KR20100121333A - 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전효율이 극대화될 수 있도록 태양의 고도 및 일주운동에 따른 위치변화를 추적할 수 있는 트래킹수단을 갖는 태양광 발전장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 태양광 발전장치는 복수개의 제1 서포트부재와, 전단부가 상기 각 제1 서포트부재에 힌지 결합되는 복수개의 지지프레임과, 상기 지지프레임에 설치되는 태양광발전모듈을 포함하는 회전체유닛과, 상기 지지프레임의 후단부 측이 힌지 결합되는 복수개의 제2 서포트부재들과, 상기 회전체유닛을 소정각도 동시에 정, 역회전시키는 회전수단을 구비하며, 상기 회전수단은 상기 회전체유닛으로부터 연장된 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드와 힌지결합되며 상기 회전체유닛의 회전중심축방향과 직교하는 방향을 따라 슬라이딩 가능하도록 설치되는 슬라이딩부재와, 상기 회전체유닛이 회전할 수 있게 상기 슬라이딩부재를 전·후진 시키는 액튜에이터를 구비한다.

태양광, 트래킹

Description

태양광 발전장치 {Solar power generating system}

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 발전효율이 극대화될 수 있도록 태양의 고도 및 일주운동에 따른 위치변화를 추적할 수 있는 트래킹수단을 갖는 태양광 발전장치에 관한것이다.

일반적으로 태양광기술은 태양으로부터 전달되는 복사 열에너지를 이용하는 태양열 기술과 구분된다. 태양광을 이용한 발전은 무한 한 청정에너지를 이용한 것으로 별도의 에너지나 구동원이 불필요하고 소규모나 대규모 시스템의 시공이 간단하며 환경문제에 따른 설치 제한에 영향을 받지 않은 이점이 있다.

반면, 발전량이 일사시간에 좌우되고, 상대적으로 큰 전력을 얻기 위해서는 많은 태양광 발전모듈이 필요하고, 상용전력에 비해 고가이며, 직류전력이 먼저 얻어지는 점 등에 유의해야 한다.

상술한 태양광 발전모듈은 발전효율을 극대화하기 위해 태양의 직사광선이 항상 태양광 발전모듈의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 동력 또는 기기 조작을 통하여 태양의 위치를 추적해 가는 추적식, 계절 또는 월별로 상하로 위치가 변화되는 반고정식, 태양과의 고도에 관계없이 위치가 고정되는 고정식 등이 있다.

이러한 태양광의 추적 장치는 이동하는 태양을 추적하면서 집광성을 높이기 위해 집열기 또는 렌즈를 이동시키는 장치이다. 추적방법은 크게 프로그램 추적과 센서 추적이 있다. 프로그램 추적은 지구의 자전과 공전에 의한 태양의 이동을 미리 프로그램에 입력하여 태양광 집광모듈을 회전시키는 추적방법이다. 센서 추적은 태양광의 이동을 센서로 감지하여 태양광집광모듈의 방향을 제어하는 것으로, 각종 관련 요소기술의 진보에 따라 여러 가지 개량이 이루어지고 있다. 추적장치 기술에는 태양위치 검출방법, 추적부재, 추적구동방식, 구동동력 등이 있다.

대한민국 등록특허 제 044021호에는 태양 자동 추적장치의 태양 추적방법이 개시되어 있다. 개시된 태양 추적방법은 태양광 발전듈의 법선 방위각이 상기 태양의 방위각보다 제 1각도 뒤지게 될 때, 상기 태양광 발전 모듈의 법선의 방위각이 상기 태양의 방위각보다 제 2각도 만큼 앞서도록 상기 태양광 발전 모듈을 구동시키는 구성을 가진다.

대한민국 등록특허 제 0483291호에는 태양열 관련설비의 태양 위치 추적 방법이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제 0369897호에는 집광식 태양열 집열기를 위한 혼합식 태양 추적 제어장치가 개시되어 있다.

