KR20160003981A - Concentrating Facility of Solar Panel Arrays in Solar Tracking Type Power Generating System and Installing Method thereby - Google Patents

Concentrating Facility of Solar Panel Arrays in Solar Tracking Type Power Generating System and Installing Method thereby Download PDF

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KR20160003981A KR1020140081964A KR20140081964A KR20160003981A KR 20160003981 A KR20160003981 A KR 20160003981A KR 1020140081964 A KR1020140081964 A KR 1020140081964A KR 20140081964 A KR20140081964 A KR 20140081964A KR 20160003981 A KR20160003981 A KR 20160003981A
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Abstract

The present invention relates to a solar light tracking type solar cell plate array light concentrating facility and an installation method thereof. In the light concentration facility, H-steel frames (60) are formed among a plurality of H-steel beams (61), solar cell plate arrays (10) are fixed and connected to a driving shaft (30) and ′L′ shaped array fixtures (33), a worm gear (20) is fixed to a gear bracket (45), and the driving shaft (30) has a slope of 0 to 45 degrees on a horizontal surface in a westward and southern direction. Therefore, the light concentrating facility increases light concentration efficiency of sunlight.

Description

태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설 및 그 시공방법{Concentrating Facility of Solar Panel Arrays in Solar Tracking Type Power Generating System and Installing Method thereby}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar concentrating solar array,

본 발명은 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설 및 그 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 취약한 건축물의 지붕 위에도 태양전지판 어레이를 설치할 수 있도록 건축물의 외측으로 이격되어 다수의 H형강 기둥과 H형강 보를 이용한 H형강 골조를 형성하고 상기 골조 위에 태양의 고도 및 궤도의 변화에 따라 1축 또는 2축으로 경사각만을 조절하여 태양의 고도 및 궤도를 추적하여 태양광의 집광효율을 향상시키는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설 및 그 시공방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a sunlight tracking solar array array condensing system and a method of constructing the same. More particularly, the present invention relates to a solar array system and a method of constructing the same, H-shaped steel frame using H-shaped beams and tracking the altitude and orbit of the sun by controlling only the inclination angle on one or two axes according to the change of the altitude and orbit of the sun on the frame, Type solar array array light collecting facility and a construction method thereof.

일반적으로 태양전지판 어레이(Photovoltaic Arrays)를 건축물에 설치시 공간활용도를 높이고 보다 많은 태양광을 집광하기 위하여 태양이 다른 건축물에 가려지지 않도록 대부분 건축물의 지붕 위에 설치하게 된다.Generally, when installing photovoltaic arrays in a building, most of them are installed on the roof of a building so that the sun is not covered by other buildings in order to increase the space utilization and to collect more sunlight.

이러한 태양광 발전시스템(Solar-Light Power Generating System)은 태양전지판 어레이의 구동유무에 따라 크게 고정식과 추적식으로 나눌 수 있으며, 고정식은 태양의 이동과 무관하게 남쪽을 향하도록 태양전지판 어레이를 설치하는 방식으로 소량 발전이 목적인 경우에 사용되며, 추적식은 태양광 추적센서를 이용하여 태양의 고도와 궤도에 따라 추적센서로부터 입력된 정보를 이용하여 태양전지판 어레이를 항상 태양과 직각 위치가 되도록 경사각과 궤도각을 조절하여 발전효율을 극대화하는 방식이다.Such a solar-light power generating system can be divided into a fixed type and a tracking type depending on whether a solar array is driven or not, and a fixed type solar array is installed so that the solar array is directed to the south irrespective of the movement of the sun The solar array tracking system uses solar tracking sensors to measure the altitude and orbits of the solar system. The solar array is always positioned at right angles to the sun using the information input from the tracking sensor. It is a method to maximize power generation efficiency by adjusting angle.

현재 사용되는 태양전지판은 특성상 태양과 직교시에 발전효율이 100% 발휘되며, 태양전지판이 태양과 수직으로부터 30~45도 기울게 되면 효율이 40~50%로 저하되고 45도를 넘어가게 되면 효율이 거의 0%가 되는 특성을 갖는다.Currently, solar panels are 100% in efficiency when they are orthogonal to the sun. When the solar panel is tilted 30 ~ 45 degrees from the sun and vertical, the efficiency drops to 40 ~ 50% And almost 0%.

따라서, 태양전지판의 발전효율을 높이기 위해서는 자연히 태양광 추적식 발전시스템을 선택하게 되고, 이러한 태양광 추적식 발전시스템에서는 태양광 추적센서로부터 입력된 정보에 따라 태양전지판 어레이의 경사각 및 궤도를 조절할 수 있는 구조를 갖도록 설치하는 것이 매우 중요하다.Therefore, in order to increase the power generation efficiency of the solar panel, a solar photovoltaic power generation system is naturally selected. In such a solar photovoltaic power generation system, the inclination angle and the orbit of the solar panel array can be adjusted It is very important to have a structure that has a structure.

도 1 및 도 2를 참고하여 종래 특허등록 제1175662호 및 특허등록 제1295758호 등에서 보는 바와 같이, 태양전지판 어레이(110)를 지붕 위에 직접 설치하고 태양의 고도에 따른 경사각을 조절하기 위하여 유압식 피스톤(111)과 힌지 지지대(112)를 이용한 구조의 집광시설과, 경사각 조절 브라켓(120)을 이용하여 최적의 경사각으로 조절한 후 고정시켜 사용하는 구조의 집광시설을 개시하고 있다.1 and 2, a solar panel array 110 is installed directly on a roof and a hydraulic piston (not shown) is installed to adjust the inclination angle according to the altitude of the sun, as shown in the conventional patent registration No. 1175662 and the patent registration No. 1295758 111 and a hinge support 112 and a tilt angle adjusting bracket 120 to adjust the tilt angle to an optimum tilt angle and fix it to use.

상기 종래 태양전지판 어레이 집광시설은 다수를 건축물의 지붕에 설치시 태양전지판 어레이(10)의 자중도 상당하며 이에 경사각 조절수단의 자중을 포함하면 몇 톤에 해당하는 무게가 되므로, 공장이나 창고의 용도로 사용되는 조립식 건축물과 같이 구조가 취약한 건축물의 경우에는 지붕에 태양광 발전시스템을 설치시 자중과 강한 바람의 영향을 인하여 지붕이 무너져 붕괴되거나 부분적으로 휘어져 파손되는 등의 문제점이 있었다.When the solar panel array condensing facility is installed on the roof of a building, the weight of the solar panel array 10 is also considerable, and if it includes the weight of the inclination angle adjusting means, the weight corresponds to several tons, There is a problem that when the solar power generation system is installed on the roof, the roof is collapsed or partially bent and damaged due to its own weight and strong winds.

