KR102496538B1

KR102496538B1 - 경사각도 조정형 태양광 발전장치

Info

Publication number: KR102496538B1
Application number: KR1020220141827A
Authority: KR
Inventors: 김의근
Original assignee: 범진에너지건설(주)
Priority date: 2022-10-28
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2023-02-06

Abstract

본 발명은 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 관한 것으로, 태양광 발전 패널의 상부와 저부를 함께 각도조정방향으로 이동시켜 태양광 발전 패널을 원활하게 각도 조정하고 손상도 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치는, 지면에 설치되는 기초블록(10)과; 상기 기초블록 위에 세워지는 포스트(20)와; 저부가 상기 포스트에 힌지 연결되는 태양광 발전 패널(30)과; 상기 태양광 발전 패널의 상부와 저부에 각각 연결되며 상기 태양광 발전 패널의 상부를 당기거나 미는 동시에 저부를 반대로 밀거나 당겨 상기 태양광 발전 패널의 각도를 조정하는 양방향 각도조정수단(40)을 포함하고, 상기 양방향 각도조정수단은, 내부가 격벽(44)을 통해 제1,2챔버(42,43)가 구획되는 실린더41), 상기 격벽에 형성되어 작동유가 상기 제1,2챔버로 이동하도록 하는 통공(44a), 상기 실린더의 제1,2챔버와 통하도록 형성되는 제1,2포트(45,46), 일측은 상기 태양광 발전 패널의 상부에 연결되는 한편 타측은 상기 실린더의 제1챔버에 제1피스톤을 통해 설치되는 제1로드(47), 일측은 상기 태양광 발전 패널의 저부에 연결되는 한편 타측은 상기 실린더의 제2챔버에 제2피스톤을 통해 설치되는 제2로드(48), 상기 제1,2포트와 연결되어 작동유를 상기 제1포트에 유입 또는 제2포트에 유입시키는 작동유 순환수단(49)을 포함하는 유압식 각도조정수단이다.

Description

경사각도 조정형 태양광 발전장치{A SOLAR GENERATOR HAVING AN ANGLE CONTROL DEVICE}

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전 패널의 상부와 저부를 함께 경사각도 조정 방향으로 이동시키는 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 관한 것이다.

이 부분은 본 출원 내용과 관련된 배경 정보를 제공할 뿐 반드시 선행기술이 되는 것은 아니다.

태양광 발전 시스템은 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하므로, 분산형 발전시스템으로서 반영구적으로 활용할 수 있고, 태양 전지를 사용하여 유지 보수가 간편하며, 무공해와 무한대의 태양 에너지원을 이용하기 때문에 미래의 대체 에너지원으로 각광 받고 있다.

이러한, 태양광 발전 시스템은 태양전지들이 붙어있는 태양광 패널을 이용하여 전력을 생산하는데, 대규모 태양광 발전 시스템에는 다수의 태양전지모듈이 설치되어, 많은 양의 전력을 생산할 수 있다.

한편, 태양의 위치가 변하는 것에 맞춰 태양광 발전 패널의 각도를 조정하도록 구성되고 있다.

공개특허 제10-2012-0084280호는 힌지축이 동서방향으로 수평 하게 설치되고, 지면에 대하여 수직인 직립지지대; 후면 중앙에 상기 힌지축에 결합하는 회전힌지가 부착되고, 상기 회전힌지에는 태양전지패널의 각도와, 해당지역의 위도를 감안하여 태양광이 직교하는 날짜가 표시된 각도/날짜 눈금표가 표기되어 있고, 후면 상단에는 지면과의 길이를 조절할 수 있는 턴버클과 연결하기 위한 회전힌지가 부착된 태양전지패널; 지면 기초부분의 회전힌지와 태양전지패널의 회전힌지를 연결하며 두 지점간의 길이를 조절할 수 있는 턴버클이 결합된 태양전지패널 각도조절 장치이며, 턴버클이 태양전지패널의 상부에만 연결되어 있고 즉 태양전지패널의 저부에는 지지기반이 없기 때문에 태양전지패널의 각도 조정 시 태양전지패널의 흔들림이 많고 결과적으로 평상 시와 각도 조정 시 모두 태양전지패널의 손상을 유발한다.