상술한 바와 같이 태양광의 위치를 추적하는 태양광 위치 추적장치는 그 구조가 상대적으로 복잡하고, 추적에 따른 위치 고정이 정확하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다. 특히, 각각의 태양광 발전모듈들을 동시에 태양을 따라 구동시킬 수 없다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양의 일주운동 또는 태양의 고도에 따른 태양의 위치를 추적하여 다수의 태양광 발전모듈들을 동시에 트래킹할 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 태양광 발전모듈들을 분할함으로써 풍압에 대한 저항을 상대적으로 줄일 수 있으며 각 태양광 발전모듈을 동시에 동서방향으로 태양을 따라 추종할 수 있는 태양광 발전장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 복수개의 제1 서포트부재와, 전단부가 상기 각 제1 서포트부재에 힌지 결합되는 복수개의 지지프레임과, 상기 지지프레임에 설치되는 태양광발전모듈을 포함하는 회전체유닛과, 상기 지지프레임의 후단부 측이 힌지 결합되는 복수개의 제2 서포트부재들과, 상기 회전체유닛을 소정각도 동시에 정, 역회전시키는 회전수단을 구비하며, 상기 회전수단은 상기 회전체유닛으로부터 연장된 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드와 힌지결합되어 상기 커넥팅로드가 회전할 수 있게 슬라이딩 가능하도록 설치되는 슬라이딩부재와, 상기 회전체유닛이 회전할 수 있게 상기 슬라이딩부재를 전·후진 시키는 액튜에이터를 구비한다.

상기 지지프레임은 상기 태양광발전모듈을 지지하는 프레임부재와, 상기 프레임부재에 탈착 가능하게 결합되는 회전축부재와, 상기 지지프레임에 설치되어 상 기 태양광발전모듈의 무게에 따라 상기 지지프레임의 회전중심이 가변될 수 있도록 상기 회전축부재의 결합위치를 조절할 수 있게 형성된 축이동수단을 구비하며, 상기 회전체 유닛의 전단부 또는 후단부를 상하방향으로 승강시키는 승강수단을 더 구비하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 지지프레임은 상기 제1 서포트부재에 전단부가 힌지결합된 메인프레임과, 상기 메인프레임에 회동 가능하게 결합되어 있으며 상면에 상기 태양광발전모듈이 지지된 복수개의 서브프레임을 포함하고, 상기 승강수단은 상기 제2 서포트부재에 회전가능하게 지지되어 있으며, 상기 서브프레임의 회전중심축방향과 직교하는 방향을 따라 연장되는 링크회전축과, 상기 메인프레임의 후단부로부터 연장된 복수개의 제1 링크와, 일단이 상기 링크회전축에 고정되어 있고, 타단이 상기 제1 링크의 단부에 힌지결합된 복수개의 제2 링크와, 상기 링크회전축을 회전시켜 상기 제1, 제2 링크의 연동에 의해 상기 메인프레임의 후단을 승강 또는 하강시키는 승강액튜에이터를 포함하고, 상기 지지프레임은 상기 태양광발전모듈의 하중 변화에 따라 상기 태양광발전모듈이 결합된 서브프레임의 무게중심선 상에 상기 서브프레임의 회전중심이 위치할 수 있도록 상기 서브프레임의 회전중심축 위치를 조절할 수 있는 축이동수단을 더 구비할 수 있다.

또한 상기 지지프레임은 상기 복수개의 제1, 제2 서포트부재에 회전 가능하게 설치되는 복수개의 회전로드와, 상기 회전로드 상에 상기 회전로드의 길이방향을 따라 소정간격 이격되게 상방으로 연장설치되는 복수개의 지지로드와, 상기 지지로드의 상부에 상기 회전로드의 연장방향과 직교하는 방향을 따라 연장된 힌지축 을 중심으로 회동 가능하게 힌지결합되어 상기 태양광발전모듈을 지지하는 모듈지지체를 구비하고, 상기 커넥팅로드는 상기 슬라이딩부재의 결합지점에서 상호 소정의 각도를 이루도록 상기 회전로드로부터 연장되는 제1, 제2 로드부재를 포함하며, 상기 복수개의 모듈지지체를 상기 힌지축을 중심으로 회전시키는 보조회전수단을 더 구비하되, 상기 보조회전수단은 상기 회전로드와 나란한 방향을 따라 전·후진 가능하게 연장되는 보조슬라이딩부재와, 상기 보조슬라이딩부재를 전·후진시키는 보조액튜에이터와, 상기 보조슬라이딩부재로부터 소정 각도를 이루도록 연장되어 각각의 단부가 상지 모듈지지체에 힌지결합되는 제3, 제4 로드부재를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 태양광 발전장치는 태양광을 이용한 발전효율이 높아지도록 트래킹 하는 것이 용이하며, 트래킹을 위한 구조가 간단하고 태풍과 같은 고도의 풍압에 대한 지지력이 높은 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 태양광 발전장치를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 본 발명에 따른 태양광 발전장치(100)의 제1 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 태양광 발전장치(100)는 동서방향으로 상호 이격되게 설치된 제1 서포트부재(110)와, 상기 제1 서포트부재(110)와 남북방향으로 이격되게 설치되 며, 상호 동서방향을 따라 이격된 복수개의 제2 서포트부재(111)와, 상기 제1, 제2 서포트부재(110,111)에 회전 가능하게 설치된 회전체유닛(120)과, 상기 회전체 유닛을 회전시키는 회전수단(150)을 포함한다.

