KR102395028B1 - Solar panel apparatus using two-stage bearing - Google Patents

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양희준
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Abstract

The present invention relates to a solar panel apparatus capable of controlling the altitude and azimuth angle thereof. According to the present invention, a solar panel apparatus using a two-stage structure bearing comprises: a solar panel unit (10) converting solar energy into electrical energy; a support frame part (20) including a rotating support (21) rotatably supporting the solar panel unit (10) in elevation and azimuth directions and a fixed support (25) fixedly supporting the solar panel unit (10) at a predetermined height from the ground; a first stage bearing part (30) disposed on the lower part of the rotating support (21); a support shaft part (40) coupled to the rotating support (21) through the first stage bearing part (30); a second stage bearing part (50) coupled to the lower part of the support shaft part (40) to fix the azimuth rotation axis of the rotating support (21); an altitude angle control drive unit (60) controlling the altitude angle of the rotating support (21); and an azimuth control driving unit (70) connected to the support shaft part (40) through the second stage bearing part (50) or connected to the support shaft part (40) protruding through the second stage bearing part (50) to rotate the support shaft part (40) around a vertical axis.

Description

이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치 {SOLAR PANEL APPARATUS USING TWO-STAGE BEARING}Solar panel device using two-stage bearings {SOLAR PANEL APPARATUS USING TWO-STAGE BEARING}

본 발명은 태양광 패널 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고도각과 방위각 제어가 가능한 태양광 패널 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar panel device, and more particularly, to a solar panel device capable of controlling an elevation angle and an azimuth angle.

환경 문제와 화석 자원 고갈 등 여러 이유로 소위 신재생에너지라 불리는 에너지의 생산, 유통 및 활용에 대한 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 신재생에너지 중 태양광에너지는 태양이 존재하는 한 계속적인 에너지 생산이 가능하다는 점에서 지구에서 사용을 전제로 하면 무한대의 사용이 가능하다는 점, 풍력이나 수력 등에 비해 소규모 설치가 가능하여 진입이 용이하다는 점, 생산과정에서 환경 오염을 야기하는 물질이나 현상의 발생이 없어 친환경적이라는 점 등 여러 가지 장점이 있어 현재 가장 많은 투자와 설치가 이루어지고 있다. 일례로, 고속도로 휴게소나 건물의 옥상, 지상 주차장 등에 태양광 패널을 햇빛을 가리는 용도를 겸하여 설치하는 것을 쉽게 볼 수 있다.For various reasons, such as environmental problems and depletion of fossil resources, technology development for the production, distribution, and utilization of so-called renewable energy is being actively carried out. Among the new renewable energy, solar energy can be used continuously as long as the sun exists, so it can be used indefinitely if it is used on the earth. There are several advantages such as being environmentally friendly because there is no material or phenomenon that causes environmental pollution in the production process, so the most investment and installation is currently being made. For example, it is easy to see that a solar panel is installed in a highway rest area, a roof of a building, or an above-ground parking lot, both for the purpose of blocking sunlight.

태양광에너지를 효과적으로 생산, 즉 같은 일조량에서 가장 높은 전력을 생산하기 위해서는 태양광이 태양광 패널에 수직에 가깝도록 조사되어야 하는데, 태양이 고도각 및 방위각이 지구 자전에 따라 변하기 때문에 태양광 패널에 태양광이 지속적으로 수직(수직이 아니라 하더라도 최대한 수직에 가깝도록)으로 입사되기 위해서는 태양광 패널이 지속적으로 태양을 추종하도록 할 수밖에 없다. 즉, 태양광 패널의 고도각과 방위각이 제어 가능하여야 하는 것이다.In order to effectively produce solar energy, that is, to produce the highest power in the same amount of sunlight, the sunlight should be irradiated close to the vertical to the solar panel. In order for sunlight to continuously enter vertically (even if it is not vertical, as close to vertical as possible), the solar panel has no choice but to continuously follow the sun. That is, the elevation angle and the azimuth angle of the solar panel should be controllable.

