KR20210036624A - 태양광수집장치 - Google Patents

태양광수집장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210036624A
KR20210036624A KR1020190118816A KR20190118816A KR20210036624A KR 20210036624 A KR20210036624 A KR 20210036624A KR 1020190118816 A KR1020190118816 A KR 1020190118816A KR 20190118816 A KR20190118816 A KR 20190118816A KR 20210036624 A KR20210036624 A KR 20210036624A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotation shaft
sunlight
optical cable
concentrator
photovoltaic
Prior art date
Application number
KR1020190118816A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102289578B1 (ko
Inventor
정재호
Original Assignee
정재호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 정재호 filed Critical 정재호
Priority to KR1020190118816A priority Critical patent/KR102289578B1/ko
Publication of KR20210036624A publication Critical patent/KR20210036624A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102289578B1 publication Critical patent/KR102289578B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S20/00—Supporting structures for PV modules
    • H02S20/30—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment
    • H02S20/32—Supporting structures being movable or adjustable, e.g. for angle adjustment specially adapted for solar tracking
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/10—Frame structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/20—Optical components
    • H02S40/22—Light-reflecting or light-concentrating means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/52—PV systems with concentrators

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 태양광의 위치를 추적하여 태양광을 효과적으로 수집할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광수집장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양광수집장치는 지지프레임(31)과, 상기 지지프레임(31)에 전후방향으로 연장되도록 구비된 회전축(20)과, 전단부가 상기 회전축(20)에 상하방향으로 회동가능하게 결합된 집광기(30)와, 상기 집광기(30)에 연결되어 집광기(30)의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(40)과, 상기 회전축(20)에 연결되어 상기 회전축(20)을 측방향으로 회전시키는 회전구동수단(50)과, 태양광이 입력되는 입력단이 상기 집광기(30)의 하측에 위치되도록 구비된 광케이블(60)로 구성되어, 상기 집광기(30)가 태양의 움직임에 따라 자동으로 측방향으로 회전되면서 빛을 수집하여 광케이블(60)로 전달할 수 있음으로, 태양광을 효과적으로 수집하여 태양광발전기(1)로 전달할 수 있는 장점이 있다.

Description

태양광수집장치{sunlight collecting apparatus}
본 발명은 태양광의 위치를 추적하여 태양광을 효과적으로 수집할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광수집장치에 관한 것이다.
최근 들어, 태양광을 이용하여 발전을 하는 태양광발전기의 사용이 증가되고 있다.
이러한 태양광발전기는 조사되는 태양광의 광밀도에 따라 발전량이 비례됨으로, 태양광발전기가 태양과 직각을 이루도록 설치하는 것이 바람직하다.
그런데, 지구가 자전을 함에 따라, 태양의 방향은 지속적으로 번화하게 됨으로, 태양광발전기가 항상 태양과 직각을 이루도록 하기 위해서는 태양광발전기의 방향을, 태양의 방향에 맞추어 지속적으로 변하시켜야 한다.
따라서, 최근에는 이러한 태양광발전기에 태양광의 방향에 따라 태양광발전기이 방향을 조절하는 태양광추적장치를 구비하여 태양광발전기가 지속적으로 태양을 향하도록 하는 경우가 늘어가고 있다.
그런데, 이러한 태양광추적장치는 구조가 복잡하고 유지관리가 어려운 문제점이 발생되었다.
또한, 이러한 태양광발전기는 면적에 대응하여 발전용량이 증가하게 되는데, 종래의 태양광발전기는 면적을 증가시키기 위해서는 많은 비용이 소요되는 문제점이 발생되었다.
이러한 문제점은 태양광발전기뿐 아니라, 태양광보일러를 비롯하여 태양광을 이용하는 모든 종류의 장치에 동일하게 발생되었다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 방법이 필요하게 되었다.
