KR102268535B1 - 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 발전할 수 있어 친환경적이고, 중량물을 이용하여 자체적으로 태양광발전시스템을 견고히 지탱해주는 기능과 특히, 사물 인터넷(internet of things)기술을 적용하여, 태양전지모듈의 냉각 및 세척으로 태양전지 효율을 증가 시키고, 태양의 일몰시간 때에는 태양전지모듈의 투명커버부 면이 하부쪽으로 향하여 고정되게 하여 태양전지모듈 전면의 투명커버부에 오염물질이나 먼지의 고착을 예방하여 태양광을 받아 전기를 발생할 때, 발전효율을 증가시킬 수 있는 태양광발전시스템에 관한 것으로서, 하나 이상의 조립부재가 결합되어 내부에 공간부가 형성된 본체
상기 본체에 설치되어 세척 및 냉각을 위한 물 또는 압축공기를 분사하는 분사수단
상기 본체의 내부 공간부에 내설되어 본체에 지지력 갖도록 하는 중량물
상기 본체의 상부에 결합 설치되어 정지 또는 회전하는 태양전지모듈
상기 태양전지모듈을 정지 또는 회전시키는 구동수단
상기 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단
상기 제어수단에 의해 상기 구동수단을 작동하여 태양이 지고난 후인 일몰시간 때에는 상기 태양전지모듈의 투명커버부면이 상기 본체의 하부면 쪽을 향하도록 위치하여 일정시간 정지 고정되도록 할 수 있다.
상기 태양전지모듈은 복수개로 이루어져 상기 본체의 상부에 결합되어 각각 정지 또는 회전 가능하게 설치될 수 있다.
상기 중량물은 포대에 내설되어 구성될 수 있다.
상기 중량물은 하나 이상의 포대에 내설되어 구성될 수 있다.
상기 구동수단은,
상기 태양전지모듈을 상기 본체에 대해 회전 가능하게 지지하는 구동지지부재와 상기 태양전지모듈에 회전력을 제공하는 구동유닛을 포함할 수 있다.
상기 제어수단은 상기 태양광발전시스템의 설치 지역에 따른 태양의 위치정보와 기상정보 소프트웨어가 입력된 프로그래밍을 이용하여 상기 태양전지모듈을 회전 및 정지시키고, 상기 분사수단을 작동 제어할 수 있다.
상기 제어수단은 상기 태양광발전시스템의 설치 지역에 따른 태양의 위치정보 와 기상정보를 실시간 수집하여 유무선 통신장비 네트워크를 이용하여 상기 본체에 설치된 유무선 제어시스템과 교신하여 구동수단 및 분사수단 그리고 설치된 센서들을 실시간으로 제어할 수 있다.
상기 제어수단은 상기 구동유닛의 작동 시간을 콘트롤하는 타이머를 포함할 수 있다.
상기 구동수단은 상기 구동지지부재와 상기 구동유닛 사이에 설치되어 회전속도를 조절하는 변속부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체는 내부에 물을 저장하기 위한 별도의 물 저장고를 더 포함할 수 있다.
상기 물 저장고에는 저장된 물을 상기 분사수단에 공급하기 위해 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프와 연결되어 상기 태양전지모듈 쪽으로 물을 공급하는 급수부를 포함할 수 있다.
상기 물 저장고 상부에는 내부로 유입되는 이물질 및 오염물질을 제거하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
상기 물 저장고에는 외부의 급수원으로 부터 물을 끌어올려 상기 물 저장고로 공급하기 위한 보조펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 분사수단에는 압축공기를 공급하기 위해 공기압축기(air compressor)의 저장탱크에 연결되어 압축공기를 공급하는 배관을 포함할 수 있다.
상기 본체에 설치되어 세척 및 냉각을 위한 물 또는 압축공기를 분사하는 분사수단
상기 본체의 내부 공간부에 내설되어 본체에 지지력 갖도록 하는 중량물
상기 본체의 상부에 결합 설치되어 정지 또는 회전하는 태양전지모듈
상기 태양전지모듈을 정지 또는 회전시키는 구동수단
상기 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단
상기 제어수단에 의해 상기 구동수단을 작동하여 태양이 지고난 후인 일몰시간 때에는 상기 태양전지모듈의 투명커버부면이 상기 본체의 하부면 쪽을 향하도록 위치하여 일정시간 정지 고정되도록 할 수 있다.