‘특허문헌 1’은 이러한 태양광 패널의 고도각 및 방위각 제어가 가능한 태양광 발전용 추적 장치에 관한 것으로, 도 1에 그 주요부 구성이 도시되어 있다. 종래의 태양광 발전용 추적 장치는 요잉 모듈(1)과 스윙 모듈(3)이 구비되어 태양광 패널의 방향을 제어하는데, 요잉 모듈(1)과 스윙 모듈(3)의 복합 구조가 복잡하여 고장이 잦고, 요잉 모듈(1)과 스윙 모듈(3)이 지주기둥(5) 상단에 구비되어 있음에 따라 고장 시 보수가 어려우며, 장치의 무게중심이 위쪽에 위치하여 구조적 안정성이 떨어지는 문제가 있다.'Patent Document 1' relates to a solar power tracking device capable of controlling the elevation angle and azimuth angle of such a solar panel, and the main part configuration is shown in FIG. The conventional tracking device for solar power generation is provided with a yaw module (1) and a swing module (3) to control the direction of the solar panel, but the complex structure of the yaw module (1) and the swing module (3) is complicated and malfunctions This is frequent, and since the yaw module (1) and the swing module (3) are provided at the top of the holding column (5), it is difficult to repair in case of failure, and the center of gravity of the device is located at the upper side, so structural stability is lowered.

한편 전력 생산 효율을 높이기 위해서는 태양광 패널의 면적이 넓은 편이 좋은데 이 경우 바람에 의해 태양광 패널에 토크가 작용하여 요잉 모듈(1)이나 스윙 모듈(3)에 부하를 주게 된다. 그런데 종래의 태양광 발전용 추적 장치의 경우 스윙 모듈(3)이 웜기어(3-1)에 웜나사(3-2)가 직결된 구조로 되어 있어 태양광 패널에 토크 작용 시 웜기어(3-1)나 웜나사(3-2)가 파괴될 위험이 있고, 스윙 모듈(3)의 각도 오차가 누적되는 경우 최적의 방위각 추종이 불가능해지는 문제점이 있다.On the other hand, in order to increase the power production efficiency, it is better to have a larger area of the solar panel. In this case, a torque is applied to the solar panel by the wind and a load is applied to the yaw module 1 or the swing module 3 . However, in the case of the conventional tracking device for solar power generation, the swing module 3 has a structure in which the worm screw 3-2 is directly connected to the worm gear 3-1. ) or the worm screw 3-2 may be destroyed, and if the angle error of the swing module 3 accumulates, there is a problem in that the optimum azimuth angle tracking becomes impossible.

KR 10-2009-0076873 A (2009. 7. 23.)KR 10-2009-0076873 A (2009. 7. 23.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안츨된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 방위각을 제어하는 구성을 상하로 분리함으로써 장치의 구성을 간단히 하고 무게중심을 가급적 낮게 하여 장치의 안정성을 높인 태양광 패널 장치를 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to simplify the configuration of the device by separating the configuration for controlling the azimuth up and down, and to increase the stability of the device by making the center of gravity as low as possible. An optical panel device is provided.

본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널부; 상기 태양광 패널부를 고도각 및 방위각 방향으로 회전 가능하도록 지지하는 회전 지지대와 상기 태양광 패널부를 지면으로부터 소정 높이로 고정적으로 지지하는 고정 지지대로 구성되는 지지프레임부; 상기 회전 지지대의 하부에 구비되는 제1단 베어링부; 상기 제1단 베어링부를 관통하여 상기 회전 지지대에 결합되는 지지축부; 상기 지지축부의 하부에 결합되어 상기 회전 지지대의 방위각 회전축을 고정하는 제2단 베어링부; 상기 회전 지지대의 고도각을 제어하는 고도각 제어 구동부 및 상기 제2단 베어링부를 관통하여 상기 지지축부에 연결되거나 상기 제2단 베어링부를 관통하여 돌출되는 상기 지지축부에 연결되어 상기 지지축부를 수직축을 중심으로 회전시키는 방위각 제어 구동부로 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.A photovoltaic panel device using a two-stage bearing according to the present invention comprises: a photovoltaic panel unit for converting solar energy into electrical energy; a support frame part consisting of a rotation support for supporting the solar panel part to be rotatable in elevation and azimuth directions and a fixed support for fixing the solar panel part to a predetermined height from the ground; a first-stage bearing part provided under the rotary support; a support shaft portion coupled to the rotation support through the first stage bearing portion; a second-stage bearing part coupled to a lower portion of the support shaft to fix an azimuth rotation shaft of the rotation support; An elevation angle control driving part for controlling the elevation angle of the rotary support, and connected to the support shaft part through the second-stage bearing part or connected to the support shaft part protruding through the second-stage bearing part to determine the vertical axis of the support shaft part It is characterized in that it is composed of an azimuth control driving unit that rotates to the center.

