WO2010128708A1 - 태양광 추종이 가능한 태양광 발전 장치 - Google Patents

태양광 추종이 가능한 태양광 발전 장치 Download PDF

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linkage
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PCT/KR2009/003283
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장윤규
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Jang Yun-Kyu
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a photovoltaic device, and more particularly, to a photovoltaic device having a tracking device for tracking the angle of a solar panel in accordance with the angle of the sun.
  • a device for collecting solar energy in order to utilize solar energy, a device for collecting solar energy is required.
  • a solar panel that absorbs energy in the direct sunlight of the sun is used.
  • Such a solar panel has a structure in which a plurality of solar cells or pipes for circulating working fluid are installed in a flat plate-shaped structure, and the efficiency thereof varies depending on the altitude of the sun.
  • a device that can adjust the angle of the solar panel in accordance with the altitude of the sun that is, a tracking device has been conventionally used.
  • These tracking devices can be divided into one-axis system or two-axis system according to the number of rotation axes, and the solar panel's angle can be automatically or manually adjusted according to the measured or pre-entered sun altitude for optimum efficiency. To make it possible.
  • the torque tube has a form extending in one direction, there is a risk that deformation may be applied during installation and transportation, and thus, there is a problem in that the exact coupling with the post is not easy. Since photovoltaic devices are typically installed in uneven outdoor spaces, it is very difficult for each component to be installed exactly as the designer intended.
  • the present invention has been made to overcome the disadvantages of the prior art as described above, the technical problem is to provide a photovoltaic device capable of efficiently rotating a plurality of solar panels using one actuator.
  • Another object of the present invention is to provide a photovoltaic device that does not require a separate installation area for an actuator.
  • Another object of the present invention is to provide a photovoltaic device that can efficiently absorb and easily install a tolerance caused by deformation and uneven ground.
  • the torque tube is arranged to form a plurality of rows; A plurality of solar panels installed along the respective torque tubes; A post rotatably supporting said respective torque tube; A lever arm coupled with each torque tube; A linkage disposed under the torque tube and connected to the respective lever arms; An actuator for reciprocating the linkage in the longitudinal direction of the linkage, thereby rotating the torque tube about the longitudinal axis of the torque tube; And a bed frame installed between some posts of the plurality of posts and supporting the actuator.
  • a plurality of lever arms for rotating each torque tube are connected to one linkage, and the linkage can be driven by one actuator, thereby minimizing the number of actuators required for driving the solar panel. Not only that, but also to simplify the power transmission process.
  • the actuator is located in the lower portion of the solar panel, which can be installed so that the solar panel and the actuator can be installed to overlap in the vertical direction to use the provided site efficiently It becomes possible.
  • the bed frame may be disposed between the posts for supporting two torque tubes located in the center of the entire post, through which the power of the actuator is transmitted to the center of the linkage to minimize the deformation of the linkage. .
  • the bed frame may include a pair of beams, each end of which is fixed to a pair of opposing posts, and the actuator may be fixed to the pair of beams.
  • the linkage may be disposed between the pair of beams, and the actuator may include a rod connected to the linkage.
  • the anchor is mounted to the ground; A first journal half mounted on the anchor; A second journal half coupled with the first journal half; And a bearing mounted between the first and second journal halves to rotatably support the torque tube.
  • the first journal half may have a first bolt fastening hole of a slot shape extending in a first direction.
  • the first direction may be a length direction of the anchor, thereby adjusting the height of the first journal harp coupled to the anchor.
  • the anchor may have a second bolt fastening hole in the form of a slot facing the first bolt fastening hole and extending in a direction not parallel to the first direction.
  • the second direction may be orthogonal to the first bolt fastening hole, through which the position in the longitudinal direction of the linkage of the first journal half coupled to the anchor may be adjusted.
  • the anchor has a third bolt fastening hole for engaging with the ground, the third bolt fastening hole has a slot shape extending in the second direction.
  • the first journal half the bearing support portion having a semi-circular cross section for supporting the bearing; And a coupling part integrally formed with the bearing support part and the second bolt fastening hole is formed, and the coupling part may be eccentrically positioned from a center of the bearing support part.
  • the solar panel may be rotatably mounted around the axis of rotation perpendicular to the axis of rotation of the torque tube, which can be utilized as a two-axis control system.
