WO2019027135A1 - 태양전지 모듈, 이를 구비하는 태양전지 모듈 장치 및 이를 이용한 태양광 발전 설비 - Google Patents

태양전지 모듈, 이를 구비하는 태양전지 모듈 장치 및 이를 이용한 태양광 발전 설비 Download PDF

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강희성
전형관
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar power generation facility, and more particularly, to a solar cell module, a solar cell module device having the same, and a solar power generation facility using the same.
  • Fossil fuels which are mainly used to produce electricity today, are a kind of resource with limited reserves on the earth. They are used indiscriminately due to the rapid increase in electric energy due to industrial development, causing serious environmental pollution. As depletion is anticipated, the development of so-called clean energy that can replace fossil fuels is being actively promoted around the world, and a representative example is solar power generation.
  • photovoltaic power generation In addition to wind power generation, photovoltaic power generation has attracted a great deal of attention because it is pollution-free and can be used infinitely.
  • photovoltaic power generation is composed of semiconductor elements in the power generation part and electronic parts in which the control part has a long life span. There is no occurrence of mechanical vibration or noise, and operation life of several decades is guaranteed.
  • the solar panels are designed in various sizes ranging from a large size to a small size. In order to produce a large amount of electricity, it is necessary to provide a large-sized space because dozens or hundreds of solar panels of a large size are required.
  • An object of the present invention is to provide a solar cell module, a solar cell module device having the same, and a photovoltaic power generation facility using the solar cell module, which can be suitably used in an environment such as an acid, which is inclined and windy.
  • a cable supporting structure comprising: a first cable supporting column; A second cable support column spaced apart from the first cable support column; An upper support cable connecting the first cable supporting column and the second cable supporting column; And a plurality of solar cell module devices spaced apart from the upper supporting cable, the solar cell module device comprising: a solar cell module for producing electricity using solar light; And the first cable support column and the second cable support column are installed in zones different in height from each other.
  • a second cable support column spaced apart from the first cable support column; An upper support cable connecting the first cable supporting column and the second cable supporting column; A lower support cable connecting the first cable support column and the second cable support column and located below the upper support cable; And a plurality of solar cell module devices installed on the upper support cable and the lower support cable, wherein the solar cell module device comprises: a lower support shaft passing through the lower support cable; A plurality of solar cell modules coupled to each other and capable of producing electricity using solar light, and an upper support shaft penetrating the upper support cable, wherein the first cable support column and the second cable support column There is a photovoltaic facility installed in a different area of height.
  • a cable structure including a lower support cable and an upper support cable positioned above the lower support cable; And at least one solar cell module device coupled to the cable structure, wherein the solar cell module device comprises: a lower coupling shaft to which the lower supporting cable is coupled while passing therethrough; A module frame having a shaft, at least one support for connecting the lower coupling shaft and the upper coupling shaft, and a solar cell module coupled to the lower coupling shaft, wherein the solar cell module has a center opening; A plurality of solar cell assemblies spaced apart from each other in the openings; A support net coupled to a lower portion of the module frame to support the plurality of solar cell assemblies; And a plurality of fixing means for fixing each of the plurality of solar cell assemblies to the supporting net.
  • a cable structure having a cable installed to extend between the two support posts; And a solar cell module device having a module installation structure coupled to the cable and at least one solar cell module installed in the module installation structure, wherein the cable includes a first extension portion, And a second extension extending below the first extension and extending parallel to the first extension, the module installation structure comprising: a center shaft to which the first extension is coupled; Wherein the at least one solar cell module is disposed at an angle to one side of the center shaft, and the at least one solar cell module is disposed at an angle to the center shaft, wherein the at least one solar cell module is disposed between the center shaft and the cable shaft,
  • the supporting columns are provided with photovoltaic installations installed in zones of different heights.
  • the solar photovoltaic system according to the present invention has the following effects.
  • the cable connection part is formed on the lower surface of the solar cell module, it is possible to support the solar cell module with only one cable, so that it is possible to realize a simple and compact solar cell equipment system.
  • the solar cell module is rotated along the path of the sun by the rotating member, the sunlight can be effectively collected to produce electric power.
  • the solar cell module has a folding structure, damage caused by rainfall, snowfall, hail and other falling objects can be prevented.
  • a plurality of solar cell module devices are coupled in a line so as to be arranged in a line along an extension direction on a cable extending to circulate, and the solar cell module device includes a first And the second coupling shaft is fixed to the second extension portion of the cable located above the first extension portion.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating a photovoltaic power generation facility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the solar power generation facility shown in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a portion corresponding to one solar cell module in the solar power generation facility shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a solar cell module apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6 and 7 are front views showing different rotation operation states of the solar cell module apparatus shown in FIG.
  • FIG. 8 is a front view showing another operating state of the solar cell module apparatus shown in FIG. 5.
  • FIG. 8 is a front view showing another operating state of the solar cell module apparatus shown in FIG. 5.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a main part of a photovoltaic power generation facility according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view of a portion corresponding to one solar cell module apparatus in the solar power generation facility shown in FIG.
  • FIG. 11 is a view showing a state in which the solar cell module devices are moved in the solar power generation facility of FIG. 9.
  • FIG. 11 is a view showing a state in which the solar cell module devices are moved in the solar power generation facility of FIG. 9.
  • FIG. 12 is a view showing a state in which the solar cell module devices are all moved to one side in the solar power generation facility of FIG. 9.
  • FIG. 12 is a view showing a state in which the solar cell module devices are all moved to one side in the solar power generation facility of FIG. 9.
  • Fig. 13 is a sectional view of the solar cell module apparatus in Fig. 9 with respect to the lower engaging shaft; Fig.
  • FIG. 14 to 18 are views showing another embodiment of the solar cell panel shown in FIG.
  • FIG. 19 is a view showing another example in which the solar cell assembly is fixed in correspondence with Figs. 15 and 18.
  • Fig. 19 is a view showing another example in which the solar cell assembly is fixed in correspondence with Figs. 15 and 18. Fig.
  • 20 and 21 are a perspective view and a front view of a solar cell module apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a front view of another solar cell module apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a front view showing another embodiment of the module installation structure in the solar module apparatus shown in Fig.
  • a photovoltaic power generation system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a cable structure 110 and a plurality of solar cell modules 110 supported by a cable structure 110 , And a mesh structure 190.
  • the cable structure 110 includes a first cable supporting column 111 and a second cable supporting column 113 spaced apart from the first cable supporting column 111.
  • the first cable supporting column 111 and the second cable supporting column 111 An upper support cable 115 extending between the cable support posts 113 and coupled to the plurality of solar cell module devices 150 and an upper support cable 115 extending between the first cable support posts 111 and the second cable support posts 113 And a plurality of connecting cables 118 connecting the upper supporting cable 115 and the second module supporting cable 117 to each other, .
  • the first cable supporting column 111 and the second cable supporting column 113 are located on the north side mountain M 1 and the south side S located on the north side of the valley V across the east- And is installed in the south mountain M2. That is, the first cable supporting column 111 and the second cable supporting column 113 are located on the north and south sides of the valley V, respectively.
  • the first cable supporting column 111 is installed at a relatively higher level than the second supporting column 113.
  • the two cable support pillars 111 and 113 are described as being artificially installed.
  • the cable support pillars 111 and 113 may be natural features such as a tree, which is also within the scope of the invention.
  • the first cable supporting column 111 and the second cable supporting column 113 may be electrically connected.
  • the first cable supporting column 111 and the second cable supporting column 113 may be electrically connected to each other to be electrically connected to the plurality of solar cell module devices 150.
  • the upper support cable 115 connects the first cable supporting column 111 and the second cable supporting column 113.
  • a plurality of solar cell module devices 150 are installed on the upper support cable 115.
  • the upper support cable 115 extends along the north-south direction and extends from the north (N) to the south (S) to decrease in height.
  • the lower support cable 117 connects the first cable supporting column 111 and the second cable supporting column 113.
  • the lower support cable 117 is positioned below the upper support cable 115 and extends along the north-south direction substantially parallel to the upper support cable 115.
  • the plurality of connection cables 118 connect the upper support cable 115 and the lower support cable 117.
  • the plurality of connection cables 118 are spaced apart in a line along the extension direction of the upper support cable 115 and the lower support cable 117. The vibration generated in the upper support cable 115 is reduced by the plurality of connection cables 118.
  • each of the plurality of solar cell module devices 150 includes a solar cell module 151 that generates electricity using solar light, a solar cell module 151, (Not shown).
  • the solar cell module 151 is arranged to face toward the upper south side.
  • the cable connection portion 152 is formed in a tube shape and passes through the center of the back surface of the solar cell module 151.
  • the upper supporting cable 115 passes through the cable connecting portion 152 so that the solar cell module device 150 is coupled to the upper supporting cable 115.
  • the mesh structure 190 includes two first mesh support columns 191, two second mesh support columns 195, and a mesh 198.
  • the two first mesh support pillars 191 are installed on the north side mountain M 1 with a predetermined distance from the first cable support column 111 to the east side and the west side, respectively.
  • Each of the two mesh support pillars 195 is installed on the south side mountain M3 with a predetermined distance from the second cable support column 113 toward the east side and the west side.
  • the mesh network 198 is installed in such a manner that one side connects the first net supporting posts 191 and the other side connects the second net supporting posts 195 to enclose the plurality of solar cell module devices 150.
  • the mesh network 198 blocks wind blowing between the north side mountain M 1 and the south side mountain M 2 to prevent the solar cell module devices 200 from being shaken by the wind.
  • the worker who installs the solar photovoltaic system is protected from falling, and the solar cell module 151 is prevented from falling down, thereby preventing the solar cell module 151 from being damaged and safety-related.
  • FIG. 5 is a perspective view of a solar cell module apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the solar cell module device 250 is coupled to the upper support cable 115 and the lower support cable 117.
  • the solar cell module device 250 includes a lower support shaft 230, a plurality of solar cell modules 210, an upper support shaft 220 on which a control module is installed, and a connection pillar 260.
  • the support shaft 230 is coupled to the lower support cable 117 so that the lower support cable 117 passes through the support shaft 230.
  • the plurality of solar cell modules 210 are rotatably coupled to both sides of the support shaft 230 while the upper surface faces the south side. And absorbs sunlight from the top surface of the solar cell module 210 to produce electricity.
  • a pair of solar cell modules 210 are rotatably coupled to one lower support shaft 230 on both sides with a lower support shaft 230 as a center, a pair of solar cell modules 210, Are coupled to each other at a predetermined distance along the lengthwise direction of the lower support shaft (230).
  • the inner diameter of the lower support shaft 230 may be formed to be slightly larger than the diameter of the lower support cable 117.
  • the lower support shaft 230 can be rotated by the difference between the inner diameter of the lower support shaft 230 and the diameter of the lower support cable 117.
  • a bearing (not shown) may be provided between the lower support shaft 230 and the lower support cable 117.
  • the lower support cable 117 may be coupled to the lower support shaft 230 through a bearing (not shown) in a state where a bearing (not shown) is inserted into the lower support shaft 230. That is, the lower support shaft 230 may be rotated by a bearing (not shown).
  • the control module is provided on the upper support shaft 220 to which the upper support cable 115 is coupled and is connected to the solar cell modules 210 to rotate the solar cell modules 210 along the movement path of the sun,
  • the solar cell modules 210 are rotated with respect to the lower support shaft 230 so that the lower surfaces of the solar cell panels 210 approach each other.
  • the control module includes a controller, a winding member 240 and wires 251 and 252.
  • the controller is provided on the upper support shaft 220.
  • the controller transmits a command to rotate the solar cell modules 210 from the east to the west along the movement path of the sun, or sends a command to rotate the solar cell modules 210 on both sides of the lower support shaft 230 And transmits a command to rotate the solar cell module 210a.
  • the winding member 240 receives a command transmitted from the controller.
  • the winding member 240 is provided on the upper support shaft 220. More specifically, the upper support shaft 220 penetrates through the winding member 240, and the winding member 240 is coupled to the upper support shaft 220. However, the winding member 240 is rotatably coupled to the upper support shaft 220.
  • the winding member 240 is electrically connected to the controller and is rotated clockwise or counterclockwise according to a command transmitted from the controller.
  • a plurality of winding members 240 are provided along the longitudinal direction of the upper support shaft 220.
  • the upper support shaft 220 is provided with the wind-up member 240 in the front-rear direction.
  • Two wind-up members 240 are provided at the front and two wind-up members 240 are provided at the rear.
  • the wires 251 and 2512 are wound on the winding member 240 at one side and connected to the tip end of the solar cell module 210 at the other side. That is, one side of one wire 251 is wound on one winding member 240, and the other side of the wire 251 is connected to the left side of the solar cell module 210 on the left side with respect to the lower supporting shaft 230 It is connected to the tip. One side of the other wire 252 is wound around the other winding member 240 and the other side of the wire 252 is wound around the other side of the solar cell module 210 coupled to the right side with respect to the lower supporting shaft 230 It is connected to the tip.
  • connecting one winding member 240 and one solar cell module 210 with one wire corresponds to the present embodiment, but is not limited thereto.
  • One wire is wound on one winding member, and both sides of the wire may be connected to two solar cell modules, respectively.
  • connection pillar 260 connects the lower support shaft 230 and the upper support shaft 220 to couple the two support shafts 220 and 230.
  • the controller instructs the solar cell modules 210 to rotate toward the east side toward the sun
  • the winding members 240 to which the command is transmitted rotate to become the state shown in FIG.
  • the winding member 240 in which the wire 252 wound around the support shaft 230 is connected to the solar cell module 210 on the same side is rotated so that the length of the wire 252 becomes longer.
  • the winding member 240 wound with the wire 251 connecting the solar cell module 210 located on the west side of the support shaft 230 is rotated so that the length of the wire 251 is shortened.
  • the controller 220 instructs the solar cell modules 210 to rotate toward the west, and the solar cell module 210 is rotated in the opposite operation to that described above, State.
  • the solar cell modules 210 may be folded around the support shaft 230 to prevent damage or breakage of the solar cell modules 210.
  • folding is to rotate the solar cell modules 210 around the support shaft 230 so that the lower surfaces of the solar cell modules 210 located on both sides of the support shaft 230 are close to each other.