상기 제1, 제2 서포트부재(110,111)는 상호 높이가 다르게 형성되어 있다.

남쪽에 위치한 제1 서포트부재(110)의 높이가 제2 서포트부재(111)의 높이보다 상대적으로 낮기 때문에 일단과 타단이 상기 제1, 제2 서포트부재(110,111)에 각각 지지되어 있는 회전체유닛(120)은 남북방향으로 경사지게 설치되는데, 회전체 유닛의 경사도는 태양의 남중고도에 따른 태양광의 입사각이 수직에 가까워질 수 있는 각도로 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는 상기 제1 서포트부재(110)들의 상단을 연결하는 제1 연결바(113)와, 제2 서포트부재(111)들의 상단을 연결하는 제2 연결바(114)가 마련되어 있고, 상기 회전체유닛(120)들의 회전축은 제1, 제2 연결바(113,114)에 설치된 필로우블럭(112)들에 지지되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 상기 각각의 회전체유닛(120)을 개별적으로 제1, 제2 서포트부재(110,111)가 지지하도록 설치될 수도 있다.

상기 회전체유닛(120)은 지지프레임(130)과, 지지프레임(130)에 지지되는 태양광발전모듈(140)을 포함하며, 상기 지지프레임(130)은 프레임부재(131)와, 상기 프레임부재(131)에 탈착가능하게 결합되는 회전축부재(132)와, 상기 회전축부재(132)의 결합높이를 조절할 수 있는 축이동수단(136)을 포함한다.

축이동수단(136)은 상술한 것처럼, 프레임부재(131)에 대한 회전축부재(132) 의 결합높이를 조절하기 위한 것이다.

상기 회전체유닛(120)은 후술하는 회전수단(150)에 의해 태양의 일주운동에 따라 회전이 이루어지게 되는데, 상기 회전체유닛(120)의 무게중심과, 메인프레임(221)에 결합된 회전축부재(132)의 연장선의 높이가 상이한 경우에는 회전체유닛(120)의 회전이 용이하지 못하게 되며, 회전체 유닛을 회전시키는 액튜에이터(155)에 걸리는 부하가 커지게 된다.

그런데 프레임부재(131)에 설치되는 태양광발전모듈(140)의 크기나 용량에 따라 회전체유닛(120)의 무게중심의 위치는 변화될 수 있기 때문에 프레임부재(131)에 회전축부재(132)가 고정설치되어 있는 경우에는 태양광발전모듈(140)의 크기와 무게가 가변될 때, 무게중심의 이동에 대응하여 회전축부재(132)의 위치를 변화시킬 수 없으므로, 축이동수단(136)을 통해 회전축부재(132)의 높이를 변화시키게 된다.

회전축부재(132)는 상기 필로우블럭(112)에 회전 가능하게 결합되는 회전축로드(133)와, 회전축로드(133)의 단부에 결합되는 체결블럭(134)을 포함하며, 체결블럭(134)에는 가로방향으로 관통되는 제1 핀체결홀이 형성되어 있다.

축이동수단(136)은 프레임부재(131)의 단부에 고정결합되는 체결브라켓(137)과, 체결브라켓(137)의 전방으로 돌출되어 있으며 소정간격 이격된 두 개의 돌출체결판(138)을 포함한다.

상기 체결브라켓(137)은 메인프레임(221)에 용접결합되어 있는데, 이와는 달리 결합 및 분리가 가능하도록 볼트나 나사와 같은 체결부재들을 통해 프레임부 재(131)에 고정시킬 수도 있다.

상기 돌출체결판(138)은 상기 체결블럭(134)의 폭에 대응하도록 이격되어 있으며, 상하방향으로 복수개의 제2 핀체결홀(139)들이 형성되어 있다.

상기 체결블럭(134)을 돌출체결판(138)들 사이로 인입시킨다음, 제1 핀체결홀을 복수개의 제2 핀체결홀(139)들 중 선택된 어느 하나에 대응시킨 후, 체결핀을 삽입하여 회전축부재(132)를 축이동수단(136)에 고정시키게 된다.

