KR102097114B1 - 배전용 전신주를 이용한 태양광 발전 및 배전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하면, 배전선을 지지하고 상기 배전선을 통해 공급되는 교류 전력을 수용가로 배전하는 복수 개의 배전용 전신주들; 및 상기 복수 개의 배전용 전신주들 중 두 배전용 전신주들에 설치되는 태양광 모듈 장치를 포함하며, 상기 태양광 모듈 장치는, 태양광을 이용하여 직류 전력을 생산하는 적어도 하나의 태양전지 모듈과, 상기 두 배전용 전신주들 사이에 연결되고 상기 적어도 하나의 태양전지 모듈이 결합되는 연결 케이블을 구비하며, 상기 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 상기 배전용 전신주를 통해 배전하는, 태양광 발전 및 배전 시스템이 제공된다.

Description

배전용 전신주를 이용한 태양광 발전 및 배전 시스템 {PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION AND POWER DISTRIBUTION SYSTEM USING UTILITY POLE FOR ELECTRIC POWER DISTRIBUTION}
본 발명은 태양광 발전에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 발전에 의해 생산된 전력을 수용가로 공급하는 배전 시스템에 관한 것이다.
오늘날 전기를 생산하는데 주로 사용되는 화석연료는 지구 상에 한정된 매장량을 가진 자원의 일종으로서 산업 발전으로 인해 급속히 늘어난 전기에너지 수용에 따라 무분별하게 사용되어 심각한 환경오염을 일으키게 됨은 물론, 머지않아 그 자원마저 고갈될 것이 예상됨에 따라 화석연료를 대체할 수 있는 소위 클린 에너지의 개발이 전 세계적으로 활발히 추진되고 있으며 그 대표적인 예가 태양광 발전이다.
태양광 발전은 풍력발전과 더불어 대체에너지 중에서도 무공해이면서 무한하게 사용할 수 있기 때문에 큰 관심이 쏠리고 있다. 특히 태양광 발전은 발전 부위가 반도체 소자이고 제어부분은 수명이 매우 긴 전자부품 등으로 구성되며, 기계적인 진동이나 소음 등의 발생이 없고, 수십년에 이르는 동작수명을 보증받고 있다.
태양광 발전모듈을 설치하는 지상의 기하학적 구조에 의하여 설치 시 다양한 응용이 가능하고 해당 발전 시스템의 제어 및 운용을 반자동화 또는 자동화 프로그램을 통해 원격 혹은 무인으로 제어할 수 있다. 따라서 태양광 발전 시스템의 적극적인 활용은 에너지 자원이 절대적으로 부족한 우리나라와 같은 환경에서는 적극적으로 개발하여야할 대체 발전시스템이다.
본 발명은 태양광 발전에 의해 생산된 전기를 수용가로 공급하는 배전 시스템에 관한 것으로서, 본 발명과 관련된 선행특허문헌인 대한민국 등록특허 제10-1119140호에는 태양전지패널이 설치되는 고정대 및 태양전지패널이 생산한 전기를 수용가로 전송하기 위한 배전선을 구비하는 태양광 발전 전기 전용 배전선로가 기재되어 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1119140호 "태양광 발전 전기 전용 배전선로" (2012.03.20.)
본 발명의 목적은 태양광 발전에 의해 생산된 전력을 수용가로 효율적으로 공급할 수 있는 태양광 발전 및 배전 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 배전선을 지지하고 상기 배전선을 통해 공급되는 교류 전력을 수용가로 배전하는 복수 개의 배전용 전신주들; 및 상기 복수 개의 배전용 전신주들 중 두 배전용 전신주들에 설치되는 태양광 모듈 장치를 포함하며, 상기 태양광 모듈 장치는, 태양광을 이용하여 직류 전력을 생산하는 적어도 하나의 태양전지 모듈과, 상기 두 배전용 전신주들 사이에 연결되고 상기 적어도 하나의 태양전지 모듈이 결합되는 연결 케이블을 구비하며, 상기 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 상기 배전용 전신주를 통해 배전하는, 태양광 발전 및 배전 시스템이 제공된다.
