KR20190000481A

KR20190000481A - 태양광 발전장치

Info

Publication number: KR20190000481A
Application number: KR1020170079537A
Authority: KR
Inventors: 황성호; 권보미
Original assignee: 주식회사 유경시스템
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-03
Also published as: KR102008569B1

Abstract

본 발명에 따른 태양광 발전장치는 상부에 태양전지를 구비하는 평판 형태의 태양전지판부; 상기 태양전지판부가 회동가능하게 결합되며 상기 태양전지판부를 지면으로부터 지지하는 회전지지부; 상기 태양전지판부의 일측 끝단에 형성되며 일정 중량을 구비하는 무게추부; 상기 태양전지판부의 타측 끝단에 구비되며 와이어의 일단이 연결되는 와이어연결부; 상기 와이어연결부의 아래 지면에 구비되며 상기 와이어의 연결 방향을 변경하는 와이어가이드부; 및 상기 와이어의 타단이 연결되어 상기 와이어를 당기거나 푸는 와이어윈치부를 포함한다.

Description

태양광 발전장치{SOLAR POWER GENERATION APPARATUS}

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양의 고도 변화를 따라 경사각을 조절할 수 있는 태양광 발전장치에 관한 것이다.

최근 석유에너지 및 각종 에너지의 고갈, 생산 비용 상승, 지구온난화, 및 환경오염 등의 이유로 대체에너지에 대한 중요성이 부각되고 있으며, 신재생 에너지의 하나로 다양한 장점을 갖는 태양광 에너지에 대한 관심과 투자는 증가하고 있다.

일반적으로 태양광 발전이라 함은, 가로 세로로 배열된 판상의 집광패널들을 일정 공간 내에 펼쳐놓고, 그에 입사되는 태양광을 집광하여 이를 통해 전기에너지를 얻는 것을 말한다. 이러한 태양광 발전장치는, 통상 필요한 전력을 공급받기 위하여 태양전지판을 직병렬로 연결한 태양전지 집광패널과, 집광된 전력을 저장하는 축전지, 그리고 전력을 조절하는 전력조절기 및 직교류로 변환하기 위한 인버터 등으로 구성된다. 태양광 발전은 태양이라는 무한한 에너지를 이용하는 점, 공해가 발생되지 않는 점, 필요한 장소에 필요한 만큼만 발전할 수 있는 점, 유지보수가 용이한 점이 장점인 반면에, 전력 생산량이 일조량에 의존되는 점, 설치 장소가 제한되는 점, 초기 투자비와 발전단가가 높은 점 등의 단점이 있다.

한편, 태양광 발전은 태양으로부터의 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸어주는 발전방식으로, 태양광의 발전 설비는 태양이 비치는 각도에 따라 발전 효율을 높이기 위하여 일정 각도로 고정된 거치대 위에 설치된다.

그러나 태양광 발전 설비가 설치된 각 지역의 위도, 계절, 및 시간별로 태양의 고도가 달라지기 때문에 고정식으로 설치된 태양광 발전 설비는 높은 효율로 전기에너지를 발전을 할 수 없다. 따라서 태양의 고도 변화에 따라 태양광 발전 효율을 높이기 위한 경사각 조절을 위한 저렴한 설치, 운용, 및 유지보수 비용이 드는 수단이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 태양의 고도를 추적하는 태양전지판부의 경사각도를 보다 저렴한 비용과 보다 효율적으로 조정할 수 있는 태양광 발전장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치는, 상면에 태양전지를 구비하는 평판 형태의 태양전지판부; 상기 태양전지판부에 회동가능하게 결합되며 상기 태양전지판부를 지면으로부터 지지하는 회전지지부; 상기 태양전지판부의 일측 끝단에 형성되며 일정 중량을 갖는 무게추부; 상기 태양전지판부의 타측 끝단에 형성되며 와이어의 일단이 연결되는 와이어연결부; 상기 와이어연결부의 아래 지면에 구비되며 상기 와이어의 연결 방향을 변경하는 와이어가이드부; 및 상기 와이어의 타단이 연결되어 상기 와이어를 당기거나 푸는 와이어윈치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 와이어연결부는 상기 태양전지판부에 일단이 고정되고 타단이 상기 와이어에 연결되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 태양전지판부가 회동되는 기준선으로부터 상기 태양전지판부의 일측 끝단까지의 거리와 상기 태양전지판부의 타측 끝단까지의 거리가 서로 다른 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상면에 태양전지를 구비하는 평판 형태의 복수의 태양전지판부; 상기 복수의 태양전지판부 각각에 회동가능하게 결합되며 각 태양전지판부를 지면으로부터 지지하는 복수의 회전지지부; 상기 각 태양전지판부의 일측 끝단에 형성되며 일정 중량을 갖는 복수의 무게추부; 상기 각 태양전지판부의 타측 끝단에 형성되며 복수의 와이어의 각 일측 끝단이 각각 연결되는 복수의 와이어연결부; 상기 복수의 와이어연결부의 각 아래 지면에 구비되며 상기 복수의 와이어 각각의 연결 방향을 변경하는 복수의 와이어가이드부; 및 상기 복수의 와이어 각 타측 끝단이 모두 연결되어 상기 복수의 와이어를 당기거나 푸는 공통와이어윈치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 와이어연결부는 상기 태양전지판부에 일단이 고정되고 타단이 상기 와이어에 연결되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 태양전지판부가 회동되는 기준선으로부터 상기 태양전지판부의 일측 끝단까지의 거리와 상기 태양전지판부의 타측 끝단까지의 거리가 서로 다른 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 수단에 의하여 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 와이어를 이용한 간단한 구조를 이용하여 저렴한 설치비용, 운용비용, 및 수리비용을 갖는 경사각 조절 수단을 구비할 수 있으며, 각 태양광 발전장치에서 가장 효율적인 경사각 조절 방식을 별도로 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 연성과 유연성이 높은 와이어를 사용하여 경사각도를 조정함으로써, 태양전지판부의 경사각도를 조정하는데 있어 힘의 방향을 보다 다양하게 변경할 수 있어 그 설치 공간에 크게 구애받지 않아 설치의 편의성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 복수의 태양전지판부를 하나의 와이어윈치부를 이용하여 동시에 경사각도를 조정하면서도, 각각의 태양전지판부에 적합한 개별적인 경사각도 조정을 할 수도 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치의 사시도이다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치의 측면도이다.
도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 태양광 발전장치에 상세하게 설명한다.

