KR102039952B1 - 태양광 발전 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로써, 소정 거리를 두고 형성되는 한 쌍의 지지체 사이를 따라 형성되는 제 1 지지선에 제어패널과 종동패널을 나열시키고, 상기 제어패널과 종동패널은 상호 힌지 연결되도록 하여, 제어패널의 회전구동만으로도 힌지 구동에 의해 종동패널 또한 회전하도록 함으로써, 틸팅 효율을 극대화 하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전 시스템{A Solar Power Generating System}

본 발명은 태양광을 이용한 전력 발전 시스템에 관한 것으로, 농지, 건물 옥상 등을 횡단하도록 공중에 설치되어 공간 효율을 높이되 줄과 봉으로 연결된 다수의 태양광 패널들이 하나의 제어봉으로 틸팅되도록 하는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

태양광 발전 시스템은 집광기인 패널로 흡수한 태양광 에너지를 전기와 같은 동력으로 전환하는 장치로써, 건설 시간이 짧고 유지 보수가 용이하며 환경오염의 위험이 없고 무한히 활용할 수 있어 현재 각광받는 대체 에너지 발전에 관한 기술이다.

그러나, 태양광 발전은 동력 산출양이 일사량에 전적으로 의존되고, 기타 화석연료 발전에 비하여 에너지 밀도가 상당히 낮은 편이어서 넓은 설치 면적을 필요로 한다는 단점이 존재한다.

또한, 지구의 공전 및 자전에 의하여 태양의 고도는 날짜와 시간에 따라 지속적으로 변하므로, 상기 패널 또한 태양의 고도를 따라 틸팅될 수 있도록 설계해야 한다는 문제점이 존재하였다.

이를 해결하기 위하여, 선행하는 한국 등록특허 제 10-1230539 호(출원일자 : 2011년 10월 21일)에서는, 복수개의 패널들이 집진되어 하나의 플레이트(Plate)화 되도록 하되 이를 하나의 틸팅모듈과 연결되도록 함으로써, 전체 패널들이 일체적으로 틸팅되어 집광 효율을 극대화 하고자 하였다.

상기 종래 기술에 의하면, 틸팅효율을 극대화할 수 있어 제어의 용이성 및 집광효율을 높일 수 있으나, 집진된 패널들의 하중 집중으로 인해 이를 지지하기 위한 지지수단의 높이는 상당히 낮게 설계될 수 밖에 없어, 패널 아래의 공간은 사실상 타용도로 활용이 불가능하여 공간 이용 효율이 여전히 낮은 문제점이 존재하였다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 선행하는 한국 공개특허 제10-2017-0018812 호(출원일자 : 2015년 05월 20일)에서는, 패널 아래 공간들이 충분히 활용될 수 있도록 소정 높이를 지닌 한 쌍의 지지대를 세우고, 그 상부에 패널들이 매달린 와이어를 설치함으로써 패널 아래 공간 사용 효율을 극대화 시키고자 하였다.

그러나 상기 선행문헌에 의하면, 각 패널의 양 측이 상기 와이어에 의해 고정되어 있어 사실상 태양 고도에 따른 패널 틸팅이 불가능하여 집광효율이 현저히 낮아지는 문제점이 존재하였다.

즉, 종래에는 틸팅을 용이하게 하되, 높은 설치 면적 대비 공간 활용율을 극대화할 수 있는 방안이 부존재한 실정이었다.

한국 등록특허 제 10-1230539 호(출원일자 : 2011년 10월 21일) 및 한국 공개특허 제10-2017-0018812 호(출원일자 : 2015년 05월 20일)

상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 패널이 충분한 높이를 갖고 설치되도록 하여 패널 하방의 공간을 확보하되 최소한의 설계로 패널틸팅이 가능한 태양광 발전 시스템을 제공 하는데 있다.