상기 제2 핀체결홀(139)들이 상하방향으로 복수개가 형성되어 있기 때문에 체결핀이 결합되는 제2 핀체결홀(139)의 높이에 따라 회전축부재(132)의 결합높이를 무게중심에 대응하도록 용이하게 조절할 수 있다.

상기 회전수단(150)은 회전체유닛(120)을 회전시키는 것으로, 프레임부재(131)로부터 하방으로 연장된 커넥팅로드(151)와, 커넥팅로드(151)와 결합되는 슬라이딩부재(244)와, 슬라이딩부재(244)를 전·후진시키는 액튜에이터(155)를 포함한다.

상기 커넥팅로드(151)는 일단이 각각 상기 프레임부재(131)에 힌지결합되어 있는 제1, 제2 로드부재(152,153)를 포함하며, 제1, 제2 로드부재(152,153)는 각각의 타단이 상기 슬라이딩부재(244)에 소정각도를 이루도록 힌지결합되어 있다.

상기 액튜에이터(155)에 의해 슬라이딩부재(244)가 전진 또는 후진하면, 상기 제1, 제2 로드부재(152,153)에 의해 상기 지지프레임(130)이 회전하게 된다.

상기 커넥팅로드(151)가 슬라이딩부재(244)로부터 소정각도를 이루도록 연장되는 제1, 제2 로드부재(152,153)를 포함하기 때문에 강한 풍압과 같은 외부 요소 에 대하여 상기 회전체유닛(120)의 회전이 용이하게 이루어질 수 있게 된다.

도 2 및 도 3에는 태양광 발전장치(200)의 제2 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 태양광 발전장치(200)는 지상, 경사지 또는 건축 구조물에 설치되는 제1 서포트부재(210)들과, 상기 제1 서포트부재(210)들과 남북방향으로 이격되게 설치된 제2 서포트부재(211)들과, 제1, 제2 서포트부재(210,211)에 지지된 지지프레임(220)과, 지지프레임(220)에 지지된 태양광발전모듈(230) 및 상기 태양광발전모듈(230)을 동서방향으로 회전시키기 위한 회전수단(240)과, 상기 제2 서포트부재(211)측에 지지된 지지프레임(220)의 일측을 승·하강 시키기 위한 승강수단(250)을 포함한다.

상기 지지프레임(220)은 전단부가 제1 서포트부재(210)에 소정각도 회전 가능하게 설치된 메인프레임(221)과, 메인프레임(221) 상에 회전 가능하게 설치된 서브프레임(225)을 구비한다.

본 실시예의 메인프레임(221)은 각각 동서방향으로 나란하게 연장되고 남북방향으로 이격된 두 개의 평행바 형태로 형성되어 있으나, 메인프레임(221)은 이와는 달리 격자 상으로 형성되어 후술하는 서브프레임(225)을 지지할 수도 있다.

상기 제1 서포트부재(210)와 메인프레임(221)의 힌지 결합은 상기 제1 서포트부재(210)와 상기 메인프레임(221)의 대응되는 측에 각각 제1, 제2 브라켓(미도시)이 설치되고 이들이 힌지핀에 의해 결합됨으로써 이루어질 수 있다.

그리고 상기 승강수단(250)은 상기 제2 서포트부재(211)들에 회전 가능하게 지지되어 있고, 동서방향으로 연장된 링크회전축(251)과, 상기 메인프레임(221)의 후단에 상단이 힌지결합되며 하방으로 연장된 제1 링크(252)와, 일단이 상기 링크회전축(251)에 고정되어 있고 타단이 제1 링크(252)의 하단에 힌지결합된 제2 링크(253)와, 상기 링크회전축(251)의 일측으로 부터 연장된 제3 링크(254)와, 제3 링크(254)를 밀거나 당겨 링크회전축(251)을 회전시키는 승강액튜에이터(255)를 포함한다.

승강액튜에이터(255)의 구동에 의해 제3 링크(254)가 회전하면 링크회전축(251)이 제3 링크(254)와 함께 회전하면서 상기 제2 링크(253)를 회전시켜 제1 링크(252)를 승강 또는 하강시키게 되며, 메인프레임(221)의 후단부는 제1 링크(252)의 승·항강에 따라 전단부를 중심으로 후단이 승강 또는 하강하면서 경사각이 변화하게 된다.

여기에서 상기 승강액튜에이터(255)는 실린더 또는 모터에 의해 정역회전됨으로써 전후진되는 리드스크류를 가지는 잭스크류로 이루어질 수 있다.