또한, 상기 종래기술 중 유압식 피스톤(111)과 힌지 지지대(112)를 이용한 집광시설은 구조가 유압식 피스톤(111)의 경우 1개의 대형 유압식 피스톤(111)을 사용하면 자중이 더 무거워지므로 각각의 태양전지판 어레이마다 소형의 유압식 피스톤(111)을 구비하는데, 각각의 유압식 피스톤(111)을 구동시킬 유압펌프가 필요하므로 구성요소가 많아 고장이 잦고 유지보수가 어려워지는 문제점이 있고, 상기 종래기술 중 경사각 조절 브라켓(120)을 이용하여 경사각을 조절후 고정시키는 집광시설은 태양광 추적센서로부터 입력된 정보에 따라 고도 및 궤도를 실시간으로 조절하는 방식이 아니고 최초 설치후 고정되는 형태이므로 태양광의 집광효율이 낮아 발전용량이 작은 문제점이 있었다.
In addition, in the conventional condensing mechanism using the hydraulic piston 111 and the hinge supporter 112, when one large hydraulic piston 111 is used in the case of the hydraulic piston 111, the weight becomes heavier, A small hydraulic piston 111 is provided for each array of battery plates and a hydraulic pump for driving each of the hydraulic pistons 111 is required. Therefore, there are many components and troubles are frequent and maintenance is difficult. In the prior art, The condensing facility for adjusting and fixing the inclination angle using the adjustment bracket 120 is not a method for adjusting the altitude and the orbit in real time according to the information inputted from the solar tracking sensor, The power generation capacity is small.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출되는 것으로, 구조가 취약한 건축물의 지붕 위에도 태양전지판 어레이를 설치할 수 있도록 건축물의 외측으로 이격되어 다수의 H형강 기둥과 H형강 보를 이용한 H형강 골조를 형성하고 상기 골조 위에 태양의 고도 및 궤도의 변화에 따라 1축 또는 2축으로 경사각만을 조절하여 태양의 고도 및 궤도를 추적하여 태양광의 집광효율을 향상시키는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설 및 그 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a H-shaped steel frame structure using a plurality of H-shaped steel columns and H-shaped steel beams spaced outside a building so that a solar panel array can be installed on a roof of a structure having a weak structure. And a sunlight tracking solar array array condensing facility for improving the light collection efficiency by tracking the altitude and orbits of the sun by adjusting only the inclination angle in one or two axes according to the change of the altitude and orbit of the sun on the frame And to provide a method of construction thereof.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 건축물로부터 외측으로 일정 간격 이격되어 건축물보다 높게 설치되는 다수의 H형강 기둥(61)들 사이에 H형강 보(62)를 결합시켜 형성된 H형강 골조(60)가 설치되고, 태양의 고도와 궤도를 추적하기 위한 태양광 추적센서(11)가 설치된 태양전지판 어레이(10)를 상기 H형강 골조(60)의 상측에 설치하고자 H형강 골조(60)의 상측에 구동모터(48)와 함께 워엄기어(20)가 구비되고 상기 워엄기어(20)의 워엄휠(21)을 관통하며 결합되는 구동축(30)과 ㄱ형 어레이 고정구(33)로 상기 태양전지판 어레이(10)가 고정 연결되며, 상기 워엄기어(20a)는 'L'형 단면형상으로 형성되고 측면 중앙에 구동축(30)이 관통되는 구동축공이 형성되어 워엄기어(20)를 세워 측면에 밀착시켜 체결수단(80)으로 고정하는 기어브라켓(45)으로 고정되고, 상기 구동축(30)은 남서향을 향하여 수평으로부터 0 ~ 45도 범위의 경사를 갖도록 형성되는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설을 제공함에 그 목적이 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides an H-shaped steel frame 60 formed by joining an H-shaped steel beam 62 between a plurality of H-shaped steel columns 61 spaced apart from a building by a predetermined distance, A solar panel array 10 provided with a sunlight tracking sensor 11 for tracking an altitude and a trajectory of the sun is installed on the upper side of the H-shaped steel frame 60, The solar panel array 10 is provided with the drive shaft 30 and the a-type array fixture 33 which are provided with the worm gear 20 together with the motor 48 and penetrate through the worm wheel 21 of the worm gear 20, The worm gear 20a is formed in an L-shaped cross-sectional shape and a drive shaft hole is formed at a center of a side surface of the drive shaft 30 so as to penetrate the worm gear 20, , And is fixed to a gear bracket The object of the present invention is to provide a photovoltaic solar array array condensing facility having a slope in the range of 0 to 45 degrees from the horizontal toward the south-west direction.

또한, 상기 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설에 있어서, 상기 H형강 보(62)는, H형강 기둥(61)의 상부 강축방향과 약축방향으로 용접된 하나 이상의 가셋플레이트(63)와 나사결합하여 연결되는 것이 바람직하다.The H-shaped beam 62 is provided with at least one gusset plate 63 welded to the H-shaped steel column 61 in the direction of the upper axis of the upper axis, .

또한, 상기 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설에 있어서, 상기 구동축(30)은, 일단이 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)을 관통하여 결합되고, 타단은 구동축(30)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(50)에 결합되는 것이 바람직하다.The drive shaft 30 is coupled to the worm gear 20 through a gear bracket 45 at one end thereof and rotatably drives the drive shaft 30 at the other end thereof. To a unit bearing (50) supporting it.

또한, 상기 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설에 있어서, 상기 구동축(30)은, 양측단이 H형강 보(62)의 상측에 설치되어 구동축(30)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(50)에 결합되고, 상기 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)은, 2개의 유니트베어링(50)의 사이에 설치되어 구동축(30)과 관통 결합되는 것이 바람직하다.In addition, in the sunlight tracking solar array array light concentrating facility, the drive shaft 30 is mounted on the upper side of the H-shaped beam 62 at both side ends thereof and rotatably supports the unit bearing 50 And the worm gear 20 and the gear bracket 45 are preferably installed between the two unit bearings 50 so as to be coupled with the drive shaft 30.

또한, 상기 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설에 있어서, 상기 기어브라켓(45)의 저면에 체결수단(80)으로 고정되도록 상기 구동축(30)의 축방향과 수평으로 직각이 되는 방향으로 신장되며 양측단은 하향으로 절곡되는 'ㄷ'형 워엄기어 지지부(40)를 구비하고, 상기 워엄기어 지지부(40)의 양측단의 하향 절곡되어 신장된 부분을 관통하여 신장되는 제2 구동축(30b)과 함께 회전되도록 고정 결합되며, 상기 제2 구동축(30b)은 H형강 보(62)의 상측에 설치되는 기어브라켓(45)에 의해 고정되는 제2 워엄기어(20b)의 제2 워엄휠(21b)에 결합되고 상기 제2 구동축(30b)의 일측 또는 양측은 H형강 보(62)의 상측에 설치되어 제2 구동축(30b)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(50)을 연결하여 구성됨으로 남북방향과 동서방향의 경사각을 동시에 조절가능한 것이 바람직하다.In the sunlight tracking solar cell array light concentrating facility, the bottom surface of the gear bracket 45 is elongated in a direction perpendicular to the axial direction of the drive shaft 30 so as to be fixed by the fastening means 80 And a second drive shaft 30b extending from the opposite ends of the worm gear support 40 through a downwardly bent elongated portion of the worm gear support portion 40 And the second drive shaft 30b is fixed to the second worm wheel 21b of the second worm gear 20b fixed by the gear bracket 45 provided on the upper side of the H- And one or both sides of the second drive shaft 30b are connected to a unit bearing 50 mounted on the upper side of the H-shaped beam 62 to rotatably support the second drive shaft 30b. And the inclination angle in the east-west direction can be adjusted simultaneously Preferable.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 건축물로부터 외측으로 일정 간격 이격되어 H형강 기둥(61)이 설치될 위치에 베이스플레이트(65)와 결합된 다수 개의 L형 앵커볼트(66)를 콘크리트로 매립하는 단계(S100)와; 상기 콘크리트가 양생된 후 베이스플레이트(65) 위에 하단에 앵커볼트공(671)이 형성된 베이스앵글(67)을 용접한 H형강 기둥(61)을 세우되 앵커볼트공(671)에 매립된 앵커볼트(66)를 관통시켜 체결하여 고정하는 단계(S110)와; 상기 H형강 기둥(61)의 상측 강축방향에 세로방향으로 가셋플레이트(63)를 용접하고 H형강 보(62)와 나사결합하는 단계(S120)와; 상기 H형강 기둥(61)의 상측 약축방향에 가로 및 세로방향으로 다수의 가셋플레이트(63)를 용접하고 H형강 보(62)와 나사결합하여 H형강 골조(60)를 형성하는 단계(S130)와; 상기 H형강 기둥(61)의 기둥 플랜지 내측에 H형강 보(62)와 연결되는 부분에 가로방향으로 보강플레이트(64)를 용접하는 단계(S140)와; 'L'형 단면형상으로 형성되고 측면 중앙에 구동축(30)이 관통되는 구동축공이 형성되어 워엄기어(20)를 세워 측면에 밀착시켜 체결수단(80)으로 고정하는 기어브라켓(45)과 워엄기어(20)를 결합하는 단계(S200)와; 상기 구동축(30)에 어레이 고정구(33)를 결합하는 단계(S210)와; 상기 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)에 구동축(30)을 관통하여 결합하는 단계(S200)와; 상기 결합된 부품들을 H형강 골조(60)의 상측에 고정하는 단계(S400)와; 상기 어레이 고정구(33)에 태양전지판 어레이(10)를 결합시키는 단계(S410);를 포함하여 이루어지는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설을 제공함에 그 목적이 달성된다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of filling a plurality of L-shaped anchor bolts (66) coupled with a base plate (65) at a position spaced apart from a building Step SlOO; After the concrete is cured, an H-shaped steel column 61 welded to a base angle 67 formed with an anchor bolt hole 671 at the lower end thereof is erected on the base plate 65, and anchor bolts 671 embedded in the anchor bolt holes 671 (S110); A step (S120) of welding an offset plate (63) in the longitudinal direction of the H-shaped steel column (61) in the direction of the upper side of the steel column and screwing the steel plate with the H-shaped steel beam (62); A step S130 of forming an H-shaped steel frame 60 by welding a plurality of gusset plates 63 in the lateral and longitudinal directions in the direction of the upper side of the H-shaped steel column 61, Wow; (S140) of welding the reinforcing plate (64) in a transverse direction to a portion of the H-shaped steel column (61) inside the column flange and connected to the H-shaped steel beam (62); A gear bracket 45 which is formed in an L-shaped cross section and has a drive shaft hole formed at a center of a side surface thereof to penetrate the drive shaft 30 to fix the worm gear 20 to the side face thereof and fix the worm gear 20 by the fastening means 80, (S200); (S210) coupling the array fixture (33) to the drive shaft (30); A step (S200) of penetrating the worm gear (20) and the gear bracket (45) through the drive shaft (30); (S400) of fixing the combined parts on the upper side of the H-shaped steel frame 60; And a step S410 of coupling the solar panel array 10 to the array fixture 33. The object of the present invention is to provide a sunlight tracking solar panel array condensing facility.

