KR20230098382A - 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지면에 대해 수평하게 일정 간격을 두고 나란히 설치되는 복수개의 태양광 패널; 상기 태양광 패널을 지지하기 위해 태양광 패널의 양 단에 연결되며 기둥형태로 형성된 지지대; 상기 태양광 패널의 양 단과 지지대 사이에 형성되어 상기 태양광 패널을 지지대에 결속함과 동시에 태양광 패널이 회전 가능하도록 하는 돌출부; 상기 돌출부가 지지대에 결속되도록 상기 지지대 상에 돌출되어 형성된 걸쇠부; 상기 지지대가 지면에 고정되도록 지면 아래에서 상기 지지대의 하단을 고정하는 기초부; 및 상기 기초부의 주변을 둘러싸는 기초보조부를 포함하는, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치에 관한 것이다.

Description

풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치{MODULARIZED VERTICAL PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION DEVICE WITH WIND PRESSURE RESISTANCE}

본 발명은 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 감시기능, 조명기능, 낙뢰방지기능 및 풍력발전 기능 등을 포함하는 복수의 기능을 구비한 보조모듈이 설치된 태양광 발전 타워를 지면으로부터 지면으로부터 수직으로 설치함으로써 풍압에 강하며 모듈화된 수직형 태양광발전장치에 관한 것이다.

최근 전력발전의 부산물로 발생하는 환경오염으로 인한 문제가 사회적으로 대두되고 있다.

특히, 온실가스가 현재 같은 수준으로 계속 배출될 경우 금세기 말이 되면 산업화 이전과 비교해 지구 평균기온이 5~6도 이상 올라 파국적 결과를 맞게 될 것이라는 예측들이 나오고 있다.

이 때문에 화석연료 대신 태양광, 수력, 풍력, 조력, 지열 등 자연의 힘을 이용한 신 재생에너지 활용에 대한 관심이 높아지고 있으며, 따라서, 신 재생에너지를 생산하는 발전장치에 대한 필요성이 요구된다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 신 재생에너지를 생산하는 발전장치로, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 통해, 기존에 발전방식에 해당하는 화력발전, 원자력발전 등이 포함하는 고질적인 문제점인 입지조건이 까다로운 점, 시설 관리에 대규모 인력이 소모되는 점 및 강풍피해, 낙뢰피해 등 자연재해에 취약한 점을 극복할 수 있는 태양광발전 장치를 제공하는 것을 지향한다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치는, 지면에 대해 수평하게 일정 간격을 두고 나란히 설치되는 복수개의 태양광 패널; 상기 태양광 패널을 지지하기 위해 태양광 패널의 양 단에 연결되며 기둥형태로 형성된 지지대; 상기 태양광 패널의 양 단과 지지대 사이에 형성되어 상기 태양광 패널을 지지대에 결속함과 동시에 태양광 패널이 회전 가능하도록 하는 돌출부; 상기 돌출부가 지지대에 결속되도록 상기 지지대 상에 돌출되어 형성된 걸쇠부; 상기 지지대가 지면에 고정되도록 지면 아래에서 상기 지지대의 하단을 고정하는 기초부; 및 상기 기초부의 주변을 둘러싸는 기초보조부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 지지대는, 콘트리트 재질의 육면체 형태의 복수의 상기 기초보조부가 복수의 앙카볼트를 통하여 상기 기초부의 각 모서리를 커버하도록 상기 기초부에 결속되되, 각 기초보조부는 적어도 하나 이상의 인접한 다른 기초보조부와 적어도 한 면이 맞닿도록 형성되어 상기 지지대가 지면으로 쓰러지지 않도록 지지하고, 낙뢰방지부에 의해 유도된 낙뢰에 대한 접지 역할을 수행할 수 있다.

또한, 상기 지지대는, 상기 걸쇠부가 상기 돌출부와 결속되었을 때, 상기 돌출부가 회전함으로써, 상기 태양광 패널의 각도를 조종할 수 있도록 상기 걸쇠부의 내측이 U자 형상으로 구비되어 내측에 소정의 공간이 형성되는 것일 수 있다.