상기 태양광 모듈 장치는, 상기 태양전지 모듈에서 생산된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC-AC 변환기를 더 구비하며, 상기 DC-AC 변환기에서 출력되는 교류 전력은 상기 배전용 전신주에 의해 수용가로 배전될 수 있다.
태양전지 모듈은, 중앙이 개방된 개구부가 형성된 모듈 프레임과, 상기 개구부에 서로 이결되어서 배치되는 복수개의 태양전지 셀 조립체들과, 상기 모듈 프레임의 하부에 결합되어서 상기 복수개의 태양전지 셀 조립체들을 지지하는 받침 망과, 상기 복수 개의 태양전지 셀 조립체들 각각을 상기 받침 망에 고정시키는 고정 수단을 구비할 수 있다.
상기 태양전지 셀 조립체는 태양전지 셀과, 상기 태양전지 셀의 테두리를 감싸는 셀 프레임을 구비하며, 상기 태양전지 셀은 상면을 보호하는 보호필름을 구비하며, 상기 셀 프레임은 상기 태양전지 셀의 하면을 지지하는 플랜지부와, 상기 플랜지부로부터 위로 연장되어서 상기 태양전지 셀의 테두리를 감싸는 측벽부를 구비하며, 상기 측벽부의 높이는 상기 태양전지 셀의 두께보다 커서, 상기 측벽부의 상단이 상기 태양전지 셀보다 위로 더 돌출될 수 있다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 배전용 전신주들 사이에 복수개의 태양전지 모듈들이 설치되며, 태양전지 모듈들에 의해 생산된 전력이 배전용 전신주를 통해 수용가로 공급될 수 있으므로, 태양광 전력이 효율적으로 배전될 수 있다.
또한, 태양전지 모듈에 의해 생산된 전력이 배전용 전신주에 의해 주변 수용가로 용이하게 공급될 수 있으므로, 마이크로그리드(Microgrid) 시스템이 효율적으로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배전용 전신주를 이용한 태양광 발전 및 배전 시스템 설비를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 설비의 시스템 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 태양전지 모듈의 사시도이다.
도 4은 도 3에 도시된 태양전지 모듈의 주요부에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 태양전지 모듈에서 하나의 태양전지 셀 조립체가 위치하는 일 부분을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 태양전지 셀 조립체의 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시된 태양전지 셀 조립체의 단면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 태양전지 셀 조립체의 고정 방식의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 장치를 도시한 측면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 태양광 모듈 유닛의 사시도이다.
도 11은 도 9에 도시된 태양광 모듈 유닛의 정면도이다.
도 1과 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배전용 전신주를 이용한 태양광 발전 및 배전 시스템이 사시도 및 블록도로서 각각 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배전용 전신주를 이용한 태양광 발전 및 배전 시스템(100)은 복수개의 배전용 전신주(110)들과, 복수개의 배전용 전신주(110)들 중 이웃한 두 배전용 전신주(110)들에 설치되는 태양광 모듈 장치를 포함한다.
복수개의 배전용 전신주(110)들 각각은 발전소에서 생산된 전기를 수용가로 공급하기 위해 배전선(111)이 연장되도록 설치된 것으로서, 통상적인 구성으로 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 배전용 전신주(110)는 배전선(111)을 통해 공급된 전력을 수용가로 배전하는 배전부(115)를 구비한다. 배전부(115)는 DC-AC 변환기(195)와 전기적으로 연결되어서, DC-AC 변환기(195)를 통해 공급되는 교류 전력도 수용가로 공급하게 된다. 복수개의 배전용 전신주(110)들 중 이웃한 두 배전용 전신주(110)들에 태양광 모듈 장치가 설치된다.
태양광 모듈 장치는 복수개의 배전용 전신주(110)들 각각에 설치된 지지구(120)들과, 복수개의 배전용 전신주(110)들 중 이웃한 두 배전용 전신주(110)들에 각각 설치된 두 지지구(120)들 사이를 연결하는 연결 케이블(130)과, 연결 케이블(130)에 결합되는 복수개의 태양전지 모듈(150)들과, 복수개의 태양전지 모듈(150)들에서 생산된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC-AC 변환기(195)를 포함한다.
