KR20100010770U - 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치 - Google Patents

각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 중앙에 태양전지판이 설치되는 태양전지판지지프레임이 다수개 설치되고, 각 태양전지판프레임의 대각되는 부분을 서로 연결와이어로 연결하면서 각도조절부표프레임과 위치고정부표프레임에 연결하여 각도 조절이 가능하면서 수면의 높이 변화에도 안정적으로 지지되는 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치에 관한 것이며, 태양전지판(1)이 고정되어 물위에 뜨는 태양전지판지지프레임(10)의 마주 보는 두곳의 모서리에 고정봉(13)이 형성되고, 다수개의 태양전지판지지프레임(10)의 인접한 고정봉(13) 사이가 연결와이어(70)로 서로 고정되며, 최외측에 위치하는 태양전지판지지프레임(10)의 고정봉(13)은 각각 연결와이어(70)와 인장와이어(80)로 위치고정부표프레임(20)과 각도조절부표프레임(30)에 고정되고, 위치고정부표프레임(20)은 수중 지면에 고정된 지면고정추(50)와 상하이동추(60)의 사이에 고정된 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)를 통해 상하 이동 가능하게 지지되며, 각도조절부표프레임(30)은 지면고정추(50)와 상하이동추(60)에 상하이동 가능하게 위치고정되고, 각도조절부표프레임(30)은 모터(35)에 의해 동작되는 와이어릴(36)에 인장와이어(80)의 일단이 감겨 고정되는 것을 특징으로 한다.
Figure P2020090004921
태양전지판, 수상, 와이어릴, 인장와이어, 각도조절부표프레임

Description

각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치{A device for solar generation of electric power on water supported by weights capable of angle controlling}
본 고안은 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중앙에 태양전지판이 설치되는 태양전지판지지프레임이 다수개 설치되고, 각 태양전지판프레임의 대각되는 부분을 서로 연결와이어로 연결하면서 각도조절부표프레임과 위치고정부표프레임에 연결하여 각도 조절이 가능하면서 수면의 높이 변화에도 안정적으로 지지되는 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지(Solar Battery)라 함은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 하는 광전지인데, 그 응용분야는 전자시계, 라디오, 무인등대, 무인중계기, 부표등, 인공위성, 로켓 등의 전력원으로 이용되고 있다. 또한 태양열 난방을 위한 주택, 도로상에서 안개가 끼었을 때 운전자에게 경보를 알려주는 안개경보등 및 송전탑 등의 구조물에 설치되는 항공장애등도 태양전지의 이용분야로써 활용되고 있다.
이와 같은 이용분야에서 사용되는 태양전지는 셀(Cell, 태양전지 1개를 뜻함)과 셀을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 태양전지판을 제작하고, 다시 이 태양전지판을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 이용한다.
한편 이러한 태양전지는 태양광선을 받을 수 있는 주간에는 직접 발생된 전력을 그대로 이용할 수 있으나, 야간에는 전력이 생산되지 못하므로 전력을 지속적으로 얻어 쓰려면 회로를 구성하여 주간에 축전지에 일단 충전시켜 두었다가 이용하여야 한다.
종래의 태양광 발전장치는 태양전지셀을 필요한 만큼 직 병렬로 연결한 태양전지판이 정남향을 향해 대략 35도의 각도로 고정설치된다. 이는 고정된 상태에서태양광의 입사각과 태양전지판이 직각 상태를 이루도록 하여 최대의 전력을 생산하기 위한 것이다.
그러나 우리나라의 경우 각 계절별로 태양의 고도가 12도 ∼ 58도 정도로 변화하므로 태양전지판이 고정된 경우 전력 생산성이 떨어져 투자비용에 대비하여 효율성이 낮다는 문제점이 있었다.
그리고 일반적으로 태양광 발전을 하기 위해서는 수 킬로미터에 달하는 대지에 태양전지판이 대량으로 설치되는데, 수 많은 태양전지판을 설치하기 위한 대지가 부족하여 적합한 설치장소를 찾는데 많은 어려움이 있었다.
넓고 평활한 대지는 지가가 높아 태양광 발전을 위하여 매입하기 힘든 점이 있고, 햇볕이 잘 드는 장소를 구하기 어려운 점이 있었다.
따라서 수상에 태양광 발전을 위한 장치를 설치하는 기술이 개발되었는데, 이러한 수상 태양광 발전장치는 수면의 높낮이 변화에 적응하여 안정적으로 물위에 떠있게 하지 못하였다. 따라서 수면의 높낮이 변화에도 안정적으로 지지되어 발전할 수 있는 장치가 필요하였다.
