KR20190114311A - 태양광 모듈 각도 조정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 모듈 각도 조정장치에 관한 것으로, 헬리컬파일공법을 통해 지반 마찰력을 증가시키고, 협소한 공간에도 태양광 모듈을 설치할 수 있으며, 설치시 발생하는 분진, 소음 및 진동을 예방할 수 있고, 태양광 패널의 각도를 조정하기 위해서 볼트와 너트 같은 결합수단을 완전히 풀지 않은 상태에서 각도를 조정할 수 있는 태양광 모듈 각도 조정장치에 관한 것이다.

Description

태양광 모듈 각도 조정장치{Photovoltaic module angle adjustment devices}

본 발명은 태양광 패널 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 모듈 각도 조절을 통해 효율적인 전기 생산이 가능한 모듈을 제공하며, 헬리컬파일공법으로 설치된 태양광 모듈 각도 조정장치에 관한 것이다.

일반적으로 널리 사용되는 화석에너지는 그 양이 한정되어 있으므로 언젠가는 고갈되고 여러 오염물질을 배출하기 때문에 대부분의 국가에서는 이를 대체하여 사용할 수 있는 대체에너지를 개발하고 있다.

화석에너지를 대체할 수 있는 에너지는 여러 종류가 있는바, 조수 간만의 차를 이용하여 에너지를 생성하는 조력, 파도를 이용하여 에너지를 생성하는 파력, 바람의 힘을 이용하여 에너지를 생성하는 풍력, 그리고 땅속의 열을 이용하여 에너지를 생성하는 지열 등이 있으며, 이들 에너지의 근원이 되는 태양에너지가 있다.

이들 여러 대체 에너지를 이용하는 방법은 상당 부분 실용화되고 있고, 태양에너지를 이용하여 발전 및 난방에 이용하는 것도 그 중 하나이다. 태양에너지를 이용하는 방법은 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용하는 방법으로 구분된다.

태양열을 이용하는 방법은 태양에 의해 데워진 물 등을 이용하여 난방 및 발전을 하는 방법이며, 태양광을 이용하는 방법은 태양의 빛을 이용하여 전기를 생성함으로써 이 생성된 전기로 각종 기계 및 기구를 작동시킬 수 있도록 하는 방법으로 태양광발전이라고 한다.

이러한 태양광발전은, 무한정, 무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 불필요하고, 대기오염이나 폐기물 발생이 없으며, 발전 부위가 반도체 소자이고 제어부가 전자 부품이므로 기계적인 진동과 소음이 없다.

또한, 태양 전지의 수명이 최소 20년 이상으로 길고, 발전 시스템을 자동화시키기에 용이하며, 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화할 수 있는 장점을 지니고 있다.

이러한 태양전지의 최소 단위를 셀(Cell)이라고 하는데, 실제 태양전지를 셀 그대로 사용하는 일은 거의 없다. 실제 사용되는데 필요한 전압이 수 V에서 수십 혹은 수백 V 이상인데 비하여 하나의 셀로부터 출력되는 전압은 약 0.5V로 매우 작기 때문인데, 다수의 단위 태양전지들을 필요한 단위 용량으로 직렬 또는 병렬 연결하여 사용하고 있다.

또한, 태양전지가 야외에서 사용되는 경우 여러 가지의 환경에 처하게 되므로, 필요한 단위 용량으로 연결된 다수의 셀을 혹독한 환경에서 보호하기 위하여 복수의 셀을 패키지로 한 태양전지모듈(solar cell module)로 구성하여 사용한다.

상기의 태양전지모듈은, 일정 전력을 얻기 위하여 다량 사용되어야 하기 때문에 설치장소에 제한이 따른다. 즉, 태양전지모듈은 건물 옥상이나 옥외 시설물 등에 설치할 때는 별문제가 없지만, 주택의 상당수를 차지하는 공동주택에 설치하는 경우에는 세대 내 개별 설치가 어려운 문제점이 있다. 또한, 태양광의 각도에 따른 효율의 변화를 갖는 태양광발전 시스템의 특성상 태양전지모듈은 건물의 옥상, 지붕 또는 별도로 세운 지주 등에 설치해야 한다.

