KR20180042099A - 폴딩형 태양전지 모듈 - Google Patents

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KR20180042099A
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임춘택
정석용
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광주과학기술원
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Abstract

본 발명은 설치 공간 상부로 펼쳐져 더 넓은 태양광 수광 면적을 제공하는 폴딩형 태양전지 모듈을 개시한다. 제한된 설치 면적의 상부 공간을 활용하여 전력 생산량을 증대시키고, 필요에 따라 태양전지 모듈을 접어 부피를 최소화할 수 있는 가변형 태양전지 모듈을 제공하는 것이 목적이다. 예컨대 차량 상부에 적용되면 주차 상태에서는 차량 상부로 펼쳐져 전력 생산량을 높이고, 주행 중에는 접혀서 차량 지붕에 수납되어 주행 성능을 저하하지 않으며 태양광 발전을 지속할 수 있다.

Description

폴딩형 태양전지 모듈{Foldable Photovoltaic Panel Module}
본 발명은 태양전지 패널 및 이를 구비한 태양전지 차량에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
화석연료를 대체하기 위한 친환경 에너지 분야에 대해 연구와 기술 개발이 어느 때보다 활발히 진행되고 있다. 특히 발전 분야는 오래 전부터 친환경 에너지 개발에 힘을 쏟고 있으나 최근 보고에 의하면 각종 운송 수단에서 소모되는 화석연료의 양이 발전 분야에서 소모되는 화석연료의 양보다 큰 것으로 분석되고 있다. 이미 하이브리드 차량, 전기 자동차 등 전기에 의해 구동되는 차량이 시장을 확대하고 있는 상황이며 더욱 빠르게 기존 차량을 대체해 나갈 것으로 예상된다. 다만, 전기 자동차의 연료에 해당하는 전기 공급과 충전 인프라는 아직 기존 차량에 비해 부족한 것이 걸림돌로 작용하고 있다.
한편, 보조 충전수단으로서 차량의 루프패널에 광(photovoltaic) 패널을 장착하여 이용하려는 시도가 오래 전부터 있어왔으나 단일 패널에 의한 생산 전력량이 작아 실용화되지 못하고 있다. 태양전지 패널의 효율을 높이기 위한 연구도 활발히 진행되고 있기는 하지만, 이론적으로 효율의 한계가 규명된 상황이어서 태양전지 패널의 적용 대상과 방식에는 실질적으로 제한이 있을 수밖에 없다. 일부에서는 열광(thermophotovoltaic) 패널을 이용하여 그간 이용되지 못했던 열에너지를 전기에너지로 변환함으로써 태양에너지의 전환 효율을 한 단계 끌어올릴 것으로 기대되고 있으나 실용화에는 앞으로도 상당한 시간이 소요될 것으로 보인다.
최근에는 태양광 발전 단가 중 태양전지 패널의 가격이 차지하는 비중은 감소하는 반면 설치 장소나 설치비 등 기타 비용이 차지하는 비중이 증가하는 추세이다. 이에 따라 태양전지 패널을 제한된 설치 면적 위에 효율적으로 배치하여 전기 생산량을 증대하려는 움직임도 활발해졌다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 차량 지붕 또는 제한된 설치 공간에 복수의 태양전지 패널을 폴딩형으로 구비하여 더 넓은 태양광 발전 면적을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 운행 중에는 복수의 태양전지 패널이 접힌 상태에서 하나의 태양전지 패널에 의해서만 전력을 생산하지만 주차된 상태에서는 복수의 태양전지 패널이 상부로 펴지도록 함으로써 차량이 점유하는 상부 공간만을 이용하여 수광 면적을 최대한 넓게 확보하고 전력 생산량을 고정형 태양전지 패널에 비해 2~5배 이상 증가시키는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 설치 영역의 상부로 펼쳐져 넓은 수광 면적을 확보하는 폴딩형 태양전지 모듈을 제공함으로써, 차량 이외의 보트 등 다양한 운송 수단에도 적용이 가능하고, 설치 면적이 한정된 좁은 공간에 설치하여 더 많은 양의 발전을 할 수 있는 태양전지 패널을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 차량 지붕에 설치되는 폴딩형 태양전지 모듈은, 마주보며 쌍으로 배치되고, 상하로 복수가 연결된 가위형 리프트; 마주보는 가위형 리프트 사이에 각각 설치되는 복수의 태양전지 패널; 가위형 리프트를 상하로 연결하는 양측의 제1연결힌지부 및 제2연결힌지부를 포함하되, 제1연결힌지부 및 제2연결힌지부를 수평 방향으로 슬라이딩하도록 형성된 수평지지대; 및 마주보며 쌍으로 배치된 가위형 리프트 각각의 최하단 양측에 힌지결합된 제3연결힌지부 및 제4연결힌지부; 및 제3연결힌지부와 제4연결힌지부의 거리를 좁히거나 벌려 가위형 리프트를 상승 또는 하강시키는 리프트 구동부를 포함하는 베이스수평지지대를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 가위형 리프트 각각은 상호 간에 교차되고 교차 축을 중심으로 회동되는 제1암(arm) 및 제2암; 및 상기 교차 축에 배치되는 피봇(pivot)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 태양전지 패널은 무게중심의 수평 방향 양측면에 수평 방향과 나란한 패널힌지부가 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 수평지지대는 수평지지대 양단과 제1연결힌지부 및 제2연결힌지부 사이에 배치되는 압축스프링을 포함하되, 압축스프링은 복수의 가위형 리프트가 접힌 상태에서 최대 압축 상태이고, 복수의 가위형 리프트가 펼쳐진 상태에서 최소 압축 상태인 것을 특징으로 한다.