  • one side of the solar panel is hinged to the torque tube, the other side may be provided with a coupling means for the solar panel to maintain a predetermined angle with respect to the torque tube.
  • the coupling means the fixed arm is provided between the other side of the solar panel and the torque tube, a plurality of holes are formed along the longitudinal direction; And it may include a fixing pin coupled to the torque tube through any one of the plurality of holes.
  • the plurality of solar panels can be driven through a simple power transmission structure by a minimum number of actuators, thereby not only reducing installation costs but also indirectly reducing power generation efficiency by reducing power consumption. You can increase it.
  • the actuator can be installed so as to overlap the solar panel in the vertical direction, it is possible to minimize the installation area.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an arrangement of an embodiment of a photovoltaic device according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of the drive unit of FIG. 1.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view of the drive unit of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the lever arm of FIG. 2.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating an enlarged post portion of FIG. 2.
  • 5 and 6 are front views illustrating the coupling state of the first journal half to the post.
  • FIG. 7 is a front view schematically showing an operating state of the embodiment shown in FIG. 1.
  • FIG. 8 is a side view showing another embodiment of a photovoltaic device according to the present invention.
  • the embodiment 100 includes a solar panel 110 mounted to the torque tube 130 to form a plurality of rows.
  • the solar panels 110 are arranged to form a total of 14 rows, and the torque tubes 130 described above are disposed below the rows of the respective solar panels 110.
  • the drive unit 200 is located between the center of the row of the solar panel 110, specifically, between the seventh and eighth columns.
  • the drive unit 200 is for generating and transmitting power for rotating the torque tube 130 to which the solar panel 110 is fixed. Details thereof will be described later.
  • a linkage 120 for transmitting power generated by the drive unit 200 is disposed to penetrate the heat of each of the solar panels 110.
  • the linkage 120 extends from the lower portion of the torque tube 130 to cross the central portion of the solar panel 110, and is connected to the lever arm 140 with each torque tube 130.
  • the lever arm 140 converts the reciprocating movement of the linkage 120 into the rotational movement of the torque tube 130.
  • the drive unit 200 will be described.
  • the torque tube 130 is rotatably supported on the upper part of the post 150, and the post 150 is a ground 160 that is pre-constructed at the site where the photovoltaic device is to be installed. It is fixed to the installation.
  • a plurality of posts 150 are provided for each torque tube 130, and a pair of posts 150 for supporting the torque tubes 130 arranged in the seventh and eighth rows described above.
  • Bed frame 210 is fixedly installed.
  • the bed frame 210 has a pipe shape having a rectangular cross section, and the actuator fixing frame 220 is rotatably installed on the pair of bed frames 210.
  • An electric motor 230 for generating power is installed on one side of the actuator fixing frame 220, and a screw jack 240 coupled to the electric motor 230 is installed on an opposite side of the actuator fixing frame 220.
  • the end of the screw jack 240 is coupled through the linkage 120 and the hinge coupling portion 250. Therefore, when the screw jack 240 is moved forward or backward by the electric motor 230, the linkage 120 is moved forward and backward in conjunction with it.
  • the lever arm 140 connects the torque tube 130 and the linkage 120 as described above to convert the reciprocating motion of the linkage 120 into the rotational motion of the torque tube 130.
  • the lever arm 140 includes a pressing plate 142 on one end to press the two sides of the torque tube 130 to be fixed to the torque tube 130.
  • the pressing plate 142 is installed and manufactured because the pressing plate 142 is firmly fixed to the torque tube 130 by the coupling force of the plurality of fixing bolts, but can be freely installed along the longitudinal direction of the torque tube 130. Effective tolerances can be absorbed.
  • the arm 144 extending in a straight line connected with the pressing plate 142 is positioned, and the coupling part 146 with the linkage 120 is positioned at the other end of the arm 144.
  • the coupling portion 146 extends in parallel on both sides of the arm 144, the end of which is coupled to the hinge bracket 122 having a cross-section of the 'C' shape is coupled to the linkage 120.
  • the linkage 120 is not formed integrally with each other, but a plurality of segments are connected to each other to form a linkage, and the hinge bracket 122 is fixed between the connection portions of the respective segments.
  • the post 150 includes a post body 152 fixed to an upper portion of the ground 160 installed at the site where the photovoltaic device is to be installed, and a lower portion of the post body 152 in contact with the ground 160.