또한, 상기 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설의 시공방법에 있어서, 상기 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)에 구동축(30)을 관통하여 결합하는 단계(S220)와 상기 결합된 부품들을 H형강 골조(60)의 상측에 고정하는 단계(S400) 사이에, 상기 기어브라켓(45)과 대응되어 구동축(30)으로부터 일정 간격 이격된 위치에 1개 또는 2개의 유니트베어링(50)을 구동축(30)이 관통되어 회전가능하게 결합되는 단계(S230);를 더 포함하는 것이 바람직하다.In the method of constructing the sunlight tracking solar array array condensing facility, a step S220 of passing through the drive shaft 30 to the worm gear 20 and the gear bracket 45, One or two unit bearings 50 are mounted on the drive shaft 30 at a position spaced apart from the drive shaft 30 by a distance corresponding to the gear bracket 45 between the drive shaft 30 and the drive shaft 30, (S230), in which the rotor 30 is pierced and rotatably engaged.

또한, 상기 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설의 시공방법에 있어서, 상기 유니트베어링 결합단계(S230)와 상기 결합부품들 H형강 골조 상측에 고정단계(S400) 사이에, 상기 구동축(30)의 축방향과 수평으로 직각이 되는 방향으로 신장되며 양측단은 하향으로 절곡되는 'ㄷ'형 워엄기어 지지부(40)의 상면에 기어브라켓(45)의 저면을 체결수단(80)으로 고정하는 단계(S300)와; 상기 워엄기어 지지부(40)의 양측단의 하향 절곡되어 신장된 부분을 관통하도록 제2 구동축(30b)을 결합하되 함께 회전되도록 고정하는 단계(S310)와; 상기 제2 구동축(30b)을 제2 워엄기어(20b)의 제2 워엄휠(21b)에 관통 결합하는 단계(S320)와; L'형 단면형상으로 형성되고 측면 중앙에 구동축(30)이 관통되는 구동축공이 형성되어 제2 워엄기어(20b)를 세워 측면에 밀착시켜 체결수단(80)으로 고정하는 기어브라켓(45)과 제2 워엄기어(20b)를 결합하는 단계(S330)와; 상기 H형강 보(62)의 상측에 설치되어 제2 구동축(30b)의 일측 또는 양측에 제2 구동축(30b)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(60)을 결합하는 단계(S340);를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
In the method of constructing the sunlight tracking solar array array light concentrating facility, it is preferable that in the step of joining the unit bearing (S230) and the fixing step (S400) of the coupling parts on the upper side of the H- Fixing the bottom surface of the gear bracket 45 to the upper surface of the 'c' -shaped worm gear support portion 40 which is elongated in a direction perpendicular to the axial direction and is bent downward at both side ends thereof with the fastening means 80 S300); (S310) of coupling the second drive shaft (30b) so as to pass through the downwardly bent and elongated portions of both ends of the worm gear support portion (40) and fixing the same to rotate together; Coupling the second drive shaft 30b to the second worm wheel 21b of the second worm gear 20b (S320); A gear bracket 45 formed in a L '-shaped cross-sectional shape and having a drive shaft hole through which the drive shaft 30 penetrates at the center of the side, and which fixes the second worm gear 20b with the side surface and fixes the second worm gear 20b with the fastening means 80; (S330) combining the two worm gears 20b; (S340), which is installed on the upper side of the H-shaped beam 62, to engage a unit bearing 60 rotatably supporting the second drive shaft 30b on one side or both sides of the second drive shaft 30b .

본 발명의 효과는 다음과 같다.The effects of the present invention are as follows.

구조가 취약한 건축물의 지붕 위에도 태양전지판 어레이를 설치할 수 있도록 건축물의 외측으로 이격되어 다수의 H형강 기둥과 H형강 보를 이용한 H형강 골조를 형성하고 상기 골조 위에 태양의 고도 및 궤도의 변화에 따라 1축 또는 2축으로 경사각만을 조절하여 태양의 고도 및 궤도를 추적하여 태양광의 집광효율을 향상시키는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설 및 그 시공방법을 제공할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
In order to install a solar panel array on a roof of a structure with a weak structure, an H-shaped steel frame is formed by using a plurality of H-shaped steel columns and H-shaped steel beams separated from the outside of the building. Or a solar-tracking-type solar panel array condensing facility that improves the efficiency of condensing sunlight by tracking the altitude and orbits of the sun by adjusting only the tilt angle on two axes.

도 1, 도 2는 종래 지붕설치형 태양전지판 어레이 집광시설의 예를 보이는 개략도
도 3 은 본 발명을 적용할 구조가 취약한 건축물 개략도
도 4 는 도 3의 건축물에 본 발명을 적용하여 H형강 골조를 설계한 도면
도 5,6 은 본 발명을 적용한 H형강 골조 설치과정을 보이는 부분확대도
도 7 는 본 발명을 적용한 실시예1을 보이는 정면 및 부분확대도
도 8 은 본 발명을 적용한 실시예2를 보이는 정,측면도
도 9 는 도 3의 건축물에 본 발명을 적용한 실시예3을 보이는 사시 개략도
도 10 은 본 발명을 적용한 어레이 집광시설의 구조를 보이는 평,정면도
도 11 은 본 발명을 적용한 실시예4를 보이는 사시 개략도
도 12,13 은 실시예4의 어레이 집광시설의 구조를 보이는 평,정면도 및 측면도1 and 2 are schematic views showing an example of a condensing facility of a solar panel array of a conventional roof installation type
Fig. 3 is a schematic view of a building to which the present invention is applied,
Fig. 4 is a view showing the design of an H-shaped steel frame by applying the present invention to the building of Fig. 3
Figs. 5 and 6 are partially enlarged views showing a process of installing an H-shaped steel frame to which the present invention is applied
7 is a front view and a partial enlarged view showing Embodiment 1 to which the present invention is applied
8 is a side view and a side view showing a second embodiment to which the present invention is applied
FIG. 9 is a perspective view of a perspective view showing Embodiment 3 in which the present invention is applied to the building of FIG. 3;
10 is a plan view and a front view showing the structure of an array condensing apparatus to which the present invention is applied
Fig. 11 is a perspective view showing a fourth embodiment of the present invention,
12 and 13 are a plan view, a front view, and a side view showing the structure of the array condensing apparatus of the fourth embodiment

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예들은 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있도록 설명하는 것으로 이해되어야 하며, 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 하며, 본 발명을 이에 한정하는 것으로 이해되어서는 안될 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments. It is to be understood, however, that the embodiments are illustrative of the invention in order that the invention may be better understood, and that the terms or words used should not be construed in a conventional or dictionary sense, It should be understood that the present invention should not be construed as being limited to the meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that the concept of the term can be appropriately defined in order to explain it by a method.

본 발명은 도 3에서 보는 바와 같이 인천에 있는 어느 공장의 지붕에 태양광 추적식 태양전지판 어레이를 설치하고자 의뢰를 받아 설계하는 도중 개발하게 된 것으로, 해당 공장의 지붕 뿐만 아니라 기둥과 벽면도 구조가 취약하여 붕괴위험과 파손 등의 문제로 지붕에 태양광 추적식 태양전지판 어레이를 설치할 수가 없었다.As shown in FIG. 3, the present invention was developed in the course of designing a photovoltaic solar array array on a roof of a factory in Incheon. The structure of the plant is not limited to the roof, The solar panels could not be installed on the roof due to the risk of collapse and risk of collapse.

따라서 다음과 같은 다양한 설치구조를 개발하여 실험하게 되었다.
Therefore, the following various installation structures were developed and tested.