등록특허 10-0967808호,
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양광의 위치를 추적하여 태양광을 효과적으로 수집할 수 있도록 된 새로운 구조의 태양광수집장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 전후방향으로 연장되도록 구비된 회전축(20)과, 전단부가 상기 회전축(20)에 상하방향으로 회동가능하게 결합된 집광기(30)와, 상기 집광기(30)에 연결되어 집광기(30)의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(40)과, 상기 회전축(20)에 연결되어 상기 회전축(20)을 측방향으로 회전시키는 회전구동수단(50)과, 태양광이 입력되는 입력단이 상기 집광기(30)의 하측에 위치되도록 구비된 광케이블(60)을 포함하여, 상기 집광기(30)에 의해 수집된 태양광을 상기 광케이블(60)을 통해 원하는 곳으로 전달할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 회전구동수단(50)은 상기 회전축(20)이 12시간동안 180°회전되도록 함과 동시에, 상기 회전축(20)의 회전방향이 12시간에 한번씩 반전되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 회전구동수단(50)은 탈진기를 이용하여 상기 회전축의 회전속도를 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 회전축(20)에 연결되어 회전축(20)이 외력에 의해 급속하게 회전되는 것을 방지하기 위한 댐퍼기구(A)를 더 포함하며, 상기 댐퍼기구(A)는 내부에 유체가 충진된 실린더(22)와, 상기 실린더(22)의 내부에 슬라이드가능하게 결합되어 상기 실린더(22)의 내부공간을 양측의 제1 및 제2 챔버(22a,22b)로 구획하는 피스톤(23)과, 상기 피스톤(23)의 일측에서 상기 실린더(22)의 전방으로 연장되며 일측에는 기어열(24a)이 형성된 피스톤로드(24)와, 상기 기어열(24a)에 치합된 피동기어(25)와, 상기 회전축(20)에 구비된 구동기어(26)와, 상기 구동기어(26)와 피동기어(25)를 상호 연결하며 상기 회전축(20)의 회전속도를 증폭시켜 상기 피동기어(25)로 전달하는 증속기(27)를 포함하고, 상기 피스톤(23)에는 양면을 관통하는 관통공(23a)이 형성되어 상기 회전축(20)이 회전됨에 따라 피스톤로드(24)와 피스톤(23)이 측방향으로 슬라이드되면, 상기 제1 및 제2 챔버(22a,22b) 내부의 유체가 상기 관통공(23a)을 통과하면서 저항을 발생시켜 상기 회전축(20) 및 집광기(30)가 외력에 의해 급격하게 회전되는 것을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 집광기(30)는 상기 회전축(20)에 결합되는 지지프레임(31)과, 상기 지지프레임(31)에 구비된 볼록렌즈(32)와, 상기 지지프레임(31)의 하측에 구비되며 상기 광케이블(60)의 입력단이 고정되는 고정대(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 광케이블(60)의 입력단에는 상측으로 갈수록 내경이 확대되며 내주면에는 반사물질을 도포한 반사층(61b)이 형성된 수광기(61)가 구비된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 수광기(61)의 내부에 구비된 오목렌즈(61c)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 수광기(61)의 둘레면에 결합된 초점확인판(62)을 더 포함하고, 상기 초점확인판(62)은 중앙부가 하측으로 오목하게 구성되어, 상기 볼록렌즈(32)를 통과한 태양광이 상기 수광기(61)를 벗어나는 곳으로 조사될 경우 태양광이 초점확인판(62)에 조사되어 관리자가 이를 확인하고 상기 집광기(30)의 방향과 기울기를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 광케이블(60)의 출력단에는 태양광을 넓게 확산하는 광확산기(63)가 구비된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 초점확인판(62)에 구비되어 초점확인판(62)의 온도를 측정하는 온도센서(71)와, 상기 온도센서(71)에 연결된 제어수단(72)과, 상기 제어수단(72)에 연결된 경보기(73)를 더 포함하며, 상기 제어수단(72)은 상기 온도센서(71)의 신호를 수신하여 상기 초점확인판(62)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승되면, 상기 볼록렌즈(32)를 통과한 태양광이 초점확인판(62)에 조사되는 것으로 판단하여 경보기(73)를 작동시킴으로써 관리자에게 이를 알릴 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치가 제공된다.
본 발명에 따른 태양광수집장치는 지지프레임(31)과, 상기 지지프레임(31)에 전후방향으로 연장되도록 구비된 회전축(20)과, 전단부가 상기 회전축(20)에 상하방향으로 회동가능하게 결합된 집광기(30)와, 상기 집광기(30)에 연결되어 집광기(30)의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(40)과, 상기 회전축(20)에 연결되어 상기 회전축(20)을 측방향으로 회전시키는 회전구동수단(50)과, 태양광이 입력되는 입력단이 상기 집광기(30)의 하측에 위치되도록 구비된 광케이블(60)로 구성되어, 상기 집광기(30)가 태양의 움직임에 따라 자동으로 측방향으로 회전되면서 빛을 수집하여 광케이블(60)로 전달할 수 있음으로, 태양광을 효과적으로 수집하여 태양광발전기(1)로 전달할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광수집장치를 도시한 측단면도,
도 2는 본 발명에 따른 태양광수집장치의 집광기를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 태양광수집장치의 집광기를 확대도시한 측단면도,
도 4는 본 발명에 따른 태양광수집장치의 집광기의 회전상태를 도시한 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 태양광수집장치의 댐퍼기구를 도시한 참고도,
도 6은 본 발명에 따른 태양광수집장치의 광확산기를 도시한 측단면도,
도 7은 본 발명에 따른 태양광수집장치의 작용을 도시한 참고도,
도 8은 본 발명에 따른 태양광수집장치의 제2 실시예를 도시한 측단면도,
도 9는 본 발명에 따른 태양광수집장치의 제2 실시예의 회로구성도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 7은 본 발명에 따른 태양광수집장치를 도시한 것으로, 태양광을 수집하여 태양광발전기(1)로 전달하는 것을 예시한 것이다.
