KR102539333B1 - 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치 - Google Patents

Abstract

결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치가 제공된다. 태양광발전장치는, 지면으로부터 수직하게 연장되되, 지면과 제1각도로 기울어진 제1빗면에 의해 상부와 하부가 분할된 지지대, 제1빗면에 배치되어 지지대의 상부와 하부를 회전 가능하게 결합하되, 회전축이 제1빗면과 수직하고 지지대와 어긋나있어, 제1빗면을 회전면으로 하여 지지대의 상부를 회전축과 경사진 상태로 선회시키는 축관절, 지지대의 상단부에 결합되어 축관절의 회전에 따라 움직이는 태양광패널, 및 제1빗면과 연통되는 배수홀을 포함한다.

Description

결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치{Movable type photovoltaic power generation device for farming with freezing protective structure}

본 발명은 농경지에 배치하여 사용할 수 있는 영농형 태양광발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 태양광패널의 방향, 높낮이, 각도가 동시에 조절되는 가동구조와 가동구조의 결빙을 방지하는 결빙방지 구조가 함께 적용된 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치에 관한 것이다.

태양광에너지는 태양광으로부터 직접 생산된 가용에너지를 의미한다. 태양광에너지는 전기에너지를 포함하며 전기에너지는 태양광발전장치로 생산할 수 있다. 태양광발전장치는 태양광을 전력으로 변환하는 태양광패널을 사용하기 때문에 구조가 간단하고 쉽게 설치할 수 있어 일상생활에서도 자주 활용된다.

태양광발전장치로 보다 많은 전력을 확보하고자 하는 경우에는, 태양광의 입사면적이 큰 개방된 공간이 필요할 수 있다. 농경지는 넓게 개방되어 있으므로 이러한 요건을 충족하며 주변에 고층건물도 없는 경우가 많으므로 태양광 발전장치를 설치하기에 좋은 조건을 갖추고 있다.

이로 인해 기존의 농경지에 태양광발전장치를 적용하여 농작물의 수확과 전기 생산을 병행하려는 시도가 이루어지고 있다. 예를 들어, 태양광패널의 배치간격을 조절하여 발전면적과 경작면적을 배분하는 등의 연구도 진행되고 있다(예, 대한민국 특허 10-2067959등).

그러나 태양광패널은 음영지역을 발생시켜 인접한 경작지의 작물생장을 방해하기 때문에 발전면적 증가에는 한계가 있을 수 있다. 이러한 문제는 태양광패널의 간격조정 등으로는 해결하기 곤란한 문제이므로, 태양광발전장치의 설치면적은 줄이면서 발전량은 늘릴 수 있는, 보다 근본적인 기술적 대안이 요청되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-2067959호(2020. 01. 20)

본 발명의 기술적 과제는, 태양광패널의 방향, 높낮이, 각도가 동시에 조절되는 가동구조와 가동구조의 결빙방지 구조가 함께 적용된 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치를 제공하는 것이며, 이를 통해, 가동구조로 음영지역은 줄이고, 태양광은 보다 효과적으로 트래킹하여 발전량을 증대시키며, 가동구조의 결빙도 방지하여, 태양광 발전이 사계절 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재를 통해 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치는, 지면으로부터 수직하게 연장되되, 지면과 제1각도로 기울어진 제1빗면에 의해 상부와 하부가 분할된 지지대; 상기 제1빗면에 배치되어 상기 지지대의 상부와 하부를 회전 가능하게 결합하되, 회전축이 상기 제1빗면과 수직하고 상기 지지대와 어긋나있어, 상기 제1빗면을 회전면으로 하여 상기 지지대의 상부를 상기 회전축과 경사진 상태로 선회시키는 축관절; 상기 지지대의 상단부에 결합되어 상기 축관절의 회전에 따라 움직이는 태양광패널; 및 상기 제1빗면과 연통되는 배수홀을 포함한다.

상기 제1빗면은 상기 축관절이 형성되고 외부와 차폐되어 있는 밀폐영역, 및 상기 밀폐영역 외측의 노출영역을 포함하고, 상기 배수홀이 상기 노출영역과 연통되어 있을 수 있다.

상기 지지대는 원통형상이고 상기 제1빗면은 타원이며, 상기 밀폐영역은 상기 타원의 단축보다 작은 반경을 가질 수 있다.

상기 축관절은, 상기 제1빗면 상에서 상기 밀폐영역을 정의하며 상기 제1빗면과 평행하게 배치된 원형베어링, 외주면은 상기 원형베어링의 내주면에 결합되고 내주면에 기어치가 형성되어 상기 원형베어링 내부에서 회전하는 회전링기어, 및 상기 기어치에 치합되어 상기 회전링기어를 구동하는 피니언기어가 포함된 회전구동부를 포함하고, 상기 원형베어링과 상기 회전링기어가 상기 지지대의 하부와 상부에 각각 결합될 수 있다.

상기 태양광발전장치는, 상기 제1빗면의 상기 노출영역을 따라서 만입된 홈으로 이루어지고 상기 배수홀과 연결된 적어도 하나의 표면 배수홈을 더 포함할 수 있다.

상기 태양광발전장치는, 상기 제1빗면의 상기 노출영역을 가열하여 상기 노출영역의 온도를 빙점(氷点)보다 높게 상승시키는 가열모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 태양광발전장치는, 상기 노출영역의 적어도 일부에 축열물질로 이루어진 축열체가 배치될 수 있다.

상기 태양광발전장치는, 상기 지지대의 일부를 이루되, 광투과성물질로 이루어져 태양광을 상기 지지대 내부로 입사시키며, 입사된 태양광의 적어도 일부가 상기 제1빗면에 도달가능한 광경로를 형성하는 투광부를 더 포함할 수 있다.

상기 태양광패널은 상기 지지대의 상단부가 지면과 제2각도로 기울어져 형성된 제2빗면에 평행하게 결합되고, 상기 제1각도와 상기 제2각도의 크기가 서로 다를 수 있다.

상기 제1각도와 상기 제2각도는 모두 예각이되 상기 제1각도가 상기 제2각도보다 클 수 있다.

