KR102035336B1 - 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판 - Google Patents

태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판 Download PDF

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Abstract

태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판에 관한 발명이다. 본 발명의 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판은, 본체부; 및 다수의 셀(Cell)을 구비하되 상기 본체부의 입체식으로 경사지게 설치되는 다수의 집광 모듈(Module)을 포함하며, 상기 집광 모듈들은 열 단위로 구획되어 배치되되 상기 본체부 상에 개별적으로 경사지게 부착되어 입체 구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판{Angle adjust solar panel for solar energy generation}
본 발명은, 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 집광 모듈을 열 단위로 분할하여 각도 변경할 수 있게끔 함으로써 집광판의 건물 수직 배열이 가능해질 수 있는 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 집광판의 구조도이고, 도 2는 도 1의 설치 예시도이다.
이들 도면을 참조하면, 종래의 집광판(Solar panel, 10)은 다수의 셀(Cell, 20)이 마련되는 다수의 집광 모듈(Module, 13)을 포함한다. 도 1 및 도 2의 집광판(10)이 고정식 평면 구조를 이루기 때문에 이를 평면 집광판(10)이라 부를 수도 있다.
집광판(10)을 이루는 셀(20)은 태양광을 집광하기 위한 최소 단위의 집광체를 가리키고, 집광 모듈(13)은 여러 개의 셀(20)을 연결하여 태양광 집광을 최대화시키는 물체를 가리킨다. 셀(20)은 다수의 집광 소자(30)를 포함한다.
그리고 집광판(10)은 집광 모듈(13)을 부착하여 태양광을 전기로 전환시키는 구조물과 그에 따른 부속 등을 포함하는 일련의 장치를 가리킨다.
한편, 최소 단위의 전력생산(200~400w/집광판)을 위하여 도 1처럼 여러 개의 셀(20)을 하나의 평면 모듈(4X6, 7X8, 12X6...)로 제작하기 때문에 현재, 집광 모듈(13)을 라인 단위로 제작하지 않고 있는 실정이다.
이러한 집광판(10)을 건물 외벽 등에 설치하려는 경우, 태양광의 조사 각도를 고려해서 도 2처럼 다수의 설치 브래킷(40)을 이용해서 집광판(10)을 비스듬히 설치할 수 있다. 그런데, 이와 같을 경우에는 집광판(10)의 하단부와 외벽과의 간격이 상당하게 발생될 수밖에 없으며, 이로 인해 미관은 물론 안전성에도 많은 문제점을 야기할 수밖에 없다.
다시 말해, 현존하는 평면 집광판(10)은 평면 또는 허용되는 경사가 있는 공간에 설치하는 경우에 한해 효율이 극대화되기 때문에 설치 장소가 제한적일 수밖에 없는 것이다.
그리고 평면 제작된 현재의 모듈을 이용해 제작된 집광판(10)을 건물 외벽 등에 설치하는 경우에는 앞서 기술한 도 2처럼 부득이 집광판(10)을 외벽에서 경사지게 설치해야 효율을 극대화시킬 수 있기 때문에 경사각에 의한 미관, 안전, 시공 등의 문제점을 상당히 내포하게 되는 것이다.
그렇다고 해서 도 2의 설치 구조를 무시한 채 집광판(10)을 경사각 없이 수직으로 설치하려 하는 경우, 집광 효율이 현저하게 떨어질 수밖에 없기 때문에 태양광 발전기의 역할을 제대로 수행할 수 없다.
요약해보면, 기존의 집광판(10)은 전체 모듈을 단일 집광판(10)에 설치한 고정식 평면 구조라서 각도 변경이 어려우며, 설사 각도 변경이 되더라도 계절별 태양광 각도를 어느 정도 타협하여 고정 설치할 수밖에 없다.
