KR20140080040A

KR20140080040A - 태양광 모듈판의 청소장치

Info

Publication number: KR20140080040A
Application number: KR1020120149414A
Authority: KR
Inventors: 은종목
Original assignee: 주식회사 파워웰
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-30

Abstract

본 발명은 태양광 모듈판의 청소장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 발전시설 모듈판의 오염을 제거하기 위한 장치를 모듈판에 설치함에 있어 물과 브러쉬를 동시에 이용하거나 또는 선택적으로 이용할 수 있으며 특히, 모듈판 양측에 형성된 안내레일을 통하여 브러쉬가 수동으로 상하 이동하는 형태를 갖음으로써 모듈판 청소에 따른 전력의 사용이 불필요하며 구성이 단순하여 설치비용이 저렴하고 기어수단의 기어비의 변경을 통하여 쉽게 브러쉬의 이동속도를 조절하여 청소효과를 극대화 할 수 있는 새로운 형태의 태양광 모듈판 청소장치에 관한 것이다.

Description

태양광 모듈판의 청소장치{Cleaning device plate photovoltaic modules}

현대 생활에 있어 에너지는 가장 필수적인 요소로 그 수요가 점차 증대될 것으로 예상되지만 유가 급등, 및 화석연료 사용에 따른 기후변화 등의 환경적인 변화가 대두되면서 친환경적인 에너지원에 대한 연구가 절실한 실정이다.

이러한 시점에 최근 정부 및 산업계에서는 녹색 성장, 녹색 기술로써 태양광 에너지가 가장 이상적인 그린 에너지원으로써 각광받고 있다. 그린 에너지에 대한 관심이 증폭되면서, 친환경 에너지의 하나인 태양광 에너지에 대한 관심이 증폭되고 있으며 태양전지를 통한 발전설비가 급속히 늘고 있다.

이와 더불어 태양전지를 이용한 발전 시스템의 관리 방안에 대한 관심 또한 증가되고 있는데, 태양광 발전 시스템의 시설관리는 크게 태양전지 모듈판의 상태 확인 및 태양광 흡수를 원활하게 할 수 있도록 하는 청소 작업이 주요한 작업이 될 수 있다.

특히, 태양전지 모듈판에 대한 관리를 수행할 경우 현재 태양전지를 통한 전력 생산량의 10 ~ 15% 향상을 기대할 수 있으며, 태양전지 모듈판의 훼손 및 오염 등에 의해 발생하는 에너지 생산 약화를 미연에 방지할 수 있어 향후 태양광 발전 시스템에 반드시 요구되는 기술 분야이다.

하지만 태양전지 모듈판은 태양광의 흡수를 원활히 하기 위하여 건물의 옥상 등의 최상부에 급격한 경사를 갖도록 설치됨으로써 청소작업이 매우 어렵고 위험하여 일반 작업자나 설치되는 건물의 시설관리자가 유지 및 관리하기는 불가능하며 모듈판을 전문적으로 청소 및 유지관리하는 업체에 별도로 관리를 의뢰하여 청소 전문 업체가 기간별로 청소 및 관리를 대행 함으로써 유지관리비가 상승하는 문제점이 발생하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래 기술로써 공개특허공보 제10-2010-0115448호에는 로봇을 이용하여 태양광 집광판을 청소하는 구성이 기재되어 있다.

그러나, 상기의 기술은 대형 집광판 또는 여러 개의 집광판들이 모여서 설치되는 시설에 접합한 기술로써 휴양림이나 산속 및 도심지에 설치되는 태양광을 이용한 가로등과 같이 소형의 태양광 모듈판에서는 사용이 어려우며 또한, 비용이 고가여서 실 시용에는 여러 가지 문제점이 발생한다.