그러나 종래 기술에 의한 태양광 구조물은 브래킷을 이용하여 프레임과 다른 프레임을 서로 결합하는 구조 특성상, 강한 바람이 불거나 큰 충격이 가해지는 경우에는 브래킷을 고정하는 나사가 헐거워지거나 브래킷이 휘어지게 됨으로써, 프레임 구조물이 뒤틀리게 되고, 심하게는 프레임이 떨어져 나가 태양전지모듈이 파손되는 문제점이 있다.

또한, 태양광의 각도에 따른 발전 효율의 변화를 가지나 고정형으로 이루어져 있기 때문에 사계절이 뚜렷하고 지역별로 고도차가 있는 국내 상황에 효과적으로 대처하지 못한다.

또한, 태양광 모듈의 설치를 위해 공사를 진행할 시 분진, 소음 및 진동이 발생되어 민원에 시달리는 경우가 생기는 문제점이 있다.

또한, 태양광 모듈 설치시 넓은 공간이 필요하며, 시공 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 제10-2010-0032501호에는 태양전지 모듈판 각도조절장치가 게시되어 있고, 대한민국 공개특허 제10-2013-0006778호에는 태양전지모듈 거치대가 게시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제10-1035388호에는 각도 조절이 가능한 태양광 구조물이 게시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-1689149호에는 태양전지셀 모듈들의 각도 조절이 가능한 각도조절장치가 개시되어 있다.

그러나, 대한민국 공개특허 제10-2013-0006778호의 태양전지모듈 거치대와, 대한민국 등록특허 제10-1035388호의 각도 조절이 가능한 태양광 구조물은 태양전지모듈의 각도를 작업자가 조작할 때 볼트와 너트 같이 결체구조를 모두 풀었다 재결체 하는 번거로운 문제가 있다.

한편, 대한민국 공개특허 제10-2010-0032501호의 태양전지 모듈판 각도조절장치는 모터를 구비하여 베이스 수평축을 모터에 의해 자동으로 회전시킬 수 있도록 되어 있으나, 모터에 의해 회전된 태양전지 모듈판을 고정하기 위해서는 상술한 바와 같이 작업자 직접 조작해야 하는 문제가 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1689149호에는 자동으로 태양전지셀 모듈의 각도를 일률적이고 안정적으로 조절할 수 있는 태양전지셀 모듈 각도조절장치를 개시하고 있으나, 태양광 모듈 설치를 위한 공사 중 발생하는 분진, 소음 및 진동에 대해서는 개시하고 있지 않는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0032501호 대한민국 등록특허 제10-1035388호 대한민국 등록특허 제10-1689149호 대한민국 공개특허 제10-2013-0006778호 대한민국 등록특허 제10-1035388호

상기 문제점을 해결하기 위해, 태양광의 입사각에 대응할 수 있도록 태양광 패널의 각도 조절하는데 있어, 결체구조를 모두 풀고 재결체하는 번거로움을 해소하며, 헬리코파일공법을 통해 태양광 모듈 설치시 발생되는 소음 및 분진을 예방하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 헬리컬파일 공법으로 지면에 고정되고, 두 개의 기둥과 지면이 삼각형의 구조를 갖으며, 두 개의 기둥이 맞닿는 상부에는 제1체결홀(110)을 구비한 기둥부, 상기 두 개의 기둥 사이를 연결되도록 구비되며, 가운데 홈이 파여 있는 걸쇠부, 상기 기둥부의 상측에 구비되어 패널을 지지하기 위해 사각형의 구조를 갖으며, 양측면에 마주보는 위치에 구비된 제2체결홀 및 상기 제2체결홀을 중심으로 서로 대향되는 위치에 구비된 복수개의 제3체결홀을 구비하고 있는 지지체부, 상기 기둥부의 상부에 구비된 제1체결홀과 상기 지지체부의 제2체결홀을 통해 상기 기둥부와 상기 지지체부를 연결하여 고정하는 고정부;

상기 지지체부의 복수개의 제3체결홀과 결합되고, 호의 형태를 갖으며 호의 중앙을 기점으로 내측으로 복수개의 홈을 구비한 각도조절부;

