KR102428967B1 - 꺾임 방지구조를 가진 태양광 회전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴의 상단에 설치되어 태양광 패널 어레이를 회전시키는 태양광 회전장치에 있어서, 태양광 패널 어레이에 연결되는 제1 관형체; 상기 제1 관형체의 하부에 조립되고 폴의 상단에 고정되는 제2 관형체; 상기 제2 관형체에 대하여 상기 제1 관형체 및 상기 태양광 패널 어레이가 회전하도록 상기 제1 관형체에 회전력을 전달하는 기어부; 상기 기어부에 회전력을 제공하는 구동모터; 및 상기 태양광 패널 어레이의 하부 또는 상기 제1 관형체에 고정되어 상기 제2 관형체 또는 상기 폴의 주변까지 연장되고 상기 제2 관형체 또는 상기 폴의 바깥면과 이격되게 배치된 리미트 부재;를 포함하고, 상기 태양광 패널 어레이 또는 상기 제1 관형체에 외력이 가해졌을 때 상기 리미트 부재의 일부가 상기 제2 관형체의 일부 또는 상기 폴과 맞닿아 꺾임이 제한되는 것을 특징으로 하는 꺾임 방지구조를 가진 태양광 회전장치를 개시한다.

Description

꺾임 방지구조를 가진 태양광 회전장치{ROTATION DEVICE HAVING BENDING PROTECTIVE STRUCTURE FOR SOLAR POWER SYSTEM}

본 발명은 태양광 회전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴에 설치되어 태양광 패널에 회전력을 제공하고 외력에 의해 태양광 패널 어레이가 변형이나 손상되는 것을 방지할 수 있도록 안정성이 향상된 태양광 발전 시스템의 회전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전 시스템은 임야나 휴경지, 건물지붕, 저수지, 염전 등의 부지에 다수의 태양광 패널들이 집합되어 단지화된 형태로 구축이 된다.

태양광 발전 부지가 임야나 농지 등인 경우에는 벌목이나 토목공사 등을 실시하여 부지에 대한 정리작업을 한 후에 프레임 구조물과 태양광 패널을 설치해야 하므로 불가피하게 수목과 토사가 대규모로 훼손되는 환경 파괴 문제가 발생한다. 이러한 부작용으로 인해, 임야 등은 태양광 발전에 요구되는 입지 조건을 충족하더라도 태양광 발전 부지로 활용하기가 쉽지 않은 것이 현실이다.

특허문헌 1은 건축물의 옥상이나 제방 둑과 같은 곳에 비파괴 방식으로 설치할 수 있는 자중형 태양광 발전장치를 개시하고 있다. 상기 자중형 태양광 발전장치는, 적어도 하나 이상의 기둥이 연속해서 연결되어 이루어진 기둥부 어셈블리, 기둥부 어셈블리들의 상부에 결합되는 집광판을 포함하며, 상기 기둥은 윗면에 경사면이 제공되며 내부에 충진재가 수용되는 충진재 수용 공간이 제공된다.

특허문헌 2는 전, 답을 점유하지 않으면서 태양광모듈을 설치하는 방법에 관한 것으로서, 추수가 끝난 후 휴농철에 전, 답에 태광광모듈을 간편하게 설치할 수 있게 하부지지대, 설치고정프레임 및 지주프레임을 구비한 논에 설치하는 태양광 모듈 및 방법을 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 2는 간편시공태양광모듈의 설치고정프레임과 또다른 간편시공태양광모듈의 보호프레임의 일측에 한지수단으로 연결되어 복수의 간편시공태양광모듈이 겹쳐 구비되고 사용할 때에는 펼쳐 시공될 수 있는 구조를 가진 태양광모듈을 개시하고 있다.

그러나, 종래의 태양광 발전 시스템은 태양광 패널을 지지하는 프레임 구조물이 점유하는 면적이 커서 시공 시에 자연 훼손이 심각하게 발생하는 문제가 여전히 남아있으므로 이에 대한 대안이 요구된다.

또한, 종래의 태양광 발전 시스템은 보통 태양광 패널이 고정적으로 설치되어 태양광 발전 효율이 낮은 단점이 있다. 비록 태양광 발전용으로 태양의 이동을 추적하여 태양광 패널을 이동시키는 시스템이 공개되어 있긴 하나 장치가 복잡하고 가격이 비싸 시트템 구축이 쉽지 않은 문제가 있다.

