KR20130050063A - Photovoltaic power generation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 특히 기상 환경에 따라 태양 전지모듈의 방위각과 고도각 조절이 가능함과 함께 집단 제어가 가능한 태양광 발전장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic device, and more particularly, to a photovoltaic device capable of collective control with the azimuth and altitude angle adjustments of the solar cell module according to the weather environment.
현재 석유, 석탄과 같은 화석연료가 고갈됨에 따라서 대체에너지의 개발이 진행되고 있는데, 특히 태양에너지를 활용하는 에너지 자원 개발이 활발하게 이루어지고 있다.Currently, as fossil fuels such as oil and coal are depleted, development of alternative energy is progressing. In particular, energy resources utilizing solar energy are being actively developed.
태양에너지를 활용하여 전기를 생산하는 발전기술로는 태양열을 이용하여 열기관을 구동시켜 전기를 발전시키는 태양열 발전과, 태양광을 이용하여 태양전지로 부터 전기를 발생시키는 태양광 발전이 있다.Power generation technologies that produce electricity using solar energy include solar power generation that generates electricity by driving heat engines using solar heat, and solar power generation that generates electricity from solar cells using sunlight.
여기서, 태양광 발전에 사용되는 태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 반도체 화합물 소자를 포함한다.Here, the solar cell used for photovoltaic power generation includes a semiconductor compound device that converts sunlight directly into electricity.
상기 태양광발전에 이용되는 태양전지는, 통상적으로 주로 실리콘과 복합재료가 이용된다. 구체적으로, 태양전지는 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시켜 사용하는 것으로, 태양 빛을 받아 전기를 생산하는 광전효과를 이용하는 것이다. As the solar cell used for the photovoltaic power generation, usually silicon and a composite material are usually used. Specifically, the solar cell is used by bonding a P-type semiconductor and an N-type semiconductor to use a photoelectric effect of producing electricity by receiving sunlight.
대부분의 태양전지는 대면적의 P-N 접합 다이오드로 이루어져 있으며, 상기 P-N 접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하여 사용하게 된다.Most solar cells consist of a large area P-N junction diode, and the electromotive force generated at the anode end of the P-N junction diode is connected to an external circuit.
이러한 태양전지의 최소 단위를 셀(Cell)이라고 하는데, 실제로 태양전지를 셀 그대로 사용하는 일은 거의 없다. The minimum unit of such a solar cell is called a cell, and in practice, the solar cell is rarely used as it is.
실제 사용되는데 필요한 전압이 수 V에서 수십 혹은 수백 볼트(V) 이상인데 비하여 셀 1개로부터 나오는 전압은 약 0.5V로 매우 작기 때문인데, 이 때문에 다수의 단위 태양전지들을 필요한 단위 용량으로 직렬 또는 병렬 연결하여 사용하고 있다. This is because the voltage from one cell is very small, about 0.5V, compared to several tens or hundreds of volts (V) at actual voltage. It is connected and used.
또한, 태양전지가 야외에서 사용되는 경우 여러 가지 혹독한 환경에 처하게 되므로, 필요한 단위 용량으로 연결된 다수의 셀을 혹독한 환경에서 보호하기 위하여 복수의 셀을 패키지로 한 태양전지모듈(solar cell module)로 구성하여 사용한다.In addition, when the solar cell is used outdoors, it may be subjected to various harsh environments, so that a plurality of cells may be packaged as a solar cell module in order to protect a plurality of cells connected to a required unit capacity in a harsh environment. Configure and use.
그러나 태양전지 모듈은, 일정 전력을 얻기 위하여 다량 사용되어야 하기 때문에 설치장소에 제한이 따르고, 태양전지 모듈의 배치 구조에 따른 하부 지지구조의 변형에 제약이 따를 뿐만 아니라, 태양전지 모듈은 건물 옥상이나 옥외 시설물 등에 설치할 때는 별문제가 없지만, 주택의 상당수를 차지하는 공동주택에 설치하는 경우에는 세대 내 개별 설치가 어려운 문제점이 있다. However, since the solar cell module has to be used in large quantities in order to obtain a constant power, there is a limitation in the installation place, and the deformation of the lower support structure according to the arrangement of the solar cell module is not only limited. When installed in outdoor facilities, there is no problem, but when installed in a multi-unit housing, which occupies a large number of houses, there is a problem that individual installation in the household is difficult.
또한 종래의 태양전지 모듈을 지지하기 위한 지지구조물은 메인프레임들과 태양전지 모듈을 지지하는 지지대들, 메인프레임을 지면에 대해서 지지하는 지지기둥 등이 각각 용접에 의하여 접합되는 경우가 많아서 일단 한번 위치가 정해진 후 용접이 완료되면 배치상태 조정에 어려움이 있었다. In addition, the support structure for supporting a conventional solar cell module is a position once once the main frame and the support for supporting the solar cell module, the support pillar for supporting the main frame to the ground are often joined by welding, respectively. After welding was completed, it was difficult to adjust the arrangement.
특히, 수많은 태양전지 모듈을 대량으로 지지하는 고정형 지지구조물의 경우, 그 배치각도가 고정되어 있어서, 절기 변화에 따른 태양 고도에 변화에 따라 태양전지 모듈의 배치각도를 조정하는데 한계가 있어서 집광효율 및 전기생산 효율이 떨어지는 문제점도 여전히 내포한다.In particular, in the case of a fixed support structure that supports a large number of solar cell modules, the arrangement angle is fixed, and thus there is a limit in adjusting the arrangement angle of the solar cell module according to the change in solar altitude according to the seasonal change, so that the condensing efficiency and There is still a problem of low electricity production efficiency.
우리나라의 경우, 위도(38°)를 고려한 각 계절별 태양의 남중고도를 살펴보면, 춘분 또는 추분에는 태양의 남중고도가 대략 52°정도이고, 하지에는 75.5°가 되며, 동지에는 28.5°정도가 된다.In Korea, when looking at the latitude (38 °) in consideration of the season's southern mid-high altitude, the equinox or autumn equinox is about 52 ° south of the sun, 75.5 ° in the lower summer, and 28.5 ° in the winter solstice.
그러나 종전의 태양광 발전장치는 정남향을 향하여 고정된 각도를 가진 채 설치되어 있어서 계절별로 전기생산량의 편차가 크게 발생하는데 따른 대책이 시급한 실정이다.However, the conventional photovoltaic device is installed with a fixed angle toward the south facing the situation, so it is urgent to take measures against large variations in the electricity production by season.
게다가 친환경 에너지 사업이 가시화되고, 태양광 발전에 이목이 집중되면서 대용량 태양광 발전을 위한 설비가 필요하지만, 태양의 이동경로를 따라서 회전하는 구조의 태양광 발전장치는 큰 규모의 태양전지 모듈을 안정적으로 지지할 수 있는 설비를 필요로 하는 한계가 있다.In addition, the eco-friendly energy business is becoming visible, and attention is focused on solar power generation, and facilities for large-capacity solar power generation are needed. However, the solar power generating device that rotates along the sun's movement path is stable for large-scale solar cell modules. There is a limit to the need for equipment that can be supported.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 황사, 눈, 태풍과 같은 기상 환경에 따라 태양 전지모듈의 고도각 및 방위각을 조절하여 발전 효율을 극대화시킴과 동시에 안정적인 구조를 갖도록 한 태양광 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems by adjusting the altitude and azimuth angle of the solar cell module according to the weather environment, such as yellow sand, snow, typhoon to maximize the power generation efficiency and at the same time have a stable photovoltaic device The purpose is to provide.
