KR20210120788A - 태양광 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 태양전지 모듈들로 이루어진 태양전지 어레이, 수직바와 수평바가 서로 결합되어 상기 태양전지 어레이를 지지하는 구조물, 전선으로 상기 태양전지 어레이의 정션박스와 연결된 인버터, 상기 태양전지 어레이와 상기 수평바의 사이에 위치하고 상기 전선을 수용할 수 있는 공간이 수용공간이 형성된 전선 프로파일, 상기 구조물의 수평바들의 조합으로 이루어진 설치부의 일측과 연결되어 상기 태양전지 어레이와 마주하는 덮개 반사부 및 상기 설치부의 타측에 배치되어 있고 상기 태양전지 어레이를 덮을 수 있는 스크린부를 포함한다.

Description

태양광 발전 시스템{Photovoltaic Power Generation System}
본 발명은 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
석유, 석탄, 천연가스 등을 이용한 화석 에너지원은 매장량에 한계가 있고 머지않아 고갈될 것으로 예측되며, 화석 에너지원은 심각한 대기오염의 주범이 되고 있다.
그리고 원자력 에너지원은 방사성 폐기물 등의 위험성을 안고 있어, 에너지 이용의 변화에 대한 필요성이 제기되고 있다. 특히, 대한민국은 석유에 대한 해외 의존도가 높고 에너지의 자립도가 낮아 태양 에너지, 풍력, 수력, 지열, 해양 에너지, 바이오 에너지 등의 신재생 에너지 사업을 정부가 적극적으로 지원하고 있다.
신재생 에너지를 이용한 발전의 하나인 태양광(photovoltaic) 발전은 태양광 발전 시스템을 이용하여 태양 에너지를 전력 에너지로 변환하는 기술이다. 태양광은 화석 에너지원과는 달리 온실가스 배출이나 환경 파괴를 일으키지 않으며 태양 복사열은 무궁무진한 장점이 있다. 이러한 태양광 발전은 1839년 프랑스에서 광전효과에 대한 과학적인 발견이 이루어졌고, 1940년대에 초고순도 단결정 실리콘을 제조할 수 있는 기술인 개발되었고, 1958년 미국의 뱅가드 위성으로 최초 상용화되었다.
태양광 발전 시스템은 태양광을 받아 직류전기를 생산하는 태양전지 모듈, 생산된 직류전기를 인버터, 축전지까지 전송하기 위한 전선이 연결된 정션박스가 태양전지 모듈의 후면에 설치된다.
한편, 태양전지의 가장 작은 단위는 셀이며, 셀을 조립하여 모듈을 만들고 모듈의 둘레에 테두리 프레임이 배치되어 고정된다. 그리고 모듈들을 연결하여 어레이를 구성하게 된다.
이러한 어레이는 기둥, 기둥과 연결된 가로, 세로 프레임으로 이루어진 구조물에 설치된다. 이때 전선이 외부로 그래도 노출되어 외관이 지저분하게 되었다.
그리고 태양광 발전 시스템은 태양전지 모듈에 입사되는 광의 양에 발전 전력량이 크게 좌우되기 때문에, 먼지, 이물질 등에 의해 태양전지 모듈의 표면이 오염되는 경우 발전 전력량이 크게 저하된다. 때문에 태양광 발전 시스템에서는 태양전지 모듈의 표면을 세척해야 한다. 이에, 인력으로 태양전지 모듈의 표면을 솔 따위의 도구로 단순히 털어주는 형태로 청소하거나, 태양전지 모듈의 표면에 물을 뿌려 세척하는 형태로 청소를 하는 실정이다.
아울러, 태양광 발전 시스템이 야외에 설치되어 태양전지 모듈이 노출되어 있어 강우, 강설, 강풍 등에 의해 손상될 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-1563924호 (2015.10.22.) 대한민국 등록특허 제10-1935476호 (2018.12.28.)
본 발명은 태양전지 어레이의 후면에 설치된 정션박스와 인버터를 연결하고 있는 전선이 노출되지 않도록 하는 기술을 제공한다.
본 발명은 태양전지 모듈의 청소가 용이하며, 태양전지 모듈을 강우, 강설, 강풍 따위의 요건으로부터 보호하는 기술을 제공한다.
본 발명의 한 실시예 따른 태양광 발전 시스템은, 태양전지 모듈들로 이루어진 태양전지 어레이, 수직바와 수평바가 서로 결합되어 상기 태양전지 어레이를 지지하는 구조물, 전선으로 상기 태양전지 어레이의 정션박스와 연결된 인버터, 상기 태양전지 어레이와 상기 수평바의 사이에 위치하고 상기 전선을 수용할 수 있는 공간이 수용공간이 형성된 전선 프로파일, 상기 구조물의 수평바들의 조합으로 이루어진 설치부의 일측과 연결되어 상기 태양전지 어레이와 마주하는 덮개 반사부 및 상기 설치부의 타측에 배치되어 있고 상기 태양전지 어레이를 덮을 수 있는 스크린부를 포함한다.
상기 스크린부는 상기 태양전지 어레이를 덮을 수 있는 스크린부재, 상기 스크린부재의 일단과 연결되어 있고 상기 태양전지 어레이의 표면을 닦을 수 있는 스크린로드, 상기 설치부의 타측에 배치되어 있고 상기 스크린부재의 타단이 연결되어 있는 권취부 및 상기 설치부에 배치되어 상기 스크린로드와 연결되어 있으며 상기 스크린로드를 움직이는 스크린구동부를 포함할 수 있다.
상기 스크린구동부의 구동으로 상기 스크린로드가 상기 권취부에서 멀어지면 상기 스크린부재는 상기 권취부에서 풀리면서 상기 태양전지 어레이의 표면을 덮으며, 상기 스크린구동부의 구동으로 상기 스크린로드가 상기 권취부와 가까워지면 상기 스크린부재는 걷히면서 상기 권취부의 구동으로 감길 수 있다.