그리고 수면에 태양광발전장치가 떠 있게 하더라도 위치를 고정하여 물의 흐름에 따라 떠내려가지 않게 고정하는 것이 중요하고, 이러한 지지기술을 개발하는 것이 우선적인 과제였다
수면위에 설치되는 태양광 발전장치는 위치가 고정되어 있어야 하지만 계절에 따라 수면의 높낮이가 현저하게 변하는 국내 하천 또는 저수지에 안정적으로 설치하기 어려웠다.
수면위에 태양광 발전장치를 설치할 때, 물 위에 설치되는 상황으로 인하여 태양전지판의 각도를 태양의 궤적에 따라 변화시키는 구조가 설치되기 힘들고 제어하기 힘든 문제가 있다.
본 고안은 전술한 문제를 해결하기 위하여 고안한 것으로서, 태양광 발전장치를 수면위에 설치하여 물위에서 태양광 발전을 하게 하되 계절과 강우량에 따라 변하는 수면 높이에 안정적으로 대응하여 지지할 수 있게 구성하고자 하는 목적이 있다.
그리고 다수개의 태양전지판지지프레임을 연결와이어로 연결하되, 각도조절부표프레임에서 인장와이어를 당겨 각도가 조절되게 하고자 한다.
태양전지판지지프레임을 다수개 일렬로 연결하여 동시에 각도 조절을 하고자 하는 목적이 있다.
태양전지판이 설치되는 곳과 위치 고정하는 곳을 분리하여 물의 흐름에 따라 흘러내려가지 않고 안정적인 지지를 하면서 태양전지판의 각도를 조절하고자 한다.
본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 수상에 설치하는 태양광 발전장치에 있어서, 태양전지판이 고정되어 물위에 뜨는 태양전지판지지프레임의 마주 보는 두곳의 모서리에 고정봉이 형성되고, 다수개의 태양전지판지지프레임의 인접한 고정봉 사이가 연결와이어로 서로 고정되며, 최외측에 위치하는 태양전지판지지프레임의 고정봉은 각각 연결와이어와 인장와이어로 위치고정부표프레임과 각도조절부표프레임에 고정되고, 위치고정부표프레임은 수중 지면에 고정된 지면고정추와 상하이동추의 사이에 고정된 추고정와이어가 가이드롤러를 통해 상하 이동 가능하 게 지지되며, 각도조절부표프레임은 지면고정추와 상하이동추에 상하이동 가능하게 위치고정되고, 각도조절부표프레임은 모터에 의해 동작되는 와이어릴에 인장와이어의 일단이 감겨 고정되는 것을 특징으로 하며, 와이어릴을 구동시키는 모터는 정역회전이 가능한 것이고, 태양궤적의 통계가 저장장치에 저장되어 태양의 궤적에 대한 통계치에 따라 모터가 구동되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치를 제공한다.
이상과 같이 본 고안은 지면고정추와 상하이동추에 의하여 다수개의 태양전지판지지프레임이 상하이동하게 고정되므로 동시에 여러개의 태양전지판지지프레임을 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 있다. 그리고 동시에 태양전지판의 각도를 태양의 궤적에 따라 변화시킬 수 있는 효과가 있다.
많은 태양전지판지지프레임을 한곳에서 모터 작동으로 각도 변화를 줄수 있으므로 각도조절이 간편한 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석해서는 안되고, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 다수개의 태양전지판지지프레임(10) 여러개를 일렬로 연결하고, 가장 외측의 태양전지판지지프레임(10)의 일측 모서리를 동시에 양측에서 위치고정부표프레임(20)으로 고정하고, 다른쪽 모서리를 동시에 양측에서 각도조절부표프레임(30)으로 고정하여 각도조절부표프레임(30)에서 태양전지판(1)의 각도를 조절하는 것을 주요 구성으로 한다.
태양전지판 지지프레임(10)은 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임(11)이 형성된다. 본 실시예에서는 사각파이프를 용접등으로 사각박스형태로 고정하여 하부에 공간부를 형성하고, 그 공간에 원통형 부표(14)를 와이어 등으로 고정한다. 따라서 부표(14)의 부력에 의하여 부표고정프레임(11)이 물위에 떠있게 된다.
