KR20130011308A - 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법 - Google Patents

결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20130011308A
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동국중전기 주식회사
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Abstract

본 발명은 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 하부에 두 개의 선체와 복수의 기둥과 기둥의 상부에 격납이 가능하며 만곡된 형태를 갖는 지붕과 전방에 용두와 후방에 꼬리부로 구성된 거북선박과 복수의 태양전지가 프레임에 결합된 다면구체형 태양전지모듈이 지붕의 상부에 설치되며, 상기 지붕의 내부에 복수로 구성되는 권취롤과 권취롤에 권취되어 프레임이 결합된 플렉시블 태양전지모듈과 상기 권취롤의 하방에 복수의 이송체가 구비된 이송축과 이송체에 결합되는 다중 관절구조의 암이 프레임에 연결되어 상기 이송축에 결합된 기어와 상기 기어에 수직하여 모터가 결합된 기어가 배치되는 것을 포함하여 어닝형 태양전지모듈로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 구성으로 별도의 연료 또는 상시전력의 사용이 필요없으며 유지보수 및 점검이 용이하며 유해물질 배출이 없으며 전력을 판매하여 수익이 발생하여 유지관리에 큰 비용이 소요되지 않으며 해상, 저수지, 강 등에서 폭넓게 활용이 가능하다.

Description

결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법{solar energy turtle-ship}
본 발명은 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 거북선 형태의 선박에 다방향 채광이 가능한 다면구체형 태양전지모듈과 플렉시블 태양전지모듈을 이용한 상시 태양광 발전으로 순수한 태양광에너지만을 사용하여 선박의 운항 및 선박에 필요한 모든 전기에너지를 사용하는 선박에 관한 것이다.
흔히 이순신 장군을 말하면 생각나는 것은 거북선이 있다. 거북선은 조선시대에 이순신 장군에 의하여 건조된 군함으로써 해전에서 상당한 능력을 보여주었다.
거북선은 예로부터 현재까지 거북선에 대해 많은 연구를 하고 있으며, 거북선을 복원하고 여러 가지 연구들이 나올 만큼 학자들의 관심이 높다. 현재는 여수거북선대축제에서 보는 바와 같이 상징적인 의미로 자리매김 해오고 있다.
그리하여 거북선 형태의 선박들이 꾸준히 제작되어 사용되기도 한다. 거북선이 제작되어 운항을 하게 되면 그에 따라 다른 선박들과 동일하게 엔진이 탑재되어 연료를 소비하게 되며, 그 상징성으로 인해 많은 유지관리비용이 들어가게 될 것이다. 상기 사항은 현대에 만들어지는 거북선뿐만 아니라 연료를 사용하는 모든 선박들에 해당되는 사항이다.
요즈음에는 대부분을 수입에 의존하는 연료의 연료비 상승과 물가상승으로 인한 관리비용의 상승으로 거북선을 비롯한 선박들을 보유하거나 이용하는 개인이나 단체가 금전적인 부담이 적지 않으며, 그로 인해 선박을 이용하는 비중이 줄어들며 수상관련 사업은 점차 어려워 질 것이다. 또한 연료를 이용하는 선박들은 기본적으로 환경오염물질을 배출하여 국가적으로 녹색성장에 영향이 있을 것이며 머지않아 시행되는 탄소배출권의 확보가 어려워 질 것이며, 나아가서 국제적으로 연료에너지에 대한 경제적으로나 오염물질의 배출에 대한 환경적인 문제를 낳고 있다.
최근에는 이러한 문제를 해결하고자 태양광발전 및 풍력발전을 적용한 선박을 개발하고 있지만 태양광발전에 필요한 설치면적에 비하여 선박의 크기가 한정되어 있기 때문에 많은 전기에너지를 얻을 수 없는 관계로 연료에너지와 함께 보조 에너지로만 사용할 수 있을 뿐 주 에너지원으로는 사용하기가 어려운 상황이다.
