KR20110093475A - 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대규모 태양광 발전 설비에 이용될 수 있으며 간단한 구조로 이루어지면서 태양 광선이 태양 전지판에 최적의 각도로 입사될 수 있도록 하루 동안 변화하는 태양의 이동 궤적을 따라 태양 전지판이 움직일 수 있는 장치를 개시한다.
본 발명의 태양광 발전장치는, 기둥에 결합되는 회전축, 회전축에 결합되는 지지프레임, 지지프레임에 결합되는 태양 전지판, 구동원, 구동원에 의하여 이동되는 구동부재, 구동부재에 결합되며 비선형의 가이드 홈이 제공되는 비선형 가이드부재, 그리고 상기 비선형 가이드부재와 상기 회전축에 결합되어 상기 비선형 가이드 부재에 의하여 안내되어 이동하는 회전 링크를 포함한다.

Description

태양광 발전장치{Photovoltaic array system}

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대규모 태양광 발전 설비에 이용될 수 있으며 간단한 구조로 이루어지면서 태양 광선이 태양 전지판에 최적의 각도로 입사될 수 있도록 하루 동안 변화하는 태양의 이동 궤적을 따라 태양 전지판이 움직일 수 있는 장치에 관한 것이다.

태양전지(Solar cell)는 태양광선 중 실리콘의 밴드갭 에너지 값 근처에 해당하는 가시광선과 근적외선이 실리콘 태양 전지판 표면에 입사되어 P-N 층의 경계 부근에 도달하면 +와 -의 전하 분리가 일어나게 되고, 생성된 이들 전하를 태양 전지판의 외부로 추출해 냄으로써 전기 에너지를 생산하게 되는 원리를 가진 소자이다.

특히 결정질 실리콘 태양전지는 태양광선이 태양 전지판 표면에 수직으로 입사될 때가 최대 전력이 생산되는 것으로 알려져 있다.

따라서 태양광 발전 장치는 태양 전지판이 태양 광선에 대하여 항상 수직한 방향으로 이동될 수 있는 태양광 추적 장치가 적용되고 있다.

이러한 태양광 추적 장치는 미국특허공보 제6,058,930호에 개시되어 있다. 상술한 공보에 개시된 주요 내용에 대하여 도 14를 통하여 설명하면 다음과 같다.

종래의 태양광 추적 장치는 지면에 세워지는 기둥부(101)들, 이 기둥부(101)들에 중심부가 힌지 결합된 힌지부(103a)를 포함하는 지지 프레임(103), 지지 프레임(103)에 결합되는 태양 전지판(105), 그리고 지지 프레임(103)의 힌지부(103a)에 일끝이 결합되는 회전 링크(107)를 포함한다. 그리고 상술한 회전 링크(107)의 다른 끝에는 구동원(도시생략)에 의하여 화살표 방향(또는 화살표 반대방향)으로 이동하는 구동부재(109)가 힌지 결합된다.

이러한 종래의 태양광 추적 장치는 구동부재(109)가 화살표 방향(또는 화살표 반대방향)으로 이동하면 회전링크(107)가 오른쪽(도 14 기준, 화살표 반대 방향으로 이동할 경우에는 왼쪽)으로 이동된다.

회전 링크(107)가 이동됨에 따라 지지 프레임(103)이 힌지부(103a)를 중심으로 회전한다. 따라서 태양 전지판(105)도 힌지부(103a)를 중심으로 회전하는 것이다. 이에 따라 태양의 위치가 변함에 따라 태양 전지판(105)의 방향을 바꾸어 태양광선과 태양 전지판이 최적의 각도를 이룰 수 있게 되는 것이다.

이러한 태양광 추적 장치는 20년에서 30년 정도의 장기간 동안 지속적으로 사용될 수 있는 내구성을 가져야 하므로 가능하면 고장이 없는 간단한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

그러나 종래의 태양광 추적 장치는, 회전 링크(107)를 회전시킬 경우에 회전 링크(107)의 끝 부분인 P1, P2, P3를 지날 때, 거리 D 만큼 구동부재(109)가 상, 하로 움직이게 되어 기구적인 피로가 증가되어 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 구동부재(109)가 상, 하로 움직이는 것을 보완하기 위하여 구동 모터 부분에 별도의 피로 완충용 보완장치를 설치하여야 할 필요가 있으므로 구조가 복잡해져 고장의 원인이 될 수 있는 문제점이 있다.

