WO2011037347A2 - 태양광 발전설비의 효율향상장치 - Google Patents

태양광 발전설비의 효율향상장치 Download PDF

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WO2011037347A2
WO2011037347A2 PCT/KR2010/006262 KR2010006262W WO2011037347A2 WO 2011037347 A2 WO2011037347 A2 WO 2011037347A2 KR 2010006262 W KR2010006262 W KR 2010006262W WO 2011037347 A2 WO2011037347 A2 WO 2011037347A2
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rotation
cylindrical member
housing
closing
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PCT/KR2010/006262
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유상필
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(주)하이레벤
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/20—Cleaning; Removing snow
    • 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
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Definitions

  • the present invention relates to a device for improving efficiency of a solar power plant, and more particularly, to a photovoltaic plant that can be operated only by the water pressure of water supplied for water injection without using power, thereby greatly reducing operating costs.
  • the method of using solar energy is largely divided into a method using solar heat and a method using solar light.
  • the method of using solar heat is to heat and generate electricity using water heated by the sun, and the method of using solar light can generate electricity by using the light of the sun to operate various machines and appliances. It is called solar power.
  • a solar cell for condensing sunlight a photovoltaic module that is an assembly of solar cells, and a solar array in which the solar cells are constantly arranged are required.
  • EHP electron-hole pair
  • the efficiency of the photovoltaic module used in the photovoltaic power generation system is the most important factor that determines the economic feasibility of photovoltaic power generation in the range of about 16-18% of polycrystalline silicon material which is currently mainstream.
  • maintenance and repair through various devices are essential.
  • an efficiency improving device of a photovoltaic power generation facility is recently used.
  • Such an efficiency improving device is a method of cleaning a solar panel with a mechanical driving force such as a brush of a vehicle, and a water hose on the upper part of the solar panel. By connecting the water flowing through the solar panel washing method, and a separate water jet type to wash the solar panel by spraying water at a strong pressure through a separate nozzle.
  • the method of using the brush has to make a separate brush suitable for maintaining the photovoltaic facility, and when the solar panel is overheated, it does not provide a special way to cool it, and water by gravity through the water hose Flowing method has the disadvantage that it does not have a great effect on dirt removal or snow removal. Therefore, in recent years, the use of a water jet type to cool and wash the solar panel by spraying the cooling water having a hydraulic pressure through the nozzle has been attempted.
  • the efficiency of the water injection type photovoltaic facility according to the prior art has to use a separate power for water injection, there is a problem that substantially reduces the power generation efficiency of the photovoltaic power generation facilities.
  • such an efficiency improving device is generally required for cooling and cleaning because a large number of nozzles are required when the area of the photovoltaic array is large because rotational control of the spray nozzle portion for spraying water is impossible. Expensive equipment and operating costs are required to maintain hydraulic pressure.
  • it is difficult to spray on a desired area resulting in a waste of a large amount of water resources.
  • Shadows are often generated on the photovoltaic array by a pipe for adjusting the spray angle of the nozzle, and thus, a decrease in photovoltaic efficiency is generated or a distance between the photovoltaic arrays is increased, thereby requiring an additional area.
  • Some shadows on photovoltaic modules must be avoided by causing a hot spot effect that can cause the output of series-connected solar cells to drop out of the module.
  • the present invention has been invented to solve this problem, the injection unit for injecting a fluid for cleaning, cooling or snow removing the solar panel is operated by a mechanical mechanism while at the same time reciprocating rotation by a mechanical mechanism without a separate electric power It is an object of the present invention to provide an apparatus for improving efficiency of a photovoltaic power generation facility whose injection position of the injection unit is adjustable through a length adjusting means.
  • a cylindrically extendable coupling includes two or more cylindrical members having different diameters, the length is extended as water is supplied from the pipe Body; And a spraying unit coupled to the body to reciprocate the water transferred from the body and spraying water into the solar module, wherein the spraying unit has a inlet and an outlet formed at both sides thereof so that water is introduced and discharged; A separation plate mounted inside the housing and having first and second flow holes formed therethrough in different directions so that water flowing through the inlet passes and components opposite to each other are formed; A rotation aberration rotatably mounted in the housing to reciprocate rotation in both directions by flow forces in different directions formed as water passes through the first flow hole or the second flow hole; A rotation opening / closing unit which reciprocates in both directions in association with the reciprocating rotation of the rotational aberration and alternately opens and closes the first and second flow holes; A link unit for interlocking the rotation aberration and the rotation opening / closing unit; And an injection unit disposed outside the housing and
  • the diameters of the cylindrical members are sequentially increased in order of joining from the injection side, and in order to prevent separation between the plurality of cylindrical members, a cap is formed at the top of the larger cylindrical member of the two cylindrical members to be joined.
  • the first locking jaw may be disposed at a lower end of the cylindrical member having a small diameter.
  • the two cylindrical members to be coupled may further include a guide portion protruding on the inner surface of the large diameter cylindrical member and a groove corresponding to the guide portion on the outer surface of the small diameter cylindrical member.
  • a second locking jaw is formed at a lower end of the cylindrical member having a smaller diameter among the two cylindrical members to be coupled, and may further include an elastic member disposed between the second locking jaw and the cap.
  • a hydraulic pressure transmission unit may be installed in which a lower surface is blocked inside the lower end of the cylindrical member having a smaller diameter and the side surface is formed in a mesh shape.
  • the separating diaphragm is fixedly mounted in the transverse direction inside the housing in a flat plate shape, the first and second flow holes are each formed at least one or more so as to have a straight flow path formed inclined with respect to the thickness direction of the separating diaphragm,
  • the inclined directions of the first and second flow holes may be formed to be symmetrical with respect to the thickness direction of the separating diaphragm.
  • the rotation opening and closing unit, the rotation block portion is coupled to the link unit to rotate; And an opening / closing clutch unit engaged with the separating diaphragm so as to be engaged with the rotary block unit and rotate and alternately open and close the first and second flow holes.
  • the rotating block unit is connected to the link unit and the circular rotating plate formed in the through hole in the center; A connection sleeve protruding from one surface of the rotating plate so as to communicate with the through hole and coupled to the injection unit; And a locking bar extending along the longitudinal direction of the housing so as to be engaged with the opening and closing clutch part.
  • the rotation opening and closing unit further includes a rotation stopper detachably coupled to the rotation block part to protrude in an outward direction of the rotation block part, and the rotation block part and the rotation stopper are integrally rotated on one inner side of the housing. Accordingly, a fixing protrusion that can be engaged with the stopper may be formed.
  • the opening and closing clutch unit the operation plate which is rotatably mounted in contact with one side of the separating diaphragm; And an actuating engaging plate which is coupled to rotate integrally with the actuating plate and protrudes outwardly of the separating diaphragm so as to engage with the engaging bar and rotate, wherein the first and second flow holes are rotated according to the rotation of the actuating plate. It can be opened and closed alternately.
  • the opening and closing clutch unit may further include an elastic spring that elastically biases the operating plate to rotate in a direction of closing the first flow hole.
  • UV stabilizer may be added to the water supplied from the pipe to the body.
  • the injection unit may include an injection nozzle for manipulating the diameter of the orifice to generate an imminent jet to improve heat transfer and momentum transfer effects.
  • the folding type washing apparatus for improving the photovoltaic power generation efficiency according to the present invention can be operated only by the water pressure of water supplied for water injection without using power, thereby greatly reducing the operating cost.
  • the structure is simple and convenient to use, it is usually folded and occupies a small space and can be unfolded during use, there is no shadow on the solar panel at the time there is an effect that can wash the solar panel without deterioration in efficiency.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an efficiency improving apparatus of a solar power plant according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 and Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the body of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows a state in which the body is folded, Figure 3 is a body lengthened by applying water pressure Show the appearance.
  • FIG. 4 is a perspective view of a sealing member included in the body of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention and a cap to which the sealing member is coupled.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a sealing member taken along line II-II of FIG. 4 and a cap in which the sealing member is coupled.
  • Figure 6 is a view showing a hydraulic pressure transmission unit installed in the body of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a perspective view schematically showing the shape of the injection unit of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view schematically illustrating a configuration of an injection unit of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the injection unit of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view schematically illustrating a connection relationship between internal components of an injection unit of an efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are perspective views schematically showing the structure of the rotation of the rotary aberration according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a bottom view schematically illustrating an opening and closing state of first and second flow holes according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an efficiency improving apparatus of a solar power plant according to an embodiment of the present invention.
  • the efficiency improving apparatus of the present invention is coupled to the body 61 and a body 61 including two or more cylindrical members having a diameter different from each other. It includes a spraying portion 62 for reciprocating the delivered water to spray the solar module.
  • the efficiency improving apparatus of the present invention improves the efficiency of the photovoltaic power generation equipment by spraying water on the solar modules to wash, cool, and remove the solar modules. Since the efficiency improving device of the present invention is lengthened only during operation, it is possible to prevent the efficiency deterioration of the photovoltaic power generation equipment due to shadows, and the nozzle is reciprocally rotated through a mechanical circulation mechanism to spray water to a large area solar module. Can be.
  • Figure 2 and Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the body of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 shows a state in which the body is folded
  • Figure 3 is a body lengthened by applying water pressure Show the appearance.
  • 2 and 3 show a body including two cylindrical members, the number of cylindrical members can be appropriately adjusted as needed.
  • FIG. 4 is a perspective view of a sealing member and a cap included in the body of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a sealing member taken along the line II-II of FIG. 4 and the Sectional view of the cap with sealing members engaged.
  • the body 61 may be connected to a pipe connection 87 to supply water into the second cylindrical member 82.
  • the body 61 of the efficiency improving apparatus is coupled to each other so as to extend in a cylindrical manner and the first and second cylindrical members 10A, 10B), a cap 85 coupled to the top of the second cylindrical member 82, and an elastic member 86 coupled within the cap 85.