  • the winding member 240 rotates so that the lengths of the wires 251 and 251 become longer. As the wires 251 and 251 become long, the solar cell modules 210 are rotated and folded so that the rear surfaces of the solar cell modules 210 are brought close to each other.
  • the controller 220 may be connected to an adjustment terminal (not shown) of the operator by wireless communication. Accordingly, the operator may directly adjust the controller 220 through the adjustment terminal (not shown) according to the movement of the sun.
  • the wireless communication for example, Internet (IoT), RF communication, Bluetooth, or the like may be applied.
  • the controller 220 can transmit an instruction according to a preset input value. For example, since the path of the sun can be predicted in advance, the angle of the sun's path along the time can be stored. Accordingly, the controller 220 can transmit the command to the winding member 240 at predetermined time intervals to rotate the support shaft 230 and the solar cell modules 210.
  • a sensor capable of detecting a rainfall condition may be provided, and when the sensor (not shown) detects that the snow, rain or hail is falling, the controller 220 may fold the solar battery modules 210 To send the command.
  • a photovoltaic power generation system 300 according to another embodiment of the present invention includes a cable structure 310 and a plurality of solar cell module devices 350 supported by a cable structure 310 .
  • the cable structure 310 is a structure for supporting and moving the plurality of solar cell module devices 350.
  • the cable structure 310 includes a cable 320 extending in the form of a closed curve, a drive roller 330a circulatingly moving the cable 320, A driven roller 330b which is driven to rotate in accordance with the circulation movement of the cable 320, and a plurality of support rollers 340 that support the cable 320.
  • the cable structure 310 further includes a first cable supporting column 111 and a second cable supporting column 113 as shown in FIG. 1, and the two cable supporting columns 111 and 113 A first driving roller 330a, a driven roller 330b and a plurality of supporting rollers 340 are installed.
  • the cable 320 extends in the form of a closed curve and includes a first extension 321, a second extension 323 located above the first extension 321 and extending parallel to the first extension 321, A first connecting portion 325 connecting the two extending portions 321 and 323 at one end in the lengthwise direction of the first extending portion 321 and the second extending portion 323, And a second connecting portion 327 connecting the two extending portions 321 and 323 at the other end in the longitudinal direction of the extending portion 323.
  • a plurality of solar cell module devices 350 are coupled to and supported by the first extension part 321 and the second extension part 323.
  • a driving roller 330a is coupled to an end of the first connection portion 325 and a driven roller 330b is coupled to an end of the second connection portion 327.
  • the support roller 340 is positioned at a portion where the first connection portion 325 and the two extension portions 321 and 323 are connected and a portion where the second connection portion 327 and the two extension portions 321 and 323 are connected.
  • the cable 320 can be circularly moved by the driving roller 330a and the plurality of solar cell module devices 350 can be reciprocated along the length direction of the cable 320 by the circular movement of the cable 320.
  • the driving roller 330a is coupled to the end of the first connection part 325 of the cable 320 to circulate the cable 320.
  • the rotating shaft of the driving roller 330a is driven by the driving motor to rotate.
  • the driving roller 330a may move along the longitudinal direction of the cable 320 to maintain the tension of the cable 320.
  • the driven roller 330b is coupled to the end of the second connection portion 327 of the cable 320 and is dependent on the rotation of the cable 320 and rotates.
  • the driving roller 330a is described as moving for maintaining tension, but the driven roller 330b may move, which is also within the scope of the present invention.
  • Each of the plurality of support rollers 340 is connected to a portion where the first connection portion 325 and the two extension portions 321 and 323 are connected and a portion where the second connection portion 327 and the two extension portions 321 and 323 are connected And supports the cable 320.
  • a plurality of solar cell module devices 350 are sequentially arranged in a line along the extending direction of the cable 320 and are coupled to and supported by the cable 310.
  • a solar cell module device 350 includes a support structure 360 coupled to a cable 320, two solar cell modules 380 supported by a support structure 360, First and second rotary winding wires 391a and 391b for connecting the supporting structure 360 and the two solar cell modules 180, first and second B folding winding wires 392a and 392b, And second B folding winding wires 394a and 394b.
  • the support structure 360 is coupled to the cable 320 to support the two solar cell modules 380.
  • the support structure 360 includes a first coupling shaft 361 that is slidably coupled to the first extension 321 of the cable 320 and a second coupling shaft 362 that is secured to the second extension 323 of the cable 320
  • a second coupling shaft 370 coupled to the first coupling shaft 361 and two supports 379 connecting the first coupling shaft 361 and the second coupling shaft 370.
  • the first coupling shaft 361 is a hollow shaft and passes through the first coupling shaft 361 so that the first extension portion 321 of the cable 320 can slide.
  • 13 is a sectional view of the first engaging shaft 361. As shown in Fig. 13, the first engagement shaft 361 has a semicircular lower member 362 and a semicircular upper member 363 which is fitted to the lower member 362 in a fitting manner. Electric wires 328, which are electrically connected to the solar cell module 380 together with the first extension portion 321 of the cable 320, are accommodated in the inner space of the first coupling shaft 361.
  • wires 328 are described as being received in the inner space of the first engagement shaft 361 in the present embodiment, they may be located outside the first engagement shaft 361, which is also within the scope of the present invention It belongs.
  • the lower ends of the two supports 379 are connected to both ends of the first coupling shaft 361.
  • two solar cell modules 380 are rotatably coupled.
  • the second engagement shaft 370 is a hollow shaft and the second extension portion 323 of the cable 320 passes the second engagement shaft 370.
  • the second engaging shaft 370 and the second extending portion 323 are fixed between the second engaging shaft 370 and the second cable 323 so that no slide movement occurs.
  • the upper ends of the two supports 379 are connected to both ends of the second coupling shaft 370.
  • the second engagement shaft 370 has a rotation take-up roller 371 and two folding take-up roller portions 375 and 377.
  • the upper coupling shaft 130 may be provided with a control box as a control unit.
  • the take-up winding roller 371 is generally located at the longitudinal center portion of the second engaging shaft 370.
  • the first rotation dedicated winding wire 391a and the second rotation dedicated winding wire 391b are wound around the rotation-specific winding roller 371.
  • the second engaging shaft 370 is provided with a first motor 371a for rotating the take-up reel roller 371.
  • the two folding take-up roller portions 375 and 377 are connected to the first folding take-up roller portion 375 and the second folding take-up roller portion 377, which are located at both longitudinal ends of the second engaging shaft 370, Respectively.
  • the first folding take-up roller portion 375 is provided with a first A folding take-up roller 375a around which the first A folding take-up wire 382a is wound and a first B folding take- And a roller 375b.
  • the second folding take-up roller portion 377 is wound around the second A folding take-up roller 377a around which the second A folding take-up wire 394a is wound and the second B folding take- And a roller 377b.
  • the second engaging shaft 370 is provided with a second motor 375c for rotating the first and second B folding up rollers 375a and 375b and a second motor 375c for rotating the second A and second B folding up rollers 377a and 377b 3 motor 377c.
  • Each of the two supports 379 extends along the height direction and is disposed at both ends in the longitudinal direction of the first engagement shaft 361 and the second engagement shaft 370, respectively.
  • the lower ends of the two supports 379 are connected to and fixed to the first coupling shaft 361 and the upper ends of the two supports 379 are connected to and fixed to the second coupling shaft 370. Accordingly, the first engaging shaft 361, the second engaging shaft 370, and the two supports 379 form a rectangular frame.
  • Each of the two solar cell modules 380 is rotatably coupled to the first coupling shaft 361 on both sides of the first coupling shaft 361.
  • the first and second rotating rewinding wires 391a and 391b are wound around a rotating rewinding roller 371 and connected to the two solar cell modules 380, respectively.
  • One of the two times of the dedicated winding wire 391a and 391b is elongated and the other is shortened by the rotation of the rotation take-up roller 371 so that the two solar cell modules 380 rotate according to the position of the sun .
  • the first A folding rewinding wire 392a is wound around the first A folding rewinding roller 375a and the first B folding rewinding wire 392b is wound around the first B folding rewinding roller 375b.
  • the first A folding rewinding wire 392a and the first B folding rewinding wire 392b are connected to each of the two solar cell modules 380 one by one.
  • the second A folding winding wire 394a is wound around the second A folding winding roller 377a and the second B folding winding wire 394b is wound around the second B folding winding roller 377b.
  • the second-A folding-up winding wire 394a and the second-B folding-up winding wire 394b are connected to each of the two solar cell modules 380 one by one.
  • the winding wires 392a, 392b, and 394a for Folding 1A, , 394b may be lengthened or shortened such that the two solar cell modules 380 may be folded or unfolded.
  • the first, second, and third folding winding wires 392a, 392b, 394a, 394b are long, the two solar cell modules 380 are folded and the first, second, When the winding wires 392a, 392b, 394a, and 394b for 2b folding are shortened, the two solar cell modules 180 are unfolded.
  • the state in which the two solar battery modules 380 are deployed is a case where solar power generation is normally performed and the state in which the two solar battery modules 380 are folded is a state in which the damage of the solar battery module 380 And to prevent breakage.
  • FIG. 1 a photovoltaic power generation facility according to one embodiment shown in Fig.
  • the first engagement shaft 361 of the solar cell module device 350 is slidable with the first extension portion 321 of the cable 320 and the second engagement shaft 370 of the solar cell module device 350 is slidable,
  • the second extension portion 323 of the cable 320 is moved toward the drive roller 330a so that the plurality of solar battery modules 320 are not moved relative to the second extension portion 323 of the cable 320,
  • the devices 350 are also moved toward the drive roller 330a. 12 shows a state in which a plurality of solar cell module devices 350 are all moved toward the driving roller 330a. 12, the operator performs the maintenance and repair work on the solar cell module apparatus 350. After the operation is completed, the drive roller 330a is rotated in the opposite direction, Thereby bringing the module devices 350 back in place.
  • the solar cell module 450 includes a module frame 460, a plurality of solar cell assemblies 470, and a plurality of solar cell modules 460 fixed to a lower portion of the module frame 460, And a plurality of securing means 490 for securing each of the plurality of solar cell assemblies 470 to the backing net 480 individually.
  • the module frame 460 is a frame member having an opening 461 opened at a central portion thereof, and is described as being a rectangular shape in the present embodiment, but the present invention is not limited thereto.
  • a plurality of solar cell assemblies 470 are disposed in an opening 461 of the module frame 460 and a supporting net 480 is fixed to a lower portion of the module frame 460 to form a plurality of solar cell assemblies 470, .
  • a wiring structure that is electrically connected to the plurality of solar cell assemblies 470 is formed in the module frame 460.
  • first, second, and third motors 371a, 375c, 377c of FIG. 10 are described as being provided in the second engagement shaft (370 of FIG. 10) And it is also within the scope of the present invention.
  • the plurality of solar cell assemblies 470 are disposed apart from each other in the opening 461 region of the module frame 460.
  • the plurality of solar cell assemblies 470 are supported by the support net 480 without falling downward.
  • Each of the plurality of solar cell assemblies 470 is fixed by the fixing means 490 so as not to move.
  • a solar cell assembly 470 is shown as a perspective view
  • FIG. 17 shows a solar cell assembly 470 as a cross-sectional view. 16 and 17, the solar cell assembly 470 includes a solar cell 471 and a cell frame 475 surrounding the rim of the solar cell 471.
  • the solar cell 471 is a commonly used solar cell, and a protective film 472 is disposed on the upper surface of the solar cell 471.
  • a support plate 473 of a resin material, which is a supporting structure, is located on the lower surface.
  • the cell frame 475 is a frame member that encloses the rim of the solar cell 471 and includes a flange portion 476 for supporting the solar cell 471 from below and a flange portion 476 extending upward from the flange portion 476, And a sidewall 478 surrounding the rim of the sidewall.
  • a terminal located on the lower surface of the solar cell 471 and a wire extending from the terminal can be exposed through the opening 477 formed in the flange portion 476.
  • the height of the sidewall portion 478 is set such that the upper end of the sidewall portion 478 protrudes further than the upper surface of the solar cell 471 in a state where the cell frame 475 and the solar cell 471 are coupled, (471).
  • a plurality of drain holes 479 are formed in a portion of the side wall portion 478 protruding above the solar cell 471.
  • the water in the cell frame 475 can be quickly drained without draining through the drains 479.
  • the support net 480 is fixedly coupled to the lower surface of the module frame 460 to support a plurality of solar cell assemblies 470 from below.
  • the size of the hole of the backing net 480 is smaller than the sun stop cell assembly 470.
  • the support net 480 preferably has sufficient strength to support a plurality of solar cell assemblies 470.
  • Each of the plurality of fixing means 490 is in the form of a net and is combined with the supporting net 480 while covering the plurality of solar cell assemblies 470 one by one to fix the solar cell assembly 470.
  • Fig. 15 shows a state in which the solar cell assembly 470 is fixed by the fixing means 490.
  • the overall size of the fixing means 490 is formed larger than the solar cell assembly 470 so that the lateral outer portions of the fixing means 490 extend further laterally than the solar cell assembly 470 And this extended portion is joined to the supporting net 480 by a wire so that the fixing means 490 fixes the solar cell assembly 470.
  • the size of the eye of the fixing means 490 may be smaller than the size of the solar cell assembly 470, preferably two to three horizontal lines and vertical lines on the solar cell assembly 470. It is also preferable that the average size of the eyes of the fixing means 490 is larger than the average size of the eyes of the backing 480.
  • the fixing means 490 contacts the upper end of the side wall portion 478 of the cell frame 475 of the solar cell assembly 470 and is spaced apart from the protective film 472 of the solar cell 471, The protection film 472 of the solar cell 471 is prevented from being damaged by the means 490.
  • a plurality of fixing lines 590 such as a fishing line, are provided on the solar cell assembly 470, as shown in FIG. 18, And both ends thereof are tied and fixed to the support net 480. At this time, it is preferable that the fixing lines 590 pass over one solar cell assembly 470 by two or three each in the horizontal and vertical directions.
  • FIG. 19 shows another embodiment in which the solar cell assembly 470 is fixed to the supporting net 480. 19, the rear surface of the solar cell assembly 470 is shown to be seen. 19, the lower surface of the flange portion 476 of the cell frame 475 of the solar cell assembly 470 is provided with a plurality of The coupling holes 479 are coupled.
