KR102264833B1 - 태양광 발전 장치 - Google Patents

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(유)강남에너지산업
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Abstract

태양광 발전 장치가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 지면으로부터 직립하여 설치되는 기둥, 기둥의 단부에 설치되며 태양광을 집광하여 전기 에너지를 발생시키는 태양광 발전 패널, 기둥과 태양광 발전 패널 사이에 개재되어 태양광 발전 패널을 기둥의 단부로부터 횡방향 축을 중심으로 틸팅시키는 틸팅 유닛, 기둥에 설치되어 태양광 발전 패널을 종방향 축을 중심으로 스위블시키는 스위블 유닛, 태양의 이동 동선을 파악하기 위한 기초 정보를 수신하는 정보 수신 유닛, 기초 정보를 통해 현재 태양의 방위각 및 고도를 분석하는 분석 유닛, 기둥 및 태양광 발전 패널에 작용하는 외력을 감지하는 외력 감지 센서 및 분석 유닛으로부터 분석 결과를 전달받아 태양광 발전 패널이 태양을 향하도록 틸팅 유닛 및 스위블 유닛의 작동을 제어하고, 외력 감지 센서 로부터 감지된 외력에 따라 회전 각도 및 속도를 조절하는 제어 유닛을 포함하는 태양광 발전 장치가 제공된다.

Description

태양광 발전 장치{APPARATUS FOR GENERATING PHOTOVOLTAIC POWER}
본 발명은 태양광 발전 장치에 관한 것이다.
최근 화석연료를 대체하면서도 환경오염 문제를 발생시키지 않는 청정 에너지원인 태양광을 이용한 친환경 에너지 설비인 태양광 발전장치의 시공이 점진적으로 증가하는 추세이다.
태양광은 지구 온난화 유발 요인 중 하나인 온실가스를 배출하지도 않고, 일체의 소음이나 환경 파괴와 관련되는 문제점이 없는 청정 에너지원이다. 또한, 태양광은 고갈의 염려도 없으며, 여타 풍력이나 해수력과 달리 태양광 발전설비는 설치가 자유롭고 유지비용이 저렴하다는 장점을 갖는다.
한편, 최근에는 태양광 발전 장치는 건물, 도로, 평야 등 다양한 장소에 설치되어 태양광을 이용하여 전기 에너지를 발생시키며, 보다 효율을 높일 수 있는 태양광 발전 시스템이 개발되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1419027호(2014.07.14.)
본 발명은 제어 유닛을 이용하여 태양의 방위각 및 고도에 따라 태양광 발전 패널이 태양을 향하도록 틸팅 유닛 및 스위블 유닛의 작동시키고, 태양광 발전 패널에 작용하는 외력에 반응하여 회전 각도 및 속도를 제어하는 태양광 발전 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 지면으로부터 직립하여 설치되는 기둥, 기둥의 단부에 설치되며 태양광을 집광하여 전기 에너지를 발생시키는 태양광 발전 패널, 기둥과 태양광 발전 패널 사이에 개재되어 태양광 발전 패널을 기둥의 단부로부터 횡방향 축을 중심으로 틸팅시키는 틸팅 유닛, 기둥에 설치되어 태양광 발전 패널을 종방향 축을 중심으로 스위블시키는 스위블 유닛, 태양의 이동 동선을 파악하기 위한 기초 정보를 수신하는 정보 수신 유닛, 기초 정보를 통해 현재 태양의 방위각 및 고도를 분석하는 분석 유닛, 기둥 및 태양광 발전 패널에 작용하는 외력을 감지하는 외력 감지 센서 및 분석 유닛으로부터 분석 결과를 전달받아 태양광 발전 패널이 태양을 향하도록 틸팅 유닛 및 스위블 유닛의 작동을 제어하고, 외력 감지 센서 로부터 감지된 외력에 따라 틸팅 유닛 및 스위블 유닛의 회전 각도 및 속도를 조절하는 제어 유닛을 포함하는 태양광 발전 장치가 제공된다.
