KR102655845B1

KR102655845B1 - 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치

Info

Publication number: KR102655845B1
Application number: KR1020210095073A
Authority: KR
Inventors: 김도훈
Original assignee: 주식회사 일강케이스판; 김도훈
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2024-04-24
Also published as: KR20230013952A

Abstract

본 발명은 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 과제는 태양의 위치추적결과 및 계절 또는 월별로 설정된 정보에 따라 하나의 축 회전을 통해 다축으로 구동 가능하게 하여 태양광모듈의 경사 각도와 방향을 쉽게 조절하는데 있다.
일례로, 회전축을 구비하며 양방향 회전이 가능한 구동 모터; 지면에 대해 수직하게 설치된 지지대; 일측이 상기 지지대에 대해 수직하게 연결된 고정대; 길이 방향을 따라 상기 회전축과 연결되어 회전하는 제1 구동축; 상기 제1 구동축의 일측과 수직하게 연결되어 상기 제1 구동축을 따라 회전하는 레일대; 상기 제1 구동축과 나란하게 배치되고, 일측이 상기 레일대 상에 설치되되 상기 레일대를 따라 수평 이동 가능하게 설치된 제2 구동축; 일측이 상기 고정대의 타측과 회전 가능하게 연결되고, 타측이 상기 제2 구동축의 일측과 회전 가능하게 연결된 회전대; 및 태양광모듈이 설치되고, 상기 제1 구동축과 상기 제2 구동축의 각 타측과 연결되되, 상기 제1 구동축의 타측과 각도 조절이 가능하게 연결되고, 상기 제2 구동축의 타측이 직선 이동 및 각도 조절 가능하게 연결된 패널 설치판을 포함하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치를 개시한다.

Description

태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치{DEVICE FOR ADJUSTING TILT ANGLE AND DIRECTION OF SOLAR MODULE}

본 발명의 실시예는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광기술은 태양으로부터 전달되는 복사 열에너지를 이용하는 태양열 기술과 구분된다.

태양광을 이용한 발전은 무한한 청정 에너지를 이용한 것으로 별도의 에너지나 구동원이 불필요하고 소규모에서 대규모 시스템의 시공이 간단하며 환경문제에 따른 설치제한에 영향을 받지 않은 이점이 있다.

반면, 발전량이 일사시간에 좌우되고, 대 전력을 얻기 위해서는 많은 태양광 발전모듈이 필요하고, 상용 전력에 비해 고가이며, 직류전력이 먼저 얻어지는 점 등에 유의해야 한다.

상술한 태양광모듈은 발전효율을 극대화하기 위해 태양의 직사광선이 항상 태양광 발전모듈의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 동력 또는 기기 조작을 통하여 태양의 위치를 추적해 가는 추적식, 계절 또는 월별로 상하로 위치가 변화되는 반고정식, 태양과의 고도에 관계없이 위치가 고정되는 고정식 등이 있다.

등록특허공보 제10-1031286호(등록일자: 2011년04월19일) 등록특허공보 제10-2271950호(등록일자: 2021년06월28일) 공개특허공보 제10-2009-0029587호(공개일자: 2009년03월23일)

본 발명의 실시예는, 태양의 위치추적결과 및 계절 또는 월별로 설정된 정보에 따라 하나의 축 회전을 통해 다축으로 구동 가능하게 하여 태양광모듈의 경사 각도와 방향을 쉽게 조절할 수 있는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치는, 회전축을 구비하며 양방향 회전이 가능한 구동 모터; 지면에 대해 수직하게 설치된 지지대; 일측이 상기 지지대에 대해 수직하게 연결된 고정대; 길이 방향을 따라 상기 회전축과 연결되어 회전하는 제1 구동축; 상기 제1 구동축의 일측과 수직하게 연결되어 상기 제1 구동축을 따라 회전하는 레일대; 상기 제1 구동축과 나란하게 배치되고, 일측이 상기 레일대 상에 설치되되 상기 레일대를 따라 수평 이동 가능하게 설치된 제2 구동축; 일측이 상기 고정대의 타측과 회전 가능하게 연결되고, 타측이 상기 제2 구동축의 일측과 회전 가능하게 연결된 회전대; 및 태양광모듈이 설치되고, 상기 제1 구동축과 상기 제2 구동축의 각 타측과 연결되되, 상기 제1 구동축의 타측과 각도 조절이 가능하게 연결되고, 상기 제2 구동축의 타측이 직선 이동 및 각도 조절 가능하게 연결된 패널 설치판을 포함한다.