이에 따르면, 본 발명에 따른 태양광수집장치는, 지지대(10)와, 상기 지지대(10)에 전후방향으로 연장되도록 구비된 회전축(20)과, 전단부가 상기 회전축(20)에 상하방향으로 회동가능하게 결합된 집광기(30)와, 상기 집광기(30)에 연결되어 집광기(30)의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(40)과, 상기 회전축(20)에 연결되어 상기 회전축(20)을 측방향으로 회전시키는 회전구동수단(50)과, 태양광이 입력되는 입력단이 상기 집광기(30)의 하측에 위치되도록 구비되고 태양광이 출력되는 출력단이 상기 태양광발전기(1)를 향하도록 구비된 광케이블(60)로 구성된다.
상기 지지대(10)는 바닥면에 고정되는 수평부(11)와, 상기 수평부(11)의 양단에서 상측으로 연장된 수직부(12)로 구성된다.
상기 회전축(20)은 전후단이 상기 수직부(12)에 회전가능하게 결합된다.
이때, 상기 회전축(20)은 전후단이 남북방향으로 연장되도록 구비되며, 전단에 비해 후단이 하측에 위치되게 즉, 남쪽으로 하향경사지도록 배치된다. 이는 북반구 기준이며, 남반구에서는 북쪽으로 하향경사지도록 배치된다.
그리고, 상기 회전축(20)의 후단부에는 측방향으로 연장된 지지바(21)가 구비된다.
또한, 상기 지지대(10)의 수직부(12)에는 상기 회전축(20)에 연결되어 회전축(20)이 급격하게 회전되는 것을 방지하는 댐퍼기구(A)가 구비된다.
상기 댐퍼기구(A)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 수직부(12)에 고정되며 내부에 유체가 충진된 실린더(22)와, 상기 실린더(22)의 내부에 슬라이드가능하게 결합되어 상기 실린더(22)의 내부공간을 양측의 제1 및 제2 챔버(22a,22b)로 구획하는 피스톤(23)과, 상기 피스톤(23)의 일측에서 상기 실린더(22)의 전방으로 연장되며 일측에는 기어열(24a)이 형성된 피스톤로드(24)와, 상기 기어열(24a)에 치합된 피동기어(25)와, 상기 회전축(20)에 구비된 구동기어(26)와, 상기 구동기어(26)와 피동기어(25)를 상호 연결하며 상기 회전축(20)의 회전속도를 증폭시켜 상기 피동기어(25)로 전달하는 증속기(27)로 구성된다.
이때, 상기 피스톤(23)에는 양면을 관통하는 관통공(23a)이 형성되어, 상기 제1 및 제2 챔버(22a,22b)에 충진된 유체가 상기 관통공(23a)을 통해 상호 반대쪽 챔버로 이동될 수 있도록 구성된다.
상기 유체는 일반적인 물이나, 오일 등을 이용할 수 있다.
그리고, 상기 증속기(27)는 상기 수직부(12)에 고정된 하우징에 다수개의 증속기어를 상호 결합하여 구성된다.
이러한 증속기(27)는 일반적인 것임으로, 이에 대한 더이상 자세한 설명은 생략한다.
따라서, 상기 회전축(20)과 함께 구동기어(26)가 정역방향으로 회전되면, 구동기어(26)가 회전되는 속도를 증폭시켜 상기 피동기어(25)를 정역방향으로 회전시키며, 이에 따라, 상기 피스톤로드(24)와 피스톤(23)이 전후방향으로 슬라이드되어, 상기 제1 및 제2 챔버(22a,22b)의 내부에 저장된 유체가 상기 관통공(23a)을 통해 반대쪽 챔버로 이동하면서 저항을 발생시켜 상기 피스톤로드(24)와 피스톤(23)이 느리게 이동하도록 한다.
이때, 상기 회전축(20)이 느리게 회전될 경우, 상기 유체가 관통공(23a)을 통과할 때, 매우 작은 저항만이 발생됨으로, 상기 회전구동수단(50)에 의해 회전축(20)과 집광기(30)의 회전에 방해되지 않는다.
반대로, 바람이나 기타 의도하지 않은 외력이 상기 집광기(30)에 가해져 집광기(30)와 회전축(20)이 일측으로 빠르게 회전될 경우, 상기 관통공(23a)을 통과하는 유체의 저항이 급격히 증가되며 이에 따라, 상기 집광기(30)와 회전축(20)이 빠르게 회전되지 않도록 조절한다.
상기 집광기(30)는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 회전축(20)에 결합되는 지지프레임(31)과, 상기 지지프레임(31)에 구비된 볼록렌즈(32)와, 상기 지지프레임(31)의 하측에 구비되며 상기 광케이블(60)의 입력단이 고정되는 고정대(33)로 구성된다.