  • the engagement port 479 may be fixed to the cell frame 475 by fastening means such as screws as one embodiment of the coupling means of the present invention.
  • the plurality of solar cell assemblies 470 are stably fixed and disposed apart from each other, air circulates and passes through the cell assemblies 470, thereby preventing heat radiation, drainage and wind load avoidance, And ease of exchange.
  • FIGS. 20 and 21 are a perspective view and a front view of a solar cell module apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • a plurality of solar cell module devices 550 shown in FIGS. 20 and 21 are installed in the cable structure 320 shown in FIG. 20 and 21, a solar cell module apparatus 550 includes a module installation structure 560, a plurality of solar cell modules 590 installed in the module installation structure 560, a module installation structure 560, And a balance weight member 595 installed on the bottom surface of the housing.
  • the module mounting structure 560 is a generally truss-like structure and includes a center shaft 561, two first extending link portions 581 coupled to the center shaft 561, A second engagement link portion 570 connecting the two first extension link portions 581 and a second engagement link portion 570 connecting the two second extension link portions 583, And two coupling link portions 580 connecting the first coupling link portion 570 and the second coupling link portion 575 and a cable coupling shaft 585.
  • the center shaft 561 is a hollow shaft extending in a straight line and the second extension portion 323 of the cable extends through the center shaft 561 while the second extension portion 323 of the cable is connected to the center shaft 561, .
  • An electric wire 511 electrically connected to the plurality of solar cell modules 590 is passed through a clearance space with the second extended portion 323 of the cable in the central passage of the central shaft 561.
  • the center shaft 561 and the second extension portion 323 of the cable are fixed so that no sliding movement occurs between the center shaft 561 and the second extension portion 323 of the cable.
  • Two first extended link portions 581 and two second extended link portions 583 are rotatably coupled to the center shaft 561 at both ends in the longitudinal direction of the rotation center shaft 561. [
  • the center shaft 561, together with the cable coupling shaft 585, forms the cable coupling of the module mounting structure 560.
  • Each of the two first extending link portions 581 extends from both ends of the center shaft 561 in the radial direction of the center shaft 561 (arrow direction of the one-dotted chain line in FIG. 21) And is coupled to the center shaft 561 rotatably.
  • the two first extending link portions 581 extend obliquely downward from the center shaft 561.
  • a first engaging link portion 570 is rotatably coupled to an end of the two first extending link portions 581.
  • a module fixing table 582, to which the solar cell module 590 is fixed, is installed on the two first extending link portions 581.
  • Each of the two second extending link portions 583 extends from both ends of the center shaft 561 in the radial direction of the center shaft 561 (arrow direction of the one-dot chain line in Fig. 21) And is coupled to the center shaft 561 so as to be rotatable about the shaft 561.
  • the two second extending link portions 583 extend obliquely downward from the center shaft 561 (the opposite side of the first extending link portion 581).
  • the first elongated link portion 581 and the second elongated link portion 583 extend downward from the center shaft 561 and are spaced apart from each other along the circumferential direction
  • the angles between the two extending link portions 581 and 583 are changed by rotating the two extending link portions 581 and 583 so as to be flared or narrowed toward each other about the center shaft 561 .
  • a second engaging link portion 575 is rotatably coupled to an end of the two second extending link portions 583.
  • the first coupling link portion 570 extends parallel to the center shaft 561 and both ends of the first coupling link portion 570 are rotatably coupled to the two first extending link portions 581, respectively.
  • two connecting link portions 580 are rotatably coupled to the first engaging link portion 570.
  • the second coupling link portion 575 extends parallel to the center shaft 561 and both ends of the second connecting rod 575 are rotatably coupled to the two second extending link portions 583.
  • two connecting link portions 580 are rotatably coupled to the second engaging link portion 575.
  • Each of the two connecting link portions 580 is rotatably coupled to the first engaging link portion 570 and the second engaging link portion 575 or the first extending link portion 581 and the second extending link portion 583, do. That is, both ends of the connecting link portion 580 are rotatably connected to the first engaging link portion 570 and the second engaging link portion 575 or the first extending link portion 581 and the second extending link portion 583 .
  • the length of the connecting link portion 580 varies corresponding to the change in angle between the two extending link portions 581 and 583.
  • the connecting link portion 580 includes a central tube member 584 and two protruding and retracting members 586 and 587 which are sleeved and sleeved at both ends of the central tube member 584.
  • the cable coupling shaft 585 is fixed to the central tube member 584 and the ends of the two telescopic members 586 and 587 are rotatably connected to the first coupling link portion 570 and the second coupling link portion 575 .
  • two protruding and retracting members 586 and 587 are configured to be able to protrude and retract in a sleeve-coupled manner at both ends of the central tube member 584 in order to vary the length of the connecting link unit 580.
  • the present invention is not limited to this, and other structures are also possible, such that the length of the link portion 580 can be varied, and this also falls within the scope of the present invention.
  • the cable coupling shaft 585 is a hollow shaft that extends in parallel with the center shaft 561 and is fixed to the respective center pipe member 581 of the two connecting link portions 580.
  • the first extension portion 321 of the cable passes through the cable coupling shaft 585 and the first extension portion 321 of the cable is coupled to the cable coupling shaft 585.
  • it is assumed that the first extension portion 321 of the cable passes through the cable coupling shaft 585 so as to be slidably movable.
  • the second extended portion 323 of the cable is fixed to the center shaft 561 and the first extended portion 321 of the cable is slidable with the cable coupling shaft 585.
  • the second extension portion 323 is slidable with the center shaft 561 and the first extension portion 321 of the cable can be fixed to the cable coupling shaft 585. This also belongs to the scope of the present invention.
  • the plurality of solar cell modules 590 are fixed to the module fixing table 582 of the module mounting structure 560.
  • the solar cell module 590 also referred to as a solar module, is of a flat plate shape and has a conventional structure, so that a detailed description thereof will be omitted.
  • the slope of the solar cell module 590 is substantially the same as the first extending link portion 581 and can be changed in accordance with the rotation of the first extending link portion 581 to cope with the altitude change of the sun.
  • two solar cell modules 590 are shown in this embodiment, three or more solar cell modules 590 may be installed, and this is also within the scope of the present invention.
  • the balance weight member 595 is installed in the module installation structure 560 so as to be located on the opposite side of the solar cell modules 590 with the center shaft 561 therebetween.
  • the balance weight member 595 is balanced to the left and right of the solar cell module unit 550, so that the load is prevented from being imbalanced.
  • the solar cell module device 550 may further include a drive motor for rotating the first and second extended link portions 581 and 583 with respect to the center shaft 561.
  • the solar cell module device 550 further includes a controller for controlling a driving motor for rotating the first and second extension link portions 581 and 583, The rotation angles of the two extension link portions 581 and 583 are adjusted so that the solar cell module 590 can maintain the optimum inclination corresponding to the sun altitude.
  • the controller operates to maintain the optimum slope of the solar cell module 590 according to the condition.
  • the conditions include a season, a time of day, and a month (January, February, etc.).
  • the solar cell module device 550 is configured such that the first and second extended link portions 581 and 583 rotate in opposite directions to change the inclination of the solar cell module 590 and the length of the connecting link portion 580
  • the height difference between the center shaft 561 and the cable coupling shaft 585 (that is, the distance between the center shaft 561 and the cable coupling shaft 585) is changed.
  • the first extended portion 321 of the cable is formed to be longer than the second extended portion 323 in order to cope with a variation in the height difference between the center shaft 561 and the cable coupling shaft 585 .
  • the second extending portion 323 may be formed longer than the first extending portion 321, which is also within the scope of the present invention.
  • FIG. 22 is a front view of another embodiment of the solar module apparatus shown in Fig. 22, the solar module apparatus 650 is substantially similar to the solar module apparatus 550 according to the embodiment shown in FIGS. 20 and 21, and includes a module installation structure 660, A plurality of solar cell modules 590 installed in the module installation structure 660 and a balance weight member 595 installed in the module installation structure 660.
  • the module mounting structure 660 includes a center shaft 561, two first extending link portions 581 coupled to the center shaft 561 and two second extending link portions 583, a first coupling link portion 570 connecting two first extended link portions 581, a second coupling link portion 575 coupling the two second extended link portions 583, Two coupling link portions 680 connecting the first coupling link portion 570 and the second coupling link portion 575, and a cable coupling shaft 585.
  • the first extended link portion 581 and the second extended link portion 583 are fixedly coupled so as not to rotate with the center shaft 561 and the first and second coupling link portions 570 and 575, Is fixedly coupled so as not to rotate with the first and second extending link portions 581 and 583 and the first and second coupling link portions 570 and 575. Accordingly, the solar cell module 590 always maintains the same tilt. The rest of the configuration is the same as the embodiment shown in Figs.
  • the first extension portion 321 of the cable is moved to one side (or the opposite side) as shown by the broken line arrow in the state where the second extension portion 323 of the cable is fixed,
  • the second extension portion 323 of the cable can be moved to one side (or the opposite side) as shown by an alternate long and two short dashed line in a state where the first extension portion 321 of the cable is fixed.
  • the solar module device 650 When moving the first extension 321 of the cable, the solar module device 650 is rotated about the second extension 323 of the cable, such as the triangle shown by the dashed line, When the portion 323 is moved, the photovoltaic module device 650 rotates about the first extension portion 321 of the cable as shown by the alternate long and short dashed line.
  • the photovoltaic power generation facility may further include a lateral movement driving unit for moving the first extension portion 321 or the second extension portion 323 of the cable to the side. Additionally, the first extension 321 and the second extension 323 of the cable may be moved together in the opposite lateral direction. Alternatively, the same effect may be obtained by rotating the drive roller (330a in FIG. 9), the driven roller (330 in FIG.
  • the module mounting structure 660 includes a center shaft 561, two first extending link portions 581 coupled to the center shaft 561, and two first extending link portions 582 coupled to the center shaft 561.
  • the connecting link portion 780 is circular in shape around the center shaft 561 and both ends of the cable engaging shaft 585 are connected to the first engaging link portion 570 and the second engaging link portion 575, And is coupled to the link portion 581 and the second extension link portion 583.
  • the length of the connecting link portion 780 is varied corresponding to the change in angle between the two extending link portions 581 and 583.
  • connection link portion 780 includes a central tube member 784 and two protruding and retracting members 786 and 787 which are sleeved and sleeved at both ends of the central tube member 784.
  • a cable coupling shaft 585 is fixed to the central tube member 784 and the ends of the two telescopic members 786 and 787 are coupled to the first coupling link 570 and the second coupling link 575, respectively.
  • the present invention is described as being configured such that two protruding and retracting members 786 and 787 are coupled to both ends of the center pipe member 784 by being sleeved to be able to protrude and retract to vary the length of the connecting link portion 780.
  • the present invention is not limited to this, and other structures may be used so that the length of the connecting link portion 780 can be varied, and this also falls within the scope of the present invention. Even if the angle between the two extending link portions 581 and 583 changes, the connecting link portion 780 is formed in the shape of an arc centering on the center shaft 561, The distance can be kept constant and both ends of the connecting link portion 780 need not be rotatable.

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Abstract

본 발명에 의하면, 제1 케이블 지지기둥; 상기 제1 케이블 지지기둥과 이격되어서 위치하는 제2 케이블 지지기둥; 상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥을 연결하는 상부 지지 케이블; 및 상기 상부 지지 케이블에 이격되어서 설치되는 복수개의 태양전지 모듈 장치들을 포함하며, 상기 태양전지 모듈 장치는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈과, 상기 태양전지 모듈을 상기 상부 지지 케이블에 결합시키는 케이블 연결부를 구비하며, 상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥은 서로 높이가 다른 지대에 설치되는 태양광 발전 설비가 제공된다.

Description

태양전지 모듈, 이를 구비하는 태양전지 모듈 장치 및 이를 이용한 태양광 발전 설비
본 발명은 태양광 발전 설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양전지 모듈, 이를 구비하는 태양전지 모듈 장치 및 이를 이용한 태양광 발전 설비 기술에 관한 것이다.
오늘날 전기를 생산하는데 주로 사용되는 화석연료는 지구 상에 한정된 매장량을 가진 자원의 일종으로서 산업 발전으로 인해 급속히 늘어난 전기에너지 수용에 따라 무분별하게 사용되어 심각한 환경오염을 일으키게 됨은 물론, 머지않아 그 자원마저 고갈될 것이 예상됨에 따라 화석연료를 대체할 수 있는 소위 클린 에너지의 개발이 전 세계적으로 활발히 추진되고 있으며 그 대표적인 예가 태양광 발전이다.
태양광 발전은 풍력발전과 더불어 대체에너지 중에서도 무공해이면서 무한하게 사용할 수 있기 때문에 큰 관심이 쏠리고 있다. 특히 태양광 발전은 발전 부위가 반도체 소자이고 제어부분은 수명이 매우 긴 전자부품 등으로 구성되며, 기계적인 진동이나 소음 등의 발생이 없고, 수십년에 이르는 동작수명을 보증받고 있다.
태양광 발전모듈을 설치하는 지상의 기하학적 구조에 의하여 설치 시 다양한 응용이 가능하고 해당 발전 시스템의 제어 및 운용을 반자동화 또는 자동화 프로그램을 통해 원격 혹은 무인으로 제어할 수 있다. 따라서 태양광 발전 시스템의 적극적인 활용은 에너지 자원이 절대적으로 부족한 우리나와 같은 환경에서는 적극적으로 개발하여야할 대체 발전시스템이다.
태양전지 패널은 대형사이즈에서 소형 사이즈까지 다양하게 설계되어 있으며, 대량의 전기를 생산하기 위해서는 대형사이즈의 수십, 수백개의 태양전지 패널을 구비해야 하므로 넓은 면적의 공간을 확보할 필요가 있다.
그런데 우리나라의 경우에는 국토의 대부분이 산지지역으로 구성되어 있으며, 상대적으로 적은 평야지역에서는 사람이 거주, 농업 및 산업영역으로 활용하기에도 넉넉지 못한 상황이어서 평야지역에 대량의 전기 생산을 위한 대면적의 지상공간을 확보하기가 쉽지 않다.
