KR102302153B1 - A solar tracking apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광 트래킹 장치를 제공한다. 본 발명의 태양광 트래킹 장치는 서로 이격된 제1,2지지 프레임에 제1축 방향으로 설치되고, 상기 제1축을 중심으로 회동 가능한 회전축; 상기 제1축과 직교하는 제2축을 중심으로 회동 가능하도록 상기 회전축에 설치되는 태양 전지 모듈; 상기 회전축을 상기 제1축을 중심으로 회동시키는 제1운동부재; 및 상기 회전축 상에서 상기 태양전지 모듈을 상기 제2축을 중심으로 회동시키는 제2운동부재를 포함할 수 있다. The present invention provides a solar tracking device. Solar tracking device of the present invention is installed in the first axis direction on the first and second support frames spaced apart from each other, the rotating shaft rotatable about the first axis; a solar cell module installed on the rotating shaft so as to be rotatable about a second axis orthogonal to the first axis; a first moving member for rotating the rotating shaft about the first axis; and a second movement member for rotating the solar cell module about the second axis on the rotation axis.
Description
본 발명은 태양광 트래킹 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar tracking device.
일반적으로 태양광 발전(solar power generation)은 태양 에너지에 의한 발전 기술의 하나로서, 태양의 빛 에너지를 태양전지라는 광전 변환기를 사용하여 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전방식이다.BACKGROUND ART In general, solar power generation is a power generation method that directly converts light energy of the sun into electric energy using a photoelectric converter called a solar cell as one of the power generation technologies by solar energy.
태양전지는 태양 에너지를 전기 에너지로 변환할 수 있는 장치를 말하는 것이며, PN 접합면을 가지는 반도체 접합 영역에 금지대폭보다 큰 에너지의 빛이 조사되면 전자와 정공이 발생하여 접합영역에 형성된 내부전장이 전자는 N형 반도체로, 정공은 P형 반도체로 이동시켜 기전력을 발생시킨다. A solar cell refers to a device that can convert solar energy into electrical energy, and when light of energy greater than the forbidden bandwidth is irradiated to a semiconductor junction region having a PN junction, electrons and holes are generated and the internal electric field formed in the junction region is Electrons move to the N-type semiconductor and holes move to the P-type semiconductor to generate an electromotive force.
이러한 태양전지를 이용한 태양광 발전은 화석연료인 석유의 고갈, 지구온난화 등을 이유로 대체에너지원으로서 각광을 받고 있으며, 최근에는 태양전지소자의 제조비용 인하 및 효율 증가, 국가 정책에 따른 지원으로 인해 급속도록 확산되고 있다. Photovoltaic power generation using such solar cells has been in the spotlight as an alternative energy source due to the depletion of petroleum, a fossil fuel, and global warming. is spreading rapidly.
일반적으로, 태양광 발전 장치는 이러한 태양 전지판을 설치 구동하는 방식에 따라 고정식 및 추적식으로 나누어질 수 있다. 고정식은 태양 전지판이 고정되어 방위각 및 고도를 변경할 수 없으며, 추적식은 태양 전지판의 방위각 및 고도를 스스로 태양의 위치에 따라 변경할 수 있다. In general, the photovoltaic device may be divided into a fixed type and a tracking type according to a method of installing and driving such a solar panel. The stationary type solar panel is fixed and cannot change the azimuth and altitude, and the tracking type can change the azimuth and altitude of the solar panel according to the position of the sun by itself.
상기 고정식 태양광 발전장치는 대부분 남쪽을 향하도록 태양 전지판을 설치하며, 이렇게 설치 후 태양 전지판의 방향 및 기울기 등이 변하지 않는다. 이러한 고정식 태양광 발전장치는 초기에 설치 비용이 적게 소요되며 운용 유지보수 비용이 작아진다는 장점이 있으나, 태양의 위치에 무관하게 항상 지정된 방향으로만 태양 전지판이 향하도록 되어 있어 태양광 발전의 효율을 높이지 못하는 단점이 있었다. Most of the fixed photovoltaic power generation device installs a solar panel to face south, and the direction and inclination of the solar panel do not change after installation in this way. Such a fixed photovoltaic power generation device has the advantage that the initial installation cost is low and the operation and maintenance cost is small. There was a disadvantage that it was not possible to increase the
추적식 태양광 발전장치는 고정식 태양광 발전장치의 단점을 보완하기 위하여 태양 전지판의 방향을 태양의 위치에 따라 변경할 수 있도록 개발되었으며, 이하, 이러한 추적식 태양광 발전장치를 간단히 태양광 트래킹 장치로 표시한다. The tracking type solar power generation device was developed to change the direction of the solar panel according to the position of the sun in order to compensate for the disadvantages of the fixed solar power generation device. indicate
종래 기술에 따른 태양광 트래킹 장치의 태양 추적 방법은 크게 프로그램 추적과 센서 추적이 있다. 프로그램 추적은 미리 설정된 프로그램에 따라 태양을 추적하는 방식이다. 그리고, 센서 추적은 광센서를 이용하여 입사광의 광량이 가장 높은 곳을 추적하는 방식이다. The sun tracking method of the solar tracking device according to the prior art is largely divided into program tracking and sensor tracking. Program tracking is a method of tracking the sun according to a preset program. In addition, the sensor tracking is a method of tracking a place with the highest amount of incident light using an optical sensor.
