KR20120080850A - Device for using solar energy having solar tracking way of rolling movement and method thereof - Google Patents

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KR20120080850A
KR20120080850A KR1020110002298A KR20110002298A KR20120080850A KR 20120080850 A KR20120080850 A KR 20120080850A KR 1020110002298 A KR1020110002298 A KR 1020110002298A KR 20110002298 A KR20110002298 A KR 20110002298A KR 20120080850 A KR20120080850 A KR 20120080850A
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tracking
light collecting
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이희준
홍진우
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주식회사 미르텍
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Abstract

PURPOSE: A rolling type apparatus for utilizing solar energy by tracking the sun is provided to make a structure of the apparatus simple while tracking the sun with a rolling motion method. CONSTITUTION: A rolling type apparatus for utilizing solar energy by tracking the sun comprises a housing(20), a solar collector(30), a driving unit(40). The housing is formed into a cylindrical shape, and placed between two support structures. The solar collector is installed inside the housing, and collects the sunlight. The driving unit is supported to the support structures, and rolls the housing.

Description

구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치{Device for using solar energy having solar tracking way of rolling movement and method thereof}Device for using solar energy having solar tracking way of rolling movement and method
본 발명은 태양광 또는 태양열을 이용하는 태양에너지 이용장치에 관한 것이다.The present invention relates to a solar energy using device using sunlight or solar heat.
일반적으로 태양에너지 이용장치는, 크게 태양빛을 전기 생산에 이용하는 태양광 발전장치와, 태양열을 집열하여 난방용이나 온수용 열을 생산하는 태양열 이용장치로 이루어진다.In general, the solar energy using device is composed of a solar power generating device that largely uses solar light for electricity production, and a solar heat using device that collects solar heat to produce heat for heating or hot water.
이러한 태양에너지 이용장치들은, 태양 위치 추적 방식에 따라 크게 일축식과 이축식으로 구분할 수 있다. Such solar energy utilizing devices can be classified into one-axis and two-axis type according to the solar tracking method.
일축식은 태양의 방위각 변화에 대응하여 태양전지패널(또는 태양집열장치)을 동에서 서로 회전시킬 수 있도록 것으로, 고도를 추적하지 않으므로 회전축이 한 개여서 단순하고 군락을 형성하여 설치하기에 용이하여 많이 사용되고 있으며, 이축식에 비해 운영도 비교적 간편한 편이나, 수집되는 에너지가 낮은 단점이 있다.The uniaxial type allows the solar panels (or solar collectors) to rotate in response to changes in the azimuth angle of the sun, and because they do not track altitude, they have a single axis of rotation, which is simple and easy to form and install. It is used, but relatively easy to operate compared to the biaxial type, but has the disadvantage of low energy collected.
반면, 이축식은 태양의 방위각과 고도 변화에 대응하여 태양전지패널을 동에서 서로 회전시키는 동시에 상하 방향으로 태양의 고도를 추적할 수 있도록 구성된 것으로, 태양의 움직임을 정확하게 추적해야 하는 정밀성이 요구되어 비용 및 운영이 어렵다는 단점이 있다. On the other hand, the biaxial type is designed to rotate the solar panels in the east and west to track the altitude of the sun in response to changes in the azimuth and altitude of the sun and to track the altitude of the sun in the vertical direction. And it is difficult to operate.
이와 같은 일축식 또는 이축식을 포함한 종래 태양 위치 추적장치는, 태양의 방위각 또는 고도 변화에 따라 태양전지패널을 좌우 또는 상하로 이동(회전)시킬 수 있도록 구동장치를 이용하게 되는데, 이 구동장치는 통상 모터와 이 모터에 의해 회전하는 기어류 또는 유압 등을 이용하여 태양전지패널을 회전 구동시키도록 구성된다.Conventional solar position tracking device including such a uniaxial or biaxial type, using a driving device to move (rotate) the solar panel to the left and right or up and down according to the change in the azimuth or altitude of the sun, the driving device is Usually, a solar cell panel is rotationally driven using a motor and gears or hydraulic pressure rotated by the motor.
그러나 상기와 같은 종래의 태양 위치 추적장치를 갖는 태양에너지 이용장치들은, 태양전지패널 등을 지지하는 별도의 지지 장치가 구비된 상태에서 태양을 추적하도록 구성되기 때문에 전체적으로 지지구조가 복잡하고, 설치 및 교체 이송 작업도 쉽지 않은 문제점이 있다.However, the solar energy using apparatus having the conventional solar position tracking device as described above, because it is configured to track the sun in the state provided with a separate support device for supporting the solar panel, etc., the overall support structure is complicated, installation and Replacement transfer operation also has a problem that is not easy.
특히, 태양전지패널 또는 태양집열장치 등이 대형화되는 추세에서, 이를 이축식 또는 이축식 방식으로 지지하면서 태양을 추적하도록 구성하기 위해서는 그만큼 지지 장치(또는 추적 장치)가 견고해져야 하므로, 지지 구조물의 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 설치비용도 많이 소요되어 경제성이 떨어지는 문제점이 있는 것이다.In particular, in the trend of increasing the size of solar panels or solar collectors, the support structure (or tracking device) must be robust to support the sun while supporting it in a biaxial or biaxial manner. Is not only complicated, but also takes a lot of installation costs, there is a problem of low economic efficiency.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양전지패널 또는 태양열집열장치 등을 고정된 특정 위치에서 회전시키지 않고, 원통형 구조로 구성하여 구름 회전 운동 방식으로 태양을 추적할 수 있도록 구성함으로써, 전체 태양 에너지 이용 시스템의 지지 구조가 간단해 지도록 함과 아울러, 시스템의 안정성 및 경제성을 높일 수 있는 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems, by rotating the solar panel or solar heat collection device in a fixed specific position, by configuring the cylindrical structure to be able to track the sun in a rolling rotation method In addition, the present invention aims to provide a cloud type solar tracking solar energy using device which can simplify the supporting structure of the entire solar energy using system and improve the stability and economy of the system.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치는, 설치 바닥면에서 구름 운동이 가능하도록 배치된 하우징과; 상기 하우징에 구비되어 태양광을 집광 또는 집열시키는 집광 장치와; 상기 집광 장치의 태양광 추적이 가능하도록 상기 하우징을 상기 설치 바닥면에서 구름 운동시키는 구동장치를 포함한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cloud type solar tracking solar energy using device comprising: a housing disposed to enable cloud movement on an installation bottom surface; A light collecting device provided in the housing to collect or collect sunlight; It characterized in that it comprises a drive device for rolling the housing on the installation bottom surface to enable solar tracking of the light collecting device.
상기 하우징은, 적어도 설치 바닥면에 접촉되는 부분이 설치 바닥면에 대하여 일정 정도의 구름 이동이 가능하도록 곡면 구조를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.The housing is preferably formed to have a curved structure so that at least a portion in contact with the installation bottom surface can move a certain degree of rolling with respect to the installation bottom surface.
상기 하우징은, 원통형 구조로 형성되고, 적어도 태양광이 입사되는 부분은 투명한 소재로 형성되는 것이 바람직하다.The housing is preferably formed in a cylindrical structure, and at least a portion where sunlight is incident is formed of a transparent material.
상기 하우징은, 태양광이 입사되는 면은 평면형 구조를 갖고, 나머지 부분은 구름 운동이 가능하도록 원통형 구조로 형성되는 것도 가능하다.The housing may have a planar structure on a surface on which sunlight is incident, and a remaining portion may be formed in a cylindrical structure to enable rolling motion.
상기 하우징은, 그 내부에 상기 집광 장치를 냉각시킬 수 있도록 수냉식 또는 공랭식 냉각 유체가 채워지거나, 통과할 수 있도록 구성될 수 있다.The housing may be configured to be filled with or pass through a water-cooled or air-cooled cooling fluid to cool the light collecting device therein.
상기 집광 장치는, 상기 하우징의 상부에 구비된 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈를 이용하여 모아진 광이 집광되는 집광부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The light concentrating device preferably includes a light condensing lens provided at an upper portion of the housing, and a light condensing part for collecting light collected using the light condensing lens.