기초 정보는 위치 정보 및 시간 정보를 포함하고, 제어 유닛은 일출 시간부터 일몰 시간까지 기설정된 시간 주기로 연속하여 현재 태양의 방위각 및 고도에 따라 스위블 유닛 및 틸팅 유닛을 각각 작동시켜 태양광 발전 패널이 태양을 향하도록 제어할 수 있다.
외력 감지 센서는 태양광 발전 패널에 작용하는 하중을 감지하는 하중 감지부를 포함하고, 제어 유닛은 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 틸팅 유닛 및 스위블 유닛 중 적어도 어느 하나를 제어하여 태양광 발전 패널을 회전시킬 수 있다.
제어 유닛은 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 틸팅 유닛을 제어하여 태양광 발전 패널을 지면과 평행한 가상의 축으로부터 기설정된 제1 틸팅 각도 이상으로 틸팅시킬 수 있다.
제어 유닛은 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 틸팅 유닛을 제어하여 태양광 발전 패널을 기설정된 각도만큼 제1 방향 및 제2 방향으로 연속하여 틸팅시킬 수 있다.
제어 유닛은 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 스위블 유닛을 제어하여 태양광 발전 패널을 기설정된 각도만큼 제3 방향 및 제4 방향으로 연속하여 스위블시킬 수 있다.
외력 감지 센서는 태양광 발전 패널 및 기둥에 작용하는 횡방향 외력을 감지하는 횡방향 외력 감지부를 포함하고, 제어 유닛은 횡방향 외력 감지부로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 틸팅 유닛 및 스위블 유닛 중 적어도 어느 하나를 제어하여 태양광 발전 패널을 회전시킬 수 있다.
제어 유닛은 횡방향 외력 감지부로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 틸팅 유닛을 제어하여 태양광 발전 패널을 지면과 평행하도록 틸팅시킬 수 있다.
태양광 발전 장치는 지면으로부터 태양광 발전 패널 사이의 거리를 조절하기 위해 기둥의 길이를 조절하는 길이 조절 유닛을 더 포함하고, 제어 유닛은 횡방향 외력 감지부로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 길이 조절 유닛을 제어하여 태양광 발전 패널이 지면에 가까워지도록 기둥의 길이를 조절할 수 있다.
태양광 발전 장치는 태양광 발전 패널로 집광되는 빛의 양을 측정하는 광센서를 더 포함하고, 제어 유닛은 광센서가 측정한 빛의 양이 기설정된 빛의 양보다 적은 경우, 틸팅 유닛 및 스위블 유닛의 작동을 정지시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 제어 유닛을 이용하여 태양의 방위각 및 고도에 따라 태양광 발전 패널이 태양을 향하도록 틸팅 유닛 및 스위블 유닛의 작동시키고, 태양광 발전 패널에 작용하는 외력에 반응하여 회전 각도 및 속도를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치의 틸팅 유닛에 따른 작동을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치의 스위블 유닛에 따른 작동을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치의 길이 조절 유닛에 따른 작동을 나타낸 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치의 태양광 발전 패널을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 장치를 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
이하, 본 발명에 따른 태양광 발전 장치(100)의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따르면, 지면(10)에 설치되는 기둥(110), 기둥(110)의 단부에 설치되며 태양광을 집광하여 전기 에너지를 발생시키는 태양광 발전 패널(120), 태양광 발전 패널(120)을 횡방향 축을 중심으로 틸팅시키는 틸팅 유닛(130) 및 종방향 축을 중심으로 스위블시키는 스위블 유닛(140)을 포함하며, 태양의 이동 동선을 파악하기 위한 기초 정보를 수신하는 정보 수신 유닛(160), 기초 정보를 통해 현재 태양의 방위각 및 고도를 분석하는 분석 유닛(170), 및 기둥(110) 및 태양광 발전 패널(120)에 작용하는 외력을 감지하는 외력 감지 센서(180)로부터 신호를 전달받아 태양광 발전 패널(120)을 움직이는 제어 유닛(200)을 포함할 수 있다.
