KR20190037039A - 토크 향상용 회전부재 및 이를 이용한 고효율 태양광 발전기 - Google Patents

토크 향상용 회전부재 및 이를 이용한 고효율 태양광 발전기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전체의 회전속도 감속 및 공명공진 원리를 이용하여 발전기의 회전축 토크를 향상시킴으로써 전력생산량을 증산(增産)시킬 수 있도록 구성한 토크 향상용 회전부재 및 이를 이용한 고효율 태양광 발전기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 원형의 링; 링의 중심에 위치되어 회전축에 축결합되는 로터; 로터의 중심을 기준으로 두 개가 상호 대향되게 위치되며, 로터의 양측으로 각각 일단부가 결합되고, 직선 연장된 타단부가 각각 링에 연결되는 로터장착바; 로터장착바와 링이 연결되는 부위에 로터장착바를 감싸면서 링에 그 일단부가 각각 결합되는 압축스프링; 중심에 상하 길이방향으로 홀이 형성되어 홀을 통해 로터장착바에 끼워지는 추(錘); 및 추와 로터에 연결되는 인장스프링;을 포함하며, 링의 회전시 추는 회전력, 압축스프링 및 인장스프링에 의해 로터장착바를 따라 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 토크 향상용 회전부재 및 이를 태양전지모듈과 연결된 발전기의 회전축에 결합하여 구성한 고효율 태양광 발전기에 관한 것이다.

Description

토크 향상용 회전부재 및 이를 이용한 고효율 태양광 발전기{ROTOR FOR ENHANCEMENT OF TORQUE AND HIGH EFFICIENCY SOLAR GENERATOR USING THE SAME}
본 발명은 발전기 등의 회전축에 결합하여 사용하는 토크 향상용 회전부재 및 이를 이용한 고효율 태양광 발전기에 관한 것으로서, 특히, 회전체의 회전속도 감속 및 공명공진 원리를 이용하여 발전기의 회전축 토크를 향상시킴으로써 전력생산량을 증산(增産)시킬 수 있도록 구성한 토크 향상용 회전부재 및 이를 이용한 고효율 태양광 발전기에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전시스템은 태양전지(solar cell)로 구성된 모듈(module)과 축전지 및 전력변환장치로 구성되어 햇빛을 받으면 광전효과에 의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용한 발전방식이다.
따라서, 태양에너지를 전기에너지로 변환할 목적으로 제작된 광전지로서, 금속과 반도체의 접촉면 또는 반도체의 pn접합에 빛을 조사(照射)하면 광전효과에 의해 광기전력이 일어나는 것을 이용한 것과, 금속과 반도체의 접촉을 이용한 것으로는 셀렌광전지 및 아황산구리 광전지가 있고, 반도체 pn접합을 사용한 것으로는 태양전지로 이용되고 있는 실리콘광전지가 있다.
태양전지는 실리콘으로 대표되는 반도체이며 반도체기술의 발달과 반도체 특성에 의해 자연스럽게 개선된 태양전지가 개발되고 있다.
태양전지는 전기적 성질이 다른 N(negative)형의 반도체와 P(positive)형의 반도체를 접합시킨 구조를 하고 있으며, 2개의 반도체 경계 부분을 PN접합(PN-junction)이라 하고 있다.
대표적인 결정질 실리콘 태양전지는 실리콘에 보론(boron:붕소)을 첨가한 P형 실리콘반도체를 기본으로 하여 그 표면에 인(phosphorous)을 확산시켜 N형 실리콘 반도체층을 형성함으로서 만들어지는 방법이 있으며, 이 PN접합에 의해 전계(電界)를 발생시키는 방법이다.
이 태양전지에 빛이 입사되면 반도체내의 전자(-)와 정공(+)이 여기되어 반도체 내부를 자유로이 이동하는 상태가 되며, 자유로이 이동하다가 PN접합에 의해 생긴 전계에 들어오게 되면 전자(-)는 N형 반도체에, 정공(+)은 P형 반도체에 이르게 된다.