본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치는 제2단 베어링부 및 방위각 제어 구동부가 하단에 위치하기 때문에 장치의 무게중심을 낮아져 장치의 안정성이 높아진다.In the solar panel device using the two-stage bearing according to the present invention, since the second-stage bearing part and the azimuth control driving part are located at the lower end, the center of gravity of the device is lowered, and thus the stability of the device is increased.

또 방위각을 제어하는 구성이 분리되어 있어 장치가 간단해지고, 고장 시 대체가 용이하다.In addition, the component that controls the azimuth is separated, which simplifies the device and facilitates replacement in case of failure.

도 1은 종래의 태양광 발전용 추적 장치에서 고도각과 방위각을 제어하는 구성의 분해사시도
도 2는 본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치에서 고도각과 방위각을 제어하는 주요부 구성의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치에서 고도각과 방위각을 제어하는 주요부 구성을 아래에서 바라본 사시도
도 5는 제1단 베어링부의 일례
도 6은 제2단 베어링부의 일례
도 7은 고도각을 최저로 낮춘 상태에서의 정면도
도 8은 고도각을 최저로 낮춘 상태에서의 측면도1 is an exploded perspective view of a configuration for controlling an elevation angle and an azimuth angle in a conventional tracking device for solar power generation;
2 is a perspective view of a solar panel device using a two-stage bearing according to the present invention;
3 is a perspective view of a main part for controlling an elevation angle and an azimuth angle in a solar panel device using a two-stage bearing according to the present invention;
4 is a perspective view of a main part for controlling an elevation angle and an azimuth angle in a solar panel device using a two-stage bearing according to the present invention as viewed from below;
5 is an example of a first stage bearing part;
6 is an example of a second stage bearing part;
7 is a front view in a state in which the elevation angle is lowered to the minimum;
8 is a side view in a state in which the elevation angle is lowered to the minimum;

이하에서는 본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a solar panel device using a two-stage bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치에서 고도각과 방위각을 제어하는 주요부 구성의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치에서 고도각과 방위각을 제어하는 주요부 구성을 아래에서 바라본 사시도이다.2 is a perspective view of a solar panel device using a two-stage bearing according to the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of a configuration of a main part for controlling an elevation angle and an azimuth angle in a solar panel device using a two-stage structure bearing according to the present invention, FIG. 4 is a perspective view viewed from the bottom of the main part for controlling the elevation angle and the azimuth in the solar panel device using the two-stage bearing according to the present invention.

본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치는 태양광 패널부(10), 지지프레임부(20), 제1단 베어링부(30), 지지축부(40), 제2단 베어링부(50), 고도각 제어 구동부(60) 및 방위각 제어 구동부(70)로 구성된다.A photovoltaic panel device using a two-stage bearing according to the present invention includes a photovoltaic panel unit 10, a support frame unit 20, a first stage bearing unit 30, a support shaft unit 40, and a second stage bearing unit ( 50 ), an elevation angle control driving unit 60 , and an azimuth angle control driving unit 70 .

태양광 패널부(10)는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 구성요소이다.The solar panel unit 10 is a component that converts solar energy into electrical energy.

지지프레임부(20)는 태양광 패널부(10)의 하부에서 태양광 패널부(10)를 지지하는 구성요소로서, C형 강관, 각형 강관 등이 가로, 세로로 배치되어 태양광 패널부(10)의 하면에 결합되는 회전 지지대(21) 및 회전 지지대(21)를 소정 높이로 지지하는 고정 지지대(25)로 구성된다. 회전 지지대(21)는 다시 태양광 패널부(10)를 지지하는 패널 지지대(22), 패널 지지대(22) 하부에서 패널 지지대(22)에 힌지 결합되는 가로대(23), 가로대(23) 하부에 결합되는 세로대(24)로 구성된다. The support frame unit 20 is a component supporting the solar panel unit 10 in the lower portion of the solar panel unit 10, and C-shaped steel pipe, prismatic steel pipe, etc. are arranged horizontally and vertically to form the solar panel unit ( 10) is composed of a fixed support 25 for supporting the rotation support 21 and the rotation support 21 to a predetermined height coupled to the lower surface. The rotation support 21 is a panel support 22 for supporting the solar panel unit 10 again, a crossbar 23 hinged to the panel support 22 from the lower part of the panel support 22, the crossbar 23 in the lower part It is composed of a vertical bar 24 that is coupled.