그러나, 태양광 트래킹 장치는 2축 회전식의 경우 구동장치가 각각의 태양전지 모듈마다 두 개씩 설치되기 때문에 일정지역에 대규모로 태양전지 모듈을 설치하는 경우 초기 설치비용이 과다하게 증가하는 문제점이 있다. However, since the solar tracking device is a two-axis rotation type, two driving devices are installed for each solar cell module, so when a large-scale solar cell module is installed in a certain area, there is a problem in that the initial installation cost is excessively increased.
또한, 각 태양전지 모듈을 회동시키기 위한 구동장치가 거대 복잡하여 쉽게 고장이 발생되고, 이에 따라 유지보수 작업이 번거롭고 비용이 증대되는 문제점이 있다. In addition, there is a problem in that the driving device for rotating each solar cell module is huge and complicated, and thus easily breaks down, and thus maintenance work is cumbersome and the cost is increased.
본 발명은 태양광 발전모듈이 태양의 위치변화에 대응하여 하나의 구동 수단으로 2축 회전이 가능한 태양광 트래킹 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a solar tracking device in which a solar power module can rotate two axes with one driving means in response to a change in the position of the sun.
본 발명은 작동의 확실성을 보장되며, 하나의 구동 수단으로 복수개의 태양광 발전모듈들 전체를 동시에 회동시킬 수 있는 태양광 트래킹 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a solar tracking device that guarantees the certainty of operation and can rotate all of the plurality of solar power modules simultaneously with one driving means.
본 발명은 태양의 위치 변화를 추적하는 구조를 단순화할 수 있는 태양광 트래킹 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a solar tracking device capable of simplifying a structure for tracking a change in the position of the sun.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The problems to be solved by the present invention are not limited thereto, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 이격된 제1,2지지 프레임에 제1축 방향으로 설치되고, 상기 제1축을 중심으로 회동 가능한 회전축; 상기 제1축과 직교하는 제2축을 중심으로 회동 가능하도록 상기 회전축에 설치되는 태양 전지 모듈; 상기 회전축을 상기 제1축을 중심으로 회동시키는 제1운동부재; 및 상기 회전축 상에서 상기 태양전지 모듈을 상기 제2축을 중심으로 회동시키는 제2운동부재를 포함하는 태양광 트래킹 장치를 제공하고자 한다.According to an aspect of the present invention, the first and second support frames spaced apart from each other in a first axial direction, the rotating shaft is rotatable about the first axis; a solar cell module installed on the rotating shaft so as to be rotatable about a second axis orthogonal to the first axis; a first moving member for rotating the rotating shaft about the first axis; And to provide a solar tracking device comprising a second movement member for rotating the solar cell module about the second axis on the rotation axis.
또한, 상기 제2운동부재는 오목지점과 볼록지점을 연결하는 캠면을 구비하며, 상기 제1지지 프레임 상에서 상기 제2축 방향으로 수평왕복하는 직선캠; 및 상기 회전축에 설치되고, 상기 직선캠의 왕복 운동에 의해 상기 캠면을 교번적으로 접동하면서 상기 제1축 방향으로 수평왕복하는 축 슬라이더를 포함하고, 상기 태양 전지 모듈은 태양 전지판이 설치되는 모듈 하우징; 및 상기 모듈 하우징을 지지하며, 상기 회전축에 결합되는 힌지축 및 상기 축 슬라이더에 결합되는 결합핀을 갖는 지지축을 포함할 수 있다.In addition, the second movement member includes a straight cam having a cam surface connecting the concave point and the convex point, and horizontally reciprocating in the second axis direction on the first support frame; and an axis slider installed on the rotation shaft and horizontally reciprocating in the first axis direction while alternately sliding the cam surface by the reciprocating motion of the linear cam, wherein the solar cell module is a module housing in which a solar panel is installed ; and a support shaft supporting the module housing and having a hinge shaft coupled to the rotation shaft and a coupling pin coupled to the shaft slider.