본 발명에 의하면 농경지의 상대적으로 적은 면적에 태양광발전장치를 설치하고도 전력 생산은 증가시키는 것이 가능하다. 본 발명은 태양광패널의 방향, 높낮이, 각도가 동시에 조절되는 가동구조로 태양광의 효과적인 트래킹이 가능하므로, 태양광발전장치의 전력생산량이 비약적으로 증가하며, 가동구조에 의해 음영지역도 최소화된다. 또한 가동구조가 간결하므로 설치 및 관리에도 이점이 있고, 가동구조의 결빙이 방지되어 트래킹 동작이 동절기에도 원활하게 이루어지므로, 개방된 농경지에서 사계절 원활하게 전력을 수급할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 태양광발전장치의 제1빗면 및 축관절 부분을 지지대의 길이방향 단면으로 도시한 부분절개 측면도이다.
도 3은 도 2의 제1빗면에 형성된 배수구조 및 그 작용을 확대도와 A-A' 단면도로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 태양광발전장치의 축관절 회전에 의한 가동동작을 도시한 작동도이다.
도 5는 도 1의 태양광발전장치의 트래킹 방식을 예시한 사용상태도이다.
도 6은 도 1의 태양광발전장치의 음영지역 변경동작을 도시한 사용상태도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치의 제1빗면 및 축관절 부분을 지지대의 길이방향 단면으로 도시한 부분절개 측면도이다.
도 8은 도 7의 제1빗면에 형성된 가열모듈 및 그 작용을 확대도와 A-A' 단면도로 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 의한, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치의 제1빗면 및 축관절 부분을 지지대의 길이방향 단면으로 도시한 부분절개 측면도이다.
도 10은 도 9의 지지대에 형성된 투광부 및 그 작용을 확대도로 도시한 작동도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 의한 배수구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치에 대해 상세히 설명한다. 먼저, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 상세히 설명한 후, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제2, 제3실시예에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양광발전장치의 제1빗면 및 축관절 부분을 지지대의 길이방향 단면으로 도시한 부분절개 측면도이다. 도 2에는, 지지대의 A-A'방향(제1빗면 방향)단면이 확대도로 함께 도시되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광 발전장치(이하, 태양광 발전장치)(1)는 지지대(100)에 회전식 관절이 형성된다. 지지대(100)의 관절은 단일 축을 갖는 축관절(110)이나 축관절(110)의 회전축(도 2의 F)은 지지대(100)에 대해 수직하지도, 평행하지도 않게 경사져 있다(도 2참조).

지지대(100)의 상부(100a)는 축관절(110)의 회전축(F)을 중심으로 회전된다. 그러나 회전축(F)이 지지대(100)와 일치하지 않고 예각으로 어긋나 있기 때문에, 지지대(100) 상부(100a)는 하부(100b)를 향해 접히지 않고 회전축(F)에 경사진 상태로 회전축(F) 둘레를 선회한다(도 4 및 도 5참조). 이러한 가동구조에 의해 태양광패널(200)의 지향방향, 높낮이, 각도를 동시에 바꾸는 동작이 가능하다.

축관절(110)의 회전면은, 지지대(100)를 상부(100a)와 하부(100b)로 분할하는 경사진 절단면[제1빗면(101)]상에 형성된다. 회전면인 제1빗면(101)이 지지대(100)의 길이방향(지지대가 일직선인 상태를 기준으로 한 길이방향이며, 지면과는 수직한 방향)과 경사져 있고 그로 인해 통상적인 횡단면(예, 지지대의 길이방향과 수직한 단면)보다 면적이 커지므로 수분유입, 결빙 등이 발생할 확률이 있지만, 본 발명은 제1빗면(101)의 수분을 배출하는 배수홀(1013, 1014)등 다양한 결빙방지 구조를 갖추고 있기 때문에 사계절 원활하게 작동된다.

이러한 본 발명의 태양광발전장치(1)는 다음과 같이 구성된다. 태양광발전장치(1)는, 지면으로부터 수직하게 연장되되, 지면과 제1각도(도 2의 α1참조)로 기울어진 제1빗면(101)에 의해 상부(100a)와 하부(100b)가 분할된 지지대(100), 제1빗면(101)에 배치되어 지지대(100)의 상부(100a)와 하부(100b)를 회전 가능하게 결합하되, 회전축(F)이 제1빗면(101)과 수직하고 지지대(100)와 어긋나있어, 제1빗면(101)을 회전면으로 하여 지지대(100)의 상부를 회전축(F)과 경사진 상태로 선회시키는 축관절(110), 지지대(100)의 상단부에 결합되어 축관절(110)의 회전에 따라 움직이는 태양광패널(200), 및 제1빗면(101)과 연통되는 배수홀(1013, 1014)을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 태양광패널(200)은 지지대(100)의 상단부가 지면과 제2각도(도 2의 α2참조)로 기울어져 형성된 제2빗면(102)에 평행하게 결합되고, 제1각도와 제2각도의 크기는 서로 다를 수 있다. 이러한 구조 때문에 태양광패널(200)은 회전면인 제1빗면(101)과 불일치상태가 되어 회전에 따라 지향방향, 높낮이, 및 각도가 한꺼번에 변경된다. 이하, 이러한 본 발명의 일 실시예에 기초하여 본 발명의 구성 및 작용효과 등을 보다 상세히 설명한다.

지지대(100)는 지면과 수직한 방향으로 연장된다. 지지대(100)는 일직선 상으로 길게 연장된 바(bar)로 형성될 수 있으며 원통형상일 수 있다. 지지대(100)의 내부는 비어 있을 수 있으며 재질은 금속일 수 있다. 지지대(100)는 금속제 바로 형성될 수 있다. 지지대(100)는 내부에 기계요소들을 배치 가능한 공간을 포함할 수 있으며 그러한 한도 내에서 직경 및 길이는 적절히 조정될 수 있다. 지지대(100)는 원통형상 외 다각형 바 등의 형태로도 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 지지대(100)는 제1빗면(101)과 제2빗면(102)의 빗면구조를 포함한다. 제1빗면(101)은 지지대(100)의 상단부와 하단부 사이에 형성되고, 제2빗면(102)은 지지대(100) 상단부에 형성된다. 특히 제1빗면(101)은 지지대(100)를 상부(100a)와 하부(100b)로 분할하는 구조로서, 지면과는 제1각도(α1)로 기울어져 있다. 제1빗면(101)은 지지대(100)를 상부(100a)와 하부(100b)로 분할하는(또는 그와 동등하게 지지대가 상부와 하부로 분할됨으로써 형성된) 경사진 절단면일 수 있다.