  • the cylindrical member is disposed at the top and has a first cylindrical member 81 having a minimum diameter, and a second cylindrical member having a diameter larger than that of the first cylindrical member 81, which is tightly connected below the first cylindrical member 81. And (82).
  • the first cylindrical member 81 is connected to the inlet 121 of the injector housing, the second cylindrical member 82 is connected to the pipe.
  • Each cylindrical member interior is formed in the form of an empty tube and thus water can be supplied therein.
  • the first cylindrical member 81 is in tubular engagement with the second cylindrical member 82 thereunder and thus is flexible.
  • a nozzle is connected to an upper end of the first cylindrical member 81 to spray water supplied from the inside of the second cylindrical member 82 to the solar panel.
  • the cap 85 prevents the first cylindrical member 81 from leaving the second cylindrical member 82 when the first cylindrical member 81 extends from the second cylindrical member 82.
  • the cap 85 is composed of an upper portion 93 having a smaller diameter and a lower portion 94 having a larger diameter than the upper portion 93.
  • the first locking jaw 83 is formed at the lower end of the first cylindrical member 81 to be held by the upper bottom surface of the cap when extending from the first cylindrical member 82, thereby preventing departure from the outside.
  • the elastic member 86 is provided to increase the airtightness between the cap 85 and the cylindrical member 10. That is, when the cylindrical member 10 extends to the outside by the water pressure of the water supplied to the inside, it is possible to prevent the water supplied in the cylindrical member 10 from leaking to the outside.
  • the stretchable member 86 may be formed of rubber, soft plastic, or other material capable of increasing airtightness.
  • the elastic member 86 is formed so as to penetrate the inside thereof, a part is coupled so as to be in close contact with the upper portion 93 of the cap 85 and the other portion is in the bottom surface of the upper portion 93 of the cap 85 It can be combined to be in close contact.
  • the inner surface of the second cylindrical member 82 is further provided with a guide portion 91 to allow the first cylindrical member 81 to extend without rotating left and right by water pressure when water is supplied into the second cylindrical member 82. It may include.
  • the guide portion 91 protrudes in the second cylindrical member 82, and correspondingly, the first cylindrical member 81 may be grooved.
  • the guide portion 91 and the groove may be engaged with each other, thereby preventing the cylindrical member 10 from rotating left and right.
  • the guide portion 91 is formed on the inner surface of the second cylindrical member 82 and the groove is formed to correspond to the guide portion 91 on the outside of the first cylindrical member 81.
  • the present invention is not limited thereto, and the guide portion 91 may protrude on the outer surface of the first cylindrical member 81, and a groove may be formed on the inner surface of the second cylindrical member 82 to correspond to the guide portion 91. .
  • the shape of the guide portion 91 and the corresponding groove may have a rectangular cross section as shown in the drawing, but the present invention is not limited thereto and prevents left and right rotation of the first cylindrical member 81 and smoothly. Any configuration can be taken as long as the extension of the first cylindrical member 81 is guided.
  • the body 61 may further include an elastic member 89 such as a spring on the outside of the first cylindrical member 81.
  • the elastic member 89 is positioned between the outer surface of the first cylindrical member 81 and the surfaces of the second cylindrical members 82 and 82 and at the upper bottom surface of the cap 85 and the bottom of the first cylindrical member 81. It is disposed between the formed second locking step (84).
  • the elastic member 89 is held by the second locking jaw 84 formed at the lower end of the first cylindrical member 10 when the first cylindrical member 81 extends to the outside by the water pressure of the water supplied therein. And contracted against the bottom surface of the upper portion 93 of the cap 85, the supply of water is interrupted, and when the water pressure is weakened, the elastic force of the elastic member 89 acts to restore the first cylindrical member 81 to its original shape. It serves to restore the location.
  • FIG. 6 is a view showing a hydraulic pressure transmission unit installed in the body 61 of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Body 61 may further include a hydraulic transmission unit 90 in the lower portion of the first cylindrical member 81 in order to more easily extend the first cylindrical member by the hydraulic pressure. .
  • the water pressure transmission unit 90 When the water pressure transmission unit 90 is closed and the water is supplied from the pipe to the body 61, the water pressure is immediately received when the water supply can immediately extend the first cylindrical member 81.
  • the side surface of the hydraulic pressure transmitting unit 90 may be drilled in the form of a mesh to prevent dirt from flowing into the first cylindrical valve.
  • FIGS. 2 and 3 are perspective views showing the folded and unfolded state of the body 61 of the efficiency improving apparatus of the solar power plant according to an embodiment of the present invention, respectively.
  • the body 61 is kept in a contracted state as shown in FIG. 3 before water is supplied through the pipe.
  • the hydraulic pressure does not work, and thus the elastic force of the elastic member 89 provided outside the first cylindrical member 81 acts so that the elastic member 89 lowers the first cylindrical member 81.
  • Pushing down the second locking step 84 formed in the body 61 is maintained in a contracted state.
  • the solar panels are connected in series, so if any shadow is generated on the solar panels, the efficiency is drastically lowered.
  • the manufacturing efficiency of the photovoltaic power generation can be greatly improved by manufacturing the body 61 in a foldable manner that can be folded and unfolded as in the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing the shape of the injection unit of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 8 is an exploded view schematically showing the configuration of the injection unit of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention
  • 9 is a cross-sectional view schematically showing the internal structure of the injection unit of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 10 is an internal component of the injection unit of the efficiency improving apparatus according to an embodiment of the present invention 11 and 12 are perspective views schematically showing the structure of the rotation of the aberration according to an embodiment of the present invention
  • Figure 13 is a perspective view according to an embodiment of the present invention A bottom view schematically showing the opening and closing states of the first and second flow holes.
  • the injection unit 62 of the efficiency improving apparatus is a device for cleaning the solar panel by injecting a fluid, such as water, as shown in Figure 7 through a separate water supply facility (not shown) It comprises a housing 100 receives the fluid, and the injection unit 600 mounted to the outside of the housing 100, the injection unit 600 for injecting fluid through a mechanical mechanism without a separate electric power It is configured to be rotatable.
  • a fluid such as water
  • the spray unit is a component for enabling the spray unit 600 to be rotatable, and includes a separating diaphragm 200, a rotation aberration 300, and a rotation opening / closing unit 400 inside the housing 100. And a link unit 500 are mounted.
  • the housing 100 has an inlet 121 and an outlet 111 formed at both sides in the longitudinal direction so that an accommodation space is formed therein and fluid flows into and discharges from the interior space.
  • the shape of the housing 100 is formed in a hollow cylindrical shape in which both sides are closed, and a separate cylindrical support barrel 130 may be provided inside the housing 100 so that the above components can be stably mounted.
  • the support barrel 130 has a fixed support shaft 131 is formed to rotatably mount the rotation aberration 300 and the opening and closing clutch unit 430 to be described later, the separation plate 200 is formed on the fixed support shaft 131 It can be fixedly mounted.
  • the support barrel 130 is fixedly coupled to one side inner surface of the housing 100 in communication with the inlet 121 to be configured to allow the fluid introduced into the inlet 121 to pass through the interior of the support barrel 130.
  • the support barrel 130 is according to an embodiment of the present invention, and may be configured in such a manner that the fixed support shaft 131 is formed on the inner surface of the housing 100 without the support barrel 130.
  • the housing 100 is coupled to the open body of the housing body 110 and the housing body 110, the outlet 111 is formed on one side of the hollow cylindrical shape of which one surface is open, the housing body 110 and the inlet 121 It may be formed separated into the housing cover 120 is formed.
  • the separating plate 200 may be formed in a circular plate shape to be coupled to the inside of the housing 100 in the transverse direction.
  • the first and second flow holes 210 and 220 having flow paths in different directions so that the fluid flowing into the housing 100 through the inlet 121 pass through the separation plate 200 and the flow direction components in opposite directions are formed. ) Is formed through. That is, the first and second flow holes 210 and 220 are formed such that a direction component, for example, an X direction component and a -X direction component, in which the flow directions of the fluid passing therethrough are opposite to each other, is generated. It will be described later.
  • the rotation aberration 300 is formed in a shape in which a plurality of rotating blades 310 are spaced at equal intervals along the circumferential direction, and the central axis C is inserted into the coupling groove 415 formed in the fixed support shaft 131. And rotatably coupled to each other and disposed adjacent to one side of the separating diaphragm 200 to be rotated by the flow force of the fluid passing through the first and second flow holes 210 and 220 of the separating diaphragm 200. Is configured to.
  • the flow direction of the fluid passing through the first and second flow holes 210 and 220 has components opposite to each other as described above, in which the first and second flow holes 210 and 220 are described below.
  • the rotation aberration 300 is reciprocally rotated in both directions by the flow force of the fluid having the components in the opposite direction passed through the first flow hole 210 or the second flow hole 220 so as to be alternately opened and closed by.
  • the rotation opening / closing unit 400 is rotatably mounted in the housing 100 to reciprocally rotate in conjunction with the reciprocating rotation of the rotation aberration 300, and alternately alternately rotate the first and second flow holes 210 and 220 according to the rotation. It is configured to open and close.
  • the rotation opening and closing unit 400 is interlocked with the rotary aberration 300 by a separate link unit 500, the link unit 500 is a variety of ways through a variety of power transmission mechanical elements, such as a plurality of link plates, chains, belts
  • the link unit 500 according to the exemplary embodiment of the present invention may be configured using a plurality of gears as illustrated in FIGS. 8 and 9.
  • the injection unit 600 is disposed on the outside of the housing 100 and communicates with the interior space of the housing 100 through the discharge port 111 is configured to inject the fluid discharged from the housing 100.
  • the injection unit 600 is coupled to the rotation opening and closing unit 400 inside the housing 100 rotates integrally with the rotation opening and closing unit 400 and injects fluid. Therefore, since the injection unit 600 rotates and injects the fluid, the fluid is evenly injected to the entire area of the solar panel.