회전 지지대(21)는 태양광 패널부(10)를 고도각 및 방위각 방향으로 회전 가능하도록 지지하는 구성요소이고, 고정 지지대(25)는 태양광 패널부(10)를 지면으로부터 소정 높이로 고정적으로 지지하는 구성요소이다. 고정 지지대(25)는 무게를 가급적 줄이기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 C형 강관, 각형 강관 등이 직육면체의 모서리를 이루는 형태로 구성될 수 있다. 고정 지지대(25)의 중단에는 방위각 제어 구동부(70)의 침수를 방지하기 위한 중앙 지지 플레이트(26)가 구비될 수 있는데, 이와 관련해서는 다른 구성을 더 설명한 후 다시 설명하기로 한다.The rotation support 21 is a component that supports the solar panel unit 10 so as to be rotatably rotatable in the elevation and azimuth directions, and the fixed support 25 fixedly supports the solar panel unit 10 to a predetermined height from the ground. It is a supporting component. In order to reduce the weight as much as possible, the fixed support 25 may be configured in a form in which a C-shaped steel pipe, a prismatic steel pipe, or the like forms an edge of a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 2 . A central support plate 26 for preventing the azimuth control driving unit 70 from submerging may be provided at the stop of the fixed support 25 . In this regard, another configuration will be further described and then described again.

제1단 베어링부(30)는 회전 지지대(21)의 하부에 구비되어 회전 지지대(21)에 편하중이 작용하더라도 이를 상쇄시켜 회전 지지대(21)가 안정적으로 지지될 수 있도록 하는 구성요소이다. 도 5는 제1단 베어링부의 일례를 도시한 것으로서, 본 발명에서 제1단 베어링부(30)는 내면의 직경은 동일하고 외면의 직경이 아래로 내려갈수록 작아지도록 테이퍼져 있는 내륜(31), 아래로 갈수록 직경이 작아지도록 내면이 테이퍼져 있고 내륜(31)의 외측에 구비되는 외륜(33) 및 내륜(31)과 외륜(33) 사이에 복수 개로 구비되는 롤러(35)로 구성될 수 있다. 이 경우 회전 지지대(21)에 수평 방향으로 힘이 작용하여 편하중이 발생하더라도, 내륜(31)이 롤러(35)를 매개로 외륜(33)의 테이퍼진 내면에 지지되면서 회전이 가능하다. The first-stage bearing part 30 is provided under the rotary support 21 and is a component that offsets an eccentric load on the rotary support 21 so that the rotary support 21 can be stably supported. 5 shows an example of a first-stage bearing part, in the present invention, the first-stage bearing part 30 has the same inner diameter and a tapered inner ring 31 that is tapered so that the outer diameter of the outer surface decreases as it goes down; The inner ring is tapered so that the diameter becomes smaller as it goes down, and it may be composed of an outer ring 33 provided on the outside of the inner ring 31 and a plurality of rollers 35 provided between the inner ring 31 and the outer ring 33 . . In this case, even if a force is applied to the rotation support 21 in the horizontal direction to generate an eccentric load, the inner ring 31 is supported on the tapered inner surface of the outer ring 33 via the roller 35, and rotation is possible.

제1단 베어링부(30)는 중공이 형성된 커버(미도시)에 의해 지지프레임부(20)에 고정될 수도 있다. 예를 들면, 커버가 제1단 베어링부(30)의 외륜(33)을 밀착 압박하여 외륜(33)을 지지프레임부(20)에 고정시키고, 제1단 베어링부(30)의 내륜(31)으로부터 이격되어 내륜(31)을 덮는 구조로 되어 내륜(31)의 회전은 자유롭게 하되 내륜(31)이 외륜(33)을 이탈하는 것을 방지할 수 있다. The first stage bearing part 30 may be fixed to the support frame part 20 by a hollow cover (not shown). For example, the cover tightly presses the outer ring 33 of the first stage bearing unit 30 to fix the outer ring 33 to the support frame unit 20 , and the inner ring 31 of the first stage bearing unit 30 . ) is spaced apart from the inner ring 31 to cover the inner ring 31 so that rotation of the inner ring 31 is free, but it is possible to prevent the inner ring 31 from leaving the outer ring 33 .

