KR20110094894A

KR20110094894A - 태양광 추적 집광장치

Info

Publication number: KR20110094894A
Application number: KR1020100014613A
Authority: KR
Inventors: 박영환
Original assignee: 주식회사 그린플러스; 박영환
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-08-24
Also published as: KR101251900B1

Abstract

본 발명은 지붕이나 옥상 등의 경사지거나 평지에 설치되어 태양의 위치를 추적하여 태양광을 집광하는 태양광 추적 집광장치에 관한 것으로, 일단이 고정 힌지바에 회동 가능하게 구성되는 태양광발전모듈프레임; 상기 태양광발전모듈프레임의 타측의 두 지점을 각각 지지하면서 상하로 이동하여 태양광발전모듈프레임의 경사각도를 조절하는 제1레버와 제2레버로 구성되는 레버부; 및 상기 레버부를 상하로 구동하는 구동수단을 포함하고, 상기 제1레버와 제2레버가 'X'자 형태로 교차하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동수단의 일례로, 모터; 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동파이프; 그 축이 상기 구동파이프와 연결되는 구동 피니언과, 상기 구동 피니언의 상,하부에 위치하여 구동 피니언의 회전에 따라 서로 다른 방향으로 직선운동하는 상,하부 래크로 구성되는 랙피니언부; 상기 상부 래크와 연결되는 상부 종동파이프와, 상기 하부 래크와 연결되는 하부 종동파이프로 구성되는 종동파이프; 일단이 상기 상부 종동파이프와 고정되고, 타단이 상기 하부 종동파이프를 가이드 지지하되, 상부 종동파이프를 따라 이동되도록 구성되며, 제1레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 상부 종동파이프 힌지; 및 일단이 상기 하부 종동파이프와 고정되고, 타단이 상기 상부 종동파이프를 가이드 지지하되, 하부 종동파이프를 따라 이동되도록 구성되며, 제2레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 하부 종동파이프 힌지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 구동수단의 다른 일례로 모터; 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동파이프; 샤프트가 상기 구동파이프와 연결되는 웜과, 샤프트의 일단이 제1종동파이프의 타단과 연결되고 샤프트의 타단이 제2종동파이프의 일단과 연결되는 웜기어로 구성되는 웜기어부; 타단이 상기 제1종동파이프의 일단과 연결되고 일단이 제3종동파이프의 타단과 연결되는 왼나사 리드스크류와, 일단이 상기 제2종동파이프의 타단과 연결되고 타단이 제4종동파이프의 일단과 연결되는 오른나사 리드스크류로 구성되는 스크류부; 상기 제4종동파이프의 타단과 상기 제3종동파이프의 일단 사이에 형성되는 베어링; 상기 오른나사 리드스크류에 체결되어 오른나사 리드스크류의 회전에 따라 오른쪽 방향으로 이동하되, 제1레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 오른나사 리드스크류 힌지와, 왼나사 리드스크류에 체결되어 왼나사 리드스크류의 회전에 따라 왼쪽 방향으로 이동하되, 제2레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 왼나사 리드스크류 힌지로 구성되는 리드스크류 힌지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 추적 집광장치{Apparatus for condensing sunlight of tracing}

본 발명은 태양광 추적 집광장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지붕이나 옥상 등의 경사지거나 평지에 설치되어 태양의 위치를 추적하여 태양광을 집광하는 태양광 추적 집광장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전이라 함은 태양 전지에 의하여 태양광을 직접 전력으로 변환하는 발전 방식을 말한다.

태양에너지 발전은 다른 발전에 비해 대기오염, 소음, 발열, 진동 등의 공해가 전혀 없는 청정에너지로서, 연료의 수송 및 발전설비의 유지관리가 거의 불필요하며 장치의 수명이 길고 설비 규모의 선택과 설치공사가 쉽다.

이러한 태양광 발전시스템은 에너지원이 청정하고, 무제한이며, 발전시스템의 유지보수가 용이하고, 무인화 가능하며 수명 길다는 장점이 있다.