또한, 상기 고정대의 타측과 상기 회전대의 일측은 피벗 경첩(pivot hinge)을 통해 회전 가능하게 연결되어 상기 회전축의 회전에 따라 관절 운동을 수행할 수 있다.

또한, 상기 레일대를 따라 이동 가능하게 설치되고, 상부가 상기 제2 구동축의 일측이 안착 고정되며, 하부가 피벗 경첩(pivot hinge)을 통해 상기 회전대의 타측과 회전 가능하게 연결된 이송 부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 패널 설치판은, 태양광모듈이 설치되는 전면부; 및 상기 제1 구동축의 타측과 연결되되 상기 제1 구동축에 대하여 상기 패널 설치판이 틸팅 가능하도록 각도가 조절되는 제1 각도 조절 링크, 세로 방향으로 설치된 가이드 레일 부재, 및 상기 가이드 레일 부재와 상기 제2 구동축의 타측 간에 연결하여 상기 가이드 레일 부재를 따라 직선 이동 가능하게 설치되되 상기 제2 구동축에 대하여 상기 패널 설치판이 틸팅 가능하도록 각도가 조절되는 제2 각도 조절 링크를 포함하는 후면부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나는 길이 조절이 가능하게 형성될 수 있다.

또한, 미리 설정된 하절기에 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나의 길이가 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나의 길이가 축소되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 구동축은 길이 조절이 가능하게 형성될 수 있다.

또한, 미리 설정된 하절기에 상기 제2 구동축의 길이가 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 상기 제2 구동축의 길이가 축소되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나는 길이 조절이 가능하게 형성되고, 상기 제2 구동축은 길이 조절이 가능하게 형성될 수 있다.

또한, 미리 설정된 하절기에 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나의 길이와 상기 제2 구동축의 길이가 각각 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나의 길이와 상기 제2 구동축의 길이가 각각 축소되도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 태양의 위치추적결과 및 계절 또는 월별로 설정된 정보에 따라 하나의 축 회전을 통해 다축으로 구동 가능하게 하여 태양광모듈의 경사 각도와 방향을 쉽게 조절할 수 있는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치를 통해 태양광모듈의 각도와 방향이 변화되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 구동축의 회전 방향에 따라 고정대와 회전대로 구성되는 관절 암이 접히고 펴지는 동작을 통해 제2 구동축의 수평 위치 이동 과정과 그에 따른 패널 설치판의 각도 및 방향 변화를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고정대와 회전대로 구성되는 관절 암의 길이 변화 및 제2 구동축의 길이 변화를 위한 구동 방식과, 그를 위한 제어부의 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패널 설치판의 구성을 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 연결로 구현될 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치를 통해 태양광모듈의 각도와 방향이 변화되는 과정을 순차적으로 나타낸 도면이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 구동축의 회전 방향에 따라 고정대와 회전대로 구성되는 관절 암이 접히고 펴지는 동작을 통해 제2 구동축의 수평 위치 이동 과정과 그에 따른 패널 설치판의 각도 및 방향 변화를 설명하기 위해 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 고정대와 회전대로 구성되는 관절 암의 길이 변화 및 제2 구동축의 길이 변화를 위한 구동 방식과, 그를 위한 제어부의 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패널 설치판의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치(10)는 구동 모터(100), 지지대(200), 고정대(300), 제1 구동축(400), 레일대(500), 제2 구동축(600), 회전대(700), 패널 설치판(800), 이송 부재(900) 및 제어부(1000) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 구동 모터(100)는 회전축(C)을 구비하며 양방향 회전이 가능하다. 여기서, 구동 모터(100)는 제1 구동축(400)과 레일대(500)가 연결되는 지점과, 고정대(300)의 일측 단부의 상부 사이에 위치할 수 있다. 또한, 구동 모터(100)의 외관을 둘러싸는 커버에 의해 구동 모터(100)가 해당 위치에 안전하게 설치되며, 고정대(300)의 일측 단부의 상부로부터 제1 구동축(400)과 레일대(500)가 연결되는 지점을 안정적으로 지지할 수 있다. 다만, 레일대(500)의 회전 시 레일대(500)와 구동 모터(100)의 커버 간의 마찰력을 줄이기 위한 베어링과 같은 부품이 해당 위치에 개재될 수 있다. 구동 모터(100)의 회전축(C)은 제1 구동축(400)의 길이 방향을 따라 연결되어 제1 구동축(400)과 동일 선상에 배치될 수 있다. 본 실시예에 따른 구동 모터(100)는 일출과 일몰 시간 동안 태양을 따라 대략 180도 이상의 각도로 태양광모듈의 방향각을 변화시킬 수 있으며, 균일한 속도로 회전시킬 수 있는 양방향 모터이면 적용 가능하다.

