KR102223888B1 - 수상 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수상 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해상, 호수, 강 등의 수상에 설치된 태양광 발전장치에 관한 것이다.
본 발명의 수상 태양광 발전장치는 경사조절바를 지지하는 지지핀이 고정편에 분해될 필요없이 경사조절바의 측 방향으로 인입되어 상방으로 연장되어 절곡 형성된 지지핀구속홈으로 진입이 가능하므로 태양광발전모듈의 경사조절이 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 수상 태양광 발전장치는 변위되는 태양고도에 따라 자동으로 태양광발전모듈이 회동되어 발전효율을 높일 수 있으며, 태양광발전모듈의 회동을 제어할 수 있는 구조가 간결하여 관리 및 적용효율이 높은 이점이 있다.

Description

수상 태양광 발전장치{Solar power plant constructed on the water}
본 발명은 수상 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해상, 호수, 강 등의 수상에 설치된 태양광 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지를 이용하여 태양광을 전기에너지로 변환시켜 발전하는 태양광 발전장치는 널리 알려져 사용되고 있다.
태양전지 발전효율은 태양광의 조사량에 좌우된다. 이에, 태양광 발전장치를 건설하는 데에는, 발전효율을 높이기 위해 태양광의 조사량이 좋은 부지를 선정해야하고, 선정된 부지에 태양전지를 설치하기 위한 정지작업 등의 토목공사를 실시 해야한다.
그러나, 태양광 발전장치를 육지에 설치하는 경우에는 막대한 부지비용과, 토목공사의 비용으로 인해 태양전지의 여러가지 이점에도 불구하고 그 실용화가 광범위하게 이루어지고 있지 못한 실정이었다.
이에, 태양광 발전장치를 수상에 설치하는 방안이 제시되었다.
태양광 발전장치를 수상에 설치한 종래기술로는 대한민국 공개실용신안공보 제2007-0000044호에 개시된 수상 태양광 발전 시스템이 개시되어 있다.
종래기술에 따른 수상 태양광 발전 시스템은 물에 부유되는 부이와, 부이 위에 설치되는 지지대와, 지지대에 태양광의 조사각에 맞게 일정한 각도를 유지하며 설치되는 다수의 태양전지 판넬로 이루어진다.
그러나, 종래기술의 수상 태양광 발전 시스템은 물의 흐름에 따라 부이의 위치가 수시로 변하기 때문에, 태양광이 태양전지 판넬에 제대로 조사되지 못하여 발전효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1852879호에는 태양광발전모듈의 경사각도를 조절할 수 있는 조절수단이 형성되어 있으나, 경사각도 조절시 조절수단의 조절링크와 지지프레임을 결합하는 볼트와 너트를 분해 조립해야하는 번거로운 문제점이 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제2007-0000044호 : 수상 태양광 발전장치
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물의 흐름에 저항하여 위치가 고정되고, 태양의 고도에 따라 분해조립할 필요 없이 태양광발전모듈의 경사각도조절이 용이한 수상태양광발전장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 태양을 추적하여 태양광량을 증가시킬 수 있는 수상 태양광발전장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수상 태양광 발전장치는 태양광을 조사받아 발전하는 태양광발전모듈과; 상기 태양광발전모듈이 회동 가능하게 장착되는 회동지지프레임유닛과; 상기 회동지지프레임유닛을 지지하는 베이스프레임유닛과; 상기 베이스프레임유닛에 결합되어 상기 베이스프레임유닛을 수상에서 부유하도록 부력을 갖는 부유수단과; 상부가 상기 태양광발전모듈에 회동 가능하게 결합되고 하부에 상기 베이스프레임유닛의 고정편에서 회동방향에 직교하는 측 방향으로 돌출된 지지핀이 내측으로 진입되어 상기 지지핀에 지지될 수 있게 형성되며 길이방향으로 상호 이격되는 다수의 지지핀구속홈이 형성되어 경사를 조절할 수 있는 경사조절바를 포함하는 경사조절유닛;을 구비하고, 상기 지지핀구속홈은 상기 태양광발전모듈의 회전방향에 대응되는 상기 경사조절바의 일측부에서 내측 방향으로 인입되되 상기 경사조절바의 폭 방향으로 인입되다 상기 경사조절바의 길이방향에 나란하게 상기 경사조절바의 상단 방향으로 인입되어 절곡되게 형성되며 상기 지지핀 연장방향에 대응되는 양측부가 개방되게 인입 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 경사조절바는 상기 태양광발전모듈의 회동 방향에 직교하는 방향 또는 상기 베이스프레임유닛의 폭 방향으로 폭을 갖는 제1연장부와, 상기 제1연장부의 일측 단부에서 상기 제1연장부에 교차하는 방향으로 폭을 가져 폭 방향의 양측부가 상기 베이스프레임유닛의 길이방향을 향하며 상부가 상기 태양광발전모듈에 회동가능하게 결합되고 하부에 다수의 상기 지지핀구속홈이 형성된 제2연장부를 구비한다.
