(610)를 따라 슬라이드 이동되도록 한다.
이러한 흡착부 가이드(610)는 도 14에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(10)의 양측에 형성되어 후술되는 하우징(620)의 양 끝단이 각각 결합되고, 흡착부 가이드(610)의 길게 형성된 길이방향을 따라 슬라이드 이동되도록 한다.
이때, 흡착부 가이드(610)는 첨부된 도면에 도시된 바와 같이, 레일 형태로 이루어질 수 있다.
하우징(620)은 흡착부 가이드(610)를 따라 슬라이드 이동되는 것으로, 상,하측으로 상승 또는 하강 되도록 구성될 수 있다.
이에, 하우징(620)이 상승되면, 상기 하우징(620) 끝단에 결합되는 흡착부재(640)는 태양광 패널(10)로부터 이격되고, 반대로, 하강되면, 흡착부재(640)가 태양광 패널(10)의 겉면에 접촉되도록 한다.
설계조건에 따라, 하우징(620)은 도 14에 도시된 바와 같이, 상승 또는 하강되도록 별도의 브라켓(621)에 설치될 수 있다.
이러한 브라켓(621)은 흡착부 가이드(610)를 따라 슬라이드 이동되되, 하우징(620)이 상승 또는 하강되도록 한다.
바람직하게는, 한 쌍으로 이루어져 흡착부 가이드(610) 각각에 결합되고, 하우징(620)의 양 끝단이 지지되도록 구성될 수 있다.
롤러부재(630)는 도 15를 참조하여 설명하면, 하우징(620) 내부에 회전가능하도록 구비되는 것으로, 후술되는 흡착부재(640)가 권취되도록 한다.
이러한 롤러부재(630)는 태양광 패널(10)의 좌,우측 길이방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하며, 하우징(620)이 하강되어 흡착부 가이드(610)를 따라 슬라이드 이동되는 과정에서 태양광 패널(10)의 겉면에 접촉된 채 회전된다.
이때, 롤러부재(630)는 하우징(620)으로부터 탈부착이 가능하도록 구성될 수 있음은 물론이다.
이에, 하우징(620)으로부터 롤러부재(630)가 분리되면 후술되는 흡착부재(640)를 교환하여 사용할 수 있도록 할 수 있다.
흡착부재(640)는 롤러부재(630)에 권취되는 것으로, 접착성 테이프로 이루어질 수 있다.
이에, 하우징(620)이 태양광 패널(10) 측으로 하강되면, 흡착부재(640)는 태양광 패널(10)에 접촉되고, 흡착부 가이드(610)를 따라 하우징(620)이 슬라이드 이동되는 동시에 롤러부재(630)가 회전됨에 따라, 흡착부재(640)의 접착력에 의해 태양광 패널(10) 겉면에 점착된 이물질 등을 흡착하여 청소가 이루어지도록 한다.
탄성부재(650)는 롤러부재(630)를 하우징(620)의 외측으로 탄성지지하는 기능을 수행한다.
이는, 롤러부재(630)에 권취된 흡착부재(640)는 일부분씩 절단하여 사용이 가능한 소모성 구성으로, 반복 사용되는 과정에서 일부분이 제거되면, 흡착부재(640)의 부피가 감소하게 되어 태양광 패널(10)의 겉면으로부터 이격이 발생됨에 따라 흡착이 이루어지지 않는 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 하기 위해서 탄성부재(650)의 탄성력에 의해 롤러부재(630)를 태양광 패널(10) 측으로 탄성지지함으로써, 흡착부재(640)가 태양광 패널(10)에 접촉된 상태를 유지할 수 있도록 한다.
