KR102352311B1 - 판상 와이어를 이용한 태양광 패널 청소 장치 - Google Patents

Abstract

판상 와이어를 이용한 태양광 패널 청소 장치를 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 외부 환경의 영향을 최소화하며 태양광 패널의 전면적을 온전히 청소할 수 있는 태양광 패널 청소 장치를 제공한다.

Description

판상 와이어를 이용한 태양광 패널 청소 장치{Apparatus for Cleaning Photovoltaic Panel Using a Plate-shaped Wire}

본 실시예는 판상 와이어를 이용한 태양광 패널을 청소하는 장치에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

최근에 화석 연료를 대체하기 위한 태양광 발전 기술이 급속히 발전하고 있다. 태양광 발전은 빛을 태양광 발전 패널에 집광시켜 태양열 에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 얻는 기술이다. 일반적으로, 태양광 발전을 위해 태양광 발전 패널은 빛이 잘 드는 옥외의 양지에 설치된다. 건물의 외부에 설치된 패널의 표면에는 빗물과 대기 중에 포함된 원치 않는 불순물이 자연적으로 누적되고, 불순물은 패널로 유입되어야 할 빛을 차단하여 집광 효율을 떨어뜨린다.

따라서, 태양광 발전 패널의 집광 효율을 유지하기 위해 주기적으로 패널 청소가 실시되어야 하는데, 작업자에 의한 태양광 패널 청소는 인건비가 과다 지출되어 유지보수 비용이 증가한다는 문제점이 있다. 특히, 최근에는, 황사, 미세먼지 및 초미세먼지 등에 의해 태양광 패널 청소가 빈번하게 요구되어 전술한 문제가 더욱 부각되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 태양광 패널 청소장치가 개발되고 있다. 이러한 청소장치는 태양광 패널의 길이나 높이보다 작은 사이즈로 구현되어, 높이방향으로 승·하강하며 태양광 패널의 일 면적을 청소하고, 일 면적의 청소 후 길이방향으로 태양광 패널을 이동하며 태양광 패널의 다른 면적을 청소한다.

다만, 태양광 패널은 태양광이 패널로 잘 입사되는 곳에 배치되어야 하기에, 주로 트인 공간에 배치된다. 청소장치가 태양광 패널의 청소를 위해 높이방향으로 승·하강함에 있어, 주로 바람과 같은 외부환경의 영향으로 반듯하게 승·하강하지 못하게 경우가 발생한다. 이에, 태양광 패널의 전면적이 온전히 청소되지 못하는 문제가 발생한다.

