KR102061029B1 - 수상 태양광발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템 - Google Patents

Abstract

수상 태양광발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템이 개시된다.
부유구조물과, 부유구조물에 연결되어 부유구조물을 수중에서 고정하는 복수개의 계류선과 계류선을 따라 이동하며 이물질을 제거하는 이물질 제거장치를 포함하며, 이물질 제거장치는 상기 계류선을 따라 이동하도록 중심부에 홀이 형성된 원형 지지판과 원형 지지판의 가장자리를 따라 일정한 간격을 두고 힌지결합되어 회동하는 복수개의 날개부와 연결부에 연결되어 연직운동하며 날개부에 구동력을 제공하는 당김줄과 날개부의 일측에 연결되어 당김줄의 연직운동에 따라 날개면에 수직방향의 분력을 전달하는 연결부를 포함할 수 있다.

Description

수상 태양광발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템{Foreign Matter Removing Device From Mooring Line of Solar Power Generation}

본 발명은 수상 태양광발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수상 태양광발전 장치에서 수중에 위치한 계류선에 점착되는 이물질을 제거하기 위한 시스템에 관한 것이다.

수상 태양광발전에서 부유체를 고정하는 계류 시스템은 가장 중요한 장치 중 하나이다. 계류 시스템은 유속, 바람 등 주변 환경에 따라 부유체를 고정하고 사용자의 요구에 따라 부유체를 일정한 방향으로 고정시켜야 한다.

수상 태양광발전 설치 장소에 있어서 담수와 해수에 설치될 수 있는데, 이러한 설치 장소에서 해양식물이 계류선에 달라붙어 서식하게 된다. 계류선에서 서식하는 해양식물은 부유체와 계류선의 하중을 증가시키는 요인이 되고 이것은 수상 태양광발전의 설계하중을 고려할 때 중요한 변수로 작용될 수 있다.

따라서, 수상 태양광발전의 구조 안정성을 위해서는 계류선에 서식하는 따개비 및 해조류 등 해양식물을 정기적으로 제거할 필요가 있다.

종래에는 해양 식물들을 제거하기 위해 잠수사가 브러시로 따개비를 일일이 긁어내어 제거하였는데, 그 과정에서 계류선을 손상시켜 추가적인 비용이 발생될 수 있고 안전관리에 부담으로 작용될 수 있었다.

또 다른 방법은 고압수를 이용하는 방법으로 작업이 필요한 계류선을 육상으로 옮겨 인력을 투입해 직접 분사한다. 이 방법 또한 시간과 인력이 많이 소요된다.

국내 공개특허공보 제10-2005-0015201호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 작업자가 수상에서 조작하여 수중에 설치된 계류선의 이물질을 제거하는 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한 본 발명의 특징은 다음과 같다.

부유구조물; 상기 부유구조물에 연결되어 상기 부유구조물을 수중에서 고정하는 복수개의 계류선; 상기 계류선을 따라 이동하며 이물질을 제거하는 이물질 제거장치를 포함한다.

바람직하게는, 상기 이물질 제거장치는, 상기 계류선을 따라 이동하도록 중심부에 홀이 형성된 원형 지지판; 상기 원형 지지판의 가장자리를 따라 일정한 간격을 두고 힌지결합되어 회동하는 복수개의 날개부; 하기 연결부에 연결되어 연직운동하며 상기 날개부에 구동력을 제공하는 당김줄; 상기 날개부의 일측에 연결되어 상기 당김줄의 연직운동에 따라 날개면에 수직방향의 분력을 전달하는 연결부를 포함한다.

또한, 상기 연결부는, 상기 당김줄이 연결되는 상부이송대; 상기 상부이송대의 하부에서 상기 상부이송대와 연결되는 하부이송대를 포함하며, 상기 하부이송대는, 중심부에 계류선이 관통하는 홀이 형성되고, 외주를 따라 상기 각각의 날개부와 연결되는 복수개의 주 받침대가 구비되며, 상기 상부이송대는

중심부에 계류선이 관통하는 홀이 형성되고, 외주를 따라 상기 각각의 주 받침대의 일측에 연결되는 복수개의 보조 받침대를 포함한다.

또한, 상기 하부이송대는, 완충부재를 통해 상기 상부이송대와 연결되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 계류선을 따라 이동하는 복수개의 날개부를 포함한 이물질 제거장치에 따르면 계류선에 손상을 가하지 않고 균일하게 이물질을 제거하는 효과를 제공한다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치의 동작상태를 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치의 다른 동작상태를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치의 동작 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치의 다른 동작 상태를 나타낸 사시도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

또한 아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대한 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하 도면에 따라서 논리적으로 기술한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템의 사시도이다.

