KR20220063894A - Support fixture with multiple degree of freedom for solar modules panel and solar power device with the support fixture - Google Patents

Support fixture with multiple degree of freedom for solar modules panel and solar power device with the support fixture Download PDF

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KR20220063894A
KR20220063894A KR1020200149817A KR20200149817A KR20220063894A KR 20220063894 A KR20220063894 A KR 20220063894A KR 1020200149817 A KR1020200149817 A KR 1020200149817A KR 20200149817 A KR20200149817 A KR 20200149817A KR 20220063894 A KR20220063894 A KR 20220063894A
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김동효
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(주)한주엔에스
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Abstract

The present invention relates to a solar module panel support having multiple degrees of freedom, which automatically changes the location of a solar module panel so as to collect the maximum amount of sunlight for each time zone and season, and a photovoltaic apparatus including the same. According to the present invention, the solar module panel support comprises: a panel mount; a central support; a lateral rotation unit; a plane rotation unit; a pedestal, and a control unit, wherein the control unit includes a control stage and controller for controlling the lateral rotation unit and the plane rotation unit.

Description

다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 이를 구비한 태양광 발전 장치{SUPPORT FIXTURE WITH MULTIPLE DEGREE OF FREEDOM FOR SOLAR MODULES PANEL AND SOLAR POWER DEVICE WITH THE SUPPORT FIXTURE}Photovoltaic module panel support having multiple degrees of freedom and photovoltaic device having the same

본 발명은 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 이를 구비한 태양광 발전 장치에 관한 것으로, 시간대별, 계절별로 최대의 일조량을 집광할 수 있도록 태양광 모듈 패널의 위치를 자동으로 변경하게 하는 태양광 모듈 패널 지지대와 태양광 발전 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photovoltaic module panel support having multiple degrees of freedom and a photovoltaic device having the same. It relates to a photovoltaic module panel support and a photovoltaic device.

태양광 발전은 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법이다. 태양광 발전은 여러개의 태양 전지들이 붙어있는 태양광 모듈 패널을 이용한다. 재생가능 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양 전지와 태양광 모듈의 생산도 크게 늘어나고 있는 추세이다. 태양광 발전은 친환경 에너지로 에너지 문제는 물론 환경 문제를 해결할 수 있는 차세대 에너지 자원이다.Solar power generation is a power generation method that converts sunlight into direct current electricity to produce electricity. Solar power generation uses a solar module panel to which several solar cells are attached. As the demand for renewable energy increases, the production of solar cells and solar modules is also increasing significantly. Solar power generation is an eco-friendly energy and is a next-generation energy resource that can solve not only energy problems but also environmental problems.

태양광 발전량은 매년 약 8,000% 가량 증가하였으며, 2002년 이래로 매년 평균 48%의 성장을 하였고, 에너지 기술 분야에서 가장 빠르게 성장하고 있는 분야로 알려져 있다. 잠정적인 자료에 의하면 1997년 말에, 전 세계의 누적 생산량은 12,400MW였고, 이 생산 능력의 약 35%는 계통연계형으로 이루어져 있다.The amount of solar power generation has increased by about 8,000% annually, and has grown at an average of 48% annually since 2002, and is known as the fastest growing field in the energy technology field. According to interim data, at the end of 1997, cumulative global production was 12,400 MW, of which about 35% was grid-connected.

그런데, 이런 태양광 발전에도 단점과 제약이 따르는 바, 현대 대부분의 태양광 발전 시설은 고정식 지지대에 의해 설치되기 때문에 하루 중 충분한 시간의 집광을 하기 어렵다는 점이다. 태양광의 발전 장치의 효율은 일조량에 비례하고, 효율적인 태양광 발전을 위해서는 긴시간 동안 수직 방향으로 빛을 입사 받야야 한다. 그러나 태양은 시간에 따라 고도와 방위각이 달라지고, 또한 계절에 따라 동 시간대의 태양의 위치가 서로 달라 고정된 방식으로 제작된 태양광 패널은 하루 중 매우 제한된 시간대만 집광이 이루어지고 있다.However, such photovoltaic power generation also has disadvantages and limitations. Since most modern photovoltaic power generation facilities are installed by fixed supports, it is difficult to collect light for a sufficient amount of time during the day. The efficiency of the solar power generation device is proportional to the amount of sunlight, and for efficient solar power generation, light must be incident in the vertical direction for a long time. However, the sun's altitude and azimuth change with time, and the sun's position at the same time varies depending on the season, so solar panels manufactured in a fixed way are condensed only during a very limited time of the day.

태양의 설치 위치에 따른 장애를 극복하고 태양의 고도가 달라지는 것에 대해 태양광 모듈 패널의 측면 회전각도를 부분적으로 조절할 수 있는 발명(공개특허 제10-2013-0021028호)이 제안된 바 있으나 상하 각도만을 부분적으로 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 수동으로 각도를 조절하는 구조을 취하므로 태양의 시간마다 변하고, 계절에 따라 같은 시간대에도 서로 위치가 달라지는 태양의 속성에 대응하기는 매우 부족하고 사용자의 불편이 따른다. An invention (Patent Publication No. 10-2013-0021028) has been proposed that overcomes obstacles depending on the installation location of the sun and can partially adjust the side rotation angle of the solar module panel in response to a change in the altitude of the sun, but the vertical angle Not only can the bay be partially controlled, but it also has a structure that manually adjusts the angle, so it is very insufficient to respond to the properties of the sun, which changes with the time of the sun, and the position of the sun changes even at the same time according to the season, and it is very inconvenient for the user.