상기 각도조절부의 홈과 상기 걸쇠부의 홈을 관통되도록 하는 결체수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 개별적으로 각도 조절이 가능한 태양광 패널을 구비하여, 최적의 입사각에 대응하도록 자동으로 각도를 조절할 수 있으며, 헬리컬파일공법을 이용하여 설치하기 때문에 분진 및 소음의 발생을 최소화하고, 협소한 장소에도 설치가 가능하며 시공 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 각도 조정장치의 사시도 이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 각도 조정장치의 고정부에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 각도 조정장치의 걸쇠부, 각도조절부 및 결체수단의 결합을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 결체수단 및 슬리브의 다양한 실시예에 따른 사시도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위해, 본 발명의 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 각도 조정장치의 사시도 이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 각도 조정장치의 고정부에 대한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 모듈 각도 조정장치의 걸쇠부, 각도조절부 및 결체수단의 결합을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 결체수단 및 슬리브의 다양한 실시예에 따른 사시도이다.

본 발명은 헬리컬파일 공법으로 지면에 고정되고, 두 개의 기둥과 지면이 삼각형의 구조를 갖으며, 두 개의 기둥이 맞닿는 상부에는 제1체결홀을 구비한 기둥부, 상기 두 개의 기둥 사이를 연결되도록 구비되며, 가운데 홈이 파여 있는 걸쇠부, 상기 기둥부의 상측에 구비되어 패널을 지지하기 위해 사각형의 구조를 갖으며, 양측면에 마주보는 위치에 구비된 제2체결홀; 및 상기 제2체결홀을 중심으로 서로 대향되는 위치에 구비된 복수개의 제3체결홀을 구비하고 있는 지지체부, 상기 기둥부의 상부에 구비된 제1체결홀과 상기 지지체부의 제2체결홀을 통해 상기 기둥부와 상기 지지체부를 연결하여 고정하는 고정부, 상기 지지체부의 복수개의 제3체결홀과 결합되고, 호의 형태를 갖으며 호의 중앙을 기점으로 내측으로 복수개의 홈을 구비한 각도조절부, 상기 각도조절부의 홈과 상기 걸쇠부의 홈을 관통되도록 하는 결체수단을 구비한 태양광 모듈 각도 조정장치이다.

또한, 상기 기둥부의 기둥은 지면과 맞닿은 내측각이 50° 내지 80°일 수 있고, 바람직하게는 70° 내지 80° 일 수 있으며, 더 바람직하게는 74° 일 수 있다.

상기 내측각이 50°보다 작으면 태양광 패널 크기에 따라 지면과 닿게되어 각도 조절에 제한이 생길 수 있고, 내측각이 80°보다 크면 패양광 패널의 크기 또는 중량을 버티는 기둥부 역할에 제한이 생기게 되어, 자연에서 발생되는 바람, 돌풍 등에 취약해 질 수 있다.

또한, 상기 기둥부는 헬리컬파일공법을 위해, 나선형의 요철부를 구비할 수 있다.

또한, 상기 걸쇠부의 꺽인 부분(C)는 1° 내지 89° 일 수 있으며, 바람직하게는 65° 내지 75°일 수 있다.

또한, 상기 결체수단(600a, 600b)은 볼트와 너트로 이루어질 수 있고, 볼트와 너트 뿐 아니라 홈을 관통하여 고정시킬 수 있는 구조를 갖는 결합체일 수 있다.

또한, 상기 걸쇠부의 홈의 폭(HL)과 상기 각도조절부에 구비된 복수개의 홈의 폭(AL)은 동일할 수 있다.

또한, 상기 결체수단의 직경(BL)과 상기 걸쇠부의 홈의 폭(HL)의 비율(R)은 (R=HL/BL)로 1.01 내지 1.5 일 수 있으며, 바람직하게는 1.01 내지 1.2 일 수 있다.

또한 상기 결체수단의 직경(BL)과 상기 각도조절부에 구비된 복수개의 홈의 폭(AL)의 비율(R’)은 (R‘=AL/BL)1.01 내지 1.5일 수 있으며, 바람직하게는 1.01 내지 1.2일 수 있다.

또한, 상기 고정부는 슬리브를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정부 내측면과 상기 슬리브 외측면 사이의 폭은 0.1mm 내지 10mm 일 수 있다.