또한, 본 발명은 태양의 고도와 방향의 변화에 대응하여 태양전지 모듈의 배치각도와 배치방향을 계절별로 변화시킬 수 있고, 태양전지 모듈을 안전하면서도 용이하게 설치할 수 있도록 함으로써 발전 효율을 향상시키도록 한 태양광 발전장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention can change the placement angle and the direction of the arrangement of the solar cell module according to the change in the altitude and direction of the sun seasonally, to improve the power generation efficiency by allowing the solar cell module to be installed safely and easily. Another purpose is to provide a photovoltaic device.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양광 발전장치는 복수개의 태양전지 모듈과, 상기 태양전지 모듈을 하측에서 지지하는 지지프레임과, 상기 지지프레임을 받쳐주는 제1지지유닛과, 상기 제1지지유닛을 회동 가능하도록 지지하는 수직프레임 및 상기 제1지지유닛과 수직프레임이 회동할 수 있도록 구동력을 제공하는 구동모터가 구비된 동력전달부와, 상기 동력전달부를 지지하면서 지면에 고정되는 본체부와, 상기 본체부에 구성되어 기상 환경 및 태양의 위치에 따라 상기 구동모터를 제어하여 상기 태양전지 모듈들의 방위각 및 고도각을 제어하는 제어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The solar cell apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises a plurality of solar cell modules, a support frame for supporting the solar cell module from below, a first support unit for supporting the support frame, and A power transmission unit having a vertical frame supporting the first support unit to be rotatable, and a driving motor providing a driving force to rotate the first support unit and the vertical frame, and fixed to the ground while supporting the power transmission unit. The main body and the main body is characterized in that it comprises a control device for controlling the azimuth and altitude angle of the solar cell modules by controlling the drive motor according to the weather environment and the position of the sun.
본 발명에 따른 태양광 발전장치는 다음과 같은 효과가 있다.The solar cell apparatus according to the present invention has the following effects.
첫째, 황사, 눈, 태풍과 같은 기상 환경에 따라 태양 전지모듈들의 고도각 및 방위각을 조절하여 강풍 또는 눈과 같은 외력으로 인하여 태양전지 모듈 및 프레임이 변형되는 것을 방지함과 함께 황사의 누적량을 줄여 발전 효율을 극대화시킬 수 있다.First, by adjusting altitude and azimuth of solar modules according to weather conditions such as yellow sand, snow, and typhoon, it prevents the solar cell module and frame from being deformed by external force such as strong wind or snow and reduces the accumulated amount of yellow dust. The power generation efficiency can be maximized.
둘째, 고도조절부에 의해 계절별로 태양의 고도차를 보정할 수 있기 때문에, 태양전지 모듈의 집광 효율 및 발전 효율이 극대화 될 수 있다.Second, since the altitude control unit can correct the altitude difference of the sun by season, the light collecting efficiency and power generation efficiency of the solar cell module can be maximized.
셋째, 태양의 고도 및 방위각의 변화에 대응하여 케이스에 형성되는 캠 그루브를 통하여 태양전지 모듈의 고도 및 방위각을 조절할 수 있기 때문에, 태양전지 모듈의 집광 효율 및 발전 효율이 극대화될 수 있다.Third, since the altitude and azimuth of the solar cell module can be adjusted through a cam groove formed in the case in response to the change in the altitude and the azimuth of the sun, the light collecting efficiency and the power generation efficiency of the solar cell module can be maximized.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 발전장치를 나타낸 후방 사시도
도 2는 도 1에 나타낸 태양광 발전장치의 측면도
도 3은 도 1에 나타낸 태양광 발전장치의 분해사시도
도 4는 도 1에 나타낸 태양광 발전장치의 부분 확대도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 후방 사시도
도 6은 도 5에 나타낸 제1지지유닛을 나타내는 평면도
도 7은 도 1에 나타낸 동력전달부를 나타내는 측면도
도 8은 도 7에 나타낸 지지베어링을 상측에서 바라본 평면도
도 9는 도 3에 나타낸 고도조절부를 나타내는 분해도
도 10은 도 1의 제어부를 개략적으로 나타낸 구성도
도 11 내지 도 13은 도 1에 나타낸 태양전지 모듈이 태양의 고도변화에 따라 배치각도가 변화하는 것을 도시한 측면도1 is a rear perspective view showing a photovoltaic device according to an embodiment of the present invention
2 is a side view of the photovoltaic device shown in FIG.
3 is an exploded perspective view of the photovoltaic device shown in FIG.
4 is an enlarged view of a part of the photovoltaic device shown in FIG.
5 is a rear perspective view of the solar cell apparatus according to another embodiment of the present invention
6 is a plan view of the first support unit shown in FIG.
7 is a side view showing the power transmission unit shown in FIG.
8 is a plan view of the support bearing shown in FIG. 7 as viewed from above;
9 is an exploded view showing the altitude control unit shown in FIG.
FIG. 10 is a schematic view illustrating the controller of FIG. 1. FIG.
11 to 13 are side views showing that the arrangement angle of the solar cell module shown in FIG. 1 changes according to the altitude change of the sun.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 태양광 발전장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail the photovoltaic device according to the present invention.
도 1은 본 발명에 의한 태양광 발전장치를 개략적으로 나타낸 후방 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 태양광 발전장치의 측면도이다.1 is a rear perspective view schematically showing a photovoltaic device according to the present invention, Figure 2 is a side view of the photovoltaic device shown in FIG.
