KR200458801Y1 - 지상 가변형 태양광 모듈 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지상에 고정되는 태양광 모듈의 지향각을 수동으로 가변할 수 있도록 하여 시간, 날씨, 위치에 따라서 태양광의 발전효율을 올릴 수 있고, 솔라셀을 고정시키는 모듈클램프와 고정볼트간의 유격이 없기 때문에 설치작업이 용이한 지상 가변형 태양광 모듈에 관한 것이다.
본 고안은 다수개의 솔라셀이 배열되어 조사되는 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 지상 가변형 태양광 모듈에 있어서, 상기 지상 가변형 태양광 모듈은 다수개의 솔라셀을 지지하는 형강과 고정되는 회전프레임의 후면에 양쪽 끝단이 각각 고정되어 일정 간격으로 삽입홀이 형성되는 각도조절바를 포함하는 집광판과, 벽면 또는 지면에 고정되어 상기 집광판을 회전가능하도록 지지하고 외면에 상기 삽입홀과 일치되는 고정홀이 형성되는 중심축과, 상기 삽입홀과 고정홀에 체결되어 집광판을 고정시키는 각도조절핀을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

지상 가변형 태양광 모듈{Variable solar module for established inground}

본 고안은 지상 가변형 태양광 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 모듈의 지향각을 수동으로 가변할 수 있도록 하여 시간, 날씨, 위치에 따라서 태양광의 발전효율을 올릴 수 있고, 솔라셀을 고정하는 모듈클램프와 고정볼트간의 유격이 없기 때문에 설치작업이 용이한 지상 가변형 태양광 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 모듈은 태양의 빛을 이용하여 전력을 생산하는데 이용되는 것으로서, 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 태양전지를 판 형상으로 집적시켜 동시에 많은 양의 전기에너지가 생산하는 것으로, 화석에너지가 점차 고갈되어감에 따라 대체에너지의 하나로 점차 그 수요가 증대되고 있다.

이러한 태양광 모듈은 통상적으로 햇빛의 조사가 원활하게 이루어지는 건축물의 지붕이나 옥상 또는 외벽 등에 설치하거나 실외의 개활지 등에 설치하는데, 태양광 모듈이 얇은 반도체 재질로 형성됨에 따라 파손을 방지하면서 안정적으로 지지하기 위해 하부에 별도의 지지대를 설치하고 있는데, 이러한 지지대는 통상적으로 태양광 모듈이 햇빛에 정면으로 배치되도록 하기 위해 상부에 태양광 모듈의 하면과 대응하는 형상으로 되는 지지프레임을 하고, 상기 지지프레임의 하부에는 태양광 모듈이 지면과 이격되면서 경사지게 설치하는 지지다리가 부설된다.

하지만, 이러한 종래의 지지대는 설치가 완료된 이후에 그 상면에 결합된 태양광 모듈의 각도조절이 매우 힘들어 계절별 태양의 높이에 따른 태양광 모듈의 각도조절이 힘든 문제점이 있었고, 이에 의해 태양광 모듈이 연중 상시 태양과 정면으로 배치되지 못함에 따라 단위 면적당 태양광의 조사량이 떨어져 전력생산효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 그 목적은 지상에 설치되는 태양광 모듈의 지향각을 선택적으로 가변할 수 있도록 하여 날씨와 계절, 주변 지형에 따른 태양광의 발전량의 전력생산 효율을 증대시킬 수 있는 지상 가변형 태양광모듈을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 솔라셀을 모듈클램프와 고정볼트로 고정할 때 작업자의 편의를 도모할 수 있도록 고정볼트를 솔라셀의 상측에서 조이는 게 아니라 솔라셀이 고정되는 형강의 후면에서 간단하게 고정볼트에 너트를 결합시켜 조일 수 있게 하는 지상 가변형 태양광 모듈을 제공하는 것이다.

본 고안의 이러한 목적들은, 다음과 같은 실시 예에 의해 달성된다.

본 고안은 다수개의 솔라셀이 배열되어 조사되는 태양광을 이용하여 전력을 생산하는 지상 가변형 태양광 모듈에 있어서, 상기 지상 가변형 태양광 모듈은 다수개의 솔라셀을 지지하는 형강이 고정되는 회전프레임의 후면에서 양쪽 끝단이 각각 고정되어 일정간격별로 삽입홀이 형성되는 각도조절바를 포함하는 집광판과, 벽면 또는 지면에 고정되어 상기 집광판을 회전하게 지지하고 외면에 삽입홀과 일치되는 고정홀이 형성되는 중심축과, 상기 삽입홀과 고정홀에 체결되어 집광판을 고정하는 각도조절핀을 포함하여 구성되는 지상 가변형 태양광 모듈을 제공한다.

또한, 상기 집광판은 고정볼트와, 양측의 솔라셀의 상면에 안착되는 절곡편과, 바닥면에서 관통형성되어 상기 고정볼트가 삽입되는 관통공과, 상기 관통공의 양측에서 돌출되어 고정볼트의 머리부분이 회전되는 것을 방지하는 클램프홈을 포함하는 모듈클램프를 더 포함하여 구성되는 지상 가변형 태양광 모듈을 제공한다.

