KR102418927B1 - 공중 현수(부양)식 구조를 갖는 친환경 태양광 발전장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공중 현수(부양)식 구조를 갖는 친환경 태양광 발전장치에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 태양전지 패널(PV: photovoltaic)을 현수식 방식(현수교 변형공법)으로 공중에 설치하는 것으로, 농지나 산림 또는 어류 양식장과 같은 해상이나 도시 건축물(아파트, 고층건물 동간 사이) 등과 같은 인위적 축조물 사이에서 태양광 수집과 발전이 원활하게 이루어지도록 하는 바, 이는 태양전지 패널이 공중에 설치되도록 함으로서, 자연 생태계(계곡, 논밭, 식물재배지 또는 어류 양식장)나 도시 생활(건물과 건물 사이)의 본래 지형과 기능에 방해나 지장이 없도록 함은 물론 시간대별 태양의 위치 추적없이도 집광 성능이 극대화(발전효율 최적화)되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 기존 ESS(에너지저장장치)에 “전기자동차 리튬 폐배터리”를 조합하여 재사용할 수 있도록‘하이브리드 ESS 저장장치’를 구성하도록 하는 바, 이는 설비 비용이 크게 절감됨은 물론 폐배터리의 재사용으로 인해 친환경 사업을 모도하는 한편 신재생에너지의 사용 실용화가 현실화될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 사적 공중권 권리를 이용할 수 있음은 물론 아파트의 동간 사이 또는 고층 건물간 사이 공간에 활용 가능하도록 형성되고, 태양 가림막이 필요한 어류양식장이나 식물재배지의 공중에 설치하여 자가발전이 가능하도록 형성되며, 특히 해수 온도조절이 가능함은 물론 주거용 냉난방(실내공기)의 열원으로 활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 태양전지 패널(PV: photovoltaic)을 현수식 방식(현수교 변형공법)으로 공중에 설치하는 것으로, 농지나 산림 또는 어류 양식장과 같은 해상이나 도시 건축물(아파트, 고층건물 동간 사이) 등과 같은 인위적 축조물 사이에서 태양광 수집과 발전이 원활하게 이루어지도록 하는 바, 이는 태양전지 패널이 공중에 설치되도록 함으로서, 자연 생태계(계곡, 논밭, 식물재배지 또는 어류 양식장)나 도시 생활(건물과 건물 사이)의 본래 지형과 기능에 방해나 지장이 없도록 함은 물론 시간대별 태양의 위치 추적없이도 집광 성능이 극대화(발전효율 최적화)되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명은 기존 ESS(에너지저장장치)에 “전기자동차 리튬 폐배터리”를 조합하여 재사용할 수 있도록‘하이브리드 ESS 저장장치’를 구성하도록 하는 바, 이는 설비 비용이 크게 절감됨은 물론 폐배터리의 재사용으로 인해 친환경 사업을 모도하는 한편 신재생에너지의 사용 실용화가 현실화될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 사적 공중권 권리를 이용할 수 있음은 물론 아파트의 동간 사이 또는 고층 건물간 사이 공간에 활용 가능하도록 형성되고, 태양 가림막이 필요한 어류양식장이나 식물재배지의 공중에 설치하여 자가발전이 가능하도록 형성되며, 특히 해수 온도조절이 가능함은 물론 주거용 냉난방(실내공기)의 열원으로 활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양전지 패널(PV: photovoltaic)을 현수식 방식(현수교 변형공법)으로 공중에 설치하는 것으로, 농지나 산림 또는 어류 양식장과 같은 해상이나 도시 건축물(아파트, 고층건물 동간 사이) 등과 같은 인위적 축조물 사이에서 태양광 수집과 발전이 원활하게 이루어지도록 하는 바, 이는 태양전지 패널이 공중에 설치되도록 함으로서, 자연 생태계(계곡, 논밭, 식물재배지 또는 어류 양식장)나 도시 생활(건물과 건물 사이)의 본래 지형과 기능에 방해나 지장이 없도록 함은 물론 시간대별 태양의 위치 추적없이도 집광 성능이 극대화(발전효율 최적화)되도록 하는 것을 특징으로 하는 공중 현수(부양)식 구조를 갖는 친환경 태양광 발전장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 기존 ESS(에너지저장장치)에 “전기자동차 리튬 폐배터리”를 조합하여 재사용할 수 있도록‘하이브리드 ESS 저장장치’를 구성하도록 하는 바, 이는 설비 비용이 크게 절감됨은 물론 폐배터리의 재사용으로 인해 친환경 사업을 모도하는 한편 신재생에너지의 사용 실용화가 현실화될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 사적 공중권 권리를 이용할 수 있음은 물론 아파트의 동간 사이 또는 고층 건물간 사이 공간에 활용 가능하도록 형성되고, 태양 가림막이 필요한 어류양식장이나 식물재배지의 공중에 설치하여 자가발전이 가능하도록 형성되며, 특히 해수 온도조절이 가능함은 물론 주거용 냉난방(실내공기)의 열원으로 활용할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 태양광 발전은 PN 접합으로 구성된 태양전지에 태양광이 조사되면, 태양광 에너지에 의해 전자-정공 쌍이 발생하고 전자와 정공이 이동하여 n 층과 p 층을 가로질러 전류가 흐르는 광기전력 효과(photovoltaic effect)에 의해 외부 부하로 전류 출력되는 원리를 이용한다.
