KR20100098084A - Float type solar energy generating device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A floating solar energy generating device is provided to make sun light incident to a solar cell module at an optimized angle between solar cell module and sun. CONSTITUTION: A floating solar energy generating device comprises a floating structure(10), a fixed shaft(20), and a contact surface. The floating solar energy generating device is installed in an artificial reservoir(50). The artificial reservoir is composed of a feed line, a drain line, and a water tub. The floating structure has a center hole(11), wherein a solar cell module(100) is positioned. The fixed shaft is fixed to the center of the artificial reservoir.

Description

수면부상식 태양광 발전장치{Float type Solar Energy Generating Device}Float type Solar Energy Generating Device

본 발명은 수면부상식 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양의 위치가 변경됨에 따라 이를 추적하면서 태양에너지를 변환하여 전기를 발생시킬 수 있는 수면부상식 태양광 발전장치에 관한 것이다. The present invention relates to a surface-floating photovoltaic device, and more particularly, to a surface-floating photovoltaic device capable of generating electricity by converting solar energy while tracking it as the position of the sun changes.

일반적으로 태양광 발전이라 함은 태양 전지에 의하여 태양광을 직접 전력으로 변환하는 발전 방식을 말한다. In general, the photovoltaic power generation refers to a power generation method that converts sunlight directly into electric power by a solar cell.

즉, 상기 태양광 발전은, 태양빛을 받아 열을 이용하여 에너지를 발생하는 태양열 발전과 달리, 태양빛을 받아 반도체 물질로 이루어진 태양전지에서 바로 전기 생성이 이루어지는 점에서 차이가 있다.That is, the photovoltaic power generation is different from the solar power generation that receives energy from sunlight and generates energy by using heat, and thus, electricity is directly generated in a solar cell made of a semiconductor material under sunlight.

상기한 태양광 발전은 빛이 조사(照射)되면 광전효과에 의해 광 기전력을 발생하는 태양전지를 이용한 발전방식으로서 일반적인 구성은 태양전지(Solar Cell)로 구성된 모듈(Module)과, 축전지 및 전력변환장치로 구성된다. The photovoltaic power generation is a power generation method using a solar cell that generates photovoltaic power by photoelectric effect when light is irradiated. The general configuration is a module composed of a solar cell, a storage battery, and a power conversion. It consists of a device.

또한, 태양전지의 종류로는 금속과 반도체의 접촉을 이용한 셀렌 광전지 및 아황산구리 광전지, 반도체 pn접합을 사용한 실리콘광전지 등이 있다.Examples of solar cells include selenium photovoltaic cells using copper and metal sulfide photovoltaic cells, silicon photovoltaic cells using semiconductor pn junctions, and the like.

상기한 태양광 발전은 태양전지 모듈의 설치 형태에 따라 고정식, 고정 가변식, 단축 추적식, 양축 추적식으로 분류된다.The above photovoltaic power generation is classified into a fixed type, fixed variable type, single axis tracking type, and dual axis tracking type according to the installation type of the solar cell module.

상기한 고정식은 태양전지 모듈이 남쪽을 향해 고정 설치된 형태로서 일조량이 우수한 오후에 효과적으로 태양 빛에 대한 발전이 이루어지나, 측벽에서의 입사되는 햇빛에 대한 발전이 부족한 문제점을 안고 있으며, 비용은 저렴하나 원하는 만큼의 발전 효율이 기대하기 어려운 문제점을 동시에 안고 있다.In the fixed type, the solar cell module is fixedly installed toward the south, and the solar light module is effectively developed in the afternoon with excellent sunlight, but has a problem of insufficient power generation for the incident sunlight from the side wall, but the cost is low. At the same time, as many power generation efficiencies as desired are difficult to expect.

고정 가변식의 경우에는 태양전지 모듈이 남쪽을 향해 고정되고, 태양의 높이 변화에 따라 일년에 몇 차례씩 나누어서 상기한 태양전지 모듈의 상,하 각도를 변화시켜 사용하는 방식이다.In the case of the fixed variable type, the solar cell module is fixed toward the south, and divided into several times a year according to the change of the height of the solar cell module to change the upper and lower angles.

단축식은 태양전지 모듈이 태양의 이동 궤적에 따라 동쪽에서 서쪽 방향을 향해 회전 가능하도록 시간 단위로 각도가 변화되는 방식을 이용한 것이며, 양축식은 태양전지 모듈이 태양의 이동 궤적을 따라 동쪽에서 서쪽 방향을 향해 회전하면서 상,하 각도를 변화시켜 이용하는 방식이다.The short axis type uses the method in which the angle is changed in units of time so that the solar cell module can be rotated from east to west in accordance with the trajectory of the sun, and the double axis type is in the east to west direction along the trajectory of the sun. It is used to change the upper and lower angles while rotating toward.

상기한 태양광 발전 방식은 효율의 관점에서 보았을 때는 양축형〉단축형〉고정식 가변형〉고정식 순으로 효율이 우수하나, 설치 비용 측면에서 보았을 때는 역순의 관계를 갖게 되어 저렴한 설치비로 높은 효율의 태양광 발전을 위한 대처 방안이 모색되었다.The above-mentioned photovoltaic power generation method has excellent efficiency in the order of biaxial type> short axis type> fixed variable type> fixed type from the point of view of efficiency.However, in terms of installation cost, it has a reverse order relationship, resulting in high efficiency photovoltaic power generation with low installation cost. Coping measures were found.