도 1은 종래 고정형 태양광 집광 장치로서, 가장 값싸고 안정된 구조로써 비교적 원격지역에 설치면적의 제약이 없는 곳에 많이 이용되고 있다. 특히 도서지역 등 풍속이 강한 곳에 설치하는 것이 보통이다. 초기 설치비가 적게 들고 보수 관리에 따른 위험이 없어서 상대적으로 많이 이용되는 어레이 지지방법으로 국내의 도서용 태양광시스템에서는 이와 같은 고정형시스템을 표준으로 한다.

또한, 상기와 같은 고정식 구조를 양방향으로 설치한 고정식 양방향 태양광 집광장치를 이용하기도 한다.

그러나, 이와 같은 종래의 고정식 태양광 집광 장치는, 태양광의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 시스템 전체적으로 집광효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 주로 지상의 대지에 설치되기 때문에 그 설치장소가 한정적이고, 지붕이나 옥상에 설치할 경우에는 바람이나 하중에 약한 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 지붕이나 옥상 등의 경사진 부분이나 평지에 각도가 조절되는 태양광 집광장치를 설치하여 계절 또는 고도의 변화에 따라 태양의 위치를 추적하여 효율적으로 태양광을 집광하는 태양광 추적 집광장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 이루기 위해 본 발명의 태양광 추적 집광장치는 일단이 고정 힌지바에 회동 가능하게 구성되는 태양광발전모듈프레임; 상기 태양광발전모듈프레임의 타측의 두 지점을 각각 지지하면서 상하로 이동하여 태양광발전모듈프레임의 경사각도를 조절하는 제1레버와 제2레버로 구성되는 레버부; 및 상기 레버부를 상하로 구동하는 구동수단을 포함하고, 상기 제1레버와 제2레버가 'X'자 형태로 교차하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동수단의 일례로, 모터; 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동파이프; 그 축이 상기 구동파이프와 연결되는 구동 피니언과, 상기 구동 피니언의 상,하부에 위치하여 구동 피니언의 회전에 따라 서로 다른 방향으로 직선운동하는 상,하부 래크로 구성되는 랙피니언부; 상기 상부 래크와 연결되는 상부 종동파이프와, 상기 하부 래크와 연결되는 하부 종동파이프로 구성되는 종동파이프; 일단이 상기 상부 종동파이프와 고정되고, 타단이 상기 하부 종동파이프를 가이드 지지하되, 상부 종동파이프를 따라 이동되도록 구성되며, 제1레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 상부 종동파이프 힌지; 및 일단이 상기 하부 종동파이프와 고정되고, 타단이 상기 상부 종동파이프를 가이드 지지하되, 하부 종동파이프를 따라 이동되도록 구성되며, 제2레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 하부 종동파이프 힌지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1레버의 중간 지점에 끼움홈을 구성하고, 상기 끼움홈 내를 제2레버가 통과하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 상부 종동파이프와 하부 종동파이프가 서로 반대방향으로 이동할 때, 상기 상,하부 종동파이프를 지지하면서 가이드역할을 하는 파이프로라를 더 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 태양광발전모듈프레임의 중간 위치에, 하부에서 태양광발전모듈프레임을 지지하는 중간바를 더 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 태양광발전모듈프레임을 가로 및 세로 방향으로 다수 배치하고; 하나의 구동파이프가 다수의 랙피니언부를 통해 다수의 종동파이프와 연결되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 태양광발전모듈프레임과 레버부의 연결부위에는 이탈되지 않고 각도 변화를 자유롭게 할 수 있는 힌지연결부를 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 구동수단의 다른 일례로 모터; 상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동파이프; 샤프트가 상기 구동파이프와 연결되는 웜과, 샤프트의 일단이 제1종동파이프의 타단과 연결되고 샤프트의 타단이 제2종동파이프의 일단과 연결되는 웜기어로 구성되는 웜기어부; 타단이 상기 제1종동파이프의 일단과 연결되고 일단이 제3종동파이프의 타단과 연결되는 왼나사 리드스크류와, 일단이 상기 제2종동파이프의 타단과 연결되고 타단이 제4종동파이프의 일단과 연결되는 오른나사 리드스크류로 구성되는 스크류부; 상기 제4종동파이프의 타단과 상기 제3종동파이프의 일단 사이에 형성되는 베어링; 상기 오른나사 리드스크류에 체결되어 오른나사 리드스크류의 회전에 따라 오른쪽 방향으로 이동하되, 제1레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 오른나사 리드스크류 힌지와, 왼나사 리드스크류에 체결되어 왼나사 리드스크류의 회전에 따라 왼쪽 방향으로 이동하되, 제2레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 왼나사 리드스크류 힌지로 구성되는 리드스크류 힌지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 태양광발전모듈프레임을 가로 및 세로 방향으로 다수 배치하고; 하나의 구동파이프가 다수의 웜기어부를 통해 다수의 종동파이프와 연결되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이, 본 발명은 지붕이나 옥상 등의 경사진 부분이나 평지에 각도가 조절되는 태양광 집광장치를 설치함에 따라 계절 또는 고도의 변화에 따라 태양의 위치를 추적이 가능하여 태양광의 고도 또는 궤도의 변화에 따라 집광효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 종래 고정형 태양광 추적 집광장치를 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 추적 집광장치의 정면도
도 3은 도 2의 평면도
도 4는 도 2의 좌측면도의 주요부분
도 5는 도 2의 주요부분 상세도
도 6은 도 3의 레버부의 상세 사시도
도 7은 도 2의 랙피니언부의 상세도
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 태양광 추적 집광장치의 정면도
도 9는 도 8의 평면도
도 10은 도 8의 좌측면도의 주요부분
도 11은 도 2의 주요부분 상세도
도 12는 도 3의 "A"부분(웜기어부)의 상세도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 추적 집광장치의 정면도이고, 도 3은 도 2의 평면도이며, 도 4는 도 2의 좌측면도 중 주요부분을 나타낸다. 또한, 도 5는 도 2의 상세도이고, 도 6은 도 3의 레버부의 상세 사시도이며, 도 7은 도 2의 랙피니언부의 상세도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 태양광 추적 집광장치는 태양광발전모듈프레임(30), 레버부(130) 및 구동수단을 포함하여 구성된다.