또한, 리프트 구동부는 베이스수평지지대 양단에 배치된 리프트 구동 모터; 및 리프트 구동 모터에 연결된 스크류;를 포함하되, 제3연결힌지부와 제4연결힌지부는 스크류에 치합되는 너트부를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 수평지지대는 각각의 중앙에 배치되는 패널회동모터를 포함하고, 패널회동모터에는 패널힌지부가 축 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 가위형 리프트를 지지하며 수평 상에서 회동하는 턴테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차량 지붕에 설치되는 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량은, 마주보며 쌍으로 배치되고, 상하로 복수가 연결된 가위형 리프트; 마주보는 가위형 리프트 사이에 각각 설치되는 복수의 태양전지 패널; 가위형 리프트를 상하로 연결하는 양측의 제1연결힌지부 및 제2연결힌지부를 포함하되, 제1연결힌지부 및 제2연결힌지부를 수평 방향으로 슬라이딩하도록 형성된 수평지지대; 수평지지대 양단과 제1연결힌지부 및 제2연결힌지부 사이에 배치되는 압축스프링; 가위형 리프트를 지지하며 수평 상에서 회동하는 턴테이블; 및 마주보며 쌍으로 배치된 상기 가위형 리프트 각각의 최하단 양측에 힌지결합된 제3연결힌지부 및 제4연결힌지부; 및 상기 제3연결힌지부와 상기 제4연결힌지부의 거리를 좁히거나 벌려 상기 가위형 리프트를 상승 또는 하강시키는 리프트 구동부를 포함하되, 상기 턴테이블에 설치되는 베이스수평지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈 및 차량 본넷(car bonnet)에 설치되는 제3패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자로부터 입력을 받아 입력이 차량이 주차된 것을 의미하는 경우에 가위형 리프트 및 태양전지 패널은 차량의 상부 방향으로 펼쳐지며, 입력이 차량 주행 중인 것을 의미하는 경우에는 접힌 상태로 지붕에 수납되어 최상단의 태양전지 패널만 태양광을 수광하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차량 지붕에 설치되는 폴딩형 태양전지 모듈의 패널힌지부는 피봇에 힌지결합되되, 패널힌지부와 축 결합되는 피봇 풀리를 더 포함하고, 제1연결힌지부 또는 제2연결힌지부 중 한 곳에 중간 풀리부를 더 포함되되, 중간 풀리부는, 제1연결힌지부 또는 제2연결힌지부 중 한 곳에 힌지결합된 제1기어; 제1기어와 치합되고, 제2암에 힌지결합된 제2기어; 제1기어와 치합되고, 제1암에 힌지결합된 제3기어; 제2기어와 축 결합된 제2풀리; 제3기어와 축 결합된 제3풀리; 및 가위형 리프트의 상측에 배치된 피봇 풀리와 제2풀리를 벨트 구동 방식으로 연결하고, 가위형 리프트의 하측에 배치된 피봇 풀리와 제3풀리를 벨트 구동 방식으로 연결하는 타이밍벨트를 포함하되, 패널회동모터는 복수의 피봇 중 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1암 및 제2암의 접촉면을 기준으로, 제1기어는 쌍으로 축 결합되어 양측으로 배치되고, 제2기어 및 제2풀리는 제3기어 및 제3풀리와 반대측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2기어 및 제3기어는 동일한 크기와 피치를 가지고, 제2풀리와 제3풀리는 동일한 크기와 피치를 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차량 지붕에 설치되는 폴딩형 태양전지 모듈은, 2자유도로 움직이는 것으로서, 팬 및 틸트를 포함하는 팬틸트부; 일측이 틸트의 타단과 연결되어 틸트의 회전축과 평행한 방향의 제1축을 중심으로 일측이 회전하도록 형성된 제1패널부; 및 제1패널부의 일단에 연결되어 제1패널부의 일단을 중심으로 회동하도록 형성된 제2패널부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제2패널부는 순차적으로 연결된 복수개의 태양전지 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1패널부는 실리콘 태양전지 패널 혹은 화합물 반도체 태양전지 패널 중의 하나를 포함하고, 제2패널부는 염료감응 태양전지 패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1패널부는 태양전지 패널; 태양전지 패널의 자세각을 감지하기 위한 제1센서; 제1축의 인접 위치에 구비된 힌지결합부; 및 힌지결합부와 일단이 힌지결합하고, 틸트에 타단이 힌지결합하여 태양전지 패널을 제1축을 중심으로 회동시키도록 형성된 스크류 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1패널부 및 제2패널부가 접히는 경우 제1패널부 및 제2패널부 중 적어도 하나를 고정할 수 있도록 형성된 걸쇠를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제1패널부 및 제2패널부는 펼쳐진 상태에서 제1패널부는 제1패널부의 태양전지 패널에 태양광이 수직으로 입사하도록 팬틸트부에 의해 자세각이 제어되고, 제2패널부는 지표면에 대해 수직을 유지하며 제1패널부와 함께 팬 회전하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 복수의 태양전지 패널은 각각 서로 인접한 태양전지 패널과 접철되는 구조를 가지며, 각각의 태양전지 패널을 연결하고 각각의 태양전지 패널을 회동시키기 위한 회동축은 각각의 태양전지 패널이 상기 회동축을 중심으로 접혀지는 방향으로 작용하는 힘을 흡수하도록 형성된 토션 스프링(torsion spring)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 차량 지붕에 설치되는 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량은, 2자유도로 움직이는 것으로서, 팬 및 틸트를 포함하는 팬틸트부; 일측이 틸트의 타단과 연결되어 틸트의 회전축과 평행한 방향의 제1축을 중심으로 일측이 회전하도록 형성된 제1패널부; 및 제1패널부의 일단에 연결되어 제1패널부의 일단을 중심으로 회동하도록 형성된 제2패널부; 및 차량 본넷(car bonnet)에 설치되는 제3패널을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 사용자로부터 입력을 받아 입력이 차량이 주차된 것을 의미하는 경우에 제1패널부 및 제2패널부가 차량의 상부 방향으로 펼쳐지며, 입력이 차량 주행 중인 것을 의미하는 경우에는 접힌 상태로 지붕에 수납되어 제1패널부만 태양광을 수광하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 폴딩형 태양전지 모듈은 주차된 상태에서 위로 펼쳐져 차량 상부 공간만을 활용하여 넓은 면적의 태양광 수광이 가능하고, 이로 인해 차량 운행에 필요한 전기를 효과적으로 확보할 수 있는 효과가 있다. 또한, 차량 이외의 경우에도 한정된 설치 면적의 상부 공간을 이용하여 더 많은 태양광 발전을 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 개별 패널 각도 조절이 가능한 가위형 리프트를 갖는 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가위형 리프트에 대한 상세도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 단일 구동부에 의해 패널 각도가 조절되는가위형 리프트를 갖는 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 단일 구동부에 의한 패널 각도 조절을 나타내는 상세도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 단일 구동부의 세부 구조를 나타내는, 도 4의 B-B'의 전개단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량의 사시도이다.