상기 권취부는 상기 설치부를 따라 배치된 하우징, 상기 하우징의 내부에 회전할 수 있게 배치되어 있고 상기 스크린부재의 타단이 연결되어 있고 상기 스크린부재를 풀고 감는 권취 드럼 및 상기 권취 드럼과 연결된 스파이럴 스프링을 포함할 수 있다.
상기 스크린로드가 상기 권취부로부터 멀어지면 상기 스파이럴 스프링은 압축되어 탄성력이 발생하고, 상기 스크린로드가 상기 권취부와 가까워지면 상기 스파이럴 스프링의 탄성력에 의해 상기 권취 드럼은 회전되어 상기 스크린부재를 감길 수 있다.
상기 스크린구동부는 상기 설치부의 일측과 타측에 각각 회전할 수 있게 배치된 한 쌍의 풀리, 상기 한 상의 풀리에 감아걸기되어 있고 상기 스크린로드가 연결된 벨트 및 상기 한 쌍의 풀리 중 일측의 풀리와 연결된 풀리모터를 포함할 수 있다.
상기 태양광 발전 시스템은 상기 스크린로드에는 유체가 유동하는 유로와 상기 유체가 배출되는 분사홀이 형성되어 있으며, 상기 스크린로드와 연결된 세정 냉각부를 더 포함할 수 있다.
상기 세정 냉각부는 상기 설치부의 측면에 배치되어 일단이 상기 스크린로드와 연결되어 있으며 길이가 가변 될 수 있는 가변관, 상기 가변관과 연결되어 있고 물이 저장되는 급수탱크 및 상기 급수탱크에 위치하여 상기 가변관과 연결된 급수펌프를 포함할 수 있다.
상기 세정 냉각부는 상기 스크린로드의 길이 방향을 따라 설치되어 있고 상기 태양전지 어레이의 표면과 접하는 브러쉬, 그리고 상기 스크린로드의 길이 방향을 따라 설치되어 있고 상기 태양전지 어레이의 표면과 접하는 스크레이퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 브러쉬와 상기 스크레이퍼는 상기 분사홀을 사이에 두고 배치될 수 있다.
상기 태양광 발전 시스템은 상기 권취부의 하우징을 따라 배치되어 상기 세정 냉각부와 연결되어 지면으로 유체를 분사하는 지면 냉각부를 더 포함할 수 있다.
상기 스크린부재는 태양광이 투과할 수 있는 투명 합성수지일 수 있다.
상기 스크린부재는 2mm 내지 5mm 두께를 갖는 부직포일 수 있다.
본 발명의 실시예 따르면, 전선 프로파일에 의해 정션박스의 인버터를 연결하고 있는 전선이 정리되어 태양광 발전 시스템의 외부로 노출되지 않는다. 이에 태양광 발전 시스템의 외관이 미려하다.
본 발명의 실시예 따르면, 프로파일 고정부가 이웃한 태양전지 모듈의 사이에 고정되어 있고 결합날개의 걸림홀이 걸림돌기에 걸리어 고정된다. 이에 전선 프로파일은 태양전지 어레이이 고정된다. 스크류를 사용하여 고정하는 것보다 전선 프로파일의 설치 시간을 단축할 수 있으며, 분리가 용이하다.
본 발명의 실시예 따르면, 덮개 반사부는 세워졌을 때 입사된 태양광을 태양전지 어레이로 반사하여 태양전지 어레이로 태양광 입사율을 높여 태양광 발전 효율을 높인다. 그리고 덮개 반사부는 눕혀진 경우 태양전지 어레이를 외부 요건으로부터 보호하고, 광고층의 노출로 태양광 발전 시스템을 광고용으로 활용하여 사용 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예 따르면, 전기 에너지를 생산하지 않은 태양과 발전 시스템은 스크린부재로 태양전지 어레이를 덮어 분진, 미립자 등의 이물질에 의해 태양전지 어레이의 표면이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 반사 플레이트가 스크린부재를 덮음으로 태양전지 어레이의 표면을 충격과 같은 외부 요건으로부터 더욱 보호할 수 있다.
본 발명의 실시예 따르면, 스크린로드가 설치부의 타측에서 일측으로 이동할 때 스크린부재가 세정된 태양전지 어레이의 표면을 덮으므로 세정된 태양전지 어레이를 보호할 수 있다.
본 발명의 실시예 따르면, 지면 냉각부에서 태양광 발전 시스템이 설치된 지면으로 유체가 분사되면서 지면의 온도가 낮아진다. 이에 지면의 온도 상승으로 태양전지 어레이의 온도가 상승하는 것을 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 저면 사시도.
도 2는 도 1의 A 부분 확대도.
도 3은 도 2의 전선 프로파일을 나타낸 단면도.
도 4는 도 3의 전선 프로파일의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 5는 도 3의 전선 프로파일의 다른 실시예를 나타낸 단면도.
도 6은 도 2의 전선 프로파일이고 태양전지 어레이를 결합하는 프로파일 고정부를 나타낸 분해도.
도 7은 도 4의 프로파일 고정부 결합 상태를 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도.
도 9는 도 8의 덮개 반사부의 일부분을 나타낸 개략도.
도 10은 본 발명의 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도.
도 11은 도 10의 반사 플레이트가 스크린부재를 덮고 있는 상태를 나타낸 개략도.
도 12는 도 10의 스크린부를 나타낸 개략도.
도 13은 도 10의 스크린구동부를 나타낸 개략도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도.
도 15는 도 14의 스크린로드를 나타낸 확대도.