태양광발전모듈프레임(30)은 태양광발전모듈(솔라셀)(20)의 둘레를 감싸는 프레임으로, 일단이 회동 가능하게 구성된다.

본 발명은 태양광발전모듈프레임(30)의 일단이 고정 힌지바(150)에 회동 가능하게 연결되는 것이 바람직하다.

상기 태양광발전모듈(솔라셀)(20)은 태양에너지를 모아 전기적 에너지로 변환한다.

고정 힌지바(150)는 지붕이나 옥상 등의 판넬(예: 도 2의 지붕판넬, 10)에 설치될 수 있다.

태양광발전모듈프레임(30)의 타측은 레버부(130)에 의하여 지지된다.

또한, 상기 태양광발전모듈프레임(30)과 레버부(130)의 연결부위에는 이탈되지 않고 각도 변화를 자유롭게 할 수 있는 힌지연결부(170)가 구성된다.

레버부(130)는 태양광발전모듈프레임(30)의 타측의 두 지점을 각각 지지하면서 상하로 이동하여 태양광발전모듈프레임(30)의 경사각도를 조절하는 제1레버(131)와 제2레버(132)로 구성된다.

일례로, 제1레버(131)의 중간 지점에 끼움홈(133)을 구성하고, 상기 끼움홈(133) 내를 제2레버(132)가 통과하도록 구성할 수도 있다. 이에 따라, 제1레버(131)와 제2레버(132)가 크로스(Cross) 형태로 상승 및 하강한다.

구동수단은 상기 레버부(130)를 상하로 구동하는 역할을 수행한다.

상기 구동수단은 모터(110), 구동파이프(120), 랙피니언부(200), 종동파이프(300), 상부 종동파이프 힌지(410) 및 하부 종동파이프 힌지(420)를 포함하여 구성된다.