상기 경사조절유닛은 상기 지지핀구속홈으로 진입되어 상기 제2연장부를 지지하는 상기 지지핀이 파도에 의해 상기 베이스프레임이 상하로 요동시 상기 지지핀구속홈으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 이탈방지부재;를 더 구비할수 있다.
상기 이탈방지부재는 상기 지지핀구속홈의 상부에 인접한 상기 제2연장부에 상기 베이스프레임유닛 길이방향으로 회동 가능하게 결합되는 힌지결합부와, 상기 힌지결합부의 단부에서 상기 힌지결합부의 길이방향에 교차하는 방향으로 연장되어 상기 힌지결합부가 제1방향으로 회동시 상기 제1연장부를 향해 상기 지지핀이 상기 지지핀구속홈으로부터 이탈되지 않게 상기 지지핀을 지지하고 상기 힌지결합부가 상기 제1방향에 반대 방향으로 회동시 상기 지지핀구속홈으로 진입되는 상기 지지핀과 간섭되지 않게 상기 제1연장부에 멀어지는 방향을 향하는 지지핀지지부를 구비하는 회동브라켓과; 상기 지지핀지지부의 길이방향에 나란하게 연장되어 일측이 상기 지지핀지지부에 내에 삽입되어 구속되며 타측이 상기 지지핀지지부 내에 장착된 탄성부재에 대해 상기 지지핀지지부에 멀어지는 방향으로 돌출되어, 상기 제1연장부에 관통형성된 관통공에 관통지지되어 상기 지지핀지지부가 상기 지지핀을 지지한 상태가 유지되게 상기 힌지결합부의 회동을 제한하며, 상기 힌지결합부의 회동을 위해 외력에 의해 상기 지지핀지지부에 인접한 방향으로 이동되어 상기 관통공으로부터 이격되는 회동제한로드를 구비한다.
또한, 상기 경사조절유닛은 상기 베이스프레임유닛의 길이방향을 향하며 상기 지지핀구속홈의 상부측에 대응되는 상기 경사조절바의 일측부에 나사 결합되어 상기 지지핀구속홈을 관통하여 상기 경사조절바의 타측부로 삽입되어 상기 지지핀구속홈의 상단으로 진입된 상기 지지핀을 지지하여 상기 지지핀이 파도에 의해 상기 베이스프레임유닛이 상하로 요동시 상기 지지핀구속홈으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있는 이탈방지부재;를 구비할 수도 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 목적의 수상 태양광 발전장치는 태양광을 조사받아 발전하는 태양광발전모듈과; 상기 태양광발전모듈이 회동 가능하게 장착되는 회동지지프레임유닛과; 상기 회동지지프레임유닛을 지지하는 베이스프레임유닛과; 상기 베이스프레임유닛에 결합되어 상기 베이스프레임유닛을 수상에서 부유하도록 부력을 갖는 부유수단과; 상부가 상기 태양광발전모듈의 일측에 회동 가능하게 결합되고 하부가 상기 베이스프레임유닛 측부에 회동 가능하게 결합된 가이드브라켓을 관통하여 상기 태양광발전모듈이 회동시 상기 가이드브라켓에 대해 승강하며 상기 태양광발전모듈의 흔들림을 방지하는 가이드바와, 상기 베이스프레임유닛 상에 회전가능하게 장착되며 단부가 상기 태양광발전모듈의 타측에 결속된 와이어가 권취된 보빈과, 상기 태양광발전모듈이 회동되게 상기 보빈이 상기 와이어를 당기거나 당김해제할 수 있도록 상기 보빈을 회전시키는 구동모터와, 상기 태양광발전모듈의 일측 단부에 장착되어 상기 와이어 당김해제 시 상기 태양광발전모듈의 일측이 하강되게 하는 중량물체와, 상기 태양광발전모듈의 일측 또는 상기 베이스프레임유닛에 설치되어 태양의 고도 변위를 감지하는 태양추적센서와, 상기 태양추적센서로부터 상기 태양의 고도값을 전달받아 상기 구동모터의 회전 방향 및 회전각도를 제어하는 제어부를 구비하는 경사조절유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 회동지지프레임유닛은 일단이 상기 베이스프레임유닛의 길이방향 전방측에 고정설치되며 타측이 상기 태양광발전모듈의 회전을 지지하는 회전지지축을 지지할 수 있도록 연장된 제1회동지지프레임과, 일단이 상기 베이스프레임유닛의 측부에 상기 제1회동지지프레임의 일단에 대해 후방측으로 이격된 위치에 상기 베이스프레임유닛의 길이방향으로 연장된 슬라이딩홈에 장착되어 상기 베이스프레임유닛의 길이방향으로 이동가능하며 타측이 상기 제1회동지지프레임과 함께 상기 회전지지축을 지지할 수 있도록 연장되어 일단이 상기 제1회동지지프레임의 일단에 멀어지는 방향으로 상기 슬라이딩홈을 따라 이동시 상기 태양광발전모듈의 높이를 하강시키는 제2회동지지프레임을 구비하고, 파도에 의해 상기 베이스프레임의 높이 변동 또는 기울기 변동시 이를 감지하며 상기 제어부에 감지신호를 전달하는 적어도 하나의 감지센서와, 일측이 상기 제1회동지지프레임과 상기 슬라이딩홈 사이의 상기 베이스프레임의 측부에 고정되고 타측에 장착된 로드가 상기 제2회동지지프레임의 일단과 연결되어 파도에 의해 상기 베이스프레임의 높이 변동시 상기 제어부의 제어에 의해 길이 신축되어 상기 태양광발전모듈의 높이 변동폭을 줄일 수 있도록 상기 제2회동지지프레임의 일단을 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라 이동시키는 높이조절실린더를 구비할 수 있다.