태양광 발전 효율을 높이기 위해서는 태양광 패널을 일조량을 고려하여 정해진 경로를 따라 회전시키는 것이 바람직하다. 그러나, 태양광 패널을 폴의 상단에 배치하고 구동모터의 회전축을 단순히 태양광 패널에 연결하여 회전시킬 경우에는 구동모터의 회전축에 과부하가 걸릴 수 있고 강풍 등의 외력이 가해질 경우 회전축과 태양광 패널의 연결부위가 틀어지거나 파손되고 회전부에서 배선이 단선되는 문제가 발생하므로 대책이 요구된다.

특히, 태양광 패널 어레이가 다수의 패널들이 연결되어 대면적으로 구성된 경우에는 태풍 발생 시 강풍에 의해 태양광 패널 어레이가 쉽게 꺾여서 넘어가고 하부에 배치된 회전장치가 구부러지거나 파손되는 문제가 발생할 수 있다.

특허문헌 1: 한국공개특허공보 제2011-0024887호(2011.03.09.공개) 특허문헌 2: 한국공개특허공보 제2016-0086729호(2016.07.20.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 폴에 대하여 태양광 패널을 회전시켜서 태양광 발전 효율을 높일 수 있고, 바람 등의 외력에 의해 태양광 패널 어레이 및 그에 연결된 회전부(제1 관형체)가 고정부(제2 관형체)에 대하여 변형되거나 파손되는 문제를 해소할 수 있는 꺾임 방지구조를 가진 태양광 회전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 폴의 상단에 설치되어 태양광 패널 어레이를 회전시키는 태양광 회전장치에 있어서, 태양광 패널 어레이에 연결되는 제1 관형체; 상기 제1 관형체의 하부에 조립되고 폴의 상단에 고정되는 제2 관형체; 상기 제2 관형체에 대하여 상기 제1 관형체 및 상기 태양광 패널 어레이가 회전하도록 상기 제1 관형체에 회전력을 전달하는 기어부; 상기 기어부에 회전력을 제공하는 구동모터; 및 상기 태양광 패널 어레이의 하부 또는 상기 제1 관형체에 고정되어 상기 제2 관형체 또는 상기 폴의 주변까지 연장되고 상기 제2 관형체 또는 상기 폴의 바깥면과 이격되게 배치된 리미트 부재;를 포함하고, 상기 태양광 패널 어레이 또는 상기 제1 관형체에 외력이 가해졌을 때 상기 리미트 부재의 일부가 상기 제2 관형체의 일부 또는 상기 폴과 맞닿아 꺾임이 제한되는 것을 특징으로 하는 꺾임 방지구조를 가진 태양광 회전장치를 제공한다.

상기 리미트 부재는, 상기 태양광 패널 어레이의 하면에 고정되고 상기 제1 관형체 및 상기 제2 관형체의 주변으로 연장되게 배치된 복수개의 서포트 바; 및 상기 서포트 바의 하단에 연결되고 상기 제2 관형체가 정해진 간극을 두고 끼워질 수 있는 개구가 형성된 링형 플레이트;를 구비할 수 있다.

대안으로, 상기 리미트 부재는, 상기 태양광 패널 어레이의 하면에 고정된 양단 연결부와, 상기 양단 연결부사이는 절곡되어 하방으로 평면부가 돌출되고 상기 평면부에는 상기 제2 관형체가 정해진 간극을 두고 끼워질 수 있는 개구가 형성된 구조를 가진 입체형 플레이트로 구성될 수 있다.

다른 대안으로, 상기 리미트 부재는, 상기 제1 관형체의 바깥 둘레에 고정되고 하단을 포함하는 일부는 상기 제2 관형체의 바깥을 둘러싸도록 배치된 금속링으로 구성될 수 있다.

또 다른 대안으로, 상기 리미트 부재는, 상기 제1 관형체의 하단에 상기 제1 관형체와 일체로 다이캐스팅 성형되어 상기 제2 관형체의 바깥을 둘러싸도록 배치된 링형 돌기 형태의 리브로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 꺾임 방지구조를 가진 태양광 회전장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 각종 진동이나 태풍으로 인한 강풍 등의 외력이 가해졌을 때 리미트 부재의 제한 작용에 의해 태양광 패널 어레이의 꺾임이나 회전장치의 구부러짐과 같은 변형 없이 제1 관형체와 제2 관형체 간에 안정적으로 회전력을 전달할 수 있다.

