KR102622682B1 - 태양광발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광발전장치에 관한 것으로서, 특히 복수개의 태양전지모듈을 조립부재에 일체로 결합하여 태양광발전을 장소의 제약 없이 손쉽게 하기 위한 것이며, 더 상세하게는 태양광발전장치에 조명부를 결합하여 가로등, 보안등, 경관조명등으로 사용할 때, 주변 경관과의 미관을 미려하게 할 수 있으며, 설치의 편리성을 제공하는 수단으로 사용할 수 있도록 하는 것으로서, 다면으로 구성되는 본체; 상기 본체의 복수개의 측면에 구성되는 복수개의 체결부; 상기 복수개의 체결부에 결합되며, 태양광을 받아 전기를 생산하는 복수개의 태양전지 모듈을 포함하는 태양광발전 장치를 제공한다.

Description

태양광발전장치{omitted}
본 발명은 태양광발전장치에 관한 것으로서, 특히 복수개의 태양전지모듈을 조립부재에 일체로 결합하여 태양광발전을 장소의 제약 없이 손쉽게 하기 위한 것이며, 더 상세하게는 태양광발전장치에 조명부를 결합하여 가로등, 보안등, 경관조명등으로 사용할 때, 주변 경관과의 미관을 미려하게 할 수 있으며, 설치의 편리성을 제공하는 수단으로 사용할 수 있도록 하는 것이다.
최근 지구온난화 및 기후변화로 인하여 전 세계적으로 이산화탄소의 배출을 억제하고자 하는 규제가 시행되고 있는바, 이산화탄소의 배출이 없는 새로운 발전장치의 개발이 요구되고 있다.
이와 같은 이산화탄소의 배출이 없으며, 청정에너지를 이용한 발전장치로는 태양광을 이용한 발전장치가 대표적이며, 최근 들어 기술의 개발 및 설치비용이 저렴해지면서 보급이 확대되고 있다.
그러나 태양광발전을 하기 위해서는 많은 수의 태양전지모듈을 조립 설치해야 하는데 있어서, 토지의 과다한 사용이 수반되어 경제적 이익이 떨어지고 주변 경관을 해치는 요인이 발생하고 있는 실정이다.
특히, 실외에 설치하여 야간에 조명을 비추는 가로등, 보안등, 경관조명등은 토목공사를 통하여 지하에 전기 선로를 매설 시공하여야 하는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서, 최근에는 태양전지모듈이 결합된 가로등, 보안등, 경관조명등을 설치하고 있으나, 지면에 입설되는 등주에 태양전지모듈을 결합함에 있어서, 다수의 체결부재가 사용되고, 결합형태가 복잡한 구조로 이루어져 이를 해결하기 위한 체결 부자재 및 방법이 절실한 실정이다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록실용신안20-0452137(등록일자 2011년01월27일)"태양광 가로등"이 제안된 바 있으나, 제작비용 절감에 문제점이 있을 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 복수의 태양전지모듈을 편리하게 설치하여 친환경의 태양광발전을 널리 보급할 수 있도록 할 수 있고, 특히 전력선 매설 없이 태양전지모듈이 결합된 가로등, 보안등, 경관조명등에 본 발명의 조립부재를 적용하면 적용 주변 경관과의 미관을 미려하게 하고, 야간에 활동하는 사람들에게 안전성을 확보할 수 있도록 하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다면으로 구성되는 본체;
상기 본체의 복수개의 측면에 구성되는 복수개의 체결부; 상기 복수개의 체결부에 결합되며, 태양광을 받아 전기를 생산하는 복수개의 태양전지모듈을 포함하는 태양광발전장치를 제공한다.
또한, 상기 태양전지모듈은
태양전지패널의 외곽부를 고정하며, 상기 태양전지패널의 전면을 전체적으로 노출하는 안착부와 상기 태양전지패널 후면과 이격되며 밀폐하는 하부판을 구비하여 일정한 수납공간을 구비하는 하우징을 형성할 수 있다.
또한, 상기 하우징은
상기 안착부와 하부판이 일체로 구성될 수 있다.