지지축부(40)는 제1단 베어링부(30)를 관통하여 회전 지지대(21)에 결합되어 회전 지지대(21)를 방위각 방향으로 회전 가능하도록 지지하는 구성요소이다. 지지축부(40)는 높이에 따라 직경이 달라지도록 형성될 수도 있다. 예를 들면, 제1단 베어링부(30) 상부의 직경이 가장 크고, 제1단 베어링부(30)를 관통하는 부분의 직경이 제1단 베어링부(30)의 내륜(31)의 내경과 동일하며, 아래에서 설명할 제2단 베어링부(50)에 연결되는 지점에서 직경이 가장 작도록 형성될 수 있다. 이렇게 지지축부(40)의 직경을 다단으로 구성할 시 장점은 장치의 안정성 및 경제성과 관련이 있다. 즉, 직경이 가장 큰 상부 지지축부(40)가 무게가 무거운 태양광 패널부(10) 및 지지프레임부(20)를 지지함으로써 안정성을 향상시키고, 직경이 가장 작은 하부 지지축부(40)가 제2단 베어링부(50)에 연결되도록 함으로써 제2단 베어링부(50)를 소형, 저가로 형성하도록 할 수 있다.The support shaft part 40 is a component that passes through the first stage bearing part 30 and is coupled to the rotation support 21 to support the rotation support 21 so as to be rotatable in an azimuth direction. The support shaft portion 40 may be formed to have a different diameter depending on the height. For example, the diameter of the upper part of the first-stage bearing part 30 is the largest, and the diameter of the portion passing through the first-stage bearing part 30 is equal to the inner diameter of the inner ring 31 of the first-stage bearing part 30 and the inner diameter of the first-stage bearing part 30 . The same, and may be formed to have the smallest diameter at a point connected to the second stage bearing part 50 to be described below. In this way, when the diameter of the support shaft portion 40 is configured in multiple stages, the advantage is related to the stability and economy of the device. That is, the upper support shaft portion 40 having the largest diameter improves stability by supporting the heavy solar panel portion 10 and the support frame portion 20, and the lower support shaft portion 40 having the smallest diameter is the first. By connecting to the second-stage bearing part 50 , the second-stage bearing part 50 can be formed in a small size and at a low cost.

제2단 베어링부(50)는 지지축부(40)의 하부에 결합되어 지지축부(40)에 연결된 회전 지지대(21)의 방위각이 변하더라도 방위각의 회전축이 고정될 수 있도록 하는 구성요소로서, 볼 베어링이 사용될 수 있다. 도 6은 제2단 베어링부의 일례를 도시한 것으로, 고정 지지대(25)의 중단에 형성된 중앙 지지 플레이트(26)에 결합이 용이하도록 볼 베어링(51)에 사각 플레이트(53)가 결합된 구조일 수 있다. 위와 같은 구성의 경우 사각 플레이트(53)를 중앙 지지 플레이트(26)에 결합함으로써 제2단 베어링부(50)를 고정시킬 수 있다.The second stage bearing part 50 is a component that is coupled to the lower part of the support shaft part 40 so that the rotational axis of the azimuth can be fixed even if the azimuth of the rotation support 21 connected to the support shaft part 40 changes. Bearings may be used. 6 shows an example of the second-stage bearing part, in which the square plate 53 is coupled to the ball bearing 51 to facilitate coupling to the central support plate 26 formed in the middle of the fixed support 25. can In the case of the above configuration, the second stage bearing unit 50 may be fixed by coupling the square plate 53 to the center support plate 26 .

고도각 제어 구동부(60)는 패널 지지대(22)와 세로대(24) 사이에 구비되어 패널 지지대(22)의 고도각을 제어하는 구성요소로서, 유압 실린더나 리니어 모터가 사용될 수 있다.The elevation angle control driving unit 60 is provided between the panel support 22 and the vertical bar 24 to control the elevation angle of the panel support 22 , and a hydraulic cylinder or a linear motor may be used.