그에 따라, 최근에는 산지지역에 태양광 발전 설비를 구축할 수 있는 기술들이 개발되고 있는데, 산지지역의 특성상 관리자의 접근이 용이하지 않은 환경에서, 강풍에 의해 태양전지 모듈의 방향이 바뀌거나 심한 경우에는 태양전지 모듈이 손상되는 경우도 발생함에 따라 이에 대한 대책이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 산과 같이 경사지고 바람이 강하게 부는 환경에서 적합하게 사용될 수 있는 태양전지 모듈, 이를 구비하는 태양전지 모듈 장치 및 이를 이용한 태양광 발전 설비를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 케이블 지지기둥; 상기 제1 케이블 지지기둥과 이격되어서 위치하는 제2 케이블 지지기둥; 상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥을 연결하는 상부 지지 케이블; 및 상기 상부 지지 케이블에 이격되어서 설치되는 복수개의 태양전지 모듈 장치들을 포함하며, 상기 태양전지 모듈 장치는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈과, 상기 태양전지 모듈을 상기 상부 지지 케이블에 결합시키는 케이블 연결부를 구비하며, 상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥은 서로 높이가 다른 지대에 설치되는 태양광 발전 설비가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 케이블 지지기둥; 상기 제1 케이블 지지기둥과 이격되어서 위치하는 제2 케이블 지지기둥; 상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥을 연결하는 상부 지지 케이블; 상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥을 연결하고 상기 상부 지지 케이블보다 아래에 위치하는 하부 지지 케이블; 및 상기 상부 지지 케이블과 상기 하부 지지 케이블에 설치되는 복수개의 태양전지 모듈 장치들을 포함하며, 상기 태양전지 모듈 장치는, 상기 하부 지지 케이블을 관통하는 하부 지지 샤프트와, 상기 하부 지지 샤프트의 양측에 회전 가능하게 결합되고 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 복수개의 태양전지 모듈들과, 상기 상부 지지 케이블을 관통하는 상부 지지 샤프트를 구비하며, 상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥은 서로 높이가 다른 지대에 설치되는 태양광 발전 설비가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 하부 지지 케이블과, 상기 하부 지지 케이블의 위에 위치하는 상부 지지 케이블을 구비하는 케이블 구조물; 및 상기 케이블 구조물에 결합되는 적어도 하나의 태양전지 모듈 장치를 포함하며, 상기 태양전지 모듈 장치는, 상기 하부 지지 케이블이 통과하면서 결합되는 하부 결합 샤프트와, 상기 상부 지지 케이블이 통과하면서 결합되는 상부 결합 샤프트와, 상기 하부 결합 샤프트와 상기 상부 결합 샤프트를 연결하는 적어도 하나의 지지대와, 상기 하부 결합 샤프트에 결합되는 태양전지 모듈을 구비하며, 상기 태양전지 모듈은 중앙에 개방된 개구부가 형성된 모듈 프레임; 상기 개구부에 서로 이격되어서 배치되는 복수 개의 태양전지 셀 조립체들; 상기 모듈 프레임의 하부에 결합되어서 상기 복수 개의 태양전지 셀 조립체들을 지지하는 받침 망; 및 상기 복수 개의 태양전지 셀 조립체 각각을 상기 받침 망에 고정시키는 복수 개의 고정 수단들을 구비하는 태양광 발전 설비가 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 두 지지 기둥; 상기 두 지지 기둥 사이에 연장되도록 설치되는 케이블을 구비하는 케이블 구조물; 및 상기 케이블에 결합되는 모듈 설치 구조물과, 상기 모듈 설치 구조물에 설치되는 적어도 하나의 태양전지 모듈을 구비하는 태양전지 모듈 장치를 포함하며, 상기 케이블은 제1 연장부와, 상기 제1 연장부 보다 아래에 위치하고 상기 제1 연장부와 나란하게 연장되는 제2 연장부를 구비하며, 상기 모듈 설치 구조물은, 상기 제1 연장부가 결합되는 중심 샤프트와, 상기 중심 샤프트의 아래에 위치하고 상기 제2 연장부가 결합되는 케이블 결합 샤프트와, 상기 중심 샤프트와 상기 케이블 샤프트 사이에 결합되고 상기 태양전지 모듈이 고정되는 연결 구조부를 구비하며, 상기 적어도 하나의 태양전지 모듈은 상기 중심 샤프트의 일측에 경사지게 배치되며, 상기 두 지지기둥들은 서로 높이가 다른 지대에 설치되는 태양광 발전 설비가 제공된다.
본 발명에 따른 태양광 설비 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 계곡을 사이에 둔 산과 산 사이에 케이블을 연결하고, 케이블에 태양전지 모듈들을 설치함으로써 별도의 별도의 평평한 경사면 공간을 마련하기 위한 지반공사 등의 건축행위를 할 필요 없이 대면적이면서 복수 개의 태양전지 모듈들을 포함하는 태양광 설비 시스템을 설치할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 태양전지 모듈의 하면에 케이블 연결부가 형성되어 있어 하나의 케이블만으로도 태양전지 모듈을 지지할 수 있으므로 설치가 간편하고 컴팩트한 태양광 설비 시스템을 구현할 수 있다.
셋째, 회전부재에 의해 태양의 이동 경로를 따라 태양전지 모듈이 회전되므로 효과적으로 태양광을 수집하여 전력을 생산할 수 있다.
넷째, 태양전지 모듈이 접이식 구조를 가지므로 강우, 강설, 우박 및 기타 낙하물에 의한 피해를 예방할 수 있다.
다섯째, 태양전지 모듈에 구비되는 복수 개의 태양전지 셀들이 서로 이격되어서 배치되고, 태양전지 셀들이 받침 망과 고정 망에 의해 지지되므로, 이격된 태양전지 셀들 사이로 바람이 통과할 수 있으므로, 강풍에 의해 태양전지 모듈의 방향이 바뀌거나 태양전지 모듈이 손상되는 등의 문제가 해결될 수 있다.
여섯째, 순환 이동하도록 연장되는 케이블에 연장방향을 따라서 복수 개의 태양전지 모듈 장치가 차례대로 일렬로 배치되도록 결합되며, 태양전지 모듈 장치는, 케이블의 제1 연장부에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 제1 결합 샤프트와, 제1 연장부보다 위에 위치하는 케이블의 제2 연장부에 고정되는 제2 결합 샤프트를 구비하므로, 케이블의 순환 이동에 의해 복수 개의 태양전지 모듈 장치들은 케이블의 연장방향 일단으로 이동할 수 있으며, 그에 따라 설비 관리자는 태양전지 모듈에 쉽게 접근할 수 있어서, 유지·관리를 위한 작업이 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양광 발전 설비에 대한 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 태양광 발전 설비에서 하나의 태양전지 모듈에 대응하는 부분에 대한 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A'선에 대한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 장치를 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 도 5에 도시된 태양전지 모듈 장치의 서로 다른 회전 작동 상태를 도시한 정면도이다.
도 8은 도 5에 도시된 태양전지 모듈 장치의 또 다른 작동 상태를 도시한 정면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 설비의 주요부를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 태양광 발전 설비에서 하나의 태양전지 모듈 장치에 대응하는 부분에 대한 평면도이다.
도 11은 도 9의 태양광 발전 설비에서 태양전지 모듈 장치들이 이동하는 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 도 9의 태양광 발전 설비에서 태양전지 모듈 장치들이 일측으로 모두 이동한 상태를 도시한 도면이다.
도 13은 도 9에서 태양전지 모듈 장치의 하부 결합 샤프트에 대한 단면도이다.
도 14 내지 도 18은 도 9에 도시된 태양전지 패널의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 19는 도 15 및 도 18에 대응하여 태양전지 셀 조립체가 고정되는 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 장치에 대한 사시도 및 정면도이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 태양전지 모듈 장치에 대한 정면도이다.
도 23은 도 21에 도시된 태양광 모듈 장치에서 모듈 설치 구조물의 또 다른 실시예를 도시한 정면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 다양한 실시예들의 구성 및 작용을 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비에 대한 도면이다. 먼저 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비(100)는 케이블 구조물(110)과, 케이블 구조물(110)에 의해 지지되는 복수개의 태양전지 모듈 장치(150)들과, 그물망 구조물(190)을 포함한다.
케이블 구조물(110)은 제1 케이블 지지기둥(111)과, 제1 케이블 지지기둥(111)과 이격되어서 위치하는 제2 케이블 지지기둥(113)과, 제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 지지기둥(113)의 사이에 연장되고 복수개의 태양전지 모듈 장치(150)들이 결합되는 상부 지지 케이블(115)과, 제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 지지기둥(113)의 사이에 연장되고 상부 지지 케이블(115)보다 아래에 위치하는 하부 지지 케이블(117)과, 상부 지지 케이블(115)과 제2 모듈 지지 케이블(117)을 연결하는 복수개의 연결 케이블(118)들을 구비한다.
제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 지지기둥(113) 각각은 동서로 가로지르는 계곡(V)을 사이에 두고 북(N)쪽에 위치하는 북측 산(M1)과 남(S)쪽에 위치하는 남측 산(M2)에 설치된다. 즉, 제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 지지기둥(113)은 계곡(V)을 사이에 두고 북쪽과 남쪽에 각각 위치한다. 제1 케이블 지지기둥(111)은 제2 지지기둥(113)보다 상대적으로 높은 곳에 설치된다. 본 실시예에서는 두 케이블 지지기둥(111, 113)이 인위적으로 설치되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 나무와 같이 자연적인 지형지물일 수도 있으며, 이 또한 발명의 범위에 속하는 것이다. 제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 지지기둥(113)은 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 제2 지지기둥(113)이 전기적으로 연결됨에 따라 복수개의 태양전지 모듈 장치(150)들과 전기적으로 연결될 수 있다.
상부 지지 케이블(115)은 제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 지지기둥(113)을 연결한다. 상부 지지 케이블(115)에는 복수개의 태양전지 모듈 장치(150)들이 설치된다. 상부 지지 케이블(115)은 남북방향을 따라서 연장되며, 북(N)으로부터 남(S)으로 가면서 높이가 낮아지도록 연장된다.
하부 지지 케이블(117)은 제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 지지기둥(113)을 연결한다. 하부 지지 케이블(117)은 상부 지지 케이블(115)의 아래에 위치하며 상부 지지 케이블(115)과 대체로 평행하게 남북방향을 따라서 연장된다.
복수개의 연결 케이블(118)들은 상부 지지 케이블(115)과 하부 지지 케이블(117)을 연결한다. 복수개의 연결 케이블(118)들은 상부 지지 케이블(115)과 하부 지지 케이블(117)의 연장방향을 따라서 일렬로 이격되어서 위치한다. 복수개의 연결 케이블(118)들에 의해 상부 지지 케이블(115)에서 발생되는 진동이 저감된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 복수개의 태양전지 모듈 장치(150)들 각각은 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈(151)과, 태양전지 모듈(151)을 상부 지지 케이블(115)에 고정시키기 위한 케이블 연결부(152)를 구비한다. 태양전지 모듈(151)은 상방 남측을 향하도록 배치된다. 케이블 연결부(152)은 관 형태로서, 태양전지 모듈(151)의 배면에 중심을 지나가도록 형성된다. 케이블 연결부(152)에 상부 지지 케이블(115)이 통과함으로써, 태양전지 모듈 장치(150)가 상부 지지 케이블(115)에 결합된다.
그물망 구조물(190)은 두 제1 그물망 지지기둥(191)들, 두 제2 그물망 지지기둥(195)들과, 그물망(198)을 포함한다. 두 제1 그물망 지지기둥(191)들은 각각은 제1 케이블 지지기둥(111)을 기준으로 동(E) 쪽 및 서(W) 쪽으로 설정 거리 이격되어 상기 북측 산(M1)에 설치된다. 두 제2 그물망 지지기둥(195)들 각각은 제2 케이블 지지기둥(113)을 기준으로 동(E) 쪽 및 서(W) 쪽으로 설정 거리 이격되어 남측 산(M3)에 설치된다.
그물망(198)은 일측이 두 제1 그물망 지지기둥(191)들을 연결하고, 타측이 제2 그물망 지지기둥(195)들을 연결함으로써 복수개의 태양전지 모듈 장치(150)들을 감싸는 형태로 설치된다. 그물망(198)은 북측 산(M1)과 남측 산(M2) 사이로 부는 바람을 차단하여 상기 태양전지 모듈 장치(200)들이 바람에 의해 흔들리는 것을 방지한다. 또한, 상기 태양광 설비 시스템을 설치하는 작업자를 추락으로부터 보호하며, 태양전지 모듈(151)의 추락도 방지하여 태양전지 모듈(151)의 파손 및 안전사고를 예방한다.
도 5에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 장치가 사시도로서 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 태양전지 모듈 장치(250)는 상부 지지 케이블(115) 및 하부 지지 케이블(117)에 결합된다. 태양전지 모듈 장치(250)는 하부 지지 샤프트(230), 복수개의 태양전지 모듈(210)들, 제어모듈이 설치되는 상부 지지 샤프트(220)와, 연결 기둥(260)을 포함한다. 지지 샤프트(230)는 하부 지지 케이블(117)에 결합되는 것으로, 하부 지지 케이블(117)이 지지 샤프트(230)을 관통한다.
복수개의 태양전지 모듈(210)들은 상면이 상기 남측을 향하면서 지지 샤프트(230)의 양 측에 회전 가능하게 결합된다. 태양전지 모듈(210)의 상면에서 태양광을 흡수하여 전기를 생산한다.
본 실시예에서는 하나의 하부 지지 샤프트(230)에 하부 지지 샤프트(230)를 중심으로 양 측에서 한 쌍의 태양전지 모듈(210)들이 회전 가능하게 결합되고, 한 쌍의 태양전지 모듈(210)들은 하부 지지 샤프트(230)의 길이방향을 따라 설정 거리 이격되어 복수 개 결합된다.
