WO2022045588A1 - 백래시의 제어구조를 가진 태양광 발전용 회전장치 - Google Patents

백래시의 제어구조를 가진 태양광 발전용 회전장치 Download PDF

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WO2022045588A1
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Definitions

  • the present invention relates to a rotating device for photovoltaic power generation, and more particularly, to a photovoltaic rotating device installed on a pole to provide a rotating force to a photovoltaic panel.
  • photovoltaic power generation systems are constructed in a complex form by collecting a number of photovoltaic panels on sites such as forests, fallow land, building roofs, reservoirs, and salt fields.
  • the photovoltaic power generation site is forest or farmland, it is necessary to install frame structures and photovoltaic panels after clearing the site by logging or civil works, etc. As this increases, environmental degradation problems occur. Due to these side effects, the reality is that it is not easy to use forests and the like as a photovoltaic power plant site even if they meet the site conditions required for photovoltaic power generation.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 2011-0024887 discloses a self-weighting solar power generation device that can be installed in a non-destructive manner, such as on the roof of a building or on an embankment.
  • the self-weight solar power generation device includes a pillar assembly in which at least one or more pillars are continuously connected, and a light collecting plate coupled to the upper portions of the pillar assembly, wherein the pillar is provided with an inclined surface on its upper surface and a filler is accommodated therein. A space for accommodating a filling material is provided.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 2016-0086729 relates to a method of installing a solar module without occupying a field or a paddy field, and a lower support support for easy installation of a photovoltaic module at the front and back fields during the off-season after harvest is over. , discloses a photovoltaic module and method to be installed in a paddy field having a fixed installation frame and a holding frame.
  • Korean Patent Application Laid-Open No. 2016-0086729 discloses that a plurality of simple construction solar modules are overlapped by being connected to one side of a fixed frame for installation of a simple construction photovoltaic module and a protective frame of another simple construction photovoltaic module by a Korean paper means.
  • a photovoltaic module having a structure that can be unfolded and constructed when used.
  • the conventional solar power generation system has a disadvantage in that solar power generation efficiency is low because a solar panel is usually fixedly installed.
  • a system for moving a solar panel by tracking the movement of the sun has been disclosed for solar power generation, it is difficult to construct the system because the device is complex and expensive.
  • the solar panel In order to increase the solar power generation efficiency, it is preferable to rotate the solar panel along a predetermined path in consideration of the amount of sunlight.
  • the rotation shaft of the driving motor may be overloaded. Countermeasures are required because the connection part of the device is twisted or damaged, and there is a problem that the wiring is disconnected in the rotating part.
  • the present invention was devised in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to provide a rotating device for photovoltaic power generation having a structure capable of preventing unnecessary backlash from occurring in a gear assembly provided in the rotating device.
  • Another object of the present invention is to reduce the cost of solar power generation facilities by rotating the solar panel with a simple driving device, and to use the electricity generated from the solar panel to rotate the solar panel. To provide a rotating device for power generation.
  • Another object of the present invention is to provide a rotating device for photovoltaic power generation that can solve the problem that the connection part between the rotating device and the solar panel is twisted or damaged by an external force such as wind, and the wiring is disconnected from the rotating part. .
  • the present invention provides a rotating device for photovoltaic power generation installed on the upper end of a pole to rotate a photovoltaic panel array, comprising: a first tubular body connected to the photovoltaic panel array; a second tubular body coupled to a lower portion of the first tubular body and fixed to an upper end of the pole; a gear unit for transmitting a rotational force to the first tubular body; and a driving motor fixed to the inside of the second tubular body to provide a rotational force to the gear unit, wherein the gear unit includes a sun gear connected to a rotation shaft of the driving motor, and the sun gear to be meshable with the sun gear.
  • a planetary gear set having a plurality of PL gears arranged at a predetermined interval around the gear, and a ring gear disposed outside the plurality of PL gears to be meshable with the PL gear and fixed to the first tubular body and at least one of the sun gear, PL gear, and ring gear has inclined teeth formed on a circumferential surface thereof to provide a rotating device for photovoltaic power generation, characterized in that it has a tapered structure.
  • the inclined teeth are formed on both the outer circumferential surface of the sun gear, the outer circumferential surface of the PL gear, and the inner circumferential surface of the ring gear, so that the necessary backlash is secured on the gear contact surface during rotational operation. It is desirable to prevent the occurrence of
  • a force may be applied to the plurality of PL gears in a direction to be inserted into the sun gear and the ring gear by gravity or elastic force.
  • an upper frame installed above the plurality of PL gears to hold the plurality of PL gears is provided, and the plurality of PL gears are minutely moved in the direction of the upper frame during the gear rotation operation to the sun gear And backlash is secured between the ring gear and the gear rotation, and when the gear rotation is finished, it moves in the direction of the sun gear and the ring gear by its own weight to prevent backlash from occurring.
  • the rotating device for photovoltaic power generation according to the present invention has the following effects.
  • the planetary gear set constituting the gear unit ensures necessary backlash during rotation, and at the end of rotation, the PL gear, sun gear, and ring gear are configured to closely contact each other due to the tapered structure to prevent unnecessary backlash. It is possible to prevent the fluctuation of the solar panel due to the like.
  • the solar panel array installed on the pole can be firmly supported and the rotational force can be stably transmitted without shaking due to external forces such as various vibrations or wind. .
  • the solar panel is sufficiently spaced from the ground and ventilated smoothly due to the nature of the solar panel being supported by the pole, it is possible to suppress the temperature rise of the solar panel and increase the solar power generation efficiency.
  • FIG. 1 is a rear view showing the appearance of a rotating device for photovoltaic power generation according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of the rotating device in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating the internal configuration of the rotating device in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of FIG. 1 ;
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating the configuration of the gear unit in FIG. 4 .
  • FIG. 6 to 10 are cross-sectional views illustrating a modified example of FIG. 5 .
  • FIG. 1 is a rear view showing the exterior of a rotating device for photovoltaic power generation according to a preferred embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a partial enlarged view of the rotating device in FIG. 1
  • FIG. 3 is the internal configuration of the rotating device in FIG. is an exploded perspective view
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of FIG. 1
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view of FIG.
  • the rotating device 100 for photovoltaic power generation includes a first tubular body 101 connected to the rear surface of a photovoltaic panel array 15 , and a first
  • the second tubular body 106 is assembled to the lower part of the tubular body 101 and the lower end is fixed to the pole 10, and the second tubular body 106 is installed inside the first tubular body 101 to apply a rotational force to the first tubular body 101.