특히, 구동원을 일정하게 제어하여 구동부재(109)를 일정한 속도로 이동시키는 경우에는 회전 링크(107)의 P1, P2 지점과 인접한 위치에서 y축의 변위가 급격하게 증대되면서 태양 전지판(105) 역시 급격하게 회전되어 안정성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 구동부재와 회전 링크가 원활하게 이동되도록 하여 기구적인 피로도를 줄이고, 간단한 구성으로 이루어짐으로써 고장을 줄여 내구성을 향상시키는 태양광 발전장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 구동부재가 일정한 속도로 이동될 때 회전 링크가 급격하게 회전되는 것을 방지하여 안정성을 증대시킬 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기둥에 결합되는 회전축, 상기 회전축에 결합되는 지지프레임, 상기 지지프레임에 결합되는 태양 전지판, 구동원, 상기 구동원에 의하여 이동되는 구동부재, 상기 구동부재에 결합되며 비선형의 가이드 홈이 제공되는 비선형 가이드부재, 그리고 상기 비선형 가이드부재와 상기 회전축에 결합되어 상기 비선형 가이드 부재에 의하여 안내되어 이동하는 회전 링크를 포함하는 태양광 발전장치를 제공한다.

상기 회전 링크는 일단에 상기 비선형 가이드부재에 제공된 상기 비선형의 가이드 홈에 안내되는 구름부재가 결합되는 것이 바람직하다.

상기 비선형 가이드부재에 제공되는 상기 비선형의 가이드 홈은 하부를 기준으로 볼 때 상부를 향하여 중심에서 외측으로 기울어져 라운드 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 비선형의 가이드 홈은 서로 대칭으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 비선형의 가이드 홈은 가이드 홈의 세로(높이)에 대응되는 거리를 a라하고 가이드 홈의 가로(폭)에 대응되는 거리를 b라 할 때, a와 b의 비율(b/a)이 27.5 - 39.7%의 범위로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 기둥에 결합되는 회전축은 상기 기둥에 대하여 수직 또는 수평으로 배치되는 것이 바람직하다.

상기 태양광 발전장치에는 계절별로 변화하는 태양의 위치를 향하여 상기 태양 전지판의 각도를 조절하여 위치를 가변시키는 각도조절장치가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 각도조절장치는 상기 기둥들에 결합되며 다수의 끼움홈들이 제공되는 각도유지부재, 상기 회전축에 결합되며 상기 각도유지부재의 끼움홈들에 삽입될 수 있는 걸림부가 제공되는 조정레버를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 조정레버는 상기 회전축에 방사상 방향으로 결합되는 제1 조정레버, 상기 제1 조정레버에 힌지 결합되며 상기 걸림부가 제공되는 제2 조정레버를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 각도조절장치는 상기 회전축에 결합되는 연결링크, 상기 연결링크에 결합되는 구동원, 상기 연결링크에 연결되어 상기 구동원에 의하여 회전하는 스크류부재, 상기 스크류부재와 상기 지지프레임에 연결되어 상기 스크류부재의 회전에 따라 이동하는 이동부재를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 간단한 구성으로 이루어져 기구적인 피로도와 고장을 줄임으로써 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 구동부재가 일정한 속도로 이동될 때 회전 링크가 급격하게 회전되는 것을 방지하여 안정성을 증대시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 설명하기 위하여 태양광 발전장치의 일부를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 주요부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 3을 기준으로 P1에서 P2까지의 높이 방향 변위를 a라고 하고, P1에서 P2까지의 수평방향 변위를 b라고 할 때 각도 θ의 변화에 따른 a와 b의 비율을 나타낸 도표이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 정면도이다.
도 8은 도 7의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 작동 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예의 다른 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 주요부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예의 또 다른 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12의 주요부를 상세하게 도시한 도면이다.
도 14는 종래 기술을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 설명하기 위하여 사시도로, 태양광 발전장치의 일부를 도시하고 있다.