구동파이프(120)는 모터(110)의 회전축에 연결되어 회전한다.

본 발명의 일실시예에서는 태양광발전모듈프레임(30)이 가로 및 세로 방향으로 다수 배치되는데, 상기 구동파이프(120)가 도 3에 나타난 바와 같이 태양광발전모듈프레임(30)들 사이의 가로 방향으로 배치된다.

본 발명은 하나의 구동파이프(120)가 랙피니언부(200)를 통해 다수의 종동파이프(300)와 연결되도록 구성된다.

랙피니언부(200)는 도 7에 나타난 바와 같이, 그 축이 구동파이프(120)와 연결되는 구동 피니언(210)과, 상기 구동 피니언(210)의 상,하부에 위치하여 구동 피니언(210)의 회전에 따라 서로 다른 방향으로 직선운동하는 상,하부 래크(221)(222)로 구성된다.

보다 상세히 설명하면, 구동 피니언(210)의 축은 구동파이프(120)와 연결되는데, 이에 따라 구동파이프(120)의 회전시 구동 피니언(210)도 같은 방향으로 회전하게 되고, 구동 피니언(210)의 상부에 위치하여 맞물려 구동하는 상부 래크(221)와 구동 피니언(210)의 하부에 위치하여 맞물려 구동하는 하부 래크(222)는 서로 반대방향으로 직선운동하게 된다.

종동파이프(300)는 상부 래크(221)와 연결되는 상부 종동파이프(310)와, 하부 래크(222)와 연결되는 하부 종동파이프(320)로 구성된다.

상부 종동파이프 힌지(410)는 그 일단이 상부 종동파이프(310)와 고정되고, 그 타단이 하부 종동파이프(320)를 가이드 지지하되, 상부 종동파이프(310)를 따라 이동되도록 구성되며, 제1레버(131)의 일단이 회동 가능하게 결합된다.

하부 종동파이프 힌지(420)는 그 일단이 하부 종동파이프(320)와 고정되고, 그 타단이 상부 종동파이프(310)를 가이드 지지하되, 하부 종동파이프(320)를 따라 이동되도록 구성되며, 제2레버(132)의 일단이 회동 가능하게 결합된다.

이에 따라, 상부 종동파이프(310)가 도 4의 실선 화살표 방향으로 이동하면 상기 일단이 상부 종동파이프(310)와 고정된 상부 종동파이프 힌지(410)도 동일한 방향으로 이동하고, 하부 종동파이프(320)가 도 4의 점선 화살표 방향으로 이동하면 일단이 하부 종동파이프(320)와 고정된 하부 종동파이프 힌지(420)도 동일한 방향으로 이동한다. 즉, 상부 종동파이프 힌지(410)와 하부 종동파이프 힌지(420)가 동시에 안쪽으로 모아지거나 바깥쪽으로 벌려지게 된다.

상기에서 상부 종동파이프 힌지(410)와 하부 종동파이프 힌지(420)가 동시에 안쪽으로 모아지면 제1레버(131)와 제2레버(132)가 상측으로 이동하게 되고, 반대로 상부 종동파이프 힌지(410)와 하부 종동파이프 힌지(420)가 동시에 바깥쪽으로 벌려지면 제1레버(131)와 제2레버(132)가 하측으로 이동하게 된다.

이로써 제1레버(131)의 타단 및 제2레버(132)의 타단에 힌지 연결된 태양광발전모듈프레임(30)의 타측 부분이 올라가거나 내려가게 됨에 따라 태양광발전모듈프레임(30)의 경사각도를 조절할 수 있다.

본 발명은 상부 종동파이프(310)와 하부 종동파이프(320)가 서로 반대방향으로 이동할 때, 두 종동파이프(310)(320)를 지지하면서 가이드역할을 하는 파이프로라(140)를 더 구성하는 것이 좋다. 미설명부호 141은 파이프로라(140)를 지지하는 파이프로라 고정보이다.

