KR20190133355A - 태양전지 패널의 세척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광을 이용하는 태양광 발전장치에서, 태양전지 패널의 표면을 주기적으로 세척하는 태양전지 패널의 세척장치에 관한 것이다.
본 발명은 여러 개의 태양전지판으로 이루어지는 일정 면적의 태양전지 패널을 구비하고, 상기 태양전지 패널은 전방 하측이 낮고 후방 상측이 높은 형태로 경사지게 세워주는 받침틀을 구비하고, 태양전지 패널의 전방에서 일정거리가 이격된 채로 횡방향으로 설치되는 노즐관을 구비하고, 상기 노즐관에는 일정 간격을 설치되어 태양전지 패널로 세척수를 분사시키는 고압 노즐을 구비하고, 상기 노즐관의 양측 설치되어 태양전지 패널의 측면을 타고 이동하는 이동롤러를 구비하고, 상기 노즐관에 연결된 와이어를 당겨서 노즐관을 상부로 이동시키는 한편 태양전지 패널의 배면에 설치되는 윈치를 구비하고, 상기 노즐관의 이동에 관계없이 세척수를 공급하는 자바라관을 구비하고, 상기 자바라관에는 세척수와 세정수를 가압하여 공급하는 공급수단을 구비하고, 상기 공급수단의 작동을 제어하는 제어수단을 구비함으로써 이루어진다.

Description

태양전지 패널의 세척장치{Cleaning apparatus for solar cell panels}

본 발명은 태양광을 이용하는 태양광 발전장치에서, 태양전지 패널의 표면을 주기적으로 세척하는 태양전지 패널의 세척장치에 관한 것이다.

인류문명이 발달하고 산업이 발전함에 따라 많은 에너지가 필요로 하게 되고, 그 에너지원으로 지금까지 개발된 가장 청정에너지인 전기에너지를 생산하기 위한 수단으로 화석에너지인 석탄이나 석유를 태우는 화력발전과, 물의 낙차를 이용한 수력발전과, 바람을 이용한 풍력발전과, 핵 융합시 발생하는 열을 이용한 원자력발전을 이용하고 있으나, 화력발전에는 그 원료가 한정되어 있는 것은 물론 2차적인 환경오염의 원인이 되어 점차 사용을 줄여야 하는 실정이고, 원자력발전 또한 핵 폐기물의 발생으로 2차적인 문제가 대두되는 문제를 회피하기 위하여 최근에는 태양광을 많이 이용하고 있다.

태양광으로 전기에너지를 얻기 위해서는 태양전지 패널(solar cells panel)을 사용하게 되나, 태양전지 패널은 표면을 청결히 유지하는 한편 적당한 온도를 유지하여야만 최상의 발전효율을 얻을 수 있는 것으로, 태양전지 패널의 집열온도를 낮추는 한편 표면 세척은 필수적인 사항이다.

태양전지 패널의 표면을 세척하는 장치는 다양하게 제시되어 있으나, 구조적으로 복잡한 문제와 함께 세척에 필요한 세정수와 냉각에 필요한 냉각수를 각각 필요로 하는 문제 및 각각의 태양전지 패널의 세척장치를 구동시키는데 필요한 많은 전력을 필요로 하게 되는 것으로, 특히, 태양전지 패널의 세척과 냉각이 연속적으로 이루어지지 않고, 주기적으로 이루어져도 충분한 세척과 냉각 효과를 볼 수 있으나, 세척장치를 연속적으로 구동시키는 한편 여러 개의 세척장치를 동시에 작동시킴으로써 세척장치를 구동시키는 필요한 구동전력이 순간적으로 크게 필요로 하는 것이어서, 세척장치를 구동시키는 상당한 용량의 전력을 소모하는 한편 순시 기동전류를 감당하기 위한 용량을 갖춰야 하는 문제가 있다.

이러한, 단순 세척을 목적으로 하는 기존의 방식은 구조가 복잡하여 전체적인 단가가 상승하고 무엇보다도 프레임의 제작을 완성하고 별도로 배관을 하여야 하는 문제로 설치에 소요되는 많은 시간과 이로 인한 비용의 상승은 물론, 외관미를 해치는 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인과 발명자는 공개특허10-2013-0058967호(2013.06.05. 공개)를 발명한 바 있으며, 선 공개 특허는 구성이 간단하여 설치작업이 용이한 동시에 외관미가 좋으면서 사용이 간편함은 물론, 주변의 환경을 감지하여 세정수와 냉각수를 효율적으로 분사하여 발전효율을 최대화하도록 하고 있으나, 노즐이 고정된 상태에서 세척수를 분사하기 때문에 효과적인 세척이 이루어지지 않는다.