상기 지지프레임(31)은 금속재의 사각형틀 형상으로 구성된 것으로, 내부에는 수평바(31a)와 수직바(31b)가 구비되어, 내부공간이 4개의 공간부로 구획되도록 구성된다.
이때, 상기 지지프레임(31)은 후단부에 구비되며 지지바(21)의 외부에 회전가능하게 결합되는 지지관(31c)에 의해 상기 회전축(20)의 지지바(21)에 상하방향으로 회동가능하게 결합된다.
상기 볼록렌즈(32)는 두께가 얇은 프레넬렌즈를 이용하는 것으로, 4개로 구성되어, 상기 지지프레임(31) 내부의 공간부를 막도록 설치된다.
상기 고정대(33)는 상기 지지프레임(31)의 둘레부에서 하측으로 이격되도록 구비되여, 상기 고정대(33)에 상기 광케이블(60)의 입력단을 볼록렌즈(32)의 하측에 볼록렌즈(32)의 초점거리만큼 이격되도록 설치할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 고정대(33)는 상기 볼록렌즈(32)의 개수에 대응되도록 4의 광케이블(60)을 고정할 수 있도록 구성된다.
따라서, 상기 집광기(30)가 태양을 향하도록 방향이 조절된 상태에서, 상기 집광기(30)로 태양광이 조사되면, 태양광은 상기 볼록렌즈(32)를 통과하면서 집광되어 상기 광케이블(60)의 입력단으로 조사된다.
상기 기울기조절수단(40)은 작업자가 수동으로 신축시킬 수 있도록 된 기계식 실린더(22)를 이용하는 것으로, 양단이 상기 회전축(20)과 지지프레임(31)의 전단부에 연결되어, 작업자가 기울기조절수단(40)을 신축시키면, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 집광기(30) 전체가 상하방향, 즉, 남북방향으로 회동되어, 태양광의 경도변화에 따라, 집광기(30)가 태양을 향하도록 조절할 수 있다.
상기 회전구동수단(50)은 상기 수직부(12)에 고정된 하우징의 내부에 태엽과, 상기 태엽에 연결된 구동기어와, 상기 회전축(20)에 구비된 종동기어와, 상기 구동기어와 종동기어를 연결하는 복수개의 감속기어로 구성되어, 상기 태엽이 풀리는 힘을 이용하여 상기 회전축(20)을 천천히 회전시키도록 구성된다.
이때, 상기 회전구동수단(50)은 상기 회전축(20)을 12시간동안 180°회전시키도록 구성된다.
또한, 상기 회전구동수단(50)의 감속기어과 종동기어의 사이에는 회전축(20)의 회전방향을 역전시키는 역전기어와, 상기 감속기어가 상기 종동기어에 직접 연결되도록 하거나, 상기 감속기어가 상기 역전기어를 통해 상기 종동기어에 연결되도록 제어하는 절환클러치와, 상기 회전축(20)의 회전각도를 측정하여 상기 절환클러치의 작동을 제어하는 제어수단이 구비되어, 회전축(20)이 일방향으로 12시간동안 180°회전되면 상기 제어수단이 상기 절환클러치의 작동을 제어하여 상기 회전축(20)이 반대방향으로 12시간동안 180°회전시키도록 한다.
이때, 상기 회전구동수단(50)은 회전축(20)과 집광기(30)가 오전 6시에 수직방향에서 동쪽방향으로 90°기울어지도록 회전된 상태에서, 12시간 동안 서쪽으로 180°회전되어 오후 6시에 서쪽방향으로 90°로 기울어지도록 회전되며, 다시 반대쪽, 즉, 동쪽으로 12시간 동안 180°회전되어, 오전 6시에 동쪽으로 90°기울어지도록 회전되는 것을 반복한다.
또한, 상기 회전구동수단(50)에는 사용자가 수동으로 상기 회전축(20)의 회전각도를 조절할 수 있는 수동조절레버가 구비되어, 상기 회전축(20)의 각도에 오차가 발생될 경우, 사용자가 상기 수동조절레버를 조작하여, 회전축(20)을 동쪽 또는 서쪽으로 회전시킴으로써, 집광기(30)가 태양을 향하도록 방향을 조절할 수 있다.
또한, 상기 회전구동수단(50)에서 상기 종동기어의 회전소도를 제한하는 방법으로는 일반적으로 태엽시계에서 사용되는 탈진기를 이용한다
상기 탈진기는탈진바퀴와 앵커와 밸런스 및 헤어스프링을 이용하는 방식과, 진자를 이용하는 방식 등 다양한 것이 사용됨으로 이에 대한 더이상 자세한 설명은 생략한다.