상기 집광 장치는, 상기 집광 렌즈와 집광부 사이에 태양광을 집광부로 모아주는 반사판이 구비될 수 있다.The light collecting device may be provided with a reflector for collecting sunlight into the light collecting unit between the light collecting lens and the light collecting unit.
상기 집광 장치는, 상기 하우징의 상부에 하우징의 구름 운동 방향과 직교하는 방향으로 회전하도록 배치되어 태양광을 하우징 내측으로 반사시키는 복수의 반사 루버를 포함하여 구성될 수 있다.The light concentrating device may be configured to include a plurality of reflective louvers disposed on the upper portion of the housing to rotate in a direction orthogonal to a rolling motion direction of the housing to reflect sunlight into the housing.
상기 구동장치는, 상기 하우징의 일측에 연결된 푸시풀 로드와 이 푸시풀 로드를 직선 이동시키는 액츄에이터를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.The drive device preferably comprises a push-pull rod connected to one side of the housing and an actuator for linearly moving the push-pull rod.
상기 구동장치는, 상기 하우징의 일측에 감겨진 와이어 로프와, 이 와이어 로프를 밀거나 당기면서 하우징을 회전시키는 권선모터를 포함하여 구성되는 것도 가능하다.The drive device may be configured to include a wire rope wound on one side of the housing, and a winding motor for rotating the housing while pushing or pulling the wire rope.
상기 하우징은, 복수개가 병렬적으로 나란히 배치되고, 상기 구동장치는, 상기 복수의 하우징을 동시에 구름 이동시키면서 태양광을 추적할 수 있도록 구성될 수 있다.The housing may be arranged in parallel in parallel with each other, and the driving device may be configured to track sunlight while simultaneously rolling the plurality of housings simultaneously.
상기 하우징의 둘레에는 표면 집광 장치가 설치되고, 하우징과 하우징 사이의 설치 바닥면에는 상기 하우징의 구름 운동을 제한하거나, 상기 표면 집광 장치로 태양광을 반사시키는 보조 브래킷이 구비될 수 있다.A surface light collecting device may be installed around the housing, and an auxiliary bracket may be provided on the installation bottom surface between the housing and the housing to limit rolling motion of the housing or to reflect sunlight to the surface light collecting device.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치는, 통형 구조로 형성되어 수상에 배치되는 하우징과; 상기 하우징에 구비되어 태양광을 집광 또는 집열시키는 집광 장치와; 상기 집광 장치의 태양광 추적이 가능하도록 상기 하우징을 상기 수상에서 회전 운동시키는 구동장치를 포함한 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cloud type solar tracking solar energy using device, which has a tubular structure and is disposed on a water phase; A light collecting device provided in the housing to collect or collect sunlight; It characterized in that it comprises a drive for rotating the housing in the water phase to enable solar tracking of the light collecting device.
또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치는, 통형 구조로 형성되어 두 개의 지지 구조물 사이에 배치되는 하우징과; 상기 하우징에 구비되어 태양광을 집광 또는 집열시키는 집광 장치와; 상기 지지 구조물에 지지된 상태에서 상기 집광 장치의 태양광 추적이 가능하도록 상기 하우징을 구름 이동시키는 구동장치를 포함한 것을 특징으로 한다.In addition, a cloud-type solar tracking solar energy using apparatus according to the present invention for realizing the above object is formed in a tubular structure and disposed between two support structures; A light collecting device provided in the housing to collect or collect sunlight; And a driving device for rolling the housing to enable solar tracking of the light collecting device while being supported by the support structure.
상기 구동장치는, 상기 하우징에 연결된 두 개의 바를 상대 운동시켜 하우징을 회전 운동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.The drive device is preferably configured to rotate the housing by relative movement of the two bars connected to the housing.
이때, 상기 하우징에는 피니언이 구비되고, 상기 두 개의 바는 상기 피니언을 중심으로 상하로 배치되어 적어도 어느 하나가 직선 이동함에 따라 상기 하우징이 구름 이동하도록 구성될 수 있다.In this case, the housing is provided with a pinion, and the two bars may be disposed up and down with respect to the pinion so that the housing moves in a cloud as at least one moves linearly.
한편, 본 발명은, 앵커 설치되거나 선반형태로 처리되어 보강제를 설치하되 회전이 가능하도록 끼워지는 구조로서 벽면이나 지붕에 설치 가능하도록 하는 태양광 추적장치를 구성할 수 있다.On the other hand, the present invention can be configured to install a solar tracking device to be installed on the wall or roof as a structure that is installed in an anchor or processed in the form of a shelf to install a reinforcement to enable rotation.
본 발명은, 원통 내부에서 발생된 전력을 외부로 보내는 부분에 있어서, 회전에 의해 케이블의 꼬이는 사고를 방지하는 목적으로, 중앙의 +극은 접촉하여 회전하고, 외측의 -극은 중심을 기준으로 회전하면서 접촉하는 형태로 구성된 전력인출 구조 또는 반대극성 배치 구조의 전력인출 구조를 구성할 수 있다.The present invention, in the part that sends the power generated inside the cylinder to the outside, for the purpose of preventing the twisting of the cable by the rotation, the + pole of the center rotates in contact, the outside-pole relative to the center It is possible to configure a power drawing structure having a rotating contact structure or a power drawing structure having a reverse polarity arrangement.
또한 본 발명은, 투명한 소재로 구성된 원통형 구조의 태양광 추적장치로서 일측 이상에 회전을 용이하게 하는 동력전달장치를 포함하고 충분한 인장력을 가지는 선형 가이드를 따라 벽면이나 지붕에 굴러 이동 가능하도록 하는 태양광 추적장치를 구현할 수 있다.In another aspect, the present invention, the solar tracking device having a cylindrical structure made of a transparent material, including a power transmission device for easy rotation on one side or more, and the solar light to move on the wall or the roof along a linear guide having a sufficient tensile force A tracking device can be implemented.
본 발명은, 원통형 구조 내부에 액체를 채워 빛의 굴절을 유도하고 냉각을 용이하게 할 수 있도록 구성할 수 있다.The present invention can be configured to fill a liquid inside the cylindrical structure to induce refraction of light and to facilitate cooling.
상기에서 집광장치의 한쪽 이상의 끝 부분에는 외부로 발생된 열을 발산하는 히트 파이프 장치를 포함하여 구성하는 것도 가능하다.One or more end portions of the light collecting device may be configured to include a heat pipe device for dissipating heat generated to the outside.
또한 원통형 구조 집광장치 내에 설치된 태양에너지 이용장치의 후면에 냉각액을 채운 원통형 구조의 태양광 추적장치를 구현할 수 있다.In addition, it is possible to implement a cylindrical solar tracking device filled with a coolant on the back of the solar energy utilization device installed in the cylindrical structural light collecting device.
본 발명은 원통형 구조 외부에 빛의 굴절을 유도하는 투명한 수지계열의 렌즈 또는 집광 장치를 구성할 수 있다.The present invention can constitute a transparent resin-based lens or light collecting device that induces the refraction of light outside the cylindrical structure.
본 발명은, 투명한 소재의 원통형 구조 외부에 후레넬 렌즈를 부착하여 구성할 수 있다.The present invention can be configured by attaching a Fresnel lens outside the cylindrical structure of the transparent material.
본 발명은, 투명한 소재의 원통형 구조 내부에 수지의 두께를 달리하여 빛을 굴절하게 만들도록 구성하는 것도 가능하다.The present invention can also be configured to refract light by varying the thickness of the resin inside the cylindrical structure of the transparent material.
본 발명은, 투명한 소재의 원통형 구조 내부에 수지의 두께를 달리하여 빛을 굴절하게 만드는 태양광 집광장치를 회전시키는 동력 전달 장치를 포함하여 구성할 수 있다.The present invention can be configured to include a power transmission device for rotating the solar light collecting device for refracting light by varying the thickness of the resin inside the cylindrical structure of the transparent material.