이 같이 세척장치의 노즐을 고정된 위치에서 분사가 이루어지게 할 경우, 태양전지 패널의 표면을 전체적으로 깨끗이 세척하지 못하기 때문에 태양전지 패널의 표면을 따라 상하 이동되는 방식을 채택하고 있으나, 노즐을 상하 이동시키는데 필요한 구조가 복잡하여 대단위 태양전지 발전소에서는 세척장치를 설치하여 작동시키는데 따른 구조적 복잡함과 제보비용이 증가되는 한편 간편한 작동이 이루어지지 않음은 물론 상당한 구동전력을 필요로 하게 된다.

대한민국 특허공개 10-2013-0058967호(2013.06.05 공개) 대한민국 특허등록 10-0982263호(2010.09.08 등록) 대한민국 특허등록 10-1301176호(2013.08.22 등록) 대한민국 특허등록 10-1451288호(2014.10.08 등록)

본 발명은 태양전지 패널을 세척할 때 노즐을 상하 이동시키며 세척이 이루어지게 할 때 노즐에 세척수를 공급하는 한편 노즐의 상하 이동을 위한 구조가 복잡한 문제와 함께 여러 개의 세척장치를 구동시키기 위한 높은 순시 기동전류를 필요로 하는 문제를 해결하기 위한 것으로, 세척수가 분사되는 노즐을 태양전지 패널을 따라 상하 이동시켜 태양전지 패널의 표면을 세척하되 간단한 구조에 의해 노즐의 이동이 이루어지게 하는 한편 세척장치를 순차적으로 구동시킴으로써 높은 순시 기동전류를 필요로 하지 않아 전력 사용량을 줄이는 동시에 전력장치의 단순화가 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명은 여러 개의 태양전지판으로 이루어지는 일정 면적의 태양전지 패널을 구비하고, 상기 태양전지 패널은 전방 하측이 낮고 후방 상측이 높은 형태로 경사지게 세워주는 받침틀을 구비하고, 태양전지 패널의 전방에서 일정거리가 이격된 채로 횡방향으로 설치되는 노즐관을 구비하고, 상기 노즐관에는 일정 간격을 설치되어 태양전지 패널로 세척수를 분사시키는 고압 노즐을 구비하고, 상기 노즐관의 양측 설치되어 태양전지 패널의 측면을 타고 이동하는 이동롤러를 구비하고, 상기 노즐관에 연결된 와이어를 당겨서 노즐관을 상부로 이동시키는 한편 태양전지 패널의 배면에 설치되는 윈치를 구비하고, 상기 노즐관의 이동에 관계없이 세척수를 공급하는 자바라관을 구비하고, 상기 자바라관에는 세척수와 세정수를 가압하여 공급하는 공급수단을 구비하고, 상기 공급수단의 작동을 제어하는 제어수단을 구비함으로써 이루어지는 것으로, 제어수단에 의해 공급수단의 세척수를 노즐관으로 공급하여 고압노즐로 분사되게 하면서 윈치에서 와이어를 풀어 노즐관이 이동롤러에 의해 하부로 이동하면서 세척되게 한 후 윈치로 와이어를 감아 노즐관이 상부로 이동되게 한 다음 공급수단의 작동을 중단시키면 세척과 냉각 작업이 완료된다.

본 발명의 제어수단에서는 여러 개의 세척장치를 동시에 구동시키지 않고 순차적으로 작동시킴으로써 전력 소모를 줄이는 한편 낮은 순시 기동전류를 이용하고도 세척장치의 구동이 가능한 것이다.

본 발명의 공급수단은 세척수 탱크와 세정수 탱크에 채워진 세척수와 세정수를 펌프로 세척펌프로 공급시켜 자바라관으로 연결된 노즐관으로 공급되게 하되 상기 펌프를 제어수단에 의해 작동이 제어되게 하고, 상기 노즐관으로 공급되는 세척수나 세정수는 압력계와 유량계를 거쳐서 공급되게 한다.

본 발명의 제어수단은 일사량과 온도 등을 센서로 측정한 값과 압력 및 유량계 값을 인식하여 펌프를 작동시키되 타이머를 이용하여 펌프 작동시간과 윈치를 작동을 제어하도록 한다.

