WO2023282599A1 - 태양광 패널 자동 세척장치 및 이를 이용한 태양광 패널 세척시스템 - Google Patents

태양광 패널 자동 세척장치 및 이를 이용한 태양광 패널 세척시스템 Download PDF

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WO2023282599A1
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solar panel
cleaning
power generation
fluid
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강승구
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주식회사 그린우전법인
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    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B08B3/024—Cleaning by means of spray elements moving over the surface to be cleaned
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
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    • B08—CLEANING
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
    • H02S40/10—Cleaning arrangements
    • H—ELECTRICITY
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    • H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar panel cleaning system and a cleaning method using the same.
  • power generation systems using solar light have been in the limelight from the point of view of infinite and clean energy, and are used in a variety of ways, such as residential power generation, street lights, or remote unmanned lighthouses or clock towers.
  • these photovoltaic power generation systems are often installed on rooftops of buildings where a lot of solar radiation can be obtained, or directly exposed to sunlight in secluded places such as hills where sunlight can be well secured.
  • the solar panel is used in a fixed type by mounting the solar panel in a wide range in order to increase power generation efficiency.
  • the solar panel according to the prior art is a fixed type, and has a problem in that power generation efficiency of the solar panel is lowered when the solar panel is contaminated by foreign substances.
  • the conventional solar panel cleaning apparatus has problems in that it is difficult to effectively clean and cannot effectively clean a large area in real time.
  • An object of the present invention is to provide a self-cleaning movable solar panel structure capable of identifying and automatically cleaning contaminated areas of a large solar panel.
  • An object of the present invention is an automatic solar panel cleaning device including a power generation module capable of identifying and automatically cleaning a contaminated area of a large area solar panel and generating electrical energy at the same time as cleaning, and solar energy using the same It is to provide a panel cleaning and power generation system and a power generation method and cleaning method using the same.
  • a solar panel cleaning system includes a cleaning unit body for removing foreign substances loaded on a solar panel, a driving force providing unit for moving the cleaning unit body, and a contaminated area of the solar panel. It includes a control unit including a polluted area calculator for sensing, a driving force providing unit for information on the contaminated area to the cleaning unit body, and a wireless communication module for providing information on the contaminated area to the cleaning unit body.
  • An apparatus for providing a solar panel includes a main body movably coupled to a solar panel and a nozzle for injecting a fluid to the solar panel, and a fluid injecting unit coupled to the main body and , With respect to the transfer direction of the main body, a brush unit located at the rear of the fluid spray unit and coupled to the body body, and a rag unit for removing fluid or foreign matter remaining in the solar panel by being sprayed through the fluid spray unit include
  • An automatic solar panel cleaning device including a power generation module and a solar panel cleaning and power generation system using the same include a cleaning unit body including a rotating main body and a brush unit, and rotating the cleaning unit body It includes a cleaning module and a photovoltaic power generation module including a driving force providing unit providing a driving force to do, and a power generation module supplying electricity to the cleaning module.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the technical idea of an automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an automatic solar panel cleaning device according to a first embodiment for implementing an automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram schematically illustrating a fluid spraying unit in the automatic solar panel cleaning device of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an automatic solar panel cleaning device according to a second embodiment for implementing an automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • 5 to 7 are schematic use state diagrams of the automatic solar panel cleaning device shown in FIG. 4 .
  • FIG. 8 is a schematic first use state diagram of an automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram schematically showing a cleaning method using an automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing another technical idea of the automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an automatic solar panel cleaning device according to an embodiment of the automatic solar panel cleaning system of FIG. 10 .
  • FIG. 12 is a schematic use state diagram of the automatic solar panel cleaning device shown in FIG. 11;
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an automatic solar panel cleaning device according to another embodiment of the automatic solar panel cleaning system of FIG. 10 .
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a structure according to an embodiment to which an automatic solar panel cleaning device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 15 is a partially exploded configuration diagram schematically illustrating an embodiment in which the artificial tunnel structure shown in FIG. 14 is implemented in a prefabricated manner.
  • FIG. 16 is a configuration diagram schematically showing an upper plate in the artificial tunnel structure shown in FIG. 14;
  • FIG. 17 is a configuration diagram schematically illustrating side plate connections in the artificial tunnel structure shown in FIG. 14 .
  • FIG. 18 is a schematic configuration diagram of a structure according to another embodiment to which an automatic solar panel cleaning device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a structure according to another embodiment to which an automatic solar panel cleaning device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 20 is a configuration diagram schematically showing a use state of the solar panel of FIG. 19 .
  • the arrangement of an arbitrary element on the "upper (or lower)" or “upper (or lower)” of a component means that an arbitrary element is placed in contact with the upper (or lower) surface of the component.
  • ком ⁇ онент when a component is described as “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components may be “interposed” between each component. ", or each component may be “connected”, “coupled” or “connected” through other components.
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the technical idea of a solar panel cleaning system according to the present invention.
  • the solar panel cleaning system includes a cleaning unit body, a driving force providing unit, and a control unit.
  • the cleaning unit body includes a fluid spray unit, a brush unit, and a mop unit.
  • the fluid spraying part, the brush part, and the mop part are sequentially positioned with respect to the conveying direction of the cleaning part body. That is, the fluid ejection part is positioned forward, the brush part is positioned next to the fluid ejection part, and then the mop part is positioned.
  • the fluid injection unit injects fluid onto the solar panel to remove foreign substances loaded on the solar panel.
  • the fluid spray unit may spray washing water or air, and may include a spray pump for this purpose.