상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템은, 지면으로부터 직립하여 소정의 거리를 두고 대향하는 한 쌍의 지지체, 지면으로부터 직립하여 상기 한 쌍의 지지체 사이에 설치되는 한 쌍의 균형축, 양단이 상기 한 쌍의 지지체에 의해 고정되고 양 단 사이는 상기 균형축에 의해 지지되는 제 1 지지선, 상기 제 1 지지선을 축으로 하여 틸팅될 수 있도록 상기 제 1 지지선을 따라 마련되는 제어패널 및 종동패널을 포함하여 구성되는 집열패널, 일단이 상기 제어패널의 양 단에 연결되는 한 쌍의 제 1 연결봉, 일단이 상기 종동패널의 양 단에 연결되는 한 쌍의 제 2 연결봉, 상기 제 1 지지선과 소정의 거리를 두고 마련되어 상기 한 쌍의 제 1 연결봉 및 상기 한 쌍의 제 2 연결봉 각각의 타단을 힌지 결합시키는 연결힌지 및 일단이 지면에 고정되고 타단이 상기 제어패널에 연결되어 상기 제어패널을 틸팅하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양광 발전 시스템은, 양 단이 상기 한 쌍의 지지체에 의해 고정되고 양 단 사이는 상기 균형축에 의해 지지되며 상기 균형축 사이에는 현수선 구조로 나열되는 제 2 지지선 및 일단은 상기 제 2 지지선과 연결되고 타단은 상기 제 1 지지선, 제어패널 또는 종동패널에 연결되는 연결선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 지지선은, 양 단이 양 단 사이의 한 쌍의 균형축에 의해 지지되는 지점보다 소정 높이 이상 높은 지점에서 상기 한 쌍의 지지체에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 지지선은, 양 단이 양 단 사이의 한 쌍의 균형축에 의해 지지되는 지점보다 소정 높이 이하 낮은 지점에서 상기 한 쌍의 지지체에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양광 발전 시스템은, 지면으로부터 직립하고 상기 한 쌍의 균형축 사이에 설치되어 상기 제 1 지지선 및 제 2 지지선을 지지하는 보조축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 지지선은, 상기 보조축의 양 측에서 각각 현수선 구조로 나열되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 제어패널에 연결된 제어봉이 제어패널을 틸팅할 시 제어패널과 힌지결합으로 연결된 종동패널도 이에 부대하여 틸팅되므로 패널 틸팅의 효율을 극대화 하는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명은 제 1 지지선과 이에 연결된 구성들을 매달아 고정할 수 있도록 한 쌍의 지지체 및 균형축에 의해 고정 및 지지되어 현수선 구조로 나열되는 제 2 지지선을 포함하며, 이에 의할 시 제 2 지지선에 의해 매달린 제 1 지지선을 포함하는 구성들은 상기 현수선 구조의 지지를 받게되어, 제 1 지지선에 발생할 수 있는 처짐이 최소화되는 효과가 발생한다.

또한, 상기 제 1 지지선은 양 단이 양단 사이보다 높은 지점에서 한 쌍의 지지체에 의해 지지되는 것을 특징으로 하며, 이에 의할 시 제 1 지지선의 양단에는 그 길이 방향을 따라 소정의 장력이 발생하게 되고, 이러한 장력은 제 1 지지선의 중심부에 중력방향으로 발생하는 하중의 방향과 대향하므로, 이를 통해 하중이 장력에 상쇄되어 정적 평형이 유지되어 구조 안정성이 향상되는 효과가 발생한다.

또한, 상기 제 2 지지선은 양 단이 양단 사이보다 낮은 지점에서 한 쌍의 지지체에 의해 지지되는 것을 특징으로 하며, 이에 의할 시 제 2 지지선의 전체적인 구조는 좌측 하단과 우측 하단을 향하는 사선구조 사이에 현수선이 나열된 일종의 현수교 구조가 형성되므로, 현수교 원리에 의해 현수선 구조에 발생하는 각종 하중들이 상기 사선 구조에 발생하는 장력에 의해 지탱될 수 있으므로, 구조 안정성이 더욱 향상되는 효과가 발생한다.

또한, 본 발명은 한 쌍의 균형축 사이에 제 1 지지선 및 제 2 지지선을 지지하는 보조축을 포함하며, 이에 의할 시 제 1 지지선 및 제 2 지지선에 발생하는 하중이 보조축에 의해 분산될 수 있어, 이러한 하중분산을 통해 구조 안정성이 더욱 향상되는 효과가 발생한다.