본 발명은, 투명한 소재의 원통형 구조 내부에 V자 또는 U자 모양의 반사판을 길이 방향 배치하여 빛을 굴절하게 만드는 태양광 집광장치를 구성할 수 있다.The present invention can be configured to form a solar light concentrator for refracting light by longitudinally arranging a V-shaped or U-shaped reflecting plate inside a cylindrical structure of a transparent material.
상기에서 투명소재의 원통형 구조 내부에 설치된 V자 또는 U자 모양의 반사판을 제외한 공간 또는 투명소재의 V자 또는 U자 모양의 반사판의 일측 이상에 설치되어, 냉각을 위해 집광장치를 제외한 부분에 냉각액을 충진하고, 열전도율이 높은 금속성 방열핀 또는 판을 집광부로부터 연장하여 열전도롤 높이는 구조에 냉각을 위해 열전도성 액체를 충진한 구조로 구성하는 것도 가능하다.The cooling liquid is installed in at least one side of the space or the V-shaped or U-shaped reflector of the transparent material except for the V-shaped or U-shaped reflecting plate installed inside the cylindrical structure of the transparent material, for cooling It is also possible to form a structure filled with a thermally conductive liquid for cooling in a structure that is filled with, and the heat radiation roll or plate with a high thermal conductivity extending from the light collecting portion to extend the heat conduction roll.
본 발명은, 투명한 소재의 원통형 구조 내부에 배치되는 역삼각뿔 구조 또는 역포탄형 구조의 집광형 태양광 집광 장치의 배치하여 구성하는 것도 가능하다.The present invention can also be configured by arranging a condensing photovoltaic condenser having an inverted triangular pyramid structure or an inverted shell structure arranged inside a cylindrical structure made of a transparent material.
그리고, 투명한 소재의 원통형 구조 내부에 배치되는 역삼각뿔 구조 또는 역포탄형 구조의 내부를 코팅하여 태양광이 중앙으로 모이게 한 집광형 태양광 집광 장치의 배치로서, 집광되는 하단에 일정 방향으로 당기고 미는 동력전달이 가능하도록 축 구조를 포함하도록 구성하는 것도 가능하다.In addition, as an arrangement of a condensed photovoltaic light concentrating device in which the solar light is collected at the center by coating the interior of an inverted triangular pyramid structure or an inverted shell structure arranged inside the cylindrical structure of the transparent material, the pull and push in a predetermined direction at the bottom of the condensed light It is also possible to configure the shaft structure to enable power transmission.
상기 투명소재의 냉각을 위해 집광장치를 제외한 부분에 냉각액을 충진한 구조 및 투명소재의 냉각을 위해 집광장치를 제외한 부분에 냉각액을 충진하고, 열전도율이 높은 금속성 방열핀 또는 판을 집광부로부터 연장하여 열전도롤 높이는 구조로 구성하는 것도 가능하다.The cooling material is filled in the part except the light collecting device for cooling the transparent material and the cooling liquid is filled in the part except the light collecting device for cooling the transparent material, and the metallic radiating fin or plate having high thermal conductivity is extended from the light collecting part. Roll height can also be comprised by a structure.
투명한 소재의 원통형 구조 내부에 일 방향에 반사용 도료 또는 반사판을 배치할 수 있다.A reflective paint or a reflector may be disposed in one direction inside the cylindrical structure of the transparent material.
본 발명은, 투명한 소재의 원형 통구조 내부에 태양광 또는 태양열을 이용하는 설비를 포함하는 구조로서, 태양전지 또는 태양열 이용장치를 제외한 공간에 배치되는 반원 또는 다각형 구조의 반사판을 포함하는 구조로서, 상기 반사판의 일측 이상을 회전시키거나 직선방향으로 전후진하도록 한 곳 이상을 지지축으로 연결한 동력전달 장치를 포함하는 태양광 집광장치를 구성할 수 있다.The present invention is a structure including a facility using sunlight or solar heat inside the circular cylindrical structure of a transparent material, a structure including a reflector of a semicircle or polygonal structure disposed in a space excluding a solar cell or a solar heat using device, It is possible to configure a solar light collecting device including a power transmission device in which one or more places are connected to a support shaft to rotate at least one side of the reflecting plate or to move back and forth in a linear direction.
본 발명은, 투명소재의 원통형 구조 외부에서 관통된 부분을 통해 동력전달 장치를 동작시켜 태양광을 집광하는 구조로 구성하는 것도 가능하다. 또한 일측에 설치되어 바닥이나 가이드부재와의 마찰로부터 원통형 구조체를 보호하는 금속재 보호장치 또는 코팅처리 된 집광장치를 구성할 수 있다. The present invention can also be configured as a structure for condensing sunlight by operating the power transmission device through a portion penetrated outside the cylindrical structure of the transparent material. In addition, the metal protection device or coated light collecting device may be installed on one side to protect the cylindrical structure from friction with the floor or the guide member.
본 발명은, 수상에 부상하여 회전 가능하도록 일측 이상에 회전축을 포함하고, 원통형 또는 반원통형 타원형의 긴 통의 내부에 태양광을 집광하는 반사판을 일측 이상에 포함하는 집광형 태양광 이용장치를 구성하는 것도 가능하다.The present invention comprises a condensing photovoltaic device using at least one side including a rotating shaft on at least one side so as to be rotatable in the water phase, and a reflecting plate for condensing sunlight in a cylindrical or semi-cylindrical oval long cylinder. It is also possible.
본 발명은, 물위에 부상하여 회전 가능하도록 일측 이상에 회전축을 포함하고, 원통형 또는 반원통형 타원형의 긴 통의 위쪽으로 태양광을 집광하는 렌즈를 포함하도록 구성할 수 있다.
The present invention can be configured to include a lens that includes a rotating shaft on at least one side so as to float on the water and rotatable, and focuses sunlight on a cylindrical or semi-cylindrical elliptical long cylinder.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.The main problem solving means of the present invention as described above, will be described in more detail and clearly through examples such as 'details for the implementation of the invention', or the accompanying 'drawings' to be described below, wherein In addition to the main problem solving means as described above, various problem solving means according to the present invention will be further presented and described.
본 발명에 따른 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치는, 원통형 구조로 구성하여 구름 운동 방식으로 태양을 추적할 수 있도록 구성되기 때문에 전체 장치의 지지 구조를 간단히 함과 아울러, 추가적인 지지 구조의 생략으로 안정성을 향상시키고, 경제성을 높일 수 있는 효과를 제공한다.Cloud type solar tracking solar energy using device according to the present invention is configured in a cylindrical structure to track the sun in a cloud movement method to simplify the support structure of the entire device, and to omit the additional support structure It provides the effect of improving stability and economical efficiency.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치의 제1실시예가 도시된 도면들로서,
도 1은 개략적인 사시도,
도 2는 측면도,
도 3은 평면도,
도 4는 작동 상태도이다.
도 5a 및 도 5b는 상기한 본 발명의 제1실시예를 기본 구조로 하여, 복수개의 태양광 추적장치가 병렬로 다수개가 설치된 구성의 도면들이다.
도 6은 전술한 제1실시예의 구성에서, 하우징 상부에 투명 부분이 제외된 상태의 구성을 보여주는 도면이다.
도 7은 전술한 실시예들이 구동장치로 유압 실린더를 이용한 것과 다르게, 와이어 로프를 이용하여 태양광 추적장치를 구름 이동시키도록 구성을 보여주는 도면이다.
도 8은 강이나 바다 등 수상에 본 발명의 태양광 추적장치가 설치된 상태의 일 실시예의 도면이다.
도 9는 강이나 바다 등 수상에 본 발명의 태양광 추적장치가 설치된 상태의 다른 실시예의 도면이다.
도 10은 본 발명의 태양광 추적장치가 공중(구조물 사이)에 설치된 상태의 일 실시예의 도면이다.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예의 구성으로서, 도 6에 도시된 실시예의 구성에서, 상부에 루버 구조의 반사판을 설치한 실시예의 도면들이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양에너지 이용장치를 보여주는 평면도 및 측면 구성도이다.