하부 지지 샤프트(230)의 내경의 크기는 하부 지지 케이블(117)의 직경보다 약간 크게 형성될 수 있다. 이에 따라 하부 지지 샤프트(230)의 내경의 크기와 하부 지지 케이블(117)의 직경의 차이에 의해 하부 지지 샤프트(230)가 회전될 수 있다. 또는 하부 지지 샤프트(230)와 하부 지지 케이블(117) 사이에 베어링(미도시)이 구비될 수도 있다. 구체적으로 하부 지지 샤프트(230)의 내부에 베어링(미도시)이 삽입된 상태에서 하부 지지 케이블(117)이 베어링(미도시)을 관통하면서 하부 지지 샤프트(230)에 결합될 수 있다. 즉, 베어링(미도시)에 의해 하부 지지 샤프트(230)가 회전될 수도 있다.
제어모듈은 상부 지지 케이블(115)이 결합되는 상부 지지 샤프트(220)에 구비되되, 태양전지 모듈(210)들과 연결되어서 태양의 이동 경로를 따라 태양전지 모듈(210)들을 회전시키거나 우천 시 태양전지 패널(210)의 하면이 서로 가까워지도록 하부 지지 샤프트(230)를 기준으로 태양전지 모듈(210)들을 회전시킨다.
제어모듈은 컨트롤러, 권취부재(240) 및 와이어(251, 252)를 포함한다. 컨트롤러는 상부 지지 샤프트(220)에 구비된다. 컨트롤러는 태양의 이동 경로를 따라 태양전지 모듈(210)들을 동으로부터 서쪽으로 회전시키는 명령을 전송하거나 우천 시, 태양전지 모듈(210)의 하면이 서로 가까워지도록 하부 지지 샤프트(230)을 중심으로 양측의 태양전지 모듈(210a)을 회전시키는 명령을 전송한다.
권취부재(240)는 컨트롤러가 전송하는 명령을 전달받는다. 권취부재(240)는 상부 지지 샤프트(220)에 구비된다. 보다 구체적으로는 상부 지지 샤프트(220)이 권취부재(240)를 관통하여 권취부재(240)가 상부 지지 샤프트(220)에 결합된다. 단, 권취부재(240)는 상부 지지 샤프트(220)에 회전 가능하게 결합된다.
권취부재(240)는 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 있어서 컨트롤러에서 전송하는 명령에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전된다. 권취부재(240)는 상부 지지 샤프트(220)의 길이 방향을 따라 복수 개 구비된다. 본 실시예에서는 상부 지지 샤프트(220)에서 전후 방향으로 권취부재(240)가 구비되는데, 전방에도 두 개의 권취부재(240)가 구비되고 후방에도 두 개의 상기 권취부재(240)가 구비된다.
와이어(251, 2512)는 일측이 권취부재(240)에 권취되어 있고, 타측은 태양전지 모듈(210)의 선단에 연결되어 있다. 즉, 하나의 와이어(251)의 일측은 하나의 권취부재(240)에 권취되어 있고, 와이어(251)의 타측은 하부 지지 샤프트(230)를 기준으로 좌측에 결합된 태양전지 모듈(210)의 선단에 연결되어 있다. 다른 하나의 와이어(252)의 일측은 다른 하나의 권취부재(240)에 권취되어 있고, 와이어(252)의 타측은 하부 지지 샤프트(230)을 기준으로 우측에 결합된 태양전지 모듈(210)의 선단에 연결되어 있다.
한편, 전술한 바와 같이 하나의 와이어로 하나의 권취부재(240)와 하나의 태양전지 모듈(210)을 연결하는 것은 본 실시예에 해당하는 것일 뿐 이에 한정될 필요는 없다. 하나의 와이어가 하나의 권취부재에 권취되어 있고, 와이어의 양 측이 각각 두 개의 태양전지 모듈에 연결될 수도 있다.
연결 기둥(260)은 하부 지지 샤프트(230)와 상부 지지 샤프트(220)를 연결하여 두 지지 샤프트(220, 230)를 결합시킨다. 본 실시예에서는 연결 기둥(260)이 두개이다.
컨트롤러에서 태양을 향해 태양전지 모듈(210)들을 동측을 향해 회전시키도록 명령을 하면, 이 명령을 전달받은 권취부재(240)들이 각각 회전하여, 도 6에 도시된 바와 같은 상태가 된다. 지지 샤프트(230)을 중심으로 동측에 위치하는 태양전지 모듈(210)을 연결하는 상기 와이어(252)가 권취된 권취부재(240)는 와이어(252)의 길이가 길어지도록 회전된다.
그리고 상기 지지 샤프트(230)을 중심으로 서측에 위치하는 태양전지 모듈(210)을 연결하는 와이어(251)가 권취된 권취부재(240)는 와이어(251)의 길이가 짧아지도록 회전된다.
한편, 태양이 서측으로 이동하면 태양전지 모듈(210)들을 서측을 향해 회전시키도록 컨트롤러(220)에서 명령을 하고, 전술과 반대되는 동작으로 태양전지 모듈(210)을 회전시켜서 도 7에 도시된 상태가 된다.
한편, 우천 시에는 태양전지 모듈(210)들의 손상 및 파손을 방지하기 위해 지지 샤프트(230)을 중심으로 태양전지 모듈(210)들을 접을 수 있다. 여기서 접는다는 것은 지지 샤프트(230)를 사이에 두고 양측에 위치하는 태양전지 모듈(210)들의 하면이 서로 가까워지도록 지지 샤프트(230)을 중심으로 태양전지 모듈(210)들을 회전시키는 것이다.
도 8을 참조하는 바와 같이, 컨트롤러(220)를 통해 태양전지 모듈(210)들이 접히도록 명령을 하면 권취부재(240)는 와이어(251, 251)의 길이가 길어지도록 회전을 한다. 와이어(251, 251)가 길어짐에 따라 태양전지 모듈(210)의 후면이 서로 가까워지도록 태양전지 모듈(210)들이 회전되어 접혀지는 것이다.
컨트롤러(220)는 무선 통신에 의해 작업자의 조정 단말기(미도시)와 연결될 수 있다. 따라서 작업자가 태양의 이동에 따라 조정 단말기(미도시)를 통해 컨트롤러(220)를 직접 조정할 수도 있다. 상기 무선 통신으로는 예시적으로 사물인터넷(IoT), RF 통신, 블루투스 등이 적용될 수 있다.
한편, 다른 실시 형태로는 컨트롤러(220)는 기 설정된 입력값에 따라 명령을 전송할 수 있다. 예를 들어 태양의 이동경로는 미리 예측이 가능하므로 시간에 따른 태양의 이동 경로의 각도를 저장해둘 수 있다. 따라서 컨트롤러(220)가 설정된 시간마다 권취부재(240)로 명령을 전달하여 지지 샤프트(230)와 태양전지 모듈(210)들을 회전시킬 수 있다.
또한, 우천 상황을 감지할 수 있는 센서(미도시)를 구비하여 상기 센서(미도시)를 통해 눈, 비 또는 우박이 내리는 것이 감지되면 컨트롤러(220)가 태양전지 모듈(210)들이 접혀질 수 있도록 명령을 전송하게 할 수도 있다.
도 9에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 설비의 주요부가 사시도로서 도시되어 있다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 설비(300)는 케이블 구조물(310)과, 케이블 구조물(310)에 의해 지지되는 복수 개의 태양전지 모듈 장치(350)들을 포함한다.
케이블 구조물(310)은 복수 개의 태양전지 모듈 장치(350)들을 지지하고 이동시키기 위한 구조물로서, 폐곡선 형태로 연장되는 케이블(320)과, 케이블(320)을 순환 이동시키는 구동 롤러(330a)와, 케이블(320)의 순환 이동에 의해 종속되어 회전하는 종동 롤러(330b)와, 케이블(320)을 지지하는 복수 개의 지지 롤러(340)들을 구비한다. 도시되지는 않았으나, 케이블 구조물(310)은 도 1에 도시된 바와 같은 제1 케이블 지지기둥(111)과 제2 케이블 지지기둥(113)을 더 구비하며, 두 케이블 지지기둥(111, 113)에 제1 구동 롤러(330a), 종동 롤러(330b) 및 복수 개의 지지 롤러(340)들이 설치된다. 케이블(320)은 폐곡선 형태로 연장되며, 제1 연장부(321)와, 제1 연장부(321)의 위에 위치하고 제1 연장부(321)와 평행하게 연장되는 제2 연장부(323)와, 제1 연장부(321)와 제2 연장부(323)의 길이방향 일단에서 두 연장부(321, 323)를 연결하는 제1 연결부(325)와, 제1 연장부(321)와 제2 연장부(323)의 길이방향 타단에서 두 연장부(321, 323)를 연결하는 제2 연결부(327)를 구비한다. 제1 연장부(321)와 제2 연장부(323)에 복수 개의 태양전지 모듈 장치(350)들이 결합되어서 지지된다. 제1 연결부(325)의 끝단에는 구동 롤러(330a)가 결합되며, 제2 연결부(327)의 끝단에는 종동 롤러(330b)가 결합된다. 제1 연결부(325)와 두 연장부(321, 323)가 연결되는 부분 및 제2 연결부(327)와 두 연장부(321, 323)가 연결되는 부분에는 지지 롤러(340)가 위치한다. 케이블(320)은 구동 롤러(330a)에 의해 순환 이동할 수 있으며, 케이블(320)의 순환 이동에 의해 복수 개의 태양전지 모듈 장치(350)들이 케이블(320)의 길이방향을 따라서 왕복 이동할 수 있다.
구동 롤러(330a)는 케이블(320)의 제1 연결부(325)의 끝단에 결합되어서 케이블(320)을 순환 이동시킨다. 도시되지는 않았으나, 구동 롤러(330a)의 회전 샤프트는 구동 모터에 의해 구동되어서 회전한다. 도시되지는 않았으나, 구동 롤러(330a)는 케이블(320)의 장력 유지를 위하여 케이블(320)의 길이방향을 따라서 이동할 수도 있다.
종동 롤러(330b)는 케이블(320)의 제2 연결부(327)의 끝단에 결합되어서 케이블(320)의 순환 이동에 따라 종속되어서 회전한다. 본 실시예에서는 구동 롤러(330a)가 장력 유지를 위해 이동하는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 종동 롤러(330b)가 이동할 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
복수개의 지지 롤러(340)들 각각은 제1 연결부(325)와 두 연장부(321, 323)가 연결되는 부분 및 제2 연결부(327)와 두 연장부(321, 323)가 연결되는 부분에 위치하여 케이블(320)을 지지한다.
복수개의 태양전지 모듈 장치(350)들은 복수개가 케이블(320)의 연장방향을 따라서 일렬로 차례대로 배치되고, 케이블(310)에 결합되어서 지지되며, 케이블(320)의 순환 이동에 의해 케이블(320)의 연장방향을 따라서 왕복이동이 가능하다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 태양전지 모듈 장치(350)는 케이블(320)에 결합되는 지지 구조물(360)과, 지지 구조물(360)에 의해 지지되는 두 개의 태양전지 모듈(380)들과, 지지 구조물(360)과 두 개의 태양전지 모듈(180)들을 연결하는 제1, 제2 회전용 권취 와이어(391a, 391b), 제1A, 제1B 폴딩용 권취 와이어(392a, 392b) 및 제2A, 제2B 폴딩용 권취 와이어(394a, 394b)를 구비한다.
지지 구조물(360)은 케이블(320)에 결합되어서 두 태양전지 모듈(380)들을 지지한다. 지지 구조물(360)은 케이블(320)의 제1 연장부(321)와 슬라이드 이동이 가능하게 결합되는 제1 결합 샤프트(361)와, 케이블(320)의 제2 연장부(323)와 고정되도록 결합되는 제2 결합 샤프트(370)와, 제1 결합 샤프트(361)와 제2 결합 샤프트(370)를 연결하는 두 지지대(379)들을 구비한다.
제1 결합 샤프트(361)는 중공형의 샤프트로서, 제1 결합 샤프트(361)를 케이블(320)의 제1 연장부(321)가 슬라이드 이동이 가능하게 통과한다. 도 13에는 제1 결합 샤프트(361)의 단면도가 도시되어 있다. 도 13을 참조하면, 제1 결합 샤프트(361)는 반원 형상의 하부 부재(362)와, 하부 부재(362)와 끼워맞춤으로 결합되는 반원 형상의 상부 부재(363)를 구비한다. 제1 결합 샤프트(361)의 내부 공간으로 케이블(320)의 제1 연장부(321)과 함께 태양전지 모듈(380)과 전기적으로 연결되는 전선(328)들이 수용된다. 본 실시예에서는 전선(328)들이 제1 결합 샤프트(361)의 내부 공간에 수용되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 제1 결합 샤프트(361)의 외부에 위치할 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 제1 결합 샤프트(361)의 양 끝단에 두 지지대(379)들 각각의 하단이 연결된다. 제1 결합 샤프트(361)의 양측에는 두 개의 태양전지 모듈(380)들 각각이 회전 가능하게 결합된다.
제2 결합 샤프트(370)는 중공형의 샤프트로서, 제2 결합 샤프트(370)를 케이블(320)의 제2 연장부(323)이 통과한다. 제2 결합 샤프트(370)와 제2 케이블(323) 사이에는 슬라이드 이동이 발생하지 않도록 제2 결합 샤프트(370)와 제2 연장부(323)가 고정된다. 제2 결합 샤프트(370)의 양단에 두 지지대(379)들 각각의 상단이 연결된다. 제2 결합 샤프트(370)는 회전용 권취 롤러(371)와, 두 개의 폴딩용 권취 롤러부(375, 377)들을 구비한다. 도시되지는 않았으나, 상부 결합 샤프트(130)에는 제어부인 콘트롤 박스가 구비될 수 있다.
회전용 권취 롤러(371)는 대체로 제2 결합 샤프트(370)의 길이방향 중심부에 위치한다. 회전용 권취 롤러(371)에는 제1 회전용 권취 와이어(391a)와 제2 회전용 권취 와이어(391b)가 권취된다. 제2 결합 샤프트(370)에는 회전용 권취 롤러(371)를 회전시키는 제1 모터(371a)가 구비된다.