커버(660)는 하우징(620) 일부를 개폐하도록 끝단에 구비되는 것으로, 하우징(620)이 상승되어 태양광 패널(10)에 흡착부재(640)가 접촉되지 않는 동안에는 상기 흡착부재(640)가 외부로 노출되는 것을 차단하여 안정되게 보관되도록 하고, 흡착부재(640)의 접착력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
설계조건에 따라, 커버(660)는 하우징(620)이 상승 또는 하강되는 과정에서 하우징(620)의 높이 변화에 따라 자동으로 개폐되도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 커버(660)는 하우징(620)의 끝단 일측에 회동 가능하도록 결합되되, 회동축을 중심으로 커버(660)를 연결하는 부분에 나사산이 형성되고, 상기 나사산에 대응되는 나사산이 브라켓(621)에 형성됨으로써, 하우징(620)이 하강되는 과정에서 브라켓(621)에 형성된 나사산에 커버(660)의 회동축에 형성된 나사산이 맞물리게 됨으로써, 커버(660)는 회동축을 기준으로 회동되어 하우징(620) 끝단이 열리도록 하고, 이에, 하우징(620) 내부에 구비된 롤러부재(630) 및 흡착부재(640)가 외부로 노출되어 태양광 패널(10)의 겉면에 접촉되도록 한다.
반대로, 하우징(620)이 상승되면, 커버(660)가 회동되어 하우징(620) 측으로 회동되어 닫히게 됨으로써, 하우징(620) 내부에 구비된 롤러부재(630) 및 흡착부재(640)가 외부로 노출되는 것을 차단하여 안정되게 보관되도록 한다.
또한, 설계조건에 따라, 본 발명에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템은 모든 구성의 동작을 제어하는 제어부(700)가 구비될 수 있다.
이러한 제어부(700)는 각 구성들의 동작을 제어하는 기능을 수행하되, 무선통신이 가능하도록 이루어질 수 있다.
예를 들어, 외부에서 단말기와 무선통신이 가능하도록 함으로써, 시스템의 전체적인 동작과정을 외부에서 모니터링 하고, 컨트롤(control)할 수 있도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 따른 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템은 태양광 패널(10)에 물을 분사하여 세척이 이루어지도록 하거나 또는 고압의 공기를 분사하여 드라이 기능이나 먼지 제거 기능을 수행하거나 또는 흡착부(600)의 흡착력을 이용하여 태양광 패널(10) 겉면에 점착된 이물질을 흡착함으로써, 태양광 패널(10)의 청소가 효율적으로 이루어지도록 하고, 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 태양광 패널(10)의 세척을 위해 물 분사, 고압의 공기 분사 또는 흡착이 선택적으로 1차 내지 3차에 걸쳐 이루어지도록 함으로써, 효과적인 세척이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 태양광 패널(10)의 세척이 이용되는 물은 빗물이나 외부에서 유입되는 물을 저장한 후 이를 활용 가능하게 함으로써, 세척에 이용되는 물의 낭비를 최소화할 수 있다.
또한, 세척을 위한 물이 흐르는 배관(120)에 고압의 공기를 주입함으로써, 배관(120) 내부를 용이하게 청소하고, 겨울철 동파를 방지할 수 있다.
또한, 무선통신이 가능한 제어부(700)가 구비됨으로써, 외부에서 단말기와 무선통신이 가능하도록 하여 시스템의 전체적인 동작과정을 모너터링 하고, 컨트롤(control)할 수 있도록 하여 효율적인 운용이 가능한 이점이 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 알 수 있다.