1 to 4 are views showing a first embodiment of a cloud type solar tracking solar energy using device according to the present invention,
1 is a schematic perspective view,
2 is a side view,
3 is a plan view,
4 is an operating state diagram.
5A and 5B are diagrams showing a configuration in which a plurality of solar tracking devices are installed in parallel, based on the first embodiment of the present invention described above.
6 is a view showing a configuration in a state in which the transparent portion is excluded from the upper portion of the housing in the configuration of the first embodiment described above.
FIG. 7 is a view showing a configuration to cloud the solar tracking device using a wire rope, unlike the embodiment described above using a hydraulic cylinder as a driving device.
8 is a view of an embodiment of a state in which the solar tracking device of the present invention is installed in a river or the sea or the like.
9 is a view of another embodiment in a state where the solar tracking device of the present invention is installed in a river or the sea or the like.
FIG. 10 is a diagram of one embodiment in which the solar tracking device of the present invention is installed in the air (between structures). FIG.
11 to 12 are views of an embodiment in which a reflection plate having a louver structure is provided on the upper side in the configuration of the embodiment shown in FIG. 6 as a configuration of another embodiment of the present invention.
13 is a plan view and a side view showing a solar energy using device according to another embodiment of the present invention.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 참고로 본 발명의 여러 실시예들을 설명함에 있어서 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 가능하면 반복 설명은 생략한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, in describing various embodiments of the present invention, like reference numerals refer to like elements, and repeated descriptions thereof will be omitted.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치의 제1실시예가 도시된 도면들로서, 도 1은 개략적인 사시도, 도 2는 측면도, 도 3은 평면도, 도 4는 작동 상태도이다.1 to 4 are views showing a first embodiment of a cloud-type solar tracking solar energy using apparatus according to the present invention, Figure 1 is a schematic perspective view, Figure 2 is a side view, Figure 3 is a plan view, Figure 4 is an operation State diagram.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치의 제1실시예는, 원통형 구조의 태양광 추적장치(10)와 이 태양광 추적장치(10)의 위치를 변화시키도록 구동하는 구동장치(40)로 이루어진다.As shown in these drawings, the first embodiment of the cloud-type solar tracking solar energy using apparatus according to the present invention, the position of the solar tracking device 10 and the solar tracking device 10 of the cylindrical structure It consists of a drive device 40 for driving to change.
먼저, 태양광 추적장치(10)는, 전체적으로 원통 구조로 이루어진 하우징(20)과, 이 하우징(20)의 내부에 구비되는 집광 장치(30) 또는 집열 장치(이하 '집광 장치'로 통일하여 설명함)로 이루어진다.First, the solar tracking device 10 will be described collectively as a housing 20 having a cylindrical structure as a whole, and a light collecting device 30 or a heat collecting device (hereinafter, referred to as a 'collecting device') provided inside the housing 20. Is made).
하우징(20)은, 설치 바닥면(50)에서 구름 운동이 가능하도록 전체적으로 원통형 구조로 형성된다. 물론, 양측에는 상기 구동장치(40)가 접속되어 지지될 수 있도록 하는 측면부(25)가 구비된다.The housing 20 is formed in a cylindrical shape as a whole to enable rolling motion on the installation bottom surface 50. Of course, the side portion 25 is provided on both sides so that the drive device 40 is connected and supported.
특히, 하우징(20)의 상부인 집광 장치(30)의 상측 부분(21)은 태양광이 집광 장치(30)로 유입될 수 있도록 투명 소재로 구성되는 것이 바람직하다.In particular, the upper portion 21 of the light collecting device 30, which is the upper portion of the housing 20, is preferably made of a transparent material so that sunlight can flow into the light collecting device 30.
하우징(20)의 하측 부분(23)은 그 내부에 집광 장치(30)를 지지할 수 있도록 구성되고, 하우징(20)의 상측 부분(21)과 함께 전체적으로 원통형 구조를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 하우징(20)의 하측 부분(23)의 소재로는 투명 또는 불투명, 반투명 소재 등을 모두 이용가능하다.The lower portion 23 of the housing 20 is configured to support the light concentrating device 30 therein, and is preferably configured to have an overall cylindrical structure together with the upper portion 21 of the housing 20. As the material of the lower portion 23 of the housing 20, both transparent, opaque, and translucent materials can be used.
하우징(20)의 하측 부분(23)에는 내부에 집광 장치(30)를 냉각시킬 수 있도록 냉각 유체가 채워지도록 구성될 수 있다. 이때 하우징(20)의 하측 부분(23)은 냉각 유체가 유출되지 않도록 방수형 구조로 구성되는 것이 바람직하다.The lower portion 23 of the housing 20 may be configured to fill a cooling fluid so as to cool the light collecting device 30 therein. At this time, the lower portion 23 of the housing 20 is preferably configured in a waterproof structure so that the cooling fluid does not flow out.
즉, 하우징(20)의 하측 부분(23)의 내측과 집광 장치(30)의 외측 부분 사이의 공간(S)에 냉각 유체가 채워지도록 구성하여, 집광 장치(30)를 냉각시킬 수 있도록 구성할 수 있다.That is, the cooling fluid is filled in the space S between the inner side of the lower portion 23 of the housing 20 and the outer portion of the light converging device 30, so that the light converging device 30 can be cooled. Can be.
그리고 상기 하우징(20)에 채워진 냉각 유체를 외부로 순환시켜, 집광 장치(30)를 냉각하면서 가열된 유체를 온수, 또는 난방용으로 이용하도록 구성할 수 있다. 이를 위해 하우징(20)의 일측에는 도면에 예시되지는 않았지만 순환 파이프 또는 튜브, 히트 파이프 등이 연결되게 구성될 수 있다. 물론 순환 파이프 또는 튜브, 히트 파이프 등은 하우징(20)의 구름 운동에 대응하여 안정된 연결 상태가 유지되도록 신축성 또는 유연성 있는 소재가 적어도 일부분 이상에 사용되어 연결되는 것이 바람직하다.The cooling fluid filled in the housing 20 may be circulated to the outside, and the heated fluid may be used for hot water or heating while cooling the light concentrating device 30. To this end, although not illustrated in the drawing, one side of the housing 20 may be configured such that a circulation pipe or tube, a heat pipe, and the like are connected. Of course, the circulation pipe or tube, heat pipe or the like is preferably used to connect at least a portion of the elastic or flexible material to maintain a stable connection in response to the rolling motion of the housing 20.
이와는 달리, 하우징(20) 내에 외기를 강제 순환시키는 방법으로 냉각시키는 구성도 가능하다. 즉, 하우징(20)의 일측에 공기를 강제 순환 유동시키는 팬을 설치하고, 이 팬에 의해 외기가 하우징 내부로 유입되어 집광 장치 등을 냉각한 다음, 외부로 배출되게 구성할 수 있는 것이다. 물론, 하우징에는 외기가 유입되고 배출되는 유입구 및 배출구가 구성된다.Alternatively, a configuration in which the outside air is cooled in a manner of forcibly circulating outside air in the housing 20 can also be configured. That is, a fan for forcibly circulating air is installed on one side of the housing 20, and the outside air is introduced into the housing by the fan to cool the light collecting device, and then discharged to the outside. Of course, the housing is configured with inlets and outlets through which outside air is introduced and discharged.
또한, 하우징 내에 팬을 설치하지 않고, 하우징(20) 외부에서 하우징 내부로 냉각 공기를 강제 주입하고 배출하는 방식으로 구성하는 것도 가능하다. 이때에는 하우징(20)에 공기 주입 통로를 연결하고, 배출구 또는 배출 통로를 구성할 수 있는데, 공기 주입 통로는 하우징(20)에 직접 연결되는 방식으로 하거나, 또는 구동 장치(40)에서 하우징으로 연결되는 부분의 내측을 통과하도록 구성할 수 있다.In addition, without installing a fan in the housing, it is also possible to configure in such a manner that forced air is injected and discharged from the outside of the housing 20 into the housing. In this case, the air inlet passage may be connected to the housing 20, and the outlet or the outlet passage may be configured. The air inlet passage may be directly connected to the housing 20, or may be connected to the housing from the driving device 40. It can be configured to pass through the inside of the portion to be.