관련 선행 기술들로는 등록특허 제10-1444818호(발명의 명칭: 공장 지붕용 태양광 모듈 거치대), 제10-0905069호(발명의 명칭: 태양광 모율 거치대의 기초파일), 제10-1288575호(발명의 명칭: 태양광 가로등 조립체) 및 공개특허 제10-2013-0021028호(발명의 명칭: 고정 가변형 태양광 발전 설비 구조물의 고정 장치) 등이 존재한다. As related prior art, Patent Registration No. 10-1444818 (Title of the invention: solar module holder for factory roof), No. 10-0905069 (Title of the invention: Basic pile of solar module holder), No. 10-1288575 ( Title of the invention: Solar street light assembly) and Patent Publication No. 10-2013-0021028 (Title of the invention: Fixing device for fixed variable photovoltaic power generation facility structure), etc. exist.

KRKR 10-144481810-1444818 B1B1 KRKR 10-090506910-0905069 B1B1 KRKR 10-128857510-1288575 B1B1 KRKR 10-2013-002102810-2013-0021028 AA

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 시간대별, 계절별 태양의 위치에 맞게 자동으로 태양광 모듈 패널의 위치와 각도를 변경할 수 있게 함으로써, 태양광 발전 효율을 높이고, 관리자에게 편의를 제공하는 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치의 구조를 제공하는 것에 목적이 있다.In order to solve the problems of the prior art, the present invention enables to automatically change the position and angle of the solar module panel according to the position of the sun by time and season, thereby increasing the solar power generation efficiency and providing convenience to the manager. An object of the present invention is to provide a structure of a photovoltaic module panel support and photovoltaic device having a degree of freedom.

본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대는 태양광 모듈 패널 지지대(1)로서, 패널 거치부(11)와, 중앙 지지대(12)와, 측면 회전 구동부(13)와, 평면 회전 구동부(14)와, 받침대(15) 및 제어부(16)를 포함하되,The solar module panel support having multiple degrees of freedom of the present invention is a solar module panel support (1), a panel mounting unit 11, a central support 12, a side rotation driving unit 13, and a plane rotation driving unit ( 14), and a pedestal 15 and a control unit 16,

상기 패널 거치부(11)는 상면에 태양광 모듈 패널(2)이 거치되고, 저면 중앙부에는 중앙 지지대(12)와 회전 가능하게 연결되는 중앙 지지대 연결부(111)와, 츨면 회전 구동부(13)와 연결되는 측면 회전 구동부 연결부(112)를 포함하며, 상기 중앙 지지대(12)는 기둥의 형상으로 상단은 상기 중앙 지지대 연결부(111)와 연결되고, 하단은 평면 회전 받침판(141)의 상면 중심부에 고정되며, 상기 측면 회전 구동부(13)는 상단이 상기 회전 구동부 연결부(112)에 연결되고, 하단은 평면 회전 받침판(141)의 상면에 고정되며, 상기 평면 회전 구동부(14)는 원판 형상에 외주면에 기어(1411)가 형성되어 받침판(15) 위에서 회전하는 회전 받침판(141)과 상기 회전 받침판(141)의 측면에 연접하여 회전시키기 위해 평면 회전 구동모터(1421)와 평면 회전 구동모터 감속기(1422) 및 평면 회전 구동장치 기어(1423)을 포함한 평면 회전 구동장치(142)를 포함하고, 상기 받침대(15)는 지면에 고정되어, 상면에 평면 회전 구동부(14)를 회전 가능하게 고정하고, 상기 제어부(17)는 측면 회전 구동부(13)와, 평면 회전 구동부(14)를 제어하기 위한 제어 단과 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.The panel holder 11 has a photovoltaic module panel 2 mounted on its upper surface, and a central support connecting portion 111 rotatably connected to the central support 12 and rotatably connected to the central support 12 on the bottom central portion, and a surface rotation driving unit 13 and It includes a side rotation driving unit connecting portion 112 to be connected, the central support 12 is in the shape of a column, and the upper end is connected to the central support connecting portion 111, and the lower end is fixed to the center of the upper surface of the flat rotation support plate 141 The side rotation driving unit 13 has an upper end connected to the rotation driving unit connection part 112, and a lower end fixed to the upper surface of the flat rotation support plate 141, and the flat rotation driving unit 14 has a disk shape on the outer circumferential surface. A gear 1411 is formed and the rotation support plate 141 rotates on the support plate 15 and the plane rotation drive motor 1421 and the plane rotation drive motor reducer 1422 are connected to the side of the rotation support plate 141 to rotate. and a plane rotation driving device 142 including a plane rotation driving device gear 1423, wherein the pedestal 15 is fixed to the ground, rotatably fixing the plane rotation driving unit 14 on the upper surface, and the control unit (17) is characterized in that it includes a control stage and a controller for controlling the side rotation driving unit 13 and the planar rotation driving unit 14.