또한, 본 발명은 태양광발전모듈프레임(30)의 중간 위치에, 하부에서 태양광발전모듈프레임(30)을 지지하는 중간바(160)를 다수 구성하는 것이 좋은데, 이에 따라, 보다 안전한 태양광 집광이 가능해진다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제1실시예에 따른 태양광 추적 집광장치를 동작관계를 살펴보기로 한다.

본 발명에서는 태양의 고도가 점점 낮아짐에 따라 태양광발전모듈프레임(30)을 점점 세워야 하고, 태양의 고도가 점점 높아짐에 따라 태양광발전모듈프레임(30)을 점점 눕혀야 한다.

먼저, 전자(前者)의 경우에 대해 설명하면, 모터(110)를 일방향으로 회전시킨다. 그러면 모터(110)의 회전축에 연결된 구동파이프(120)가 함께 회전하고, 구동 피니언(210)의 상부에 위치하는 상부 래크(221)와 구동 피니언(210)의 하부에 위치하는 하부 래크(222)는 서로 반대방향으로 직선운동하게 된다.

이후, 상부 래크(221)와 연결된 상부 종동파이프(310) 및 일단이 상부 종동파이프(310)와 고정된 상부 종동파이프 힌지(410)가 실선 화살표 방향으로 이동하게 되고,

하부 래크(222)와 연결된 하부 종동파이프(320), 일단이 하부 종동파이프(320)와 고정된 하부 종동파이프 힌지(420)가 점선 화살표 방향으로 이동하게 된다. 즉, 상부 종동파이프 힌지(410)와 하부 종동파이프 힌지(420)가 서로 반대방향으로 이동하게 되어 안쪽으로 모아지게 된다.

상기와 같이, 상부 종동파이프 힌지(410)와 하부 종동파이프 힌지(420)가 동시에 안쪽으로 모아짐에 따라 제1레버(131)와 제2레버(132)가 상측으로 이동하게 되고, 이로써 제1레버(131)의 타단 및 제2레버(132)의 타단에 힌지 연결된 태양광발전모듈프레임(30)의 타측 부분이 올라가게 되어 태양광발전모듈프레임(30)이 세워지게 된다.

이와 같은 상태에서, 태양광발전모듈프레임(30)을 눕히고자 하는 경우에는 먼저 모터(110)를 타방향으로 회전시킨다. 그러면 모터(110)의 회전축에 연결된 구동파이프(120)가 함께 회전하고, 구동 피니언(210)의 상부에 위치하는 상부 래크(221)와 구동 피니언(210)의 하부에 위치하는 하부 래크(222)는 좀 전과는 반대로 직선운동하게 된다.

이후, 상부 래크(221)와 연결된 상부 종동파이프(310) 및 일단이 상부 종동파이프(310)와 고정된 상부 종동파이프 힌지(410)가 실선 화살표의 반대 방향으로 이동하게 되고,

하부 래크(222)와 연결된 하부 종동파이프(320), 일단이 하부 종동파이프(320)와 고정된 하부 종동파이프 힌지(420)가 점선 화살표의 반대 방향으로 이동하게 된다. 즉, 상부 종동파이프 힌지(410)와 하부 종동파이프 힌지(420)가 바깥쪽으로 벌려지게 된다.

상기와 같이, 상부 종동파이프 힌지(410)와 하부 종동파이프 힌지(420)가 동시에 바깥쪽으로 벌려짐에 따라 제1레버(131)와 제2레버(132)가 하측으로 이동하게 되고, 이로써 제1레버(131)의 타단 및 제2레버(132)의 타단에 힌지 연결된 태양광발전모듈프레임(30)의 타측 부분이 내려가게 되어 태양광발전모듈프레임(30)이 눕혀지게 된다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 태양광 추적 집광장치의 정면도이고, 도 9는 도 8의 평면도이며, 도 10은 도 8의 좌측면도의 주요부분이고, 도 11은 도 2의 주요부분 상세도이며, 도 12는 도 3의 "A"부분(웜기어부)의 상세도로서, 도 2 내지 도 7과 중복되는 동일 구성요소는 동일부호를 사용하여 설명한다.

