KR20090025833A

KR20090025833A - 태양광 추적 장치

Info

Publication number: KR20090025833A
Application number: KR1020070090970A
Authority: KR
Inventors: 주봉채
Original assignee: (주)진영엔지니어링
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-03-11
Also published as: KR100914867B1

Abstract

본 발명은 태양광 추적 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주축에 일렬로 배열되어 회전 지지된 수개의 횡축 각각에 수개의 태양광 전지모듈판넬이 부설되어 주축과 횡축 각각 하나의 구동수단에 의해 태양의 방위와 고도를 추적할 할 수 있도록 구성되어 구조 및 제어가 간단할 뿐만 아니라 횡축의 회전력이 링크에 의해 전달됨으로써 바람에 의해 횡축에 진동이 발생되지 않아 안정된 구조를 갖는 태양광 추적 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 태양광 추적 장치는, 태양전지모듈판넬을 태양의 고도와 방위에 따라 회전시키기 위한 태양광 추적 장치에 있어서, 상부에 주축 지지부가 구비된 베이스와, 길이 방향으로 복수개가 배열된 횡축 지지부가 구비되어 상기 주축 지지부에 회전이 가능하게 지지된 주축과, 각각 상기 주축과 직교하는 방향으로 횡축 지지부에 회전 가능하게 지지되고, 각각의 양단에 상기 태양전지모듈판넬이 장착된 복수개의 횡축과, 상기 베이스에 설치된 주축 구동모터의 회전력이 상기 주축에 전달되도록 상기 주축 구동모터의 출력축과 상기 주축이 연결된 주축 구동수단과, 상기 주축에 설치된 횡축 구동모터의 회전에 의해 왕복으로 회동되는 구동아암과 상기 복수개의 횡축 각각에 구비된 종동아암 모두가 링크로 연결된 횡축 구동수단과, 태양의 방위와 고도에 따라 상기 태양전지모듈판넬이 태양을 추종하도록 상기 주축 구동수단과 횡축 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

태양광, 추적

Description

태양광 추적 장치{APPARATUS FOR TRACKING THE SUNLIGHT}

일반적으로, 태양광 추적 시스템은 태양의 고도나 방위를 측정하거나 시간에 맞추어 미리 프로그램된 방법에 따라 태양열 집열장치나 태양광 발전장치의 태양전지모듈판넬이 태양을 추적하도록 하기 위한 장치이다. 이러한 태양광 추적은 연직 방향의 스윙축선을 중심으로 태양전지모듈판넬 등을 선회시켜 태양의 방위를 추적하는 태양광 추적 시스템의 스윙(swing) 작동과 좌우 방향의 요잉축선을 중심으로 태양전지모듈판넬 등을 회동시켜 태양의 고도를 추적하는 태양광 추적 시스템의 요잉(yawing) 작동에 의해 이루어진다.

실용신안등록 제0371797호에는 태양추적동작을 취하고, 태양광 추적 위치를 실시간으로 감시 및 보정할 수 있는 태양광 추적 장치가 개시되어 있으며, 도 1은 상기 등록실용신안의 태양광 추적 장치를 나타낸 것으로, 태양전지모듈판넬은 연직 방향의 스윙축선과 좌우 방향의 요잉축선을 중심으로 태양광을 추적하여 선회되도록 구성되어 있다.

그러나, 일반적인 태양광 추적 장치는 태양전지모듈판넬 각각이 태양의 고도와 방위를 추적할 수 있도록 2개의 축, 즉 스윙축과 요잉축에 지지되어 회전되는 구조를 갖기 때문에 태양전지모듈판넬의 회전을 위해서는 태양전지모듈판넬을 스윙축과 요잉축 각각에 대하여 회전시킬 수 있는 구동수단이 개별적으로 구비되어야 하고 그에 따라 각각의 구동수단을 제어하기 위한 제어수단이 구비되어 있기 때문에 구조 및 제어가 복잡하고 수개의 구동수단을 유지하고 보수하여야 하는 어려움이 있다.