또한, 항기 제 2 지지선은 보조축의 양 측에서 각각 현수선 구조로 나열되는 것을 특징으로 하며, 이에 의할 시 보조축이 더 포함된 구조에서도 현수교 구조가 구현되어 이러한 중첩적인 현수교 원리 적용에 의해 구조 안정성이 더욱 향상되는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 태양광 발전 시스템의 정면도이다.
도 2는 각 연결봉들과 연결힌지간의 결합 상태를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 집열패널과 제어부간의 연결을 나타내는 부분 사시도이다.
도 4는 제 2 지지선 및 연결선에 의한 처짐 방지 구조를 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 집열패널과 제어부간의 연결을 나타내는 부분 사시도이다.
도 6은 보조축의 설치 상태를 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 태양광 발전 시스템의 정면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 집열패널과 제어부간의 연결을 나타내는 부분 사시도이다.
도 9는 지지선, 집열패널 및 보조축 간의 연결을 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 A에서 바라본 단면도이다.

본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면에 포함되어 있고, 명세서 전체에 걸쳐 기재된 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

또한, 본 명세서에서 단수형 표현에 의한 설명들은 문구에서 특별히 언급하지 않는 이상 복수형의 실시 예도 포함한다 할 것이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명에 의한 태양광 발전 시스템을 설명하도록 한다.

먼저, 본 발명의 제 1 실시 예에 의한 태양광 발전 시스템의 정면도인 도 1과, 각 연결봉들과 연결힌지간의 결합 상태를 나타내는 사시도인 도 2 및 도 1에 도시된 집열패널과 제어봉간의 연결을 나타내는 사시도인 도 3을 참조하여 본 발명의 제 1 실시 예에 대해 설명하도록 한다.

도 1을 참조하였을 시, 본 발명은 개략적으로 한 쌍의 지지체(10), 한 쌍의 균형축(11), 제 1 지지선(20), 제어패널(31) 및 종동패널(32)을 포함하는 집열패널(30), 제 1 연결봉(41), 제 2 연결봉(42), 연결힌지(50) 및 제어부(60)를 포함하며, 이하 각 구성들에 대해 상세히 설명하도록 한다.

첫째로, 상기 한 쌍의 지지체(10)는 지면으로부터 직립하여 소정의 거리를 두고 상호 대향함으로써 전체적으로 지지수단의 역할을 수행한다.

둘째로, 상기 한 쌍의 지지체(10) 사이에 한 쌍의 균형축(11)이 지면으로부터 직립하여 설치된다.

셋째로, 본 발명은 양 단이 상기 한 쌍의 지지체(10)에 의해 고정되고 양 단 사이에는 상기 균형축에 의해 지지되는 제 1 지지선(20)을 포함하며, 이는 후술하여 설명할 집열패널(30)을 공중에서 1차적으로 고정하기 위한 와이어(Wire) 또는 케이블(Cable)형 수단이다.

이때, 집열패널(30)의 하중에 의한 처짐을 최소화하기 위하여, 제 1 지지선(20)은 양 단이 양 단 사이의 균형축에 의해 지지되는 지점보다 소정 높이 이상 높은 지점에서 상기 한 쌍의 지지체(10)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 지지선(20)의 양단은 한 쌍의 지지체(10)와 한 쌍의 균형축(11) 사이에서 좌상단 및 우상단을 향하는 사선형태로 고정되는 것이다.

이에 의할 시, 상기 사선 형태에서는 각각의 한 쌍의 지지체(10) 방향으로 작용하는 제 1 장력(T1)이 발생하게 되며, 이는 집열패널(30)의 하중에 의해 중력방향으로 발생하는 패널하중(S)의 방향의 반대방향으로 작용하는 것이다.

즉, 중력방향으로 발생하는 상기 패널하중(S)에 대해 이에 반대되는 제 1 장력(T1)이 발생되어 정적 평형이 유지되므로, 상기 패널하중(S)에 의한 처짐을 최소화할 수 있는 효과가 발생한다.

덧붙여, 제 1 지지선(20)은 그 하측에 위치하는 사용자(S)가 경작 등 다소 활발한 활동을 할 수 있도록, 소정의 높이를 갖고 상기 한 쌍의 지지체(10)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

이에 의할 시, 사용자(S)와 제 1 지지선(20)은 상호 소정의 높이 차를 두게 되어, 사용자(S)는 제 1 지지선(20)에 의한 공간 간섭을 받지 않아 이를 통해 공간 활용율이 극대화되는 효과가 발생한다.