또한, 상기 측면 회전 구동부 연결부(112)는 중앙 지지대 연결부(111)의 전방에 형성되고, 상기 측면 회전 구동부(13)는 실린더(131)로 구성되며, 상기 실린더(131)는 중앙지지대(12)의 전방에 위치하고, 상기 실린더(131)의 몸체 하단은 상기 평면 회전 받침판(141) 상면에 고정되고, 상기 실린더(131)의 로드 상단은 상기 회전 구동부 연결부(112)에 연결되고, 상기 제어부(16)는 실린더 제어부(166)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the side rotation driving unit connecting portion 112 is formed in front of the central support connecting portion 111 , the side rotation driving unit 13 is composed of a cylinder 131 , and the cylinder 131 is a central support 12 . is located in front of, the lower end of the body of the cylinder 131 is fixed to the upper surface of the flat rotary support plate 141, the upper end of the rod of the cylinder 131 is connected to the rotary drive connecting part 112, and the control unit 16 ) is characterized in that it further comprises a cylinder control unit (166).

또한, 상기 측면 회전 구동부 연결부(112)는 중앙 지지대 연결부(111)에서 연장되어 형성되고, 상기 측면 회전 구동부(13)는 측면 회전 상단 스프라켓(1321)과, 측면 회전 구동체인(1322)과, 측면 회전 하단 스프라켓(1323)과, 측면 회전 구동모터 감속기(1324) 및 측면 회전 구동모터(1325)를 포함하되, 상기 측면 회전 구동부 연결부(112)에는 측면 회전 상단 스프라켓(1321)이 연결되고, 중앙 지지대(12) 옆쪽에는 측면 회전 하단 스프라켓(1323)과 측면 회전 구동모터 감속기(1324) 및 측면 회전 구동모터(1325)가 결합하여 상기 평면 회전 받침판(141)의 상면에 고정되어 설치되고, 측면 회전 구동체인(1322)이 상기 측면 회전 상단 스프라켓(1321)과 상기 측면 회전 하단 스프라켓(1323)과 상하로 연결되어 모터의 회전력을 전달하는 것을 특징으로 한다.In addition, the side rotation driving part connecting part 112 is formed extending from the central support connecting part 111, and the side rotation driving part 13 is a side rotation upper sprocket 1321, a side rotation driving chain 1322, and the side It includes a rotation lower sprocket 1323, a side rotation drive motor reducer 1324, and a side rotation drive motor 1325, wherein the side rotation drive part connection part 112 is connected to a side rotation upper sprocket 1321, and a central support (12) On the side, the side rotation lower sprocket 1323, the side rotation drive motor reducer 1324, and the side rotation drive motor 1325 are coupled to be fixed to the upper surface of the flat rotation support plate 141 and installed, and the side rotation drive A chain 1322 is vertically connected to the side rotation upper sprocket 1321 and the side rotation lower sprocket 1323 to transmit the rotational force of the motor.

본 발명의 태양광 발전 장치는 상기 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대(1)와, 상기 패널 거치부(11)의 상단에 태양광 모듈 패널(2)이 포함되는 것을 특징으로 한다.The photovoltaic device of the present invention is characterized in that the photovoltaic module panel support (1) having the multiple degrees of freedom, and the photovoltaic module panel (2) are included at the upper end of the panel mounting unit (11).

본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 이를 구비한 태양광 발전 장치는 시간대 별로 달라지는 태양의 고도와 방위각에 상응하는 위치에 태양광 모듈 패널의 전면부를 자동으로 위치시킬 수 있고, 계절별로 동 시간대에 달라지는 태양의 위치에도 불구하고 그에 상응하는 위치에 태양광 모듈 패널의 최적의 위치시킬 수 있는 자유도를 갖게 함으로쏘, 태양광 발전의 높은 효율을 추구할 수 있도록 한다.The solar module panel support having multiple degrees of freedom of the present invention and a photovoltaic device having the same can automatically position the front part of the solar module panel at a position corresponding to the altitude and azimuth of the sun that varies by time, and by season In spite of the position of the sun that changes at the same time, it has the freedom to optimally position the solar module panel in the corresponding position, so that high efficiency of solar power generation can be pursued.

또한, 태양광 모듈 패널 지지대의 자유도를 개선한 것 뿐만아니라, 구동장치와 자동 제어를 통하여 최적의 패널 위치를 자동으로 변경할 수 있게 함으로써, 관리자가 태양광 발전 장치를 유지 관리하는데 있어서 편리함을 제공한다. In addition, the degree of freedom of the solar module panel support is improved, and the optimal panel position can be automatically changed through the driving device and automatic control, thereby providing convenience for the administrator in maintaining the solar power generation device. .

도1은 종래 고정 지지대 방식의 태양광 발전 장치에 관한 도면.
도2는 본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치의 일 실시예를 도시한 도면.
도3는 본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치의 일 실시예의 구조를 도시한 배면도.
도4은 본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치의 다른 일 실시예의 구조를 도시한 배면도.
도5은 본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치 제어부의 일 실시예를 도시한 블록도.
도6 및 7은 본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 상태도.
1 is a view of a conventional fixed support type solar power generation device.
Figure 2 is a view showing an embodiment of the photovoltaic module panel support and photovoltaic device having multiple degrees of freedom of the present invention.
Figure 3 is a rear view showing the structure of one embodiment of the photovoltaic module panel support and photovoltaic device having multiple degrees of freedom of the present invention.
Figure 4 is a rear view showing the structure of another embodiment of the photovoltaic module panel support and photovoltaic device having multiple degrees of freedom of the present invention.
Figure 5 is a block diagram showing an embodiment of the photovoltaic module panel support and photovoltaic device control unit having multiple degrees of freedom of the present invention.
6 and 7 are state diagrams for explaining the operation state of the photovoltaic module panel support and the photovoltaic device having multiple degrees of freedom of the present invention.