공개실용신안 제20-2010-0002091호는 지상에 연직으로 세워진 기둥과, 상기 기둥의 상단에 회전가능하게 연결된 태양전지판넬과, 하단이 상기 기둥에 힌지연결된 가이드관과, 상단이 상기 태양전지판넬의 저부에 힌지연결되고 하단이 상기 가이드관의 상단 입구로 슬라이딩가능하게 삽입된 가이드봉과, 상기 가이드관에 삽입된 가이드봉이 슬라이딩되지 않도록 상기 가이드관과 상기 가이드봉에 형성되어 서로 일치된 핀홀로 삽입되는 고정핀이 구비된 경사조절프레임과, 외면에 나사가 형성되어 하단이 상기 기둥에 힌지연결된 제1나사막대와, 외면에 나사가 형성되어 상단이 상기 태양전지판넬의 저부에 힌지연결된 제2나사막대와, 양단 각각에 형성된 암나사 각각에 상기 제1나사막대와 제2나사막대가 나사체결되어 제1나사막대와 제2나사막대 사이에 연결된 턴버클이 구비된 경사고정프레임이 포함되어 구성된 경사각 조절이 가능한 태양광 발전 장치이며, 2개의 턴버클이 태양전지판넬의 상부와 저부에 연결되어 있지만 서로 유기적 결합관계가 없이 독립적으로 작동하기 때문에 태양전지판넬의 상부와 저부가 함께 이동하지 못할 수 있으며, 즉, 태양전지판넬의 상부가 하부로 내려갈 때 저부가 반대로 상승하지 못할 수 있는 등의 오류가 발생될 수 있다.

공개특허 제10-2012-0084280호 공개실용신안 제20-2010-0002091호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양광 발전 패널의 상부와 저부를 함께 각도조정방향으로 이동시켜 태양광 발전 패널을 원활하게 각도 조정하고 손상도 방지하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치는, 태양광 발전 패널의 상부와 저부에 각각 연결된 양방향 각도조정수단을 매개로 하여 태양광 발전 패널의 상부와 저부를 서로 반대로 이동시키면서 태양광 발전 패널의 상부와 저부를 지지하면서 각도를 조정하는 것을 특징으로 한다.

상기 양방향 각도조정수단은 유압식인 것을 특징으로 한다.

상기 양방향 각도조정수단의 구성으로 상기 태양광 발전 패널의 상부와 저부에 각각 연결되는 제1,2로드의 연동을 도와주는 연동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 의하면, 태양광 발전 패널의 상부와 저부를 함께 각도조정방향으로 이동시켜 종래 태양광 발전 패널의 상부 또는 저부의 한쪽만을 당기고 미는 방법으로 태양광 발전 패널의 각도를 조정할 때보다 더욱 원활한 각도 조정이 가능하고, 평상 시에도 힌지 포인트와 함께 3개소에서 태양광 발전 패널을 지지하기 때문에 태양광 발전 패널의 처짐과 손상을 막아 발전 효율을 향상하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 적용된 양방향 각도조정수단의 구성도.
도 3과 도 4는 각각 본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치의 각도 조정을 보인 작동 상태도.
도 5는 본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치에 적용된 연동수단을 보인 도면.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치는, 기초블록(10), 기초블록(10)에 세워지는 포스트(20), 포스트(20)에 각도 조정 가능하게 설치되는 태양광 발전 패널(30), 태양광 발전 패널(30)의 상부와 저부를 지지하며 상부와 저부를 서로 반대로 이동시키면서 태양광 발전 패널(30)의 각도를 조정하는 양방향 각도조정수단(40)을 포함한다.

기초블록(10)은 지면에 안착되는 콘크리트 블록, 지중에 삽입 정착되는 파일, 콘크리트 블록과 파일의 조합 등이 사용된다.

포스트(20)는 기초블록(10)에 연결되며, 강관, H 빔 등이 사용되고 도면에 도시된 수량으로 한정되지 않는다.

포스트(20)는 기초블록(10)에 스윙수단을 통해 스윙 가능하게 설치되어 태양광 발전 패널(30)을 스윙시킴으로써 태양광 발전 패널(30)의 위치를 변경할 수 있다. 상기 스윙수단은 스윙모터, 상기 포스트(20)의 둘레부에 형성되는 링기어, 상기 스윙모터의 구동축과 상기 링기어를 동력 전달 가능하게 연결되어 상기 포스트를 스윙시키는 동력전달수단(기어트레인 등)을 포함한다.

포스트(20)는 관절식의 구성도 가능하고, 예를 들어 기초블록(10)에 고정되는 고정 포스트, 상기 고정 포스트의 상부에 저부가 힌지 연결되며 태양광 발전 패널(30)이 고정되는 관절 포스트로 구성된다. 상기 관절 포스트는 모터와 기어 등의 구동수단을 통해 각도가 조정될 수 있고, 이 때의 각도 변화는 태양광 발전 패널(30)의 큰 각도 조정을 위한 것이며, 즉 큰 각도 조정 후 양방향 각도조정수단(40)을 통해 작은 폭으로 각도를 조정할 수 있다.