  • It includes a driving motor 107 to provide, and a gear unit 109 for transmitting the rotational force provided from the driving motor 107 to the first tubular body (101).
  • the first tubular body 101 and the second tubular body 106 include a contact portion (102, 103, 104) having at least three contact points provided at the joining site.
  • the solar panel array 15 is basically configured by connecting a plurality of solar panels 15a in series to each other. Additionally, the solar panel array 15 may also include solar panels 15a connected in parallel as desired.
  • the solar panel array 15 is installed on the inclined surface formed on the upper end of the first tubular body 101 to be inclined with respect to the ground.
  • the installation angle of the solar panel array 15 is determined by the angle of the inclined surface.
  • the pole 10 is erected vertically from the ground and the lower end is fixed to the ground by fastening means such as anchor bolts and the like.
  • the pole 10 may be made of a metal tubular body with a round outer circumferential surface like a conventional street lamp post, and may be configured in various other materials and shapes.
  • the first tubular body 101 is a pipe-shaped structure with a waterproof cover 105 provided on an obliquely inclined upper surface and having a circular circumferential surface.
  • the waterproof cover 105 is detachably fastened to open and close the inner space of the first tubular body 101, and substantially functions as a flange.
  • the second tubular body 106 is assembled to be positioned below the first tubular body 101 and is a pipe-like structure having a circular circumferential surface.
  • a space is provided at the lower end of the second tubular body 106 into which the upper end of the pole 10 can be fitted. As the pole 10 is fitted in this space, the second tubular body 106 is assembled to the upper end of the pole.
  • the diameter of the first tubular body 101 and the second tubular body 106 is the same as or similar to the diameter of the pole in order to improve the coupling between the rotating device 100 and the pole 10 and to constitute a structurally stable assembly. can be designed as
  • a gear portion 109 is interposed between the first tubular body 101 and the second tubular body 106 together with a predetermined bearing.
  • the bearing is arranged to be laid down so that the rotational center axis is perpendicular to the ground.
  • the gear unit 109 may be disposed to be inserted into the hollow of the bearing in order to minimize the space occupied.
  • the gear unit 109 is preferably composed of at least one planetary gear set.
  • the gear unit 109 includes a sun gear 112 connected to the rotation shaft of the driving motor 107 and the sun gear 112 to be meshable with the sun gear 112 .
  • a plurality of PL gears (planet gears) 110 arranged at a predetermined interval on the periphery, and the first tubular body (101) disposed outside the plurality of PL gears (110) to be meshable with the PL gears (110) ) consists of a planetary gear set having a ring gear 111 fixed to it.
  • the ring gear 111 may be formed of an assembly in which the upper ring gear 111a and the lower ring gear 111b are stacked on each other.
  • At least one of the sun gear 112 , the PL gear 110 , and the ring gear 111 has inclined teeth so that the gear circumferential surface (outer or inner peripheral surface) has a tapered shape.
  • teeth inclined at a predetermined pitch along the circumference are formed on the outer peripheral surface of the sun gear 112 , the outer peripheral surface of the PL gear 110 , and the inner peripheral surface of the ring gear 111 .
  • the upper ring gear 111a and the lower ring gear 111b constituting the ring gear 111 are different from each other to correspond to the inclined surface of the PL gear 110 . It is preferably configured to have an inner diameter.
  • each of the gears 110 , 111 , and 112 has a tapered structure in which the outer diameter (or inner diameter) gradually decreases or increases in the thickness (height) direction.
  • each gear contact surface is secured with an appropriate backlash of a predetermined clearance necessary for smooth rotation, and at the end of rotation Since the gears return to their original positions by their own weight or the elastic force of the spring and are closely meshed with each other by the tapered structure, the occurrence of unnecessary backlash can be effectively suppressed.
  • the plurality of PL gears 110 are installed such that a predetermined force is applied in a direction to be inserted into the sun gear 112 and the ring gear 111 by gravity or elastic force. To this end, it is preferable that the thrust bearing 113 and the wave spring 114 overlap each other on the upper frame having a predetermined shape for holding the plurality of PL gears 110 .
  • the plurality of PL gears 110 move upward slightly in the opposite direction to the gravity or elastic force to secure the backlash necessary for smooth rotation. there is.
  • the plurality of PL gears 110 descend and return to their original positions and closely mesh with each other by the tapered structure. The fluctuation of the solar panel array 15 can be prevented.
  • FIGS. 6 to 10 show a modified example of FIG. 5 .
  • the inclined teeth forming the tapered structure are formed only on the PL gear 110 , and the sun gear 112 and the ring gear 111 may be configured to have vertical teeth.
  • the upper ring gear 111a and the lower ring gear 111b constituting the ring gear 111 are different from each other to correspond to the inclined surface of the PL gear 110 . It is preferably configured to have an inner diameter.
  • the inclined teeth forming the tapered structure are formed only on the inner circumferential surface of the ring gear 111 as shown in FIG. 7, and the PL gear 110 and the sun gear 112 are also configured to have vertical teeth. possible.
  • the inclined teeth forming the tapered structure are formed only on the sun gear 112 and the ring gear 111 as shown in FIG. 8, and the PL gear 110 may be configured to have vertical teeth. Do.
  • the inclined teeth forming the tapered structure are formed only on the PL gear 110 and the ring gear 111 as shown in FIG. 9, and the sun gear 112 may be configured to have vertical teeth.
  • the upper ring gear 111a and the lower ring gear 111b constituting the ring gear 111 are different from each other to correspond to the inclined surface of the PL gear 110 . It is preferably configured to have an inner diameter.
  • the inclined teeth forming the tapered structure are formed only on the PL gear 110 and the sun gear 112 as shown in FIG. 10, and the ring gear 111 is also configured to have vertical teeth. possible.
  • the upper ring gear 111a and the lower ring gear 111b constituting the ring gear 111 are different from each other to correspond to the inclined surface of the PL gear 110 . It is preferably configured to have an inner diameter.
  • the driving motor 107 is preferably fixed to be erected coaxially with the second tubular body 106 inside the second tubular body 106 to provide a rotational force to the gear unit 109 .
  • a second contact 103 and a third contact 104 are provided.
  • a rotating device in which the number of contacts exceeds three contacts may be provided.
  • the first contact 102 and the second contact 103 are respectively fixed conductor rings 102a and 103a to be substantially connected to the second tubular body 106, and the first tubular body 101 and the second tube. It is composed of a contact pair of conductor blocks 102b and 103b that continuously maintain contact while sliding with the upper surfaces of the conductor rings 102a and 103a during relative rotation between the molds 106 .