아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 덧붙여, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’되어 있는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 또는 '구비'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소 이외의 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치의 사시도이다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치의 측면도이다.

도 1, 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치는 태양전지판부(100), 회동지지부(200), 무게추부(300), 와이어연결부(400), 와이어가이드부(500), 및 와이어윈치부(600)을 포함한다.

상기 태양전지판부(100)는 상면에 태양광을 받아 전기에너지로 변환시키는 태양전지(미도시)를 구비하는 평판 형태를 갖는다. 일반적으로 태양전지가 직사각형 형태를 가지므로 상기 태양전지판부(100)의 형태도 직사각형을 갖는 것이 바람직하다.

상기 회동지지부(200)는 일단이 상기 태양전지판부(100)에 회동가능하게 결합되며 타단이 지면에 고정되어 상기 태양전지판부(100)를 지면으로부터 지지한다. 상기 태양전지판부(100)는 상기 회동지지부(200)의 일단에 회동가능하게 결합되므로, 상기 회동지지부(200)의 일단에서 회동의 기준이 되는 직선, 즉 회동기준선(150)을 따라 기울어지는 경사각도가 변경될 수 있다. 여기서, 상기 회동기준선(150)은 상기 태양전지판부(100)와 상기 회동지지부(200)가 연결되는 선의 연장선상에서 이뤄질 수 있다.

한편, 상기 회동기준선(150)으로부터 상기 태양전지판부(100)의 일측 끝단까지의 거리(A)와 상기 태양전지판부(100)의 타측 끝단까지의 거리(B)가 서로 다를 수 있다. 이러한 두 거리(A, B)의 차이로 인하여 동일한 경사각도가 변경되는 경우에도 상기 태양전지판부(100)의 일측 끝단이 움직이는 거리와 상기 태양전지판부(100)의 타측 끝단이 움직이는 거리가 달라질 수 있으며, 다시 말해 상기 태양전지판부(100)의 일측 끝단이 같은 거리로 움직이더라도 두 거리(A, B)의 차이에 따라서 변경되는 경사각도가 달라질 수 있다. 이에 대한 자세한 기능에 대해서는 다른 구성들과 함께 추후 보다 자세히 설명하기로 한다.

상기 무게추부(300)는 상기 태양전지판부(100)의 일측 끝단에 형성되며 일정 중량을 갖는다. 상기 무게추부(300)의 일정 중량에 의하여 상기 태양전지판부(100)는 항상 일측 끝단 쪽으로 경사각도가 기우려지는 힘이 작용한다.

상기 와이어연결부(400)는 상기 태양전지판부(100)의 타측 끝단에 형성되며 와이어(10)의 일단이 연결된다. 상기 와이어연결부(400)는 상기 태양전지판부(100)의 타측 끝단에서 상기 와이어(10)을 연결하는데, 상기 와이어(10)에 의해 당겨지는 힘과 앞서 설명한 상기 무게추부(300)의 일정 중량에 의하여 기우려지는 힘이 균형을 맞추게 되면, 상기 태양전지판부(100)는 일정한 경사각도를 유지한다.