이와 같이 수냉식 또는 공랭식 냉각 시스템을 구성할 때, 집광 장치의 외부 또는 하우징의 내측면 또는 외측면에 열전달을 용이하게 하기 위해 단면적을 확대하는 방열핀 구조물을 설치하여 구성하는 것도 가능하다.When constituting the water-cooled or air-cooled cooling system in this way, it is also possible to provide a heat radiation fin structure to enlarge the cross-sectional area in order to facilitate heat transfer to the outside of the light collecting device or the inner surface or the outer surface of the housing.
한편, 본 실시예에서 하우징(20)은 원통형 구조를 중심으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 설치 바닥면(50)에 대하여 일정 정도의 구름 이동이 가능한 구조이면, 적어도 설치 바닥면(50)에 접촉되는 부분이 곡면 구조를 갖거나, 전체적으로 타원형 또는 구름 이동이 가능한 육각, 팔각, 그 이상의 다각형 구조를 갖도록 구성하는 것도 가능하다.On the other hand, in the present embodiment, the housing 20 has been described with reference to a cylindrical structure, but is not necessarily limited to this, if the structure that can be moved to a certain degree with respect to the installation floor surface 50, at least the installation floor surface 50 It is also possible to configure the portion to be in contact with the curved structure, or have a hexagonal, octagonal, or more polygonal structure capable of elliptical or rolling movement as a whole.
다음, 상기 집광 장치(30)는 태양 에너지를 이용할 수 있는 구조이면 공지의 구성을 채택 또는 조합하여 다양하게 구성할 수 있는데, 본 실시예에서는 상기 하우징(10) 내에 역삼각 구조로 배치된 집광 장치(30)를 예시하여 설명한다.Next, the light concentrating device 30 may be configured in various ways by adopting or combining a known configuration as long as it can use solar energy. In this embodiment, the light concentrating device is arranged in an inverted triangle structure in the housing 10. (30) is illustrated and illustrated.
본 실시예의 집광 장치(30)는 역삼각 구조의 상부면에 집광 렌즈(31)가 구비되고, 이 집광 렌즈(31)의 양측으로부터 모아지는 방향으로 양측에 반사판(33)이 구비되며, 하단부에는 집광부(35)가 구성된다. The light collecting device 30 of the present embodiment is provided with a light collecting lens 31 on the upper surface of the inverted triangular structure, the reflecting plate 33 is provided on both sides in the direction to collect from both sides of the light collecting lens 31, the lower end portion The condenser 35 is configured.
여기서 집광 렌즈(31)는, 평판 렌즈인 후레넬 렌즈를 이용하여 구성할 수 있고, 이외에 태양광을 집광시킬 수 있는 렌즈이면 공지의 렌즈 중 하나를 채택하여 이용 가능함은 물론이다.Here, the condensing lens 31 can be configured using a flat lens lens, and any lens that can condense sunlight can be used by adopting one of known lenses.
집광 렌즈(31) 또는 반사판(33)은 필요에 따라서는 어느 하나를 생략하고 구성하는 것도 가능하다.The condenser lens 31 or the reflecting plate 33 can be omitted and configured as necessary.
반사판(33)은 도면에서와 같이 'V'자형 배치 구조뿐만 아니라 'U'자형 구조로 배치하여 구성하는 것도 가능하다. 또한 반사판(33)은 태양광을 집광부에 집광시킬 수 있는 구조이면, 공지의 반사판 구조를 이용하여 실시 조건에 맞게 배치 구조를 변경하여 구성할 수 있을 것이다.As shown in the drawing, the reflecting plate 33 may be configured not only by the 'V' shaped arrangement but also by the 'U' shaped structure. In addition, as long as the reflector 33 is a structure capable of condensing sunlight to the light collecting unit, the reflecting plate 33 may be configured by changing the arrangement structure according to the implementation conditions using a known reflector structure.
집광부(35)는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 태양전지 셀로 구성될 수 있다. 또한 집광부(35)를 태양열을 집열시키기 위한 집열부로 구성하는 것도 가능하다.The condenser 35 may be configured as a solar cell that converts solar energy into electrical energy. It is also possible to configure the light collecting part 35 as a light collecting part for collecting solar heat.
다음, 구동장치(40)는, 상기 태양광 추적장치(10)를 구름 운동시킬 수 있는 구조이면 공지의 다양한 액추에이터를 이용하여 구성할 수 있다.Next, the driving device 40 may be configured using a variety of known actuators as long as the structure capable of rolling the solar tracking device 10.
본 실시예에서의 구동장치(40)는 유압 실린더를 이용한 구조를 예시한다.The drive device 40 in this embodiment illustrates a structure using a hydraulic cylinder.
도면에 예시된 구동장치(40)는 실린더(41)로부터 왕복 운동하는 푸시풀 로드(43)가 태양광 추적장치(10)의 측면부(25)에 연결된다. 이때 측면부(25)와 푸시풀 로드(43) 연결부는 상대 회전이 가능하도록 연결된다.In the driving device 40 illustrated in the drawing, a push-pull rod 43 reciprocating from the cylinder 41 is connected to the side portion 25 of the solar tracking device 10. At this time, the side portion 25 and the push-pull rod 43 connection portion are connected to allow relative rotation.
참조 번호 45는 구동장치(40)를 지지하는 지지수단을 나타낸다.Reference numeral 45 denotes a support means for supporting the drive device 40.
따라서, 본 발명의 장치를 제어하는 제어부 등의 신호에 따라 구동장치(40)가 작동되어 푸시풀 로드(43)가 전진 또는 후진 이동하면, 원통형 구조의 태양광 추적장치(10)의 하우징(20)이 설치 바닥면(50)에서 바퀴와 같이 구름 운동하면서 전진 또는 후진 이동하게 된다.Therefore, when the driving device 40 is operated in response to a signal of a controller or the like for controlling the apparatus of the present invention, and the push pull rod 43 moves forward or backward, the housing 20 of the solar tracking device 10 having a cylindrical structure is moved. ) Is moving forward or backward while rolling motion like a wheel on the installation bottom surface (50).
이때, 집광 장치(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 하우징(20)이 회전함에 따라 함께 회전하면서 태양 추적 각도가 변경되면서 태양 위치를 추적할 수 있게 되는 것이다.At this time, the light converging device 30 is able to track the position of the sun while changing the sun tracking angle while rotating together as the housing 20 rotates as shown in FIG.
구동장치(40)로 유압 실린더 대신에 리니어 모터 구조를 갖는 액추에이터를 이용하여 구성하는 것도 가능하다.Instead of the hydraulic cylinder, the drive device 40 may be configured using an actuator having a linear motor structure.
한편, 상기 태양광 추적장치(10)가 위치되는 설치 바닥면(50)에는 도면에 예시되지는 않았지만, 태양광 추적장치(10)의 보다 안정된 구름 운동을 위해 레일 구조의 가이드를 설치하는 것도 가능하다. 물론 하우징(20)에도 레일 구조의 가이드에 대응되는 가이드 기구가 구비될 수 있다. 즉, 설치 바닥면(50)에 가이드 레일이 길게 설치될 경우에, 하우징(20)의 둘레에는 가이드 레일에 결합되는 홈 구조의 가이드 기구가 구성될 수 있는 것이다.On the other hand, although not illustrated in the drawing on the installation bottom surface 50 where the solar tracking device 10 is located, it is also possible to install a guide of the rail structure for more stable cloud movement of the solar tracking device 10 Do. Of course, the housing 20 may also be provided with a guide mechanism corresponding to the guide of the rail structure. That is, when the guide rail is installed long on the installation bottom surface 50, the guide mechanism of the groove structure coupled to the guide rail can be configured around the housing 20.