또한, 상기 하우징 내부에는
상기 태양전지패널에서 생성된 전기에너지를 제어하는 제어부와, 상기 제어부에 제어되어 전기에너지를 축전시켜, 외부로 전원을 공급하기 위한 축전지를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하우징의 하부판 외부에는
상기 축전지에 저장된 전기를 상기 제어부에서 인출된 전원선에 연결되는 조명부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체 상부에는
태양광을 다 방향으로 반사시키는 반사체를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 체결부에는
상기 본체에서 외부로 벋어지는 연장부를 더 포함 할 수 있다.
또한, 상기 연장부는
내면으로 요홈을 구비하는 요홈부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 요홈부는
좌측면과 우측면이 개방된 "ㄷ"자형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연장부는
상기 체결부의 측면으로 부터 착탈(着脫) 조립 되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 연장부에는
관통하는 하나 이상의 체결구멍이 형성될 수 있다.
또한, 상기 연장부은 경사지게 구성될 수 있다.
또한, 상기 연장부는
하부면의 크기가 상부면의 크기 보다 더 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 본체 하부에는
지지구조물과 결합하기 위해 상기 본체 하부면에서 하방형으로 돌출되는 결합부와 상기 결합부 내부면을 지나 상기 본체 내부면으로 결합홈부가 구성될 수 있다.
상기 체결부 또는 상기 체결부에 결합된 연장부에 결합되는 태양전지모듈 하부면과 연결하는 지지대를 고정하는 조립부를 더 포함할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 태양광발전장치는 토지의 사용을 최소화 하면서 태양광발전을 할 수 있으며, 특히 본 발명의 복수개의 태양전지모듈 결합된 가로등, 보안등, 경관조명등은 현장 설치 및 유지관리가 편리하고, 에너지 절감 효과와 동시에 범죄 사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광발전장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광발전장치를 나타낸 저면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 본체를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 본체를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양전지모듈을 나타낸 구조도이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 태양광발전장치는, 지면에 설치되는 지지구조물과 상기 지지구조물의 상단에 설치되되 복수의 외측면을 구비하는 본체를 포함하되, 상기 본체의 외측면에는 태양전지모듈을 체결 고정하기 위한 각각의 체결부를 구비하고, 상기 체결부는 상기 본체에서 외부로 연장되는 연장부를 구비하고, 상기 연장부에 각각의 태양전지모듈이 결합되는 태양광발전장치로서,
상기 각각의 태양전지모듈은 태양전지패널(113)의 하면 테두리 외곽부를 고정하면서 상방으로 태양전지패널의 전면 전체를 외부에 노출시키는 ㄴ자형의 안착부(114), 및 상기 태양전지패널의 후면과 이격되도록 밀폐하는 하부판(115)을 구비하면서 상기 태양전지패널을 지지하는 하우징(112)을 포함하되,
상기 하우징(112) 내부에 태양전지패널이 상기 안착부에 안착되고, 동시에 상기 하우징 내부의 하부판에는 상기 태양전지패널에서 생성된 전기에너지를 제어하는 제어모듈과, 상기 제어부에 의해 제어되어 전기에너지를 축전시키기 위한 축전지가 함께 내장되는 것이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 태양광발전장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광발전장치(A)는 본체(100), 태양전지모듈(113), 연장부(118), 요홈부(111), 체결부(310), 결합부(110), 제어부(312), 축전지(311), 조명부(313)가 포함된다.
상기 태양광발전장치(A)는 지면으로부터 수직방향으로 축설되는 수직구조물, 또는 수평구조물 등에 결합부(110)가 결합되어 설치되는 것으로서, 본 발명에 있어서, 상기 본체(100)는 다면을 지닌 구조체로서, 그 소재는 금속재 또는 프라스틱 소재 또는 복합소재 등으로 이루어질 수 있으며, 그 형상은 사각형, 다각형, 원형 등의 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 본체(100)의 복수개의 측면에 구성되어 복수개의 태양전지모듈(113)을 결합하기 위한 복수개의 체결부(310)가 형성된다.