태양광 발전장치는 다수의 기둥(1)들, 기둥(1)들에 결합되는 회전축(3), 회전축(3)에 결합되는 지지 프레임(5), 지지 프레임(5)에 결합되는 태양 전지판(7), 구동원(9), 구동원(9)에 의하여 회전하는 구동부재(11), 구동부재(11)와 지지 프레임(5)에 결합되는 회전 링크(13), 구동부재(11)에 결합되는 비선형 가이드 부재(15)를 포함한다.

다수의 기둥(1)은 지면에 소정의 간격으로 세워져 고정되며 콘크리트 구조물 또는 철강 구조물로 이루어질 수 있다. 이러한 기둥(1)들은 태양 전지판(7)을 설치할 수 있는 기초 구조물로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서 기둥(1)들은 도면에 도시하여 설명하는 내용에 한정되는 것은 아니며 다양한 용도로 사용되는 기둥 또는 이와 유사한 구조물이 모두 적용될 수 있다.

회전축(3)은 상술한 기둥(1)의 위 부분에 결합되는 것이 바람직하다. 회전축(3)은 다수개가 서로 일정한 간격을 이루며 서로 평행하게 배치될 수 있다.

지지 프레임(5)은 고정 클램프 등에 의하여 가운데 부분이 회전축(3)에 결합된다. 지지 프레임(5)에는 태양 전지판(7)이 결합된다. 태양 전지판(7)은 태양광 발전용 모듈이 모여 이루어진 어레이이며 통상적인 것이 적용될 수 있다.

구동원(9)은 구동부재(11)를 직선방향으로 이동시키기 위한 것이다. 구동원(9)은 통상적인 스크류 잭(Screw jack) 등의 리니어 모듈이 사용될 수 있다. 구동원(9)은 토크를 일정하게 제어하여 구동부재(11)를 일정한 속도로 이동시킬 수 있는 것이 적당하다. 즉, 구동원(9)은 장기간 사용하여도 별도의 제어장치를 사용하지 않으면서도 구동부재(11)를 일정한 속도로 이동시킬 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다.

구동부재(11)는 직선으로 이동을 하여 구동원(9)과 구동부재(11) 사이에 별도의 동력전달부재를 설치할 필요가 없이 간단한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

구동부재(11)는 긴 바(bar)형태의 금속재로 이루어질 수 있다. 이러한 구동부재(11)에는 일정한 간격으로 비선형 가이드부재(15)들이 결합된다. 그리고 비선형 가이드부재(15)와 회전축(3) 사이에는 회전 링크(13)가 결합된다.

비선형 가이드 부재(15)는, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 직선으로 이루어진 구동부재(11)의 위쪽에 용접 등의 체결방법에 의하여 고정될 수 있다. 이러한 비선형 가이드 부재(15)는 일정한 두께를 가지는 금속재 플레이트로 이루어지며, 그 내부에 비선형의 가이드 홈(17, 19)이 제공된다.

비선형 가이드 홈(17, 19)은 중앙부 하부를 기준(도 2 기준)으로 하여 위쪽 방향을 향하여 중심에서 외측으로 기울어져 라운드 형태를 이룬다. 그리고 이러한 비선형 가이드 홈(17, 19)은 가운데 부분을 중심(가운데 부분을 통과하며 세로로 연장되는 직선으로 부호 O로 표시함)으로 서로 대칭으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그러나 본 발명의 실시예에서 설명하는 비선형 가이드 홈(17, 19)은 대칭구조로 이루어지는 것에 한정되는 것은 아니며 회전 링크(13)의 이동범위에 따라 어느 한쪽만으로도 이루어지는 것이 가능하다.