따라서, 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 고정식 또는 고정 가변식이면서 단축식 또는 양축식 기능을 하는 선행기술들이 제안되어 있으며, 그들 일 예로 는 동출원인이 선출원한 국내 실용신안등록 제442088호, 수상구조물에 설치된 태양광 발전 장치에 개시되어 있다.Therefore, in order to solve such a problem, prior arts having fixed or fixed variable and short or double-axis functions have been proposed. For example, the Korean Utility Model Registration No. 442088, filed by the same applicant, has been proposed. Disclosed is an installed photovoltaic device.

그 구성은 수면위에 위치하며 수상에서 이용 가능한 레저 시설, 극장 및 카페와 함께 숙박이 동시에 이루어지는 수상 구조물이 구비되되, 상기한 수상 구조물 상에 다수개의 태양전지가 상호 간에 연결되어 태양으로부터 입사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양전지 모듈(Solar Cell Module)과, 상기 수상 구조물에 설치되어 상기한 태양전지 모듈과 태양이 상호 간에 이루는 각도가 직각에 가깝게 유지 가능하도록 태양의 궤도를 따라 상기한 수상 구조물의 위치를 회전시키는 가동부; 및 상기 태양전지 모듈로부터 입력되는 전기 에너지의 발전 상태와 상기 수상 구조물의 위치가 태양의 궤도를 따라 최적의 위치로 회전 가능하도록 가동부를 콘트롤 하는 제어부를 포함하여 구성된다.Its structure is located on the surface of the water and the recreational facilities available in the water, the theater and the cafe is provided with a water structure that stays at the same time, a plurality of solar cells connected to each other on the above water structure light energy incident from the sun And a solar cell module for converting the electrical energy into electrical energy, and the above-described water structure along the trajectory of the sun so that the angle between the solar cell module and the sun, which is installed in the water structure, can be maintained close to a right angle. Movable to rotate the position of; And said It is configured to include a control unit for controlling the movable part so that the power generation state of the electrical energy input from the solar cell module and the position of the water structure can be rotated to an optimal position along the orbit of the sun.

그런데, 이러한 종래 기술은 자연식 저수지에 설치해야 하므로, 모두 상시 전원으로서 안정적인 전력 공급이 어렵다는 문제점이 있다. However, since the prior art has to be installed in a natural reservoir, there is a problem that it is difficult to supply stable power as a constant power source.

즉, 저수지의 저수량에 따라 태양전지 모듈이 배치되어 있는 수상 구조물의 설치를 하지 못하는 문제점이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 자연적인 바람에 의해 저수지 수면에서 발생하는 롤링에 의해 상기 수상 구조물이 전복되거나 파손되는 문제점이 있다.That is, not only may the problem of failing to install the water structure in which the solar cell module is disposed according to the water storage amount of the reservoir may occur, but the water structure may be overturned or damaged by rolling generated on the reservoir surface by natural wind. There is a problem.

또한, 상기 태양전지 모듈은 기온이 높은 여름철에 한 곳에 장기간 고정되어 있어 뜨거운 태양열에 의해 그 내부에 흐르는 전류의 저항값이 커지게 되어 전력이 손실되므로 발전 효율이 저하될 뿐만 아니라, 오작동이 발생하게 됨에 따라 수명이 단축되는 문제점이 있다. 이러한 경우 관리자가 직접 호스로 물을 분사하거나 별도의 스프링쿨러를 작동시켜 온도를 하강시켜야 하는 번거로움이 있다.In addition, the solar cell module is fixed in one place for a long time in the summer when the temperature is high, the resistance value of the current flowing therein by the hot solar heat is increased, the power is lost, not only the power generation efficiency is lowered, but also malfunction occurs As a result, there is a problem of shortening the lifespan. In this case, the administrator has to spray water directly to the hose or to operate a separate sprinkler to reduce the temperature.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 고정식 또는 고정 가변식 태양광 발전장치를 수상 구조물 위에 설치하되, 상기 수상 구조물이 저수량의 변화 및 수면의 롤링 등과 같은 장애물에 의한 문제가 발생하지 않도록 일정한 용량을 갖는 원형의 인공 저수지 위에 설치하고, 그 중앙에 설치된 고정축을 중심으로 원활하게 회전 가능토록 한 수면부상식 태양광 발전장치를 제공하고자 한다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, the fixed or fixed variable photovoltaic device is installed on the water structure, the water structure is a problem caused by obstacles such as the change of low water volume and rolling of the water surface It is to be installed on a circular artificial reservoir having a certain capacity so as not to occur, and to provide a surface-floating solar power generation device that can be rotated smoothly around a fixed shaft installed in the center thereof.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수면 위에 부상되어 회전 가능하며, 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈을 포함하는 수면부상식 태양광 발전장치에 있어서, 물을 급수하기 위한 급수라인 및 배수하기 위한 배수라인이 구비되며, 물을 급수시켜 일정량의 물이 저장 가능한 수조로 이루어진 인공 저수지 내에 설치되어지되, 상기 태양전지 모듈이 배치되며, 상기 인공 저수지의 수면 위에 부상되는 그 중심에 중심홀을 갖는 수상 구조물과; 상기 인공 저수지의 중앙에 고정되는 동시에, 상기 수상 구조물의 중심홀에 삽입 고정되는 고정축과; 상기 수상 구조물의 중심홀과 고정축 사이에 수상 구조물을 수동 또는 자동으로 제어 가능하면서 원활하게 회전시킬 수 있도록 설치된 접촉면부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is floating on the water surface is rotatable, the surface floating solar power generation apparatus comprising a solar cell module for converting light energy radiated from the sun into electrical energy, water supply Is provided in the water supply line and drainage line for drainage, is installed in an artificial reservoir consisting of a water tank capable of storing a certain amount of water by water supply, the solar cell module is disposed, which is floated on the surface of the artificial reservoir A water structure having a center hole at its center; A fixed shaft fixed to the center of the artificial reservoir and inserted into a central hole of the water structure; It is characterized in that it comprises a contact surface portion installed between the center hole and the fixed shaft of the water structure can be smoothly rotated while manually or automatically control the water structure.