상기 지지대(200)는, 지면에 대해 수직하게 설치하게 배치될 수 있으며, 일례로 회전축(C)을 감싸되 물리적인 간섭이 없는 형태로 설치됨으로써, 물리적 구성을 간소화시킬 수 있다. 이러한 지지대(200)의 단부는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치(10)의 바닥면에 고정되고 상부에는 고정대(300)가 연결될 수 있다. 이때, 지지대(200)는 회전축(C)이 관통하고 있으나 회전축(C)과의 물리적 접촉은 없으며 제1 구동축(400)과도 물리적인 접촉이 없도록 구성되어, 회전축(C)에 의한 제1 구동축(400)이 회전할 때 지지대(200)와의 물리적 간섭이 없도록 설계되는 것이 바람직하다.

상기 고정대(300)는, 일측이 지지대(200)에 대해 수직하게 연결되며, 더욱 구체적으로 지지대(200)의 타측에 수직하게 절곡된 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 고정대(300)는 지지대(200)와 연결되며 제1 구동축(400)과는 연결되어 있지 않기 때문에 회전하지 않고 위치가 항상 고정되어 있다.

상기 제1 구동축(400)은, 회전축(C)과 일직선 상에 연결되어 회전축(C)을 따라 좌우로 회전할 수 있으며, 회전 반경 또는 회전 각도는 구동 모터(100)의 구동에 따라 결정될 수 있다. 이러한 구동축(400)의 일측에는 레일대(500)가 연결되고 타측에는 패널 설치판(800)가 연결될 수 있으며, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 후술한다.

상기 레일대(500)는, 제1 구동축(400)의 일측과 수직하게 연결되어 제1 구동축(400)을 따라 회전할 수 있다. 이에 따라 레일대(500)와 제1 구동축(400)은 'ㄴ'자 형태의 구조체를 이룰 수 있다. 이러한 레일대(500) 상에는 이송 부재(900)가 설치되며, 이송 부재(700)가 수평 방향으로 직선 이동할 수 있도록 레일 구조물이 설치 또는 형성될 수 있다. 후술하겠으나, 레일대(500)의 길이(L1)는 고정대(300)와 회전대(700)가 일자로 최대한 펴져 있을 때의 길이(L2+L3)보다 충분히 길게 형성되어 고정대(300)와 회전대(700)의 길이 연장에 따라 레일대(500)의 이동 폭이 충분히 확보될 수 있도록 한다.

상기 제2 구동축(600)은, 제1 구동축(400)보다 짧게 이루어지고, 제1 구동축(400)과 나란하게 배치되며, 일측이 레일대(500) 상에 설치되되 레일대(500)를 따라 수평 이동 가능하게 설치될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제2 구동축(600)의 일측이 이송 부재(900)의 상부에 결합되어 지면으로부터는 수직한 방향으로 배치되며 제1 구동축(400)과는 나란히 배치될 수 있다. 이와 같이 제2 구동축(600)은 이송 부재(900)가 레일대(500)를 따라 직선 운동함으로써 레일대(500)를 따라 함께 직선 운동 또는 수평 이동할 수 있으며, 이러한 경우 제1 구동축(400)과 점차 가까워지거나 점차 멀어지도록 이동할 수 있게 된다.