또한, 높은 곳에 설치되는 태양광 모듈의 특성상 로봇의 설치 및 제거가 어려우며 매번 로봇을 이동시켜가며 청소작업을 진행하여야 하는 번거로움이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 구조가 단순하여 설치에 많은 비용이 발생되지 않으며 기 설치된 태양광 모듈판에도 쉽게 설치 할 수 있어 보급이 용이하며 설치에 많은 비용이 발생되지 않는 새로운 형태의 태양광 모듈판의 청소장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적으로는 청소장치에 형성된 브러쉬나 물을 동시에 이용하여 청소하거나 또는 선택적으로 사용하여 모듈판을 청소함으로써 모듈판의 오염상태에 따라 적절한 청소방법을 적용하여 모듈판을 청소함으로서 효율적인 청소 및 모듈관리가 가능한 태양광 모듈판의 청소장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적으로는 태양광 모듈판과 연결된 기둥의 아래 부분에 구동수단을 설치하여 사용자가 쉽게 회전레버를 이용하여 수동으로 브러쉬를 이동시켜가며 청소를 함으로써 별도의 전원공급이 필요 없으며, 구동수단의 기어비를 변형시키는 구성변경 만으로 브러쉬의 회전속도를 가감시킬 수 있어 태양광 모듈판의 오염상태에 따라 청소의 난이도를 조절할 수 있어 효율적인 청소작업이 가능함으로써 태양광 발전량의 향상을 기대할 수 있는 태양광 모듈판의 청소장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로써, 통상의 태양열 모듈판에 있어서, 상기 모듈판의 상부에 조립되며 길이방향으로 여러 개의 분사공과 일측에 수도와 연결되는 물호스가 일체로 형성된 물 분사 파이프와, 상기 모듈판양측에 조립되며 "ㄷ"형태의 단면 내측에 래크가 형성된 한 쌍의 안내레일과, 상기 안내레일 내부의 래크와 치합되는 피니언에 의하여 이동가능하게 조립되며 길이방향으로 솔이 형성된 양측에 한 쌍의 구름베어링과 일측에 당김부재가 형성된 브러쉬와, 일측이 상기 당김부재의 상부와 하부에 내부 와이어가 연결되고 와이어의 외측에 형성된 튜브가 안내레일의 양측에 조립되며 타측이 구동수단과 연결되는 와이어부재 및 상기 와이어부재가 내부 제1보빈과 제2보빈에 연결되며 보빈의 회전에 의하여 와이어를 감거나 풀러 브러쉬를 상하이동시키는 구동수단을 포함하여 구성된 태양광 모듈판의 청소장치를 제공함에 특징이 있다.

또한, 상기에서 구동수단은 함체 형태의 케이스와, 상기 케이스 내부에 조립된 한 쌍의 베어링에 연결되어 회전가능하게 형성되는 회전축과, 상기 회전축에 형성되며 와이어가 서로 대칭되게 권취되는 제1보빈과 제2보빈 및 종동기어와, 상기 종동기어와 치합되는 구동기어 및 상기 구동기어와 연결된 핸들을 포함하여 구성됨에 특징이 있다.

또한, 상기 구동수단의 다른 실시예로써 함체 형태의 케이스와, 상기 케이스 내부에 조립된 한 쌍의 베어링에 연결되어 회전가능하게 형성되는 회전축과, 상기 회전축에 형성되며 와이어가 서로 대칭되게 권취되는 제1보빈과 제2보빈 및 종동기어와, 상기 종동기어와 치합되는 구동기어가 형성된 구동모터와, 상기 구동모터의 회전방향을 조절하는 키입력부가 연결된 제어부를 포함하여 구성됨에 특징이 있다.

또한, 상기에서 구동수단의 케이스의 상면에는 내부 와이어의 감김과 풀림 상태를 확인할 수 있는 식별창을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치는 구성이 단순하여 고장율이 저하되며 조작이 용이하여 별도의 청소 관리업체의 직원이 필요 없이 관리자가 손쉽게 구동시켜 태양광 모듈판의 청소작업을 할 수 있어 청소작업에 따른 별도의 비용이 발생되지 않으며 이러한 특징은 전체 태양광 모듈의 유지관리 비용을 절감시키는 효과로 이어진다.