본 발명의 수상 태양광 발전장치는 경사조절바를 지지하는 지지핀이 고정편에 분해될 필요없이 경사조절바의 측 방향으로 인입되어 상방으로 연장되어 절곡 형성된 지지핀구속홈으로 진입이 가능하므로 태양광발전모듈의 경사조절이 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 수상 태양광 발전장치는 변위되는 태양고도에 따라 자동으로 태양광발전모듈이 회동되어 발전효율을 높일 수 있으며, 태양광발전모듈의 회동을 제어할 수 있는 구조가 간결하여 관리 및 적용효율이 높은 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치에 대한 사시도이고,
도 2는 도 1의 수상 태양광 발전장치에 대한 측면도이고,
도 3은 도 1의 수상 태양광 발전장치에 대한 일부 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치에 대한 일부 사시도이고,
도 5는 도 4의 경사조절바의 제1연장부에 이탈방지부재가 관통되어 지지핀을 구속한 상태를 도시한 일부 측단면도이고,
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치에 대한 일부 사시도이고,
도 7은 도 6의 경사조절바에 이탈방지부재가 체결되어 지지핀을 구속한 상태를 도시한 일부 측단면도이고,
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치에 대한 측면도이고,
도 9는 본 발명의 제5 실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치에 대한 측면도이고,
도 10은 본 발명에 따른 수상 태양광 발전장치가 인공어초에 고정된 상태를 도시한 도면이고,
도 11은 본 발명에 따른 수상 태양광 발전장치가 수저면에 삽입 고정된 파일에 고정된 상태를 도시한 도면이고,
도 12는 본 발명에 다른 수상 태양광 발전장치가 육상에 설치된 고정부재에 의해 고정된 상태를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치를 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(1)가 도시되어 있다.
본 발명의 제1실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(1)는 태양광을 조사받아 발전하는 태양광발전모듈(10)과; 태양광발전모듈이 회동 가능하게 장착되는 회동지지프레임유닛(20)과; 회동지지프레임유닛을 지지하는 베이스프레임유닛(30)과; 베이스프레임유닛(30)에 결합되어 베이스프레임유닛(30)을 해상에서 부유하도록 부력을 갖는 부유수단(50)과; 상부가 태양광발전모듈(10)에 회동 가능하게 결합되고 하부에 베이스프레임유닛(30)의 고정편(41)에서 회동방향에 직교하는 측 방향으로 돌출된 지지핀(43)이 내측으로 진입되어 지지핀(43)에 지지될 수 있게 형성되며 길이방향으로 상호 이격되는 다수의 지지핀구속홈(68)이 형성되어 경사를 조절할 수 있는 경사조절바(61)를 포함하는 경사조절유닛(60);을 구비한다.
베이스프레임유닛(30)는 제1방향으로 연장되며 제1방향에 직교하는 방향으로 상호 이격되는 다수의 길이방향연장프레임(31)과, 제1방향에 직교하는 방향으로 연장되어 길이방향연장프레임(31)에 직교하는 방향으로 길이방향연장프레임(31)에 설치되되 제1방향으로 상호 이격되게 설치되는 복수의 폭방향연장프레임(33)을 구비한다.
길이방향연장프레임(31)과 폭방향연장프레임(33)은 단면 형상이 사각관 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 합성수지재 또는 금속소재로 형성될 수 있다.
길이방향연장프레임(31)의 상면에는 회동지지프레임유닛의 후방측에 상하방향으로 연장되며 제1방향으로 폭을 갖는 고정편(41)이 설치된다. 외측 방향을 향하는 고정편(41)의 일면에는 길이방향연장프레임(31)에 멀어지는 방향 즉, 제1방향에 직교하는 방향으로 연장된 지지핀(43)이 형성된다.
부유수단(50)은 베이스프레임유닛(30)의 길이방향연장프레임(31)에 길이방향연장프레임(31)의 길이방향으로 상호 이격되게 위치되는 다수의 부유체(51)와, 부유체의 외주면을 감쌀 수 있도록 원형상으로 형성되며 양단부가 길이방향연장프레임(31)에 결합되어 부유체(51)를 길이방향연장프레임(31)에 고정하는 고정밴드(53)를 구비한다.
부유체(51)는 베이스프레임유닛(30)이 수상에 부유할 수 있도록 부력을 형성할 수 있도록 내부공간을 갖는 원통 형상으로 형성되며 고정밴드(53)가 안착되어 위치고정되게 외주면에서 내측방향으로 인입되며 원주방향으로 연장된 안착홈(52)이 형성된다. 한편, 부유체(51)는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 대한민국 등록특허공보 제10-1867569호에 게시된 다공성 폼이 내장된 부력체의 구조가 적용될 수도 있다.