방위각 제어 구동부(70)는 제2단 베어링부(50)를 관통하여 지지축부(40)에 연결되거나 제2단 베어링부(50)를 관통하여 돌출되는 지지축부(40)에 연결되어 지지축부(40)를 수직축을 중심으로 회전시키는 구성요소로서 모터(71)를 포함하여 구성된다. 방위각 제어 구동부(70)의 모터(71)는 지지축부(40)에 형성된 기어(41)에 직결되는 것보다는 스프로켓(73)으로 연결되는 것이 바람직한데 그 이유는 강풍 등에 의해 태양광 패널부(10)가 강제 회전될 때 모터(71)가 파괴되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.The azimuth control driving part 70 is connected to the support shaft part 40 through the second stage bearing part 50 or connected to the support shaft part 40 which protrudes through the second stage bearing part 50 to pass through the support shaft part ( 40) is configured to include a motor 71 as a component that rotates about the vertical axis. It is preferable that the motor 71 of the azimuth control driving unit 70 is connected with a sprocket 73 rather than directly connected with the gear 41 formed on the support shaft unit 40 because the solar panel unit 10 is caused by strong wind. This is because it is possible to prevent the motor 71 from being destroyed when the ) is forcibly rotated.

위와 같은 구성에 의하여 제2단 베어링부(50) 및 방위각 제어 구동부(70)가 제1단 베어링부(30) 및 고도각 제어 구동부(60)의 아래에 중앙 지지 플레이트(26) 근방으로 분리되어 장치의 구성이 간단해지고 무게중심이 낮아지게 되어 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성할 수 있게 되는 것이다. By the above configuration, the second stage bearing unit 50 and the azimuth control driving unit 70 are separated from the first stage bearing unit 30 and the elevation angle control driving unit 60 to the vicinity of the central support plate 26 . The configuration of the device is simplified and the center of gravity is lowered, so that the problem to be solved by the present invention can be achieved.

도 7은 고도각을 최저로 낮춘 상태에서의 정면도이고, 도 8은 고도각을 최저로 낮춘 상태에서의 측면도로서, 태양광 패널부(10)의 법선 방향의 고도각이 10 ~ 20°가 되는 정도까지 태양광 패널부(10)를 세울 수 있다. 7 is a front view in a state in which the elevation angle is lowered to the lowest, and FIG. 8 is a side view in a state in which the elevation angle is lowered to the lowest, and the elevation angle in the normal direction of the solar panel unit 10 is 10 to 20° It is possible to erect the solar panel unit 10 to a degree.

본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치는 설치된 위도에 따라 태양광 발전이 가능한 동쪽 및 서쪽 방위각의 한계값이 결정되므로, 태양광 발전이 불가능한 영역까지 태양광 패널부(10)가 과회전하는 것은 비효율적이다. 이를 해결하기 위하여 지지축부(40)의 하단에 돌출부나 단턱을 형성하고 돌출부나 단턱이 태양광 패널부(10)가 동쪽 또는 서쪽 한계값에 도달하였을 경우 스위치가 턴온되는 리미트 스위치를 더 구비하여, 리미트 스위치가 턴온되면 모터(71)의 구동을 정지시킴으로써 태양광 패널부(10)가 태양광 발전이 가능한 방위각 범위 내에서만 회전하도록 할 수 있다. 또 태양광 패널부(10)의 방위각이 서쪽 한계값에 도달한 후 다시 초기화하는 경우 태양광 패널부(10)의 방위각의 동쪽 한계값 도달 여부를 감지할 수 있는 리미트 스위치가 턴온되면 모터(71)의 구동을 정지시킴으로써 다음날 태양광 패널부(10)의 시작 지점을 세팅할 수 있다.In the photovoltaic panel device using a two-stage bearing according to the present invention, the limit values of the east and west azimuth angles where photovoltaic power generation is possible are determined according to the installed latitude, so the photovoltaic panel unit 10 is excessive to the area where photovoltaic power generation is impossible. Rotating is inefficient. In order to solve this problem, a protrusion or step is formed at the lower end of the support shaft portion 40, and the protrusion or step further includes a limit switch that is turned on when the solar panel unit 10 reaches the east or west limit value, When the limit switch is turned on, by stopping the driving of the motor 71, the solar panel unit 10 can be rotated only within the azimuth range in which the solar power generation is possible. In addition, when the azimuth angle of the solar panel unit 10 reaches the west limit value and then reset again, the limit switch capable of detecting whether the azimuth angle of the solar panel unit 10 reaches the east limit value is turned on, the motor 71 ) by stopping the driving, it is possible to set the starting point of the solar panel unit 10 the next day.