부표고정프레임(11)은 연결프레임(12)으로 서로 연결하여 다수개의 태양전지판을 설치할 수 있게 구성되고, 부표(14)가 위치한 곳의 부표고정프레임(11) 상면에 태양전지판지지판체가 고정되어 태양전지판이 설치된다. 태양전지판은 각도조절형이나 고정형의 지지물에 의하여 고정되어 태양전지판지지판체에 고정되고, 이러한 지지물은 지상에 설치하는 태양광발전장치의 기존 지지구조물 중 하나를 선택하여 사용한다.
그리고 태양전지판지지프레임(10)의 서로 마주보는 모서리에 고정봉(13)이 형성되고, 고정봉(13)에 연결와이어(70)가 걸려 서로 연결된다. 가장 바깥쪽에 있는 태양전지판지지프레임(10)에 형성된 두개의 고정봉(13) 중 하나는 인장와이어(80)로 각도조절부표프레임(30)에 연결되고, 다른 하나의 고정봉(13)은 연결와이 어(70)로 위치고정부표프레임(20)에 고정된다.
도 3b에 도시되어 있듯이, 위치고정부표프레임(20)은 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임(21)이 형성되고, 부표고정프레임(21)의 하부에 공간이 형성되어 원통형 부표(22)가 고정된다. 부표(22)의 형상은 전술한 부표(14)와 마찬가지로 원통형으로 형성할 필요는 없고 다양한 형상을 사용하여도 무방하다.
부표고정프레임(21)의 상면 중앙에 롤러고정판(23)이 고정되고, 부표고정프레임(21)의 상면 일측 고정봉(25)이 형성된다. 고정봉(25)은 태양전지판지지프레임(10)과 마주보는 단부에 형성된다.
가이드롤러(24)는 롤러고정판(23)의 상면에 회전 가능하게 고정된다. 가이드롤러(24)의 외경에는 홈이 둘레를 따라 형성되고, 추고정와이어(40)가 홈에 삽입된 상태에서 가이드롤러(24)의 회전에 따라 이동하게 된다.
가이드롤러(24)의 외경과 같은 위치의 롤러고정판(23) 일측에 홀(23-1)이 형성되고, 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)를 따라 이동할 때 홀(23-1)을 통해 수중으로 들어가 상하이동추(60)에 연결 고정된다. 즉 가이드롤러(24)는 추고정와이어(40)를 중력방향인 상하이동추(60)로 방향 전환하여 고정시켜 주는 역할을 한다.
그리고 가이드롤러(24)를 중심으로 홀(23-1)과 반대편에 슬릿홀(23-2)이 롤러고정판(23)에 형성되고, 슬릿홀(23-2)의 일측 단부가 개방되도록 형성된다. 일측이 개방된 슬릿홀(23-2)은 추고정와이어(40)가 수면의 높이에 따라 상하 이동할 때 지면고정추(50)가 수중 지면에 고정된 위치를 가지고 있으므로 각도 변화에 따라 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)에 도달할 때 롤러고정판(23)에 의하여 간섭받 지 않게 하는 구성이다.
연결와이어(70)는 일단이 위치고정부표프레임(20)의 고정봉(25)에 클램프(72)로 고정되고, 연결와이어(70)의 타단이 태양전지판 지지프레임(10)의 서로 마주보는 두곳의 모서리에 형성된 고정봉(13)에 클램프(71)로 고정되어 위치고정부표프레임(20)과 태양전지판지지프레임(10)을 연결시키고, 또 인접하는 태양전지판지지프레임(10)의 고정봉(13)에 연결와이어(70)로 고정한다.
다수개의 태양전지판지지프레임(10) 간에는 각각 두개의 고정봉(13)을 연결와이어(70)로 서로 고정시키고, 가장 바깥쪽 태양전지판지지프레임(10)은 한쪽의 고정봉(13)은 연결와이어(70)로 위치고정부표프레임(20)에 고정되며, 다른 쪽의 고정봉(13)은 각도조절부표프레임(30)에 고정된다.
추고정와이어(40)는 중량의 지면고정추(50)에 일단이 고정되어 지면고정추(50)가 수중 지면에 고정되고, 타단이 상하이동추(60)에 고정되되 가이드롤러(24)를 따라 홀(23-1)로 삽입된 상태에서 고정된다.
이때 지면고정추(50)는 태양전지판지지프레임(10)이 물위에서 물의 흐름에 따라 떠내려가지 않을 정도의 지지력을 가지도록 태양전지판지지프레임(10)의 무게와 수면의 흐름을 계산하여 그 중량을 정한다.
지면고정추(50)와 상하이동추(60)의 중량은 여러 조건에 따라 변화하므로 그 적용은 현장에서 계산하는 것이 바람직하다.