둘째, 강풍 등의 외력이 가해졌을 때 리미트 부재가 움직임에 대한 제한 작용을 함으로써 태양광 패널 어레이가 꺾이거나 회전장치에 변형, 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 태양광 패널 어레이를 용이하게 대면적으로 구성할 수 있다.

셋째, 제1 관형체와 제2 관형체 간에 전기 또는 제어신호를 접점을 이용해 전달하는 과정에서 외력에 의해 접점들이 상호 분리 또는 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

넷째, 회전장치의 소형화가 가능하고 구성이 간소하므로 투자비 회수가 빨라 기존 태양광 추적장치의 단점이었던 잦은 고장율과 높은 가격 문제를 해소할 수 있다.

다섯째, 태양광 패널이 폴에 의해 지지되는 특성상 태양광 패널이 지면으로부터 충분히 이격되고 통풍이 원활하게 이루어지므로 태양광 패널의 온도 상승을 억제하여 태양광 발전 효율을 높일 수 있다.

여섯째, 태양광 발전 부지가 산지나 임야 등인 경우에는 태양광 패널을 지지하는 폴 주변에 있는 수목을 그대로 유지할 수 있으므로 자연 훼손을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 회전장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대 측면도이다.
도 3은 도 1에서 회전장치의 내부 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 부분 확대 측면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 부분 확대 측면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치의 외관을 도시한 사시도이다.
도 9는 도 8의 주요 부분에 대한 부분 확대 단면도이다.
도 10은 도 9에서 바람에 의해 외력이 가해진 예를 도시한 부분 확대 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 회전장치의 외관을 도시한 사시도, 도 2는 도 1의 부분 확대 측면도, 도 3은 도 1에서 회전장치의 내부 구성을 도시한 분해 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 회전장치(100)는 태양광 패널 어레이(15)의 배면에 연결되는 제1 관형체(101)와, 제1 관형체(101)의 하부에 조립되고 하단은 폴(10)에 고정된 제2 관형체(106)와, 제2 관형체(106)의 내부에 설치되어 제1 관형체(101)에 회전력을 제공하는 구동모터(107)와, 태양광 패널 어레이(15)의 하부 또는 제1 관형체(101)에 실질적으로 고정되어 제2 관형체(106)의 주변, 또는 폴(10)의 주변까지 연장되고 제2 관형체(106)의 바깥면이나 폴(10)의 바깥면과 이격되게 배치된 리미트 부재(110)를 포함한다.

태양광 패널 어레이(15)는 복수개의 태양광 패널(15a)이 서로 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 구성된다.

태양광 패널 어레이(15)는 제1 관형체(101)의 상단에 형성된 경사면 위에 장착되어 지면에 대해 경사지게 설치된다. 태양광 패널 어레이(15)의 설치 각도는 상기 경사면의 각도에 의해 결정된다.

폴(10)은 지면으로부터 수직하게 세워지고 하단이 앵커볼트 등과 같은 체결수단에 의해 지면에 고정되어 설치된다. 바람직하게 폴(10)은 통상의 가로등 지주와 같이 외주면이 둥근 금속 관형체로 이루어질 수 있고, 그밖에 다양한 소재와 형태로 구성될 수 있다.

제1 관형체(101)는 비스듬히 경사진 상면에 소정의 방수커버가 마련되고 원형의 둘레면을 가진 파이프형 구조물이다. 상기 방수커버는 제1 관형체(101)의 내부공간을 개폐할 수 있게 착탈 가능하게 체결된다.

제2 관형체(106)는 제1 관형체(101)의 하부에 위치하도록 조립되고 원형의 둘레면을 가진 파이프형 구조물이다. 제2 관형체(106)의 하단에는 폴(10)의 상단 부분이 끼워질 수 있는 공간이 마련된다. 폴(10)이 끼워짐에 따라 제2 관형체(106)는 폴의 상단에 고정된다.

회전장치(100)와 폴(10) 간의 결합성을 좋게 하고 구조적으로 안정적인 조립체를 구성하기 위해 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106)의 직경은 폴의 직경과 동일하거나 비슷한 수준으로 설계될 수 있다.