본 발명은 상기 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 녹색성장에 맞추어 기존에 사용해 오던 연료에너지를 대체한 무한하고 청정한 에너지원인 태양광에너지를 이용하여 연료에너지의 소비에 대한 부담을 감소시키고 오염물질을 배출하지 않도록 하며 선박 상의 한정된 면적에서 벗어나서 더 많은 태양전지모듈을 설치하여 많은 양의 태양광발전으로 순수 태양광에너지만으로 주 동력에너지로 사용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 하부에 두 개의 선체와 복수의 기둥과 기둥의 상부에 격납이 가능하며 만곡된 형태를 갖는 지붕과 전방에 용두와 후방에 꼬리부로 구성된 거북선박과 복수의 태양전지가 프레임에 결합된 다면구체형 태양전지모듈이 지붕의 상부에 설치되며, 상기 지붕의 내부에 복수로 구성되는 권취롤과 권취롤에 권취되어 프레임이 결합된 플렉시블 태양전지모듈과 상기 권취롤의 하방에 복수의 이송체가 구비된 이송축과 이송체에 결합되는 다중 관절구조의 암이 프레임에 연결되어 상기 이송축에 결합된 기어와 상기 기어에 수직하여 모터가 결합된 기어가 배치되는 것을 포함하여 어닝형 태양전지모듈로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법은 무한한 에너지를 공급받을 수 있는 태양광의 채광으로 전기에너지를 발전하며 선박이라는 한정된 면적에 태양전지모듈을 다중 구조로 구성하여 채광율을 극대화 시켜 동면적 대비 배수의 태양광발전이 가능하며 이로 인해 석유, 가스 등의 별도의 연료나 상시전력의 공급을 할 필요없이 태양광에너지만으로 선박의 운용이 가능하다. 또한, 발전차액제도를 적용하여 발전전력의 잉여전력을 한국전력공사에 판매를 하여 수익이 발생할 수도 있다. 또한 연료의 미사용으로 인해 환경오염에 따른 자연생태파괴, 지구 온난화 등의 부작용이 발생되지 않으며, 이산화탄소의 미배출로 탄소배출권 확보도 유리해진다. 아울러 해상은 물론 저수지나 강 등의 환경보호 지역에서 사용하기에 적합한 효과가 있다.
도 1은 태양광발전 거북선박의 평면도 및 배면도 및 지붕 단면도.
도 2는 태양광발전 거북선박의 평면도 및 배면도.
도 3은 태양광발전 거북선박의 측면도.
도 4는 태양광발전 거북선박의 평면 투시도.
도 5는 태양광발전 거북선박의 평면 투시도.
도 6은 어닝형 태양전지모듈 사시도.
도 7은 어닝형 태양전지모듈 사시도 및 저면도.
도 8는 회로 구성도.
도 9은 다면구체형 태양전지모듈이 설치된 정면 및 측면 단면도.
도 10은 플렉시블 태양전지모듈 및 태양전지모듈 정면도.
도 11은 발전단지 설비 계통도.
이하, 본 발명에 의한 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 어닝형 태양전지모듈이 전개되었을 때의 태양광발전 거북선박 평면도, 배면도 및 지붕의 측단면도 이며, 도 2는 어닝형 태양전지모듈이 접혔을 때의 태양광발전 거북선박 평면도 및 배면도이며, 도 3은 어닝형 태양전지모듈이 전개되었을 때의 태양광발전 거북선박 측면도 이며, 도 4는 어닝형 태양전지모듈이 전개되었을 때의 태양광발전 거북선박 투시 구조도이며, 도 5는 어닝형 태양전지모듈이 접혔을 때의 투시 구조도이며, 도 6은 어닝형 태양전지모듈이 전개되었을 때의 사시도 이며, 도 7는 어닝형 태양전지모듈이 접혔을 때의 사시도 및 저면도 이며, 도 8은 태양광발전 거북선박의 회로구성도 이며, 도 9는 지붕에 설치된 다면구체형 태양전지모듈의 정단면도 및 측단면도 이며, 도 10은 태양전지모듈 및 플렉시블 태양전지모듈의 정면도 이며, 도 11은 발전단지 설비 계통도 이다..
