KR20130021510A

KR20130021510A - 쏠라셀 판넬 개폐장치

Info

Publication number: KR20130021510A
Application number: KR1020110083789A
Authority: KR
Inventors: 엄분도; 이종상
Original assignee: 엄분도
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-03-06

Abstract

본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치는 다수의 쏠라셀 판넬(1)을 1개의 태양광 발전장치에 설치하여 대형의 구조물을 이루는 경우 강한 바람에 의해 구조물에 작용하는 풍압이 커지게 되면 구조물의 비틀림이나 흔들림을 유발하는 등 안전성을 저해할 수 있어, 이에 대한 구조물 안전성을 제고하기 위하여 태양광 발전장치에서 넓은 면적을 가지는 쏠라셀 판넬(1)의 일부에 회전축과 웜기어를 구비하고 이를 구동할 모터(2)와 웜을 맞물리고 쏠라셀 판넬(1)의 위치를 구속하는 스토퍼(3)과 (4)와 걸림쇠 뭉치(5)와 (6) 및 리미트 스위치(9), (9')과 (10)를 장치함으로써 쏠라셀 판넬(1)을 개방할 수 있도록 하여 바람이 쉽게 빠져나가 구조물 전체에 미치는 풍압을 낮출 수 있도록 고안한 것이며 각각의 쏠라셀 판넬(1)에 개폐장치를 구비할 수도 있고 다수의 쏠라셀 판넬(1)을 하나의 구동 모터(2)에 연결하여 동시에 작동하게 할 수도 있다.

Description

쏠라셀 판넬 개폐장치{Device for opening and closing solar panel}

본 발명은 쏠라셀 판넬을 장착한 태양광 발전장치에서 태풍 등 강한 외부의 압력이 작용할 경우 구조물 전체에 미치는 비틀림이나 흔들림을 줄이기 위하여 쏠라셀 판넬의 일부를 개방하여 공기의 흐름이 이루어지도록 하는 장치이다.

태양광 발전장치에서 넓은 면적을 형성하는 쏠라셀 판넬이 강풍이나 태풍에 대해 구조물 자체가 충분한 강성을 갖도록 설계하고 있으나 구조물이 커질수록 풍압이 작용하는 면적이 넓어지며 구조물에 미치는 압력이 커지므로써 특히 태양광 추적장치를 가진 추적식 구조물의 대형화에 커다란 장애가 되고 있다.

태양광 발전에서 넓은 면적을 가지는 쏠라셀 판넬을 다수 개를 배열하여 대형화하는 경우, 쏠라셀 판넬의 일부를 열고 닫을 수 있도록 장치하여 쏠라셀 판넬 전체면적이 받는 풍압의 일부를 완화하도록 장치하므로써 구조물의 대형화가 가능하도록 한다.

일정 크기의 쏠라셀 판넬을 복수 개를 배열하여 대규모 발전을 하는 태양광 발전장치에서 쏠라셀 판넬에 회전축, 쏠라셀 판넬의 외곽에 스토퍼를 장착하고 감속기를 내장한 전동식 또는 공압식 모터와 웜기어장치를 부착하여 회전문처럼 열고 닫을 수 있도록 함으로써 풍압이 정해진 세기에 이르는 경우 이를 열어 주므로써 구조물에 미치는 풍압을 완화할 수 있도록 한다.

일정 크기 쏠라셀 판넬의 태양광 발전장치를 다수 개 나열하여 운영하는 방식에서 하나의 태양광 발전장치에 다수 개의 쏠라셀 판넬을 장착하여 대형화를 이룸으로써, 단일 발전장치로 운영이 가능하고 1축 또는 2축 추적식을 적용하는 경우 태양광 발전장치 설치 토지면적당 더 많은 발전면적을 만들 수 있어 토지를 생산용 경작이나 다른 용도로 사용이 가능함으로써 토지 생산성도 높일 수 있다.