때문에 건물 외벽과 같은 수직 공간에 태양광 집광판(10)을 설치하여 태양광을 활용하기 위해서는 현재의 평면화된 집광 모듈로는 효율이 떨어지거나 외관, 안전 등의 문제로 활용이 기피되는 현실이라는 점을 두루 감안해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 각도 조절형 집광판에 대한 필요성이 대두된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0075459호 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0038090호 대한민국특허청 출원번호 제10-2017-0052083호 대한민국특허청 출원번호 제20-2014-0005763호
본 발명의 목적은, 집광 모듈을 열 단위로 분할하여 각도 변경할 수 있게끔 함으로써 집광판의 건물 수직 배열이 가능해질 수 있는 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 아파트나 공장 등의 건물 외벽과 같은 수직 공간을 활용함으로써 태양광 발전소의 토지 등 평면 공간의 사용을 억제할 수 있으며, 일반적으로 사용하지 않는 수직 공간을 태양광 발전소로 활용함에 따라 태양광 발전소의 활성화를 촉진하고 화석연료 사용을 줄이는데 크게 기여할 수 있는 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본체부; 및 다수의 셀(Cell)을 구비하되 상기 본체부의 입체식으로 경사지게 설치되는 다수의 집광 모듈(Module)을 포함하며, 상기 집광 모듈들은 열 단위로 구획되어 배치되고 상기 본체부 상에 개별적으로 경사지게 부착되어 입체 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판에 의해 달성된다.
상기 본체부에서 상기 집광 모듈이 탑재되는 부분에는 상기 집광 모듈이 개별적으로 경사지게 탑재되는 경사 탑재면이 형성될 수 있다.
상기 경사 탑재면의 경사도가 모두 동일할 수 있다.
상기 경사 탑재면의 경사도가 서로 상이하되 상기 경사도의 조절을 위해 상기 경사 탑재면에 주름부가 적용될 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본체부; 다수의 셀(Cell)을 구비하되 상기 본체부의 입체식으로 경사지게 설치되며, 열 단위로 구획되어 배치되고 상기 본체부 상에 개별적으로 경사지게 부착되는 다수의 집광 모듈(Module); 및 상기 본체부에 마련되며, 상기 집광 모듈들을 개별적으로 지지하는 한편 상기 집광 모듈들의 경사도가 개별적으로 조절되게끔 하는 모듈 경사도 개별 조절부를 포함하며, 상기 본체부는, 외곽의 틀을 형성하는 외곽 프레임; 상기 외곽 프레임의 전면을 이루며, 태양광이 입사되게 하는 윈도우; 및 상기 외곽 프레임의 후면을 이루되 상기 집광 모듈들을 지지하는 모듈 지지부를 포함하며, 상기 모듈 경사도 개별 조절부는, 상기 모듈 지지부의 일측에서 상기 집광 모듈을 회전 가능하게 지지하는 피봇 지지부; 및 상기 피봇 지지부의 타측에서 상기 집광 모듈과 상기 모듈 지지부에 연결되고 상기 집광 모듈을 구동시키는 모듈 구동부를 포함하며, 상기 모듈 구동부는, 상기 모듈 지지부의 설치 공간부에 일측이 배치되고 타측은 상기 윈도우에 회전 가능하게 배치되는 스크루 샤프트; 상기 스크루 샤프트에 나사 결합되고 상기 스크루 샤프트의 회전 시 상기 스크루 샤프트의 축선을 따라 왕복 이동되는 전동식 무버(mover); 상기 집광 모듈에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 슬라이더; 상기 전동식 무버에 고정되게 결합되는 고정 보스; 상기 슬라이더 및 상기 고정 보스에 그 양단부가 회전 가능하게 결합되는 링크; 상기 스크루 샤프트에 결합되어 상기 스크루 샤프트와 동회전되는 피동 기어; 상기 스크루 샤프트의 외측에서 상기 피동 기어와 치합되는 전동 기어; 상기 전동 기어에 직결되고 상기 전동 기어를 구동시키는 서보모터; 시간별 태양의 위치가 저장되는 타이머; 및 상기 타이머의 타임 신호에 기초하여 상기 서보모터의 동작을 자동으로 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판에 의해서도 달성된다.
본 발명에 따르면, 집광 모듈을 열 단위로 분할하여 각도 변경할 수 있게끔 함으로써 집광판의 건물 수직 배열이 가능해질 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 아파트나 공장 등의 건물 외벽과 같은 수직 공간을 활용함으로써 태양광 발전소의 토지 등 평면 공간의 사용을 억제할 수 있으며, 일반적으로 사용하지 않는 수직 공간을 태양광 발전소로 활용함에 따라 태양광 발전소의 활성화를 촉진하고 화석연료 사용을 줄이는데 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 집광판이 입체화 구조를 가짐에 따라 집광판과 건물 외벽의 경사에 의한 공간이 발생하지 않도록 하면서 집광판을 간편하고 안전하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 집광판의 구조도이다.