또한, P형 반도체와 N형반도체 표면에 전극을 형성하여 전자를 외부 회로로 흐르게 하여 전류를 발생시키는 방법이 있으나, 이와 같은 PN접합에 의한 종래기술들은 어떠한 방법으로 전류를 생성시키더라도 아래와 같은 태양광발전의 단점이 있다.
즉, 태양광발전시설의 초기 투자비용이 크며, 태양광 설치를 위해서는 태양광 모듈이 정남향으로 향해야 발전 효율을 극대화 시킬 수 있는 만큼 이에 적합한 설치 공간 확보가 어려움은 물론, 통상 태양광 모듈은 정남향에 30도에 가깝게 설치해야 하므로 음영 구간을 감안한다고 하더라도 태양광 모듈 면적 대비 약 2배 정도의 설치 공간이 필요하다.
이러한 테양광 발전의 문제점과 단점을 보완 및 개선하고자 하는 기술로 태양광 발전효율 향상 및 최적화 장치를 갖는 지붕 일체형 태양광 발전모듈이 소개된 바 있으나, 여전히 발전 효율이 낮다는 문제점이 제기되었다.
또한, 종래에는 발전의 증산을 위해서 규모(부피)를 크게 제작하여 입력축의 토크를 높이거나, 고속모터 등을 사용하여 회전속도 등을 높여서 사용하였다.
그러나, 이는 회전축과 베어링에 부하만 가중시키게 되고, 발전기의 크기가 거대해지므로 설치공간을 많이 차지할 뿐만 아니라, 제작단가가 높아지므로 투입비용대비 출력량이 작다는 문제점이 제기되었다.
(0001) 국내등록특허 제10-1461042호(태양광 발전효율 향상 및 최적화 장치를 갖는 지붕 일체형 태양광 발전모듈) (0002) 국내특허출원 제10-1999-0005481호(발전기)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 공명공진현상의 원리를 적용하여 토크(torque)를 높일 수 있도록 구성한 토크 향상용 회전부재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 상기와 같이 토크를 높이기 위하여, 회전축으로부터의 거리(반지름)를 늘리고 회전을 감속시킴으로써, 토크를 효율적으로 향상시킬 수 있도록 구성한 토크 향상용 회전부재를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기와 같은 구조의 토크 향상용 회전부재를 적용한 고효율 태양광 발전기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 토크 향상용 회전부재는, 원형의 링; 상기 링의 중심에 위치되어 회전축에 축결합되는 로터; 상기 로터의 중심을 기준으로 두 개가 상호 대향되게 위치되며, 로터의 양측으로 각각 일단부가 결합되고, 직선 연장된 타단부가 각각 상기 링에 연결되는 로터장착바; 상기 로터장착바와 상기 링이 연결되는 부위에 상기 로터장착바를 감싸면서 상기 링에 그 일단부가 각각 결합되는 압축스프링; 중심에 상하 길이방향으로 홀이 형성되어 상기 홀을 통해 상기 로터장착바에 끼워지는 추(錘); 및 상기 추와 상기 로터에 연결되는 인장스프링;을 포함하며, 상기 링의 회전시 상기 추는 회전력, 상기 압축스프링 및 상기 인장스프링에 의해 상기 로터장착바를 따라 왕복 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 로터장착바의 중단부에는 각각, 상기 추의 이동거리를 제한하는 방지막이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 토크 향상용 회전부재를 이용한 고효율 태양광 발전기는, DC 전류를 생성하는 다수의 태양전지판과 연결되어 상기 태양전지판을 통해 생성된 전류가 저장되는 충전부; 상기 충전부와 연결되어 충전되는 배터리; 상기 배터리와 연결되어 생성된 DC전류를 AC전류로 변환하는 인버터; 상기 인버터를 통해 AC전류로 변환된 전원을 인가받아 동작하는 감속모터; 상기 감속모터의 회전축에 축결합되어 연동회전하는 상기 토크 향상용 회전부재; 및 상기 토크 향상용 회전부재의 회전축에 축결합된 저속 제너레이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 감속모터의 회전축에는 회전자가 구비되며, 상기 토크 향상용 회전부재는 상기 회전자에 축결합되어 회전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충전부, 상기 배터리, 상기 인버터, 상기 감속모터, 상기 토크 향상용 회전부재 및 상기 저속 제너레이터가 내설되는 하우징이 더 포함된 것을 특징으로 한다.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 토크 향상용 회전부재는 로터장착부에 추를 결합하고, 링의 회전시 인장스프링과 압축스프링에 의해 추가 왕복이동하면서 회전 중심축으부터 멀어질 때 중심축과 반대방향으로 힘이 작용하므로 토크를 향상시킬 수 있다.