한편, 회전링크(13)는 일단이 회전축(3)에 결합된다. 그리고 회전 링크(13)의 타단 일면에는 구름부재(21)가 결합된다. 이 구름부재(21)는 상술한 비선형의 가이드 홈(17, 19)을 따라 이동할 수 있다. 구름부재(21)는 베어링이나 롤러 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작동 과정 및 작용에 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 하루 동안에도 계속해서 위치가 변하는 태양을 향하도록 태양 전지판(7)을 이동시켜 최적의 입사각을 유지하는 과정을 설명한다. 제어 장치(도시생략)는 하루 동안의 태양 궤도 위치를 시간으로 분할하여 구동원(9)을 제어한다. 구동원(9)은 가능한 등속도로 구동부재(11)를 직선으로 이동시키는 것이 바람직하다.

구동원(9)에 의하여 구동부재(11)가 직선 방향으로 이동하게 된다.

도 3은 회전 링크(13)가 가운데 부분인 P2 지점에 위치하고 있는 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 구동부재(11)가 수평으로 이동함에 따라 회전 링크(13)가 P1 지점으로 이동한 상태를 도시한 면이며, 도 5는 구동부재(11)가 수평으로 이동함에 따라 회전 링크(13) P3 지점으로 이동한 상태를 도시한 도면이다.

각각의 도면에서 보면 회전 링크(13)가 각각의 P1, P2, P3 지점으로 이동하게 되면 태양 전지판(7)의 방향도 함께 변하게 되는 것이다.

먼저, 구동부재(11)가 점선 화살표 방향으로 이동하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 회전링크(13)가 P2 지점에 있는 상태에서 P1 지점으로 이동한다. 이때 비선형의 가이드 홈(17)을 따라 구름부재(21)가 이동된다. 구름부재(21)가 비선형의 가이드 홈(17)을 따라 이동하면 회전 링크(13)의 일단은 P1 지점으로 이동하게 되는 것이다(도 4에 도시하고 있음).

구동부재(11)가 등속도로 이동할 경우 구름부재(21)가 비선형의 가이드 홈(17)을 따라 안내되어 이동됨으로써 구름부재(21)가 특정한 위치에서 급격하게 이동되는 일이 발생하지 않게 된다. 따라서 회전 링크(13)에 연동하여 움직이는 태양 전지판(7) 역시 특정한 지점에서(특히 회전링크의 일단이 P1 지점에 인접한 위치) 급격하게 회전이동되는 것이 방지된다. 따라서 본 발명의 실시예의 태양광 발전장치는 간단한 구조로 이루어지면서도 안정성 있게 작동되어 내구성을 향상시킬 수 있다.

만일, 회전 링크(13)의 일단이 P2 지점에서 P3 지점으로 이동하는 경우(도 3의 상태에서 도 5의 상태로 이동하는 경우)에 구름부재가 비선형 가이드 홈(19)에 안내되어 이동된다. 이러한 경우에도 상술한 설명과 마찬가지로 구동부재(11)가 등속도로 이동하여도 구름부재(21)가 비선형의 가이드 홈(19)에 안내되므로 특정한 지점(특히 회전링크의 일단이 P3 지점에 인접한 위치)에서 급격하게 이동하거나 변화되는 것을 막을 수 있게 된다.

도 6은 회전링크(13)의 길이를 임의로 정하고, 도 3을 기준으로 비선형의 가이드 홈(19)을 수평방향으로 투영한 거리를 a라고 하고, 비선형의 가이드 홈(19)을 수직방향으로 투영한 거리를 b라고 할 때 회전링크(13)의 각도(θ) 변화에 따라 a와 b의 비율(b/a)을 표시한 도표이다.

도 6의 도표에 따라 회전 링크의 각도는 약 45도에서 65도가 실질적으로 적용될 수 있는 범위이며, 본 발명의 실시예에서는 a와 b의 비율(b/a)이 27.5% - 39.7%로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에서 상술한 비율의 범위 내로 이루어져야 회전 링크가 원활하게 회전될 수 있다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예를 설명하기 위한 정면도이고, 도 8은 도 7의 평면도로, 태양 전지판이 제자리에서 회전될 수 있는 구조에 적용되는 예의 태양광 발전장치를 도시하고 있다.

본 발명의 제 2 실시예는 상술한 실시예와 비교하여 볼 때 동일한 부분은 상술한 실시예의 설명으로 대치하기로 하고, 다른 점만을 설명하기로 한다.