  • the washing apparatus of the solar power plant according to the embodiment of the present invention is supplied with a fluid and the rotation aberration 300 by the flow force of the fluid alternately passed through the first and second flow holes (210, 220) Is reciprocatingly rotated and thus the injection unit 600 rotates to inject fluid. Therefore, the injection unit 600 is configured to be rotatable through a mechanical mechanism without using an additional electric power, so that the energy efficiency is excellent and the structure can perform the washing function of the solar panel having a relatively large size.
  • the separating diaphragm 200 is fixedly mounted to the inside of the housing 100 in a flat shape as described above, and the first and second flow holes 210 and 220 are formed in the separating diaphragm 200.
  • At least one first and second flow holes 210 and 220 are each formed to have a straight flow path formed to be inclined with respect to the thickness direction of the separation plate 200, and at least one first and second flow holes 210 and 220 are inclined directions of the first and second flow holes 210 and 220.
  • Silver may be formed symmetrically with respect to the thickness direction of the separation plate 200.
  • the first flow hole 210 is inclined to form a fluid flow force for rotating the rotation aberration 300 in a counterclockwise direction with reference to FIG.
  • the second flow hole 220 is formed in the rotation aberration ( It may be inclined to form a fluid flow force for rotating the clockwise 300. Accordingly, the fluid passing through the first flow hole 210 forms a flow direction component in the inclined direction of the first flow hole 210 to rotate the rotation aberration 300 counterclockwise, and the second flow hole ( The fluid having passed through 220 forms a flow direction component along the inclined direction of the first flow hole 210 and the second flow hole 220 which are symmetrical with each other to rotate the rotation aberration 300 in a clockwise direction.
  • first and second flow holes (210, 220) are each other along the circumferential direction to the separation diaphragm 200, as shown in Figures 6 to 13 to enhance the fluid flow force for rotating the rotary aberration (300)
  • Each of the first and second flow holes 210 and 220 may be formed in alternating positions along the circumferential direction. Dogs and so on will be variously modifiable.
  • the rotation opening and closing unit 400 is reciprocating in both directions in conjunction with the reciprocating rotation of the rotary aberration 300 and alternately open and close the first and second flow holes (210, 220). Accordingly, the first and second flow holes 210 and 220 are alternately opened and closed by the reciprocating rotation of the rotary opening and closing unit 400, and the fluid flow passing therethrough is alternately opened and closed.
  • the power has components opposite to each other, so that the rotation aberration 300 reciprocates, and the reciprocation of the rotation aberration 300 again generates a circulation mechanism for reciprocating the rotation opening and closing unit 400.
  • this circulation mechanism the reciprocating rotation of the rotary aberration 300 and the rotary opening / closing unit 400 is continuously repeated as long as fluid is supplied into the housing 100.
  • the rotation opening and closing unit 400 is directly connected and coupled to the link unit 500 according to an embodiment of the present invention to rotate in conjunction with the rotation aberration 300
  • the rotary block unit 410 and the rotary block unit 410 are engaged with the rotary block unit 410 to rotate integrally with the rotary block unit 410 and to the separation plate 200 to open and close the first and second flow holes 210 and 220 alternately. It is configured to include an opening and closing clutch portion 430 is contacted.
  • the rotary block 410 is connected to the link unit 500 in accordance with an embodiment of the present invention so as to communicate with the circular rotary plate 411, the through-hole 416 formed in the center portion, the through-hole 416 A connecting sleeve 412 protruding from one surface of the rotating plate 411 to be coupled to the injection unit 600 and the outer side of the rotating plate 411 to be engaged with the opening / closing clutch unit 430 along the longitudinal direction of the housing 100.
  • It may be configured to include an extended formed locking bar 413, the rotating plate 411, the connecting sleeve 412 and the locking bar 413 is preferably formed integrally, but each formed separately and coupled to each other It can also be produced.
  • the connecting sleeve 412 is configured to be detachably coupled to the injection unit 600, the detachable coupling method may be applied to the screw coupling method as shown in Figure 9, in addition to the fitting method or separate It can be changed in various ways such as bolt fastening method.
  • the opening and closing clutch unit 430 is in contact with one side of the separating diaphragm 200 in accordance with an embodiment of the present invention so as to rotate integrally with the operating plate 431, the operating plate 431 It is coupled to engage the engaging bar 413 of the rotary block 410, and includes an operation locking plate 432 formed to protrude to the outside of the separation plate 200 to rotate, the operating plate 431 is rotated
  • the first and second flow holes 210 and 220 may be configured to be opened and closed alternately, and the operating plate 431 and the operating stopping plate 432 may be integrally formed with each other.
  • the opening / closing clutch unit 430 may be configured to further include an elastic spring 433 for elastically biasing the operating plate 431 such that the operating plate 431 rotates the lock portion 41 for closing the first flow hole 210. Can be.
  • the rotation opening / closing unit 400 is formed of the rotation block part 410 and the opening / closing clutch part 430 to be combined with the injection unit 600 to perform the function of rotating the injection unit 600 and the first and the same.
  • the rotation block unit 410 is rotated by the link unit 500 ( Rotate in conjunction with 300). More specifically, as shown in FIG. 10, when the rotary aberration 300 reciprocates, the circular rotary plate 411 and the connecting sleeve 412 which are directly coupled to the link unit 500 reciprocate, and thus The injection unit 600 coupled to the connecting sleeve 412 is reciprocated. In addition, when the connecting sleeve 412 reciprocally rotates, the catching bar 413 extending to the outer side of the connecting sleeve 412 is also reciprocally rotated.
  • the operation stopping plate 432 Since the engaging plate 432 is engaged, the operation stopping plate 432 is reciprocally rotated together with the locking bar 413.
  • the operation plate 431 integrally coupled thereto rotates reciprocally, and the first and second flow holes 210 and 220 alternately according to the reciprocating rotation of the operation plate 431. It is opened and closed. Selective opening and closing of the first and second flow holes 210 and 220 induces reciprocation of the rotation aberration 300 again as described above, and as a result, the rotation opening and closing unit 400 continuously reciprocates.
  • the locking bar 413 of the rotary block portion 410 and the operation locking plate 432 of the opening and closing clutch unit 430 may be formed to be engaged in both directions of the locking bar 413, but is shown in FIG.
  • the engagement bar 413 may be configured to be engaged only in one direction rotation and to be disengaged in the opposite direction.
  • FIG. 13A in the state in which the operating plate 431 and the operating stopping plate 432 are rotated with the first flow hole 210 closed, the locking bar 413 is rotated.
  • the operation stopping plate 432 is engaged with it to rotate to rotate the operating plate 431 to close the second flow hole 220 as shown in (b) of FIG.
  • the operation locking plate 432 is connected to the locking bar 413. Since the engagement plate 432 and the operation plate 431 do not rotate, the second flow hole 220 is kept closed because it is not engaged. Therefore, in this case, as shown in FIG. 8, the operating plate 431 is rotated to close the first flow hole 210 by a separate elastic spring 433 for elastically biasing the operating plate 431.
  • the rotation opening and closing unit 400 is to be reciprocated in accordance with the operation principle described above, such a rotation opening and closing unit 400 is a separate rotation stopper so that the reciprocating rotation angle can be adjusted according to an embodiment of the present invention ( 420 may be mounted. That is, as shown in FIG. 10, the rotary stopper 420 protruding outwardly of the rotary block 410 is coupled to the upper surface of the rotary plate 411 of the rotary block 410, and the inner circumferential surface of the housing 100. On one side, as the rotary stopper 420 rotates, a fixing protrusion 132 that may be engaged with the rotary stopper 420 may be formed.
  • the maximum rotation angle of the rotation block 410 is limited by the rotation stopper 420 and the fixing protrusion 132.
  • the rotation stopper 420 may be coupled to the connection sleeve 412 through the coupling hole 421 to be penetrated, and the coupling protrusion 422 is formed on the inner circumferential surface of the coupling hole 421.
  • the outer circumferential surface of the connecting sleeve 412 is formed with a plurality of coupling grooves 415 which can be inserted into the coupling protrusion 422 spaced along the circumferential direction, by the coupling protrusion 422 and the coupling groove 415
  • the rotary stopper 420 may be detachably coupled to the rotary block 410.
  • the coupling position of the rotary stopper 420 is changed to have various relative positions with respect to the rotating plate 411 according to the position of the coupling groove 415 to which the coupling protrusion 422 is coupled among the plurality of coupling grooves 415, According to the change of the coupling position, the maximum rotation angle of the rotation block part 410 limited by the rotation stopper 420 is adjusted.
  • the link unit 500 may be configured to include a plurality of gears that are engaged to the rotation opening and closing unit 400. That is, the link unit 500 is coupled to the central axis C of the rotational aberration 300, the driving gear 510 rotates, and the reduction gear is engaged with the driving gear 510 and transmits the rotational force of the driving gear 510.
  • It may be configured to include a gear unit 520 and a driven gear 530 that is meshed with the reduction gear unit 520 to which the rotational force of the driving gear 510 is transmitted.
  • the driven gear 530 is mounted to mesh with the gear teeth 414 of the rotation opening and closing unit 400. Therefore, when the rotation aberration 300 rotates, the driving gear 510 coupled to the central axis C of the rotation aberration 300 rotates, and the reduction gear unit 520 according to the rotation of the driving gear 510. ) And the driven gear 530 is rotated accordingly the rotation opening and closing unit 400 is rotated.
  • the reduction gear unit 520 may be configured through a plurality of compound gears 521 so that the rotational speed of the drive gear 510 can be reduced, by the reduction gear unit 520 rotation opening and closing unit 400 It is preferable that the rotational speed of Rx is relatively slower than the rotational speed of the rotational aberration 300.
  • the link unit 500 is engaged with the gear tooth 414 to support the rotation opening and closing unit 400 meshed with the driven gear 530 in accordance with one embodiment of the present invention (at least one idle gear ( It is preferably configured to further comprise 540.