본 발명의 일 실시예는, 외부 환경의 영향을 최소화하며 태양광 패널의 전면적을 온전히 청소할 수 있는 태양광 패널 청소 장치를 제공하는 데 일 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 청소유닛을 이용하여 태양광 패널 상을 이동하며 패널 상의 이물질을 청소하는 태양광 패널 청소장치에 있어서, 상기 태양광 패널의 길이방향으로 상기 태양광 패널을 이동하는 제1 바퀴, 상기 제1 바퀴로 동력을 제공하는 제1 모터, 와이어를 고정하는 와이어 고정부 및 상기 청소유닛과 결합하여 상기 태양광 패널의 연직방향으로 상기 청소유닛을 승·하강시키는 승·하강부를 포함하는 이동유닛 및 상기 와이어를 감거나 푸는 와이어 드럼, 상기 와이어 드럼이 상기 와이어를 감거나 풀 수 있도록 동력을 제공하는 제2 모터, 상기 와이어 드럼의 동작에 따라 상기 태양광 패널의 높이방향으로 상기 태양광 패널 상을 이동하는 제2 바퀴, 회전하며 상기 태양광 패널 상의 이물질을 제거하는 브러시, 상기 브러시가 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 제3 모터 및 상기 태양광 패널의 높이방향을 향하도록 배치되어 상기 태양광 패널의 끝단과의 간격을 센싱하는 센서를 포함하는 청소유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 와이어는 기 설정된 면적을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 와이어는 판상(板狀)으로 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 청소유닛은 상기 와이어 드럼의 동작에 따라 상기 태양광 패널의 높이방향으로 이동하며, 상기 이동유닛으로부터 멀어지거나 상기 이동유닛과 가까워지며 상기 승·하강부와 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 모터 및 상기 제3 모터는 상기 청소유닛 내에 대칭되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 바퀴는 상기 태양광 패널의 길이방향으로 상기 태양광 패널 상을 이동하는 제3 바퀴 및 상기 태양광 패널의 길이방향으로 상기 태양광 패널의 프레임 상을 이동하는 제4 바퀴를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제3 바퀴 및 상기 제4 바퀴는 상호 간에 연결된 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 모터는 상기 제3 바퀴 및 상기 제4 바퀴 중 어느 하나만으로 동력을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 태양광 패널 상을 이동하며 패널 상의 이물질을 청소하는 청소유닛을 패널의 길이방향으로 이동시키는 이동유닛에 있어서, 상기 태양광 패널의 길이방향으로 상기 태양광 패널 상을 이동하는 제1 바퀴와 상기 제1 바퀴와 연결된 회전축과 상기 회전축으로 동력을 제공하는 제1 모터와 상기 태양광 패널의 길이방향으로 상기 태양광 패널의 프레임 상을 이동하며, 상기 제1 바퀴로부터 동력을 전달받는 제2 바퀴와 상기 청소유닛과 연결될 와이어를 고정하는 와이어 고정부 및 상기 청소유닛과 결합하여 상기 태양광 패널의 연직방향으로 상기 청소유닛을 승·하강시키는 승·하강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 이동유닛을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제1 바퀴는 제1 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 바퀴는 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 바퀴는 상기 제1 기어에 맞물린 상기 제2 기어에 의해 상기 제1 바퀴로부터 동력을 전달받는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 이동유닛에 의해 태양광 패널을 길이방향으로 이동하는 동시에, 태양광 패널 상을 이동하며 패널 상의 이물질을 청소하는 청소유닛에 있어서, 몸체와 일단이 상기 이동유닛에 고정된 와이어를 감거나 푸는 와이어 드럼과 상기 와이어 드럼이 상기 와이어를 감거나 풀 수 있도록 동력을 제공하는 제1 모터와 상기 와이어 드럼의 동작에 따라 상기 태양광 패널의 높이방향으로 상기 태양광 패널 상을 이동하는 바퀴와 회전하며 상기 태양광 패널 상의 이물질을 제거하는 브러시와 상기 브러시가 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 제2 모터 및 상기 태양광 패널의 높이방향을 향하도록 배치되어 상기 태양광 패널의 끝단과의 간격을 센싱하는 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소유닛을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 태양광 패널 청소유닛은 상기 몸체 내에 형성되며, 와이어가 유입되어 지나갈 수 있는 통로를 포함하여, 와이어가 태양광 패널의 길이방향으로 움직이는 것을 방지하는 와이어 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 와이어는 상기 와이어 고정부를 거쳐 상기 와이어 드럼과 타단이 연결된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 와이어 고정부는 상기 와이어의 폭과 동일하거나 기 설정된 오차범위 내에서 상기 와이어의 폭보다 크게 형성된 통로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 태양광 패널 청소장치가 외부 환경과 무관하게 반듯하게 태양광 패널을 승·하강할 수 있어, 태양광 패널의 전면적을 온전히 청소할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 청소 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동유닛을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동유닛 내 바퀴를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동유닛 내 승·하강부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소유닛을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소유닛의 하면을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소유닛 내 센서 및 연결부를 확대한 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 청소 장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널 청소 장치(100)는 이동유닛(110), 청소유닛(120) 및 와이어(130)를 포함한다.

태양광 패널(140)은 태양광을 입사받아 이를 전기 에너지로 변환하여 저장하는 구성이다. 태양광 패널(140)은 복수의 태양전지 셀이 하나의 모듈을 형성한 판 형태의 단위 패널이 복수 개로 집합된 형태로 구성된다. 태양광 패널은 일면에 복수 개의 단위 패널이 스트링(String) 형태로 배열될 수 있으며, 패널의 크기나 형태는 설치되는 장소 또는 태양전지 셀의 형태에 따라 상이해질 수 있다. 통상적으로 태양광 패널(140)은 입사되는 광량을 증가시키기 위해, 경사를 가지며 특정 방향(예를 들어, 남향)을 바라보도록 설치된다. 특정 위치에 설치된 태양광 패널(140)은 해당 위치에 고정되어 외부 환경에 노출되기 때문에, 다양한 이물질이 태양광 패널(140)의 표면에 부착되어 태양광 패널(140)의 발전 효율을 저하시킨다. 이에, 태양광 패널 청소장치(100)는 태양광 패널(140) 상의 이물질을 제거한다.