넷째로, 본 발명은 상기 제 1 지지선(20)을 축으로 하여 틸팅될 수 있도록 상기 제 1 지지선(20)을 따라 마련되는 제어패널(31) 및 종동패널(32)을 포함하여 구성되는 집열패널(30)을 포함하며, 이는 태양의 고도에 따라 틸팅되며 태양광을 집광하기 위한 수단이다.

이때, 제 1 지지선(20)을 축으로 하여 용이하게 회전할 수 있도록, 상기 집열패널(30)은 상기 제 1 지지선(20)에 관통연결되는 것을 특징으로 한다.

덧붙여, 상기 집열패널(30)은 제어부(60)에 의해 틸팅되며 이에 대해서는 제어부(60)의 설명시에 후술 하도록 한다.

다섯째로, 본 발명은 일단이 상기 제어패널(31)의 양 단에 연결되는 한 쌍의 제 1 연결봉(41) 및 일단이 상기 종동패널(32)의 양 단에 연결되는 한 쌍의 제 2 연결봉(42)을 포함한다.

여섯째로, 본 발명은 상기 제 1 지지선(20)과 소정의 거리를 두고 마련되어 상기 한 쌍의 제 1 연결봉(41) 및 상기 한 쌍의 제 2 연결봉(42) 각각의 타단을 힌지 결합시키는 연결힌지(50)를 포함한다.

상술한 상기 집열패널(30), 각 연결봉(31, 32)들 및 연결힌지(50)에 대해 종합하자면, 1차적으로 상기 집열패널(30)은 제 1 지지선(20)을 축으로 하여 마련된다.

그리고 2차적으로는, 상기 제어패널(31)과 종동패널(32)은 각각 상기 한 쌍의 제 1 연결봉(41)과 상기 한 쌍의 제 2 연결봉(42)에 연결된 후 연결힌지(50)를 축으로 하여 힌지결합 되는 것이다.

이에 의할 시, 제어패널(31)이 틸팅되는 경우 이때의 회전력이 상기 연결힌지(50)를 통해 종동패널(32)로 전달되므로, 집열패널(30) 전체는 연결힌지(50)를 통해 회전력을 공유하며 제 1 지지선(20)을 축으로 회전하게 되는 것이다.

즉, 제어패널(31)의 회전력이 1 이상의 종동패널(32)에 전달되므로 각각의 집열패널(30)을 개별적으로 틸팅할 필요가 없어 틸팅 효율이 극대화되는 효과가 발생한다.

덧붙여, 제 1 지지선(20)을 따라 3 이상의 집열패널(30)을 나열한 후 상술한 바와 같이 이를 상기 한 쌍의 제 1 연결봉(41), 한 쌍의 제 2 연결봉(42) 및 연결힌지(50)로 힌지결합 시킨다면, 3 이상의 집열패널(30)을 다중 틸팅할 수 있게 된다.

이때, 최일측 및 최타측에 마련되는 집열패널(30)을 제외한 다른 집열패널(30) 그 각각에는 총 두 쌍의 제 1 연결봉(41) 또는 제 2 연결봉(42)이 연결되는 것이다.

다음으로, 도 2를 통해 각 연결봉(41, 42)들과 연결힌지(50)간의 결합에 대해 설명하도록 한다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 각 연결봉(41, 42)들은 각각의 타단이 일렬로 나열된 다음 이에 연결힌지(50)가 관통결합되는 것이다.

이때, 각각의 연결봉(31, 32)에는 상기 연결힌지(50)의 외주면에 완전히 접합되도록 용접, 접착제 도포 등 모든 주지관용적인 접합처리가 되는 것을 포함한다.

일곱째로, 도 1 및 도 3를 통하여, 제어부(60)가 집열패널(30)을 틸팅하는 구조에 대해 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 제어부(60)는 일단이 지면에 고정되고 타단이 상기 제어패널(31)에 연결되어 제어패널(31)을 틸팅한다.

