KR20150052972A

KR20150052972A - 태양광 모듈용 세정 장치

Info

Publication number: KR20150052972A
Application number: KR1020130134568A
Authority: KR
Inventors: 유상필; 정성대; 오에녹; 최재호
Original assignee: (주)하이레벤
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2015-05-15

Abstract

본 발명은 태양광 모듈에 세정수를 분사하는 복수의 노즐 각각과 대응되게 내장되어 개폐 가능한 제1 솔레노이드 밸브 중 전부 또는 일부에 세정수를 동시에 공급하거나 시간차를 두고 공급하는 분배 유닛과 배관 연결되며, 상기 분배 유닛으로 세정수를 공급하는 세정수 공급부 및 상기 분배 유닛과 배관 연결되며, 상기 세정수 공급부로부터 상기 분배 유닛으로 세정수를 공급하도록 개폐 가능한 제2 솔레노이드 밸브와, 내부와 상기 배관 및 상기 세정수 공급부에 잔류하는 세정수가 자연 배출되도록 개폐 가능한 제3 솔레노이드 밸브를 포함하는 세정수 급배부 및 상기 배관과, 상기 분배 유닛 및 상기 세정수 급배부 내에 잔류하는 세정수를 중력 방향으로 자연 배수시키도록 상기 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 복수의 노즐과 상기 분배 유닛과 세정수 급배부는 상기 태양광 모듈을 기준으로 상하 방향으로 순차 배치되는 것을 특징으로 하여, 적은 양의 냉각수로 태양광 모듈 표면을 효율적으로 세정 및 냉각할 수 있고, 특히, 배수라인을 통해 공급되는 냉각수를 자연배수함으로써 겨울철에 배수라인의 동결로 인한 동파를 방지할 수 있는 태양광 모듈용 세정 장치에 관한 것이다.

Description

태양광 모듈용 세정 장치{WASHING APPARATUS FOR SOLAR PHOTOVOLTAIC MODULE}

본 발명은 태양광 모듈용 세정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 모듈 표면의 온도와 대기 온도와의 차이값과, 태양광 모듈 표면의 상태를 실시간으로 파악하여 적은 양의 세정수로도 다양한 상황에 맞게 태양광 모듈 표면을 효율적으로 세정 및 냉각할 수 있는 태양광 모듈용 세정 장치에 관한 것이다.

최근의 태양광 발전 설비는 무인화, 대형화되는 추세이며, 전력생산을 위해 대면적 태양광 모듈의 설치가 필수적이므로, 주로 지붕이나, 건물벽, 주차장 지붕과 같은 사람의 접근이 힘든 곳이 설치장소로 선택된다.

따라서, 태양광 발전 설비는 장시간 외부 환경에 노출되면서 비산먼지, 조류 분비물, 황사 및 기타 오염물질에 의해 집광량이 감소하게 된다.

또한, 태양광의 집광으로 인한 태양광 모듈의 온도상승은 태양광 발전 설비의 출력저하 현상을 불러 일으킨다.

가장 널리 사용되고 있는 실리콘 솔라셀(Solar Cell)의 경우, 태양광 모듈의 온도가 1℃ 상승할 때, 0.4 ~ 0.5%의 출력 감소가 발생하고, 특히, 하절기에는 태양광 모듈의 온도가 70℃ 이상까지 상승하게 되면서 출력이 15~20%까지 감소하는 문제점이 있었다.

또한, 동절기에는 태양광 모듈 표면에 내려 쌓인 눈이 태양광 모듈의 발전 출력을 감소시키는 직접적인 요인 중 하나로 작용하게 되는 것이다.

따라서, 태양광 발전 설비는 태양광 모듈의 온도를 식혀주는 냉각 작용과 태양광 모듈에 쌓인 오물, 눈, 비 등을 세척 또는 제설함으로써 태양광 모듈이 일정한 출력의 발전을 수행할 수 있도록 태양광 발전 설비를 유지 관리하는 설비 또한 갖출 필요가 있다.

이러한 태양광 발전 설비 유지 관리장치로는 차량의 브러쉬와 같이 기계적인 구동력으로써 태양광 모듈을 세척하는 방식, 태양광 모듈 상부에 물 호스를 연결하여 물을 흘려보냄으로써 태양광 모듈을 세척하는 방식, 그리고 별도의 노즐을 통해 강한 수압으로 물을 분사하여 태양광 모듈을 세척하는 물 분사 방식이 있다.

브러쉬를 이용하는 방식은 태양광 발전 설비 유지 관리장치에 적합한 별도의 브러쉬를 제작하여야 하고, 태양광 모듈이 과열되었을 경우에는 이를 식혀주기 위한 별도의 특별한 방법을 제공하지 못한다는 단점이 있다.

물 호스를 통해 물을 흘려주는 방식은 오물 제거나 제설에 큰 효과가 없다는 단점이 있다.

따라서, 노즐을 통해 물을 분사하여 태양광 모듈을 세척하는 물 분사 방식이 효율적이지만, 이러한 방식은 강한 수압의 물을 분사해야 하므로 물 소모가 많다는 단점이 있으므로, 가정용으로 사용되기에는 수압이나 수량에 한계가 있다.

또한, 동절기에 눈이 많은 지역에서는 겨울철 적설로 인해 녹지 않는 눈이 태양광 모듈 표면에 쌓이게 되어 태양광 발전 출력이 감소하게 되고, 동절기 주위의 낮은 기온으로 인해 배수라인 등의 동파가 발생하는 문제점이 있다.

