KR20200031793A - 영농형 태양광 발전설비 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 영농형 태양광 발전설비는 이격되어 배치되고 지면에 설치된 한 쌍의 제1프레임과, 상기 한 쌍의 제1프레임 상단을 연결하고, 하부에 복수의 태양광패널 일측이 결합된 제2프레임과, 상기 제2프레임과 나란하게 배치되어 상기 복수의 태양광패널 타측이 결합된 제3프레임을 포함하는 다수의 구조물; 각 구조물의 상기 제3프레임을 서로 연결하는 복수의 와이어; 및 상기 와이어의 일측에 연결되고, 상기 와이어의 길이를 조절하여 상기 각 구조물의 상기 다수의 태양광패널의 각도를 동시에 조절하는 각도조절장치;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 태양광패널을 동시에 각도조절을 할 수 있는 각도조절장치를 구비하여 작물의 생장에 맞추어 적정하게 태양광의 유입을 조절함과 동시에 태양광 발전을 효율적으로 할 수 있다.

Description

영농형 태양광 발전설비 {Farming solar photovoltaic power facilities}

본 발명은 영농형 태양광 발전설비에 관한 것으로, 복수의 태양광패널을 동시에 각도조절을 할 수 있는 각도조절장치를 구비하는 영농형 태양광 발전설비에 관한 것이다.

석유, 석탄 또는 가스 등을 이용한 발전은 환경을 파괴할 뿐만 아니라 연소 중에 발생되는 이산화탄소 등의 온실가스 배출로 인해 지구 환경을 훼손하는 등의 여러 문제가 있다. 이에, 수력, 풍력, 태양광 등과 같은 친환경 에너지원을 이용하는 발전설비가 개발되고 있으며, 이러한 친환경 에너지원의 발전설비는 환경을 파괴하지 않을 뿐만 아니라 자원의 소모가 없는 등 여러 장점을 가지고 있다.

이 중에서, 태양광 발전은 태양이 비추는 지역이라면 발전설비의 설치가 가능하여 장소 제한이 가장 적고, 또한 소형의 발전설비에서부터 대형의 발전설비까지 운영자가 원하는 다양하게 설치되어 운용될 수 있기 때문에 더욱 선호되고 있다.

최근 들어, 경작지, 예컨대 농지에 태양광 발전설비를 설치하여 영농과 발전을 동시에 할 수 있는 영농형 태양광 발전이 대두되고 있다.

대체 에너지를 얻기 위해, 넓은 농지에 태양광 패널을 지지하는 구조체를 종 또는 횡으로 배열설치되고, 상기 구조체의 상단에 태양광 패널을 설치하여 농지에서 태양광 발전을 실시 하고 있다.

농지에 태양광 패널을 설치하게 되면, 한정된 공간 내에서 식량 및 전력생산을 동시에 할 수 있는 장점이 있으며, 국내뿐만 아니라 일본, 유럽, 미국 등 다양한 국가에서 농지에서 태양광 발전을 동시에 할 수 있는 방법을 다양하게 연구개발하고 있는 실정이다.

또한, 농지에 태양광 패널을 설치하게 되면, 농지에 설치된 태양광 패널이 태양광으로부터 조사되어 식물이 식생하는 지면에 태양광 패널의 음영(그림자)이 형성됨으로써 음영에 식생하는 식물은 고르게 성장하지 못하는 문제점이 발견되었으며, 이를 해결하고자 태양광 패널의 사이에 일정한 공간이 형성되도록 종 또는 횡으로 일정한 간격을 유지하여 설치하여 상기 공간에 태양광이 조사되거나, 또는 태양광 패널의 각도를 회동시켜 태양광 패널로 인해 형성되는 음영을 최소화시키는 (특허문헌 1)이 출원되었으며, (특허문헌 1)을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

(특허문헌 1)은 태양광발전장치에 관한 것으로, 이에 따르면, 소정의 간격을 가져서 동서방향으로 배치된 1장의 태양 전지 주패널과 복수의 태양 전지 종 패널로 이루어지는 패널 유닛과, 상기 패널 유닛의 각각 태양 전지 패널을 동서방향으로 회동 자유(자재)로 연결하는 패널 회동 수단과, 상기 각각의 태양 전지 패널의 남북방향의 각 도를 조정하는 경사 조정 수단과, 상기 패널 유닛을 정해진 높이에 유지하는 프레임으로 이루어지고, 상기 프레임이 농작물경작지위로 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치를 청구하고 있다.