각도조절부표프레임(30)은 위치고정부표프레임(20)과 같이 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임(31)이 형성되고, 부표고정프레임(31)의 하부에 공 간이 형성되어 원통형 부표(32)가 고정된다. 부표(32)의 형상은 전술한 부표(14)와 마찬가지로 원통형으로 형성할 필요는 없고 다양한 형상을 사용하여도 무방하다.
부표고정프레임(31)의 상면 중앙에 롤러고정판(33)이 고정되고, 부표고정프레임(31)의 일측에 모터(35)가 설치되며, 모터(35)에 의해 구동되는 와이어릴(36)이 설치된다. 와이어릴(36)에는 인장와이어(80)가 감겨 태양전지판지지프레임(10)의 일측 모서리를 잡아당기거나 풀어주어서 태양전지판(1)의 각도를 조절해준다.
즉 태양전지판지지프레임(10)의 일측 모서리는 연결와이어(70)로 위치고정부표프레임(20)에 고정되어 위치가 정해져 있고, 다른쪽 모서리는 와이어릴(36)을 작동시켜 당기거나 풀어서 태양전지판(1)의 위치를 변경시켜 각도를 조절한다.
와이어릴(36)을 구동시키는 모터(35)는 정역회전이 가능한 것이고, 모터(35)는 제어부에 연결되어 전원이 개폐된다. 제어부에는 저장장치가 구비되고, 태양궤적의 통계가 상기 저장장치에 저장되어 태양의 궤적에 대한 통계치에 따라 모터(35)가 구동되도록 제어된다.
다수개의 태양전지판지지프레임(10)이 서로 연결되어 이루어지는 열의 가장 외측에는 동일한 직선상에 위치고정부표프레임(20)과 각도조절부표프레임(30)이 도 1에 도시된 바와 같이 길이 방향으로 각각 쌍을 이루어 설치되고, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 작동된다.
도 1은 본 고안의 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 고안의 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치를 도시한 주요부 사시도.
도 3a는 본 고안의 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치의 각도조절부표프레임을 도시한 사시도.
도 3b는 본 고안의 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치의 위치고정부표프레임을 도시한 사시도.
도 4는 본 고안의 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치를 도시한 측면도.
도 5는 본 고안의 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치를 도시한 평면도.
도 6은 본 고안의 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치의 작동 상태를 도시한 평면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
1 : 태양전지판 10 : 태양전지판 지지프레임
11 : 부표고정프레임 12 : 연결프레임
13 : 고정봉 14 : 부표
20 : 위치고정부표프레임 21, 31 : 부표고정프레임
22, 32 : 부표 23, 33 : 롤러고정판
23-1, 33-1 : 홀 23-2, 33-2 : 슬릿홀
24. 34 : 가이드롤러 25 : 고정봉
30 : 각도조절부표프레임 35 : 모터
36 : 와이어릴 40 : 추고정와이어
50 : 지면고정추 60 : 상하이동추
70 : 연결와이어 71 : 클램프
80 : 인장와이어

Claims (2)

  1. 수상에 설치하는 태양광 발전장치에 있어서,
    태양전지판(1)이 고정되어 물위에 뜨는 태양전지판지지프레임(10)의 마주 보는 두곳의 모서리에 고정봉(13)이 형성되고, 다수개의 태양전지판지지프레임(10)의 인접한 고정봉(13) 사이가 연결와이어(70)로 서로 고정되며, 최외측에 위치하는 태양전지판지지프레임(10)의 고정봉(13)은 각각 연결와이어(70)와 인장와이어(80)로 위치고정부표프레임(20)과 각도조절부표프레임(30)에 고정되고, 위치고정부표프레임(20)은 수중 지면에 고정된 지면고정추(50)와 상하이동추(60)의 사이에 고정된 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)를 통해 상하 이동 가능하게 지지되며, 각도조절부표프레임(30)은 지면고정추(50)와 상하이동추(60)에 상하이동 가능하게 위치고정되고, 각도조절부표프레임(30)은 모터(35)에 의해 동작되는 와이어릴(36)에 인장와이어(80)의 일단이 감겨 고정되는 것을 특징으로 하는 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    와이어릴(36)을 구동시키는 모터(35)는 정역회전이 가능한 것이고, 태양궤적의 통계가 저장장치에 저장되어 태양의 궤적에 대한 통계치에 따라 모터(35)가 구동되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치.
KR2020090004921U 2009-04-24 2009-04-24 각도조절이 가능한 추 지지형 수상 태양광 발전장치 KR200452268Y1 (ko)

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