축관절(110)은 제1빗면(101)에 배치된다. 축관절(110)은 절단면인 제1빗면(101)에 배치되어, 제1빗면(101)에 의해 분할된 지지대(100)의 상부(100a)와 하부(100b)를 회전 가능하게 결합한다. 제1빗면(101)은 축관절(110)의 회전면과 일치하며, 축관절(110)의 회전축(F)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1빗면(101)과 수직하다.

축관절(110)은 도 2처럼 제1빗면(101)상에 배치되어 제1빗면(101)을 회전면으로 하는 경사진 회전을 생성한다. 축관절(110)이 생성한 회전에 의해, 지지대(100) 상부(100a)와 하부(100b) 사이의 간격이 바뀌어 지지대(100)가 적어도 부분적으로 접힐 수 있다. 그러나, 축관절(110)의 회전축(F)이 회전면인 제1빗면(101)과 수직하여 지지대(100)와는 어긋나 있으므로, 지지대(100) 상부(100a)는 자신의 길이방향과 불일치하는 회전축(F)의 둘레를 따라, 회전축(F)에 대해 경사진 상태로 선회하게 된다(도 4 및 도 5참조).

이러한 지지대(100) 상부(100a)의 선회동작은, 회전면(제1빗면)과 평행하지 않은 제2빗면(102)에 결합된 태양광패널(200)의 3차원적 배열을 계속 변경한다. 태양광패널(200)은 회전면과 불일치하게 배열되어 있으므로 축관절(110)의 회전만으로 태양광패널(200)의 지향방향과 각도가 동시에 바뀔 뿐만 아니라 지지대(100)에 결합되어 회전축(F)으로부터 떨어져 있기 때문에 높낮이도 함께 변경된다. 이를 이용한 트래킹 동작과 축관절(110)의 세부구조는 후술하여 좀더 상세히 설명한다.

제1빗면(101)은 예를 들어, 일직선 상으로 연장된 지지대(100)를 중간에서 절단하는 방식으로 형성할 수 있다. 그러한 방식으로 지지대(100)를 상부(100a)와 하부(100b)로 나눌 수 있다. 제1빗면(101)은 지지대 상부(100a) 및 지지대 하부(100b)의 절단부위에 대칭적으로 형성될 수 있다. 절단 후 지지대 상부(100a) 및 지지대 하부(100b)의 절단면(즉, 각각에 대칭적으로 형성된 제1빗면)은 판재 등을 용접하여 적어도 부분적으로 차폐할 수 있다. 차폐된 각 절단면 상에 적절히 축관절(110)구조를 형성할 수 있다.

태양광패널(200)은 지지대(100)의 상단부에 결합된다. 지지대(100)의 상단부는 지지대의 상부(100a) 중 최상단에 해당된다. 지지대(100)의 하단부는 지지대의 하부(100b) 중 최하단에 해당된다. 지지대(100)의 하단부는 지면에 고정되며, 지지대(100)의 상단부는 지지대(100)의 길이만큼 지면보다 높게 배치된다. 태양광패널(200)은 지지대(100)의 상단부에 결합되어 축관절(110)의 회전에 따라 움직인다.

태양광패널(200)은 도 1 및 도 2와 같이 지지대(100)에 결합될 수 있다. 태양광패널(200)은 지지대(100) 상단부에 지면과 제2각도(도 2의 α2참조)로 기울어진 제2빗면(102)에 결합되며, 제2빗면(102)의 지면에 대한 각도(α2)는 제1빗면(101)의 지면에 대한 각도(α1)와 서로 상이하다.

태양광패널(200)은 제2빗면(102)과 평행상태를 유지한다. 태양광패널(200) 표면에는 다수의 태양광 셀(201)이 집적되어 있을 수 있다. 제2빗면(102)이 지면과 이루는 제2각도(α2)는 축관절(110) 가동 전 지지대의 상부(100a)를 지면과 수직하게 배열한 상태에서 측정한 각도로 이해할 수 있다.

도 2에서 지면은 수평선으로 나타나 있고 태양광패널(200)과 지면이 이루는 각도는 제2각도(α2)로 표시되었다. 제2빗면(102)과 태양광패널(200)은 서로 평행하므로 제2빗면(102)이 지면과 이루는 각도 역시 도시된 제2각도(α2)와 동일하다. 이러한 제2각도(α2)를 제1빗면(101)이 지면과 이루는 제1각도(α1)와 비교하여 차이를 확인할 수 있다.

제2빗면(102)은 지지대(100) 상단부를 빗면 형상으로 가공하여 형성할 수 있다. 상단부를 절개하는 경우 제1빗면(101)과 마찬가지로 절개면에 판재 등을 용접하여 차폐할 수 있다. 그러한 제2빗면(102) 상에 적절한 결합구조를 배치하여 태양광패널(200)을 제2빗면(102)과 평행하게 결합할 수 있다.

태양광패널(200)과 제2빗면(102)사이에는 슬라이딩결합부(210)를 배치할 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 슬라이딩결합부(210)는 지지대(100)에 태양광패널(200)을 슬라이딩 가능하게 고정하는 홀더(211), 태양광패널(200)의 배면에 일직선 상으로 배치된 랙기어(212), 및 랙기어(212)에 치합되어 태양광패널(200)을 구동하는 구동기어(214)가 포함된 직선구동부(예를 들면, 모터)를 포함할 수 있다.

홀더(211)는 제2빗면(102)에 고정된 지지판과 지지판에서 연장된 지지다리를 이용하여 태양광패널(200)을 제2빗면(102)과 평행하게 고정할 수 있다. 태양광패널(200)의 배면에 랙기어(212)와 평행한 가이드레일(213)을 배치하고 지지다리 말단에 가이드레일(213)을 슬라이딩 시키는 슬라이더(211a)를 형성하여 태양광패널(200)의 슬라이딩 구조를 형성할 수 있다.

직선구동부(예를 들면, 모터)는 홀더(211)에 고정되어 구동기어(214)를 회전시킬 수 있다. 직선구동부는 구동기어(214)를 포함하는 모터장치일 수 있다. 구동기어(214)가 회전하여 그에 치합된 랙기어(212)를 이동시키면 랙기어(212)의 길이방향으로 태양광패널(200)의 슬라이딩 동작이 생성된다.

이와 같이 태양광패널(200)을 슬라이딩 가능하게 형성함으로써 음영지역을 보다 효과적으로 조절할 수 있다. 예를 들어 구동기어(214)를 정역 회전시켜 태양광패널(200)을 왕복시키면 지면에 형성되는 음영지역(태양광패널의 그림자)의 위치도 반복적으로 바꿀 수 있다. 따라서 작물이 심어진 지면에서 음영지역을 제거하거나 음영지역을 조정하여, 종래 태양광시설에 의해 햇빛이 차단되어 작물의 생장이 방해 받는 문제도 해소할 수 있다.