도 7은 도 6의 차량을 위에서 바라본 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량의 각각의 패널부를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 제2패널부가 펼쳐지는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 제2패널부가 수직으로 펼쳐진 상태에서 제1패널부의 태양전지 패널이 태양 입사각과 수직을 이루도록 회전된 상태의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈이 태양을 향해 회전된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈이 차량 상부 공간 만을 이용함을 나타내는, 도 11의 평면도이다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 제3회동부를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 개별 패널 각도 조절이 가능한 가위형 리프트를 갖는 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량의 사시도이다.
도 1은 명료한 도시를 위해 차량 지붕에 인접한 위치의 태양전지 패널 하나를 생략하여 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 가위형 리프트에 대한 상세도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 개별 패널 각도 조절이 가능한 가위형 리프트(scissor-type lift)를 갖는 태양전지 모듈은, 가위형 리프트(400), 복수의 태양전지 패널(212), 수평지지대(410), 압축스프링(440), 턴테이블(430) 및 베이스수평지지대(420)를 포함한다.
가위형 리프트(400)는 상하로 복수가 연결되어 설치되고, 복수의 가위형 리프트(400)가 마주보며 쌍으로 배치된다.
태양전지 패널(212)은 마주보는 가위형 리프트(400) 사이에 각각 설치된다.
수평지지대(410)는 가위형 리프트(400)를 상하로 연결하되, 회동 가능하도록 연결하는 양측의 제1연결힌지부(412) 및 제2연결힌지부(414)를 포함한다. 제1연결힌지부(412)와 제2연결힌지부(414)는 수평지지대(410) 내에서 수평 방향으로 슬라이딩 가능하도록 형성된다. 또한, 수평지지대(410)는 각각의 중앙에 배치되는 패널회동모터(450)를 포함하고, 패널회동모터(450)에는 태양전지 패널(212)의 패널힌지부가 축 결합되어 패널회동모터(450)에 의해 개별 태양전지 패널(212)의 자세각이 조절된다.
압축스프링(440)은 수평지지대(410) 양단과 제1연결힌지부(412) 및 제2연결힌지부(414) 사이에 각각 배치되어 가위형 리프트(400)가 상부로 쉽게 펼쳐지도록 보조적인 힘을 제공한다. 압축스프링(440)은 복수의 가위형 리프트(400)가 접힌 상태에서 최대 압축 상태이고, 복수의 가위형 리프트(400)가 펼쳐진 상태에서 최소 압축 상태이다.
턴테이블(430)은 가위형 리프트(400)를 지지하며 차량 지붕에서 수평 회전하여 턴테이블(430) 위에 설치된 가위형 리프트(400) 및 태양전지 패널(212)을 회전시킨다.
가위형 리프트(400) 최하단의 양측에는 베이스수평지지대(420)와 회동 가능하도록 연결된 제3연결힌지부(422)와 제4연결힌지부(424)를 포함한다.
베이스수평지지대(420)는 턴테이블(430)에 설치되고, 마주보며 쌍으로 배치된 가위형 리프트(400) 각각의 최하단 양측의 제3연결힌지부(422)와 제4연결힌지부(424)를 좁히거나 벌려 가위형 리프트(400)를 상승 또는 하강시키는 리프트 구동부(421)를 포함한다.
가위형 리프트(400) 각각은 상호 간에 교차되고 교차 축을 중심으로 회동되는 제1암(arm, 402), 제2암(404) 및 교차 축에 배치되는 피봇(pivot, 406)을 포함한다.
태양전지 패널(212)은 무게중심의 수평 방향 양측면에, 수평 방향과 나란한 패널힌지부가 구비된다.
리프트 구동부(421)는 베이스수평지지대(420) 양단에 배치된 리프트 구동 모터(426) 및 리프트 구동 모터(426)에 연결된 스크류(428)를 포함한다. 또한 제3연결힌지부(422)와 제4연결힌지부(424)는 스크류(428)에 치합되는 너트부를 갖는다.
차량 내부에는 GPS(global positioning system), 지자기 센서, 차량 자세 센서 등이 탑재될 수 있다. GPS는 차량의 위치를 파악할 수 있으며, 시각을 알면 현재 위치에서 태양의 입사각을 파악할 수 있다. 지자기 센서는 자기장의 방향을 감지하여 차량의 방위를 파악할 수 있으며, 차량 자세 센서를 같이 이용함으로써 현재 차량의 기울기를 파악할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈은, 예컨대 차량 지붕에 설치될 수 있으며, 지붕 상부의 공간에서만 운용되는 것이 특징이다. 통상 태양전지 패널은 태양 입사각에 수직으로 배치되었을 때 가장 효율이 높다. 주차 상태에서 가위형 리프트(400)에 의해 상부로 펼쳐진 복수의 태양전지 패널(212)에 태양광이 수직으로 입사되도록 차량의 위치 및 자세와 관련된 정보를 종합하여 태양전지 패널(212)의 자세각을 조절하고 턴테이블(430)을 회전시킬 수 있다. 주행 중에는 가위형 리프트(400)가 접혀 태양전지 패널(212)이 지붕에 수납된 상태를 유지함으로써 공기 저항이 최소화되고 최상단의 태양전지 패널(212)에서만 태양광 발전이 이루어진다.