공개특허 제10-2013-0077119호(2013년07월09일 공개) 국내등록특허 제10-0982263호(2010년09월08일 등록) 국내등록특허 제10-1301176호(2013년08월22일 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 태양광 모듈 표면의 온도와 대기 온도와의 차이값과, 태양광 모듈 표면의 상태를 실시간으로 파악하여 적은 양의 세정수로도 다양한 상황에 맞게 태양광 모듈 표면을 효율적으로 세정 및 냉각할 수 있는 태양광 모듈용 세정 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 태양광 모듈에 세정수를 분사하는 복수의 노즐; 상기 복수의 노즐 각각과 대응되게 내장되어 개폐 가능한 제1 솔레노이드 밸브 중 전부 또는 일부에 세정수를 동시에 공급하거나 시간차를 두고 공급하는 분배 유닛; 상기 분배 유닛과 배관 연결되며, 상기 분배 유닛으로 세정수를 공급하는 세정수 공급부; 상기 세정수 공급부 및 상기 분배 유닛과 배관 연결되며, 상기 세정수 공급부로부터 상기 분배 유닛으로 세정수를 공급하도록 개폐 가능한 제2 솔레노이드 밸브와, 내부와 상기 배관 및 상기 세정수 공급부에 잔류하는 세정수가 자연 배출되도록 개폐 가능한 제3 솔레노이드 밸브를 포함하는 세정수 급배부; 및 상기 배관과, 상기 분배 유닛 및 상기 세정수 급배부 내에 잔류하는 세정수를 중력 방향으로 자연 배수시키도록 상기 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 복수의 노즐과 상기 분배 유닛과 세정수 급배부는 상기 태양광 모듈을 기준으로 상하 방향으로 순차 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는, 대기 온도가 특정 온도 미만이 되거나, 상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값이 상기 제어부에서 설정된 값 미만이면, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 차단하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수의 공급을 차단함과 동시에, 상기 제1, 3 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 잔류된 세정수를 중력 방향으로 자연 배수시키는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 태양광 모듈용 세정 장치는, 상기 태양광 모듈에 장착되어 상기 태양광 모듈의 표면 온도와 대기 온도를 실시간으로 체크하고, 상기 표면 온도와 상기 대기 온도의 차이값을 상기 제어부로 전달하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제어부는, 상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값이 상기 제어부에서 설정된 값을 초과하면, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수를 공급함과 동시에, 상기 복수의 노즐과 각각 대응되는 상기 제1 솔레노이드 밸브를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 상기 노즐로부터 상기 태양광 모듈에 상기 세정수를 분사하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 태양광 모듈에 상기 세정수가 분사되는 시간은 상기 차이값이 커짐에 따라 길어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어부는, 상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값과 별개로, 일정 시간 마다 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수를 공급함과 동시에, 상기 복수의 노즐과 각각 대응되는 상기 제1 솔레노이드 밸브를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 상기 노즐로부터 상기 태양광 모듈에 상기 세정수를 일정 시간 분사하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 태양광 모듈용 세정 장치는, 상기 태양광 모듈의 임의의 개소에 장착되어 상기 태양광 모듈의 표면에 이물질이 부착되는지의 여부를 포함하여 상기 태양광 모듈의 표면 상태를 실시간으로 체크하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브의 개방 여부를 상기 제어부로 전달하는 센서부를 더 포함하며, 상기 태양광 모듈에 상기 세정수가 분사되는 것은 상기 태양광 모듈의 표면에 이물질이 제거될 때까지 지속되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제어부는, 상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값이 상기 제어부에서 설정된 값보다 작으면 상기 제2 솔레노이드 밸브를 차단하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수가 공급되는 것을 차단함과 동시에, 상기 제1 솔레노이드 밸브도 차단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값이 상기 제어부에서 설정된 값을 초과하면, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수를 공급함과 동시에, 상기 복수의 노즐과 각각 대응되는 상기 제1 솔레노이드 밸브를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 상기 노즐로부터 상기 태양광 모듈에 상기 세정수를 분사하는 자동 냉각 모드와, 상기 차이값과 별개로, 일정 시간 마다 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수를 공급함과 동시에, 상기 복수의 노즐과 각각 대응되는 상기 제1 솔레노이드 밸브를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 상기 노즐로부터 상기 태양광 모듈에 상기 세정수를 일정 시간 분사하는 시간 모드를 포함하며, 상기 자동 냉각 모드와 상기 시간 모드는 동시에 실행 가능한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 분배 유닛은, 상기 제1 솔레노이드 밸브가 내장되는 내부 공간을 형성하는 본체와, 상기 본체에 내장되고, 상기 제1 솔레노이드 밸브 각각과 연결되는 입출구 포트를 구비하며 내부에 상기 복수의 노즐 및 상기 세정수 급배부측과 상호 연통되는 유로가 형성되는 물 분배구를 포함하며, 상기 본체는 상기 태양광 모듈에 탈착 결합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 세정수 공급부는, 상기 세정수로서 수돗물을 공급하는 수도 배관 또는 상기 세정수로서 공업 용수를 공급하는 공업 용수 배관 중 하나를 포함하거나, 상기 세정수로서 지하수를 공급하기 위하여 지하 관정과 연결되는 지하수 공급배관과, 상기 지하수 공급배관과 연결되어 상기 세정수 급배부측으로 상기 지하수를 끌어올리는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 세정수 급배부는, 상기 분배 유닛 및 상기 세정수 공급부와 배관 연결되어 형성되는 것으로, 상단부에 상기 제2 솔레노이드 밸브가 구비되고, 하단부에 상기 제3 솔레노이드 밸브가 구비되는 내부 유로를 포함하며, 상기 제3 솔레노이드 밸브는 상기 태양광 모듈의 세정 및 냉각 작업이 완료된 세정수가 배출되는 배수 라인과 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 태양광 모듈용 세정 장치는, 상기 세정수 급배부와 상기 분배 유닛을 상호 연결하는 배관 상에 장착되고 내부를 통과하는 물에 에어를 혼입시켜 상기 복수의 노즐측으로 공급되는 상기 세정수의 분사 압력을 높이는 이상 유동(two phase flow) 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 센서부는, 상기 태양광 모듈의 배면에 장착되는 제1 센서 케이스와, 상기 제1 센서 케이스에 내장되는 단열재와, 상기 단열재에 장착되어 상기 태양광 모듈의 배면과 접촉되어 상기 태양광 모듈의 온도를 실시간으로 측정하는 모듈 온도 센서와, 상기 제1 센서 케이스의 외면을 감싸며, 상기 태양광 모듈의 배면에 장착되는 제2 센서 케이스와, 상기 제2 센서 케이스의 배면에 장착되며, 대기 온도를 실시간으로 측정하는 대기 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양광 모듈용 세정 장치는 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 제어부가 분배 유닛의 제1 솔레노이드 밸브와 세정수 급배부의 제2, 3 솔레노이드 밸브를 개폐 조작하여, 태양광 모듈의 표면 온도와 대기 온도와의 차이값에 따라, 또는 정기적으로 일정 시간마다 태양광 모듈에 세정수를 분사토록 함으로써 태양광 모듈의 세정 및 냉각을 효율적으로 수행할 수 있게 된다.

특히, 본 발명은 태양광 모듈에 장착되어 태양광 모듈의 표면 온도와 대기 온도를 측정하고 상기 표면 온도와 상기 대기 온도의 차이값을 실시간으로 제어부에 전달하여 태양광 모듈의 냉각 여부를 제어부가 판단할 수 있도록 함은 물론, 태양광 모듈의 표면에 이물질 등이 부착되었는지 여부를 파악하여 태양광 모듈의 표면을 세정할지 여부를 제어부가 판단할 수 있도록 함으로써, 다양한 상황에 맞게 태양광 모듈 표면을 효율적으로 세정 및 냉각할 수 있게 되어 불필요한 세정수의 낭비 또한 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 기술적 사상의 다양한 실시예들은, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 주요부인 노즐의 외관을 나타낸 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 주요부인 노즐의 전체적인 구조를 나타낸 분해 측면 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 주요부인 분배 유닛의 전체적인 구조를 나타낸 분해 사시도
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 주요부인 분배 유닛의 전체적인 구조를 나타낸 분해 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 주요부인 컨트롤러의 내부 구조를 절개하여 나타낸 부분 절개 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 주요부인 이상 유동 어셈블리를 유체가 흐르는 방향을 따라 절단하여 내부 구조를 나타낸 단면 절개 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 주요부인 제어부 중 센서부의 전체적인 구조를 나타낸 분해 사시도
도 9 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 주요부인 제어부에 의하여 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브의 개폐를 조작하면서 태양광 모듈을 세정 또는 분사하는 다양한 제어 과정을 나타낸 순서도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다.

상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부 등의 용어는 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 사용되는 것이다.

예를 들어, 편의상 도면상의 위쪽을 상부, 도면상의 아래쪽을 하부로 명명하는 경우, 실제에 있어서는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 상부는 하부로 명명될 수 있고, 하부는 상부로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정 장치에 대한 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정장치의 전체적인 구조를 나타낸 개념도이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 세정수 공급부(60)로부터 공급되는 세정수가 세정수 급배부(C)와 분배 유닛(30)을 거쳐 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)을 통해 태양광 모듈(10)에 균일한 압력으로 분사되면서 세정 및 냉각이 이루어지되, 이러한 일련의 조작은 제어부(90)에 의하여 이루어지는 구조임을 파악할 수 있다.

복수의 노즐(20, 20, 20, 20)은 태양광 모듈(10)에 세정수를 분사하는 것이며, 분배 유닛(30)은 복수의 노즐(20, 20, 20, 20) 각각과 대응되게 내장되어 개폐 가능한 제1 솔레노이드 밸브(31) 중 전부 또는 일부에 세정수를 동시에 공급하거나 시간차를 두고 공급하기 위한 것이다.

세정수 공급부(60)는 분배 유닛(30)과 배관 연결되며, 분배 유닛(30)으로 세정수를 공급하는 것으로, 본 발명에서는 수도 배관(61)으로 도시되어 있으나, 반드시 일반 상수도의 수돗물이 공급되는 수도 배관(61)에 국한되지 않으며, 예를 들어 공업 용수나 지하수가 각각 공급되는 공업 용수 배관 또는 지하수 배관이 될 수도 있다.