이하 도 1 내지 도 3을 참조하여, 축관절의 세부구조 및 제1빗면에 형성된 결빙방지 구조와 각각의 작용을 보다 상세히 설명한다.

도 3은 도 2의 제1빗면에 형성된 배수구조 및 그 작용을 확대도와 A-A' 단면도로 도시한 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 제1빗면(101)에는 축관절(110) 및 결빙방지 구조인 배수홀(1013, 1014)과 표면 배수홈(1015)이 함께 형성된다. 제1빗면(101)은 축관절(110)이 형성되고 외부와 차폐되어 있는 밀폐영역(1011), 및 밀폐영역(1011) 외측의 노출영역(1012)을 포함하고, 배수홀(1013, 1014)이 노출영역(1012)과 연통될 수 있다.

밀폐영역(1011) 안쪽은 축관절(110)이 설치되어 있어 외부와 실질적으로 밀폐되어 있을 수 있지만, 그 외측의 노출영역(1012)은 회전 시 노출될 수도 있다. 그러나 배수홀(1013, 1014)과 배수홈(1015)이 노출영역(1012)으로 유입된 습기나 수분을 신속하게 배출하기 때문에, 동절기에도 회전면인 제1빗면(101)이 얼지 않고 축관절(110)은 원활하게 작동된다.

본 실시예에서 지지대(100)는 원통형상이고, 제1빗면(101)은 타원이며, 밀폐영역(1011)은 타원의 단축보다 작은 반경을 가질 수 있다. 밀폐영역(1011)은 타원인 제1빗면(101)의 단축보다 작은 반경을 갖는 원형의 영역일 수 있다(도 2, 도 3의 확대도인 A-A' 단면참조). 밀폐영역(1011)에는 축관절(110)이 배치된다.

그러나 다른 실시예에서 지지대(100)는 형상이 바뀔 수도 있으므로 이로써 본 발명이 한정될 필요는 없다. 이하 먼저 축관절(110)의 세부구조를 설명하고 결빙방지 구조를 상세히 설명하도록 한다.

도 2 및 도 3의 확대도에는 제1빗면(101)을 따라 축관절(110)을 절단하여 도시한 A-A' 단면이 도시되어 있으므로, 구조설명 시 도 2 및 도 3에 도시된 측면도 및 확대도를 함께 참조하도록 한다.

도 2를 참조하면, 축관절(110)은 제1빗면(101) 상에서 밀폐영역(1011)을 정의하며 제1빗면(101)과 평행하게 배치된 원형베어링(112), 외주면은 원형베어링(112) 내주면에 결합되고 내주면에는 기어치가 형성되어 원형베어링(112) 내부에서 회전하는 회전링기어(111), 및 회전링기어(111)의 기어치에 치합되어 회전링기어(111)를 구동하는 피니언기어(113a)가 포함된 회전구동부(113)를 포함하고, 원형베어링(112)과 회전링기어(111)가 지지대(100)의 하부(100b) 및 상부(100a)에 각각 결합될 수 있다.

원형베어링(112)은 축관절(110)의 최외곽 구조에 해당할 수 있고 따라서 원형베어링(112)의 크기가 밀폐영역(1011)의 크기를 결정할 수 있다. 회전링기어(111)는 원형베어링(112) 내부에 회전 가능하게 결합된다. 축관절(110)의 회전축(F)은 제1빗면(101)과 수직하고 회전링기어(111)의 회전중심을 관통하는 가상의 선상에 놓일 수 있다.

회전링기어(111) 및 원형베어링(112)은 지지대 상부(100a)의 하단과 지지대 하부(100b)의 상단이 서로 맞닿는 면에 배치될 수 있다. 지지대 상부(100a)와 지지대 하부(100b)는 제1빗면(101)에 의해 분할되므로, 지지대 상부(100a)의 하단과 지지대 하부(100b)의 상단이 맞닿는 면도 제1빗면(101)과 동일하다. 예를 들어, 회전링기어(111)는 지지대 상부(100a)의 하단에서 돌출되어 제1빗면(101)을 통과하여 지지대의 하부(100b) 상단에 결합될 수 있다. 원형베어링(112)은 지지대 하부(100b)의 상단에 회전링기어(111)를 둘러싸는 형태로 배치될 수 있다.

원형베어링(112)은 지지대 하부(100b)의 상단면(즉 지지대 하부측의 제1빗면)에 기계적 결합구조(나사결합, 용접결합, 끼움결합 등을 포함함)로 견고하게 고정될 수 있고, 회전링기어(111)는 지지대 상부(100a) 하단면(즉 지지대 상부측의 제1빗면)에 역시 기계적 결합구조로 견고하게 고정될 수 있다. 이들 사이의 회전은 원형베어링(112)과 회전링기어(111)가 결합된 후 회전링기어(111)가 원형베어링(112) 내부에서 회전하면서 생성된다.

회전구동부(113)는 회전링기어(111) 내주면(기어치가 형성된 면)의 기어치에 치합되어 회전링기어(111)를 구동하는 피니언기어(113a)를 포함한다. 회전구동부(113)는 피니언기어(113a)가 형성된 모터 등으로 형성되며 지지대 하부(100b)의 내측에 다양한 고정구조물(미도시)로 고정시킬 수 있다. 따라서 구동력을 전달하여 피니언기어(113a)를 회전시키면 회전링기어(111)와 회전링기어(111)에 연결된 지지대의 상부(100a)를 함께 회전시킬 수 있다.

이와 같은 축관절(110) 구조에 의해, 지지대의 상부(100a)는 제1빗면(101)에 수직한 회전축(F)의 둘레로 선회한다. 전술한 것처럼 지지대 상부(100a)는 회전시 회전축(F)과 불일치하며 경사진 상태로 이격된다. 가능한 경우, 축관절(110)은 경사진 제1빗면(101) 상에 배치되어 제1빗면(101)과 수직하고 지지대(100)와 예각으로 어긋난 회전축(F)을 가질 수 있는 한도 내에서 필요에 따라 변형될 수도 있다.