  • the link unit 500 may be mounted through a separate gear box 550 provided inside the housing 100 as shown in FIGS. 8 to 10.
  • the gear box 550 is separated into a hollow cylindrical gear box body 551 and a flat gear box cover 553 that closes one surface of the gear box body 551, and is formed inside the gear box body 551.
  • the reduction gear unit 520 may be seated on the gear support 552, and the driven gear 530 and the idle gear 540 may be seated on an upper surface of the gear box cover 553.
  • the injection unit 600 may be configured in various ways to inject a fluid using the injection nozzle
  • the injection unit 600 according to an embodiment of the present invention is a rotation opening and closing unit ( It is detachably coupled to 400 and the injection case 610 is formed in the injection passage 611 is formed in communication with the interior of the housing 100 so that the fluid passes therein, and is detachably coupled to the outlet of the injection passage 611
  • It may be configured to include a spray nozzle (620). That is, the injection unit 600 may be detachably coupled to the connection sleeve 412 of the rotation opening and closing unit 400 as shown in FIG. 9, as described above, the connection sleeve 412 and the injection case 610.
  • Screws corresponding to each other can be screwed in a way that is formed, through which the various types of injection unit 600 can be easily exchanged as necessary.
  • the injection nozzle 620 may be detachably coupled to the injection flow path 611 as shown in Figure 9, this coupling method may be variously changed, such as bolt coupling method, screw coupling method According to this structure, various types of spray nozzles 620 may be easily combined and used.

Abstract

본 발명은 태양광 발전설비의 효율향상장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 태양광 발전설비의 효율향상장치는 전력 사용 없이도 물 분사를 위해 공급되는 물의 수압만으로도 작동이 가능해 운전 비용을 크게 절감할 수 있다. 아울러, 구조가 간단하며 사용이 편리하고, 평소에는 접혀 있어 차지하는 공간이 작고 사용시 펼쳐질 수 있어 대기시에는 태양 전지판에 그림자가 생기지 않아 효율 저하 없이 태양 전지판을 세척할 수 있는 효과가 있다.

Description

태양광 발전설비의 효율향상장치
본 발명은 태양광 발전설비의 효율향상장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력 사용 없이도 물 분사를 위해 공급되는 물의 수압만으로도 작동이 가능해 운전 비용을 크게 절감할 수 있는 태양광 발전설비에 관한 것이다.
일반적으로 태양에너지를 이용하는 방법은 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용하는 방법으로 구분된다. 태양열을 이용하는 방법은 태양에 의해 데워진 물 등을 이용하여 난방 및 발전을 하는 방법이며, 태양광을 이용하는 방법은 태양의 빛을 이용하여 전기를 발생시킴으로써 이 전기로 각종 기계 및 기구를 작동시킬 수 있도록 하는 방법으로 태양광 발전이라고 한다.
상술한 방법 중 태양광 발전은 실리콘 결정 위에 n형 도핑을 하여 p-n접합을 한 태양광 전지판에 태양광을 조사하면 광 에너지에 의해 전자-정공에 의한 기전력이 발생하게 되는 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 전기를 발생시킨다.
이를 위하여 태양광을 집광하기 위한 태양전지(solar cell), 태양전지의 집합체인 태양광 모듈(photovoltaic module) 및 태양전지를 일정하게 배열한 태양광 어레이(solar array) 등이 요구된다.
일례로, 외부에서 빛이 태양광 모듈에 입사되면 p형 반도체의 전도대(conduction band)의 전자(electron)가 입사된 광에너지에 의해 가전자대(valance band)로 여기되고, 이렇기 여기된 전자는 p형 반도체 내부에 한 개의 전자-정공쌍(electron hole pair; EHP)을 형성하게 되며, 이렇게 발생된 전자-정공쌍 중 전자는 p-n 접합 사이에 존재하는 전기장(electron field)에 의해 n형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 된다.
한편, 태양광 발전 시스템에 사용되는 태양광 발전 모듈의 효율은 현재 주류를 이루고 있는 다결정 실리콘 소재의 경우, 약 16~18%의 범위로 태양광 발전의 경제성을 결정짓는 가장 중요한 요인이다. 이러한 발전효율을 지속적으로 효율향상하기 위해서는 다양한 장치를 통한 유지, 보수가 필수적이다.
그런데 태양광을 집광하기 위한 태양전지, 태양광 모듈 및 태양광 어레이 등은 실외에 설치되므로 외부 환경에 그대로 노출되어 비산먼지, 조류 분비물, 황사 및 기타 오염물질이 부착되고, 그에 따라 집광량이 감소하여 발전효율이 저하된다. 특히, 겨울철에는 태양전지, 태양광 모듈 및 태양광 어레이에 눈이 쌓여 이물질이 부착된 것과 마찬가지로 집광량을 감소시키고, 이에 따라 출력이 떨어져 발전효율을 저하시킨다.
따라서, 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해 태양광 발전설비의 효율향상장치가 사용되고 있는데, 이러한 효율향상장치로는 차량의 브러쉬와 같이 기계적인 구동력으로써 태양 전지판을 세척하는 방식, 태양 전지판 상부에 물호스를 연결하여 물을 흘려보냄으로써 태양 전지판을 세척하는 방식, 그리고 별도의 노즐을 통해 강한 수압으로 물을 분사하여 태양 전지판을 세척하는 물 분사식 등이 있다.
브러쉬를 이용하는 방식은 태양광 발전설비유지장치에 적합한 별도의 브러쉬를 제작하여야하고 태양 전지판이 과열되었을 경우에는 이를 식혀주기 위한 특별한 방법을 제공하지 못한다는 단점이 있으며, 물호스를 통해 중력에 의해 물을 흘려주는 방식은 오물 제거나 제설에 큰 효과가 없다는 단점이 있다. 따라서, 최근 노즐을 통해 수압을 갖는 냉각수를 분사하여 태양 전지판을 냉각, 세척하는 물 분사식의 이용이 시도되고 있다.
그러나 종래 기술에 의한 이러한 물 분사식 태양광 발전설비의 효율향상장치는 물 분사를 위하여 별도의 전력을 사용하여야 하므로 실질적으로 태양광 발전설비의 발전 효율을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 이러한 효율향상장치는 일반적으로 물을 분사하는 분사 노즐 부분이 고정된 형태로 회전 조절이 불가능하기 때문에 태양광발전 어레이의 면적이 넓을 경우, 다수의 노즐이 필요하기 때문에 냉각과 세척에 요구되는 수압을 유지하는데 고가의 설비비와 운전비용이 요구된다. 또한 고정된 형태의 노즐로 무작위로 분사하는 경우, 원하는 면적에 분사하기가 힘들어 이에 따른 대량의 수자원의 낭비가 발생한다. 아울러 노즐의 분사각도를 조절하기 위한 배관에 의해 태양광발전 어레이 상으로 그림자가 생기는 경우가 많아, 이로 인한 태양광발전효율의 저하가 발생하거나 태양광발전 어레이 간의 거리가 멀어져 추가 면적이 필요하다. 태양광발전 모듈 상의 일부 그림자는 모듈 내 직렬 연결된 태양전지의 출력을 급락시키는 hot spot effect를 야기시켜 반드시 피해야 하는 사항이다.
대규모 태양광발전 어레이의 경우, 이에 비례하여 냉각, 세척용 노즐의 개수가 급증하고, 공간적으로 그림자가 드리우지 않으면서, 적정한 수압으로 한정된 수자원을 이용하여 태양광발전 모듈을 향해 물을 분사해야하는 문제점이 발생한다. 노즐의 개수가 줄어들수록 이에 따른 수압유지를 위한 펌프 설비의 용량과 성능이 줄어들고, 이를 통한 운전비용과 설비비용의 절감이 필요하다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 태양 전지판을 세척, 냉각 또는 제설하기 위해 유체를 분사하는 분사 유닛이 별도의 전기 동력 없이 기계적 메카니즘에 의해 왕복 회전 가능함과 동시에 기계적 메카니즘에 의해 작동하는 길이 조절 수단을 통해 분사 유닛의 분사 위치가 조절 가능한 태양광 발전설비의 효율향상장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따라, 경통식으로 연장가능하게 결합되고 서로 다른 직경을 갖는 2개 이상의 원통형 부재를 포함하며, 배관으로부터 물을 공급받음에 따라 길이가 연장되는 몸체; 및 상기 몸체에 결합되어 상기 몸체로부터 전달된 물을 왕복 회전하며 태양광 모듈로 분사하는 분사부를 포함하되, 상기 분사부는 물이 유입되어 배출되도록 양측에 인입구 및 배출구가 형성된 하우징; 상기 하우징 내부에 장착되어 상기 인입구를 통해 유입된 물이 통과하며 서로 반대의 유동 방향 성분이 형성되도록 서로 다른 방향의 유로를 갖는 제 1 및 제 2 유동홀이 관통 형성되는 분리 격판; 상기 하우징 내부에 회전 가능하게 장착되어 물이 상기 제 1 유동홀 또는 제 2 유동홀을 통과함에 따라 형성된 서로 다른 방향의 유동력에 의해 양방향으로 왕복 회전하는 회전 수차; 상기 회전 수차의 왕복 회전에 연동하여 양방향으로 왕복 회전하며 상기 제 1 및 제 2 유동홀을 교대로 개폐하는 회전 개폐 유닛; 상기 회전 수차와 회전 개폐 유닛을 연동시키는 링크 유닛; 및 상기 하우징의 외측에 배치되며 상기 배출구를 통해 상기 하우징 내부 공간과 연통되어 상기 하우징으로부터 배출되는 물을 분사하는 분사 유닛을 포함하고, 상기 분사 유닛은 상기 회전 개폐 유닛에 결합되어 상기 회전 개폐 유닛과 함께 회전하며 물을 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치가 제공된다.