본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 이를 구비한 태양광 발전 장치를 실시하기 위한 구체적인 내용을 도면을 참조하여 설명하면 하기와 같다.The detailed description for implementing the photovoltaic module panel support having multiple degrees of freedom of the present invention and a photovoltaic device having the same will be described with reference to the drawings.

도1은 종래 고정 지지대 방식의 태양광 발전 장치의 일 예를 도시한 도면이다. 종래 태양광 발전 장치의 모듈 패널들은 도1에 도시된 바와 같이 하나의 지지대에 고정되어 설치되거나, 기타 다수의 다리와 프레임을 교차 고정시켜 설치된다. 이러한 종래 태양광 발전 장치는 시간대 별로 달라지는 태양의 위치와 계절에 따라 같은 시간대라도 서로 달라지는 태양의 고도에 대한 속성에 대응하지 못해 일기가 좋아 취득 가능한 태양 에너지임에도 불구하고 이를 취득하지 못하는 막대한 에너지 유실을 야기한다.1 is a view showing an example of a conventional fixed support type solar power generation device. As shown in FIG. 1, the module panels of the conventional photovoltaic device are fixedly installed on one support, or installed by cross-fixing a plurality of other legs and frames. Such a conventional solar power generation device cannot cope with the properties of the sun's altitude that vary even at the same time during the same time period according to the location of the sun that varies by time period and the season, so that the solar energy that can be obtained due to the good weather cannot be obtained even though it is a solar energy that can be obtained due to a huge energy loss. cause

도2는 본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명은 측면 회전 구동부(13)에 의해 X축을 기준으로 측면 회전이 가능하고, 평면 회전 구동부(14)에 의해 Y축을 기준으로 평면 회전이 가능한 자유도를 갖는다. 이러한 다중 자유도에 의에 본 발명의 태양광 모듈 패널(2)은 거의 모든 방향에 위치한 태양에 대하여 패널 전면을 향하게 할 수 있고 이를 통해 수직으로 입사하는 태양광을 집광할 수 있게 되는 것이다.Figure 2 is a view showing an embodiment of the photovoltaic module panel support and photovoltaic device having multiple degrees of freedom of the present invention. As shown, in the present invention, side rotation is possible based on the X-axis by the side rotation driving unit 13, and the plane rotation driving unit 14 has a degree of freedom in which plane rotation is possible based on the Y axis. Due to these multiple degrees of freedom, the photovoltaic module panel 2 of the present invention can face the front of the panel with respect to the sun located in almost any direction, and through this, it is possible to condense the sunlight incident vertically.

도2 내지 5를 참조하여 본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치의 상세한 구조 및 구성요소를 살펴보면 하기와 같다.The detailed structure and components of the photovoltaic module panel support and photovoltaic device having multiple degrees of freedom of the present invention with reference to FIGS. 2 to 5 are as follows.

본 발명의 태양광 발전 장치는 크게 태양광 모듈 패널 지지대(1)와 태양광 모듈 패널(2)을 포함하고, 상기 태양광 모듈 패널 지지대(1)는 다시, 패널 거치부(11)와, 중앙지지대(12)와, 측면 회전 구동부(13)와, 평면 회전 구동부(14)와, 받침대(15) 및 제어부(16)를 포함한다. 이하 각 세부 구성을 살펴본다.The photovoltaic device of the present invention largely includes a photovoltaic module panel support (1) and a photovoltaic module panel (2), and the photovoltaic module panel support (1) is again, the panel mounting unit 11 and the center It includes a support 12 , a side rotation driving unit 13 , a planar rotation driving unit 14 , a pedestal 15 , and a control unit 16 . Hereinafter, each detailed configuration will be described.

상기 패널 거치부(11)는 상면에 태양광 모듈 패널(2)을 거치하고, X축을 기준으로 회동이 가능하도록 저면 중앙에 좌우 축을 구비하고 중앙 지지대(12)와 연결되는 중앙 지지대 연결부(111)를 포함한다. 또한 측면 회전 구동부(13)의 상단이 회동 가능하도록 연결될 수 있는 구조의 측면 회전 구동부 연결부(112)를 포함한다. 필요에 따라서는 도시된 것과 달리 태양광 모듈 패널(2) 외주를 감싸는 사각형 프레임을 더 포함할 수도 있고, 패널을 하부에서 충분히 지지할 수 있도록 가로 세로 방향으로 다수의 보조 프레임을 더 포함할 수도 있을 것이다.The panel holder 11 mounts the solar module panel 2 on the upper surface, has left and right axes in the center of the bottom surface to be able to rotate based on the X-axis, and is connected to the central supporter 12. The central support connection part 111 includes In addition, the upper end of the side rotation driving unit 13 includes a side rotation driving unit connecting portion 112 of a structure that can be connected to be rotatable. If necessary, it may further include a rectangular frame surrounding the outer periphery of the solar module panel (2) unlike the one shown, and may further include a plurality of auxiliary frames in the horizontal and vertical directions to sufficiently support the panel from the bottom will be.