두 개의 폴딩용 권취 롤러부(375, 377)들은 제2 결합 샤프트(370)의 길이방향 양측 끝단에 각각 위치하는 제1 폴딩용 권취 롤러부(375)와 제2 폴딩용 권취 롤러부(377)를 구비한다. 제1 폴딩용 권취 롤러부(375)는 제1A 폴딩용 권취 와이어(392a)가 권취되는 제1A 폴딩용 권취 롤러(375a)와 제1B 폴딩용 권취 와이어(392b)가 권취되는 제1B 폴딩용 권취 롤러(375b)를 구비한다. 제2 폴딩용 권취 롤러부(377)는 제2A 폴딩용 권취 와이어(394a)가 권취되는 제2A 폴딩용 권취 롤러(377a)와 제2B 폴딩용 권취 와이어(394b)가 권취되는 제2B 폴딩용 권취 롤러(377b)를 구비한다. 제2 결합 샤프트(370)에는 제1A, 제1B 폴딩용 권취 롤러(375a, 375b)를 회전시키는 제2 모터(375c)와 제2A, 제2B 폴딩용 권취 롤러(377a, 377b)를 회전시키는 제3 모터(377c)가 구비된다.
두 지지대(379)들 각각은 높이방향을 따라서 연장되며, 제1 결합 샤프트(361)와 제2 결합 샤프트(370)의 길이방향 양 끝단에 각각 배치된다. 두 지지대(379)들 각각의 하단은 제1 결합 샤프트(361)에 연결되어서 고정되고, 두 지지대(379)들 각각의 상단은 제2 결합 샤프트(370)에 연결되어서 고정된다. 그에 따라, 제1 결합 샤프트(361), 제2 결합 샤프트(370) 및 두 지지대(379)들은 직사각형의 틀을 형성하게 된다.
두 개의 태양전지 모듈(380)들 각각은 제1 결합 샤프트(361)의 양측에 제1 결합 샤프트(361)를 중심으로 회전 가능하게 결합된다.
제1, 제2 회전용 권취 와이어(391a, 391b)는 회전용 권취 롤러(371)에 권취되고 두 태양전지 모듈(380)들 각각에 연결된다. 회전용 권취 롤러(371)의 회전에 의해, 두 회전용 권취 와이어(391a, 391b) 중 하나는 길어지고, 다른 하나는 짧아짐으로써, 두 태양전지 모듈(380)들이 태양의 위치에 따라 회전하게 된다.
제1A 폴딩용 권취 와이어(392a)는 제1A 폴딩용 권취 롤러(375a)에 권취되고, 제1B 폴딩용 권취 와이어(392b)는 제1B 폴딩용 권취 롤러(375b)에 권취된다. 제1A 폴딩용 권취 와이어(392a)과 제1B 폴딩용 권취 와이어(392b)는 두 태양전지 모듈(380)들 각각에 하나씩 연결된다.
제2A 폴딩용 권취 와이어(394a)는 제2A 폴딩용 권취 롤러(377a)에 권취되고, 제2B 폴딩용 권취 와이어(394b)는 제2B 폴딩용 권취 롤러(377b)에 권취된다. 제2A 폴딩용 권취 와이어(394a)과 제2B 폴딩용 권취 와이어(394b)는 두 태양전지 모듈(380)들 각각에 하나씩 연결된다.
제1A, 제1B, 제2A, 제2B 폴딩용 권취 롤러(375a, 375b, 377a, 377b)가 회전함에 따라, 제1A, 제1B, 제2A, 제2b 폴딩용 권취 와이어(392a, 392b, 394a, 394b)가 길어지거나 짧아져서, 두 태양전지 모듈(380)들이 접혀지거나 펼쳐질 수 있다. 제1A, 제1B, 제2A, 제2b 폴딩용 권취 와이어(392a, 392b, 394a, 394b)가 길어지는 경우에는 두 태양전지 모듈(380)들이 접혀지고, 제1A, 제1B, 제2A, 제2b 폴딩용 권취 와이어(392a, 392b, 394a, 394b)가 짧아지는 경우에는 두 태양전지 모듈(180)이 펼쳐지는 것이다. 두 태양전지 모듈(380)들이 펼쳐진 상태는 정상적으로 태양광 발전이 이루어지는 경우이고, 두 태양전지 모듈(380)들이 접혀진 상태는 눈, 비, 우박 등이 오는 기상 상황에서 태양전지 모듈(380)의 손상 및 파손을 방지하는 경우이다.
이제, 위에서 구성 중심으로 설명된 도 9에 도시된 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비를 특징적 작동 중심으로 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 복수 개의 태양전지 모듈 장치(350)들이 케이블(320)의 연장방향을 따라 차례대로 배열되고, 케이블(320)의 끝단에서 상당한 거리로 이격되어서 위치한 상태에서, 태양전지 모듈 장치(350)들에 대한 유지 및 보수가 요구되는 경우에, 도 11에 도시된 바와 같이, 구동 롤러(330a)가 회전하면 케이블(320)이 순환 이동함에 따라, 케이블(320)의 제1 연장부(321)는 구동 롤러(330a)로부터 멀어지는 방향으로 이동하고, 케이블(320)의 제2 연장부(323)는 구동 롤러(330a)와 가까워지는 방향으로 이동한다. 태양전지 모듈 장치(350)의 제1 결합 샤프트(361)는 케이블(320)의 제1 연장부(321)와 슬라이드 이동이 가능하고, 태양전지 모듈 장치(350)의 제2 결합 샤프트(370)는 케이블(320)의 제2 연장부(323)와 상대이동이 일어나지 않도록 고정되므로, 케이블(320)의 제2 연장부(323)가 구동 롤러(330a) 쪽으로 이동함에 따라, 복수 개의 태양전지 모듈 장치(350)들도 함께 구동 롤러(330a) 쪽으로 이동하게 된다. 도 12에는 복수 개의 태양전지 모듈 장치(350)들이 모두 구동 롤러(330a) 쪽으로 이동하여 위치한 상태가 도시되어 있다. 도 12에 도시된 바와 같은 상태에서 작업자가 태양전지 모듈 장치(350)에 대한 유지 및 보수 작업을 수행하게 되며, 작업이 종료된 후에는 구동 롤러(330a)를 반대방향으로 회전시켜서 복수 개의 태양전지 모듈 장치(350)들을 원위치 시키게 된다.
도 14 내지 도 18에는 도 9에 도시된 태양전지 패널의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 14 내지 도 18을 참조하면, 태양전지 모듈(450)은 모듈 프레임(460)과, 복수 개의 태양전지 셀 조립체(470)들과, 모듈 프레임(460)의 하부에 고정되어서 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(470)들을 아래에서 받치는 받침 망(480)과, 복수 개의 태양전지 셀 조립체(470)들 각각을 개별적으로 받침 망(480)에 고정시키는 복수 개의 고정 수단들(490)들을 구비한다.
모듈 프레임(460)은 중앙부에 개방된 개구부(461)가 형성된 틀 부재로서, 본 실시예에서는 직사각형의 형태인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 모듈 프레임(460)의 개구부(461)에 복수개의 태양전지 셀 조립체들(470)이 배치되며, 모듈 프레임(460)의 하부에 받침 망(480)이 고정되어서 복수개의 태양전지 셀 조립체(470)들을 받친다. 도시되지는 않았으나, 모듈 프레임(460)에는 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(470)과 전기적으로 연결되는 배선 구조가 형성된다.
본 실시예에서는 제1, 제2, 제3 모터(도 10의 371a, 375c, 377c)가 제2 결합 샤프트(도 10의 370)에 구비되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 모듈 프레임(460)에 제어부와 함께 구비될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
복수개의 태양전지 셀 조립체들(470)들은 모듈 프레임(460)의 개구부(461) 영역에 서로 이격되어서 배치된다. 복수개의 태양전지 셀 조립체(470)들은 받침 망(480)에 의해 아래로 떨어지지 않고 지지된다. 복수개의 태양전지 셀 조립체(470)들 각각은 고정 수단(490)에 의해 움직이지 않도록 고정된다. 도 16에는 태양전지 셀 조립체(470)가 사시도로서 도시되어 있고, 도 17에는 태양전지 셀 조립체(470)가 단면도로서 도시되어 있다. 도 16 및 도 17를 참조하면, 태양전지 셀 조립체(470)는 태양전지 셀(471)과, 태양전지 셀(471)의 테두리를 감싸는 셀 프레임(475)을 구비한다.
태양전지 셀(471)은 통상적으로 사용되는 태양전지 셀로서, 상면에는 보호필름(472)이 위치하고, 하면에는 지지 구조물인 수지재의 받침판(473)이 위치한다.
셀 프레임(475)는 태양전지 셀(471)의 테두리를 감싸는 틀 부재로서, 태양전지 셀(471)을 밑에서 받치는 플랜지부(476)와, 플랜지부(476)로부터 위로 연장되어서 태양전지 셀(471)의 테두리를 감싸는 측벽부(478)를 구비한다. 도시되지는 않았으나, 플랜지부(476)에 형성된 개구부(477)를 통해 태양전지 셀(471)의 하면에 위치하는 단자 및 단자로부터 연장되는 전선이 노출될 수 있다. 셀 프레임(475)과 태양전지 셀(471)이 결합된 상태에서, 측벽부(478)의 상단이 태양전지 셀(471)의 상면보다 위로 더 돌출되도록, 측벽부(478)의 높이는 태양전지 셀(471)의 두께보다 크게 설정된다. 그에 따라, 고정 수단(490)에 의해 태양전지 셀(471)의 보호필름(472)이 손상되는 것이 방지된다. 측벽부(478)에서 태양전지 셀(471)보다 위로 돌출되는 부분에는 복수 개의 배수구들(479)이 형성된다. 배수구들(479)을 통해 셀 프레임(475) 내에 물이 고이지 않고 빠르게 배수될 수 있게 된다.
받침 망(480)은 복수 개의 태양전지 셀 조립체(470)를 아래에서 지지하도록 모듈 프레임(460)의 하면에 결합되어서 고정된다. 받침 망(480)의 구멍이 눈의 크기는 태양정지 셀 조립체(470)보다 작다. 받침 망(480)은 복수 개의 태양전지 셀 조립체(470)를 받칠 수 있도록 충분한 강도를 갖는 것이 바람직하다.
복수 개의 고정 수단들(490) 각각은 망 형태로서, 복수 개의 태양전지 셀 조립체들(470)을 하나씩 덮으면서 받침 망(480)과 결합되어서, 태양전지 셀 조립체(470)를 고정시킨다. 도 15에는 태양전지 셀 조립체(470)가 고정 수단(490)에 의해 고정된 상태가 도시되어 있다. 도 15을 참조하면, 고정 수단(490)의 전체 크기는 태양전지 셀 조립체(470)보다 크게 형성되어서, 고정 수단(490)의 측면 바깥 부분이 태양전지 셀 조립체(470)보다 측면으로 더 확장되어 위치되며, 이 확장된 부분이 받침 망(480)과 와이어에 의해 결합되어서 고정 수단(490)이 태양전지 셀 조립체(470)를 고정하게 된다. 고정 수단(490)의 눈의 크기는 태양전지 셀 조립체(470)보다 작게 형성되는데, 태양전지 셀 조립체(470) 위로 가로줄과 세로줄이 2개 내지 3개씩 지나가는 크기인 것이 바람직하다. 또한, 고정 수단(490)의 눈의 평균 크기는 받침 망(480)의 눈의 평균 크기보다 큰 것이 바람직하다. 고정 수단(490)은 태양전지 셀 조립체(470)의 셀 프레임(475)의 측벽부(478) 상단과 접촉함으로써, 태양전지 셀(471)의 보호필름(472)과 이격되며, 그에 따라, 고정 수단(490)에 의해 태양전지 셀(471)의 보호필름(472)이 손상되는 것이 방지된다.
본 실시예에서는 고정 수단(490)이 망 형태인 것으로 설명하지만, 이와는 달리, 도 18에 도시된 바와 같이, 낚시줄과 같은 복수 개의 고정 줄(590)들이 태양전지 셀 조립체(470)의 위를 지나가면서 양쪽 끝단이 받침 망(480)에 묶여 고정됨으로써 이루어질 수 있다. 이때, 고정 줄(590)들은 가로와 세로 방향으로 각각 2개 내지 3개씩 하나의 태양전지 셀 조립체(470)의 위를 지나가는 것이 바람직하다.
도 19에는 태양전지 셀 조립체(470)가 받침 망(480)에 고정되는 또 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 19에는 태양전지 셀 조립체(470)의 배면이 보이도록 도시되어 있다. 도 19을 참조하면, 태양전지 셀 조립체(470)의 셀 프레임(475)의 플랜지부(476) 하면에는 받침 망(480)을 구성하는 복수 개의 가로 및 세로 줄들 각각과의 결합을 위한 복 수개의 결합구(479)들이 결합된다. 결합구(479)는 본 발명의 결합 수단의 일 실시예로서 나사와 같은 고정 수단에 의해 셀 프레임(475)에 고정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수 개의 태양전지 셀 조립체(470)들이 서로 이격된 상태로 안정적으로 고정되어서 배치되므로, 셀 조립체(470)들 사이로 공기가 순환 및 통과하므로써, 방열, 배수 및 풍하중 회피 및 고장 셀 교환의 용이성 등의 장점을 제공하게 된다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지 모듈 장치에 대한 사시도 및 정면도이다. 도 20 및 도 21에 도시된 태양전지 모듈 장치(550)는 도 9에 도시된 케이블 구조물(320)에 복수개가 설치되어서 사용된다. 도 20 및 도 21을 참조하면, 태양전지 모듈 장치(550)은 모듈 설치 구조물(560)과, 모듈 설치 구조물(560)에 설치되는 복수개의 태양전지 모듈(590)과, 모듈 설치 구조물(560)에 설치되는 균형추 부재(595)를 구비한다.
모듈 설치 구조물(560)은 대체로 트러스 형태의 구조물로서, 중심 샤프트(561)와, 중심 샤프트(561)에 결합되는 2개의 제1 연장 링크부(581)와, 중심 샤프트(561)에 결합되는 2개의 제2 연장 링크부(583)와, 2개의 제1 연장 링크부(581)를 연결하는 제1 결합 링크부(570)와, 2개의 제2 연장 링크부(583)을 연결하는 제2 결합 링크부(575)와, 제1 결합 링크부(570)와 제2 결합 링크부(575)를 연결하는 2개의 연결 링크부(580)와, 케이블 결합 샤프트(585)를 구비한다. 2개의 제1 연장 링크부(581), 2개의 제2 연장 링크부(583), 제1 결합 링크부(570), 제2 결합 링크부(575) 및 두 연결 링크부(580)는 모듈 설치 구조물(560)에서 중심 샤프트(561)와 케이블 결합 샤프트(585)를 연결하는 연결 구조부를 형성한다.