상기 태양전지 모듈은 태양 빛을 받는 반도체 물질에 의해 전기를 생성하는 태양전지를 여러 개 연결하여 모듈화되며, 일정한 각도로 이루어진 경사구조를 통해 태양의 빛이 입사될 수 있도록 지지대에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.The solar cell module is modularized by connecting a plurality of solar cells to generate electricity by a semiconductor material receiving solar light, it is supported by a support so that the light of the sun can be incident through the inclined structure formed at a predetermined angle. It is done.

또한, 상기 접촉면부는 베어링 또는 기어 중, 선택된 어느 하나의 회전식 구조로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the contact surface portion, characterized in that made of any one of the rotary structure of the bearing or gear.

상기 태양전지 모듈은 그 하부의 수상 구조물에 인공 저수지의 수면과 상기 태양전지 모듈이 직접 대면하도록 일정 구간 개방 슬롯홀이 구비된 것을 특징으로 한다.The solar cell module is characterized in that it is provided with a slot opening for a predetermined period so that the surface of the artificial reservoir and the solar cell module directly face the water structure of the lower portion.

본 발명에 따른 다른 실시예는, 수면 위에 부상되어 회전 가능하며, 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈을 포함하는 수면부상식 태양광 발전장치에 있어서, 물을 급수하기 위한 급수라인 및 배수하기 위한 배수라인이 구비되며, 물을 급수시켜 일정량의 물이 저장 가능한 수조로 이루어진 인공 저수지 내에 설치되어지되, 상기 태양전지 모듈이 배치되며, 상기 인공 저수지의 수면 위에 부상되는 그 중심에 중심홀을 갖는 수상 구조물과; 상기 인공 저수지의 중앙에 고정되는 동시에, 상기 수상 구조물의 중심홀에 삽입 고정되는 고정축과; 상기 수상 구조물의 중심홀과 고정축 사이에 수상 구조물을 수동 또는 자동으로 제어 가능하면서 원활하게 회전시킬 수 있도록 설치된 접촉면부와; 상기 수상 구조물의 위치가 태양의 이동 궤도를 따라 최적의 위치로 회전되도록 구동하는 자동 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.Another embodiment according to the present invention is a surface floating photovoltaic device comprising a solar cell module that is floating on the water surface and rotatable, and converts light energy radiated from the sun into electrical energy. A water supply line and a drainage line for drainage are provided, and the center of the solar cell module is disposed and floats on the water surface of the artificial reservoir, which is installed in an artificial reservoir formed of a water tank capable of storing water by supplying water. A water structure having a center hole in the; A fixed shaft fixed to the center of the artificial reservoir and inserted into a central hole of the water structure; A contact surface part installed between the center hole of the water structure and the fixed shaft so as to smoothly rotate the water structure manually or automatically; It characterized in that it comprises an automatic control unit for driving the position of the water structure is rotated to the optimal position along the trajectory of the sun.

상기 자동 제어부는 상기 인공 저수지 밖에 수상 구조물 위에 고정되며 제어 장치의 제어를 통해 회전하는 구동모터와, 상기 구동모터의 모터축에 설치된 롤러와, 일단은 상기 롤러에 연결된 동시에 타단은 상기 수상 구조물 위에 지지된 고정바에 고정된 와이어를 포함하여 구성된 윈치(WINCH)인 것을 특징으로 한다.The automatic control unit is fixed on the water structure outside the artificial reservoir and rotates through the control of a control device, a roller installed on the motor shaft of the drive motor, and one end is connected to the roller and the other end is supported on the water structure. It is characterized in that the winch (WINCH) comprising a fixed wire to the fixed bar.

그리고, 상기 자동 제어부는 상기 고정축 둘레면에 형성된 고정기어와, 상기 고정기어와 치합되며 상기 수상 구조물의 내측에 구비되어 제어장치의 제어를 통해 회전하는 구동모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. The automatic control unit may include a fixed gear formed on the fixed shaft circumferential surface, and a driving motor meshed with the fixed gear and provided inside the water structure to rotate through control of a control device.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치에 의하면, 인공 저수지에 태양전지 모듈이 배치된 수상 구조물을 고정축을 중심으로 회전 가능토록 설치함으로써, 태양전지 모듈과 태양 상호 간에 최적의 각도로 태양이 입사되도록 함은 물론, 안정적이면서 용이하게 전력을 확보할 수 있으며, 반영구적인 운전이 가능한 효과가 있다. As seen above, according to the surface-mounted solar cell apparatus according to the present invention, by installing the water structure structure in which the solar cell module is disposed in the artificial reservoir so as to rotate around a fixed axis, it is optimal between the solar cell module and the solar In addition to allowing the sun to be incident at an angle of, it is possible to secure power easily and stably, and semi-permanent operation is possible.