또한, 상기 축 슬라이더는 상기 결합핀이 끼워지는 핀공을 가질 수 있다.In addition, the shaft slider may have a pin hole into which the coupling pin is fitted.
또한, 상기 회전축은 상기 힌지축이 결합되는 축지지홈을 갖는 축받이 부재를 더 포함할 수 있다.In addition, the rotation shaft may further include a bearing member having a shaft support groove to which the hinge shaft is coupled.
또한, 상기 축받이 부재는 상기 회전축에 일체형으로 제공될 수 있다.In addition, the bearing member may be provided integrally with the rotation shaft.
또한, 상기 축받이 부재는 상기 회전축을 감싸도록 링 형상으로 밴딩된 바디; 및 상기 바디의 양단에 수직으로 돌출되어 형성되고 상기 축지지홈을 갖는 힌지 브라켓을 포함할 수 있다.In addition, the bearing member may include a body bent in a ring shape to surround the rotation shaft; and a hinge bracket which is formed to protrude vertically from both ends of the body and has the shaft support groove.
또한, 상기 태양 전지 모듈은 상기 회전축 상에 소정 간격으로 복수개가 설치될 수 있다.In addition, a plurality of solar cell modules may be installed on the rotation shaft at predetermined intervals.
또한, 상기 제1운동부재와 상기 제2운동부재는 서로 다른 구동장치에 의해 독립적으로 작동될 수 있다.Also, the first moving member and the second moving member may be independently operated by different driving devices.
또한, 상기 제1운동부재와 상기 제2운동부재는 단일 구동장치에 의해 연동되어 작동될 수 있다.In addition, the first moving member and the second moving member may be operated in conjunction with a single driving device.
또한, 상기 회전축은 상기 제1지지 프레임 상에 위치되고 상기 회전축의 하단으로부터 돌출 형성된 축핀을 더 포함하고, 상기 제1운동부재는 상기 단일 구동장치에 의해 상기 제1지지 프레임 상에서 상기 제2축 방향으로 수평왕복하는 슬라이더 부재; 및 상기 슬라이더 부재에 설치되며 상기 축 핀이 끼워지는 핀 고정 브라켓을 포함할 수 있다.In addition, the rotation shaft further includes a shaft pin positioned on the first support frame and formed to protrude from a lower end of the rotation shaft, and the first moving member is moved in the second shaft direction on the first support frame by the single driving device. a horizontally reciprocating slider member; and a pin fixing bracket installed on the slider member and into which the shaft pin is fitted.
또한, 상기 제2운동부재는 상기 슬라이더 부재에 설치되며, 오목지점과 볼록지점을 연결하는 캠면을 구비하고, 상기 제1지지 프레임 상에서 상기 슬라이더 부재의 이동에 의해 상기 제2축 방향으로 수평왕복하는 직선캠; 및 상기 회전축에 설치되고, 상기 직선캠의 왕복 운동에 의해 상기 캠면을 교번적으로 접동하면서 상기 제1축 방향으로 수평왕복하는 축 슬라이더를 포함하고, 상기 태양 전지 모듈은 태양 전지판이 설치되는 모듈 하우징; 및 상기 모듈 하우징을 지지하며, 상기 회전축에 결합되는 힌지축 및 상기 축 슬라이더에 결합되는 결합핀을 갖는 지지축을 포함할 수 있다.In addition, the second movement member is installed on the slider member, has a cam surface connecting the concave point and the convex point, and horizontally reciprocates in the second axis direction by the movement of the slider member on the first support frame. straight cam; and an axis slider installed on the rotation shaft and horizontally reciprocating in the first axis direction while alternately sliding the cam surface by the reciprocating motion of the linear cam, wherein the solar cell module is a module housing in which a solar panel is installed ; and a support shaft supporting the module housing and having a hinge shaft coupled to the rotation shaft and a coupling pin coupled to the shaft slider.
또한, 상기 회전축은 상기 제2축 방향을 따라 상기 제1,2지지 프레임에 소정 간격으로 복수개가 설치되며, 상기 회전축 각각은 상기 제1운동부재에 의해 상기 제1축을 중심으로 회동될 수 있다.In addition, a plurality of the rotation shafts are provided at predetermined intervals on the first and second support frames along the second axis direction, and each of the rotation shafts may be rotated about the first shaft by the first moving member.