지지구(120)는 복수개의 배전용 전신주(110)들 각각에 설치되며, 지지구(120)에 연결 케이블(130)의 일단이 결합되어서, 연결 케이블(130)를 지지한다. 본 실시예에서는, 지지구(120)에 DC-AC 변환기(195)가 설치되는 것으로 설명한다. 본 실시예에서는 지지구(120)가 배전용 전신주(110)의 상단에 고정되도록 설치되는 것으로 설명하는데, 이는 연결 케이블(130)에 결합되는 복수개의 태양전지 모듈(150)들이 다른 구조물에 간섭받지 않도록 가능한 위에 위치시키기 위한 것이다. 하지만, 지지구(120)는 배전용 전신주(110)의 상단 외에 다른 곳에 위치하도록 설치될 수도 있다.
연결 케이블(130)은 이웃한 두 배전용 전신주(110)들 사이에 연장되며, 연결 케이블(130)의 양단은 대응하는 두 배전용 전신주(110)들 각각에 설치된 두 지지구(120)들에 고정되도록 결합된다. 연결 케이블(130)에 복수개의 태양전지 모듈(150)들이 결합되며, 결합된 복수개의 태양전지 모듈(150)들과 전기적으로도 연결된다. 연결 케이블(130)은 복수개의 태양전지 모듈(150)들을 지지하면서 복수개의 태양전지 모듈(150)에서 생산된 직류 전력를 DC-AC 변환기(195)로 공급한다.
복수개의 태양전지 모듈(150)들은 이웃한 두 배전용 전신주(110)들 사이에 일렬로 배치되도록 연결 케이블(130)에 결합된다. 도 3과 도 4를 참조하면, 태양전지 모듈(150)은 모듈 프레임(160)과, 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170)과, 모듈 프레임(160)의 하부에 고정되어서 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170)을 아래에서 받치는 받침 망(180)과, 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170) 각각을 개별적으로 받침 망(180)에 고정시키는 복수 개의 고정 수단들(190)과, 연결 케이블(130)과 결합되는 케이블 연결부(140)를 구비한다. 복수개의 태양전지 모듈(150)들은 통상적인 태양광 발전 원리를 이용하여 직류 전력을 생산한다. 복수개의 태양전지 모듈(150)들에서 생산된 직류 전력은 연결 케이블(130)을 통해 DC-AC 변환기(195)로 공급된다.
모듈 프레임(160)은 중앙부에 개방된 개구부(161)가 형성된 틀 부재로서, 본 실시예에서는 직사각형의 형태인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 모듈 프레임(160)의 개구부(161)에 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170)이 배치되며, 모듈 프레임(160)의 하부에 받침 망(180)이 고정되어서 복수 개의 셀 조립체들(170)을 받친다. 도시되지는 않았으나, 모듈 프레임(160)에는 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170) 및 연결 케이블(130)과 전기적으로 연결되는 배선 구조가 형성된다.
복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170)은 모듈 프레임(160)의 개구부(161) 영역에 서로 이격되어서 배치된다. 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170)은 받침 망(180)에 의해 아래로 떨어지지 않고 지지된다. 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170) 각각은 고정 수단(190)에 의해 움직이지 않도록 고정된다. 도 6에는 태양전지 셀 조립체(170)가 사시도로서 도시되어 있고, 도 7에는 태양전지 셀 조립체(170)가 단면도로서 도시되어 있다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 태양전지 셀 조립체(170)는 태양전지 셀(171)과, 태양전지 셀(171)의 테두리를 감싸는 셀 프레임(175)을 구비한다.
태양전지 셀(171)은 통상적으로 사용되는 태양전지 셀로서, 상면에는 보호필름(172)이 위치하고, 하면에는 지지 구조물인 수지재의 받침판(173)이 위치한다.