태양광발전모듈프레임(30) 및 레버부(130)에 대한 상세한 설명은 도 2 내지 도 7 설명부분을 참조한다.

상기 구동수단은 모터(110), 구동파이프(120), 웜기어부(500), 스크류부, 베어링(900) 및 리드스크류 힌지부를 포함하여 구성된다.

구동파이프(120)는 모터(110)의 회전축에 연결되어 회전한다.

본 발명에서는 태양광발전모듈프레임(30)이 가로 및 세로 방향으로 다수 배치되는데, 상기 구동파이프(120)가 도 9에 나타난 바와 같이 태양광발전모듈프레임(30)들 사이의 가로 방향으로 배치된다.

본 발명은 하나의 구동파이프(120)가 다수의 웜기어부(500)를 통해 다수의 종동파이프(600))와 연결되도록 구성된다.

여기서, 종동파이프(600)는 제1종동파이프(610) 및 제2종동파이프(620)를 가리키는 것으로, 웜기어부(500)와 직접적으로 연결된다.

웜기어부(500)는 구동파이프(120)의 회전력에 의하여 제1,2종동파이프(610)(620)를 회전시키는 장치로, 도 7에도 나타난 바와 같이, 웜(510)과 웜기어(520)로 구성된다.

웜(510)의 샤프트(511)는 상기 구동파이프(120)와 연결된다.

웜기어(520)의 샤프트(521)는 일단이 제1종동파이프(610)의 타단과 연결되고, 타단이 제2종동파이프(620)의 일단과 연결된다.

제1,2종동파이프(610)(620)는 상기 웜기어부(500)에 의하여 동일한 방향으로 회전하게 된다.

스크류부는 왼나사 리드스크류(710)와 오른나사 리드스크류(720)로 구성된다.

왼나사 리드스크류(710)는 타단이 상기 제1종동파이프(610)의 일단과 연결되고, 일단이 제3종동파이프(630)의 타단과 연결된다.

오른나사 리드스크류(720)는 일단이 상기 제2종동파이프(620)의 타단과 연결되고, 타단이 제4종동파이프(640)의 일단과 연결된다.

베어링(900)은 상기 제4종동파이프(640)의 타단과 상기 제3종동파이프(630)의 일단 사이에 형성되어 제4종동파이프(640)의 회전력이 제3종동파이프(630)에 미치지 못하도록 한다.

리드스크류 힌지부는 오른나사 리드스크류 힌지(810)와 왼나사 리드스크류 힌지(820)로 구성된다.

오른나사 리드스크류 힌지(810)는 상기 오른나사 리드스크류(720)에 체결되어 오른나사 리드스크류(720)의 회전에 따라 오른쪽 방향으로 이동하되, 제1레버(131)의 일단이 회동 가능하게 결합된다.

왼나사 리드스크류 힌지(820)는 왼나사 리드스크류(710)에 체결되어 왼나사 리드스크류(710)의 회전에 따라 왼쪽 방향으로 이동하되, 제2레버(132)의 일단이 회동 가능하게 결합된다.

이에 따라, 웜기어부(500)에 의하여 제1,2종동파이프(610)(620)가 회전함에 따라 오른나사 리드스크류(720)에 형성된 오른나사 리드스크류 힌지(810)는 오른쪽(실선화살표방향)으로 이동하고, 왼나사 리드스크류(710)에 형성된 왼나사 리드스크류 힌지(820)는 왼쪽(점선화살표방향)으로 이동하게 됨에 따라 오른나사 리드스크류 힌지(810)와 왼나사 리드스크류 힌지(820)가 안쪽으로 모아지게 되어 제1레버(131)와 제2레버(132)가 상측으로 이동하게 된다. 미설명부호 901은 베어링(900)을 지지하는 베어링 고정보이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 태양광 추적 집광장치를 동작관계를 살펴보기로 한다.

먼저, 전자(前者)의 경우에 대해 설명하면, 모터(110)를 일방향으로 회전시킨다. 그러면 모터(110)의 회전축에 연결된 구동파이프(120)가 함께 회전하고, 웜기어부(500)에 의하여 제1,2종동파이프(610)(620)가 일방향으로 회전하게 된다.