또한, 상기 태양 전지 모듈은 상기 제1축 방향을 따라 상기 회전축 상에 소정 간격으로 복수개가 설치될 수 있다.In addition, a plurality of solar cell modules may be installed at predetermined intervals on the rotation shaft along the first axis direction.
본 발명의 실시예에 의하면, 하나의 구동 수단에 의해 태양광 발전모듈의 2축 회전이 가능하고, 또한 하나의 구동 수단에 의해 복수개의 태양광 발전모듈들 전체를 회동시킬수 있어 설치비용면 및 유지관리비용면에 있어서 경제적인 효과를 기대할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, two-axis rotation of the photovoltaic module is possible by one driving means, and the entire plurality of photovoltaic modules can be rotated by one driving means, so that installation cost and maintenance Economical effects can be expected in terms of management costs.
본 발명의 실시예에 의하면, 구조가 간단하여 유지 관리가 용이하다.According to the embodiment of the present invention, the structure is simple and maintenance is easy.
본 발명의 실시예에 의하면, 단일셀로 경량화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to reduce the weight with a single cell.
발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the present specification and accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 태양광 트래킹 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양광 트래킹 장치에서 태양전지 모듈의 장착 구조를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 태양전지 모듈의 회전 동작을 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 태양전지 모듈과 제2운동부재를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명의 제1 변형예에 따른 태양광 트래킹 장치를 보여주는 도면이다.
도 7 및 도 8은 제1운동부재 및 제2운동부재의 다른 실시예을 보여주는 도면들이다.
도 9는 회전축의 제1축방향 회전 동작을 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 12는 다른 실시예에 따른 태양광 트래킹 장치를 보여주는 도면들이다. 1 is a perspective view for explaining a solar tracking device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a mounting structure of a solar cell module in the solar tracking device shown in FIG. 1 .
3 is a view showing a rotation operation of a solar cell module.
4 and 5 are views for explaining the solar cell module and the second moving member.
6 is a view showing a solar tracking device according to a first modification of the present invention.
7 and 8 are views showing another embodiment of the first moving member and the second moving member.
9 is a view showing a first axial rotation operation of the rotation shaft.
10 to 12 are views showing a solar tracking device according to another embodiment.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 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. Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
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.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
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.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in the description with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numbers regardless of the reference numerals, and duplicates thereof A description will be omitted.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 태양광 트래킹 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 태양광 트래킹 장치에서 태양전지 모듈의 장착 구조를 보여주는 분해 사시도이며, 도 3은 태양전지 모듈의 회전 동작을 보여주는 도면이고, 도 4 및 도 5는 태양전지 모듈과 제2운동부재를 설명하기 위한 도면들이다.Figure 1 is a perspective view for explaining a solar tracking device according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing the mounting structure of the solar cell module in the solar tracking device shown in Figure 1, Figure 3 is a view showing a rotation operation of the solar cell module, and FIGS. 4 and 5 are views for explaining the solar cell module and the second moving member.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 태양광 트래킹 장치(10)는 회전축(100), 태양 전지 모듈(200), 제1운동부재(300), 제2운동부재(400) 그리고 구동부(500)를 포함할 수 있다.1 to 3 , the