또한, 상기 집광부(35)가 태양전지 셀로 구성된 경우에, 발생된 전기는 하우징(20)에서 푸시풀 로드(43)를 통해 외부로 전달할 수 있도록 구성할 수 있다. 이때 전기를 전달하는 전기 배선회로가 서로 상대 운동하는 하우징의 측면부(25)와 푸시풀 로드(43)를 통과하게 되므로, 측면부(25)와 푸시풀 로드(43)의 상대 운동 구조물 사이에, 회전 접촉 방식(+, - 별도 연결)으로 전기 전달이 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 전기 전달 방식은 널리 공지되어 있으므로, 도면 예시 및 구체적인 설명은 생략한다.In addition, when the light collecting part 35 is configured as a solar cell, the generated electricity may be configured to be transmitted to the outside through the push-pull rod 43 in the housing 20. At this time, since the electrical wiring circuit for transmitting electricity passes through the side portion 25 and the push-pull rod 43 of the housing relative to each other, the rotation between the side portion 25 and the relative movement structure of the push-pull rod 43, It is preferred that the electrical transmission be configured in a contact manner (+,-separate connection). Since such a method of electricity transfer is well known, the drawings and detailed description thereof will be omitted.
또한, 하우징(20)의 구름 운동 범위가 크기 않으므로, 전선을 바로 하우징(20)에 연결하고, 전선 부분이 하우징(20)의 움직임에 의해 문제가 발생하지 않도록 여유 길이를 갖도록 하거나 플렉시블한 구간을 두어 구성하는 것도 가능하다.
In addition, since the rolling range of the housing 20 is not large, the electric wire is directly connected to the housing 20, and the wire portion has a length to be free or a flexible section so that the problem does not occur due to the movement of the housing 20. It can also be configured.
상기한 바와 같은 본 발명의 태양에너지 이용장치는, 원통형 구조를 갖는 하우징(20)을 설치할 수 있는 장소이면 옥상, 평지 공간 등 다양한 공간에 간편하게 설치하여 이용할 수 있다.The solar energy using device of the present invention as described above, can be used simply installed in a variety of spaces, such as a rooftop, flat space as long as the housing 20 having a cylindrical structure can be installed.
즉, 본 발명에 따른 태양에너지 이용장치는, 건물의 벽면이나 옥상, 지붕 등에 설치되어 이용될 수 있는데, 상기한 설치 바닥면(50)은, 벽면, 옥상, 지붕 등 본 발명의 장치가 설치되어 이용될 수 있는 모든 공간의 접촉면을 말한다. 다만 수평면이 아닌 벽면과 같은 수직 공간에 설치되는 경우에, 태양광 추적장치의 구름 운동을 위해, 그 위치를 지지하는 지지 구조물이 추가로 구비되는 것이 바람직하다.
That is, the solar energy using device according to the present invention can be installed and used on the wall, roof, roof, etc. of the building, the installation floor surface 50, the device of the present invention, such as the wall, roof, roof is installed It refers to the contact surface of all spaces that can be used. However, when installed in a vertical space such as a wall, not a horizontal plane, it is preferable that a support structure for supporting the position is further provided for the rolling motion of the solar tracking device.
도 5a 및 도 5b는 상기한 본 발명의 제1실시예를 기본 구조로 하여, 원통형 구조를 갖는 복수개의 태양광 추적장치(10)가 병렬로 연속적으로 설치된 구성을 보여준다.5A and 5B show a configuration in which a plurality of solar tracking devices 10 having a cylindrical structure are continuously installed in parallel with the first embodiment of the present invention as a basic structure.
각각의 태양광 추적장치(10)는 전술한 제1실시예의 구성과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있으므로, 반복 설명은 생략한다.Each solar tracking device 10 may be configured in the same or similar to the configuration of the above-described first embodiment, so that repeated description is omitted.
다만, 구동장치(40)는, 푸시풀 로드(43)가 각각의 태양광 추적장치(10)에 모두 연결되어, 푸시풀 로드(43)가 전후진 하는 변위량 만큼 각각의 태양광 추적장치(10)가 구름운동을 하면서 태양광을 추적할 수 있도록 구성된다.
However, the driving device 40 is that the push-pull rod 43 is connected to each of the solar tracking devices 10, so that each of the solar tracking devices 10 corresponds to the displacement amount of the push-pull rod 43 moving forward and backward. ) Is configured to track sunlight through cloud movement.
도 6은 전술한 제1실시예의 구성에서, 하우징(20) 상부를 구성하는 상측 부분(21; 도 1, 도 2 참조)이 제외된 상태의 구성을 보여준다. 이때 하우징의 하측 부분(23)은 그대로 구성되고, 집광 장치(30)에서 집광 렌즈(31)가 하우징(20)의 상부에서 외부로 노출되게 구성될 수 있다.FIG. 6 shows a configuration in which the upper portion 21 (see FIGS. 1 and 2) constituting the upper portion of the housing 20 is excluded from the configuration of the first embodiment described above. In this case, the lower portion 23 of the housing may be configured as it is, and the light collecting device 31 may be configured to be exposed to the outside from the upper portion of the housing 20 in the light collecting device 30.
필요에 따라서는 집광 렌즈(31)의 상부에 집광 렌즈를 보호하는 투명 보호패널을 설치하여 구성하는 것도 가능하다. 물론, 집광 렌즈(31) 대신에 커버 기능을 갖는 투명 패널만을 구성하는 것도 가능하다.
If necessary, a transparent protective panel that protects the condenser lens may be provided on the condenser lens 31. Of course, it is also possible to configure only the transparent panel which has a cover function instead of the condensing lens 31.
전술한 실시예들이 구동장치(40)로 유압 실린더와 같은 직선 구동 액츄에이터를 이용한 구성을 주로 예시하였으나, 도 7에 예시된 바와 같이 와이어 로프(47)를 이용하여 태양광 추적장치(10)를 구름 이동시키도록 구성하는 것도 가능하다.Although the above-described embodiments mainly exemplify a configuration using a linear drive actuator such as a hydraulic cylinder as the driving device 40, the solar tracking device 10 is clouded using the wire rope 47 as illustrated in FIG. It is also possible to configure to move.
즉, 태양광 추적장치(10)의 하우징(20) 둘레에 와이어 로프(47)를 감고, 이 와이어 로프(47)를 양쪽에서 당기고 미는 구조로 구동하게 되면, 하우징(20)이 구름 운동하면서 집광 장치(30)의 태양 위치 추적이 가능해진다.That is, when the wire rope 47 is wound around the housing 20 of the solar tracking device 10 and the wire rope 47 is pulled and pushed on both sides, the housing 20 collects while rolling. Sun position tracking of the device 30 is enabled.
이때, 와이어 로프(47)는 하우징(20)의 적어도 일측 둘레에 감긴 상태로 연결되고, 또한 다른 부분들은 풀리(48)에 감긴 상태로 연결될 수 있다. 그리고 한쪽 끝단에는 와이어 로프(47)를 당기거나 밀어주는 권선 모터(M)가 구비될 수 있고, 반대쪽에는 권선 모터(M)의 작동력에 대향하여 와이어 로프(47)에 탄성력을 제공하는 탄성 부재(49)가 구비되는 구성으로 이루어질 수 있다.In this case, the wire rope 47 may be connected in a state wound around at least one side of the housing 20, and other parts may be connected in a state of being wound around the pulley 48. And one end may be provided with a winding motor (M) for pulling or pushing the wire rope 47, the opposite side is provided with an elastic member for providing an elastic force to the wire rope 47 against the operating force of the winding motor (M) 49) may be provided.
도 7에서는 태양광 추적장치(10)의 하우징(20) 둘레에 와이어 로프(47)가 감긴 구조를 중심으로 나타내었으나, 이를 기본 구조로 하여 와이어 로프(47)를 양쪽에서 당기고 미는 구조로 하여 다양하게 변경하여 구동장치(40')를 구성할 수 있다.
In FIG. 7, the structure of the wire rope 47 is wound around the housing 20 of the solar tracking device 10, but the wire rope 47 is pulled and pushed from both sides using the basic structure. Can be configured to configure the drive device 40 '.