여기서, 태양전지는 전기를 일으키는 최소 단위인 복수의 셀이 조립되어 전기를 출력해내는 최소 단위인 모듈로 구성되고, 모듈이 직렬 및 병렬로 연결되어 어레이(Array)가 된다.
이를 보다 자세히 살펴보면, 종래의 태양광 발전 시스템은 도 13에서 보는 바와 같이, PV 어레이(100A), 접속반(300) 및 인버터(500)로 구성된다.
이에 각 PV스트링 그룹(100A)는 태양광으로부터 DC 전력을 생성하고, 접속반은 PV 어레이로부터의 출력을 전달받아 통합하여 인버터(500)로 전달하였으며, 인버터(500)는 각 PV 모듈에 의해 생성된 DC 전력을 AC 전력으로 변환하게 된다.
이와 같이, 종래의 태양광 발전 시스템은 통상 특정 장소나 특별한 위치에서 지면과 근접한 낮은 위치로 시공되는 것으로, 이는 일상과 맞닿은 자연계(농지나 산지 또는 해상 등)나 도시(건축물 등) 생활 중에 같이 공존하는 시설로 연계하는데 어려움이 따르고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 농지나 산림 또는 어류 양식장과 같은 해상이나 도시 건축물(아파트, 고층건물 동간 사이) 등과 같은 인위적 축조물 사이에 태양전지 패널이 현수 방식으로 공중에 설치되도록 하는 것으로, 이는 태양광 수집과 발전이 원활하게 이루어지도록 형성되고, 특히 태양전지 패널이 공중에 설치되도록 함으로서, 자연 생태계(계곡, 논밭, 식물재배지 또는 어류 양식장)나 도시 생활(건물과 건물 사이)의 본래 지형과 기능에 방해나 지장이 없도록 함은 물론 시간대별 태양의 위치 추적없이도 집광 성능이 극대화(발전효율 최적화)되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 본 발명은 기존 ESS(에너지저장장치)에 “전기자동차 리튬 폐배터리”를 조합하여 재사용할 수 있도록‘하이브리드 ESS 저장장치’를 구성하도록 하는 바, 이는 설비 비용이 크게 절감됨은 물론 폐배터리의 재사용으로 인해 친환경 사업을 모도하는 한편 신재생에너지의 사용 실용화가 현실화될 수 있도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사적 공중권 권리를 이용할 수 있음은 물론 아파트의 동간 사이 또는 고층 건물간 사이 공간에 활용 가능하도록 형성되고, 태양 가림막이 필요한 어류양식장이나 식물재배지의 공중에 설치하여 자가발전이 가능하도록 형성되며, 특히 해수 온도조절이 가능함은 물론 주거용 냉난방(실내공기)의 열원으로 활용할 수 있도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
한편, 본 발명은 선택적인 실시예로서, 산지(계곡)형과 농지형 및 도시형으로 설치 가능한 것으로, 산지(계곡)형인 경우 계곡 사이에 철탑 또는 기둥과 같은 지주체를 기립시킨 후 로프를 이용하여 태양전지 판넬(PV)을 설치하도록 하는 바, 이는 농지나 산림의 훼손이 없고 그늘 현상 없이 태양광의 집광을 최대한으로 확장시킬 수 있어 발전량이 최적화되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 농지형일 경우 지주체를 논두렁에 세울수 있도록 하는 바, 이는 넓고 높게 세워진 지주체에 의해 농기계의 운전과 작업(운용)에 지장이 전혀없도록 형성되고 특히 작물이나 식물의 생육시 태양광의 감소나 빛가림에 대한 방해가 없어 재배 성장에 지장이 없도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 신재생에너지 활용을 목표로 함으로서, 제로 탄소 목표를 달성할 수 있으며, 환경보호 시책에 기여할 수 있음은 물론 친환경과 재활용 성과 목적을 동시에 달성할 수 있는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 설비 운용에 따른 편의성(태양광을 이용한 전원 수급과 