상세하게는, 상기 제어부(60)는 일단이 지면에 고정되는 지지봉(61)과, 일단이 상기 지지봉(61)의 타단과 연결되고 타단이 상기 제어패널(31)에 연결되어 상기 제어패널(31)을 틸팅하는 틸팅수단(62) 및 상기 틸팅수단(62)을 제어하는 제어수단(63)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 틸팅수단(62)에는, 피스톤, 각종 기어 장치 등 직선 운동을 하거나 그 길이가 가변될 수 있는 모든 주지관용적인 수단을 포함한다.

이에 의할 시, 상기 틸팅수단(62)이 직선 운동하거나 그 길이가 가변되면 이와 연결된 제어패널(31) 또한 제 1 지지선(20)을 축으로 틸팅하게 되며, 상술한 바와같이 이와 힌지결합된 1 이상의 종동패널(32)도 이에 부대하여 틸팅되는 것이다.

즉, 상기 제어부(60)가 어떤 집열패널(30)과 연결되느냐에 따라 그 집열패널(30)이 힌지결합을 통해 타 집열패널(30)에 회전력을 제공하는 제어패널(31)이 되는 것이고 이와 연결된 다른 집열패널(30)들이 종동패널(32)이 되는 것이다.

덧붙여, 상기 틸팅수단(62)은 상기 집열패널(30)의 집광 작동에 의해 발전된 동력으로 작동되는 것을 특징으로 하며, 이에 의할 시 자가 발전이 구현되어 태양광 발전 시스템을 구동하기 위한 외부 전력 소모를 최소화 할 수 있는 효과가 발생한다.

다음으로, 상기 틸팅수단(62)을 제어하는 제어수단(63)에 대하여 설명하도록 한다.

먼저, 제어수단(63)은 제지봉의 일측에 설치되어 상기 틸팅수단(62)의 구동을 제어하는 것인 바, 이는 사용자가 소정의 거리 내에서 리모트 컨트롤러(미도시)를 통해 그 구동을 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어수단(63)은 유선 인터넷 전산망(미도시), 무선 인터넷망(미도시), 이동 통신사 데이터 전산망(미도시) 등 정보 송수신을 위한 모든 주지 관용적인 전산망(미도시)에 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어수단(63)은 상기 전산망(미도시)을 통해 사용자의 PC(미도시) 및 스마트폰(미도시)뿐만 아니라, 외부의 기상 정보 제공 서버(미도시), 외부의 위치 서비스 제공 서버(미도시) 등과도 정보 송수신을 하는 것을 특징으로 한다.

이에 의할 시, 사용자는 리모트 컨트롤러(미도시) 뿐만 아니라 자신의 PC(미도시), 스마트폰(미도시) 등을 사용하여 상기 태양광 발전 시스템과의 거리에 상관없이 이를 원격 조정할 수 있게되어 조작 편의성이 향상되는 효과가 발생한다.

이때, 상기 제어수단(63)은 자동 틸팅부(70)에 의해 자동 조정됨으로써 사용자의 특별한 조작 없이 집열패널(30) 틸팅을 자동적으로 수행할 수 있는바, 이에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

먼저, 사용지역의 위도를 나타내는 사용지역과 월, 일 및 시간을 나타내는 일시에 대한 정보들을 포함하는 틸팅정보가 상기 자동 틸팅부(70)에 직접 설정되거나, 상기 전산망(미도시)를 통해 사용자의 PC(미도시), 스마트폰(미도시), 외부의 기상 정보 제공 서버(미도시) 또는 외부의 위치 서비스 제공서버(미도시) 등으로부터 수신된다.

다음으로, 상기 자동 틸팅부(70)가 상기 틸팅정보에 대응되는 태양 고도를 산출한 후, 집열패널(30)이 상기 틸팅정보에 대응되는 태양의 고도로 틸팅될 수 있도록 상기 제어부(60)를 구동시킴으로써, 사용자는 매 시별로 일일이 제어부(60)를 조작할 필요가 없게 되어 사용 편의성을 대폭 증가시킬 수 있는 효과가 발생하게 된다.