태양전지 패널(212)은 차량 주행 중 충격, 펼쳐진 상태에서 바람에 의한 하중에 견딜 수 있도록 태양전지 패널(212)을 네 모서리 양측에서 띠 형태로 감싸도록 완충재를 구비하고, 완충재를 누르며 태양전지 패널(212)의 외곽을 프레임이 샌드위치 구조로 양측에서 눌러 고정되도록 실장하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 단일 구동부에 의해 패널 각도가 조절되는가위형 리프트를 갖는 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 단일 구동부에 의한 패널 각도 조절을 나타내는 상세도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 단일 구동부에 의해 패널 각도가 조절되는 가위형 리프트를 갖는 태양전지 모듈은, 각각의 태양전지 패널(212)이 가위형 리프트(400)의 피봇(406)에 축 결합된다. 각각의 피봇(406)은 타이밍벨트(510) 또는 체인 등 벨트 구동 방식으로 서로 연결되어 하나의 패널회동모터(450)에 의해 전체 태양전지 패널(212)의 각도가 조절된다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.
본 발명의 제2실시예에 따르면, 가위형 리프트(400)가 접히고 펴지는 과정에서 각각의 피봇(406)의 거리도 가변되기 때문에 각각의 피봇(406)을 연결하는 타이밍벨트(510) 또는 체인도 이에 맞춰 가변되는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 각각의 피봇(406)에는 타이밍벨트(510)에 의해 회동되는 피봇 풀리(pivot pulley, 520)가 축 결합되고, 이들 피봇 풀리(520) 사이에는 중간 풀리부(500)가 설치되어 일측의 피봇 풀리(520)의 회전 운동을 타측의 피봇 풀리(520)에 전달하는 역할을 한다. 이와 같이 구성됨으로써 가위형 리프트(400)가 접히고 펴지는 과정에서 타이밍벨트(510)에 연결된 양측 풀리는 일정한 거리를 유지할 수 있다.
한편, 가위형 리프트(400)가 접히고 펴지는 과정에서 각각의 태양전지 패널(212)의 자세각이 일정하게 유지되도록 중간 풀리부(500)가 구성될 필요가 있다. 단순히 제1연결힌지부(412) 또는 제2연결힌지부(414)에 풀리(520)를 설치하고 피봇(406)에 설치된 풀리(520)와 벨트 구동 방식으로 연결하면 가위형 리프트(400)의 접히고 펴지는 동작에 의해 이웃하는 태양전지 패널(212)의 자세각이 틀어지기 때문이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 단일 구동부의 세부 구조를 나타내는 도 4의 B-B'의 전개 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 중간 풀리부(500)는 제1연결힌지부(412) 또는 제2연결힌지부(414)에 설치될 수 있다. 이어지는 설명은 중간 풀리부(500)가 제1연결힌지부(412)에 설치된 경우를 예로 들어 기술한다. 중간 풀리부(500)는 제1기어(540), 제2기어(532), 제3기어(534), 제2기어(532)에 축 결합되는 제2풀리(522) 및 제3기어(534)에 축 결합되는 제3풀리(524)를 포함한다.
제1연결힌지부(412)에는 제1기어(540)가 힌지결합된다. 제1기어(540)에 근접하여 상측에 배치된 가위형 리프트(400)의 제2암(404)에는 힌지 구멍이 구비되고, 제2기어(532)는 그 힌지 구멍에 축 결합되되 제1기어(540)와 치합된다. 제1기어(540)에 근접하여 하측에 배치된 가위형 리프트(400)의 제1암(402)에는 힌지 구멍이 구비되고, 제3기어(534)는 그 힌지 구멍에 축 결합되되 제1기어(540)와 치합된다.
가위형 리프트(400)가 접히고 펴지는 과정에서 간섭이 발생하지 않도록 제2기어(532)와 제3기어(534)는 제1암(402)과 제2암(404)의 결합면을 기준으로 서로 반대편에 배치된다. 또한, 제1기어(540)는 제1연결힌지부(412)의 양측에 쌍으로 축 결합되어 배치된다. 상측 피봇 풀리(520)와 제2풀리(522)는 타이밍 벨트(510) 등에 의해 벨트 구동 방식으로 연결되고, 하측 피봇 풀리(526)와 제3풀리(524)도 벨트 구동 방식으로 연결된다.
패널회동모터(450)는 제1암(402)에 설치되고, 모터 축은 고정된 상태를 가정한다. 가위형 리프트(400)가 도 4의 상태에서 상부로 더 펼쳐지면, 패널회동모터(450)에 축 결합된 태양전지 패널(212)은 시계 방향으로 회전하여 기울어진다. 이때 제1암(402)에 힌지결합된 제3풀리(524)는 제1암(402)을 기준으로는 회전되지 않은 상태이다. 제1암(402)과 제2암(404) 사이의 각도가 벌어지고 있으므로 제1기어(540)는 반시계 방향으로 회전한다. 쌍으로 배치되고 축 결합된 반대편의 제1기어(540)와 치합된 제2기어(532)는 시계 방향으로 회전한다. 따라서 제2기어(532)에 축 결합된 제2풀리(522)에 의해 벨트 구동되는 상측 피봇 풀리(520)는 패널회동모터(450)에 축 결합된 태양전지 패널(212)과 동일한 각도로 시계 방향으로 회전하여 기울어진다.
이와 같이 연결됨으로써 가위형 리프트(400)가 접히거나 펴지더라도 각각의 피봇 풀리(520)에 연결된 태양전지 패널(212)은 동일한 자세각을 유지할 수 있다. 이들 풀리(520, 522, 524, 526)는 하나의 패널회동모터(450)에 의해 구동될 수 있으며, 패널회동모터(450)는 임의의 피봇(406)에 설치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량의 사시도이다.