또한, 방지막의 구성에 의해 추의 이동거리를 제한하고 추가 로터장착바의 외곽에 위치되도록 구성함으로써, 토크 향상에 더욱 기여할 수 있다.
또한, 상기와 같이 구성된 토크 향상용 회전부재는 감속모터의 회전축, 즉, 태양전지모듈과 연결된 발전용 회전축에 적용함으로써, 발전기의 전력 생산량을 증진시킬 수 있다.
또한, 감속모터의 회전축에 회전자를 구성하여 연결함으로써, 내구성을 높임은 물론, 회전력을 용이하게 전달할 수 있다.
또한, 별도의 하우징 내부에 본 발명인 고효율 태양광 발전기를 설치함으로써, 보관 및 운반이 용이한 하나의 발전기 형태로 제공할 수 있다.
또한, 발전에 필요한 원천에너지가 소량의 2차전지 또는 태양전지모듈에 의한 에너지이므로, CO2의 배출없이 전기를 생산하는 고부가가치의 신개념 녹색재생에너지 사업의 새로운 지평을 열 수 있다.
도 1은 그네의 무게 중심의 변동에 의한 토크가 향상되는 효과를 개념적으로 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 토크 향상용 회전부재의 일 실시예에 의한 사시도,
도 3은 평상시 추의 위치를 나타낸 도면,
도 4는 회전력(원심력)에 의한 추의 이동 상태를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 고효율 태양광 발전기의 개념도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
본 명세서에 사용되는 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
먼저, 본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에 적용되는 공명공진현상에 대해 이해하도록 한다.
공명공진현상이란 물체에 그 고유진동수와 같은 진동을 외부에서 가했을 때 큰 진폭으로 진동하는 현상으로, 본 발명은 우리 주변에서 볼 수 있는 그네에서 진자 운동의 공명 현상을 착안하였다.
도 1은 그네의 무게 중심의 변동에 의한 토크가 향상되는 효과를 개념적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하면, 그네를 밀 때 그네운동의 고유진동수에 맞게 그네를 밀게 되면, 그네는 높이 올라갈 수 있다. 이것은 그네를 진자운동으로 보았을 때 진동수와 가해진 고유진동수의 힘이 같아지면, 진폭이 커지게 되는 원리이다.
예를 들면, 사람이 타고 있는 그네를 밀 때 그네 운동의 고유 진동수에 맞게 그네를 밀게 되면, 그네는 더욱 높이 올라갈 수 있게 된다. 이는 그네를 진자의 운동으로 생각했을 때, 운동하는 진자의 진동수와 같은 고유 진동수의 힘을 가했을 때, 진폭이 커지게 되는 것으로 이해할 수 있다.
즉, 물체에 힘이 작용할 때 물체의 회전 운동은 힘의 크기, 방향, 힘이 작용하고 있는 점에서 회전축에 내린 수선의 길이와 이 직선과 힘이 작용하는 작용선과의 방향에 따라서 회전을 일으키는 효과가 다르다.
도 1에서 그네의 무게중심 변동에 의한 토크의 변화를 수식으로 표현한다면 힘의 모멘트 M은 힘 F와 힘의 작용선과 회전 중심 사이의 수직 거리 r과의 곱으로 나타낼 수 있다.