도 16은 본 발명의 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
그러면 본 발명의 한 실시예 따른 태양광 발전 시스템에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 저면 사시도이고, 도 2는 도 1의 A 부분 확대도이며, 도 3은 도 2의 전선 프로파일을 나타낸 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 실시예 따른 태양광 발전 시스템(1)은, 태양전지 어레이(10), 구조물(30), 인버터(20) 및 전선 프로파일(40a)을 포함하며 정션박스(112)와 인버터(20)를 연결하고 있는 전선(113)이 노출되지 않도록 하여 태양광 발전 시스템(1)의 외관이 미려해질 수 있도록 한다.
태양전지 어레이(10)는 태양전지, 강화유리, 에바시트, 백시트, 프레임(111), 정션박스(112) 등으로 이루어진 태양광 모듈(11)의 조합으로 이루어져 있으며, 입사된 태양광으로 직류전기를 생산한다.
구조물(30)은 수직바(31)와 수평바(321)의 결합으로 이루어져 있다. 수직바(31)는 세워져 있으며 하단이 지면에 고정되어 있다. 수직바(31)는 전후, 좌우 방향으로 배열되어 있으며 배열된 수직바(31)의 상하 길이는 다르게 형성되어 있다.
수평바(321)는 가로바와 세로바로 이루어져 태양전지 어레이(10)가 고정되는 설치부(32)를 이룬다. 설치부(32)는 길이가 다른 수직바(31)들에 의해 일측에서 타측방향으로 경사져 있다. 이때 지면을 기준으로 타측의 높이가 일측의 높이보다 높다. 이와 같은 구조물(30)은 태양광 발전 시스템(1)의 설치 현장에서 전후, 좌우 방향으로 연속 배열되어 있다.
인버터(20)는 구조물(30)의 일측에 배치되어 있으며 전선(113)으로 정션박스(112)와 연결되어 있다.
이와 같은 태양전지 어레이(10), 구조물(30) 및 인버터(20)의 세부적인 구성은 공지된 태양광 발전 시스템의 태양전지 어레이, 구조물 및 인버터와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.
전선 프로파일(40a)은 수용몸체(41), 그리고 결합날개(42a)를 포함하며 태양전지 어레이(10)와 설치부(32)의 사이에 위치하여 전선(113)을 수용하고 있다. 전선 프로파일(40a)에 의해 전선(113)은 정리되어 태양광 발전 시스템(1)의 외부로 노출되지 않는다. 전선 프로파일(40a)은 태양전지 어레이(10)의 폭 방향(10W)을 따라 설치되어 길이 방향(10L)으로 배열되어 있다.
수용몸체(41)는 태양전지 어레이(10)와 마주하는 상면이 개방되어 있으며, 길이 방향을 따라 전선(113)이 위치하는 수용공간(411)이 형성되어 있다. 수용공간(411)은 수용몸체(41)의 상면 및 길이 방향 양측으로 개방되어 있다. 개방된 양측에는 수용공간(411)으로 이물질 따위가 유입되는 것을 차단하기 위한 캡(44)이 결합되어 있다. 캡(44)은 고무 따위로 만들어질 수 있다.
수용몸체(41)의 높이(41H)는 30mm 내지 40mm일 수 있다. 그러나 수용몸체(41)의 높이(41H)는 35mm일 수도 있다. 수용몸체(41)의 폭(41W)은 40mm 내지 60mm일 수 있다. 그러나 수용몸체(41)의 폭(41W)은 50mm일 수도 있다. 그리고 수용몸체(41)의 외부 둘레와 내부 둘레 사이의 두께(41T)는 0.5mm 내지 1.5mm일 수 있다. 그러나 두께(41T)는 1mm일 수도 있다. 수용몸체(41)의 높이(41H)가 30mm 미만이고, 폭(41W)이 40mm 미만인 경우 전선(113)을 수용되는 수용공간(411)이 협소하게 되어 전선들을 수용할 수 있다. 수용몸체(41)의 높이(41H)가 40mm를 초과하고 폭(41W)이 60mm를 초과할 경우 수용몸체(41)의 부피 증가로 운송 및 설치에 어려움이 있다. 그리고 두께(41T)가 0.5mm 미만으로 형성되면 외력에 의해 쉽게 파손되며 1.5mm를 초과할 경우 강도는 향상되나 중량의 증가로 운송 및 설치에 어려움이 있다.
결합날개(42a)는 수용몸체(41)의 개방된 상면 양측에서 외측 방향으로 수직하게 돌출되어 수용몸체(41)의 길이 방향을 따라 형성되어 있다.
결합날개(42a)는 태양전지 모듈(11)의 프레임(111)과 접하며 태양전지 모듈(11)의 백시트와 간격을 두고 마주한다. 프레임(111)과 결합날개(42a)가 접하고 있는 부분을 스크류가 결합되어 전선 프로파일(40a)이 태양전지 어레이(10)가 고정된다. 결합날개(42a)의 고정으로 수용몸체(41)의 하면은 설치부(32)와 간격을 두고 마주한다. 그리고 백시트와 결합날개(42a)의 사이에 틈이 형성되며 정션박스(112)와 연결된 전선(113)이 틈을 통해 수용공간(411)으로 삽입되어 있다. 이에 전선(113)을 수용공간(411)에 넣기 위한 구멍을 수용몸체(41)에 형성하지 않고 수용공간(411)으로 삽입시킬 수 있다.
그리고 결합날개(42a)는 10mm 내지 20mm 길이(42L)로 돌출되어 있다. 그러나 결합날개(42a)의 돌출된 길이(42L)는 15mm일 수 있다. 그리고 결합날개(42a)의 두께는 수용몸체(41)의 두께(41T)와 같다. 결합날개(42a)의 길이(42L)가 10mm 미만이면 프레임(111)과 접촉 면적이 협소하여 스크류의 결합이 불편하며, 더욱이 두께가 0.5mm 미만인 경유 스크류 체결 과정 중 결합날개(42a)가 손상될 수 있다. 그리고 길이(42L)가 20mm를 초과할 경우 접촉 면적 증대로 스크류의 체결은 용이하여 전선 프로파일(40a)의 중량이 증가할 수 있으며, 두께가 1.5mm를 초과할 경우 스크류가 결합날개(42a)를 통과하는 시간이 증가하여 전선 프로파일(40a)의 고정시간이 증가하여 설치 작업을 저해한다.
