KR20110025322A - 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수개의 태양열 전지판을 받쳐주기 위하여 사다리꼴 형태의 프레임을 형성하되, 상기 프레임 일 측과 끝단에는 프레임 형태를 지지하기 위한 상부·하부 고정 프레임을 형성하며, 상기 상부·하부 고정 프레임의 중앙에는 상기 프레임을 받쳐주기 위한 상부·하부 받침구를 각각으로 형성하며, 상기 상부·하부 받침구 내부에는 고정 프레임과 연결되는 지지 프레임과 작동바를 회전시키기 위한 복수의 회전봉을 형성시킨 후, 상기 상부·하부 받침구는 고정 플레이트와 조립된 브래킷에 고정되어 상기 프레임을 전체적으로 회전시킬 수 있어 집광 효율을 보다 높일 수 있는 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치에 관한 것이다.

태양광, 태양광 집열판, 태양열

Description

태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치{Solar power plant having angle adjustment}

본 발명은 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수개의 태양열 전지판을 받쳐주기 위하여 사다리꼴 또는 사각 형태의 프레임을 형성하되, 상기 프레임 일 측과 끝단에는 프레임 형태를 지지하기 위한 상부·하부 고정 프레임을 형성하며, 상기 상부·하부 고정 프레임의 중앙에는 상기 프레임을 받쳐주기 위한 상부·하부 받침구를 각각으로 형성하며, 상기 상부·하부 받침구 내부에는 고정 프레임과 연결되는 지지 프레임과 작동바을 회전시키기 위한 복수의 회전봉을 각각으로 분리시킨 후, 상기 상부·하부 받침구는 고정 플레이트와 조립된 브래킷에 고정되어 상기 프레임을 전체적으로 회전시킬 수 있어 집광 효율을 높일 수 있는 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광기술은 태양으로부터 전달되는 복사 열에너지를 이용하는 태양열 기술과 구분되며, 상기 태양광을 이용한 발전은 청정에너지를 이용한 것으로 별도의 에너지나 구동원이 불필요하고 소규모에서 대규모 시스템의 시공이 간단하여 환경문제에 따른 제한에 영항을 받지 않는 이점이 있다.

그러나, 발전량이 일조시간에 좌우되고, 대전력을 얻기 위해서는 많은 태양광 발전모듈이 필요하고 상용전력에 비해 고가이며, 직류전력이 먼저 얻어지는 점 등에 유의해야 한다.

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

이러한 태양광의 추적장치는 이동하는 태양을 추적하면서 집광성을 높이기 위해 태양광 발전모듈을 이동시키는 장치이다, 추적방법은 크게 프로그램 추적과 센서 추적이 있다.

상기 프로그램 추적은 지구의 자전과 공전에 의한 태양의 이동을 미리 프로그램에 입력하여 수광체를 회전시키는 추적방법이다.

한편, 센서 추적은 태양광의 이동을 센서로 감지하여 수광체의 방향을 제어하는 것으로, 각종 관련 요소기술의 진보에 따라 여러 가지 개량이 이루어지고 있다.

그리고, 태양광발전은 일반적으로 pn 접합구조를 가진 태양전지로서 외부로부터 광자가 태양전지의 내부로 흡수되면 광자가 지닌 에너지에 의해 태양전지 내부에서 전자와 정공의 쌍이 생성된다. 생성된 전자-정공 쌍은 pn 접합에서 발생한 전기장에 의해 전자는 n형 반도체로 이동하고 정공은 p형 반도체로 이동해서 각각의 표면에 있는 전극에서 수집되며, 각각의 전극에서 수집된 전하는 외부 회로에 부하가 연결된 경우, 부하에 흐르는 전류로서 부하를 동작시키는 에너지의 원천이 되고, 태양광발전은 얇은 박막의 태양광 전지를 넓은 판에 부착시켜 태양전지판으로 형성하게 된다.

한편, 지구가 자전 및 공전을 하기 때문에 각 지역에서 관찰하는 태양의 위치가 매일 바뀌게 되며, 또한 계절별 태양의 고도각이 변화게 되므로 인하여 태양전지판을 계절에 따라 변화시켜야 하지만 일정한 각도로 고정되어 있는 문제점이 있다.