(실시예1) : 집광시설의 H형강 골조 시공(Example 1): Construction of H-shaped steel frame of a condensing facility

본 발명의 실시예1에서는 도 4에서 보는 바와 같이 구조가 취약한 건축물의 외측으로 일정 간격 이격되어 건축물보다 높게 다수의 H형강 기둥(61)들을 높이가 동일하게 설치하고, 이에 H형강 보(62)를 결합시켜 H형강 골조(60)를 형성한다.As shown in FIG. 4, in the first embodiment of the present invention, a plurality of H-shaped steel columns 61 are installed at equal heights, So as to form an H-shaped steel frame 60.

이를 상세히 설명하면, 도 5, 6에서 보는 바와 같이 먼저, 건축물로부터 외측으로 일정 간격 이격되어 H형강 기둥(61)이 설치될 위치에 베이스플레이트(65)와 결합된 다수 개의 L형 앵커볼트(66)를 콘크리트로 매립한다.(S100)As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of L-shaped anchor bolts 66 coupled to the base plate 65 at positions where the H-shaped steel columns 61 are spaced apart from the building by a predetermined distance, ) Is filled with concrete (S100).

다음, 상기 콘크리트가 양생된 후 베이스플레이트(65) 위에 하단에 앵커볼트공(671)이 형성된 베이스앵글(67)을 용접한 H형강 기둥(61)을 세우되 앵커볼트공(671)에 매립된 앵커볼트(66)를 관통시켜 체결하여 고정한다.(S110) Next, after the concrete is cured, an H-shaped steel column 61 welded with a base angle 67 formed with an anchor bolt hole 671 at the lower end thereof is erected on the base plate 65, and the anchor bolt hole 671, And is fastened and fixed through the anchor bolt 66. (S110)

다음, 상기 H형강 기둥(61)의 상측 강축방향에 세로방향으로 가셋플레이트(63)를 용접하고 H형강 보(62)와 나사결합한다.(S120)Next, an offset plate 63 is welded in the longitudinal direction in the direction of the upper side of the H-shaped steel column 61 and screwed to the H-shaped steel beam 62. (S120)

다음, 상기 H형강 기둥(61)의 상측 약축방향에 가로 및 세로방향으로 다수의 가셋플레이트(63)를 용접하고 H형강 보(62)와 나사결합하여 H형강 골조(60)를 형성한다.(S130)Next, a plurality of gusset plates 63 are welded in the lateral direction and the longitudinal direction in the direction of the upper side of the H-shaped column 61, and the H-shaped steel beam 60 is screwed with the H- S130)

다음, 상기 H형강 기둥(61)의 기둥 플랜지 내측에 H형강 보(62)와 연결되는 부분에 가로방향으로 보강플레이트(64)를 용접한다.(S140)Next, the reinforcing plate 64 is welded to the inside of the column flange of the H-shaped steel column 61 in the transverse direction at a portion connected to the H-shaped steel beam 62 (S140)

다음, 'L'형 단면형상으로 형성되고 측면 중앙에 구동축(30)이 관통되는 구동축공이 형성되어 워엄기어(20)를 세워 측면에 밀착시켜 체결수단(80)으로 고정하는 기어브라켓(45)과 워엄기어(20)를 결합한다.(S200)Next, a gear bracket 45, which is formed in an L-shaped cross-sectional shape and has a drive shaft hole formed at a center of a side surface thereof to penetrate the drive shaft 30, The worm gear 20 is engaged (S200)

다음, 상기 구동축(30)에 어레이 고정구(33)를 결합한다.(S210)Next, the array fixture 33 is coupled to the drive shaft 30. (S210)

다음, 상기 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)에 구동축(30)을 관통하여 결합한다.(S220)Then, the driving shaft 30 is coupled to the worm gear 20 and the gear bracket 45 through the coupling hole (S220)

다음, 상기 결합된 부품들을 H형강 골조(60)의 상측에 고정한다.(S400) Next, the combined parts are fixed on the upper side of the H-shaped steel frame 60 (S400)

다음, 상기 어레이 고정구(33)에 태양전지판 어레이(10)를 결합한다.(S410)
Next, the solar panel array 10 is coupled to the array fixture 33 (S410)

(실시예2) : 경사각을 갖는 기어브라켓 설치(Example 2): Installation of a gear bracket having an inclination angle

먼저, 본 발명의 실시예2는 실시예1의 H형강 골조(60)외에 태양광 추적센서(70)와, 태양전지판 어레이(10)와, 구동모터(50)와, 워엄기어(20a)와, 구동축(30a)과, 기어브라켓(45)을 포함하여 이루어진다.First, a second embodiment of the present invention is a structure in which a solar ray tracking sensor 70, a solar panel array 10, a drive motor 50, a worm gear 20a, A drive shaft 30a, and a gear bracket 45, as shown in Fig.

상기 태양광 추적센서(70)는, 도 7에 도시된 바와 같이 태양전지판 어레이(10)의 일측에 설치되어, 태양광을 실시간으로 추적하여 정보를 제공하는 일반적인 센서로서 종류나 방식은 구체적으로 한정하지 아니한다.As shown in FIG. 7, the solar ray tracking sensor 70 is a general sensor installed on one side of the solar panel array 10 for tracking sunlight in real time to provide information. Not.

또한, 상기 태양전지판 어레이(10)는, 둘 이상의 태양전지판을 가로X세로방향으로 배열하여 가장자리가 금속프레임으로 고정하여 형성하되 구체적으로 한정하지 아니한다.The solar panel array 10 is formed by arranging two or more solar panels in a transverse X longitudinal direction and fixing the edges thereof to a metal frame, but is not particularly limited.

또한, 상기 워엄기어(20a)는, H형강 골조(60)위에 구비되어 상기 워엄기어(20a)의 워엄휠(21a)에 수평방향으로 관통하여 결합된 구동축(30a)과 상기 태양전지판 어레이(10)를 'ㄱ'자 형상의 어레이 고정구(33)로 고정 연결시키도록 설치되는데, 이와 같이 워엄기어(20a)를 수직방향으로 세워서 고정하기 위하여, 기어브라켓(45)이 이용된다.The worm gear 20a includes a drive shaft 30a provided on the H-shaped steel frame 60 and coupled to the worm wheel 21a of the worm gear 20a in a horizontal direction, The gear bracket 45 is used to vertically fix the worm gear 20a in a vertical direction. The gear bracket 45 is fixed to the gear bracket 45 in a vertical direction.

상기 기어브라켓(45)은, 도 7,8,10,12에서 보는 바와 같이 단면 형상이 'L'자 형상으로 형성되고 측면 중앙에 구동축(30a)이 관통되는 구동축공이 형성되어 워엄기어(20a)를 측면에 체결수단(80)으로 고정하며 저면에 체결수단(80)을 이용하여 지지대 등에 견고하게 고정하게 된다.7, 8, 10 and 12, the gear bracket 45 is formed in an L-shaped cross-sectional shape, and a drive shaft hole is formed at a center of the side surface to penetrate the drive shaft 30a. Is fastened to the side surface by the fastening means (80), and firmly fixed to the support base or the like by the fastening means (80) on the bottom surface.

이 때, 상기 기어브라켓(45)을 태양에 대하여 최적의 태양광을 집광하도록 경사각을 갖게 형성하여 구동축(30)이 남서향을 향하여 수평으로부터 일정 경사각을 갖도록 형성한다.At this time, the gear bracket 45 is formed to have an inclination angle so as to condense the sunlight optimal for the sun, and the drive shaft 30 is formed so as to have a certain inclination angle from the horizontal toward the southwest.

상기 워엄기어(20a)의 설치위치는 구동축(30a)의 중앙에 설치되고, 내측 또는 외측에 리미트스위치(도시없음)를 설치하여 워엄휠(21a)의 회전을 제한하게 된다.The installation position of the worm gear 20a is provided at the center of the drive shaft 30a and a limit switch (not shown) is provided on the inner side or the outer side to limit the rotation of the worm wheel 21a.

상기 언급되지 않았으나, 다수의 태양전지판 어레이(10)로부터 발전되는 전력을 이용하기 위하여 기본적으로 구비되는 태양광 추적센서, DC접속함, 인버터, 전력량계 등의 구성은 본 발명의 기술과 관련성이 없어 상세한 설명과 도면은 생략한다.
Although not mentioned above, the configuration of the solar tracking sensor, the DC connection box, the inverter, the watt hour meter, and the like basically provided for using the electric power generated from the plurality of solar panel array 10 is not related to the technology of the present invention, The description and drawings are omitted.