이와 같이, 태엽을 이용하여 회전축(20)을 정역방향으로 회전시키고 수동조절레버를 이용하여 회전축(20)의 각도를 조절하는 장치는 다양한 종류의 것이 개발되어 사용됨으로, 이에 대한 더 이상 자세한 설명은 생략한다.
상기 광케이블(60)은 입력단에는 수광기(61)와 초점확인판(62)이 구비되며, 상기 수광기(61)를 통해 상기 고정대(33)에 고정된다.
상기 수광기(61)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상측으로 갈수록 내경이 확대된 깔대기형상으로 구성되며 후단부에는 상기 광케이블(60)의 입력단이 삽입되는 고정관부(61a)가 형성되어, 상기 광케이블(60)의 입력단에 고정되는 것으로, 내주면에는 반사물질을 도포한 반사층(61b)이 형성되어, 상기 볼록렌즈(32)를 통과한 태양광을 상기 광케이블(60)의 입력단으로 반사할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 수광기(61)의 내부에는 오목렌즈(61c)가 구비되어, 상기 볼록렌즈(32)를 통하면서 집광된 태양광을 확산시켜 상기 광케이블(60)의 입력단으로 전달하도록 구성된다.
상기 초점확인판(62)은 중앙부가 하측으로 오목한 금속재질의 디스크형상으로 구성되어, 상기 수광기(61)의 전단부 둘레면에 구비된 것으로, 상기 볼록렌즈(32)를 통과한 태양광이 상기 수광기(61)를 벗어나는 곳으로 조사될 경우 태양광이 초점확인판(62)에 조사되어 관리자가 이를 확인하고 상기 집광기(30)의 방향과 기울기를 조절할 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 집광기(30)의 상하방향 기울기나 측방향 회전각도가 태양과 직각을 향하지 못할 경우, 상기 볼록렌즈(32)를 통과하면서 집광된 태양광이 상기 수광기(61)의 내부로 조사되지 못하게 된다.
이때, 상기 수광기(61)의 둘레부에는 초점확인판(62)이 구비됨으로, 집광된 태양광이 상기 초점확인판(62)에 조사됨으로, 관리자는 상기 초점확인판(62)에 조사된 태양광의 위치를 확인하고, 상기 기울기조절수단(40)과 회전구동수단(50)을 수동으로 조작하여, 볼록렌즈(32)를 통과한 태양이 상기 수광기(61)의 중앙부로 조사되도록 조절할 수 있다.
그리고, 상기 광케이블(60)의 출력단에는 태양광을 넓게 확산하는 광확산기(63)가 구비된다.
상기 광확산기(63)는 도 6에 도시한 바와 같이, 상면에는 상기 광케이블(60)의 출력단이 결합되는 고정관부(63a)가 구비되며, 도시 안된 지지프레임에 의해 상기 태양광발전기(1)로 부터 이격되도록 설치되는 것으로, 외측면에는 반사층(63b)이 형성되어, 내부로 유입된 태양광이 내부로 반사하도록 구성된다.
따라서, 상기 집광기(30)의 볼록렌즈(32)를 통과하면서 집광된 태양광은 상기 수광기(61)의 오목렌즈(61c)를 통과하면서 확산되어 광케이블(60)의 입력단으로 유입된 후 광케이블(60)을 통해 상기 광확산기(63)로 전달되고, 광확산기(63)를 통과하면서 태양광발전기(1)의 면적에 대응되도록 확산되어 태양광발전기(1)로 공급된다.
이와 같이 구성된 태양광수집장치는 지지프레임(31)과, 상기 지지프레임(31)에 전후방향으로 연장되도록 구비된 회전축(20)과, 전단부가 상기 회전축(20)에 상하방향으로 회동가능하게 결합된 집광기(30)와, 상기 집광기(30)에 연결되어 집광기(30)의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(40)과, 상기 회전축(20)에 연결되어 상기 회전축(20)을 측방향으로 회전시키는 회전구동수단(50)과, 태양광이 입력되는 입력단이 상기 집광기(30)의 하측에 위치되도록 구비된 광케이블(60)로 구성되어, 상기 집광기(30)가 태양의 움직임에 따라 자동으로 측방향으로 회전되면서 빛을 수집하여 광케이블(60)로 전달할 수 있음으로, 태양광을 효과적으로 수집하여 태양광발전기(1)로 전달할 수 있는 장점이 있다.
이때, 상기 회전구동수단(50)은 상기 회전축(20)이 12시간동안 180°회전되도록 함과 동시에, 상기 회전축(20)의 회전방향이 12시간에 한번씩 반전되도록 함으로, 상기 집광기(30)가 효과적으로 태양광을 따라 측방향으로 방향조절되는 장점이 있다.