본 발명의 제 1 실시예에서는 회전축이 기둥에 대하여 직각으로 배치된 예를 도시하여 설명하였으나, 본 발명의 제 2 실시예에서는 기둥의 방향과 회전축의 방향이 동일하게 배치되어 있는 점에 차이가 있다.

따라서, 본 발명의 제 1 실시예에서는 플레이트 형태로 이루어진 비선형 가이드 부재가 수직으로 배치되어 있으나, 본 발명의 제 2 실시예에서는 수평으로 배치되어 있다.

즉, 도 9를 참조하면, 구동부재(11)가 직선방향으로 이동(화살표방향)하면 회전링크(13)에 연결된 구름부재(21)는 순차적으로 비선형의 가이드 홈(17, 19)들 에 안내되어 이동된다. 따라서 회전링크(13)가 회전되면서 회전축(3)이 회전하면서 태양 전지판(7)이 회전하는 것이다. 이때 본 발명의 제 2 실시예의 작용 효과는 상술한 예와 동일하다.

도 10은 본 발명의 제 2 실시예의 경우에서, 계절별로 변화하는 태양의 위치를 향하여 태양 전지판(7)의 각도를 조절하여 위치를 가변시키는 각도조절장치(51)의 일예시를 도시한 도면이고, 도 11은 도 10의 주요부분을 상세하게 도시한 도면이다.

각도조절장치(51)는 기둥(1)들에 결합되며 다수의 끼움홈(53a)들이 제공되는 각도유지부재(53), 그리고 상기 회전축(3)에 직각으로 배치되어 계절에 따라 변화하는 태양의 위치를 추적하는 계절용 회전축(52)에 결합되며 각도유지부재(53)의 끼움홈(53a)들에 삽입될 수 있는 걸림부(55)가 제공되는 조정레버(57)를 포함한다.

그리고 조정레버(57)는 계절용 회전축(52, 시즌 트래킹 수행에 이용되는 축)에 방사상 방향으로 결합되는 제 1 조정레버(59), 제1 조정레버(59)에 힌지 결합되며 걸림부(55)가 제공되는 제 2 조정레버(61)를 포함한다.

경우에 따라서는 제 2 조정레버(61)에 작업자가 편리하게 작업할 수 있는 노브(knob)가 제공될 수 있다.

제 1 조정레버(59)는 계절용 회전축(52)에 방사상 방향을 향하여 용접 등에 의하여 결합될 수 있다. 제 1 조정레버(59)는 내부에 공간에 제공된 사각 파이프로 이루어질 수 있다. 이러한 제 1 조정레버(59)는 자세를 바꾸는 태양 전지판(7) 하나의 모듈에 적어도 하나 이상이 대응되어 설치될 수 있다.

즉, 제 1 조정레버(59)는 계절용 회전축(52)과 동일한 방향으로 회전할 수 있다. 통상적으로 계절용 회전축(52)은 수평 방향으로 설치되므로 제 1 조정레버(59)가 회전하는 방향을 수직 방향으로 정하기로 한다. 그러나 제 1 조정레버(59)가 완전하게 수직 방향으로 회전할 필요는 없으며 다만 대략적으로 수직인 방향으로 계절용 회전축(52)과 함께 회전할 수 있음을 의미하는 것이다.

제 2 조정레버(61)는 제 1 조정레버(59)의 회전 방향에 대하여 대략 직각인 방향으로 회전할 수 있도록 힌지 결합된다. 즉, 제 2 조정레버(61)가 회전하는 방향은 수평 방향으로 정하기로 한다. 그리고 상술한 예의 설명과 마찬가지로 수평 방향은 대략적으로 수평 방향으로 일부 구간에서 회전하는 것을 의미한다.

제 2 조정레버(61)는 제 1 조정레버(59)의 내부에 제공된 공간에서 어느 정도 회전할 수 있는 정도의 두께나 폭을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 제2 조정레버(61)는 제 1 조정레버(59)의 끝 부분에 삽입되어 수직 방향(도 11 기준)으로 힌지핀이 결합되는 것이 바람직하다. 따라서 제 2 조정레버(61)는 제 1 조정레버(59)에 대하여 수평 방향으로 일부 구간에서 회전할 수 있는 것이다.