  • the conductor ring 102a of the first contact point 102 and the conductor ring 103a of the second contact point 103 are arranged concentrically with each other.
  • One of the first contact 102 and the second contact 103 becomes a negative terminal and the other becomes a positive terminal.
  • Both ends of the entire output section among the plurality of solar panels 15a are respectively connected to the first contact point 102 and the second contact point 103 .
  • Power output through the first contact point 102 and the second contact point 103 is supplied to the power generation inverter 108 and used for power generation (electricity transmitted to the power company).
  • the third contact 104 is fixed to the rotation portion of the gear portion 109 above the first contact 102 and the second contact 103 and the conductor ring 104a rotates integrally with the first tubular body 101 . ) and a contact pair of a conductor block 104b that slides and maintains contact with the lower surface of the conductor ring 104a during relative rotation between the first tubular body 101 and the second tubular body 106 .
  • the third contact 104 is electrically connected to an anode terminal drawn out from some output section (eg, an output end of one solar panel 15a) among a plurality of photovoltaic panels 15a constituting the photovoltaic panel array 15 .
  • the third contact 104 is connected to Power output through the third contact 104 is used as power for driving the driving motor 107 and a predetermined PCB.
  • the third contact 104 is disposed relatively inward in the radial direction from the rotation axis of the rotating device, that is, close to the driving motor 107 compared to the second contact 103, to supply power to the driving motor 107 and the PCB. it is preferable
  • the first contact 102 is preferably used as a negative common terminal with respect to the second contact 103 and the third contact 104 .
  • the electrical polarity provided to the first contact point 102 to the third contact point 104 is not limited to the above-described embodiment, and various modifications may be made.
  • the rotating device 100 for photovoltaic power generation having the above configuration provides the rotational force of the driving motor 107 to the gear unit 109 to rotate the first tubular body 101 with respect to the second tubular body 106 .
  • the solar panel array 15 fixed to the upper end of the first tubular body 101 is slowly rotated.
  • the first tubular body 101 rotates with respect to the second tubular body 106 fixed to the pole 10 while stably supporting the solar panel 15a.
  • a predetermined bearing is interposed between the first tubular body 101 and the second tubular body 106 so that structurally stable and smooth rotation can be achieved. It is preferable that the path in which the solar panel 15a rotates is set to be sufficiently exposed to the sun as much as possible in consideration of the amount of sunlight.
  • the solar panel 15a When the solar panel 15a is rotated at a constant speed for a predetermined time, even if a solar tracking device having a complex structure is not separately used, the amount of solar power generation compared to the case where the solar panel 15a faces to one side in a stationary state can increase
  • an elevating lighting unit and elevating type CCTV camera unit may be installed in addition to the photovoltaic panel array 15 .
  • the lighting unit and the CCTV camera unit rise by the hoisting of the first elevating line and the second elevating line according to the forward rotational driving of the drum built into the main body of each unit, and each body located above the pole 10 .
  • Power can be supplied to the lighting unit and the CCTV camera unit by contacting the upper contact portion and the lower contact portion built into each body when combined with each other.
  • power for driving the lighting unit and the CCTV camera unit may be provided, for example, through a first contact point.
  • the rotational force is transmitted to the bearing through the gear unit 109 to rotate the upper ring of the bearing, and at the same time, the upper ring and the By rotating the connected first tubular body 101, the solar panel array 15 is rotated slowly.
  • the first tubular body 101 rotates with respect to the second tubular body 106 fixed to the pole while stably supporting the solar panel array 15 .
  • the gear unit 109 is configured as a planetary gear set to reduce the rotational force of the driving motor 107 and transmit it to the first tubular body 101 .
  • the first tubular body 101 rotates integrally with the solar panel array 15 fixed to its upper surface.
  • the gear contact surfaces of the sun gear 112, PL gear 110, and ring gear 111 each have backlash of adequate play necessary for smooth rotation, and at the end of rotation, the gears lose their own weight or spring. While returning to the original position by the elastic force, they are closely contacted with each other by the tapered structure and closely meshed, thereby preventing unnecessary backlash from occurring.
  • the tapered structure is most preferably formed on all of the sun gear 112, the PL gear 110, and the ring gear 111, but even if only one of them is formed, an effect of suppressing unnecessary backlash can be obtained. .
  • the assembly combining the assembly of the first tubular body 101 and the second tubular body 106 to the solar panel 15a has the first tubular body 101 and the second tubular body ( 106) is significantly large, so it is possible to stably transmit the rotational force compared to the existing technology of simply connecting the rotational shaft of the driving motor to the solar panel to rotate. That is, even when external force such as vibration or wind generated from the driving motor is applied, the rotational force of the driving motor can be transmitted to the solar panel 15a without error.
  • the necessary backlash is secured during rotation, and at the end of rotation, the PL gear, the sun gear and the ring gear are closely attached to each other by the tapered structure to prevent unnecessary backlash, so the fluctuation of the solar panel due to wind, etc. is prevented. can be prevented Therefore, it is possible to perform solar power generation with high efficiency by stably supporting the solar panel array installed on the pole and rotating stably without shaking due to external forces such as various vibrations or wind.

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Abstract

본 발명은 폴의 상단에 설치되어 태양광 패널 어레이를 회전시키는 태양광 발전용 회전장치에 있어서, 태양광 패널 어레이에 연결되는 제1 관형체; 상기 제1 관형체의 하부에 결합되고 폴의 상단에 고정되는 제2 관형체; 상기 제1 관형체에 회전력을 전달하는 기어부; 및 상기 제2 관형체의 내부에 고정되어 상기 기어부에 회전력을 제공하는 구동모터;를 포함하고, 상기 기어부는 상기 구동모터의 회전축과 연결되는 썬기어와, 상기 썬기어와 치합 가능하게 상기 썬기어의 주변에 정해진 간격으로 배치된 복수개의 PL기어와, 상기 PL기어와 치합 가능하게 상기 복수개의 PL기어의 바깥에 배치되어 상기 제1 관형체에 고정된 링기어를 구비한 유성기어 세트로 이루어지고, 상기 썬기어, PL기어 및 링기어 중 적어도 어느 하나는 둘레면에 경사진 치형들이 형성되어 있어 테이퍼 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 회전장치를 개시한다.