그리고, 상기 회전축(20)에는 회전축(20)이 외력에 의해 급속하게 회전되는 것을 방지하기 위한 댐퍼기구(A)가 연결되고, 상기 댐퍼기구(A)는 내부에 유체가 충진된 실린더(22)와, 상기 실린더(22)의 내부에 슬라이드가능하게 결합되어 상기 실린더(22)의 내부공간을 양측의 제1 및 제2 챔버(22a,22b)로 구획하는 피스톤(23)과, 상기 피스톤(23)의 일측에서 상기 실린더(22)의 전방으로 연장되며 일측에는 기어열(24a)이 형성된 피스톤로드(24)와, 상기 기어열(24a)에 치합된 피동기어(25)와, 상기 회전축(20)에 구비된 구동기어(26)와, 상기 구동기어(26)와 피동기어(25)를 상호 연결하며 상기 회전축(20)의 회전속도를 증폭시켜 상기 피동기어(25)로 전달하는 증속기(27)를 포함하고, 상기 피스톤(23)에는 양면을 관통하는 관통공(23a)이 형성되어 상기 회전축(20)이 회전됨에 따라 피스톤로드(24)와 피스톤(23)이 측방향으로 슬라이드되면, 상기 제1 및 제2 챔버(22a,22b) 내부의 유체가 상기 관통공(23a)을 통과하면서 저항을 발생시켜 상기 회전축(20) 및 집광기(30)가 외력에 의해 급격하게 회전되는 것을 방지할 수 있도록 구성됨으로, 바람 등에 의해, 상기 회전축(20)과 집광기(30)가 측방향으로 회전되어, 태양광을 효과적으로 수집하지 못하게 되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 상기 집광기(30)는 상기 회전축(20)에 결합되는 지지프레임(31)과, 상기 지지프레임(31)에 구비된 볼록렌즈(32)와, 상기 지지프레임(31)의 하측에 구비되며 상기 광케이블(60)의 입력단이 고정되는 고정대(33)로 구성되어, 상기 볼록렌즈(32)를 이용하여 빛을 집광시켜 지름이 작은 광케이블(60)로 효과적으로 전달할 수 있는 장점이 있다.
특히, 상기 광케이블(60)의 입력단에는 상측으로 갈수록 내경이 확대되며 내주면에는 반사물질을 도포한 반사층(61b)이 형성된 수광기(61)가 구비되고, 상기 수광기(61)의 내부에는 오목렌즈(61c)가 구비됨으로, 상기 볼록렌즈(32)를 통과하면서 집광된 빛을 확산시켜 광케이블(60)로 공급합으로써, 광케이블(60)을 통한 빛의 전달효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 수광기(61)의 둘레면에 결합된 초점확인판(62)을 더 포함하고, 상기 초점확인판(62)은 중앙부가 하측으로 오목하게 구성되어, 상기 볼록렌즈(32)를 통과한 태양광이 상기 수광기(61)를 벗어나는 곳으로 조사될 경우 태양광이 초점확인판(62)에 조사되어 관리자가 이를 확인할 수 있음으로, 관리자가 상기 태양광이 상기 수광기(61)의 중앙부로 조사되도록 집광기(30)의 방향과 기울기를 조절하는 것이 매우 용이한 장점이 있다.
그리고, 상기 광케이블(60)의 출력단에는 태양광을 넓게 확산하는 광확산기(63)가 구비됨으로, 광케이블(60)을 통해 태양광발전기(1)로 공급되는 빛을 태양광발전기(1)의 면적으로 확대시킴으로써, 태양광발전기(1)의 발전효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 초점확인판(62)에 구비되어 초점확인판(62)의 온도를 측정하는 온도센서(71)와, 상기 온도센서(71)에 연결된 제어수단(72)과, 상기 제어수단(72)에 연결된 경보기(73)가 더 구비된다.
상기 온도센서(71)는 초점확인판(62)의 하측면에 구비된다.
상기 제어수단(72)은 상기 온도센서(71)의 신호를 수신하여 상기 초점확인판(62)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승되면, 경보기(73)를 작동시키도록 구성된다.
이를 자세히 설명하면, 상기 집광기(30)의 기울기와 방향이 태양을 정확히 향하지 못하여, 집광기(30)의 볼록렌즈(32)를 통과하여 집광된 태양광은 상기 수광기(61)로 수광되지 못하고 초점확인판(62)에 조사될 경우, 초점확인판(62)이 태양광에 의해 가열되어 초점확인판(62)의 온도가 높게 상승된다.
즉, 상기 온도센서(71)에 의해 측정된 초점확인판(62)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승된다는 것은, 상기 집광기(30)의 기울기와 방향이 태양을 정확히 향하지 못한다는 것을 의미하게 되며, 상기 제어수단(72)은 상기 온도센서(71)의 신호를 수신하여 상기 초점확인판(62)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승되면, 상기 볼록렌즈(32)를 통과한 태양광이 초점확인판(62)에 조사되는 것으로 판단하여 경보기(73)를 작동시킴으로써 관리자에게 이를 알리게 된다.