배터리의 극소형화로 인한 취급성 개선 및 설비 제작과 설계가 용이함)과 우수한 성능 및 신속한 제작 시공성이 보장되도록 형성되어 활용도가 높은 시설물로 지원되도록 하는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 산지, 계곡, 농지, 어류 양식장, 식물 재배지, 아파트를 포함한 고층건물 동간 사이에 일정 간격을 두고 이격되어 기립되도록 하는 복수의 지주체(10: 철탑, 기둥, 파이프, 폴대 등)와; 이격된 복수의 지주체 사이를 연결하면서 공중에 설치되도록 둘 이상의 로프(21)가 구비되도록 하되, 상기 로프의 일측에는 인장과 풀림 및 고정과 해제가 가능한 클램프(22)가 구비되도록 하는 현수용 로프 앗세이(20)와; 로프(21)의 길이방향 선상 중에 서로 이웃하게 나란히 배치되어 태양광을 집광하도록 집광셀(31)을 구비한 패널 프레임(32)이 구비되도록 하되, 상기 패널 프레임(32)의 외측에는 고정용 걸이구(33)가 형성되어 로프(21)에 관통되면서 끼움 결합되도록 하는 태양전지 패널(30: PV-PhotoVoltaic cell)이; 구성되어 이루어진다.
이에, 상기 친환경 태양광 발전장치는 태양전지 패널(30)로부터 수집된 전기가 기본 저장장치(41)와 회로상 연결되어 충전되도록 하되, 상기 기본 저장장치(41)와 연계되는 회로 일측에는 보조 저장장치(42)가 회로상 연결되어 전기 자동차로부터 소모된 폐 리튬이온 배터리 셀을 수거하여 재생시킨 전력원이 기본 저장장치(41)와 병합되어 전력원으로 사용될 수 있도록 하는 ESS저장장치(40)가; 더 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 친환경 태양광 발전장치는 태양전지 패널(30)과 ESS저장장치(40)가 회로상 인버터 제어부(50)와 연결되도록 하되, 상기 인버터 제어부(50)는 전원의 공급 설정과 사용 전력의 변환 및 입출력 전류 전압을 설정에 따라 자동 제어할 수 있도록 형성된다.
또한, 상기 태양전지 패널(30)은 패널 프레임(32)의 재질이 경량 알루미늄 재질이거나 탄소 카보네이트 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
이에, 상기 친환경 태양광 발전장치는 산지형, 계곡형, 농지형, 도시형, 양식장형, 식물재배지형 중 어느 하나로 사용가능한 것이 바람직하다.
그리고, 상기 태양전지 패널(30)은 이웃한 패널 프레임(32) 사이마다 실리콘 완충재가 삽입되어 풍력이나 진동에 의해 상호 유동시 충격이 완화되면서 현수되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 ESS저장장치(40)의 폐 리튬이온 배터리 셀은 14.4V/ 13AH 기준 -> 12V/ 2셀, 28.8V/ 26AH 기준 -> 24V/ 4셀, 57.6.4V/ 52AH 기준 -> 48V/ 8셀로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 인버터 제어부(50)는 AC/DC 겸용 인버터로서 태양광 집광방식인 ESS저장장치의 배터리 전력 부족시 일반 유선 전원선과 연결되어 전기에너지의 사용이 자동 연결되도록 형성된다.
이와 같이, 본 발명은 태양전지 패널(PV: photovoltaic)을 현수식 방식(현수교 변형공법)으로 공중에 설치하는 것으로, 농지나 산림 또는 어류 양식장과 같은 해상이나 도시 건축물(아파트, 고층건물 동간 사이) 등과 같은 인위적 축조물 사이에서 태양광 수집과 발전이 원활하게 이루어지도록 하는 바, 이는 태양전지 패널이 공중에 설치되도록 함으로서, 자연 생태계(계곡, 논밭, 식물재배지 또는 어류 양식장)나 도시 생활(건물과 건물 사이)의 본래 지형과 기능에 방해나 지장이 없도록 함은 물론 시간대별 태양의 위치 추적없이도 집광 성능이 극대화(발전효율 최적화)되도록 하는 효과가 있다.