그리고, 본 발명의 제1실시 예에 다른 수상 태양광 발전장치(1)는 베이스프레임유닛(30) 상에 폭방향연장프레임(33)에 나란하게 설치되어 작업자가 이동할 수 있는 발판(37)이 설치되는 것이 바람직하다.
태양광발전모듈(10)은 도 2를 참고하면, 하면에 제1방향으로 연장되며 제1방향에 교차하는 방향으로 상호 이격된 복수의 모듈지지프레임(12)에 지지된다.
모듈지지프레임(12)의 하면에는 베이스프레임유닛(30)의 폭방향으로 연장되어 후술되는 회동지지프레임유닛(20)에 지지되는 회전지지축(16)이 관통되는 회동브라켓(13)이 형성된다.
회동지지프레임유닛(20)은 각 하단이 길이방향연장프레임(31)에 제1방향으로 상호 이격되게 설치되며 각 상단이 상호 인접하게 연장되어 태양광발전모듈(10)의 회동브라켓(13)을 회전 가능하게 지지하는 회전지지축(16)이 관통지지되는 제1 및 제2회동지지프레임(21,26)을 구비한다.
회동지지프레임유닛(20)은 회동브라켓(13)을 회동가능하게 지지하는 회전지지축(16)을 안정적으로 지지할 수 있도록 베이스프레임유닛(30)의 폭 방향 양측에 각각 설치된다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 제1회동지지프레임(21)는 일단이 길이방향연장프레임(31)의 길이방향 전방 측부에 고정설치되며 타측 즉 상단이 회전지지축(16)을 회전지지할 수 있도록 연장된다. 그리고, 제2회동지지프레임(26)은 일단이 길이방향연장프레임(31)의 길이방향 후방 측부에 설치되어 제1회동지지프레임(21)의 일단에 대해 후방 측으로 이격되며, 타측, 즉 상단이 제1회동지지프레임(21)과 함께 회전지지축(16)을 지지할 수 있도록 제1회동지지프레엠(21)의 상단에 인접한 방향으로 연장형성된다.
경사조절유닛(60)은 각 상부가 태양광발전모듈(10)의 일측 또는 타측에 각각 결합되고 각 하부가 베이스프레임유닛(30)의 폭 방향의 일측 또는 타측에 각각 결합되는 복수의 경사조절바(61)를 구비한다.
경사조절바(61)는 태양광발전모듈(10)의 회동 방향에 직교하는 방향 또는 베이스프레임유닛(30)의 폭 방향으로 폭을 갖는 제1연장부(62)와, 베이스프레임유닛(30)의 내측 방향을 향하는 제1연장부(62)의 일측 단부에서 제1연장부(62)에 교차하는 방향으로 폭을 가져 폭 방향의 양측부가 베이스프레임유닛(30)의 길이방향을 향하며 상부가 태양광발전모듈(10)에 회동 가능하게 결합되고 하부에 다수의 지지핀구속홈(68)이 형성된 제2연장부(66)를 구비한다.
지지핀구속홈(68)은 태양광발전모듈(10)의 회전방향에 대응되되 제1연장부(62)에서 후방측으로 멀어지는 방향의 제2연장부(66)의 폭 방향의 단부에서 내측 방향, 즉 제1연장부(62) 방향으로 인입되다 제2연장부(66)의 길이방향에 나란하게 제2연장부(66)의 상단 방향으로 인입되어 절곡되게 형성되는데, 지지핀(43) 연장방향에 대응되는 양측부가 개방되게 인입 형성된다.
지지핀구속홈(68)의 상단에 인입된 지지핀(43)은 태양광발전모듈(10)이나 경사조절바(61)의 하중에 의해 경사조절바(61)로부터 이탈이 방지되나, 파도와 같은 외력에 의해 베이스프레임유닛(30)이 상하로 이동될 때 이탈이 방지될 수 있도록 나사결합되는 너트(48)가 제2연장부(66)에 밀착되게 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치는 경사조절바를 지지하는 지지핀(43)이 고정편(41)에 분해될 필요없이 경사조절바(61)의 측방향으로 인입되어 상방으로 연장되어 절곡 형성된 지지핀구속홈(68)으로 진입이 가능하므로 태양광발전모듈의 경사조절이 용이한 이점이 있다.
한편, 도 4 및 도 5에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(2)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일 기능을 갖는 구송요소는 동일 부호로 표기한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 수상태양광발전장치(2)는 경사조절유닛(160)이 이탈방지부재(170)를 더 구비하고, 경사조절바(61)의 제2연장바(62)에는 관통공(63)과 지지턱(64)이 형성되는 것을 제외히고 본 발명의 제1실시 예의 수상태양광발전장치(1)의 구조와 동일하다.
경사조절유닛(160)은 복수의 경사조절바(61)와, 각 경사조절바(61)의 제2연장부(62)의 지지핀구속홈(68)에 인접한 위치에 각각 결합되는 복수의 이탈방지부재를 구비한다
이탈방지부재(170)는 지지핀구속홈(68)으로 진입되어 제2연장부(66)를 지지하는 지지핀(43)이 파도에 의해 베이스프레임유닛(30)이 상하로 요동시 지지핀구속홈(68)으로부터 이탈되는 것을 방지한다.