도 7은 도 6의 차량을 위에서 바라본 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량의 각각의 패널부를 도시한 사시도이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈은 팬틸트부(100), 제1패널부(210), 및 제2패널부(220)를 포함하며, 추가로 본넷에 제3패널부(230)를 포함한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈의 특징은 다음과 같이 요약된다. 제2패널부(220)는 제1패널부(210)의 후면으로 접혀서 수납될 수 있으며, 제1패널부(210)와 제2패널부(220)는 주차 중 차량 상부로 펼쳐질 수 있다. 주차 중 태양광 발전시 제1패널부(210)는 태양광이 수직으로 입사하도록 틸트 및 회전 가능하도록 구성되며, 제2패널부(220)는 펼쳐져 지표면에 수직인 상태로 제1패널부(210)와 함께 회전하도록 구성된다. 제2패널부(220)는 예컨대 2~5개의 태양전지 패널이 폴딩형으로 구비된 복수개의 패널(222, 224, 226, 228)을 포함할 수 있다. 이와 같은 구성으로, 주행 중에는 제1 및 제3패널부(210, 230)에 의해 태양광 발전을 하고, 주차시에는 제1, 제2 및 제3패널부(210, 220, 230)가 모두 태양광 발전을 한다. 팬틸트부(100) 및 제1패널부(210)의 회동에 의해 제1 및 제2패널부(210, 220)는 태양을 향하도록 회전하며 태양광 발전을 할 수 있다.
팬틸트부(100)는 제1회동부(101) 및 제2회동축(104)을 포함한다. 팬틸트부(100)는 차량 지붕의 앞쪽 중앙에 설치될 수 있다. 제1회동부(101)는 태양전지 패널이 펼쳐진 상태에서 전체 태양전지 패널을 ±180도 범위에서 좌우로 회전시키도록 구성된다. 제2회동축(104)은 제1회동부(101)의 제1회동축(102)과 수직이며 제1회동부(101)에 구비되어 제1패널부(210)를 인출 및 수납하도록 구성된다. 팬틸트부(100)에는 차량 지붕에서 상시 태양광을 수납하는 태양전지 패널(212)이 0~90도 범위에서 틸트 가능하도록 형성된 제1패널부(210)가 연결된다.
제1패널부(210)는, 팬틸트부(100)와 연결되는 몸체(211), 태양전지 패널(212), 태양전지 패널(212)의 자세각을 감지하기 위한 제1센서(미도시), 및 스크류 실린더(216)를 포함할 수 있다. 스크류 실린더(216)는 태양전지 패널(212)의 틸트 중심축인 제1축(213)의 인접 위치에 구비된 힌지결합부(214) 및 힌지결합부(214)와 일단이 힌지결합되고, 팬틸트부(100)와 연결되는 몸체(211)에 타단(215)이 힌지결합되어 태양전지 패널(212)을 제1축(213)을 중심으로 회동시키도록 제1축(213)의 외측에 링크 구조로 구성된다. 스크류 실린더(216)의 길이를 제어함으로써 제1패널부(210)의 태양전지 패널(212)이 입사되는 태양광과 수직을 이루도록 제1패널부(210)의 태양전지 패널(212)을 몸체(211)에 대해 후술하는 도 10 및 도 11과 같이 틸트시킬 수 있다. 또한, 태양전지 패널(212) 좌우에 두 개의 스크류 실린더(216)를 구비함으로써 제1패널부(210) 위로 펼쳐진 제2패널부(220)를 안정되게 지지할 수 있다.
제2패널부(220)는 제1패널부(210)의 상단과 힌지결합되며, 제2패널부(220)의 각각의 태양전지 패널(222, 224, 226, 228)은 서로 인접한 태양전지 패널과 힌지결합되어 접철되는 구조로 구성된다. 각각의 힌지 축에는 힌지 축에 동축으로 토션 스프링(torsion spring, 302), 각도 센서(미도시), 감속기(304), 모터(306) 및 회전 잠금 장치(미도시)를 포함하는 제3회동부(30)가 구비되어 제2패널부(220)의 각각의 태양전지 패널(222, 224, 226, 228)이 회동된다.
토션 스프링(302)은 태양전지 패널이 제3회동부(30)의 회동축을 중심으로 접히는 방향으로 작용하는 힘을 흡수하도록 형성된다. 토션 스프링(302)은 태양전지 패널을 구동하는 모터(306)를 보조하며 모터(306)에서 소비되는 전력을 감소시킨다. 토션 스프링(302)은 인접하는 두 태양전지 패널이 접힌 상태에서 최대 토오크(torque)를 가지고, 두 태양전지 패널이 펼쳐진 상태에서도 일정 수준의 토오크를 유지하되, 태양전지 패널을 접고 펴는 과정에서 상부에 위치한 태양전지 패널의 무게를 부분적으로 지지하여 구동 모터(306)의 부하를 경감하는 수준으로 설정하는 것이 바람직하다.
각도 센서로부터 확보되는 힌지결합된 두 태양전지 패널 사이의 각도 정보는 스크류 실린더(216) 및 제3회동부(30)의 모터(306)를 제어하여, 제1패널부(210)를 입사되는 태양광에 수직이 되도록 하고, 제2패널부(220)가 지표면에 대해 수직을 유지하도록 제어하는데 활용된다.
본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈은 접힌 상태로 차량 지붕에 수납되기 때문에 차량 실내 공간을 확보하는 차원에서 태양전지 패널 사이의 연결부 및 모터(306) 회동부는 높이가 낮을수록 바람직하다. 제1패널부(210)와 제2패널부(220) 각각의 태양전지 패널을 연결하는 힌지 축에 적용되는 감속기(304)와 모터(306)는 외경이 작으면서 높은 토오크를 가지는 것이 바람직하다. 예컨대 유성기어 감속기(304)가 직렬로 연결된 직류 모터(306)가 바람직하다.
회전 잠금 장치는 각각의 제3회동부(30)에 연결된 양측 태양전지 패널이 회동한 후 설정된 각도에서 고정하는 역할을 하며, 태양전지 패널을 접고 펼 때 제어에 의해 해제할 수 있는 장치이면 어느 것이나 가능하다. 통상의 기술자라면 적절한 형태의 회전 잠금 장치를 포함시킬 수 있을 것이다.