이러한 본 발명은 기존 ESS(에너지저장장치)에 “전기자동차 리튬 폐배터리”를 조합하여 재사용할 수 있도록‘하이브리드 ESS 저장장치’를 구성하도록 하는 바, 이는 설비 비용이 크게 절감됨은 물론 폐배터리의 재사용으로 인해 친환경 사업을 모도하는 한편 신재생에너지의 사용 실용화가 현실화될 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 사적 공중권 권리를 이용할 수 있음은 물론 아파트의 동간 사이 또는 고층 건물간 사이 공간에 활용 가능하도록 형성되고, 태양 가림막이 필요한 어류양식장이나 식물재배지의 공중에 설치하여 자가발전이 가능하도록 형성되며, 특히 해수 온도조절이 가능함은 물론 주거용 냉난방(실내공기)의 열원으로 활용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이러한 본 발명은 친환경 신재생 에너지의 재사용(재활용)을 극대화하도록 함으로서 전원 수급이 어려운 도서 지역이나 전력을 끓어오기 힘든 오지 또는 기타 제반 시설의 확충이 어려운 지역 또는 전원 연결이 어려운 곳 등에 주변을 훼손하지 않으면서 원활하게 설치할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 태양전지 패널로부터 친환경 전력을 수집(집광 축전시스템) 한 뒤 독립형 하이브리드 인버터와 연계하면서 ESS저장장치와 함께 발전회로를 구축하도록 하되, 상기 ESS저장장치는 전기 자동차로부터 소모된 폐 리튬이온 배터리 셀을 수거하여 잔류 전기에너지 저장장치를 통해 충방전 재생 처리한 후 전력원으로 다시 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
이러한, 본 발명은 태양광을 이용한 전원 수급과 배터리의 극소형화로 인해 취급성과 설비 구축성이 용이하고, 우수한 성능과 신속한 제작성이 보장되도록 형성되어 활용도가 높은 시설물로 지원되도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 태양광 발전장치가 철탑 지주체에 의해 산지나 계곡 등에 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 친환경 태양광 발전장치가 기둥 지주체에 의해 농지 등에 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 친환경 태양광 발전장치가 원기둥 폴 지주체에 의해 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 친환경 태양광 발전장치가 쌍기둥 폴 지주체에 의해 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 따른 친환경 태양광 발전장치가 건물옥상 사이에서 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 태양전지 패널을 나타낸 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 ESS저장장치의 예시 블럭도,
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예로서, 패양전지 패널의 걸이구가 힌지 회동 결속되면서 고정수단에 의해 잠금 해제되도록 하는 것을 나타낸 예시도,
도 11은 본 발명에 따른 ESS저장장치의 회로 블럭도,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 인버터 제어부에 자동 역률 보상 회로가 더 구비되는 것을 나타낸 예시도,
도 13은 종래의 태양 발전 장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 친환경 태양광 발전장치가 기둥 지주체에 의해 농지 등에 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 친환경 태양광 발전장치가 원기둥 폴 지주체에 의해 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 친환경 태양광 발전장치가 쌍기둥 폴 지주체에 의해 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 따른 친환경 태양광 발전장치가 건물옥상 사이에서 공중 현수(부양)된 것을 나타낸 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 태양전지 패널을 나타낸 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 ESS저장장치의 예시 블럭도,
도 8 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예로서, 패양전지 패널의 걸이구가 힌지 회동 결속되면서 고정수단에 의해 잠금 해제되도록 하는 것을 나타낸 예시도,
도 11은 본 발명에 따른 ESS저장장치의 회로 블럭도,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예로서, 인버터 제어부에 자동 역률 보상 회로가 더 구비되는 것을 나타낸 예시도,
도 13은 종래의 태양 발전 장치를 나타낸 예시도이다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명은 지주체(10: 철탑, 기둥, 파이프, 폴대 등)와 현수용 로프 앗세이(20) 및 태양전지 패널(30: PV-PhotoVoltaic cell)로 크게 구성된다.
이에, 상기 지주체(10)는 산지, 계곡, 농지, 어류 양식장, 식물 재배지, 아파트를 포함한 고층건물 동간 사이에 일정 간격을 두고 이격되어 기립되도록 형성된다.