태양광 패널 청소장치(100)는 설치된 태양광 패널(140) 상을 이동하며, 배치된 태양광 패널(140)의 표면에 부착된 이물질을 제거하는 장치로서, 이동유닛(110), 청소유닛(120) 및 와이어(130)를 포함한다.

이동유닛(110)은 와이어(130)를 고정하며, 청소유닛(120)을 태양광 패널(140) 상에서 길이방향(x축 방향)으로 이동시킨다.

이동유닛(110)에 와이어(130)가 고정된다. 와이어(130)는 청소유닛(120)이 와이어(130)를 감거나 풀며 태양광 패널(140) 상을 높이방향(y축 방향)으로 이동할 수 있도록 하는 수단이다. 청소유닛(120)이 와이어를 이용하여 높이방향으로 이동할 수 있도록, 이동유닛(110)은 와이어(130)를 고정한다.

이동유닛(110)은 청소유닛(120)을 태양광 패널(140) 상에서 길이방향(x축 방향)으로 이동시킨다. 청소유닛(120)이 높이방향으로 이동유닛(110)에 최대한 근접하게 되면, 구조적으로 양 유닛(110, 120)은 서로 결합할 수 있다. 양 유닛이 결합하게 되면, 이동유닛(110)은 청소유닛(120)을 태양광 패널(140)의 연직 상방(태양광 패널과 수직인 방향으로의 상방)으로 승강시킨 후, 태양광 패널(140)을 길이 방향으로 이동한다. 이동유닛(110)은 일정 거리만큼 이동한 후 청소유닛(120)을 하강시켜, 청소유닛(120)을 길이방향으로 이동시킨다. 이동유닛(110)은 청소유닛(120) 내 브러시(도 5를 참조하여 후술)의 길이만큼 길이방향으로 이동할 수 있으며, 이에, 청소유닛(120)이 브러시로 태양광 패널의 전면적을 청소할 수 있도록 한다. 이동유닛의 자세한 구조는 도 2 내지 4를 참조하여 후술한다.

청소유닛(120)은 와이어(130)를 감거나 풀며 태양광 패널(140) 상을 높이방향으로 이동하며 청소한다. 청소유닛(120)은 이동유닛(110)에 고정된 와이어(130)를 감거나 풀며 태양광 패널(140) 상을 높이방향으로 이동한다. 청소유닛(120)은 태양광 패널(140) 상을 이동하며, 태양광 패널(140)을 브러시로 청소한다. 청소유닛(120)은 태양광 패널(140)의 끝단과의 간격 및 이동유닛(110)과의 간격을 각각 센싱하여, 태양광 패널(140)의 높이 방향으로 이동 시에 태양광 패널(140)의 끝단까지만 이동하거나 이동유닛(110)과 충돌없이 근접할 수 있다. 청소유닛(120)의 자세한 구조는 도 5 내지 7을 참조하여 후술한다.

와이어(130)는 이동유닛(110)에 고정되며, 청소유닛(120)에 감기거나 풀리며 청소유닛(120)이 태양광 패널(140) 상을 이탈하지 않으며 높이방향으로 이동할 수 있도록 한다. 이때, 와이어(130)는 청소유닛(120)의 무게를 견디는 소재로, 기 설정된 면적을 갖도록 구현된다. 예를 들어, 와이어(130)는 일정한 기준치 이상의 면적을 갖는 판상(板狀)으로 구현될 수 있다. 이동유닛과 청소유닛을 연결하는 와이어가 아주 얇은 면적일 경우, 복수 개의 와이어가 양자를 연결한다 하더라도 청소유닛이 외부 환경, 특히, 바람의 영향을 받아 길이방향으로 흔들리거나 이탈하는 문제가 발생하게 된다. 반면, 와이어(130)는 판상 와이어와 같이 일정한 면적을 갖도록 구현되기에, 바람과 같은 외부 환경의 영향을 최소화할 수 있다. 이에, 와이어(130)에 의해 이동유닛(110)과 연결된 청소유닛(120)은 길이방향으로의 이탈을 최소화한 채 태양광 패널(140) 상을 높이방향으로 이동할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동유닛을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동유닛(110)은 프레임(210), 제1 모터(220), 회전축(230), 제1 바퀴(235), 제2 바퀴(240), 캐터필러(245), 승·하강부(250) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