상기와 같은 실시예2의 태양전지판 어레이 집광시설은, 태양의 고도 및 궤도에 따른 정보를 태양광 추적센서(11)로부터 입력받아 태양광을 추적하되, 태양의 고도에 대하여는 기어브라켓(45)의 최적의 경사각이 고정되어 추적이 불가하고 태양의 궤도에 대하여는 기어브라켓(45)에 고정된 워엄기어(20)를 회전시켜 워엄휠(21)에 결합된 구동축(30)과 함께 태양전지판 어레이(10)를 회전시켜 실시간으로 태양을 추적하며 집광하게 된다.The solar panel array condensing apparatus according to the second embodiment of the present invention receives information from the solar tracking sensor 11 according to the altitude and the orbit of the sun to track the sunlight, The worm gear 20 fixed to the gear bracket 45 is rotated with respect to the sun's orbit so that the solar array array 10 ) To track the sun in real time.

이와 같이 설치된 실시예2는 구조가 취약한 건축물에 태양전지판 어레이(10)를 설치할 수 있고, 고도는 최적의 경사각으로 고정되고 1축 회전에 의해 태양의 궤도를 추적하면서 태양광을 집광하므로 고정식에 비하여 약 43% 정도의 효율이 증가된다.In the second embodiment of the present invention, the solar panel array 10 can be installed on a structure having a weak structure, the altitude is fixed at an optimum inclination angle, and sunlight is focused while tracking the sun's orbit by one- An efficiency of about 43% is increased.

그러나, 기울기를 갖도록 설치된 기어브라켓(45)에 의해 고정되는 워엄기어(20)에만 의지하여 태양전지판 어레이(10)가 회전되다 보니 회전이 원활하지 못한 문제점이 있었다.
However, when the solar array array 10 is rotated only by the worm gear 20 fixed by the gear bracket 45 installed to have a slope, the rotation is not smooth.

(실시예3) : H형강 기둥마다 교번하여 경사를 갖도록 경사지지바를 형성(Example 3): An inclined zigzag was formed so as to have an inclination alternating with each H-shaped column

먼저, 실시예1과 같이 H형강 골조(60)를 형성한다.First, an H-shaped steel frame 60 is formed as in the first embodiment.

다음, 도 8에서 보는 바와 같이, 남서향을 향하는 첫 번째 H형강 보(62)에는 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)을 고정하고, 두 번째 H형강 보(62)에는 높이를 높이는 경사지지바(68)와 유니트베어링(50)을 고정하여 구동축(30)의 일단은 워엄기어(20)에 고정하고 타단은 유니트베어링(50)에 회전가능하도록 결합함으로 구동축(30)이 경사지게 연결되도록 설치한다.(S230)8, the worm gear 20 and the gear bracket 45 are fixed to the first H-shaped beam 62 facing the south-southwest direction, and the second H- One end of the drive shaft 30 is fixed to the worm gear 20 while the other end of the drive shaft 30 is coupled to the unit bearing 50 so that the drive shaft 30 is inclinedly connected (S230)

다음, 상기 H형강 보(62)의 상측에 태양광 추적센서(11)가 구비된 태양전지판 어레이(10)를 설치하되, 구동축(30)에 'ㄱ'형 어레이 고정구(33)로 태양전지판 어레이(10)를 고정한다.
Next, a solar panel array 10 provided with a solar tracking sensor 11 is provided on the upper side of the H-shaped beam 62, and the solar panel array 10 is mounted on the drive shaft 30 with a ' (10).

상기와 같은 실시예3의 태양전지판 어레이 집광시설은, 태양의 고도 및 궤도에 따른 정보를 태양광 추적센서(11)로부터 입력받아 태양광을 추적하되, 태양의 고도에 대하여는 경사지지바(68)가 최적의 경사각으로 고정되어 추적이 불가하고 태양의 궤도에 대하여는 기어브라켓(45)에 고정된 워엄기어(20)를 회전시켜 워엄휠(21)에 결합된 구동축(30)과 함께 태양전지판 어레이(10)를 회전시켜 실시간으로 태양을 추적하며 집광하게 된다.The solar panel array condensing apparatus according to the third embodiment of the present invention receives information from the solar tracking sensor 11 on the basis of the altitude and the orbit of the sun and tracks the sunlight. The worm gear 20 fixed to the gear bracket 45 is rotated with respect to the sun's orbit so that it can not be traced at an optimum tilt angle and the solar panel array 10 ) To track the sun in real time.

이와 같이 설치된 실시예3은 구조가 취약한 건축물에 태양전지판 어레이(10)를 설치할 수 있고, 고도는 최적의 경사각으로 고정되고 1축 회전에 의해 태양의 궤도를 추적하면서 태양광을 집광하므로 실시예2와 동일하게 고정식에 비하여 약 43% 정도의 효율이 증가됩니다.
In the third embodiment, the solar panel array 10 can be installed in a structure having a weak structure, the altitude is fixed at an optimum inclination angle, and sunlight is focused while tracking the sun's orbit by one-axis rotation. The efficiency is increased by about 43% compared with the fixed type.

(실시예4) : H형강 기둥마다 교번하여 경사각 갖는 H형강 골조를 형성(Example 4): An H-shaped steel frame having an inclination angle alternately for each H-shaped column was formed

먼저, 실시예1처럼 H형강 골조(60)를 형성하되, 도 9에서 보는 바와 같이 상기 H형강 골조(60)는, 첫 번째 H형강 기둥(61)과 두 번째 H형강 기둥(61)이 남서쪽에 대해 경사각을 갖도록 첫 번째 H형강 기둥(61)의 중간 높이로부터 두 번째 H형강 기둥(61)의 상단으로 H형강 보(62)를 경사지게 연결하여 설치한다.9, the H-shaped steel frame 60 is formed such that the first H-shaped steel column 61 and the second H-shaped steel column 61 are located in the southwest The H-shaped steel beam 62 is inclinedly connected to the upper end of the second H-shaped steel column 61 from the middle height of the first H-shaped steel column 61 so as to have an inclination angle with respect to the second H-shaped steel column 61.

다음, 도 10에서 보는 바와 같이 상기 H형강 보(62)의 상측에 태양광 추적센서(11)가 구비된 태양전지판 어레이(10)를 설치하되, 높이가 높은 H형강 보(62)와 높이가 낮은 H형강 보(62)를 구동축(30)이 연결하도록 배열되고, 구동모터(48)와 함께 워엄기어(20)를 구비하여 워엄기어(20)의 워엄휠(21)을 관통하며 결합되는 구동축(30)과 'ㄱ'형 어레이 고정구(33)로 태양전지판 어레이(10)가 고정된다.10, a solar panel array 10 provided with a solar tracking sensor 11 is provided on the upper side of the H-shaped beam 62. The H-shaped beam 62 having a high height and the high- The drive shaft 30 is connected to the lower H-shaped beam 62 through a worm gear 20 having a drive motor 48. The worm gear 20 is coupled to the worm wheel 21 of the worm gear 20, Type array fixture 33 and the solar panel array 10 are fixed.

또한, 상기 워엄기어(20)는 실시예3과 같이 기어브라켓(45)으로 고정되고, 상기 구동축(30)의 일측 또는 양측에 구비되는 유니트베어링(50)에 의해 회전가능하게 지지된다.(S230)
The worm gear 20 is fixed to the gear bracket 45 and is rotatably supported by a unit bearing 50 provided at one side or both sides of the drive shaft 30 as in the third embodiment. )

상기와 같은 실시예4의 태양전지판 어레이 집광시설은, 태양의 고도 및 궤도에 따른 정보를 태양광 추적센서(11)로부터 입력받아 태양광을 추적하되, 태양의 고도에 대하여는 H형강 골조(60)가 최적의 경사각으로 고정되어 추적이 불가하고 태양의 궤도에 대하여는 기어브라켓(45)에 고정된 워엄기어(20)를 회전시켜 워엄휠(21)에 결합된 구동축(30)과 함께 태양전지판 어레이(10)를 회전시켜 실시간으로 태양을 추적하며 집광하게 된다.The solar panel array condensing apparatus according to the fourth embodiment receives the information according to the altitude and the orbit of the sun from the solar tracking sensor 11 to track the sunlight, The worm gear 20 fixed to the gear bracket 45 is rotated with respect to the sun's orbit so that it can not be traced at an optimum inclination angle and the solar panel array 10) to track the sun in real time and concentrate.