상기 승강수단(250)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 상기 메인 프레임(52)을 제 1서포트 부재(51)를 중심으로 하여 회전시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다.

회전수단(240)은 서브프레임(225)으로부터 연장된 제1, 제2 로드부재(242,243)를 포함하는 커넥팅로드(241)와, 커넥팅로드(241)와 결합되는 슬라이딩부재(244)와, 이를 전·후진시키는 액튜에이터(245)를 포함하는데, 제1 실시예와 동일하므로 동일번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예의 태양광 발전장치(200)는 승강수단(250)에 의해 태양의 남중고도 에 대응하게 메인프레임(221)의 경사각을 조절하게 되며, 태양의 일주운동에 따른 태양광 입사각의 변화에 대응하게 지지하는 서브프레임(225)을 회전시켜 태양광발전모듈(230)에 입사하는 태양광의 입사각이 수직에 가까워지게 유지되도록 함으로써 발전효율을 극대화하게 된다.

본 실시예의 메인프레임(221)도 축이동수단(224)에 의해 높이 조절이 가능하게 결합되는 프레임부재(222)와 회전축부재(223)를 포함하고 있으며, 이 축이동수단(224)에 의해 회전축부재(223)가 서브프레임(225)과 태양광발전모듈(230)의 무게에 의한 무게중심의 높이변화에 대응하여 결합위치를 조절할 수 있게 된다.

도 4 및 도 5에는 태양광 발전장치(300)의 제3 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 태양광 발전장치(300)는 남북방향으로 이격되어 있는 제1, 제2 서포트부재(310,311)에 회전 가능하게 지지된 지지프레임(320)과, 지지프레임(320)에 설치된 태양광발전모듈(330)과, 지지프레임(320)을 남북방향을 따라 연장된 제1 회전중심축을 중심으로 회전시키는 메인회전수단(340)과, 지지프레임(320)을 동서방향을 따라 연장된 제2 회전중심축을 중심으로 회전시키는 보조회전수단(350)을 포함한다.

상기 지지프레임(320)은 상기 복수개의 제1, 제2 서포트부재(310,311)에 회전 가능하게 설치되는 복수개의 회전로드(321)와, 회전로드(321) 상에 상기 회전로드(321)의 길이방향을 따라 소정간격 이격되게 상방으로 연장설치되는 복수개의 지지로드(322)와, 지지로드(322)의 상부에 상기 회전로드(321)의 연장방향과 직교하는 방향을 따라 연장된 힌지축을 중심으로 회동 가능하게 힌지결합되어 상기 태양 광발전모듈(330)을 지지하는 모듈지지체(323)를 구비한다.

본 실시예의 회전로드(321)는 원통형으로 형성되어 있으나, 이와는 달리 사각이나 삼각 또는 오각 이상의 각기둥 형태로 형성될 수도 있다.

지지로드(322)는 회전로드(321)의 외주면으로부터 상방으로 소정길이 연장되게 복수개가 설치되어 있는데, 이 지지로드(322)들은 회전로드(321)의 길이방향을 따라 상호 소정거리 이격되게 설치되어 있다.

상기 모듈지지체(323)는 태양광발전모듈(330)을 지지하며, 회전로드(321)의 길이방향과 나란한 제1 회전중심축방향과 직교하는 방향으로 연장된 제2 회전중심축방향을 따라 회전이 가능하도록 지지로드(322)의 상단에 회전 가능하게 결합되어 있다.

메인회전수단(340)은 회전로드(321)를 제1 회전중심축방향을 중심으로 회전시키는 것으로서, 회전로드(321)에 체결되는 로드체결부재(341)와, 로드체결부재(341)의 양단부로부터 하방으로 연장되는 제1, 제2 로드부재(346,347)를 포함하는 커넥팅로드(345)와, 커넥팅로드(345)에 힌지결합되며 제2 회전중심축방향을 따라 연장되는 슬라이딩부재(348)와, 슬라이딩부재(348)를 전·후진시키는 액튜에이터(349)를 포함한다.

상기 로드체결부재(341)는 상호 결합되는 제1 결합부(342)와, 제2 결합부(344)를 포함하며, 제1, 제2 결합부(344)의 체결을 통해 회전로드(321)를 감싸도록 체결된다.

그리고 제1 결합부(342)에는 회전로드(321)를 중심으로 상호 멀어지는 방향 으로 연장된 두 개의 연장부분(343)이 형성되어 있는데, 상기 제1, 제2 로드부재(346,347)가 각각의 연장부분(343)으로부터 하방으로 연장된다.