이와 같은 본 고안에 따른 지상 가변형 태양광 모듈은, 지상에 설치되는 태양광 모듈의 지향각을 선택적으로 가변할 수 있기 때문에 날씨와 계절, 주변 지형에 따른 태양광 발전량의 생산 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 지상 가변형 태양광 모듈을 모듈클램프로 고정할 때 형강의 하측에서 너트를 결합하여 조이면 간단하게 고정되므로 작업자의 편의를 도모하게 된다.

도 1은 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈을 도시한 사시도,
도 2는 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈을 도시한 측면도,
도 3은 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈을 확대한 측면도,
도 4는 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈의 확대한 평면도,
도 5a는 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈에서 모듈클램프을 도시한 도면,
도 5b는 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈에서 모듈클램프의 확대한 평면도이다.

이하, 본 고안에 따른 지상 가변형 태양광 모듈의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈을 도시한 사시도, 도 2는 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈을 도시한 측면도, 도 3은 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈을 확대한 측면도, 도 4는 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈의 확대한 평면도이다.

본 고안에 따른 지상 가변형 태양광 모듈은, 지상의 벽면(3)에 고정하는 지지장치(2)와, 다수개의 솔라셀(11)이 배열되는 집광판(1)을 포함하여 구성된다.

지지장치(2)는 벽면(3)에 고정되어 집광판(1)을 회전하게 지지하는 것으로서, 상기 집광판을 상하방향으로 일정각도 범위 내에서 선택적으로 회전 및 고정시켜 시간, 기후, 지형에 따른 태양광의 조사율을 고려하여 태양광 발전의 효율을 높일 수 있도록 한다.

이를 위해 지지장치(2)는 벽면(3)에 고정하는 중심축(21)과, 상기 중심축에 체결하는 집광판(1)을 회전가능하게 지지하는 회전축(23)과, 상기 집광판을 지향각에 따라 고정하는 각도조절바(22)와, 상기 각도조절바를 고정하는 각도조절핀(24)을 포함하여 된다.

중심축(21)은 고정수단(14)(예를 들면, 앵커, 볼트)에 의해 벽면(3)에 고정되는 것이며, 상기 중심축은 외면에서 돌출되는 판넬의 중심부에 각도조절핀(24)이 체결되는 고정홀(211)과, 끝단에 회전축(23)이 회전가능하게 형성된 체결홀(212)과, 상기 벽면에 고정되어 경사진 방향에서 중심축을 지지하는 가이드바(213)를 포함하여 된다.

회전축(23)은 중심축(21)의 한쪽 끝단에 집광판(1)이 회전가능하게 체결하며, 각도조절바(22)의 삽입홀과 상기 중심축의 고정홀(211)을 관통하게 각도조절핀(24)을 삽입하면 고정된다.

각도조절바(22)는 반원형으로 형성되며, 양쪽 끝단을 회전프레임(13)의 후면에 각각 고정하고, 표면에는 중심축(21)의 고정홀(211)과 일치하는 삽입홀(221)이 일정간격으로 형성된다.

집광판(1)은 외측으로 정렬되는 다수개의 솔라셀(11)을 지지하는 형강(12)과, 상기 형강을 지지하며 회전축(23)의 회전에 의해 회전하는 회전프레임(13)과, 상기 솔라셀을 고정하는 고정수단(14)을 포함하여 된다.

형강(12)은 회전프레임(13)의 상면과 솔라셀(11)의 사이에 설치되어 상기 솔라셀을 지지하며, 상기 솔라셀을 고정하는 고정수단(14)이 체결된다.

고정수단(14)은 솔라셀(11)들의 상호 이격된 공간에서 양측 솔라셀(11)의 상면에 걸쳐지게 형강(12)의 상면에 안착고정되는 모듈클램프(141)와, 상기 모듈클램프를 고정하는 고정볼트(142)를 포함하여 된다.

도 5a는 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈에서 모듈클램프을 도시한 도면, 도 5b는 본 고안에 따른 지상가변형 태양광 모듈에서 모듈클램프의 확대한 평면도이다.

모듈클램프(141)는, 측면(1412)의 상단에서 외측으로 절곡연장되는 절곡편(1411)과, 상기 측면과 연결되는 클램프홈(1413)과, 고정볼트(142)가 삽입되게 바닥면에 형성되는 관통공(1414)을 포함하여 된다.

모듈클램프(141)는 형강(12)의 상면에 정렬된 솔라셀(11)들 사이의 이격된 공간에 삽입되며, 절곡편(1411)은 양측 솔라셀(11)의 상면에 안착되고, 측면(1412)은 상기 양측 솔라셀(11)의 측면에 밀착되며, 관통공(1414)은 상기 형강의 상면에형성된 나사공과 일치하게 된다.