본 발명은 고압의 노즐로 세척수나 세정수를 분사시켜 태양전지 패널을 세척하는 한편 냉각이 이루어지게 하되 노즐 노즐이 일정 간격으로 설치된 노즐관은 자중에 의해 하강하면서 세척수가 고압으로 분사되어 태양전지 패널의 표면을 세척하고, 세척이 완료된 후에는 윈치로 고압노즐을 상부로 이동시키게 되는 것으로, 태양전지 패널의 측면에 설치되는 이동롤러에 의해 정확한 상하 이동이 이루어지게 되며, 간단한 구조에 의거 태양전지 패널의 세척과 냉각이 이루어지는 효과가 있고, 특히, 세척장치를 주기적으로 작동시킴으로써 적은 전력을 이용하여 세척할 수 있음은 물론 순시 기동전류를 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 설치상태도
도 2는 본 발명의 태양전지 패널에 대한 세척장치 설명도
도 3은 본 발명의 태양전지 패널의 설치상태 사시도
도 4는 본 발명의 태양광 발전소 사시도
도 5는 본 발명의 요부 확대 설명도

본 발명은 받침틀에 태양전지 패널을 경사지게 설치하고, 상기 태양전지 패널의 전방에서 상하 이동되는 노즐관을 설치하되 상기 노즐관에는 일정 간격으로 고압노즐을 설치하고, 상기 노즐관에는 공급수단에서 세척수나 세정수가 공급되는 자바라관을 설치하되 노즐관의 양측에는 태양전지 패널의 측면을 타고 이동되게 하는 이동롤러를 설치하고, 상기 받침틀에는 태양전지 패널의 전면에 설치되는 노즐관을 상부로 이동시키는 윈치를 설치하고, 상기 공급수단은 제어수단에 의해 구동에 제어되게 함으로써 이루어진다.

본 발명은 자바라관을 통하여 세척수나 세정수가 공급되는 노즐관은 태양전지 패널의 전면을 타고 이동하면서 세척과 세정 및 냉각이 이루어지게 하되 상기 노즐관은 자중에 의해 하강이 이루어지게 하는 한편 윈치로 상승될 수 있도록 하며, 이동롤러는 태양전지 패널의 측면에 결합되어 부드럽게 상하 이동될 수 있도록 하는 한편 강풍이나 외압에 의해 이탈되지 않도록 하고, 윈치는 와이어를 감거나 풀어서 노즐관이 하강하거나 상승되게 한다.

본 발명의 공급수단은 세척수 탱크와 세정수 탱크에 채워진 세척수와 세정수를 펌프를 작동시킨 후 밸브를 구동시켜 세척펌프로 공급함으로써 세척펌프에서 자바라관으로 공급하여 노즐관으로 공급되게 하는 한편 그 량과 압력은 각각 압력계와 유량계를 이용하여 확인할 수 있도록 한다.

상기 공급수단의 펌프와 밸브 작동을 제어하는 제어수단은 온도나 일사량 및 유량계나 압력계의 수치를 입력받아 제어를 하는 한편 타이머와 세척펌프를 이용하여 여러 개의 태양전지 패널에 대한 세척이 순차적으로 이루어지게 함으로써 순시 기동전류를 낮추는 한편 적은 전력을 사용하고도 작동이 이루어지게 한다.

본 발명은 여러 개의 태양전지 패널이 설치될 때 동시에 세척장치를 구동시키지 않고, 순차적으로 세척장치를 구동시킴으로써 순시 기동전류를 낮게 사용하는 한편 고압노즐을 상하로 이동시키면서 깨끗한 세척이 이루어지게 하고, 사용된 세척수는 회수조로 회수하여 재사용 할 수 있으며, 이하, 본 발명을 첨부된 실시예 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 받침틀(10)에 경사지게 설치되는 태양전지 패널(20)을 구비하고, 상기 태양전지 패널(20)의 전면에서 일정간격을 이격시킨 상태로 설치되는 한편 일정 간격으로 고압노즐(31)이 설치되는 노즐관(30)을 구비하고, 상기 노즐관(30)의 양측에는 태양전지 패널(20)의 측면을 타고 상하 이동하는 이동롤러(40)를 설치하고, 상기 노즐관(30)에는 공급수단(70)에서 공급되는 세척수를 공급하는 자바라관(50)을 연결하고, 상기 노즐관(30)을 와이어(61)로 연결하여 상하로 이동되게 받침틀(10)에 설치되는 윈치(60)를 구비하고, 상기 윈치(60)와 공급수단(70) 및 세척펌프(51)의 구동을 제어하여 세척수 공급을 제어하는 제어수단(80)을 구비함으로써 이루어지게 된다.