상기 원통형 부재들의 직경은 상기 분사부 측으로부터 결합되는 순서에 따라 순차적으로 증가하며, 상기 복수의 원통형 부재 간 이탈을 방지하기 위하여, 결합되는 두 개의 원통형 부재 중 직경이 큰 원통형 부재의 상단에는 캡이 배치되고, 직경이 작은 원통형 부재의 하단에는 제1 걸림턱이 형성될 수 있다.
상기 캡 내에 밀착 결합되어 상기 원통형 부재와 캡 간의 기밀성을 유지하는 신축성 부재를 더 포함할 수 있다.
결합되는 두 개의 원통형 부재 중 직경이 큰 원통형 부재의 내면에 돌출하는 가이드부 및 직경이 작은 원통형 부재의 외면에 상기 가이드부와 대응하는 그루브를 더 포함할 수 있다.
결합되는 두 개의 원통형 부재 중 직경이 작은 원통형 부재의 하단에 제2 걸림턱이 형성되며, 상기 제2 걸림턱과 상기 캡 사이에 배치되는 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
결합되는 두 개의 원통형 부재 중 직경이 작은 원통형 부재의 하단 내측에 하면이 막혀 있고 측면이 그물망 형태로 뚫려 있는 수압 전달부가 설치될 수 있다.
상기 분리 격판은 평판형으로 상기 하우징 내부에 횡방향으로 고정 장착되고, 상기 제 1 및 제 2 유동홀은 상기 분리 격판의 두께 방향에 대해 경사지게 형성되는 직선 유로를 갖도록 각각 적어도 하나 이상씩 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 유동홀의 경사 방향은 상기 분리 격판의 두께 방향에 대해 서로 대칭되게 형성될 수 있다.
상기 회전 개폐 유닛은, 상기 링크 유닛과 연결 결합되어 회전하는 회전 블록부; 및 상기 회전 블록부에 맞물림되어 회전하며 상기 제 1 및 제 2 유동홀을 교대로 개폐하도록 상기 분리 격판에 접촉 결합되는 개폐 클러치부를 포함할 수 있다.
상기 회전 블록부는, 상기 링크 유닛과 연결 결합되며 중앙부에 관통홀이 형성된 원형 회전판; 상기 관통홀에 연통되도록 상기 회전판의 일면에 돌출 형성되어 상기 분사 유닛과 결합되는 연결 슬리브; 및 상기 개폐 클러치부와 맞물림되도록 상기 회전판의 외측부에 상기 하우징의 길이 방향을 따라 연장 형성된 걸림바를 포함할 수 있다.
상기 회전 개폐 유닛은, 상기 회전 블록부의 외측 방향으로 돌출되도록 상기 회전 블록부에 탈착 가능하게 결합되는 회전 스토퍼를 더 포함하고, 상기 하우징의 내부 일측에는 상기 회전 블록부 및 회전 스토퍼가 일체로 회전함에 따라 상기 스토퍼와 맞물림될 수 있는 고정 돌기가 형성될 수 있다.
상기 개폐 클러치부는, 상기 분리 격판의 일측면에 접촉되어 회전 가능하게 장착되는 작동판; 및 상기 작동판과 일체로 회전하도록 결합되고 상기 걸림바와 맞물림되며 회전하도록 상기 분리 격판의 외측으로 돌출되게 형성되는 작동 걸림판을 포함하고, 상기 작동판의 회전에 따라 상기 제 1 및 제 2 유동홀이 교대로 개폐될 수 있다.
상기 개폐 클러치부는, 상기 작동판이 상기 제 1 유동홀을 폐쇄하는 방향으로 회전하도록 탄성 편의시키는 탄성 스프링을 더 포함할 수 있다.
배관으로부터 상기 몸체로 공급되는 물에는 UV 안정제가 첨가될 수 있다.
상기 분사 유닛은 오리피스의 직경을 조작하여 이미넌트 제트(imminent jet)를 발생시켜 열 전달 및 모멘텀 전달 효과를 향상시키는 분사 노즐을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명에 따른 태양광 발전 효율 향상을 위한 접철식 세척 기구는 전력 사용 없이도 물 분사를 위해 공급되는 물의 수압만으로도 작동이 가능해 운전 비용을 크게 절감할 수 있다.
아울러, 구조가 간단하며 사용이 편리하고, 평소에는 접혀 있어 차지하는 공간이 작고 사용시 펼쳐질 수 있어 대기시에는 태양 전지판에 그림자가 생기지 않아 효율 저하 없이 태양 전지판을 세척할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상장치를 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 몸체의 구성을 도시한 개략적인 횡단면도로서, 도 2은 몸체가 접혀 있는 모습을 나타내고, 도 3는 수압이 가해져 몸체가 길게 늘어난 모습을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 몸체에 포함된 실링 부재 및 상기 실링 부재가 결합된 캡의 사시도이다.
도 5는 도 4의 라인 II-II에 따라 취한 실링 부재 및 상기 실링 부재가 결합된 캡의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 몸체에 설치되는 수압 전달부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부의 형상을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부의 구성을 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부의 내부 구성요소의 연결 관계를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 11 및 도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 수차의 회전 동작 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 및 제 2 유동홀의 개폐 상태를 개략적으로 도시한 저면도이다.
이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로 하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상장치를 나타낸 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 효율향상장치는 경통식으로 연장가능하게 결합되고 서로 다른 직경을 갖는 2개 이상의 원통형 부재를 포함하는 몸체(61) 및 상기 몸체(61)에 결합되어 몸체로부터 전달된 물을 왕복 회전하며 태양광 모듈로 분사하는 분사부(62)을 포함한다.
본 발명의 효율향상장치는 태양광 모듈에 물을 분사하여 태양광 모듈을 세척, 냉각 및 제설함으로써 태양광 발전설비의 효율을 향상시킨다. 본 발명의 효율향상장치는 작동시에만 길이가 길어지므로 그림자에 의한 태양광 발전설비의 효율 저하를 막을 수 있고, 기계적 순환 메카니즘을 통해 노즐이 왕복 회전하므로 넓은 면적의 태양광 모듈에 물을 분사할 수 있다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 몸체의 구성을 도시한 개략적인 횡단면도로서, 도 2은 몸체가 접혀 있는 모습을 나타내고, 도 3는 수압이 가해져 몸체가 길게 늘어난 모습을 나타낸다. 도 2 및 도 3은 2개의 원통형 부재를 포함하는 몸체를 나타내고 있으나, 원통형 부재의 개수는 필요에 따라 적절히 조절될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 몸체에 포함된 실링 부재 및 상기 실링 부재가 결합된 캡의 사시도이고, 도 5는 도 4의 라인 II-II에 따라 취한 실링 부재 및 상기 실링 부재가 결합된 캡의 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 몸체(61)는 물공급을 위한 배관이 배관 연결부(87)에 연결되어 제2 원통형 부재(82) 내로 물을 공급할 수 있다.
또한 도 2 내지 도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 몸체(61)는 서로 경통식으로 연장가능하게 결합되고 서로 다른 직경을 갖는 제1 및 제2 원통형 부재(10A, 10B), 제2 원통형 부재(82)의 상단에 결합되는 캡(85), 및 캡(85) 내에 결합된 신축성 부재(86)를 포함한다.
상기 원통형 부재는 최상부에 위치하고 최소 직경을 갖는 제1 원통형 부재(81), 상기 제1 원통형 부재(81) 바로 아래에 밀착 연결되고 상기 제1 원통형 부재(81) 보다 큰 직경을 갖는 제2 원통형 부재(82)를 포함한다. 제1 원통형 부재(81)는 분사부 하우징의 인입구(121)에 연결되고, 제2 원통형 부재(82)는 배관에 연결된다.
각각의 원통형 부재 내부는 비어 있는 관 형태로 형성되어 있고 따라서 그 내부로 물이 공급될 수 있다.
상기 제1 원통형 부재(81)는 그 아래의 제2 원통형 부재(82)와 경통식으로 결합되어 있고 따라서 신축가능하도록 되어 있다.
제1 원통형 부재(81)의 상단에는 노즐이 연결되어 제2 원통형 부재(82) 내부로부터 공급된 물을 태양 전지판으로 분사할 수 있다.
캡(85)은 제1 원통형 부재(81)가 제2 원통형 부재(82)로부터 연장될 때 제1 원통형 부재(81)가 제2 원통형 부재(82)로부터 이탈하는 것을 방지한다.
보다 상세하게는 도 2 및 도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 캡(85)은 직경이 작은 상부(93) 및 상부(93)보다 큰 직경을 갖는 하부(94)로 구성된다. 제1 원통형 부재(81)의 하단에는 제1 걸림턱(83)이 형성되어 제1 원통형 부재(82)로부터 연장될 때 캡의 상부 바닥면에 의해 홀딩되어 외부로 이탈이 방지된다.
상기 신축성 부재(86)는 캡(85)과 원통형 부재(10) 사이의 기밀성을 높이기 위해 제공된다. 즉, 원통형 부재(10)가 내부로 공급되는 물의 수압에 의해 외부로 연장될 때 원통형 부재(10) 내에 공급되는 물이 그 외부로 누수되는 것을 방지할 수 있다.
신축성 부재(86)는 고무, 연질 플라스틱, 기타 기밀성을 높일 수 있는 재료로 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 신축성 부재(86)는 그 내부가 관통되도록 형성되고 일부가 캡(85)의 상부(93)와 밀착되도록 결합되고 나머지 일부는 캡(85)의 상부(93)의 바닥면에 밀착되도록 결합될 수 있다.
상기 제2 원통형 부재(82) 내면에는 제2 원통형 부재(82) 내로 물 공급시 수압에 의해 제1 원통형 부재(81)가 좌우로 회전함이 없이 연장될 수 있도록 하는 가이드부(91)를 더 포함할 수 있다.
예컨대, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 원통형 부재(82)내에 가이드부(91)가 돌출 형성되고 이에 대응하여 제1 원통형 부재(81)는 그루브가 형성될 수 있다.