세정수 급배부(C)는 세정수 공급부(60) 및 분배 유닛(30)과 배관 연결되며, 세정수 공급부(60)로부터 분배 유닛(30)으로 세정수를 공급하도록 개폐 가능한 제2 솔레노이드 밸브(42)와, 세정수 급배부(C)의 내부와 배관(71, 72) 및 세정수 공급부(60)에 잔류하는 세정수가 자연 배출되도록 개폐 가능한 제3 솔레노이드 밸브(43)를 포함하는 것이다.

제어부(90)는 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)과 분배 유닛(30)을 연결하는 배관(71)과, 세정수 공급부(60) 및 분배 유닛(30)을 연결하는 배관(72)과, 분배 유닛(30) 및 세정수 급배부(C) 내에 잔류하는 세정수를 중력 방향으로 자연 배수시키도록 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43)의 개폐를 제어하는 것이다.

이때, 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)과 분배 유닛(30)과 세정수 급배부(C)는 태양광 모듈(10)을 기준으로 상하 방향으로 순차 배치되도록 함으로써, 세정 및 냉각 작업이 완료된 세정수가 중력 방향을 따라 자연스레 배출될 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 제어부(90)가 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43) 각각의 개폐를 제어함으로써, 다양한 상황에 맞게 태양광 모듈(10)의 표면을 효율적으로 세정 및 냉각할 수 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며, 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

복수의 노즐(20, 20, 20, 20)들은 전술한 바와 같이 태양광 모듈(10)에 세정수를 공급하기 위한 것으로, 세정수의 분사 각도를 조절할 수 있다.

본 발명에서는 특별히 도시하지 않았으나 태양광 모듈(10)의 프레임 가장자리에 고정시켜두고 각도 조절하면서 세정수를 분사할 수 있도록 노즐(20) 각각에 클램프 장치(이하 미도시)를 별도로 구비할 수도 있을 것이다.

노즐(20)은 도 2 및 도 3을 참고하면 노즐 연결구(21)와 노즐 고정구(22)와 배출구(23) 및 노즐 커버(24)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

노즐 연결구(21)는 분배 유닛(30)와 연결되는 배관(71)과 연통되며 배관보다 작아지는 직경을 가진 것이며, 노즐 고정구(22)는 노즐 연결구(21)의 일단부와 결합되어 노즐 연결구(21)를 배관(71)에 고정시키는 역할을 수행하는 것이다.

배출구(23)는 노즐 연결구(21)의 타단부와 결합되어 정, 역회전 가능하며 일측으로 치우치게 비대칭적으로 관통 형성된 배출 절결부(23s)를 구비한 반구 형상의 배출 단부(23a)를 포함하는 것이다.

노즐 커버(24)는 노즐 연결구(21)의 타단부 가장자리에 결합되어 배출구(23)를 내장하며 표면을 따라 복수의 배출홀(24h)이 일렬로 배치되는 반구 형상의 부재이다.

따라서, 노즐(20)은 노즐 연결구(21)를 통하여 공급되는 세정수가 도 3과 같이 배출 단부(23a)의 정, 역회전에 따라 일측으로 치우치게 비대칭적으로 관통 형성된 배출 절결부(23s)도 함께 회전하므로, 세정수가 배출되는 방향이 제각각으로 불규칙적으로 형성되며, 이에 따라 배출 절결부(23s)을 거쳐 배출홀(24h)을 통하여 서로 다른 분사 각도로 세정수가 배출될 수 있는 것이다.

여기서, 노즐 연결구(21)는 더욱 구체적으로 살펴보면, 배관(71)보다 작은 내경을 가진 원통 형상의 축경부(21s)의 단부 외주면으로부터 연장되어 배출구가 안착되는 회전지지 플랜지(21f)를 구비하고, 회전지지 플랜지(21f) 상에 돌출되고 축경부(21s)보다 큰 내경을 가지고, 배출구로 감싸지는 확경부(21b)를 포함하는 구조임을 알 수 있다.

이때, 노즐(20)은 배출 단부(23a)의 가장자리로부터 연장되고 노즐 연결구(21)에 안착되어 회전하는 원통 형상의 회전 몸체(23b)를 더 포함하여, 회전 몸체(23b)가 노즐 연결구(21)의 회전지지 플랜지(21f)에 의하여 원활하게 회전 지지될 수 있는 것이다.

따라서, 사용자는 미리 배출홀(24h)을 통하여 세정수가 분사되는 각도를 조절할 수 있도록 회전 몸체(23b)를 적절히 정, 역회전하여 배출 절결부(23s)의 위치를 조절하고 세정수를 분사시키도록 할 수 있을 것이다.

물론, 배출 절결부(23s)가 회전한 후 정지된 위치를 사용자가 육안으로 식별할 수 있도록 노즐 커버(24)는 투명 또는 반투명한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 분배 유닛(30)은 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)과 대응하는 갯수의 제1 솔레노이드 밸브(31)를 내부에 구비하고, 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)과 제1 솔레노이드 밸브(31) 각각을 배관 연결하며, 복수의 노즐(20, 20, 20, 20) 각각에 세정수를 공급하거나 사용된 세정수를 배출하는 유로를 형성하는 것으로, 도 4와 같이 본체(30a)와 물 분배부(30b)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

즉, 분배 유닛(30)은 후술할 이상 유동 어셈블리(50)를 통과하면서 상승된 수압으로 공급되는 세정수의 수압 또한 균일하게 분배시킬 수 있도록 하는 것이다.

본체(30a)는 제1 솔레노이드 밸브(31)가 내장되는 내부 공간을 형성하는 것이다.

물 분배구(30b)는 본체(30a)에 내장되고, 제1 솔레노이드 밸브(31) 각각과 연결되는 입출구 포트(30p)를 구비하며 내부에 복수의 노즐(20, 20, 20, 20) 및 이상 유동 어셈블리(50)측과 상호 연통되는 유로가 형성되는 것이다.

즉, 물 분배구(30b)의 내부 유로는 후술할 이상 유동 어셈블리(50)를 통과하면서 상승된 수압으로 공급되는 세정수의 수압 또한 균일하게 분배 공급할 수 있도록 상호 대칭적으로 형성된다.

여기서, 본체(30a)는 태양광 모듈(10)에 탈착 결합될 수 있도록 링크편(30k)으로 연결된 클램프(30c)를 구비하는 것이 바람직하다.

링크편(30k)은 본체(30a)의 일측에 회동 가능하게 구비되고, 클램프(30c)는 링크편(30k)의 단부에 회동 가능하게 결합되어 태양광 모듈(10)의 가장자리를 클램핑하는 적어도 하나 이상의 부재로, 본체(30a)가 태양광 모듈(10)에 탈착 결합되도록 하는 기술적 수단이라 할 수 있다.

이때, 분배 유닛(30)은 도 4의 좌측 상단에 확대부로 도시된 바와 같이 클램프(30c)에 탈착 결합되어 태양광 모듈(10)의 가장자리에 접촉 고정되는 모듈 고정용 볼트(30cb)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

모듈 고정용 볼트(30cb)는 클램프(30c)에 나사 결합 방식으로 탈착 가능하게 체결되며, 모듈 고정용 볼트(30cb)의 단부가 클램프(30c)에 접촉된 태양광 모듈(10)의 가장자리에 접촉됨으로써 클램프(30c)의 클램핑 또는 클램핑 해제에 따른 태양광 모듈(10) 가장자리의 파손을 방지하고 깔끔한 고정상태를 유지할 수 있도록 하는 기술적 수단이라 할 수 있다.

그리고, 본체(30a)는 별도의 도구가 필요없이도 조립과 분해가 용이하도록 제1, 2 케이싱편(32, 33)과 측편(34)을 포함하는 구조를 적용할 수 있을 것이다.

즉, 제1 케이싱편(32)은 상호 마주보는 한 쌍의 제1 면(32a, 32a)과, 한 쌍의 제1 면(32a, 32a)을 상호 연결하는 제1 연결면(32c)을 포함하는 것이다.