셀 프레임(175)는 태양전지 셀(171)의 테두리를 감싸는 틀 부재로서, 태양전지 셀(171)을 밑에서 받치는 플랜지부(176)와, 플랜지부(176)로부터 위로 연장되어서 태양전지 셀(171)의 테두리를 감싸는 측벽부(178)를 구비한다. 도시되지는 않았으나, 플랜지부(176)에 형성된 개구부(177)를 통해 태양전지 셀(171)의 하면에 위치하는 단자 및 단자로부터 연장되는 전선이 노출될 수 있다. 셀 프레임(175)과 태양전지 셀(171)이 결합된 상태에서, 측벽부(178)의 상단이 태양전지 셀(171)의 상면보다 위로 더 돌출되도록, 측벽부(178)의 높이는 태양전지 셀(171)의 두께보다 크게 설정된다. 그에 따라, 고정 수단(190)에 의해 태양전지 셀(171)의 보호필름(172)이 손상되는 것이 방지된다. 측벽부(178)에서 태양전지 셀(171)보다 위로 돌출되는 부분에는 복수 개의 배수구들(179)이 형성된다. 배수구들(179)을 통해 셀 프레임(175) 내에 물이 고이지 않고 빠르게 배수될 수 있게 된다.
받침 망(180)은 복수 개의 태양전지 셀 조립체(170)를 아래에서 지지하도록 모듈 프레임(160)의 하면에 결합되어서 고정된다. 받침 망(180)의 구멍이 눈의 크기는 태양전지 셀 조립체(170)보다 작다. 받침 망(180)은 복수 개의 태양전지 셀 조립체(170)를 받칠 수 있도록 충분한 강도를 갖는 것이 바람직하다.
복수 개의 고정 수단(190)들은 낚시줄과 같은 복수개의 고정 줄들로서, 태양전지 셀 조립체(170)의 위를 지나면서 양쪽 끝단이 받침 망(180)에 묶여서 고정된다. 도시되지는 않았으나, 셀 프레임(175)의 상단에는 고정 수단(190)이 안착되는 복수개의 안착 홈이 형성될 수 있다. 복수 개의 고정 수단(190)들은 가로와 세로 방향으로 각각 2개 내지 3개씩 하나의 태양전지 셀 조립체(170)의 위를 지나가는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(170)이 서로 이격된 상태로 안정적으로 고정되어서 배치되므로, 셀 조립체들(170) 사이로 공기가 순환 및 통과하므로써, 방열, 배수 및 풍하중 회피 및 고장 셀 교환의 용이성 등의 장점을 제공하게 된다.
케이블 연결부(140)는 태양전지 모듈(150)를 연결 케이블(130)과 결합시킨다. 케이블 연결부(140)는 모듈 프레임(160)에 고정되며, 모듈 프레임(160)의 중심부를 따라 연장된다. 케이블 연결부(140)는 중공형의 부재로서 케이블 연결부(140)의 내부 통로를 연결 케이블(130)이 통과한다.
DC-AC 변환기(195)는 연결 케이블(130)을 통해 전송된 복수개의 태양전지 모듈(150)들 각각에서 생산된 직류 전력을 수용가로 공급하기 위해 교류 전력으로 변환한다. DC-AC 변환기(195)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 통상적인 인버터(inverter)의 구성이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 실시예에서는, DC-AC 변환기(195)가 지지구(120)에 설치되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
도 8에는 태양전지 셀 조립체(170)가 받침 망(180)에 고정되는 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 8에는 태양전지 셀 조립체(170)의 배면이 보이도록 도시되어 있다. 도 8을 참조하면, 태양전지 셀 조립체(170)의 셀 프레임(175)의 플랜지부(176) 하면에는 받침 망(180)을 구성하는 복수 개의 가로 및 세로 줄들 각각과의 결합을 위한 복 수개의 결합구들(379)이 결합된다. 결합구(379)는 본 발명의 결합 수단의 일 실시예로서 나사와 같은 고정 수단에 의해 셀 프레임(175)에 고정될 수 있다.