본 발명에 의한 태양광 발전장치(100)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이,는 복수개의 태양전지 모듈(10)과, 상기 태양전지 모듈(10)을 하측에서 지지하는 지지프레임(110)과, 상기 지지프레임(110)을 받쳐주는 제1지지유닛(120)과, 상기 제1지지유닛(120)을 회동 가능하도록 지지하는 수직프레임(150) 및 상기 제1지지유닛(120)과 수직프레임(150)이 회동할 수 있도록 구동력을 제공하는 구동모터(M)가 구비된 동력전달부(160)와, 상기 동력전달부(160)를 지지하면서 지면에 고정되는 본체부(300)와, 상기 본체부(300)에 구성되어 기상 환경 및 태양의 위치에 따라 상기 구동모터(M)를 제어하여 상기 태양전지 모듈(10)들의 방위각 및 고도각을 제어하는 제어장치(500)를 포함하여 구성되어 있다.1 and 2, the
여기서, 상기 제어장치(500)는 외부로부터 공급되는 기상 정보에 따라 상기 구동모터(M)를 제어할 수도 있고, 내부에 외부의 기상 정보를 검출하는 센서로부터 정보를 받아 상기 구동모터(M)를 제어할 수 있다.Here, the
또한, 상기 태양전지 모듈(10)이 가로로 길게 배치되어 가로로 세 장씩 세로로 네 장이 배치되어 총 12장의 상기 태양전지 모듈(10)이 마련되어 약 3kW의 전력을 생산하며, 상기 태양전지 모듈(10)의 개수는 전체 태양광 발전 용량과 관련이 있을 뿐 이에 따른 배치구조 및 형상이 변경될 수 있다.In addition, the
상기 태양전지 모듈(10)은 세로길이에 비하여 가로길이가 길게 배치되며, 상기 지지프레임(110)은 상기 태양전지 모듈(10)의 크기에 대응하는 세로길이를 갖도록 조립되고, 상기 태양전지 패널의 가로길이에 비하여 작거나 또는 같은 길이를 갖도록 형성된다.The
상기 지지프레임(110)은 단면이 사각형을 갖는 빔 형상으로, 태양광 발전에 따른 발전 용량에 따라서 필요로 하는 상기 태양전지 모듈(10)의 개수에 맞춰 그 크기가 정해지고, 조립식으로 결합하여 상기 지지프레임(110)의 크기는 유동적으로 변경할 수 있다.The
상기 태양전지 모듈(10)은 격자구조로 복수개가 패턴 형성되며, 바람 또는 적설이 이동할 수 있도록 인접하는 다른 태양전지 모듈과의 사이에 간격이 형성되도록 측방향으로 이격 배치된다.The plurality of
또한, 상기 태양전지 모듈(10)은 바람 또는 적설이 이동할 수 있도록 지그재그 방향으로 인접하는 다른 태양전지 모듈과의 사이에 높이차가 발생하도록 이격 배치된다.In addition, the
따라서 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 태양전지 모듈 ①과 인접하는 태양전지 모듈 ② 사이에는 상기 높이차가 형성되도록 상기 태양전지모듈 ②가 보다 높게 배치되어 상기 태양전지 모듈 ①과 상기 태양전지모듈 ② 사이의 상기 높이차로 인한 공간으로 바람이 통과할 수 있어 풍압에 의한 저항을 감소시킬 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 3, the
그리고 상기 태양전지 모듈 ④는 인접하는 태양전지 모듈 ⑤로부터 상기 간격이 형성되도록 측방향으로 이격되도록 배치되고, 또한 상기 높이차가 형성되도록 배치된다. 이는 상기 태양전지 모듈 ④의 높이에 의하여 상기 태양전지 모듈 ⑤에 그림자가 발생하는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 높이차와 간격에 의하여 바람이 통과할 수 있어 풍압에 의한 저항을 감소시키고, 또한 상기 태양전지 모듈들의 상면에 쌓인 눈이 흘러내리거나 통과할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.The
여기서 짝수 번인 상기 태양전지 모듈 ②, ④, ⑥, ⑧, ⑩ 및 태양전지 모듈⑫는 상기 높이차에 의하여 높은 곳에 배치되고, 상기 태양전지 모듈 ④, ⑥, ⑩ 및 태양전지 모듈⑫는 중심에 배치되는 상기 태양전지 모듈 ⑤ 및 태양전지 모듈 ⑪에 대하여 각각 측방향으로 상기 간격이 형성되도록 이격되어 배치된다.Here, the even-numbered
상기 지지프레임(110)의 상단 모서리 부분에는 피뢰부(400)가 마련된다. 상기 피뢰부(400)는 상기 태양전지 모듈(10)에 낙뢰가 직접적으로 떨어지는 것을 방지하도록 상기 태양전지 모듈(10)의 상면보다 높은 위치에 배치된다.An
이때 상기 피뢰부(400)는 상기 지지프레임(110)의 상단 모서리 부분에 마련되는 것을 일 예로 도시하였지만, 상기 태양전지 패널이 수평 방향으로 눕혀지는 장소에서는 상기 지지프레임(110)의 각 모서리 부분에 상기 피뢰부(400)를 설치하여 낙뢰로부터 상기 태양전지 모듈(10)이 파손되는 것을 방지할 수도 있다.In this case, although the
상기 피뢰부(400)는 상기 지지프레임(110)에 결합되는 복수개의 결합부재(410)와, 상기 결합부재(410)들의 외측으로 결합되는 복수개의 애자(碍子)부재(420)와, 상기 애자부재(420)들의 외측으로 결합되는 연장부재(430)들 및 상기 연장부재(430)들의 상단을 각각 연결하도록 체결되는 금속재질의 낙뢰 유도부재(440)를 포함한다.The
상기 결합부재(410)는 단면이 ‘U'자 형상으로 상기 서브 프레임(330)과 연결 프레임(350)의 단부에 체결되되, 상기 태양전지 모듈(10)의 경사 각도를 고려하여 상기 연결 프레임(350)의 단부에서 지면에 대하여 수직방향으로 결합된다.The
상기 애자부재(420)는 일 측이 상기 결합부재(410)에 체결되고, 타 측이 상기 연장부재(430)에 체결되며, 상기 결합부재(410)와 연장부재(430)가 통전되는 것을 방지하도록 내부 중심에 빈 공간이 형성된다.The
상기 애자부재(420)는 사기, 유리 또는 플라스틱 합성수지재로 형성되어 절연기능을 가지며, 전기적으로 충분한 절연내력(絶緣耐力)을 가지게 하기 위하여 하나 또는 복수개의 주름(미도시)을 만들어 표면 거리가 증대되도록 형성되는 것이 바람직하다.The
또한 상기 주름이 형성되면 상기 애자부재의 표면 습도가 높을 때, 특히 염분이나 먼지 등이 부착하였을 때 절연내력이 저하되는 것을 방지하는데 효과적이다. 보다 바람직하게는 상기 애자부재가 내부식성, 내열성 및 강도가 우수한 경질자기로 이루어질 수 있다.In addition, when the wrinkles are formed, it is effective to prevent the insulation strength from deteriorating when the surface humidity of the insulator member is high, particularly when salt or dust is attached. More preferably, the insulator member may be made of a hard magnetic group having excellent corrosion resistance, heat resistance, and strength.
상기 연장부재(430)는 일 단부가 상기 애자부재(420)의 타 측에 결합되고, 타 단부는 상기 낙뢰 유도부재(440)가 결합될 수 있도록 절곡 형성된다. 상기 연장부재(430)는 상기 애자부재(420)로부터 상기 낙뢰 유도부재(440)의 배치 위치를 상방으로 연장하며, 상기 태양전지 모듈(10)의 상면보다 상기 낙뢰 유도부재(440)의 높이를 더 높은 위치에 배치시킨다. 따라서 낙뢰로부터 상기 태양전지 모듈(10)의 안전을 확보할 수 있는 이점이 있다.One end of the extension member 430 is coupled to the other side of the
상기 낙뢰 유도부재(440)는 각각의 상기 연장부재(430)의 상단을 연결시키도록 결합되고, 상기 낙뢰 유도부재(440)와 연장부재(430)는 금속재질로 형성되어 서로 통전하며, 상기 연장부재(430) 중 적어도 하나 이상은 지면에 접지된다.The
따라서 상기 지지프레임(110)을 통하여 낙뢰로 인한 전기적인 충격이 상기 태양전지 모듈(10)에 전달되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent the electrical shock due to lightning through the
상기 지지프레임(110)의 저면에 마련되는 상기 제1지지유닛(120)은 수직방향으로 서로 이격되도록 마련되는 한 쌍의 수직프레임(150)과, 상기 수직프레임(150)의 중심 부분을 연결하는 제1수평프레임(122)과, 상기 수직프레임(150)의 양 단부를 각각 연결하는 제2수평프레임(123) 및 제3수평프레임(124)을 포함한다.The
상기 수직프레임(150)은 중공의 사각빔 형상으로 서로 이격되어 나란히 배치되며, 상기 지지프레임(110)의 하중 및 바람에 의한 풍압과 상기 태양전지 모듈(10) 상면에 쌓인 적설의 하중 또한 지지해야 하기 때문에 비교적 단면적이 넓고 강성이 강한 재질로 제작된다.The
상기 제1수평프레임(122)은 상기 수직프레임(150) 간의 각 중심을 연결하도록 마련되고, 상기 제1수평프레임(122) 역시 큰 하중을 받는 부분으로 여러 가지 응력을 고려하여 제작된다.The first