제1 관형체(101)와 제2 관형체(106) 사이에는 소정의 베어링이 개재될 수 있다. 상기 베어링은 회전중심축이 지면에 대해 수직을 이루도록 눕혀지게 배치된다. 상기 베어링은 조립볼트에 의해 제1 관형체(101)와 연결되어 일체로 회전하게 되는 상부링과, 상기 상부링의 하부에 조립되고 볼트 등에 의해 제2 관형체(106)에 연결되어 고정되는 하부링을 구비한다. 상기 상부링과 하부링 사이에는 다수의 볼이 배치되어 있다. 상기 베어링의 상부링에는 내주면 둘레를 따라 일정 간격으로 기어이가 형성되어 있다. 상기 상부링에 형성된 기어이는 구동모터(107)와 연결된 기어부(109)와 치합된다. 부가적으로, 상기 베어링의 하부링에는 기어부(109)를 이루는 일부 기어와 치합되어 회전을 안내하는 기어이가 형성될 수 있다.

기어부(109)는 점유공간을 최소화하기 위해 적어도 일부가 상기 베어링의 중공에 삽입되게 배치된다. 기어부(109)는 복수개의 유성기어(planetary gear)들의 어셈블리로 이루어지는 것이 바람직하다. 복수개의 유성기어들은 상기 상부링에 형성된 기어이와 치합되어 동력을 전달한다. 바람직하게, 기어부(109)는 브레이크 기능을 갖는 치차 기어로 이루어져서 기어 풀림현상이 방지된다.

구동모터(107)는 제2 관형체(106)의 내부에 바람직하게, 제2 관형체(106)와 동축을 이루며 세워지게 고정되어 기어부(109)에 회전력을 제공한다.

도 3에 나타난 바와 같이 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106)의 결합 부위나 그 주변, 또는 접촉 부위에는 전원 및/또는 신호의 전달을 위한 제1 접점(102), 제2 접점(103) 및 제3 접점(104)이 설치된다. 비록, 도면에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 변형예에 따르면 접점의 수가 3접점을 초과하는 회전장치가 제공될 수도 있다.

제1 접점(102)과 제2 접점(103)은 각각, 제2 관형체(106)와 실질적으로 연결되도록 고정된 도체링(102a,103a)과, 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106) 간의 상대 회전 시 상기 도체링(102a,103a)의 상면과 슬라이딩하며 접촉을 지속적으로 유지하는 도체블록(102b,103b)의 접점쌍으로 구성된다. 제1 접점(102)의 도체링(102a)과 제2 접점(103)의 도체링(103a)은 서로 동심원상으로 배열된다. 제1 접점(102) 및 제2 접점(103) 중 어느 하나는 음극단자가 되고 다른 하나는 양극단자가 된다. 복수개의 태양광 패널(15a)들 중 전체 출력구간의 양단은 제1 접점(102)과 제2 접점(103)에 각각 연결된다. 제1 접점(102) 및 제2 접점(103)을 통해 출력되는 전력은 발전용 인버터(108)로 공급되어 발전용으로 사용된다.

제3 접점(104)은 제1 접점(102) 및 제2 접점(103)의 윗쪽에서 기어부(109)의 회전 부위에 고정되어 제1 관형체(101)와 일체로 회전하는 도체링(104a)과, 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106) 간의 상대 회전 시 상기 도체링(104a)의 하면과 슬라이딩하며 접촉을 유지하는 도체블록(104b)의 접점쌍으로 구성된다.

제3 접점(104)은 태양광 패널 어레이(15)를 이루는 복수개의 태양광 패널(15a)들 중 일부 출력구간(예컨대, 하나의 태양광 패널(15a)의 출력단)에서 인출된 양극단자와 전기적으로 연결된다. 제3 접점(104)을 통해 출력되는 전력은 구동모터(107)와 소정 PCB의 구동을 위한 전원으로 사용된다. 제3 접점(104)은 제2 접점(103)에 비해 회전장치의 회전축으로부터 반경방향으로 상대적으로 안쪽, 즉 구동모터(107)에 근접하게 배치되어 구동모터(107)와 PCB에 전력을 공급하는 것이 바람직하다.

제1 접점(102)은 제2 접점(103) 및 제3 접점(104)에 대하여 음극 공통단자로 사용되는 것이 바람직하다.

제1 접점(102) 내지 제3 접점(104)에 부여되는 전기 극성은 상술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 변형이 있을 수 있음은 물론이다.