여기서, 제어 유닛(200)은 분석 유닛(170)으로부터 분석 결과를 전달받아 태양광 발전 패널(120)이 태양을 향하도록 틸팅 유닛(130) 및 스위블 유닛(140)의 작동을 제어하고, 외력 감지 센서(180) 로부터 감지된 외력에 따라 회전 각도 및 속도를 조절하는 할 수 있다.
또한, 본 실시예는 외력으로부터 기둥(110)이나 태양광 발전 패널(120)의 파손을 방지하기 위해 기둥(110) 및 태양광 발전 패널(120)에 작용하는 외력을 감지하여 이를 회피하도록 자동으로 제어할 수 있다.
한편, 본 실시예는 지면(10)으로부터 연장되도록 설치되는 기둥(110)에 태양광 발전 패널(120)을 설치하여 보다 다양한 지형에 설치할 수 있으며, 지면(10)으로부터 태양광 발전 패널(120) 사이에 공간을 활용하게 할 수 있다. 일례로 지면(10)과 태양광 발전 패널(120) 사이에 공간에서는 농작물을 재배할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 태양광 발전 장치(100)의 각 구성에 대해 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 기둥(110)은 지면(10)으로부터 직립하여 설치될 수 있으며, 보다 안정적으로 지면(10)에 설치되기 위해 지면(10)으로 일정 길이만큼 삽입되어 설치될 수 있다.
또한, 지면(10)에는 기둥(110)을 지면(10)에 안정적으로 지지시키기 위해 철골 또는 콘크리트로 이루어지는 베이스가 설치될 수도 있다.
도 1, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 태양광 발전 패널(120)은 기둥(110)의 단부에 설치되며 태양광을 집광하여 전기 에너지를 발생시킬 수 있다. 여기서, 태양광 발전 패널(120)은 빛 에너지가 투입되면 전자의 이동이 일어나 전류가 흘러 전기 에너지가 발생하는 반도체를 말한다.
또한, 태양광 발전 패널(120)은 기둥(110)의 단부에 설치되는 설치 프레임(122)에 설치될 수 있으며, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 부재로 이루어져 서로 이격되어 설치될 수 있다.
여기서 복수의 부재로 이루어진 태양광 발전 패널(120)은 태양광 발전 패널(120) 사이 형성되는 공간에 의해 태양광 발전 패널(120)에 작용하는 풍압을 감소시킬 수 있으며, 각각의 태양광 발전 패널(120)이 각자 회동하여 태양광 발전 패널(120)에 작용하는 풍압을 감소시킬 수도 있다.
복수의 태양광 발전 패널(120)은 일반적으로 태양광 집광 효율을 높이기 위하여 서로 동일 평면 상에서 배치될 수 있으나, 기설정된 외력을 초과하는 외력 즉, 풍압이 작용하는 경우 복수의 태양광 발전 패널(120) 각각은 작용하는 풍압을 감소시키는 방향으로 회동할 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 틸팅 유닛(130)은 기둥(110)과 태양광 발전 패널(120) 사이에 개재되어 태양광 발전 패널(120)을 기둥(110)의 단부로부터 횡방향 축을 중심으로 틸팅시킬 수 있다. 틸팅 유닛(130)은 제어 유닛(200)에 의해 태양광 발전 패널(120)을 태양의 고도에 따라 회전시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 스위블 유닛(140)은 기둥(110)에 설치되어 태양광 발전 패널(120)을 종방향 축을 중심으로 스위블시킬 수 있으며, 상하 어디에도 설치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 길이 조절 유닛(150)은 지면(10)으로부터 태양광 발전 패널(120) 사이의 거리를 조절하기 위해 기둥(110)의 길이를 조절할 수 있다.