태양광 발전 패널(30)은 기성품이며 저부의 중앙이 포스트(20)의 상단과 힌지(31)(축핀 등)로 연결되며 저면의 상부와 저부에는 제1,2슬라이딩 레일(32,33)이 형성된다.

제1,2슬라이딩 레일(32,33)은 홈의 형태 등이다.

태양광 발전 패널(30)은 힌지(31)가 연결되는 힌지브래킷(34)이 상하로 이동 가능하게 설치되는 것도 가능하고, 이 때, 힌지브래킷(34)은 태양광 발전 패널(30)의 저면에 상하 방향으로 형성되는 레일에 설치되고 상부와 하부에 각각 설치되는 탄성부재를 통해 탄력 지지된다.

제1,2슬라이딩 레일(32,33)은 양방향 각도조정수단(40)의 제1,2로드가 신축될 때 슬라이딩을 통해 파손을 일으키지 않도록 하는 것이다.

제1,2슬라이딩 레일(32,33)에는 후술하는 제1,2슬라이더(47b,48b)가 각각 설치되어 태양광 발전 패널(30)의 하중이 제1,2슬라이더(47b,48b)를 통해 제1,2로드(47,48)에 전가되며, 제1,2슬라이더(47b,48b)에 집중되는 하중을 분산시키기 위하여 제1,2슬라이딩 레일(32,33)에는 제1,2슬라이더(47b,48b)의 양쪽(상부와 하부)에 설치되어 제1,2슬라이더(47b,48b)를 탄력 지지하는 탄성부재(코일스프링 또는 판스프링)가 설치될 수 있다.

도 1과 도 2에서 보이는 것처럼, 양방향 각도조정수단(40)은 유압식 각도조정수단으로, 실린더(41), 실린더(41)의 내부에 형성되어 그 내부를 제1,2챔버(42,43)로 구획하는 한편 작동유가 흐르도록 통공(44a)이 구비된 격벽(44), 실린더(41)의 제1,2챔버(42,43)와 통하는 제1,2포트(45,46), 일측이 제1,2챔버(42,43)에 연결되고 타측이 태양광 발전 패널(30)의 상부와 저부에 연결되어 태양광 발전 패널(30)의 상부와 저부를 반대로 이동시켜 각도를 조정하는 제1,2로드(47,48), 실린더(41)에 작동유를 순환시키는 작동유 순환수단(49)을 포함한다.

실린더(41)는 포스트(20)에 예를 들어 외팔보 형태로 설치되는 서포트(예를 들어 판형)에 탑재되고, 작동유 순환수단(49)은 기초블록(10) 위에 설치된다.

제1,2챔버(42,43)는 실린더(41) 안에 격벽(44)을 두고 일렬로 배열되며, 제1챔버(42)는 제1로드(47)의 승강에 맞춰 상부에 로드 관통홀이 형성되고, 제2챔버(43)는 제2로드(48)의 좌우 이동에 맞춰 도면 기준 좌측에 로드 관통홀이 형성된다.

제1,2포트(45,46)는 제1,2챔버(42,43) 안에 작동유가 주입되고 배출되는 통로이다.

제1,2로드(47,48)는 길이방향의 일측 단부가 제1,2챔버(42,43) 안에 제1,2피스톤(47a,48a)을 통해 이동 가능하게 설치되며 타측 단부는 태양광 발전 패널(30)의 제1,2슬라이딩 레일(32,33)에 이동 가능하게 장착되는 제1,2슬라이더(47b,48b)에 연결되고, 제1,2슬라이더(47b,48b)와는 회동 가능하도록 힌지 연결되는 것이 바람직하다. 또한, 제1,2슬라이더(47b,48b) 자체도 회동 가능한 구조인 것이 바람직하고, 즉, 제1,2슬라이더(47b,48b)는 제1,2슬라이딩 레일(32,33)에 슬라이딩 가능하게 연결되는 슬라이딩부, 상기 슬라이딩부에 축핀을 통해 회동 가능하게 연결되는 몸체, 상기 몸체에 축핀을 통해 회동 가능하게 결합되며 제1,2로드(47,48)가 각각 회동 가능하게 연결되는 연결부로 분할 구성될 수 있다.