본 발명의 받침틀(10)은 태양전지 패널(20)을 경사지게 설치하는 것으로, 여러 장의 태양전지판을 결합하여 이루어지는 태양전지 패널(20)은 받침틀(10)에 경사지게 고정되며, 상기 태양전지 패널(20)을 여러 개를 설치함으로써 태양광 발전을 이루게 되는 것으로, 받침틀(10)을 설치하고 상기 받침틀(10)에 태양전지 패널(20)을 설치하는 구성과 상기 태양전지 패널(20)에서 얻게 되는 전기에너지는 충전하거나 외부로 송전하는 구성은 당 업계의 공지된 사실이다.

본 발명은 태양전지 패널(20)의 전방에 일정거리를 이격시켜 노즐관(30)을 설치하고, 상기 노즐관(30)의 양쪽에는 이동롤러(40)를 설치하되 상기 이동롤러(40)는 태양전지 패널(20)의 측면에 끼워져 상하 이동되게 함으로써, 노즐관(30)이 이동롤러(40)와 함께 태양전지 패널(20)의 전면을 타고 상하 이동되게 구성한다.

본 발명의 이동롤러(40)는 태양전지 패널(20)의 측면에 설치하되 태양전지 패널(20)을 따라 상하 이동되는 한편 바람이나 수압에 의해 태양전지 패널(20)에서 이탈되지 않도록 함으로써, 이동롤러(40)에 결합된 노즐관(30)은 태양전지 패널(20)과 일정 간격을 유지하게 된다.

본 발명의 노즐관(30)에는 자바라관(50)을 연결하여 공급수단(70)에 공급되는 세척수가 노즐관(30)의 이동에 관계없이 세척펌프(51)에서 가압되어 노즐관(30)의 내부로 공급된 후 노즐관(30)에 일정 간격으로 설치된 고압노즐(31)을 통하여 분사되며, 상기 고압노즐(31)은 태양전지 패널(20)의 전면을 향하게 설치함으로써 고압노즐(31)에서 분사되는 세척수로 세척이 이루어지는 한편 냉각이 이루어지게 하고, 상기 노즐관(30)을 상하 이동시킴에 따라 고압노즐(31)도 상하 이동하면서 태양전지 패널(20)을 세척하게 된다.

본 발명의 노즐관(30)에는 와이어(61)가 연결되고, 상기 와이어(61)의 선단은 받침틀(10)에 설치되는 윈치(60)에 연결됨으로써, 윈치(60)에서 와이어(61)를 풀거나 감도록 하고, 윈치(60)에서 와이어(61)를 풀게 되면 노즐관(30)은 자중에 의해 하측으로 이동하게 되고, 윈치(60)에서 와이어(61)를 감을 때 노즐관(30)이 상부로 이동하게 되며, 상기 와이어(61)는 태양전지 패널(20)의 상측에 설치된 가이드롤러(62)에 받쳐지게 함으로써, 와이어(61)에 매달린 노즐관(30)이 상하 이동할 때 와이어(61)의 이동이 부드럽게 이루어지도록 한다.

본 발명의 공급수단(70)은 세척수 탱크(71)와 세정수 탱크(72)에 채워진 세척수와 세정수를 펌프(73)(74)로 가압시킨 후 밸브(75)(76)를 열어 세척펌프(51)로 보내어 가압이 이루어진 후 자바라관(50)을 통하여 노즐관(30)으로 공급되게 하고, 노즐관(30)으로 공급되는 유량과 유압은 각각 압력계와 유량계를 이용하여 확인할 수 있도록 한다.

본 발명의 공급수단(70)과 세척펌프(51)는 제어수단(80)에 의해 구동이 제어되는 것으로, 제어수단(80)은 온도계나 일사량계 등에서 검출된 온도나 일사량을 인식하여 공급수단(70)의 펌프(73)(74)와 밸브(75)(76) 작동을 제어하게 되며, 상기 제어수단(80)은 타이머를 이용하여 여러 개의 태양전지 패널(20)에 대한 세척이 순차적으로 이루어지게 함으로써 순시 기동전류를 낮게 공급하고도 세척이 이루어질 수 있도록 한다.

본 발명은 세척이나 세정에 사용된 물은 회수조로 모아진 후 재차 순환되며 세척이 이루어지게 할 수 있으며, 여러 개의 태양전지 패널(20)을 순차적으로 세척하게 되므로, 한 번에 구동시키는 경우에 비하여 순시 기동전류를 크게 낮출 수 있어 저전력 소비가 이루어진다.