이탈방지부재(170)는 제2연장부(66)에 제1방향으로 회동가능하게 결합되는 회동하우징(171)과, 회동하우징(171)에 진퇴가능하게 구속되어 제1연장부(62)에 형성된 관통공(63)에 관통진입되어 회동하우징(171)의 회동을 제한하는 회동제한로드(175)를 구비한다.
회동하우징(171)은 지지핀구속홈(68)의 상부에 인접한 제2연장부(66)에 베이스프레임유닛(30) 길이방향으로 회동 가능하게 결합되는 힌지결합부(172)와, 힌지결합부(172)의 단부에서 힌지결합부(172)의 길이방향에 교차하는 방향으로 연장되되 힌지결합부(172)보다 하방에 위치되게 회동시 제1연장부(62)를 향하여 지지핀(43)이 지지핀구속홈(68)으로부터 이탈되지 않게 지지핀(43)을 지지하고 힌지결합부(172) 보다 상방에 위치되게 회동시 지지핀구속홈(68)으로 진입되는 지지핀(43)과 간섭되지 않게 제1연장부(62)에 멀어지는 방향을 향하되 상향되게 연장되는 지지핀지지부(174)를 구비한다.
도시되지는 않았으나, 지지핀지지부(174)는 내측에 힌지결합부에서 멀어지는 방향으로 개방되어 탄성부재(미도시)가 수용되는 내부공간(미도시)형성된다.
회동제한로드(175)는 지지핀지지부(174)의 길이방향에 나란하게 연장되어 일측이 지지핀지지부(174)의 내부공간에 수용되어 탄성부재에 의해 힌지결합부에 대해 멀어지는 방향으로 탄성지지되어 타측이 지지핀지지부(174)에 대해 돌출된다.
회동제한로드(175)는 도 5를 참고하여, 회동브라켓(172)의 지지핀지지부(174)가 힌지결합부(172)의 하방에 위치되면, 제1연장부(62) 방향을 향하며 제1연장부(62)에 접촉될 수 있다. 이 상태에서, 회동하우징(171)의 지지핀지지부(174)를 제1연장부(62)에 인접하게 회동하우징(171)을 회동시키면 회동제한로드(175)는 제1연장부(62)에 가압되면서 힌지결합부(172)에 인접하게 지지핀지지부(174)의 내부공간으로 수용되다가 제1연장부(62)의 관통공(63)에 위치시 가압해제되면서 탄성부재에 의해 관통공(63) 내로 관통되게 돌출된다.
회동제한로드(175)는 관통공(63)에 관통되어 지지핀지지부(174)가 지지핀(43)을 지지한 상태가 유지되게 힌지결합부(172)의 회동을 제한한다.
그리고, 회동제한로드(175)는 회동이 제한된 힌지결합부(172)의 회동을 위해 작업자에 의한 외력에 의해 관통공(63)을 관통하여 제1연장부(62)에 돌출된 단부가 지지핀지지부(174)에 인접한 방향으로 이동되어 관통공(63)으로부터 이격될 수 있다.
한편, 지지핀(43)은 회동하우징(171)에 대해 돌출되는 단부측에 외경이 확장되어 경사조절바(61)가 측방향으로 이탈되는 것을 방지하는 이탈방지플렌지(45)가 형성된다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(2)는 별도의 나사결합없이 이탈방지부재(170)가 제1연장부(62)의 관통공(63)에 관통되어 지지핀(43)을 구속지지하고 작업자의 외력에 의해 이탈방지부재(170)의 회동제한로드(175)가 관통공(63)으로부터 이격되어 지지핀(43)의 구속상태가 해제되므로 태양광발전모듈(10)의 경사조절이 더욱 용이한 이점이 있다.
한편, 도 6 및 도 7에는 본 발명의 제3실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(3)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일 기능을 하는 구성요소는 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(3)는 경사조절유닛(260)을 제외하고 본 발명의 제1실시 예에 따른 수상 태양광발전장치(1)의 구조와 동일하다.
경사조절유닛(260)은 각 상부가 태양광발전모듈(10)의 일측 또는 타측에 각각 결합되고 각 하부가 베이스프레임유닛(30)의 폭 방향의 일측 또는 타측에 각각 결합되며 각각 복수의 지지핀구속홈(68)이 형성된 복수의 경사조절바(266)와, 지지핀구속홈(68)으로 진입된 지지핀(43)을 구속하는 이탈방지부재(261)를 구비한다.
경사조절바(266)는 사각바 형상으로 형성되고, 지지핀구속홈(68)은 태양광발전모듈의 회전방향에 대응되되 베이스프레임유닛(30)의 후방측을 향하는 경사조절바(266)의 일측부에서 베이스프레임유닛(30)의 전방측 방향으로 인입되다 경사조절바(266)의 길이방향에 나란하게 경사조절바(266)의 상단 방향으로 인입되어 절곡되게 형성되며 베이스프레임유닛(30)의 폭 방향을 향하는 경사조절바(266)의 양측부가 개방되게 형성된다.