결빙방지 구조는 제1빗면(101)과 연통된 배수홀(1013, 1014)을 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배수홀(1013, 1014)은 제1빗면(101)의 노출영역(1012)과 연통되어 제1빗면(101)의 수분(D)을 지지대(100) 밖으로 배출시킬 수 있다. 배수홀(1013, 1014)은 복수로 형성될 수 있고 수분의 자중에 의한 배출이 가능하도록 제1빗면(101) 중 지지대(100) 하부(100b) 상단 쪽 빗면에 형성될 수 있다. 배수홀(1013, 1014)은 제1빗면(101)과 다양한 형태로 연통시킬 수 있다.

예를 들어 도 3의 (b)와 같이, 축관절(110)의 둘레에 적어도 2개의 배수홀(1013, 1014)을 배치할 수 있다. 제1빗면(101)을 따라 하나의 배수홀(1013)은 축관절(110)보다 높게, 다른 하나의 배수홀(1014)은 축관절(110)보다 낮게 배치할 수 있다. 각각의 배수홀(1013, 1014)은 일단부가 제1빗면(101)으로 개방되고 타단부는 지지대(100)의 외주면으로 개방된 통로일 수 있다. 통로의 직경은 적어도 부분적으로 변화할 수 있고 바람직하게는, 제1빗면(101)과 만나는 지점에서 확대될 수 있다.

축관절(110)하부측 배수홀(1014)은 도 3의 (a)와 같이 일단부와 타단부의 사이를 연결하는 연결관(1014a)이 포함된 구조로 형성될 수도 있다. 각 배수홀(1013, 1014)의 구조는 제1빗면(101)의 수분을 배출할 수 있는 다양한 구조로 변형할 수 있다. 또한 개수나 위치도 다양하게 바뀔 수 있다.

표면 배수홈(1015)은 제1빗면(101)상에서 유체 유동경로를 형성하여 수분(D)을 이동시킨다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 표면 배수홈(1015)은 제1빗면(101)의 노출영역(1012)을 따라서 만입된 홈으로 이루어지며, 배수홀(1013, 1014)과 연결된다. 표면 배수홈(1015)은 배수홀(1013, 1014)과 연결되는 복수의 홈들로 형성될 수 있다.

예를 들어, 표면 배수홈(1015)은 적어도 2가지 형태의 홈이 연결된 것일 수 있다. 예를 들어 표면 배수홈(1015)은, 축관절(110)로부터 방사상으로 확장된 다수의 직선 홈과, 축관절(110) 둘레에 함몰되어 상기 직선 홈들을 연결하는 원형 홈이 결합된 것일 수 있다. 이들은 제1빗면(101)을 따라 수분(D)을 이동시키는 유체 이동경로를 형성하고 적어도 일 측에서 배수홀(1013, 1014)과 연결된다. 배수홀(1013, 1014)의 말단은 표면 배수홈(1015)들의 연결지점인 원형 홈 측으로 개방되어 있을 수 있다.

따라서 도 3의 (a), (b)에 도시된 것처럼, 제1빗면(101)에서 생성되거나 제1빗면(101)으로 유입된 수분(D)은 표면 배수홈(1015)을 따라 이동한 후 배수홀(1013, 1014)을 통해 지지대(100) 밖으로 빠져나가게 된다. 제1빗면(101)의 경사에 의해 수분(D)은 중력작용만으로 배출될 수 있다. 보다 신속한 배출을 위해 노출영역(1012) 전체, 또는 표면 배수홈(1015)과 배수홀(1013, 1014) 표면을 소수성 표면(코팅, 표면 개질 등으로 가능)으로 형성할 수도 있다. 이러한 표면 배수홈(1015)과 배수홀(1013, 1014)이 연결된 구조로 제1빗면(101)의 수분(D)을 신속하게 제거할 수 있다.

이와 같은 배수구조의 배수작용으로 제1빗면(101)의 노출영역(1012)은 동절기에도 쉽게 결빙되지 않는다. 또한 수분(D)에 섞여 이물질도 함께 배출되기 때문에 노출영역(1012)이 청결하게 유지된다. 따라서 축관절(110)이 제1빗면(101)을 회전면으로 하여 매우 원활하게 회전되므로 후술하는 트래킹 동작도 사계절 문제없이 진행할 수 있다.

이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 태양광발전장치의 회전동작을 보다 상세히 설명한다. 도 4는 도 1의 태양광발전장치의 축관절 회전에 의한 가동동작을 도시한 작동도이다.

태양광발전장치(1)는 예를 들어, 도 4의 (a) 도시된 것처럼 축관절(110)의 회전구동부(113)를 작동시켜 지지대(100) 상부(100a)를 회전시킬 수 있다. 축관절(110)은 도 4의 (a)와 같이 회전축(F)이 제1빗면(101)과 수직하고 지지대(100)와 (예각으로) 어긋나있어, 제1빗면(101)을 회전면으로 하여 지지대(100)의 상부(100a)를 회전축(F)과 경사진 상태로 선회시킨다.

지지대(100) 상부(100a)는 예를 들어, 회전축(F)에 대해 경사진 상태를 유지하면서, 회전축(F)을 중심으로 하는 가상의 원뿔면을 형성하며 선회할 수 있다.

지지대 상부(100a)에는 태양광패널(200)이 결합되어 있으므로 태양광패널(200)도 지지대 상부(100a)와 함께 회전한다. 전술한 것처럼, 회전면인 제1빗면(101)과 각도가 다른 제2빗면(102)은 배열상태가 계속 바뀌므로, 태양광패널(200)의 배열상태도 대응하여 변경된다. 도 4 (a)의 회전방향은 예시적인 것이며 반대편으로도 회전할 수 있다.

회전에 의해 예를 들어, 도 4의 (b)와 같이 지지대의 상부(100a)가 회전하여 옆으로 꺾일 수 있다. 그에 따라 지지대(100)의 상단부가 (비스듬히)하강하고 지지대(100) 상단부에 결합된 태양광패널(200)의 높이도 낮아질 수 있다.

또한 제2빗면(102)이 회전면인 제1빗면(101)과 불일치하여, 회전하면서 정렬상태가 변동되기 때문에 회전 후 태양광패널(200)이 지면(E)에 대해 이루는 각도(X)도 임의적으로 바뀔 수 있다. 회전 후 변화된 각도(X)는 회전 전 지면(E)과 제2빗면(102)이 이루는 제2각도(α2)와 상이하며 바람직하게는 제2각도(α2)보다 증가될 수 있다.