그리고, 고정식 태양전지판은 일정한 각도로 고정되어 있는 관계로 태양이 떠서 질 때까지 한 방향만을 가리키기 때문에 계절과 시간에 따라 달리 움직이는 태양 빛을 효율적으로 집광하는데 많은 문제점이 있어서 기존의 경사 고정형 방식보다는 계절별 고도각 변화에 대응될 수 있는 경사 조절식의 개발이 시급한 상황이지만 종래의 방법은 설비가격이 높고, 시공시간이 길어지면서 효율적이지 못한 문제점이 있다.

또한, 태양전지판을 고정한 축은 북남 방향으로 배치된 상태로 배열된 후, 상기 태양전지판은 아침에는 동향에서 오후에는 서향하도록 태양전지판을 낮 동안 점진적으로 회전시키는 구성이다.

하지만 이런 유형의 태양열 집열기 장치에 부착되는 태양전지판은 하나의 고정 축에 고정되는 방식이므로 보다 견고하지 못해 많은 숫자의 태양전지판을 고정하지 못하는 단점과 함께 태풍, 폭풍, 바람 등의 외부 요인에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 동서방향으로 움직이는 태양을 따라 태양열 전지판을 동서방향으로 각각 45°회전시킴과 함께 태풍, 폭풍, 바람 등의 풍압에 대한 지지력을 향상시킬 수 있으면서, 수개의 태양전지판을 보다 견고하게 고정시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 수개의 태양열 전지판을 받쳐주기 위하여 사다리꼴 형태의 프레임을 형성하되, 상기 프레임 일 측과 끝단에는 프레임 형태를 지지하기 위한 상부·하부 고정 프레임을 형성하며, 상기 상부·하부 고정 프레임의 중앙에는 상기 프레임을 받쳐주기 위한 상부·하부 받침구를 각각으로 형성하며, 상기 상부·하부 받침구 내부에는 고정 프레임과 연결되는 지지 프레임과 작동바을 회전시키기 위한 복수의 회전봉을 각각으로 형성시킨 후, 상기 상부·하부 받침구는 고정 플레이트와 조립된 브래킷에 고정되어 상기 프레임을 전체적으로 회전시킬 수 있어 집광 효율을 높일 수 있는 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치에 관한 것이다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은 남북방향으로 회전하는 축을 설치함으로써 태양전지판을 동서방향으로 최대 45° 회전시킬 수 있으므로 태양광의 집광효율을 높이고 월별 또는 계절별로 태양의 위도에 따른 태양광 발전의 각도를 형성시 키므로 인하여 발전량을 극대화할 수 있는 특징이 있다.

또한, 본 발명에 부착되는 태양열 전지판은 복수의 고정 프레임 축에 고정되는 방식이므로 보다 견고하면서 많은 숫자의 태양열 전지판을 고정함은 물론 태풍, 폭풍, 바람 등의 외부 요인에 의해 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제어하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태를 계략적으로 나타낸 사시도이며, 도 2는 본 발명의 요부가 조립된 상태의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 요부인 상부 받침구가 조립되는 상태의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 요부인 하부 받침구가 브래킷에 조립되는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 요부인 상부 받침구 를 발췌하여 확대한 상태의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 요부인 하부 받침구를 발췌하여 확대한 상태의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 요부인 연결판재를 발췌하여 확대한 상태의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 요부인 앵글 고정체를 나타낸 측면도이고, 도 9은 본 발명의 사용 상태를 나타낸 사시도이고, 도 10은 본 발명의 요부가 작동하는 상태를 나타낸 사시도이고, 도 11은 본 발명의 요부가 작동하는 상태의 배면도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 요부가 형성된 상태의 사시도이다.

먼저, 본 발명은 도 1 및 도 12 와 같이 수개의 태양열 전지판(29)을 받쳐주기 위하여 사다리꼴 또는 사각 형태의 프레임(10)을 형성하게 된다.

그리고, 프레임(10) 일 측과 끝단에는 도 1 및 도 3, 도 4와 같이 프레임(10) 형태를 지지하기 위한 상부 고정 프레임(11)과 하부 고정 프레임(12)을 형성하게 됨과 아울러 상기 상부 고정 프레임(11)과 하부 고정 프레임(12)의 중앙에는 상기 프레임(10)을 받쳐주기 위한 상부 받침구(13)과 하부 받침구(14)를 각각으로 형성하게 된다.