상기 제1, 제2 로드부재(346,347)는 각각의 하단이 슬라이딩부재(348)의 동일 지점에 힌지결합됨으로써 슬라이딩부재(348)의 전진 또는 후진시 회전로드(321)를 이에 대응하게 회전시키게 된다.

상기 보조회전수단(350)은 제1 서포트부재(310)에 설치된 보조액튜에이터(351)와, 보조액튜에이터(351)에 의해 전진 또는 후진이 가능하도록 상기 회전로드(321)와 나란한 방향으로 연장된 보조슬라이딩부재(352)와, 상기 모듈지지체(323)의 하면에 각각 상단이 힌지결합되어 있으며, 하단이 보조슬라이딩부재(352) 상의 동일지점에 힌지결합된 제3, 제4 로드부재(353,354)를 포함한다.

상기 보조액튜에이터(351)에 의해 보조슬라이딩부재(352)가 전진 또는 후진하면, 이에 결합된 제3, 제4 로드부재(353,354)에 의해 모듈지지체(323)가 제2 회전중심축방향을 중심으로 회전하게 된다.

따라서 본 실시예의 태양광발전장치는 메인회전수단(340)에 의해 회전로드(321)가 태양의 일주운동에 대응하도록 회전하게 되고, 보조회전수단(350)에 의해 태양의 남중고도에 대응하도록 모듈지지체(323)가 회전하게 된다.

물론 본 실시예와는 달리 보조회전수단(350)에 의해 태양의 일주운동에 대응하도록 모듈지지체(323)가 회전하고 태양의 남중고도에 대응하도록 메인회전수단(340)을 통해 회전로드(321)를 회전시킬 수도 있는데, 이 경우 상기 제1, 제2 서포트부재(310,311)는 동서방향으로 상호 이격되게 설치되어야 한다.

도 6 및 도 7에는 태양광 발전장치(400)의 제4 실시예가 도시되어 있다.

본 실시예의 태양광 발전장치(400)는 태양광발전모듈(422)을 지지하는 지지프레임(421)을 포함하는 회전체유닛(420)과, 회전체유닛(420)을 회동 가능하게 지지하는 서포트부(410)와, 회전체 유닛을 좌우방향으로 회전시키는 회전수단(430)과, 상기 회전체유닛(420)의 일측을 승강 또는 하강시키는 승강수단(440)을 포함한다.

본 실시예의 서포트부(410)는 지지면으로부터 상방으로 연장된 지지바(411)와, 상기 지지바(411)의 상단에 설치되어 지지프레임(421)을 전방향으로 회전 가능하게 지지하는 유니버셜조인트(412)를 포함한다.

회전수단(430)은 제1 실시예와 마찬가지로 지지프레임(421)의 하면으로부터 하방으로 연장된 두 개의 제1, 제2 로드부재(434,435)를 포함하는 커넥팅로드(433)와, 커넥팅로드(433)의 하단에 회전 가능하게 연결되는 슬라이딩부재(432)와, 슬라이딩부재(432)를 전·후진시키는 액튜에이터(431)를 포함한다.

상기 액튜에이터(431)의 구동에 의해 슬라이딩부재(432)가 전진 또는 후진하면, 이에 결합된 다수의 커넥팅로드(433)들이 회전하면서 여러개의 회전체유닛(420)을 동시에 좌우방향으로 회전시킬 수 있게 된다.

상기 승강수단(440)은 회전체유닛(420)의 후단을 승강 또는 하강시키는 것으로서, 상기 지지프레임(421)의 후단부에 상단이 각각 회동 가능하게 결합된 제1, 제2 연결로드(441,442)와, 제1, 제2 연결로드(441,442)의 하단에 각각 힌지결합되며 슬라이딩 가능하도록 상기 슬라이딩부재(432)와 나란하게 연장되는 제1, 제2 진 퇴부재(443,444)와, 제1, 제2 진퇴부재(443,444)를 전진 또는 후진시키는 구동부를 구비한다.

제1, 제2 연결로드(441,442)는 모두 지지프레임(421)의 후단으로부터 돌출된 연결부에 지지되는데, 연결부는 제1, 제2 연결로드(441,442)가 결합되는 지점에 구형상의 구형부분이 형성되어 있으며, 제1, 제2 연결로드(441,442)의 상단은 이 구형부분을 감싸도록 되어 있어서, 지지프레임(421)의 후단이 승강 또는 하강하더라도 제1, 제2 연결로드(441,442)와의 결합상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.