제2 케이싱편(33)은 상호 마주보는 한 쌍의 제2 면(33a, 33a)과, 한 쌍의 제2 면(33a, 33a)을 상호 연결하는 제2 연결면(33c)을 포함하고, 한 쌍의 제2 면(33a, 33a) 가장자리와 한 쌍의 제1 면(32a, 32a) 가장자리가 탈착 결합되어 내부 공간을 형성하는 것이다.

측편(34)은 제1 케이싱편(32)과 제2 케이싱편(33)이 형성하는 개방된 양측면을 마감하는 것으로, 개방된 양측면의 가장자리를 따라 결합되며 제1 솔레노이드 밸브(31)의 외측 포트(31a)가 노출되는 연결홀(34c)을 형성하는 것이다.

제1 연결면(32c)은 태양광 모듈(10)과 대면하고, 제2 연결면(33c)은 이상 유동 어셈블리(50)와 대면하며, 물 분배구(30b)의 입출구 포트(30p)는 각각 제1 솔레노이드 밸브(31)의 내측 포트(31b)와 연결되는 것이다.

제1 케이싱편(32)에는 한 쌍의 제1 면(32a, 32a)과 제1 연결면(32c)의 양측 가장자리를 따라 형성되어 측편(34)의 가장자리를 수용하는 제1 고정홈(35a)이 구비된다.

그리고, 제2 케이싱편(33)에는 한 쌍의 제2 면(33a, 33a)과 제2 연결면(33c)의 양측 가장자리를 따라 형성되어 측편(34)의 가장자리를 수용하는 제2 고정홈(35b)이 구비된다.

여기서, 한 쌍의 제1 면(32a, 32a) 중 하나의 제1 면(32a) 가장자리로부터 제1 설편(32t)이 연장되어 마주보는 한 쌍의 제2 면(33a, 33a) 중 하나의 제2 면(33a) 가장자리에 고정된다.

이때, 한 쌍의 제2 면(33a, 33a) 중 나머지의 제2 면(33a) 가장자리로부터 제2 설편(33t)이 연장되어 마주보는 한 쌍의 제1 면(32a, 32a) 중 나머지의 제1 면(32a) 가장자리에 고정된다.

따라서, 제1, 2 설편(32t, 33t)이 제1, 2 케이싱편(32, 33)을 상호 탈착 결합시키는 부재로 작용하게 되며, 특별히 도시하지 않았으나, 제1, 2 설편(32t, 33t)과 대응하는 제1, 2 면(32a, 33a)의 가장자리에는 제1, 2 설편(32t, 33t)과 대응하는 형상으로 함몰된 단턱부를 형성할 수 있을 것이다.

그리고, 본 발명은 제1, 2 설편(32t, 33t)의 가장자리에 복수의 후크편(이하 미도시)을 더 구비함으로써, 제1, 2 케이싱편(32, 33)이 상호 멀어지는 방향으로 단순히 작용하는 힘만으로는 제1, 2 케이싱편(32, 33)이 분해되지 않도록 할 수도 있음은 물론이다.

또한, 측편(34)은 조립과 분해의 편의를 위하여 제1 반편(34a)과 제2 반편(34b)을 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수도 있다.

즉, 제1 반편(34a)은 한 쌍의 제1 면(32a, 32a) 중 하나의 제1 면(32a)과, 제1 연결면(32c)의 일부와, 한 쌍의 제2 면(33a, 33a) 중 하나의 제2 면(33a)과, 제2 연결면(33c)의 일부를 따라 외측 가장자리가 결합되고, 외측 가장자리를 제외한 나머지 가장자리를 따라 제1 솔레노이드 밸브(31)의 외측 포트(31a)의 외주면 일부분에 대응되는 제1 절결홈(34ag)이 형성된 것이다.

제2 반편(34b)은 한 쌍의 제1 면(32a, 32a) 중 나머지의 제1 면(32a, 32a)과, 제1 연결면(32c)의 나머지와, 한 쌍의 제2 면(33a, 33a) 중 나머지의 제2 면(33a, 33a)과, 제2 연결면(33c)의 나머지를 따라 외측 가장자리가 결합되고, 외측 가장자리를 제외한 나머지 가장자리를 따라 제1 솔레노이드 밸브(31)의 외측 포트(31a)의 외주면 나머지부분에 대응되는 제2 절결홈(34bg)이 형성된 것이다.

따라서, 제1 반편(34a)의 나머지 가장자리와 제2 반편(34b)의 나머지 가장자리가 맞닿음에 따라 제1 절결홈(34ag)과 제2 절결홈(34bg)이 맞닿음으로써 연결홀(34c)을 형성하게 되는 것이다.

여기서, 제2 반편(34b)의 나머지 가장자리를 따라 결합 설편(34bt)이 돌출되며, 특별히 도시하지 않았으나 이러한 결합 설편(34bt)에 대응하는 형상으로 제1 반편(34a)의 나머지 가장자리를 따라 함몰된 결합홈에 끼움 결합시켜 공고한 체결력 유지를 도모할 수 있을 것이다.

한편, 본 발명은 도 5와 같이 제3 케이싱편(35)과 제4 케이싱편(36)으로 이등분되는 본체(30a)의 구조에 따른 실시예를 적용할 수도 있을 것이다.

제3 케이싱편(35)은 일정한 면적을 지닌 제3 면(35a)과, 제3 면(35a)의 양단부 가장자리로부터 연장되어 상호 마주보는 제3 연결면(35c)과, 제3 면(35a)과 제3 연결면(35c)의 양측 가장자리를 마감하는 제1 측면(35s)을 포함하는 것이다.

제4 케이싱편(36)은 일정한 면적을 지닌 제4 면(36a)과, 제4 면(36a)의 양단부 가장자리로부터 연장되어 상호 마주보는 제4 연결면(36c)과, 제4 면(36a)과 제4 연결면(36c)의 양측 가장자리를 마감하는 제2 측면(36s)을 포함하고, 제3 케이싱편(35)과 상호 탈착 결합되어 내부 공간을 형성하는 것이다.

여기서, 제1 측면(35s)과 제2 측면(36s)의 가장자리가 상호 맞닿아 제1 솔레노이드 밸브(31)의 외측 포트(31a)가 노출되는 연결홀(34c)을 형성하게 된다.

연결홀(34c)은 도시된 바와 같이 제3 절결홈(35bg)과 제4 절결홈(36bg)이 맞닿음으로써 형성된다.

제3 절결홈(35bg)은 제1 측면(35s)의 가장자리를 따라 제1 솔레노이드 밸브(31)의 외측 포트(31a)의 외주면 일부분에 대응되는 형상으로 절결된 것이다.

제4 절결홈(36bg)은 제2 측면(36s)의 가장자리를 따라 제1 솔레노이드 밸브(31)의 외측 포트(31a)의 외주면 나머지부분에 대응되는 형상으로 절결된 것이다.

따라서, 제3 케이싱편(35)과 제4 케이싱편(36)이 상호 결합되어 제1 솔레노이드 밸브(31)와 물 분배구(30b)가 내장될 내부 공간을 형성할 수 있게 된다.

여기서, 본체(30a)는 물 분배구(30b)와 제1 솔레노이드 밸브(31)의 내측 포트(31b) 사이를 상호 연결하는 체결 유니온(30bu)을 더 포함함으로써, 물 분배구(30b)와 제1 솔레노이드 밸브(31)의 상호 체결의 편의를 도모하고, 기밀 유지를 할 수 있을 것이다.

이때, 본체(30a)는 제1 솔레노이드 밸브(31)의 외측 포트(31a)와 노즐(20) 사이를 연결하는 배관(71)의 단부 사이에 장착되는 방수 고무링(31ap)을 더 포함함으로써, 외측 포트(31a)와 노즐(20) 사이의 방수 및 기밀을 유지할 수 있을 것이다.

한편, 세정수 공급부(60)는, 세정수로서 수돗물을 공급하는 수도 배관(61)을 포함할 수 있고, 특별히 도시하지 않았으나 세정수로서 공업 용수를 공급하는 공업 용수 배관을 포함할 수도 있을 것이다.