이와 같이 설치된 실시예4은 구조가 취약한 건축물에 태양전지판 어레이(10)를 설치할 수 있고, 고도는 최적의 경사각으로 고정되고 1축 회전에 의해 태양의 궤도를 추적하면서 태양광을 집광하므로 고정식에 비하여 약 43% 정도의 효율이 증가됩니다.
In the fourth embodiment, the solar panel array 10 can be installed in a structure having a weak structure, and the altitude is fixed at an optimum inclination angle. Since the sunlight is focused while tracking the sun's orbit by one-axis rotation, The efficiency is increased by about 43%.

(실시예5) : 전체적으로 경사각 갖는 H형강 골조를 형성(Example 5): H-shaped steel frame having an inclined angle as a whole is formed

먼저, 실시예1과 같은 H형강 골조(60)를 형성하되, 도 11에서 보는 바와 같이 상기 H형강 골조(60)는 남서쪽에 대해 경사각을 갖도록 H형강 기둥(61)의 높이를 점점 높아지도록 고려하여 설치한다.First, an H-shaped steel frame 60 as in the first embodiment is formed. As shown in FIG. 11, the H-shaped steel frame 60 is considered to have a height of H-shaped steel column 61 so as to have an inclination angle with respect to the southwest .

다음, 실시예4와 같이 상기 H형강 보(62)의 상측에 태양광 추적센서(11)가 구비된 태양전지판 어레이(10)를 설치하되, 구동축(30)의 일측은 경사가 낮은 H형강 기둥(61)쪽의 H형강 보(62)에 설치하고 타측은 경사가 높은 H형강 기둥(61)쪽의 H형강 보(62)에 회전가능하게 설치함으로써, 남서쪽에 대하여 좌우방향으로 태양의 궤도를 따라 이동가능하게 설치한다. Next, as in the fourth embodiment, a solar panel array 10 provided with a solar tracking sensor 11 is provided above the H-shaped beam 62, and one side of the drive shaft 30 is provided with an H- (62) of the H-shaped steel column (61) side and the other side is rotatably provided on the H-shaped steel beam (62) on the side of the H-shaped steel column (61) having a high inclination, the orbit of the sun So as to be able to move along.

여기서, 상기 구동축(30)은, 일측 또는 양측에 구동축(30)을 회전가능하게 지지하면서 H형강 골조(60)에 고정되는 유니트베어링(50)이 결합된다.(S230)
Here, the drive shaft 30 is coupled to a unit bearing 50 fixed to the H-shaped steel frame 60 while rotatably supporting the drive shaft 30 on one or both sides (S230)

상기와 같은 실시예5의 태양전지판 어레이 집광시설은, 태양의 고도 및 궤도에 따른 정보를 태양광 추적센서(11)로부터 입력받아 태양광을 추적하되, 태양의 고도에 대하여는 H형강 골조(60)가 최적의 경사각으로 고정되어 추적이 불가하고 태양의 궤도에 대하여는 기어브라켓(45)에 고정된 워엄기어(20)를 회전시켜 워엄휠(21)에 결합된 구동축(30)과 함께 태양전지판 어레이(10)를 회전시켜 실시간으로 태양을 추적하며 집광하게 된다.The solar panel array condensing apparatus according to the fifth embodiment receives information from the solar tracking sensor 11 according to the altitude and the orbit of the sun to track the sunlight, The worm gear 20 fixed to the gear bracket 45 is rotated with respect to the sun's orbit so that it can not be traced at an optimum inclination angle and the solar panel array 10) to track the sun in real time and concentrate.

이와 같이 설치된 실시예5는 구조가 취약한 건축물에 태양전지판 어레이(10)를 설치할 수 있고, 고도는 최적의 경사각으로 고정되고 1축 회전에 의해 태양의 궤도를 추적하면서 태양광을 집광하므로 고정식에 비하여 약 43% 정도의 효율이 증가된다.
In the fifth embodiment, the solar panel array 10 can be installed on a structure having a weak structure. The altitude is fixed at an optimum inclination angle and the sunlight is tracked while tracking the sun's orbit by one-axis rotation. An efficiency of about 43% is increased.

(실시예6) : 고도와 궤도 추적이 가능하도록 2개의 워엄기어와 2개의 구동축을 이용한 2축 회전 태양전지판 어레이 집광시설 설치(Example 6): Two-axis rotating solar array array condensing facility installed using two worm gears and two drive shafts for high-altitude and orbit tracking

먼저, 실시예1과 동일하게 H형강 골조(60)를 형성한다.First, an H-shaped steel frame 60 is formed in the same manner as in the first embodiment.

다음, 도 12 내지 도 13에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예6은 실시예2의 구성요소에 ㄷ형 워엄기어 지지부(40)와, 제2 구동모터(50)와, 제2 워엄기어(20b), 제2 구동축(30b)을 더 포함하여 이루어진다.12 to 13, the sixth embodiment of the present invention is characterized in that the components of the second embodiment are provided with a worm gear support portion 40, a second drive motor 50, a second worm gear 20b And a second drive shaft 30b.

상기 ㄷ형 워엄기어 지지부(40)는, 기어브라켓(45)의 저면에 체결수단(80)을 이용하여 고정(S300)하며 구동축(30a)과 수평으로 직각이 되는 방향으로 제2 워엄기어(20b)와 제2 구동축(30b)에 의해 일정각도 회전되는 구성요소이며, 상기 구동축(30a)의 축방향과 수평으로 직각이 되는 방향으로 신장되고 양측단은 하향으로 절곡되어 형성된다. The U-shaped worm gear support portion 40 is fixed to the bottom surface of the gear bracket 45 by using the fastening means 80 and is secured to the second worm gear 20b in a direction perpendicular to the drive shaft 30a. And the first and second driving shafts 30a and 30b are extended in a direction perpendicular to the axial direction of the driving shaft 30a and both ends are bent downward.

또한, 상기 제2 구동축(30b)은, 상기 ㄷ형 워엄기어 지지부(40)의 양측단의 하향 절곡되어 신장된 부분을 관통하도록 신장되므로 상기 구동축(30a)과 수평으로 직각이 되는 방향으로 신장되어 ㄷ형 워엄기어 지지부(40)와 함께 고정 결합(S310)되어 제2 구동축(30b)의 회전시 함께 회전된다.The second drive shaft 30b is elongated so as to pass through the downwardly bent elongated portions of both end portions of the U-shaped worm gear support portion 40, so that the second drive shaft 30b is extended in a direction perpendicular to the drive shaft 30a, (S310) together with the worm gear support portion 40 and rotated together with the second drive shaft 30b.

또한, 상기 제2 워엄기어(20b)는, H형강 보(62)의 상측에 고정되는 기어브라켓(45)에 고정되어 제2 워엄휠(21b)에 제2 구동축(30b)을 결합(S320)하여 제2 구동모터(50)의 구동에 따라 제2 구동축(30b)과 ㄷ형 워엄기어 지지부(40)를 일정각도 회전시키게 된다. The second worm gear 20b is fixed to a gear bracket 45 fixed to the upper side of the H-shaped beam 62 to couple the second drive shaft 30b to the second worm wheel 21b at S320. The second drive shaft 30b and the U-shaped gear support portion 40 are rotated by a predetermined angle in accordance with the driving of the second drive motor 50. [

또한, 'L'형 단면형상으로 형성되고 측면 중앙에 제2 구동축(30b)이 관통되는 구동축공이 형성되어 제2 워엄기어(20b)를 세워 측면에 밀착시켜 체결수단(80)으로 고정하는 기어브라켓(45)과 제2 워엄기어(20b)를 결합한다.(S330) In addition, a drive shaft hole, which is formed in an L-shaped cross section and through which the second drive shaft 30b passes, is formed at the center of the side surface, and the second worm gear 20b is fixed to the side surface, (45) and the second worm gear (20b) are coupled together (S330)

다음, 상기 H형강 보(62)의 상측에 설치되어 제2 구동축(30b)의 일측 또는 양측에 제2 구동축(30b)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(60)을 결합한다.(S340)Next, the unit bearing 60, which is installed on the upper side of the H-shaped beam 62 and rotatably supports the second drive shaft 30b, is coupled to one side or both sides of the second drive shaft 30b (S340)

따라서, 2개의 워엄기어와 2개의 구동축을 이용하여 남북방향과 동서방향의 경사각을 동시에 조절할 수 있어, 태양의 이동에 따른 고도와 궤도의 변화에 대응하여 태양전지판 어레이(10)가 태양광과 수직을 유지할 수 있어 발전효율을 향상시킬 수 있게 된다. Accordingly, the two worm gears and the two drive shafts can be used to simultaneously adjust the tilt angles in the north-south direction and the east-west direction, so that the solar panel array 10 can be vertically aligned with the sunlight The power generation efficiency can be improved.