중심 샤프트(561)는 직선으로 길게 연장되는 중공형 샤프트로서, 케이블의 제2 연장부(323)가 중심 샤프트(561)를 통과하면서, 중심 샤프트(561)에 케이블의 제2 연장부(323)가 결합된다. 중심 샤프트(561)의 중앙 통로에서 케이블의 제2 연장부(323)와의 여유 공간을 통해 복수개의 태양전지 모듈(590)들과 전기적으로 연결되는 전선(511)이 지나간다. 본 실시예에서는 중심 샤프트(561)와 케이블의 제2 연장부(323) 사이에 슬라이드 이동이 발생하지 않도록 중심 샤프트(561)와 케이블의 제2 연장부(323)는 고정되는 것으로 설명한다. 회전 중심 샤프트(561)의 길이방향 양단에는 두 개의 제1 연장 링크부(581)와 두 개 제2 연장 링크부(583)가 중심 샤프트(561)를 중심으로 회전가능하게 결합된다. 중심 샤프트(561)는 케이블 결합 샤프트(585)와 함께 모듈 설치 구조물(560)의 케이블 결합부를 형성한다.
2개의 제1 연장 링크부(581) 각각은 중심 샤프트(561)의 양단으로부터 중심 샤프트(561)의 반경방향(도 21에서 일점 쇄선의 화살표 방향)으로 연장되고, 중심 샤프트(561)를 중심으로 회전 가능하게 중심 샤프트(561)에 결합된다. 2개의 제1 연장 링크부(581)는 중심 샤프트(561)로부터 아래 일측으로 경사지게 연장된다. 2개의 제1 연장 링크부(581)의 끝단에는 제1 결합 링크부(570)가 회전가능하게 결합된다. 2개의 제1 연장 링크부(581)에는 태양전지 모듈(590)이 고정되는 모듈 고정대(582)가 설치된다.
2개의 제2 연장 링크부(583)(도면에서는 하나만 도시됨) 각각은 중심 샤프트(561)의 양단으로부터 중심 샤프트(561)의 반경방향(도 21에서 일점 쇄선의 화살표 방향)으로 연장되고, 중심 샤프트(561)를 중심으로 회전 가능하게 중심 샤프트(561)에 결합된다. 2개의 제2 연장 링크부(583)는 중심 샤프트(561)로부터 아래 일측(제1 연장 링크부(581)의 반대측)으로 경사지게 연장된다. 그에 따라, 제1 연장 링크부(581)와 제2 연장 링크부(583)는 중심 샤프트(561)로부터 아래로 벌어진 형태로 연장되어서, 원주방향(도 21에서 파선의 화살표 방향)을 따라서 서로 일정 각도를 유지한 상태로 이격되며, 두 연장 링크부(581, 583)가 중심 샤프트(561)를 중심으로 서로 벌어지거나 좁아지도록 회전함으로써, 두 연장 링크부(581, 583) 사이의 각도가 변경된다. 2개의 제2 연장 링크부(583)의 끝단에는 제2 결합 링크부(575)가 회전 가능하게 결합된다.
제1 결합 링크부(570)는 중심 샤프트(561)와 평행하게 연장되며, 제1 결합 링크부(570)의 양단부가 각각 두 제1 연장 링크부(581)와 회전 가능하게 결합된다. 또한, 제1 결합 링크부(570)에는 두 연결 링크부(580)가 회전 가능하게 결합된다.
제2 결합 링크부(575)는 중심 샤프트(561)와 평행하게 연장되며, 제2 연결 막대(575)의 양단부가 각각 두 제2 연장 링크부(583)와 회전 가능하게 결합된다. 또한, 제2 결합 링크부(575)에는 두 연결 링크부(580)가 회전 가능하게 결합된다.
2개의 연결 링크부(580) 각각은 제1 결합 링크부(570) 및 제2 결합 링크부(575) 또는 제1 연장 링크부(581) 및 제2 연장 링크부(583)에 회전 가능하게 결합된다. 즉, 연결 링크부(580)의 양단은 제1 결합 링크부(570) 및 제2 결합 링크부(575) 또는 제1 연장 링크부(581) 및 제2 연장 링크부(583)에 회전 가능하게 결합된다. 연결 링크부(580)의 길이는 두 연장 링크부(581, 583) 사이의 각도 변화에 대응하여 가변된다. 이를 위하여, 본 실시예에서 연결 링크부(580)는 중심 관부재(584)와, 중심 관부재(584)의 양단에 출몰 가능하게 슬리브 결합되는 두 출몰 부재(586, 587)를 구비한다. 중심 관부재(584)에는 케이블 결합 샤프트(585)가 고정되고, 두 출몰 부재(586, 587) 각각의 끝단은 제1 결합 링크부(570)와 제2 결합 링크부(575)에 회전 가능하게 결합된다. 본 실시예에서는, 연결 링크부(580)의 길이 가변을 위하여, 중심 관부재(584)의 양단에 두 출몰 부재(586, 587)가 슬리브 결합되어서 출몰 가능하도록 구성되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 연결 링크부(580)의 길이가 가변될 수 있도록 하는 다른 구조도 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
케이블 결합 샤프트(585)은 중공형의 샤프트로서, 중심 샤프트(561)와 평행하게 연장되며, 두 연결 링크부(580)의 각 중심 관부재(581)에 고정된다. 케이블 결합 샤프트(585)에 케이블의 제1 연장부(321)이 통과하여, 케이블 결합 샤프트(585)에 케이블의 제1 연장부(321)이 결합된다. 본 실시예에서는 케이블 결합 샤프트(585)에 케이블의 제1 연장부(321)가 슬라이드 이동이 가능하게 통과하는 것으로 설명한다.
본 실시예에서는 케이블의 제2 연장부(323)가 중심 샤프트(561)에 고정되고, 케이블의 제1 연장부(321)가 케이블 결합 샤프트(585)와 슬라이드 가능한 것으로 설명하지만, 이와는 반대로 케이블의 제2 연장부(323)가 중심 샤프트(561)와 슬라이드 가능하고, 케이블의 제1 연장부(321)가 케이블 결합 샤프트(585)에 고정될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
복수개의 태양전지 모듈(590)들은 모듈 설치 구조물(560)의 모듈 고정대(582)에 고정된다. 태양광 모듈이라고도 불리는 태양전지 모듈(590)은 편평한 판상으로서, 통상적인 구성으로 이루어지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 태양전지 모듈(590)의 기울기는 제1 연장 링크부(581)와 대체로 동일하며, 제1 연장 링크부(581)의 회전에 따라 변하여 태양의 고도 변화에 대응할 수 있다. 본 실시예에서는 태양전지 모듈(590)이 도면에 2개 인 것으로 도시되어 있지만, 3개 이상 또는 하나 만 설치될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
균형추 부재(595)는 중심 샤프트(561)을 사이에 두고 태양전지 모듈(590)들의 반대측에 위치하도록 모듈 설치 구조물(560)에 설치된다. 균형추 부재(595)에 의해 태양전지 모듈 유닛(550)의 좌우 균형이 맞게 되어서, 하중이 불균형하게 가해지는 것이 방지된다.
도시되지는 않았으나, 태양전지 모듈 장치(550)은 중심 샤프트(561)에 대해 제1, 제2 연장 링크부(581, 583)를 회전시키기 위한 구동 모터를 더 구비할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 태양전지 모듈 장치(550)는 제1, 제2 연장 링크부(581, 583)를 회전시키기 위한 구동 모터를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하는데, 컨트롤러에 의해 제1, 제2 연장 링크부(581, 583)의 회전 각도가 조절되고, 그에 따라 태양 고도에 대응하여 태양전지 모듈(590)가 최적의 기울기를 유지할 수 있게 된다. 본 실시예에서는 컨트롤러가 조건에 따라 태양전지 모듈(590)이 최적의 기울기를 유지하도록 작동하는 것으로 설명한다. 상기 조건으로는, 계절, 일별 시간, 월(1월, 2월 등) 등이 있다.
태양전지 모듈 장치(550)은 태양전지 모듈(590)의 기울기를 변화시키기 위해 제1, 제2 연장 링크부(581, 583)가 서로 반대방향으로 회전하고, 연결 링크부(580)의 길이가 변하게 되는데, 그에 따라, 중심 샤프트(561)와 케이블 결합 샤프트(585) 사이의 높이차(즉, 중심 샤프트(561)와 케이블 결합 샤프트(585) 사이의 거리)가 변하게 된다. 중심 샤프트(561)와 케이블 결합 샤프트(585) 사이의 높이차 변화에 대응하기 위하여, 본 실시예에서는 케이블의 제1 연장부(321)가 제2 연장부(323)보다 길게 형성되는 것으로 설명한다. 이와는 달리, 제2 연장부(323)가 제1 연장부(321)보다 길게 형성될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
도 22는 도 21에 도시된 태양광 모듈 장치의 다른 실시예에 대한 정면도이다. 도 22를 참조하면, 태양광 모듈 장치(650)는 도 20과 도 21에 도시된 실시예에 따른 태양광 모듈 장치(550)와 대체로 유사한 형상으로서, 모듈 설치 구조물(660)과, 모듈 설치 구조물(660)에 설치되는 복수개의 태양전지 모듈(590)과, 모듈 설치 구조물(660)에 설치되는 균형추 부재(595)를 구비한다. 모듈 설치 구조물(660)은 중심 샤프트(561)와, 중심 샤프트(561)에 결합되는 2개의 제1 연장 링크부(581)와, 중심 샤프트(561)에 결합되는 2개의 제2 연장 링크부(583)와, 2개의 제1 연장 링크부(581)를 연결하는 제1 결합 링크부(570)와, 2개의 제2 연장 링크부(583)을 연결하는 제2 결합 링크부(575)와, 제1 결합 링크부(570)와 제2 결합 링크부(575)를 연결하는 2개의 연결 링크부(680)와, 케이블 결합 샤프트(585)를 구비한다. 제1 연장 링크부(581)와 제2 연장 링크부(583)는 중심 샤프트(561) 및 제1, 제2 결합 링크부(570, 575)와 회전하지 않도록 고정결합되고, 연결 링크부(680)는 길이가 고정되며 제1, 제2 연장 링크부(581, 583) 및 제1, 제2 결합 링크부(570, 575)와 회전하지 않도록 고정 결합된다. 그에 따라, 태양전지 모듈(590)은 항상 동일한 기울기를 유지하게 된다. 그 외의 구성은 도 20과 도 21에 도시된 실시예와 동일하다.
도 22에 도시된 실시예와 같이, 제1 연장 링크부(581)와 제2 연장 링크부(583)가 중심 샤프트(561)에 회전하지 않도록 고정된 구조의 경우, 태양전지 모듈(590)의 기울기를 변화시키기 위하여, 케이블의 제2 연장부(323)가 고정된 상태에서 파선의 화살표로 도시된 바와 같이 케이블의 제1 연장부(321)를 일측(또는 그 반대측)으로 이동시키거나, 케이블의 제1 연장부(321)가 고정된 상태에서 이점쇄선의 화살표로 도시된 바와 같이 케이블의 제2 연장부(323)를 일측(또는 그 반대측)으로 이동시킬 수 있다. 케이블의 제1 연장부(321)를 이동시킬 경우, 태양광 모듈 장치(650)는 파선으로 도시된 삼각형과 같이 케이블의 제2 연장부(323)를 중심으로 회전하게 되고, 케이블의 제2 연장부(323)를 이동시킬 경우, 태양광 모듈 장치(650)는 이점쇄선으로 도시된 삼각형과 같이 케이블의 제1 연장부(321)를 중심으로 회전하게 된다. 이를 위하여, 태양광 발전 설비는 케이블의 제1 연장부(321) 또는 제2 연장부(323)를 측면으로 이동시키는 측면 이동 구동부를 더 포함할 수 있다. 추가적으로, 케이블의 제1 연장부(321)와 제2 연장부(323)를 함께 측면 반대방향으로 이동시킬 수도 있다. 이와는 달리, 구동 롤러(도 9의 330a), 종동 롤러(도 9의 330) 및 복수개의 지지 롤러(도 9의 340)들을 회전시킴으로써 동일한 효과를 얻을 수도 있으며, 이를 위하여 태양광 발전 설비는 구동 롤러(도 9의 330a), 종동 롤러(도 9의 330) 및 복수개의 지지 롤러(도 9의 340)들을 회전시키는 회전 구동부를 더 포함할 수 있다. 도 22에서 케이블의 제1 연장부(321)와 제2 연장부(323)가 측면으로 이동하지 않거나 회전하지 않아서, 태양전지 모듈(590)의 기울기가 변하지 않는 경우도, 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모듈 설치 구조물에 대한 정면도이다. 도 23을 참조하면, 모듈 설치 구조물(660)은 중심 샤프트(561)와, 중심 샤프트(561)에 결합되는 2개의 제1 연장 링크부(581)와, 중심 샤프트(561)에 결합되는 2개의 제2 연장 링크부(583)와, 2개의 제1 연장 링크부(581)를 연결하는 제1 결합 링크부(570)와, 2개의 제2 연장 링크부(583)을 연결하는 제2 결합 링크부(575)와, 제1 결합 링크부(570)와 제2 결합 링크부(575)를 연결하는 2개의 연결 링크부(780)와, 케이블 결합 샤프트(585)를 구비한다. 중심 샤프트(561), 제1 연장 링크부(581), 제2 연장 링크부(583), 제1 결합 링크부(570), 제2 결합 링크부(575) 및 케이블 결합 샤프트(585)는 도 21에 도시된 구성과 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 연결 링크부(780)는 중심 샤프트(561)를 중심으로 하는 원호 형상이며, 케이블 결합 샤프트(585)의 양단은 제1 결합 링크부(570) 및 제2 결합 링크부(575) 또는 제1 연장 링크부(581) 및 제2 연장 링크부(583)에 결합된다. 연결 링크부(780)의 길이는 두 연장 링크부(581, 583) 사이의 각도 변화에 대응하여 가변된다. 이를 위하여, 본 실시예에서 연결 링크부(780)는 중심 관부재(784)와, 중심 관부재(784)의 양단에 출몰 가능하게 슬리브 결합되는 두 출몰 부재(786, 787)를 구비한다. 중심 관부재(784)에는 케이블 결합 샤프트(585)가 고정되고, 두 출몰 부재(786, 787) 각각의 끝단은 제1 결합 링크부(570)와 제2 결합 링크부(575)에 결합된다. 본 실시예에서는, 연결 링크부(780)의 길이 가변을 위하여, 중심 관부재(784)의 양단에 두 출몰 부재(786, 787)가 슬리브 결합되어서 출몰 가능하도록 구성되는 것으로 설명하지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니며, 연결 링크부(780)의 길이가 가변될 수 있도록 하는 다른 구조도 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 연결 링크부(780)를 중심 샤프트(561)를 중심으로 하는 원호 형상으로 함으로써, 두 연장 링크부(581, 583) 사이의 각도가 변하더라도 중심 샤프트(561)와 케이블 결합 샤프트(585) 사이의 거리가 일정하게 유지될 수 있으며, 연결 링크부(780)의 양단을 회전 가능하게 구성하지 않아도 된다.