그러나, 전술한 (특허문헌 1)은 일정한 공간을 형성되도록 하여 공간의 효율을 저하하고, 장치 특성상 패널에 의한 음영이 생겨 경작의 효율을 저하시키는 문제가 있다.

일본 공개특허공보 제2017-079578호

본 발명은 복수의 태양광패널을 동시에 각도조절을 할 수 있는 각도조절장치를 구비하여 작물의 생장에 맞추어 적정하게 태양광의 유입을 조절함과 동시에 태양광 발전을 하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 영농형 태양광 발전설비는 이격되어 배치되고 지면에 설치된 한 쌍의 제1프레임과, 상기 한 쌍의 제1프레임 상단을 연결하고, 하부에 복수의 태양광패널 일측이 결합된 제2프레임과, 상기 제2프레임과 나란하게 배치되어 상기 복수의 태양광패널 타측이 결합된 제3프레임을 포함하는 다수의 구조물; 각 구조물의 상기 제3프레임을 서로 연결하는 복수의 와이어; 및 상기 와이어의 일측에 연결되고, 상기 와이어의 길이를 조절하여 상기 각 구조물의 상기 다수의 태양광패널의 각도를 동시에 조절하는 각도조절장치;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 각도조절장치는, 이격되어 배치되는 복수의 지지대; 상기 복수의 지지대 상단에 결합 배치되고, 내부가 중공형인 회전프레임; 상기 회전프레임 하단에 평행하게 배치되어 상기 복수의 지지대를 연결하는 보조프레임; 상기 회전프레임과 보조프레임을 연결하는 연결프레임; 상기 복수의 와이어 각각과 연결되고 상기 회전프레임에 배치되는 복수의 회전부재;및 상기 회전프레임을 구동하여 상기 복수의 회전부재와 연결된 상기 복수의 와이어의 길이를 조절하는 구동부; 를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 구동부는, 상기 연결프레임 측면을 관통하여 상기 회전프레임과 평행하게 돌출된 제1부재; 상기 연결프레임 내부에 배치되고, 상기 제1부재와 수직결합된 제2부재; 상기 회전프레임 내부에 배치되고, 상기 제2부재와 수직결합된 제3부재;및 상기 회전프레임 내부에 고정 결합되고, 상기 제3부재에 결합된 한 쌍의 제4부재;를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 제1부재와 제2부재를 연결하는 제1연결부재 및 상기 제2부재와 제3부재를 연결하는 제2연결부재를 더 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 제1연결부재는 상기 제1부재의 상하방향의 회전을 상기 제2부재의 좌우방향의 회전으로 변환하고, 상기 제2연결부재는 상기 제2부재의 좌우방향의 회전을 상기 제3부재의 상하방향의 회전으로 변환하는 점에 그 특징이 있다.

영기서, 특히 상기 제1부재가 상하방향으로 회전함에따라 상기 제2부재가 좌우방향으로 회전하고 동시에 상기 제3부재가 상하방향으로 회전하면서 상기 회전프레임에 고정된 상기 한 쌍의 제4부재가 회전하면서 상기 회전프레임을 회전시키는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 특히 상기 구동부의 구동으로 상기 회전프레임이 회동함에 따라, 상기 복수의 회전부재가 회동하면서 상기 복수의 회전부재에 연결된 복수의 와이어의 길이를 조절하여 상기 구동프레임을 회동시켜 상기 복수의 태양광패널의 각도를 동시에 조절하는 점에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 복수의 태양광패널을 동시에 각도조절을 할 수 있는 각도조절장치를 구비하여 작물의 생장에 맞추어 적정하게 태양광의 유입을 조절함과 동시에 태양광 발전을 효율적으로 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영농형 태양광 발전설비의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도1의 각도조절장치의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 구동부를 나타낸 투시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광패널의 각도 변화에 따른 움직임을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 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.