도 8은 강이나 바다 등 수상에 본 발명에 따른 태양광 추적장치가 설치된 상태를 예시한 도면이다.8 is a view illustrating a state in which the solar tracking device according to the present invention is installed in the water, such as a river or the sea.
즉, 태양광 추적장치(10)의 하우징(20)이 밀폐형 원통 구조이고, 내부에 집광 장치(30)가 설치되어 있으므로, 수상에 쉽게 띄울 수 있게 된다.That is, since the housing 20 of the solar tracking device 10 has a sealed cylindrical structure, and the light collecting device 30 is installed therein, the housing 20 of the solar tracking device 10 can be easily floated on the water.
이러한 구조를 이용하여 수상에 하나 또는 그 이상의 태양광 추적장치(10)를 배치한다.This structure is used to place one or more solar tracking devices 10 in the water phase.
구동장치(40)는 두 개의 구동 바(40a)(40b)로 구성되어, 이 두 구동 바의 상대 움직임을 이용하여 각각 하우징(20)을 회전시키는 구조로 구성할 수 있다. 본 실시예에서는 각 하우징(20)의 센터에 연결된 지지 바(40a)와, 각 하우징(20)의 상부에 연결된 구동 바(40b)를 각각 구성하여, 상측의 구동 바(40b)를 직선 이동시킴으로써 지지 바(40a)와의 상대 운동에 따라 각 태양광 추적장치(10)가 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.The drive device 40 is composed of two drive bars 40a and 40b, and may be configured to rotate the housing 20 by using the relative movement of the two drive bars. In this embodiment, the support bar 40a connected to the center of each housing 20 and the drive bar 40b connected to the upper portion of each housing 20 are respectively configured to move the upper drive bar 40b in a straight line. Each solar tracker 10 may be rotated according to a relative movement with the support bar 40a.
물론, 상기 구동 바(40b)에서 각 하우징(20)에 연결되는 부분에는 상대 운동이 원활하게 이루어지도록 긴 홀 구조의 슬롯(26)이 형성되는 것이 바람직하다.Of course, it is preferable that a slot 26 having a long hole structure is formed at a portion of the driving bar 40b connected to each housing 20 so that relative movement is smoothly performed.
이외의 각 태양광 추적장치(10)의 구성은 전술한 제1실시예의 구성과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있으므로, 반복 설명은 생략한다.
Since the configuration of each of the other solar tracking devices 10 may be the same as or similar to the configuration of the above-described first embodiment, repeated description thereof will be omitted.
도 9는 도 8에 예시된 실시예에서 구동장치(40)를 다르게 구성할 경우를 예시한 실시예의 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating an embodiment in which the driving device 40 is configured differently in the embodiment illustrated in FIG. 8.
도 8에 예시된 실시예에서는 각 하우징(20)이 지지 바(40a)를 중심으로 회전하는 구조로 이루어졌으나, 도 9에 예시된 실시예에서는 각 하우징(20)이 지지 바(412) 위에서 구름 운동하도록 구성된다.In the embodiment illustrated in FIG. 8, each housing 20 is configured to rotate about the support bar 40a. However, in the embodiment illustrated in FIG. 9, each housing 20 rolls over the support bar 412. Configured to exercise.
즉, 각 하우징(20)의 센터 부분에는 피니언(210)이 각각 구비되고, 이 피니언(210)을 중심으로 하측에 지지 바(412)가 위치되고, 상측에 구동 바(411)가 위치된다. 물론, 지지 바(412)와 구동 바(411)는 상기 피니언(210)에 치합될 수 있도록 상호 마주하는 면에 랙이 각각 형성된다.That is, the pinion 210 is provided in the center portion of each housing 20, the support bar 412 is positioned below the pinion 210, and the driving bar 411 is positioned above the pinion 210. Of course, the support bar 412 and the drive bar 411 are each formed in a rack facing each other to be engaged with the pinion (210).
이와 같은 구조를 통해, 상측의 구동 바(411)가 직선 이동하게 되면, 각 하우징(20)의 피니언(210)이 하측의 지지 바(412) 위에서 구름 이동함에 따라 집광 장치(30)의 기울기가 변화되면서 태양광 추적이 가능해진다.Through such a structure, when the upper driving bar 411 moves linearly, the inclination of the light concentrating device 30 is tilted as the pinion 210 of each housing 20 moves on the lower support bar 412. As it changes, solar tracking becomes possible.
물론, 하측 지지 바(412)도 직선 이동이 가능하게 구성할 수 있으나, 이때에는 상측의 구동 바(411)와 서로 반대 방향으로 상대 이동함과 아울러 이동 속도에 차이가 있도록 제어함으로써 가능하다.Of course, the lower support bar 412 can also be configured to be linearly moved, but in this case, it is possible to control the difference in the movement speed and the relative movement in the opposite direction to the upper drive bar 411.
구동 바(411)를 직선 이동시키는 구동 방식은 공지의 직선 이동 구동 기구를 이용하여 구성할 수 있다. 예를 들면, 리니어 모터, 볼 스크류, 유압 실린더 등이 있을 수 있다.The drive system which linearly moves the drive bar 411 can be comprised using a well-known linear movement drive mechanism. For example, there may be a linear motor, ball screw, hydraulic cylinder and the like.
도 9에서 도면 부호 415는 구동 바(411)의 직선 이동을 안내하는 가이드를 나타내고, 417은 구동 바(411)를 직선 이동시키도록 구동력을 제공하는 직선이동구동기구를 나타낸다. In FIG. 9, reference numeral 415 denotes a guide for guiding linear movement of the driving bar 411, and 417 denotes a linear movement driving mechanism that provides driving force to linearly move the driving bar 411.
그리고 도면 부호 418은 구동 바(411)와 지지 바(412)가 상대 운동 가능하도록 연결된 연결부를 나타낸다.
In addition, reference numeral 418 denotes a connection portion to which the driving bar 411 and the support bar 412 are connected to allow relative movement.
도 10은 도 9에 예시된 구조를 이용하여 공중에 설치된 상태의 실시예의 도면이다.10 is a diagram of an embodiment in a state of being installed in the air using the structure illustrated in FIG. 9.
도 10에 예시된 실시예에서는 건물(S)과 건물(S) 사이 공간에 설치하는 것이 가능해진다. In the embodiment illustrated in FIG. 10, it is possible to install in the space between the building S and the building S. FIG.
건물과 건물 사이에 태양광 추적장치(10)의 하우징(20)들을 일렬로 배열하고, 앞서 설명한 지지 바(412)와 구동 바(411)를 이용하여 건물(S) 사이에서 각 하우징(20)들을 구름 이동시키면서 태양광을 추적할 수 있도록 구성할 수 있다.Arrange the housings 20 of the solar tracker 10 in a line between the building and each housing 20 between the buildings S using the support bar 412 and the drive bar 411 described above. They can be configured to track sunlight while moving clouds.
이때, 지지 바(412)는 그 양단부가 두 건물(S) 사이에 지지되게 설치되는 것이 바람직하고, 구동 바(411)는 적어도 어느 한 쪽 건물(S) 쪽에 구비된 구동기구에서 구동 바(411)를 직선 이동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.At this time, the support bar 412 is preferably installed so that both ends are supported between the two buildings (S), the drive bar 411 is a drive bar 411 in the drive mechanism provided on at least one building (S) side. ) Is preferably configured to be able to linearly move.
상기에서는 건물과 건물 사이에 설치되는 구성을 설명하였으나, 건물 대신에 수직으로 세워진 지지 구조물 사이의 공간에 설치하는 것도 가능하고, 건물과 지지 구조물 사이에 설치하는 것도 가능하다.
In the above, the configuration installed between the building and the building has been described, but it is also possible to install in the space between the vertical support structure instead of the building, it is also possible to install between the building and the support structure.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 다른 실시예의 구성으로서, 도 6에 도시된 실시예의 구성에서, 상부에 루버 구조의 반사판을 설치한 실시예를 보여준다.11 to 12 illustrate a configuration of another embodiment of the present invention, in which a reflection plate having a louver structure is disposed on the structure of the embodiment illustrated in FIG. 6.