도 2는 도 1의 설치 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판의 구조도이다.
도 4는 도 3의 A-A선에 따른 개략적인 단면 구조도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판의 개략적인 단면 구조도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판의 구조도이다.
도 7은 도 6의 일부 동작도이다.
도 8은 도 7의 B 영역의 요부 확대도이다.
도 9는 도 6의 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판에 대한 제어블록도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
예컨대, 실시예들은 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있기 때문에 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서, 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
따라서 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 사전적 의미에 제한되지 않으며, 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하며, 경우에 따라 동일한 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.
(제1 실시예)
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판의 구조도이고, 도 4는 도 3의 A-A선에 따른 개략적인 단면 구조도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판(100)은 집광 모듈(113)을 열 단위(113a~113c)로 분할하여 각도 변경할 수 있게끔 함으로써 집광판(100)의 건물 수직 배열이 가능해질 수 있도록 한 것이다.
이러한 효과를 제공할 수 있는 본 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판(Solar panel, 100)은 종래의 평면 구조와 달리 입체식 구조를 갖는다.
즉 각도 조절형 집광판(100)은 외부 골조를 이루는 본체부(110)와, 다수의 셀(Cell, 120)을 구비하되 본체부(110)의 입체식으로 경사지게 설치되는 집광 모듈(Module, 113)을 포함한다.
앞서도 기술한 것처럼 셀(120)은 태양광을 집광하기 위한 최소 단위의 집광체를 가리키고, 집광 모듈(113)은 여러 개의 셀(120)을 연결하여 태양광 집광을 최대화시키는 물체를 가리킨다. 셀(120)은 다수의 집광 소자(130)를 포함한다.
한편, 본 실시예에서 집광 모듈(113)은 열 단위(113a~113c)로 구획되어 배치되며, 상기 본체부(110)에 개별적으로 경사지게 부착된다.
본 실시예의 경우, 3개의 열 단위(113a~113c)로 구획된 3열 집광 모듈(113)을 개시하고 있다. 물론, 이는 하나의 예에 불과하므로 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
본체부(110)는 열 단위(113a~113c)로 구획된 집광 모듈(113)이 탑재되는 장소를 이룬다. 이때, 본체부(110)에는 열 단위(113a~113c)로 구획된 집광 모듈(113)이 개별적으로 경사지게 탑재되는 경사 탑재면(115a)이 형성된다. 이때, 경사 탑재면(115a)의 경사도는 모두 동일하다.
이처럼 본체부(110)의 모듈 탑재부(115)에 경사 탑재면(115a)을 형성시킨 후, 이곳에 집광 모듈(113)들을 열 단위(113a~113c)로 구획해서 경사지게 배치함으로써 입체식 집광판(110)을 적용하는 경우, 본 실시예에 따른 각도 조절형 집광판(100)을 소정의 건물 외벽이 수직으로 설치하더라도 외벽과의 간격이 종전처럼 크게 형성되지 않는다.
다시 말해, 건물 외벽과의 들뜸 현상이 없다. 따라서 미관, 안전, 시공 등의 문제점을 말끔하게 해소할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 집광 모듈(113)을 열 단위(113a~113c)로 분할하여 각도 변경할 수 있게끔 함으로써 집광판(100)의 건물 수직 배열이 가능해질 수 있게 된다.
또한 본 실시예에 따르면, 아파트나 공장 등의 건물 외벽과 같은 수직 공간을 활용함으로써 태양광 발전소의 토지 등 평면 공간의 사용을 억제할 수 있으며, 일반적으로 사용하지 않는 수직 공간을 태양광 발전소로 활용함에 따라 태양광 발전소의 활성화를 촉진하고 화석연료 사용을 줄이는데 크게 기여할 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 집광판(100)이 입체화 구조를 가짐에 따라 집광판(100)과 건물 외벽의 경사에 의한 공간이 발생하지 않도록 하면서 집광판(100)을 간편하고 안전하게 설치할 수 있다.