태양광패널(200)이 지면(E)에 대해 이루는 각도나 제1빗면(101)이 지면(E)과 이루는 각도, 제2빗면(102)이 지면(E)과 이루는 각도는 모두 지면(E)과 수직하게 교차하는 (가상의) 단일평면 상에서 측정될 수 있다. 태양광패널(200)의 전면은 회전 후 지향하는 방향이 입체적으로 바뀔 수 있으나 상기 단일평면과 교차되는 교차선을 기준으로 하여 지면(E)과 이루는 각도를 측정할 수 있다. 도 4의 (b)에 도시된 회전 후 각도(X)는 그러한 방식으로 결정된 회전 후 각도를 예시한 것이다.

이와 같이 축관절(110)의 회전만으로 태양광패널(200)의 배치를 입체적으로 바꾸는 동작은, 제2빗면(102)과 회전면인 제1빗면(101)이 서로 불일치함으로써 가능하다. 제2빗면(102)과 제1빗면(101)간 각도의 차이에 의해 태양광패널(200)의 높이와 각도, 지향방향이 동시에 변경된다. 따라서 고도와 방향이 함께 바뀌는 태양으로부터 시각마다 다른 방향으로 태양광(L)이 조사되더라도, 알맞게 태양광패널(200)의 높이와 각도를 바꾸며 전력을 생산할 수 있다.

바람직하게는, 제1빗면(101)이 지면과 이루는 제1각도(α1)와 제2빗면(102)이 지면과 이루는 제2각도(α2)[전술한 바와 같이 관절의 회전 전에 지지대 상부가 수직한 상태에서 측정된 것일 수 있다]는 모두 예각이되, 제1각도(α1)가 제2각도(α2)보다 클 수 있다.

제1빗면(101)이 지면(E)과 이루는 제1각도(α1)의 크기를 증가시키면, 제1빗면(101)에 수직한 회전축(F)과 지지대 상부(100a) 사이의 간격이 증가되고, 지지대 상부(100a)가 회전축(F)에서 더 멀어져 지지대 상부(100a)의 회전범위 또는 회전반경(또는 선회반경) 역시 더 커지기 때문에, 제1각도(α1)의 크기에 비례하여 태양광패널(200)의 이동범위도 증감시킬 수 있다.

이를 통해 본 실시예처럼, 제1각도(α1)의 크기를 제2각도(α2)보다 크게 하여 회전 시 태양광패널(200)의 이동범위를 확대하고, 회전 전 후로 태양광패널(200)이 지면과 이루는 각도도 함께 변경할 수 있다. 이를 통해 고도와 방향이 변하는 태양을 계속 트래킹하면서 매우 효과적으로 전력을 생산할 수 있다.

도 5는 도 1의 태양광발전장치의 트래킹 방식을 예시한 사용상태도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 태양광발전장치(1)는 축관절(110)의 회전만으로 태양(A)을 트래킹한다. 전술한 회전구조에 의해, 축관절(110)이 회전하는 것만으로 태양광패널(200)의 높이, 각도, 및 지향방향이 동시에 바뀌며 태양(A)이 위치하는 방향을 향하게 할 수 있다.

이러한 동작은 자동으로 이루어질 수 있으며 예를 들어, 축관절(110)의 회전구동부(도 2의 113참조)를 제어하는 제1제어부(도 2의 300참조)를 통해 진행될 수 있다. 제1제어부(300)는 지지대(100) 등의 내측에 배치될 수 있으며 프로그램 가능한 컨트롤러(programmable logic controller)등 제어프로그램의 로딩이 가능한 컴퓨터장치로 형성될 수 있다.

태양광발전장치(1)는 회전구동부(113)를 제어하여 지지대의 상부(100a)가 선회하는 속도를 조절하고 지지대(100)의 상단부가 태양을 따라 트래킹(tracking)하도록 제어하는 제1제어부(300)를 포함할 수 있다. 축관절(110)의 회전속도는 태양(A)의 일주속도에 맞출 수 있으며, 이를 통해 동에서 서로, 고도와 방향이 함께 바뀌며 움직이는 태양(A)을 효과적으로 트래킹할 수 있다.

태양광패널(200)은 높낮이가 바뀌면 지면(E)에 대한 각도가 자동으로 변경되고 회전에 따라 지향방향도 바뀌기 때문에, 도 5에 도시된 것처럼 일출 및 일몰 시각에는 지면(E)에 대해 보다 큰 각도로 세워져 동쪽 및 서쪽 하늘을 바라보고[도 5의 (a), (c)참조], 남중 시각에는 지면(E)에 대해 보다 작은 각도로 눕혀져 천정을 바라볼 수 있다[도 5의 (b)참조]. 축관절(110)의 회전만으로 이러한 정밀한 트래킹이 가능하다.

아울러, 태양광발전장치(1)가 설치된 지역이 습하거나, 강수가 자주 발생하는 등 제1빗면(101)상에 수분이 유입될 확률이 높더라도 전술한 배수구조로 신속하게 제1빗면(101)의 수분을 배수하기 때문에, 제1빗면(101)은 동절기에도 쉽게 결빙되지 않는다. 따라서 축관절(110)이 원활하게 가동되어 상술한 트래킹 동작을 사계절 문제없이 진행할 수 있다.

또한 이러한 트래킹 동작은 태양광패널(200)이 넓은 범위로 움직이며 위치를 바꾸는 동작이기 때문에, 지면(E)의 음영지역을 제거하는 역할도 겸비한다.

도 6은 도 1의 태양광발전장치의 음영지역 변경동작을 도시한 사용상태도이다.

본 발명은 도 6에 도시된 것처럼 트래킹 동작과, 태양광패널(200)의 슬라이딩 동작을 결합하여 음영지역(B)을 더 효과적으로 제거할 수 있다. 예를 들어 전술한 슬라이딩결합부(210)를 제어하여 태양광패널(200)이 슬라이딩으로 위치를 바꾸도록 조정할 수 있다. 이를 통해 음영지역(B)이 한 지점에 고정되는 것을 막고, 지면(E)의 작물(C)에 태양광을 원활히 도달시켜 작물(C)의 생장을 도울 수 있다.

태양광패널(200)의 슬라이딩 이동은 예를 들어, 제2제어부(도 2의 400참조)로 진행할 수 있다. 제2제어부(400)역시 지지대(100) 등의 내측에 배치될 수 있고 프로그램 가능한 컨트롤러(programmable logic controller)등 제어프로그램의 로딩이 가능한 컴퓨터장치로 형성될 수 있다. 슬라이딩에 의한 음영지역(B)의 변경은 트래킹에 의한 음영지역 변경과 병행할 수 있고, 상황에 따라 트래킹이 멈춘 상태에서도 지속할 수 있다.