도 1을 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 수상 태양광발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템(10)은, 부유구조물(100), 계류선(200) 및 이물질 제거장치(300)를 포함한다.

부유구조물(100)은, 해수면과 접하여 부력을 받는 하면과 수상에 노출되어 태양광발전 모듈을 지지하는 상면을 포함하는 부유체이다.

해수면에 부유하며 바람이나 파도의 영향에 의해 쉽게 요동하지 않고 태양광발전 모듈을 안정적으로 지지하도록 일정한 면적을 갖는 평판형일 수 있다. 바람직하게는 태양광발전 모듈이 최대한 조밀하게 설치되도록 공간적 효율성을 고려하여 상면을 직사각형 구조로 형성할 수 있다.

일예로, 부유구조물(100)은 물에 뜨는 복수 개의 부유부재들과, 부유부재들의 상부에 결합되는 베이스프레임을 포함할 수 있다. 부유구조물(100)의 베이스프레임에 태양광발전 장치(500)가 탑재될 수 있고, 태양광발전 장치(500)는 태양 빛을 받아 전기에너지를 발전시키는 태양전지모듈들을 포함한다.

계류선(200)은, 부유구조물(100)을 해수면 상에서 일정한 위치에 고정 지지하도록, 부유구조물(100)에 연결되어 수중 하부까지 연장된 적어도 하나 이상의 라인이다.

부유구조물(100)을 보다 안정적으로 지지하기 위해 부유구조물(100) 가장자리를 따라 대칭성있게 연결되는 것이 바람직하며, 부력을 받아 해수면으로 노출되지 않고 수중에서 일정한 장력을 형성하기 위해 물보다 무거운 재질을 사용하는 것이 적절할 것이다.

일예로, 화학섬유들로 이루어진 계류선, 코팅된 철사들로 이루어진 계류선 등이 될 수 있다.

계류선(200)의 한쪽 단부는 부유구조물(100)에 연결되고, 다른 한쪽 단부는 수중 지반에 설치된 고정블럭(400)에 연결될 수 있다. 이 때, 고정블럭(400)은 수중 지반에 지지되는 콘크리트구조물인 것이 바람직하다. 고정블럭(400)은 수중 지반에 박혀 고정되는 말뚝이 될 수도 있다.

이물질 제거장치(300)는, 계류선(200)상에 구비되되 계류선(200)을 따라 길이방향으로 이동하며, 계류선(200)에 점착된 해양식물 등의 이물질을 제거한다. 작업자가 수상에서 이물질 제거장치(300)를 손으로 당기거나 기계장치를 이용함으로써 제거작업을 수행할 수 있다.

이때 기계장치는, 회전력을 발생시키는 모터와, 모터의 정역회전에 따라 정회전 또는 역회전하면서 이물질 제거장치(300)에 연결된 당김줄(350)을 감거나 푸는 권취드럼을 포함할 수 있다.

이물질 제거장치(300)는, 원형 지지판(310), 날개부(330), 당김줄(350) 및 연결부(370)를 포함할 수 있다.

원형 지지판(310)은, 이물질 제거장치(300)의 하부 바닥면을 구성하고, 중심부에 계류선(200)이 지나는 홀(310h)이 형성되어, 이물질 제거장치(300)의 이동경로를 가이드한다. 계류선(200)에 대하여 연직방향으로 이동할 때 받게 되는 물의 저항을 최소화하기 위해, 중심부의 홀(310h) 외에도 다수의 통공을 형성할 수 있다.

또한 수중에서 계류선(200)을 따라 움직이는 점을 고려하여, 물에 뜨지 않는 소재를 사용하여 제작된다.

반드시 원형일 필요는 없으나, 후술하는 바와 같이 날개부(330)가 계류선(200)을 중심으로 일정한 거리상에 동심원을 그리며 배치되는 점을 고려할 때, 원형 구조가 특히 적합할 것이다.

날개부(330)는, 계류선(200)이 원형 지지판(310)을 지나는 점, 즉 홀(310h)을 중심으로 일정한 거리상에 위치하고, 복수개가 상호 일정한 간격을 두고 원형으로 구비된다. 원형 지지판(310)과의 연결부를 중심으로 일정 각도로 회동할 수 있도록 원형 지지판(310)과 힌지결합 되는 것이 바람직하다.

이물질 제거의 효율성을 높이기 위해, 날개부의 끝단(333)은 계류선(200) 방향으로 만곡한 형상을 가질 수 있다. 다만, 반드시 만곡한 형상에 한하지 않고, 통상의 기술자가 계류선(200)의 이물질을 제거하기 위해 용이하게 채용할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경 가능하다.