Description

백래시의 제어구조를 가진 태양광 발전용 회전장치
본 출원은 2020년 8월 28일에 출원된 한국특허출원 제10-2020-0109611호에 기초한 우선권을 주장하며, 이 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 포함된다.
본 발명은 태양광 발전용 회전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴에 설치되어 태양광 패널에 회전력을 제공하는 태양광 발전용 회전장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전 시스템은 임야나 휴경지, 건물지붕, 저수지, 염전 등의 부지에 다수의 태양광 패널들이 집합되어 단지화된 형태로 구축이 된다.
태양광 발전 부지가 임야나 농지 등인 경우에는 벌목이나 토목공사 등을 실시하여 부지에 대한 정리작업을 한 후에 프레임 구조물과 태양광 패널을 설치해야 하므로 불가피하게 수목과 토사가 대규모로 훼손되고 산사태 발생 가능성이 높아지는 등 환경 파괴 문제가 발생한다. 이러한 부작용으로 인해, 임야 등은 태양광 발전에 요구되는 입지 조건을 충족하더라도 태양광 발전 부지로 활용하기가 쉽지 않은 것이 현실이다.
한국공개특허공보 제2011-0024887호는 건축물의 옥상이나 제방 둑과 같은 곳에 비파괴 방식으로 설치할 수 있는 자중형 태양광 발전장치를 개시하고 있다. 상기 자중형 태양광 발전장치는, 적어도 하나 이상의 기둥이 연속해서 연결되어 이루어진 기둥부 어셈블리, 기둥부 어셈블리들의 상부에 결합되는 집광판을 포함하며, 상기 기둥은 윗면에 경사면이 제공되며 내부에 충진재가 수용되는 충진재 수용 공간이 제공된다.
한국공개특허공보 제2016-0086729호는 전, 답을 점유하지 않으면서 태양광모듈을 설치하는 방법에 관한 것으로서, 추수가 끝난 후 휴농철에 전, 답에 태광광모듈을 간편하게 설치할 수 있게 하부지지대, 설치고정프레임 및 지주프레임을 구비한 논에 설치하는 태양광 모듈 및 방법을 개시하고 있다. 또한, 한국공개특허공보 제2016-0086729호는 간편시공태양광모듈의 설치고정프레임과 또다른 간편시공태양광모듈의 보호프레임의 일측에 한지수단으로 연결되어 복수의 간편시공태양광모듈이 겹쳐 구비되고 사용할 때에는 펼쳐 시공될 수 있는 구조를 가진 태양광모듈을 개시하고 있다.
그러나, 종래의 태양광 발전 시스템은 태양광 패널을 지지하는 프레임 구조물이 점유하는 면적이 커서 시공 시에 자연 훼손이 심각하게 발생하는 문제가 여전히 남아있으므로 이에 대한 대안이 요구된다.
또한, 종래의 태양광 발전 시스템은 보통 태양광 패널이 고정적으로 설치되어 태양광 발전 효율이 낮은 단점이 있다. 비록 태양광 발전용으로 태양의 이동을 추적하여 태양광 패널을 이동시키는 시스템이 공개되어 있긴 하나 장치가 복잡하고 가격이 비싸 시트템 구축이 쉽지 않은 문제가 있다.
태양광 발전 효율을 높이기 위해서는 태양광 패널을 일조량을 고려하여 정해진 경로를 따라 회전시키는 것이 바람직하다. 그러나, 태양광 패널을 폴의 상단에 배치하고 구동모터의 회전축을 단순히 태양광 패널에 연결하여 회전시킬 경우에는 구동모터의 회전축에 과부하가 걸릴 수 있고 바람 등의 외력이 가해질 경우 회전축과 태양광 패널의 연결부위가 틀어지거나 파손되고 회전부에서 배선이 단선되는 문제가 발생하므로 대책이 요구된다.
또한, 바람 등에 의해 태양광 패널에 가해지면 구동모터와 태양광 패널 사이에 설치된 기어 어셈블리에 존재하는 백래시(Backlash)에 의해 태양광 패널에 요동이 발생하고 심할 경우에는 기어 어셈블리가 파손되면서 태양광 패널이 쓰러지는 사고도 발생할 수도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 회전장치에 구비된 기어 어셈블리에서 불필요한 백래시가 발생하는 것을 방지할 수 있는 구조를 가진 태양광 발전용 회전장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 간소한 구동장치로 태양광 패널을 회전시켜서 태양광 발전 설비비용을 절감할 수 있고, 태양광 패널에서 생성된 전기를 이용해 태양광 패널을 회전시킬 수 있는 구조를 가진 태양광 발전용 회전장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 바람 등의 외력에 의해 회전장치와 태양광 패널의 연결부위가 틀어지거나 파손되고 회전부에서 배선이 단선되는 문제를 해소할 수 있는 태양광 발전용 회전장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 폴의 상단에 설치되어 태양광 패널 어레이를 회전시키는 태양광 발전용 회전장치에 있어서, 태양광 패널 어레이에 연결되는 제1 관형체; 상기 제1 관형체의 하부에 결합되고 폴의 상단에 고정되는 제2 관형체; 상기 제1 관형체에 회전력을 전달하는 기어부; 및 상기 제2 관형체의 내부에 고정되어 상기 기어부에 회전력을 제공하는 구동모터;를 포함하고, 상기 기어부는 상기 구동모터의 회전축과 연결되는 썬기어와, 상기 썬기어와 치합 가능하게 상기 썬기어의 주변에 정해진 간격으로 배치된 복수개의 PL기어와, 상기 PL기어와 치합 가능하게 상기 복수개의 PL기어의 바깥에 배치되어 상기 제1 관형체에 고정된 링기어를 구비한 유성기어 세트로 이루어지고, 상기 썬기어, PL기어 및 링기어 중 적어도 어느 하나는 둘레면에 경사진 치형들이 형성되어 있어 테이퍼 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 회전장치를 제공한다.
상기 썬기어의 외주면과 상기 PL기어의 외주면과 상기 링기어의 내주면에 모두 상기 경사진 치형들이 형성되어 회전동작 시 기어 접촉면에 필요한 백래시가 확보되고 회전 종료시에는 상기 테이퍼 구조에 의해 서로 긴밀히 맞물려서 불필요한 백래시의 발생이 방지되는 것이 바람직하다.
상기 복수개의 PL기어는 중력 또는 탄성력에 의해 상기 썬기어 및 상기 링기어에 삽입되는 방향으로 힘이 가해질 수 있다.