도 4에서는 기둥(110)이 복수의 부재로 이루어져 있으며, 액츄에이터에 의해 하나의 부재가 다른 부재에 인입 또는 인출되어 기둥(110)의 전체 길이를 조절하도록 나타나 있으나, 본 실시예에서 길이 조절 유닛(150)은 기둥(110)의 길이를 조절하는 기능에 그 특징이 있는 것으로, 동일한 기능을 하는 다른 구조도 사용될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 정보 수신 유닛(160)은 태양의 이동 동선을 파악하기 위한 기초 정보를 수신할 수 있다. 여기서 기초 정보는 위치 정보 및 시간 정보를 포함할 수 있으며, GPS (Global Positioning System)를 통해 위치 정보를 획득할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 분석 유닛(170)은 기초 정보를 통해 현재 태양의 방위각 및 고도를 분석할 수 있다. 본 실시예가 설치되는 지역에 따라서 태양의 방위각 및 고도가 상이할 수 있으며, 시간이 다르게 설정될 수 있어 정보 수신 유닛(160)으로부터 기초 정보를 수신할 필요가 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 외력 감지 센서(180)는 기둥(110) 및 태양광 발전 패널(120)에 작용하는 외력을 감지할 수 있다. 보다 구체적으로, 외력 감지 센서(180)는 태양광 발전 패널(120)에 작용하는 하중을 감지하는 하중 감지부(182), 및 태양광 발전 패널(120) 및 기둥(110)에 작용하는 횡방향 외력을 감지하는 횡방향 외력 감지부(184)를 포함할 수 있다.
여기서 하중 감지부(182)는 눈이 오는 경우 태양광 발전 패널(120) 위에 눈이 쌓이는 것을 감지할 수 있다. 또한, 횡방향 외력 감지부(184)는 바람에 의해 기둥(110)이나 태양광 발전 패널(120)에 작용하는 횡방향 외력을 감지할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 광센서(190)는 태양광 발전 패널(120)로 집광되는 빛의 양을 측정할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어 유닛(200)은 분석 유닛(170)으로부터 분석 결과를 전달받아 태양광 발전 패널(120)이 태양을 향하도록 틸팅 유닛(130) 및 스위블 유닛(140)의 작동을 제어할 수 있으며, 외력 감지 센서(180) 로부터 감지된 외력에 따라 회전 각도 및 속도를 조절할 수 있다.
다시 말하면, 제어 유닛(200)은 태양광 발전 패널(120)이 최대한 많은 양의 태양광을 집광할 수 있도록 태양의 방위각과 고도를 따라 틸팅 및 스위블시킬 수 있으며, 본 실시예의 태양광 발전 장치(100)에 과도한 외력이 작용하여 파손되는 경우를 방지하기 위해 틸팅 유닛(130), 스위블 유닛(140) 및 후술할 길이 조절 유닛(150)을 제어할 수 있다.
이어서, 본 실시예의 제어 유닛(200)에 의한 틸팅 유닛(130), 스위블 유닛(140) 및 길이 조절 유닛(150)의 작동에 대해 설명하도록 한다.
제어 유닛(200)은 상술한 바와 같이 분석 유닛(170)과 외력 감지 센서(180)로부터 각각 정보를 전달받아 틸팅 유닛(130), 스위블 유닛(140) 및 길이 조절 유닛(150)의 작동을 제어할 수 있다.
우선 제어 유닛(200)은 태양광 발전 패널(120)에 집광되는 빛의 양을 최대화시키기 위해서, 일출 시간부터 일몰 시간까지 기설정된 시간 주기로 연속하여 현재 태양의 방위각 및 고도에 따라 스위블 유닛(140) 및 틸팅 유닛(130)을 각각 작동시켜 태양광 발전 패널(120)이 태양을 향하도록 제어할 수 있다.
태양광이 지면(10)에 입사되는 시간이 일출부터 일몰까지 이므로, 제어 유닛(200)은 이 시간동안 스위블 유닛(140) 및 틸팅 유닛(130)을 작동시켜 태양광 발전 패널(120)에 집광되는 빛의 양을 증가시킬 수 있다.
일례로, 제어 유닛(200)은 1시간 시간 주기로 분석 유닛(170)으로부터 전달받은 태양의 방위각과 고도에 따라 스위블 유닛(140) 및 틸팅 유닛(130)을 작동시켜 태양광 발전 패널(120)이 태양을 향하도록 제어할 수 있다.