즉, 태양광 추적장치(10)의 하우징(20) 상부를 개방시키고, 다수의 반사 루버(37)들을 하우징(20)의 길이 방향으로 연속하여 일정 간격마다 배치한 구조로 이루어진다.That is, the upper part of the housing 20 of the solar tracking device 10 is opened, and a plurality of reflective louvers 37 are continuously arranged in the longitudinal direction of the housing 20 at regular intervals.
이러한 반사 루버(37)들은 도 12에 예시된 바와 같은 리니어 액츄에이터(61)에 의해 직선 이동하는 구동 바(63)에 연결되어 동시에 회전하면서 태양광을 추적할 수 있도록 구성된다. 이때 리니어 액츄에이터(61)는 리니어 모터와 같은 직선 왕복 운동력을 발생시키는 구동 기구이면 공지의 구성을 채택하여 구성가능하며, 구동 바(63)는 각각의 반사 루버(37)와 직선 및 회전 운동에 따른 변위차를 해소할 수 있도록 슬롯 연결 구조를 갖도록 구성된다.These reflective louvers 37 are configured to be connected to a drive bar 63 moving linearly by a linear actuator 61 as illustrated in FIG. 12 so as to track sunlight while simultaneously rotating. In this case, the linear actuator 61 may be configured by adopting a known configuration as long as it is a driving mechanism that generates a linear reciprocating force such as a linear motor, and the driving bar 63 may be formed according to the respective reflection louvers 37 and the linear and rotary motions. It is configured to have a slot connection structure to solve the displacement difference.
반사 루버(37)는 실시 조건에 따라 다양하게 그 형상과 구조를 변형하여 실시할 수 있다.The reflective louver 37 can be implemented by modifying the shape and structure in various ways according to the implementation conditions.
그리고, 하우징(20)의 내측에는 역삼각의 양쪽면을 형성하는 부분에 반사판(33)을 구성할 수 있으며, 하측의 꼭지점 부분에 집광부(35)가 구비된다. 이때 집광부(35)는 전술한 실시예에들과 달리, 각각의 반사 루버(37)에 의해 태양광이 집광되는 위치에 각각 배치되는 방식으로 구성할 수 있다.In addition, the inside of the housing 20 can form the reflecting plate 33 in the part which forms both surfaces of an inverted triangle, and the light condensing part 35 is provided in the vertex part of the lower side. In this case, unlike the above-described embodiments, the light collecting part 35 may be configured in such a manner that each of the light collecting parts 35 is disposed at a position where sunlight is collected by each of the reflective louvers 37.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양추적장치는 구동장치(40)의 작동에 따라 하우징(20)이 구름 운동을 하면서 좌우로 회전하고, 리니어 액츄에이터(61)의 작동에 따라 반사 루버(37)가 전후 방향으로 회전함에 따라 태양의 방위각 추적은 물론 고도 추적도 가능하게 구성된다.Solar tracking device according to another embodiment of the present invention configured as described above is rotated from side to side while the rolling motion of the housing 20 in accordance with the operation of the drive device 40, the reflection according to the operation of the linear actuator 61 As the louver 37 rotates in the front-rear direction, the azimuth tracking as well as the altitude tracking of the sun are possible.
이외의 구성은 전술한 실시예의 구성을 통해 용이하게 실시할 수 있으므로 반복 설명은 생략한다.
Other configurations can be easily implemented through the configuration of the above-described embodiment, so repeated description is omitted.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예를 보여주는 평면도 및 측면도로서, 원통형 구조를 갖는 각 태양광 추적장치(10)들 사이에 보조 브래킷(70)이 설치된 실시예의 구성을 보여준다.13 is a plan view and a side view showing another embodiment of the present invention, showing the configuration of the embodiment in which the auxiliary bracket 70 is installed between each of the solar tracking device 10 having a cylindrical structure.
보조 브래킷(70)은 각 태양광 추적장치(10)들이 위치된 설치 바닥면(50)에서 상부로 돌출되게 설치된다.The auxiliary bracket 70 is installed to protrude upward from the installation bottom surface 50 on which the solar tracking devices 10 are located.
이러한 보조 브래킷(70)은 크게 두 가지 기능을 갖도록 구성될 수 있는데, 하나는 원통형 구조의 태양광 추적장치(10)의 구름 이동을 제한하는 브레이크 기능을 갖도록 하고, 다른 하나는 태양광을 집광 장치 방향으로 반사시켜 태양 에너지 이용 효율을 높이도록 하는 기능을 갖도록 구성할 수 있다. 물론, 어느 하나의 기능만을 갖도록 구성하는 것도 가능하다.The auxiliary bracket 70 may be configured to have two functions largely, one to have a brake function to limit the movement of the cloud of the solar tracking device 10 of the cylindrical structure, and the other to collect the sunlight It can be configured to have a function to reflect in the direction to increase the efficiency of solar energy utilization. Of course, it is also possible to configure to have only one function.
여기서 보조 브래킷(70)의 반사 기능은, 태양광 추적장치(10)의 원통 둘레, 즉 하우징 둘레에 표면 집광 장치를 설치하고, 이 표면 집광 장치에 태양광을 반사시켜서 태양 에너지 이용 효율을 높일 수 있도록 하는 것이다. In this case, the reflection function of the auxiliary bracket 70 may increase the efficiency of solar energy utilization by installing a surface light collecting device around the cylinder of the solar tracking device 10, that is, around the housing, and reflecting sunlight to the surface light collecting device. To ensure that
이와 같은 기능을 갖는 보조 브래킷(70)은 돌출 정점을 중심으로 양쪽 태양광 추적장치 방향으로 경사진 면을 갖도록 구성할 수 있다.Auxiliary bracket 70 having such a function can be configured to have a surface inclined toward both solar tracking device around the protruding apex.
물론, 가장 바깥쪽에 위치된 보조 브래킷(70)은 한쪽에만 경사면을 갖도록 구성할 수 있다.Of course, the outermost auxiliary bracket 70 can be configured to have an inclined surface on only one side.
도 13에서 참조 번호 80은 태양광 추적장치(10)의 구름 운동을 안내하는 가이드 레일을 나타낸다.In FIG. 13, reference numeral 80 denotes a guide rail for guiding the rolling motion of the solar tracking device 10.
이외의 구성은 전술한 실시예들의 구성을 통해 용이하게 실시할 수 있으므로 반복 설명은 생략한다.
Since other configurations can be easily implemented through the configuration of the above-described embodiments, repeated description is omitted.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the technical ideas described in the embodiments of the present invention can be performed independently of each other, and can be implemented in combination with each other. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.

Claims (3)

  1. 통형 구조로 형성되어 두 개의 지지 구조물 사이에 배치되는 하우징과;
    상기 하우징에 구비되어 태양광을 집광 또는 집열시키는 집광 장치와;
    상기 지지 구조물에 지지된 상태에서 상기 집광 장치의 태양광 추적이 가능하도록 상기 하우징을 구름 이동시키는 구동장치를 포함한 것을 특징으로 하는 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치.
    A housing formed in a tubular structure and disposed between the two support structures;
    A light collecting device provided in the housing to collect or collect sunlight;
    Cloud type solar tracking solar energy using device comprising a drive device for rolling the housing to enable the solar tracking of the light collecting device in a state supported by the support structure.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동장치는, 상기 하우징에 연결된 두 개의 바를 상대 운동시켜 하우징을 회전 운동시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치.
    The method according to claim 1,
    The driving device is a cloud type solar tracking solar energy using device, characterized in that configured to rotate the housing by the relative movement of the two bars connected to the housing.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하우징에는 피니언이 구비되고,
    상기 두 개의 바는 상기 피니언을 중심으로 상하로 배치되어 적어도 어느 하나가 직선 이동함에 따라 상기 하우징이 구름 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 구름형 태양추적식 태양에너지 이용장치.
    The method according to claim 2,
    The housing is provided with a pinion,
    The two bars are vertically arranged around the pinion, and at least one of the cloud-type solar tracking solar energy using device, characterized in that the housing is configured to move in a cloud movement as a linear movement.
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