태양전지 패널은 차량 지붕에 접혀 수납된 상태에서의 두께를 최소화하고, 태양전지 패널을 펼치거나 회전시킬 때 모터(306)에서 소비되는 동력을 최소화하기 위해 박막 형태로 제조되는 가벼운 태양전지 패널을 적용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈은 차량 상부 공간에서만 운용되는 것이 특징이다. 통상 태양전지 패널은 태양 입사각에 수직으로 배치되었을 때 가장 효율이 높다. 그러나 차량 상부로 길게 펼쳐진 복수개의 태양전지 패널은 공간적인 제약으로 인해 태양 입사각의 수직이 되도록 각도를 조정할 수 없다. 태양전지 패널이 기울어진 상태에서 회전하면 차량 상부 공간을 크게 벗어나기 때문이다. 따라서, 본 개시에서는 수직으로 펼쳐지는 제2패널부(220)의 태양전지 패널은 입사각의 영향을 덜 받는 염료감응 태양전지 패널을 적용한다.
태양전지를 물질별로 크게 구분하면 무기물 태양전지, 염료감응 태양전지(DSSC: Dye-Sensitized Solar Cell)가 있다. 무기물 태양전지는 결정질 실리콘 계열 태양전지와 CdTe(Cadmium telluride), GaAs(Gallium arsenide), CIGS(Copper Indium Galium Selenide)와 같은 화합물 반도체 태양전지가 있다. 염료감응 태양전지는 루테늄 금속에 유리 리간드가 배위되어 있는 염료가 대표적이며 반도체 태양전지에 비해 비교적 간단한 공정, 낮은 순도의 소재, 저가의 장비 등으로 제조가 가능한 장점이 있다. 특히 염료감응 태양전지는 태양광의 입사각에 영향을 받지 않기 때문에 셀 자체의 효율은 낮지만 입사각이 다양하게 변화하는 실제 환경에서의 전체 전력 생산량은 상당히 높다고 알려져 있다.
본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈은 주행 중 전력 생산을 위한 태양전지 패널로는 내후성, 내구성이 검증되고, 효율이 높은 결정질 실리콘 계열 태양전지 혹은 화합물 반도체 태양전지를 사용하고, 폴딩형 태양전지 모듈의 태양전지 패널 중 주차 시에만 펼쳐지는 부분은 가벼운 유연기판으로 제작할 수 있고 입사각의 영향을 덜 받는 염료감응 태양전지 패널을 사용하는 것이 특징이다. 또한, 폴딩형 태양전지 모듈은 상당한 높이까지 펼쳐질 수 있으므로 주변 환경을 감안하여 부분적으로 투명성이 있는 패널을 사용하는 것이 바람직하다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 제2패널부가 펼쳐지는 과정을 나타내는 사시도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 차량이 주차된 상태에서 폴딩형 태양전지 모듈의 고정 장치(미도시)를 해제한 후 제1패널부(210)가 회전하여 지표면에 대해 수직인 상태로 인출되고, 제1패널부(210) 후면에 접혀 수납되어 있던 복수개의 태양전지 패널로 구성되는 제2패널부(220)가 아래로부터 차례로 회전하여 수직인 상태로 펼쳐질 수 있다. 패널이 펼쳐지는 순서는 회동축의 모터(306)에 부하가 작게 걸리도록 회동되는 패널의 무게 중심이 가상 수직면에 가까운 범위에서 회동하는 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 제2패널부가 수직으로 펼쳐진 상태에서 제1패널부의 태양전지 패널이 태양 입사각과 수직을 이루도록 회전된 상태의 사시도이다.
본 발명의 제3실시예에 따른 제2패널부(220)의 패널은 염료감응 태양전지 패널로서 차량 자세 센서 등의 측정값을 참조하고 제1패널부(210)의 각도에 대응하여 제2패널부(220)의 태양전지 패널(222, 224, 226, 228)이 지표면에 대해 수직에 가깝도록 제어할 수 있다. 태양광 입사각의 영향을 적게 받는 염료감응 태양전지 패널은 지표면에 수직인 상태에서 전체 패널이 제1회동축(102)에 의해 태양을 마주보도록 회전하므로 차량 점유 공간 내에서 상부 공간만을 이용하여 높은 효율의 전력 생산이 가능하다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈이 태양을 향해 회전된 상태를 나타내는 사시도이다.
제1패널부(210)의 태양전지 패널(212)은 실리콘 태양전지 패널 혹은 화합물 반도체 태양전지 패널로서 태양광이 수직으로 입사하여야 최고 효율을 얻을 수 있으므로, 차량 위치 및 자세각 등 내부 및 제1패널부(210)에 설치된 센서(미도시)로부터 수집된 정보를 바탕으로 태양광에 수직이 되도록 도 11과 같이 틸트 및 회전될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈이 차량 상부 공간 만을 이용함을 나타내는, 도 11의 평면도이다.
도 12는 제1패널부(210)가 제1회동축(102)을 중심으로 팬 회전됨에 따른 제1패널부(210)의 태양전지 패널(212) 모서리의 경로를 나타내는 가상선을 도시하고 있다. 즉, 제2패널부(220)는 길게 펼쳐지지만 차량 지붕에 대해 수직인 상태로 회전하기 때문에, 제1회동축(102)이 태양을 추적하며 회전하더라도 전체 태양전지 패널(212, 222, 224, 226, 228)은 차량 점유 면적을 벗어나지 않는다.
본 발명의 제3실시예에 따른 폴딩형 태양전지 모듈은, 차량이 일출 후 일몰까지 이동 없이 주차되어 있다고 가정한다면, 동일 면적으로 차량 지붕에만 실리콘 태양전지 패널이 적용된 경우와 비교하여 최대 5배의 전력 생산량을 기대할 수 있다.
도 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 제3회동부를 나타내는 사시도이다.