다음으로, 제어 유닛(200)은 하중 감지부(182)로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 틸팅 유닛(130) 및 스위블 유닛(140) 중 적어도 어느 하나를 제어하여 태양광 발전 패널(120)을 회전시킬 수 있다.
여기서 하중 감지부(182)로부터 감지된 하중은 폭설로 인해 태양광 발전 패널(120)에 눈이 쌓여 증가할 수 있어, 제어 유닛(200)은 이에 따른 본 실시예의 각 구성의 파손을 방지하기 위해 틸팅 유닛(130) 및 스위블 유닛(140)을 제어하여 태양광 발전 패널(120)을 회전시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 유닛(200)은 하중 감지부(182)로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 틸팅 유닛(130)을 제어하여 태양광 발전 패널(120)을 지면(10)과 평행한 가상의 축으로부터 기설정된 제1 틸팅 각도 이상으로 틸팅시킬 수 있다.
여기서 제1 틸팅 각도는 태양광 발전 패널(120) 위에 쌓인 눈을 제거할 수 있는 정도로 설정될 수 있으며, 일례로 지면(10)과 평행한 가상의 면으로부터 70 내지 80˚로 설정될 수 있다.
다음으로, 제어 유닛(200)은 하중 감지부(182)로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 틸팅 유닛(130)을 제어하여 태양광 발전 패널(120)을 기설정된 각도만큼 제1 방향 및 제2 방향으로 연속하여 틸팅시킬 수 있다.
여기서 제어 유닛(200)은 태양광 발전 패널(120) 위에 쌓인 눈을 제거하기 위해 태양광 발전 패널(120)을 제1 방향 및 제2 방향으로 연속하여 기설정된 각도만큼 틸팅시킬 수 있으며, 제1 방향과 제2 방향은 서로 반대 방향 을 말한다.
또한, 제어 유닛(200)은 하중 감지부(182)로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 스위블 유닛(140)을 제어하여 태양광 발전 패널(120)을 기설정된 각도만큼 제3 방향 및 제4 방향으로 연속하여 스위블시킬 수 있다.
상술한 틸팅 유닛(130)의 제어와 같이, 제어 유닛(200)은 태양광 발전 패널(120) 위에 쌓인 눈을 제거하기 위해 태양광 발전 패널(120)을 제3 방향 및 제4 방향으로 연속하여 기설정된 각도만큼 스위블시킬 수 있으며, 제3 방향과 제4 방향은 서로 반대 방향을 말한다.
다음으로, 제어 유닛(200)은 기설정된 시간 주기로 틸팅 유닛(130)을 제어하는 때에 하중 감지부(182)로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 기설정된 시간 주기에 따른 틸팅 각도(A˚)보다 일정 각도(a˚)만큼 더 틸팅시키고, 다시 기존 설정 틸팅 각도(A˚)로 반대 방향으로 틸팅시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 유닛(200)은 기설정된 시간 주기에 따른 틸팅 각도(A˚) + 일정 각도(a˚) 만큼 태양광 발전 패널(120)을 틸팅시키고, 반대 방향으로 일정 각도(a˚) 틸팅시켜 최종적으로 최초의 상태로부터 기설정된 시간 주기에 따른 틸팅 각도(A˚) 틸팅된 위치에 위치되도록 틸팅 유닛(130)을 제어할 수 있다.
또한, 제어 유닛(200)은 기설정된 시간 주기로 스위블 유닛(140)을 제어하는 때에 하중 감지부(182)로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 기설정된 시간 주기에 따른 스위블 각도(A˚)보다 일정 각도(a˚)만큼 더 스위블시키고, 다시 기존 설정 스위블 각도(A˚)로 반대 방향으로 스위블시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 유닛(200)은 기설정된 시간 주기에 따른 스위블 각도(A˚) + 일정 각도(a˚) 만큼 태양광 발전 패널(120)을 스위블시키고, 반대 방향으로 일정 각도(a˚) 스위블시켜 최종적으로 최초의 상태로부터 기설정된 시간 주기에 따른 스위블 각도(A˚) 스위블된 위치에 위치되도록 스위블 유닛(140)을 제어할 수 있다.