여기서, 상부 받침구(13)와 하부 받침구(14)의 내부에는 도 1 및 도 3, 도 4와 같이 상부·하부 고정 프레임(11)(12)과 연결되는 지지 프레임(15)과 작동바(16)을 형성하게 되며, 상기 작동바(16)는 하부 받침구(14) 내부 공간부(21)에 수용되는 회전봉(18)(19)의 구멍(20)에 조립되는 구성이다.

여기서, 상부·하부 받침구(13)(14)에 형성된 공간부(21)에는 회전봉(18)(19)이 각각으로 수용되면서 고정됨과 함께 상기 회전봉(18)(19)에 형성된 구멍(20)에는 지지 프레임(15)과, 작동바(16) 부분이 각각으로 삽입되어 고정되는 구성이다.

또한, 상부·하부 받침구(13)(14)는 고정 플레이트(24)와 조립된 브래킷(23)에 고정되어 상기 프레임(10)을 전체적으로 지지하면서 회전시킬 수 있는 구성이다.

이때, 상부·하부 받침구(13)(14)에 형성된 연결부재(22)의 요부홈(28) 부분은 도 3 및 도 4와 같이 브래킷(23)의 요부홈(28)과 일체로 밀착된 후, 고정핀(27)으로 조립된 후, 상하방향으로 움직일 수 있는 구성이다.

그리고, 브래킷(23)과 일체로 고정되는 고정 플레이트(24) 부분은 받침부재(25)와 밀착된 후, 체결부재(26)에 의해 견고히 고정되는 구성이다.

한편, 프레임(10) 상측에 올려지는 앵글(17) 부분은 도 8과 같이 각철(32)에 지지된 후, 평철(33)과 볼트(34)에 의해 고정되는 구성이다.

그리고, 프레임(10)과 일체로 연결되는 상부 고정 프레임(11)과 하부 고정 프레임(12) 부분은 도 7과 같이 별도의 연결판재(30)에 밀착된 후, 볼트(31)에 의해 고정되는 구성이다.

여기서, 태양열 전지판(29)은 앵글(17) 상측에 올려져 도 9 및 도 10과 설치되는 구성이다.

즉, 본 발명의 프레임(10)은 회전봉(18)(19)에 고정된 작동바(16)가 실린더(36)와 연결된 링크(35)의 동작에 의해 도 9 및 도 10과 같이 동서방향으로 움직이면서 태양을 따라 태양열 전지판(29)을 동서방향 좌,우측으로 45°회전시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 태양광 집열판의 고정 및 회전장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 도 1 및 도 2와 같이 상부 고정 프레임(11)과 하부 고정 프레임(12)의 양측에 프레임(10)을 고정시킴과 함께 상기 프레임(10)을 회전시킬 수 있는 상부 받침구(13)와 하부 받침구(14)를 상기 상부·하부 고정 프레임(11)(12)에 각각으로 조립하게 된다.

이때, 하부 고정 프레임(12)과 일체로 형성된 하부 받침부(14)의 내부 공간부(21)에 삽입된 회전봉(18)(19) 구멍(20)에는 실린더(36) 링크(35)의 작동에 의해 회전되는 작동바(16) 부분이 고정되어 있다.

따라서, 상기 회전봉(18)(19)의 구멍(20)에 삽입된 작동바(16) 부분이 회전되면서 상부·하부 고정 프레임(11)(12)을 도 9, 도 10, 도 11과 같이 회전시킬 수 있는 것이다.

여기서, 하부 받침구(14)의 회전봉(18)(19)에 조립되는 작동바(16) 부분은 도 9, 도 10과 같이 별도의 링크(35)와 연결된 실린더(36)의 작용에 의해 작동될 수 있는 것이다.

즉, 상기 실린더(36)의 작동에 의해 링크(35) 부분이 연동 됨과 아울러 상기 링크(35)와 일체로 고정되는 작동바(16) 부분이 움직이게 된다.

이때, 상기 작동바(16)와 일체로 고정된 하부 받침구(14)의 회전봉(18)(19)이 연동되어 회전되면서 상부·하부 고정 프레임(11)(12)에 조립된 프레임(10) 전 체를 45°긱도까지 회전시킬 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 남북방향으로 회전하는 축을 설치함으로써 태양전지판을 동서방향으로 최대 45° 회전시킬 수 있으므로 태양광의 집광효율을 높이고 월별 또는 계절별로 태양의 고도에 따른 태양광 발전의 각도를 수동 또는 자동으로 조절할 수 있어 발전량을 극대화할 수 있는 특징이 있다.