도 13은 인접한 패널을 연결하는 제3회동부(30)가 180도로 펴진 상태를 나타낸다. 토션 스프링(302)은 제3회동부(30)의 일측 부재(310)에 힌지결합된 축을 감싸며 설치되고, 힌지 축을 중심으로 양측(310, 312)을 위쪽으로 180도 접었을 때 최대 토오크를 가진다. 감속기(304) 및 모터(306)는 제3회동부(30)의 타측 부재(312)에 연결된 힌지에 고정되어 있다. 본 개시에서는 직류 모터(306) 및 유성 감속기(304)가 타측 부재(312)에 연결되어 있으며 제어에 의해 일측 부재(310)를 시계 방향으로 접거나 반대로 펼 수 있다. 도 13은 회동부에 의해 연결된 양 패널이 펴진 상태이며 180도 이상 벌어지지 않도록 형성된 멈춤부(308)가 구비되어 있다. 도 13의 구성 요소는 인접한 패널을 연결하는 회동축에 하나 이상 구비될 수 있다. 토션 스프링(302)은 제2패널부(220) 각각의 태양전지 패널이 연결될 때 각 패널의 상단 패널의 누적 하중을 고려하여 서로 다른 크기의 토오크 예압을 가지도록 설정될 수 있다.
팬틸트부(100)의 제1회동부(101)는 회전축을 지지하는 베어링, 회동부 내측에 형성된 내측 기어(미도시), 내측 기어에 치합되는 구동 기어(미도시), 구동 기어와 연결된 모터(미도시) 및 각도 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 제1패널부(210) 및 제2패널부(220)는 차량 상부로 높게 펼쳐지기 때문에 바람이 구조물에 무리한 하중을 가할 수 있다. 제1패널부(210) 및 제2패널부(220)에 가해질 수 있는 바람 및 자중 등에 의한 하중을 고려하여 팬틸트부(100)의 제1회동부(101)에는 충분한 하중 지지가 가능하면서 기구부 높이를 최소화할 수 있도록, 높이가 낮고 축 방향 및 반경 방향 하중 지지 용량이 큰 크로스 롤러 베어링(cross roller bearing, 미도시)을 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 제2패널부(220)의 각각의 패널 내부에는 바람을 통과시켜 바람에 의한 영향이 경감되도록 형성된 공기구멍(미도시)을 다수 구비할 수 있다.
첨부된 도면에서 나타낸 각 부재의 크기는 예시적인 것으로서 과장될 수 있으며 실제 크기를 의미하는 것은 아니다. 또한, 차량 지붕은 곡면인 경우가 많으나 도면에서는 편의상 평면으로 도식화하였다.
이상의 설명에서 본 발명의 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예는 모두 차량에 적용된 폴딩형 태양전지 모듈에 대해 서술하였으나, 이는 차량의 경우를 예시적으로 든 것일 뿐, 본 발명에 따른 폴딩형 태양전지 모듈은 보트 등 다양한 운송 수단 및 제한된 공간에 설치되는 경우에도 적용될 수 있다. 제한된 공간은 면적이 좁은 건물 지붕 등 협소한 공간만을 의미하지는 않으며, 예를 들어 공원과 같은 넓은 공공 장소도 포함될 수 있다. 즉, 설치 면적을 최소화하여 공간 본연의 기능을 훼손하지 않으면서도 더 많은 양의 태양광 발전을 실시할 수 있다. 또한 야간에는 접혀서 높이가 최소화됨으로써 설치 공간에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (21)

  1. 마주보며 쌍으로 배치되고, 상하로 복수가 연결된 가위형 리프트;
    마주보는 상기 가위형 리프트 사이에 각각 설치되는 복수의 태양전지 패널;
    상기 가위형 리프트를 상하로 연결하는 양측의 제1연결힌지부 및 제2연결힌지부를 포함하되, 상기 제1연결힌지부 및 상기 제2연결힌지부를 수평 방향으로 슬라이딩하도록 형성된 수평지지대; 및
    마주보며 쌍으로 배치된 상기 가위형 리프트 각각의 최하단 양측에 힌지결합된 제3연결힌지부 및 제4연결힌지부; 및 상기 제3연결힌지부와 상기 제4연결힌지부의 거리를 좁히거나 벌려 상기 가위형 리프트를 상승 또는 하강시키는 리프트 구동부를 포함하는 베이스수평지지대
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가위형 리프트 각각은,
    상호 간에 교차되고 교차 축을 중심으로 회동되는 제1암(arm) 및 제2암; 및
    상기 교차 축에 배치되는 피봇(pivot)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 태양전지 패널은,
    무게중심의 수평 방향 양측면에 상기 수평 방향과 나란한 패널힌지부가 구비된 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 수평지지대는,
    상기 수평지지대 양단과 상기 제1연결힌지부 및 상기 제2연결힌지부 사이에 배치되는 압축스프링을 포함하되,
    상기 압축스프링은,
    상기 복수의 가위형 리프트가 접힌 상태에서 최대 압축 상태이고,
    상기 복수의 가위형 리프트가 펼쳐진 상태에서 최소 압축 상태인 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 리프트 구동부는,
    상기 베이스수평지지대 양단에 배치된 리프트 구동 모터; 및
    상기 리프트 구동 모터에 연결된 스크류;
    를 포함하되,
    상기 제3연결힌지부와 상기 제4연결힌지부는 상기 스크류에 치합되는 너트부를 가지는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 수평지지대는 각각의 중앙에 배치되는 패널회동모터를 포함하고,
    상기 패널회동모터에는 상기 패널힌지부가 축 결합되는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 가위형 리프트를 지지하며 수평 상에서 회동하는 턴테이블을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  8. 차량 지붕에 설치되는 폴딩형 태양전지 모듈에 있어서,
    마주보며 쌍으로 배치되고, 상하로 복수가 연결된 가위형 리프트;
    마주보는 상기 가위형 리프트 사이에 각각 설치되는 복수의 태양전지 패널;
    상기 가위형 리프트를 상하로 연결하는 양측의 제1연결힌지부 및 제2연결힌지부를 포함하되, 상기 제1연결힌지부 및 상기 제2연결힌지부를 수평 방향으로 슬라이딩하도록 형성된 수평지지대;
    상기 수평지지대 양단과 상기 제1연결힌지부 및 상기 제2연결힌지부 사이에 배치되는 압축스프링;
    상기 가위형 리프트를 지지하며 수평 상에서 회동하는 턴테이블; 및
    마주보며 쌍으로 배치된 상기 가위형 리프트 각각의 최하단 양측에 힌지결합된 제3연결힌지부 및 제4연결힌지부; 및 상기 제3연결힌지부와 상기 제4연결힌지부의 거리를 좁히거나 벌려 상기 가위형 리프트를 상승 또는 하강시키는 리프트 구동부를 포함하되, 상기 턴테이블에 설치되는 베이스수평지지대
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈 및
    차량 본넷(car bonnet)에 설치되는 제3패널
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량.