도 1은 다수의 쏠라셀 판넬을 단일 발전장치로 설비한 대형의 태양광 발전장치를 일례로 보여주는 사시도
도 2는 본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치의 구조를 설명하는 사시도
도 3은 본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치에서 쏠라셀 판넬(1)이 열려있는 모양을 설명하는 사시도
도 4는 도 2의 쏠라셀 판넬 개폐장치에서 쏠라셀 판넬(1)의 닫힘과 열림을 자세히 설명하기 위한 A-A 단면도
도 5는 도 2의 쏠라셀 판넬 개폐장치에서 쏠라셀 판넬(1)의 닫힘과 열림을 자세히 설명하기 위한 B-B 단면도
도 6은 도 2의 쏠라셀 판넬 개폐장치에서 쏠라셀 판넬(1)의 닫힘과 열림을 자세히 설명하기 위한 C-C 단면도
도 7은 쏠라셀 판넬 개폐장치에서 쏠라셀 판넬(1)의 열림과 닫힘 작동의 순서를 도시한 제어순서도
도 8은 쏠라셀 판넬 개폐장치에서 전기식 구동모터를 일례로 적용한 개념적 순차제어 회로도
도 9는 쏠라셀 판넬의 개폐스위치의 작동과 접점을 도시한 설명도
도 10은 2개 이상의 개폐식 쏠라셀 판넬을 적용함에 있어 각 솔라셀 판넬을 개별적으로 개폐하지 않고 동시 작동을 이루기 위하여 이를 하나의 구동모터로 연결하는 방법을 일례로 도시한 사시도

본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치를 보다 잘 이해하기 위하여 도시된 그림을 통하여 설명을 하고자 한다. 도 1은 본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치를 구비한 대형의 태양광 발전장치를 일례로 보여주는 사시도로서 쏠라셀 판넬(1) 전체에 작용하는 풍압을 줄이기 위해 2개 열의 쏠라셀 판넬(1)을 동시에 개방한 상태를 설명하고 있다.

본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치는 도 2에서 보듯이 쏠라셀 판넬(1)이 축을 중심으로 회전할 수 있도록 하고 회전축의 일단에 웜기어를 장착하고 있으며 이를 회전시키기 위하여 감속기가 내장된 모터(2)와 웜이 맞물려 장치되고 쏠라셀 판넬(1)이 정확한 위치에서 닫히고 멈출 수 있는 스토퍼 '가'(3)과 '나'(4)가 있으며 쏠라셀 판넬(1)의 좌우에 걸림쇠 뭉치 '가'(5)와 걸림쇠 뭉치 '나'(6)가 각각 한 쌍이 구비되고 있다.

도 3은 본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치의 작동에 따라 쏠라셀 판넬(1)이 열린 상태를 설명하고 있으며 이를 보다 상세히 설명하기 위하여 도2에 표시된 A-A 단면을 도시한 도 4에서 보듯이 스토퍼 '가'(3)과 스토퍼 '나'(4)에 의해 쏠라셀 판넬은 반대 방향으로는 열릴 수 없음을 알 수 있고 열리는 동작의 종료는 적정위치에 구비된 리미트 스위치 '나'(10)에 의해 모터의 작동을 중단함으로써 달성되도록 하고 있다.

도 5는 도 2에 표시한 단면 B-B를 도시한 것으로, 본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치의 개폐동작을 수행하게 하는 모터(2)의 작동을 제어하는 한 쌍의 리미트 스위치 '가'(9)와 리미트 스위치 '다'(9')의 ON과 OFF를 설명하고 쏠라셀 판넬(1)이 열리고 닫히는 과정을 설명하고 있다. 쏠라셀 판넬(1)이 닫혀 있는 상태에서는 걸림쇠 뭉치 '가'(5)와 대응하도록 쏠라셀 판넬의 측면에 나란히 구비된 리미트 스위치 '가'(9)와 리미트 스위치 '다'(9')가 걸림쇠 뭉치 '가'(5)의 걸림쇠(8)에 의해 동시에 눌려져 OFF 상태가 되므로써 쏠라셀 판넬(1)을 회전시키는 모터(2)는 정방향이나 역방향이나 어느 쪽으로도 작동할 수 없도록 하고 있다.