상기 제1, 제2 연결로드(441,442)의 하단은 각각 제1, 제2 진퇴부재(443,444)에 결합되어 있는데, 제1, 제2 진퇴부재(443,444)는 후술하는 구동부에 의해 상호 반대방향으로 전진 및 후진하게 된다.

따라서 제1 진퇴부재(443)가 전진하고, 제2 진퇴부재(444)가 후진하여 제1, 제2 연결로드(441,442)의 하단과 결합된 결합부분이 상호 가까워지면, 지지프레임(421)의 후단은 상방으로 상승하게 되고, 반대로 제1 진퇴부재(443)가 후진하고, 제2 진퇴부재(444)가 전진하여 제1, 제2 연결로드(441,442)의 하단과 결합된 결합부분이 상호 멀어지게 되면 지지프레임(421)의 후단은 하강하게 된다.

상기 구동부는 상술한 것처럼 제1, 제2 진퇴부재(443,444)를 상호 반대방향으로 슬라이딩시키는 것이다.

구동부는 제1, 제2 진퇴부재(443,444)의 단부에 각각 설치되어 있는 제1, 제2 랙(446,447)과, 제1, 제2 랙(446,447)의 사이에서 제1, 제2 랙(446,447)과 치합되어 회전하는 피니언(448)과, 상기 피니언(448)을 구동하는 모터(미도시)를 포함 한다.

상기 제1, 제2 랙(446,447)이 도시된 것처럼 피니언(448)과 치합되는 기어형성부분이 상호 마주보는 방향으로 형성되어 있고, 피니언(448)이 그 사이에서 제1, 제2 랙(446,447)과 동시에 치합되기 때문에 피니언(448)이 모터에 의해 일방향으로 회전하면 제1 랙(446)은 전진, 제2 랙(447)은 후진하고, 피니언(448)이 타방향으로 회전하면 제1 랙(446)은 후진, 제2 랙(447)은 전진하게 된다.

본 실시예의 승강수단(440)도 상기 제1, 제2 진퇴부재(443,444)에 각각의 지지프레임(421)으로부터 연장된 제1, 제2 연결로드(441,442)들이 설치됨으로써 상기 하나의 구동부에 의해 다수의 회전체유닛(420)들이 동시에 승강 또는 하강 구동하게 된다.

본 실시예에서는 상기 승강수단(440)에 의해 회전체유닛(420)의 후단이 승강 또는 하강함으로써 태양의 남중고도에 대응하도록 회전체유닛(420)을 트래킹시키며, 회전수단(430)이 태양의 일주운동에 따라 회전체유닛(420)을 트래킹시키도록 되어 있으나, 이와 반대로 승강수단(440)이 태양의 일주운동을, 회전수단(430)이 태양의 남중고도를 트래킹하도록 할 수도 있다.

그리고 본 실시예에서는 회전수단(430)과 승강수단(440)에 의해 각각 태양의 고도와 일주운동에 따른 트래킹이 이루어지지만, 상기 승강수단(440)의 구동부(445)가 제1, 제2 랙(446,447)을 개별적으로 구동하는 별도의 모터와 피니언들을 포함하고, 제1, 제2 연결로드(441,442)의 상단이 상기 지지프레임(421)의 후단에서 지지프레임(421)의 좌우방향을 따라 상호 소정간격 이격되도록 연결함으로써 승강 수단(440)에 의해 지지프레임(421)이 승·하강 및 좌우회동이 모두 이루어지도록 할 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 제1 실시예를 도시한 사시도,

도 2는 태양광 발전장치의 제2 실시예를 도시한 사시도,

도 3은 도 2의 축이동수단을 도시한 부분발췌 분리사시도,

도 4는 태양광 발전장치의 제3 실시예를 도시한 사시도,

도 5는 도 4의 지지프레임을 도시한 분리사시도,

도 6은 태양광 발전장치의 제4 실시예를 도시한 사시도,

도 7은 도 6의 태양광 발전장치의 측면도이다.