  9. 제 8항에 있어서,
    사용자로부터 입력을 받아 상기 입력이 상기 차량이 주차된 것을 의미하는 경우에 상기 가위형 리프트 및 상기 태양전지 패널은 상기 차량의 상부 방향으로 펼쳐지며, 상기 입력이 차량 주행 중인 것을 의미하는 경우에는 접힌 상태로 상기 지붕에 수납되어 최상단의 상기 태양전지 패널만 태양광을 수광하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 패널힌지부는 상기 피봇에 힌지결합되되,
    상기 패널힌지부와 축 결합되는 피봇 풀리를 더 포함하고,
    상기 제1연결힌지부 또는 상기 제2연결힌지부 중 한 곳에 중간 풀리부를 더 포함되되,
    상기 중간 풀리부는,
    상기 제1연결힌지부 또는 상기 제2연결힌지부 중 한 곳에 힌지결합된 제1기어;
    상기 제1기어와 치합되고, 상기 제2암에 힌지결합된 제2기어;
    상기 제1기어와 치합되고, 상기 제1암에 힌지결합된 제3기어;
    상기 제2기어와 축 결합된 제2풀리;
    상기 제3기어와 축 결합된 제3풀리; 및
    상기 가위형 리프트의 상측에 배치된 상기 피봇 풀리와 상기 제2풀리를 벨트 구동 방식으로 연결하고, 상기 가위형 리프트의 하측에 배치된 상기 피봇 풀리와 상기 제3풀리를 벨트 구동 방식으로 연결하는 타이밍벨트
    를 포함하되,
    상기 패널회동모터는 상기 복수의 피봇 중 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1암 및 상기 제2암의 접촉면을 기준으로,
    상기 제1기어는 쌍으로 축 결합되어 양측으로 배치되고,
    상기 제2기어 및 상기 제2풀리는 상기 제3기어 및 상기 제3풀리와 반대측에 배치되는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제2기어 및 상기 제3기어는 동일한 크기와 피치를 가지고,
    상기 제2풀리와 상기 제3풀리는 동일한 크기와 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  13. 2자유도로 움직이는 것으로서, 팬 및 틸트를 포함하는 팬틸트부;
    일측이 상기 틸트의 타단과 연결되어 상기 틸트의 회전축과 평행한 방향의 제1축을 중심으로 상기 일측이 회전하도록 형성된 제1패널부; 및
    상기 제1패널부의 일단에 연결되어 상기 제1패널부의 일단을 중심으로 회동하도록 형성된 제2패널부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제2패널부는 순차적으로 연결된 복수개의 태양전지 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 복수의 태양전지 패널은 각각 서로 인접한 태양전지 패널과 접철되는 구조를 가지며,
    각각의 태양전지 패널을 연결하고 상기 각각의 태양전지 패널을 회동시키기 위한 회동축은
    상기 각각의 태양전지 패널이 상기 회동축을 중심으로 접혀지는 방향으로 작용하는 힘을 흡수하도록 형성된 토션 스프링(torsion spring)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 제1패널부는 실리콘 태양전지 패널 혹은 화합물 반도체 태양전지 패널 중의 하나를 포함하고,
    상기 제2패널부는 염료감응 태양전지 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 제1패널부는,
    태양전지 패널;
    상기 태양전지 패널의 자세각을 감지하기 위한 제1센서;
    상기 제1축의 인접 위치에 구비된 힌지결합부; 및
    상기 힌지결합부와 일단이 힌지결합하고, 상기 틸트에 타단이 힌지결합하여 상기 태양전지 패널을 상기 제1축을 중심으로 회동시키도록 형성된 스크류 실린더
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 제1패널부 및 상기 제2패널부가 접히는 경우 상기 제1패널부 및 상기 제2패널부 중 적어도 하나를 고정할 수 있도록 형성된 걸쇠를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  19. 제 13항에 있어서,
    상기 제1패널부 및 상기 제2패널부는 펼쳐진 상태에서
    상기 제1패널부는 상기 제1패널부의 태양전지 패널에 태양광이 수직으로 입사하도록 상기 팬틸트부에 의해 자세각이 제어되고,
    상기 제2패널부는 지표면에 대해 수직을 유지하며 상기 제1패널부와 함께 팬 회전하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
  20. 차량 지붕에 설치되는 폴딩형 태양전지 모듈에 있어서,
    2자유도로 움직이는 것으로서, 팬 및 틸트를 포함하는 팬틸트부;
    일측이 상기 틸트의 타단과 연결되어 상기 틸트의 회전축과 평행한 방향의 제1축을 중심으로 상기 일측이 회전하도록 형성된 제1패널부;
    상기 제1패널부의 일단에 연결되어 상기 제1패널부의 일단을 중심으로 회동하도록 형성된 제2패널부; 및
    차량 본넷(car bonnet)에 설치되는 제3패널
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈을 구비한 차량.
  21. 제 20항에 있어서,
    사용자로부터 입력을 받아 상기 입력이 상기 차량이 주차된 것을 의미하는 경우에 상기 제1패널부 및 상기 제2패널부가 상기 차량의 상부 방향으로 펼쳐지며, 상기 입력이 차량 주행 중인 것을 의미하는 경우에는 접힌 상태로 상기 지붕에 수납되어 상기 제1패널부만 태양광을 수광하는 것을 특징으로 하는 폴딩형 태양전지 모듈.
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