쏠라셀 판넬(1)을 열고자 하는 경우, 도 9에서 보듯이 쏠라셀 판넬 개폐장치의 개방스위치를 ON 하여야 하며, 개방스위치가 ON 되는 순간 폐쇄스위치는 OFF 되어 폐쇄회로는 작동할 수 없고, 한편 걸림쇠 뭉치 '가'(5)와 걸림쇠 뭉치 '나'(6)에 내장된 단동 솔레노이드(7)가 작동하여 뒤로 후진함에 따라 쏠라셀 판넬(1)이 열릴 수 있는 상태가 됨과 동시에 리미트 스위치 '가'(9)와 리미트 스위치 '다'(9')가 눌려있는 상태에서 해제되어 ON으로 되면서 전동식 또는 공압식 모터(2)가 작동을 시작한다. 이 때 모터(2)를 역방향 회전하도록 제어하는 리미트 스위치 '다'(9')가 ON이 되더라도 폐쇄회로는 OFF 되어 있어 작동하지 않는다.

모터(2)의 작동으로 감속기를 통하여 웜이 회전하고 웜에 맞물린 웜기어가 회전하므로써 쏠라셀 판넬(1)은 서서히 열리게 되고 특정의 열림각에 도달하였을 때 도 4에서 설명하였던 적정 위치의 리미트 스위치 '나'(10)를 누르게 되고 리미트 스위치 '나'(10)는 OFF 상태가 되어 모터(2)는 작동을 멈추게 되고 아울러 걸림쇠 뭉치 '가'(5)와 걸림쇠 뭉치 '나'(6)의 단동 솔레노이드(7)도 작동을 해제함으로써 스프링력에 의해 걸림쇠(8)는 원래 위치로 복귀하게 된다.

적정 위치에서 작동을 멈춘 쏠라셀 판넬(1)은 개방상태가 되어 쏠라쎌 판넬 면에 작용하던 강풍은 열린 곳으로 흐르게 되어 풍압이 감소하게 되고, 한편 쏠라셀 판넬(1)의 회전축 일단에 구비된 웜과 웜기어(2)는 역방향으로 회전이 불가하여 쏠라셀 판넬(1)에 일부 풍압이 작용하더라도 쏠라셀 판넬(1)은 잠김상태를 유지하게 된다.

반대로 쏠라셀 판넬(1)을 닫고자 하는 경우, 쏠라셀 개폐장치의 폐쇄스위치를 ON 하여야 하며, 도 9에서 보듯이 폐쇄스위치가 ON 되는 순간 쏠라셀 판넬 개방스위치는 OFF 되어 개방회로는 작동할 수 없다. 한편 모터(2)는 전류의 극성이 바뀌어 역방향으로 작동을 개시하고 웜을 통하여 웜기어를 회전시켜 쏠라셀 판넬(1)은 반대로 닫히기 시작하며 눌림을 받던 리미트 스위치 '나'(10)은 OFF 상태에서 ON으로 회복되지만 쏠라셀 판넬 개방회로는 OFF 되어있어 작동하지 않는다.

쏠라셀 판넬(1)이 닫히기 시작하여 걸림쇠 뭉치 '가'(5), 걸림쇠 뭉치 '나'(6)에 이르러 걸림쇠(8)의 경사면을 밀게 되면서 걸림쇠(8)는 뒤로 밀려나게 되고 걸림쇠(8)를 넘는 순간 쏠라셀 판넬(1)에 내장된 리미트 스위치 '가'(9)와 리미트 스위치 '다'(9')가 스프링력이 미는 걸림쇠(8)에 의해 눌리면서 OFF 상태로 바뀌며 동시에 모터(2)는 작동을 멈추고 쏠라셀 판넬(1)은 스토퍼 '가'(3), '나'(4)와 걸림쇠 뭉치 '가'(5), 걸림쇠 뭉치 '나'(6)에 의해 어느 쪽으로도 열릴 수 없게 되고 고정된다.