상기 제2수평프레임(123) 및 제3수평프레임(124)은 상기 수직프레임(150)의 일 측 단부와 타 측 단부를 각각 연결하도록 마련되며, 상기 수직프레임(150) 및 제1수평프레임(122)에 비하여 받는 하중이 작기 때문에 단면적이 적은 사각 빔으로 형성될 수 있다.The second
상기 제1지지유닛(120)은 상기 지지프레임(110)에 비하여 전체적인 규모가 작게 형성되기 때문에 상기 지지프레임(110)을 전반적으로 지지할 수 있도록 한 쌍의 상기 수직프레임(150)의 양 단부로부터 상기 지지프레임(110)을 추가적으로 지지할 수 있는 보조지지부(126)를 포함한다.Since the
상기 보조지지부(126)는 상기 수직프레임(150)들의 양 단부에 인접하여 저면에 마련되는 제1고정부재(127)와, 상기 제1고정부재(127)에 회동 가능하도록 일 단부가 결합되는 봉 형상의 제1연결로드(128) 및 상기 지지프레임(110)의 저면에 마련되어 상기 제1연결로드(128)의 타 단부가 회동 가능하도록 결합되는 제2고정부재(129)를 포함한다.The
상기 보조지지부(126)는 상기 지지프레임(110)의 규모 대비 상기 제1지지유닛(120)의 규모에 따라서 추가적으로 지지하는 위치가 변경될 수 있으며, 상기 제1연결로드(128)의 길이 또한 변경될 수 있다.The
상기 제1고정부재(127)는 상기 제1연결로드(128)의 일 단부를 힌지구조로 각각 체결할 수 있도록 통공이 형성된다.The
상기 제1연결로드(128)는 상기 제1고정부재(127)에 형성된 상기 통공에 볼트체결되며, 상기 제1지지유닛(120)으로부터 상기 지지프레임(110)을 수평방향으로 보다 안전하게 지지하는 기능을 갖는다.The
상기 제1연결로드(128)의 타 단부는 상기 제2고정부재(129)에 형성된 또 다른 통공에 볼트체결되며, 상기 제1연결로드(128)의 길이에 따라서 상기 제2고정부재(129)의 위치를 유동적으로 고정할 수 있다.The other end of the first connecting
상기 제2고정부재(129)는 상기 지지프레임(110)의 저면 또는 측면에 고정될 수 있으며, 상기 지지프레임(110) 상에서 상기 제2고정부재(129)가 슬라이딩 될 수 있도록 슬라이딩 홈(미도시)이 형성된다.The
상기 제2지지유닛(150)은 상기 제1수평프레임(122)의 저면에 수직 하방으로 고정되는 한 쌍의 브라켓(151)과, 상기 각각의 브라켓(151)으로부터 상기 제2수평프레임(123) 및 제3수평프레임(124)을 연결하여 지지하는 제2연결로드(152)를 포함한다.The
여기서 상기 제2연결로드(152)는 상기 브라켓(151)으로부터 상기 제2수평프레임(123)을 각각 연결하여 지지하는 한 쌍의 상부 연결로드(152a)와, 상기 브라켓(151)으로부터 상기 제3수평프레임(124)을 각각 연결하여 지지하는 한 쌍의 하부 연결로드(152b)를 포함한다.Here, the
상기 브라켓(151)은 사다리꼴 형태로 마련되는 것이 바람직하며, 상기 상부 연결로드(152a)와 상기 하부 연결로드(152b)의 일 단부는 각각 상기 브라켓(151)의 모서리에 인접한 부분에 결합되는 것이 바람직하다.The
이와 같이 상기 상부 연결로드(152a) 및 하부 연결로드(152b)를 마련함으로써, 상기 제1지지유닛(120)을 하방에서 보다 견고하게 지지하여, 강풍을 동반하는 바람이나 다설 지역에 집중 강설로 쌓인 적설 중량으로 인하여 상기 제1지지유닛(120)의 하중을 분산 지지할 수 있고, 또한 상기 지지프레임(110)의 결합상태가 변형되거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.By providing the
상기 동력전달부(160)는 하측에 구동모터(M)가 구비되고 외주면에 캠 그루브(162)가 형성된 케이스(161)와, 상기 캠 그루브(162)의 형상에 대응하여 상기 구동모터(M)의 회전에 따라 수직방향으로 왕복 운동하는 리프트 암(165)을 포함한다.The
또한 상기 캠 그루브(162)는 상기 리프트 암(165)의 위치가 수직방향으로 변화될 수 있도록 높이 차이가 형성되도록 하는 폐곡선으로 형성된다.In addition, the
상기 케이스(161) 내부에는 구동모터(M)와 체결되어 회전하는 복수개의 기어부재(미도시)가 마련되고, 상기 케이스(161)의 상측에는 상기 구동모터(M)의 회전에 따라 수평방향으로 상기 힌지 결합프레임(141)이 회전하도록 배치된다.The
상기 리프트 암(165)은 일 단이 상기 리프트 암(165)의 내측에서 슬라이딩 하도록 결합되고, 타 단부는 상기 제1수평프레임(122)에 결합된다.One end of the
따라서 상기 케이스(161) 내부에서 상기 구동모터(M)가 회전하면 상기 힌지 결합프레임(141)이 회전하게 되고, 이때 상기 리프트 암(165)이 상기 힌지 결합프레임(141)과 동시에 회전하면서 상기 캠 그루브(162)의 형상을 따라서 수직방향으로 왕복운동 하면서 상기 제2지지유닛(150)을 수직방향으로 회동시키게 된다.Accordingly, when the driving motor M rotates in the
상기 리프트 암(165)은 상기 리프트 암(165)이 상기 캠 그루브(162)의 높이 차에 대응하여 수직 왕복운동을 함에 따라서, 상기 태양전지 모듈(10)의 하루 중 시간대 별 고도각 조정이 이루어지며, 이에 따라서 상기 지지프레임(110)이 상기 힌지 결합프레임(141)에 대하여 수직 방향으로 상대회동하게 된다.As the
여기서 상기 태양전지 모듈(10)의 고도각 조절을 위한 회동은 상기 힌지 결합프레임(141)의 회전에 따른 상기 리프트 암(165)의 수직 왕복운동이 수반되어 이루어지되, 상기 태양전지 모듈(10), 지지프레임(110), 제1지지유닛(120) 및 제2지지유닛(150)은 동시에 수평 방향으로 회전이 이루어지고, 이때 상기 케이스(161)를 비롯한 상기 케이스(161)의 하측에 구비되는 본체부(300)는 지면에 고정되어 회전하지 않기 때문에 상기 제2지지유닛(150)의 상측에 배치되는 구성은 상기 케이스(161)에 대하여 수평 방향으로 상대회전운동이 이루어진다.Here, the rotation for adjusting the altitude angle of the
그리고 시간에 따른 태양의 이동 궤적을 따라서 상기 태양전지 모듈(10)의 방위각 및 고도각을 조절할 수 있도록 상기 본체부(300)는 상기 구동모터(M)를 제어하는 제어부(500)를 포함한다.In addition, the
상기 본체부(300)의 저면에는 방진패드(171)가 구비된다.The
상기 방진패드(171)는 지면으로부터 진동이 상기 태양광 발전장치(100)로 전가되는 것을 방지할 뿐만아니라, 상기 동력전달부(160)의 회동에 의한 진동이 지면으로 전달되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.The
상기 방진패드(171)는 약 5~12㎜의 두께를 가지는 압축된 합성 고무재질로 형성되는 것이 바람직하다.The
또한, 고무칩(Rubber Chip)을 기본 모재로 사용하여 우레탄 바인더(Uretthan Binder)로 결합시키기 때문에 미세간 칩의 마찰저항과 재질이 갖고 있는 우수한 점성 저항력에 의해 일반적인 고무가 갖지 못하는 탁월한 충격에너지 흡수성을 갖는다.In addition, since rubber chips are used as a base material and bonded together with urethane binders, they have excellent impact energy absorption properties that ordinary rubbers do not have due to the frictional resistance of fine chips and the excellent viscosity resistance of materials. Have
또한, 방진용 탄화 콜크(Carbonized CorkK Board) 재질로 원재료는 참나무의 수피 또는 콜크용 떡갈나무의 외피를 분쇄하여 Ø2~Ø22㎜의 채를 통과할 수 있는 입자를 만들어 금속의 형틀에 넣고 압축하여 열 또는 증기로 가열 소성하여 만든 천연소재가 사용될 수도 있다. 상기 탄화 콜크 재질은 수명이 영구적이고 내약품성, 방습성, 보온 방진성, 탄력성, 조직의 불변성이 우수하며 더욱이 인체에 무해한 특징 및 효과를 갖는다.In addition, the carbonized cork board for dustproofing is used to crush the bark of oak or oak for oak to make particles that can pass through Ø2 ~ Ø22 mm, put them in a metal mold and compress them to heat. Alternatively, natural materials made by heating and firing with steam may be used. The carbonized cork material has a long lifespan and excellent chemical resistance, moisture resistance, thermal insulation dustproofness, elasticity, tissue invariability, and furthermore, have harmless features and effects.