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

Claims (33)

  1. 제1 케이블 지지기둥;
    상기 제1 케이블 지지기둥과 이격되어서 위치하는 제2 케이블 지지기둥;
    상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥을 연결하는 상부 지지 케이블; 및
    상기 상부 지지 케이블에 이격되어서 설치되는 복수개의 태양전지 모듈 장치들을 포함하며,
    상기 태양전지 모듈 장치는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 태양전지 모듈과, 상기 태양전지 모듈을 상기 상부 지지 케이블에 결합시키는 케이블 연결부를 구비하며,
    상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥은 서로 높이가 다른 지대에 설치되는 태양광 발전 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 지지 케이블은 남북방향을 따라서 연장되며,
    상기 상부 지지 케이블은 북쪽으로 갈수록 높아지도록 연장되는 태양광 발전 설비.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 태양전지 모듈 장치들을 하부에서 감싸는 그물망을 더 포함하는 태양광 발전 설비.
  4. 제1 케이블 지지기둥;
    상기 제1 케이블 지지기둥과 이격되어서 위치하는 제2 케이블 지지기둥;
    상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥을 연결하는 상부 지지 케이블;
    상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥을 연결하고 상기 상부 지지 케이블보다 아래에 위치하는 하부 지지 케이블; 및
    상기 상부 지지 케이블과 상기 하부 지지 케이블에 설치되는 복수개의 태양전지 모듈 장치들을 포함하며,
    상기 태양전지 모듈 장치는,
    상기 하부 지지 케이블을 관통하는 하부 지지 샤프트와,
    상기 하부 지지 샤프트의 양측에 회전 가능하게 결합되고 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 복수개의 태양전지 모듈들과,
    상기 상부 지지 케이블을 관통하는 상부 지지 샤프트를 구비하며,
    상기 제1 케이블 지지기둥과 상기 제2 케이블 지지기둥은 서로 높이가 다른 지대에 설치되는 태양광 발전 설비.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 태양전지 모듈 장치는 상기 복수개의 태양전지 모듈을 태양의 이동 경로를 따라 회전시키는 컨트롤러를 더 구비하는 태양광 발전 설비.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 태양전지 모듈 장치는 상기 하부 지지 샤프트의 양측에 각각 위치하는 상기 태양전지 모듈 각각의 하면이 가까워지거나 멀어지도록 상기 하부 지지 샤프트를 중심으로 상기 태양전지 모듈을 회전시키는 컨트롤러를 더 구비하는 태양광 발전 설비.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 태양전지 모듈 장치는 상기 복수개의 태양전지 모듈들 각각과 연결되는 복수개의 와이어들과, 상기 상부 지지 샤프트에 설치되고 상기 복수개의 와이어들을 권취하는 복수개의 권취부재들을 더 구비하는 태양광 발전 설비.
  8. 중앙에 개방된 개구부가 형성된 모듈 프레임;
    상기 개구부에 서로 이격되어서 배치되는 복수 개의 태양전지 셀 조립체들;
    상기 모듈 프레임의 하부에 결합되어서 상기 복수 개의 태양전지 셀 조립체들을 지지하는 받침 망; 및
    상기 복수 개의 태양전지 셀 조립체 각각을 상기 받침 망에 고정시키는 복수 개의 고정 수단들을 포함하는 태양전지 모듈.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 고정 수단은 상기 태양전지 셀 조립체를 덮으면서 상기 받침 망에 결합되어서 상기 태양전지 셀 조립체를 고정하는 태양전지 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 고정 수단은 망 형태이며, 상기 받침 망에 와이어에 의해 묶여서 결합되는 태양전지 모듈.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 고정 수단은 상기 태양전지 셀 조립체의 위로 가로와 세로로 지나가는 복수 개의 고정 줄인 태양전지 모듈.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 태양전지 셀 조립체는 태양전지 셀과, 상기 태양전지 셀의 테두리를 감싸는 셀 프레임을 구비하는 태양전지 모듈.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 고정 수단은 상기 셀 프레임의 하면에 결합되어서 상기 태양전지 셀 조립체를 상기 받침 망에 고정시키는 결합구를 구비하는 태양전지 모듈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 태양전지 셀은 상면을 보호하는 보호필름을 구비하며,
    상기 셀 프레임은 상기 태양전지 셀의 하면을 지지하는 플랜지부와, 상기 플랜지부로부터 위로 연장되어서 상기 태양전지 셀의 테두리를 감싸는 측벽부를 구비하며,
    상기 측벽부의 높이는 상기 태양전지 셀의 두께보다 커서, 상기 측벽부의 상단이 상기 태양전지 셀보다 위로 더 돌출되는 태양전지 모듈.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 측벽부에서 상기 태양전지 셀보다 위로 돌출되는 부분에는 배수구가 형성되는 태양전지 모듈.
  16. 하부 지지 케이블과, 상기 하부 지지 케이블의 위에 위치하는 상부 지지 케이블을 구비하는 케이블 구조물에 결합하여 사용하기 위한 태양전지 모듈 장치로서,
    상기 하부 지지 케이블이 통과하면서 결합되는 하부 결합 샤프트;
    상기 상부 지지 케이블이 통과하면서 결합되는 상부 결합 샤프트;
    상기 하부 결합 샤프트와 상기 상부 결합 샤프트를 연결하는 적어도 하나의 지지대; 및
    상기 하부 결합 샤프트에 결합되는 태양전지 모듈을 포함하며,
    상기 태양전지 모듈은 청구항 8 내지 청구항 15 중 어느 하나의 청구항에 기재된 태양전지 모듈인 태양전지 모듈 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 하부 결합 샤프트는 상기 하부 지지 케이블을 아래에서 감싸는 반원 형상의 하부 부재와, 상기 하부 부재와 결합되고 상기 하부 지지 케이블을 위에서 감싸는 반원 형상의 상부 부재를 구비하는 태양전지 모듈 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 태양전지 모듈은 상기 하부 결합 샤프트의 양측에 하나씩 결합되는 태양전지 모듈 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 두 태양전지 모듈들은 상기 하부 결합 샤프트에 각각 회전 가능하게 결합되며,
    상기 상부 결합 샤프트는 권취 롤러와, 상기 권취 롤러에 의해 권취되고 상기 두 태양전지 모듈들 각각과 연결되는 두 권취 와이어들과, 상기 권취 롤러를 회전시키는 모터를 구비하는 태양전지 모듈 장치.
  20. 하부 지지 케이블과, 상기 하부 지지 케이블의 위에 위치하는 상부 지지 케이블을 구비하는 케이블 구조물; 및
    상기 케이블 구조물에 결합되는 적어도 하나의 태양전지 모듈 장치를 포함하며,
    상기 태양전지 모듈 장치는,
    상기 하부 지지 케이블이 통과하면서 결합되는 하부 결합 샤프트와,
    상기 상부 지지 케이블이 통과하면서 결합되는 상부 결합 샤프트와,
    상기 하부 결합 샤프트와 상기 상부 결합 샤프트를 연결하는 적어도 하나의 지지대와,
    상기 하부 결합 샤프트에 결합되는 태양전지 모듈을 구비하며,
    상기 태양전지 모듈은 청구항 8 내지 청구항 15 중 어느 하나의 청구항에 기재된 태양전지 모듈인 태양광 발전 설비.
  21. 순환 이동이 가능하도록 연장되는 케이블과, 상기 케이블을 순환 이동시키는 구동 롤러를 구비하는 케이블 구조물; 및
    상기 케이블의 연장방향을 따라서 차례대로 배치되도록 상기 케이블에 결합되는 복수 개의 태양전지 모듈 장치를 포함하며,
    상기 케이블은 제1 연장부와, 상기 제1 연장부의 위에 위치하는 제2 연장부를 구비하며,
    상기 태양전지 모듈 장치는 상기 케이블에 결합되는 지지 구조물과, 상기 지지 구조물에 결합되는 태양전지 모듈을 구비하며,
    상기 지지 구조물은 상기 제1 연장부에 슬라이드 이동이 가능하게 결합되는 제1 결합 샤프트와, 상기 제2 연장부에 고정되는 제2 결합 샤프트를 구비하는 태양광 발전 설비.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 지지 구조물은 상기 제1 결합 샤프트와 상기 제2 결합 샤프트를 연결하는 적어도 하나의 지지대를 더 구비하는 태양광 발전 설비.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 구동 롤러는 상기 케이블의 연장방향을 따라서 이동이 가능한 태양광 발전 설비.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1 결합 샤프트는 상기 제1 연장부를 아래에서 감싸는 반원 형상의 하부 부재와, 상기 하부 부재와 결합되고 상기 제1 연장부를 위에서 감싸는 반원 형상의 상부 부재를 구비하는 태양광 발전 설비.
  25. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1 결합 샤프트에 상기 제1 연장부과 관통하여 결합되고, 상기 제2 결합 샤프트에 상기 제2 연장부가 관통하여 결합되는 태양광 발전 설비.
  26. 두 지지 기둥;
    상기 두 지지 기둥 사이에 연장되도록 설치되는 케이블을 구비하는 케이블 구조물; 및
    상기 케이블에 결합되는 모듈 설치 구조물과, 상기 모듈 설치 구조물에 설치되는 적어도 하나의 태양전지 모듈을 구비하는 태양전지 모듈 장치를 포함하며,
    상기 케이블은 제1 연장부와, 상기 제1 연장부 보다 아래에 위치하고 상기 제1 연장부와 나란하게 연장되는 제2 연장부를 구비하며,
    상기 모듈 설치 구조물은,
    상기 제1 연장부가 결합되는 중심 샤프트와, 상기 중심 샤프트의 아래에 위치하고 상기 제2 연장부가 결합되는 케이블 결합 샤프트와, 상기 중심 샤프트와 상기 케이블 샤프트 사이에 결합되고 상기 태양전지 모듈이 고정되는 연결 구조부를 구비하며,
    상기 적어도 하나의 태양전지 모듈은 상기 중심 샤프트의 일측에 경사지게 배치되며,
    상기 두 지지기둥들은 서로 높이가 다른 지대에 설치되는 태양광 발전 설비.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 연결 구조부는, 상기 중심 샤프트로부터 반경방향을 따라 하방 일측으로 경사지게 연장되는 제1 연장 링크부와, 상기 중심 샤프트로부터 반경방향을 따라 하방 타측으로 경사지게 연장되는 제2 연장 링크부와, 상기 제1 연장 링크부와 상기 제2 연장 링크부를 연결하는 연결 링크부를 구비하는 태양광 발전 설비.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 제1 연장 링크부와 상기 제2 연장 링크부는 상기 태양전지 모듈의 기울기가 조절되도록 상기 중심 샤프트에 회전 가능하게 결합되며,
    상기 연결 링크부는 상기 제1 연장 링크부와 상기 제2 연장 링크부 각각에 회전가능하게 연결되고, 그 길이가 가변되는 태양광 발전 설비.
  29. 청구항 27에 있어서,
    상기 제1 연장 링크부와 상기 제2 연장 링크부는 상기 태양전지 모듈의 기울기가 조절되도록 상기 중심 샤프트에 회전 가능하게 결합되며,
    상기 연결 링크부는 상기 중심 샤프트를 중심으로 하는 원호 형상이며, 그 길이가 가변되는 태양광 발전 설비.
  30. 청구항 28 또는 청구항 29에 있어서,
    상기 태양전지 모듈의 기울기 조절을 위하여 상기 제1 연장 링크부와 상기 제2 연장 링크부를 상기 중심 샤프트에 대해 회전시키는 구동 모터를 더 포함하는 태양광 발전 설비.
  31. 청구항 27에 있어서,
    상기 제1 연장 링크부와 상기 제2 연장 링크부는 상기 중심 샤프트에 고정되게 결합되는 태양광 발전 설비.
  32. 청구항 26에 있어서,
    상기 태양전지 모듈 장치는, 상기 중심 샤프트를 사이에 두고 상기 적어도 하나의 태양전지 모듈의 반대측에 위치하도록 상기 모듈 설치 구조물에 설치되는 균형추 부재를 더 구비하는 태양광 발전 설비
  33. 청구항 26에 있어서,
    상기 연결 구조부는, 상기 중심 샤프트로부터 반경방향을 따라 하방 일측으로 경사지게 연장되는 제1 연장 링크부와, 상기 중심 샤프트로부터 반경방향을 따라 하방 타측으로 경사지게 연장되는 제2 연장 링크부와, 상기 제1 연장 링크부와 상기 제2 연장 링크부를 연결하는 연결 링크부를 구비하며,
    상기 제1 연장 링크부와 상기 제2 연장 링크부는 상기 중심 샤프트에 고정되게 결합되며,
    상기 모듈 설치 구조물을 상기 케이블의 연장 방향을 중심으로 회전시켜서 상기 태양전지 모듈의 기울기를 조절하는 태양광 발전 설비.
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