이와 더불어, 태양전지 모듈을 자연 방식으로 냉각할 수 있는 효과가 있다. In addition, there is an effect that the solar cell module can be cooled in a natural manner.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치를 나타내는 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치를 나타내는 단면도이다. 1 is a view showing a surface-mounted photovoltaic device according to the present invention, Figure 2 is a plan view showing a surface-mounted photovoltaic device according to the present invention, Figure 3 is a surface floating type according to the present invention It is sectional drawing which shows a photovoltaic device.

또한, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치의 고정축과, 수상 구조물의 결합상태를 나타내는 도면이다. 4 and 5 are views showing the coupling state of the fixed shaft and the water phase structure of the surface-mounted photovoltaic device according to the present invention.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 태양전지 모듈(100)이 남쪽을 향해 고정 설치된 고정식 또는 태양전지 모듈(100)이 남쪽을 향해 고정되고, 태양의 높이 변화에 따라 일년에 몇 차례씩 나누어서 상기한 태양전지 모듈(100)의 상,하 각도를 변화시키는 고정 가변식으로 이루어진 태양광 발전장치에 있어서, 이러한 태양광 발전장치를 이루는 구성들은, 통상적으로 사용되는 기술 구성으로서, 핵심적인 구성이라 할 수 있는 태양전지 모듈(100)은 태양 빛을 받는 반도체 물질에 의해 전기를 생성하는 태양전지(101)를 여러 개 연결하여 모듈화되어 있으며, 일정한 각도로 이루어진 경사구조를 통해 태양의 빛이 거의 수직으로 입사될 수 있도록 지지대(102)에 의해 지지되어 있다.As shown in FIG. 1, the fixed or solar cell module 100 fixed to the south is fixed toward the south, and divided into several times a year according to the change in the height of the sun. In the photovoltaic device made of a fixed variable type to change the upper and lower angles of the solar cell module 100, the components constituting such a photovoltaic device, as a commonly used technology configuration, is a core configuration The solar cell module 100 is modularized by connecting several solar cells 101 that generate electricity by a semiconductor material receiving solar light, and the light of the sun is almost vertical through an inclined structure formed at a predetermined angle. It is supported by the support 102 to be incident to.

또한, 전력변환장치(미도시)인 인버터는 태양전지 모듈(100)을 통해 형성된 전기가 전압과 전류가 일정하지 않은 직류이기 때문에 직류전력을 교류로 변환시켜 주는 역할을 하게 된다. In addition, the inverter, which is a power converter (not shown), serves to convert DC power into AC since the electricity formed through the solar cell module 100 is a DC whose voltage and current are not constant.

이때, 주파수 변환 컨버터(DC/DC 컨버터)를 사용하여 태양전지 모듈(100)을 통해 출력되는 전압을 일정하게 변환한 후에 상기 인버터를 사용하여 직류를 교류로 변환시키게 된다. At this time, after converting the voltage output through the solar cell module 100 using a frequency conversion converter (DC / DC converter) constant, the inverter is used to convert the direct current into alternating current.

상기 전력변환장치 및 축전지 등과 같은 부품은 태양전지 모듈(100)과 함께 태양광 발전장치에 구비되거나, 또는 태양광 발전장치와 이격되어 별도 관리되도록 구비된다.The components such as the power converter and the storage battery are provided in the solar cell apparatus together with the solar cell module 100, or are separated from the solar cell apparatus so as to be separately managed.

이와 같은 구성으로 이루어지는 태양광 발전장치는 수상 구조물(10) 위에 배치되어 인공 저수지(50) 위에 설치되는 바, 여기서 상기 인공 저수지(50)는 땅을 파거나 땅 위에 수조를 제작하여 여기에 물을 급수시켜 일정량 저장하는 구조물로서, 물을 급수하기 위한 급수라인(51) 및 물을 배수하기 위한 배수라인(52)과, 저수지 바닥면에 쌓이는 침전물 등을 비정기적으로 토출시키는 침전물 토출라인(53)이 구비되어 있다.The photovoltaic device having such a configuration is disposed on the water structure 10 and installed on the artificial reservoir 50, where the artificial reservoir 50 is digging the ground or making a water tank on the ground to water here As a structure for supplying water and storing a predetermined amount, a water supply line 51 for supplying water and a drainage line 52 for draining water, and a sediment discharge line 53 for irregularly discharging deposits accumulated on the bottom surface of the reservoir It is provided.

이와 같이 상기 인공 저수지(50)에 저장되는 물 위에 부상시키는 수상 구조물(10)은 플레이트 형상으로 다각형 또는 원형을 갖도록 다양하게 변경 가능하며, 특정 형태 및 형상으로 한정하지는 않는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 원형 형상의 플레이트로 이루어짐이 바람직하다. As described above, the waterborne structure 10 floating on the water stored in the artificial reservoir 50 may be variously changed to have a polygonal or circular shape in a plate shape, and is not limited to a specific shape and shape. In a preferred embodiment of the present invention is preferably made of a plate of a circular shape.