상기 태양전지모듈은 복수개로 이루어져 상기 본체의 상부에 결합되어 각각 정지 또는 회전 가능하게 설치될 수 있다.
상기 중량물은 포대에 내설되어 구성될 수 있다.
상기 중량물은 하나 이상의 포대에 내설되어 구성될 수 있다.
상기 구동수단은,
상기 태양전지모듈을 상기 본체에 대해 회전 가능하게 지지하는 구동지지부재와 상기 태양전지모듈에 회전력을 제공하는 구동유닛을 포함할 수 있다.
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상기 제어수단은 상기 구동유닛의 작동 시간을 콘트롤하는 타이머를 포함할 수 있다.
상기 구동수단은 상기 구동지지부재와 상기 구동유닛 사이에 설치되어 회전속도를 조절하는 변속부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체는 내부에 물을 저장하기 위한 별도의 물 저장고를 더 포함할 수 있다.
상기 물 저장고에는 저장된 물을 상기 분사수단에 공급하기 위해 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프와 연결되어 상기 태양전지모듈 쪽으로 물을 공급하는 급수부를 포함할 수 있다.
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상기 물 저장고에는 외부의 급수원으로 부터 물을 끌어올려 상기 물 저장고로 공급하기 위한 보조펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 분사수단에는 압축공기를 공급하기 위해 공기압축기(air compressor)의 저장탱크에 연결되어 압축공기를 공급하는 배관을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 발전할 수 있어 친환경적이고, 중량물을 이용하여 자체적으로 태양광발전시스템을 견고히 지탱해주는 기능과 특히, 사물 인터넷(internet of things)기술을 적용하여, 태양전지모듈의 냉각 및 세척으로 태양전지 효율을 증가 시키고, 태양의 일몰시간 때에는 태양전지모듈의 투명커버부 면이 하부쪽으로 향하여 고정되게 하여 태양전지모듈 전면의 투명커버부에 오염물질이나 먼지의 고착을 예방하여 태양광을 받아 전기를 발생할 때, 발전효율을 증가시킬 수 있는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전기를 발생하는 발전장치는 사용되는 에너지원에 따라 석유나 석탄과 같은 화석연료를 이용하는 화력발전과, 태양광, 원자력, 수력, 조력, 풍력을 이용하는 발전 등으로 구분될 수 있다.
일반적으로 화력발전의 경우, 석탄, 석유와 같은 화석연료를 사용하는데, 이러한 발전용 연료는 전기의 발생시 환경을 오염시키는 물질을 배출할 뿐만 아니라 연료의 비용이 크다. 더욱이, 최근에는 자원매장량이 감소 등으로 인해 유가가 상승하고 있으며, 이에 따라 발전비용이 증가하는바 이를 대체할 수 있으며, 환경을 오염시키는 물질을 발생하지 않는 청정에너지의 개발이 요구되고 있다.
이와 같은 이산화탄소의 배출이 없으며, 청정에너지를 이용한 발전장치로는 태양광을 이용한 발전장치가 대표적이며, 최근 들어 기술의 개발 및 설치비용이 저렴해지면서 보급이 확대되고 있다.
이러한 태양광 발전장치는 발전면적 및 일조량에 따라 발전능력이 차이가 발생한다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양광 발전장치가 설치된 사시도이다.
도 1을 참고하면, 토지를 터파기하여 태양광 발전장치(1)를 설치할 수 있는 설치공간을 마련한다.
그리고, 이 설치공간에 콘크리트 등으로 앵커(anchor)가 형성되고, 이 앵커에는 적절한 간격으로 지주(10)가 설치된다.
이러한 지주(10)는 수직형 구조물로 이루어지며, 그 상부에 태양전지모듈(22)을 결합하기 위한 프레임(20)이 설치된다.