프레임(210)은 이동유닛(110) 내 각 구성들이 정위치에 배치되어 고정될 수 있도록 한다. 프레임(210)은 이동유닛(110) 내 각 구성들이 배치되며, 프레임(210) 내로 청소유닛(120)이 인입되어 승·하강부(250)와 결합될 수 있는 구조를 갖는다.

제1 모터(220)는 회전축(230)으로 동력을 제공한다. 회전축(230)에는 제1 바퀴(235)가 연결되어 있으며, 제1 바퀴(235)와 제2 바퀴(240)가 기어로 결합되어 있다. 제1 모터(220)는 회전축(230)을 동력을 제공하며, 회전축(230)은 동력을 제공받아 회전한다, 회전축(230)의 회전에 따라 제1 바퀴(235)도 함께 회전하며, 제1 바퀴(235)와 기어로 결합된 제2 바퀴(240)도 이와 함께 회전할 수 있다.

제1 바퀴(235)는 태양광 패널(140) 상에 길이방향으로 진행하도록 배치되어, 이동유닛(110)을 태양광 패널(140)의 길이방향으로 이동시킨다. 제1 바퀴(235)는 태양광 패널(140) 상에 길이방향으로 배치되어, 회전축(230)으로부터 회전력을 제공받아 회전하며 진행한다. 프레임(210)에 고정된 제1 바퀴(235)는 프레임(210)을 이동시키며 이동유닛(110)을 길이방향으로 이동시킨다.

제2 바퀴(240)는 태양광 패널(140)의 프레임 상에 길이방향으로 진행하도록 배치되어, 이동유닛(110)을 태양광 패널(140)의 길이방향으로 이동시킨다. 제1 바퀴(235)와 달리, 제2 바퀴(240)는 태양광 패널(140) 상이 아닌, 태양광 패널(140)의 프레임(145) 상에 길이방향으로 진행할 수 있도록 배치된다. 제2 바퀴(240)는 회전축(230)에 직접 연결된 것은 아니며, 제1 바퀴(235)와 기어로 결합된다. 이에, 제1 바퀴(235)가 회전축(230)에 회전할 경우, 제2 바퀴(240)는 제1 바퀴(235)로부터 회전력을 전달받아 함께 회전한다. 이에, 제2 바퀴(240)도 이동유닛(110)을 길이방향으로 이동시킨다.

캐터필러(245)는 제2 바퀴(240)의 태양광 패널(140)의 프레임 상의 이동을 보조한다. 제1 바퀴(235)는 태양광 패널(140) 상에 배치되는 반면, 제2 바퀴(240)는 태양광 패널(140)의 프레임 상에 배치되기에 아무래도 제2 바퀴(240)의 크기는 상대적으로 작아져야 한다. 다만, 제2 바퀴(240)의 크기가 작아지면 태양광 패널(140)을 이동함에 있어 어려움이 발생할 수 있다. 전술한 대로, 태양광 패널(140)은 단위 패널이 복수 개로 집합된 형태로 구현된다. 이때, 각 단위패널 간에 긴밀하게 결합되는 경우도 있으나, 그렇지 못한 경우도 존재한다. 양 단위패널은 수 mm 간격을 가지며 배치될 수 있고, 경우에 따라서는 수 cm 간격을 가지며 배치될 수도 있다. 이처럼, 각 단위패널 간을 이동함에 있어, 상대적으로 크기가 작은 제2 바퀴(240)는 단위패널 간 간격을 수월하게 이동하지 못할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 캐터필러(245)는 제2 바퀴(240)간에 모든 제2 바퀴(240)에 걸쳐 설치된다. 캐터필러(245)는 제2 바퀴(240)와 태양광 패널의 프레임(145)과의 접촉 면적을 향상시키고, 제2 바퀴(240)의 마찰력을 향상시킨다. 이에, 캐터필러(245)는 제2 바퀴(240)의 각 단위패널 간의 이동을 원활히 한다.