이때, 상기 현수용 로프 앗세이(20)는 이격된 복수의 지주체 사이를 연결하면서 공중에 설치되도록 둘 이상의 로프(21)가 구비되도록 하되, 상기 로프의 일측에는 인장과 풀림 및 고정과 해제가 가능한 클램프(22)가 구비되도록 형성된다.
또한, 상기 태양전지 패널(30: PV-PhotoVoltaic cell)은 로프(21)의 길이방향 선상 중에 서로 이웃하게 나란히 배치되어 태양광을 집광하도록 집광셀(31)을 구비한 패널 프레임(32)이 구비되도록 하되, 상기 패널 프레임(32)의 외측에는 고정용 걸이구(33)가 형성되어 로프(21)에 관통되면서 끼움 결합되도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 태양전지 패널의 집광셀은 충전량에 따라 규격(집광셀 크기, 면적)을 다르게 하여 선택 설계되도록 하되, 48V/24h 출력 기준으로 1일 완충 집광할 수 있는 집광셀의 사용 면적이 가로*세로= 50cm*50cm~200*200cm 내외인 것이 바람직하다.
또한, 상기 친환경 태양광 발전장치는 ESS저장장치(40)가 더 구성되어 태양전지 패널(30)로부터 수집된 전기가 기본 저장장치(41)와 회로상 연결되어 충전되도록 형성된다.
이때, 상기 기본 저장장치(41)는 회로 일측에 보조 저장장치(42)가 회로상 연계되어 전기 자동차로부터 소모된 폐 리튬이온 배터리 셀을 수거하여 재생시킨 전력원이 기본 저장장치(41)와 병합되어 전력원으로 사용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 태양전지 패널(30)과 ESS저장장치(40)는 회로상 인버터 제어부(50)와 연결되도록 하되, 상기 인버터 제어부(50)는 전원의 공급 설정과 사용 전력의 변환 및 입출력 전류 전압을 설정에 따라 자동 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 태양전지 패널(30)은 패널 프레임(32)의 재질이 경량 알루미늄 재질이거나 탄소 카보네이트 재질로 이루어진 것이 바람직하다.
이때, 상기 태양전지 패널은 태양을 향해 수평으로 놓일 수도 있고 세워진 철탑이나 기둥의 옆면에 경사각을 이루면서 시공될 수도 있도록 함으로서, 시설 활용도 최적화를 도모할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 친환경 태양광 발전장치는 산지형, 계곡형, 농지형, 도시형, 양식장형, 식물재배지형 중 어느 하나로 사용가능한 것이 바람직하다.
그리고, 상기 ESS저장장치(40)의 폐 리튬이온 배터리 셀은 14.4V/ 13AH 기준 -> 12V/ 2셀, 28.8V/ 26AH 기준 -> 24V/ 4셀, 57.6.4V/ 52AH 기준 -> 48V/ 8셀로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 사용 용량에 따라 선택적 실시가 가능하도록 하기 위함이다.
한편, 상기 ESS저장장치(40)의 폐 리튬이온 배터리 셀은 14.4V/ 13AH 기준 -> 12V/ 2셀, 28.8V/ 26AH 기준 -> 24V/ 4셀, 57.6.4V/ 52AH 기준 -> 48V/ 8셀로 구성되는 것이 바람직하다.
다시 말해, 상기 ESS저장장치(40)는 전기 자동차로부터 소모된 폐 리튬이온 배터리 셀을 수거하여 잔류 전기에너지 저장장치 즉, 보조 저장장치(42)를 통해 충방전 재생 처리한 후 전력원으로 사용되도록 형성된다.
즉, 상기 보조 저장장치인 잔류 전기에너지 저장장치는 본원 출원인이 등록받은 특허 제10-1949801호(2019.02.13. 등록)를 기반으로 하는 것으로, 외부로부터 가해지는 물리적인 힘에 의해 폐축전지를 이동시키는 폐축전지 공급장치; 상기 폐축전지 공급장치에 의해 이동된 폐축전지와 연결되어 폐축전지에 남아 있는 직류 전기에너지를 이동시키는 직류 전기에너지 이동변환장치; 및 상기 직류 전기에너지 이동변환장치에 의해 이동되는 직류 전기에너지를 저장하여 보관하는 직류 전기에너지 저장장치를 포함하여 구성된다.(이하 자세한 설명은 해당 특허의 문헌을 참조하는 것으로 갈음한다.)