이와 같은 전선 프로파일(40a)은 금속 따위로 만들어질 수 있다. 전선 프로파일(40a)의 재질을 금속으로 한정하는 것은 아니다.
다음으로 도 4를 참고하여 전선 프로파일의 다른 실시예 대해 설명한다.
도 4는 도 3의 전선 프로파일의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참고하면, 본 실시예 따른 전선 프로파일(40b)은 도 3을 참고하여 설명한 실시예의 구성 요소를 대부분 가진다. 다만 본 실시예 따른 전선 프로파일(40a)의 결합날개(42b)는 수용몸체(41)의 개방된 상면 양측에서 내측 및 외측 방향으로 각각 수직하게 돌출되어 수용몸체(41)의 길이 방향을 따라 형성되어 있다. 결합날개(42b)는 수용몸체(41)의 측면(412)을 기준으로 외측 방향으로 돌출된 길이(42OUT_L)는 10mm 내지 20mm이며, 내측 방향으로 돌출된 길이(42IN_L)는 5mm 내지 10mm이다. 이에 본 실시예 따른 결합날개(42b)의 전체 길이는 15mm 내지 20mm이다. 외측으로 돌출된 결합날개(42b) 부분은 스크류의 관통으로 태양전지 모듈(11)의 프레임(111)과 결합되며, 내측으로 돌출된 결합날개(42b) 부분은 수용공간(411)에 수용된 전선(113)이 이탈하지 않도록 한다.
이외 다른 구성은 도 3의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
다음으로 도 5를 참고하여 전선 프로파일의 다른 실시예 대해 설명한다.
도 5는 도 3의 전선 프로파일의 다른 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참고하면, 본 실시예 따른 전선 프로파일(40c)은 도 3 또는 도 4를 참고하여 설명한 실시예의 구성 요소를 대부분 가진다. 다만 본 실시예 따른 전선 프로파일(40c)은 마찰돌기(43)를 더 포함한다. 도면 도 5에서 결합날개(42c)가 수용몸체(41)의 외측 방향으로 돌출된 것으로 도시하였으나, 결합날개(42c)는 수용몸체(41)의 내측 방향으로 돌출될 수도 있다.
마찰돌기(43)는 수용몸체(41)의 내부 둘레에서 내측 중앙으로 1mm 돌출되어 수용몸체(41)의 길이 방향을 따라 형성되어 있다. 마찰돌기(43)는 수용몸체(41)의 내부 둘레와 직각을 이루는 수평면과 수평면에서 수용몸체(41)의 내부 둘레로 경사진 경사면으로 이루어져 있다. 이에 마찰돌기(43)는 직각삼각형 형상을 이룬다.
마찰돌기(43)는 수용몸체(41)의 내부 둘레에서 상하 방향으로 배열되어 있다. 마찰돌기(43)는 결합날개(42a)를 기준으로 5mm 내지 15mm 범위(43L)에 배열되어 있다. 그러나 마찰돌기(43)는 10mm 범위에 배열될 수 있다. 마찰돌기(43)는 수용몸체(41)의 개방된 상부에서 수용공간(411)으로 삽입된 전선(113)의 이탈 방지를 위해 마찰계수를 증가시킨다.
이외 다른 구성은 도 3 및 도 4의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
다음으로 도 6 및 도 7을 참고하여 태양광 발전 시스템의 다른 실시예 대해 설명한다.
도 6은 도 2의 전선 프로파일이고 태양전지 어레이를 결합하는 프로파일 고정부를 나타낸 분해도이고, 도 7은 도 4의 프로파일 고정부 결합 상태를 나타낸 개략도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 본 실시예 따른 태양광 발전 시스템(2)은 도 1 내지 도 5의 실시예를 그대로 포함하면서 프로파일 고정부(50)를 더 포함할 수 있다.
프로파일 고정부(50)는 받침부재(51), 걸림돌기(52), 연결부재(53) 및 안착부재(54)를 포함하며 전선 프로파일(40a)을 스크류를 사용하지 않고 태양전지 어레이(10)에 고정한다.
결합날개(42a)에는 길이 방향을 따라 간격을 두고 걸림홀(421)이 형성되어 있다. 걸림홀(421)이 형성된 부분은 태양전지 모듈(11)의 프레임(111)과 접한다.
받침부재(51)는 기설정된 길이를 가지며 결합날개(42a)의 하면(422)과 접하고 있다. 받침부재(51)는 걸림홀(421)이 형성된 부분에 위치한다. 한편, 받침부재(51)의 일부분은 결합날개(42a)를 벗어나 있다.
걸림돌기(52)는 결합날개(42a)와 접하고 있는 일면에서 수직하게 돌출되어 걸림홀(421)에 삽입되어 있다.
걸림돌기(52)가 걸림홀(421)에 걸리는 것으로 하였으나, 걸림돌기(52)와 걸림홀(421)은 생략될 수 있다. 이 경우 받침부재(51)와 태양전지 모듈(11)의 프레임(111)의 사이에는 요철이 형성되어 맞물릴 수 있다.
연결부재(53)는 결합날개(42a)에서 벗어나 있는 받침부재(51)에서 상부로 수직하게 돌출되어 있다. 연결부재(53)는 이웃한 태양전지 모듈(11)의 프레임(111) 사이를 통해 태양전지 모듈(11)의 상부로 노출되어 있다.