프레임(20)의 상부에 결합된 태양전지모듈(22)은 태양광을 이용해 전기를 발생한다. 이를 위해 프레임(20)은 태양전지모듈(22)이 태양이 조사되는 방향을 향하도록 경사지게 설치된다.
또한, 종래와 같이 육상에 설치되는 태양광 발전장치(1)는 태양광을 받아 전기를 발전하는 과정에서 막대한 열량의 열기가 발생되며, 이러한 태양광 발전장치(1)가 설치된 토지로 부터도 막대한 열기가 전달되고 있다. 이와 같이 태양광 발전장치(1)로 전달된 열은 태양전지모듈의 성능을 저하시키고, 고장을 일으키는 원인이 되고 있으며, 태양광 발전장치(1)의 발전효율을 저하시키는 문제가 되고 있다.
또한, 종래의 태양광 발전장치(1)는 지주(10)를 안정적으로 설치하기 위해 지반을 다져야 하며, 지주(10)를 설치할 수 있도록 콘크리트 등으로 지반공사를 해야 하므로 이러한 기반조성비용 등에 의해 초기 설치비가 증가하는 요인이 되고 있다.
또한, 종래의 태양광 발전장치(1)는 태양전지모듈이 대부분 고정형으로 이루어져 있어, 시간에 따라 태양의 위치가 이동하게 되면 태양전지모듈에 조사되는 태양광의 조사각이 바뀌게 되어 발전효율이 떨어지는 문제가 있는데, 태양광발전은 태양의 고도와 방위각에 많은 영향을 받으므로 태양전지모듈의 설치 각도나 방향을 정확한 위치에서 태양전지모듈의 수평면에 일사량을 최대로 받게 하는 것이 태양광발전시스템에 가장 중요한 점이다. 즉, 에너지 밀도가 낮은 태양에너지를 최상의 효율로 이용하기 위하여 태양전지모듈 설치의 최적조건을 충족시키는 것이 경제적으로도 바람직하다. 태양전지모듈의 출력특성에 따르면 일사량에 비례해서 출력이 변하게 된다. 따라서, 최대 전력생산에 있어서 가장 중요한 요소인 일사량은 위도에 따라 변화하며, 태양전지모듈(PV module)의 설치 위치 즉, 방위각과 경사각에 의해 결정되므로 국가별, 지역별 특성을 고려해 설치해야 한다.
그리고, 태양광발전에 있어 조류의 분비물 또는 모래폭풍으로 인한 분진 등으로 태양광 투과율 저하로 태양전지모듈의 전기생산에 심각한 문제점이 있는 실정이다.
본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광 발전장치의 설치시 소요되는 터파기공사 등의 토목공사를 배제할 수 있어 시공비를 낮출 수 있으며, 태양전지모듈이 태양광을 이용하여 발전하는 과정에서 발생된 열 및 오염물질을 물 또는 압축공기를 통해 신속하게 세척, 냉각할 수 있어, 태양전지모듈의 성능저하 및 고장을 방지할 수 있어, 태양전지모듈의 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 사물 인터넷(internet of things)기술을 적용하여, 시간에 따라 태양의 위치가 바뀌더라도 태양전지모듈이 태양을 따라 회전하도록 하여 태양광의 입사각을 일정하게 유지할 수 있으며, 이로 인해 태양전지모듈의 효율을 증가시킬 수 있으며, 일몰시간 또는 눈이 내리거나 폭풍 등이 발생할 때, 태양전지모듈의 투명커버부가 하부면에 위치 정지하도록 하여 태양전지모듈 투명커버부를 외부로 부터 손상을 입지 않도록 보호할 수 있는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템은 하나 이상의 조립부재가 결합되어 내부에 공간부가 형성된 본체
상기 본체에 설치되어 세척 및 냉각을 위한 물 또는 압축공기를 분사하는 분사수단
상기 본체의 내부 공간부에 내설되어 본체에 지지력 갖도록 하는 중량물
상기 본체의 상부에 결합 설치되어 정지 또는 회전하는 태양전지모듈
상기 태양전지모듈을 정지 또는 회전시키는 구동수단
상기 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단
상기 제어수단에 의해 상기 구동수단을 작동하여 태양이 지고난 후인 일몰시간 때에는 상기 태양전지모듈의 투명커버부면이 상기 본체의 하부면 쪽을 향하도록 위치하여 일정시간 정지 고정되도록 할 수 있다.