제1 바퀴(230), 제2 바퀴(240) 및 캐터필러(245)의 구조는 도 3에 보다 상세히 도시되어 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동유닛 내 바퀴를 도시한 도면이다.

제1 바퀴(235)는 제1 기어(310)를 포함하며, 제2 바퀴(240)는 제1 기어(310)와 맞물리는 제2 기어(320)를 포함한다. 제1 기어(310)와 제2 기어(320)에 의해, 제1 바퀴(235)와 제2 바퀴(240)가 서로 다른 축을 향해 배치되어 있다 하더라도, 어느 하나의 회전으로 다른 하나도 함께 회전할 수 있다.

또한, 전술한 대로, 캐터필러(245)는 제2 바퀴(240)에 걸쳐 설치됨으로써, 제2 바퀴(240)의 태양광 패널의 프레임(145) 상의 이동을 보조한다.

다시 도 2를 참조하면, 승·하강부(250)는 이동유닛(110) 내로 유입되는 청소유닛(120)과 결합하며, 청소유닛(120)을 태양광 패널(140)의 연직 상방으로 승·하강시킨다. 승·하강부(250)에 대한 상세한 구조는 도 4에 도시되어 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동유닛 내 승·하강부를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 승·하강부(250)는 와이어 고정부(410), 결합부(420), 프레임(430), 제2 모터(440) 및 기어(450)를 포함한다.

와이어 고정부(410)는 프레임(430) 내에 위치하여 청소유닛(120)과 연결될 와이어(130)를 일 측에서 고정시킨다. 청소유닛(120)이 와이어(130)를 감거나 풀며 태양광 패널(140) 상을 이동할 수 있도록, 와이어 고정부(410)는 와이어(130)의 일 끝단을 고정한다.

결합부(420)는 청소유닛(120)의 결합부(도 7을 참조하여 후술)와 결합하여, 청소유닛(120)이 상승하거나 하강하도록 한다. 결합부(420)는 돌출된 형태로 구현되어, 결합부(420)로 청소유닛(120)의 결합부가 결합되어 청소유닛(120)과 이송유닛(110)이 결합될 수 있다. 결합부(420)는 프레임(430) 내에 형성되며, 결합력을 향상시키기 위해 복수 개 형성될 수 있다.

프레임(430)은 제2 모터(440)와 기어(450)의 동작에 의해 승·하강한다. 프레임(430)이 승·하강하며, 프레임(430) 내에 형성된 결합부(420)와 와이어 고정부(410) 역시 함께 승·하강한다. 이에 의해, 결합부(420)에 결합된 청소유닛(120)도 함께 승·하강할 수 있으며, 청소유닛(120) 및 이송유닛(110)을 연결하는 와이어(130) 역시 함께 승·하강할 수 있다.

제2 모터(440)는 기어(450)로 동력을 제공한다.

기어(450)는 제2 모터(440)로부터 동력을 제공받아, 프레임(430)을 승·하강시킨다. 기어(450)는 제2 모터(440) 및 프레임(430)과 각각 연결되어 있어, 제2 모터(440)로 동력을 제공받아 프레임(430)을 태양광 패널(140)의 연직상방으로 승·하강시킨다.

다시 도 2를 참조하면, 제어부(미도시)는 이송유닛(110) 내 각 구성의 동작을 제어한다.

청소유닛(120)이 태양광 패널(120)의 청소를 위해 동작하는 경우, 제어부(미도시)는 제1 모터(220)와 승·하강부(250)의 동작을 정지시킨다.

청소유닛(120)이 태양광 패널(120)의 일 면적의 청소를 마무리하여 결합부(420)와 결합된 경우, 제어부(미도시)는 제2 모터(440)를 제어하여 프레임(430)을 승강시키며, 제1 모터(220)를 동작시켜 제1 바퀴(235)와 제2 바퀴(240)를 동작시킨다.

기 설정된 길이(브러시의 길이)만큼 이동한 경우, 제어부(미도시)는 제1 모터(220)의 동작을 정지시켜 이송유닛(110)의 이동을 정지시키며, 제2 모터(440)를 제어하여 프레임(430)을 하강시킨다. 이후, 청소유닛(120)이 태양광 패널(120)의 청소를 위해 동작하면 전술한 제어를 반복한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 청소유닛을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소유닛의 하면을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 청소유닛 내 센서 및 연결부를 확대한 도면이다.