  • the support 153 is located.
  • the support part 153 is formed with a first bolt fastening hole 153a for fixing through the ground 160 and a bolt.
  • the first bolt fastening hole 153a has a long hole shape extending in one direction. Therefore, the installation tolerance of the length of the first bolt fastening hole 153a can be absorbed.
  • a first journal half 156 is installed above the post body 152, and the first journal half 156 has a second bolt fastening hole 154a formed as a long hole, and the post body 152.
  • the bolt is coupled through the third bolt fastening hole 152a in the form of a long hole formed on the top.
  • the second and third bolt fastening holes extend in directions perpendicular to each other, and thus the coupling position of the first journal half 156 with respect to the post body 152 may be freely adjusted. Therefore, it is possible to effectively absorb the tolerances that may occur in the manufacturing and installation process.
  • first journal half 156 includes an extension part 154 coupled to the post body 152 and a journal part 155 formed on the extension part 154, and the journal part 155
  • the second journal half 157 is coupled to the upper portion of the).
  • a bearing 170 is inserted between the journal portion 155 and the second journal half 157, and the bearing 170 is configured such that two bearing members 172 and 174 are combined to form one bearing. do.
  • the above-described torque tube 130 is inserted into the central portion of the bearing 170, through which the torque tube 130 is rotatably mounted on the upper part of the post 150.
  • the first journal half 156 the extension portion 154 is located in a position eccentric from the center of the journal portion 155.
  • the first journal half 156 may be mounted upside down by 180 ° with respect to the longitudinal axis of the post, thereby maintaining the state in which the journal portion 155 is centered, and extending the portion 154. Compared to the case where is located at the center, it can cope with a relatively wide range of tolerances.
  • the linkage 120 is disposed in the east-west direction.
  • the controller (not shown) determines the angle of the solar panel 120 based on previously input data, and controls the drive unit accordingly so that the solar panel 120 is disposed at the determined angle.
  • the support plate 270 is installed on the surface of the torque tube 130, and one end of the solar panel 120 ′ is hinged to the support plate 270, and the other plate is hinged.
  • the end may be secured by the fixed arm 280.
  • a plurality of through holes 282 are formed in the fixing arm 280 along the length direction thereof, and a fixing pin with respect to the support plate 270 through any one of the plurality of through holes 282. (Not shown). Therefore, the angle of the north-south direction with respect to the sun of the solar panel 120 'may also be adjusted depending on which position of the plurality of through holes 282 is fixed (see the above-described angle adjustment for the east-west direction). Bar).
  • the north-south angle adjustment of the solar panel 120 ′ is manually performed, but an example in which the angle is electrically adjusted using a hydraulic cylinder or an electric motor may be considered.

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Abstract

본 발명은 태양광 발전 장치에 관한 것으로서, 복수의 열을 이루도록 배치되는 토크 튜브; 상기 각각의 토크 튜브를 따라서 설치되는 복수의 솔라 패널; 상기 각각의 토크 튜브를 회전가능하게 지지하는 포스트; 상기 각각의 토크 튜브와 결합되는 레버 암; 상기 토크 튜브의 하측에 배치되며, 상기 각각의 레버 암과 연결되는 링키지; 상기 링키지를 링키지의 길이방향으로 왕복이동시키고, 그로 인해 상기 토크 튜브를 토크 튜브의 길이방향 축을 중심으로 하여 회전시키는 액츄에이터; 및 상기 복수의 포스트 중 일부의 포스트 사이에 설치되며, 상기 액츄에이터가 지지되는 베드 프레임을 포함하는 태양광 발전 장치를 제공한다.

Description

태양광 추종이 가능한 태양광 발전 장치
본 발명은 태양광 발전 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 발전장치에 있어서, 태양의 각도에 따라서 솔라 패널의 각도를 추종시키기 위한 트래킹 장치를 갖는 태양광 발전 장치에 관한 것이다.
최근 에너지 고갈에 대한 우려로 인해서 화석 연료를 대체할 수 있는 다양한 종류의 대체 에너지원의 개발이 이루어지고 있는데, 그 중 하나가 태양 에너지이다. 이러한 태양 에너지의 이용은 크게 두 가지 형태로 구분하여 볼 수 있는 데, 그 하나가 태양의 복사열을 활용하여 난방 등을 수행하는 형태와 솔라 셀 등을 이용하여 태양 에너지를 직접 전기로 변환하는 형태가 있다.