방위각 제어 구동부(70)는 방위각의 정밀한 제어를 위한 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터(71)에 엔코더를 결합하여 태양광 패널부(10)의 방위각을 제어할 수 있다. 본 발명에서 모터(71)가 스프로켓(73)에 의해 지지축부(40)에 동력을 전달하는 경우 모터(71)와 지지축부(40)의 회전비(각도 또는 각속도의 비율)가 다르기 때문에 엔코더에 기록된 값이 태양광 패널부(10)의 방위각과 일치하지는 않고 회전비만큼의 배율{보통은 모터(71)의 회전속도보다 지지축부(40)의 회전속도가 낮기 때문에 엔코터에 기록된 값이 더 큰 경우가 많다}이 곱해진 값이 저장되나, 엔코더를 이용하여 태양광 패널부(10)의 방위각을 정밀 제어할 수 있다는 점에 있어서는 변함이 없다. 오히려 회전비만큼의 배율로 더 정밀하게, 가령 회전비가 10:1이라면 엔코더에 저장된 값보다 지지축부(40)의 방위각을 10배 더 정밀하게 제어할 수 있다.The azimuth control driver 70 may further include an additional component for precise control of the azimuth. For example, an encoder may be coupled to the motor 71 to control the azimuth of the solar panel unit 10 . In the present invention, when the motor 71 transmits power to the support shaft portion 40 by the sprocket 73, the rotation ratio (ratio of the angle or angular velocity) of the motor 71 and the support shaft portion 40 is different, so it is recorded in the encoder The value recorded in the encoder does not match the azimuth of the solar panel unit 10, and the magnification by the rotation ratio (normally, the rotation speed of the support shaft part 40 is lower than the rotation speed of the motor 71. Therefore, the value recorded in the encoder is more In many cases, the multiplied value is stored, but there is no change in that the azimuth of the solar panel unit 10 can be precisely controlled using an encoder. Rather, it is possible to control the azimuth of the support shaft part 40 more precisely by a magnification of the rotation ratio, for example, 10 times more precisely than the value stored in the encoder if the rotation ratio is 10:1.

그런데 실제 사용에 있어서 엔코더가 부가되는 실시형태의 경우 엔코더에 누적공차가 발생되기 때문에 이를 제거해 줄 필요가 있다. 본 발명에 따른 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치가 리미트 스위치를 구비하는 경우 태양광 패널부(10)의 방위각이 동쪽 또는 서쪽 한계값에 도달한 경우 엔코더를 리셋(엔코더의 원점 세팅)함으로써 공차를 하루 단위로 제거할 수 있다.However, in the case of the embodiment in which an encoder is added in actual use, it is necessary to remove the accumulated tolerance because the encoder generates a cumulative tolerance. When the solar panel device using the two-stage bearing according to the present invention has a limit switch, when the azimuth of the solar panel unit 10 reaches the east or west limit value, reset the encoder (setting the origin of the encoder) can be removed on a daily basis.

이 외에도 리미트 스위치의 고장 또는 미작동 시 태양광 패널부(10)의 과회전을 방지하기 위한 물리적 회전 방지 수단, 예를 들면 지지축부(40)의 돌출부나 단턱이 걸리는 방지턱 등을 더 구비할 수 있다. In addition to this, a physical rotation preventing means for preventing over-rotation of the solar panel unit 10 when the limit switch fails or does not operate, for example, a protrusion of the support shaft unit 40 or a bump on which a step is caught may be further provided. there is.