상기 태양전지모듈은 복수개로 이루어져 상기 본체의 상부에 결합되어 각각 정지 또는 회전 가능하게 설치될 수 있다.
상기 중량물은 포대에 내설되어 구성될 수 있다.
상기 중량물은 하나 이상의 포대에 내설되어 구성될 수 있다.
상기 구동수단은,
상기 태양전지모듈을 상기 본체에 대해 회전 가능하게 지지하는 구동지지부재와 상기 태양전지모듈에 회전력을 제공하는 구동유닛을 포함할 수 있다.
상기 제어수단은 상기 태양광발전시스템의 설치 지역에 따른 태양의 위치정보와 기상정보 소프트웨어가 입력된 프로그래밍을 이용하여 상기 태양전지모듈을 회전 및 정지시키고, 상기 분사수단을 작동 제어할 수 있다.
상기 제어수단은 상기 태양광발전시스템의 설치 지역에 따른 태양의 위치정보 와 기상정보를 실시간 수집하여 유무선 통신장비 네트워크를 이용하여 상기 본체에 설치된 유무선 제어시스템과 교신하여 구동수단 및 분사수단 그리고 설치된 센서들을 실시간으로 제어할 수 있다.
상기 제어수단은 상기 구동유닛의 작동 시간을 콘트롤하는 타이머를 포함할 수 있다.
상기 구동수단은 상기 구동지지부재와 상기 구동유닛 사이에 설치되어 회전속도를 조절하는 변속부를 더 포함할 수 있다.
상기 본체는 내부에 물을 저장하기 위한 별도의 물 저장고를 더 포함할 수 있다.
상기 물 저장고에는 저장된 물을 상기 분사수단에 공급하기 위해 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프와 연결되어 상기 태양전지모듈 쪽으로 물을 공급하는 급수부를 포함할 수 있다.
상기 물 저장고 상부에는 내부로 유입되는 이물질 및 오염물질을 제거하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
상기 물 저장고에는 외부의 급수원으로 부터 물을 끌어올려 상기 물 저장고로 공급하기 위한 보조펌프를 더 포함할 수 있다.
상기 분사수단에는 압축공기를 공급하기 위해 공기압축기(air compressor)의 저장탱크에 연결되어 압축공기를 공급하는 배관을 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템는 태양광 발전장치의 설치시 터파기공사 등의 토목공사 없이 태양전지모듈을 설치할 수 있으며, 또한, 본 발명은 태양전지모듈이 태양광을 이용하여 발전하는 과정에서 발생된 열 및 오염물질을 물 또는 압축공기를 통해 신속하게 세척, 냉각할 수 있어, 태양전지모듈의 성능저하 및 고장을 방지할 수 있어, 태양전지모듈의 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 태양광발전시스템은 사물 인터넷(internet of things)기술을 적용하여, 시간에 따라 태양의 위치가 바뀌더라도 태양전지모듈의 투명커버부가 태양을 따라 회전하도록 하여 태양광의 입사각을 일정하게 유지할 수 있으며, 이로 인해 태양전지모듈의 효율을 증가시킬 수 있으며, 일몰시간 또는 눈이 내리거나 폭풍 등의 열악한 기상조건으로 인해 에너지를 생산 할 수 없는 시간에는 태양전지모듈의 투명커버부를 하부면을 향하도록 하여 주변의 오염물질이나 모래폭풍으로 인한 모래 분진이 태양전지모듈의 투명커버부 표면에 고착되는 것을 방지 할 수 있는 기능을 제공한다.
도 1은 종래 기술에 따른 태양광 발전장치가 설치된 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 태양전지모듈이 회전한 상태의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 내부를 보인 측면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 태양전지모듈이 회전한 상태의 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 내부를 보인 측면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 사시도
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.