또한, 물 또는 브러쉬를 이용하거나 또는 물과 브러쉬를 동시에 사용하여 모듈판 표면의 이물질을 제거함으로서 설치환경에 따라 다양한 구성의 이물질을 알맞은 청소방법을 이용하여 청소함으로써 효율적인 태양광 모듈판 청소작업을 진행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 청소장치를 구동함에 있어 별도의 전원이 필요 없이 핸들을 통하여 관리자가 수동으로 구동시킬 수 있어 전원의 공급이 어려운 현장에 설치된 태양광 모듈판이라도 쉽게 청소작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 다른 태양광 모듈판의 청소장치를 이용하면 태양광 모듈판의 효율을 향상시키고, 청소작업에 소모되는 전력 없이 안정하게 청소작업을 할 수 있어 향후 에너지 고갈의 시대에서 절대적으로 요구되는 태양광 에너지 분애에서 1퍼센트의 효율을 올리기 위해 기술 경쟁이 치열한 현실에서 큰 비용을 들이지 않고 태양광 발전효율을 올릴 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치가 형성된 태양광 모듈판의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치의 구체적인 구성인 보인 사시도
도 3은 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치 중 브러쉬 부분의 부분 확대 사시도
도 4는 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치 중 구동수단의 내부 구성을 나타낸 사시도
도 5는 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치 중 브러쉬의 이동과정을 설명하기 위한 부분 확대 평면도
도 6은 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치 중 구동수단의 다른 실시예의 블록도
도 7은 본 발명에 따른 청소장치가 부착된 태양광 모듈판이 형성된 가로등의 실시예를 보인 사시도

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치가 형성된 태양광 모듈판의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치의 구체적인 구성인 보인 사시도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 태양광 모듈판의 청소장치(100)는 크게 태양열 모듈판(1)의 상부에 조립되는 물 분사 파이프(10)와, 상기 태양광 모듈판(1)의 양측에 조립되는 안내레일(20)과, 상기 안내레일(20)의 내부에 슬라이딩 가능하게 연결되는 브러쉬(30)와, 상기 브러쉬(30)와 와이어부재(40)로 연결되며 태양열 모듈판(1) 또는 지지대(2)에 조립되는 구동수단(50)으로 구성된다.

상기 태양광 모듈판(1)은 알려진 바와 같이 하나의 프레임(1a)의 내부에 복수 개의 셀(cell)(1b)을 형성하고 서로 연결하여 구성되며 통상적으로 지면에 고정되는 기둥에 태양광을 최대한 흡수할 수 있도록 일정각도 기울어진 상태로 연결되며 근래에 들어서는 태양의 위치 변화에 대응하기 위하여 회전되도록 형성한다.

상기 물 분사 파이프(10)는 상기 태양광 모듈판(1)의 상부에 고정되며 복수 개의 물 분사공(11)과 일측에 수도와 같은 물 공급수단(미도시)와 연결되는 물호스(12)가 연결된다.

상기와 같이 일반적인 수도(미도시)와 물호스(12)를 연결하여 물의 공급이 원활하게 이루어질 수 있으며 수도꼭지를 이용하여 물의 투입량을 조절할 수 있다.

상기 안내레일(20)은 상기 태양광 모듈판(1)의 양측에 한 쌍으로 서로 대응되게 조립되며 단면이"ㄷ"자 형태를 갖으며 일측 또는 양측의 내부 상면에 래크(21)가 조립되고 양측에 와이어부재(40)가 연결되는 연결소켓(22)이 조립된다.