도 5 내지 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 청소유닛(120)은 몸체(500), 와이어 드럼(510), 제3 모터(520), 와이어 고정부(530), 제3 바퀴(540), 브러시(550), 제4 모터(560), 결합부(570), 제1 센서(580), 제2 센서(585) 및 제어부(미도시)를 포함한다.

와이어 드럼(510)은 제3 모터(520)로부터 동력을 제공받아 와이어(130)를 감거나 푼다. 와이어(130)는 일 측이 이송유닛(110)에 고정되어 있다. 이에, 와이어 드럼(510)이 와이어(130)를 감거나 풀 경우, 감거나 풀리는 길이만큼 청소유닛(120)이 태양광 패널(130)의 높이방향으로 이동할 수 있다.

제3 모터(520)는 제어부(미도시)의 제어에 따라, 와이어 드럼(510)으로 동력을 제공한다. 제어부(미도시)의 제어에 따라, 제3 모터(520)는 와이어 드럼(510)이 와이어를 감거나 풀도록 하는 동력을 제공한다.

와이어 고정부(530)는 와이어(130)가 태양광 패널(130)의 길이방향으로 움직이는 것을 방지한다. 와이어 고정부(530)는 몸체(500) 내에 형성되며, 아치형 구조와 같이 하부에 와이어(130)가 유입되어 지나갈 수 있는 통로를 포함한다. 통로의 폭은 와이어(130)의 폭과 동일하거나, 기 설정된 오차범위 내에서 와이어(130)의 폭보다 크게 형성된다. 이에, 와이어(130)는 일 끝단이 이송유닛(110)에 연결되어 있으며, 다른 끝단은 와이어 고정부(530)를 거쳐 와이어 드럼(510)과 연결되어 와이어 드럼(510)에 의해 감기거나 풀린다. 이처럼, 와이어(130)가 와이어 고정부(530)를 거쳐 와이어 드럼(510)과 연결됨으로써, 와이어 고정부(530)에 의해 태양광 패널(130)의 길이방향으로 움직이는 것이 방지된다. 와이어 고정부(530)는 하나가 형성될 수도 있고, 도 5에 도시된 바와 같이, 서로 다른 위치에 복수 개(530a, 530b, 530c)가 형성될 수도 있다.

제3 바퀴(540)는 청소유닛(120)을 태양광 패널 상에서 이동시킨다. 제3 바퀴(540)는 태양광 패널(130)의 높이 방향을 향하도록 배치되어, 태양광 패널(130)의 높이방향으로 청소유닛(120)을 이동시킨다. 별도의 모터에 의해 직접 동력을 제공받아 이동하는 것은 아니며, 와이어 드럼(510)이 와이어를 감거나 푸는 동작에 따라 청소유닛(120)을 이동시킨다.

브러시(550)는 청소유닛(120)의 하단에 태양광 패널(130)과 접촉하도록 배치되어, 태양광 패널(130) 상의 이물질을 제거한다. 브러시(550)는 회전할 수 있는 형상으로 구현되어, 회전하며 이물질을 제거한다. 또한, 브러시(550)는 태양광 패널(130)과 접촉하더라도 흠집을 가하지 않을 소재로 구현되어, 태양광 패널(130) 상의 이물질을 제거하기 위해 동작하면서도 태양광 패널(130)에 흠집을 발생시키지 않는다.

제4 모터(560)는 브러시(550)로 브러시(550)가 회전할 수 있도록 하는 동력을 제공한다. 제4 모터(560)는 브러시(550)로 동력을 제공하여, 제3 바퀴(540)의 회전과는 별도로 브러시(550)가 회전하며 이물질을 제거할 수 있도록 한다.

제4 모터(560)는 몸체(500) 상에 제3 모터(520)와 균형적으로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 제4 모터(560)는 몸체(500)의 중심을 기준으로 제3 모터(520)와 대칭되는 위치에 배치될 수 있다. 다른 구성과 무게를 비교할 때, 상대적으로 모터가 다른 구성들보다 무거울 수 있다. 이처럼, 상대적으로 무거운 구성들이 일 방향에 치우쳐 배치될 경우, 청소유닛(120) 일 방향으로 기울어 이동할 여지가 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 제4 모터(560)는 몸체(500) 상에 제3 모터(520)와 균형적으로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.