이러한 기능에 의해 본 발명은, 음영지역이 효과적으로 제거되므로 경작지와 인접한 위치에도 문제없이 설치할 수 있다. 또한, 트래킹 동작을 통해 태양광 발전효율이 크게 증가되므로, 동등한 전력을 종래대비 더 적은 발전면적(태양광발전장치의 설치면적)에서 생산할 수 있다. 따라서 작물(C)을 재배하는 경작면적은 더 늘릴 수 있다. 또한 배수구조에 의해, 야외에서도 제1빗면(101)의 수분이 제거되어 결빙되지 않으므로, 축관절(110) 회전 및 그에 따른 트래킹 동작도 사계절 문제없이 진행할 수 있다.

이하 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 의한 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치(이하, 태양광발전장치)에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록, 전술한 실시예와 차이나는 부분을 중점적으로 설명하며 별도로 언급되지 않은 사항은 모두 전술한 설명으로 대신한다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치의 제1빗면 및 축관절 부분을 지지대의 길이방향 단면으로 도시한 부분절개 측면도이고, 도 8은 도 7의 제1빗면에 형성된 가열모듈 및 그 작용을 확대도와 A-A' 단면도로 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 태양광발전장치(1-1)는 결빙방지를 위해 가열모듈(500)을 더 포함할 수 있다. 가열모듈(500)은 제1빗면(101)의 노출영역(도 2 및 도 3의 1012참조)을 가열하여, 노출영역(1012)의 온도를 빙점(氷点)보다 높게 상승시킨다. 따라서 배수홀(1013, 1014) 및 표면 배수홈(1015)의 배수작용과 결합하여 보다 효과적으로 결빙을 방지할 수 있다.

가열모듈(500)은 예를 들어, 제1빗면(101)에 내장된 발열선 등으로 형성될 수 있다. 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 가열모듈(500)은 제1빗면(101) 중 전술한 노출영역(도 2 및 도 3의 1012참조)의 내측에 배치될 수 있다. 가열모듈(500)이 발열선으로 형성되는 경우, 발열선으로 공급되는 전력량을 제어하여 노출영역(1012)의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다.

가열모듈(500)이 발열선으로 형성되는 경우 발열선으로 공급되는 전력을 태양광패널(200)로부터 공급받을 수도 있다. 예를 들어, 지지대(100) 내측에 축전지(미도시), 전력제어장치(미도시) 등을 설치하여 전력을 저장하고 공급량을 조절할 수 있다. 가열모듈(500)에 전력이 공급되면 노출영역(1012)의 온도가 상승하여 빙점 이상으로 유지되고 제1빗면(101)의 결빙은 더욱 효과적으로 방지된다.

도 8을 참조하면, 제1빗면(101)의 노출영역(도 2 및 도 3의 1012참조) 적어도 일부에는 축열물질로 이루어진 축열체가 배치될 수 있다. 축열체(510)는 가열모듈(500)을 둘러싸는 형태로 배치되어 가열모듈(500)로부터 방출된 열(H)을 저장하고 온도하강을 저지할 수 있다. 따라서 에너지소모를 줄이면서 제1빗면(101)을 지속적으로 가열할 수 있다.

축열체(510)는 열저장이 가능한 물질로서 특별히 제한될 필요는 없으며 고체인 것이 바람직하나 액체를 사용할 수도 있다. 축열체(510)가 액체인 경우 제1빗면(101)의 노출영역(1012)에 안쪽에 축열체(510)의 저장공간을 형성할 수도 있다.

가열모듈(500)은 전력을 공급받아 발열하는 발열선일 수도 있지만, 작동유체를 내장하여 열교환 방식으로 발열하는 것일 수도 있다. 가열모듈(500)이 작동유체를 내장하는 경우 가열모듈(500)은 관체의 형태로 형성될 수 있고 지지대(100) 내부나 외부 등에 관체로 열을 공급하는 열원이 형성될 수도 있다.

이러한 가열모듈(500)을 작동시키면, 도 8과 같이 가열모듈(500) 주변으로 열(H)이 방출되어 주변온도가 상승된다. 온도는 제1빗면(101)의 노출영역(1012)이 빙점(氷点)보다 높아질 때까지 상승되며 축열체(510)를 함께 이용하면 보다 손쉽게 온도를 유지할 수 있다.

가열모듈(500)은 사방으로 열을 방사하기 때문에, 제1빗면(101)의 표면 배수홈(1015)과 제1빗면(101)에 연결된 배수홀(1013, 1014)의 온도도 상승될 수있다. 축열체(510)의 면적 또는 부피를 늘려 배수홀(1013, 1014)의 적어도 일부를 축열체(510)와 접촉시킬 수도 있다. 이러한 구조를 통해 배수홀(1013, 1014)과 표면 배수홈(1015) 역시 빙점보다 높은 온도로 유지하고 결빙을 방지할 수 있다.

이하 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 의한 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치(이하, 태양광발전장치)에 대해 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록, 역시 전술한 실시예와 차이나는 부분을 중점적으로 설명하며 별도로 언급되지 않은 사항은 모두 전술한 설명으로 대신한다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 의한, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치의 제1빗면 및 축관절 부분을 지지대의 길이방향 단면으로 도시한 부분절개 측면도이고, 도 10은 도 9의 지지대에 형성된 투광부 및 그 작용을 확대도로 도시한 작동도이다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 태양광발전장치(1-2)는 태양광을 지지대(100) 내부로 투과시키는 투광부(600)를 더 포함할 수 있다. 투광부(600) 역시 결빙방지 구조이며, 태양광의 열에너지를 활용하는 방식으로 배수홀(1013, 1014) 및 표면 배수홈(1015)의 배수작용, 가열모듈(500)의 발열작용 등과 결합하여 더욱 효과적으로 결빙을 방지할 수 있다.

투광부(600)는 지지대(100)의 일부를 이루되, 광투과성물질로 이루어져 태양광을 지지대(100) 내부로 입사시키며, 입사된 태양광의 적어도 일부가 제1빗면(101)에 도달 가능한 광경로를 형성한다. 광투과성물질은 유리 및 투명 플라스틱 등 광투과 가능한 다양한 물질을 사용할 수 있다.