그러면 상기 제1,2종동파이프(610)(620)와 연결된 왼나사리드 스크류 및 오른나사리드 스크류도 동일방향으로 회전하게 되는데, 왼나사리드 스크류에 형성된 왼나사 리드스크류 힌지(820)는 왼쪽(점선화살표방향)으로 이동하게 되고, 오른나사리드 스크류에 형성된 오른나사 리드스크류 힌지(810)는 오른쪽(실선화살표방향)으로 이동하게 된다.

즉, 오른나사 리드스크류 힌지(810)와 왼나사 리드스크류 힌지(820)가 서로 반대방향으로 이동하게 되어 안쪽으로 모아지게 된다.

이에 따라, 제1레버(131)와 제2레버(132)가 상측으로 이동하게 되고, 이로써 제1레버(131)의 타단 및 제2레버(132)의 타단에 힌지 연결된 태양광발전모듈프레임(30)의 타측 부분이 올라가게 되어 태양광발전모듈프레임(30)이 세워지게 된다.

이와 같은 상태에서, 태양광발전모듈프레임(30)을 눕히고자 하는 경우에는 모터(110)를 타방향, 즉 태양광발전모듈프레임(30)을 세우고자 하는 경우의 모터(110) 반대방향으로 회전시킨다. 그러면 모터(110)의 회전축에 연결된 구동파이프(120)가 함께 회전하고, 웜기어부(500)에 의하여 제1,2종동파이프(610)(620)가 타방향(반대방향)으로 회전하게 된다.

그러면 상기 제1,2종동파이프(610)(620)와 연결된 왼나사리드 스크류 및 오른나사리드 스크류도 타방향(반대방향)으로 회전하게 되는데, 왼나사리드 스크류에 형성된 왼나사 리드스크류 힌지(820)는 오른쪽(점선화살표의 반대방향)으로 이동하게 되고, 오른나사리드 스크류에 형성된 오른나사 리드스크류 힌지(810)는 왼쪽(실선화살표의 반대방향)으로 이동하게 된다.

그러면 오른나사 리드스크류 힌지(810)와 왼나사 리드스크류 힌지(820)가 바깥쪽으로 벌려짐에 따라 제1레버(131)와 제2레버(132)가 하측으로 이동하게 된다.

이로써 제1레버(131)의 타단 및 제2레버(132)의 타단에 힌지 연결된 태양광발전모듈프레임(30)의 타측 부분이 내려가게 되어 태양광발전모듈프레임(30)이 눕혀지게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 지붕판넬
20: 태양광발전모듈
30: 태양광발전모듈프레임
110: 모터
120: 구동파이프
130: 레버부
131: 제1레버
132: 제2레버
133: 끼움홈
140: 파이프로라
141: 파이프로라 고정보
150: 고정 힌지바
160: 중간바
170: 힌지연결부
200: 랙피니언부
210: 구동 피니언
221: 상부 래크
222: 하부 래크
300: 종동파이프
310: 상부 종동파이프
320: 하부 종동파이프
410: 상부 종동파이프 힌지
420: 하부 종동파이프 힌지
500: 웜기어부
510: 웜
511: 샤프트
520: 웜기어
521: 샤프트
600: 종동파이프
610: 제1종동파이프
620: 제2종동파이프
630: 제3종동파이프
640: 제4종동파이프
710: 왼나사 리드스크류
720: 오른나사 리드스크류
810: 오른나사 리드스크류 힌지
820: 왼나사 리드스크류 힌지
900: 베어링
901: 베어링 고정보