도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈 장치가 측면도로서 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 태양광 모듈 장치는 복수개의 배전용 전신주(도 1의 110)들 각각에 설치된 지지구(도 1의 120)들과, 복수개의 배전용 전신주(도 1의 110)들 중 이웃한 두 배전용 전신주(도 1의 110)들에 각각 설치된 두 지지구(도 1의 120)들 사이를 연결하는 두 연결 케이블(430a, 430b)과, 두 연결 케이블(430a, 430b)에 결합되는 복수개의 태양전지 모듈 유닛(450)과, 태양전지 모듈 유닛(450)에서 생산된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC-AC 변환기(도 2의 195)를 구비한다.
두 연결 케이블(430a, 430b)은 복수개의 태양전지 모듈 유닛(450)을 지지하는 제1 연결 케이블(430a)과 제2 연결 케이블(430b)을 구비하며, 복수개의 태양전지 모듈 유닛(450)에서 생산된 직류 전력을 DC-AC 변환기(도 2의 195)로 공급한다.
제1 연결 케이블(430a)은 이웃한 두 배전용 전신주(도 1의 110)들 사이에서 대체로 수평으로 연장되며, 제1 연결 케이블(430a)의 양단은 대응하는 두 배전용 전신주(도 1의 110)들 각각에 설치된 두 지지구(도 1의 120)들에 고정되도록 결합된다. 제1 연결 케이블(430a)에 복수개의 태양전지 모듈 유닛(450)이 결합되며, 제1 연결 케이블(430a)에 의해 복수개의 태양전지 모듈 유닛(450)에서 생산된 직류 전력이 DC-AC 변환기(도 2의 195)로 전달된다.
제2 연결 케이블(430b)은 제1 연결 케이블(430a)의 아래에 위치하며 제1 연결 케이블(430a)과 대체로 평행하게 연장된다. 제2 연결 케이블(430b)의 양단은 대응하는 두 배전용 전신주(도 1의 110)들 각각에 설치된 두 지지구(도 1의 120)들에 고정되도록 결합된다. 제1 연결 케이블(430a)에 복수개의 태양전지 모듈 유닛(450)이 결합된다. 본 실시예에서는 제1 연결 케이블(430a)에 의해 태양전지 모듈 유닛(450)에서 생산된 직류 전력이 DC-AC 변환기(도 2의 195)로 전달되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 제2 연결 케이블(430b)에 의해 태양전지 모듈 유닛(450)에서 생산된 직류 전력이 DC-AC 변환기(도 2의 195)로 전달되도록 구성될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
태양전지 모듈 유닛(450)은 두 연결 케이블(430a, 430b)에 의해 지지되고, 태양광을 이용하여 직류 전력을 생산한다. 태양전지 모듈 유닛(450)이 도 10에는 사시도로서 도시되어 있고 도 11에는 정면도로서 도시되어 있다. 도 10과 도 11을 참조하면, 태양전지 모듈 유닛(450)은 모듈 설치 구조물(460)과, 모듈 설치 구조물(460)에 설치되는 복수개의 태양전지 모듈(490)과, 모듈 설치 구조물(460)에 설치되는 균형추 부재(495)를 구비한다.
모듈 설치 구조물(460)은 대체로 트러스 형태의 구조물로서, 중심 샤프트(461)와, 중심 샤프트(461)에 결합되는 2개의 제1 연장 막대부(481)와, 중심 샤프트(461)에 결합되는 2개의 제2 연장 막대부(483)와, 2개의 제1 연장 막대부(481)를 연결하는 제1 결합 막대부(470)와, 2개의 제2 연장 막대부(483)을 연결하는 제2 결합 막대부(475)와, 제1 결합 막대부(470)와 제2 결합 막대부(475)를 연결하는 2개의 연결 막대부(480)와, 제2 연결 케이블(430b)이 결합되는 케이블 결합 샤프트(485)를 구비한다.