또한, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치는 CCTV, 광원, 풍력발전부 및 낙뢰방지부 중 적어도 하나를 포함하고 상기 지지대 상에 설치되는 보조모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 보조모듈은, 상기 CCTV가 상기 보조모듈을 중심으로 기 설정된 범위 이내의 이미지 정보를 획득하여 해당 이미지를 기 설정된 기간 동안 저장하여 보관하는 것일 수 있다.

또한, 상기 보조모듈은, 상기 태양광 패널로부터 수집한 태양광 에너지가 기 설정된 수치 이하인 경우, 상기 태양광 패널로부터 수집된 태양광 에너지를 동력으로 상기 광원을 점등하고, 상기 태양광 패널로부터 수집한 태양광 에너지가 기 설정된 수치를 초과하는 경우, 상기 광원을 소등하는 것일 수 있다.

또한, 상기 풍력발전부 및 낙뢰방지부는 태양광발전 탑에 가해지는 풍력을 전력으로 변환하는 풍력발전기 및 상기 태양광발전 탑에 가해지는 낙뢰를 유도하는 피뢰침을 포함할 수 있다.

또한, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치는 각 태양광 패널의 일단과 와이어를 통해 연결되어 각 태양광 패널을 당김으로써, 상기 태양광 패널이 상기 돌출부에 결합된 상태로 태양을 바라보는 각도를 조정할 수 있는 경사각 조절장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 경사각 조절장치는 상기 태양광 패널에 고정되는 후크 및 상기 후크와 연결된 와이어의 타단에 연결되는 도르래장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치는 일단이 지지대의 일 영역에 형성된 밴드와 연결되어 지지대에 고정되고, 타단이 지면에 고정되어, 상기 지지대를 바람으로부터 지탱하는 보조 지지대를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치를 제공함으로써, 기존의 발전 방식의 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 최근 각광받고 있는 신 재생에너지와 관련하여 신 재생에너지에서 해당하는 태양광 발전 및 풍력발전을 통한 발전설비를 제공할 수 있다.

나아가, 발전설비가 상대적으로 취약한 강풍피해 및 낙뢰피해에 대한 대비책을 제공할 뿐만 아니라, CCTV를 통한 감시 시스템을 제공하여 해당 발전 설비의 유지보전 능률 상승에 기여할 수 있다.

도1은 본 발명의 일 실시 예에 따르는, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치에 대한 정면 예시도 이다.
도2는 본 발명의 일 실시 예에 따르는, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치에 대한 측면 예시도 이다.
도3은 본 발명의 일 실시 예에 따르는, 보조모듈의 내부구성에 대한 블록도 이다.
도4는 본 발명의 일 실시 예에 따르는, 기초부 및 기초보조부의 결합에 관한 예시도 이다.
도5는 본 발명의 일 실시 예에 따르는, 태양광 패널 및 돌출부의 예시도 이다.
도6은 본 발명의 일 실시 예에 따르는, 태양광 패널의 돌출부, 지지대의 걸쇠부의 결합 및 경사각 조절장치에 대한 예시도 이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 다양한 역할을 수행하는 보조모듈(110)과 태양광발전장치(100)를 지지하는 기초부(120)를 구비하여, 태양광 에너지를 전력에너지로 변환하는 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치에 관한 것이다.

도1 내지 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치(100)는 복수의 태양광 패널(130), 적어도 하나 이상이며, 바람직하게는 2개 이상의 지지대(140) 및 지지대(140)의 하단에 위치하는 기초부(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 보조모듈(110)은 도3에 도시된 바와 같이 태양광발전장치(100)의 상부 일측 또는 지지대(140) 상부 일측에 설치될 수 있으며, CCTV(111), 광원(112), 풍력발전부 및 낙뢰방지부(113) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 보조모듈(110)은 소형 타워의 형태로 형성되어 지지대(140)와 결합 및 분리가 가능하며 지지대(140)의 상측에 결합됨으로써, 지지대(140)의 상측 방향으로 연장되는 것일 수도 있다.