이하, 본 발명에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 태양전지모듈이 회전한 상태의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 내부를 보인 측면도. 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템의 사시도이다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에서 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템은 본체(110)와, 태양전지모듈(122)과, 구동수단(126)과, 구동유닛(128)과, 회전축(127)과, 중량물(200)과, 분사수단(124) 및 제어수단을 포함할 수 있다.
본체(110)는 하나 이상의 조립부재들로 결합되어, 내부에 일정한 공간부가 형성되고 상부가 개방된 구조일 수 있으며, 또한, 본체(110)의 저부에는 공간의 구획을 나누어 중량물(200)의 설치를 용이하게 할 수 있을 것이다.
본체(110)는 합성수지 또는 금속재, 목재 등으로 제조될 수 있으며, 그 형태를 유지할 수 있는 다양한 재질이나 복합재료 등으로 제조된 것도 가능하다. 또한, 상기 본체(110)에 설치되어 세척 및 냉각을 위한 물 또는 압축공기를 분사하는 분사수단(124)이 설치되는데, 이는 물 또는 압축공기를 이용하여 태양전지모듈(122)을 세척 및 냉각하는 기능으로서, 태양전지모듈(122)의 투명커버부(113)면에 고착되는 오염원을 제거하여 발전효율을 증가하는 방안으로 채택될 수 있을 것이다.
또한, 상기 중량물(200)은 본체(110)를 지탱하는 수단으로 제공하도록 형성된 것으로, 중량물(200)은 콘크리트 또는 자갈, 쇄석, 돌, 모래, 흙 등으로 이루어질 수 있으나 이에, 국한되지 않고 부피에 비하여 무거운 것으로서, 다양한 형상의 중량물(重量物)이면 가능할 것이다.
또한, 중량물(200)은 포대 및 기타의 포장부재에 삽입하여 구성될 수 있으며, 하나 이상의 포대에 담아 본체(110)내부에 내설하는 것도 가능하다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 본체(110)가 중량물(200)에 의해 자체 지지력을 가지므로 별도의 고정부재 없이도 외적인 충격에 의해 흔들림 없이 지탱할 수 있는 것이다.
또한, 상기 본체(110)의 상부에 결합 설치되어 정지 또는 회전하는 태양전지모듈(122)은 태양광을 받아 전기를 생성하는 하나 이상의 태양전지가 직렬 또는 병렬로 연결되어 밀봉된 것으로, 태양전지는 실리콘 반도체를 재료로 사용하는 것과 화합물 반도체를 재료로 하는 것으로서, 태양에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로, 태양으로부터 생성된 빛에너지를 전기 에너지로 바꾸는 반도체 소자이면 소재나 형태에 있어서, 어떠한 제한도 두지 않는다.
또한, 태양전지모듈(122)은 상기 본체(110)의 상부에 수평으로 가로지르는 중심축을 중심으로 회전 가능하게 결합 설치되어 정지 및 회전시킬 수 있으며, 또한, 상기 태양전지모듈(122)이 태양을 따라 추적하며 정지 또는 회전하는 것과 태양의 일몰시간 또는 눈이 내리거나, 폭풍 등의 기상환경에 따라 태양전지모듈(112)에서 전기를 생산할 수 없을 때, 상기 태양전지모듈(122)의 투명커버부(113)가 상기 본체(110)의 하부면에 위치하여 일시정지 고정되게 할 수 있다.
한편, 본 실시예에서 태양전지모듈(122)은 본체(110)의 상부에 회전가능하게 지지되며, 이 태양전지모듈(122)이 태양을 향하도록 태양전지모듈(122)을 회전시키는 구동수단(126)을 포함할 수 있다.
이를 위해 구동수단(126)은 태양전지모듈(122)이 본체(110)에 대해 상대 회전하도록 지지하는 구동지지부재(137)를 갖는다.
일례로 구동지지부재(137)는 태양전지모듈(122)의 중심축 상에 설치되는 회전축(127)으로 이루어질 수 있다.