안착부재(54)는 연결부재(53)의 끝에서 수직하게 돌출되어 있으며 태양전지 모듈(11)의 프레임(111)을 덮고 있다. 그리고 도면에는 도시하지 않았지만 안착부재(54)가 태양전지 모듈(11)의 프레임(111)에서 미끄러지지 않도록 안착부재(54)와 태양전지 모듈(11)의 프레임(111) 사이에는 요철들이 형성되어 있다.
이에 태양전지 모듈(11)의 프레임(111)은 안착부재(54)와 받침부재(51)의 사이를 통과한다.
프로파일 고정부(50)가 이웃한 태양전지 모듈(11)의 사이에 고정되어 있고 결합날개(42a)의 걸림홀(421)이 걸림돌기(52)에 걸리어 고정되면서 전선 프로파일(40a)은 태양전지 어레이(10)가 고정된다. 이에 스크류를 사용하여 고정하는 것보다 전선 프로파일(40a)의 설치 시간을 단축할 수 있으며, 분리가 용이하다.
이외 다른 구성은 도 1 내지 도 7의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
다음으로 도 8 및 도 9를 참고하여 태양광 발전 시스템의 또 다른 실시예 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 9는 도 8의 덮개 반사부의 일부분을 나타낸 개략도이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 본 실시예 따른 태양광 발전 시스템(3)은 도 1 내지 도 7의 실시예를 그대로 포함하면서 덮개 반사부(60)를 더 포함한다.
덮개 반사부(60)는 반사 플레이트(61), 그리고 힌지 구동부(62)를 더 포함하며 입사된 태양광을 태양전지 어레이(10)로 반사하며 태양전지 어레이(10)를 강풍, 강설, 강우 등의 외부 요건으로부터 보호한다.
반사 플레이트(61)는 플레이트 몸체(611), 반사층(612) 및 광고층(613)을 포함하며 입사된 태양광을 태양전지 어레이(10)로 반사하거나 태양전지 어레이(10)를 외부 요건으로부터 보호한다.
플레이트 몸체(611)는 태양전지 어레이(10)를 덮을 수 있는 넓이를 갖는다. 플레이트 몸체(611)의 일측은 설치부(32)의 일측과 연결되어 일측을 기준으로 움직일 수 있다. 이에 플레이트 몸체(611)는 일측을 기준으로 세워지거나 눕혀질 수 있다.
반사층(612)은 태양전지 어레이(10)와 마주하는 플레이트 몸체(611)의 일면에 배치되어 있다. 플레이트 몸체(611)가 세워졌을 때 반사층(612)은 태양전지 어레이(10)와 기설정된 각도로 기울어지며 입사된 태양광을 태양전지 어레이(10)로 정반사 한다. 이에 반사층(612)은 빛을 반사할 수 있는 필름, 거울 등으로 형성될 수 있다. 한편, 반사층(612)은 입사된 빛을 난반사 할 수도 있다.
반사층(612)을 통해 태양전지 어레이(10)로 반사된 태양광, 태양전지 어레이(10)로 직접 입사되는 태양광에 의해 태양전지 어레이(10)에 조사되는 태양광은 더욱 향상되어 태양광 발전 효율이 향상된다.
광고층(613)은 플레이트 몸체(611)의 타면에 배치되어 있다. 플레이트 몸체(611)가 세워지면 광고층(613)은 이웃한 구조물에 의해 가려진다. 하지만 플레이트 몸체(611)가 눕혀지면 광고층(613)은 노출된다.
광고층(613)에는 문자, 도형 등이 형성되어 광고를 나타낼 수 있다. 문자, 도형은 발광 가능한 엘이디로 형성될 수 있다. 그러나 문자, 도형은 축광안료로 인쇄되어 형성될 수도 있다. 즉, 야간에 시인성을 높일 수 있는 것이라면 다양하게 적용될 수 있다.
이에 태양광 발전 시스템(3)이 도로와 근접한곳, 산 중턱 등 사람들에게 노출되는 곳에 설치되어 있는 경우 덮개 반사부(60)의 광고층(613)이 노출되므로 태양광 발전 시스템(3)을 전기 생산 이외 광고용으로 활용할 수 있다. 특히 광고층(613)의 발광으로 야간에서 노출되므로 광고 효율은 더욱 향상된다.
힌지 구동부(62)는 샤프트(621), 부싱부재(622), 스프라켓(623) 및 구동모터(624)를 포함하며 반사 플레이트(61)를 회전시켜 세우거나 눕힌다.
샤프트(621)는 플레이트 몸체(611)의 일측 양측에서 외측 방향으로 돌출되어 있다. 샤프트(621)는 플레이트 몸체(611)와 일체로 형성되어 있다.
부싱부재(622)는 플레이트 몸체(611)의 양측에 위치하여 샤프트(621)와 결합되어 있다. 부싱부재(622)는 샤프트(621)를 회전할 수 있도록 지지한다. 부싱부재(622)는 설치부(32)의 일측에 결합되어 있다.
스프라켓(623)은 샤프트(621)에 결합되어 있다. 이때 스프라켓(623) 회전 시 샤프트(621)가 따라 회전할 수 있도록 스프라켓(623)과 샤프트(621)는 키 결합되어 있다.
구동모터(624)는 설치부(32)의 일측에 배치되어 있으며 스프라켓(623)과 체인(624a)으로 동력 연결되어 있다. 구동모터(624)의 동력이 체인(624a)을 통해 스프라켓(623)에 전달되어 샤프트(621)가 회전한다. 이때 샤프트(621)의 회전 방향에 따라 반사 플레이트(61)는 세워지거나 눕혀진다.
덮개 반사부(60)는 세워졌을 때 입사된 태양광을 태양전지 어레이(10)로 반사하여 태양전지 어레이(10)로 태양광 입사율을 높여 태양광 발전 효율을 높인다. 그리고 덮개 반사부(60)는 눕혀진 경우 태양전지 어레이(10)를 외부 요건으로부터 보호하고, 광고층(613)의 노출로 태양광 발전 시스템(3)을 광고용으로 활용하여 사용 효율을 높일 수 있다.