리미트 부재(110)는 태양광 패널 어레이(15)의 하부 또는 제1 관형체(101)의 일부에 직,간접적으로 고정되어 제2 관형체(106)의 주변, 또는 폴(10)의 주변까지 연장되게 배치된다. 리미트 부재(110)는 외력에 의해 태양광 패널 어레이(15) 또는 제1 관형체(101)가 제2 관형체(106)로부터 꺾이거나 구부러지는 방향으로 힘이 가해질 때 하단이 제2 관형체(106)의 일부 또는 폴(10)의 외주면과 맞닿아 정해진 각도 이상으로 꺾이거나 구부러지는 것을 제한하는 작용을 한다.

구체적으로, 리미트 부재(110)는 태양광 패널 어레이(15)의 하면에 종,횡으로 배치된 앵글(20)에 고정된 연결판(21)과, 연결판(21)에 상단이 고정되어 하방으로 연장되게 배치된 복수개의 서포트 바(110a)와, 서포트 바(110a)의 하단에 연결되고 제2 관형체(106) 또는 폴(10)이 정해진 간극을 두고 끼워질 수 있는 개구가 형성된 링형 플레이트(110b)를 구비한다.

태양광 패널 어레이(15)에 태풍으로 인한 강풍 등의 외력이 가해지면 태양광 패널 어레이(15)와 일체로 서포트 바(110a) 및 링형 플레이트(110b)에 힘이 전달되어 소정의 움직임이 발생하지만 링형 플레이트(110b)가 제2 관형체(106)의 일부(하단) 또는 폴(10)의 외주면과 맞닿은 상태에 이르면 리미트 부재(110)의 지탱 작용에 의해 더이상의 움직임이 제한되므로 결과적으로 태양광 패널 어레이(15)의 꺾임이나 회전장치(100)의 구부러짐과 같은 변형이 방지된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치의 외관을 도시한 사시도, 도 5는 도 4의 부분 확대 측면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치에 구비된 리미트 부재(111)는, 태양광 패널 어레이(15)의 하면에 종,횡으로 배치된 앵글(20)에 고정된 연결판(21)과, 연결판(21)에 볼팅이나 용접 등으로 고정된 양단 연결부(111a)와, 양단 연결부(111a) 사이에서 절곡되어 하방으로 돌출되고 제2 관형체(106) 또는 폴(10)이 정해진 간극을 두고 끼워질 수 있는 개구가 형성된 평면부(111b)로 이루어진 입체형 플레이트 형태로 구성된다.

태양광 패널 어레이(15)에 강풍 등의 외력이 가해지면 태양광 패널 어레이(15)와 일체로 양단 연결부(111a) 및 평면부(111b)를 가진 리미트 부재(111)에 힘이 전달되어 소정의 움직임이 발생하지만 평면부(111b)가 제2 관형체(106)의 일부(하단) 또는 폴(10)의 외주면과 맞닿은 상태에 이르면 리미트 부재(111)의 지탱 작용에 의해 더이상의 움직임이 제한되므로 결과적으로 태양광 패널 어레이(15)의 꺾임이나 회전장치(100)의 구부러짐과 같은 변형이 방지된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치의 외관을 도시한 사시도, 도 7은 도 6의 부분 확대 측면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치에 구비된 리미트 부재(112)는, 제1 관형체(101)의 바깥 둘레에 볼팅 등으로 고정되고 하단을 포함하는 일부는 제2 관형체(106)의 바깥을 둘러싸도록 배치된 금속링(또는 파이프) 형태로 구성된다.