상기 복수개의 PL기어 상부에 설치되어 상기 복수개의 PL기어들을 잡아주는 상부프레임을 구비하고, 상기 탄성력은 상기 복수개의 PL기어를 하방으로 눌러줄 수 있게 상기 상부 프레임에 배치된 웨이브 스프링에 의해 제공될 수 있다.
대안으로는, 상기 복수개의 PL기어 상부에 설치되어 상기 복수개의 PL기어들을 잡아주는 상부프레임을 구비하고, 상기 복수개의 PL기어는 상기 기어 회전동작 시 상기 상부프레임 방향으로 미세하게 이동하여 상기 썬기어 및 상기 링기어와의 사이에 백래시가 확보되고, 상기 기어 회전 종료 시에는 자중에 의해 상기 썬기어 및 상기 링기어 방향으로 이동하여 백래시의 발생이 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전용 회전장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 기어부를 구성하는 유성기어 세트가, 회전 시에는 필요한 백래시가 확보되고 회전 종료 시에는 PL기어, 썬기어 및 링기어가 테이퍼 구조에 의해 서로 긴밀히 밀착되도록 구성되어 불필요한 백래시의 발생이 방지되므로 바람 등에 의한 태양광 패널의 요동을 방지할 수 있다.
둘째, 베어링과 제1 관형체 및 제2 관형체의 어셈블리를 구비함으로써 폴에 설치된 태양광 패널 어레이를 견고하게 지지함과 동시에 각종 진동이나 바람 등의 외력에 의한 흔들림 없이 안정적으로 회전력을 전달할 수 있다.
셋째, 제1 관형체와 제2 관형체의 직경을 폴의 직경과 동일하거나 비슷한 수준으로 설계하더라도, 제1 관형체와 제2 관형체 사이에 개재된 베어링에 의해 원활한 회전이 이루어질 수 있고 초 단위로 정밀한 회전 제어가 가능한 장점이 있다.
넷째, 회전장치의 소형화가 가능하고 구성이 간소하므로 투자비 회수가 빨라 기존 태양광 추적장치의 단점이었던 잦은 고장율과 높은 가격 문제를 해소할 수 있다.
다섯째, 태양광 패널이 폴에 의해 지지되는 특성상 태양광 패널이 지면으로부터 충분히 이격되고 통풍이 원활하게 이루어지므로 태양광 패널의 온도 상승을 억제하여 태양광 발전 효율을 높일 수 있다.
여섯째, 태양광 발전 부지가 산지나 임야 등인 경우에는 태양광 패널을 지지하는 폴 주변에 있는 수목을 그대로 유지할 수 있으므로 자연 훼손을 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전용 회전장치의 외관을 도시한 후면도이다.
도 2는 도 1에서 회전장치에 대한 부분 확대도이다.
도 3은 도 2에서 회전장치의 내부 구성을 도시한 분리 사시도이다.
도 4는 도 1의 부분 단면도이다.
도 5는 도 4에서 기어부의 구성을 도시한 부분 확대 단면도이다.
도 6 내지 도 10은 도 5의 변형예를 도시한 단면도이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전용 회전장치의 외관을 도시한 후면도, 도 2는 도 1에서 회전장치에 대한 부분 확대도, 도 3은 도 2에서 회전장치의 내부 구성을 도시한 분리 사시도, 도 4는 도 1의 부분 단면도, 도 5는 도 4의 부분 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 발전용 회전장치(100)는 태양광 패널 어레이(15)의 배면에 연결되는 제1 관형체(101)와, 제1 관형체(101)의 하부에 조립되고 하단은 폴(10)에 고정된 제2 관형체(106)와, 제2 관형체(106)의 내부에 설치되어 제1 관형체(101)에 회전력을 제공하는 구동모터(107)와, 구동모터(107)로부터 제공되는 회전력을 제1 관형체(101)에 전달하는 기어부(109)를 포함한다. 또한, 바람직하게 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106)의 결합 부위에 설치된 적어도 3접점을 가진 접점부(102,103,104)를 포함한다.
태양광 패널 어레이(15)는 기본적으로 다수의 태양광 패널(15a)이 서로 직렬로 연결되어 구성된다. 부가적으로, 태양광 패널 어레이(15)는 필요에 따라 병렬로 연결된 태양광 패널(15a)들도 포함할 수 있다.
태양광 패널 어레이(15)는 제1 관형체(101)의 상단에 형성된 경사면 위에 장착되어 지면에 대해 경사지게 설치된다. 태양광 패널 어레이(15)의 설치 각도는 상기 경사면의 각도에 의해 결정된다.
폴(10)은 지면으로부터 수직하게 세워지고 하단이 앵커볼트 등과 같은 체결수단에 의해 지면에 고정되어 설치된다. 바람직하게 폴(10)은 통상의 가로등 지주와 같이 외주면이 둥근 금속 관형체로 이루어질 수 있고, 그밖에 다양한 소재와 형태로 구성될 수 있다.
제1 관형체(101)는 비스듬히 경사진 상면에 방수커버(105)가 마련되고 원형의 둘레면을 가진 파이프형 구조물이다. 방수커버(105)는 제1 관형체(101)의 내부공간을 개폐할 수 있게 착탈 가능하게 체결되고, 실질적으로 플랜지(flange)의 기능도 하게 된다.
제2 관형체(106)는 제1 관형체(101)의 하부에 위치하도록 조립되고 원형의 둘레면을 가진 파이프형 구조물이다. 제2 관형체(106)의 하단에는 폴(10)의 상단 부분이 끼워질 수 있는 공간이 마련되어 있다. 이 공간에 폴(10)이 끼워짐에 따라 제2 관형체(106)는 폴의 상단에 조립된다.
회전장치(100)와 폴(10) 간의 결합성을 좋게 하고 구조적으로 안정적인 조립체를 구성하기 위해 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106)의 직경은 폴의 직경과 동일하거나 비슷한 수준으로 설계될 수 있다.
제1 관형체(101)와 제2 관형체(106) 사이에는 소정의 베어링과 함께 기어부(109)가 개재된다. 상기 베어링은 회전중심축이 지면에 대해 수직을 이루도록 눕혀지게 배치된다.