상술한 제어 유닛(200)을 통한 틸팅 유닛(130)과 스위블 유닛(140)의 작동은 태양광 발전 패널(120) 위에 쌓인 눈을 제거하여 태양광 발전 패널(120)에 작용하는 하중에 따른 부하를 감소시키기 위함이다.
한편, 제어 유닛(200)은 횡방향 외력 감지부(184)로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 틸팅 유닛(130) 및 스위블 유닛(140) 중 적어도 어느 하나를 제어하여 태양광 발전 패널(120)을 회전시킬 수 있다.
여기서 횡방향 외력은 바람에 의해 작용하는 것으로 볼 수 있으며, 이러한 횡방향 외력에 의해 발생하는 기둥(110) 및 태양광 발생 패널의 손상을 방지하기 위해 틸팅 유닛(130) 및 스위블 유닛(140) 중 적어도 어느 하나를 제어하여 태양광 발전 패널(120)을 회전시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 제어 유닛(200)은 횡방향 외력 감지부(184)로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 틸팅 유닛(130)을 제어하여 태양광 발전 패널(120)을 지면(10)과 평행하도록 틸팅시킬 수 있다.
이와 같이, 태양광 발전 패널(120)을 지면(10)과 평행하도록 틸팅시키면 횡방향으로 작용하는 외력이 작용하는 면적을 최소화할 수 있다.
또한, 제어 유닛(200)은 횡방향 외력 감지부(184)로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 스위블 유닛(140)을 제어하여 횡방향 외력이 보다 적게 작용하는 방향으로 태양광 발전 패널(120)은 스위블시킬 수 있다.
또한, 제어 유닛(200)은 횡방향 외력 감지부(184)로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 길이 조절 유닛(150)을 제어하여 태양광 발전 패널(120)이 지면(10)에 가까워지도록 기둥(110)의 길이를 조절할 수 있다.
이와 같이, 태양광 발전 패널(120)이 지면(10)에 가까워지도록 기둥(110)의 길이를 조절하면 기둥(110)에 작용하는 모멘트를 최소화시킬 수 있어, 횡방향 외력 즉 바람에 의한 본 실시예의 파손을 방지할 수 있다.
다음으로, 제어 유닛(200)은 광센서(190)가 측정한 빛의 양이 기설정된 빛의 양보다 적은 경우, 틸팅 유닛(130) 및 스위블 유닛(140)의 작동을 정지시킬 수 있다.
여기서, 광센서(190)가 측정한 빛의 양이 기설정된 빛의 양보다 적은 경우는 날씨가 흐리거나 태양이 떠있지 않은 상태를 말하며, 상술한 틸팅 유닛(130) 및 스위블 유닛(140)의 제어를 통해 태양광 발전이 이 작동하는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 지면
100: 태양광 발전 장치
110: 기둥
120: 태양광 발전 패널
122: 설치 프레임
130: 틸팅 유닛
140: 스위블 유닛
150: 길이 조절 유닛
160: 정보 수신 유닛
170: 분석 유닛
180: 외력 감지 센서
182: 하중 감지부
184: 횡방향 외력 감지부
190: 광센서
200: 제어 유닛

Claims (10)

  1. 지면으로부터 직립하여 설치되는 기둥;
    상기 기둥의 단부에 설치되며 태양광을 집광하여 전기 에너지를 발생시키는 태양광 발전 패널;
    상기 기둥과 상기 태양광 발전 패널 사이에 개재되어 상기 태양광 발전 패널을 상기 기둥의 단부로부터 횡방향 축을 중심으로 틸팅시키는 틸팅 유닛;
    상기 기둥에 설치되어 상기 태양광 발전 패널을 종방향 축을 중심으로 스위블시키는 스위블 유닛;
    태양의 이동 동선을 파악하기 위한 기초 정보를 수신하는 정보 수신 유닛;
    상기 기초 정보를 통해 현재 태양의 방위각 및 고도를 분석하는 분석 유닛;
    상기 기둥 및 상기 태양광 발전 패널에 작용하는 외력을 감지하는 외력 감지 센서; 및
    상기 분석 유닛으로부터 분석 결과를 전달받아 상기 태양광 발전 패널이 태양을 향하도록 상기 틸팅 유닛 및 상기 스위블 유닛의 작동을 제어하고, 상기 외력 감지 센서 로부터 감지된 외력에 따라 상기 틸팅 유닛 및 상기 스위블 유닛의 회전 각도 및 속도를 조절하는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 외력 감지 센서는 상기 태양광 발전 패널에 작용하는 하중을 감지하는 하중 감지부를 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 상기 태양광 발전 패널에 작용하는 하중을 감소시키기 위해 상기 틸팅 유닛 및 상기 스위블 유닛 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 태양광 발전 패널을 회전시키고,