어느 경우이든, 태양 에너지를 활용하기 위해서는 태양 에너지를 수집하기 위한 장치가 필요한데, 통상적으로는 태양의 직사광선과 대면하여 에너지를 흡수하는 솔라 패널이 사용된다. 이러한 솔라 패널은 평판 형태의 구조물에 다수의 솔라 셀 또는 작동 유체가 순환되기 위한 배관 등을 설치한 구조를 가지며, 그 효율은 태양의 고도에 따라서 달라지게 된다.
따라서, 종래부터 태양의 고도에 따라서 솔라 패널의 각도를 조정할 수 있는 장치, 즉 트래킹 장치가 사용되어 왔다. 이러한 트래킹 장치는 회전축의 수에 따라서 1축 시스템 또는 2축 시스템으로 구분할 수 있으며, 측정된 또는 사전에 입력된 태양의 고도에 맞게 자동으로 또는 수동으로 솔라 패널의 각도를 조절하여 최적의 효율을 얻을 수 있도록 하고 있다.
한편, 태양광 에너지를 이용한 발전시설의 경우 통상적으로 평탄한 대규모의 부지에 다수의 솔라 패널을 설치하게 되는데, 태양광 발전의 특성상 두 장 이상의 솔라 패널을 겹쳐서 배치하는 것이 불가능하므로 대단히 넓은 규모의 부지가 필요하게 된다. 이로 인해서, 액츄에이터에 의해 발생된 동력을 각각의 솔라 패널로 전달하기 위한 동력전달 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 전달과정에서 손실되는 동력의 양도 증가하게 된다.
아울러, 설치 비용을 감안하면 한정된 부지 면적에 가능한 많은 수의 솔라 패널을 설치할 수 있어야 하나, 종래에는 액츄에이터를 위한 별도의 설치공간이 필요하게 되므로 공간활용도가 낮은 문제가 있다.
또한, 상기 토크 튜브는 일방향으로 연장되는 형태이므로 설치 및 운반 과정에서 변형이 가해질 우려가 있으므로, 상기 포스트와의 정확한 결합이 용이하지 않은 문제가 있다. 태양광 발전장치는 통상적으로 평탄하지 않은 옥외 공간에 설치되므로 각각의 구성 요소가 설계자의 의도대로 정확하게 설치하는 것이 매우 곤란하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 하나의 액츄에이터를 사용하여 다수의 솔라 패널을 효율적으로 회전시킬 수 있는 태양광 발전 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.
또한, 본 발명은 액츄에이터를 위한 별도의 설치면적을 요하지 않는 태양광 발전 장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.
또한, 본 발명은 변형 및 균일하지 않은 지반 등에 의한 공차를 효율적으로 흡수하여 용이하게 설치할 수 있는 태양광 발전 장치를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 복수의 열을 이루도록 배치되는 토크 튜브; 상기 각각의 토크 튜브를 따라서 설치되는 복수의 솔라 패널; 상기 각각의 토크 튜브를 회전가능하게 지지하는 포스트; 상기 각각의 토크 튜브와 결합되는 레버 암; 상기 토크 튜브의 하측에 배치되며, 상기 각각의 레버 암과 연결되는 링키지; 상기 링키지를 링키지의 길이방향으로 왕복이동시키고, 그로 인해 상기 토크 튜브를 토크 튜브의 길이방향 축을 중심으로 하여 회전시키는 액츄에이터; 및 상기 복수의 포스트 중 일부의 포스트 사이에 설치되며, 상기 액츄에이터가 지지되는 베드 프레임을 포함하는 태양광 발전 장치를 제공한다.
즉, 본 발명에서는 각각의 토크 튜브를 회전시키기 위한 복수의 레버 암을 하나의 링키지에 연결하고, 상기 링키지를 하나의 액츄에이터에 의해 구동될 수 있도록 함으로써 솔라 패널 구동에 소요되는 액츄에이터의 수를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 동력 전달과정을 단순화할 수 있도록 한 것이다. 또한, 액츄에이터를 포스트 사이에 설치되는 베드 프레임 상에 지지되도록 함으로써, 액츄에이터가 솔라 패널의 하부에 위치하게 되고, 이로 인해서 솔라 패널과 액츄에이터가 상하방향으로 중첩되도록 설치될 수 있으므로 제공된 부지를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
여기서, 상기 베드 프레임은 전체 포스트 중에서 중앙에 위치하는 2개의 토크 튜브를 지지하기 위한 포스트 사이에 배치될 수 있으며, 이를 통해서 상기 링키지의 중앙부에 액츄에이터의 동력이 전달되어 링키지의 변형을 최소화할 수 있다.