태양광 패널 어레이(15)에 강풍 등의 외력이 가해지면 태양광 패널 어레이(15)와 일체로 제1 관형체(101)와 금속링 형태의 리미트 부재(112)에 힘이 전달되어 소정의 움직임이 발생하지만 리미트 부재(112)의 하단 테두리단이 제2 관형체(106)의 일부(하단) 또는 폴(10)의 외주면과 맞닿은 상태에 이르면 리미트 부재(111)의 지탱 작용에 의해 더이상의 움직임이 제한되므로 결과적으로 태양광 패널 어레이(15)의 꺾임이나 회전장치(100)의 구부러짐과 같은 변형이 방지된다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치의 외관을 도시한 사시도, 도 9는 도 8의 주요 부분에 대한 부분 확대 단면도, 도 10은 도 9에서 바람에 의해 외력이 가해진 예를 도시한 부분 확대 단면도이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 회전장치에 구비된 리미트 부재(113)는, 제1 관형체(101)의 하단에 제1 관형체(101)와 일체로 다이캐스팅 성형되어 제2 관형체(106)의 바깥을 둘러싸도록 배치된 링형 돌기 형태로 구성되어 실질적으로 리브(rib) 구조로 구성된다. 제1 관형체(101)와 리미트 부재(113)가 이어지는 부분의 내측면(114)은 제1 관형체(101)와 리미트 부재(113)가 이어지는 부분의 내측면(114)은 하부로 가면서 점차 내경이 넓어지는 형상이 되도록 비스듬히 경사진 부분이 형성되고 그에 대응하는 제2 관형체(106)의 상부 테두리부는 테이퍼(taper)지게 형성된다. 이와 같이 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106)의 접촉 부분에 경사 구조를 형성하여 서로 맞닿게 하면 제1 관형체(101) 하단에 돌출된 리브 구조의 내구성을 더욱 보강하여 파손을 방지할 수 있다. 또한, 태양광 패널 어레이(15) 또는 제1 관형체(101)에 외력이 가해졌을 때 리미트 부재(113)와 함께 내측면(114)의 경사진 부분이 제2 관형체(106)와 맞닿아 꺾임이 더욱 효과적으로 제한될 수 있다.

태양광 패널 어레이(15)에 강풍(도 10의 화살표 참조) 등의 외력이 가해지면 태양광 패널 어레이(15)와 일체로 제1 관형체(101)와 제1 관형체(101)의 일부(하단)에 해당하는 링형 돌기부 형태의 리미트 부재(113)에 힘이 전달되어 제2 관형체(106)에 대하여 소정의 움직임이 발생하지만, 도 10에 나타난 바와 같이 리미트 부재(113)의 내측면이 제2 관형체(106)의 바깥면과 맞닿은 상태에 이르면 리미트 부재(111)의 지탱 작용에 의해 더이상의 움직임이 제한되므로 결과적으로 태양광 패널 어레이(15)의 꺾임이나 회전장치(100)의 구부러짐과 같은 변형이 방지된다.

상기와 같은 구성을 가진 태양광 회전장치(100)는 구동모터(107)의 회전력을 기어부(109)에 제공하여 제1 관형체(101)를 회전시킴으로써 제1 관형체(101)의 상단에 고정된 태양광 패널 어레이(15)를 서서히 회전시킨다. 제1 관형체(101)는 안정적으로 태양광 패널(15a)을 지지한 상태에서 폴(10)에 고정된 제2 관형체(106)에 대하여 회전한다. 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106) 사이에는 베어링이 개재되어 있어 구조적으로 안정적이고 부드러운 회전이 이루어질 수 있다. 태양광 패널(15a)이 회전하는 경로는 태양의 일조량을 고려하여 가능한 한 태양에 충분히 노출될 수 있게 설정되는 것이 바람직하다. 태양광 패널(15a)을 정해진 시간동안 일정 속도로 회전시키면, 복잡한 구조의 태양광 추적장치를 별도로 사용하지 않더라도, 태양광 패널(15a)을 한쪽을 향하게 정지 상태로 두는 경우에 비해 태양광 발전 전력량을 증대시킬 수 있다.

부가적으로, 본 발명에 따른 회전장치(100)가 적용된 태양광 발전용 폴 시스템에는 태양광 패널 어레이(15) 외에 승강형 조명 유닛과 승강형 CCTV 카메라 유닛이 설치될 수 있다. 이 경우 각각의 유닛의 본체에 내장된 드럼의 정방향 회전구동에 따른 제1 승강줄과 제2 승강줄의 권상에 의해 조명 유닛과 CCTV 카메라 유닛이 상승하여 폴(10)의 상부에 위치한 각각의 본체와 결합되었을 때 각각의 본체에 내장된 상부 접점부와 하부 접점부가 서로 접촉하여 조명 유닛과 CCTV 카메라 유닛에 전원이 공급될 수 있다. 여기서, 상기 조명 유닛과 CCTV 카메라 유닛의 구동을 위한 전원은 예컨대, 제1 접점을 통해 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 태양광 회전장치(100)는 구동모터(107)의 동작 시 회전력은 기어부(109)를 통해 베어링으로 전달되어 베어링의 상부링을 회전시키고, 이와 동시에 상부링과 연결되어 있는 제1 관형체(101)를 회전시킴으로써 태양광 패널 어레이가 서서히 회전하게 된다. 제1 관형체(101)는 안정적으로 태양광 패널 어레이를 지지한 상태에서 폴에 고정된 제2 관형체(106)에 대하여 회전한다.