또한, 이 회전축(127)은 구동유닛(128)에 의해 회전력을 전달받아 태양전지모듈(122)을 회전시키게 된다.
구동유닛(128)는 태양전지모듈(122) 또는 본체(110) 중 어느 한 쪽에 설치될 수 있으며, 태양전지모듈(122)이 본체(110)에 대해 상대 회전하는 구동력을 제공하게 된다.
본 실시예에서 구동유닛(128)는 모터를 포함할 수 있으며, 예컨대 기구적인 수단과 같은 태양전지모듈(122)을 회전시키는 다른 모든 수단을 포함할 수 있다.
한편, 구동수단(126)에는 구동유닛(128)의 회전을 제어하기 위한 (도시되지 않은) 제어수단이 연결될 수 있다.
또한, 상기 제어수단은 상기 태양광발전시스템(100)의 설치 지역에 따른 태양의 위치정보와 기상정보 소프트웨어가 입력된 프로그래밍을 이용하여 상기 태양전지모듈(122)을 회전 및 정지시키고, 상기 분사수단(124)을 작동 제어할 수 있으며, 태양의 일몰시간에는 상기 태양전지모듈(122)의 투명커버부(113)가 상기 본체(110)의 하부면에 위치하여 일출시간까지 정지 고정되는 것을 제어할 수 있다. 이울러 상기와 같이 태양전지모듈(122)의 투명커버부(113)가 본체(110)의 하부면에 위치 정지되어 있을 때, 상기의 분사수단(124)을 이용하여 투명커버부(113) 면에 물 또는 압축공기를 분사하여 투명커버부(113)의 표면에 고착된 오염물질 또는 분진을 세척하여 태양이 일출하여 광전을 수행 할 때, 그 광전효율을 증가시키는 효과적인 역할을 수행할 수 있을 것이다.
여기서 제어수단의 제어알고리즘은 본 실시예에 의해 한정되지 않으며, 다양하게 실시 변형될 수 있다. 일례로, 제어수단에 위성항법시스템(GPS : global positioning system) 등을 더 추가할 수 있으며, 제어수단이 태양광발전시스템(100)에 설치된 위치 및 시간 정보를 수신하여 구동유닛(128) 및 변속부의 작동을 제어하는 것도 가능하다.
또한, 상기 제어수단은 상기 태양광발전시스템(100)의 설치 지역에 따른 태양의 위치정보 와 기상정보를 실시간 수집하여 유무선 통신장비 네트워크를 이용하여 상기 본체에 설치된 유무선 제어시스템과 교신하여 구동수단(126) 및 분사수단(124) 그리고 설치된 센서들을 실시간으로 제어할 수 있다. 이러한 제어방법은 최근 일반화되고 있는 각종 기기들을 유무선 네트워크로 연결해 정보를 교신하며, 상호 연동하여 제어 환경을 제공하는 사물인터넷(internet of things)으로 이해될 수 있는데, 사물 인터넷(internet of things)의 기술 요소로는 유형의 사물과 주위 환경으로부터 정보를 얻는 센싱 기술, 각종 기기들이 인터넷에 연결되도록 지원하는 유무선 통신 및 네트워크 인프라 기술, 각종 분야와 형태에 적합하게 정보를 가공하고 처리하거나 각종 기술을 융합하는 인터페이스 기술이 핵심이며, 대량의 데이터를 실시간으로 원격으로 제어할 수 있어 심각한 기후변화에 있어 태양광발전시스템의 유지관리 및 발전량 증대에 기여할 수 있을 것이다.
더불어, 제어수단은 구동유닛(128)의 작동 시간을 제어하는 타이머를 더 포함할 수 있다. 제어수단은 타이머로부터 제공되는 시간을 이용하여 일몰시간 이후에는 태양전지모듈(122)의 투명커버부(113)가 본체(110)의 하부면에 위치 상태로 구동유닛(128)의 작동을 중지하고 일출시간에만 구동유닛(128)가 작동되도록 제어할 수 있다.