이외 다른 구성은 도 1 내지 도 7의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
다음으로 도 10 내지 도 13을 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 11은 도 10의 반사 플레이트가 스크린부재를 덮고 있는 상태를 나타낸 개략도이며, 도 12는 도 10의 스크린부를 나타낸 개략도이고, 도 13은 도 10의 스크린구동부를 나타낸 개략도이다.
도 10 내지 도 13을 참고하면, 본 실시예 따른 태양광 발전 시스템(4)은 도 1 내지 도 9의 실시예를 그대로 포함하면서 태양전지 어레이(10)를 덮어 보호하는 스크린부(70)를 더 포함한다.
스크린부(70)는 스크린부재(71), 스크린로드(72), 권취부(73) 및 스크린구동부(74)를 포함한다.
스크린부재(71)는 기설정된 넓이를 가지며 스크린부재(71)는 권취부(73)에 감겨 있다. 권취부(73)에서 풀린 스크린부재(71)는 태양전지 어레이(10)의 표면을 덮을 수 있다. 스크린부재(71)는 덮개 반사부(60)와 함께 태양전지 어레이(10)를 덮을 수도 있다. 이때 스크린부재(71)를 덮개 반사부(60)가 누르고 있어 스크린부재(71)는 강풍에 의해 날리지 않는다. 한편, 스크린부재(71)는 2mm 내지 5mm 두께의 부직포 만들어질 수 있다. 스크린부재(71)는 동절기에 단열재 역할을 하여 추위로부터 태양전지 어레이(10)의 표면을 보호할 수 있다. 하지만, 스크린부재(71)는 태양광이 투과되는 투명필름으로 형성될 수 있다.
스크린로드(72)는 바 형태로 형성되어 스크린부재(71)의 일단에 결합되어 있다. 스크린로드(72)는 태양전지 어레이(10)의 표면을 따라 이동할 수 있으며, 스크린로드(72)의 이동으로 스크린부재(71)는 권취부(73)에서 풀리거나 감기게 된다. 즉, 스크린로드(72)가 당겨지면 권취부(73)에 감긴 스크린부재(71)가 풀리게 된다.
권취부(73)는 하우징(731), 귄취 드럼(732) 및 스파이럴 스프링(733)을 포함하며 스크린부재(71)를 보호하고 감는다.
하우징(731)은 내부가 비어 있으며 설치부(32)의 타측에서 설치부(32)의 길이 방향을 따라 설치되어 있다. 하우징(731)에는 개방홀이 형성되어 있다. 스크린부재(71)의 타단은 개방홀을 통해 하우징(731)의 내부로 삽입되어 있다.
귄취 드럼(732)은 하우징(731)의 내부에 위치하여 하우징(731)의 길이 방향을 따라 배치되어 있다. 귄취 드럼(732)의 양단은 하우징(731)의 양측에 회전할 수 있게 지지되어 있다. 귄취 드럼(732)에는 스크린부재(71)의 타단이 결합되어 있다. 귄취 드럼(732)의 회전으로 스크린부재(71)는 감기거나 풀릴 수 있다. 태양전지 어레이(10)를 덮고 있는 스크린부재(71)가 귄취 드럼(732)에 감기면 스크린부재(71)는 걷힌다. 그러나 스크린부재(71)가 귄취 드럼(732)에서 풀리면 태양전지 어레이(10)를 덮는다.
스파이럴 스프링(733)은 하우징(731)의 내부에 배치되어 귄취 드럼(732)과 결합되어 있다. 그러나 스파이럴 스프링(733)은 하우징(731)의 외부에 배치되어 귄취 드럼(732)과 결합될 수도 있다. 스크린부재(71)가 풀리는 방향으로 귄취 드럼(732)이 회전하면 스파이럴 스프링(733)은 압축되어 탄성력이 발생한다. 즉, 스파이럴 스프링(733)은 귄취 드럼(732)이 풀린 스크린부재(71)를 감을 수 있도록 귄취 드럼(732)을 회전시킨다.
스크린구동부(74)는 한 쌍의 풀리(741), 벨트(742) 및 풀리모터(743)를 포함하며 권취부(73)에 감긴 스크린부재(71)를 푼다.
한 쌍의 풀리(741)는 설치부(32)의 측면 일측과 타측에 각각 회전할 수 있게 설치되어 있다. 한 쌍의 풀리(741)는 설치부(32)의 좌우 양측에 각각 배치되어 있다.
벨트(742)는 한 쌍의 풀리(741)에 감아걸기되어 있다. 그리고 스크린로드(72)의 단부가 벨트(742)와 움직일 수 있게 결합되어 있다.
풀리모터(743)는 일측 또는 타측 풀리(741)와 연결되어 있으며 풀리모터(743)의 구동으로 풀리(741)가 회전하면서 벨트(742)가 움직인다. 벨트(742)의 움직임의 방향에 따라 스크린로드(72)가 설치부(32)의 타측에서 일측으로 일측에서 타측으로 움직일 수 있다.
스크린로드(72)가 권취부(73)에서 멀어지는 방향으로 이동하면 스크린부재(71)는 권취부(73)에서 풀린다. 이와 반대로 스크린로드(72)가 권취부(73)와 가까워지는 방향으로 이동하면 스크린로드(72)와 권취부(73) 사이의 스크린부재(71)의 장력이 느슨해진다. 이때 스파이럴 스프링(733)의 탄성력에 의해 느슨해진 스크린부재(71)는 귄취 드럼(732)에 감긴다.
위 설명에서 권취부(73)가 설치부(32)의 타측에 배치된 것으로 하였으나, 권취부(73)는 설치부(32)의 일측에 배치될 수도 있다.