따라서, 관리자가 신속하게 이를 확인하고 집광기(30)의 기울기와 방향을 조절하여, 태양광이 광케이블(60)로 전달되도록 할 수 있는 장점이 있다.
본 실시예의 경우, 본 발명에 따른 태양광수집장치는 태양광발전기(1)에 태양광을 전달하도록 된 것을 예시하였으나, 이와 같이 구성된 태양광수집장치는 태양광발전기(1) 이외에, 태양열보일러를 비롯한 다양한 종류의 장비에 태양광을 수집하여 전달하는데 사용될 수 있다.
또한, 이때, 상기 회전축(20)은 남쪽으로 하향경사지도록 배치되는 것을 예시하였으나, 남반구에 설치될 경우, 북쪽으로 하향경사지게 설치된다.
10. 지지대 20. 회전축
30. 집광기 40. 기울기조절수단
50. 회전구동수단 60. 광케이블

Claims (10)

  1. 지지대(10)와,
    상기 지지대(10)에 전후방향으로 연장되도록 구비된 회전축(20)과,
    전단부가 상기 회전축(20)에 상하방향으로 회동가능하게 결합된 집광기(30)와,
    상기 집광기(30)에 연결되어 집광기(30)의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(40)과,
    상기 회전축(20)에 연결되어 상기 회전축(20)을 측방향으로 회전시키는 회전구동수단(50)과,
    태양광이 입력되는 입력단이 상기 집광기(30)의 하측에 위치되도록 구비된 광케이블(60)을 포함하여,
    상기 집광기(30)에 의해 수집된 태양광을 상기 광케이블(60)을 통해 원하는 곳으로 전달할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전구동수단(50)은 상기 회전축(20)이 12시간동안 180°회전되도록 함과 동시에, 상기 회전축(20)의 회전방향이 12시간에 한번씩 반전되도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 회전구동수단(50)은 탈진기를 이용하여 상기 회전축의 회전속도를 조절하도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 회전축(20)에 연결되어 회전축(20)이 외력에 의해 급속하게 회전되는 것을 방지하기 위한 댐퍼기구(A)를 더 포함하며,
    상기 댐퍼기구(A)는
    내부에 유체가 충진된 실린더(22)와,
    상기 실린더(22)의 내부에 슬라이드가능하게 결합되어 상기 실린더(22)의 내부공간을 양측의 제1 및 제2 챔버(22a,22b)로 구획하는 피스톤(23)과,
    상기 피스톤(23)의 일측에서 상기 실린더(22)의 전방으로 연장되며 일측에는 기어열(24a)이 형성된 피스톤로드(24)와,
    상기 기어열(24a)에 치합된 피동기어(25)와,
    상기 회전축(20)에 구비된 구동기어(26)와,
    상기 구동기어(26)와 피동기어(25)를 상호 연결하며 상기 회전축(20)의 회전속도를 증폭시켜 상기 피동기어(25)로 전달하는 증속기(27)를 포함하고,
    상기 피스톤(23)에는 양면을 관통하는 관통공(23a)이 형성되어 상기 회전축(20)이 회전됨에 따라 피스톤로드(24)와 피스톤(23)이 측방향으로 슬라이드되면, 상기 제1 및 제2 챔버(22a,22b) 내부의 유체가 상기 관통공(23a)을 통과하면서 저항을 발생시켜 상기 회전축(20) 및 집광기(30)가 외력에 의해 급격하게 회전되는 것을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 집광기(30)는
    상기 회전축(20)에 결합되는 지지프레임(31)과,
    상기 지지프레임(31)에 구비된 볼록렌즈(32)와,
    상기 지지프레임(31)의 하측에 구비되며 상기 광케이블(60)의 입력단이 고정되는 고정대(33)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광케이블(60)의 입력단에는 상측으로 갈수록 내경이 확대되며 내주면에는 반사물질을 도포한 반사층(61b)이 형성된 수광기(61)가 구비된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 수광기(61)의 내부에 구비된 오목렌즈(61c)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 수광기(61)의 둘레면에 결합된 초점확인판(62)을 더 포함하고,
    상기 초점확인판(62)은 중앙부가 하측으로 오목하게 구성되어,
    상기 볼록렌즈(32)를 통과한 태양광이 상기 수광기(61)를 벗어나는 곳으로 조사될 경우 태양광이 초점확인판(62)에 조사되어 관리자가 이를 확인하고 상기 집광기(30)의 방향과 기울기를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광케이블(60)의 출력단에는 태양광을 넓게 확산하는 광확산기(63)가 구비된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 초점확인판(62)에 구비되어 초점확인판(62)의 온도를 측정하는 온도센서(71)와,
    상기 온도센서(71)에 연결된 제어수단(72)과,
    상기 제어수단(72)에 연결된 경보기(73)를 더 포함하며,
    상기 제어수단(72)은 상기 온도센서(71)의 신호를 수신하여 상기 초점확인판(62)의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승되면, 상기 볼록렌즈(32)를 통과한 태양광이 초점확인판(62)에 조사되는 것으로 판단하여 경보기(73)를 작동시킴으로써 관리자에게 이를 알릴 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 태양광수집장치.