제1실시예에서, 구동부(500)는 서로 독립적으로 작동되는 제1,2구동장치(510,520)를 포함할 수 있다. 즉, 제1운동부재(300)와 제2운동부재(400)는 서로 다른 제1,2구동장치(510,520)에 의해 독립적으로 동작될 수 있다. In the first embodiment, the
회전축(100)은 서로 이격된 제1지지 프레임(20)과 제2지지 프레임(30)에 제1축 방향(X)으로 설치될 수 있다. 회전축(100)은 양단이 각각 제1지지 프레임(20)과 제2지지 프레임(30)에 회동 가능하게 지지될 수 있도록 회전축(100)과 제1,2지지 프레임(20,30)이 결합되는 부위에는 베어링(미도시됨)이 구비될 수 있다. 회전축(100)은 내부가 비어있는 파이프 형태로 제공될 수 있다. 회전축(100)은 지면으로부터 소정 높이에 위치될 수 있다. The rotating
본 실시예에서는 회전축(100)이 지면과 수평하게 설치된 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 설치 장소에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.In this embodiment, although the
제1지지 프레임(20)과 제2지지 프레임(30)은 회전축(100) 등의 하중을 충분히 지지하고 외력에 대한 충분한 저항력을 갖춘 구조일 수 있으며, 이중에 제1지지 프레임(20)은 내부에 수납공간(22)을 갖는 형태로 제공될 수 있다. 수납 공간(22)에는 제1운동 부재와 제2운동부재를 작동시키기 위한 구동부(500), 태양전지 모듈의 회전 및 틸팅 제어를 위한 제어기 등이 수납되는 공간으로 활용될 수 있다. 도시하지 않았지만, 제1지지 프레임(20)은 일측에 커버를 제공함으로써, 수납 공간(22)에 설치되는 장치들의 정비 및 관리가 용이하도록 할 수 있다. The
제1운동부재(300)는 회전축(100)을 제1축(X)을 중심으로 회동시킨다. 제1운동부재(300)는 구동부(500)의 제1구동장치(510)에 의해 회전축(100)을 일정 각도 범위 내에서 회전시킬 수 있다. 회전축(100)을 회동시키기 위한 제1운동부재(300)는 모터, 기어 등의 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이다. The first movement member 300 rotates the
태양 전지 모듈(200)은 제1축(X)과 직교하는 제2축(Y)을 중심으로 회동 가능하도록 회전축(100)에 설치될 수 있다. The
태양 전지 모듈(200)은 모듈 하우징(210) 및 지지축(220)을 포함할 수 있다. 모듈 하우징(210)에는 태양 전지(Solar Cell)(280)가 설치될 수 있다. 지지축(220)은 모듈 하우징(210)을 지지한다. 지지축(220)은 힌지축(222) 및 결합핀(224)을 포함할 수 있다. The
도 4 및 도 5에는 지지축(220)의 장착 구조가 상세히 도시되어 있다. 이를 참조하면, 지지축(220)의 힌지축(222)은 회전축(100)에 결합되며, 결합핀(224)은 회전축(100) 상에 설치된 축 슬라이더(410)에 결합될 수 있다.4 and 5 show the mounting structure of the
제2운동부재(400)는 회전축(100) 상에서 태양전지 모듈(200)을 제2축(Y)을 중심으로 회동시키기 위해 제공된다. 일 예로, 제2운동부재(400)는 회전축(100)에 설치되고, 구동부(500)의 제2구동장치(520)에 의해 제1축 방향으로 수평왕복하는 축 슬라이더(410)를 포함할 수 있다. 축 슬라이더(410)는 결합핀(224)이 끼워지는 핀공(412)을 포함할 수 있다. 축 슬라이더(410)의 일단은 회전축(100)의 일단까지 연장되어 제1지지 프레임(20)의 수납공간(22) 내에 위치될 수 있다. The
한편, 회전축(100)은 힌지축(222)이 결합되는 축지지홈(158)을 갖는 축받이 부재(150)를 갖는다. 축받이 부재(150)는 회전축(100)을 감싸도록 링 형상으로 밴딩된 바디(152)와 바디(152)의 양단에 수직으로 돌출되어 형성되고 축지지홈(158)을 갖는 힌지 브라켓(154)을 포함할 수 있다.On the other hand, the
본 실시예에서는 축받이 부재(150)가 회전축(100)과 별도의 구성으로 제공되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 축받이 부재(150)는 회전축(100)에 일체형으로도 제공될 수 있음은 물론이다. In this embodiment, the bearing
도 3에서와 같이, 축 슬라이더(410)가 왼쪽 방향으로 이동되면, 지지축(220)은 힌지축(222)을 기준으로 우측 방향으로 회동되고, 반대로 축 슬라이더(410)가 우측 방향으로 이동되면, 지지축(220)은 힌지축(222)을 기준으로 좌측 방향으로 회동된다. As shown in FIG. 3 , when the
따라서, 축 슬라이더(410)의 수평왕복 동작을 통해 태양의 위치변화에 따라 동서 방향으로 태양전지 모듈(200)을 회전시키면서 태양광을 추적할 수 있다. Therefore, it is possible to track sunlight while rotating the
도 6은 본 발명의 제1 변형예에 따른 태양광 트래킹 장치(10a)를 보여주는 도면으로, 태양광 트래킹 장치(10a)는 회전축(100) 상에 소정 간격으로 복수개의 태양 전지 모듈(200)이 장착될 수 있다. 6 is a view showing a
본 실시예에서는 3개의 태양전지 모듈(200)이 회전축(100) 상에 설치되어 있는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 태양전지 모듈(200)의 개수는 설치 면적, 환경 등과 같은 다양한 요소를 고려하여 가변 가능하다. In this embodiment, three
제1변형예에서, 3개의 태양전지 모듈(200)은 앞서 설명한 축 슬라이더(410)의 수평왕복 동작에 의해 제2축(Y)을 중심으로 회동될 수 있다.In the first modification, the three
도 7 및 도 8은 제1운동부재 및 제2운동부재의 다른 실시예을 보여주는 도면들이다. 7 and 8 are views showing another embodiment of the first moving member and the second moving member.