본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영농형 태양광 발전설비의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 영농형 태양광 발전설비는, 다수의 구조물(100), 와이어(50) 및 각도조절장치(200)을 포함하여 구성된다.

상기 구조물(100)은 제1프레임(10), 제2프레임(20), 태양광패널(30) 및 제3프레임(40)을 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 제1프레임(10)은 한 쌍이 이격되어 배치되고 지면에 설치되고, 상기 제2프레임(20)은 상기 한 쌍의 제1프레임(10) 상단에 결합된다. 예컨대 상기 제1프레임과 제2프레임은 'ㄷ'자 형상으로 구비될 수 있다.

상기 태양광패널(30)은 상기 제2프레임(20) 하부에 수직되도록 일측이 결합되고, 회동가능하게 결합 배치될 수 있다.

일 실시 예로, 상기 제2프레임(20)에 상기 태양광패널(30)이 복수 개가 배치될 수 있다.

상기 제3프레임(40)은 상기 제2프레임(20)과 나란하게 배치되고 상기 복수의 태양광패널(30) 타측이 결합된다.

구체적으로, 상기 태양광패널(30)에 태양광발전을 하는 태양전지면이 지면과 수직이 되도록 상기 제2프레임(20)에 태양광패널(30)이 결합되고, 상기 제2프레임(20)과 결합되는 측면의 반대측면에 상기 제3프레임(40)이 연결 고정된다.

상기 복수의 구조물(100) 각각의 제3프레임(40)에 와이어(50)가 연결고정되다.

상기 와이어(50)는 실시 예에 따라 하나 이상이 구비 될 수 있다. 본 발 명의 실시 예에서는 와이어(50)가 2개인 것을 가정하여 설명한다.

상기 각도조절장치(200)는 상기 와이어(50)의 일측에 결합되고, 상기 와이어(50)의 길이를 조절하여 상기 다수의 태양광패널(30)의 각도를 동시에 조절할 수 있다.

도 2는 도1의 각도조절장치의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 2의 구동부를 나타낸 투시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 각도조절장치(200)는, 지지대(210), 회전프레임(220), 보조프레임(230), 연결프레임(240), 회전부재(250) 및 구동부(260)를 포함하여 구성된다.

상기 지지대(210)는 복수 개로 구성되고 지면에 배치설치된다.

상기 회전프레임(220)은 상기 복수의 지지대(210) 상단에 결합 배치되고, 내부가 중공형이며 내부면이 기어형상으로 구성된다.

상기 보조프레임(230)은 상기 회전프레임(220) 하단에 평행하게 배치되고 상기 복수의 지지대(210)를 연결한다.

상기 연결프레임(240)은 상기 회전프레임(210)과 상기 보조프레임(230)을 연결하고, 상기 회전프레임(210)과 보조프레임(230) 내부에 구동부(260)가 배치된다.

상기 회전부재(250)는 상기 회전프레임(220)에 구비되고, 상기 와이어(50)와 연결된다.

상기 구동부(260)는 상기 회전프레임(220)을 구동하고, 상기 회전프레임(220)이 구동됨에 따라 상기 회전부재(250)가 일방 또는 타방으로 회전하여 상기 회전부재(250)에 연결된 와이어(50)의 길이를 조절할 수 있다.

상기 와이어(50)의 길이를 조절함에 따라 상기 와이어(50)와 연결고정된 고정프레임(40)이 움직이고, 이에 따라 복수의 태양광패널(30)의 각도를 동시에 조절할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(260)는, 제1부재(261), 제2부재(262), 제3부재(263) 및 한 쌍의 제4부재(264)를 포함하여 구성된다.