일례로 지구의 자전속도는 1시간에 약 15도를 회전하게 되며, 제어수단은 1시간에 한번씩 태양전지모듈(122)이 15도를 회전하는 시간 동안만 구동유닛(128)가 작동하도록 제어할 수 있다.
또한, 구동수단(126)에는 회전축(127)과 구동유닛(128) 사이에 회전속도를 조절하기 위한 (도시되지 않은) 변속부가 더 설치될 수 있다.
이 변속부는 구동유닛(128)의 모터 회전수를 조절하며, 일례로 구동유닛(128)의 작동시 태양전지모듈(122)이 1시간에 약 15도의 각도의 회전속도로 회전할 수 있도록 모터 회전수를 조절할 수 있다.
바람직하게는 제어수단은 구동유닛(128) 및 변속부의 작동을 제어하여 태양전지모듈(112)의 발전효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서 태양전지모듈(122)은 본체(110)의 상단에 평평하게 설치된 실시예에 대해 설명하고 있으나, 태양전지모듈(122)이 설치된 형태는 본 실시예에 의해 한정되지 않는다.
본 실시예의 태양광발전시스템(100)은 본체(110)의 상부에 하나의 태양전지모듈(122)이 설치되거나 상기 태양전지모듈(122)이 복수개로 이루어져 본체(110)의 상부에 각각 회전 가능하게 설치되는 것도 가능하다.
상기 태양전지모듈(122)은 경사지게 (일예: 경사각도 30˚내외)설치 될수 있는데, 이때에는 다른 태양전지모듈(122)을 가리는 면적을 최소화할 수 있도록 서로 일정 간격 이격되어 설치될 수 있으며, 이를 고려하여 태양전지모듈(122)의 크기를 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예의 본체(110)에는 물을 저장하기 위한 별도의 물 저장고(120)를 더 포함할 수 있는데, 상기의 물 저장고(120)는 본체(110)의 내부에 위치하며, 주입부와 배출부를 설치할 수 있으며, 그 소재는 합성수지 또는 금속재 등의 소재나 복합소재를 사용할 수 있다.
상기 물 저장고(120) 상부에는 저장된 물을 이용하여 세척 및 냉각을 위한 분사수단(124)이 태양전지모듈(122)을 향해 상부 쪽으로 물을 분사할 수 있는데, 이를 위해 본체(110) 내부의 물 저장고(120)의 물을 끌어올리기 위한 펌프와, 이 펌프와 연결되어 태양전지모듈(122)의 상부로 물을 공급하는 급수부를 포함할 수 있다.
여기서, 펌프는 흡입부에 연결된 파이프가 본체(110) 내부로 연장되어 설치되고, 토출구에 연결된 파이프에 의해 급수부와 연결될 수 있다.
여기서, 분사수단(124)은 태양전지모듈(122)에 물을 분사하여 태양전지모듈(112)의 세척 및 냉각효과를 유도하거나, 태양전지모듈(122)이 태양의 일몰시간에 본체(110)의 하부 쪽으로 투명커버부(113)가 위치 할 때, 투명커버부(113) 표면을 향해 물을 분사하여 세척을 할 수 있는 것이다.
또한, 물저장고(120)로 오염물질의 유입되는 것을 차단하기 위한 (도시되지 않은) 필터부(129)가 설치될 수 있다.