또한, 상기 인버터 제어부(50)는 AC/DC 겸용 인버터로서 태양광 집광방식인 ESS저장장치의 배터리 전력 부족시 일반 유선 전원선과 연결되어 전기에너지의 사용이 자동 연결되도록 형성된다.
한편, 상기 독립형 인버터 제어부(50)는 상기 태양전지 패널과 ESS저장장치에 전기적으로 연결되어 전원의 공급 설정과 사용 전력의 변환 및 입출력 전류 전압을 설정에 따라 자동 제어하도록 형성된다.
이때, 상기 인버터 제어부(50)는 선택적인 실시예로서, 자동 역률 보상 회로가 더 구비되는 것이 바람직하다.
참고로, 역률(power factor)은 전력 전달의 효율성(effectiveness)을 나타낸다.
이러한 역률은 실제 전달되는 유효 전력(real power)을 전압 및 전류 각각의 실효값의 곱으로 나타내는 피상 전력(apparent)으로 나누어 나타낸다.
이때 전압과 전류가 모두 정현파일 경우, 전압과 전류의 위상차에 따라 역률이 달라지며, 위상차가 적을수록 역률이 개선된다.
따라서, 일반적으로 역률 보상은 입력전류의 모양을 정현파 모양으로 수정하고 전력의 전압 및 전류간 의 위상차를 감소시키는 동작을 의미한다.
즉, 본 발명의 자동 역률 보상 회로는 배터리의 전력 소모 추이를 토대로 해당 배터리가 고역률 상태인지, 저역률 상태인지를 자동으로 판단하여, 판단 결과에 따라 AC 전원을 직접 인가시키거나 또는 고역률 회로를 거친 전원을 인가시킴으로써, 역률에 따라 서로 다른 경로를 통한 전원을 인가함으로써 무효전력 손실을 최소화할 수 있도록 형성된다.
이를 위해 상기 자동 역률 보상 회로는 하나 이상의 배터리와 전기적으로 연결되도록 단자가 형성되고, 상기 단자에 연결된 배터리의 전력 소모 추이를 토대로 해당 배터리의 역률의 산출한 후, 기 설정된 역률값 이상에 해당하는지 여부를 판단하고, 판단 결과를 토대로 해당 배터리에 AC 전원을 직접 인가시키는 회로 또는 고역률회로를 통과한 전원을 인가시키는 회로 중 어느 하나를 결정한 후, 해당 결정된 회로를 토대로 배터리에 전원을 인가하는 역률 판단 제어부(120)로 구성된다.
이때, 상기 역률 판단 제어부(120)는 단자 각각에 배터리가 연결된 상태에서 역률 측정 스위치(110b)가 온(on) 상태로 동작되는 경우, 단자와 연결된 라이브(live) 전원 공급 라인 및 뉴트럴(neutral) 전원 공급 라인의 전압값 및 위상을 파악하는 파악부가 형성된다.
이에, 상기 라이브 전원 공급 라인과 연결되도록 하되 전류 센서로부터 센싱되는 단자에는 전류값을 토대로 전압값 및 위상을 파악 후 실시간 역률을 산출하는 역률 산출부가 형성된다.
이때, 상기 역률 판단 제어부(120)는 역률 산출부를 통해 산출된 단자의 실시간 역률이 기 설정된 역률 이하에 해당하는 경우 단자와 연결된 릴레이를 오프(off) 시킨 상태를 유지하고, 상기 역률 산출부를 통해 산출된 단자의 실시간 역률이 기 설정된 역률을 초과하는 경우, 해당 단자와 연결된 릴레이를 온(on) 상태로 변경하여 뉴트럴 전원 공급라인을 220VAC 뉴트럴(neutral) 전원 공급 라인과 연결하고 역률 개선(PFC) 회로를 통해 단자에 전원이 인가되도록 형성된다.
한편, 태양전지 패널의 고정용 걸이구(33)는 선택적인 실시예로서, 일측 힌지구(33-1)에 의해 타측 개구부(33-2)가 회동되면서 결속 해제될 수 있도록 형성된다.
즉, 상기 걸이구(33)는 개구부(33-2) 양단에 각각 로커날개(33-4,33-5)가 형성되어 별도의 숫체결구(600)와 암체결구(500)에 의해 서로 조립되면서 결속 해제되도록 형성된다.
이에, 상기 숫체결구(600)는 일측 로커날개(33-4)의 관통공(33-41)을 기준으로 힌지축(610)을 통해 선회하는 볼트축(620)이 구비되어 클램핑 조립시 타측 로커날개(33-5)의 수납공간(G)으로 볼트축(620)이 회동하도록 형성된다.