또한, 상기 본체부(300) 상에는 방위표시부(310)가 마련된다.In addition, an
상기 방위표시부(310)는 상기 동력전달부 상에 마련되는 지침부재(311)와, 상기 본체부(300) 외주면 상에 형성되어 상기 태양전지 모듈(10)이 향하고 있는 방위를 표시하는 방위표시부재(312)를 포함한다.The
상기 지침부재(311)는 상기 동력전달부 상측에 마련되어 상기 구동모터(M)의 회동에 의하여 회전하는 구성요소와 동시에 회전하도록 마련된다. The
상기 방위표시부재(312)는 상기 본체부(300)가 지면에 고정되어 있기 때문에 회전운동은 발생하지 않으며, 상기 지침부재(311)의 일 측이 상기 방위표시부재(312) 상에서 회전하면서 상기 태양전지 모듈(10)이 현재 가리키고 있는 방위를 표시하게 된다.The
이렇게 상기 방위표시부(310)에 의하여 현재 상기 태양전지 모듈(10)이 향하고 있는 방위를 표시함으로써 사용자로 하여금 상기 태양광 발전장치(100)가 효율적으로 작동하고 있다는 것을 알 수 있게 하고, 계절별로 태양의 일출 및 일몰에 따른 상기 태양광 발전장치(100)의 작동 오류를 대략적으로 판단할 수 있는 효과가 있다.In this way, by displaying the orientation that the
도 4는 도 1에 나타낸 태양광 발전장치(100)의 부분 확대도이다.4 is a partially enlarged view of the
도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제1지지유닛(120)의 하측에는 상기 제1지지유닛(120)을 수직방향으로 회동 가능하도록 결합시키는 힌지결합부(140)가 마련된다.As shown in FIG. 4, a
상기 힌지결합부(140)는 상기 제1수평프레임(122)의 저면과 힌지 결합되는 힌지 결합프레임(141)과, 상기 힌지 결합프레임(141)의 상면과 상기 제1수평프레임(122)의 저면에 개재되어 힌지 결합구조로 형성되며, 상기 제1지지유닛(120)의 하중을 분산 지지하는 세 개의 체결부재(142)를 포함한다.The
상기 힌지 결합프레임(141)은 상기 지지프레임(110), 제1지지유닛(120) 및 제2지지유닛(150)을 전반적으로 지지하여 최대 하중이 가해지는 부분으로 단면적이 상기 지지프레임(110), 제1지지유닛(120) 및 제2지지유닛(150)에 비하여 상대적으로 크게 형성되며, 상기 체결부재(142)는 상기 힌지 결합프레임(141)의 상면에 동일 간격으로 배치된다.The
상기 태양전지 모듈(10)이 결합되는 상기 지지프레임(110)은 지면에 대해서 소정 경사각을 갖도록 기울어지게 배치된다. 그리고, 상기 제1지지유닛(120) 및 상기 제2지지유닛(150)은 상기 제1지지유닛(120)의 하측에 배치되는 상기 힌지 결합프레임(141)에 대하여 수직 방향으로 상대 회동하게 된다.The
이런 상대 회동은 상기 동력전달부의 회동에 따라서 수평 회동운동이 수직 회동운동으로 이어진다.This relative rotation causes the horizontal rotational motion to the vertical rotational motion in accordance with the rotation of the power transmission unit.
상기 지지프레임(110)은 상기 태양전지 모듈(10)로부터 인출되는 전원선의 수납이 용이하도록 상기 지지프레임(110)의 길이방향을 따라서 내부에 덕트홈(111)이 형성된다.The
상기 덕트홈(111)은 상기 지지프레임(110)의 측면, 상면 및 저면에 하나 또는 복수개 형성된다.One or
그리고 상기 지지프레임(110) 상에서 상기 태양전지 모듈(10)의 배치구조와 조립성을 고려하여 적어도 상기 지지프레임(110)의 저면에 상기 덕트홈(111)이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the
상기 덕트홈(111)은 상기 전원선 수납 후 내부에 먼지나 빗물이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 덕트캡(112)이 마련된다. 상기 덕트캡(112)은 상기 덕트홈(111)의 단부에서 슬라이딩 또는 억지끼움 방식으로 체결될 수 있다.The
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치(100′)의 후방 사시도이고 도 6은 도 5에 나타낸 제1지지유닛(120′)을 나타내는 평면도이다.FIG. 5 is a rear perspective view of the solar cell apparatus 100 'according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view showing the first support unit 120' shown in FIG.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 제1지지유닛(120′)은 수직방향으로 서로 이격되도록 마련되는 한 쌍의 수직프레임(150)과, 상기 수직프레임(150)의 중심 부분을 연결하는 제1수평프레임(122)과, 상기 수직프레임(150)의 양 단부를 각각 연결하는 제2수평프레임(123′) 및 제3수평프레임(124′)을 포함한다.As shown in FIGS. 5 and 6, the
여기서 상기 제2수평프레임(123′) 및 제3수평프레임(124′)은 상기 수직프레임(150)과의 연결부분으로부터 상기 제2수평프레임(123′) 및 제3수평프레임(124′)의 길이방향 양 측방으로 각각 연장되는 제1연장프레임(123a) 및 제2연장프레임(124a)을 포함한다.The second horizontal frame 123 'and the third horizontal frame 124' are connected to the
상기 제1연장프레임(123a) 및 제2연장프레임(124a)은 전기한 도 1에 나타낸 보조지지부(도 3 참조, 126)와 유사한 기능을 가지며, 상기 지지프레임(도 1 참조, 110)을 저면에서 하중을 분산하는 효과를 기대할 수 있다.The first extension frame 123a and the second extension frame 124a have a function similar to that of the auxiliary support part (refer to FIG. 3 and 126) shown in FIG. 1 and the bottom of the support frame (refer to FIG. 1 and 110). The effect of distributing the load can be expected at.
상기 제1연장프레임(123a)은 상기 제2수평프레임의 양 측방으로 연장되어 수평방향으로 배치되는 상기 지지프레임(110)의 상측 저면을 지지하되, 상기 지지프레임(110)의 가장자리 부분에서 발생하는 하중을 분산 지지하도록 연장된다.The first extension frame 123a extends in both sides of the second horizontal frame to support an upper bottom surface of the
또한 상기 제2연장프레임(124a)은 상기 제3수평프레임의 양 측방으로 연장되어 수평방향으로 배치되는 상기 지지프레임(110)의 하측 저면을 지지하되, 상기 지지프레임(110)의 가장자리 부분에서 발생하는 하중을 분산 지지하도록 연장된다.In addition, the second extension frame 124a extends in both sides of the third horizontal frame to support a lower bottom surface of the
따라서 상기 제1연장프레임(123a) 및 상기 제2연장프레임(124a)은 상기 수직프레임(150)의 각 단부로부터 상기 지지프레임(110)의 양 측 단부 사이 거리의 약 1/3~2/3 지점을 지지하도록 배치되는 것이 바람직하다.Therefore, the first extension frame 123a and the second extension frame 124a are about 1/3 to 2/3 of the distance between both ends of the
또한 도 5에 도시된 바와 같이 상기 태양전지 모듈(110′)은 중앙에 수직방향으로 배치된 태양전지 모듈이 양 측에 수직방향으로 배치되는 다른 태양전지 모듈로부터 상측으로 이격되도록 배치된다. 이로써 상기 중앙에 수직방향으로 배치된 태양전지 모듈과 상기 양 측에 수직방향으로 배치되는 다른 태양전지 모듈 사이의 이격된 공간으로 바람에 의한 풍압을 감소시키고, 쌓이는 눈이 흘러내릴 수 있도록하여 상기 태양전지 모듈의 변형 및 파손을 방지할 수 있는 효과가 발생한다.In addition, as shown in FIG. 5, the
또한 도면에 도시하지 않았지만, 상기 중앙에 수직방향으로 배치된 태양전지 모듈과 상기 양 측에 수직방향으로 배치되는 다른 태양전지 모듈이 측방으로 이격되도록 설치되어, 상기 중앙에 수직방향으로 배치된 태양전지 모듈과 상기 양 측에 수직방향으로 배치되는 다른 태양전지 모듈은 수직방향 및 수평방향으로 각각 이격되도록 배치하여 풍압 및 적설에 의한 피해를 보다 효과적으로 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.In addition, although not shown in the drawing, the solar cell module disposed in the vertical direction in the center and the other solar cell module disposed in the vertical direction on both sides are installed to be spaced apart laterally, the solar cell disposed in the vertical direction in the center The module and the other solar cell modules arranged in the vertical direction on both sides are arranged to be spaced apart in the vertical direction and the horizontal direction, respectively, to have an effect of more effectively reducing the damage caused by wind pressure and snow.
도 7은 도 1에 나타낸 동력전달부를 나타내는 측면도이고, 도 8은 도 7에 나타낸 지지베어링(170)을 상측에서 바라본 평면도이다.FIG. 7 is a side view illustrating the power transmission unit illustrated in FIG. 1, and FIG. 8 is a plan view of the support bearing 170 illustrated in FIG. 7 as viewed from above.
또한 상기 동력전달부는 상기 케이스(161)의 상부와 상기 힌지 결합프레임(141)이 연결되는 부분에 걸리는 하중을 보조적으로 지지할 수 있는 지지베어링(170)을 포함한다.In addition, the power transmission unit includes a support bearing 170 that can support the load applied to the portion of the upper portion of the
상기 지지베어링(170)은 상기 구동모터(M)로부터 제공되는 회전력이 상기 힌지 결합프레임(141)에 전달되면서 상기 케이스(161)와 상기 힌지 결합프레임(141) 사이에서 발생하는 응력을 분산시키며, 상기 동력전달부의 내구성을 향상시키는 기능을 갖는다.The
이때 상기 지지베어링(170)은 도 8과 같이 내부에서 3점 지지 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 4점 지지 이상의 구조로도 변경할 수 있음은 물론이다.At this time, the support bearing 170 is preferably made of a three-point support structure in the interior as shown in Figure 8, of course, can be changed to a structure of four or more supports.