중심 샤프트(461)는 직선으로 길게 연장되는 중공형 샤프트로서, 제1 연결 케이블(430a)이 중심 샤프트(461)를 통과하면서, 중심 샤프트(461)에 제1 연결 케이블(430a)이 결합된다. 회전 중심 샤프트(461)의 길이방향 양단에는 두 개의 제1 연장 막대부(481)와 두 개 제2 연장 막대부(483)가 중심 샤프트(461)를 중심으로 회전가능하게 결합된다.
2개의 제1 연장 막대부(481) 각각은 중심 샤프트(461)의 양단으로부터 중심 샤프트(461)의 반경방향으로 연장되고, 중심 샤프트(461)를 중심으로 회전 가능하게 중심 샤프트(461)에 결합된다. 2개의 제1 연장 막대부(481)는 중심 샤프트(461)로부터 아래 일측으로 경사지게 연장된다. 2개의 제1 연장 막대부(481)의 끝단에는 제1 결합 막대부(470)가 회전가능하게 결합된다. 2개의 제1 연장 막대부(481)에는 태양전지 모듈(490)이 고정되는 모듈 고정대(482)가 설치된다. 본 실시예에서는 제1 연장 막대부(481)가 중심 샤프트(461)에 회전 가능하게 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 회전하지 않도록 고정된 구조일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
2개의 제2 연장 막대부(483)(도면에서는 하나만 도시됨) 각각은 중심 샤프트(461)의 양단으로부터 중심 샤프트(461)의 반경방향으로 연장되고, 중심 샤프트(461)를 중심으로 회전 가능하게 중심 샤프트(461)에 결합된다. 2개의 제2 연장 막대부(483)는 중심 샤프트(461)로부터 아래 일측(제1 연장 막대부(481)의 반대측)으로 경사지게 연장된다. 그에 따라, 제1 연장 막대부(481)와 제2 연장 막대부(483)는 중심 샤프트(461)로부터 아래로 벌어진 형태로 연장되며, 두 연장 막대부(481, 483)가 중심 샤프트(461)를 중심으로 서로 벌어지거나 좁아지도록 회전함으로써, 두 연장 막대부(481, 483) 사이의 각도가 변경된다. 2개의 제2 연장 막대부(483)의 끝단에는 제2 결합 막대부(475)가 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서는 제2 연장 막대부(483)가 중심 샤프트(461)에 회전 가능하게 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 회전하지 않도록 고정된 구조일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
제1 결합 막대부(470)는 중심 샤프트(461)와 평행하게 연장되며, 제1 결합 막대부(470)의 양단부가 각각 두 제1 연장 막대부(481)와 회전 가능하게 결합된다. 또한, 제1 결합 막대부(470)에는 두 연결 막대부(480)가 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서는 제1 결합 막대부(470)와 두 제1 연장 막대부(481)가 회전 가능하게 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 회전하지 않도록 고정된 구조일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
제2 결합 막대부(475)는 중심 샤프트(461)와 평행하게 연장되며, 제2 연결 막대(475)의 양단부가 각각 두 제2 연장 막대부(483)와 회전 가능하게 결합된다. 또한, 제2 결합 막대부(475)에는 두 연결 막대부(480)가 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서는 제2 결합 막대부(475)와 두 제2 연장 막대부(483)가 회전 가능하게 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 회전하지 않도록 고정된 구조일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