기어부(109)는 점유공간을 최소화하기 위해 적어도 일부가 상기 베어링의 중공에 삽입되게 배치될 수 있다. 구동모터(107)에서 제공되는 회전력을 적절한 비율로 감속하여 제1 관형체(101)에 전달하기 위해 기어부(109)는 적어도 하나 이상의 유성기어 세트(planetary gear set)로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 5에 도시된 바와 같이 기어부(109)는 구동모터(107)의 회전축과 연결되는 썬기어(sun gear)(112)와, 썬기어(112)와 치합 가능하게 상기 썬기어(112)의 주변에 정해진 간격으로 배치된 복수개의 PL기어(planet gear)(110)와, 상기 PL기어(110)와 치합 가능하게 상기 복수개의 PL기어(110)의 바깥에 배치되어 상기 제1 관형체(101)에 고정된 링기어(ring gear)(111)를 구비한 유성기어 세트로 이루어진다. 여기서, 링기어(111)는 상부 링기어(111a)와 하부 링기어(111b)가 서로 적층된 조립체로 이루어질 수 있다.
썬기어(112), PL기어(110) 및 링기어(111) 중 적어도 어느 하나는 경사진 치형들이 형성되어 있어 기어 둘레면(외주면 또는 내주면)이 테이퍼(taper)가 진 형상으로 구성된다. 가장 바람직하게는, 도 5에 도시된 바와 같이 썬기어(112)의 외주면과, PL기어(110)의 외주면과, 링기어(111)의 내주면에는 모두 둘레를 따라서 정해진 피치로 경사진 치형이 형성되어 있다. PL기어(110)의 경사진 치형과의 긴밀한 결합이 가능하도록, 링기어(111)를 이루는 상부 링기어(111a)와 하부 링기어(111b)는 PL기어(110)의 경사면에 대응하여 서로 다른 내경을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
따라서, 각각의 기어(110,111,112)는 두께(높이) 방향으로 가면서 점진적으로 외경(또는 내경)이 작아지거나 커지는 형태로 테이퍼 구조가 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면 유성기어 세트의 회전동작 시 썬기어(112), PL기어(110) 및 링기어(111) 각각의 기어 접촉면에는 원활한 회전에 필요한 소정 유격의 적절한 백래시가 확보되고, 회전 종료시에는 기어들이 자중이나 스프링의 탄성력에 의해 원위치로 복귀하여 상기 테이퍼 구조에 의해 서로 밀착되어 긴밀히 맞물리게 되므로 불필요한 백래시의 발생을 효율적으로 억제할 수 있다.
복수개의 PL기어(110)는 중력 또는 탄성력에 의해 썬기어(112) 및 링기어(111)에 삽입되는 방향으로 소정의 힘이 가해지게 설치된다. 이를 위해, 복수개의 PL기어(110)들을 잡아주는 소정 형상의 상부프레임에는 스러스트 베어링(113)과 웨이브 스프링(114)이 서로 겹치게 배치되는 것이 바람직하다. 유성기어 세트의 회전중에 기어들 간의 접촉면에 수밀리미터 정도의 소정 백래시가 요구되는 경우 복수개의 PL기어(110)는 상기 중력 또는 탄성력의 반대방향으로 살짝 상승 이동하여 원활한 회전에 필요한 백래시가 확보될 수 있다. 한편, 유성기어 세트의 회전이 종료되면 복수개의 PL기어(110)는 원위치로 하강 복귀하여 테이퍼 구조에 의해 서로 긴밀히 치합되므로 바람 등과 같은 외력에 의해 회전장치(100)가 흔들리는 것이 방지되고, 이에 따라 태양광 패널 어레이(15)의 요동이 방지될 수 있다.
썬기어(112), PL기어(110) 및 링기어(111) 중 테이퍼 구조가 형성되는 기어들은 다양한 조합예가 존재할 수 있다. 이와 관련하여 도 6 내지 도 10에는 도 5의 변형예가 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 테이퍼 구조를 형성하는 경사진 치형은 PL기어(110)에만 형성되고, 썬기어(112) 및 링기어(111)는 수직한 치형을 갖도록 구성되는 것도 가능하다. PL기어(110)의 경사진 치형과의 긴밀한 결합이 가능하도록, 링기어(111)를 이루는 상부 링기어(111a)와 하부 링기어(111b)는 PL기어(110)의 경사면에 대응하여 서로 다른 내경을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
대안으로, 테이퍼 구조를 형성하는 경사진 치형은 도 7에 도시된 바와 같이 링기어(111)의 내주면에만 형성되고, PL기어(110) 및 썬기어(112)는 수직한 치형을 갖도록 구성되는 것도 가능하다.
다른 대안으로, 테이퍼 구조를 형성하는 경사진 치형은 도 8에 도시된 바와 같이 썬기어(112) 및 링기어(111)에만 형성되고, PL기어(110)는 수직한 치형을 갖도록 구성되는 것도 가능하다.
다른 대안으로, 테이퍼 구조를 형성하는 경사진 치형은 도 9에 도시된 바와 같이 PL기어(110)와 링기어(111)에만 형성되고, 썬기어(112)는 수직한 치형을 갖도록 구성되는 것도 가능하다. PL기어(110)의 경사진 치형과의 긴밀한 결합이 가능하도록, 링기어(111)를 이루는 상부 링기어(111a)와 하부 링기어(111b)는 PL기어(110)의 경사면에 대응하여 서로 다른 내경을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
또 다른 대안으로, 테이퍼 구조를 형성하는 경사진 치형은 도 10에 도시된 바와 같이 PL기어(110) 및 썬기어(112)에만 형성되고, 링기어(111)는 수직한 치형을 갖도록 구성되는 것도 가능하다. PL기어(110)의 경사진 치형과의 긴밀한 결합이 가능하도록, 링기어(111)를 이루는 상부 링기어(111a)와 하부 링기어(111b)는 PL기어(110)의 경사면에 대응하여 서로 다른 내경을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다.
구동모터(107)는 제2 관형체(106)의 내부에 바람직하게, 제2 관형체(106)와 동축을 이루며 세워지게 고정되어 기어부(109)에 회전력을 제공한다.
다시 도 3을 참조하면, 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106)의 결합 부위나 그 주변, 또는 접촉 부위에는 전원 및/또는 신호의 전달을 위한 제1 접점(102), 제2 접점(103) 및 제3 접점(104)이 설치된다. 비록, 도면에는 도시되지 않았으나, 본 발명의 변형예에 따르면 접점의 수가 3접점을 초과하는 회전장치가 제공될 수도 있다.