상기 회전대(700)는, 일측이 고정대(300)의 타측과 회전 가능하게 연결되고, 타측이 제2 구동축(600)의 일측과 회전 가능하게 연결될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 회전대(700)는 고정대(300)와 동일하게 수평 방향으로 누워 있는 상태로 배치되는데, 이러한 상태에서 고정대(300)의 타측과 회전대(700)의 일측 간이 피벗 경첩(pivot hinge)을 통해 회전 가능하게 연결됨으로써 회전축(C)의 회전에 의해 접혔다 펴지는 관절 운동을 수행할 수 있게 된다. 또한, 후술하겠으나, 회전대(700)의 타측이 이송 부재(900)의 하부에 피벗 경첩(pivot hinge)을 통해 결합되어 피벗 경첩(pivot hinge)을 중심으로 회전 가능하게 이루어질 수 있다. 이러한 회전 동작은 고정대(300)와 회전대(700) 간을 연결하는 피벗 경첩(pivot hinge)과 회전대(700)와 이송 부재(900) 간을 연결하는 피벗 경첩(pivot hinge)에 의해 가능해진다.

한편, 회전대(700)와 고정대(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 길이의 연장과 축소가 가능하도록 이루어질 있다. 좀 더 구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 회전대(700)의 내부에는 회전대(700)를 따라 제1 길이 연장 장치(700A)가 설치되고, 고정대(300)의 내부에는 고정대(300)를 따라 제2 길이 연장 장치(300A)가 설치되어 있어 회전대(700)와 고정대(300)(또는 회전대(700)와 고정대(300) 중 적어도 하나)는 그 길이에 대한 연장 및 축소가 가능하다. 제1 길이 연장 장치(700A)와 제2 길이 연장 장치(300A)는 다양한 구동 방식과 수단이 적용되어 구현될 것일 수 있으며, 일례로 안테나의 길이가 연장 및 축소되는 원리를 갖는 수단에 구동 장치가 결합되어 자동으로 길이가 연장 및 축소되는 동작이 가능하도록 구현될 수 있으며, 본 실시예에서는 제1 길이 연장 장치(700A)와 제2 길이 연장 장치(300A)의 구체적인 구현 방식이나 형태에 대하여 한정하지 않으며, 다만 수평방향으로 물리적인 길이 연장과 축소가 가능한 모든 장치와 수단이 적용될 수 있다. 이와 같이 회전대(700)와 고정대(300)의 길이 연장 구성과 관련된 장치 동작에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.

상기 패널 설치판(800)은, 대략 납작한 직육면체 형상으로 이루어지고, 태양광모듈이 설치되고, 제1 구동축(400)과 제2 구동축(600)의 각 타측과 연결되되, 제1 구동축(400)의 타측과 각도 조절이 가능하게 연결되고, 제2 구동축(600)의 타측이 직선 이동 및 각도 조절 가능하게 연결될 수 있다.

이러한 패널 설치판(800)은 도 7에 도시된 바와 같이, 전면부(810)와 후면부(820)를 포함할 수 있다.

상기 전면부(810)는 패널 설치판(800)의 전면(또는 상부면)에 해당하며, 태양광모듈이 안착 설치될 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.

상기 후면부(820)는 패널 설치판(800)의 후면(또는 하부면)에 해당하며, 제1 각도 조절 링크(821), 가이드 레일 부재(822) 및 제2 각도 조절 링크(823) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 제1 각도 조절 링크(821)는, 제1 구동축(400)의 타측(상부측)과 연결되되 제1 구동축(400)에 대하여 패널 설치판(800)이 틸팅 가능하도록 각도가 조절될 수 있다. 제1 각도 조절 링크(821)는 각도를 조절할 수 있는 구동 수단이 구비된 것일 수 있으나, 실질적으로 패널 설치판(800)이 제2 구동축(600)에 의해 틸팅 또는 각도가 변경될 때 그에 맞게 패널 설치판(800)과 제1 구동축(100)의 타측(상부측) 간의 연결 각도가 자연스럽게 변경되도록 경첩과 같은 역할을 수행할 수 있다.

상기 가이드 레일 부재(822)는 패널 설치판(800)의 세로 방향으로 설치될 수 있다. 이러한 가이드 레일 부재(822)에는 제2 각도 조절 링크(823)가 연결되며 제2 구동축(600)의 수평 이동에 따라 제2 각도 조절 링크(823)가 세로 방향으로 직선 이동할 수 있도록 한다.

상기 제2 각도 조절 링크(823)는, 가이드 레일 부재(822)와 제2 구동축(600)의 타측 간에 연결하여 가이드 레일 부재(822)를 따라 직선 이동 가능하게 설치되되 제2 구동축(600)에 대하여 패널 설치판(800)이 틸팅 가능하도록 각도가 조절될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제2 각도 조절 링크(823)는 가이드 레일 부재(822)와 제2 구동축(600)의 타측 간에 연결하는 링크 부재의 역할을 수행하는 동시에, 제2 구동축(600)이 수평 이동할 때 패널 설치판(800)과 제2 구동축(400) 간의 연결 각도가 자연스럽게 변경되도록 경첩과 같은 역할을 수행하도록 구성될 수 있다.

상기 이송 부재(900)는, 레일대(500)를 따라 이동 가능하게 설치되고, 상부가 제2 구동축(600)의 일측이 안착 고정되며, 하부가 피벗 경첩(pivot hinge)을 통해 회전대(700)의 타측과 회전 가능하게 연결될 수 있다. 또한, 이송 부재(900)의 높이는 상술한 구동 모터(100) 또는 구동 모터(100)의 커버의 높이만큼으로 이루어져 레일대(500)가 고정대(300) 및 회전대(700)와 대략 평행을 이루도록 하여 높이 차이에 의해 작동 상 오류가 없도록 설계되는 것이 바람직하다.

상술한 내용과 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치(10)의 동작 방식에 대하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 도면 부호가 생략되어 있으나 도 2의 (a)를 참조하면 제1 구동축(400)의 회전축(C)을 중심으로 좌측 방향으로 최대한 회전하게 되면 회전대(700)가 고정대(400)에 의해 피벗 경첩(pivot hinge)을 기준으로 접히게 되면서 이송 부재(900)가 제1 구동축(400) 방향으로 이동하면서 제2 구동축(600)도 이송 부재(900)를 따라 수평 이동하게 된다. 이때, 제2 구동축(600)이 제1 구동축(400)을 향해 이동함으로써, 제2 구동축(600)의 타측이 가이드 레일 부재(822) 중 제1 구동축(400)과 가까운 단부로 이동하면서 패널 설치판(800)과 제2 구동축(600)의 타측 간의 각도 차이가 커지게 되어 패널 설치판(800)의 경사각이 세워지는 상태로 변경될 수 있다. 이때, 제1 구동축(400)이 좌측으로 회전하였으므로, 패널 설치판(800)의 방향 또한 좌측을 향하도록 변경될 수 있다.

이후, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 구동축(400)이 오른쪽으로 회전하기 시작하면 제2 구동축(600)이 제1 구동축(400)과 멀어지도록 수평 이동함으로써 널 설치판(800)과 제2 구동축(600)의 타측 간의 각도도 점차 작아지게 되고, 이에 따라 패널 설치판(800)이 서서히 누워지도록 경사각이 조절될 수 있다.

이후, 고정대(300)와 회전대(700)가 완전이 펴져 일자가 되면, 즉 레일대(500)와 같은 모양으로 오버랩되면, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 제2 구동축(600)이 제1 구동축(400)으로부터 가장 멀리 위치하게 되어 패널 설치판(800)이 가장 누워진 상태가 되도록 경사각이 조절될 수 있다.

이후, 도 2의 (d) 및 (e)에 도시된 바와 같이 제1 구동축(400)이 고정대(300)를 기준으로 반대 방향으로 넘어가게 되면 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 반대 동작이 이루어짐에 따라 패널 설치판(800)의 방향이 반대로 바뀌게 되고, 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 각도 변화의 역순으로 각도 변화가 일어나게 된다.

이와 같이 제1 구동축(400)이 좌우 방향으로 회전하여 제2 구동축(600)이 전후진 동작을 수행함에 따라 패널 설치판(800)의 방향과 각도가 대칭적으로 변화되면서 조절된다.

도 3의 (a)에서는 고정대(300)를 기준으로 레일대(500)가 우측으로 넘어간 상태를 나타내며, 이때 회전대(700)는 고정대(300)를 기준으로 접히게 되면서 이송 부재(900)와 제2 구동축(600)이 제1 구동축(400) 쪽으로 이동하게 된다. 이러한 경우 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 패널 설치판(800)은 회전축(C)을 기준으로 제1 각도(

1) 수준으로 세워지게 된다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 구동축(400)이 좌측으로 회전하는 중에 고정대(300)와 회전대(700)가 일직선을 이루게 되면 고정대(300)와 회전대(700)가 이루는 길이가 최대(L2)가 되어 제2 구동축(900)이 제1 구동축(400)으로부터 가장 멀리 위치하게 됨으로써, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 패널 설치판(800)이 회전축(C)을 기준으로 제2 각도(

2) 수준으로 눕혀지게 된다.

도 5의 (a)에서는 고정대(300)를 기준으로 레일대(500)가 좌측에서 우측으로 넘어간 상태를 나타내며, 이때 회전대(700)는 고정대(300)를 기준으로 접히게 되면서 이송 부재(900)와 제2 구동축(600)이 제1 구동축(400) 쪽으로 이동하게 된다. 이러한 경우 패널 설치판(800)은 회전축(C)을 기준으로 제3 각도(

3) 수준으로 세워지게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이 고정대(300)와 회전대(700)가 이루는 길이가 최대(L2)일 때 패널 설치판(800)이 회전축(C)을 기준으로 이루는 각도가 최대가 되어 최대한 눕혀진 상태가 되며, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 고정대(300)와 회전대(700)의 단부 간의 직선 길이(또는 거리)(L1, L3)가 각각 L2보다 작을수록 패널 설치판(800)이 회전축(C)을 기준으로 이루는 각도(

1,

3)가 점차 작아져 패널 설치판(800)의 각도가 조절되며, 상술한 바와 같이 제1 구동축(400)의 회전 방향에 따라 패널 설치판(800)의 방향이 결정될 수 있다.

상기 제어부(1000)는, 미리 설정된 하절기에 고정대(300)와 회전대(700) 중 적어도 하나의 길이가 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 고정대와 회전대 중 적어도 하나의 길이가 축소되도록 제어함으로써, 도 6의 (a)에 도시된 'Action 1'과 도 6(b)에 도시된 'Action 2'를 수행할 수 있도록 한다. 하절기에는 태양의 고도가 높아져 동절기와 대비하여 패널 설치판(800)이 태양을 최대한 직교하는 방향으로 눕혀질 수 있도록 제2 구동축(600)을 제1 구동축(400)으로부터 최대한 먼 거리 범위 내에서 이동시키기 위한 'Action 1'을 수행할 수 있다. 그리고, 동절기에는 태양의 고도가 낮아져 하절기와 대비하여 패널 설치판(800)이 태양을 최대한 직교하는 방향으로 세워질 수 있도록 제2 구동축(600)을 제1 구동축(400)으로부터 최대한 가까운 거리 범위 내에서 이동시키기 위한 'Action 2'를 수행할 수 있다.

상기 제어부(1000)는, 미리 설정된 하절기에 제2 구동축(600)의 길이가 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 제2 구동축(600)의 길이가 축소되도록 제어할 수 있다. 하절기에는 태양의 고도가 높아져 동절기와 대비하여 패널 설치판(800)이 태양을 최대한 직교하는 방향으로 눕혀질 수 있도록 제2 구동축(600)을 최대한 높이 세우기 위한 'Action 1'을 수행할 수 있다. 그리고, 동절기에는 태양의 고도가 낮아져 하절기와 대비하여 패널 설치판(800)이 태양을 최대한 직교하는 방향으로 세워질 수 있도록 제2 구동축(600)을의 길이를 최소한으로 줄이기 위한 'Action 1'를 수행할 수 있다.

이뿐만 아니라, 제어부(1000)는 미리 설정된 하절기에 고정대(300)와 회전대(700) 중 적어도 하나의 길이와 제2 구동축(600)의 길이가 각각 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 고정대(300)와 회전대(700) 중 적어도 하나의 길이와 제2 구동축(600)의 길이가 각각 축소되도록 제어할 수 있다. 즉, 상술한 'Action 1'과 'Action 2'를 동시에 수행함으로써, 패널 설치판(800)의 각도가 하절기와 동절기에 따라 가장 효율적으로 조절되도록 제어하는 것이다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

10: 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치
100: 구동 모터
200: 지지대
300: 고정대
400: 제1 구동축
500: 레일대
600: 제2 구동축
700: 회전대
800: 패널 설치판
810: 전면부
820: 후면부
821: 제1 각도 조절 링크
822: 가이드 레일 부재
823: 제2 각도 조절 링크
900: 이송 부재
1000: 제어부
C: 회전축

Claims

지면에 수직한 방향으로 위치한 회전축을 구비하며 양방향 회전이 가능한 구동 모터;
지면에 대해 수직하게 설치된 지지대;
일측이 상기 지지대에 대해 수직하게 연결되고, 상기 지지대와 연결된 일측 단부의 상부에 상기 구동 모터가 배치되는 고정대;
길이 방향을 따라 상기 회전축과 연결되어 회전하는 제1 구동축;
일측이 상기 제1 구동축의 일측과 수직하게 연결되어 상기 제1 구동축을 따라 회전하고, 상기 제1 구동축과 연결된 일측 단부의 하부에 상기 구동 모터가 배치되는 레일대;
상기 제1 구동축과 나란하게 배치되고, 상기 제1 구동축과 다른 길이를 가지며, 일측이 상기 레일대 상에 설치되되 상기 레일대를 따라 수평 이동 가능하게 설치된 제2 구동축;
일측이 상기 고정대의 타측과 회전 가능하게 연결되고, 타측이 상기 제2 구동축의 일측과 회전 가능하게 연결된 회전대; 및
태양광모듈이 설치되고, 상기 제1 구동축과 상기 제2 구동축의 각 타측과 연결되되, 상기 제1 구동축의 타측과 각도 조절이 가능하게 연결되고, 상기 제2 구동축의 타측이 직선 이동 및 각도 조절 가능하게 연결된 패널 설치판을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 고정대의 타측과 상기 회전대의 일측은 피벗 경첩(pivot hinge)을 통해 회전 가능하게 연결되어 상기 회전축의 회전에 따라 관절 운동을 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 레일대를 따라 이동 가능하게 설치되고, 상부가 상기 제2 구동축의 일측이 안착 고정되며, 하부가 피벗 경첩(pivot hinge)을 통해 상기 회전대의 타측과 회전 가능하게 연결된 이송 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 패널 설치판은,
태양광모듈이 설치되는 전면부; 및
상기 제1 구동축의 타측과 연결되되 상기 제1 구동축에 대하여 상기 패널 설치판이 틸팅 가능하도록 각도가 조절되는 제1 각도 조절 링크, 세로 방향으로 설치된 가이드 레일 부재, 및 상기 가이드 레일 부재와 상기 제2 구동축의 타측 간에 연결하여 상기 가이드 레일 부재를 따라 직선 이동 가능하게 설치되되 상기 제2 구동축에 대하여 상기 패널 설치판이 틸팅 가능하도록 각도가 조절되는 제2 각도 조절 링크를 포함하는 후면부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나는 길이 조절이 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제5 항에 있어서,
미리 설정된 하절기에 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나의 길이가 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나의 길이가 축소되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 구동축은 길이 조절이 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제7 항에 있어서,
미리 설정된 하절기에 상기 제2 구동축의 길이가 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 상기 제2 구동축의 길이가 축소되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제1 항에 있어서,
상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나는 길이 조절이 가능하게 형성되고,
상기 제2 구동축은 길이 조절이 가능하게 형성된 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.
제9 항에 있어서,
미리 설정된 하절기에 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나의 길이와 상기 제2 구동축의 길이가 각각 연장되도록 제어하고, 미리 설정된 동절기에 상기 고정대와 상기 회전대 중 적어도 하나의 길이와 상기 제2 구동축의 길이가 각각 축소되도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 각도 및 방향 조절 장치.