이러한, 구성의 본 발명은 제어수단(80)에서 공급수단(70)을 제어하여 세척수나 세정수를 펌프(73)(74)로 가압하여 세척펌프(51)에서 다시 가압한 후 자바라관(50)을 통하여 노즐관(30)으로 공급함으로써 고압노즐(31)을 통하여 세척수나 세정수가 분사되고, 이로 인하여 태양전지 패널(20)의 세척이 이루어지는 한편 냉각이 이루어지게 된다.

본 발명은 고압노즐(31)이 설치된 노즐관(30)을 상하 이동시킴으로써 세척효과를 높이도록 하는 것으로, 노즐관(30)의 양쪽에 설치된 이동롤러(40)가 태양전지 패널(20)의 측면을 타고 이동되게 하되 윈치(60)에서 와이어(61)를 감거나 풀음에 따라 노즐관(30)이 하부로 이동하거나 상부로 이동하게 된다.

따라서, 제어수단(80)에서는 윈치(60)를 작동시켜 와이어(61)를 풀어줌으로써 노즐관(30)이 자중에 의해 하부로 이동하면서 고압노즐(31)의 분사로 인한 세척이 이루어지고, 윈치(60)에서 와이어(61)를 감아주면 노즐관(30)이 상부로 이동하면서 세척이 이루어지게 되므로, 고압노즐(31)이 고정된 상태에서 분사가 이루어지는 것보다 세척효과를 높이는 한편 냉각효과를 높일 수 있고, 윈치(60)로 와이어(61)를 감거나 풀음에 따라 노즐관(30)이 상하 이동되면서 세척이 이루어지는 것이어서, 간단한 구조에 의한 자동 세척이 가능하다.

본 발명은 여러 개의 태양전지 패널(20)이 설치되어 있을 경우, 하나씩 순차적으로 노즐관(30)을 이동시켜 세척과 함께 냉각이 이루어지게 하는 것으로, 세척과 냉각을 위하여 한 번에 여러 개의 노즐관(30)을 이동시키는 경우보다 하나의 노즐관(30)을 이동시키는 경우가, 순시 기동전류를 낮출 수 있기 때문에 세척장치의 구동에 필요한 전력설비를 낮은 용량으로 설치할 수 있고, 전력 소모도 줄일 수 있다.

10 : 받침틀 20 : 태양전지 패널
30 : 노즐관 31 : 고압노즐
40 : 이동롤러 50 : 자바라관
51 : 세척펌프 60 : 윈치
61 : 와이어 70 : 공급수단
80 : 제어수단

Claims (2)

1. 여러 개의 태양전지판으로 이루어지는 태양전지 패널(20)을 구비하고,
   상기 태양전지 패널(20)을 전방 하측이 낮고 후방 상측이 높은 형태로 경사지게 세워주는 받침틀(10)을 구비하고,
   상기 태양전지 패널(20)의 전방에서 일정거리가 이격된 채로 횡 방향으로 설치되는 노즐관(30)을 구비하고,
   상기 노즐관(30)에는 일정 간격으로 설치되어 태양전지 패널(20)로 세척수 및 세정수를 분사시키는 고압 노즐(31)을 구비하고,
   상기 노즐관(30)의 양측 설치되어 태양전지 패널(20)의 측면을 타고 상하 이동하되 전후 방향으로는 이탈이 방지되는 이동롤러(40)를 구비하고,
   상기 노즐관(30)에 연결되고 태양전지 패널(20)의 상측에 설치된 가이드 롤러(62)에 받쳐지는 와이어(61)를 당기거나 풀어서 노즐관(30)을 상하로 이동시키는 한편 태양전지 패널(20)의 배면에 설치되는 윈치(60)를 구비하고,
   상기 노즐관(30)의 이동에 관계없이 세척펌프(61)에서 가압된 세척수 및 세정수를 공급하는 자바라관(50)을 구비하고,
   상기 세척펌프(51)로 세척수 탱크(71)와 세정수 탱크(72)에 채워진 세척수와 세정수를 펌프(73)(74)로 가압하여 공급하는 공급수단(70)을 구비하고,
   상기 공급수단(70)의 작동을 제어하는 제어수단(80)을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 세척장치.
2. 제1항에 있어서, 제어수단(80)은 여러 개의 태양전지 패널(20)에 설치된 노즐관(30)을 순차적으로 구동시켜 세척이 이루어지여 순시 기동전류를 낮추는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 세척장치.

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