현재 사용되는 태양전지판은 특성상 태양과 직교시에 발전효율이 100% 발휘되며, 태양전지판이 태양과 수직으로부터 30~45도 기울게 되면 효율이 40~50%로 저하되고 45도를 넘어가게 되면 효율이 거의 0%가 되는 특성을 갖기 때문에, 태양과 수직을 이루도록 태양전지판의 경사각을 조절해주는 것이 매우 중요하다.Currently, solar panels are 100% in efficiency when they are orthogonal to the sun. When the solar panel is tilted 30 ~ 45 degrees from the sun and vertical, the efficiency drops to 40 ~ 50% It is very important to adjust the inclination angle of the solar panel so as to be perpendicular to the sun.

자체 실험결과 동일한 규모의 태양전지판 어레이(10)를 이용하여 1축 경사각만 조절하는 실시예2,3,4,5을 이용했을 때와 2축 경사각을 조절하는 실시예6으로 구동되는 태양광 발전시스템은 발전가능시간 및 발전용량에 있어서, 1.4배 이상의 차이를 보여 40%이상 향상되고 고정식 태양광 발전시스템 대비 약 2배로 효율이 향상되는 것을 알 수 있었다.As a result of the self-test, the solar cell array 10 of the same size is used, and the solar cells of Examples 2, 3, 4, and 5, in which only the uniaxial tilt angle is adjusted, The system showed a difference of 1.4 times or more in terms of power generation time and power generation capacity, which was improved by 40% or more, and the efficiency was improved to about twice that of the fixed photovoltaic power generation system.

미설명 도면부호는
Unless otherwise indicated,

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
A: 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설
B: 구조가 취약한 건축물
10: 태양전지판 어레이 11: 태양광 추적센서 20: 워엄기어
20b: 제2 워엄기어 21: 워엄휠 21b: 제2 워엄휠
30: 구동축 30b: 제2 구동축 33: 어레이 고정구
40: 워엄기어 지지부 45: 기어브라켓 48: 구동모터
50: 유니트베어링 60: H형강 골조 61: H형강 기둥
62: H형강 보 63: 가셋플레이트 64: 보강플레이트
65: 베이스플레이트 66: L형 앵커볼트 67: 베이스앵글
671: 앵커볼트공 68: 경사지지바 80: 체결수단
S100: 앵커볼트 매립단계
S110: H형강 기둥 고정단계
S120: 강축방향 H형강 보 결합단계
S130: 약축방향 H형강 보 결합단계
S140: 보강플레이트 용접단계
S200: 워엄기어 고정단계
S210: 어레이 고정구 결합단계
S220: 워엄기어에 구동축 결합단계
S400: 부품들을 H형강 골조 상측에 고정단계
S410: 태양전지판 어레이 결합단계
S230: 유니트베어링 결합단계
S300: 워엄기어 지지부에 기어브라켓 고정단계
S310: 워엄기어 지지부에 제2 구동축 결합단계
S320: 제2 구동축을 제2 워엄기어에 결합단계
S330: 기어브라켓과 제2 워엄기어 결합단계
S340: 제2 구동축에 유니트베어링 결합단계Description of the Related Art
A: Sunlight tracking solar array array condensing facility
B: Buildings with weak structures
10: Solar panel array 11: Solar tracking sensor 20: Worm gear
20b: second worm gear 21: worm wheel 21b: second worm wheel
30: drive shaft 30b: second drive shaft 33: array fixture
40: worm gear support part 45: gear bracket 48: drive motor
50: Unit bearing 60: H-shaped steel frame 61: H-shaped column
62: H-shaped beam 63: Gusset plate 64: Reinforcing plate
65: base plate 66: L-shaped anchor bolt 67: base angle
671: anchor bolt hole 68: inclined chisel 80: fastening means
S100: Anchor bolt embedding step
S110: H-column fixing step
S120: H-shaped steel beam joining step in the direction of the strong axis
S130: H-shaped steel beam joining step in the direction of the weak axis
S140: Stiffening plate welding step
S200: Worm gear fixing step
S210: Array fastener coupling step
S220: Drive shaft coupling step to worm gear
S400: Step of securing the components on the upper side of the H-shaped steel frame
S410: Solar panel array joining step
S230: Combination of unit bearing
S300: Fixing the gear bracket to the worm gear support
S310: the second drive shaft coupling step to the worm gear support portion
S320: coupling the second drive shaft to the second worm gear
S330: Combining gear bracket and second worm gear
S340: coupling the unit bearing to the second drive shaft

Claims (8)