또한, 세정수 공급부(60)는 전술한 바와 같이, 세정수로서 수돗물이나 공업 용수를 사용하는 경우에는 일정한 압력으로 수돗물이나 공업 용수가 후술할 세정수 급배부(C)측으로 공급되므로, 펌프가 필요없지만, 세정수로서 지하수를 사용할 경우에는 펌프(이하 미도시)가 필요할 수도 있다.

즉, 세정수 공급부(60)는 세정수로서 지하수를 공급하기 위하여 지하 관정(이하 미도시)과 연결되는 지하수 공급배관(이하 미도시)과, 지하수 공급배관과 연결되어 세정수 급배부(C)측으로 지하수를 끌어올리는 펌프를 포함할 수도 있다.

이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정 장치의 세정 및 내각 작업과 배수 작업에 대하여 설명할 때 세정수 공급부(60)는 수도 배관(61)을 포함하는 구조를 기준으로 설명할 것이다.

한편, 세정수 급배부(C)는 분배 유닛(30) 및 세정수 공급부(60)와 배관 연결되어 내부 유로(41)를 형성하고, 내부 유로(41)는 수도 배관(61)과 연통되며, 내부 유로(41)의 상단부에 제2 솔레노이드 밸브(42)가 구비되고, 내부 유로(41)의 하단부에 제3 솔레노이드 밸브(43)가 구비되며, 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43)의 개폐를 제어하는 컨트롤러(40)를 포함하는 것이다.

여기서, 컨트롤러(40)는 후술할 제어부(90)의 하위 개념으로, 사용자가 직관적으로 파악하여 조작할 수 있도록 한 컨트롤 패널(48) 및 컨트롤 버튼(49)의 구성을 포함하는 조작부의 개념이라 할 수 있으며, 후술할 제어부(90)와도 전기적으로 연결됨은 물론이다.

이때, 컨트롤러(40)는 도 6을 참고하면, 크게 컨트롤러 본체(40b) 내부에 내부 유로(41)와 제2, 3 솔레노이드 밸브(42, 43)와 공급 포트(44)와 드레인 포트(45)와 급배수 유로(46)와 급배수 포트(47)와 컨트롤 패널(48) 및 조작 버튼(49) 등을 포함하는 구조임을 파악할 수 잇다.

컨트롤러 본체(40b)는 제2, 3 솔레노이드 밸브(42, 43)를 내장하는 공간을 구비한 것으로, 조립과 분해의 편의를 제공하고 점검 및 보수가 용이하도록, 상호 탈착 결합될 수 있게 본체 베이스(40ba)와 본체 커버(40bb)로 이루어지는 것이 바람직하다.

공급 포트(44)는 컨트롤러 본체(40b)의 상단부에 구비되어 세정수 공급부(60)의 수도 배관(61)과 제2 솔레노이드 밸브(42)와 연통시키는 것이다.

드레인 포트(45)는 컨트롤러 본체(40b)의 하단부에 구비되어 제2 솔레노이드 밸브(42)와 연결되는 내부 유로(41)의 하단부에 구비된 제3 솔레노이드 밸브(43)와 연통되며 배수 라인(73)과도 연통되는 것이다.

급배수 유로(46)는 내부 유로(41)와 연결되고 컨트롤러 본체(40b)의 상단부측으로 향하는 것이다.

급배수 포트(47)는 급배수 유로(46)의 상단부와 연결되고 컨트롤러 본체(40b)의 상단부에 구비되어 후술할 이상 유동 어셈블리(50)측과 연통되는 것이다.

컨트롤 패널(48)은 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43) 및 후술할 제어부(90)와 전기적으로 연결되며, 후술할 제어부(90)에 의하여 제어되는 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43)의 작동 및 개폐 상태와 함께 후술할 이상 유동 어셈블리(50)를 통과하는 세정수의 수압 상승 정도를 화면에 출력하기도 하는 것이다.

이러한 컨트롤 패널(48)은 구체적으로 살펴보면, 회로기판(48p) 상에 화면 출력용의 디스플레이 패널(48d)을 구비하며, 디스플레이 패널(48d)은 본체 커버(40bb)와의 사이에 장착되는 커버 플레이트(48c)로 보호된다.

여기서, 컨트롤 패널(48)과 인접하게 복수의 컨트롤 버튼(49)들이 구비되고, 장치 전체의 온, 오프 제어와 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43)의 개폐 조작 등을 할 수 있을 것이다.

이때, 컨트롤 버튼(49)들은 구체적으로 살펴보면, 회로기판(48p) 상에 복수로 배열된 버튼 어레이(49b)의 누름 동작에 의하여 장치 전체의 온, 오프 제어와 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43)의 개폐 조작 등을 포함한 다양한 조작을 실시할 수 있으며, 버튼 어레이(49b) 상에 고무, 합성 고무 또는 합성 수지 등과 같은 재질의 버튼 커버(49c)를 구비하여 수분 침투를 방지할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명은 특별히 도시하지 않았으나, 컨트롤 패널(48) 대신에 원격 제어가 가능하도록 리모트 컨트롤러를 사용하거나, 휴대전화나 PDA 등과 같은 휴대용 단말기의 제어 어플리케이션을 통하여 각종 제어 동작을 수행할 수도 있음은 물론이다.

한편, 본 발명은 세정수 급배부(C)의 내부 유로(41), 즉 내부 유로(41)와 연통된 후술할 급배수 유로(46)와 분배 유닛(30)을 상호 연결하는 배관(72) 상에 장착되고 내부를 통과하는 물에 에어를 혼입시켜 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)측으로 공급되는 세정수의 분사 압력을 높이기 위한 이상 유동 어셈블리(50)를 더 포함하는 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

이상 유동 어셈블리(50)는 전술한 바와 같이 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)측으로 공급되는 세정수의 분사 압력을 높이기 위한 것으로, 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)의 물 사용량을 줄이기 위하여 분배 유닛(30)측으로 공급되는 세정수에 에어를 혼합시키는 것이다.

통상, 이상 유동 어셈블리(50)는 수도 사용량을 기존의 장치에 대비하여 30% 이상 절감할 수 있었다.

이상 유동 어셈블리(50)가 컨트롤러(40), 즉 세정수 공급부(60)의 수도 배관(61)보다 상측에 배치되어 있으므로, 이상 유동 어셈블리(50) 내부로 주입되는 에어가 수도 배관(61)으로부터 분배 유닛(30)측으로 상승하면서 공급되는 세정수를 가속시킴으로써 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)에서 별도의 가압장치 없이 분사압력이 상승하는 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 이상 유동 어셈블리(50)를 통과하여 노즐(20, 20, 20, 20) 각각으로부터 배출되는 세정수의 분사압력이 높아짐에 따라 노즐(20, 20, 20, 20) 각각으로부터 세정수가 분사되는 거리가 길어짐은 물론, 냉각 및 세정 효과 또한 향상될 수 있는 것이다.

이러한 이상 유동 어셈블리(50)의 구조에 대하여 도 7을 참조하면서 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

즉, 이상 유동 어셈블리(50)는 유동 본체(51)와 에어주입 유로(52)와 디퓨저(53)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

유동 본체(51)는 상단부 및 하단부에 비하여 중간부로 갈수록 직경이 좁아지는 유동 유로(51f)가 형성되는 것이다.

에어주입 유로(52)는 유동 본체(51)의 외면으로부터 관통되어 유동 유로(51f)와 연통되며, 유동 유로(51f)를 흐르는 물에 에어가 혼입되는 유로를 형성하는 것이다.

디퓨저(53)는 유동 본체(51)의 상단부에 형성되고 상하로 관통되는 복수의 배출 슬릿(53s)이 형성되는 것이다.