또한, 상기 고정부 내측면과 상기 슬리브 외측면 사이에는 충격을 흡수하기 위한 완충재가 추가로 구비될 수 있다.

또한, 상기 슬리브의 형태는 일자형 또는 만곡형일 수 있으며, 상부의 하중을 견디기 위해 만곡형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬리브의 형태가 만곡형일 때, 내부에 통과되는 상기 결체수단의 형태도 만곡형인 것이 바람직하다.

또한, 상기 슬리브 내측면과 상기 결체수단의 외측면 사이의 폭은 0.1 내지 10mm 일 수 있다.

또한, 상기 슬리브 내측면과 상기 결체수단의 외측면 사이에는 충격을 흡수하기 위한 완충재가 추가로 구비될 수 있으며, 상기 완충재는 고무, 스프링 등 탄성이 있는 것이라면 어느 것이라도 이용할 수 있으나, 바람직하게는 고무재질로 이루어진 것이 좋다.

또한, 상기 제1체결홀(TL1), 상기 제2체결홀(TL2) 및 상기 제3체결홀의 직경은 동일할 수 있다.

또한, 상기 결체수단이 볼트일 때 머리부분의 직경(BL’)은 상기 슬리브의 직경(SL)보다 클 수 있고, 또한 상기 제1체결홀의 직경(TL1), 상기 제2체결홀의 직경(TL2) 및/또는 상기 제3체결홀의 직경(TL3) 보다 클 수 있으나 상기 결체수단이 볼트가 아닌 다른 것이라 할 지라도 상기 제1체결홀 및/또는 상기 제3체결홀의 직경보다 커야만 결체수단으로써 사용될 수 있을 것이다.

또한, 상기 결체수단과 상기 고정부 사이에 유격을 최소화 하기 위해 와셔(710)를 추가로 구비할 수 있다.

아울러, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 기재한 것이지만, 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수도 있을 것이다.

1: 태양광 모듈 각도 조정장치
100: 기둥부
110: 제1체결홀
200: 걸쇠부
300: 지지체부
310: 제2체결홀
320: 제3체결홀
400: 고정부
500: 각도조절부
600: 결체수단
700: 슬리브
710: 와셔

Claims (8)

1. 헬리컬파일 공법으로 지면에 고정되고, 두 개의 기둥과 지면이 삼각형의 구조를 갖으며, 두 개의 기둥이 맞닿는 상부에는 제1체결홀(110)을 구비한 기둥부(100);
   상기 두 개의 기둥 사이를 연결되도록 구비되며, 가운데 홈이 파여 있는 걸쇠부(200);
   상기 기둥부의 상측에 구비되어 패널을 지지하기 위해 사각형의 구조를 갖으며, 양측면에 마주보는 위치에 구비된 제2체결홀(310); 및 상기 제2체결홀을 중심으로 서로 대향되는 위치에 구비된 복수개의 제3체결홀(320)을 구비하고 있는 지지체부(300);
   상기 기둥부(100)의 상부에 구비된 제1체결홀(110)과 상기 지지체부(300)의 제2체결홀(310)을 통해 상기 기둥부와 상기 지지체부(300)를 연결하여 고정하는 고정부(400);
   상기 지지체부(300)의 복수개의 제3체결홀(320)과 결합되고, 호의 형태를 갖으며 호의 중앙을 기점으로 내측으로 복수개의 홈을 구비한 각도조절부(500);
   상기 각도조절부(500)의 홈과 상기 걸쇠부(200)의 홈을 관통되도록 하는 결체수단(600);을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 기둥부의 기둥은 지면과 맞닿은 내측각이 50° 내지 80°인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 기둥부는 헬리컬파일공법을 위해, 나선형의 요철부를 구비하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 결체수단은 볼트와 너트로 이루어진 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부는 슬리브를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 걸쇠부의 홈의 폭과 상기 각도조절부에 구비된 복수개의 홈의 폭은 동일한 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 결체수단의 직경과 상기 걸쇠부의 홈의 폭의 비율(R)은 1.01 내지 2 인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 결체수단의 직경과 상기 각도조절부의 홈의 폭의 비율(R’)은 1.01 내지 2 인 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 각도 조정장치.
   

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