상기 중앙 지지대(12) 받침판(15)와 상기 태양광 모듈 패널(2) 사이의 지지를 위한 구성이다. 중앙 지지대(12)는 상기 중앙 지지대 연결부(111)와 X축을 기준으로 회전 가능하도록 연결되고, 하기 평면 회전 받침판(141)의 상면 중심부에 중심축을 상호 일치시켜 고정된다.사각기둥 또는 원기둥의 형상의 긴 기둥의 형상이 일반적이지만 평면 회전 구동부(14)의 상면에 설치되고, 측변 회전 구동부(13)의 작동에 방해 받지 않는 형상이라면, 다양한 형상으로 형성될 수도 있을 것이다. The central support 12 is a configuration for support between the support plate 15 and the solar module panel (2). The central support 12 is rotatably connected to the central support connecting part 111 based on the X-axis, and is fixed to the center of the upper surface of the flat rotating support plate 141 by matching the central axis with each other. Although the shape of the long column is general, if it is installed on the upper surface of the planar rotation driving unit 14 and is not obstructed by the operation of the side rotation driving unit 13, it may be formed in various shapes.

상기 측면 회전 구동부(13)는 도2 및 도6, 7에 도시된 바와 같이 태양광 모듈 패널(2)이 X축을 기준으로 자동으로 구동되어 회전할 수 있도록 하는 수단이다. 평면 회전 받침판(141)이 회전시 같이 회전할 수 있도록 평면 회전 받침판(141) 상면에 설치되고, 수직 상부에 형성된 측면 회전 구동부 연결부(112)와 X축을 기준으로 회전 가능하도록 연결된다. 본 발명의 측면 회전 구동부(13)로 응용될 수 있는 수단은 공지의 다양한 수단이 있을 수 있으나, 본 발명에서는 상기 측면 회전 구동부(13)는 2가지 방식의 바람직한 실시예를 제안한다. The side rotation driving unit 13 is a means for allowing the solar module panel 2 to be automatically driven and rotated based on the X axis as shown in FIGS. 2 and 6 and 7 . The flat rotation support plate 141 is installed on the upper surface of the flat rotation support plate 141 so that it can rotate together during rotation, and is connected to the side rotation driving unit connecting part 112 formed in the vertical upper part to be rotatable based on the X axis. Means that can be applied as the side rotation driving unit 13 of the present invention may be various known means, but in the present invention, the side rotation driving unit 13 proposes two preferred embodiments.

그중 첫번째 방식은 도2 및 3, 도6 및 7에 도시된 것과 같이 실린더(131)를 이용하는 방식이다. 적용 가능한 실린더는 유압식, 공압식 또는 전동 실린더 등 다양한 방식의 실린더를 활용할 수있을 것이다. 이 경우 실린더(131)의 위치는 중앙 지지대(12)보다 일정한 간격으로 전방에 위치하고, 그에 따라 측면 회전 구동부 연결부(112)도 주앙 지지대 연결부(111) 보다 전방으로 형성된다. 또한, 상기 실린더(131)의 몸체 하단은 상기 평면 회전 받침판(141)의 상면에 고정되고, 상기 실린더(131)의 로드 상단은 상기 회전 구동부 연결부(112)에 연결된다. 실린더(131)를 이용할 경우 제어부(16)는 PLC 등 실린더를 제어 할 수있는 실린더 제어부(166)를 더 포함한다.The first method is a method using the cylinder 131 as shown in FIGS. 2 and 3 and FIGS. 6 and 7 . Applicable cylinders may utilize various types of cylinders, such as hydraulic, pneumatic or electric cylinders. In this case, the position of the cylinder 131 is located in front of the central support 12 at regular intervals, and accordingly, the side rotation driving unit connection part 112 is also formed forward than the central support connection part 111 . In addition, the lower end of the body of the cylinder 131 is fixed to the upper surface of the flat rotation support plate 141 , and the upper end of the rod of the cylinder 131 is connected to the rotation driving unit connecting part 112 . When the cylinder 131 is used, the control unit 16 further includes a cylinder control unit 166 capable of controlling the cylinder, such as PLC.

두번째 방식은 스프라켓과 체인 및 구동 모터를 활용한 방식으로 도4에 도시된 것과 같다. 패널 거치대와 연결되기 위한 수단인 측면 회전 구동부 연결부(112)는 중앙 지지대 연결부(111)에서 연장되어 형성되고 상기 측면 회전 구동부 연결부(112)에 측면 회전 상단 스프라켓이 연결되어, 측면 회전 구동체인(1322)에 의해 측면 회전 상단 스프라켓(1321)이 회전시 중앙 지지대 연결부(111)를 축으로 태양광 모듈 패널(2)과 패널 거치대(11)가 회전 할 수 있는 구조를 취한다. 중앙 지지대(12)의 하단 옆쪽에는 측면 회전 하단 스프라켓(1323)과 측면 회전 구동모터 감속기(1324) 및 측면 회전 구동모터(1325)가 각각 결합하여 상기 평면 회전 받침판(141)의 상면에 고정되어 설치되고, 측면 회전 구동체인(1322)이 상기 측면 회전 상단 스프라켓(1321)과 상기 측면 회전 하단 스프라켓(1323)과 각각 연결되어 모터의 회전력을 전달한다.The second method utilizes a sprocket, a chain, and a drive motor, as shown in FIG. 4 . The side rotation driving unit connection part 112, which is a means for connecting to the panel holder, is formed extending from the central support connection part 111, and the side rotation driving unit connection part 112 is connected with a side rotation top sprocket, and a side rotation driving chain 1322 ) takes a structure in which the solar module panel 2 and the panel holder 11 can rotate about the central support connection part 111 when the side rotation top sprocket 1321 rotates by the rotation. On the lower side of the central support 12, a side rotation lower sprocket 1323, a side rotation drive motor reducer 1324, and a side rotation drive motor 1325 are respectively combined and fixed to the upper surface of the flat rotation support plate 141 and installed and the side rotation driving chain 1322 is respectively connected to the side rotation upper sprocket 1321 and the side rotation lower sprocket 1323 to transmit the rotational force of the motor.