이는 상기 케이스(161) 상에서 상기 힌지 결합프레임(141)이 회동하면서 받는 외부의 풍압과 같은 외력으로 인하여 상기 지지베어링(170)의 지지면에 받는 압력을 균등하게 분포하기 위함이다.This is to distribute the pressure received on the support surface of the support bearing 170 evenly due to the external force such as the external wind pressure received while the
도 9는 도 3에 나타낸 고도조절부(200)를 나타내는 분해도이다.9 is an exploded view showing the
도 9를 참조하면, 상기 리프트 암(165)의 타 단부와 상기 제1수평프레임(122)의 사이에는 고도조절부(200)가 마련된다.9, an
상기 고도조절부(200)는 사용자가 파지하여 회전시킬 수 있는 손잡이부(210)와, 상기 손잡이부(210)의 중심으로부터 수직 양 방향으로 돌출되는 제1체결부(220)와, 상기 제1체결부(220)에 결합되어 상기 제1체결부(220) 상에서 왕복운동 하도록 체결되는 제2체결부(230)를 포함한다.The
또한 상기 고도조절부(200)는 상기 제2체결부(230)와 상기 제1수평프레임(122)을 연결하는 회절부재(125)를 포함한다.In addition, the
여기서 상기 고도조절부(200)는 사용자가 수동으로 회전시켜 계절별 태양의 고도에 따른 고도의 차이를 보정하며, 상기 고도조절부(200)에 다른 구동력을 부여하여 자동적으로 계절에 따라서 태양의 고도 차이를 미세하게 보정할 수 있음은 물론이다.Here, the
먼저 상기 손잡이부(210)는 봉 형상의 손잡이(212)가 방사형으로 복수개 형성되고, 각각의 상기 손잡이(212) 중심으로부터 수직 방향으로 연장되는 상기 제1체결부(220)가 일체로 형성된다. 이때 상기 손잡이(212)는 상기 제1체결부(220)를 중심축으로 하여 상기 제1체결부(220)의 수직 방향에 동일 간격으로 3개 이상 마련되는 것이 바람직하다.First, the
따라서 상기 손잡이(212)를 수평방향으로 회전시키면 상기 제1체결부(220)가 축이 되어 동시에 회전하게 된다.Therefore, when the
상기 제1체결부(220)는 상부 체결부재(221)와 하부 체결부재(222)로 구성된다. 상기 상부 체결부재(221)의 외주면에는 오른나사가 형성되고, 상기 하부 체결부재(222)의 외주면에는 왼나사가 형성된다. 물론 상기 제1체결부(220)는 도면으로 도시하지 않았지만, 볼트형상이 아닌 턴버클(Turn buckle) 형태로 내주면 양 단부에 각각 다른 방향의 나사산이 형성된 형태로 구성될 수도 있다.The
더욱이 상기 상부 체결부재(221)와 하부 체결부재(222)의 외주면에 형성되는 나사는 그 방향이 서로 반대 방향으로 형성되며, 상기 상부 체결부재(221)의 외주면에 왼나사가 형성되고, 상기 하부 체결부재(222)의 외주면에 오른나사가 형성될 수도 있음은 물론이다.Furthermore, the screws formed on the outer circumferential surfaces of the
또한 상기 제2체결부(230)는 상부 결합부재(231)와 하부 결합부재(232)로 구성된다.In addition, the
그러면 상기 제1체결부(220) 양 측에 각각 연결되는 상기 제2체결부(230)는 상기 제1체결부(220)에 각각 형성된 나사 형상에 대응하도록 상기 상부 결합부재(231)는 상기 상부 체결부재(221)에 결합되도록 오른나사가 형성되는 결합홀(231a)이 형성되고, 상기 하부 결합부재(232)는 상기 하부 체결부재(222)에 결합되도록 왼나사가 형성되는 결합홀(231b)이 형성된다.Then, the
따라서 상기 제1체결부(220)를 시계방향으로 회전하는 경우, 상기 상부 결합부재(231)와 하부 결합부재(232)는 상기 제1체결부(220)의 중심방향 즉 상기 방사형의 손잡이(212)들 중심부분으로 가까워지도록 직선운동을 하고, 상기 제1체결부(220)를 반시계 방향으로 회전하는 경우, 상기 상부 결합부재(231)와 하부 결합부재(232)는 상기 제1체결부(220) 상에서 서로 멀어지는 방향으로 직선운동 하게 된다.Therefore, when the
상기 상부 결합부재(231)의 일 측에는 상기 오른나사가 형성되는 결합홀(231a)의 수직 방향으로 상기 회절부재(125)로부터 회동 가능하도록 결합할 수 있도록 결합공(233a)이 형성된다.A
여기서 상기 회절부재(125)는 상기 제1수평프레임(122)의 수직방향 회전 중심으로부터 벗어난 위치에서 상기 상부 결합부재(231)와 결합되고, 상기 상부 결합부재(231)가 회동 가능하도록 결합된다. 따라서 상기 회절부재(125)는 상기 손잡이부(210)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전함에 따라서 상기 태양전지 모듈(도 2 참조, 10)의 경사각도가 태양의 계절별 고도각도에 따라서 조절되도록 상기 제2체결부(230)의 직선운동을 상기 태양전지 모듈(도 4 참조 : 10)의 회전운동으로 변환시키는 기능을 갖는다.Here, the
또한 상기 하부 결합부재(232)의 일 측에는 상기 왼나사가 형성되는 결합홀(231b)의 수직 방향으로 상기 리프트 암(165)의 단부로부터 회동 가능하도록 결합할 수 있도록 결합공(233b)이 형성된다.In addition, a
이와 같이 상기 고도조절부(200)를 사용하게 되면, 사용자가 혼자서도 계절별 태양의 고도각에 따른 상기 태양전지 모듈(도 1 참조, 10)의 고도각을 조절할 수 있는 효과를 갖는다.As such, when the
또한 상기 고도조절부(200)는 고도표시부(240)를 포함한다. 상기 고도표시부(240)는 상기 제1체결부(220)에 사용자가 눈으로 인식할 수 있도록 적어도 두 가지 이상의 단계로 고도표시가 되어 있다.In addition, the
상기 고도 표시는 계절별 태양의 고도각 차이를 사용자가 인식하고, 적정 고도각에 맞추어 상기 고도조절부(200)를 설정각도로 회전시킬 수 있도록 할 수 있다. 상기 고도표시부(240)는 상기 제1체결부(220)에 홈 또는 홀을 뚫어 상기 제1체결부(220)의 회전수를 제한하거나, 또는 색상을 달리하여 계절별 고도각의 표시할 수도 있다.The altitude display may allow the user to recognize the difference in the altitude angle of the seasonal sun, and to rotate the
이때 상기 고도표시부(240)는 세 가지 단계로 설정하여 표시하고, 봄/가을, 여름 및 겨울에 따른 태양의 고도각을 조정할 수 있도록 표시하는 것이 바람직하다.At this time, the
도 10은 도 1의 제어부를 개략적으로 나타낸 구성도이다.10 is a configuration diagram schematically illustrating the control unit of FIG. 1.