    상기 제어 유닛은 상기 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 상기 틸팅 유닛을 제어하여 상기 태양광 발전 패널을 기설정된 각도만큼 제1 방향 및 제2 방향으로 연속하여 틸팅시키고,
    상기 제어 유닛은 상기 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 상기 스위블 유닛을 제어하여 상기 태양광 발전 패널을 기설정된 각도만큼 제3 방향 및 제4 방향으로 연속하여 스위블시키고,
    상기 제어 유닛은, 상기 분석 유닛으로부터 분석 결과를 전달받아 상기 틸팅 유닛을 제어하면서 상기 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 분석 결과에 따른 기존 설정 틸팅 각도보다 일정 각도만큼 더 틸팅시키고, 다시 기존 설정 틸팅 각도로 회귀하도록 반대 방향으로 틸팅시키고,
    상기 제어 유닛은 상기 분석 유닛으로부터 분석 결과를 전달받아 상기 스위블 유닛을 제어하면서 상기 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 분석 결과에 따른 기존 설정 스위블 각도보다 일정 각도만큼 더 스위블시키고, 다시 기존 설정 스위블 각도로 회귀하도록 반대 방향으로 스위블시키는, 태양광 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기초 정보는 위치 정보 및 시간 정보를 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    일출 시간부터 일몰 시간까지 기설정된 시간 주기로 연속하여 현재 태양의 방위각 및 고도에 따라 상기 스위블 유닛 및 상기 틸팅 유닛을 각각 작동시켜 상기 태양광 발전 패널이 태양을 향하도록 제어하는, 태양광 발전 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 하중 감지부로부터 감지된 하중이 기설정된 기준 하중보다 큰 경우, 상기 틸팅 유닛을 제어하여 상기 태양광 발전 패널을 상기 지면과 평행한 가상의 축으로부터 기설정된 제1 틸팅 각도 이상으로 틸팅시키는, 태양광 발전 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외력 감지 센서는 상기 태양광 발전 패널 및 상기 기둥에 작용하는 횡방향 외력을 감지하는 횡방향 외력 감지부를 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 횡방향 외력 감지부로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 상기 틸팅 유닛 및 상기 스위블 유닛 중 적어도 어느 하나를 제어하여 상기 태양광 발전 패널을 회전시키는, 태양광 발전 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 유닛은,
    상기 횡방향 외력 감지부로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 상기 틸팅 유닛을 제어하여 상기 태양광 발전 패널을 상기 지면과 평행하도록 틸팅시키는, 태양광 발전 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 지면으로부터 상기 태양광 발전 패널 사이의 거리를 조절하기 위해 상기 기둥의 길이를 조절하는 길이 조절 유닛을 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 횡방향 외력 감지부로부터 감지된 횡방향 외력이 기설정된 기준 외력보다 큰 경우, 상기 길이 조절 유닛을 제어하여 상기 태양광 발전 패널이 상기 지면에 가까워지도록 상기 기둥의 길이를 조절하는, 태양광 발전 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 발전 패널로 집광되는 빛의 양을 측정하는 광센서를 더 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    상기 광센서가 측정한 빛의 양이 기설정된 빛의 양보다 적은 경우, 상기 틸팅 유닛 및 상기 스위블 유닛의 작동을 정지시키는, 태양광 발전 장치.
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