전기 에너지를 생산하지 않은 태양과 발전 시스템(4)은 스크린부재(71)로 태양전지 어레이(10)를 덮어 분진, 미립자 등의 이물질에 의해 태양전지 어레이(10)의 표면이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한 반사 플레이트(61)가 스크린부재(71)를 덮음으로 태양전지 어레이(10)의 표면을 충격과 같은 외부 요건으로부터 더욱 보호할 수 있다.
그리고 투명으로 형성된 스크린부재(71)는 태양전지 어레이(10)를 덮고 있는 상태에서 태양광이 투과할 수 있다. 이에 이물질로부터 태양전지 어레이(10)의 표면이 오염되는 것을 방지하면서 전기 에너지를 생산할 수 있다.
이외 다른 구성은 도 1 내지 도 9의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
다음으로 도 14 내지 도 15를 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템에 대해 설명한다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 15는 도 14의 스크린로드를 나타낸 확대도이다.
먼저, 도 14를 참고하면, 본 실시예 따른 태양광 발전 시스템(5)은 도 1 내지 도 13의 실시예를 그대로 포함하면서 태양전지 어레이(10)의 표면과 지면에 물을 뿌리는 세정 냉각부(80)를 더 포함한다.
본 실시예 따른 스크린로드(72)는 내부에 유체가 유동할 수 있는 유로(721)가 길이 방향을 따라 형성되어 있다. 그리고 유로(721)를 유동하는 유체가 배출될 수 있도록 스크린로드(72)에는 분사홀(722)이 스크린로드(72)의 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 분사홀(722)에는 유체 분사 압력을 높이기 위한 노즐(도시하지 않음)이 설치될 수도 있다.
세정 냉각부(80)는 가변관(81), 급수탱크(82) 및 급수펌프(83)를 포함한다.
가변관(81)은 공지의 주름관 구조로 형성되어 있으며 유체가 내부를 유동할 수 있다. 가변관(81)의 일단은 스크린로드(72)와 결합되어 있으며 가변관(81)을 유동하는 유체는 스크린로드(72)의 내부로 유입되어 유로(721)를 유동할 수 있다. 한편, 가변관(81)은 스크린로드(72)가 스크린구동부(74)에 의해 움직일 때 그 길이가 가변된다. 즉, 스크린로드(72)가 권취부(73)에서 멀어지는 방향으로 이동하면 가변관(81)의 주름이 펼쳐지면서 가변관(81)의 길이는 늘어난다. 이와 반대로 스크린로드(72)가 권취부(73)와 가까워지면 가변관(81)은 주름에 의해 접히어 압축되어 그 길이가 줄어들 수 있다.
급수펌프(83)는 급수탱크(82)의 내부에 배치되어 있다. 급수펌프(83)는 지면에 설치되어 있다. 가변관(81)의 타단은 급수펌프(83)와 연결되어 있다. 이에 급수펌프(83)의 작동으로 급수탱크(82)에 저장된 유체는 가변관(81)과 스크린로드(72)를 유동하여 태양전지 어레이(10)의 표면으로 뿌려진다.
도 15를 더 참고하면 세정 냉각부(80)는 유체가 뿌려진 태양전지 어레이(10)의 표면을 세정할 수 있는 브러쉬(84), 그리고 스크레이퍼(85)를 더 포함할 수 있다.
본 실시예 따른 스크린로드(72)에 형성된 분사홀(722)은 태양전지 어레이(10)의 표면과 마주하는 부분에 형성되어 있다. 그리고 스크린로드(72)의 내부 바닥은 분사홀(722)의 방향으로 경사져 있어 스크린로드(72)를 유동하는 유체는 분사홀(722)을 통해 태양전지 어레이(10)의 표면으로 분사된다.
브러쉬(84)와 스크레이퍼(85)는 분사홀(722)을 사이에 두고 스크린로드(72)에 결합되어 있다. 브러쉬(84)와 스크레이퍼(85)는 태양전지 어레이(10)와 접하고 있다. 스크린로드(72)가 움직일 때 브러쉬(84)는 태양전지 어레이(10)의 표면에 묻은 이물질을 털어내고, 스크레이퍼(85)는 태양전지 어레이(10)에 분사된 유체를 닦아낸다. 이에 스크린로드(72)의 이동으로 태양전지 어레이(10)의 표면은 세정된다.
그리고 스크린로드(72)가 설치부(32)의 타측에서 일측으로 이동할 때 스크린부재(71)가 세정된 태양전지 어레이(10)의 표면을 덮으므로 세정된 태양전지 어레이(10)를 보호할 수 있다.
이외 다른 구성은 도 1 내지 도 13의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
다음으로 도 16을 참고하여 본 발명의 또 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템에 대해 설명한다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예 따른 태양광 발전 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 16을 참고하면, 본 실시예 따른 태양광 발전 시스템(6)은 도 1 내지 도 15의 실시예를 그대로 포함하면서 지면 냉각부(90)를 더 포함한다.
지면 냉각부(90)는 권취부(73)의 하우징(731)을 따라 배치되어 있으며 분사홀(91)이 길이 방향을 따라 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 그리고 지면 냉각부(90)의 양단은 회전할 수 있게 회전유닛(도시하지 않음)로 하우징(731)과 결합되어 있다. 회전유닛의 구동으로 지면 냉각부(90)는 회전하며 분사홀(91)이 향하는 방향은 변경될 수 있다.
지면 냉각부(90)는 급수탱크(82)와 연결되어 있다. 이에 급수탱크(82)에서 지면 냉각부(90)로 유입된 유체는 분사홀(91)을 통해 지면으로 분사된다. 분사된 유체는 지면의 온도를 낮출 수 있다. 지면 냉각부(90)의 회전으로 유체 분사 범위는 증대될 수 있다.
따라서, 지면 냉각부(90)에서 태양광 발전 시스템(6)이 설치된 지면으로 유체가 분사되면서 지면의 온도가 낮아진다. 이에 지면의 온도 상승으로 태양전지 어레이(10)의 온도가 상승하는 것을 예방할 수 있다.