즉 : M = Fr (N·M)
여기서 r은 모멘트의 팔(moment arm)이라고 한다. 물체에 가해진 합력이 0이 아니면 물체는 가속도를 얻어 속도가 바뀐다. 이와 마찬가지로 어떤 중심축에 대해 물체에 토크가 가해지면 그 축을 중심으로 물체의 회전상태, 각운동량이 바뀐다. 이는 비틀림모멘트라고도 하며, 단위는 N·m(뉴턴미터) 또는 kgf·m(킬로그램힘미터 또는 킬로그램중미터)를 사용한다. 중심축이 고정되어 있고 축과 거리가 떨어진 곳에 힘이 작용할 때, 작용하는 힘이 중심축을 향하는 방향이 아니면 토크(Torque)가 생긴다.
도 1에서 반지름 r인 원형단면을 가지는 회전체가 축으로 받쳐져 있는 경우, 원주의 접선방향으로 힘 F가 작용하고 있다면 회전체는 Fr의 토크를 받아 회전운동을 한다.
따라서, 모든 회전체의 토크(Torque)를 증폭시키기 위해서는 회전체에 중심축이 고정되어 있고 축과 거리가 떨어진 곳에 힘이 작용할 때, 작용하는 힘의 방향이 중심축을 향하는 방향과 다르게 해야한다. 또한, 회전체에 중심축과 거리가 멀리 떨어지도록 하며, 멀리 떨어진 곳에 힘이 작용할 수 있도록 함이 중요해진다.
한편, 도면상에는 발명의 이해를 위해 일 실시예를 도시한 것으로, 그 비율이나 형태 크기 등은 실제 제작시 달라질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 토크 향상용 회전부재(100)의 일 실시예에 의한 사시도이고, 도 3은 평상시 추(150)의 위치를 나타낸 도면이며, 도 4는 회전력(원심력)에 의한 추(150)의 이동 상태를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명인 토크 향상용 회전부재(100)를 설명하면 다음과 같다.
본 발명인 토크 향상용 회전부재(100)는 링(110), 로터(120), 로터장착바(130), 압축스프링(140), 추(150) 및 인장스프링(160)을 포함하여 구성된다.
링(110)은 일정한 반지름을 갖는 원형의 띠 형태로 구성하는 것이 바람직하며, 링(110)은 로터장착바(130)의 안정성을 향상시킨다.
로터(120)는 링(110)의 중심에 위치되어 중심에 결합홀(도면부호 미기재)이 형성되며, 결합홀을 통해 회전축에 축결합된다.
로터장착바(130)는 링(110)과 로터(120)에 연결되는 직선 형태의 봉 형상으로, 로터(120)의 양측에 수평선상에 위치된다. 즉, 로터(120)의 중심을 기준으로 로터(120)의 양측으로 상호 대향되게 위치되며, 로터(120)에 각각 일단부가 결합되고, 링(110)에 각각 타단부가 결합되면서 로터(120)를 지지한다.
로터장착바(130)에는 중심에 길이 방향으로 홀이 형성된 추(150)가 홀을 통해 로터장착바(130)에 끼워진다. 링(110)의 회전시 추(150)는 로터장착바(130)를 따라 왕복이동하며, 로터(120)와 인장스프링(160)에 의해 연결된다.
인장스프링(160)은 로터(120)와 추(150)를 연결하여 추(150)의 이동시 추(150)를 로터(120) 방향으로 끌어당긴다. 인장스프링(160)은 하나의 추(150)에 3개로 구성하여 연결하는 것이 바람직하며, 인장스프링(160)의 일단부는 추(150)에 120도 등 간격으로 연결되고, 인장스프링(160)의 타단부는 로터(120)에 동일하게 120도 등 간격으로 연결된다. 따라서, 로터(120)에는 인장스프링(160)이 연결되는 부위에 인장스프링(160)의 균일한 길이조성을 위해 도 4에 도시된 바와 같이 별도의 평판형 연결부재(170)를 구성할 수도 있다.