KR1020190118816A 2019-09-26 2019-09-26 태양광수집장치 KR102289578B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190118816A KR102289578B1 (ko) 2019-09-26 2019-09-26 태양광수집장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190118816A KR102289578B1 (ko) 2019-09-26 2019-09-26 태양광수집장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210036624A true KR20210036624A (ko) 2021-04-05
KR102289578B1 KR102289578B1 (ko) 2021-08-13

Family

ID=75461853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190118816A KR102289578B1 (ko) 2019-09-26 2019-09-26 태양광수집장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102289578B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102450775B1 (ko) * 2021-11-22 2022-10-06 김영지 오염 방지 태양광 발전 모듈

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080077937A (ko) * 2007-02-21 2008-08-26 미래에너지기술(주) 태양광 집광기구 및 그를 이용한 태양광 집속식 발전장치
KR20090093884A (ko) * 2008-02-29 2009-09-02 홍원배 태양광 집광 모듈
KR100967808B1 (ko) 2008-05-16 2010-07-05 주식회사 우리별텔레콤 태양광 추적장치
KR20100087594A (ko) * 2009-01-28 2010-08-05 중앙대학교 산학협력단 태양광 집광 장치
KR20110125780A (ko) * 2010-05-14 2011-11-22 주식회사 바론이엔씨 태양전지판 지지시스템
KR20120090682A (ko) * 2011-02-08 2012-08-17 이동희 태양광 집광장치 및 그 제조방법
KR20180042877A (ko) * 2016-10-18 2018-04-27 경일대학교산학협력단 태양전지 냉각 및 경보시스템

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080077937A (ko) * 2007-02-21 2008-08-26 미래에너지기술(주) 태양광 집광기구 및 그를 이용한 태양광 집속식 발전장치
KR20090093884A (ko) * 2008-02-29 2009-09-02 홍원배 태양광 집광 모듈
KR100967808B1 (ko) 2008-05-16 2010-07-05 주식회사 우리별텔레콤 태양광 추적장치
KR20100087594A (ko) * 2009-01-28 2010-08-05 중앙대학교 산학협력단 태양광 집광 장치
KR20110125780A (ko) * 2010-05-14 2011-11-22 주식회사 바론이엔씨 태양전지판 지지시스템
KR20120090682A (ko) * 2011-02-08 2012-08-17 이동희 태양광 집광장치 및 그 제조방법
KR20180042877A (ko) * 2016-10-18 2018-04-27 경일대학교산학협력단 태양전지 냉각 및 경보시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102450775B1 (ko) * 2021-11-22 2022-10-06 김영지 오염 방지 태양광 발전 모듈

Also Published As

Publication number Publication date
KR102289578B1 (ko) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3998206A (en) System for collecting and utilizing solar energy
US4139286A (en) Apparatus for concentrating solar energy
US4136674A (en) System for solar radiation energy collection and conversion
US4295621A (en) Solar tracking apparatus
JP6092774B2 (ja) 集光式昼光集光器
US20090314280A1 (en) Apparatus and A Method for Solar Tracking and Concentration af Incident Solar Radiation for Power Generation
KR101003294B1 (ko) 태양광 집광기구 및 그를 이용한 태양광 집속식 발전장치
US20070137640A1 (en) Revolutionary solar collecting system
CN102893101A (zh) 太阳能反射装置
KR20210036624A (ko) 태양광수집장치
WO2013053222A1 (zh) 一种碟式聚光器及包括该聚光器的太阳能热发电系统
KR100749504B1 (ko) 태양열 발전시스템에 적용되는 태양광 반사장치
JP2015094534A (ja) トラフ型太陽熱集熱器
KR100782372B1 (ko) 태양열 발전시스템에 적용되는 태양광 반사장치
CN112378094A (zh) 透射型太阳能聚光集热系统
KR101082718B1 (ko) 태양광 추적장치
KR200449061Y1 (ko) 태양 추적 에너지 발생 장치
CN1110662C (zh) 自动跟踪定向反射太阳能锅炉
KR101234738B1 (ko) 태양열 추적기능을 갖는 온수/난방 시스템
KR100749508B1 (ko) 태양열 발전시스템에 적용되는 태양광 반사장치
JPS59212649A (ja) 太陽受熱器
JP2016018205A (ja) 反射鏡およびヘリオスタット装置ならびに太陽熱集熱装置および太陽光集光発電装置
JP4831529B2 (ja) 太陽光熱発電装置
WO2009146468A1 (en) Heliostat
CN112005061B (zh) 跟踪装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant