KR20140044157A - 태양열 반사판 청소 장치 - Google Patents

태양열 반사판 청소 장치 Download PDF

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Abstract

태양열 반사판 청소 장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 지표면에 상부에 일정한 각도로 경사지게 설치되고, 태양으로부터 방출된 빛을 지표면 근처에서 반사시키는 반사판(Heliostat); 상기 반사판의 전방에 이동 가능하게 설치되고, 상기 반사판의 표면을 청소하기 위한 청소바; 구동축을 정, 역 방향으로 회전시켜 주기 위한 구동모터; 상기 구동모터의 구동축에 설치되고, 상기 구동축의 구동력을 전달받아 정, 역방향으로 회전되는 제1 구동부; 상기 제1 구동부와 일정한 거리를 두고 배치되는 제1 피동부; 및 상기 청소바의 일단부가 결합되고, 상기 제1 구동부와 상기 제1 피동부의 회전 운동에 따라 상기 청소바를 상기 반사판의 표면을 따라 이동시켜 줄 수 있도록 상기 제1 구동부와 상기 제1 피동부를 연결시켜 주기 제1 연결부를 포함한다.

Description

태양열 반사판 청소 장치{CLEANING SYSTEM OF SOLAR POWER RECEIVER}
본 발명은 태양열 반사판 청소 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양열 반사판 청소 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 태양열 발전 시스템은 태양으로부터 방출된 빛을 지표면 근처에서 반사시키는 반사판(Heliostat)과, 상기 반사판에 의하여 반사된 빛을 집광(집열)하는 흡수기(Receiver)와, 상기 흡수기에 의하여 흡수된 열을 열교환/저장을 통해 가스터빈, 증기터빈 등을 구동시키는 파워블럭(미도시)으로 구성된다.
이러한 반사판의 크기를 보면, 작게는 예컨대, 4m2에서 크게는 예컨대, 100m2에 이르고 있다. 또한, 반사판은 대체로 일사량이 풍부한 사막 등에 설치되며, 대면적의 반사판은 쉽게 오염될 수 있다. 특히, 사막 등에 설치되는 경우, 모래가 반사판을 덮게 되고 흡수기로 빛 에너지를 전달하지 못하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 청소 로봇이나 추가적인 청소 기계를 이용하여 반사판 청소를 하고 있었다.
그러나, 대면적, 다수의 반사판 위에, 일정한 무게를 가진 청소 로봇이 돌아다니는 것은 반사판의 표면 스크래치 등의 심각한 손상을 초래할 수 있으며, 반사판 표면은 반사 코팅이 되어 있는데, 스크래치가 생길 경우 교체 외에는 다른 방법이 없다. 또한, 많게는 예컨대, 약 700개 이상 되는 반사판 청소에 필요한 로봇 청소기 구매 비용이 많이 들게 됨과 아울러 반사판 청소에 그 만큼 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
따라서, 최소한의 비용으로 반사판을 자동으로 청소함과 아울러 반사판 청소에 소요되는 시간도 최소화할 수 있는 태양열 반사판 청소 장치가 절실히 요구되고 있다.
본 발명은 반사판의 표면에 스크래치 등의 손상을 방지할 수 있으며, 최소한의 비용으로 태양열 반사판 표면을 자동으로 청소할 수 있으며, 아울러 반사판 청소에 소요되는 시간도 최소화할 수 있는 태양열 반사판 청소 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 지표면에 상부에 일정한 각도로 경사지게 설치되고, 태양으로부터 방출된 빛을 지표면 근처에서 반사시키는 반사판(Heliostat);
상기 반사판의 전방에 이동 가능하게 설치되고, 상기 반사판의 표면을 청소하기 위한 청소바;
구동축을 정, 역 방향으로 회전시켜 주기 위한 구동모터;
상기 구동모터의 구동축에 설치되고, 상기 구동축의 구동력을 전달받아 정, 역방향으로 회전되는 제1 구동부;
상기 제1 구동부와 일정한 거리를 두고 배치되는 제1 피동부; 및
상기 청소바의 일단부가 결합되고, 상기 제1 구동부와 상기 제1 피동부의 회전 운동에 따라 상기 청소바를 상기 반사판의 표면을 따라 이동시켜 줄 수 있도록 상기 제1 구동부와 상기 제1 피동부를 연결시켜 주기 위한 제1 연결부를 포함하는 태양열 반사판 청소 장치가 제공될 수 있다.
이 때, 상기 구동모터의 구동축에 상기 제1 구동부와 일정한 간격을 두고 설치되고, 상기 구동축의 구동력을 전달받아 정, 역방향으로 회전되는 제2 구동부;
상기 제2 구동부와 일정한 거리를 두고 배치되는 제2 피동부; 및
상기 청소바의 타단부가 결합되고, 상기 제2 구동부와 상기 제2 피동부의 회전 운동에 따라 상기 청소바를 상기 반사판의 표면을 따라 이동시켜 줄 수 있도록 상기 제2 구동부와 상기 제2 피동부를 각각 연결시켜 주기 위한 제2 연결부를 포함할 수 있다.
이 때, 상기 제1, 제2 구동부는 구동 스프로켓, 구동 풀리로 이루어지고,
상기 제1, 제2 피동부는 피동 스프로켓, 피동 풀리로 이루어지며,
상기 제1, 제2 연결부는 연결 체인, 연결 와이어로 이루질 수 있다.
이 때, 상기 구동축은 상기 청소바가 상기 반사판의 표면을 청소하지 않는 대기 상태일 경우, 상기 청소바가 태양으로부터 반사판으로 방출되는 빛을 가리지 않도록 상기 반사판의 상단부보다 상부에 배치될 수 있다.
이 때, 상기 청소바의 하단부에는 상기 반사판의 표면에 밀착되어 상기 반사판 표면을 용이하게 청소할 수 있도록 고무, 면, 브러쉬가 부착될 수 있다.
이 때, 상기 청소바의 상면에 적어도 하나 이상 배치되고, 상기 구동모터의 구동에 필요한 전력을 생산하기 위한 태양 전지를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 반사판의 표면에 스크래치 등의 손상을 방지할 수 있으며, 최소한의 비용으로 태양열 반사판 표면을 자동으로 청소할 수 있으며, 아울러 반사판 청소에 소요되는 시간도 최소화할 수 있으므로, 반사판이 항상 최적의 상태에서 태양으로부터 방출되는 빛을 반사시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치의 청소바의 개략적인 정면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치의 개략적인 구성도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치의 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치의 청소바의 개략적인 정면도이다.
도 1 내지 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치는 반사판의 표면을 청소하기 위한 것이다.
이러한 태양열 반사판 청소 장치는, 지표면에 상부에 일정한 각도로 경사지게 설치되고, 태양으로부터 방출된 빛을 지표면 근처에서 반사시키는 반사판(Heliostat)(100);
상기 반사판(100)의 전방에 이동 가능하게 설치되고, 상기 반사판(100)의 표면을 청소하기 위한 청소바(200);
구동축(310)을 정, 역 방향으로 회전시켜 주기 위한 구동모터(300);
상기 구동모터(300)의 구동축(310)에 설치되고, 상기 구동축(310)의 구동력을 전달받아 정, 역방향으로 회전되는 제1 구동부;
상기 제1 구동부와 일정한 거리를 두고 배치되는 제1 피동부; 및
상기 청소바(200)의 일단부가 결합되고, 상기 제1 구동부와 상기 제1 피동부의 회전 운동에 따라 상기 청소바(200)를 상기 반사판(100)의 표면을 따라 이동시켜 줄 수 있도록 상기 제1 구동부와 상기 제1 피동부를 연결시켜 주기 위한 제1 연결부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동모터(300)의 구동축(310)에 상기 제1 구동부와 일정한 간격을 두고 설치되고, 상기 구동축의 구동력을 전달받아 정, 역방향으로 회전되는 제2 구동부;
상기 제2 구동부와 일정한 거리를 두고 배치되는 제2 피동부; 및
상기 청소바(200)의 타단부가 결합되고, 상기 제2 구동부와 상기 제2 피동부의 회전 운동에 따라 상기 청소바(200)를 상기 반사판(100)의 표면을 따라 이동시켜 줄 수 있도록 상기 제2 구동부와 상기 제2 피동부를 각각 연결시켜 주기 위한 제2 연결부를 포함할 수 있다.
상기 제1, 제2 구동부는 상기 구동축(310)의 정, 역회전에 따라 정, 역방향으로 회전될 수 있는 제1, 제2 구동 스프로켓(321, 322)로 이루어질 수 있다.
상기 제1, 제2 피동부는 상기 제1, 제2 연결부에 의하여 상기 구동축(310)과 같이 정, 역방향으로 회전될 수 있는 제1, 제2 피동 스프로켓(323, 324)으로 이루어질 수 있다.
상기 제1, 제2 연결부는 상기 제1, 제2 구동 스프로켓(321,322)과 상기 제1, 제2 피동 스프로켓(323, 324)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜 줄 수 있는 제1, 제2 연결 체인(325, 326)으로 이루어질 수 있다.
상기 구동축(310)은 상기 청소바(200)가 상기 반사판(100)의 표면을 청소하지 않는 대기 상태일 경우, 상기 청소바(200)가 태양으로부터 반사판(100)으로 방출되는 빛을 가리지 않도록 상기 반사판(100)의 상단부보다 상부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 구동 스프로켓(321)과 제1 피동 스프로켓(323)은 상기 청소바(200)가 상기 반사판(100)의 상하 방향(또는 좌우 방향)을 따라 이동할 수 있도록 상기 반사판(100)의 일측면과 일정한 간격을 두고 배치하고, 상기 반사판(100)의 일측면과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제2 구동 스프로켓(322)과 제2 피동 스프로켓(324)은 상기 청소바(200)가 상기 반사판(100)의 상하 방향(또는 좌우 방향)을 따라 이동할 수 있도록 상기 반사판(100)의 타측면과 일정한 간격을 두고 배치하고, 상기 반사판(100)의 타측면과 평행하게 배치될 수 있다.
또한, 상기 청소바(200)의 하단부에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반사판(100)의 표면에 밀착되어 상기 반사판(100) 표면을 용이하게 청소할 수 있도록 고무, 면, 브러쉬(210) 등이 부착될 수 있다.
상기 청소바(210)의 상면에 적어도 하나 이상 배치되고, 상기 구동모터(300)의 구동에 필요한 전력을 생산하기 위한 태양 전지(400)를 포함할 수 있다.
상기 태양 전지(400)는 상기 구동모터(300)의 구동에 필요한 전력을 보다 효율적으로 전력을 공급할 수 있도록 상기 청소바(200)의 상면에 일정한 간격으로 복수개 부착될 수 있다.
이하에서, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치의 작동에 대해서 설명한다.
여기에서는 상기 청소바(200)가 상기 반사판(200)의 상하 방향을 따라 이동하는 경우를 예로 들어 설명하지만, 상기 청소바(200)가 상가 반사판(100)의 좌우 방향을 따라 이동하는 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있음은 물론이다.
먼저, 상기 청소바(200)가 청소를 하지 않는 대기 상태의 경우, 상기 청소바(200)는 상기 반사판(100)의 상단부의 상부쪽에 위치된다.
이러한 상태에서 상기 반사판(100) 표면을 청소하기 위하여, 상기 구동모터(300)를 정방향 구동시켜 상기 구동축(310)을 정방향, 예컨대, 시계 방향(도 1에서 상부에서 하부로 향하는 방향)으로 회전시켜 주면, 상기 제1, 제2 구동 스프로켓(321, 322)도 시계 방향으로 회전된다.
상기 제1, 제2 구동 스프로켓(321, 322)이 시계 방향으로 회전됨에 따라, 상기 제1, 제2 연결 체인(325, 326)도 시계 방향으로 회전되고, 상기 제1, 제2 연결 체인(325, 326)에 의하여 상기 제1, 제2 피동 스프로켓(323, 324)도 시계 방향으로 회전된다.
이 때, 상기 제1, 제2 연결 체인(325, 326)이 시계 방향으로 회전됨에 따라, 상기 청소바(200)는 상기 반사판(100)의 상부에서 하부로 상기 반사판(100)의 표면을 따라 이동하게 된다.
상기 청소바(200)가 상하 방향으로 이동됨에 따라, 상기 청소바(200)의 하단부에 부착된 브러쉬(210)가 상기 반사판(100)의 표면에 밀착되면서 상기 반사판(100)의 표면을 청소할 수 있는 것이다.
이와 같이, 상기 청소바(200)가 상기 반사판(100) 표면의 하부까지 청소하여, 상기 반사판(100) 표면의 청소를 완료하면, 상기 구동모터(300)의 구동을 정지시켜 준다.
그리고, 상기 반사판(100) 표면의 청소를 완료 한 후, 상기 구동모터(300)를 역방향 구동시켜 상기 구동축(310)을 역방향, 예컨대 반시계 방향(도 1에서 하부에서 상부로 향하는 방향)으로 회전시켜 주면, 상기 제1, 제2 구동 스프로켓(321, 322)도 반시계 방향으로 회전된다.
상기 제1, 제2 구동 스프로켓(321, 322)이 반시계 방향으로 회전됨에 따라, 상기 제1, 제2 연결 체인(325, 326)도 반시계 방향으로 회전되고, 상기 제1, 제2 연결 체인(325, 326)에 의하여 상기 제1, 제2 피동 스프로켓(323, 324)도 반시계 방향으로 회전된다.
이 때, 상기 제1, 제2 연결 체인(325, 325)이 반시계 방향으로 회전됨에 따라, 상기 청소바(200)는 상기 반사판(100)의 하부에서 상부로 상기 반사판(100)의 표면을 따라 이동하게 된다.
그리고, 상기 청소바(200)가 상기 반사판(100)의 상단부의 상부쪽에 위치될 때, 상기 구동모터(300)의 구동을 정지시켜 주면, 상기 청소바(200)가 청소를 하지 않는 대기 상태로 된다.
또한, 상기 청소바(200)의 상면에는 일정한 간격으로 복수개의 태양 전지(400)가 마련되어 있으므로, 상기 구동모터(300)는 구동에 필요한 전력을 태양 전지(400)로부터 공급 받을 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치는, 하기에서 설명하는 사항 이외에는 상기 일 실시예에 따른 태양열 반사판 청소 장치와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제1, 제2 구동부는 상기 구동축(310)의 정, 역회전에 따라 정, 역방향으로 회전될 수 있는 제1, 제2 구동 풀리(331, 332)로 이루어질 수 있다.
상기 제1, 제2 피동부는 상기 제1, 제2 연결부에 의하여 상기 구동축(310)과 같이 정, 역방향으로 회전될 수 있는 제1, 제2 피동 풀리(333, 334)로 이루어질 수 있다.
상기 제1, 제2 연결부는 제1, 제2 구동 풀리(331, 322)와 상기 제1, 제2 피동 풀리(333, 334)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜 줄 수 있는 제1, 제2 연결 와이어(335, 336)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 구동 풀리(331)와 제1 피동 풀리(333)는 상기 청소바(200)가 상기 반사판(100)의 상하 방향(또는 좌우 방향)을 따라 이동할 수 있도록 상기 반사판(100)의 일측면과 일정한 간격을 두고 배치하고, 상기 반사판(100)의 일측면과 평행하게 배치될 수 있다.
상기 제2 구동 풀리(332)와 제2 피동 풀리(334)는 상기 청소바(200)가 상기 반사판(100)의 상하 방향(또는 좌우 방향)을 따라 이동할 수 있도록 상기 반사판(100)의 타측면과 일정한 간격을 두고 배치하고, 상기 반사판(100)의 타측면과 평행하게 배치될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 반사판 200: 청소바
210: 브러쉬 300: 구동모터
310: 구동축 321, 322: 구동 스프로켓
323, 324: 피동 스프로켓 325, 326: 연결 체인
331, 332: 구동 풀리 333, 334: 피동 풀리
335, 336: 연결 와이어 400: 태양 전지

Claims (6)

  1. 지표면에 상부에 일정한 각도로 경사지게 설치되고, 태양으로부터 방출된 빛을 지표면 근처에서 반사시키는 반사판(Heliostat);
    상기 반사판의 전방에 이동 가능하게 설치되고, 상기 반사판의 표면을 청소하기 위한 청소바;
    구동축을 정, 역 방향으로 회전시켜 주기 위한 구동모터;
    상기 구동모터의 구동축에 설치되고, 상기 구동축의 구동력을 전달받아 정, 역방향으로 회전되는 제1 구동부;
    상기 제1 구동부와 일정한 거리를 두고 배치되는 제1 피동부; 및
    상기 청소바의 일단부가 결합되고, 상기 제1 구동부와 상기 제1 피동부의 회전 운동에 따라 상기 청소바를 상기 반사판의 표면을 따라 이동시켜 줄 수 있도록 상기 제1 구동부와 상기 제1 피동부를 연결시켜 주기 위한 제1 연결부
    를 포함하는 태양열 반사판 청소 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터의 구동축에 상기 제1 구동부와 일정한 간격을 두고 설치되고, 상기 구동축의 구동력을 전달받아 정, 역방향으로 회전되는 제2 구동부;
    상기 제2 구동부와 일정한 거리를 두고 배치되는 제2 피동부; 및
    상기 청소바의 타단부가 결합되고, 상기 제2 구동부와 상기 제2 피동부의 회전 운동에 따라 상기 청소바를 상기 반사판의 표면을 따라 이동시켜 줄 수 있도록 상기 제2 구동부와 상기 제2 피동부를 각각 연결시켜 주기 위한 제2 연결부를 포함하는 태양열 반사판 청소 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 구동부는 구동 스프로켓, 구동 풀리로 이루어지고,
    상기 제1, 제2 피동부는 피동 스프로켓, 피동 풀리로 이루어지며,
    상기 제1, 제2 연결부는 연결 체인, 연결 와이어로 이루지는 태양열 반사판 청소 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동축은 상기 청소바가 상기 반사판의 표면을 청소하지 않는 대기 상태일 경우, 상기 청소바가 태양으로부터 반사판으로 방출되는 빛을 가리지 않도록 상기 반사판의 상단부보다 상부에 배치되는 태양열 반사판 청소 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 청소바의 하단부에는 상기 반사판의 표면에 밀착되어 상기 반사판 표면을 용이하게 청소할 수 있도록 고무, 면, 브러쉬가 부착되는 태양열 반사판 청소 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 청소바의 상면에 적어도 하나 이상 배치되고, 상기 구동모터의 구동에 필요한 전력을 생산하기 위한 태양 전지를 포함하는 태양열 반사판 청소 장치.
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