그리고 제 2 조정레버(61)에는, 도 11에 도시하고 있는 바와 같이, 수평 방향으로 돌출되는 걸림부(55)가 제공된다. 걸림부(55)는 볼트 등의 부재가 용접 또는 나사산에 의하여 체결되어 고정될 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

계절이 바뀌면서 태양의 위치가 변하여 태양을 향하는 태양 전지판(7)의 각도를 조절할 필요가 있는 경우에는, 작업자가 노브를 잡고 수평방향으로 힘을 가한다. 그러면 제 2 조정레버(61)에 제공된 걸림부(55)가 끼움홈(53a)에서 이탈된다.

그리고 계속해서 작업자가 노브를 잡고 있는 상태에서 아래 방향으로 힘을 가한다. 그러면 계절용 회전축(52)이 회전하면서 이 계절용 회전축(52)에 고정된 태양 전지판(7)도 회전하면서 태양과 이루는 각도가 변하게 된다.

태양 전지판이 원하는 위치로 각도가 변하면 그 자세를 유지하기 위하여 작업자는 노브를 수평방향으로 회전시켜 걸림부(55)가 다른 끼움홈(53a)에 삽입되도록 한다. 그러면 걸림부(55)가 다른 끼움홈(53a)에 삽입되고 태양 전지판(7)도 고정된 자세를 유지할 수 있다.

특히 끼움홈(53a)들을 사계절에 맞게 제작하여 그 위치를 표시한 경우에는 작업자가 간단하게 해당하는 계절이 표시된 끼움홈(53a)에 걸림부(55)를 끼우는 것에 의하여 용이한 시즌 트레킹(Seasons tracking) 작업을 수행할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예는 그 구조가 간단하여 조작이 쉽고 제작비용을 줄일 수 있으며 장기간 고장나는 일이 없이 사용하는 요건에 맞는 내구성을 가질 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예의 각도조절장치의 또 다른 예시를 도 12 및 도 13을 통하여 설명하기로 한다.

본 발명의 다른 예시의 각도조절장치(101)는, 도 12 및 도 13에 도시하고 있는 바와 같이, 연결링크(103), 구동원(105), 스크류부재(107), 그리고 이동부재(109)를 포함한다.

연결링크(103)는 계절용 회전축(52)에 힌지 결합된다. 그리고 연결링크(103)의 끝부분에는 스크류부재(107)가 관통될 수 있는 홈(103a)이 제공된다. 그리고 연결링크(103)에는 체결수단에 의하여 구동원(105)이 결합된다.

구동원(105)은 모터 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 구동원은 회전축에 동력전달기어(111)가 제공된다. 한편, 구동원(105)은 제어유닛(도시생략)과 전기적으로 연결되어 제어유닛의 제어에 따라 제어가 이루어지는 것이 바람직하다.

스크류부재(107)는 외주면이 나사산이 제공된다. 그리고 스크류부재(107)는 상술한 동력전달기어(111)에 치합되어 동력을 전달받는 또 다른 동력전달기어(113)를 구비한다. 따라서 이들 동력전달기어(111)들을 통하여 구동원(105)의 동력이 스크류부재(107)에 전달된다.

스크류부재(107)는 이동부재(109)에 상대 이동이 가능하게 결합된다. 즉, 이동부재(109)는 내주면에 나사홈들이 제공되고 이 나사홈을 따라 스크류부재(107)가 이동될 수 있다. 이동부재(109)는 일단이 지지프레임(5)에 힌지 결합된다.