제1 접점(102)과 제2 접점(103)은 각각, 제2 관형체(106)와 실질적으로 연결되도록 고정된 도체링(102a,103a)과, 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106) 간의 상대 회전 시 상기 도체링(102a,103a)의 상면과 슬라이딩하며 접촉을 지속적으로 유지하는 도체블록(102b,103b)의 접점쌍으로 구성된다. 제1 접점(102)의 도체링(102a)과 제2 접점(103)의 도체링(103a)은 서로 동심원상으로 배열된다. 제1 접점(102) 및 제2 접점(103) 중 어느 하나는 음극단자가 되고 다른 하나는 양극단자가 된다. 복수개의 태양광 패널(15a)들 중 전체 출력구간의 양단은 제1 접점(102)과 제2 접점(103)에 각각 연결된다. 제1 접점(102) 및 제2 접점(103)을 통해 출력되는 전력은 발전용 인버터(108)로 공급되어 발전용(전력회사로 송출되는 전기)으로 사용된다.
제3 접점(104)은 제1 접점(102) 및 제2 접점(103)의 위쪽에서 기어부(109)의 회전 부위에 고정되어 제1 관형체(101)와 일체로 회전하는 도체링(104a)과, 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106) 간의 상대 회전 시 도체링(104a)의 하면과 슬라이딩하며 접촉을 유지하는 도체블록(104b)의 접점쌍으로 구성된다. 제3 접점(104)은 태양광 패널 어레이(15)를 이루는 복수개의 태양광 패널(15a)들 중 일부 출력구간(예컨대, 하나의 태양광 패널(15a)의 출력단)에서 인출된 양극단자와 전기적으로 연결된다. 제3 접점(104)을 통해 출력되는 전력은 구동모터(107)와 소정 PCB의 구동을 위한 전원으로 사용된다. 제3 접점(104)은 제2 접점(103)에 비해 회전장치의 회전축으로부터 반경방향으로 상대적으로 안쪽, 즉 구동모터(107)에 근접하게 배치되어 구동모터(107)와 PCB에 전력을 공급하는 것이 바람직하다.
제1 접점(102)은 제2 접점(103) 및 제3 접점(104)에 대하여 음극 공통단자로 사용되는 것이 바람직하다. 제1 접점(102) 내지 제3 접점(104)에 부여되는 전기 극성은 상술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 변형이 있을 수 있음은 물론이다.
상기와 같은 구성을 가진 태양광 발전용 회전장치(100)는 구동모터(107)의 회전력을 기어부(109)에 제공하여 제2 관형체(106)에 대하여 제1 관형체(101)를 회전시킴으로써 제1 관형체(101)의 상단에 고정된 태양광 패널 어레이(15)를 서서히 회전시킨다. 제1 관형체(101)는 안정적으로 태양광 패널(15a)을 지지한 상태에서 폴(10)에 고정된 제2 관형체(106)에 대하여 회전한다. 제1 관형체(101)와 제2 관형체(106) 사이에는 소정의 베어링이 개재되어 있어 구조적으로 안정적이고 부드러운 회전이 이루어질 수 있다. 태양광 패널(15a)이 회전하는 경로는 태양의 일조량을 고려하여 가능한 한 태양에 충분히 노출될 수 있게 설정되는 것이 바람직하다. 태양광 패널(15a)을 정해진 시간동안 일정 속도로 회전시키면, 복잡한 구조의 태양광 추적장치를 별도로 사용하지 않더라도, 태양광 패널(15a)을 한쪽을 향하게 정지 상태로 두는 경우에 비해 태양광 발전 전력량을 증대시킬 수 있다.
부가적으로, 본 발명에 따른 회전장치(100)가 적용된 태양광 발전용 폴 시스템에는 태양광 패널 어레이(15) 외에 승강형 조명 유닛과 승강형 CCTV 카메라 유닛이 설치될 수 있다. 이 경우 각각의 유닛의 본체에 내장된 드럼의 정방향 회전구동에 따른 제1 승강줄과 제2 승강줄의 권상에 의해 조명 유닛과 CCTV 카메라 유닛이 상승하여 폴(10)의 상부에 위치한 각각의 본체와 결합되었을 때 각각의 본체에 내장된 상부 접점부와 하부 접점부가 서로 접촉하여 조명 유닛과 CCTV 카메라 유닛에 전원이 공급될 수 있다. 여기서, 상기 조명 유닛과 CCTV 카메라 유닛의 구동을 위한 전원은 예컨대, 제1 접점을 통해 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전용 회전장치(100)는 구동모터(107)의 동작 시 회전력은 기어부(109)를 통해 상기 베어링으로 전달되어 상기 베어링의 상부링을 회전시키고, 이와 동시에 상부링과 연결되어 있는 제1 관형체(101)를 회전시킴으로써 태양광 패널 어레이(15)가 서서히 회전하게 된다. 제1 관형체(101)는 안정적으로 태양광 패널 어레이(15)를 지지한 상태에서 폴에 고정된 제2 관형체(106)에 대하여 회전한다.
기어부(109)는 유성기어 세트로 구성되어 구동모터(107)의 회전력을 감속시켜서 제1 관형체(101)에 전달한다. 제1 관형체(101)는 그 상면에 고정된 태양광 패널 어레이(15)와 일체로 회전한다.
유성기어 세트의 회전동작 시 썬기어(112), PL기어(110) 및 링기어(111) 각각의 기어 접촉면에는 원활한 회전에 필요한 적절한 유격의 백래시가 확보되고, 회전 종료시에는 기어들이 자중이나 스프링의 탄성력에 의해 원위치로 복귀하면서 테이퍼 구조에 의해 서로 밀착되어 긴밀히 맞물리게 되므로 불필요한 백래시의 발생을 방지할 수 있다. 상기 테이퍼 구조는 썬기어(112), PL기어(110) 및 링기어(111)에 모두 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이들 중 적어도 어느 하나에만 형성되어도 불필요한 백래시의 발생을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
제1 관형체(101) 및 제2 관형체(106)의 어셈블리를 태양광 패널(15a)에 결합한 조립체는, 구동모터의 회전축의 직경에 비해 제1 관형체(101) 및 제2 관형체(106)의 직경이 현저히 크므로, 단순히 구동모터의 회전축을 태양광 패널에 연결하여 회전시키는 기존 기술에 비해 안정적으로 회전력을 전달할 수 있다. 즉, 구동모터에서 발생하는 진동이나 바람 등의 외력이 가해지더라도 구동모터의 회전력을 오류없이 태양광 패널(15a)로 회전력을 전달할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명을 적용할 경우 회전 시 필요한 백래시를 확보하고, 회전 종료시에는 PL기어, 썬기어 및 링기어가 테이퍼 구조에 의해 서로 긴밀히 밀착되어 불필요한 백래시의 발생이 방지되므로 바람 등에 의한 태양광 패널의 요동을 방지할 수 있다. 따라서, 폴에 설치된 태양광 패널 어레이를 견고하게 지지함과 동시에 각종 진동이나 바람 등의 외력에 의한 흔들림 없이 안정적으로 회전시켜서 고효율로 태양광 발전을 수행할 수 있다.