상기 제1부재(261)는 연결프레임(240) 측면을 관통하여 회전프레임(220)과 평행하게 돌출된다. 상기 돌출부분을 손잡이 형상으로 하여 수동으로 회전할 수 있다.

상기 제2부재(262)는 상기 연결프레임(240) 내부에 배치되고, 상기 제1부재(261)와 수직되게 결합된다.

상기 제3부재(263)는 상기 회전프레임(220) 내부에 배치되고, 상기 제2부재(262)와 수직되게 결합된다.

상기 한 쌍의 제4부재(264)는 상기 회전프레임(220) 내부에 고정 결합되고, 상기 제3부재(263)에 양 끝단에 각각 결합된다.

상기 구동부(260)는 상기 제1부재(261)와 제2부재(262)를 연결하는 제1연결부재(261a) 및 상기 제2부재(262)와 제3부재(263)를 연결하는 제2연결부재(262a)를 더 포함한다.

상기 제1부재(261), 제2부재(262), 제3부재(263) 및 한 쌍의 제4부재(264)는 서로 연결 고정되어 있고, 상기 제1부재(261)를 구동함에 따라 상기 제1부재(261), 제2부재(262), 제3부재(263) 및 한 쌍의 제4부재(264)가 동시에 구동되어 회전프레임(220)을 구동한다.

구체적으로, 상기 제1연결부재(261a)는 제1부재(261)의 상하방향의 회전을

제2부재(262)의 좌우방향의 회전으로 변환하고, 상기 제2연결부재(262a)는 상기 제2부재(262)의 좌우방향의 회전을 제3부재(263)의 상하방향의 회전으로 변환한다.

일 실시 예로, 상기 제1연결부재(261a) 및 제2연결부재(262a)는 운동 전달방향을 바꿀 수 있는 베벨기어의 형태일 수 있다.

상기 구동부(260)가 구동됨에 따라 상기 회전프레임(220)을 일방 또는 타방으로 회전시키고, 상기 회전프레임(220)에 결합된 회전부재(250)를 회전시켜 와이어(50)의 길이를 조절하게 된다. 이하 상기 와이어(50)의 길이를 조절하면서 태양광패널(30)의 각도 변화를 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 태양광패널의 각도 변화에 따른 움직임을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 상기 구동부(도 3의 260참조)가 구동되면서 회전부재(250)가 회전하고, 이에 따라 와이어(50)의 길이가 조절되면서 태양광패널(30)의 각도가 조절된다.

영농형 태양광 발전설비의 경우, 태양광발전과 동시에 농작물 또한 경작해야 하므로, 태양광발전 및 농작물의 생육 모두 일사량은 중요한 요소가 된다.

농작물의 생육이 발달해야 하는 시기에는 일사량이 농작물에 많이 필요하므로, 도 4의 태양광패널이 30의 위치와 같이 지면에 수직으로 배치되어 농작물에 일사량을 많이 미치도록 할 수 있다.

또한, 농작물의 생육시기가 지나거나, 겨울과 같은 휴지기에는 상기 태양광패널의 위치를 30'로 하여 태양광패널에 미치는 일사량을 많게 하여 태양광발전 효율을 높일 수 있다.

경우에 따라, 태양광패널의 위치를 30 과 30' 사이의 어느 중간으로 하는 것도 물론 가능하다.

즉, 와이어(50)의 길이 조절로 인해 제2프레임(20)을 기준으로 제3프레임(30)의 위치 또는 각도가 변경된다. 이에 따라 태양광패널(30)은 0도~90도 사이의 각도를 가지도록 조절될 수 있다.

또한, 와이어는 계절별 온도와 반복 사용으로 늘어지거나 줄어들 수 있으므로, 늘어지거나 줄어듦에 따라 구동부(도 3의 260참조)를 구동하여 와이어 길이를 조절할 수 있다.