상기 와이어부재(40)는 통상적으로 자전거에서 브레이크와 브레이크 레버를 연결하는 구성과 유사한 형태를 갖으며 금속재질의 강선 와이어(41)의 외측에 튜브(42)가 감싸져 구성되며, 상기 튜브(42)의 양끝부분이 안내레일(20)과 구동수단(50)에 연결소켓(22)으로 연결된다.

상기와 같은 구성을 통하여 와이어부재(40)는 상기 안내레일(20)과 구동수단(50)을 연결하는 튜브(42)에 의하여 와이어(41)가 노출되지 않고 보호되는 상태에서 와이어(41)의 양끝부분이 구동수단(50)의 보빈(54, 55)과 당김부재(34)에 각각 연결된다.

상기 브러쉬(30)는 도 3에 도시한 바와 같이 합성수지 재질의 가벼운 관형태를 갖으며 전면에 솔(31)이 형성되고 양측에 한 쌍의 구름베어링(32)과, 일측에 피니언(33)과, 와이어(41)가 연결되는 당김부재(34)가 조립되어 구성된다.

상기에서 당김부재(34)는 베어링과 같은 형상을 갖음으로서 와이어(41)에 의하여 당김되는 과정에서 내부에 삽입된 회전축(53)이 원활하게 회전될 수 있도록 구성한다.

상기 구동수단(50)은 도 4에 도시한 바와 같이 함체 형태의 케이스(51)와 상기 케이스(51) 내부에 조립된 한 쌍의 베어링(52)에 연결되어 회전가능하게 형성되는 회전축(53)과, 상기 회전축(53)에 형성된 제1보빈(54)과 제2보빈(55) 및 종동기어(56)와, 상기 종동기어(56)와 치합되는 구동기어(57) 및 상기 구동기어(57)와 연결된 핸들(58)로 구성된다.

또한, 상기 제1보빈(57)과 제2보빈(55)에 각각 와이어(41)의 끝부분이 고정된 상태로 일정길이가 권취되며 이때 와이어(41)는 서로 반대되는 방향으로 권취된다.

또한, 상기 케이스(51)의 상부에는 투명재질의 식별창(59)을 형성하여 내부에 와이어(41)가 보빈(54, 55)에 권취된 상태를 수시로 확인할 수 있으며, 특히 브러쉬(30)가 상승과 하강시의 최상부에 위치시의 와이어(41) 위치와 최하부에 위치시의 와이어(41)의 위치를 식별할 수 있도록 체크함으로서 브러쉬(30)의 이동범위를 쉽게 체크할 수 있도록 한다.

또한, 상기 구동기어(57)와 종동기어(56)의 기어비를 변형하여 브러쉬(30)의 상하이동속도를 조절할 수 있다.

또한, 상기 케이스(51)는 태양광 모듈판(1)의 하면에 일체로 설치할 수 있으며 바람직하게는 태양광 모듈이 설치된 기둥의 하부에 설치하여 사용지가 쉽게 운전할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기와 같은 구동수단(50)의 구성에 의하여 사용자가 핸들(58)을 이용하여 구동기어(57)를 회전시키면 상기 구동기어(57)와 치합된 종동기어(56)가 회전하고 이와 연결된 회전축(53)이 회전함으로서 핸들(58)의 회전방향에 따라 제1보빈(54)의 와이어(41)가 감기면 제2보빈(55)의 와이어(41)는 풀리고 핸들(58)을 반대방향으로 회전시키면 반대로 와이어(41)의 풀림과 감김이 이루어진다.

이와 같은 와이어(41)의 풀림과 감김의 구동을 통하여 도 5에 도시한 바와 같이 와이어(41)의 끝부분에 연결된 당김부재(34)가 안내레일(20) 내부에서 상하이동함으로써 상기 당김부재(34)와 연결된 브러쉬(30)가 상하이동하며 회전하여 태양광 모듈판을 청소하는 것이다.