지지핀구속홈(68)은 폭 방향 인입부(68a)와 폭 방향 인입부(68a)의 단부에서 경사조절바의 길이방향으로 연장된 길이방향인입부(68b)로 구분할 수 있다.
이탈방지부재(261)는 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스프레임유닛(30)의 길이방향을 향하며 지지핀구속홈(68)의 상부 측에 대응되는 경사조절바의 일측부에 형성된 나사결합공(267)에 나사 결합되어 경사조절바(266)의 길이방향으로 연장된 지지핀구속홈(68)의 상부 즉, 길이방향인입부(68b)를 가로질러 경사조절바(266)의 타측에 형성된 삽입홈(268)으로 삽입되어, 지지핀구속홈(68)의 상단으로 진입된 지지핀(43)을 지지한다.
이탈방지부재(261)는 도 7을 참고하면, 단부가 삽입홈(268)에 삽입되며 길이방향인입부(68b)로 연장되어 지지핀(43)을 지지하는 환봉 형상의 메인지지부(262)와, 메인지지부(262)의 단부에서 메인지지부(262)의 연장방향으로 연장되며 외주면에 나사선이 형성되어 나사결합공(267)에 나사결합되는 나사결합부(263)와, 나사결합부(267)의 단부에서 외경이 확장된 헤드부(264)로 구분된다.
한편, 도8 에는 본 발명의 제4실시예에 따른 수상태양광 발전장치(4)가 도시되어 있다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 수상태양광 발전장치(4)는 경사조절유닛(360)을 제외하고 본 발명의 제1실시 예에 따른 수상태양광 발전장치(1)의 구조와 동일하다.
경사조절유닛(360)은 가이드브라켓(361)과, 가이드바(363)와, 와이어(364)가 권취된 보빈(365)과, 구동모터(366)와, 중량물체(367)와, 태양추적센서(미도시)와, 제어부(미도시)를 구비한다.
가이드브라켓(361)은 구제척으로 도시되지는 않았으나 후술되는 가이드바(363)의 하부를 감싸도록 가이드바(363)의 횡단면에 대응되는 형상으로 내부가 관통형성되고 길이방향연장프레임(31)의 측부와 마주하는 외주면에 돌출되어 길이방향연장프레임(31)에 회전가능하게 삽입되는 회동바(미도시)가 형성된다.
가이드바(363)는 환봉형상으로 형성되고 상부가 태양광발전모듈(10)의 일측 또는 모듈지지프레임(12)의 일측에 회동 가능하게 결합되고 하부가 가이드브라켓(361)에 관통연장되어 태양광발전모듈(10)이 회동시 가이드브라켓(363)에 대해 승강하며 태양광발전모듈(10)의 흔들림을 방지한다.
보빈(365)는 회동지지프레임유닛(20)의 제1회동지지프레임(21)의 전방측에 위치되게 길이방향연장프레임(31) 상에 회전가능하게 설치되는데, 안정적으로 설치될 수 있도록 베이스프레임유닛(30)의 폭 방향으로 연장되어 길이방향연장프레임(31)과 결합된 보조판(38)의 상면에 설치되는 것이 바람직하다.
보빈(365)은 단부가 태양광발전모듈(10)의 타측 또는 모듈지지프레임(12)의 타측에 결속된 와이어(364)가 권취된다.
구동모터(366)는 태양광발전모듈(10)이 회동되게 보빈(365)의 회전되면서 와이어(364)를 당기거나 당김해제될 수 있도록 보빈(365)을 회전시키는 것으로서 보빈(365)와 연결되는 구동축(미도시)이 양방향으로 회전가능한 모터가 적용되는 것이 바람직하다.
중량물체(367)는 태양광발전모듈(10)의 일측 단부 또는 모듈지지프레임(12)의 일측 단부에 장착되어 와이어 당김해제 시 태양광발전모듈(10)의 일측이 베이스프레임에 인접하게 하강되게 하는 중량을 갖는다. 중량물제(367)는 태양광발전모듈(10)의 일측이 하방으로 당겨질 수 있는 하중을 가지면 소재나 구조에 한정되지 않는다.
태양추적센서(미도시)는 태양광발전모듈(10)의 일측 또는 베이스프레임유닛유닛(30)에 설치되어 태양의 고도 변위를 감지한다.
제어부(미도시)는 태양추적센서로부터 태양의 고도값을 전달받아 변위된 고도값에 따라 태양광발전모듈(10)이 회동 될 수 있도록 구동모터(366)의 회전 방향 및 회전각도를 제어한다.
한편, 구동모터(366)는 외부로부터 별도의 전원을 공급받을 수 있으나, 태양광발전모듈(10)로부터 발생된 전기에너지로 구동되게 적용될 수도 있을 것이다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 수상태양광 발전장치(4)는 변위되는 태양고도에 따라 자동으로 태양광발전모듈이 회동되어 발전효율을 높일 수 있으며, 태양광발전모듈의 회동을 제어할 수 있는 구조가 간결하여 관리 및 적용효율이 높은 이점이 있다.