그리고, 상기 수상 구조물(10)에 배치되는 태양전지 모듈(100)은 수상 구조물(10)의 크기에 따라 설치 갯수를 다양하게 변경할 수 있다.In addition, the solar cell module 100 disposed on the waterborne structure 10 may vary the number of installations according to the size of the waterborne structure 10.

이와 같이 수상 구조물(10)에 의하여 인공 저수지(50)의 수면에 부상되는 태양광 발전장치는 태양의 이동 궤적을 따라 회전 가능하도록 구성된 바, 상기 수상 구조물(10)을 수동 또는 제어장치(미도시)에 의해 자동으로 제어하여 수상 구조물(10) 위에 설치된 태양전지 모듈(100) 전체가 태양의 이동 궤적에 따라 동쪽에서 서쪽 방향을 향해 회전 가능하게 된다.As described above, the photovoltaic device floating on the water surface of the artificial reservoir 50 by the waterborne structure 10 is configured to be rotatable along the movement trajectory of the sun. The waterborne structure 10 may be manually or controlled (not shown). The solar cell module 100 installed on the aquatic structure 10 is automatically controlled by) so that the entire solar cell module 100 can rotate from east to west in accordance with the movement trajectory of the sun.

상기 수상 구조물(10)의 회전구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 인공 저수지(50)의 중앙에 고정되는 동시에, 상기 수상 구조물(10)의 중앙에 형성되 어 있는 중심홀(11)에 삽입 고정되는, 일정한 높이를 갖는 고정축(20)을 포함하게 된다.As shown in FIGS. 1 to 3, the rotating structure of the water structure 10 is fixed to the center of the artificial reservoir 50 and the center hole 11 formed at the center of the water structure 10. It is to include a fixed shaft 20 having a fixed height, which is inserted into the fixed.

즉, 상기 고정축(20)을 중심으로 상기 수상 구조물(10)이 회전 가능토록 형성되어 있는 바, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 수상 구조물(10)의 중심홀(11) 및 고정축(20) 사이에는 수상 구조물(10)을 수동 또는 자동으로 제어 가능하면서 원활하게 회전시킬 수 있도록 접촉면부인 베어링(30)이 구비되어 있다.That is, the water column structure 10 is formed to be rotatable about the fixed shaft 20, as shown in Figure 4, the center hole 11 and the fixed shaft ( Between the 20) is provided with a bearing 30, which is a contact surface portion to be able to smoothly rotate while being able to control the water structure 10 manually or automatically.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 볼 베어링을 사용하고 있으나, 상기 고정축(20)에 대하여 수상 구조물(10)이 원활하게 회전 가능토록 하는 수단이라면 어떠한 구성이 적용되더라도 무방하다.In the preferred embodiment of the present invention, a ball bearing is used, but any configuration may be applied as long as the water structure 10 can rotate smoothly with respect to the fixed shaft 20.

따라서, 상기와 같이 베어링 회전식과 더불어 통상적으로 구성되는 기어 회전식으로 접촉면부가 이루어져도 무방하다.Therefore, the contact surface may be formed by a gear rotation that is usually configured in addition to the bearing rotation as described above.

즉, 상기 수상 구조물(10)의 외측 둘레면 등에 기어이(미도시)를 형성하고, 상기 기어이와 치합되는 연동기어(미도시)와, 상기 연동기어와 치합되는 구동기어(미도시)를 구비하여 기어비의 조절을 통해 회전 토크를 크게 하여 수상 구조물(10)을 쉽게 회전시킬 수 있게 되는 것이다.That is, gears (not shown) are formed on the outer circumferential surface of the waterborne structure 10, and interlocking gears (not shown) engaged with the gears are provided, and drive gears (not shown) engaged with the interlocking gears are provided. By adjusting the gear ratio to increase the rotational torque it will be able to easily rotate the waterborne structure (10).

한편, 상기 고정축(20)에 대하여 수상 구조물(10)을 회전시키는 구동방식이 수동 제어 또는 모터 등에 의한 자동 제어 방식으로 이루어지는 바, 상기 수동 제어 방식은 관리자가 상기 수상 구조물(10)을 직접 회전시킬 수 있도록 하는 것이다.On the other hand, the drive system for rotating the water structure 10 with respect to the fixed shaft 20 is made of a manual control or an automatic control method by a motor, the manual control method, the administrator directly rotates the water structure 10 To make it possible.

상기 자동 제어 방식은 도 1에 도시된 바와 같이, 인공 저수지(50) 밖에 고 정되어 있으며, 제어장치(미도시)의 제어를 통해 회전하는 구동모터(40)와, 상기 구동모터(40)의 모터축(41)에 설치된 롤러(42)와, 일단은 상기 롤러(42)에 연결된 동시에 타단은 수상 구조물(10) 위에 지지되는 고정바(55)에 고정된 와이어(43)로 이루어진 통상의 자동 제어부인 윈치(WINCH)에 의해 상기 구동모터(40)를 회전시켜 수상 구조물(10) 전체가 시계방향 또는 반시계방향으로 태양의 이동 궤적을 따라 회전 가능하도록 이루어진 방식이다.As shown in FIG. 1, the automatic control method is fixed outside the artificial reservoir 50, and rotates through a control of a controller (not shown), and the driving motor 40. Ordinary automatic consisting of a roller 42 installed on the motor shaft 41, one end is connected to the roller 42 and the other end is made of a wire 43 fixed to a fixing bar 55 supported on the aquatic structure 10. The drive motor 40 is rotated by the winch as a control unit, so that the entire water structure 10 can be rotated along the movement trajectory of the sun in a clockwise or counterclockwise direction.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고정축(20) 및 수상 구조물(10)이 기어 회전식 구조인 경우, 상기 고정축(20)에는 고정기어(35)를 그대로 두고, 상기 고정기어(35)와 치합되며, 수상 구조물(10)의 내측에 구비되어 제어장치의 제어를 통해 회전하는 구동모터(40')를 구비하여 수상 구조물(10) 자체가 회전 가능토록 하는 자동 제어 방식이 있다.In addition, as shown in FIG. 5, when the fixed shaft 20 and the waterborne structure 10 have a gear rotating structure, the fixed shaft 35 is left on the fixed shaft 20 and the fixed gear 35 is left as it is. ) Is fitted with a drive motor 40 'which is provided inside the water structure 10 and rotates through the control of a control device, so that the water structure 10 itself can be rotated.

이때, 상기 제어장치는 계절별로 입사되는 태양광의 입사각에 대한 자료를 수집하여 태양광 발전기가 설치되는 장소의 위도 등의 정보가 저장된 메모리로부터 태양광의 입사각에 대한 정보를 제공받아 상기 자료를 근거로 계절 변화에 따라 최적의 위치로 각도를 조절하게 된다.In this case, the control device collects data on the incident angle of the sunlight incident by the season to receive information on the incident angle of the sunlight from the memory stored information such as the latitude of the place where the solar generator is installed, the season based on the data The angle is adjusted to the optimum position according to the change.

한편, 상기 수상 구조물(10) 위에 일렬 배치된 태양전지 모듈(100)의 하부 구조물에는 인공 저수지(50)의 수면과 상기 태양전지 모듈(100)이 직접 대면하도록 일정 구간 개방 슬롯홀(12)이 구비되는 바, 이와 같이 상기 개방 슬롯홀(12)을 통해 상기 태양전지 모듈(100)과 수면이 대면할 경우, 수면의 낮은 온도로 인해 태양전지 모듈(100)의 온도가 자연적으로 하강하게 되는 효과가 있다. On the other hand, in the lower structure of the solar cell module 100 arranged in a row on the water structure 10, an open slot hole 12 for a predetermined section so that the surface of the artificial reservoir 50 and the solar cell module 100 directly face each other. As such, when the solar cell module 100 and the water surface are faced through the open slot hole 12 as described above, the temperature of the solar cell module 100 is naturally lowered due to the low temperature of the water surface. There is.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치의 작동에 대해 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a description will be given of the operation of the water surface floating photovoltaic device according to the present invention configured as described above.

본 발명에 따른 수상 구조물(10)은 최초 남쪽을 향하도록 태양전지 모듈(100)이 위치하게 되며, 상기 태양전지 모듈(100)은 일정한 각도로 경사구조를 이루면서 지지대(102)에 의해 지지된다. In the waterborne structure 10 according to the present invention, the solar cell module 100 is positioned to face the south first, and the solar cell module 100 is supported by the support 102 while forming an inclined structure at a predetermined angle.

태양이 떠올라 태양전지 모듈(100)과 태양이 상호 간에 이루는 각도가 직각이 유지되지 않을 경우에는 상기 태양전지 모듈(100)을 통해 발전되는 발전량이 저하되므로 태양이 떠오르는 동쪽을 향해 수상 구조물(10) 전체를 수면상에서 회전시켜야 하는 바, 본 발명의 작동 설명에서는 윈치(WINCH)에 의한 자동 제어 방식을 설명하기로 한다. When the sun rises and the angle between the solar cell module 100 and the sun is not maintained at right angles, the amount of power generated through the solar cell module 100 is reduced, so that the water structure 10 moves toward the east where the sun rises. Since the whole should be rotated on the surface of the water, the operation of the present invention will be described in the automatic control method by the winch (WINCH).

즉, 제어장치는 태양과 태양전지 모듈(100) 상호 간의 이루는 각도가 직각에 가깝도록 하기 위해 인공 저수지(50) 밖에 위치한 구동모터(40)를 작동시켜 와이어(43)의 감김 동작을 통해 수상 구조물(10)이 일측 방향으로 회전하도록 한다. That is, the control device operates the driving motor 40 located outside the artificial reservoir 50 so that the angle formed between the sun and the solar cell module 100 is close to the right angle, and thus, the water structure through the winding operation of the wire 43. Let 10 rotate in one direction.

이와 같이 작동되기 위해서는 제어장치가 구동모터(40)에 작동 신호를 인가하여 모터축(41)을 회전시키고, 상기 구동모터(40)의 작동에 의해 롤러(42)가 연동하여 회전되며, 상기 롤러(42)에 권취된 와이어(43)는 롤러(42)에 감겨지면서 일측 방향으로 수상 구조물(10) 전체가 수면 위에서 당겨지게 되면서 고정축(20)을 중심으로 회전된다. In order to operate in this way, the control device applies an operation signal to the drive motor 40 to rotate the motor shaft 41, the roller 42 is interlocked by the operation of the drive motor 40, the roller The wire 43 wound around the 42 is rotated about the fixed shaft 20 while being wound on the roller 42 while the whole of the water structure 10 is pulled on the water surface in one direction.