또한, 계류선(200)상의 한 점에서 모든 날개부의 끝단(333)이 모일 수 있도록 복수개의 날개부(330)는 원형 지지판(310)과의 연결부로부터 같은 길이를 갖는 것이 보다 적절할 것이다.

당김줄(350)은, 복수개의 날개부(330)가 일제히 회동하도록 날개부(330)의 길이방향에 대해 수직으로 가해지는 분력을 제공한다.

당김줄(350)의 일단은 연결부(370)에 연결되어 복수개의 날개부(330)에 힘을 전달하고, 타단은 수상에 노출된다. 당김줄(350)의 타단이 항상 수상에 노출되어 작업자가 용이하게 파지 및 조작할 수 있도록, 당김줄(350)의 타단에는 부유소재를 포함할 수 있다.

연결부(370)는, 일측이 당김줄(350)의 일단과 연결되고 복수개의 날개부(330)와 각각 연결되어, 작업자로부터 가해지는 연직방향의 힘이 효율적으로 날개부(330)에 전달되도록 한다.

연결부(370)의 형상 및 구조에 대해서는, 작업자에 의해 가해지는 연직방향의 힘을 날개부(330)에 전달하여 날개부(330)를 계류선(200) 방향으로 회동하기 위한 목적범위 내에서 후술하는 실시예에 한하지 아니하고 얼마든지 변경 가능하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치(300)의 동작상태를 나타낸 측면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치(300)의 다른 동작상태를 나타낸 측면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치(300)의 동작 상태를 나타낸 사시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치(300)의 다른 동작 상태를 나타낸 사시도이다.

도 2 내지 도 5를 참조할 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거장치(300)는, 날개부(330), 연결부(370), 당김줄(350) 및 원형 지지판(310)을 포함하고, 연결부(370)는, 상부이송대(371), 하부이송대(373), 완충부재(379), 주받침대(375) 및 보조받침대(377)를 포함할 수 있다.

상부이송대(371)는, 당김줄(350)이 연결되는 상면과 하부이송대(373)와 연결되는 하면을 포함하며, 연결부(370)의 상부에서 당김줄(350)의 움직임에 따라 계류선(200)의 길이방향으로 연직운동한다.

상부이송대(371)는 중심부에 계류선(200)이 지나는 홀(371h)이 형성되어 계류선(200)에 의해 그 진행 경로가 결정된다.

이물질 제거장치(300)의 중심부에서 연직으로 회동하는 점을 고려할 때, 계류선(200)을 기준으로 대칭적인 구조를 갖되, 날개부(330)의 움직임을 방해하지 않을 정도로 충분히 작은 크기로 형성됨이 보다 적절할 것이다.

또한, 당김줄(350)은 반드시 상부이송대(371)의 상면에 연결될 필요는 없으며, 작업자의 당김힘을 상부이송대(371)의 연직운동을 위한 구동력으로 충분히 이용할 수 있는 구조라면, 측면을 에두르는 결착형태도 가능하다.

하부이송대(373)는, 상부이송대(371)의 하부에 위치하여 상부이송대(371)와 연결되며, 상부이송대(371)의 연직운동에 의해 같은 방향으로 운동한다.

다만, 상부이송대(371)와 한 몸체를 이루는 것은 아니고, 완충부재(379)를 통해 연결되어, 상부이송대(371)로부터 전달받은 힘이 일정한 시간 간격을 두고 전달될 수 있다.

또한 상부이송대(371)와 같이 계류선(200)을 따라 그 이동방향이 가이드 되도록 중심부에는 계류선(200)이 지나는 홀(373h)이 형성되고, 계류선(200)을 중심으로 대칭되는 형상을 가질 수 있다.

하부이송대(373)는 상부이송대(371)로부터 전달받은 힘을 날개부(330)에 전달하도록, 복수개의 날개부(330)에 각각 연결되는 주 받침대(375)를 더 포함할 수 있다.

주받침대(375)는, 하부이송대(373)의 외주를 따라 일정한 간격으로 구비되는 막대형상으로서, 날개부(330)와 대응되는 개수를 갖는다.

주받침대(375)의 일단은, 날개부(330)의 일측과 만나는 제1접점(330p)에 힌지결합되어 회동하고, 타측은 하부이송대(373)의 외주면과 힌지결합된다. 이러한 구조로 인하여, 하부이송대(373)의 연직운동에 따라 날개부(330)는 원형 지지판(310)과의 연결부를 중심으로 회동하게 되고, 이 때 주받침대(375)는 날개부(330)를 지지할 수 있다.

보조받침대(377)는, 상부이송대(371)의 외주를 따라 일정한 간격으로 구비되는 막대형상으로서, 주받침대(375)와 대응되는 개수를 갖는다.