다른 실시예에서, 구동부(500)는 단일 구동장치(501)를 포함하며, 제1운동부재(300a)와 제2운동부재(400a)는 단일 구동장치(501)에 의해 연동되어 작동된다는데 그 특징이 있다. In another embodiment, the driving
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1운동부재(300a)는 슬라이더 부재(310) 및 핀 고정 브라켓(320)을 포함할 수 있다. 슬라이더 부재(310)는 단일 구동장치(501)에 의해 제1지지 프레임(20) 상에서 제2축 방향으로 수평왕복 이동된다. 핀 고정 브라켓(320)은 슬라이더 부재(310)에 설치된다. 핀 고정 브라켓(320)에는 회전축(100)에 설치된 축 핀(190)이 끼워진다. 축핀(190)은 제1지지 프레임(20)의 수납공간(22) 내에 위치한 회전축(100)의 하단으로부터 돌출되어 핀 고정 브라켓(320)에 끼워진다. 7 and 8 , the
도 9는 회전축의 제1축방향 회전 동작을 보여주는 도면으로, 도 8 및 도 9에서와 같이, 단일 구동장치(501)에 의해 슬라이더 부재(310)가 제1방향(A)으로 이동하면, 축핀(190)이 핀 고정 브라켓(320)과 함께 제1방향(A)으로 이동하게 되면서 회전축(100)이 제2방향(B)으로 회동하게 되고, 반대로 슬라이더 부재(310)가 제2방향(B)으로 이동하면, 축핀(190)이 핀 고정 브라켓(320)과 함께 제2방향(B)으로 이동하게 되면서 회전축(100)이 제1방향(A)으로 회동하게 된다. 9 is a view showing a first axial rotation operation of the rotation shaft. As in FIGS. 8 and 9 , when the
다시 도 7 및 도 8을 참조하면, 제2운동부재(400a)는 직선캠(420)과 축 슬라이더(410)를 포함하며, 축 슬라이더(410)는 제1실시예에서 상세히 설명하였기에 생략한다. Referring back to FIGS. 7 and 8 , the second moving
직선캠(420)은 슬라이더 부재(310)에 설치될 수 있다. 직선캠(420)은 오목지점과 볼록지점을 연결하는 캠면(422)을 구비하고, 제1지지 프레임(20) 상에서 슬라이더 부재(310)의 이동에 의해 제2축 방향으로 수평왕복하게 된다. The
축 슬라이더(410)는 캠면(422)에 접하는 지지부(416)를 더 포함할 수 있다. 축 슬라이더(410)는 지지부(416)가 직선캠(420)의 왕복 운동에 의해 캠면(422)을 교번적으로 접동하면서 제1축 방향으로 수평왕복하게 된다. 도시하지 않았지만, 축 슬라이더(410)의 타측에는 지지부(416)가 직선캠(420)의 캠면(4220에 탄력 접동되도록 탄성력을 제공하는 스프링이 제공될 수 있다.The
단일 구동장치(501)는 슬라이더 부재(310)를 직선 이동시키기 위한 것으로, 모터(502)와 모터 구동에 의해 동작되는 리드스크류(503)를 포함할 수 있으며, 리드 스크류(503)는 슬라이더 부재(310)에 연결되어 회동 동작에 의해 슬라이더 부재(310)를 전진/후진 이동시킬 수 있다. 본 실시예에서는 스크류 방식의 직선 구동 방식의 단일 구동장치를 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 직선 구동 방식이 적용될 수 있다. 단일 구동장치(501)는 제어기(미도시됨)에 의해 태양의 일출시각과 일몰시각에 대한 시간데이터를 바탕으로 일정시간의 주기로 구동될 수 있다. 슬라이더 부재(310)는 단일 구동장치(501)에 의해 일정 시간 주기로 소정간격 이동되고, 태양전지 모듈(200a)은 동서 방향으로 일정 시간 주기로 소정각도 회동되면서 태양광을 추적하게 된다. The
한편, 단일 구동장치(501)는 설정시간(예를들어, 태양광 발전시간 즉 하루 중 동쪽에서 해가 떠서 서쪽으로 해가 지는 시간)이 경과되면 리드 스크류를 역회전시켜 슬라이더 부재(310)를 초기 위치로 복귀시킬 수 있다.On the other hand, the
도 10 내지 도 12는 다른 실시예에 따른 태양광 트래킹 장치를 보여주는 도면들이다.10 to 12 are views showing a solar tracking device according to another embodiment.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 다른 실시예에 따른 태양광 트래킹 장치(10b)는 태양전지 모듈(200)이 어레이 형태로 배치되어 있다. 태양광 트래킹 장치(10b)는 서로 나란하게 이격되어 배치되는 3개의 회전축(100)과, 3개의 회전축(100) 상에 서로 이격되어 배치되는 3개의 태양전지 모듈(200)을 포함한다. 3개의 회전축(100)은 서로 이격된 제1지지 프레임(20)과 제2지지 프레임(30)에 제1축 방향(X)으로 설치된다. 10 to 12 , in the
본 실시예에서 태양전지 모듈(200)의 개수와 회전축(100)의 개수는 이에 한정되는 것이 아니며, 설치되는 면적 및 환경 등과 같은 다양한 요소를 고려하여 설치되는 개수가 얼마든지 변경가능하다. In the present embodiment, the number of
도 12를 참조하면, 구동부(500b)의 단일 구동장치(501)는 슬라이더 부재(310)를 직선 이동시키며, 슬라이더 부재(310)에는 회전축 각각의 축핀이 끼워지는 핀 고정 브라켓(320)이 제공된다. 그리고 슬라이더 부재(310)에는 회전축 각각에 설치된 축 슬라이더를 직전 구동시키기 위해 3개의 직선캠(420)이 제공된다. 12, the
상기와 같이, 본 발명에 따른 태양광 트래킹 장치(10b)는 하나의 구동장치(501)를 사용하여 3개의 회전축(100)들과 9개의 태양전지 모듈(200)들을 동시에 2축 회전되도록 구현할 수 있다. As described above, the
또한, 본 발명에 따른 태양광 트래킹 장치(10b)는 태양의 위치 변화에 대응하여 다수 개의 태양전지 모듈을 동시에 위치 제어함으로써 전력 효율을 향상시키고, 태양광 발전 시스템의 구축에 있어 기초 공사의 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다. In addition, the