상기 평면 회전 구동부(14)는 태양광 모듈 패널(2)의 평면 회전 즉, Y축 회전을 위한 구성요소이다. 상기 평면 회전 구동부(14)는 평평하고 둥근 원판의 형상으로 얕은 높이의 측면 외주면에 치차가 형성된 기어(1411)가 형성되고, 상기 중앙 지지대(12)와 측면 회전 구동부(13)를 상면에 고정하며, 하단에 형성된 중심(회전)축은 받침대(15)에 회전할 수 있도록 고정된 평면 회전 받침판(141)과, 상기 평면 회전 받침판(141)을 회전 시키기 위해 평면 회전 구동모터(1421)외, 평면 회전 구동모터 감속기(1422) 및, 평면 회전 구동장치 기어(1423)로 구성된 평면 회전 구동장치(142)를 포함한다.The planar rotation driving unit 14 is a component for the in-plane rotation of the solar module panel 2 , that is, the Y-axis rotation. The planar rotation driving unit 14 has a flat and round disk shape, and a gear 1411 with teeth formed on the outer peripheral surface of the side of a shallow height is formed, and the central support 12 and the side rotation driving unit 13 are fixed to the upper surface, , the center (rotation) shaft formed at the bottom is a flat rotation support plate 141 fixed to rotate on the pedestal 15, and a flat rotation drive motor 1421 to rotate the flat rotation support plate 141, in addition to a plane rotation It includes a drive motor reducer 1422 and a planar rotary drive 142 composed of a planar rotary drive gear 1423 .

상기 받침대(15)는 받침대 상면에 평면 회전 구동부(14)가 회전 가능하도록 설치되고, 하면이 지면에 고정되며, 기타 구동장치에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부 및 각종 케이블 등의 기본적이 부재들이 고정되고 구비된다.The pedestal 15 is installed so that the flat rotation drive unit 14 is rotatably on the upper surface of the pedestal, and the lower surface is fixed to the ground, and basic members such as a power supply unit and various cables for supplying power to other driving devices are fixed. and is provided

상기 제어부(16)는 모터 제어 컨틀롤러 수단과 실린터 제어 수단을 포함하여, 상기 측면 회전 구동부(13)와 평면 회전 구동부(14)가 태양(S)이 이동하는 속도에 맞게 태양광 모듈 패널(2)의 위치와 각도를 조절할 수 있도록 사용자가 미리 프로그램을 통해 설정하고 상기 구동부(13)(14)들을 제어 하기 위한 구성요소이다. 상기 제어부(16)는 공지의 다양한 기술로 구현 가능할 것이지만 일 실시예로서 도5에 도시된 바와 같이 CPU와 RAM 및 메인보드로 구성된 중앙처리장치(161)와, 키보등으로 구성된 입력부(162)와, 저장부(163)와, 디스플레이부(164)및 모터 제어 컨트롤러부(165)를 포함할 수 있을 것이고, 실린더 타입의 측면 회전 구동부를 포함하는 경우 실린더 제어부(166)를 더 포함할 수 있을 것이다.The control unit 16 includes a motor control controller means and a cylinder control means, so that the side rotation driving unit 13 and the planar rotation driving unit 14 are adapted to the speed at which the sun S moves, the solar module panel ( 2) It is a component for controlling the driving units 13 and 14 by setting the user in advance through a program so that the position and angle can be adjusted. The control unit 16 may be implemented by various known technologies, but as an embodiment, as shown in FIG. 5 , a central processing unit 161 composed of a CPU, a RAM, and a main board, an input unit 162 composed of a keyboard, etc. , may include a storage unit 163, a display unit 164 and a motor control controller unit 165, and may further include a cylinder control unit 166 when a cylinder-type side rotation driving unit is included. .