또한, 보조모듈(110)은 CCTV(111)가 보조모듈(110)을 중심으로 기 설정된 범위 이내의 이미지 정보를 획득하여 해당 이미지를 기 설정된 기간 동안 저장하여 보관할 수 있으며, 태양광 패널(130)로부터 수집한 태양광 에너지가 기 설정된 수치 이하인 경우, 상기 태양광 패널(130)로부터 수집된 태양광 에너지를 동력으로 상기 광원(112)을 점등하고, 상기 태양광 패널(130)로부터 수집한 태양광 에너지가 기 설정된 수치를 초과하는 경우, 상기 광원(112)을 소등할 수 있다.

태양광 패널(130)은 해야 떠오른 뒤부터 태양광 에너지를 수집하고, 해가 진 이후에는 태양광 에너지를 수집하지 않기 때문에, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 보조모듈(110)은 해가 떠오르면 자동으로 광원(112)을 소등하고, 해가 지면 자동으로 광원(112)을 점등하여 태양광발전장치(100) 주변에 대한 시야를 제공함으로써 CCTV(111)의 촬영 범위를 더 넓게 제공할 수 있다.

이어서, 보조모듈(110)의 풍력발전 및 낙뢰방지부(113)는 태양광발전 탑에 가해지는 풍력을 전력으로 변환하는 풍력발전기 및 상기 태양광발전 탑에 가해지는 낙뢰를 유도하는 피뢰침을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 태양광발전장치(100)가 강풍피해 및 낙뢰피해로 인해 손상을 입는 것을 방지할 수 있으며, 통상의 태양광발전장치(100)가 설치되는 장소가 주변 구조물로 인해, 그늘이 형성되는 것을 방지하기 위해 비교적 고지대 임야인 것을 감안하였을 때 더욱 큰 효과를 제공할 수 있다.

본 발명의 추가 실시 예에 따르면, 풍력발전부는 낙뢰방지부와 별도로 구비될 수 있으며, 프로펠러와 전력변환부로 구성되어, 바람에 의해 프로펠러가 회전하여 전력변환부가 전력을 생성하는 것일 수 있다.

다음으로, 도4에 도시된 바와 같이 지지대(140) 하단에 형성되는 기초부(120)는 원통형 또는 복수의 모서리를 가지는 각기둥 형태로 형성되어 상기 지지대(140)가 지면에 고정되도록 지면 아래에서 상기 지지대(140)의 하단을 고정할 수 있으며, 지면 쪽 하단에 기초부(120)의 외부 주변을 둘러싸는 복수의 기초보조부(121)를 포함할 수 있다.

기초보조부(121)는 콘크리트 재질로 형성될 수 있으며, 기초부(120) 또는 지지대(140)의 각 모서리를 커버하도록 잉카볼트를 통하여 결속될 수 있다.

또한, 각 기초보조부(121)는 적어도 하나 이상의 인접한 다른 기초보조부(121)와 적어도 한 면이 맞닿도록 형성되어 상기 지지대(140)가 지면으로 쓰러지지 않도록 지지하고, 낙뢰방지부에 의해 유도된 낙뢰에 대한 접지 역할을 수행할 수 있다.

도5을 참조하면, 지지대(140)와 결속되는 태양광 패널(130)은 지면에 대해 수평하며 서로 다른 태양광 패널(130)이 일정 간격을 두고 나란히 설치될 수 있으며, 태양광 패널(130)의 양 단과 지지대(140) 사이에 형성되어 상기 태양광 패널(130)을 지지대(140)에 결속함과 동시에 태양광 패널(130)이 회전 가능하도록 하는 돌출부(131)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 돌출부(131)는 태양광 패널(130)의 외측 일면에 원통형 또는 각기둥 형태로 연장형성 될 수 있으며 상술한 바와 같이 상기 태양광 패널(130)을 지지대(140)에 결속함과 동시에 태양광 패널(130)이 회전 가능하도록 할 수 있다.