따라서, 복수의 구조물(100)이 이격되어 배치되어 있는 영농형 태양광발전에 있어서, 각도조절장치(200)을 구비하여 동시에 태양광패널(30)의 각도를 조절함에 따라 영농과 태양광발전을 동시에 효율적으로 할 수 있다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시 예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시 예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

10 제1프레임 20 제2프레임
30 태양광패널 40 제3프레임
50 와이어 100 구조물
200 각도조절장치 210 지지대
220 회전프레임 230 보조프레임
240 연결프레임 250 회전부재
260 구동부 261 제1부재
262 제2부재 263 제3부재
264 제4부재 261a 제1연결부재
262a 제2연결부재

Claims (7)

1. 이격되어 배치되고 지면에 설치된 한 쌍의 제1프레임과, 상기 한 쌍의 제1프레임 상단을 연결하고, 하부에 복수의 태양광패널 일측이 결합된 제2프레임과, 상기 제2프레임과 나란하게 배치되어 상기 복수의 태양광패널 타측이 결합된 제3프레임을 포함하는 다수의 구조물;
   각 구조물의 상기 제3프레임을 서로 연결하는 복수의 와이어; 및
   상기 와이어의 일측에 연결되고, 상기 와이어의 길이를 조절하여 상기 각 구조물의 상기 다수의 태양광패널의 각도를 동시에 조절하는 각도조절장치;를 포함하는 영농형 태양광 발전설비.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 각도조절장치는,
   이격되어 배치되는 복수의 지지대;
   상기 복수의 지지대 상단에 결합 배치되고, 내부가 중공형인 회전프레임;
   상기 회전프레임 하단에 평행하게 배치되어 상기 복수의 지지대를 연결하는 보조프레임;
   상기 회전프레임과 보조프레임을 연결하는 연결프레임;
   상기 복수의 와이어 각각과 연결되고 상기 회전프레임에 배치되는 복수의 회전부재;및
   상기 회전프레임을 구동하여 상기 복수의 회전부재와 연결된 상기 복수의 와이어의 길이를 조절하는 구동부;
   를 포함하는 영농형 태양광 발전설비.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 구동부는,
   상기 연결프레임 측면을 관통하여 상기 회전프레임과 평행하게 돌출된 제1부재;
   상기 연결프레임 내부에 배치되고, 상기 제1부재와 수직결합된 제2부재;
   상기 회전프레임 내부에 배치되고, 상기 제2부재와 수직결합된 제3부재;및
   상기 회전프레임 내부에 고정 결합되고, 상기 제3부재에 결합된 한 쌍의 제4부재;
   를 포함하는 영농형 태양광 발전설비.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1부재와 제2부재를 연결하는 제1연결부재 및 상기 제2부재와 제3부재를 연결하는 제2연결부재를 더 포함하는 영농형 태양광 발전설비.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1연결부재는 상기 제1부재의 상하방향의 회전을 상기 제2부재의 좌우방향의 회전으로 변환하고,
   상기 제2연결부재는 상기 제2부재의 좌우방향의 회전을 상기 제3부재의 상하방향의 회전으로 변환하는 영농형 태양광 발전설비.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 제1부재가 상하방향으로 회전함에따라 상기 제2부재가 좌우방향으로 회전하고 동시에 상기 제3부재가 상하방향으로 회전하면서 상기 회전프레임에 고정된 상기 한 쌍의 제4부재가 회전하면서 상기 회전프레임을 회전시키는 영농형 태양광 발전설비.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 구동부의 구동으로 상기 회전프레임이 회동함에 따라, 상기 복수의 회전부재가 회동하면서 상기 복수의 회전부재에 연결된 복수의 와이어의 길이를 조절하여 상기 구동프레임을 회동시켜 상기 복수의 태양광패널의 각도를 동시에 조절하는 영농형 태양광 발전설비.
   
   

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