따라서, 원통형 부재(10)가 연장될 때 상기 가이드부(91)와 그루브가 서로 맞물려 원통형 부재(10)가 좌우로 회전하는 것이 방지될 수 있다.
본 실시예에서는 가이드부(91)가 제2 원통형 부재(82)의 내면에 형성되고 그루브가 제1 원통형 부재(81)의 외부에 상기 가이드부(91)에 대응하여 형성되도록 설명했으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고 제1 원통형 부재(81)의 외면에 가이드부(91)가 돌출되고 제2 원통형 부재(82)의 내면에 상기 가이드부(91)와 대응하도록 그루브가 형성되도록 구성될 수 있다.
또한 상기 가이드부(91) 및 이에 대응하는 그루브의 형상은 도시된 바와 같이 그 단면이 직사각형 형태를 이룰 수 있지만 본 발명은 이에 제한되지 않고 제1 원통형 부재(81)의 좌우회전을 방지하고 원활하게 제1 원통형 부재(81)의 신축을 가이딩하는 한 여하한 구성을 취할 수 있다.
본 실시예에 따르면 몸체(61)는 제1 원통형 부재(81)의 외부에 스프링 등의 탄성부재(89)를 더 포함할 수 있다.
탄성부재(89)는 제1 원통형 부재(81)의 외면 및 제2 원통형 부재(82)(82)면 사이에 위치하며 캡(85)의 상부 바닥면 및 제1 원통형 부재(81)의 하단에 형성된 제2 걸림턱(84) 사이에 배치된다.
이와같이, 탄성부재(89)는 제1 원통형 부재(81)가 그 내부로 공급되는 물의 수압에 의해 외부로 연장될 때 제1 원통형 부재(10)의 하단에 형성된 제2 걸림턱(84)에 홀딩되고 캡(85)의 상부(93)의 바닥면에 대항하여 수축되었다가 물의 공급이 차단되고 이에 따라 수압이 약해지면 탄성부재(89)의 탄성력이 작용하여 제1 원통형 부재(81)를 원래의 위치로 복원시키는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 몸체(61)에 설치되는 수압 전달부를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 몸체(61)는 수압에 의해 제1 원통형 부재가 보다 용이하게 연장되도록 하기 위하여 제1 원통형 부재(81) 내의 하부에 수압 전달부(90)를 더 포함할 수 있다.
수압 전달부(90)는 하면이 막혀 있어 배관에서 몸체(61)로 물이 공급될 때 하면이 바로 수압을 전달 받게 되어 물 공급 즉시 제1 원통형 부재(81)가 연장되도록 할 수 있다.
수압 전달부(90)의 하면이 막혀 있으므로 배관에서 공급된 물은 수압 전달부(90)의 측면을 통해 제1 원통형 부재(81)로 공급된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 몸체(61)에 있어서 수압 전달부(90)의 측면은 그물망 형태로 뚫려 있어 제1 원통형 밸브로 오물이 유입되는 것을 막을 수 있다.
이하, 도 2 및 3를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 몸체(61)의 동작의 일 예를 구체적으로 설명한다.
도 2 및 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전설비의 효율향상장치의 몸체(61)가 접혀 있는 모습 및 펼쳐진 모습을 각각 도시한 사시도이다.
먼저, 배관을 통해 물이 공급되기 전에는 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(61)는 수축된 상태로 유지된다.
구체적으로는, 물이 공급되기 전에는 수압이 작용하지 않고 따라서 제1 원통형 부재(81) 외부에 제공된 탄성부재(89)의 탄성력이 작용하여 탄성부재(89)가 제1 원통형 부재(81)의 하단에 형성된 제2 걸림턱(84)을 아래로 밀어내므로 몸체(61)는 수축된 상태로 유지된다.
만일, 배관을 통해 몸체(61) 내로 물이 공급되면 수압이 상향 작용하고 이러한 수압에 의해 제1 원통형 부재(81)를 상향으로 밀어내는 힘이 탄성부재(50)의 탄성력 이상이 되면 원통형 부재(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 상향으로 연장된다.
태양광 발전에 있어서, 태양 전지판은 직렬로 연결되어 있기 때문에 태양 전지판에 그림자가 조금이라도 생기면 효율이 급격히 낮아진다. 그러나, 본 발명과 같이 몸체(61)를 접었다 펼 수 있는 접철식으로 제조함에 의해 태양광 발전의 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부의 형상을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부의 구성을 개략적으로 도시한 분해사시도이고, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부의 내부 구조를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부의 내부 구성요소의 연결 관계를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 11 및 도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전 수차의 회전 동작 구조를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 및 제 2 유동홀의 개폐 상태를 개략적으로 도시한 저면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 효율향상장치의 분사부(62)는 물과 같은 유체를 분사하여 태양 전지판을 세척하는 장치로서, 도 7에 도시된 바와 같이 별도의 급수 시설(미도시)을 통해 유체를 공급받는 하우징(100)과, 하우징(100)의 외측에 장착되는 분사 유닛(600)을 포함하여 구성되는데, 유체를 분사하는 분사 유닛(600)이 별도의 전기 동력 없이 기계적인 메카니즘을 통해 회전 가능하도록 구성된다.
상기 분사부은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 분사 유닛(600)을 회전 가능하게 하기 위한 구성요소로 하우징(100) 내부에 분리 격판(200), 회전 수차(300), 회전 개폐 유닛(400) 및 링크 유닛(500)이 장착된다.
하우징(100)은 내부에 수용 공간이 형성되고 내부 공간에 유체가 유입되어 배출되도록 길이 방향의 양측에 인입구(121) 및 배출구(111)가 형성된다. 하우징(100)의 형상은 양측면이 폐쇄된 중공의 원통형으로 형성되며, 하우징(100)의 내부에는 상기한 구성요소들이 안정적으로 장착될 수 있도록 별도의 원통형 지지 경통(130)이 구비될 수 있다. 지지 경통(130)에는 후술할 회전 수차(300) 및 개폐 클러치부(430)가 회전 가능하게 장착되도록 고정 지지축(131)이 형성되며, 이러한 고정 지지축(131)에 분리 격판(200)이 고정 장착될 수 있다. 이러한 지지 경통(130)은 인입구(121)와 연통되게 하우징(100)의 일측 내측면에 고정 결합되어 인입구(121)로 유입된 유체가 지지 경통(130)의 내부를 통과하며 진행할 수 있도록 구성될 수 있다. 그러나 이러한 지지 경통(130)은 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로, 이러한 지지 경통(130) 없이 고정 지지축(131)이 하우징(100) 내측면에 형성되는 방식으로 구성될 수도 있을 것이다. 한편, 하우징(100)은 일면이 개방된 중공의 원통형상으로 폐쇄된 일측면에 배출구(111)가 형성된 하우징 본체(110)와, 하우징 본체(110)의 개방된 일면에 결합되며 인입구(121)가 형성되는 하우징 덮개(120)로 분리 형성될 수 있다.
분리 격판(200)은 하우징(100) 내부에 횡방향으로 결합되도록 원형 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 분리 격판(200)에는 인입구(121)를 통해 하우징(100) 내부로 유입된 유체가 통과하며 서로 반대 방향의 유동 방향 성분이 형성되도록 서로 다른 방향의 유로를 갖는 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)이 관통 형성된다. 즉, 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)은 이를 통과한 유체의 유동 방향이 각각 서로 반대인 방향 성분, 예를 들어 X방향 성분 및 -X방향 성분이 발생되도록 형성되는데, 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.
회전 수차(300)는 다수개의 회전 날개(310)가 원주 방향을 따라 등간격으로 이격 배치된 형태로 형성되며, 중심축(C)이 고정 지지축(131)에 형성된 결합홈(415)에 삽입되어 회전 가능하게 결합되는 방식으로 구성되며, 분리 격판(200)의 일측면에 인접하게 배치되어 분리 격판(200)의 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)을 통과한 유체의 유동력에 의해 회전하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)을 통과한 유체의 유동 방향은 전술한 바와 같이 서로 반대 방향 성분을 가지는데, 이때 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)은 후술할 회전 개폐 유닛(400)에 의해 교대로 개폐되므로 제 1 유동홀(210) 또는 제 2 유동홀(220)을 통과한 서로 반대 방향 성분을 갖는 유체의 유동력에 의해 회전 수차(300)는 양방향으로 왕복 회전하게 된다.
회전 개폐 유닛(400)은 회전 수차(300)의 왕복 회전에 연동하여 왕복 회전하도록 하우징(100) 내부에 회전 가능하게 장착되며, 이러한 회전에 따라 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)을 교대로 개폐하도록 구성된다. 이러한 회전 개폐 유닛(400)은 별도의 링크 유닛(500)에 의해 회전 수차(300)와 연동되는데, 링크 유닛(500)은 다수개의 링크 플레이트, 체인, 벨트 등 다양한 동력 전달 기계 요소를 통해 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 링크 유닛(500)은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 다수개의 기어를 이용하여 구성될 수 있다.
한편, 분사 유닛(600)은 하우징(100)의 외측에 배치되며 배출구(111)를 통해 하우징(100) 내부 공간과 연통되어 하우징(100)으로부터 배출되는 유체를 분사하도록 구성된다. 또한 분사 유닛(600)은 하우징(100) 내부의 회전 개폐 유닛(400)에 결합되어 회전 개폐 유닛(400)과 일체로 회전하며 유체를 분사한다. 따라서, 분사 유닛(600)이 회전하며 유체를 분사하기 때문에, 태양 전지판 전체 면적에 고르게 유체가 분사된다.
이러한 구조에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전설비의 세척 장치는 유체가 공급되며 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)을 교대로 통과한 유체의 유동력에 의해 회전 수차(300)가 왕복 회전하고 이에 따라 분사 유닛(600)이 회전하며 유체를 분사하는 구조이다. 따라서, 별도의 전기 동력을 사용하지 않고 기계적 메카니즘을 통해서 분사 유닛(600)이 회전 가능하도록 구성되어 에너지 효율이 우수하며 크기가 상대적으로 큰 태양 전지판의 세척 기능을 원활히 수행할 수 있는 구조이다.