여기서, 상기 베드 프레임은 양단부가 한 쌍의 대향하는 포스트에 각각 고정되는 한 쌍의 빔을 포함하며, 상기 액츄에이터가 상기 한 쌍의 빔에 고정되도록 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 링키지는 상기 한 쌍의 빔 사이에 배치되고, 상기 액츄에이터는 상기 링키지와 연결되는 로드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 포스트는, 지면에 장착되는 앵커; 상기 앵커의 상부에 장착되는 제1 저널 하프; 상기 제1 저널 하프와 결합되는 제2 저널 하프; 및 상기 제1 및 제2 저널 하프 사이에 장착되어, 상기 토크 튜브를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 저널 하프는 제1 방향으로 연장되는 슬롯 형태의 제1 볼트 체결공을 가질 수 있다. 상기 제1 방향은 상기 앵커의 길이 방향일 수 있으며, 이를 통해 상기 앵커 상에 결합되는 제1 저널 하프의 높이를 조절할 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 앵커는 상기 제1 볼트 체결공과 마주하며, 상기 제1 방향과 평행하지 않은 방향으로 연장되는 슬롯 형태의 제2 볼트 체결공을 가질 수 있다. 여기서, 상기 제2 방향은 상기 제1 볼트 체결공과 직교하도록 할 수 있으며, 이를 통해서 상기 앵커 상에 결합되는 제1 저널 하프의 상기 링키지의 길이 방향에 대한 위치를 조절할 수 있게 된다.
또한, 상기 앵커는 지면과 결합되기 위한 제3 볼트 체결공을 갖되, 상기 제3 볼트 체결공은 상기 제2 방향으로 연장되는 슬롯 형태를 갖는다.
한편, 상기 제1 저널 하프는, 상기 베어링을 지지하는 반원 형태의 단면을 갖는 베어링 지지부; 및 상기 베어링 지지부와 일체로 형성되며, 상기 제2 볼트 체결공이 형성되는 결합부를 포함하며, 상기 결합부는 상기 베어링 지지부의 중심으로부터 편심되게 위치할 수 있다. 이를 통해서, 제1 저널 하프의 설치 방향에 따라서 상기 제1 볼트 체결공의 길이보다도 큰 공차흡수량을 가질 수 있다.
한편, 상기 솔라 패널은 상기 토크 튜브의 회전축과 직교하는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 이로 인해 2축 제어 시스템으로도 활용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 솔라 패널의 일측면은 상기 토크 튜브에 힌지결합되고, 타측면에는 상기 솔라 패널이 상기 토크 튜브에 대해서 소정 각도를 유지하도록 하는 결합 수단이 설치될 수 있다.
여기서, 상기 결합 수단은, 상기 솔라 패널의 타측면과 상기 토크 튜브 사이에 설치되며, 길이 방향을 따라서 복수의 홀이 형성되는 고정암; 및 상기 복수의 홀 중 어느 하나를 관통하여 상기 토크 튜브와 결합되는 고정핀을 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 복수의 솔라 패널을 최소 개수의 액츄에이터에 의해 단순한 동력 전달 구조를 통해 구동할 수 있으므로 설치 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 동력 소모를 줄여 발전 효율을 간접적으로 증가시킬 수 있게 된다.
또한, 액츄에이터를 솔라 패널과 상하방향으로 중첩되도록 설치할 수 있으므로 설치 면적을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 슬롯 형태의 볼트 체결공을 통해 각각의 구조물을 결합하도록 하여 설치 장소의 불균일 등으로 인한 오차를 효과적으로 흡수할 수 있도록 하므로 설치를 용이하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 일 실시예의 배치상태를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1 중 드라이브 유닛을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2 중 레버 암 부분을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2 중 포스트 부분을 확대하여 도시한 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6은 상기 포스트에 대한 제1 저널 하프의 결합상태를 도시한 정면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 실시예의 작동 상태를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 또 다른 실시예를 도시한 측면도이다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 발전 장치의 일 실시예(100)가 도시되어 있다. 상기 실시예(100)는 복수의 열을 이루도록 토크 튜브(130)에 장착되는 솔라 패널(110)을 포함한다. 도 1에서는 솔라 패널(110)이 총 14열을 이루도록 배치되어 있으며, 각각의 솔라 패널(110)의 열의 하부에는 상술한 토크 튜브(130)가 각각 배치되어 있다.