이때, 상기 암체결구(500)는 타측 로커날개(33-5)의 수납공간(G)를 향해 회동한 볼트축(620)과 대응되도록 나사탭(511)을 갖는 너트(510)가 구비되도록 하되, 상기 너트(510)와 타측 로커날개(33-5) 외주 사이에는 결합공(521)을 갖는 와셔(520)가 장착되어 볼트축(620)이 결합공(521)을 관통하면서 삽입되도록 형성되며,
이에, 상기 와셔(520)는 너트(510)를 향한 면상에 단차홈(522)이 형성되어 통공(531)을 갖는 접시형 탄성밀착판(530)이 수납되도록 형성된다.
이때, 상기 접시형 탄성밀착판(530)은 너트(510)를 향한 면에 안착홈(532)이 형성되고, 탄성밀착판(530)의 외주면 일측에는 탄성리브(533)가 돌출되도록 형성되어 너트(510)의 일단 가압면(512)이 안착홈(532)에 대응되면서 조임 압착되면 탄성리브(533)의 관경이 외측으로 확장되면서 와셔의 단차홈(522) 내주면에 강력하게 밀착되면서 탄성 가압에 의한 나사풀림이 방지되도록 형성된다.
이에, 상기 와셔(520)는 타측 로커날개(320)와 밀착되는 면상에 반구 형태의 회전방지용 구면(523)이 마련되도록 형성된다.
이때, 상기 타측 로커날개(33-5)는 와셔의 회전방지용 구면(523)과 대응되는 면상에 반구형 회전방지용 요홈(33-51)이 형성되어 와셔의 회전 및 풀림이 방지되도록 형성된다.
이에, 상기 와셔(520)는 단차홈(522)의 내주연 벽면 일측에 걸림턱(524)이 돌출되도록 형성되고, 상기 탄성밀착판(530)의 외측단 일측에는 요철홈(534)이 형성되어 서로 대응되면서 끼움 조립되도록 형성된다.
또한, 상기 너트(510)는 가압면(512)과 반대되는 외측단에 조임 풀림용 볼트머리(513: 육각볼트머리)과 렌찌홈(514)이 형성되어 협소한 공간에서도 나사체결 조임풀림 작업이 편리하도록 형성된다.
이때, 상기 너트(510)는 가압면(512)의 테두리에 쐐기형 보조압착띠(515)가 외측으로 더 돌출되도록 형성되어 누름시 탄성밀착판(530)의 탄성리브(533) 측 관경 확장을 보다 강하게 밀어붙일 수 있도록 형성된다.
이에, 상기 단차홈 내부 면상 중 어느 일측에는 공간확보홈(538)이 더 형성되어 보조압착띠에 의해 탄성 가압되면서 팽창된 탄성리브(533)의 외측단이 상기 공간확보홈으로 수납되면서 이탈방지와 함께 견고한 고정이 이루어지도록 형성된다.
아울러, 상기 탄성밀착판(530)은 재질이 플라스틱을 포함한 합성수지재로 형성되고, 허니컴 구조로 형성되어 탄성에 의한 신축성이 강화되고 내구성이 강화되도록 형성된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 ... 지주체 20 ... 로프 앗세이
21 ... 로프 22 ... 클램프
30 ... 태양전지 패널 31 ... 집광셀
32 ... 패널 프레임 33 ... 걸이구
40 ... ESS저장장치 50 ... 인버터 제어부
21 ... 로프 22 ... 클램프
30 ... 태양전지 패널 31 ... 집광셀
32 ... 패널 프레임 33 ... 걸이구
40 ... ESS저장장치 50 ... 인버터 제어부
Claims (5)
- 산지, 계곡, 농지, 어류 양식장, 식물 재배지, 아파트를 포함한 고층건물 동간 사이에 일정 간격을 두고 이격되어 기립되도록 하는 복수의 지주체(10)와; 이격된 복수의 지주체 사이를 연결하면서 공중에 설치되도록 둘 이상의 로프(21)가 구비되도록 하되, 상기 로프의 일측에는 인장과 풀림 및 고정과 해제가 가능한 클램프(22)가 구비되도록 하는 현수용 로프 앗세이(20)와; 로프(21)의 길이방향 선상 중에 서로 이웃하게 나란히 배치되어 태양광을 집광하도록 집광셀(31)을 구비한 패널 프레임(32)이 구비되도록 하되, 상기 패널 프레임(32)의 외측에는 고정용 걸이구(33)가 형성되어 로프(21)에 관통되면서 끼움 결합되도록 하는 태양전지 패널(30)이; 구성되어 이루어진 공중 현수(부양)식 구조를 갖는 친환경 태양광 발전장치에 있어서,