한편, 통상의 태양광 추적 장치의 경우 태양전지모듈판넬을 회전시키기 위한 동력이 체인이나 기어에 의해 전달되는데, 상기와 같은 동력전달 구조는 백래시의 존재로 태양전지모듈판넬에 가해지는 풍압에 의해 진동이 발생되고 결국에는 상기와 같은 진동에 의해 동력전달 구조가 파손되는 단점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 수개의 태양전지모듈판넬을 하나의 축에 지지되도록 하여 하나의 구동수단으로 회전시킬 수 있도록 구성되어 수개의 태양전지모듈판넬을 하나의 구동수단으로 회전구동시킬 수 있도록 함으로써 구조 및 제어가 간단하고, 유지 보수가 용이한 태양광 추적 장치를 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명의 부가적인 목적은 태양전지모듈판넬을 회전시키기 위한 동력전달이 링크에 의해 이루어지는 구조로 되어 태양전지모듈판넬에 가해지는 바람 등에 의한 진동을 줄임으로써 동력전달을 위한 구성이 파손되는 것을 방지함으로써 안정된 구조를 갖는 태양광 추적 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 태양광 추적 장치는, 태양전지모듈판넬을 태양의 고도와 방위에 따라 회전시키기 위한 태양광 추적 장치에 있어서, 상부에 주축 지지부가 구비된 베이스와, 길이 방향으로 복수개가 배열된 횡축 지지부가 구비되어 상기 주축 지지부에 회전이 가능하게 지지된 주축과, 각각 상기 주축과 직교하는 방향으로 횡축 지지부에 회전 가능하게 지지되고, 각각의 양단에 상기 태양전지모듈판넬이 장착된 복수개의 횡축과, 상기 베이스에 설치된 주축 구동모터의 회전력이 상기 주축에 전달되도록 상기 주축 구동모터의 출력축과 상기 주축이 연결된 주축 구동수단과, 상기 주축에 설치된 횡축 구동모터의 회전에 의해 왕복으로 회동되는 구동아암과 상기 복수개의 횡축 각각에 구비된 종동아암 모두가 링크로 연결된 횡축 구동수단과, 태양의 방위와 고도에 따라 상기 태양전지모듈판넬이 태양을 추종하도록 상기 주축 구동수단과 횡축 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 태양광 추적 장치는 하나의 주축과 복수의 횡축을 각각 하나의 구동수단으로 회전시킬 수 있도록 구성되어 횡축에 지지된 수개의 태양전지모듈판넬을 간단하게 회전구동시킬 수 있도록 함으로써 구조 및 제어가 간단하고 유지 및 보수가 용이한 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 태양광 추적 장치는 횡축 구동수단의 구동모터의 회전력을 링크에 의해 횡축에 전달되는 구조로 되어 태양전지모듈판넬에 가해지는 바람 등에 의한 진동을 줄임으로써 동력전달을 위한 구성이 파손되는 것이 방지됨으로써 안정된 구조를 갖는 장점을 갖는다.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 태양광 추적 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적 장치를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적 장치를 도시한 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적 장치를 도시한 측면도이다.

본 발명에 따른 태양광 추적 장치는 태양전지모듈판넬(P)을 태양의 고도와 방위에 따라 회전시키기 위한 것으로, 도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적 장치는 베이스(10), 주축(20), 횡축(30), 주축 구동수단(40), 횡축 구동수단(50), 제어수단(60)을 포함하여 구성된다.

상기 베이스(10)는 상기 주축(20)이 회전 지지되기 위한 구조물로서, 주축(20)의 길이에 따라 수개가 일렬로 배열되어 지면에 직립되게 설치된다. 즉 상기 베이스(10)는 다리(11)가 지면에 고정되고, 상부에 상기 주축(20)이 회전 지지되기 위한 베어링과 같은 주축 지지부(12)가 구비된다. 한편, 상기 베이스(10)에는 모터 지지부(13)가 구비되어 상기 주축(20)을 회전 구동시키기 위한 주축 구동수단(50)의 구동모터(51)가 설치되고, 상기 주축 구동수단(50)의 구동모터(51) 및 횡축 구동수단(60)의 구동모터(61)의 구동을 제어하기 위한 제어수단(60)이 설치된다.