제1,2로드(47,48)는 원형이나 각형의 관, 판 등 다양한 형태가 가능하다.

제1,2로드(47,48)는 그 이동방향이 다르지만 동시에 이동이 이루어져야 하고, 이 때, 태양광 발전 패널(30)와 제1,2로드(47,48)의 연결부, 제1,2로드(47,48)와 실린더(41)의 연결부에서 파손이 일어나지 않도록 제1,2로드(47,48)는 완충 가능한 구조가 바람직하고, 예를 들어, 제1,2슬라이더(47b,48b)를 스프링을 통해 제1,2슬라이딩 레일(32,33)에 연결하는 방법, 제1로드(47)를 신축이 가능한 구조(직경이 다른 2개의 관(47-1,47-2)이 스프링(47-3)으로 연결되어 2개의 관(47-1,47-2)이 일정 폭만큼 벌어졌다가 다시 모아지는 구조)로 하는 방법이 가능하다. 제2로드(48)도 제1로드(47)와 동일한 신축 구조이다.

작동유 순환수단(49)은 작동유 탱크, 상기 작동유 탱크와 제1,2포트(45,46)를 연결하는 제1,2유로(49a,49b), 상기 작동유 탱크의 작동유를 펌핑하는 펌프, 상기 펌프의 토출측을 제1유로(49a) 또는 제2유로(49b)와 연결하는 밸브, 상기 펌프를 온/오프 제어하고 상기 밸브의 방향을 선택하는 조작부를 포함한다.

상기 조작부는 관리자의 운전에 의한 수동 조작, 태양의 위치나 시각을 근거로 하는 자동 조작 모두가 가능하다.

제1,2로드(47,48)는 양쪽 끝이 태양광 발전 패널(30)과 실린더(41)에 지지되어 중앙부에서 흔들림을 일으킬 수 있으며, 이를 해결하기 위하여 가이드가 포함될 수 있다.

상기 가이드는 포스트(20)를 지지기반으로 하여 설치되는 제1,2가이드(21,22)이다.

제1,2가이드(21,22)는 제1,2로드(47,48)의 둘레부를 감싸는 관형이며 지지대를 통해 포스트(20)에 연결되고, 상기 지지대는 포스트(20)에 볼트와 너트로 고정되거나 용접된다.

이와 같은 구성의 실린더(41), 제1,2로드(47,48) 및 관련 구성은 포스트(20)를 중심으로 하여 좌우 양쪽의 2개소 또는 4개 이상의 좌우 대칭으로 적용되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 경사각도 조정형 태양광 발전장치의 작용은 다음과 같다.

도 1을 초기 상태로 하고, 도 3과 같이 더 큰 각도로 조정하는 경우, 작동유는 작동유 탱크 ?? 펌프 ?? 제2유로(49b) ?? 제2포트(46) - 제2챔버(43) - 통공(44a) - 제1챔버(42) - 제1포트(45) - 제1유로(49a) - 작동유 탱크의 경로로 흐르게 된다.

따라서, 작동유가 제2유로(49b)를 경유하여 제2포트(46)를 통해 제2챔버(43) 안에 유입되면 제2피스톤(48a)이 도면 기준으로 우측으로 이동하여 제2로드(48)가 수축 방향(도면 기준 우측 방향)으로 이동한다.

이와 동시에 제2챔버(43) 안의 작동유가 통공(44a)을 통해 제1챔버(42)로 이동하여 제1챔버(42)의 제1피스톤(47a)이 상부로 이동하여 제1로드(47)가 상승하게 되며, 결과적으로 태양광 발전 패널(30)의 저부가 당겨지면서 상부는 밀리게 되어 각도가 조정된다.

반대로 도 1의 초기 상태에서 도 4와 같이 더 작은 각도로 조정하는 경우, 작동유의 경로는 작동유 탱크 ?? 펌프 - 제1유로(49a) ?? 제1포트(45) - 제1챔버(42) - 통공(44a) - 제2챔버(43) - 제2포트(46) - 제2유로(49b) - 작동유 탱크이며, 따라서, 작동유가 제1챔버(32) 안에 유입되어 제1피스톤(47a)을 하강시킴으로써 제1로드(47)가 하강하여 태양광 발전 패널(30)의 상부를 하부로 당기고, 동시에 제1챔버(42)의 작동유가 통공(44a)을 통해 제2챔버(43)로 이동하여 제2피스톤(48a)이 좌측으로 이동하여 제2로드(48)를 좌측으로 이동시킴으로써 제2로드(48)가 태양광 발전 패널(30)의 저부를 좌측으로 밀게 되어 태양광 발전 패널(30)의 각도가 조정된다.