여기서, 유동 본체(51)의 상, 하 단부에는 유동 유로(51f)와 연통되는 상부 연결 슬리브(55ca) 및 하부 연결 슬리브(55cb)가 각각 구비되고, 상, 하부 연결 슬리브(55ca, 55cb)는 배관 고정구(55a, 55b)를 통하여 분배 유닛(30)측과 컨트롤러(40)측을 배관(72)으로 연결하게 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정 장치는 세정수 공급부(60)의 수도 배관(61)과 내부 유로(41), 즉 급배수 유로(46)를 상호 연결하는 배관(72) 상에 장착되는 필터(80, 이하 도 1 참조)를 더 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수도 있음은 물론이다.

필터(80)는 본 발명에서 도시된 바와 같이 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)을 통하여 공급되는 세정수가 일반 상수도로부터 공급되는 수돗물일 경우, 활성탄 필터를 채택하여 수돗물에 포함된 염소를 제거할 수 있을 것이다.

그리고, 필터(80)는 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)을 통하여 공급되는 세정수가 공업 용수인 경우 공업 용수에 혼재된 각종 이물질을 걸러낼 수 있을 것이다.

또한, 필터(80)는 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)을 통하여 공급되는 세정수가 지하수일 경우 칼슘 또는 마그네슘 이온 등과 같이 물 때를 발생시키는 성분을 제거할 수 있도록 연수필터를 채택할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같이 태양광 모듈(10)에 분사되는 세정수가 가정용의 수도 배관(61)으로부터 공급되는 수돗물은 물론, 공업 용수 및 지하수와 같은 것도 태양광 모듈(10)의 세정 및 냉각용으로 활용할 수 있으므로, 물이 있는 환경이라면 어디서든 사용할 수 있으며, 세정수로 사용되는 물의 종류에 따라 다양한 종류의 필터를 선택적으로 사용할 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정 장치를 이용하여 세정 및 냉각하는 작업을 순서대로 간략히 설명하고자 한다.

우선, 사용자는 분배 유닛(30)으로부터 배관(71, 71, 71, 71)으로 연결된 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)을 클램프 장치로써 태양광 모듈(10)의 가장자리에 고정하고, 분배 유닛(30) 또한 클램프(30c)를 이용하여 태양광 모듈(10)의 가장자리에 고정시킨다.

이때, 사용자는 태양광 모듈(10)의 가장자리에 고정된 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)로부터 하부측을 향하여 순차적으로 분배 유닛(30)과 이상 유동 어셈블리(50) 및 컨트롤러(40)가 배치되도록 시공한다.

다음으로, 사용자는 노즐(20, 20, 20, 20) 각각의 회전 몸체(23b)를 정, 역회전하여 적절한 분사 각도를 맞춘다.

이후, 사용자는 컨트롤 패널(48)을 조작하여 장치의 전원을 온(ON)시키고, 제3 솔레노이드 밸브(43)는 차단 상태로 조작하며, 제1, 2 솔레노이드 밸브(42)는 전부 개방 상태로 조작하며, 세정수 공급부(60)의 수도 배관(61)으로부터 세정수를 컨트롤러(40)측으로 공급되도록 한다.

다음으로, 세정수는 컨트롤러(40)로부터 이상 유동 어셈블리(50)를 통과하면서 수압이 상승된 상태로 가속되어 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)측으로 공급되고, 노즐(20, 20, 20, 20) 각각의 배출홀(24h)로부터 분사되는 세정수에 의하여 태양광 모듈(10)은 세정되고 냉각된다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈용 세정 장치를 이용하여 세정 및 냉각하는 작업을 완료하고 세정수를 배출시키는 일반적인 과정에 대하여 간략히 설명하고자 한다.

우선, 사용자는 세정수 공급부(60)의 수도 배관(61)을 잠그고 더 이상의 세정수 공급을 차단한 다음, 컨트롤 패널(48)을 조작하여 제1, 2 솔레노이드 밸브(42)의 개방 상태를 유지하면서, 제3 솔레노이드 밸브(43)를 개방 상태로 조작한다.

다음으로, 세정수는 복수의 배관(71, 72)으로부터 컨트롤러(40)를 거쳐 배수 라인(73)을 통해 중력 방향으로 자연스레 배수될 수 있는 것이다.

최종적으로, 사용자는 컨트롤 패널(48)을 조작하여 장치의 전원을 오프(OFF)시키면 되는 것이다.

한편, 제어부(90)는 전술한 바와 같이 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43)와 전기적으로 연결되어 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43)의 개폐 조작에 관여하는 것으로, 태양광 모듈(10)의 다양한 상태에 따라 도 9 내지 도 13과 같은 다양한 제어 동작을 수행할 수 있을 것이다.

참고로, 도 9 내지 도 13에서 표시되지 않은 도면의 부호는 도 1 내지 도 8을 참조한다.

여기서, 태양광 모듈(10)에는 센서부(95, 이하 도 1 참조)가 장착되어 태양광 모듈(10)의 표면 온도와 대기 온도를 실시간으로 체크하고, 표면 온도와 대기 온도의 차이값을 제어부(90)로 전달하거나, 태양광 모듈(10)의 표면에 이물질이 부착되는지의 여부를 포함하여 태양광 모듈(10)의 표면 상태를 실시간으로 체크하고, 제2 솔레노이드 밸브(42)의 개방 여부를 제어부(90)로 전달하게 된다.

제어부(90)는 도 9와 같이 동절기에 대기 온도가 특정 온도 미만이 되거나, 차이값이 제어부(90)에서 설정된 값 미만이면, 제2 솔레노이드 밸브(42)를 차단하여 세정수 공급부(60)로부터 세정수의 공급을 차단함과 동시에, 제1, 3 솔레노이드 밸브(31, 43)를 개방하여 잔류된 세정수를 중력 방향으로 자연 배수시키는 배수 모드를 실시할 수 있다.

여기서, 차이값이란 태양광 모듈(10)의 표면 온도와 대기 온도와의 차이를 수치로 나타낸 값을 말하며, 설정된 값은 제어부(90)에 다양한 환경에 맞게 입력된 데이터 베이스들 중 해당 환경에 대응하는 값을 말한다.

배수 모드에 관하여 더욱 상세하게 살펴보면, 대기 온도가 예를 들어 물이 어는 점 부근까지 강하하려는 시점에서 센서부(95)가 태양광 모듈(10)의 표면 온도와 대기 온도를 각각 측정하고 차이값을 산출해내어 제어부(90)의 설정된 값과 비교할 때, 차이값이 설정값 미만이라 판정되면, 즉 물의 어는점 부근에 가까워지면 제어부(90)는 제2 솔레노이드 밸브(42)를 차단한다.

제2 솔레노이드 밸브(42)가 차단되어 세정수 공급부(60)로부터 세정수 공급이 차단되면, 제어부(90)는 제1 솔레노이드 밸브(31)와 제3 솔레노이드 밸브(43)를 전부 개방하여 세정수를 전부 배수 라인(73)을 통하여 배출시킨다.

이후, 특별히 도시하지 않았으나, 각 배관(71, 72)과 세정수 급배부(C)와 제3 솔레노이드 밸브(43)의 내부에 세정수 잔류 여부를 파악하는 센서에 의하여 세정수의 완전 배출이 확인되면 제어부(90)는 제1 솔레노이드 밸브(31) 및 제3 솔레노이드 밸브(43)를 각각 차단함으로써 일련의 제어 동작이 완료된다.

여기서, 세정수가 배수 라인(73)을 통하여 배출되는 시간은 적절히 가변할 수 있다.

즉, 대기 온도가 제어부(90)에서 설정된 값 미만인 경우, 각 배관(71, 72)과 분배 유닛(30) 및 세정수 급배부(C)의 동파를 방지하기 위하여 세정수가 계속 배출되도록 제2 솔레노이드 밸브(42)를 제외하고 제1, 3 솔레노이드 밸브(31, 43)를 개방된 상태로 유지할 수 있다.

또한, 세정수가 배수 라인(73)을 통하여 배출되는 시간은 동파 우려가 있는 동절기를 제외하고는 일정한 시간만큼 유지되도록 할 수도 있음은 물론이다.