상기 주축(20)은 상기 베이스(10)의 주축 지지부(12)에 회전 가능하게 지지되어 그 주축(20)에 회전 가능하게 설치된 횡축(30)을 좌우로 왕복 회전시키기 위한 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 주축(20)은 길이가 길게 연장되어 상기 베이스(10)의 주축 지지부(12)에 회전 가능하게 설치된다. 상기 주축(20)에는 길이 방향으로 복수개가 배열된 베어링과 같은 횡축 지지부(21)가 구비된다. 상기 횡축 지지부(21)에는 상기 횡축(30)이 상기 주축(20)에 대하여 폭방향으로 가로지르게 놓인 상태에서 회전 지지된다. 상기 주축(20)의 일측 단부에는 상기 횡축(30)을 회전시키기 위한 횡축 구동수단(50)의 구동모터(51)가 장착되기 위한 모터 지지부(23)가 구비된다. 상기 주축(20)은 상기 주축 구동수단(40)에 의해 그 주축(20)에 설치된 횡축(30)과 일체로 왕복으로 회전되는데, 이에 따라 상기 횡축(30)에 부설된 태양전지모듈판넬(P)이 상기 주축(20)을 중심으로 회전된다. 특히, 상기 주축(20)에는 수개의 횡축(30)이 지지된 구조이기 때문에 주축(20)의 회전으로 수개의 태양전지모듈판넬(P)를 동시에 회전시킬 수 있게 된다.

상기 횡축(30)은 상기 주축(20)과 직교하는 방향으로 설치되어 그 횡축(30)에 부설된 태양전지모듈판넬(P)를 주축(20)에 의한 회전방향과 직교되는 회전방향으로 왕복으로 회전시키기 위한 축이다. 도면을 참조하면, 상기 횡축(30)은 상기 주축(20)과 직교하는 방향으로 횡축 지지부(21)에 회전 가능하게 지지된다. 상기 주축(20)에는 횡축 지지부(21)가 수개가 배열되어 있기 때문에 상기 횡축(21)은 상 기 주축(20)의 길이방향으로 수개가 배열된 구조를 갖고, 상기 주축(20)의 회전에 의해 주축(20)과 일체로 좌우로 회전될 뿐만 아니라 상기 횡축 지지부(21)에 지지되어 횡축 구동수단(50)에 의해 상기 주축(20)과는 별도로 회전된다. 상기 횡축(30)의 양단 각각에는 상기 태양전지모듈판넬(P)이 장착된다.

상기 주축 구동수단(40)은 상기 주축(20)을 왕복으로 회전 구동시키기 위한 것이다. 도면을 참조하면 상기 주축 구동수단(40)은 상기 베이스(10)에 구비된 모터 지지부(13)에 설치된 주축 구동모터(41)의 회전력이 상기 주축(20)에 전달되도록 상기 구동모터(41)의 출력축에 구비된 구동풀리(42)와 상기 주축에 구비된 종동 풀리(43)가 벨트(44)로 연결되어 구성된다. 상기 주축 구동수단(40)의 구동모터(41)는 상기 제어수단(60)에 의해 제어되어 회전력을 발생시키며, 그 회전력에 의해 상기 주축(20)이 왕복으로 회전되게 된다.

상기 횡축 구동수단(50)은 상기 주축(20)을 따라 배열되어 그 주축(20)에 회전 지지된 수개의 횡축(30)을 동시에 동일한 각도로 회전시키기 위한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 횡축 구동수단(50)은 상기 주축(20)의 모터 지지부(23)에 설치된 횡축 구동모터(51)의 회전에 의해 왕복으로 회동되는 구동아암(52)이 구비되고, 상기 복수개의 횡축(30) 각각에는 종동아암(53)이 구비되어 상기 구동아암(52)와 상기 종동아암(53) 모두가 링크(54,54',54")로 연결되어 구성된다. 도면에는 상기 구동아암(52)과 첫 번째 종동아암(53) 사이와, 종동아암(53) 사이가 별도의 링크(54,54',54")로 연결된 구조로 되어 있으나 상기 링크는 상기 구동아암(52)으로부터 하나의 링크로 연결되어 질 수 있다.