한편, 상기 솔라 패널(110)의 열 중 중앙부, 구체적으로는 7번째 열과 8번째 열의 사이에는 드라이브 유닛(200)이 위치한다. 상기 드라이브 유닛(200)은 솔라 패널(110)이 고정되는 토크 튜브(130)를 회전시키기 위한 동력을 생성하고 이를 전달하기 위한 것으로서, 그 상세한 사항에 대해서는 후술한다. 상기 드라이브 유닛(200)에 의해 생성된 동력을 전달하기 위한 링키지(120)가 상기 각각의 솔라 패널(110)의 열을 관통하도록 배치된다. 구체적으로는, 상기 링키지(120)는 상기 토크 튜브(130)의 하부에서 솔라 패널(110)의 중앙부를 가로지르도록 연장되며, 각각의 토크 튜브(130)와는 레버 암(140)과 연결된다. 상기 레버 암(140)은 상기 링키지(120)를 지지하는 역할을 하는 것 외에도, 링키지(120)의 왕복이동을 상기 토크 튜브(130)의 회전운동으로 변환하는 역할을 한다.
도 2를 참조하여, 상기 드라이브 유닛(200)에 대해 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 토크 튜브(130)는 포스트(150)의 상부에 회전 가능하게 지지되며, 상기 포스트(150)는 태양광 발전장치가 설치될 부지에 미리 시공된 그라운드(160)에 고정 설치된다. 한편, 상기 포스트(150)는 각각의 토크 튜브(130)마다 복수개가 설치되며, 상술한 제7열 및 8열에 배치된 토크 튜브(130)를 지지하기 위한 포스트(150)의 사이에 한 쌍의 베드 프레임(210)이 고정 설치된다.
상기 베드 프레임(210)은 직사각형 단면을 갖는 파이프 형태를 가지며, 한 쌍의 베드 프레임(210)의 상부에 액츄에이터 고정 프레임(220)이 회전 가능하게 설치된다. 상기 액츄에이터 고정 프레임(220)의 일측면에는 동력을 생성하기 위한 전동 모터(230)이 설치되며, 반대쪽 측면에는 상기 전동 모터(230)와 결합되는 스크류 잭(240)이 설치된다. 상기 스크류 잭(240)의 단부는 상기 링키지(120)와 힌지 결합부(250)를 통해 결합된다. 따라서, 상기 전동 모터(230)에 의해 스크류 잭(240)이 전진 또는 후퇴하면, 그와 연동되어 링키지(120)가 전후진하게 된다.
도 3을 참조하면, 상기 레버 암(140)이 도시되어 있다. 상기 레버 암(140)은 상술한 바와 같이 토크 튜브(130)와 링키지(120)를 연결하여, 링키지(120)의 왕복운동을 토크 튜브(130)의 회전운동으로 변환하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 레버 암(140)은 토크 튜브(130)의 양측면을 압착하여 토크 튜브(130)에 고정시키는 압착 플레이트(142)를 일단부에 포함한다. 상기 압착 플레이트(142)는 복수의 고정 볼트의 결합력에 의해서 압착 플레이트(142)가 토크 튜브(130)에 단단히 고정되도록 하면서도, 토크 튜브(130)의 길이 방향을 따라서 자유롭게 설치될 수 있으므로 설치 및 제조 과정에서 생길 수 있는 공차를 효과적으로 흡수할 수 있다.
상기 압착 플레이트(142)와 연결되어 직선 형태로 연장되는 암(144)이 위치하고, 상기 암(144)의 타단부에는 상기 링키지(120)와의 결합부(146)가 위치한다. 상기 결합부(146)는 상기 암(144)의 양측면에서 평행하게 연장되며, 그 단부는 상기 링키지(120)에 결합되는 'ㄷ'자 형태의 단면을 갖는 힌지 브라켓(122)과 결합된다. 여기서, 상기 링키지(120)는 전체가 일체로 이루어지는 것이 아니라 다수의 세그먼트들이 서로 결합되어 하나의 링키지를 형성하며, 상기 힌지 브라켓(122)은 상기 각각의 세그먼트의 연결부 사이에 고정된다.