이와 같이 이루어지는 각도조절장치(101)는 계절의 변화에 따라 태양 전지판(7)을 회전시켜 위치를 변경시킬 필요가 있다. 계절에 따라 위치가 변하는 태양을 향하도록 태양 전지판(7)의 각도가 변화되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

제어유닛(도시생략)의 제어에 의하여 구동원(105)을 구동시키면 구동원(105)의 동력이 동력전달기어(111, 113)를 통하여 스크류부재(107)를 회전시킨다. 그러면 스크류부재(107)는 이동부재(109)의 나사홈을 따라 이동되면서 이동부재(109)와 상대 이동을 한다. 따라서 이동부재(109)가 이동되면서 계절용 회전축(52)을 회전시키고 이에 따라 태양전지판(7)도 회전하여 계절별로 위치가 변화되는 태양을 향하게 된다.

이러한 본 발명의 제 2 실시예의 계절에 따른 태양전지판(7)의 이동구조 다른 예는 상술한 예와 비교할 때 자동으로 태양을 추적할 수 있는 것으로 태양과 태양 전지판(7)이 이루는 각도를 자동으로 최적화시킬 수 있는 이점이 있다.

1. 기둥 3. 회전축
5. 지지프레임 7. 태양전지판
9. 구동원 11. 구동부재
13. 회전링크 15. 비선형 가이드 부재
17, 19. 비선형 가이드 홈 21. 구름부재
51. 각도조절장치 52. 계절용 회전축
53. 각도유지부재 55. 걸림부
57. 조정부재 59. 제1조정레버
61. 제2조정레버 101. 각도조절장치
103. 연결링크 107. 스크류부재
109. 이동부재 111,113. 동력전달기어

Claims (10)

1. 지면에 고정되는 기둥들에 결합되는 회전축,
   상기 회전축에 결합되는 지지프레임,
   상기 지지프레임에 결합되는 태양 전지판,
   구동원,
   상기 구동원에 의하여 이동되는 구동부재,
   상기 구동부재에 결합되며 비선형의 가이드 홈이 제공되는 비선형 가이드부재, 그리고
   상기 비선형 가이드부재와 상기 회전축에 결합되어 상기 비선형 가이드 부재에 의하여 안내되어 이동하는 회전 링크
   를 포함하는 태양광 발전장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전 링크는
   일단에 상기 비선형 가이드부재에 제공된 상기 비선형의 가이드 홈에 안내되는 구름부재가 결합되는 태양광 발전장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 비선형 가이드부재에 제공되는 상기 비선형의 가이드 홈은
   하부를 기준으로 볼 때 상부를 향하여 중심에서 외측으로 기울어져 라운드 형태로 이루어진 태양광 발전장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 비선형의 가이드 홈은
   중심을 기준으로 서로 대칭으로 이루어지는 태양광 발전장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 비선형의 가이드 홈은
   가이드 홈의 가로방향으로 투영되는 거리를 a라하고 가이드 홈의 세로방향으로 투영되는 거리를 b라 할 때,
   a와 b의 비율(b/a)이 27.5 - 39.7%의 범위로 이루어지는 태양광 발전장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 기둥에 결합되는 회전축은
   상기 기둥에 대하여 수직 또는 수평으로 배치되는 태양광 발전장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 태양광 발전장치에는
   계절별로 변화하는 태양의 위치를 향하여 상기 태양 전지판의 각도를 조절하여 위치를 가변시키는 각도조절장치가 제공되는 태양광 발전장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 각도조절장치는
   상기 기둥들에 결합되며 다수의 끼움홈들이 제공되는 각도유지부재,
   상기 회전축에 결합되며 상기 각도유지부재의 끼움홈들에 삽입될 수 있는 걸림부가 제공되는 조정레버
   를 포함하는 태양광 발전장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 조정레버는
   상기 회전축에 방사상 방향으로 결합되는 제1 조정레버,
   상기 제1 조정레버에 힌지 결합되며 상기 걸림부가 제공되는 제2 조정레버
   를 포함하는 태양광 발전장치.
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 각도조절장치는
    상기 회전축에 결합되는 연결링크,
    상기 연결링크에 결합되는 구동원,
    상기 연결링크에 연결되어 상기 구동원에 의하여 회전하는 스크류부재,
    상기 스크류부재와 상기 지지프레임에 연결되어 상기 스크류부재의 회전에 따라 이동하는 이동부재
    를 포함하는 태양광 발전장치.

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