다음으로, 제 2 지지선(21) 및 연결선(22)에 의한 처짐 방지 구조를 나타내는 정면도인 도 4와, 도 4에 도시된 집열패널(30)과 제어부(60)간의 연결을 나타내는 부분 사시도인 도 5를 통하여 상기 제 2 지지선(21)과 연결선(22)에 대해 설명하도록 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 지지선(21)은 양 단이 한 쌍의 지지체(10)에 의해 고정되고 양 단 사이는 균형축에 의해 지지되며 상기 균형축 사이에는 현수선 구조로 나열되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 연결선(22)은 일단이 상기 제 2 지지선(21) 일측과 연결되고, 타단은 제 1 지지선(20), 제어패널(31) 또는 종동패널(32)에 연결된다.

바람직하게는, 주된 처짐을 유발하는 제어패널(31) 및 종동패널(32)을 지지하도록 상기 제어패널(31)과 종동패널(32) 각각에 연결되는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 집열패널(30)은 1차적으로 제 1 지지선(20) 상에 마련되되, 일종의 현수교 구조로 형성된 상기 제 1 지지선(20) 및 이와 연결된 연결선(22)에 의해 2차적으로 지지되어, 집열패널(30)의 하중인 패널하중(S)이 제 1 지지선(20)과 제 2 지지선(21)에 의해 다중 분산 되는 것이다.

이때, 상기 제 2 지지선(21)에는 자중, 상기 패널하중(S) 등에 의해 중력방향으로 발생하는 하중인 지지하중(W)이 발생하여 처짐이 유발될 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 상기 현수선 구조의 양 단은 한 쌍의 균형축(11)에 의해 지지되고, 이를 통해 상기 양 단 방향으로 발생하는 장력인 제 2 장력(T2)이 발생하게 되며, 이는 상기 지지하중(W)의 방향에 반대되는 방향으로 작용하는 것이어서 결국 지지하중(W)은 제 2 장력(T2)에 의해 소정 상쇄되어 정적평형을 이루게 되는 것이다.

즉, 제 2 지지선(21)과 한 쌍의 균형축(11)은 상기 제 2 장력(T2)이 상기 지지하중(W)을 상쇄하여, 상기 현수선 구조에 발생하는 처짐이 소정 이상 진행되지 않도록 하는 일종의 현수교 원리로 구성되는 것이며, 이에 의해 전체적인 구조 안정성이 향상되는 효과가 발생한다.

다음으로, 상기 제 2 지지선(21)은 양 단이 양 단 사이의 한 쌍의 균형축(11)에 의해 지지되는 지점보다 소정 높이 이하 낮은 지점에서 상기 한 쌍의 지지체(10)에 의해 고정되는 것을 특징으로 한다.

상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 지지선(21)은 한 쌍의 균형축(11)을 기점으로 하여 그 내측에는 현수선 구조로 나열되고, 그 외측에는 한 쌍의 지지체(10) 각각의 하부 방향을 향하는 사선 구조로 나열되는 것이다.

또한, 상기 사선 구조에는 그 길이 방향으로 발생하는 장력인 제 3 장력(T3)이 발생하게 된다.

상술한 내용들을 종합하면, 회전운동을 하지 않는 도르레에 줄이 매달린 상태에서, 줄의 일단에는 소정 무게를 지닌 물체가 매달려 있고, 타단에는 이를 지탱하기 위한 장력이 발생하는 것과 같은 원리인 것이다.

즉, 상기 한 쌍의 균형축(11)은 회전 운동을 하지 않는 도르레에 대응되며, 이러한 도르레 구조의 일측에는 지지하중(W)과 이에 대한 반력인 제 2 장력(T2)이 발생하고, 타측에는 상기 제 2 장력(T2)과 이어진 상태로 상기 지지하중(W)에 대해 반력으로 작용하는 제 3 장력(T3)이 발생하는 것이다.

만약, 제 2 지지선(21)에 일종의 걸림턱 역할을 하는 상기 도르레 구조가 형성되지 않는다면, 지지하중(W)에 의한 처짐 발생을 제동할 수 없게 되어, 제 2 지지선(21)의 중심부에는 지속적인 처짐이 발생하게 될 것이다.

결국, 상술한 바에 의할 시, 한 쌍의 균형체(12)는 주탑 역할을, 한 쌍의 지지체(10)는 정착부 역할을 하는 일종의 현수교 구조가 형성되므로, 제 2 현수선의 처짐 발생이 더욱 최소화 되는 효과가 발생하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 한 쌍의 지지체(10)의 일측에 수평으로 연장형성되는 균형체(12) 및 상기 균형체(12)의 단부에 매달리는 무게추(13)를 포함한다.