도 4를 참조하여, 상기 포스트(150)에 대해서 설명한다. 상기 포스트(150)는 태양광 발전장치가 설치될 부지에 시공된 그라운드(160)의 상부에 고정되는 포스트 본체(152)를 포함하며, 상기 포스트 본체(152) 하부에는 상기 그라운드(160)와 접하는 지지부(153)가 위치한다. 상기 지지부(153)에는 상기 그라운드(160)와 볼트를 통해 고정되기 위한 제1 볼트 체결공(153a)이 형성되어 있는데, 상기 제1 볼트 체결공(153a)는 일방향으로 연장된 장공 형태를 갖는다. 따라서, 상기 제1 볼트 체결공(153a)의 길이만큼의 설치 공차를 흡수할 수 있게 된다.
아울러, 상기 포스트 본체(152)의 상부에는 제1 저널 하프(156)가 설치되며, 상기 제1 저널 하프(156)는 장공으로 형성되는 제2 볼트 체결공(154a)과, 상기 포스트 본체(152)의 상부에 형성되는 장공 형태의 제3 볼트 체결공(152a)을 통해서 볼트 결합된다. 여기서, 상기 제2 및 제 3 볼트 체결공은 서로 직교하는 방향으로 연장되며, 이를 통해서 포스트 본체(152)에 대한 제1 저널 하프(156)의 결합 위치를 자유롭게 조절할 수 있게 된다. 따라서, 제조 및 설치 과정에서 발생될 수 있는 공차를 효과적으로 흡수할 수 있다.
한편, 상기 제1 저널 하프(156)는 상기 포스트 본체(152)와 결합되는 연장부(154) 및 연장부(154)의 상부에 형성되는 저널부(155)를 포함하며, 상기 저널부(155)의 상부에는 제2 저널 하프(157)가 결합된다. 상기 저널부(155)와 제2 저널 하프(157)의 사이에는 베어링(170)이 삽입되는데, 상기 베어링(170)은 두 개의 베어링 부재(172, 174)가 결합되어 하나의 베어링을 형성하도록 구성된다. 상기 베어링(170)의 중앙부에는 상술한 토크 튜브(130)가 삽입되어 있고, 이를 통해서 상기 토크 튜브(130)는 상기 포스트(150)의 상부에 회전 가능하게 장착된다.
한편, 상기 제1 저널 하프((156)는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 저널부(155)의 중심에서 편심된 위치에 상기 연장부(154)가 위치하고 있다. 따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 저널 하프(156)는 포스트의 길이 방향 축을 중심으로 180°뒤집어서 장착할 수 있다. 이를 통해서, 상기 저널부(155)가 중심에 위치한 상태를 유지하면서, 연장부(154)가 중심에 위치한 경우에 비해서 상대적으로 넓은 범위의 공차에 대응할 수 있게 된다.
이제, 도 1 및 도 7을 참조하여, 상기 실시예의 작동에 대해서 설명한다. 도 1에서 상기 링키지(120)는 동서 방향으로 배치되어 있다. 도시되지 않은 제어부는 사전에 입력된 데이터를 근거로 하여 상기 솔라 패널(120)의 각도를 결정하고, 그에 따라 상기 드라이브 유닛을 제어하여 솔라 패널(120)이 결정된 각도로 배치되도록 한다.
이를 위해서, 상기 드라이브 유닛의 모터(230)를 작동시켜, 상기 스크류 잭(240)을 전진 또는 후퇴시키면, 도 7에 도시된 바와 같이 링키지(120)가 전진 또는 후진하면서, 그와 결합된 레버 암(140)이 상기 포스트와의 결합점을 중심으로 하여 회전하게 된다. 이로 인해서, 레버 암(140)과 고정된 토크 튜브가 회전하게 되고, 결과적으로 솔라 패널(120)의 태양에 대한 각도가 조절될 수 있다.