상기 친환경 태양광 발전장치는 태양전지 패널(30)로부터 수집된 전기가 기본 저장장치(41)와 회로상 연결되어 충전되도록 하되, 상기 기본 저장장치(41)와 연계되는 회로 일측에는 보조 저장장치(42)가 회로상 연결되어 전기 자동차로부터 소모된 폐 리튬이온 배터리 셀을 수거하여 재생시킨 전력원이 기본 저장장치(41)와 병합되어 전력원으로 사용될 수 있도록 하는 ESS저장장치(40)가; 더 구성되도록 형성되고, 상기 친환경 태양광 발전장치는 태양전지 패널(30)과 ESS저장장치(40)가 회로상 인버터 제어부(50)와 연결되도록 하되, 상기 인버터 제어부(50)는 전원의 공급 설정과 사용 전력의 변환 및 입출력 전류 전압을 설정에 따라 자동 제어할 수 있도록 형성되며, 상기 태양전지 패널(30)은 패널 프레임(32)의 재질이 경량 알루미늄 재질이거나 탄소 카보네이트 재질로 이루어지도록 형성되고, 상기 친환경 태양광 발전장치는 산지형, 계곡형, 농지형, 도시형, 양식장형, 식물재배지형 중 어느 하나로 사용 가능하도록 형성되며, 상기 고정용 걸이구(33)는 일측 힌지구(33-1)에 의해 타측 개구부(33-2)가 회동되면서 결속 해제될 수 있도록 하되, 상기 걸이구(33)는 개구부(33-2) 양단에 각각 로커날개(33-4,33-5)가 형성되어 별도의 숫체결구(600)와 암체결구(500)에 의해 서로 조립되면서 결속 해제되도록 형성되고, 상기 숫체결구(600)는 일측 로커날개(33-4)의 관통공(33-41)을 기준으로 힌지축(610)을 통해 선회하는 볼트축(620)이 구비되어 클램핑 조립시 타측 로커날개(33-5)의 수납공간(G)으로 볼트축(620)이 회동하도록 형성되며, 상기 암체결구(500)는 타측 로커날개(33-5)의 수납공간(G)를 향해 회동한 볼트축(620)과 대응되도록 나사탭(511)을 갖는 너트(510)가 구비되도록 하되, 상기 너트(510)와 타측 로커날개(33-5) 외주 사이에는 결합공(521)을 갖는 와셔(520)가 장착되어 볼트축(620)이 결합공(521)을 관통하면서 삽입되도록 형성되며, 상기 와셔(520)는 너트(510)를 향한 면상에 단차홈(522)이 형성되어 통공(531)을 갖는 접시형 탄성밀착판(530)이 수납되도록 하되, 상기 접시형 탄성밀착판(530)은 너트(510)를 향한 면에 안착홈(532)이 형성되고, 탄성밀착판(530)의 외주면 일측에는 탄성리브(533)가 돌출되도록 형성되어 너트(510)의 일단 가압면(512)이 안착홈(532)에 대응되면서 조임 압착되면 탄성리브(533)의 관경이 외측으로 확장되면서 와셔의 단차홈(522) 내주면에 강력하게 밀착되면서 탄성 가압에 의한 나사풀림이 방지되도록 하되, 상기 와셔(520)는 타측 로커날개(320)와 밀착되는 면상에 반구 형태의 회전방지용 구면(523)이 마련되도록 형성되며, 상기 타측 로커날개(33-5)는 와셔의 회전방지용 구면(523)과 대응되는 면상에 반구형 회전방지용 요홈(33-51)이 형성되어 와셔의 회전 및 풀림이 방지되도록 형성되고, 상기 와셔(520)는 단차홈(522)의 내주연 벽면 일측에 걸림턱(524)이 돌출되도록 형성되고, 상기 탄성밀착판(530)의 외측단 일측에는 요철홈(534)이 형성되어 서로 대응되면서 끼움 조립되도록 하는 것을 특징으로 하는 공중 현수(부양)식 구조를 갖는 친환경 태양광 발전장치.
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