도 10에 도시한 바와 같이, 제어장치(500)는 GPS 모듈(510), 통신 모듈(520), 기상 모듈(530) 및 제어부(540)로 이루어지면서 구동 모터(M)를 구동하여 태양 전지모듈(10)들의 고도각 및 방위각을 제어한다.As shown in FIG. 10, the
여기서, 상기 기상 모듈(531)은 상기 통신 모듈(520) 또는 GPS 모듈(510)로부터 획득된 정보를 제공받아 황사 모드(531), 태풍 모드(532), 적설 모드(533), 계절풍 모드(534)인지를 판단하여 상기 제어부(540)로 전송한다.Here, the
상기 황사 모드(531)는 3~5월 사이에 몽고에서 발생한 황사 먼지를 대비하여 발전을 종료한 후 태양 전지모듈(10)들의 방향을 황사가 날아오는 반대 방향인 동남 방향을 향해 대기하도록 한다. 즉, 몽고 지방에서 발생한 황사 먼지가 태양 전지모듈(10)의 표면에 안착되면 그 만큼 발전 효율이 저하하기 때문에 황사가 발생하여 어느 정도의 이상인 경우에는 태양 전지모듈(10)들의 방향이 황사가 날아오는 방향과 반대 방향에 위치하도록 하여 태양 전지모듈(10)의 표면에 황사가 안착되는 미연에 방지할 수 있다.The
상기 태풍 모드(532)는 지난 100년 동안의 기상청 자료에 의하면 우리나라에 영행을 주는 태풍의 90%가 7~9월로, 태풍이 가장 많이 발생하고 있는 기간 동안 풍압의 영향을 최소화할 수 있도록 태양 전지모듈(10)이 지면과 수평이 되도록 제어하여 대기하도록 한다.The
즉, 태풍이나 강한 바람이 부는 경우에 본 발명에 의한 태양광 발전장치(100)의 피해를 사전에 최소화하기 위하여 GPS 모듈(510) 또는 통신 모듈(520)로부터 태풍이나 바람의 세기 정보를 사전에 받는 태풍 모드(532)는 이를 분석하여 상기 제어부(540)로 전달하고, 상기 제어부(540)는 상기 태양 전지모듈(10)들이 하늘을 향하도록 상기 구동모터(M)를 제어하여 태풍이나 바람의 피해를 최소한으로 줄일 수 있다.That is, when typhoons or strong winds blow, the typhoon or wind strength information may be previously obtained from the
상기 적설 모드(533)는 상기 GPS 모듈(510) 또는 통신 모듈(520)로부터 적설에 대한 정보를 사전에 받고, 이를 분석하여 상기 제어부(540)로 전달하고, 상기 제어부(540)는 상기 태양 전지모듈(10)들이 지면과 수직이 되도록 제어하여 눈으로부터 피해를 최소한으로 줄일 수 있다. The
즉, 적설로 인하여 상기 태양 전지모듈(10)들의 표면에 눈이 쌓이게 되면 태양 전지모듈(10)들을 지지하는 지지프레임(110)을 포함하여 본체부(300)가 눈의 하중에 의하여 파괴될 우려가 있기 때문에 눈이 온다는 기상 정보를 받거나 실시간으로 눈이 내리는 경우에 상기 적설 모드(533)를 이를 판단하여 상기 제어부(540)로 전달하면, 상기 제어부(540)는 상기 구동모터(M)를 제어하여 상기 태양 전지모듈(10)들이 지면과 수직이 되도록 한다.That is, when snow accumulates on the surface of the
상기 계절풍 모드(534)는 6월 경우에 여름이 시작되는 절기로 내륙의 온도가 해양 온도보다 높아 바다에서 육지로 부는 계절풍의 특성을 감안하여 태양 전지모듈(10)들의 방향을 동쪽 지방에는 동쪽을, 서쪽 지방에는 서쪽을 향하도록 한다. 또한, 10~12월은 내륙의 온도가 해양 온도보다 낮아 북서쪽 시베리아 방향에서 불어오는 편서풍이 많이 불이 불어오는 계절풍의 특성을 감안하여 태양 전지모듈(10)들이 바람의 영향을 가장 적게 받을 수 있는 편서풍이 불어오는 방향을 향하도록 한다.The
또한, 가을철의 이슬이나 겨울철의 누이 오는 것을 감안하여 계절풍의 영향을 있겠지만 이슬이나 눈이 모듈면에 쌓이면 발전에 영향을 주므로 태양 전지모듈(10)들의 경사각이 지는 형태로 상기 구동모터(M)를 제어한다.In addition, in consideration of the fall of the dew in winter or the fall of winter, the influence of the monsoon, but the accumulation of dew or snow on the module surface affects the power generation, so that the drive motor (M) in the form of the inclination angle of the solar cell modules (10). To control.
여기서, 상기 계절풍이란 해양의 열용량이 대륙에 비하여 크기 때문에 대룩은 빨리 데워지고 빨리 냉각된다. 따라서 여름에는 대륙이 해양보다 온도가 높아 저압부가 되고, 겨울에는 온도가 낮아 고압부가 되므로 바람이 여름에는 해양에서 내륙으로 불고, 겨울에는 내륙에서 해양으로 불게 되는 열적 순환을 말한다.Here, the monsoon means that the heat capacity of the ocean is larger than that of the continents, and the dazzle warms up quickly and cools down quickly. Therefore, in summer, the continents have a higher temperature than the ocean and become a low pressure part, and in winter, the temperature becomes a high pressure part, so the wind blows from the ocean to the inland in the summer and from the inland to the ocean in the winter.
따라서 상기 계절풍 모드(534)는 계절풍에 따라 상기 태양 전지모듈(10)들의 방향을 상기 구동모터(M)를 제어하여 최적의 방향이 되도록 하여 태양광 발전장치의 손상을 미연에 방지한다.Accordingly, in the
이상과 같은 본 발명에 의한 태양광 발전장치(100)는 구동모터(M)를 제어하기 위해 별도로 프로그래밍된 제어장치(500)를 통해 기상 정보에 따라 태양 전지모듈(10)들의 방향을 최적의 방향이 되도록 제어한다.The
기존에 트레커들은 제어기와 모니터링 프로그램에서만 트레커 제어가 가능하였지만, 태양광 설치용량이 대용량인 경우 설치면적이 넓어져 모니터링 프로그램에서만으로 제어하기에는 한계를 느꼈으며, 또한 트레커의 제어기에서 조정하는 방식 또한 제이기가 설치되어 있는 곳에서만 제어가 가능하였으나, 태풍 모드, 황사 모드, 적설 모드, 계절풍 모드를 통해 자유롭게 태양 전지모듈(10)들의 방위각과 고도각을 제어하여 발전 효율을 향상시킴과 더불어 파손 피해를 미연에 방지할 수 있다.Previously, trekkers could only control the trekkers in the controller and monitoring program. However, when the solar installation capacity was large, the trekkers could not be controlled by the monitoring program. Although it was possible to control only where it is installed, it is possible to control the azimuth and altitude angles of the
여기서, 상기 GPS 모듈(510)은 위성으로부터 GPS 신호를 수신 즉, 온도, 습도, 바람과 같은 기상 정보를 취득하여 상기 기상 모듈(530)을 통해 상기 제어부(540)로 전송하고, 또한, 상기 GPS 모듈(510)은 태양광 발전장치(100)가 설치된 위치를 알려줌과 동시에 현재의 시간을 실시간을 알 수 있다.Here, the
상기 통신 모듈(520)은 RS 485 통신을 이용하여 약 15대의 태양광 발전장치를 1개 그룹으로 만들어 각 태양광 발전장치의 감지신호를 동시에 받아 상기 제어부(540)에 전송하여 각 태양광 발전장치를 동일하게 제어한다. 한편, 각 그룹별로 그룹 제어를 할 수 있다.The
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양광 발전장치(100)의 작용효과에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described in detail the operational effects of the
도 11 내지 도 13은 도 1에 나타낸 태양전지 모듈(10)이 태양의 고도변화에 따라 배치각도가 변화하는 것을 도시한 측면도이다. 이하에서 전기한 참조번호 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.11 to 13 are side views illustrating that the arrangement angle of the
상기 태양(S)으로부터 상기 태양전지 모듈(10)의 표면을 연결하는 직선(L)은 수직상태를 이루어야 집광효율을 극대화할 수 있다.The straight line L connecting the surface of the
도 11에 도시한 바와 같이, 일출 시 상기 태양의 고도(h1)는 제일 낮은 상태를 유지한다. 이 경우, 상기 태양전지 모듈(10)의 배치각도(θ1)는 지면으로부터 가장 큰 경사각을 이루어야 한다.As shown in FIG. 11, the altitude h1 of the sun at the time of sunrise is maintained at the lowest state. In this case, the arrangement angle θ1 of the
이를 위해서는 상기 리프트 암(165) 하단부가 상기 캠 그루브(162)의 가장 낮은 부분에 물려 있어야 한다. To this end, the lower end of the
이 경우, 상기 고도조절부(200)의 상단부에 결합된 상기 회절부재(125)가 하방으로 최대로 끌어 당겨지기 때문에 상기 태양전지 모듈(10)의 배치각도가 가장 큰 경사각을 이루게 된다.In this case, since the
이때, 상기 태양전지 모듈(10)이 향하는 방향은 일출이 시작되는 동쪽방향이 되어야 한다.At this time, the direction toward which the
도 12에 도시한 바와 같이, 시간이 흐르면 태양은 동쪽에서 남동쪽 방향으로 이동하고, 그에 따라서, 고도(h2) 또한 높아진다.As shown in Fig. 12, as time passes, the sun moves from east to southeast, so that the altitude h2 is also increased.