본 발명의 구성은 최하부의 후방에 프로펠러(102)가 결합된 선체(101)가 좌우로 두 개가 배치되며, 상기 선체(101)의 상부에 지붕(104)을 지지할 수 있도록 복수의 기둥(103)이 설치되며, 상기 기둥(103)의 상부에 격납이 가능하도록 빈공간이 형성되어 상면이 만곡된 형태의 지붕(104)이 설치된다. 선체(101)의 전방에는 용두(105)가 설치되며, 또한, 선미에는 좌우로 두 개의 판이 평행하도록 배치된 꼬리부(106)가 설치되는 것을 포함하는 선박(100)으로 구성된다. 또한, 선체(101)의 전방 좌우측면으로 보조 모터(118)가 결합된 복수의 프로펠러(117)가 설치되어 운항 중인 선박이 좌측 또는 우측의 보조 모터(118)가 작동하면 프로펠러(117)가 회전하면서 방향전환을 하기 쉽도록 도와주는 역할을 한다.
상기 지붕(104)의 상면 전체에 걸쳐 결합홈(203)이 형성된 복수의 프레임(202)이 지붕(104) 내부에 상기 프레임(202)과 동일선상에 위치하는 결합프레임(204)이 평행하여 일정한 간격을 가져 함께 체결기구(205)로 결합되며, 상기 지붕(104) 내부에 결합프레임(204)에 수직하여 일정한 간격으로 평행하게 배치된 결합프레임(207)과 동일선상에 지붕(104) 상면에 프레임(206)이 체결기구(208)로 결합되며, 결합된 프레임(202)의 결합홈(203)에 태양전지모듈(201)이 길이방향으로 삽입된다.
상기 지붕(104)의 내부에는 좌우측 및 선미측에 복수의 어닝형 태양전지모듈(300)이 배치된다. 상기 어닝형 태양전지모듈(300)은 유연성을 가져 종이처럼 둥글게 말리는 복수의 플렉시블 태양전지모듈(301)을 권취할 수 있도록 상방에 권취롤(303)이 배치되며, 상기 권취롤(303)의 하방으로 권취롤(303)과 평행하게 이송축(304)이 배치된다. 상기 이송축(304)에는 좌우로 움직이는 복수의 이송체(305)가 구비되며, 상기 이송체(305)의 일측에는 다중 관절구조로 구성된 암(306)이 결합되다. 상기 암(306)은 플렉시블 태양전지모듈(301)의 일측에 결합된 프레임(302)에 결합된다. 상기 이송축(304)의 길이 끝단에 경사진 기어(307)가 결합되며, 상기 기어(307)에 수직하게 또 다른 기어(308)가 배치되며 상기 기어(308)에 모터(309)가 결합된다.
도 4 내지 도 7을 살펴보면, 상기 구성으로 모터(309)가 가동할 시 이송축(304)이 회전하며 복수의 이송체(305)가 모터(309)의 회전방향에 따라 내측 또는 외측으로 이동하며 암(306)이 접히고 펴지는 동작을 하게 된다. 이때 암의 끝단에 결합되어 있는 프레임(302)이 플렉시블 태양전지모듈(301)을 강제로 당기거나 밀어 넣어 어닝형 태양전지모듈(300)이 전개되거나 접혀지는 동작을 하게 된다.
상기 어닝형 태양전지모듈(300)은 정박시에는 지붕(104) 내부로 접어놓아 다면구체형 태양전지모듈(200)로만 발전하며 운항할 시에는 모두 전개하여 선박의 면적을 초월한 최대면적으로 태양광의 채광을 극대화 시켜 풍부한 전기에너지를 얻을 수 있다. 또한 갑판(104) 위에 뜨거운 햇볕이 내리쬐지 못하도록 하는 역할도 겸한다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 태양전지모듈(201) 및 플렉시블 태양전지모듈(301)은 사각형태를 갖게 된다.