도6 및 7은 본 발명의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대 및 태양광 발전 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 상태도이다. 태양광 발전 장치의 효율을 최대화 하기 위해서는 태양광이 수직으로 입사하도록 하여 강한 일조량을 집광하여야 하는데, 태양은 시간대 별로 고도를 달리하므로 자유도를 갖지 않는 지지대로 고정된 종래 태양광 발전 장치는 모듈 패널의 각도가 태양이 가장 강한 3시30분 경에서 4시 30분 경에 대부분 맞춰져 있어 하루 중 매우 짧은 시간을 제외하고는 비스듬하게 입사하는 매우 약한 광선에 대해서만 집광이 가능하다. 그러나, 본 발명의 태양광 모듈 패널 지지대는 태양(S)이 어느 위치에 있든 지 태양을 향해 태양광 모듈 패널의 전면을 향할 수 있는 자유도를 가지므로 태양(S)이 동에서 서로 고도를 변경하며 이동할 때 미리 설정된 타이머에 맞춰 태양(S)을 따라 자동으로 패널의 위치와 각도를 변경할 수 있다.6 and 7 are state diagrams for explaining the operating state of the photovoltaic module panel support and the photovoltaic device having multiple degrees of freedom of the present invention. In order to maximize the efficiency of the photovoltaic device, it is necessary to collect strong sunlight by allowing sunlight to enter vertically. Since the sun has different altitudes for each time period, the conventional photovoltaic device fixed to a support that does not have a degree of freedom is a module panel. Most of the angles are set between 3:30 and 4:30 when the sun is strongest, so only very weak rays incident at an angle can be collected except for a very short time in the day. However, the solar module panel support of the present invention has a degree of freedom to face the front of the solar module panel toward the sun no matter where the sun (S) is located, so the sun (S) changes the altitude from east to west, When moving, the position and angle of the panel can be changed automatically along the sun (S) according to a preset timer.

도6 및 7은 X축을 기준으로 회전하는 상태 즉, 일일 주기의 태양의 고도 변화에 따라 패널의 위치를 변경하는 것을 설명하는 것으로 측면회전(X축 회전)을 위한 측면 회전 구동부(13)의 구동에 의해 각도가 변경되고, 야간에 다시 원위치로 돌아올 수 있도록 제어부(16)에 프로그램 한다. 이와 같이 본 발명은 태양(S)의 수직으로 입사하는 일조를 집광할 수 있을 뿐만 아니라 약 10 ~ 14시간 동안 태양광을 집광할 수 있어 종래 태양광 발전 장치와 비교할 수 없는 효율을 낼 수 있는 것이다. 이에 더하여 본 발명의 태양광 모듈 패널 지지대(1)는 월별 또는 계절에 따라 동 시간대의 태양의 위치가 변하는 태양의 속성에도 불구하고, 평면 회전 구동부(14)에 의해 태양광 모듈 패널(2)을 Y축을 기준으로 회전을 가능하게 함으로써, 상시 태양의 위치에 상응하는 방향으로 태양광 모듈 패널(2)을 위치 시킬 수 있는 것이다.6 and 7 illustrate changing the position of the panel according to the rotational state about the X-axis, that is, the change in the altitude of the sun in the daily cycle, and the driving of the side rotation driving unit 13 for side rotation (X-axis rotation) The angle is changed by , and the control unit 16 is programmed to return to the original position at night. As such, the present invention can not only condense the sunlight incident vertically from the sun S, but also condense sunlight for about 10 to 14 hours, so that it is possible to achieve incomparable efficiency with conventional photovoltaic devices. . In addition to this, the photovoltaic module panel support 1 of the present invention supports the photovoltaic module panel 2 by the planar rotation driving unit 14 despite the property of the sun changing the position of the sun at the same time according to the month or season. By enabling rotation about the Y-axis, it is possible to position the solar module panel 2 in a direction corresponding to the position of the sun at all times.

상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것으로 상기 내용을 기초로 다양한 형태로 응용되고 변형되어 실시될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기 내용에 의하여 제한되어 해석되어서는 아니될 것이다.The above contents relate to preferred embodiments of the present invention, and may be applied and modified in various forms based on the above contents and implemented. Accordingly, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the above content.

1: 태양광 모듈 패널 지지대 11: 패널 거치부
111: 중앙 지지대 연결부 112: 측면 회전 구동부 연결부
12: 중앙지지대 13: 측면 회전 구동부
131: 실린더 1321: 측면 회전 상단 스프라켓
1322: 측면 회전 구동 체인 1323: 측면 회전 하단 스프라켓
1324: 측면 회전 구동모터 감속기 1325: 측면 회전 구동모터
14: 평면 회전 구동부 141: 평면 회전 받침판
1411: 받침판 기어 142: 평면 회전 구동장치
1421: 평면 회전 구동모터 1422: 평면 회전 구동모터 감속기
1423: 평면 회전 구동장치 기어 15: 받침대
16: 제어부 161: 중앙 처리 장치부
162: 입력부 163: 저장부
164: 디스플레이부 165: 모터 제어 컨트롤러부
166: 실린더 제어부 2: 태양광 모듈 패널
X: 측면 회전축 Y: 평면 회전축
S: 태양
1: Solar module panel support 11: Panel mount
111: central support connection part 112: side rotation drive connection part
12: central support 13: side rotation driving unit
131: cylinder 1321: side rotation upper sprocket
1322: side rotation drive chain 1323: side rotation lower sprocket
1324: side rotation drive motor reducer 1325: side rotation drive motor
14: flat rotation drive unit 141: flat rotation support plate
1411: base plate gear 142: plane rotation drive
1421: plane rotation driving motor 1422: plane rotation driving motor reducer
1423: plane rotation drive gear 15: pedestal
16: control unit 161: central processing unit unit
162: input unit 163: storage unit
164: display unit 165: motor control controller unit
166: cylinder control unit 2: solar module panel
X: Lateral axis of rotation Y: Planar axis of rotation
S: sun

Claims (4)