결합부(570)는 이송 유닛(110)의 결합부(420)와 결합된다. 결합부(570)는 몸체(500) 상에 형성되며, 이송 유닛(110)의 결합부(420)와 결합될 수 있는 형상으로 구현된다. 예를 들어, 이송 유닛(110)의 결합부(420)가 돌출된 형태를 가질 경우, 결합부(570)는 내부에 중공(中空)을 갖는 형태로 구현되어, 결합부(420)가 내부로 인입되며 결합될 수 있도록 한다. 결합부(570)는 결합부(420)의 개수만큼 형성되며, 결합력을 향상시키기 위해, 하나의 결합부(420)에 복수 개의 결합부(570a, 570b)가 결합될 수 있다.

제1 센서(580)는 결합부(570)에 결합부(420)가 진입하는지 여부를 감지한다. 결합부(570)에 결합부(420)가 결합되고 있음은, 청소유닛(120)이 이송유닛(110)에 근접하였음을 의미한다. 이때, 청소유닛(120)이 이송유닛(110)에 지나치게 가까워질 경우, 청소유닛(120)과 이송유닛(110)이 충돌하며 어느 하나 또는 양 구성이 파손될 수 있다. 이를 방지하기 위해, 제1 센서(580)는 결합부(570)에 결합부(420)가 진입하는지 여부를 감지한다. 특히, 제1 센서(580)는 결합부(420)가 최초로 결합되는 결합부(570a)의 근처에 위치할 수 있다. 제1 센서(580)는 결합부(420)의 진입을 센싱하여 제어부(미도시)로 전달하며, 제어부(미도시)는 센싱결과를 토대로 청소유닛(120)이 이송유닛(110)에 충분히 근접하였음을 감지하고 (와이어 드럼의 동작을 제어하는) 제3 모터(520)의 동작을 제어할 수 있다.

제2 센서(585)는 태양광 패널(140)의 끝단을 감지한다. 청소유닛(120)이 태양광 패널(140)로부터 (높이 방향으로) 이탈하는 것을 방지하기 위해, 제2 센서(585)는 태양광 패널(140)의 끝단을 감지한다. 제2 센서(585)는 태양광 패널(140)의 높이 방향을 감지할 수 있도록 배치되어, 태양광 패널(140)의 끝단과 자신과의 간격을 감지한다. 제어부(미도시)는 제2 센서(585)의 센싱결과를 토대로 청소유닛(120)의 높이방향으로의 이동을 제어할 수 있다.

제어부(미도시)는 센서(580, 585)의 센싱값을 토대로, 각 구성의 동작을 제어한다.

이송유닛(110)에 의해 태양광 패널(140)의 특정 위치에 안착한 경우, 제어부(미도시)는 제3 모터(520)와 제4 모터(560)를 제어하여 청소유닛(120)이 태양광 패널의 높이방향으로 승·하강하며 청소하도록 한다.

제어부(미도시)는 제2 센서(585)의 센싱값을 분석하여, 태양광 패널(140)의 어느 위치까지 (높이방향으로) 하강하였는지를 분석하며, 태양광 패널(140)의 끝단까지만 이동하고 다시 (높이방향으로) 상승하도록 제3 모터(520)를 제어한다.

또한, 제어부(미도시)는 청소 유닛(120)이 충분히 (높이방향으로) 하강한 후 다시 상승함에 있어, 이송유닛(110)과 충돌하지 않도록 제어한다. 제어부(미도시)는 제1 센서(580)의 센싱값을 분석하여 이송유닛(110)에 근접하였음을 인지하고, 결합부(420)의 길이를 고려하여 이송유닛(110)과 충돌하지 않을 위치까지만 상승하도록 제어한다. 이에 따라, 청소유닛(120)은 태양광 패널(140)의 특정 면적의 청소를 마치고, 이송유닛(110)과의 충돌없이 결합될 수 있다.