상기 수상 구조물(10)이 태양의 이동 궤적을 따라 회전됨에 따라 태양전지 모듈(100)과 태양은 최적의 각도를 이루게 되어 태양에서 입사되는 빛이 태양전지 모듈(100)에 최대로 전달된다. As the aquatic structure 10 is rotated along the movement trajectory of the sun, the solar cell module 100 and the sun achieve an optimal angle, and the light incident from the sun is transmitted to the solar cell module 100 to the maximum.

상기한 최적의 각도는 직각 내지 직각에 가까운 각도를 갖게 됨으로써, 태양에서 입사되는 태양 빛을 태양전지 모듈(100)에 설치된 태양전지(101)를 통해 발전이 이루어지게 되며, 상기한 수상 구조물(10)이 최초에 위치해 있던 위치에서보다 더 많은 태양광의 발전이 이루어지게 된다. The optimal angle is to have an angle close to the right angle to the right angle, the power generation is made through the solar cell 101 installed in the solar cell module 100, the solar light incident from the sun, the above water structure 10 Will generate more solar power than it did at the first location.

이와 같이 태양전지 모듈(100)에서 발전된 전기는 사용 가능한 전력으로 변환되는 바, 여분의 잉여 전기는 별도의 전력변환장치를 거쳐 일반적으로 사용되는 교류 전원으로 변환이 이루어져 전기 에너지를 필요로 하는 공급처에 공급을 하게 된다.As such, the electricity generated in the solar cell module 100 is converted into usable power, and the surplus surplus electricity is converted into an AC power which is generally used through a separate power converter to supply a power source requiring electrical energy. Supply will be made.

따라서, 본 발명은 고정식 또는 고정 가변식 태양광 발전장치를 수상 구조물(10) 위에 설치하고, 상기 수상 구조물(10)을 일정한 용량을 갖는 원형의 인공 저수지(50) 위에 부상시킨 다음, 그 중앙에 설치된 고정축(20)을 중심으로 원활하게 회전 가능토록 하여 단축식 또는 양축식의 기능을 발휘할 수 있도록 한 새로운 수면부상식 태양광 발전장치이다. Therefore, the present invention is to install a fixed or fixed variable photovoltaic device on the water structure (10), and float the water structure (10) on a circular artificial reservoir 50 having a constant capacity, and then in the center It is a new surface-floating photovoltaic device that is capable of smoothly rotating around the installed fixed shaft 20 to exhibit a single-axis or dual-axis function.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation in the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various modifications may be made and equivalents may be resorted to without departing from the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치를 나타내는 도면,1 is a view showing a water surface floating photovoltaic device according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치를 나타내는 평면도,Figure 2 is a plan view showing a water surface floating photovoltaic device according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치를 나타내는 단면도,3 is a cross-sectional view showing a surface-mounted photovoltaic device according to the present invention,

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 수면부상식 태양광 발전장치의 고정축과, 수상 구조물의 결합상태를 나타내는 도면이다. 4 and 5 is a view showing a coupling state of the fixed shaft and the water phase structure of the surface-mounted photovoltaic device according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10 : 수상 구조물 11 : 중심홀10: water structure 11: the central hall

12 : 개방 슬롯홀 20 : 고정축12: open slot hole 20: fixed shaft

30 : 베어링 35 : 고정기어30: bearing 35: fixed gear

40,40' : 구동모터 41 : 모터축40,40 ': Drive motor 41: Motor shaft

42 : 롤러 43 : 와이어42: roller 43: wire

50 : 인공 저수지 51 : 급수라인50: artificial reservoir 51: water supply line

52 : 배수라인 53 : 침전물 토출라인52: drainage line 53: sediment discharge line

55 : 고정바55: fixed bar

Claims (10)