한편, 상기 와이어연결부(400)는 상기 태양전지판부(100)에 일단이 고정되고 타단이 상기 와이어(10)에 연결되는 탄성부재(450)를 포함할 수 있다. 상기 탄성부재(450)는 바람직하게는 스프링 구조를 가지며, 상기 태양전지판부(100)가 바람이나 외력에 의하여 경사각도가 변경됨에 따라 상기 와이어(10)에 가해지는 스트레스를 완충한다. 즉, 상기 탄성부재(450)이 없는 경우, 상기 태양전지판부(100)에 미치는 외력이 상기 와이어(10)에 직접적으로 스트레스를 주게되어, 상기 와이어(10)가 끊어지거나 상기 와이어(10)가 연결된 부분에 손상을 줄 수 있다.

상기 와이어가이드부(500)는 상기 와이어연결부(400)의 아래 지면에 구비되며, 상기 와이어(10)의 연결방향을 변경한다. 즉, 상기 와이어가이드부(500)는 상기 와이어(10)가 당겨지거나 풀리는 경우, 그 힘이 작용하는 방향을 변경하는데, 상기 와이어가이드부(500)에 의하여 상기 와이어(10)의 당겨지거나 풀리는 힘을 상기 태양전지판부(100)에 효과적으로 전달하여 경사각도를 변경할 수 있게 한다. 여기서, 상기 와이어(10)는 다른 수단과 달리 매우 높은 연성과 유연성을 갖는데, 상기 와이어가이드부(500)에 의해 그 힘이 작용하는 방향을 매우 효과적이고 다양하게 변경할 수 있으며, 그 설치 공간에 크게 구애받지 않아 설치의 편의성을 높이는 장점이 있다.

상기 와이어윈치부(600)는 상기 와이어(10)의 타단이 연결되어 상기 와이어(10)를 실질적으로 당기거나 푼다. 상기 와이어윈치부(600)은 보통 전기모터에 의한 축의 회전운동에 의하여 상기 와이어(10)를 축에 묶어 회전운동을 하며 감거나 풀면서, 상기 와이어(10)를 당기거나 풀 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 발전장치는 상기 와이어윈치부(600)이 상기 와이어(10)을 당기거나 풀게 되면, 상기 와이어가이드부(500)에 의하여 효과적으로 상기 와이어(10)에 미치는 힘이 상기 와이어연결부(400)에 연결된 상기 태양전지판부(10)의 일측에서 수직 아래 방향으로 작용하여 상기 태양전지판부(10)의 경사각도를 변경한다. 여기서 상기 와이어(10)에 의해 상기 태양전지판부(10)의 일측이 아래로 당겨지는 힘은 상기 무게추부(300)의 중량에 의하여 상기 태양전지판부(10)의 타측이 아래로 당겨지는 힘과 균형을 이루며, 상기 태양전지판부(10)의 경사각도가 변경된 일정 각도로 유지될 수 있다.

또한 앞서 설명한 바와 같이, 상기 태양전지판부(10)에 형성되는 상기 회동기준선(150)의 위치에 따라 상기 와이어(10)이 같은 길이가 당겨진 경우에도 변경되는 경사각도가 달라질 수 있다. 예를들어, 상기 태양전지판부(100)의 일측 끝단까지의 거리(A)와 상기 태양전지판부(100)의 타측 끝단까지의 거리(B)가 같은 경우와 비교하여, 일측 끝단거리(A)가 타측 끝단까지의 거리(B)보다 더 짧은 경우에는 상기 와이어(10)의 작은 당김에도 상기 태양전지판부(10)의 경사각도는 더욱 심하게 변경될 수 있다.

도3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치는 제1, 2 태양전지판부(1100, 2100), 제1, 2 회동지지부(1200, 2200), 제1, 2 무게추부(1300. 2300), 제1, 2 와이어연결부(1400, 2400), 제1, 2 와이어가이드부(1500, 2500), 및 공통와이어윈치부(1600)를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전장치는 앞서 설명한 일실시예에서 동일한 명칭을 같은 구성요소는 그 내용이 같고 그 구성요소의 개수가 복수인 것만 차이가 있어 그 설명이 중복되므로, 중복된 설명은 생략하기로 하고 차이가 있는 구성요소 및 동작만을 설명한다.

상기 공통와이어윈치부(1600)는 상기 제1 태양전지판부(1100)의 타측 끝단에 형성된 상기 제1 와이어연결부(1400)에 일단이 연결된 제1 와이어(10)의 타단이 상기 제1 와이어가이드부(1500)을 통하여 연결되며, 동시에 상기 제2 태양전지판부(2100)의 타측 끝단에 형성된 상기 제2 와이어연결부(2400)에 일단이 연결된 제2 와이어(20)의 타단이 상기 제2 와이어가이드부(2500)을 통하여 연결되어, 상기 제1, 2 와이어(10, 20)이 상기 공통와이어윈치부(1600)에 의하여 당기거나 풀리게 된다.