상기 물 저장고(120)에는 외부의 급수원으로 부터 물을 끌어올려 상기 물 저장고(120)로 공급하기 위한 보조펌프를 더 포함할 수 있는데, 이는 물 저장고(120)의 물 저장량을 일정하게 유지하여 분사수단(124)으로 안정적인 물 공급을 위한 방안으로 이해 될 것이다,
또한, 상기 분사수단(124)에는 압축공기를 공급하기 위해 공기압축기(air compressor)의 저장탱크에 연결되어 압축공기를 공급하는 배관을 포함할 수 있는데, 이러한 방안은 태양광발전시스템(100)이 설치되는 지역에 물이 부족한 경우 공기를 압축하는 장치인 공기압축기(air compressor)를 이용하여 일정량의 공기를 압축하여 저장하였다가 태양전지모듈(122)의 세척 및 냉각이 필요할 시에 분사수단(124)에서 압축공기를 분사하여 태양전지모듈(122)을 세척 및 냉각할 수 있는 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다
100 : 태양광발전시스템 110 : 본체 113 : 투명커버부
120 : 물 저장고 122 : 태양전지모듈 124 : 분사수단
126 : 구동수단 127 : 회전축 128 : 구동유닛 129 : 필터부
137 : 구동지지부재 200 : 중량물
120 : 물 저장고 122 : 태양전지모듈 124 : 분사수단
126 : 구동수단 127 : 회전축 128 : 구동유닛 129 : 필터부
137 : 구동지지부재 200 : 중량물
Claims (14)
- 하나 이상의 조립부재가 결합되어 내부에 공간부가 형성되어 부력을 갖도록 설치되는 본체;
상기 본체에 설치되어 세척 및 냉각을 위한 물 또는 압축공기를 분사하는 분사수단;
상기 본체의 내부 형성되는 공간부를 구획하여 저부에 내설되어 본체가 지지력 갖도록 설치되면서
콘크리트, 자갈, 쇄석, 돌, 모래, 흙중 선택되는 것을 담는 하나 이상의 포장부재 조합으로 이루어진 중량물;
상기 본체의 상부에 결합 설치되어 정지 또는 회전하는 태양전지모듈;
상기 태양전지모듈을 정지 또는 회전시키도록 태양전지모듈을 상기 본체에 대해 회전 가능하게 지지하는 구동지지부재와, 상기 태양전지모듈에 회전력을 제공하는 구동유닛을 포함하는 구동수단;
상기 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단;
상기 제어수단에 의해 상기 구동수단을 작동하여 태양이 지고난 후인 일몰시간 때에는 상기 태양전지모듈의 투명커버부면이 상기 본체의 하부면 쪽을 향하도록 위치하여 일정시간 정지 고정되도록 하면서 상기 투명커버부면이 본체의 하부면 쪽을 향할 때 물 또는 압축공기를 분사토록 설치되고,
상기 분사수단에는 압축공기를 공급하기 위해 공기압축기(air compressor)가 저장탱크의 일측에 연결되고, 상기 공기압축기에는 압축공기를 공급하는 배관이 더 연결되며,
상기 본체는 내부의 공간부에 분사수단에 연결되면서 물을 저장하기 위한 별도의 물 저장고가 중량물의 상측에 위치하고,
상기 물 저장고에는 저장된 물을 상기 분사수단에 공급하기 위해 펌핑하는 펌프와, 상기 펌프와 연결되어 상기 태양전지모듈 쪽으로 물을 공급하는 급수부가 더 포함되며,
상기 물 저장고에는 외부의 급수원으로 부터 물을 끌어올려 상기 물 저장고로 공급하기 위한 보조펌프를 더 포함하는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 태양전지모듈은 복수개로 이루어져 상기 본체의 상부에 결합되어 각각 정지 또는 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 제어수단은 상기 태양광발전시스템의 설치 지역에 따른 태양의 위치정보와 기상정보 소프트웨어가 입력된 프로그래밍을 이용하여 상기 태양전지모듈을 회전 및 정지시키고, 상기 분사수단을 작동 제어하는 것을 특징으로 하는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 제어수단은 상기 태양광발전시스템의 설치 지역에 따른 태양의 위치정보 와 기상정보를 실시간 수집하여 유무선 통신장비 네트워크를 이용하여 상기 본체에 설치된 유무선 제어시스템과 교신하여 구동수단 및 분사수단 그리고 설치된 센서들을 실시간으로 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 제어수단은 상기 구동유닛의 작동 시간을 콘트롤하는 타이머를 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템. - 청구항 1에 있어서,
상기 구동수단은 상기 구동지지부재와 상기 구동유닛 사이에 설치되어 회전속도를 조절하는 변속부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 물 저장고 상부에는 내부로 유입되는 이물질 및 오염물질을 제거하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자체 지지력을 갖는 태양광발전시스템. - 삭제
- 삭제
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