(제2 실시예)
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판의 개략적인 단면 구조도이다.
이 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판(200) 역시, 건물 수직 배열이 가능해질 수 있도록 한 것으로서 본체부(210)에 열 단위(113a~113c)로 구획된 집광 모듈(113)이 경사지게 탑재되는 구조를 갖는다.
그리고 본체부(210)에는 열 단위(113a~113c)로 구획된 집광 모듈(113)이 개별적으로 경사지게 탑재되는 경사 탑재면(215a~215c)이 형성되는데, 본 실시예에서는 경사 탑재면(215a~215c)의 경사도가 서로 상이하게 형성된다.
그리고 경사 탑재면(215a~215c)의 경사도 조절을 위해 경사 탑재면(215a~215c)에 주름부(217)가 적용된다. 주름부(217)는 수동 구조로써 좁히거나 넓힘으로써 집광 모듈(113)들의 경사도를 조절할 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우에는 열 단위(113a~113c)로 구획된 집광 모듈(113)이 아래로 갈수록 수직 축선에 대한 경사도가 증가하는 형태로 설치되는데, 이와 같은 입체식 구조가 가능해짐에 따라 좀 더 효율적으로 많은 태양광을 입사 받을 수 있으며, 이로 인해 태양에너지의 발전효율이 높아질 수 있게 된다.
요약하면, 본 실시예의 경우에는 집광 모듈(113)을 본체부(210)에 부착할 때, 본체부(210)에 주름부(217)를 적용함으로써 평면화된 현재의 집광판(10, 도 1 참조)을 입체화시킬 수 있으며, 이로 인해 본 실시예에 따른 각도 조절형 집광판(100)과 건물 외벽의 경사에 의한 공간이 발생하지 않고 각도 조절형 집광판(100)을 간편하고 안전하게 설치할 수 있도록 할 수 있다.
본 실시예가 적용되더라도 집광 모듈(113)을 열 단위(113a~113c)로 분할하여 각도 변경할 수 있게끔 함으로써 집광판(200)의 건물 수직 배열이 가능해질 수 있게 된다.
또한 아파트나 공장 등의 건물 외벽과 같은 수직 공간을 활용함으로써 태양광 발전소의 토지 등 평면 공간의 사용을 억제할 수 있으며, 일반적으로 사용하지 않는 수직 공간을 태양광 발전소로 활용함에 따라 태양광 발전소의 활성화를 촉진하고 화석연료 사용을 줄이는데 크게 기여할 수 있다.
또한 집광판(200)이 입체화 구조를 가짐에 따라 집광판(200)과 건물 외벽의 경사에 의한 공간이 발생하지 않도록 하면서 집광판(200)을 간편하고 안전하게 설치할 수 있다.
(제3 실시예)
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판의 구조도, 도 7은 도 6의 일부 동작도, 도 8은 도 7의 B 영역의 요부 확대도, 그리고 도 9는 도 6의 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판에 대한 제어블록도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 각도 조절형 집광판(300) 역시, 집광 모듈(113)을 열 단위(113a,113b)로 분할하여 각도 변경할 수 있게끔 함으로써 집광판(300)의 건물 수직 배열이 가능해질 수 있도록 한다.
다만, 각도 조절형 집광판(300)이 설치되는 지역의 위도나 경도에 따라, 또한 태양의 자전 및 공전에 따라 열 단위(113a,113b)의 집광 모듈(113)이 받는 태양에너지가 달라질 수 있다는 점을 고려해볼 때, 만약 집광 모듈(113)이 태양의 위치를 추적할 수 있도록 한다면 좀 더 효과적으로 전기를 생산할 수 있을 것이다. 이에, 본 실시예의 경우, 이러한 기술이 적용된 각도 조절형 집광판(300)에 대해 개시한다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판(300) 역시, 건물 수직 배열이 가능해질 수 있도록 한 것으로서 본체부(310)에 열 단위(113a,113b)의 집광 모듈(113)이 경사지게 탑재되는 구조를 갖는다.
본체부(310)는 외곽의 틀을 형성하는 외곽 프레임(311)과, 외곽 프레임(311)의 전면을 이루며, 태양광이 입사되게 하는 윈도우(311)와, 외곽 프레임(311)의 후면을 이루되 집광 모듈(113)들을 지지하는 모듈 지지부(315)를 포함한다.