한편, 도 9에는 본 발명의 제5실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(5)가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일기능을 갖는 구성요소는 동일부호로 표기한다.
본 발명의 제5실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(5)는 본 발명의 태양광 발전장치(4)의 구조에 감지센서(미도시)와, 높이조절실린더(370)와, 슬라이딩홈(32)을 더 구비한다.
슬라이딩홈(32)은 베이스프레임유닛(30)의 폭 방향 측부, 즉 길이방향연장프레임(31)의 일측부에 제1회동지지프레임(21)의 일단에 대해 후방 측으로 이격된 위치에서 베이스프레임유닛(30)의 폭 방향으로 인입되고 베이스프레임유닛(30)의 길이방향으로 연장된다.
그리고, 회동지지프레임유닛(20)의 제2회동지지프레임(26)은 일단이 슬라이딩홈(32)에 장착되어 베이스프레임유닛(30)의 길이방향으로 이동가능하여, 일단이 제1회동지지프레임(21)의 일단에 멀어지는 방향으로 슬라이딩홈(32)을 따라 이동시 태양광발전모듈(20)의 높이를 하강시킬수 있다.
감지센서는 파도에 의해 베이스프레임유닛(30)의 높이 변동 또는 수평변동시 이를 감지하며 제어부에 감지신호를 전달한다. 감지센서는 파도나 너울에 의한 수심변동을 감지할 수 있는 초음파센서, 또는 베이스프레임유닛(30)의 기울기상태를 감지하는 수평센서 등이 적용될 수 있다.
높이조절실린더(370)는 제1회동지지프레임(21)과 슬라이딩홈(32) 사이의 길이방향연장프레임(31)의 일측부에 제1방향으로 연장되게 고정설치되는 실린더본체(371)와, 실린더본체(371) 내로 실린더본체(371)의 길이방향으로 진퇴가능하게 장착되며 제2회동지지프레임의 일단과 연결되는 로드(372)를 구비한다.
높이조절실린더(370)는 파도에 의해 베이스프레임유닛의 높이 변동시 감지센서에 의해 높이 변동 또는 수평변동을 감지한 제어부에 의해 길이 신축되어 태양광발전모듈(10)의 높이 변동폭을 줄일 수 있도록 제2회동지지프레임(26)의 일단을 베이스프레임유닛(30)의 길이방향을 따라 이동시킨다.
높이조절실린더(370)는 공압 또는 유압실린더가 적용될 수 있는데, 본 발명의 제5실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(5)는 높이조절실린더(370)의 길이신축에 필요한 기체 또는 액제가 공급되게 에어컴프레셔(미도시)나 유체펌프(미도시) 및 유체탱크(미도시)가 더 구비될 수 있다. 에어컴프레셔나 유체펌프는 외부로부터 공급받은 전원에 의해 구동되게 적용될 수 있으나, 태양광발전모듈(10)에 의해 발생된 전기에너지를 공급받을 수 있도록 적용될 수도 있을 것이다.
그리고, 에어컴프레셔나 유체펌프의 구동은 높이조절실린더의 길이신축을 제어하는 제어부에 의해 제어된다.
본 발명의 제5실시 예에 따른 수상 태양광 발전장치(5)는 제2회동지지프레임(26)의 일단이 슬라이딩홈(32)을 따라 이동가능하여 파도나 외력에 의한 베이스프레임유닛(30)의 높이변동 또는 기울기변동에 의한 태양광발전모듈의 위치변동 폭을 줄일 수 있어 안정적으로 태양광 발전이 이루어질수 있는 이점이 있다.
지금까지 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 수상 태양광 발전장치는 도 10에 도시된 바와 같이, 수저면에 안착된 인공어초(7)에 위치고정을 위한 와이어로 연결되어 위치고정 될 수도 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 수저면에 삽입되며 상하방향으로 연장된 지지파일(8)을 감싸는 브라켓(9)이 베이스프레임유닛(30)에 결합되어 위치고정될 수도 있다. 또는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치는 항구나 항만등의 육지에 설치된 구조물(6)에 위치고정을 위한 와이어로 연결되어 위치고정되게 적용될 수도 있을 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 수상 태양광 발전장치는 인공어초에 연결될 경우, 수위에 따라 승강시 인공어초와 연결된 고정용 와이어(a)의 장력이 유지될 수 있도록 위치고정을 위한 고정용 와이어(a)를 권취하거나 권취해제 할 수 있는 장력유지보빈(미도시)과, 장력유지보빈을 회전시키며 제어부에 의해 제어되는 보빈구동모터(미도시)를 더 구비할 수도 있다. 제어부는 베이스프레임유닛(30) 일측에 설치되는 별도의 초음파센서(미도시)에 의해 수심을 감지하여 보빈구동모터를 구동제어할 수 있으며, 또는 고정용 와이어(a)의 장력을 감지하는 장력감지수단에 의해 설정된 장력값 이하 전달시 고정용 와이어(a)가 장력유지보빈에 권취되게 보빈구동모터를 구동시킬 수도 있다. 장력감지수단은 장력유지보빈에 고정용 와이어(a)를 고정위한 핀 형상으로 형성된 장력센서(미도시)를 구비할 수 있다. 장력센서는 와이어(a)가 당겨지는 정도를 감지하여 제어부에 전달한다.