본 발명은 제1,2로드(47,48)가 왕복 이동할 때 상호 연결을 통해 연동이 더욱 자연스럽게 이루어질 수 있도록 연동수단이 포함되며, 상기 전달수단은 도 5에서 보이는 것처럼, 연동기어(50) 및 제1,2래크(51,52)를 포함한다.

제1,2래크(51,52)는 제1,2로드(47,48)에 각각 고정대를 통해 고정되고, 연동기어(50)는 제1,2래크(51,52)에 함께 치합되도록 설치된다.

연동기어(50)는 실린더(41)에 고정되는 스포크(53)를 통해 설치되어 안정적인 설치 상태를 유지하면서 제1,2래크(51,52)와 치합되는 것이 바람직하다.

연동기어(50)와 제1,2래크(51,52)는 커버에 의해 보호되는 것이 바람직하다. 상기 커버는 고정체인 실린더(41)에 고정되고 연동기어(50) 등의 좌우 양쪽을 덮는 형태이다.

이와 같은 구성에 따르면, 제1로드(47)가 하강하고 제2로드(48)가 좌측으로 이동할 때 제1래크(51)가 하강하고 제2래크(52)가 좌측으로 이동하며, 이 때, 제1,2래크(51,52)에 치합된 연동기어(50)가 시계 방향으로 회전하고, 즉, 연동기어(50)가 그 회전을 이용하여 제1,2로드(47,48)를 연결하여 동시에 이동하도록 함으로써 태양광 발전 패널(30)의 상부와 저부가 함께 각도 조정 운동한다.

반대로, 제2로드(48)가 우측으로 이동 및 제1로드(47)가 상승할 때, 연동기어(50)는 반시계 방향으로 회전하면서 제1,2로드(47,48)가 함께 이동하도록 도와준다.

10 : 기초블록, 20 : 포스트
30 : 태양광 발전 패널, 31 : 힌지
32,33 : 제1,2슬라이딩 레일,
40 : 양방향 각도조정수단, 41 : 실린더
42,43 : 제1,2챔버, 44 : 격벽
44a : 통공, 45,46 : 제1,2포트
47,48 : 제1,2로드, 47a,48a : 제1,2피스톤
47b,48b : 제1,2슬라이더, 49 : 작동유 순환수단
49a,49b : 제1,2유로,
50 : 연동기어, 51,52 : 제1,2래크

Claims

지면에 설치되는 기초블록과;
상기 기초블록 위에 세워지는 포스트와;
저부가 상기 포스트에 힌지 연결되는 태양광 발전 패널과;
상기 태양광 발전 패널의 상부를 하부로 당기는 힘과 연동하여 상기 태양광 발전 패널의 저부를 밀고, 반대로 상기 태양광 발전 패널의 저부를 당기는 힘과 연동하여 상기 태양광 발전 패널의 상부를 상부로 밀어 상기 태양광 발전 패널의 각도를 조정하는 양방향 각도조정수단을 포함하고,
상기 양방향 각도조정수단은, 내부가 격벽을 통해 제1,2챔버가 구획되는 실린더, 상기 격벽에 형성되어 작동유가 상기 제1,2챔버로 이동하도록 하는 통공, 상기 실린더의 제1,2챔버와 통하도록 형성되는 제1,2포트, 일측은 상기 태양광 발전 패널의 상부에 연결되는 한편 타측은 상기 실린더의 제1챔버에 제1피스톤을 통해 설치되는 제1로드, 일측은 상기 태양광 발전 패널의 저부에 연결되는 한편 타측은 상기 실린더의 제2챔버에 제2피스톤을 통해 설치되는 제2로드, 상기 제1,2포트와 연결되어 작동유를 상기 제1포트에 유입 또는 제2포트에 유입시키는 작동유 순환수단을 포함하는 유압식 각도조정수단인 것을 특징으로 하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 제1,2로드에 각각 고정되는 제1,2래크, 상기 제1,2래크에 치합되는 연동기어를 포함하여, 상기 제1,2로드의 왕복 이동 시 상기 제1 또는 제2래크를 통해 상기 연동기어가 회전하면서 제1,2로드의 이동을 도와주는 것을 특징으로 하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서, 상기 포스트에 고정되며 상기 제1,2로드를 직선 왕복 이동 가능하게 지지하는 제1,2가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 경사각도 조정형 태양광 발전장치.