도 11에 도시된 바를 살펴보면, 거북선박(100)과 다면구체형 태양전지모듈(200)과 어닝형 태양전지모듈(300)로 구성되는 복수의 태양광발전 거북선박(10)이 계류장에 정박되어 발전된 전기에너지를 제어반(400)을 통해 인버터(500)로 송전되며 인버터(500)에서 직류전기에너지를 교류전기에너지로 변환하여 계량기(600)를 통해 한전으로 송전하여 발전차액에 따른 수입을 얻거나 부하로 출력하여 사용하게 된다.
상기 제어반(400)은 1차 보호장치인 차단기(401)가 설비되며 역전류를 방지하기 위한 다이오드(402)가 설비되며 발전전류를 측정하는 전류계(403) 및 발전전압을 측정하는 전압계(404)로 구성된다.
또한, 인버터(500)로 입력되는 발전전력의 정보를 데이터기록체(701)와 컴퓨터(702)로 구성된 모니터링시스템(700)에서 출력하여 정보를 확인할 수 있다.
또한, 일사량을 측정할 수 있는 일사량계(801)와 표면온도 및 대기온도를 측정할 수 있는 온도센서(802)를 포함하는 센서박스(800)가 인버터(500)로 측정값을 전송하며 이 역시 모니터링시스템(700)에서 확인 가능하다.
상기와 같은 구성으로 복수의 태양광발전 거북선박(10)을 활용하여 발전단지의 조성이 가능하다.
10 : 태양광발전 거북선박 100 : 거북선박 101 : 선체 102 : 프로펠러
103 : 기둥 104 : 지붕 105 : 용두 106 : 꼬리부 107 : 조종타
110 : 제어부 111 : 수확회로 112 : 단자대 113 : 충전컨트롤러 114 : PCS
115 : 축전지 116 : 모터 117 : 프로펠러 118 : 보조 모터
200 : 다면구체형 태양전지모듈 201 : 태양전지모듈 202 : 프레임
203 : 결합홈 204 : 결합프레임 205 : 체결기구 206 :프레임
207 : 결합프레임 208 : 체결기구
300 : 어닝형 태양전지모듈 301 : 플렉시블 태양전지모듈 302 : 프레임
303 : 권취롤 304 : 이송축 305 : 이송체 306 : 암 307 : 기어
308 : 기어 309 : 모터
400 : 제어반 401 : 차단기 402 : 다이오드 403 : 전류계 404 : 전압계
500 : 인버터
600 : 계량기
700 : 모니터링시스템 701 : 데이터기록체 702 : 컴퓨터
800 : 센서박스 801 : 일사량계 802 : 온도센서

Claims (8)

  1. 후방에 프로펠러(102)가 결합되며 모터가 내장된 두 개의 선체(101)가 하부에 배치되며, 상기 선체(101)의 상부면에 복수의 기둥(103)이 세워지며, 상기 기둥(103) 상부에 격납이 가능하며 만곡된 형태를 갖는 지붕(104)이 설치되며, 상기 선체(101)의 전방에 용두(105)가 설치되며, 상기 선체(101)의 후방에 꼬리부(106)가 설치된 것을 포함하는 거북선박(100)과;
    상기 지붕(104)의 내부에 배치되어 복수의 플렉시블 태양전지모듈로 구성된 복수의 어닝형 태양전지모듈(300)과;
    상기 지붕(104)의 상면에 설치되어 복수의 태양전지모듈(201)로 구성된 다면구체형 태양전지모듈(200)과,
    상기 선체(104)의 내부에 구비된 제어부(110)를 포함하여,
    상기 어닝형 태양전지모듈(300)과 상기 다면구체형 태양전지모듈(200)이 태양광발전을 수행하여 전기를 공급하는 것을 특징으로 하는 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법
  2. 제 1항 내지 제 2항에 있어서,