태양광 모듈 패널 지지대로서, 패널 거치부와, 중앙 지지대와, 측면 회전 구동부와, 평면 회전 구동부와, 받침대 및 제어부를 포함하되,
상기 패널 거치부는 상면에 태양광 모듈 패널이 거치되고, 저면 중앙부에는 중앙 지지대와 회전 가능하게 연결되는 중앙 지지대 연결부와, 츨면 회전 구동부와 연결되는 측면 회전 구동부 연결부를 포함하며,
상기 중앙 지지대는 기둥의 형상으로 상단은 상기 중앙 지지대 연결부와 연결되고, 하단은 평면 회전 받침판의 상면 중심부에 고정되며,
상기 측면 회전 구동부는 상단이 상기 회전 구동부 연결부에 연결되고, 하단은 평면 회전 받침판의 상면에 고정되며,
상기 평면 회전 구동부는 원판 형상에 외주면에 기어가 형성되어 받침판 위에서 회전하는 회전 받침판과 상기 회전 받침판의 측면에 연접하여 회전시키기 위해 평면 회전 구동모터와 평면 회전 구동모터 감속기 및 평면 회전 구동장치 기어을 포함한 평면 회전 구동장치를 포함하고,
상기 받침대는 지면에 고정되어, 상면에 평면 회전 구동부를 회전 가능하게 고정하고,
상기 제어부는 측면 회전 구동부와, 평면 회전 구동부를 제어하기 위한 제어 단과 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대.
A solar module panel support, comprising a panel mounting unit, a central support unit, a side rotation driving unit, a plane rotation driving unit, a pedestal and a control unit,
The panel mounting unit includes a solar module panel mounted on an upper surface, a central support connecting portion rotatably connected to the central support in the lower central portion, and a side rotation driving unit connecting portion connected to the surface rotation driving unit,
The central support is in the shape of a column, and the upper end is connected to the central support connection part, and the lower end is fixed to the center of the upper surface of the flat rotating support plate,
The side rotation driving unit has an upper end connected to the rotation driving unit connecting portion, and the lower end is fixed to the upper surface of the flat rotating support plate,
The planar rotation drive unit has a disk shape and a gear is formed on the outer circumferential surface to rotate a rotation support plate rotating on the support plate and a plane rotation drive motor and a plane rotation drive motor reducer and a plane rotation drive gear to rotate in connection with the side of the rotation support plate. comprising a rotary drive;
The pedestal is fixed to the ground, rotatably fixing the plane rotation drive unit on the upper surface,
The control unit is a solar module panel support having multiple degrees of freedom, characterized in that it comprises a control stage and a controller for controlling the side rotation driving unit and the planar rotation driving unit.
제1항에 있어서, 상기 측면 회전 구동부 연결부는 중앙 지지대 연결부의 전방에 형성되고, 상기 측면 회전 구동부는 실린더로 구성되며, 상기 실린더는 중앙지지대의 전방에 위치하고, 상기 실린더의 몸체 하단은 상기 평면 회전 받침판 상면에 고정되고, 상기 실린더의 로드 상단은 상기 회전 구동부 연결부에 연결되고, 상기 제어부는 실린더 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대.
According to claim 1, wherein the side rotation driving unit connecting portion is formed in front of the central support connecting portion, the side rotation driving unit is composed of a cylinder, the cylinder is located in front of the central support, the lower end of the body of the cylinder is the plane rotation It is fixed to the upper surface of the support plate, the upper end of the rod of the cylinder is connected to the rotation driving unit connection, the control unit solar module panel support having multiple degrees of freedom, characterized in that it further comprises a cylinder control unit.
제1항에 있어서, 상기 측면 회전 구동부 연결부는 중앙 지지대 연결부에서 연장되어 형성되고, 상기 측면 회전 구동부는 측면 회전 상단 스프라켓과, 측면 회전 구동체인과, 측면 회전 하단 스프라켓과, 측면 회전 구동모터 감속기 및 측면 회전 구동모터를 포함하되, 상기 측면 회전 구동부 연결부에는 측면 회전 상단 스프라켓이 연결되고, 중앙 지지대 옆쪽에는 측면 회전 하단 스프라켓과 측면 회전 구동모터 감속기 및 측면 회전 구동모터가 결합하여 상기 평면 회전 받침판의 상면에 고정되어 설치되고, 측면 회전 구동체인이 상기 측면 회전 상단 스프라켓과 상기 측면 회전 하단 스프라켓과 상하로 연결되어 모터의 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대.
According to claim 1, wherein the side rotation driving unit connecting portion is formed extending from the central support connecting portion, the side rotation driving unit is a side rotation upper sprocket, a side rotation drive chain, a side rotation lower sprocket, a side rotation drive motor reducer and A side rotation driving motor is included, wherein a side rotation upper sprocket is connected to the side rotation driving unit connection part, and a side rotation lower sprocket, a side rotation driving motor reducer and a side rotation driving motor are combined on the side of the central support to combine the upper surface of the flat rotation support plate The solar module panel support having multiple degrees of freedom, characterized in that it is fixed to the installation, and the side rotation drive chain is vertically connected to the side rotation upper sprocket and the side rotation lower sprocket to transmit the rotational force of the motor.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 의 다중 자유도를 갖는 태양광 모듈 패널 지지대와, 상기 패널 거치부의 상단에 태양광 모듈 패널이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
A photovoltaic power generation device comprising a photovoltaic module panel support having multiple degrees of freedom of any one of claims 1 to 3, and a photovoltaic module panel at the upper end of the panel mounting part.
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