상기 공통와이어윈치부(1600)는 상기 제1, 2 와이어(10, 20)를 동시에 당기거나 풀면서 결국 상기 제1, 2 태양전지판부(1100, 2100)의 경사각도를 한꺼번에 변경시킬 수 있다.

또한, 상기 제1, 2 태양전지판부(1100, 2100)가 상기 제1, 2회동지지부(1200, 2200)에 연결되면서 형성된 각각의 회동기준선의 위치를 서로 다르게 구비하는 경우, 상기 공통와이어윈치부(1600)에 의해서 상기 1, 2 와이어(10, 20)에 동일한 길이로 당기거나 풀리더라도 상기 제1, 2 태양전지판부(1100, 2100)의 각각에 변경되는 경사각도를 서로 다르게 조정할 수도 있다. 따라서 상기 제1, 2 태양전지판부(1100, 2100)에 각각 연결된 상기 제1, 2 와이어(10, 20)가 상기 공통와이어윈치부(1600)를 함께 사용하면서도, 상기 제1, 2 태양전지판부(1100, 2100)의 각각에 가장 효과적인 발전효율에 적합한 경사각도 변경을 서로 다르게 적용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 와이어를 이용한 간단한 구조를 이용하여 저렴한 설치비용, 운용비용, 및 수리비용을 갖는 경사각 조절 수단을 구비할 수 있으며, 각 태양광 발전장치에서 가장 효율적인 경사각 조절 방식을 별도로 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 연성과 유연성이 높은 와이어를 사용하여 경사각도를 조정함으로써, 태양전지판부의 경사각도를 조정하는데 있어 힘의 방향을 보다 다양하게 변경할 수 있어 그 설치 공간에 크게 구애받지 않아 설치의 편의성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 복수의 태양전지판부를 하나의 와이어윈치부를 이용하여 동시에 경사각도를 조정하면서도, 각각의 태양전지판부에 적합한 개별적인 경사각도 조정을 할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 태양광 발전장치는 첨부된 도면을 참조로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서만 정해져야 할 것이다.

100: 태양전지판부 200: 회동지지부 300: 무게추부
400: 와이어연결부 500: 와이어가이드부 600: 와이어윈치부

Claims

상면에 태양전지를 구비하는 평판 형태의 태양전지판부;
상기 태양전지판부에 회동가능하게 결합되며 상기 태양전지판부를 지면으로부터 지지하는 회전지지부;
상기 태양전지판부의 일측 끝단에 형성되며 일정 중량을 갖는 무게추부;
상기 태양전지판부의 타측 끝단에 형성되며 와이어의 일단이 연결되는 와이어연결부;
상기 와이어연결부의 아래 지면에 구비되며 상기 와이어의 연결 방향을 변경하는 와이어가이드부; 및
상기 와이어의 타단이 연결되어 상기 와이어를 당기거나 푸는 와이어윈치부를 포함하는 태양광 발전장치.
제1항에 있어서,
상기 와이어연결부는 상기 태양전지판부에 일단이 고정되고 타단이 상기 와이어에 연결되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
제1항에 있어서,
상기 태양전지판부가 회동되는 기준선으로부터 상기 태양전지판부의 일측 끝단까지의 거리와 상기 태양전지판부의 타측 끝단까지의 거리가 서로 다른 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치
상면에 태양전지를 구비하는 평판 형태의 복수의 태양전지판부;
상기 복수의 태양전지판부 각각에 회동가능하게 결합되며 각 태양전지판부를 지면으로부터 지지하는 복수의 회전지지부;
상기 각 태양전지판부의 일측 끝단에 형성되며 일정 중량을 갖는 복수의 무게추부;
상기 각 태양전지판부의 타측 끝단에 형성되며 복수의 와이어의 각 일측 끝단이 각각 연결되는 복수의 와이어연결부;
상기 복수의 와이어연결부의 각 아래 지면에 구비되며 상기 복수의 와이어 각각의 연결 방향을 변경하는 복수의 와이어가이드부; 및
상기 복수의 와이어 각 타측 끝단이 모두 연결되어 상기 복수의 와이어를 당기거나 푸는 공통와이어윈치부를 포함하는 태양광 발전장치.
제4항에 있어서,
상기 와이어연결부는 상기 태양전지판부에 일단이 고정되고 타단이 상기 와이어에 연결되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
제4항에 있어서,
상기 태양전지판부가 회동되는 기준선으로부터 상기 태양전지판부의 일측 끝단까지의 거리와 상기 태양전지판부의 타측 끝단까지의 거리가 서로 다른 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치