이에 의하면, 상기 균형체(12)와 무게추(13)의 자중으로 인해 상기 한 쌍의 지지체(10)에는 그 외측방향으로 무게중심이 이동된다.

그리고, 이러한 무게중심의 이동은 한 쌍의 지지체(10)가 상기 제 1 지지선(20)과 제 2 지지선(21)을 고정함으로 인해 그 내측방향으로 발생하는 처짐과 평형을 이루게 되어, 전체적인 처짐을 더욱 최소화할 수 있는 효과가 발생한다.

그리고, 상기 균형체(12)는 단부 측으로 갈수록 빗변이 완만히 하강하는 삼각형의 형상을 갖도록 하되, 상기 삼각형의 내측에는 소정의 패턴을 갖는 트러스 형상이 반복형성되는 것을 특징으로 하며, 이에 의하면 상기 트러스 형상에 의해 구조물의 응력집중이 최소화되는 효과가 발생한다.

다음으로, 도 6을 참조하여 보조축(14)에 대해 설명하도록 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은 지면으로부터 직립하고 상기 한 쌍의 균형축(11) 사이에 설치되어 상기 제 1 지지선(20) 및 제 2 지지선(21)을 지지하는 보조축(14)을 포함한다.

이에 의할 시, 한 쌍의 지지체(10) 및 한 쌍의 균형축(11) 뿐만 아니라, 보조축(14) 또한 제 1 지지선(20)과 제 2 지지선(21)을 지지하게 되어 전체적인 지지력이 상승하는 효과가 발생한다.

예를 들자면, 도 6에는 2개의 보조축(14)이 설치되어 있어 이러한 보조축(14)과 한 쌍의 지지체(10)에 의해 태양광 발전 시스템은 지지선의 길이 방향을 따라 총 3개의 구획을 갖게 된다.

이때, 상술한 각 구획에 의하여 도 4에 도시된 지지하중(W)과 패널하중(S)은 도 6에 도시된 바와 같이 제 1 지지하중(W1) 내지 제 3 지지하중(W3) 및 제 1 패널하중(S1) 내지 제 3 패널하중(S3)으로 나뉘어 분산되는 것이다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 보조축(14)이 포함되는 경우, 상기 제 2 지지선(21)은 상기 보조축의 양 측에서 각각 현수선 구조로 나열되는 것을 특징으로 한다.

상세하게는, 한 쌍의 균형축(11) 및 상기 보조축(14)에 의한 구획마다 상기 제 2 지지선(21)이 상기 현수선 구조로 나열되는 것이며, 앞서 도 6을 참조하여 예를 든 것과 같이 2개의 보조축(14)이 형성된 경우 총 3개의 구획이 형성되며, 각 구획마다 현수선 구조가 형성되는 것이다.

이에 의하면, 앞서 제 2 지지선(21)의 설명 시에 상술한 현수교의 원리가 매 구획마다 적용되므로, 제 2 지지선(21)의 처짐을 더욱 최소화하는 효과가 발생한다.

덧붙여, 도 6에는 2개의 보조축(14)이 설치된 것을 도시하고 있고 이를 일 례로 하여 상기 보조축(14)에 대해 설명을 하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 례일 뿐, 상기 보조축(14)은 상술하여 설명한 원리에 의해 하나 혹은 3개 이상과 같이 구성될 수 있는 것이다.

덧붙여, 도 6에는 상기 보조축(14)이 제 1 지지선(20)에만 관통되는 것만을 도시하고 있으나, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 집열패널(30)에 관통될 수 있다.

즉, 보조축(14)이 집열패널(30)의 중심부에 관통된 후, 제 1 지지선(20)이 집열패널(30)과 보조축(14)을 관통하는 것인 바, 보조축(14)의 구체적인 설치 위치는 도 6에 도시된 것처럼 2개의 집열패널(30) 사이에 설치되는 것으로 한정되지 않는다.

마지막으로, 본 발명의 제 2 실시 예에 의한 태양광 발전 시스템의 정면도인 도 7과, 도 7에 도시된 집열패널(30)과 제어부(60)간의 연결을 나타내는 부분 사시도인 도 8을 통해 본 발명의 제 2 실시 예에 대해 설명하도록 한다.