    상기 용두(105)는 내부에 조종타(107)가 구비되어 거북선박을 조종할 수 있는 조종실 인 것을 특징으로 하는 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 어닝형 태양전지모듈(300)은 상방에 일측 끝단에 프레임(302)이 결합된 복수의 플렉시블 태양전지모듈(301)이 권취롤(303)에 권취되며, 하방에 복수의 이송체(305)가 구비된 이송축(304)이 권취롤(303)과 평행하게 배치되며, 상기 이송축(304)의 끝단에 기어(307)가 결합되며, 상기 기어(307)에 수직하여 모터(309)가 결합된 기어(308)가 배치되며, 프레임(302)과 이송체(305)간에 다중 관절구조로 구성된 암(306)이 연결된 것을 특징으로 하는 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다면구체형 태양전지모듈(200)은 지붕(104)의 상면에 결합홈(203)이 형성된 복수의 프레임(202)이 평행하게 일정한 간격은 가지며 지붕(104)의 내부에 프레임(202)과 동일선상에 위치한 결합프레임(204)과 함께 체결기구(205)로 결합되며 상기 지붕(104) 상면에 상기 프레임(202)에 수직하여 복수의 프레임(206)이 평행하여 일정한 간격을 가지며 지붕(104) 내부에 결합프레임(204)과 수직하여 프레임(206)과 동일선상에 위치한 결합프레임(207)이 함께 체결기구(208)로 결합되며 결합된 프레임(202)의 결합홈(203)에 태양전지모듈(201)을 삽입하는 것을 특징으로 하는 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(110)는 수확회로(111)와, 단자대(112)와, 충전컨트롤러(113)와, PCS(114) 및 축전지(115)를 포함하는 것을 특징으로 하는 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법
  6. 제 1항에 있어서,
    회로구성은 다면구체형 태양전지모듈(200)에서 수확회로(111)로 연결되며 상기 수확회로(111)에서 단자대(112)를 거쳐 충전컨트롤러(113)로 연결되며, 충전컨트롤러(113)에서 축전지(115), PCS(114) 및 프로펠러(102)와 결합된 모터(116)로 연결되는 것을 특징으로 하는 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 거북선박(100)과, 상기 다면구체형 태양전지모듈(200)과, 상기 어닝형 태양전지모듈(300)로 구성되는 태양광발전 거북선박(10)과;
    상기 태양광발전 거북선박(10)에서 발전된 전기에너지를 제어하는 차단기(401)와 역전류를 방지하는 다이오드(402)와 전류를 측정하는 전류계(403)와 전압을 측정하는 전압계(404)를 포함하는 제어반(400)과;
    상기 제어반(400)을 거쳐 직류전기에너지를 교류전기에너지로 변환하는 인버터(500)와;
    상기 인버터(500)에서 변환된 교류전기에너지를 계량기(600)를 통해 한전으로 송전 또는 부하출력하며;
    상기 인버터(500)에 입력되는 태양광발전 정보를 데이터기록체(701)를 통해 컴퓨터(702)로 출력하는 모니터링시스템(700)과;
    상기 인버터(500)에 연결되어 측정값을 입력하는 일사량계(801)와 온도센서(802)를 포함하는 센서박스(800)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 선박(100)은 선체(101)의 전방 좌우측면에 보조 모터(118)가 결합된 복수의 프로펠러(117)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결정질 다면구체 모듈 및 다층 플렉시블 어닝 모듈 태양광발전 구동 거북선박을 이용한 발전단지조성 시스템 및 그 제조방법

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KR20150086437A (ko) * 2014-01-18 2015-07-28 기술융합협동조합 다목적 스마트 무인 선박
CN105186973A (zh) * 2015-08-12 2015-12-23 无锡同春新能源科技有限公司 互联网+用感知层技术管理北斗定位水面漂浮光伏电站群
CN106143843A (zh) * 2016-07-12 2016-11-23 上海海洋大学 一种仿生龟

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