한편, 본 실시예의 경우, 본체부(310)에는 집광 모듈(113)들을 개별적으로 지지하는 한편 집광 모듈(113)들의 경사도가 개별적으로 조절되게끔 하는 모듈 경사도 개별 조절부(350)가 마련된다.
도시된 것처럼 모듈 경사도 개별 조절부(350)는 모듈 지지부(315) 측에 마련되어 해당 위치에서 그에 대응되는 집광 모듈(113)을 지지하는 한편 집광 모듈(113)의 경사도가 개별적으로 조절되게끔 한다. 예컨대, 도 6의 경우에는 위, 아래 2개의 집광 모듈(113)의 경사도가 동일하나 도 7의 경우에는 위, 아래 2개의 집광 모듈(113)의 경사도가 다른데, 이렇게 자동 조절되게끔 함으로써 좀 더 많은 태양광을 받을 수 있도록 하고 있는 것이다.
모듈 경사도 개별 조절부(350)는 모듈 지지부(315)의 일측에서 집광 모듈(130)을 회전 가능하게 지지하는 피봇 지지부(360)와, 피봇 지지부(360)의 타측에서 집광 모듈(130)과 모듈 지지부(315)에 연결되고 집광 모듈(130)을 구동시키는 모듈 구동부(370)를 포함한다.
모듈 구동부(370)는 모듈 지지부(315)의 설치 공간부(322)에 일측이 배치되고 타측은 윈도우(311)에 회전 가능하게 배치되는 스크루 샤프트(371)와, 스크루 샤프트(371)에 나사 결합되고 스크루 샤프트(371)의 회전 시 스크루 샤프트(371)의 축선을 따라 왕복 이동되는 전동식 무버(372, mover)와, 집광 모듈(130)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 슬라이더(373)와, 전동식 무버(372)에 고정되게 결합되는 고정 보스(374)와, 슬라이더(373) 및 고정 보스(374)에 그 양단부가 회전 가능하게 결합되는 링크(375)와, 스크루 샤프트(371)에 결합되어 스크루 샤프트(371)와 동회전되는 피동 기어(376)와, 스크루 샤프트(371)의 외측에서 피동 기어(376)와 치합되는 전동 기어(377)와, 전동 기어(377)에 직결되고 전동 기어(377)를 구동시키는 서보모터(377)를 포함할 수 있다.
이에, 서보모터(377)가 정역 방향으로 회전되면 전동 기어(377), 피동 기어(376), 스크루 샤프트(371), 전동식 무버(372) 및 링크(375)의 작용으로 인해 집광 모듈(130)의 경사도가 조절될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 각도 조절형 집광판(300)에는 타이머(390)와, 컨트롤러(380)가 더 부속된다.
타이머(390)는 시간별 태양의 위치가 저장되는 장치이다.
그리고 컨트롤러(380)는 타이머(390)의 타임 신호에 기초하여 서보모터(377)의 동작을 자동으로 컨트롤한다. 이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(380)는 중앙처리장치(381, CPU), 메모리(382, MEMORY), 그리고 서포트 회로(383, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(381)는 본 실시예에서 타이머(390)의 타임 신호에 기초하여 서보모터(377)의 동작을 자동으로 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(382, MEMORY)는 중앙처리장치(381)와 연결된다. 메모리(382)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(383, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(381)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(383)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(380)는 타이머(390)의 타임 신호에 기초하여 서보모터(377)의 동작을 자동으로 컨트롤하는데, 이러한 일련의 컨트롤 프로세스 등은 메모리(382)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(382)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
본 실시예가 적용되더라도 집광 모듈(113)을 열 단위로 분할하여 각도 변경할 수 있게끔 함으로써 집광판(300)의 건물 수직 배열이 가능해질 수 있게 된다.
또한 아파트나 공장 등의 건물 외벽과 같은 수직 공간을 활용함으로써 태양광 발전소의 토지 등 평면 공간의 사용을 억제할 수 있으며, 일반적으로 사용하지 않는 수직 공간을 태양광 발전소로 활용함에 따라 태양광 발전소의 활성화를 촉진하고 화석연료 사용을 줄이는데 크게 기여할 수 있다.