도 7 및 도 8과 다른 도면들을 비교하여 보면, 제 2 실시 예에서의 다른 구성들은 제 1 실시 예에서의 구성들과 동일하나, 연결힌지(50), 제 1 연결봉(41), 제 2 연결봉(42) 및 연결선(22)의 연결 상태 등이 제 1 실시 예와 상이한 바, 이에 대해 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 제 2 실시 예에 의할 경우, 상기 연결힌지(50)는 제 1 지지선(20)의 하측에 마련되고, 제 1 연결봉(41) 및 제 2 연결봉(42) 또한 상기 연결힌지(50)와 연결되도록 상기 제 1 지지선(20)의 하측에 마련된다.

그리고, 상기 연결선(22)은 타단이 상기 집열패널(30)이 아닌 상기 제 1 지지선(20)과 연결된다.

이에 의할 시, 상기 연결힌지(50) 제 1 연결봉(41) 및 제 2 연결봉(42)은 중력방향을 향해 위치하게 되므로, 제 1 실시 예와 같이 지지선의 상부에서 공중에 떠 있는 상태로 형성된 것에 비해 더욱 안정성이 증대되는 효과가 발생한다.

이때, 상술한 제 1 연결봉(41) 및 제 2 연결봉(42)의 위치로 인해 제 1 지지선(20)에는 중력방향으로 소정 증가된 부하가 작용하게 되어 처짐이 더 발생하게 되므로, 이를 방지하기 위해 상기 연결선(22)의 타단은 제 1 실시 예와 달리 제 1 지지선(20)에 연결되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 태양광 발전 시스템을 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하고, 본 발명의 진정한 권리 범위는 특허청구범위를 기준으로 하되, 이에 다양하게 존재할 수 있는 균등한 실시 예에도 미친다 할 것이다.

S : 사용자
10 : 한 쌍의 지지체
11 : 균형축
12 : 균형체
13 : 무게추
14 : 보조축
20 : 제 1 지지선
21 : 제 2 지지선
22 : 연결선
30 : 집열패널
31 : 제어패널
32 : 종동패널
41 : 제 1 연결봉
42 : 제 2 연결봉
50 : 연결힌지
60 : 제어부
61 : 지지봉
62 : 틸팅수단
63 : 제어수단
70 : 자동 틸팅모듈

Claims (6)

1. 지면으로부터 직립하여 소정의 거리를 두고 대향하는 한 쌍의 지지체;
   지면으로부터 직립하여 상기 한 쌍의 지지체 사이에 설치되는 한 쌍의 균형축;
   양단이 상기 한 쌍의 지지체에 의해 고정되고 양 단 사이는 상기 균형축에 의해 지지되는 제 1 지지선;
   상기 제 1 지지선을 축으로 하여 틸팅될 수 있도록 상기 제 1 지지선을 따라 마련되는 제어패널 및 종동패널을 포함하여 구성되는 집열패널;
   일단이 상기 제어패널의 양 단에 연결되는 한 쌍의 제 1 연결봉;
   일단이 상기 종동패널의 양 단에 연결되는 한 쌍의 제 2 연결봉;
   상기 제 1 지지선과 소정의 거리를 두고 마련되어 상기 한 쌍의 제 1 연결봉 및 상기 한 쌍의 제 2 연결봉 각각의 타단을 힌지 결합시키는 연결힌지; 및
   일단이 지면에 고정되고 타단이 상기 제어패널에 연결되어 상기 제어패널을 틸팅하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 태양광 발전 시스템은,
   양 단이 상기 한 쌍의 지지체에 의해 고정되고 양 단 사이는 상기 균형축에 의해 지지되며 상기 균형축 사이에는 현수선 구조로 나열되는 제 2 지지선 및
   일단은 상기 제 2 지지선과 연결되고 타단은 상기 제 1 지지선, 제어패널 또는 종동패널에 연결되는 연결선을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 태양광 발전 시스템은,
   지면으로부터 직립하고 상기 한 쌍의 균형축 사이에 설치되어 상기 제 1 지지선 및 제 2 지지선을 지지하는 보조축을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 2 지지선은,
   상기 보조축의 양 측에서 각각 현수선 구조로 나열되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
   
   

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