Claims (6)

1. 지지프레임과, 상기 지지프레임에 설치되는 태양광 발전모듈을 포함하는 회전체유닛과;

   상기 회전체유닛을 회동 가능하게 지지하는 서포트부와;

   상기 회전체유닛을 소정각도 동시에 정·역회전시키는 회전수단;을 구비하며,

   상기 회전수단은 상기 회전체유닛으로부터 연장된 커넥팅로드와,

   상기 커넥팅로드와 힌지결합되어, 상기 커넥팅로드가 회전할 수 있도록 슬라이딩 가능하게 설치되는 슬라이딩부재와,

   상기 회전체유닛이 회전할 수 있게 상기 슬라이딩부재를 전·후진 시키는 액튜에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 서포트부는 상기 지지프레임의 전단부 측을 회전 가능하게 지지하는 복수개의 제1 서포트부재들과, 상기 지지프레임의 후단부 측이 힌지 결합되는 복수개의 제2 서포트부재들을 포함하고,

   상기 지지프레임은 상기 태양광발전모듈을 지지하는 프레임부재와,

   상기 프레임부재에 탈착 가능하게 결합되는 회전축부재와,

   상기 지지프레임에 설치되어 상기 태양광발전모듈의 무게에 따라 상기 지지 프레임의 회전중심이 가변될 수 있도록 상기 회전축부재의 결합위치를 조절할 수 있게 형성된 축이동수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 회전체유닛의 전단부 또는 후단부를 상하방향으로 승강시키는 승강수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 지지프레임은 상기 제1 서포트부재에 전단부가 힌지결합된 메인프레임과, 상기 메인프레임에 회동 가능하게 결합되어 있으며 상면에 상기 태양광발전모듈이 지지된 복수개의 서브프레임을 포함하고,

   상기 승강수단은 상기 제2 서포트부재에 회전가능하게 지지되어 있으며, 상기 서브프레임의 회전중심축방향과 직교하는 방향을 따라 연장되는 링크회전축과,

   상기 메인프레임의 후단부로부터 연장된 복수개의 제1 링크와,

   일단이 상기 링크회전축에 고정되어 있고, 타단이 상기 제1 링크의 단부에 힌지결합된 복수개의 제2 링크와,

   상기 링크회전축을 회전시켜 상기 제1, 제2 링크의 연동에 의해 상기 메인프레임의 후단을 승강 또는 하강시키는 승강액튜에이터를 포함하고,

   상기 지지프레임은 상기 태양광발전모듈의 하중 변화에 따라 상기 태양광발전모듈이 결합된 서브프레임의 무게중심선 상에 상기 서브프레임의 회전중심이 위 치할 수 있도록 상기 서브프레임의 회전중심축 위치를 조절할 수 있는 축이동수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 서포트부는 상기 지지프레임의 전단부 측을 회전 가능하게 지지하는 복수개의 제1 서포트부재들과, 상기 지지프레임의 후단부 측이 힌지 결합되는 복수개의 제2 서포트부재들을 포함하고,

   상기 지지프레임은 상기 복수개의 제1, 제2 서포트부재에 회전 가능하게 설치되는 복수개의 회전로드와,

   상기 회전로드 상에 상기 회전로드의 길이방향을 따라 소정간격 이격되게 상방으로 연장설치되는 복수개의 지지로드와,

   상기 지지로드의 상부에 상기 회전로드의 연장방향과 직교하는 방향을 따라 연장된 힌지축을 중심으로 회동 가능하게 힌지결합되어 상기 태양광발전모듈을 지지하는 모듈지지체를 구비하고,

   상기 커넥팅로드는 상기 슬라이딩부재의 결합지점에서 상호 소정의 각도를 이루도록 상기 회전로드로부터 연장되는 제1, 제2 로드부재를 포함하며,

   상기 복수개의 모듈지지체를 상기 힌지축을 중심으로 회전시키는 보조회전수단을 더 구비하되,

   상기 보조회전수단은 상기 회전로드와 나란한 방향을 따라 전·후진 가능하게 연장되는 보조슬라이딩부재와,

   상기 보조슬라이딩부재를 전·후진시키는 보조액튜에이터와,

   상기 보조슬라이딩부재로부터 소정 각도를 이루도록 연장되어 각각의 단부가 상지 모듈지지체에 힌지결합되는 제3, 제4 로드부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 서포트부는 지지면에 고정되어 상방으로 연장된 지지바와, 상기 지지바의 상단에 설치되어 상기 지지프레임을 전방향으로 회동 가능하게 지지하는 유니버셜조인트를 포함하고,

   상기 회전체유닛의 일측을 승강시키는 승강수단을 더 구비하되,

   상기 승강수단은 상기 회전체유닛의 일측에 상단이 각각 회동 가능하게 결합된 제1, 제2 연결로드와,

   상기 제1, 제2 연결로드의 하단에 각각 힌지결합되며 슬라이딩 가능하도록 나란하게 연장되는 제1, 제2 진퇴부재와,

   상기 제1, 제2 진퇴부재를 전진 또는 후진시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.

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