다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 유닛(600)이 양방향으로 회전하는 메카니즘에 대해 좀 더 자세히 살펴본다.
분리 격판(200)은 전술한 바와 같이 평판형으로 하우징(100) 내부에 횡방향으로 고정 장착되며, 이러한 분리 격판(200)에는 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)이 형성된다. 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)은 분리 격판(200)의 두께 방향에 대해 경사지게 형성되는 직선 유로를 갖도록 각각 적어도 하나 이상씩 형성되며, 이때 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)의 경사 방향은 분리 격판(200)의 두께 방향에 대해 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 유동홀(210)은 도 11을 기준으로 회전 수차(300)를 반시계 방향으로 회전시키는 유체 유동력이 형성되도록 경사지게 형성되고, 제 2 유동홀(220)은 회전 수차(300)를 시계 방향으로 회전시키는 유체 유동력이 형성되도록 경사지게 형성될 수 있다. 따라서, 제 1 유동홀(210)을 통과한 유체는 제 1 유동홀(210)의 경사 방향에 따른 유동 방향 성분이 형성되어 회전 수차(300)를 반시계 방향으로 회전시키고, 제 2 유동홀(220)을 통과한 유체는 제 1 유동홀(210)과 서로 대칭인 제 2 유동홀(220)의 경사 방향에 따른 유동 방향 성분이 형성되어 회전 수차(300)를 시계 방향으로 회전시킨다. 이때, 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)은 회전 수차(300)를 회전시키는 유체 유동력의 강화를 위해 도 6 내지 도 13에 도시된 바와 같이 분리 격판(200)에 원주 방향을 따라 각각 서로 180°각도의 위치에 2개씩 형성될 수 있으며, 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)의 개수는 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)이 원주 방향을 따라 서로 교번하는 형태로 3개, 4개 등등 다양하게 변경 가능할 것이다.
한편, 회전 개폐 유닛(400)은 회전 수차(300)의 왕복 회전에 연동하여 양방향으로 왕복 회전하며 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)을 교대로 개폐한다. 따라서, 회전 개폐 유닛(400)의 왕복 회전에 의해 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)이 교대로 개폐되며, 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)이 교대로 개폐됨에 따라 이를 통과하는 유체 유동력이 서로 반대 방향 성분을 갖게 되며 이에 따라 회전 수차(300)가 왕복 회전하게 되고, 이러한 회전 수차(300)의 왕복 회전은 다시 회전 개폐 유닛(400)을 왕복 회전시키는 순환 메카니즘이 발생된다. 이러한 순환 메카니즘에 의해 회전 수차(300) 및 회전 개폐 유닛(400)의 왕복 회전은 하우징(100) 내부로 유체가 공급되는 한 계속적으로 반복된다.
이와 같은 회전 개폐 유닛(400)의 구성을 좀 더 자세히 살펴보면, 회전 개폐 유닛(400)은 본 발명의 일 실시예에 따라 링크 유닛(500)과 직접 연결 결합되어 회전 수차(300)와 연동하여 회전하는 회전 블록부(410)와, 회전 블록부(410)에 맞물림되어 회전 블록부(410)와 일체로 회전하며 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)을 교대로 개폐하도록 분리 격판(200)에 접촉 결합되는 개폐 클러치부(430)를 포함하여 구성된다.
이때, 회전 블록부(410)는 본 발명의 일 실시예에 따라 링크 유닛(500)과 연결 결합되며 중앙부에 관통홀(416)이 형성된 원형 회전판(411)과, 관통홀(416)에 연통되도록 회전판(411)의 일면에 돌출 형성되어 분사 유닛(600)과 결합되는 연결 슬리브(412)와, 개폐 클러치부(430)와 맞물림되도록 회전판(411)의 외측부에 하우징(100)의 길이 방향을 따라 연장 형성된 걸림바(413)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 회전판(411), 연결 슬리브(412) 및 걸림바(413)는 일체로 형성되는 것이 바람직하나, 각각 별개로 형성되어 상호 결합되는 방식으로 제작될 수도 있다. 이때, 연결 슬리브(412)는 분사 유닛(600)이 탈착 가능하게 결합되도록 구성되는데, 이러한 탈착 가능한 결합 방식으로는 도 9에 도시된 바와 같이 나사 결합 방식이 적용될 수 있으며, 이외에도 끼워맞춤 방식 또는 별도의 볼트 체결 방식 등 다양한 방식으로 변경 가능하다.
또한, 개폐 클러치부(430)는 본 발명의 일 실시예에 따라 분리 격판(200)의 일측면에 접촉되어 회전 가능하게 장착되는 작동판(431)과, 작동판(431)과 일체로 회전하도록 결합되고 회전 블록부(410)의 걸림바(413)와 맞물림되며 회전하도록 분리 격판(200)의 외측으로 돌출되게 형성되는 작동 걸림판(432)을 포함하며, 작동판(431)이 회전하며 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)을 교대로 개폐하도록 구성될 수 있으며, 작동판(431)과 작동 걸림판(432)은 서로 일체로 형성될 수도 있을 것이다. 착되는 개폐 클러치부(430)는 작동판(431)이 제 1 유동홀(210)을 폐쇄하는 록부(41회전하도록 작동판(431)을 탄성 편의시키는 탄성 스프링(433)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
따라서, 회전 개폐 유닛(400)은 회전 블록부(410)와 개폐 클러치부(430)로 형성되어 분사 유닛(600)과 결합되어 분사 유닛(600)이 회전하도록 하는 기능을 수행함과 동시에 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)을 교대로 개폐하는 기능을 수행한다.
이러한 회전 개폐 유닛(400)의 동작 상태를 회전 블록부(410)와 개폐 클러치부(430)로 분리하여 좀 더 자세히 살펴보면, 먼저 회전 블록부(410)는 링크 유닛(500)에 의해 회전 수차(300)에 연동하여 회전한다. 좀 더 구체적으로는, 도 10에 도시된 바와 같이 회전 수차(300)가 왕복 회전하면 링크 유닛(500)에 직접 연결 결합되는 원형 회전판(411) 및 연결 슬리브(412)가 왕복 회전하고, 이에 따라 연결 슬리브(412)에 결합된 분사 유닛(600)이 왕복 회전하게 된다. 또한, 연결 슬리브(412)가 왕복 회전하는 경우 연결 슬리브(412)의 외측부에 연장 형성된 걸림바(413) 또한 왕복 회전하게 되는데, 이때 걸림바(413)가 개폐 클러치부(430)의 작동 걸림판(432)과 맞물림되기 때문에 작동 걸림판(432)은 걸림바(413)와 함께 왕복 회전하게 된다. 작동 걸림판(432)이 왕복 회전하면 이와 일체로 결합된 작동판(431)이 왕복 회전하게 되고, 이러한 작동판(431)의 왕복 회전에 따라 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)이 교대로 개폐된다. 이러한 제 1 및 제 2 유동홀(210,220)의 선택적 개폐는 전술한 바와 같이 다시 회전 수차(300)의 왕복 회전을 유도하게 되며, 결국 회전 개폐 유닛(400)이 계속적으로 왕복 회전하게 된다.
이때, 회전 블록부(410)의 걸림바(413)와 개폐 클러치부(430)의 작동 걸림판(432)은 걸림바(413)의 양방향 회전시 모두 맞물림되도록 형성될 수도 있으나, 도10에 도시된 바와 같이 걸림바(413)의 일방향 회전시에만 맞물림되고 반대 방향 회전시에는 맞물림 해제되는 방식으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 도 13의 (a)에 도시된 바와 같이 작동판(431) 및 작동 걸림판(432)이 제 1 유동홀(210)을 폐쇄한 상태로 회전한 상태에서, 걸림바(413)가 일방향으로 회전하면 작동 걸림판(432)이 이에 맞물림되어 회전하여 도 13의 (b)에 도시된 바와 같이 작동판(431)이 제 2 유동홀(220)을 폐쇄하도록 회전하게 된다. 이와 같이 작동판(431)이 제 2 유동홀(220)을 폐쇄한 상태에서 다시 걸림바(413)가 반대 방향으로 회전하게 되면, 이 경우에는 작동 걸림판(432)이 걸림바(413)에 맞물림되지 않기 때문에 작동 걸림판(432) 및 작동판(431)이 회전하지 않고 제 2 유동홀(220)을 폐쇄한 상태로 유지된다. 따라서, 이 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이 작동판(431)을 탄성 편의시키는 별도의 탄성 스프링(433)에 의해 작동판(431)이 제 1 유동홀(210)을 폐쇄하도록 회전하게 된다.
한편, 회전 개폐 유닛(400)은 이상에서 설명한 동작 원리에 따라 왕복 회전하게 되는데, 이러한 회전 개폐 유닛(400)은 본 발명의 일 실시예에 따라 왕복 회전 각도가 조절될 수 있도록 별도의 회전 스토퍼(420)가 장착될 수 있다. 즉, 도 10에 도시된 바와 같이 회전 블록부(410)의 외측 방향으로 돌출되는 회전 스토퍼(420)가 회전 블록부(410)의 회전판(411) 상부면에 결합되고, 하우징(100)의 내주면 일측에는 이러한 회전 스토퍼(420)가 회전함에 따라 회전 스토퍼(420)와 맞물림될 수 있는 고정 돌기(132)가 형성될 수 있다. 따라서, 회전 블록부(410)는 회전 스토퍼(420) 및 고정 돌기(132)에 의해 최대 회전 각도가 제한된다. 이때, 회전 스토퍼(420)는 결합홀(421)을 통해 도 10에 도시된 바와 같이 연결 슬리브(412)에 관통되게 결합될 수 있는데, 결합홀(421)의 내주면에는 결합 돌기(422)가 형성되고 연결 슬리브(412)의 외주면에는 결합 돌기(422)가 삽입될 수 있는 결합홈(415)이 원주 방향을 따라 이격되게 다수개 형성되며, 이러한 결합 돌기(422) 및 결합홈(415)에 의해 회전 스토퍼(420)가 회전 블록부(410)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 회전 스토퍼(420)의 결합 위치는 다수개의 결합홈(415) 중 결합 돌기(422)가 결합되는 결합홈(415)의 위치에 따라 회전판(411)에 대한 다양한 상대 위치를 갖도록 변경되며, 이러한 결합 위치의 변경에 따라 회전 스토퍼(420)에 의해 제한되는 회전 블록부(410)의 최대 회전 각도가 조절된다.