Claims (5)

  1. 폴의 상단에 설치되어 태양광 패널 어레이를 회전시키는 태양광 발전용 회전장치에 있어서,
    태양광 패널 어레이에 연결되는 제1 관형체;
    상기 제1 관형체의 하부에 결합되고 폴의 상단에 고정되는 제2 관형체;
    상기 제1 관형체에 회전력을 전달하는 기어부; 및
    상기 제2 관형체의 내부에 고정되어 상기 기어부에 회전력을 제공하는 구동모터;를 포함하고,
    상기 기어부는 상기 구동모터의 회전축과 연결되는 썬기어와, 상기 썬기어와 치합 가능하게 상기 썬기어의 주변에 정해진 간격으로 배치된 복수개의 PL기어와, 상기 PL기어와 치합 가능하게 상기 복수개의 PL기어의 바깥에 배치되어 상기 제1 관형체에 고정된 링기어를 구비한 유성기어 세트로 이루어지고,
    상기 썬기어, PL기어 및 링기어 중 적어도 어느 하나는 둘레면에 경사진 치형들이 형성되어 있어 테이퍼 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 회전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 썬기어의 외주면과 상기 PL기어의 외주면과 상기 링기어의 내주면에 모두 상기 경사진 치형들이 형성되어 회전동작 시 기어 접촉면에 필요한 백래시가 확보되고 회전 종료시에는 상기 테이퍼 구조에 의해 서로 긴밀히 맞물려서 불필요한 백래시의 발생이 방지되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 회전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수개의 PL기어는 자중 또는 탄성력에 의해 상기 썬기어 및 상기 링기어에 삽입되는 방향으로 힘이 가해지는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 회전장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수개의 PL기어 상부에 설치되어 상기 복수개의 PL기어들을 잡아주는 상부프레임을 구비하고,
    상기 탄성력은 상기 복수개의 PL기어를 하방으로 눌러줄 수 있게 상기 상부 프레임에 배치된 웨이브 스프링에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 회전장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수개의 PL기어 상부에 설치되어 상기 복수개의 PL기어들을 잡아주는 상부프레임을 구비하고,
    상기 복수개의 PL기어는 상기 기어 회전동작 시 상기 상부프레임 방향으로 미세하게 이동하여 상기 썬기어 및 상기 링기어와의 사이에 백래시가 확보되고, 상기 기어 회전 종료 시에는 자중에 의해 상기 썬기어 및 상기 링기어 방향으로 이동하여 백래시의 발생이 방지되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 회전장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114696732A (zh) * 2022-04-21 2022-07-01 深圳市贝尔太阳能技术有限公司 一种可自吸固定的太阳能板设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110024887A (ko) 2009-09-03 2011-03-09 주식회사 디엠에스 태양광 발전장치
US20110132433A1 (en) * 2008-08-21 2011-06-09 Nabtesco Corporation Gear transmission and photovoltaic power-generating apparatus using the gear transmission
JP2012039130A (ja) * 2011-09-22 2012-02-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd 太陽光発電システムの駆動装置
KR20120017364A (ko) * 2010-08-18 2012-02-28 디에치이앤이 (주) 태양광 트랙커 및 태양광 발전장치
WO2012073705A1 (ja) * 2010-11-30 2012-06-07 株式会社Sp電機 太陽光発電装置
KR20140132032A (ko) * 2013-05-06 2014-11-17 주식회사 라온테크 태양광 발전장치
KR20160086729A (ko) 2015-01-12 2016-07-20 김한식 논에 설치하는 태양광 모듈 및 방법
KR20200109611A (ko) 2019-03-13 2020-09-23 (주)휴바이오메드 의료용 시린지

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006118623A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Japan Servo Co Ltd 歯車装置
JP2006177423A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Jtekt Corp 遊星歯車装置
US7479089B2 (en) * 2005-01-26 2009-01-20 Jtekt Corporation Differential gear apparatus
JP2006264411A (ja) * 2005-03-22 2006-10-05 Jtekt Corp 車両用操舵装置
DE102008000820A1 (de) * 2008-03-26 2009-10-01 Zf Friedrichshafen Ag Einrichtung zur Reduzierung von Rasselgeräuschen in Mehrstufenschaltgetrieben
AU2012395553B2 (en) * 2012-11-28 2018-02-15 Imo Holding Gmbh Tracking device comprising a receiving structure which can be adjusted about at least one axis, for mounting at least one element that is sensitive to electromagnetic waves and has a preferential radiation direction
EP3101313B1 (en) * 2015-06-04 2022-07-06 Swepart Transmission AB Epicyclic gear train
KR102159446B1 (ko) * 2019-02-01 2020-09-23 신정훈 폴 시스템의 회전장치
CN110219948A (zh) * 2019-05-20 2019-09-10 山东大学 一种机器人行星减速器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110132433A1 (en) * 2008-08-21 2011-06-09 Nabtesco Corporation Gear transmission and photovoltaic power-generating apparatus using the gear transmission
KR20110024887A (ko) 2009-09-03 2011-03-09 주식회사 디엠에스 태양광 발전장치
KR20120017364A (ko) * 2010-08-18 2012-02-28 디에치이앤이 (주) 태양광 트랙커 및 태양광 발전장치
WO2012073705A1 (ja) * 2010-11-30 2012-06-07 株式会社Sp電機 太陽光発電装置
JP2012039130A (ja) * 2011-09-22 2012-02-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd 太陽光発電システムの駆動装置
KR20140132032A (ko) * 2013-05-06 2014-11-17 주식회사 라온테크 태양광 발전장치
KR20160086729A (ko) 2015-01-12 2016-07-20 김한식 논에 설치하는 태양광 모듈 및 방법
KR20200109611A (ko) 2019-03-13 2020-09-23 (주)휴바이오메드 의료용 시린지

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114696732A (zh) * 2022-04-21 2022-07-01 深圳市贝尔太阳能技术有限公司 一种可自吸固定的太阳能板设备
CN114696732B (zh) * 2022-04-21 2022-09-20 深圳市贝尔太阳能技术有限公司 一种可自吸固定的太阳能板设备

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