그리고, 제어부(90)는 도 10과 같이 하절기에 차이값이 제어부(90)에서 설정된 값을 초과하면, 제2 솔레노이드 밸브(42)를 개방하여 세정수 공급부(60)로부터 세정수를 공급함과 동시에, 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)과 각각 대응되는 제1 솔레노이드 밸브(31)를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 노즐(20, 20, 20, 20)로부터 태양광 모듈(10)에 세정수를 분사하는 자동 냉각 모드를 실시할 수 있다.

즉, 하절기에 대기 온도가 상승함에 따라 태양광 모듈(10)의 표면이 과열되는 경우, 센서부(95)가 태양광 모듈(10)의 표면 온도와 대기 온도를 각각 측정하고 차이값을 산출해내어 제어부(90)의 설정된 값과 비교할 때, 차이값이 설정값을 초과한다고 판정되면, 제어부(90)는 제2 솔레노이드 밸브(42)를 개방한다.

제2 솔레노이드 밸브(42)가 개방되어 세정수 공급부(60)로부터 세정수가 공급되면, 제어부(90)는 제1 솔레노이드 밸브(31)를 동시 또는 순차적으로 개방하여 세정수를 복수의 노즐(20, 20, 20, 20) 중 전부 또는 일부를 통하여 태양광 모듈(10)의 표면에 분사한다.

이후, 센서부(95)가 실시간으로 산출한 차이값이 제어부(90)의 설정된 값과 비교할 때 정상 범위 내로 진입했다고 판정되면, 즉 태양광 모듈(10) 표면의 과열 상태가 해소되었다고 판정되면, 제어부(90)는 제1, 2 솔레노이드 밸브(31, 42)를 각각 차단함으로써 일련의 제어 동작이 완료된다.

여기서, 태양광 모듈(10)에 세정수가 분사되는 시간은 차이값이 커짐에 따라 길어져야 함은 물론일 것이다.

즉, 태양광 모듈(10)의 표면이 과열된 정도에 따라 분사되는 세정수의 양과 시간 또한 달라져야 하기 때문이다.

한편, 제어부(90)는 도 11과 같이 하절기 및 동절기와 관계없이 태양광 모듈(10)의 표면에 조류의 분비물이나 먼지 또는 눈 등으로 인하여 태양광 모듈(10)의 집광 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 시간 모드를 실시할 수도 있다.

즉, 시간 모드는 차이값과 별개로, 일정 시간마다 제2 솔레노이드 밸브(42)를 개방하여 세정수 공급부(60)로부터 세정수를 공급함과 동시에, 복수의 노즐(20, 20, 20, 20)과 각각 대응되는 제1 솔레노이드 밸브(31)를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 노즐(20, 20, 20, 20)로부터 태양광 모듈(10)에 세정수를 일정 시간 분사하는 동작을 수행하는 모드이다.

시간 모드를 더욱 상세하게 살펴보면, 제어부(90)에서 일정 간격만큼 정해놓은 시간마다 세정수를 분사할 시간을 설정해 두었다면, 세정수를 분사해야 할 시간이 아닐 경우, 제어부(90)는 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브(31, 42, 43)를 일체 작동시키지 않을 것이다.

대신에, 제어부(90)가 세정수를 분사해야 할 시간이라고 판단하면, 제2 솔레노이드 밸브(42)를 개방하여, 세정수 공급부(60)로부터 세정수를 공급하게 되고, 공급되는 세정수는 배관(72)을 통해 분배 유닛(30)측으로 유입된다.

이후, 제어부(90)는 제1 솔레노이드 밸브(31)를 개방하여 세정수가 복수의 노즐(20, 20, 20, 20) 중 일부 또는 전부를 통하여 분사되도록 한다.

계속하여, 세정수가 태양광 모듈(10)의 표면에 분사되어 태양광 모듈(10)의 표면에 조류의 분비물이나 이물질 또는 눈과 같은 것이 제거되었다고 센서부(95)가 판단하면, 제어부(90)는 제1 솔레노이드 밸브(31)와 제2 솔레노이드 밸브(42)를 각각 차단함으로써, 일련의 제어 동작이 완료된다.

여기서, 태양광 모듈(10)의 표면 상태를 전체적으로 정확하게 파악하기 위하여 센서부(95)는 태양광 모듈(10)의 임의의 개소, 더욱 바람직하게는 태양광 모듈(10)의 배면에 하나 또는 복수로 장착되도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 센서부(95)는 도 8을 참조하면 모듈 온도 센서(95a)와 대기 온도 센서(95b)와 단열재(95c)와 제1 센서 케이스(95d)와 제2 센서 케이스(95e)를 포함하는 구조임을 파악할 수 있다.

제1 센서 케이스(95d)는 태양광을 직접적으로 받아서 과열되는 것을 방지하기 위하여 태양광 모듈(10)의 배면에 장착되는 것이 바람직하다.

단열재(95c)는 제1 센서 케이스(95d)에 내장되고, 태양열에 의한 과열로 인하여 모듈 온도 센서(95a)와 대기 온도 센서(95b)의 오작동 및 오측정을 방지하기 위하여, 태양열을 절연하기 위한 것이다.

모듈 온도 센서(95a)는 단열재(95c)에 장착되어 태양광 모듈(10)의 배면과 접촉되어 태양광 모듈(10)의 온도를 실시간으로 측정하는 것이다.

제2 센서 케이스(95e)는 제1 센서 케이스(95d)의 외면을 감싸며, 태양광 모듈(10)의 배면에 장착되는 것으로, 모듈 온도 센서(95a) 및 후술할 대기 온도 센서(95b)와 연결되는 배선을 내장하는 공간을 마련하기 위한 것이다.

대기 온도 센서(95b)는 제2 센서 케이스(95e)의 배면에 장착되며, 대기 온도를 실시간으로 측정하는 것이다.

그리고, 태양광 모듈(10)에 세정수가 분사되는 것은 태양광 모듈(10)의 표면에 이물질이 제거될 때까지 지속되는 것이다.

또한, 본 발명은 도 12와 같이 자동 냉각 모드와 시간 모드를 동시에 실행할 수도 있음은 물론이다.

즉, 제어부(90)는 하절기에 태양광 모듈(10)의 표면이 과열되었다고 판단되면, 도 12의 좌측에 도시된 자동 냉각 모드를 실시하여 태양광 모듈(10)의 표면 과열을 해소하면서, 태양광 모듈(10)의 표면에 내려앉은 조류나 들짐승들의 분비물이 감지되면 주기적으로 시간 모드를 실시하여 이러한 이물질들을 태양광 모듈(10)의 표면으로부터 제거할 수 있을 것이다.

한편, 제어부(90)는 도 13과 같이 차이값이 제어부(90)에서 설정된 값보다 작으면 제2 솔레노이드 밸브(42)를 차단하여 세정수 공급부(60)로부터 세정수가 공급되는 것을 차단함과 동시에, 제1 솔레노이드 밸브(31)도 차단하는 흐림 감지 모드를 실시할 수도 있음은 물론이다.