상기 체결부(310)의 구조는 요홈을 구비한 형상 또는 돌출된 형상 그리고 플레이트한 형상으로 구성될 수 있으며, 상기의 태양전지모듈(113)의 결합부분과 체결부재(볼트,너트 등)로 체결이 가능한 구조와 수단이면 제한 없이 적용될 수 있다.
또한, 상기 태양전지모듈(113)은 태양전지패널(314)의 외곽부를 고정하며, 상기 태양전지패널(314)의 전면을 전체적으로 노출하는 안착부(114)와 상기 태양전지패널(314) 후면과 이격되며 밀폐하는 하부판(115)을 구비하여 일정한 수납공간을 구성하는 하우징(112)을 포함한다. 본 실시예에서는 하우징(112)은 태양전지패널(314)의 전면을 전체적으로 노출하도록 형성된다.
이를 좀 더 상세하게 설명하면, 태양전지패널(314)은 적어도 하나의 태양 전지(315)를 포함한다. 그리고 태양전지패널(314)은, 태양전지(315)를 감싸면서 밀봉하는 밀봉층과, 밀봉층위에서 태양전지(315)의 전면에 위치하는 전면투명기판과 밀봉층 위에서 태양전지(315)의 후면에 위치하는 후면 절연기판을 포함할 수 있다.
여기서, 태양전지모듈(113)에 사용되는 태양전지(315)로는 Si 결정형 태양전지, Si 박막 태양전지, CIGS 박막 태양전지, CdTe 박막 태양전지, III-V족 반도체 태양전지 또는 유기 태양전지, 염료감응 태양전지 등의 태양에너지를 전기 에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로, 태양으로부터 생성된 빛에너지를 전기 에너지로 바꾸는 소자로서, 태양전지에 빛을 비추면 빛에너지(광자)에 의하여 전자와 정공이 생기는 광전변환(photoelectric transformation, 光電變換)하는 소재이면 제한 없이 사용 가능하다.
또한, 상기 복수개로 이루어지는 본 발명의 태양전지모듈(113)을 Si 결정형 태양전지모듈, Si 박막 태양전지모듈, CIGS 박막 태양전지모듈, CdTe 박막 태양전지모듈, III-V족 반도체 태양전지모듈 또는 유기 태양전지모듈, 염료 감응 태양전지모듈 중에서 어느 하나 또는 하나 이상이 선택되어 사용되는 태양전지모듈(113)을 사용할 수 있다.
또한, 상기 안착부(114)와 하부판(115)은 알루미늄 소재의 압출성형으로 일체로 구성될 수 있는데, 이러한 구조는 상기 안착부(114)와 하부판(115)을 일체화된 금형을 제작하여 알루미늄 성형기에서 안착부(114)와 하부판(115)을 일체화 연속 성형하여 필요한 길이 별로 절단하여 사용하면 제작원가 절감 과 안착부(114 )와 하부판(115)이 상호 견고히 일체화 성형되어 휨강도 및 곡강도를 배가시키는 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 하우징(112) 내부에는 상기 태양전지모듈(113)에서 생성된 전기 에너지를 제어하는 제어부(312)와, 상기 제어부(312)에 제어되어 전기에너지를 축전시켜, 외부로 전원을 공급하기 위한 축전지(311)를 포함할 수 있다.
이렇게, 상기 하우징(112) 내부 공간에는 상기 태양전지모듈(113)에서 생성된 전기에너지를 제어하는 제어부(312)와, 상기 제어부(312)로 부터 제어되는 전기에너지를 축전시켜 외부로 전원을 공급하는 축전지(311)가 구비되는데, 상기 제어부(312) 및 축전지(311)는 상기 하우징(112)내부에 내장되어 외부와의 노출을 차단되는 구조로 이루어진다.
또한, 상기 하우징(112)의 하부판(115) 외부에는 상기 축전지(311)에 저장된 전기에너지를 상기 제어부(312)에서 인출된 전원선에 연결되는 조명부(313)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 조명부(313)에 사용되는 발광소자는 LED(light emitting diode)가 적용됨이 바람직하나, 그 밖에도 발광소자로는 레이저 다이오드(laser diode), 유기 EL, LCD, 전계방출소자(Field emission device), E-paper 등과 같이 발광할 수 있는 모든 종류의 발광 소자가 적용될 수 있는데, 상기 조명부(313)의 용도에 따라 대응하는 형태로 다수개가 배열된다.