도 6은 도 2에 표시한 C-C 단면을 도시한 것으로 도 5의 설명과 같으나 단지 걸림쇠 뭉치 '나'(6)에 대응하는 쏠라셀 판넬의 측면에는 리미트 스위치가 장착되지 않으며 걸림쇠 뭉치 '나'(6)에 내장된 솔레노이드(7)와 걸림쇠(8)의 기능을 쏠라셀 판넬(1)의 열림과 닫힘과 함께 어떻게 기능하는 지를 설명하고 있는 것으로 열리고 닫히는 방향은 단면 B-B를 도시한 도 5에 나타난 방향과 반대이다.

도 7은 본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치의 기계적 작동 순서를 설명하기 위한 순서도로서 쏠라셀 판넬(1)의 열림 순서도와 닫힘 순서도를 각각 설명하고 있으나 본 발명인 쏠라셀 판넬 개폐장치의 기계적 작동을 명확히 이해하기 위한 것이며 본 작동절차에 따라 다른 시스템이나 자동화 장치들과 통합하여 하나의 운영체로 통합할 수 있다.

도 8은 쏠라셀 판넬 개폐장치에 있어서 전기식 구동모터(2)를 적용한 일례로 개념적인 순차제어회로도이며 개폐스위치(12)는 개방회로 또는 폐쇄회로 중 하나를 선택하게 되어 있어 도 9에서 보듯이 개방스위치와 폐쇄스위치는 서로 접점이 바뀜으로서 모터(2)에 공급되는 전류의 극성이 바뀌고 따라서 모터(2)의 회전방향을 정방향과 역방향으로 제어할 수 있게 된다.

도 8의 순차제어회로도에 따라 작동 원리를 설명하면 우선 쏠라셀 판넬(1)이 모두 닫힌 상태를 초기상태로 할 때, 모터(2)의 작동을 제어하는 리미트 스위치 '가'(9)와 리미트 스위치 '다'(9')는 걸림쇠(8)에 의해 눌려 OFF 상태에 놓여 있고, 리미트 스위치 '나'(10)은 어떤 것으로부터도 눌림을 받지 않으므로 ON 상태를 유지하고 있으며 한편 개폐스위치(12)는 도 9에서 보듯이 폐쇄스위치가 ON 되는 상태에 있게 되는데 비록 ON 상태에 있더라도 정방향 회전을 제어하는 리미트 스위치 '가'(9)와 역방향을 제어하는 리미트 스위치 '다'(9')가 모두 OFF 상태이므로 모터(2)는 작동하지 않는다.

쏠라셀 판넬(1)을 개방하기 위하여 도 9에서 보듯이 개폐스위치(12)를 개방위치에 두면 즉, 개방스위치를 ON에 두게 되면 리미트 스위치 '나'(10)이 ON 상태에 있었으므로 단동 솔레노이드(7)에 전류가 공급되고 전자력에 의해 걸림쇠(8)을 뒤로 당기게 되면서 걸림쇠(8)에 눌려 있던 리미트 스위치 '가'(9)와 리미트 스위치 '다'(9')가 ON 상태로 바뀌게 되어 전류가 공급되지만 개폐스위치(12)에서 폐쇄회로는 접점이 떨어진 OFF 상태를 유지하므로 리미트 스위치 '다'(9')으로는 전류가 흐르지 않고 리미트 스위치 '가'(9)에만 통전이 되어 모터(2)는 정방향으로 회전을 하게 된다.

모터(2)의 작동으로 쏠라셀 판넬(1)은 열리게 되고 적정한 위치에 구비된 리미트 스위치 '나'(10)에 이르러 리미트 스위치 '나'(10)를 눌러 OFF 상태로 만들게 되며 모터(2)로의 전류 공급이 차단되며 쏠라셀 판넬(1)의 개방은 종료되고, 한편 단동 솔레노이드(7)에도 전류 공급이 차단되어 스프링력에 의해 걸림쇠(8)도 원래 위치로 복원한다. 쏠라셀 판넬(1)에 구비되어 있는 리미트 스위치 '가'(9)와 리미트 스위치 '나'(9')는 여전히 ON 상태를 유지하지만 폐쇄회로는 접점이 떨어져 있을 뿐만 아니라 개방회로의 리미트 스위치 '나'(10)도 OFF 상태에 있으므로 모터(2)는 어느 방향으로도 작동하지 않는다.