로터장착바(130)가 연결되는 링(110)에는 로터장착바(130)를 감싸면서 압축스프링(140)이 형성된다. 압축스프링(140)은 로터장착바(130)를 따라 이동하여 접촉된 추(150)를 로터(120) 방향으로 밀어낸다.
한편, 추(150)의 이동거리를 제한하기 위해 로터장착바(130)의 중단부에는 추(150)에 형성된 홀의 직경보다 크게 형성된 방지막(131)을 구성할 수 있다. 방지막(131)의 구성으로 추(150)의 이동거리를 제한하며, 추(150)가 로터장착바(130)의 외측에 위치하도록 구성함으로써 토크 향상에 기여할 수 있다.
상기와 같이 구성된 토크 향상용 회전부재(100)의 작동상태를 도 4를 통해 알아보도록 한다.
도 4의 (a)는 토크 향상용 회전부재(100)의 회전시 원심력에 의해 추(150)가 외측으로 이동(회전축 중심으로부터 멀어짐)한 상태를 나태낸 것이며, 도 4의 (b)는 토크 향상용 회전부재(100)의 회전시 추(150)가 원심력에 의해 압축스프링(140)에 접촉 후 압축스프링(140)의 팽창력에 의해 추(150)가 내측으로 이동(회전축 중심에 가까워짐)하다가 방지막(131)에 지지되는 상태를 나타낸 것이다.
즉, 본 발명인 토크 향상용 회전부재(100)의 회전시 추(150)는 원심력에 의해 인장스프링(160)이 팽창되면서 로터장착바(130)를 따라 외측방향으로 이동하다가 압축스프링(140)에 접촉되어 압축스프링(140)을 압축시킨 후 다시 압축스프링(140)의 팽창력과 인장스프링(160)의 압축력에 의해 내측방향으로 이동하며, 이와 같은 동작을 반복하면서 토크를 향상시키게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 토크 향상용 회전부재(100)를 이용한 고효율 태양광 발전기(200)의 개념도이며, 확대도 부분은 회전자(241)와 로터(120)의 연결구조를 나타내기 위해 도시한 것이다.
본 발명인 고효율 태양광 발전기(200)는 태양전지모듈(10)과 연결된 충전부(210), 배터리(220), 인버터(230), 감속모터(240), 제너레이터(250) 및 토크 향상용 회전부재(100)를 포함하여 구성된다.
충전부(210)는 다수의 태양전지모듈(10)로부터 생성된 DC 전류를 저장한다. 충전부(210)에 저장된 DC 전류는 배터리(220)에 충전되며, 배터리(220)에 충전된 DC 전류는 인버터(230)에 의해 AC 전류로 변환되어 감속모터(240)에 공급된다.
감속모터(240)의 회전축에는 본 발명인 토크 향상용 회전부재(100)와 저속 제너레이터(250)가 장착된다. 감속모터(240)를 사용하는 것은 빠른 회전력에 의해 원심력과 추(150)의 이동력이 균형을 이루어 회전과정에서 추(150)가 왕복이동하지 않고 정지된 상태로 있는 것을 방지하기 위함이다.
본 발명에서는 감속모터(240)는 RPM이 1,650이고, 마력수가 50 HP이며, 소요전력인 35KW인 감속기가 1/20인 Gered 모터를 사용할 것을 제안한다.
또한, 회전력 전달의 용이성과 내구성 향상을 위해 감속모터(240)의 회전축에는 회전자(241)를 구비시켜 토크 향상용 회전부재(100), 즉, 로터(120)에 회전자(241)를 축결합시키는 것이 바람직하다.
또한, 저속 제너레이터(250)는 RPM이 80 정도의 1MW/h용 제너레이터를 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성시 초기동력 35KW/h로 저속 제너레이터(250)를 이용하여 1,000KW/h의 전기 발전이 가능하다.
한편, 충전부(210), 배터리(220), 인버터(230), 감속모터(240), 토크 향상용 회전부재(100) 및 저속 제너레이터(250)가 내설되는 하우징(260)을 더 구비할 수 있으며, 미도시 하였으나, 토크 향상용 회전부재(100) 역시 별도의 케이스 내부에 구성할 수 있다.