또한 집광판(300)이 입체화 구조를 가짐에 따라 집광판(300)과 건물 외벽의 경사에 의한 공간이 발생하지 않도록 하면서 집광판(300)을 간편하고 안전하게 설치할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100 : 각도 조절형 집광판 110 : 본체부
113 : 집광 모듈 115a : 경사 탑재면
120 : 셀

Claims (5)

  1. 본체부; 및
    다수의 셀(Cell)을 구비하되 상기 본체부에 입체식으로 경사지게 설치되는 다수의 집광 모듈(Module)을 포함하며,
    상기 다수의 셀은 각각 사각형 형태이고, 각각의 셀은 복수의 집광 소자를 포함하고,
    상기 집광 모듈들은 열 단위로 구획되어 배치되고 상기 본체부 상에 개별적으로 경사지게 부착되어 입체 구조를 이루며,
    상기 본체부에서 상기 집광 모듈이 탑재되는 부분에는 상기 열 단위로 구획된 집광 모듈이 개별적으로 경사지게 탑재되는 경사 탑재면이 형성되고,
    상기 경사 탑재면의 경사도가 서로 상이하되 상기 경사도의 조절을 위해 상기 경사 탑재면에 주름부가 적용되며,
    상기 열 단위로 구획된 집광 모듈은 아래로 갈수록 수직 축선에 대해 경사도가 증가하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 본체부;
    다수의 셀(Cell)을 구비하되 상기 본체부에 입체식으로 경사지게 설치되며, 열 단위로 구획되어 배치되고 상기 본체부 상에 개별적으로 경사지게 부착되는 다수의 집광 모듈(Module)-상기 다수의 셀은 각각 사각형 형태이고, 각각의 셀은 복수의 집광 소자를 포함함-; 및
    상기 본체부에 마련되며, 상기 집광 모듈들을 개별적으로 지지하는 한편 상기 집광 모듈들의 경사도가 개별적으로 조절되게끔 하는 모듈 경사도 개별 조절부를 포함하며,
    상기 모듈 경사도 개별 조절부는 아래측의 집광 모듈의 경사도가 위측의 집광 모듈의 경사도보다 크게 되도록 조절하고,
    상기 본체부는,
    외곽의 틀을 형성하는 외곽 프레임;
    상기 외곽 프레임의 전면을 이루며, 태양광이 입사되게 하는 윈도우; 및
    상기 외곽 프레임의 후면을 이루되 상기 집광 모듈들을 지지하는 모듈 지지부를 포함하며,
    상기 모듈 경사도 개별 조절부는,
    상기 모듈 지지부의 일측에서 상기 집광 모듈을 회전 가능하게 지지하는 피봇 지지부; 및
    상기 피봇 지지부의 타측에서 상기 집광 모듈과 상기 모듈 지지부에 연결되고 상기 집광 모듈을 구동시키는 모듈 구동부를 포함하며,
    상기 모듈 구동부는,
    상기 모듈 지지부의 설치 공간부에 일측이 배치되고 타측은 상기 윈도우에 회전 가능하게 배치되는 스크루 샤프트;
    상기 스크루 샤프트에 나사 결합되고 상기 스크루 샤프트의 회전 시 상기 스크루 샤프트의 축선을 따라 왕복 이동되는 전동식 무버(mover);
    상기 집광 모듈에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 슬라이더;
    상기 전동식 무버에 고정되게 결합되는 고정 보스;
    상기 슬라이더 및 상기 고정 보스에 그 양단부가 회전 가능하게 결합되는 링크;
    상기 스크루 샤프트에 결합되어 상기 스크루 샤프트와 동회전되는 피동 기어;
    상기 스크루 샤프트의 외측에서 상기 피동 기어와 치합되는 전동 기어;
    상기 전동 기어에 직결되고 상기 전동 기어를 구동시키는 서보모터;
    시간별 태양의 위치가 저장되는 타이머; 및
    상기 타이머의 타임 신호에 기초하여 상기 서보모터의 동작을 자동으로 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 중앙처리장치, 메모리 및 서포트 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전을 위한 각도 조절형 집광판.
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