Claims

일단이 고정 힌지바에 회동 가능하게 구성되는 태양광발전모듈프레임;
상기 태양광발전모듈프레임의 타측의 두 지점을 각각 지지하면서 상하로 이동하여 태양광발전모듈프레임의 경사각도를 조절하는 제1레버와 제2레버로 구성되는 레버부; 및
상기 레버부를 상하로 구동하는 구동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제1항에 있어서,
상기 구동수단은,
모터;
상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동파이프;
그 축이 상기 구동파이프와 연결되는 구동 피니언과, 상기 구동 피니언의 상,하부에 위치하여 구동 피니언의 회전에 따라 서로 다른 방향으로 직선운동하는 상,하부 래크로 구성되는 랙피니언부;
상기 상부 래크와 연결되는 상부 종동파이프와, 상기 하부 래크와 연결되는 하부 종동파이프로 구성되는 종동파이프;
일단이 상기 상부 종동파이프와 고정되고, 타단이 상기 하부 종동파이프를 가이드 지지하되, 상부 종동파이프를 따라 이동되도록 구성되며, 제1레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 상부 종동파이프 힌지; 및
일단이 상기 하부 종동파이프와 고정되고, 타단이 상기 상부 종동파이프를 가이드 지지하되, 하부 종동파이프를 따라 이동되도록 구성되며, 제2레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 하부 종동파이프 힌지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제1항에 있어서,
상기 제1레버의 중간 지점에 끼움홈을 구성하고,
상기 끼움홈 내를 제2레버가 통과하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제2항에 있어서,
상기 상부 종동파이프와 하부 종동파이프가 서로 반대방향으로 이동할 때, 상기 상,하부 종동파이프를 지지하면서 가이드역할을 하는 파이프로라를 더 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제1항에 있어서,
상기 태양광발전모듈프레임의 중간 위치에, 하부에서 태양광발전모듈프레임을 지지하는 중간바를 더 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제2항에 있어서,
상기 태양광발전모듈프레임을 가로 및 세로 방향으로 다수 배치하고;
하나의 구동파이프가 다수의 랙피니언부를 통해 다수의 종동파이프와 연결되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제2항에 있어서,
상기 태양광발전모듈프레임과 레버부의 연결부위에는 이탈되지 않고 각도 변화를 자유롭게 할 수 있는 힌지연결부를 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제1항에 있어서,
상기 구동수단은,
모터;
상기 모터의 회전축에 연결되어 회전하는 구동파이프;
샤프트가 상기 구동파이프와 연결되는 웜과, 샤프트의 일단이 제1종동파이프의 타단과 연결되고 샤프트의 타단이 제2종동파이프의 일단과 연결되는 웜기어로 구성되는 웜기어부;
타단이 상기 제1종동파이프의 일단과 연결되고 일단이 제3종동파이프의 타단과 연결되는 왼나사 리드스크류와, 일단이 상기 제2종동파이프의 타단과 연결되고 타단이 제4종동파이프의 일단과 연결되는 오른나사 리드스크류로 구성되는 스크류부;
상기 제4종동파이프의 타단과 상기 제3종동파이프의 일단 사이에 형성되는 베어링;
상기 오른나사 리드스크류에 체결되어 오른나사 리드스크류의 회전에 따라 오른쪽 방향으로 이동하되, 제1레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 오른나사 리드스크류 힌지와, 왼나사 리드스크류에 체결되어 왼나사 리드스크류의 회전에 따라 왼쪽 방향으로 이동하되, 제2레버의 일단이 회동 가능하게 결합되는 왼나사 리드스크류 힌지로 구성되는 리드스크류 힌지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제8항에 있어서,
상기 제1레버의 중간 지점에 끼움홈을 구성하고,
상기 끼움홈 내를 제2레버가 통과하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제8항에 있어서,
상기 태양광발전모듈프레임의 중간 위치에, 하부에서 태양광발전모듈프레임을 지지하는 중간바를 더 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제8항에 있어서,
상기 태양광발전모듈프레임을 가로 및 세로 방향으로 다수 배치하고;
하나의 구동파이프가 다수의 웜기어부를 통해 다수의 종동파이프와 연결되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제8항에 있어서,
상기 태양광발전모듈프레임과 레버부의 연결부위에는 이탈되지 않고 각도 변화를 자유롭게 할 수 있는 힌지연결부를 구성하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.
제1항에 있어서,
상기 제1레버와 제2레버는 'X'자 형태로 교차하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적 집광장치.