한편, 본 발명의 태양광 트래킹 장치는 설치하고자 하는 장소의 위도 및 경도에 따라 직선캠의 캠면이나 회전축의 회전각도 등을 산출하여 제작할 수 있다. On the other hand, the solar tracking device of the present invention can be manufactured by calculating the cam surface of the straight cam or the rotation angle of the rotating shaft according to the latitude and longitude of the place to be installed.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 회전축 200 : 태양전지 모듈
300 : 제1운동부재 400 : 제2운동부재
500 : 구동부 100: axis of rotation 200: solar cell module
300: first movement member 400: second movement member
500: drive unit
Claims (13)
상기 제1축과 직교하는 제2축을 중심으로 회동 가능하도록 상기 회전축에 설치되는 태양 전지 모듈;
상기 회전축을 상기 제1축을 중심으로 회동시키는 제1운동부재; 및
상기 회전축 상에서 상기 태양전지 모듈을 상기 제2축을 중심으로 회동시키는 제2운동부재를 포함하되;
상기 제1운동부재와 상기 제2운동부재는 단일 구동장치에 의해 연동되어 작동되며,
상기 회전축은
상기 제1지지 프레임 상에 위치되고 상기 회전축의 하단으로부터 돌출 형성된 축핀을 더 포함하고,
상기 제1운동부재는
상기 단일 구동장치에 의해 상기 제1지지 프레임 상에서 상기 제2축 방향으로 수평왕복하는 슬라이더 부재; 및
상기 슬라이더 부재에 설치되며 상기 축 핀이 끼워지는 핀 고정 브라켓을 포함하며,
상기 제2운동부재는
상기 슬라이더 부재에 설치되며, 오목지점과 볼록지점을 연결하는 캠면을 구비하고, 상기 제1지지 프레임 상에서 상기 슬라이더 부재의 이동에 의해 상기 제2축 방향으로 수평왕복하는 직선캠; 및
상기 회전축에 설치되고, 상기 직선캠의 왕복 운동에 의해 상기 캠면을 교번적으로 접동하면서 상기 제1축 방향으로 수평왕복하는 축 슬라이더를 포함하고,
상기 태양 전지 모듈은
태양 전지판이 설치되는 모듈 하우징; 및
상기 모듈 하우징을 지지하며, 상기 회전축에 결합되는 힌지축 및 상기 축 슬라이더에 결합되는 결합핀을 갖는 지지축을 포함하는 태양광 트래킹 장치. a rotation shaft which is installed in the first and second support frames spaced apart from each other in the first axis direction and is rotatable about the first axis;
a solar cell module installed on the rotating shaft to be rotatable about a second axis orthogonal to the first axis;
a first moving member for rotating the rotating shaft about the first axis; and
a second movement member configured to rotate the solar cell module about the second axis on the rotation axis;
The first moving member and the second moving member are operated in conjunction with a single driving device,
The rotation axis is
It is positioned on the first support frame and further comprises a shaft pin formed to protrude from the lower end of the rotation shaft,
The first moving member is
a slider member horizontally reciprocating in the second axial direction on the first supporting frame by the single driving device; and
and a pin fixing bracket installed on the slider member and into which the shaft pin is fitted,
The second moving member is
a linear cam installed on the slider member, having a cam surface connecting the concave point and the convex point, and horizontally reciprocating in the second axis direction by the movement of the slider member on the first support frame; and
a shaft slider installed on the rotary shaft and horizontally reciprocating in the first shaft direction while alternately sliding the cam surface by the reciprocating motion of the linear cam;
The solar cell module is
module housing in which solar panels are installed; and
Solar tracking device including a support shaft supporting the module housing and having a hinge shaft coupled to the rotation shaft and a coupling pin coupled to the shaft slider.