다음으로, 회전 개폐 유닛(400)과 회전 수차(300)를 연동시키는 링크 유닛(500)에 대해 좀 더 자세히 살펴보면, 회전 개폐 유닛(400)의 내주면에 기어의 치형(G)이 형성되는 중공 원통형의 기어 치형부(414)가 형성되고, 링크 유닛(500)은 이러한 회전 개폐 유닛(400)에 치합되는 다수개의 기어를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 링크 유닛(500)은 회전 수차(300)의 중심축(C)에 결합되어 회전하는 구동 기어(510)와, 구동 기어(510)에 치합되며 구동 기어(510)의 회전력을 전달하는 감속 기어부(520)와, 감속 기어부(520)에 치합되어 구동 기어(510)의 회전력이 전달되는 종동 기어(530)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 종동 기어(530)가 회전 개폐 유닛(400)의 기어 치형부(414)와 치합되게 장착된다. 따라서, 회전 수차(300)가 회전하게 되면, 회전 수차(300)의 중심축(C)에 결합된 구동 기어(510)가 회전하게 되고, 구동 기어(510)의 회전에 따라 감속 기어부(520) 및 종동 기어(530)가 회전하며 이에 따라 회전 개폐 유닛(400)이 회전하게 된다. 이때, 감속 기어부(520)는 구동 기어(510)의 회전 속도가 감속될 수 있도록 다수개의 컴파운드 기어(521)를 통해 구성될 수 있으며, 이러한 감속 기어부(520)에 의해 회전 개폐 유닛(400)의 회전 속도가 회전 수차(300)의 회전 속도보다 상대적으로 느리게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 링크 유닛(500)은 본 발명의 일 실시예에 따라 종동 기어(530)에 치합되어 회전하는 회전 개폐 유닛(400)을 지지하도록 기어 치형부(414)에 치합되는 적어도 하나 이상의 아이들 기어(540)를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
이러한 링크 유닛(500)은 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이 하우징(100) 내부에 구비된 별도의 기어 박스(550)를 통해 장착될 수 있다. 기어 박스(550)는 중공의 원통형 기어 박스 본체(551)와 기어 박스 본체(551)의 일면을 폐쇄하는 평판형 기어 박스 덮개(553)로 분리 형성되며, 기어 박스 본체(551)의 내부에 형성된 기어 지지부(552)에 감속 기어부(520)가 안착되고, 기어 박스 덮개(553)의 상면에 종동 기어(530) 및 아이들 기어(540)가 안착되는 형태로 구성될 수 있다.
한편, 분사 유닛(600)은 분사 노즐을 이용하여 유체를 분사하는 다양한 방식으로 구성될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 유닛(600)은 도 9에 도시된 바와 같이 회전 개폐 유닛(400)에 탈착 가능하게 결합되며 내부에는 유체가 통과하도록 하우징(100) 내부와 연통되는 분사 유로(611)가 형성되는 분사 케이스(610)와, 분사 유로(611)의 출구에 탈착 가능하게 결합되는 분사 노즐(620)을 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 분사 유닛(600)은 도 9에 도시된 바와 같이 회전 개폐 유닛(400)의 연결 슬리브(412)에 탈착 가능하게 결합될 수 있는데, 전술한 바와 같이 연결 슬리브(412) 및 분사 케이스(610)에 서로 대응되는 나사산이 형성되는 방식으로 나사 결합될 수 있으며, 이를 통해 다양한 형태의 분사 유닛(600)을 필요에 따라 용이하게 교환할 수 있다. 또한, 분사 노즐(620)은 도 9에 도시된 바와 같이 분사 유로(611)에 끼워맞춤 방식으로 탈착 가능하게 결합될 수 있으며, 이러한 결합 방식은 볼트 결합 방식, 나사 결합 방식 등 다양하게 변경 가능하며, 이러한 구조에 따라 다양한 형태의 분사 노즐(620)을 용이하게 결합하여 사용할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 경통식으로 연장가능하게 결합되고 서로 다른 직경을 갖는 2개 이상의 원통형 부재를 포함하며, 배관으로부터 물을 공급받음에 따라 길이가 연장되는 몸체; 및
    상기 몸체에 결합되어 상기 몸체로부터 전달된 물을 왕복 회전하며 태양광 모듈로 분사하는 분사부를 포함하되,
    상기 분사부는
    물이 유입되어 배출되도록 양측에 인입구 및 배출구가 형성된 하우징;
    상기 하우징 내부에 장착되어 상기 인입구를 통해 유입된 물이 통과하며 서로 반대의 유동 방향 성분이 형성되도록 서로 다른 방향의 유로를 갖는 제 1 및 제 2 유동홀이 관통 형성되는 분리 격판;
    상기 하우징 내부에 회전 가능하게 장착되어 물이 상기 제 1 유동홀 또는 제 2 유동홀을 통과함에 따라 형성된 서로 다른 방향의 유동력에 의해 양방향으로 왕복 회전하는 회전 수차;
    상기 회전 수차의 왕복 회전에 연동하여 양방향으로 왕복 회전하며 상기 제 1 및 제 2 유동홀을 교대로 개폐하는 회전 개폐 유닛;
    상기 회전 수차와 회전 개폐 유닛을 연동시키는 링크 유닛; 및
    상기 하우징의 외측에 배치되며 상기 배출구를 통해 상기 하우징 내부 공간과 연통되어 상기 하우징으로부터 배출되는 물을 분사하는 분사 유닛을 포함하고, 상기 분사 유닛은 상기 회전 개폐 유닛에 결합되어 상기 회전 개폐 유닛과 함께 회전하며 물을 분사하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원통형 부재들의 직경은 상기 분사부 측으로부터 결합되는 순서에 따라 순차적으로 증가하며,
    상기 원통형 부재 간 이탈을 방지하기 위하여, 결합되는 두 개의 원통형 부재 중 직경이 큰 원통형 부재의 상단에는 캡이 배치되고, 직경이 작은 원통형 부재의 하단에는 제1 걸림턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 캡 내에 밀착 결합되어 상기 원통형 부재와 캡 간의 기밀성을 유지하는 신축성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  4. 제3항에 있어서,
    결합되는 두 개의 원통형 부재 중 직경이 큰 원통형 부재의 내면에 돌출하는 가이드부 및 직경이 작은 원통형 부재의 외면에 상기 가이드부와 대응하는 그루브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  5. 제4항에 있어서,
    결합되는 두 개의 원통형 부재 중 직경이 작은 원통형 부재의 하단에 제2 걸림턱이 형성되며,
    상기 제2 걸림턱과 상기 캡 사이에 배치되는 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  6. 제5항에 있어서,
    결합되는 두 개의 원통형 부재 중 직경이 작은 원통형 부재의 하단 내측에 하면이 막혀 있고 측면이 그물망 형태로 뚫려 있는 수압 전달부가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 분리 격판은 평판형으로 상기 하우징 내부에 횡방향으로 고정 장착되고, 상기 제 1 및 제 2 유동홀은 상기 분리 격판의 두께 방향에 대해 경사지게 형성되는 직선 유로를 갖도록 각각 적어도 하나 이상씩 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 유동홀의 경사 방향은 상기 분리 격판의 두께 방향에 대해 서로 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 회전 개폐 유닛은,
    상기 링크 유닛과 연결 결합되어 회전하는 회전 블록부; 및
    상기 회전 블록부에 맞물림되어 회전하며 상기 제 1 및 제 2 유동홀을 교대로 개폐하도록 상기 분리 격판에 접촉 결합되는 개폐 클러치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 회전 블록부는,
    상기 링크 유닛과 연결 결합되며 중앙부에 관통홀이 형성된 원형 회전판;
    상기 관통홀에 연통되도록 상기 회전판의 일면에 돌출 형성되어 상기 분사 유닛과 결합되는 연결 슬리브; 및
    상기 개폐 클러치부와 맞물림되도록 상기 회전판의 외측부에 상기 하우징의 길이 방향을 따라 연장 형성된 걸림바를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 회전 개폐 유닛은,
    상기 회전 블록부의 외측 방향으로 돌출되도록 상기 회전 블록부에 탈착 가능하게 결합되는 회전 스토퍼를 더 포함하고,
    상기 하우징의 내부 일측에는 상기 회전 블록부 및 회전 스토퍼가 일체로 회전함에 따라 상기 스토퍼와 맞물림될 수 있는 고정 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 개폐 클러치부는,
    상기 분리 격판의 일측면에 접촉되어 회전 가능하게 장착되는 작동판; 및
    상기 작동판과 일체로 회전하도록 결합되고 상기 걸림바와 맞물림되며 회전하도록 상기 분리 격판의 외측으로 돌출되게 형성되는 작동 걸림판을 포함하고, 상기 작동판의 회전에 따라 상기 제 1 및 제 2 유동홀이 교대로 개폐되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 개폐 클러치부는,
    상기 작동판이 상기 제 1 유동홀을 폐쇄하는 방향으로 회전하도록 탄성 편의시키는 탄성 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    배관으로부터 상기 몸체로 공급되는 물에 UV 안정제가 첨가되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 분사 유닛은 오리피스의 직경을 조작하여 이미넌트 제트(imminent jet)를 발생시켜 열 전달 및 모멘텀 전달 효과를 향상시키는 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전설비의 효율향상장치.
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