10 태양광 패널부 20 지지프레임부
21 회전 지지대 22 패널 지지대
23 가로대 24 세로대
25 고정 지지대 26 중앙 지지 플레이트
30 제1단 베어링부 31 내륜
33 외륜 35 롤러
40 지지축부 41 기어
50 제2단 베어링부 51 볼 베어링
53 사각 플레이트 60 고도각 제어 구동부
70 방위각 제어 구동부 71 모터
73 스프로켓10 Solar panel unit 20 Support frame unit
21 Swivel support 22 Panel support
23 crossbar 24 crossbar
25 Fixed support 26 Center support plate
30 First stage bearing part 31 Inner ring
33 outer ring 35 roller
40 Support shaft 41 Gear
50 2nd stage bearing part 51 Ball bearing
53 Square plate 60 Elevation angle control drive
70 Azimuth control actuator 71 Motor
73 sprocket

Claims (3)

태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광 패널부(10);
상기 태양광 패널부(10)를 고도각 및 방위각 방향으로 회전 가능하도록 지지하는 회전 지지대(21)와 상기 태양광 패널부(10)를 지면으로부터 소정 높이로 고정적으로 지지하는 고정 지지대(25)로 구성되는 지지프레임부(20);
상기 회전 지지대(21)의 하부에 구비되는 제1단 베어링부(30);
상기 제1단 베어링부(30)를 관통하여 상기 회전 지지대(21)에 결합되는 지지축부(40);
상기 지지축부(40)의 하부에 결합되어 상기 회전 지지대(21)의 방위각 회전축을 고정하는 제2단 베어링부(50);
상기 회전 지지대(21)의 고도각을 제어하는 고도각 제어 구동부(60) 및
상기 제2단 베어링부(50)를 관통하여 상기 지지축부(40)에 연결되거나 상기 제2단 베어링부(50)를 관통하여 돌출되는 상기 지지축부(40)에 연결되어 상기 지지축부(40)를 수직축을 중심으로 회전시키는 방위각 제어 구동부(70)로 구성되고,
상기 제1단 베어링부(30)가 내면의 직경은 동일하고 외면의 직경이 아래로 내려갈수록 작아지도록 테이퍼져 있는 내륜(31), 아래로 갈수록 직경이 작아지도록 내면이 테이퍼져 있고 내륜(31)의 외측에 구비되는 외륜(33) 및 내륜(31)과 외륜(33) 사이에 복수 개로 구비되는 롤러(35)로 구성되어,
상기 회전 지지대(21)에 수평 방향으로 힘이 작용하여 편하중이 발생할 때, 상기 내륜(31)이 상기 롤러(35)를 매개로 상기 외륜(33)의 테이퍼진 내면에 지지되면서 회전하는 것을 특징으로 하는 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치.
Solar panel unit 10 for converting solar energy into electrical energy;
A rotation support 21 for supporting the solar panel part 10 so as to be rotatable in the elevation and azimuth directions and a fixed support 25 for fixing the solar panel part 10 to a predetermined height from the ground. a support frame part 20 configured;
a first-stage bearing part 30 provided at a lower portion of the rotation support 21;
a support shaft portion 40 passing through the first stage bearing portion 30 and coupled to the rotation support 21;
a second-stage bearing part 50 coupled to the lower part of the support shaft part 40 to fix the azimuth rotation shaft of the rotation support 21;
An elevation angle control driving unit 60 for controlling the elevation angle of the rotary support 21, and
The support shaft part 40 is connected to the support shaft part 40 through the second stage bearing part 50 or connected to the support shaft part 40 protruding through the second stage bearing part 50 . Consists of an azimuth control driving unit 70 that rotates around a vertical axis,
The inner ring 31 of the first stage bearing part 30 has the same inner diameter and is tapered so that the diameter of the outer surface becomes smaller as it goes down. Consists of a plurality of rollers 35 provided between the outer ring 33 and the inner ring 31 and the outer ring 33 provided on the outside of the
When a force is applied to the rotation support 21 in the horizontal direction to generate an eccentric load, the inner ring 31 rotates while being supported by the tapered inner surface of the outer ring 33 via the roller 35 A photovoltaic panel device using two-stage bearings.
 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 고정 지지대(25)의 중단에 중앙 지지 플레이트(26)가 구비되고,
상기 제2단 베어링부(50)가 상기 중앙 지지 플레이트(26)에 결합되는 것을 특징으로 하는 이단 구조 베어링을 이용한 태양광 패널 장치.The method according to claim 1,
A central support plate 26 is provided at the middle of the fixed support 25,
A solar panel device using a two-stage bearing, characterized in that the second-stage bearing part (50) is coupled to the central support plate (26).
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