기어부(109)는 베어링의 상부링 둘레를 따라 형성된 기어이와 치합되어 회전력을 전달하고, 상부링은 제1 관형체(101)와 연결되어 제1 관형체(101)와 일체로 회전한다. 제1 관형체(101)는 그 상면에 고정된 태양광 패널 어레이와 일체로 회전한다. 이때, 기어부(109)는 적어도 일부가 상기 베어링의 중공에 삽입되게 배치되므로 공간 이용 효율을 극대화할 수 있다.

따라서, 본 발명을 적용할 경우 폴(10)의 상단에 설치된 태양광 패널(15a)을 안정적으로 회전시켜서 고효율로 태양광 발전 전원을 수행할 수 있다.

복수개의 태양광 패널(15a)들 중 전체구간에서 출력되는 전력은 제1 접점(102) 및 제2 접점(103)을 통해 발전용 인버터(108)에 전달되어 예컨대, 72~120V의 태양광 전기가 생산된다.

또한, 복수개의 태양광 패널(15a)들 중 일부구간(예컨대, 하나의 태양광 패널(15a)의 출력단)에서 출력되는 전력은 제1 접점(102) 및 제3 접점(104)을 통해 구동모터(107)와 PCB에 전달되어 예컨대, 24~40V의 구동용 전원이 공급된다.

태양광 패널 어레이(15)에 바람 등과 같은 외력이 가해지면 태양광 패널 어레이(15)와 일체로 제1 관형체(101)와 리미트 부재(110,111,112,113)에 힘이 전달되어 소정의 움직임이 발생하지만 리미트 부재(112)의 하단이 제2 관형체(106)의 일부 또는 폴(10)의 외주면과 맞닿은 상태에 이르면 리미트 부재(110,111,112,113)의 지탱 작용에 의해 더이상의 움직임이 제한되므로 결과적으로 태양광 패널 어레이(15)의 꺾임이나 회전장치(100)의 구부러짐과 같은 변형이 방지된다.

따라서, 태풍으로 인한 강풍 등의 외력이 가해지더라도 구동모터(107)의 회전력을 오류없이 태양광 패널(15a)로 회전력을 전달할 수 있고, 태양광 패널 어레이를 용이하게 대면적으로 구성할 수 있다.

10: 폴 15: 태양광 패널 어레이
15a: 태양광 패널 20: 앵글
21: 연결판 101: 제1 관형체
102: 제1 접점 103: 제2 접점
104: 제3 접점 106: 제2 관형체
107: 구동모터 110,111,112,113: 리미트 부재

Claims (5)

1. 폴에 설치되어 태양광 패널 어레이를 회전시키는 태양광 회전장치에 있어서,
   태양광 패널 어레이에 연결되는 제1 관형체;
   상기 제1 관형체의 하부에 조립되고 폴의 상단에 고정되는 제2 관형체;
   상기 제2 관형체에 대하여 상기 제1 관형체 및 상기 태양광 패널 어레이가 회전하도록 상기 제1 관형체에 회전력을 전달하는 기어부;
   상기 기어부에 회전력을 제공하는 구동모터; 및
   상기 제1 관형체에 고정되어 상기 제2 관형체의 주변까지 연장되고 상기 제2 관형체의 바깥면과 이격되게 배치된 리미트 부재;를 포함하고,
   상기 리미트 부재는,
   상기 제1 관형체의 하단에 상기 제1 관형체와 일체로 성형되어 상기 제2 관형체의 바깥을 둘러싸도록 배치된 링형 돌기 형태의 리브이고,
   상기 제1 관형체와 리미트 부재가 이어지는 부분의 내측면은 하부로 가면서 점차 내경이 넓어지는 형상이 되도록 비스듬히 경사진 부분이 형성되고 그에 대응하는 상기 제2 관형체의 상부 테두리부는 테이퍼지게 형성되고,
   상기 태양광 패널 어레이 또는 상기 제1 관형체에 외력이 가해졌을 때 상기 리미트 부재와 함께 상기 경사진 부분이 상기 제2 관형체와 맞닿아 꺾임이 제한되는 것을 특징으로 하는 꺾임 방지구조를 가진 태양광 회전장치.
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