즉, 흐림 감지 모드는 흐린날에 태양광이 강하지 않아 태양광 모듈(10)의 표면 온도와 대기 온도와의 차이가 그리 크지 않을 경우에 제어부(90)가 흐린 날씨로 판단하여 제1, 2 솔레노이드 밸브(31, 42)를 차단함으로써 불필요한 세정수의 낭비를 줄일 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 태양광 모듈 표면의 온도와 대기 온도와의 차이값과, 태양광 모듈 표면의 상태를 실시간으로 파악하여 적은 양의 세정수로도 다양한 상황에 맞게 태양광 모듈 표면을 효율적으로 세정 및 냉각할 수 있는 태양광 모듈용 세정 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

10...태양광 모듈
20, 20, 20, 20...노즐
21...노즐 연결구
21b...확경부
21f...회전지지 플랜지
21s...축경부
22...노즐 고정구
23...배출구
23a...배출 단부
23b...회전 몸체
23s...배출 절결부
24...노즐 커버
24h...배출홀
30...분배 유닛
30a...본체
30b...물 분배부
30bu...체결 유니온
30c...클램프
30cb...모듈 고정용 볼트
30k...링크편
31...제1 솔레노이드 밸브
31a...외측 포트
31ap...방수 고무링
31b...내측 포트
32...제1 케이싱편
32a, 32a...제1 면
32c...제1 연결면
32t...제1 설편
33...제2 케이싱편
33a, 33a...제2 면
33c...제2 연결면
33t...제2 설편
34...측편
34a...제1 반편
34ag...제1 절결홈
34b...제2 반편
34bg...제2 절결홈
34bt...결합 설편
34c...연결홀
40...컨트롤러
40b...컨트롤러 본체
40ba...본체 베이스
40bb...본체 커버
41...내부 유로
42...제2 솔레노이드 밸브
43...제3 솔레노이드 밸브
44...공급 포트
45...드레인 포트
46...급배수 유로
47...급배수 포트
48...컨트롤 패널
48c...커버 플레이트
48d...디스플레이 패널
48p...회로기판
49...컨트롤 버튼
49b...버튼 어레이
49c...버튼 커버
50...이상 유동 어셈블리
51...유동 본체
51f...유동 유로
52...에어주입 유로
53...디퓨저
53s...배출 슬릿
55a, 55b...배관 고정구
55ca...상부 연결 슬리브
55cb..하부 연결 슬리브
60...세정수 공급부
61...수도 배관
71, 72...배관
73...배수 라인
80...필터
90...제어부
95...센서부
C...세정수 급배부

Claims

태양광 모듈에 세정수를 분사하는 복수의 노즐;
상기 복수의 노즐 각각과 대응되게 내장되어 개폐 가능한 제1 솔레노이드 밸브 중 전부 또는 일부에 세정수를 동시에 공급하거나 시간차를 두고 공급하는 분배 유닛;
상기 분배 유닛과 배관 연결되며, 상기 분배 유닛으로 세정수를 공급하는 세정수 공급부;
상기 세정수 공급부 및 상기 분배 유닛과 배관 연결되며, 상기 세정수 공급부로부터 상기 분배 유닛으로 세정수를 공급하도록 개폐 가능한 제2 솔레노이드 밸브와, 내부와 상기 배관 및 상기 세정수 공급부에 잔류하는 세정수가 자연 배출되도록 개폐 가능한 제3 솔레노이드 밸브를 포함하는 세정수 급배부; 및
상기 배관과, 상기 분배 유닛 및 상기 세정수 급배부 내에 잔류하는 세정수를 중력 방향으로 자연 배수시키도록 상기 제1, 2, 3 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 복수의 노즐과 상기 분배 유닛과 세정수 급배부는 상기 태양광 모듈을 기준으로 상하 방향으로 순차 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
대기 온도가 특정 온도 미만이 되거나, 상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값이 상기 제어부에서 설정된 값 미만이면, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 차단하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수의 공급을 차단함과 동시에, 상기 제1, 3 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 잔류된 세정수를 중력 방향으로 자연 배수시키는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 태양광 모듈용 세정 장치는,
상기 태양광 모듈에 장착되어 상기 태양광 모듈의 표면 온도와 대기 온도를 실시간으로 체크하고, 상기 표면 온도와 상기 대기 온도의 차이값을 상기 제어부로 전달하는 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값이 상기 제어부에서 설정된 값을 초과하면, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수를 공급함과 동시에, 상기 복수의 노즐과 각각 대응되는 상기 제1 솔레노이드 밸브를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 상기 노즐로부터 상기 태양광 모듈에 상기 세정수를 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 태양광 모듈에 상기 세정수가 분사되는 시간은 상기 차이값이 커짐에 따라 길어지는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값과 별개로, 일정 시간 마다 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수를 공급함과 동시에, 상기 복수의 노즐과 각각 대응되는 상기 제1 솔레노이드 밸브를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 상기 노즐로부터 상기 태양광 모듈에 상기 세정수를 일정 시간 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 태양광 모듈용 세정 장치는,
상기 태양광 모듈의 임의의 개소에 장착되어 상기 태양광 모듈의 표면에 이물질이 부착되는지의 여부를 포함하여 상기 태양광 모듈의 표면 상태를 실시간으로 체크하고, 상기 제2 솔레노이드 밸브의 개방 여부를 상기 제어부로 전달하는 센서부를 더 포함하며,
상기 태양광 모듈에 상기 세정수가 분사되는 것은 상기 태양광 모듈의 표면에 이물질이 제거될 때까지 지속되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는,
상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값이 상기 제어부에서 설정된 값보다 작으면 상기 제2 솔레노이드 밸브를 차단하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수가 공급되는 것을 차단함과 동시에, 상기 제1 솔레노이드 밸브도 차단하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는,
상기 태양광 모듈의 표면 온도와 상기 대기 온도와의 차이값이 상기 제어부에서 설정된 값을 초과하면, 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수를 공급함과 동시에, 상기 복수의 노즐과 각각 대응되는 상기 제1 솔레노이드 밸브를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 상기 노즐로부터 상기 태양광 모듈에 상기 세정수를 분사하는 자동 냉각 모드와,
상기 차이값과 별개로, 일정 시간 마다 상기 제2 솔레노이드 밸브를 개방하여 상기 세정수 공급부로부터 상기 세정수를 공급함과 동시에, 상기 복수의 노즐과 각각 대응되는 상기 제1 솔레노이드 밸브를 순차적으로 또는 동시에 개방하여 상기 노즐로부터 상기 태양광 모듈에 상기 세정수를 일정 시간 분사하는 시간 모드를 포함하며,
상기 자동 냉각 모드와 상기 시간 모드는 동시에 실행 가능한 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 분배 유닛은,
상기 제1 솔레노이드 밸브가 내장되는 내부 공간을 형성하는 본체와,
상기 본체에 내장되고, 상기 제1 솔레노이드 밸브 각각과 연결되는 입출구 포트를 구비하며 내부에 상기 복수의 노즐 및 상기 세정수 급배부측과 상호 연통되는 유로가 형성되는 물 분배구를 포함하며,
상기 본체는 상기 태양광 모듈에 탈착 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서
상기 세정수 공급부는,
상기 세정수로서 수돗물을 공급하는 수도 배관 또는 상기 세정수로서 공업 용수를 공급하는 공업 용수 배관 중 하나를 포함하거나,
상기 세정수로서 지하수를 공급하기 위하여 지하 관정과 연결되는 지하수 공급배관과, 상기 지하수 공급배관과 연결되어 상기 세정수 급배부측으로 상기 지하수를 끌어올리는 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 세정수 급배부는,
상기 분배 유닛 및 상기 세정수 공급부와 배관 연결되어 형성되는 것으로, 상단부에 상기 제2 솔레노이드 밸브가 구비되고, 하단부에 상기 제3 솔레노이드 밸브가 구비되는 내부 유로를 포함하며,
상기 제3 솔레노이드 밸브는 상기 태양광 모듈의 세정 및 냉각 작업이 완료된 세정수가 배출되는 배수 라인과 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 태양광 모듈용 세정 장치는,
상기 세정수 급배부와 상기 분배 유닛을 상호 연결하는 배관 상에 장착되고 내부를 통과하는 물에 에어를 혼입시켜 상기 복수의 노즐측으로 공급되는 상기 세정수의 분사 압력을 높이는 이상 유동(two phase flow) 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 센서부는,
상기 태양광 모듈의 배면에 장착되는 제1 센서 케이스와,
상기 제1 센서 케이스에 내장되는 단열재와,
상기 단열재에 장착되어 상기 태양광 모듈의 배면과 접촉되어 상기 태양광 모듈의 온도를 실시간으로 측정하는 모듈 온도 센서와,
상기 제1 센서 케이스의 외면을 감싸며, 상기 태양광 모듈의 배면에 장착되는 제2 센서 케이스와,
상기 제2 센서 케이스의 배면에 장착되며, 대기 온도를 실시간으로 측정하는 대기 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈용 세정 장치.