한편, 형강(12)은 일측이 개방되는 'ㄷ'자형으로 된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 관통공(1414)과 클램프홈(1413)은 상호 간에 단을 이루어 높낮이가 다르게 형성하여 육각형의 머리를 갖는 고정볼트(142)를 삽입하면 상기 고정볼트의 머리와 클램프홈의 사이에 이격된 공간이 발생하지 않도록 하므로 하측에서 너트를 고정볼트에 결합시켜 조일 때 머리가 회전하지 않도록 하며, 이에 따라 작업자가 상기 고정볼트의 머리를 조여서 고정하지 않고 형강(12)의 하면으로 돌출되는 상기 고정볼트의 하부에 너트를 결합하여 조여서 체결할 수 있게 한다.

이와 같은, 본 고안 지상 가변형 태양광 모듈의 사용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저 작업자가 회전프레임(13)의 상면에 고정되는 형강(12)의 상면에 솔라셀(11)을 일정간격별로 이격시켜 고정하고, 고정된 상기 솔라셀들 사이의 이격된 공간에 모듈클램프(141)를 삽입하여 절곡편(1411)은 상기 솔라셀들의 상면에 그리고 측면(1412)은 상기 양측 솔라셀의 단면에 밀착시켜 양측의 솔라셀을 고정하며, 이후에는 고정볼트(142)를 관통공(1414)에 삽입시켜 상기 형강의 하면으로 돌출되는 고정볼트의 하부에 너트(143)를 결합하고 잠금공구(도시되지 않음)를 이용하여 조여서 체결하면 상기 솔라셀이 고정되는 것이며, 이러한 과정에서 상기 고정볼트의 머리부분은 클램프홈에 의해 회전되지 않기 때문에 형강의 하면에서 고정볼트에 체결하는 너트의 조임만으로 상기 모듈클램프의 고정작업이 완료된다.

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그리고, 중심축(21)을 벽면(3)에 앵커와 볼트 등을 이용하여 고정하고, 상기 중심축에 경사진 방향으로 가이드바(213)를 연결하여 설치하며, 회전프레임(13)을 상기 중심축에 회전축(23)으로 회전가능하게 축 설치한다.

이와 같이 설치한 다음에 작업자는 날씨나 시간 및 현재 태양의 위치를 계산하여 회전축(23)을 축으로 집광판(1)을 상하 필요한 방향으로 회전시켜 지향각이 태양의 위치와 일치되도록 하면 각도조절바(22)도 회전하게 된다.

이렇게 하여, 집광판(1)이 원하는 각도로 회전되면 각도조절바(22)에 형성되어 있는 삽입홀(221)을 중심축(21)의 고정홀(211)에 일치시킨 다음 각도조절핀(24)을 삽입하여 상기 각도조절바를 고정시켜 주면 집광판의 각도조절이 완료된다.

이후에도, 계절별 태양의 위치에 따라 각도조절바(22)와 중심축(21)의 결합관계를 이용하여 집광판(1)을 회전시켜 적절한 지향각 위치를 선택적으로 조절하면 된다.

상기와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 실용시안 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1 : 집광판 2 : 지지장치
3 : 벽면 11 : 솔라셀
12 : 형강 13 : 회전프레임
14 : 고정수단 21 : 중심축
22 : 각도조절바 24 : 각도조절핀
141 : 모듈클램프 142 : 고정볼트
143 : 너트 211 : 고정홀
212 : 체결홀 213 : 가이드바
221 : 삽입홀

Claims (2)

1. 다수개의 솔라셀(11)을 지지하는 형강(12)과 상기 형강(12)을 지지하는 회전프레임(13)과 상기 솔라셀(11)을 고정하는 고정수단(14)을 구비하는 집광판(1)과, 벽면 또는 지면에 고정되어 상기 집광판(1)을 회전가능하게 지지하며 외면에 고정홀(211)이 형성된 중심축(21)과, 상기 회전프레임(13)의 후면에 양쪽 끝단이 각각 고정되며 일정간격으로 삽입홀(221)이 형성된 각도조절바(22)와, 상기 고정홀(211)과 일치하게 되는 삽입홀(221)에 체결하여 집광판(1)을 고정하는 각도조절핀(24)을 포함하여 구성되는 지상 가변형 태양광 모듈에 있어서,
   상기 고정수단(14)은,
   상기 솔라셀(11)들의 상면에 안착하는 양측의 절곡편(1411)과, 바닥면에 관통형성되는 관통공(1414)과, 상기 관통공(1414)의 양측에 돌출되는 클램프홈(1413)을 구비하는 모듈클램프(141)와;
   상기 클램프홈(1413)에 의해 머리부분의 회전이 방지되게 관통공(1414)에 삽입되며, 하부는 형강(12)의 하면으로 돌출되는 고정볼트(142); 및
   상기 형강(12)의 하면으로 돌출된 고정볼트(142)의 하부에 결합하여 체결하는 너트(143)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지상 가변형 태양광 모듈.
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