또한, 본 발명에 부착되는 태양열 전지판은 복수의 고정 프레임 축에 고정되는 방식이므로 보다 견고하면서 많은 숫자의 태양열 전지판을 고정함은 물론 태풍, 폭풍, 바람 등의 외부 요인에 의해 쉽게 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어 단일형으로 설명되어 있는 각 구성요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성요소들도 결합 된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태를 계략적으로 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명의 요부가 조립된 상태의 측면도.

도 3은 본 발명의 요부인 상부 받침구가 조립되는 상태의 사시도.

도 4는 본 발명의 요부인 하부 받침구가 브래킷에 조립되는 상태를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 요부인 상부 받침구를 발췌하여 확대한 상태의 사시도.

도 6은 본 발명의 또 다른 요부인 하부 받침구를 발췌하여 확대한 상태의 사시도.

도 7은 본 발명의 요부인 연결 판재를 발췌하여 확대한 상태의 사시도.

도 8은 본 발명의 요부인 앵글 고정체를 나타낸 측면도.

도 9은 본 발명의 사용 상태를 나타낸 사시도.

도 10은 본 발명의 요부가 작동하는 상태를 나타낸 사시도.

도 11은 본 발명의 요부가 작동하는 상태의 배면도.

도 12는 본 발명의 또 다른 요부가 형성된 상태의 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10. 프레임 11. 상부 고정 프레임

12. 하부 고정 프레임 13. 상부 받침구

14. 하부 받침구 15. 지지 프레임

16. 작동바 17. 앵글

18,19. 회전봉 20. 구멍

21. 공간부 22. 연결부재

23. 브래킷 24. 고정 플레이트

25. 받침부재 26. 체결부재

27. 고정핀 28. 요부홈

29. 태양열 전지판 30. 연결판재

31. 볼트 32. 각철

33. 평철 34. 볼트

35. 링크 36. 실린더

Claims (4)

1. 수개의 태양열 전지판(29)을 받쳐주기 위하여 사다리꼴 또는 사각 형태의 프레임(10)을 형성하되,

   상기 프레임(10) 일 측과 끝단에는 프레임 형태를 지지하기 위한 상부·하부 고정 프레임(11)(12)을 형성하며, 상기 상부·하부 고정 프레임(11)(12)의 중앙에는 상기 프레임을 받쳐주기 위한 상부·하부 받침구(13)(14)를 각각으로 형성하며, 상기 상부·하부 받침구(13)(14) 내부에는 고정 프레임(11)(12)과 연결되는 지지 프레임(15)과 작동바(16)을 회전시키기 위한 복수의 회전봉(18)(19)을 각각으로 형성시킨 후, 상기 상부·하부 받침구(13)(14)는 고정 플레이트(24)와 조립된 브래킷(23)에 고정되어 지지 되며, 상기 프레임(10)은 작동바(16)와 일체로 조립되는 회전봉(18)(19)의 회전에 의해 45°의 각도까지 회전될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상부·하부 받침구(13)(14)에 형성된 연결부재(22)의 요부홈(28)은 브래킷(23)의 요부홈(28)과 일체로 밀착된 후, 고정핀(27)으로 조립된 후, 상하방향으로 움직일 수 있음과 함께 상기 브래킷(23)과 일체로 고정되는 고정 플레이트(24) 부분은 받침부재(25)와 밀착된 후, 체결부재(26)에 의해 견고히 고정될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 프레임(10) 상측에 올려지는 앵글(17)은 각철(32)에 지지된 후, 평철(33)과 볼트(34)에 의해 고정되며, 상기 프레임(10)과 일체로 연결되는 상부 고정 프레임(11)과 하부 고정 프레임(12) 부분은 연결판재(30)에 밀착된 후, 볼트(31)에 의해 고정될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 하부 받침구(14)의 회전봉(18)(19)에 조립되는 작동바(16)는 링크(35)와 연결된 실린더(36)의 작용에 의해 작동되면서 프레임(10)에 고정된 태양열 전지판(29)을 좌,우측 동서방향으로 45°의 각도까지 회전시킬 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 태양광 전지판의 경사형 단축 회전장치.

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