즉, 조명부(313)는 상기 하우징(112) 내부에 내장된 제어회로부에 프로그래밍이 된 소정 패턴, 예컨대 항상 점등되어 있거나 지속적으로 점멸되는 패턴으로 발광할 수도 있는 것이다
상기 조명부(313)는 보도, 차도, 고속도로 또는 공원, 수변 공간 등에 광원을 비추는 가로등 또는 보안등, 경관조명등의 역할을 할 수 있다.
또한, 상기 본체(100) 상부에는 태양광을 다 방향으로 반사시키는 반사체(211)가 설치된다.
상기의 반사체(211)는 상기 본체(100)의 복수개의 측면에 결합되는 태양전지모듈(113)로 태양광을 유도 반사시키는 역할로서 태양전지모듈(113)의 발전량을 증가 시킬 것이다
또한 상기 반사체(211)는 반구형, 피라미드형 등의 돔형(dome) 또는 구형으로 다 방향으로 태양광을 반사시키는 구조이면 가능할 것이다 또한, 그 소재는 금속 또는 유리, 합성수지 소재에 반사물질이 코팅되거나, 태양광을 반사사키는 수단이 처리된 것이면 제한 없이 사용이 가능할 것이다.
또한, 상기 체결부(310)의 복수개의 측면에는 상기 본체(100)에서 외부로 벋어지는 연장부(118)가 형성될 수 있다.
상기 체결부(310)와 상기 연장부(118)는 일체로 구성될 수 있고, 상기 체결부(310)와 상기 연장부(118)는 각각 별도로 구성되어 조립될 수 있을 것이다.
여기서, 상기 복수개의 연장부(118)에 복수개의 태양전지모듈(113)를 결합할 수 있어 지면의 면적을 최소화 하면서 많은 태양전지모듈(113)를 지상으로 설치하는 효과를 제공한다.
또한, 상기 연장부(118)의 내면에는 요홈을 구비하는 요홈부(111)가 형성되어 태양전지모듈(113)의 일단부가 내입되어 상기 연장부(118)를 관통하며 구성되는 체결구멍(119)에 체결부재(볼트,너트)로 상호 결합 고정된다.
또한, 상기 요홈부(111)는 그 좌측면과 우측면이 개방되는 "ㄷ"자형으로 구성되는데, 이러한 구조는 요홈부(111)에 결합되는 태양전지모듈(113)의 결합부분의 크기 변화에 따라 상호 결합이 용이하도록 구성되는 것이다.
또한, 상기 연장부(118)는 상기 본체(100) 체결부(310)의 측면에 착탈 조립될 수 있게 형성될 수 있다.
이러한 구조는 상기 본체(100)의 기본적인 형상을 유지하면서, 착탈되는 연장부(118)의 형상과 규격을 다양한 변화를 제공함으로서, 상기 연장부(118)에 결합되는 태양전지모듈(113)의 다양한 형상 및 규격에 적절히 대응할 수 있도록 구성되는 것이다.
그리고 상기 본체(100)와 상기 연장부(118)가 상호 착탈될 때, 상호 결합하기 위한 수단 및 체결부재, 또는 조립부재는 제한 없이 사용할 수 있을 것이다.
또한, 상기 연장부(118)은 경사지게 구성될 수 있을 것이다
상기의 연장부(118)가 경사지게 구성되면 태양전지모듈(113)이 경사지게 결합되며 배치되어 빗물의 흐름을 원활하게 할 수 있어서, 태양전지모듈(113)의 태양전지패널(314) 표면의 오염물질의 고착을 방지하고, 태양광의 일조량이 많은 위치에 배치할 수 있어 전기 발전량을 증가시키는 효과를 부여할 수 있을 것이다.
또한, 상기 연장부(118)는 하부면의 크기가 상부면의 크기 보다 더 크게 형성될 수 있다.