토크 향상용 회전부재(100)를 별도의 케이스에 내설시에는 케이스는 회전축에 간섭되지 않아야 하며, 케이스의 하부는 하우징(260)의 하부면에 지지되도록 구성하는 것이 바람직하다.
10 : 태양전지모듈
100 : 토크 향상용 회전부재
110 : 링 120 : 로터
130 : 로터장착바 131 : 방지막
140 : 압축스프링 150 : 추
160 : 인장스프링 170 : 평판형 연결부재
200 : 고효율 태양광 발전기
210 : 충전부 220 : 배터리
230 : 인버터 240 : 감속모터
241 : 회전자 250 : 제너레이터
260 : 하우징

Claims (5)

  1. 원형의 링;
    상기 링의 중심에 위치되어 회전축에 축결합되는 로터;
    상기 로터의 중심을 기준으로 두 개가 상호 대향되게 위치되며, 로터의 양측으로 각각 일단부가 결합되고, 직선 연장된 타단부가 각각 상기 링에 연결되는 로터장착바;
    상기 로터장착바와 상기 링이 연결되는 부위에 상기 로터장착바를 감싸면서 상기 링에 그 일단부가 각각 결합되는 압축스프링;
    중심에 상하 길이방향으로 홀이 형성되어 상기 홀을 통해 상기 로터장착바에 끼워지는 추(錘); 및
    상기 추와 상기 로터에 연결되는 인장스프링;을 포함하며,
    상기 링의 회전시 상기 추는 회전력, 상기 압축스프링 및 상기 인장스프링에 의해 상기 로터장착바를 따라 왕복 이동하는 것을 특징으로 하는 토크 향상용 회전부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 로터장착바의 중단부에는 각각,
    상기 추의 이동거리를 제한하는 방지막이 더 구비된 것을 특징으로 하는 토크 향상용 회전부재.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 상기 토크 향상용 회전부재를 이용한 고효율 태양광 발전기에 관한 것으로,
    DC 전류를 생성하는 다수의 태양전지모듈과 연결되어 생성된 전류가 저장되는 충전부;
    상기 충전부와 연결되어 충전되는 배터리;
    상기 배터리와 연결되어 생성된 DC전류를 AC전류로 변환하는 인버터;
    상기 인버터를 통해 AC전류로 변환된 전원을 인가받아 동작하는 감속모터;
    상기 감속모터의 회전축에 축결합되어 연동회전하는 상기 토크 향상용 회전부재; 및
    상기 토크 향상용 회전부재의 회전축에 축결합된 저속 제너레이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 향상용 회전부재를 이용한 고효율 태양광 발전기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 감속모터의 회전축에는 회전자가 구비되며, 상기 토크 향상용 회전부재는 상기 회전자에 축결합되어 회전하는 것을 특징으로 하는 토크 향상용 회전부재를 이용한 고효율 태양광 발전기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 충전부, 상기 배터리, 상기 인버터, 상기 감속모터, 상기 토크 향상용 회전부재 및 상기 저속 제너레이터가 내설되는 하우징이 더 포함된 것을 특징으로 하는 토크 향상용 회전부재를 이용한 고효율 태양광 발전기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990005481A (ko) 1997-06-30 1999-01-25 김영환 이미지 센서의 칼라필터 형성 방법
KR101461042B1 (ko) 2014-06-27 2014-11-17 에디슨솔라이텍(주) 태양광 발전효율 향상 및 최적화 장치를 갖는 지붕 일체형 태양광 발전모듈

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990005481A (ko) 1997-06-30 1999-01-25 김영환 이미지 센서의 칼라필터 형성 방법
KR101461042B1 (ko) 2014-06-27 2014-11-17 에디슨솔라이텍(주) 태양광 발전효율 향상 및 최적화 장치를 갖는 지붕 일체형 태양광 발전모듈

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