쏠라셀 판넬(1)을 닫기 위하여 도 9에서 보듯이 개폐스위치(12)를 폐쇄위치에 두면, 즉 폐쇄스위치를 ON으로 하면 리미트 스위치 '다'(9')가 ON 상태에 있었으므로 전류는 극성이 바뀌어 반대방향으로 흐르게 되고 모터(2)는 역방향으로 회전하게 되므로 쏠라셀 판넬(1)은 반대로 닫히기 시작한다.

모터(2)의 작동으로 쏠라셀 판넬(1)이 닫히기 시작하면서 눌려 있던 리미트 스위치 '나'(10)가 회복되어 ON 상태로 바뀌게 된다. 리미트 스위치 '나'(10)가 ON 상태가 되고 리미트 스위치 '가'(9)가 ON 상태에 있더라도 개방회로의 접점이 떨어져 있으므로 개방회로에는 전류가 흐를 수 없으며 모터(2)는 계속하여 역회전을 하며 쏠라셀 판넬(1)을 닫게 된다.

쏠라셀 판넬(1)이 걸림쇠 뭉치 '가'(5)와 걸림쇠 뭉치 '나'(6)에 이르면 걸림쇠(8)의 경사면을 밀며 들어가게 되고 완전히 들어가는 순간 스프링이 밀고 있는 걸림쇠(8)에 의해 리미트 스위치 '가'(9)와 리미트 스위치 '다'(9')는 눌림을 받고 OFF 상태로 바뀌면서 모터(2)에 공급되는 전류가 차단되어 모터(2)는 작동을 멈추게 되고 쏠라셀 판넬(1)은 닫힌 상태를 유지하게 되며 쏠라셀 판넬 개폐장치의 초기상태가 된다.

1 쏠라셀 판넬
2 감속기 내장의 모터와 웜, 웜기어
3 스토퍼 '가'
4 스토퍼 '나'
5 걸림쇠 뭉치 '가'
6 걸림쇠 뭉치 '나'
7 솔레노이드 장치
8 걸림쇠
9 리미트 스위치 '가'
9' 리미트 스위치 '다'
10 리미트 스위치 '나'
11 유니버셜조인트
12 쏠라셀 판넬 개폐스위치

Claims

쏠라셀 판넬(1)에 회전축과 회전축 일단에 웜기어를 장치하고 전동식 또는 공압식 모터(2)에 장치된 웜기어의 회전으로 쏠라셀 판넬(1)이 열리거나 반대로 닫히도록 하는 쏠라셀 판넬 개폐장치
쏠라셀 판넬(1)의 닫힘을 견고하게 함과 아울러 반대방향으로의 열림을 방지하는 스토퍼(3과 4)를 구비하고, 좌우에 전기로 작동하는 단동 솔레노이드(7)가 내장된 걸림쇠 뭉치(5)와 (6)을 장착하여 전기 신호에 따라 걸림쇠(8)가 작동하도록 하고, 걸림쇠(8)에 대응하는 쏠라셀 판넬(1)의 측면에 웜을 작동할 전동식 또는 공압식 모터(2)를 구동하게 하는 리미트 스위치(9)와 (9')을 내장한 쏠라셀 판넬 개폐장치
쏠라셀 판넬(1)의 열림각도를 제어할 리미트 스위치 또는 근접센서(10)를 적정위치에 장착하여 쏠라셀 판넬(1)의 열림각도를 제어할 수 있도록 한 쏠라셀 판넬 개폐장치
쏠라셀 판넬(1) 각각에 개폐장치를 구비하여 개별적으로 개폐를 제어하거나 다수 개의 쏠라셀 판넬을 하나의 구동 모터(2)로 동시에 개폐를 제어할 수 있도록 유니버셜조인트(11)로 연결할 수 있는 쏠라셀 판넬 개폐장치