이외 다른 구성은 도 1 내지 도 15의 실시예의 구성이 그대로 적용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1, 2, 3, 4, 5, 6: 태양광 발전 시스템
10: 태양전지 어레이 10W: 폭 방향
10L: 길이 방향 11: 태양광 모듈
111: 프레임 112: 정션박스
113: 전선 20: 인버터
30: 구조물 31: 수직바
32: 설치부 321: 수평바
40a, 40b, 40c: 전선 프로파일 41: 수용몸체
411: 수용공간 41H: 높이
41W: 폭 41T: 두께
42a, 42b, 42c: 결합날개 42L, 42I_L, 42OUT_L: 길이
421: 걸림홀 422: 하면
43: 마찰돌기 44: 캡
50: 프로파일 고정부 51: 받침부재
52: 걸림돌기 53: 연결부재
54: 안착부재 60: 덮개 반사부
61: 반사 플레이트 611: 플레이트 몸체
612: 반사층 613: 광고층
62: 힌지 구동부 621: 샤프트
622: 부싱부재 623: 스프라켓
624: 구동모터 70: 스크린부
71: 스크린부재 72: 스크린로드
721: 유로 91, 722: 분사홀
73: 권취부 731: 하우징
732: 권취 드럼 733: 스파이럴 스프링
74: 스크린구동부 741: 풀리
742: 벨트 743: 풀리모터
80: 세정 냉각부 81: 가변관
82: 급수탱크 83: 급수펌프
84: 브러쉬 85: 스크레이퍼
90: 지면 냉각부 91: 분사홀

Claims (8)

  1. 태양전지 모듈들로 이루어진 태양전지 어레이,
    수직바와 수평바가 서로 결합되어 상기 태양전지 어레이를 지지하는 구조물,
    전선으로 상기 태양전지 어레이의 정션박스와 연결된 인버터,
    상기 태양전지 어레이와 상기 수평바의 사이에 위치하고 상기 전선을 수용할 수 있는 공간이 수용공간이 형성된 전선 프로파일,
    상기 구조물의 수평바들의 조합으로 이루어진 설치부의 일측과 연결되어 상기 태양전지 어레이와 마주하는 덮개 반사부 및
    상기 설치부의 타측에 배치되어 있고 상기 태양전지 어레이를 덮을 수 있는 스크린부
    를 포함하는 태양광 발전 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 스크린부는
    상기 태양전지 어레이를 덮을 수 있는 스크린부재,
    상기 스크린부재의 일단과 연결되어 있고 상기 태양전지 어레이의 표면을 닦을 수 있는 스크린로드,
    상기 설치부의 타측에 배치되어 있고 상기 스크린부재의 타단이 연결되어 있는 권취부 및
    상기 설치부에 배치되어 상기 스크린로드와 연결되어 있으며 상기 스크린로드를 움직이는 스크린구동부
    를 포함하며,
    상기 스크린구동부의 구동으로 상기 스크린로드가 상기 권취부에서 멀어지면 상기 스크린부재는 상기 권취부에서 풀리면서 상기 태양전지 어레이의 표면을 덮으며, 상기 스크린구동부의 구동으로 상기 스크린로드가 상기 권취부와 가까워지면 상기 스크린부재는 걷히면서 상기 권취부의 구동으로 감기는
    태양광 발전 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 권취부는
    상기 설치부를 따라 배치된 하우징,
    상기 하우징의 내부에 회전할 수 있게 배치되어 있고 상기 스크린부재의 타단이 연결되어 있고 상기 스크린부재를 풀고 감는 권취 드럼 및
    상기 권취 드럼과 연결된 스파이럴 스프링
    을 포함하며,
    상기 스크린로드가 상기 권취부로부터 멀어지면 상기 스파이럴 스프링은 압축되어 탄성력이 발생하고, 상기 스크린로드가 상기 권취부와 가까워지면 상기 스파이럴 스프링의 탄성력에 의해 상기 권취 드럼은 회전되어 상기 스크린부재를 감는
    태양광 발전 시스템.
  4. 제2항에서,
    상기 스크린구동부는
    상기 설치부의 일측과 타측에 각각 회전할 수 있게 배치된 한 쌍의 풀리,
    상기 한 상의 풀리에 감아걸기되어 있고 상기 스크린로드가 연결된 벨트 및
    상기 한 쌍의 풀리 중 일측의 풀리와 연결된 풀리모터
    를 포함하는
    태양광 발전 시스템.
  5. 제2항에서,
    상기 스크린로드에는 유체가 유동하는 유로와 상기 유체가 배출되는 분사홀이 형성되어 있으며, 상기 스크린로드와 연결된 세정 냉각부를 더 포함하는 태양광 발전 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 세정 냉각부는
    상기 설치부의 측면에 배치되어 일단이 상기 스크린로드와 연결되어 있으며 길이가 가변될 수 있는 가변관,
    상기 가변관과 연결되어 있고 물이 저장되는 급수탱크 및
    상기 급수탱크에 위치하여 상기 가변관과 연결된 급수펌프
    를 포함하는
    태양광 발전 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 세정 냉각부는
    상기 스크린로드의 길이 방향을 따라 설치되어 있고 상기 태양전지 어레이의 표면과 접하는 브러쉬, 그리고
    상기 스크린로드의 길이 방향을 따라 설치되어 있고 상기 태양전지 어레이의 표면과 접하는 스크레이퍼
    를 더 포함하며,
    상기 브러쉬와 상기 스크레이퍼는 상기 분사홀을 사이에 두고 배치되는
    태양광 발전 시스템.
  8. 제5항에서,
    상기 권취부의 하우징을 따라 배치되어 상기 세정 냉각부와 연결되어 지면으로 유체를 분사하는 지면 냉각부를 더 포함하는 태양광 발전 시스템.
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