KR200431870Y1 - 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기에 관한 것으로서, 다수의 태양전지 셀이 배치되는 집광판; 상기 집광판의 배면에 위치하여 집광판을 고정하는 평판형 프레임; 지면에서 수직방향으로 연장되며, 상기 평판형 프레임을 고정하는 수직 프레임; 일단이 상기 수직 프레임에 힌지로 결합되는 제1 부재; 및 일단이 상기 제1 부재의 타단부에 신축 가능하게 연결되며, 타단은 상기 평판형 프레임의 배면에 힌지로 결합되는 제2 부재를 포함하며, 제1 부재에 대한 제2 부재의 신축에 의해서 상기 집광판의 수직 방향 각도가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기를 제공한다.

본 고안에 의하면, 수직 방향의 각도를 자유롭고 편리하게 조절할 수 있으므로, 발전 효율을 최대화하고 사용을 용이하게 하는 효과를 제공한다.

태양광, 발전, 태양전지, 각도, 볼트

Description

수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기{Solar power generator with the angle of solar collector in vertical direction adjustable}

도 1은 종래의 태양광 발전기의 일 예를 도시한 측면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 태양광 발전기의 평면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기의 일 실시예를 도시한 측면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 실시예 중 제1 부재, 커버 부재 및 제2 부재만을 개략적으로 도시한 평면도이다.

본 고안은 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광을 이용해 전기를 생산하는 집광판의 수직 방향 각도를 조절할 수 있는 태양광 발전기에 관한 것이다.

석유 자원의 고갈의 대비하여 다양한 종류의 대체 에너지들에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 노력은 최근의 유가 상승에 의해 더욱 가속화되고 있는 실정이다. 대체 에너지로서 현재까지 활발히 연구되는 것은 핵융합 에너지, 풍력 발전, 및 태양광 등이 대표적이다.

이중 태양광 에너지는 고갈의 우려가 없고, 발전을 위한 장비도 다른 대체 에너지원에 비해서 비교적 간단하고 저렴할 뿐만 아니라, 발전 과정에서 오염물질과 같은 부산물을 발생시키지 않는 청정 에너지라는 점에서 주목받고 있으며, 일부분 실용화되어 사용 중에 있다.

이러한 태양광 에너지를 이용한 발전기로서 대표적인 것이, 태양광을 열원으로 하여 난방수를 가열하거나, 태양광의 에너지를 직접 전기로 변환하는 태양 전지셀을 이용하는 것인데, 이들은 모두 공통적으로 태양광 에너지를 모으기 위한 집광판을 포함하고 있다. 상기 집광판에 의한 발전 효율은 여러 요인에 의해 달라질 수 있으나, 최적의 발전 효율을 얻기 위해서는 집광되는 에너지를 최대화하는 것이 필요하다.

이를 위해서는, 집광판과 태양광선과의 각도가 수직을 이룰 것이 요구되는바, 종래부터 이를 위한 다양한 장치들이 개발되어 왔다.

도 1은, 상술한 바와 같이 집광판의 각도를 태양의 위치에 따라 변경할 수 있는 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기의 일 예를 도시한 것이다.

상기 태양광 발전기는 지면에 설치되는 앵커부(10)를 포함하며, 상기 앵커부(10)에는 수직 프레임(12)이 지면에 대해 수직한 방향으로 설치된다. 또한, 상기 수직 프레임(12)의 단부에는 평판형 프레임(14)이 고정되어 있는데, 상기 평판형 프레임(14)의 전면에는 다수의 태양전지셀(16)이 배치되어 있다. 아울러, 상기 평판형 프레임(14)이 보다 안정적으로 고정될 수 있도록 하는 보조 프레임(18)이 추가적으로 설치된다.

도 2를 참조하면, 상기 수직 프레임(12)에는 실린더(20)가 설치되며, 상기 실린던(20)의 단부에서 신축 가능하게 연장되는 피스톤(22)의 단부가 평판형 프레임(14)의 배면 일측에 힌지 결합되어 있다. 따라서, 상기 피스톤(22)의 신축에 의해서 상기 평판형 프레임(14)이 도 2에서 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하게 되므로, 하루 중 지구의 자전에 의한 태양의 각도 변화에 따라서 집광판의 각도를 최적으로 조절할 수 있게 된다.

그러나, 태양의 각도는 지구의 자전에 의해서도 변경되지만, 지구의 공전에 의해서도, 즉 지면에 대한 수직 방향의 각도 역시 변경되게 된다. 따라서, 계절에 따라서 바뀌는 수직 방향 각도 변경은 상술한 보조 프레임을 계절에 따라 각각 다른 길이를 갖는 것으로 변경하여 대응하여야 하나, 이는 매우 불편할 뿐만 아니라 매일 변경되는 태양의 수직 방향 각도에 효율적으로 대응하는 것이 불가능하다는 단점을 갖는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 계절의 변화에 따른 태양의 고도 변화에 따라서 집광판의 지면에 대한 수직 방향의 각도를 보다 효율적이고 용이하게 조절할 수 있는 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 고안은 다수의 태양전지 셀이 배치되는 집광판; 상기 집광판의 배면에 위치하여 집광판을 고정하는 평판형 프레임; 지면에서 수직방향으로 연장되며, 상기 평판형 프레임을 고정하는 수직 프레임; 일단이 상기 수직 프레임에 힌지로 결합되는 제1 부재; 및 일단이 상기 제1 부재의 타단부에 신축 가능하게 연결되며, 타단은 상기 평판형 프레임의 배면에 힌지로 결합되는 제2 부재를 포함하며, 제1 부재에 대한 제2 부재의 신축에 의해서 상기 집광판의 수직 방향 각도가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기를 제공한다.

본 고안에 의하면, 상기 제2 부재를 제1 부재에 대해서 신축시키는 것에 의해 집광판의 수직 방향 각도를 용이하게 변경할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 부재와 제2 부재와의 연결부를 보호하는 커버 부재를 추가적으로 포함하는 것이 좋다.

한편, 상기 제1 부재와 제2 부재는 실린더-피스톤 장치를 사용할 수도 있으며, 다른 예로서, 상기 제1 부재의 연결부 측 단부에는 너트 부재가 고정되고, 상기 제2 부재의 연결부 측 단부에는 상기 너트 부재와 나사 결합되는 볼트 부재가 장착되어, 상기 볼트 부재가 너트 부재에 결합되어 상기 제2 부재가 제1 부재에 대 해서 신축가능하게 고정되도록 할 수도 있다.

여기서, 상기 볼트 부재의 머리부는 상기 제2 부재의 내부에 위치하며, 상기 제2 부재의 일측면에는 상기 머리부에 접근할 수 있는 개구부를 형성하여, 상기 개구부를 통해 스패너와 같은 공구를 이용해 머리부를 회전시킬 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 부재, 제2 부재 및 커버 부재는 사각형 단면을 갖는 파이프 형태일 수 있다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 3은 상술한 도 1에 상당하는 것으로서, 도 1에 도시된 것과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 도면 부호를 부여하며, 그에 대한 설명을 생략한다.

도 3에 도시된 실시예와 도 1에 도시된 종래의 태양광 발전기의 가장 큰 차이점은 도 1에서의 보조 프레임(18)이 제1 부재(30), 제2 부재(40) 및 커버 부재(50)로 대체된 점이다.

상기 제1 부재(30)의 일단부는 상기 수직 프레임(12)의 일측에 힌지를 통해 연결되어 있어, 수직 프레임(12)에 대해서 회전이 가능하다. 또한, 상기 제2 부재(40)도 일단부가 상기 평판형 프레임(14)의 배면과 힌지를 통해 연결되어 있어, 평판형 프레임(14)에 대해서 회전이 가능하다. 또한, 상기 제1 및 제2 부재(30, 40)는 서로 신축 가능하도록 연결되어 있으며, 두 개의 부재 사이의 연결부를 덮는 커버 부재(50)에 의해 연결부를 이물질의 침입 또는 부식 등으로부터 보호한다.

도 4를 참조하면, 상기 제1 부재(30), 제2 부재(40) 및 커버 부재(50)의 결합관계가 도시되어 있다.

상기 각각의 부재는 모두 사각형 단면을 갖는 파이프 형태를 가지나, 반드시 사각형일 필요는 없다. 상기 제1 부재(30)는 중공의 파이프 형태이나, 제2 부재(40)와의 연결부 측 단부에는 상기 제1 부재(30)의 내벽과 접하는 사각판 형태의 너트 부재(32)가 고정되어 있다. 상기 너트 부재(32)는 얇은 평판형태를 가지며 중앙부에는 홀이 형성되어 있는데, 상기 홀의 내부에는 나사산이 형성되어 후술하는 연결 볼트(60)와 결합된다. 또한, 상기 연결 볼트와의 결합부는 다른 부분에 비해 두껍게 형성되어, 연결부의 파손을 방지할 수 있도록 한다.

상기 제2 부재(40)는 제1 부재(30)와 유사한 형태를 가지지만, 제1 부재(30)와의 연결부 측에는 두 개의 격벽(42, 44)이 간격을 두고 형성되어 있다. 상기 격벽(42, 44)의 중앙부에는 가이드 홀이 형성되어 있고, 상기 가이드 홀의 내부에 후술할 연결 볼트(60)가 끼워진다. 상기 격벽(44)과 인접한 지점에는 사각형 형태의 개구부(46)가 형성된다. 상기 개구부(46)를 통해서 제2 부재의 내부로 접근할 수 있으며, 상기 개구부(46)와 인접한 지점에는 연결 볼트(60)의 머리부(62)가 위치한다.

사기 연결 볼트(60)는 상술한 머리부(62)와, 상기 너트 부재(32)와 결합하기 위한 나사산부(64)를 포함한다. 상기 머리부(62)와 나사산부(64)의 사이에는 나사 산이 형성되지 않는 평면을 갖는 데, 이는 상기 격벽(42, 44)의 가이드 홀 내에 끼워지기 위한 것이다. 또한, 상기 연결 볼트(60)의 단부에는 고정 너트(66)가 결합되어 연결 볼트(60)가 이탈되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 제1 부재(30) 및 제2 부재(40)가 결합된 상태를 유지하도록 한다.

상기 실시예의 작동에 대해서 설명한다.

태양의 고도 변화에 따라서 상기 집광판의 수직 각도를 변경하기 위해서는, 상술한 개구부(46)를 통해서 스패너 등의 공구를 제2 부재의 내부로 삽입한 후, 상기 머리부(62)를 회전시킨다. 머리부(62)의 회전에 따라서 상기 연결 볼트(60)에 고정된 너트 부재(32)가 연결 볼트(60)에 대해서 상대적으로 연결 볼트(60)의 축방향을 따라서 전진 또는 후퇴를 하게 되고, 상기 너트 부재(32)가 고정된 제1 부재(30)가 제2 부재(40)에 대해서 전진 또는 후퇴를 하게 된다. 이로 인해 제1 부재 및 제2 부재의 양단부 사이의 거리가 연장 또는 축소되며, 상기 평판형 프레임(14)이 수직 프레임(12)과의 연결지점을 중심으로 회전할 수 있게 된다.

따라서, 평판형 프레임이 원하는 각도를 이룰 때까지 상기 머리부(62)를 회전하는 것에 의해 용이하게 수직 방향 각도를 조절할 수 있다.

이상에서는 제1 부재 및 제2 부재를 연결 볼트에 의해 고정하여 길이를 조정할 수 있는 실시예가 설명되었으나, 이 외에도 실린더-피스톤을 사용하는 실시예 등도 고려해 볼 수 있다. 또한, 상기 머리부(62)에 모터와 같은 액추에이터를 설치하여 인력이 아닌 자동으로 평판형 플레이트의 각도를 조절하도록 하는 실시예도 고려해 볼 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 고안에 의하면, 수직 방향의 각도를 자유롭고 편리하게 조절할 수 있으므로, 발전 효율을 최대화하고 사용을 용이하게 하는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 다수의 태양전지 셀이 배치되는 집광판;

   상기 집광판의 배면에 위치하여 집광판을 고정하는 평판형 프레임;

   지면에서 수직방향으로 연장되며, 상기 평판형 프레임을 고정하는 수직 프레임;

   일단이 상기 수직 프레임에 힌지로 결합되는 제1 부재; 및

   일단이 상기 제1 부재의 타단부에 신축 가능하게 연결되며, 타단은 상기 평판형 프레임의 배면에 힌지로 결합되는 제2 부재를 포함하며, 제1 부재에 대한 제2 부재의 신축에 의해서 상기 집광판의 수직 방향 각도가 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 부재와 제2 부재와의 연결부를 보호하는 커버 부재를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 부재의 연결부 측 단부에는 너트 부재가 고정되고,

   상기 제2 부재의 연결부 측 단부에는 상기 너트 부재와 나사 결합되는 볼트 부재가 장착되어,

   상기 볼트 부재가 너트 부재에 결합되어 상기 제2 부재가 제1 부재에 대해서 신축가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기.
4. 제3항에 있어서,

   상기 볼트 부재의 머리부는 상기 제2 부재의 내부에 위치하며,

   상기 제2 부재의 일측면에는 상기 머리부에 접근할 수 있는 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기.
5. 제2항에 있어서,

   상기 제1 부재, 제2 부재 및 커버 부재는 사각형 단면을 갖는 파이프 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 수직 방향 각도 조절 기능을 갖는 태양광 발전기.

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