투광부(600)는 도 9에 도시된 바와 같이 지지대(100) 상부(100a) 측에 형성할 수 있다. 그러나 그로써 한정될 필요는 없으며 지지대(100)의 제1빗면(101) 측으로 태양광을 투과시키기 용이한 다양한 위치에 투광부(600)를 형성할 수 있다. 위치에 따라 투광부(600)의 형상도 변경될 수 있으므로 투광부(600)의 형상을 도시된 형태로 한정하여 이해할 필요는 없다.

투광부(600)는 예를 들면 지지대(100) 일부를 투명부품으로 변경하는 방식으로 형성할 수 있다. 지지대(100)의 외주면을 포함하는 적어도 일부를 투명하게 가공하거나, 투명한 부품으로 대체하여 지지대(100) 내측으로 태양광을 입사시키는 투광부(600)를 형성할 수 있다.

태양광은 지지대(100) 내측으로 입사한 후 지지대(100) 내부로부터 제1빗면(101)에 도달될 수 있다. 제1빗면(101)은 지지대(100)를 절단하여 형성한 면이므로, 절단면을 차폐하기 위해 차폐판 등의 구조물을 형성한 경우에는 해당부위를 광투과성 재질로 변경하여 제1빗면(101)에 태양광을 도달시킬 수 있다.

도 10을 참조하면, 투광부(600)가 형성된 지지대(100)는 태양광(L)을 효과적으로 지지대(100) 내부에 입사시킬 수 있다. 지지대(100) 내부의 장애물을 제거하여 입사된 태양광(L)이 제1빗면(101)에 도달 가능한 광경로를 형성할 수 있다. 그러나 광경로는 다양하게 조절이 가능하므로, 필요에 따라 거울, 렌즈, 투광부품 등으로 이루어진 광학계를 구성하여 또 다른 방식으로 광경로를 형성하는 것도 얼마든지 가능하다.

투광부(600)에 의해 제1빗면(101)은 태양광(L)의 열에너지로 결빙이 방지된다. 지지대(100) 내부로 입사된 태양광(L)으로 제1빗면(101)을 직접 가열하는 것도 가능하지만, 태양광(L)이 제1빗면(101)에 도달되지 못하더라도, 입사광의 축적에 의한 온실효과로 지지대(100) 내부온도가 상승되므로 지지대(100) 내부의 온도상승에 의해서도 결빙이 방지될 수 있다.

특히 전술한 가열모듈(500)을 상대적으로 단시간 작동시키더라도, 열전도 가능한 경로(제1빗면, 지지대 외면 등)로 열(H)을 전달시켜 지지대(100) 내측을 가열할 수 있기 때문에, 내부열원으로 온실효과를 더 증폭시킬 수 있다. 따라서 가열모듈(500)을 작동시키더라도 소모전력(가열모듈에 사용되는 에너지)은 극소화할 수 있고, 온도 상승폭은 더 증대시켜 효과적으로 결빙을 방지할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치
100: 지지대 100a: 지지대 상부
100b: 지지대 하부 101: 제1빗면
102: 제2빗면 110: 축관절
111: 회전링기어 112: 원형베어링
113: 회전구동부 113a: 피니언기어
200: 태양광패널 201: 태양광 셀
210: 슬라이딩결합부 211: 홀더
211a: 슬라이더 212: 랙기어
213: 가이드레일 214: 직선구동부
300: 제1제어부 400: 제2제어부
500: 가열모듈 510: 축열체
600: 투광부 1011: 밀폐영역
1012: 노출영역 1013, 1014: 배수홀
1014a: 연결관 1015: 표면 배수홈
A: 태양 B: 음영지역
C: 작물 D: 수분
E: 지면 F: 회전축
H: 열 L: 태양광

Claims (10)

1. 지면으로부터 수직하게 연장되되, 지면과 제1각도로 기울어진 제1빗면에 의해 상부와 하부가 분할된 지지대;
   상기 제1빗면에 배치되어 상기 지지대의 상부와 하부를 회전 가능하게 결합하되, 회전축이 상기 제1빗면과 수직하고 상기 지지대와 어긋나있어, 상기 제1빗면을 회전면으로 하여 상기 지지대의 상부를 상기 회전축과 경사진 상태로 선회시키는 축관절;
   상기 지지대의 상단부에 결합되어 상기 축관절의 회전에 따라 움직이는 태양광패널; 및
   상기 제1빗면과 연통되는 배수홀을 포함하되,
   상기 제1빗면은 상기 축관절이 형성되고 외부와 차폐되어 있는 밀폐영역, 및 상기 밀폐영역 외측의 노출영역을 포함하고, 상기 배수홀이 상기 노출영역과 연통되어 있고,
   상기 지지대는 원통형상이고 상기 제1빗면은 타원이며, 상기 밀폐영역은 상기 타원의 단축보다 작은 반경을 가지며,
   상기 축관절은, 상기 제1빗면 상에서 상기 밀폐영역을 정의하며 상기 제1빗면과 평행하게 배치된 원형베어링, 외주면은 상기 원형베어링의 내주면에 결합되고 내주면에 기어치가 형성되어 상기 원형베어링 내부에서 회전하는 회전링기어, 및 상기 기어치에 치합되어 상기 회전링기어를 구동하는 피니언기어가 포함된 회전구동부를 포함하고, 상기 원형베어링과 상기 회전링기어가 상기 지지대의 하부와 상부에 각각 결합된, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1빗면의 상기 노출영역을 따라서 만입된 홈으로 이루어지고 상기 배수홀과 연결된 적어도 하나의 표면 배수홈을 더 포함하는, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1빗면의 상기 노출영역을 가열하여 상기 노출영역의 온도를 빙점(氷点)보다 높게 상승시키는 가열모듈을 더 포함하는, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 노출영역의 적어도 일부에 축열물질로 이루어진 축열체가 배치된, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 지지대의 일부를 이루되, 광투과성물질로 이루어져 태양광을 상기 지지대 내부로 입사시키며, 입사된 태양광의 적어도 일부가 상기 제1빗면에 도달가능한 광경로를 형성하는 투광부를 더 포함하는, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 태양광패널은 상기 지지대의 상단부가 지면과 제2각도로 기울어져 형성된 제2빗면에 평행하게 결합되고, 상기 제1각도와 상기 제2각도의 크기가 서로 다른, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1각도와 상기 제2각도는 모두 예각이되 상기 제1각도가 상기 제2각도보다 큰, 결빙방지 구조를 갖는 가동식 영농형 태양광발전장치.

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