또한, 돌출부(131)는 지지대(140)로부터 먼 쪽 단에 소정의 돌출부(131)를 적어도 하나 이상 구비하여 지지대(140)와 태양광 패널(130)이 결속하였을 때, 태양광 패널(130)이 지지대(140)로부터 의도치 않게 분리되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 지지대(140)는 태양광 패널(130)을 지지하기 위해 태양광 패널(130)의 양 단에 연결되며 기둥형태로 형성될 수 있으며, 기초부(120)와 동일하게 원통형 또는 복수의 모서리를 가지는 각기둥 형태로 형성되어 지면으로부터 수직으로 형성됨으로써 통상의 전신주와 유사한 형태로 형성될 수 있다.

또한, 지지대(140)에는 태양광 패널(130)의 돌출부(131)가 지지대(140)에 결속되도록 지지대(140)의 일면에 걸쇠부(141)가 형성될 수 있다.

도6를 참조하면, 걸쇠부(141)는 지지대(140)의 형상과 동일하여 지지대(140)의 외측을 커버하는 형상의 밴드와 U자 형태의 걸쇠를 포함할 수 있으며, 밴드가 지지대(140)를 커버하여 지지대(140)의 일 영역에 고정되어 설치되고, 걸쇠부(141)의 내측이 U자 형상으로 구비되어 내측에 소정의 공간이 형성됨에 따라, 걸쇠부(141)가 태양광 패널(130)의 돌출부(131)와 결속될 수 있다.

또한, 걸쇠부(141)와 돌출부(131)가 결속되었을 때, 걸쇠부(141)의 내측 형상과 돌출부(131)의 형상(원기동 또는 각기둥)으로 인해, 걸쇠부(141)의 내부에서 태양광 패널(130)과 연결된 돌출부(131)가 회전함으로써, 상기 태양광 패널(130)이 함께 회전하여 태양광 패널(130)의 각도를 조종할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르는 태양광발전장치(100)는 경사각 조절장치(160)를 더 포함할 수 있다.

경사각 조절장치(160)는 각 태양광 패널(130)의 일단과 와이어(162)를 통해 연결되어 각 태양광 패널(130)을 당김으로써, 상기 태양광 패널(130)이 상기 돌출부(131)에 결합된 상태로 태양을 바라보는 각도를 조정할 수 있으며, 도르래와 와이어(162)를 포함하여 구성될 수 있다.

사용자는 도르래를 회전시켜 와이어(162)를 감거나 풀어서 와이어(162)의 길이를 줄이거나, 와이어(162)를 풀어 와이어(162)의 길이를 늘림으로써 태양광 패널(130)의 각도를 조정할 수 있다.

이때, 와이어(162)의 일단에는 태양광 패널(130)에 고정할 수 있는 후크(161) 또는 집게가 연결될 수 있으며, 후크(161)나 집게와 연결된 와이어(162)의 타 단에 도르래 장치가 연결될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르는 태양광발전장치(100)는 보조 지지대(150)를 더 포함할 수 있다.

보조 지지대(150)는 일단이 지지대(140)의 일 영역에 형성된 밴드와 연결되어 지지대(140)에 고정되고, 타 단이 지면에 고정되어, 상기 지지대(140)를 바람으로부터 지탱할 수 있으며, 신축성 있는 재질로 구성되거나 쇠사슬 등 강성 재료로 구성됨으로써 강풍 또는 지질의 변화나 인위적으로 태양광발전장치(100)를 훼손하기 위한 힘으로부터 태양광발전장치(100)를 강하게 고정하여 보호할 수 있다.