이때, 청소유닛(120) 내에는 각 센서와 각 센싱값에 의해 제어되어야 하는 모터가 모두 포함되어 있다. 제3 모터(520)에 의해 와이어 드럼(510)이 동작하며 청소유닛(120)이 높이방향으로 승·하강하는데, 하강할 수 있는 최대 위치와 상승할 수 있는 최대 위치가 제1 센서(580) 및 제2 센서(585)에 의해 센싱된다. 이때, 이를 감지하는 센서(580, 585)가 이송유닛(110)에 부착되어 있을 경우, 청소유닛(120)은 제3 모터(520)를 제어하기 위해 분석해야 할 센싱값을 이송유닛(110)으로부터 수신하여야만 한다. 이에, 이송유닛(110)과 청소유닛(120)은 유·무선으로 통신을 수행하여야만 하는 불편이 있을 수 있다. 그러나 청소유닛(120) 내에 각 센서(580, 585)와 센싱값으로부터 동작이 제어될 모터(520)가 모두 포함됨에 따라, 제어부(미도시)는 별도의 통신없이도 청소유닛(120)을 온전히 동작시킬 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 태양광 패널 청소 장치
110: 이동유닛
120: 청소유닛
130: 와이어
140: 태양광 패널
210: 프레임
220: 제1 모터
230: 회전축
235: 제1 바퀴
240: 제2 바퀴
245: 캐터필러
250: 승·하강부
310, 320, 450: 기어
410: 와이어 고정부
420: 결합부
430: 프레임
440: 제2 모터
500: 몸체
510: 와이어 드럼
520: 제3 모터
530: 와이어 고정부
540: 제3 바퀴
550: 브러시
560: 제4 모터
570: 결합부
580: 제1 센서
585: 제2 센서

Claims (9)

1. 청소유닛을 이용하여 태양광 패널 상을 이동하며 패널 상의 이물질을 청소하는 태양광 패널 청소장치에 있어서,
   상기 태양광 패널의 길이방향으로 상기 태양광 패널을 이동하는 제1 바퀴, 상기 제1 바퀴로 동력을 제공하는 제1 모터, 와이어의 일 끝단을 고정하는 와이어 고정부 및 상기 청소유닛과 결합하여 상기 태양광 패널의 연직방향으로 상기 청소유닛을 승·하강시키는 승·하강부를 포함하는 이동유닛; 및
   상기 와이어를 감거나 푸는 와이어 드럼, 상기 와이어 드럼이 상기 와이어를 감거나 풀 수 있도록 동력을 제공하는 제3 모터, 와이어가 태양광 패널의 길이방향으로 움직이는 것을 방지하기 위해 몸체 내에 아치형 구조와 같이 하부에 와이어가 유입되어 지나갈 수 있는 통로를 포함하는 와이어 고정부, 상기 와이어 드럼의 동작에 따라 상기 태양광 패널의 높이방향으로 상기 태양광 패널 상을 이동하는 제3 바퀴, 회전하며 상기 태양광 패널 상의 이물질을 제거하는 브러시, 상기 이동유닛과 결합되는 제1 결합부, 상기 브러시가 회전할 수 있도록 동력을 제공하는 제4 모터 및 상기 태양광 패널의 높이방향을 향하도록 배치되어 상기 태양광 패널의 끝단과의 간격을 센싱하는 센서를 포함하는 청소유닛을 포함하며,
   상기 와이어는 기 설정된 면적을 갖는 판상(板狀)으로 구현되며,
   상기 승·하강부는,
   프레임;
   상기 청소유닛 내 제1 결합부와 결합하여 상기 청소유닛을 승·하강시키는 제2 결합부;
   동력을 제공받아 상기 프레임을 상기 태양광 패널의 연직상방으로 승·하강시키는 기어; 및
   상기 기어로 동력을 제공하는 제2 모터를 포함하고,
   상기 프레임은 기어에 의해 승·하강하며 자신의 내부에 형성된 상기 와이어 고정부와 상기 제2 결합부를 함께 승·하강시키고,
   상기 제1 결합부는 중공(中空)을 갖는 형태로 구현되며, 상기 제2 결합부는 돌출된 형태를 가짐으로써 상기 제2 결합부가 상기 제1 결합부 내부로 인입되며 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 청소유닛은,
   상기 와이어 드럼의 동작에 따라 상기 태양광 패널의 높이방향으로 이동하며, 상기 이동유닛으로부터 멀어지거나 상기 이동유닛과 가까워지며 상기 승·하강부와 결합하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제3 모터 및 상기 제4 모터는,
   상기 청소유닛 내에 대칭되는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 청소장치.
   
   
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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