수면 위에 부상되어 회전 가능하며, 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈을 포함하는 수면부상식 태양광 발전장치에 있어서,In the surface floating solar power generation apparatus, which floats on the surface and is rotatable and includes a solar cell module for converting light energy radiated from the sun into electrical energy. 물을 급수하기 위한 급수라인 및 배수하기 위한 배수라인이 구비되며, 물을 급수시켜 일정량의 물이 저장 가능한 수조로 이루어진 인공 저수지 내에 설치되어지되, A water supply line for supplying water and a drainage line for draining water is provided, and is installed in an artificial reservoir composed of a water tank capable of storing water by supplying water. 상기 태양전지 모듈이 배치되며, 상기 인공 저수지의 수면 위에 부상되는 그 중심에 중심홀을 갖는 수상 구조물과;An aqueous structure in which the solar cell module is disposed and having a center hole at a center thereof floating on the water surface of the artificial reservoir; 상기 인공 저수지의 중앙에 고정되는 동시에, 상기 수상 구조물의 중심홀에 삽입 고정되는 고정축과;A fixed shaft fixed to the center of the artificial reservoir and inserted into a central hole of the water structure; 상기 수상 구조물의 중심홀과 고정축 사이에 수상 구조물을 수동 또는 자동으로 제어 가능하면서 원활하게 회전시킬 수 있도록 설치된 접촉면부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.Surface-mounted solar power generation device comprising a contact surface portion that is installed between the center hole and the fixed shaft of the water structure can be rotated smoothly while manually or automatically control the water structure. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 태양전지 모듈은 태양 빛을 받는 반도체 물질에 의해 전기를 생성하는 태양전지를 여러 개 연결하여 모듈화되며, 일정한 각도로 이루어진 경사구조를 통 해 태양의 빛이 입사될 수 있도록 지지대에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The solar cell module is modularized by connecting a plurality of solar cells that generate electricity by a semiconductor material receiving solar light, and is supported by a support so that the light of the sun can be incident through an inclined structure formed at a predetermined angle. Sleep floating solar power device characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 접촉면부는 베어링 또는 기어 중, 선택된 어느 하나의 회전식 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The contact surface portion, the surface floating photovoltaic device, characterized in that made of any one of a rotating structure of the bearing or gear. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 태양전지 모듈은 그 하부의 수상 구조물에 인공 저수지의 수면과 상기 태양전지 모듈이 직접 대면하도록 일정 구간 개방 슬롯홀이 구비된 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The solar cell module is a water surface floating solar power generation device, characterized in that the water supply of the artificial reservoir on the lower surface of the lower structure is provided with a predetermined slot opening slots to face the solar cell module directly. 수면 위에 부상되어 회전 가능하며, 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 모듈을 포함하는 수면부상식 태양광 발전장치에 있어서,In the surface floating solar power generation apparatus, which floats on the surface and is rotatable and includes a solar cell module for converting light energy radiated from the sun into electrical energy. 물을 급수하기 위한 급수라인 및 배수하기 위한 배수라인이 구비되며, 물을 급수시켜 일정량의 물이 저장 가능한 수조로 이루어진 인공 저수지 내에 설치되어 지되, A water supply line for supplying water and a drainage line for draining water are provided, and the water supply water is installed in an artificial reservoir composed of a tank capable of storing a certain amount of water. 상기 태양전지 모듈이 배치되며, 상기 인공 저수지의 수면 위에 부상되는 그 중심에 중심홀을 갖는 수상 구조물과;An aqueous structure in which the solar cell module is disposed and having a center hole at a center thereof floating on the water surface of the artificial reservoir; 상기 인공 저수지의 중앙에 고정되는 동시에, 상기 수상 구조물의 중심홀에 삽입 고정되는 고정축과;A fixed shaft fixed to the center of the artificial reservoir and inserted into a central hole of the water structure; 상기 수상 구조물의 중심홀과 고정축 사이에 수상 구조물을 수동 또는 자동으로 제어 가능하면서 원활하게 회전시킬 수 있도록 설치된 접촉면부와;A contact surface part installed between the center hole of the water structure and the fixed shaft so as to smoothly rotate the water structure manually or automatically; 상기 수상 구조물의 위치가 태양의 이동 궤도를 따라 최적의 위치로 회전되도록 구동하는 자동 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The surface floating solar cell apparatus, characterized in that it comprises an automatic control unit for driving the position of the water structure to rotate to the optimum position along the trajectory of the sun. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 태양전지 모듈은 태양 빛을 받는 반도체 물질에 의해 전기를 생성하는 태양전지를 여러 개 연결하여 모듈화되며, 일정한 각도로 이루어진 경사구조를 통해 태양의 빛이 입사될 수 있도록 지지대에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The solar cell module is modularized by connecting a plurality of solar cells to generate electricity by a semiconductor material receiving solar light, it is supported by a support so that the light of the sun can be incident through the inclined structure formed at a predetermined angle. Sleep floating photovoltaic device. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 접촉면부는 베어링 또는 기어 중, 선택된 어느 하나의 회전식 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The contact surface portion, the surface floating photovoltaic device, characterized in that made of any one of a rotating structure of the bearing or gear. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 태양전지 모듈은 그 하부의 수상 구조물에 인공 저수지의 수면과 상기 태양전지 모듈이 직접 대면하도록 일정 구간 개방 슬롯홀이 구비된 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The solar cell module is a water surface floating solar power generation device, characterized in that the water supply of the artificial reservoir on the lower surface of the lower structure is provided with a predetermined slot opening slots to face the solar cell module directly. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 자동 제어부는 상기 인공 저수지 밖에 수상 구조물 위에 고정되며 제어장치의 제어를 통해 회전하는 구동모터와, 상기 구동모터의 모터축에 설치된 롤러와, 일단은 상기 롤러에 연결된 동시에 타단은 상기 수상 구조물 위에 지지된 고정바에 고정된 와이어를 포함하여 구성된 윈치(WINCH)인 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The automatic control unit is fixed on the water structure outside the artificial reservoir and rotates through the control of a control device, a roller installed on the motor shaft of the drive motor, and one end connected to the roller and the other end is supported on the water structure. Sleep floating solar cell apparatus, characterized in that the winch (WINCH) comprising a fixed wire to the fixed bar. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 자동 제어부는 상기 고정축 둘레면에 형성된 고정기어와, 상기 고정기 어와 치합되며 상기 수상 구조물의 내측에 구비되어 제어장치의 제어를 통해 회전하는 구동모터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수면부상식 태양광 발전장치.The automatic control unit is characterized in that it comprises a fixed gear formed on the circumferential surface of the fixed shaft, and a driving motor meshed with the fixed gear and provided inside the water structure to rotate through the control of the control device. Solar power device.
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