건축물로부터 외측으로 일정 간격 이격되어 건축물보다 높게 설치되는 다수의 H형강 기둥(61)들 사이에 H형강 보(62)를 결합시켜 형성된 H형강 골조(60)가 설치되고,
태양의 고도와 궤도를 추적하기 위한 태양광 추적센서(11)가 설치된 태양전지판 어레이(10)를 상기 H형강 골조(60)의 상측에 설치하고자 H형강 골조(60)의 상측에 구동모터(48)와 함께 워엄기어(20)가 구비되고 상기 워엄기어(20)의 워엄휠(21)을 관통하며 결합되는 구동축(30)과 ㄱ형 어레이 고정구(33)로 상기 태양전지판 어레이(10)가 고정 연결되며,
상기 워엄기어(20a)는 'L'형 단면형상으로 형성되고 측면 중앙에 구동축(30)이 관통되는 구동축공이 형성되어 워엄기어(20)를 세워 측면에 밀착시켜 체결수단(80)으로 고정하는 기어브라켓(45)으로 고정되고,
상기 구동축(30)은 남서향을 향하여 수평으로부터 0 ~ 45도 범위의 경사를 갖도록 형성되는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설.An H-shaped steel frame 60 formed by joining an H-shaped steel beam 62 between a plurality of H-shaped steel columns 61 spaced apart from the building by a predetermined distance and installed higher than a building,
The solar panel array 10 having the sunlight tracking sensor 11 for tracking the altitude and the trajectory of the sun is installed on the upper side of the H-shaped steel frame 60, The solar panel array 10 is fixedly connected to the drive shaft 30 and the a-type array fixture 33 through the worm wheel 21 of the worm gear 20, And,
The worm gear 20a is formed in the shape of an L-shaped cross section and has a drive shaft hole through which the drive shaft 30 passes at the center of the side thereof. The worm gear 20a is fixed to the side surface of the worm gear 20, Fixed to the bracket 45,
Wherein the drive shaft (30) is formed to have a slope ranging from 0 to 45 degrees from the horizontal toward the southwest. 제 1 항에 있어서,
상기 H형강 보(62)는, H형강 기둥(61)의 상부 강축방향과 약축방향으로 용접된 하나 이상의 가셋플레이트(63)와 나사결합하여 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설.The method according to claim 1,
Wherein the H-shaped beam 62 is connected to at least one of the gusset plates 63 welded in the direction of the upper major axis of the H- facility. 제 2 항에 있어서,
상기 구동축(30)은, 일단이 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)을 관통하여 결합되고, 타단은 구동축(30)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(50)에 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설.3. The method of claim 2,
One end of the drive shaft 30 is coupled to the gear bearing 20 through a gear bracket 45 and the other end is coupled to a unit bearing 50 that rotatably supports the drive shaft 30. [ Photovoltaic solar array array concentrating facility. 제 2 항에 있어서,
상기 구동축(30)은, 양측단이 H형강 보(62)의 상측에 설치되어 구동축(30)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(50)에 결합되고, 상기 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)은, 2개의 유니트베어링(50)의 사이에 설치되어 구동축(30)과 관통 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설.3. The method of claim 2,
The drive shaft 30 is coupled to a unit bearing 50 provided at both sides of the upper end of the H-shaped beam 62 and rotatably supporting the drive shaft 30. The drive shaft 30 is connected to the worm gear 20 and the gear bracket 45) is installed between the two unit bearings (50) and is coupled through the drive shaft (30). 제 3 항에 있어서,
상기 기어브라켓(45)의 저면에 체결수단(80)으로 고정되도록 상기 구동축(30)의 축방향과 수평으로 직각이 되는 방향으로 신장되며 양측단은 하향으로 절곡되는 'ㄷ'형 워엄기어 지지부(40)를 구비하고, 상기 워엄기어 지지부(40)의 양측단의 하향 절곡되어 신장된 부분을 관통하여 신장되는 제2 구동축(30b)과 함께 회전되도록 고정 결합되며, 상기 제2 구동축(30b)은 H형강 보(62)의 상측에 설치되는 기어브라켓(45)에 의해 고정되는 제2 워엄기어(20b)의 제2 워엄휠(21b)에 결합되고 상기 제2 구동축(30b)의 일측 또는 양측은 H형강 보(62)의 상측에 설치되어 제2 구동축(30b)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(60)을 연결하여 구성됨으로 남북방향과 동서방향의 경사각을 동시에 조절가능한 것을 특징으로 하는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설.The method of claim 3,
A worm gear support portion (18) extending in a direction perpendicular to the axial direction of the drive shaft (30) to be fixed by a fastening means (80) on the bottom surface of the gear bracket (45) The second drive shaft 30b is fixedly coupled to the second drive shaft 30b extending through the downwardly bent and elongated portion of both ends of the worm gear support 40, Is coupled to a second worm wheel (21b) of a second worm gear (20b) fixed by a gear bracket (45) provided on the upper side of the H-shaped beam (62) and one side or both sides of the second driving shaft And a unit bearing (60) provided on the upper side of the H-shaped beam (62) and supporting the second drive shaft (30b) to be rotatable is connected to adjust the tilt angle in the north-south direction and the east- Tracked solar array array concentrating facility. 건축물로부터 외측으로 일정 간격 이격되어 H형강 기둥(61)이 설치될 위치에 베이스플레이트(65)와 결합된 다수 개의 L형 앵커볼트(66)를 콘크리트로 매립하는 단계(S100)와;
상기 콘크리트가 양생된 후 베이스플레이트(65) 위에 하단에 앵커볼트공(671)이 형성된 베이스앵글(67)을 용접한 H형강 기둥(61)을 세우되 앵커볼트공(671)에 매립된 앵커볼트(66)를 관통시켜 체결하여 고정하는 단계(S110)와;
상기 H형강 기둥(61)의 상측 강축방향에 세로방향으로 가셋플레이트(63)를 용접하고 H형강 보(62)와 나사결합하는 단계(S120)와;
상기 H형강 기둥(61)의 상측 약축방향에 가로 및 세로방향으로 다수의 가셋플레이트(63)를 용접하고 H형강 보(62)와 나사결합하여 H형강 골조(60)를 형성하는 단계(S130)와;
상기 H형강 기둥(61)의 기둥 플랜지 내측에 H형강 보(62)와 연결되는 부분에 가로방향으로 보강플레이트(64)를 용접하는 단계(S140)와;
'L'형 단면형상으로 형성되고 측면 중앙에 구동축(30)이 관통되는 구동축공이 형성되어 워엄기어(20)를 세워 측면에 밀착시켜 체결수단(80)으로 고정하는 기어브라켓(45)과 워엄기어(20)를 결합하는 단계(S200)와;
상기 구동축(30)에 어레이 고정구(33)를 결합하는 단계(210)와;
상기 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)에 구동축(30)을 관통하여 결합하는 단계(S220)와;
상기 결합된 부품들을 H형강 골조(60)의 상측에 고정하는 단계(S400)와;
상기 어레이 고정구(33)에 태양전지판 어레이(10)를 결합시키는 단계(S410);를 포함하여 이루어지는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설의 시공방법.A step (S100) of embedding a plurality of L-shaped anchor bolts 66 coupled with the base plate 65 at a position spaced apart from the building by a predetermined distance to place the H-shaped column 61 at the concrete;
After the concrete is cured, an H-shaped steel column 61 welded to a base angle 67 formed with an anchor bolt hole 671 at the lower end thereof is erected on the base plate 65, and anchor bolts 671 embedded in the anchor bolt holes 671 (S110);
A step (S120) of welding an offset plate (63) in the longitudinal direction of the H-shaped steel column (61) in the direction of the upper side of the steel column and screwing the steel plate with the H-shaped steel beam (62);
A step S130 of forming an H-shaped steel frame 60 by welding a plurality of gusset plates 63 in the lateral and longitudinal directions in the direction of the upper side of the H-shaped steel column 61, Wow;
(S140) of welding the reinforcing plate (64) in a transverse direction to a portion of the H-shaped steel column (61) inside the column flange and connected to the H-shaped steel beam (62);
A gear bracket 45 which is formed in an L-shaped cross section and has a drive shaft hole formed at a center of a side surface thereof to penetrate the drive shaft 30 to fix the worm gear 20 to the side face thereof and fix the worm gear 20 by the fastening means 80, (S200);
(210) coupling the array fixture (33) to the drive shaft (30);
A step (S220) of penetrating the worm gear (20) and the gear bracket (45) through the drive shaft (30);
(S400) of fixing the combined parts on the upper side of the H-shaped steel frame 60;
(S410) joining the solar panel array (10) to the array fixture (33). 제 6 항에 있어서,
상기 워엄기어(20)와 기어브라켓(45)에 구동축(30)을 관통하여 결합하는 단계(S220)와 상기 결합된 부품들을 H형강 골조(60)의 상측에 고정하는 단계(S400) 사이에,
상기 기어브라켓(45)과 대응되어 구동축(30)으로부터 일정 간격 이격된 위치에 1개 또는 2개의 유니트베어링(50)을 구동축(30)이 관통되어 회전가능하게 결합되는 단계(S230);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설의 시공방법.The method according to claim 6,
Between the step (S220) of penetrating the drive shaft (30) through the worm gear (20) and the gear bracket (45) and the step (S400) of fixing the combined parts on the upper side of the H-
A step S230 in which one or two unit bearings 50 are rotatably coupled through the drive shaft 30 at positions spaced apart from the drive shaft 30 by a distance corresponding to the gear bracket 45 Wherein the solar cell array array light collecting facility is a solar cell array solar collecting facility. 제 7 항에 있어서,
상기 유니트베어링 결합단계(S230)와 상기 결합부품들 H형강 골조 상측에 고정단계(S400) 사이에,
상기 구동축(30)의 축방향과 수평으로 직각이 되는 방향으로 신장되며 양측단은 하향으로 절곡되는 'ㄷ'형 워엄기어 지지부(40)의 상면에 기어브라켓(45)의 저면을 체결수단(80)으로 고정하는 단계(S300)와;
상기 워엄기어 지지부(40)의 양측단의 하향 절곡되어 신장된 부분을 관통하도록 제2 구동축(30b)을 결합하되 함께 회전되도록 고정하는 단계(S310)와;
상기 제2 구동축(30b)을 제2 워엄기어(20b)의 제2 워엄휠(21b)에 관통 결합하는 단계(S320)와;
L'형 단면형상으로 형성되고 측면 중앙에 구동축(30)이 관통되는 구동축공이 형성되어 제2 워엄기어(20b)를 세워 측면에 밀착시켜 체결수단(80)으로 고정하는 기어브라켓(45)과 제2 워엄기어(20b)를 결합하는 단계(S330)와;
상기 H형강 보(62)의 상측에 설치되어 제2 구동축(30b)의 일측 또는 양측에 제2 구동축(30b)을 회전가능하게 지지하는 유니트베어링(60)을 결합하는 단계(S340);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 추적식 태양전지판 어레이 집광시설의 시공방법.

8. The method of claim 7,
Between the unit bearing coupling step (S230) and the fixing part (S400) on the upper side of the coupling parts H-shaped steel frame,
The bottom surface of the gear bracket 45 is fixed to the upper surface of the 'w' gear worm supporting portion 40, which extends in a direction perpendicular to the axial direction of the drive shaft 30 and is bent downward at both ends, (S300);
(S310) of coupling the second drive shaft (30b) so as to pass through the downwardly bent and elongated portions of both ends of the worm gear support portion (40) and fixing the same to rotate together;
Coupling the second drive shaft 30b to the second worm wheel 21b of the second worm gear 20b (S320);
A gear bracket 45 formed in a L '-shaped cross-sectional shape and having a drive shaft hole through which the drive shaft 30 penetrates at the center of the side, and which fixes the second worm gear 20b with the side surface and fixes the second worm gear 20b with the fastening means 80; (S330) combining the two worm gears 20b;
(S340), which is installed on the upper side of the H-shaped beam 62, to engage a unit bearing 60 rotatably supporting the second drive shaft 30b on one side or both sides of the second drive shaft 30b The method of claim 1, further comprising:

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