상기 제어수단(60)은 태양의 방위와 고도에 따라 상기 태양전지모듈판넬(P)이 태양을 추종하도록 상기 주축 구동수단(40)과 횡축 구동수단(50)의 작동을 제어하기 위한 것이다. 상술한 바와 같이 상기 태양전지모듈판넬(P)은 상기 주축(20)을 중심으로 회전될 뿐만 아니라, 상기 주축(20)의 회전과 일체로 회전됨과 동시에 그 주축(20)에 대하여 직교방향으로 상대적인 회전이 가능하게 설치된 횡축(30)을 중심으로 회전되는 구조를 갖기 때문에 상기 태양전지모듈판넬(P)은 주축(20)의 회전과 횡축(30)의 회전의 조합에 의해 태양의 방위와 고도를 추적할 수 있게 회전되게 된다. 예를 들면, 상기 태양전지모듈판넬(P)은 상기 주축(20)의 회전에 의해 동쪽에서 서쪽 방향으로 이동되는 태양의 방위를 추종할 수 있게 되고, 상기 횡축(30)의 회전에 의해 계절에 따라 달라지는 태양의 고도를 추종할 수 있게 된다. 상기 제어수단(60)은 계절과 시간에 따른 태양의 고도와 방위에 따라 상기 주축 구동수단(40) 및 횡축 구동수단(50)의 구동을 제어하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 상기 주축(20)에 수개의 횡축(30)이 배열 설치되어 그 횡축(30)에 태양전지모듈판넬(P)이 설치되고, 주축(20)과 횡축(30) 각각이 하나의 구동수단(40,50)에 의해 구동되는 구조를 갖기 때문에 그 구조 및 제어가 간단하고, 주로 고장이 발생되는 구동수단(40,50)의 수가 적기 때문에 유지 보수가 용이한 장점을 갖는다.

또한, 횡축 구동수단(50)의 구동모터(51)의 회전력이 구동아암(52), 종동아암(53) 및 링크(54,54',54")로 연결된 구조를 갖기 때문에 태양전지모듈판넬(P)에 외력이 가해지더라도 백래시에 의한 진동이 발생되지 않아 본 발명에 따른 태양광 추적 장치는 안정된 구조를 갖는다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 태양광 추적 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

도 1은 일반적인 태양광 추적 장치를 도시한 사시도

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적 장치를 도시한 정면도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적 장치를 도시한 평면도

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 추적 장치를 도시한 측면도

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

10 베이스

11 다리

12 주축 지지부

13 모터 지지부

20 주축

21 횡축 지지부

23 모터 지지부

30 횡축

40 주축 구동수단

41 구동모터

42 구동풀리

43 종동풀리

44 벨트

50 횡축 구동수단

51 구동모터

52 구동아암

53 종동아암

54,54',54" 체인

60 제어수단

P 태양전지모듈판넬

Claims

태양전지모듈판넬을 태양의 고도와 방위에 따라 회전시키기 위한 태양광 추적 장치에 있어서,

상부에 주축 지지부가 구비된 베이스와,

길이 방향으로 복수개가 배열된 횡축 지지부가 구비되어 상기 주축 지지부에 회전이 가능하게 지지된 주축과,

각각 상기 주축과 직교하는 방향으로 횡축 지지부에 회전 가능하게 지지되고, 각각의 양단에 상기 태양전지모듈판넬이 장착된 복수개의 횡축과,

상기 베이스에 설치된 주축 구동모터의 회전력이 상기 주축에 전달되도록 상기 주축 구동모터의 출력축과 상기 주축이 연결된 주축 구동수단과,

상기 주축에 설치된 횡축 구동모터의 회전에 의해 왕복으로 회동되는 구동아암과 상기 복수개의 횡축 각각에 구비된 종동아암 모두가 링크로 연결된 횡축 구동수단과,

태양의 방위와 고도에 따라 상기 태양전지모듈판넬이 태양을 추종하도록 상기 주축 구동수단과 횡축 구동수단의 작동을 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 추적 장치.