2개의 연결 막대부(480) 각각은 제1 결합 막대부(470) 및 제2 결합 막대부(475) 또는 제1 연장 막대부(481) 및 제2 연장 막대부(483)에 회전 가능하게 결합된다. 즉, 연결 막대부(480)의 양단은 제1 결합 막대부(470) 및 제2 결합 막대부(475) 또는 제1 연장 막대부(481) 및 제2 연장 막대부(483)에 회전 가능하게 결합된다. 연결 막대부(480)의 길이는 두 연장 막대부(481 ,483) 사이의 각도 변화에 대응하여 가변된다. 이를 위하여, 본 실시예에서 연결 막대부(480)는 중심 관부재(484)와, 중심 관부재(484)의 양단에 출몰 가능하게 슬리브 결합되는 두 출몰 부재(486, 487)를 구비한다. 중심 관부재(484)에는 케이블 결합 샤프트(485)가 고정되고, 두 출몰 부재(486, 487) 각각의 끝단은 제1 결합 막대부(470)와 제2 결합 막대부(475)에 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서는, 연결 막대부(480)의 길이 가변을 위하여, 중심 관부재(484)의 양단에 두 출몰 부재(486, 487)가 슬리브 결합되어서 출몰 가능하도록 구성되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 연결 막대부(480)의 길이가 가변될 수 있도록 하는 다른 구조도 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 본 실시예에서는 2개의 연결 막대부(480) 각각은 제1 결합 막대부(470) 및 제2 결합 막대부(475)에 회전 가능하게 결합되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 회전하지 않도록 고정된 구조일 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
케이블 결합 샤프트(485)은 중공형의 샤프트로서, 중심 샤프트(461)와 평행하게 연장되며, 두 연결 막대부(480)의 각 중심 관부재(481)에 고정된다. 케이블 결합 샤프트(485)에 제2 연결 케이블(430b)이 통과하여, 제2 결합 샤프트(485)에 제2 연결 케이블(430b)이 결합된다.
복수개의 태양전지 모듈(490)들은 모듈 설치 구조물(460)의 모듈 고정대(482)에 고정된다. 태양광 모듈이라고도 불리는 태양전지 모듈(490)은 편평한 판상으로서, 통상적인 구성으로 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 태양전지 모듈(490)의 기울기는 제1 연장 막대부(481)와 대체로 동일하며, 제1 연장 막대부(481)의 회전에 따라 변하여 태양의 고도 변화에 대응할 수 있다. 본 실시예에서는 태양전지 모듈(490)이 도면에 2개 인 것으로 도시되어 있지만, 3개 이상 또는 하나 만 설치될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
균형추 부재(495)는 중심 샤프트(461)을 사이에 두고 태양전지 모듈(490)들의 반대측에 위치하도록 모듈 설치 구조물(460)에 설치된다. 균형추 부재(495)에 의해 태양전지 모듈 유닛(450)의 좌우 균형이 맞게 되어서, 전신주에 하중이 불균형하게 가해지는 것이 방지된다.
도시되지는 않았으나, 태양전지 모듈 유닛(450)은 중심 샤프트(461)에 대해 제1, 제2 연장 막대부(481, 483)를 회전시키기 위한 구동 모터를 더 구비할 수 있다.
태야전지 모듈 유닛(450)은 태양전지 모듈(490)의 기울기를 변화시키기 위해 제1, 제2 연장 막대부(481, 483)가 서로 반대방향으로 회전하고, 연결 막대부(480)의 길이가 변하게 되는데, 그에 따라, 중심 샤프트(461)와 케이블 결합 샤프트(485) 사이의 높이차(즉, 중심 샤프트(461)와 케이블 결합 샤프트(485) 사이의 거리)가 변하게 된다. 중심 샤프트(461)와 케이블 결합 샤프트(485) 사이의 높이차 변화에 대응하기 위하여, 본 실시예에서는 제2 연결 케이블(430b)이 제1 연결 케이블(430a)보다 길게 형성되는 것으로 설명한다. 이와는 달리, 제1 연결 케이블(430a)이 제2 연결 케이블(430b)보다 길게 형성될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 태양광 발전 및 배전 시스템 110 : 배전용 전신주
120 : 지지구 130 : 연결 케이블
150 : 태양전지 모듈 150 : 태양전지 모듈
160 : 모듈 프레임 170 : 셀 조립체
171 : 태양전지 셀 172 : 보호필름
175 : 셀 프레임 179 : 배수구
180 : 받침 망 190 : 고정 수단
195 : DC-AC 변환기 379 : 결합구
430a : 제1 연결 케이블 430b : 제2 연결 케이블