한편, 도 6은 상기 구동수단의 다른 실시예를 도시한 것으로써 본 실시예의 특징은 도심지의 건물 옥상이나 가정주택과 같이 전원의 공급이 용이한 설치공간에서는 구동수단의 구동기어를 모터와 연결하고 제어부 및 키입력부를 통하여 모터를 정역회전시켜 구동기어와 연결된 회전축의 보빈을 회전시킴으로서 와이어를 조절함으로서 좀더 편리하게 브러쉬를 이동시킬 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명한 것이나, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자들에게는 다양한 변형 및 다른 실시예가 가능하다는 점이 이해될 것이다.

10 ... 물 분사파이프 11 ... 물 분사공
12 ... 물 호스 20 ... 안내레일
21 ... 래크 22 ... 연결소켓
30 ... 브러쉬 31 ... 솔
32 ... 구름베어링 33 ... 피니언
34 ... 당김부재 40 ... 와이어부재
41 ... 와이어 42 ... 튜브
50 ... 구동수단 51 ... 케이스
52 ... 베어링 53 ... 회전축
54 ... 제1보빈 55 ... 제2보빈
56 ... 종동기어 57 ... 구동기어
58 .... 핸들 59 ... 식별창

Claims

통상의 태양열 모듈판(1)에 있어서,
상기 모듈판(1)의 상부에 조립되며 길이방향으로 여러 개의 분사공(11)과 일측에 수도와 연결되는 물호스(12)가 일체로 형성된 물 분사 파이프(10);
상기 모듈판(1)양측에 조립되며 "ㄷ"형태의 단면 내측에 래크(21)가 형성된 한 쌍의 안내레일(20);
상기 안내레일(20) 내부의 래크(21)와 치합되는 피니언(33)에 의하여 이동가능하게 조립되며 길이방향으로 솔(31)이 형성된 양측에 한 쌍의 구름베어링(32)과 일측에 당김부재(34)가 형성된 브러쉬(30);
일측이 상기 당김부재(34)의 상부와 하부에 내부 와이어(41)가 연결되고 와이어(41)의 외측에 형성된 튜브(42)가 안내레일(20)의 양측에 조립되며 타측이 구동수단(50)과 연결되는 와이어부재(40);
상기 와이어부재(40)가 내부 제1보빈(54)과 제2보빈(55)에 연결되며 보빈의 회전에 의하여 와이어(41)를 감거나 풀러 브러쉬(30)를 상하이동시키는 구동수단(50);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양광 모듈판의 청소장치.
제 1항에 있어서, 상기 구동수단(50)은 함체 형태의 케이스(51)와;
상기 케이스(51) 내부에 조립된 한 쌍의 베어링(52)에 연결되어 회전가능하게 형성되는 회전축(53)과;
상기 회전축(53)에 형성되며 와이어(41)가 서로 대칭되게 권취되는 제1보빈(54)과 제2보빈(55) 및 종동기어(56)와;
상기 종동기어(56)와 치합되는 구동기어(57); 및 상기 구동기어(57)와 연결된 핸들(58);을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양광 모듈판의 청소장치.
제 1항에 있어서, 상기 구동수단(50)은 함체 형태의 케이스(51)와;
상기 케이스(51) 내부에 조립된 한 쌍의 베어링()에 연결되어 회전가능하게 형성되는 회전축(53)과;
상기 회전축(53)에 형성되며 와이어(41)가 서로 대칭되게 권취되는 제1보빈(54)과 제2보빈(55) 및 종동기어(56)와;
상기 종동기어(56)와 치합되는 구동기어(57)가 형성된 구동모터와;
상기 구동모터의 회전방향을 조절하는 키입력부가 연결된 제어부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 태양광 모듈판의 청소장치.
제 2항 내지 제 3항에 있어서, 상기 구동수단(50)의 케이스(51) 의 상면에는 내부 와이어의 감김과 풀림 상태를 확인할 수 있는 식별창(59)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈판의 청소장치.