이러한 태양의 방향과 고도 변화를 반영하여, 상기 제어장치(500)가 상기 구동모터(M)를 제어하면, 상기 구동모터(M)의 회전에 의하여 상기 태양전지 모듈(10)이 남동쪽을 바라보도록 회전하게 된다.Reflecting the direction and altitude change of the sun, when the
한편, 상기 리프트 암(165)의 하단부가 물려 있는 상기 캠 그루브(162)의 높이는 도 11의 경우보다 높은 상태로 배치되고, 이에 따라서 상기 리프트 암(165)도 상기 고도조절부(200)와 함께 상승한다.Meanwhile, the height of the
상기 리프트 암(165)이 상승하게 되면, 상기 태양전지 모듈(10)의 상단이 뒤로 젖혀지게 되어, 그 배치각도(θ2)는 도 11의 경우보다 지면으로부터 작은 경사각을 이루게 된다.When the
도 13에 도시한 바와 같이, 시간이 더 경과하여, 태양이 최고 고도(h3)에 이르게 되면, 태양은 남쪽에 위치한다.As shown in Fig. 13, as time elapses and the sun reaches the highest altitude h3, the sun is located south.
이때 상기 태양전지 모듈(10)은 남쪽을 향하도록 회전하고, 상기 리프트 암(165)의 하단부는 상기 캠 그루브(162) 중 그 높이가 최대가 되는 부분에 위치한다. At this time, the
이 경우, 상기 고도조절부(200)의 상단부에 결합된 상기 회절부재(125)가 상방으로 최대로 밀어 올려지기 때문에 상기 태양전지 모듈(10)의 배치각도가 가장 작은 경사각을 이루게 된다.In this case, since the
그러므로, 상기 태양전지 모듈(10)의 배치각도(θ3)는 가장 작은 경사각을 형성함으로써 집광효율을 극대화할 수 있다.Therefore, the arrangement angle θ3 of the
더 시간이 흘러가면, 태양은 남서방향으로 이동하고, 상기 태양전지 모듈(10)의 고도 또한 낮아지게 되며, 이에 대응하도록 상기 수평 회동프레임은 상기 태양전지 모듈(10)이 남서방향을 향하도록 회전운동을 수행한다.As time passes, the sun moves southwest, and the altitude of the
그리고, 낮아진 고도를 반영하여, 상기 리프트 암(165)의 하단부가 맞물린 캠 그루브(162)의 높이도 도 12의 경우보다 낮아진 상태가 되므로, 상기 태양전지 모듈(10)의 배치각도는 도 12의 경우보다 더 큰 경사각이 된다.In addition, since the height of the
일몰이 가까워지면, 태양은 서쪽에 위치하고, 상기 태양전지 모듈(10)의 고도 또한 더 낮아진다.As the sunset approaches, the sun is on the west side, and the altitude of the
이를 반영하여 상기 지지프레임(110)은 상기 태양전지 모듈(10)이 서쪽 방향을 향하도록 회전운동을 수행한다.Reflecting this, the
그리고, 그 상태의 태양 고도를 반영하여, 리프트 암(165)의 하단부는 캠 그루브(162)의 높이가 가장 낮은 부분에 위치하게 된다.In addition, the lower end of the
따라서, 상기 태양전지 모듈(10)의 배치각도는 최대 경사각을 이룬다. 그리고 일몰 이 후 태양이 지고나면, 상기 태양전지 모듈(10)이 익일 일출 시 다시 집광을 할 수 있도록 익일 일출이 시작되기 전에 상기 태양광 발전장치(100)는 동쪽 방향을 향하도록 회전이 이루어진다.Therefore, the arrangement angle of the
따라서, 본 발명에 따른 태양광 발전장치(100)는 시간의 흐름에 따른 태양의 고도변화 및 태양의 방위각의 변화에 따라서 그 집광 효율을 극대화할 수 있도록 자동으로 회전하고, 또한 계절의 변화 및 기상 조건에 따른 태양의 고도변화에 대응하여 사용자가 수동으로 계절별 고도각을 조절할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the
또한 상기 지지프레임의 하측에 상기 제1지지유닛 및 제2지지유닛을 설치하여 상기 태양광 발전장치의 발전 규모가 커짐에 따라서 상기 태양전지 모듈을 보다 안정적으로 지지할 수 있는 효과가 기대된다.In addition, the first support unit and the second support unit is installed on the lower side of the support frame as the power generation scale of the photovoltaic device increases, the effect that can be supported more stably the solar cell module is expected.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.On the other hand, the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
100 : 태양광 발전장치 110 : 지지프레임
120 : 제1지지유닛 140 : 힌지결합부
150 : 제2지지유닛 160 : 동력전달부
171 : 방진패드 200 : 고도조절부
300 : 본체부 310 : 방위표시부
400 : 피뢰부 500 : 제어장치100: solar power generator 110: support frame
120: first support unit 140: hinge coupling portion
150: second support unit 160: power transmission unit
171: dustproof pad 200: altitude control unit
300: main body 310: bearing display
400: lightning arrester 500: control device
Claims (9)
상기 태양전지 모듈을 하측에서 지지하는 지지프레임과,
상기 지지프레임을 받쳐주는 제1지지유닛과, 상기 제1지지유닛을 회동 가능하도록 지지하는 수직프레임 및 상기 제1지지유닛과 수직프레임이 회동할 수 있도록 구동력을 제공하는 구동모터가 구비된 동력전달부와,
상기 동력전달부를 지지하면서 지면에 고정되는 본체부와,
상기 본체부에 구성되어 기상 환경 및 태양의 위치에 따라 상기 구동모터를 제어하여 상기 태양전지 모듈들의 방위각 및 고도각을 제어하는 제어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.A plurality of solar cell modules,
A support frame for supporting the solar cell module from the lower side,
A power transmission provided with a first support unit supporting the support frame, a vertical frame supporting the first support unit so as to be rotatable, and a driving motor providing a driving force to rotate the first support unit and the vertical frame. Wealth,
A main body part fixed to the ground while supporting the power transmission part;
And a controller configured to control the driving motor according to the weather environment and the position of the sun to control azimuth and elevation angles of the solar cell modules.
상기 본체부의 내부에 구비된 구동모터에 의하여 상기 제1지지유닛 및 제2지지유닛을 회전시키되, 외주면에 캠 그루브가 형성된 케이스와,
상기 구동모터의 회전에 따라서 상기 캠 그루브의 형상에 대응하여 수직 방향으로 왕복운동하며, 일 단부가 상기 캠 그루브 내에서 슬라이딩 가능하도록 배치되고, 타 단부가 상기 제1수평프레임 상에서 회동 가능하도록 결합되는 리프트 암을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.The method of claim 1, wherein the power transmission unit,
A case in which the first support unit and the second support unit are rotated by a driving motor provided in the main body, and a cam groove is formed on an outer circumferential surface thereof;
Reciprocating motion in the vertical direction corresponding to the shape of the cam groove according to the rotation of the drive motor, one end is arranged to be slidable in the cam groove, the other end is coupled to be rotatable on the first horizontal frame A photovoltaic device comprising a lift arm.
위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 모듈과,
RS 485 통신을 이용하여 다수의 태양광 발전장치를 1개 그룹으로 만들어 각 태양광 발전장치의 감지신호를 전송하는 통신 모듈과,
상기 통신 모듈 또는 GPS 모듈로부터 획득된 기상 정보를 제공받아 이를 분석하는 기상 모듈과,
상기 기상 모듈로부터 전달된 정보를 근거로 상기 구동모터를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.The method of claim 1, wherein the control device
A GPS module for receiving GPS signals from satellites,
Communication module for transmitting a detection signal of each photovoltaic device by making a plurality of photovoltaic devices in one group using RS 485 communication,
A weather module for receiving and analyzing weather information obtained from the communication module or GPS module;
And a controller for controlling the driving motor based on the information transmitted from the meteorological module.
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