본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 태양광발전장치 110: 보조모듈
111: CCTV 112: 광원
113: 풍력발전 및 낙뢰방지부
120: 기초부 121: 기초보조부
130: 태양광 패널 131: 돌출부
140: 지지대 141: 걸쇠부
150: 보조 지지대 160: 경사각 조절장치
161: 후크 162: 와이어

Claims (10)

1. 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치에 있어서,
   지면에 대해 수평하게 일정 간격을 두고 나란히 설치되는 복수개의 태양광 패널;
   상기 태양광 패널을 지지하기 위해 태양광 패널의 양 단에 연결되며 기둥형태로 형성된 지지대;
   상기 태양광 패널의 양 단과 지지대 사이에 형성되어 상기 태양광 패널을 지지대에 결속함과 동시에 태양광 패널이 회전 가능하도록 하는 돌출부;
   상기 돌출부가 지지대에 결속되도록 상기 지지대 상에 돌출되어 형성된 걸쇠부;
   상기 지지대가 지면에 고정되도록 지면 아래에서 상기 지지대의 하단을 고정하는 기초부; 및
   상기 기초부의 주변을 둘러싸는 기초보조부를 포함하는, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지대는,
   콘트리트 재질의 육면체 형태의 복수의 상기 기초보조부가 복수의 앙카볼트를 통하여 상기 기초부의 각 모서리를 커버하도록 상기 기초부에 결속되되, 각 기초보조부는 적어도 하나 이상의 인접한 다른 기초보조부와 적어도 한 면이 맞닿도록 형성되어 상기 지지대가 지면으로 쓰러지지 않도록 지지하고, 낙뢰방지부에 의해 유도된 낙뢰에 대한 접지 역할을 수행하는 것인, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지대는,
   상기 걸쇠부가 상기 돌출부와 결속되었을 때, 상기 돌출부가 회전함으로써, 상기 태양광 패널의 각도를 조종할 수 있도록 상기 걸쇠부의 내측이 U자 형상으로 구비되어 내측에 소정의 공간이 형성되는 것인, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
4. 제1항에 있어서,
   CCTV, 광원, 풍력발전부 및 낙뢰방지부 중 적어도 하나를 포함하고 상기 지지대 상에 설치되는 보조모듈을 더 포함하는, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 보조모듈은,
   상기 CCTV가 상기 보조모듈을 중심으로 기 설정된 범위 이내의 이미지 정보를 획득하여 해당 이미지를 기 설정된 기간 동안 저장하여 보관하는 것인, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 보조모듈은,
   상기 태양광 패널로부터 수집한 태양광 에너지가 기 설정된 수치 이하인 경우, 상기 태양광 패널로부터 수집된 태양광 에너지를 동력으로 상기 광원을 점등하고, 상기 태양광 패널로부터 수집한 태양광 에너지가 기 설정된 수치를 초과하는 경우, 상기 광원을 소등하는 것인, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 풍력발전부 및 낙뢰방지부는 태양광발전 탑에 가해지는 풍력을 전력으로 변환하는 풍력발전기 및 상기 태양광발전 탑에 가해지는 낙뢰를 유도하는 피뢰침을 포함하는 것인, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
8. 제1항에 있어서,
   각 태양광 패널의 일단과 와이어를 통해 연결되어 각 태양광 패널을 당김으로써, 상기 태양광 패널이 상기 돌출부에 결합된 상태로 태양을 바라보는 각도를 조정할 수 있는 경사각 조절장치를 더 포함하는, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 경사각 조절장치는
   상기 태양광 패널에 고정되는 후크 및 상기 후크와 연결된 와이어의 타단에 연결되는도르래장치를 더 포함하는, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
10. 제1항에 있어서,
    일단이 지지대의 일 영역에 형성된 밴드와 연결되어 지지대에 고정되고, 타단이 지면에 고정되어, 상기 지지대를 바람으로부터 지탱하는 보조 지지대를 더 포함하는, 풍압에 강한 모듈화된 수직형 태양광발전장치.
    

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