보조받침대(377)의 일단은, 주받침대(375)의 일측과 만나는 제2접점(370p)에 힌지결합되어 회동하고, 타측은 상부이송대(371)의 외주면과 힌지결합된다. 이러한 구조로 인하여, 하부이송대(373)에 의해 날개부(330)가 회동할 때, 주받침대(375)의 지지력을 향상시킬 수 있다.

완충부재(379)는, 이물질 제거장치(300)를 통해 해양식물을 제거하는 과정에서, 이물질과 날개부(330)가 충돌 시 이물질 제거장치(300) 전체에 가해지는 충격을 완화시키는 역할을 한다.

계류선(200)의 길이방향을 따라 연장형성된 코일스프링 등이 적절할 것이며, 그 외에도 완충기능을 수행할 수 있는 공지된 구성이라면 통상의 기술자가 용이하게 변경적용 가능함은 명백할 것이다.

이하는 본 발명의 기술적 특징을 포함하는 구성들을 개시한 것이다.

부유구조물; 상기 부유구조물에 연결되어 상기 부유구조물을 수중에서 고정하는 복수개의 계류선; 상기 계류선을 따라 이동하며 이물질을 제거하는 이물질 제거장치를 포함한다.

바람직하게는, 상기 이물질 제거장치는, 상기 계류선을 따라 이동하도록 중심부에 홀이 형성된 원형 지지판; 상기 원형 지지판의 가장자리를 따라 일정한 간격을 두고 힌지결합되어 회동하는 복수개의 날개부; 하기 연결부에 연결되어 연직운동하며 상기 날개부에 구동력을 제공하는 당김줄; 상기 날개부의 일측에 연결되어 상기 당김줄의 연직운동에 따라 날개면에 수직방향의 분력을 전달하는 연결부를 포함한다.

또한, 상기 연결부는, 상기 당김줄이 연결되는 상부이송대; 상기 상부이송대의 하부에서 상기 상부이송대와 연결되는 하부이송대를 포함하며, 상기 하부이송대는, 중심부에 계류선이 관통하는 홀이 형성되고, 외주를 따라 상기 각각의 날개부와 연결되는 복수개의 주 받침대(375)가 구비되며, 상기 상부이송대는

중심부에 계류선이 관통하는 홀이 형성되고, 외주를 따라 상기 각각의 주 받침대의 일측에 연결되는 복수개의 보조 받침대를 포함한다.

또한, 상기 하부이송대는, 완충부재를 통해 상기 상부이송대와 연결되는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 상술한 내용에서 본 발명의 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

10 계류선 이물질 제거 시스템
100 부유구조물
200 계류선
300 이물질 제거장치
310 원형 지지판
310h 지지판 홀
330 날개부
333 날개부 끝단
330p 제1접점
350 당김줄
370 연결부
370p 제2접점
371 상부이송대
371h 상부홀
373 하부이송대
373h 하부홀
375 주받침대
377 보조받침대
379 완충부재
400 고정블럭
500 태양광발전 장치

Claims (4)

1. 삭제
2. 부유구조물;
   상기 부유구조물에 연결되어 상기 부유구조물을 수중에서 고정하는 복수개의 계류선;
   상기 계류선을 따라 이동하며 이물질을 제거하는 이물질 제거장치를 포함하고,
   상기 이물질 제거장치는,
   상기 계류선을 따라 이동하도록 중심부에 홀이 형성된 원형 지지판;
   상기 원형 지지판의 가장자리를 따라 일정한 간격을 두고 힌지결합되어 회동하는 복수개의 날개부;
   하기 연결부에 연결되어 연직운동하며 상기 날개부에 구동력을 제공하는 당김줄 및
   상기 날개부의 일측에 연결되어 상기 당김줄의 연직운동에 따라 날개면에 수직방향의 분력을 전달하는 연결부를 포함하는 태양광 발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 연결부는,
   상기 당김줄이 연결되는 상부이송대;
   상기 상부이송대의 하부에서 상기 상부이송대와 연결되는 하부이송대를 포함하며,
   상기 하부이송대는,
   중심부에 계류선이 관통하는 홀이 형성되고, 외주를 따라 상기 각각의 날개부와 연결되는 복수개의 주 받침대가 구비되며,
   상기 상부이송대는
   중심부에 계류선이 관통하는 홀이 형성되고, 외주를 따라 상기 각각의 주 받침대의 일측에 연결되는 복수개의 보조 받침대를 포함하는 태양광 발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 하부이송대는,
   완충부재를 통해 상기 상부이송대와 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치의 계류선 이물질 제거 시스템.
   

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