상기 제2운동부재는
상기 축 슬라이더가 상기 직선캠의 캠면에 탄력 접동되도록 탄성력을 제공하는 스프링을 더 포함하고,
상기 축 슬라이더는
상기 결합핀이 끼워지는 핀공을 갖는 태양광 트래킹 장치. The method of claim 1,
The second moving member is
Further comprising a spring providing an elastic force so that the shaft slider elastically slides on the cam surface of the straight cam,
The axis slider is
Solar tracking device having a pin hole into which the coupling pin is fitted.
상기 회전축은
상기 힌지축이 결합되는 축지지홈을 갖는 축받이 부재를 더 포함하는 태양광 트래킹 장치. The method of claim 1,
The rotation axis is
Solar tracking device further comprising a bearing member having a shaft support groove to which the hinge shaft is coupled.
상기 축받이 부재는
상기 회전축에 일체형으로 제공되는 태양광 트래킹 장치. 5. The method of claim 4,
The bearing member is
Solar tracking device provided integrally with the rotation shaft.
상기 축받이 부재는
상기 회전축을 감싸도록 링 형상으로 밴딩된 바디; 및
상기 바디의 양단에 수직으로 돌출되어 형성되고 상기 축지지홈을 갖는 힌지 브라켓을 포함하는 태양광 트래킹 장치. 5. The method of claim 4,
The bearing member is
a body bent in a ring shape to surround the rotation shaft; and
Solar tracking device including a hinge bracket that is formed to protrude vertically from both ends of the body and having the shaft support groove.
상기 태양 전지 모듈은
상기 회전축 상에 소정 간격으로 복수개가 설치되는 태양광 트래킹 장치. The method of claim 1,
The solar cell module is
A solar tracking device in which a plurality are installed at predetermined intervals on the rotation shaft.
상기 회전축은
상기 제2축 방향을 따라 상기 제1,2지지 프레임에 소정 간격으로 복수개가 설치되며,
상기 회전축 각각은 상기 제1운동부재에 의해 상기 제1축을 중심으로 회동되는 태양광 트래킹 장치. The method of claim 1,
The rotation axis is
A plurality of the first and second support frames are installed at predetermined intervals along the second axis direction,
Each of the rotation axis is a solar tracking device that is rotated about the first axis by the first movement member.
상기 태양 전지 모듈은
상기 제1축 방향을 따라 상기 회전축 상에 소정 간격으로 복수개가 설치되는 태양광 트래킹 장치.
13. The method of claim 12,
The solar cell module is
A solar tracking device in which a plurality are installed at predetermined intervals on the rotation axis along the first axis direction.
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---|---|---|---|
KR1020190045439A KR102302153B1 (en) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | A solar tracking apparatus |
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KR1020190045439A KR102302153B1 (en) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | A solar tracking apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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KR20200122580A KR20200122580A (en) | 2020-10-28 |
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Citations (1)
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KR101682391B1 (en) * | 2016-02-12 | 2016-12-05 | 윤용상 | A solar tracking apparatus for photovoltaic system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101364541B1 (en) * | 2012-04-30 | 2014-02-25 | 박재성 | Photovoltaic power generation apparatus |
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- 2019-04-18 KR KR1020190045439A patent/KR102302153B1/en active IP Right Grant
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KR101682391B1 (en) * | 2016-02-12 | 2016-12-05 | 윤용상 | A solar tracking apparatus for photovoltaic system |
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