이러한 구조는 상기 연장부(118)의 요홈부(111)에 결합되는 상기 태양전지모듈(113)의 과다한 중량이 하부면으로 집중되기 때문에 연장부(118)의 하부면을 보강하기 위한 방편으로 해석될 수 있을 것이다
여기서 상기의 연장부(118) 상부면 과 하부면에는 보강 리브를 더 포함하는 것도 가능할 것이다.
또한, 상기 본체(100)의 하부면에는 결합홈부(200)을 구비한 결합부(110)가 형성된다. 상기 결합홈부200)는 원형 또는 각형 또는 다각형으로 구성될 수 있으며, 상기 결합홈부(200)에는 통상의 수직구조물 상단부 또는 수평구조물 끝단부가 상호 체결부재(볼트, 너트 등)로 고정된다.
또한, 상기 결합부(110) 측면에는 조립부(250)를 더 포함할 수 있다.
상기 조립부(250)는 상기 체결부(310) 또는 상기 체결부(310)의 측면에 연장되며 구성된 연장부(118)에 결합된 태양전지모듈(113)의 길이가 길어지거나 전체적인 외형 크기가 커질 때, 상기 태양전지모듈(113)의 결합부분이 과중한 자중력으로 휨강도가 약해지는 것을 방지하고 외적인 풍하중에 적절히 대응하기 위해 별도의 지지대를 상기의 조립부(250)와 상기 태양전지모듈(113) 일단부와 상호 고정시키기 위한 수단으로 해석함이 마땅할 것이다
이러한 본 발명의 상기의 태양광발전장치(A)를 이용하면 지면의 사용을 최소화하여 토지 구입비를 절감할 수 있으며, 또한 복수개의 태양전지모듈이 결합된 가로등, 보안등, 경관조명등은 물론 복수개의 태양전지모듈을 결합한 다양한 제품에 적용할 수 있다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
A: 태양광발전장치 100: 본체 110: 결합부 111: 요홈부 112: 하우징
113: 태양전지모듈 114: 안착부 115 : 하부판 118: 연장부 119:체결구멍
200: 결합요홈부 211: 반사체 250: 조립부 310: 체결부 311: 축전지
312: 제어부 313: 조명부 314: 태양전지패널 315: 태양전지

Claims (15)

  1. 지면에 설치되는 지지구조물과 상기 지지구조물의 상단에 설치되되 복수의 외측면을 구비하는 본체를 포함하되, 상기 본체의 외측면에는 태양전지모듈을 체결 고정하기 위한 각각의 체결부를 구비하고, 상기 체결부는 상기 본체에서 외부로 연장되는 연장부를 구비하고, 상기 연장부에 각각의 태양전지모듈이 결합되는 태양광발전장치로서,
    상기 각각의 태양전지모듈은
    태양전지패널(113)의 하면 테두리 외곽부를 고정하면서 상방으로 태양전지패널의 전면 전체를 외부에 노출시키는 ㄴ자형의 안착부(114), 및 상기 태양전지패널의 후면과 이격되도록 밀폐하는 하부판(115)을 구비하면서 상기 태양전지패널을 지지하는 하우징(112)을 포함하되,
    상기 하우징(112) 내부에 태양전지패널이 상기 안착부에 안착되고, 동시에 상기 하우징 내부의 하부판에는 상기 태양전지패널에서 생성된 전기에너지를 제어하는 제어모듈과, 상기 제어모듈에 의해 제어되어 전기에너지를 축전시키기 위한 축전지가 함께 내장되는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 안착부와 하부판이 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 하우징의 하부판 외부에는 상기 축전지에 저장된 전기를 상기 제어모듈에서 인출된 전원선에 연결되는 조명부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 본체 상부에는 태양광을 개별 태양전지모듈의 태양전지패널을 향하여 여러 방향으로 반사시키는 반사체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 본체의 하부에는 상기 지지구조물과 설치 결합하기 위해 상기 본체 하부면에서 하방형으로 돌출되는 결합부(110)와 상기 결합부(110) 내부면을 지나 상기 본체 내부면으로 결합홈부(200)가 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치.
  15. 삭제
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