또한, 지지파일(8)을 감싸는 브라켓(9)을 구비하는 본 발명에 따른 수상 태양광 발전장치(1)는 브라켓(9)이 지지파일(8)의 길이방향으로 승강가능하게 장착되어 수위에 따라 상하로 위치이동이 가능하게 적용될 수도 있을 것이다.
그리고, 도 10 내지 도 12에는 본 발명의 제1실시 예에 따른 수상태양광발전장치(1)가 도시되어 있으나, 본 발명의 제2 내지 제5실시 예에 따른 수상태양광발전장치(2,3,4,5)에도 도 10 내지 도 12의 고정구조가 적용될 수 도 있을 것이다.
지금까지 본 발명에 따른 수상 태양광 발전장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1,2 : 수상 태양광 발전장치
10 : 태양광발전모듈 12 : 모듈지지프레임
13 : 회동브라켓 16 : 회전지지축
20 : 회동지지프레임유닛 21 : 제1회동지지프레임
26 : 제2회동지지프레임 30 : 베이스프레임유닛
41 : 고정편 43 : 지지핀
45 : 이탈방지플렌지 50 : 부유수단
60 : 경사조절유닛 61 : 경사조절바
62 : 제1연장바 63 : 관통공
64 : 지지턱 66 : 제2연장바
68 : 지지핀구속홈 170 : 이탈방지부재
171 : 회동하우징 172 : 힌지결합부
174 : 지지핀지지부 175 : 회동제한로드

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 태양광을 조사받아 발전하는 태양광발전모듈과;
    상기 태양광발전모듈이 회동 가능하게 장착되는 회동지지프레임유닛과;
    상기 회동지지프레임유닛을 지지하는 베이스프레임유닛과;
    상기 베이스프레임유닛에 결합되어 상기 베이스프레임유닛을 수상에서 부유하도록 부력을 갖는 부유수단과;
    상부가 상기 태양광발전모듈의 일측에 회동 가능하게 결합되고 하부가 상기 베이스프레임유닛 측부에 회동 가능하게 결합된 가이드브라켓을 관통하여 상기 태양광발전모듈이 회동시 상기 가이드브라켓에 대해 승강하며 상기 태양광발전모듈의 흔들림을 방지하는 가이드바와, 상기 베이스프레임유닛 상에 회전가능하게 장착되며 단부가 상기 태양광발전모듈의 타측에 결속된 와이어가 권취된 보빈과, 상기 태양광발전모듈이 회동되게 상기 보빈이 상기 와이어를 당기거나 당김해제할 수 있도록 상기 보빈을 회전시키는 구동모터와, 상기 태양광발전모듈의 일측 단부에 장착되어 상기 와이어 당김해제 시 상기 태양광발전모듈의 일측이 하강되게 하는 중량물체와, 상기 태양광발전모듈의 일측 또는 상기 베이스프레임유닛에 설치되어 태양의 고도 변위를 감지하는 태양추적센서와, 상기 태양추적센서로부터 상기 태양의 고도값을 전달받아 상기 구동모터의 회전 방향 및 회전각도를 제어하는 제어부를 구비하는 경사조절유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회동지지프레임유닛은
    일단이 상기 베이스프레임유닛의 길이방향 전방측에 고정설치되며 타측이 상기 태양광발전모듈의 회전을 지지하는 회전지지축을 지지할 수 있도록 연장된 제1회동지지프레임과,
    일단이 상기 베이스프레임유닛의 측부에 상기 제1회동지지프레임의 일단에 대해 후방측으로 이격된 위치에 상기 베이스프레임유닛의 길이방향으로 연장된 슬라이딩홈에 장착되어 상기 베이스프레임유닛의 길이방향으로 이동가능하며 타측이 상기 제1회동지지프레임과 함께 상기 회전지지축을 지지할 수 있도록 연장되어 일단이 상기 제1회동지지프레임의 일단에 멀어지는 방향으로 상기 슬라이딩홈을 따라 이동시 상기 태양광발전모듈의 높이를 하강시키는 제2회동지지프레임을 구비하고,
    파도에 의해 상기 베이스프레임의 높이 변동 또는 수평 변동시 이를 감지하며 상기 제어부에 감지신호를 전달하는 적어도 하나의 감지센서와,
    일측이 상기 제1회동지지프레임과 상기 슬라이딩홈 사이의 상기 베이스프레임의 측부에 고정되고 타측에 장착된 로드가 상기 제2회동지지프레임의 일단과 연결되어 파도에 의해 상기 베이스프레임의 높이 변동 또는 수평변동 시 상기 제어부의 제어에 의해 길이 신축되어 상기 태양광발전모듈의 높이 변동폭을 줄일 수 있도록 상기 제2회동지지프레임의 일단을 상기 베이스프레임의 길이방향을 따라 이동시키는 높이조절실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 수상 태양광발전장치.
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