이상의 실시예에서는 모두 1축, 즉 동서 방향에 대한 솔라 패널의 각도만을 조절하는 경우에만 한정되어 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명은 2축 제어 시스템에도 적용될 수 있음은 물론이다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 토크 튜브(130)의 표면에 지지 플레이트(270)를 설치하고, 상기 지지 플레이트(270)에 대해서 솔라 패널(120')의 일단부를 힌지결합하고, 타단부는 고정암(280)에 의해 고정되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 고정암(280)에는 그 길이 방향을 따라서 복수개의 관통홀(282)이 형성되어 있고, 상기 복수의 관통홀(282) 중 어느 하나를 통해 상기 지지 플레이트(270)에 대해 고정핀(미도시)을 사용하여 고정된다. 따라서, 복수개의 관통홀(282) 중 어느 위치의 홀을 통해 고정되느냐에 따라서 솔라 패널(120')의 태양에 대한 남북 방향의 각도도 조절될 수 있다(동서 방향에 대한 각도 조절에 대해서는 상술한 바 있다).
도시된 예에서는 솔라 패널(120')의 남북 방향 각도 조절을 수동식으로 수행되도록 하고 있지만, 유압 실린더 또는 전동 모터 등을 사용하여 전동식으로 각도가 조절되도록 하는 예도 고려할 수 있다.

Claims (12)

  1. 복수의 열을 이루도록 배치되는 토크 튜브;
    상기 각각의 토크 튜브를 따라서 설치되는 복수의 솔라 패널;
    상기 각각의 토크 튜브를 회전가능하게 지지하는 포스트;
    상기 각각의 토크 튜브와 결합되는 레버 암;
    상기 토크 튜브의 하측에 배치되며, 상기 각각의 레버 암과 연결되는 링키지;
    상기 링키지를 링키지의 길이방향으로 왕복이동시키고, 그로 인해 상기 토크 튜브를 토크 튜브의 길이방향 축을 중심으로 하여 회전시키는 액츄에이터; 및
    상기 복수의 포스트 중 일부의 포스트 사이에 설치되며, 상기 액츄에이터가 지지되는 베드 프레임을 포함하는 태양광 발전 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베드 프레임은 양단부가 한 쌍의 대향하는 포스트에 각각 고정되는 한 쌍의 빔을 포함하며,
    상기 액츄에이터가 상기 한 쌍의 빔에 고정되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 링키지는 상기 한 쌍의 빔 사이에 배치되고, 상기 액츄에이터는 상기 링키지와 연결되는 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 포스트는,
    지면에 장착되는 앵커;
    상기 앵커의 상부에 장착되는 제1 저널 하프;
    상기 제1 저널 하프와 결합되는 제2 저널 하프; 및
    상기 제1 및 제2 저널 하프 사이에 장착되어, 상기 토크 튜브를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 저널 하프는 제1 방향으로 연장되는 슬롯 형태의 제1 볼트 체결공을 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 앵커는 상기 제1 볼트 체결공과 마주하며, 상기 제1 방향과 평행하지 않은 방향으로 연장되는 슬롯 형태의 제2 볼트 체결공을 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 저널 하프는,
    상기 베어링을 지지하는 반원 형태의 단면을 갖는 베어링 지지부; 및
    상기 베어링 지지부와 일체로 형성되며, 상기 제2 볼트 체결공이 형성되는 결합부를 포함하며,
    상기 결합부는 상기 베어링 지지부의 중심으로부터 편심되게 위치하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 솔라 패널은 상기 토크 튜브의 회전축과 직교하는 회전축을 중심으로 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 솔라 패널의 일측면은 상기 토크 튜브에 힌지결합되고, 타측면에는 상기 솔라 패널이 상기 토크 튜브에 대해서 소정 각도를 유지하도록 하는 결합 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 결합 수단은,
    상기 솔라 패널의 타측면과 상기 토크 튜브 사이에 설치되며, 길이 방향을 따라서 복수의 홀이 형성되는 고정암; 및
    상기 복수의 홀 중 어느 하나를 관통하여 상기 토크 튜브와 결합되는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 베드 프레임은 상기 복수의 열을 이루도록 배치되는 토크 튜브 중 중앙에 위치하는 토크 튜브를 고정하기 위한 포스트 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 앵커는 지면과 볼트 체결되기 위한 제3 볼트 체결공을 포함하며, 상기 제3 볼트 체결공은 상기 제2 방향과 평행한 방향으로 연장되는 슬롯 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 장치.
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