450 : 태양전지 모듈 유닛 460 : 모듈 설치 구조물
490 : 태양전지 모듈 495 : 균형추 부재

Claims (16)

  1. 배전선을 지지하고 상기 배전선을 통해 공급되는 교류 전력을 수용가로 배전하는 복수 개의 배전용 전신주들; 및
    상기 복수 개의 배전용 전신주들 중 두 배전용 전신주들에 설치되는 태양광 모듈 장치를 포함하며,
    상기 태양광 모듈 장치는, 태양광을 이용하여 직류 전력을 생산하는 적어도 하나의 태양전지 모듈과, 상기 적어도 하나의 태양전지 모듈이 설치되는 모듈 설치 구조물과, 상기 두 배전용 전신주들 사이에 연결되고 상기 모듈 설치 구조물이 결합되는 제1 연결 케이블과, 상기 두 배전용 전신주들 사이에 연결되고 상기 제1 연결 케이블의 아래에 위치하며 상기 모듈 설치 구조물이 결합되는 제2 연결 케이블을 구비하며,
    상기 모듈 설치 구조물은, 상기 제1 연결 케이블이 통과하며 결합되는 중심 샤프트와, 상기 중심 샤프트로부터 반경방향을 따라 하방 일측으로 경사지게 연장되고 상기 중심 샤프트에 회전 가능하게 결합되는 제1 연장 막대부와, 상기 제1 연장 막대부의 끝단과 회전 가능하게 연결되고 길이가 가변되며 상기 제2 연결 케이블에 결합되는 연결 막대부를 구비하며,
    상기 적어도 하나의 태양전지 모듈은 상기 제1 연장 막대부와 함께 회전하도록 상기 모듈 설치 구조물에 설치되어서 그 기울기가 조절되며,
    상기 태양전지 모듈에서 생산된 전력을 상기 배전용 전신주를 통해 배전하는, 태양광 발전 및 배전 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 태양광 모듈 장치는, 상기 태양전지 모듈에서 생산된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 DC-AC 변환기를 더 구비하며,
    상기 DC-AC 변환기에서 출력되는 교류 전력은 상기 배전용 전신주에 의해 수용가로 배전되는 태양광 발전 및 배전 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 태양광 모듈 장치는, 상기 배전용 전신주에 설치되고 상기 연결 케이블이 고정되는 지지구를 더 구비하는 태양광 발전 및 배전 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 DC-AC 변환기는 상기 지지구에 설치되는 태양광 발전 및 배전 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 모듈 설치 구조물은,
    상기 중심 샤프트로부터 반경방향을 따라 하방 타측으로 경사지게 연장되어서 상기 중심 샤프트에 회전 가능하게 결합되는 제2 연장 막대부를 더 구비하며,
    상기 제2 연장 막대부의 끝단은 상기 연결 막대부와 회전 가능하게 연결되는,
    태양광 발전 및 배전 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 막대부는 상기 제2 연결 케이블에 고정되는 중심 관부재와, 상기 중심 관부재에 출몰 가능하게 슬리브 결합되고 상기 제1 연장 막대부와 연결되는 출몰부재를 구비하는 태양광 발전 및 배전 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1 연장 막대부와 상기 제2 연장 막대부는 복수개이며,
    상기 모듈 설치 구조물은,
    상기 복수개의 제1 연장 막대부를 연결하며 결합되는 제1 결합 막대부와,
    상기 복수개의 제2 연장 막대부를 연결하며 결합되는 제2 결합 막대부를 더 구비하는 태양광 발전 및 배전 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 연결 케이블과 상기 제2 연결 케이블 중 하나는 다른 하나보다 길게 형성되는 태양광 발전 및 배전 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 태양전지 모듈은 상기 연결 케이블에 대해 일측에 위치하도록 상기 모듈 설치 구조물에 설치되며,
    상기 태양광 모듈 장치는, 상기 연결 케이블을 사이에 두고 상기 적어도 하나의 태양전지 모듈의 반대측에 위치하도록 상기 모듈 설치 구조물에 설치되는 균형추 부재를 더 구비하는 태양광 발전 및 배전 시스템.
  16. 삭제
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