10 : 태양광 패널 100 : 세척부
110 : 프레임 111 : 회동홈
112 : 슬라이드홈 120 : 배관
130 : 분사부재 131 : 몸체
131a : 제1나사부 132 : 배관연결부
132a : 제2나사부 132b : 제3나사부
133 : 분사유닛 133a : 원통부
133b : 분사공 200 : 관청소부
300 : 저장부 310 : 집수조
311 : 배출 통로 320 : 포집조
321 : 스크류부재 330 : 세척조
331 : 슬라이드바 332 : 슬라이드 가이드
340 : 정화조 341 : 폐수 집수조
342 : 침전조 343 : 방류조
400 : 회동부 410 : 제1레일
411 : 제1돌기 420 : 제2레일
421 : 제2돌기 430 : 곡선레일
500 : 공기분사부 600 : 흡착부
610 : 흡착부 가이드 620 : 하우징
621 : 브라켓 630 : 롤러부재
640 : 흡착부재 650 : 탄성부재
660 : 커버 700 : 제어부

Claims (10)

  1. 배관(120)을 통해 흐르는 물을 태양광 패널(10)로 분사하는 세척부(100);
    상기 배관(120) 내로 고압의 공기를 주입하는 관청소부(200);
    빗물과 외부에서 유입된 물이 저장되는 저장부(300); 및
    상기 프레임(110)을 회동시키는 회동부(400);를 포함하여 구성되되,
    상기 세척부(100)는
    태양광 패널(10)의 측면에 결합되는 프레임(110);
    상기 프레임(110) 끝단에 결합되어 태양광 패널(10)의 상단에 위치하며, 상기 저장부(300)로부터 물이 이송되도록 하는 배관(120);
    상기 배관(120)에 하나 이상 형성되어 배관(120)으로 이송된 물이 태양광 패널(10)로 분사되도록 하는 분사부재(130);를 포함하여 구성되되,
    상기 저장부(300)에 저장된 물 또는 상수도로부터 공급된 물을 이용하여 태양광 패널(10)로 분사하는 것을 특징으로 하고,
    상기 회동부(400)는
    태양광 패널(10)에 결합되는 프레임(110)의 일단을 회동축으로 하여 프레임(110)이 회동되도록 하며, 상기 프레임(110)이 회동되면, 타단에 결합된 배관(120)이 선택적으로 태양광 패널(10)의 정면, 배면, 평면, 저면측을 향하도록 하는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 배관(120)에 결합되어 태양광 패널(10)로 고압의 공기를 분사하는 공기분사부(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 저장부(300)는
    빗물과 외부에서 유입된 물을 수집하는 집수조(310);
    수집된 빗물과 외부에서 유입된 물에 혼합된 이물질을 여과하는 포집조(320); 및
    상기 포집조(320)에 부착된 이물질을 제거하는 세척조(330);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 집수조(310)는
    수집된 빗물과 외부에서 유입된 물이 세척부(100)로 이송되도록 하는 배출 통로(311);를 포함하여 구성되고,
    상기 포집조(320)는
    상기 배출 통로(311)에 인접하여 회전 가능하도록 구비되는 스크류부재(321);를 포함하여 구성되며,
    상기 세척조(330)는
    상기 스크류부재(321)의 회전에 대응하여 좌,우 방향으로 슬라이드 이동되는 슬라이드바(331); 및
    상기 슬라이드바(331)를 가이드하는 슬라이드 가이드(332);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 저장부(300)는
    상기 세척부(100)에서 사용된 물을 정화한 후 방출시키는 정화조(340);를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 정화조(340)는
    상기 세척부(100)에서 사용되는 물이 집수되는 폐수 집수조(341);
    상기 폐수 집수조(341)로 유입된 물에 함유된 오염물질이 침전되는 침전조(342); 및
    상기 침전조(342)에서 오염물질이 제거된 물을 저장 후 방출하는 방류조(343);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양광 패널(10)의 상측에 구비되어 태양광 패널(10) 겉면에 점착된 이물질을 흡착하는 흡착부(600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 흡착부(600)는
    흡착부 가이드(610);
    상기 흡착부 가이드(610)를 따라 슬라이드 이동되는 하우징(620);
    상기 하우징(620) 내부에 회전가능하도록 구비되는 롤러부재(630);
    상기 롤러부재(630)에 권취되는 흡착부재(640);
    상기 롤러부재(630)를 하우징(620) 외측으로 탄성지지하는 탄성부재(650); 및
    상기 하우징(620) 일부를 개폐하도록 끝단에 구비되는 커버(660);를 포함하여 구성되되,
    상기 하우징(620)은 상,하측으로 상승 또는 하강 가능하도록 구성되며, 하강되면, 커버(660)가 개방되어 흡착부재(640)가 태양광 패널(10)의 겉면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 세척 및 냉각 기능이 구비된 태양광 발전 시스템.
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