  • the brush unit is for removing foreign substances that are not removed through the fluid spray unit, and includes a brush and a rotation device coupled thereto.
  • the mop part is for removing fluid or foreign substances sprayed through the fluid spraying part and remaining in the solar panel.
  • the mop unit includes a mop and a rotation device coupled to the mop.
  • the driving force providing unit is for moving the body of the cleaning unit and may include a motor.
  • the control unit includes a polluted area calculation unit for sensing a polluted area of the solar panel and a wireless communication module.
  • the solar panel of the solar power generation device is divided into a plurality of areas and includes a power generation amount detector.
  • the generation amount detection unit detects the amount of power generation for each area of the solar panel in real time, and the wireless communication module of the photovoltaic device transmits information on the contaminated area to the control unit using the amount of power generation detection information.
  • the contaminated area calculation unit of the control unit is for calculating whether or not a specific area of the solar panel is contaminated through the power generation amount detection information of the photovoltaic device, and may include a light amount sensor or a power generation amount detection sensor.
  • the contaminated area calculation unit determines that the area is contaminated.
  • the wireless communication module of the control unit transmits information on the contaminated area of the solar panel to the driving force providing unit and the washing unit main body.
  • the solar panel cleaning system further includes a rechargeable battery unit, and the rechargeable battery unit supplies electricity to the driving force providing unit, the control unit, and the washing unit body, respectively.
  • the solar panel cleaning system may further include a tank for providing fluid to the fluid spraying unit.
  • the washing unit body may include a suction unit instead of a fluid spray unit.
  • the washing unit body may further include a camera module, and after washing the contaminated area, the degree of washing may be confirmed by taking an image of the contaminated area. If contaminants remain even after the washing unit body passes through the imaged information, the washing unit body may move to the contaminated area again and perform the washing operation again.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an automatic solar panel cleaning device according to a first embodiment for implementing an automatic solar panel cleaning system according to the present invention
  • FIG. 3 is a solar panel automatic cleaning device shown in FIG. In, it is a configuration diagram schematically showing the fluid injection unit.
  • the solar panel automatic cleaning device includes a body body 10, a brush unit 20, a fluid spray unit 30, and a mop unit 40.
  • the brush unit 20, the fluid spray unit 30 and the mop unit 40 are coupled to the main body 10, and the main body 10 is movably coupled to the solar panel.
  • the main body 10 further includes a driving device (not shown) that provides a driving force for moving the solar panel.
  • the driving device is composed of a motor and a gear, and a gear portion corresponding to the gear of the driving device is formed on the solar panel, and the main body 10 may move along the solar panel according to the rotation of the motor.
  • the fluid injection unit 30 is positioned in front of the brush unit 20 with respect to the transport direction of the main body 10 .
  • the brush unit 20 is for removing foreign substances that are not removed through the fluid spray unit 30 .
  • the brush unit 20 includes a brush and a rotation device, and the rotation device is connected to the brush and rotates the brush.
  • the fluid injection unit 30 is for injecting fluid to the solar panel and includes spray bodies 31a and 31b and a nozzle.
  • the spray bodies 31a and 31b are located on both sides of the brush unit 20, respectively, and inside the spray bodies 31a and 31b are fluid transfer pipes (not shown) for supplying fluid to the nozzles 32, respectively. This is inherent Accordingly, the nozzle 32 receives the fluid through the fluid reservoir and the pump, and injects the fluid toward the front of the brush.
  • the mop unit 40 is for removing fluid or foreign substances that are sprayed through the fluid spraying unit and remain in the solar panel.
  • the mop unit 40 includes a pivoting body 41, a mop 42, and a pivoting support part 43.
  • the rotation body 41 is rotatably coupled to the main body 10 . And when the main body 10 reciprocates to clean the solar panel, it is rotated to be positioned at the rear of the brush unit 20.
  • the mop unit 40 includes a rotation device (not shown) for rotating the rotation support unit 43 .
  • the mop 42 includes a seat 42a, a frame 42b and a detachable member 42c.
  • the seat 42a is detachably coupled to the frame 42b by means of a detachable member 42c.
  • a mop 42 is coupled to one end of the rotation support 43, and the other end of the rotation support 43 is coupled to the main body 10.
  • the mop may be located on both sides based on the transfer direction of the body body 10 around the brush unit 20.
  • the automatic solar panel cleaning device includes a wireless communication module, receives information about a contaminated area from the outside, moves to the area, and performs a cleaning process.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an automatic solar panel cleaning apparatus according to a second embodiment for implementing an automatic solar panel cleaning system according to the present invention
  • FIGS. 5 to 7 are the solar panels shown in FIG. 4 It is a schematic usage state diagram of the automatic cleaning device.
  • the automatic solar panel cleaning device includes a body body 110, a brush unit 120, a fluid spray unit 130, a mop unit 140, a battery unit 150, and a fluid tank 160. do.
  • the brush unit 120, the fluid spray unit 130 and the mop unit 140 are coupled to the main body 110, and the main body 110 is movably coupled to the solar panel.
  • the main body 110 further includes a driving device (not shown) that provides a driving force for moving the solar panel.
  • the driving device is composed of a motor and a wheel part 111, and a frame part (SB) corresponding to the wheel part 111 is formed on the solar panel, and the wheel part 111 is operated according to the rotation of the motor, so that the body body It can be moved along the frame portion (SB) of (110).
  • the fluid injection unit 130 is positioned forward and backward of the brush unit 120 with respect to the transport direction of the main body 110 .
  • the brush unit 120 is for removing foreign substances that are not removed through the fluid spray unit 130 .
  • the brush unit 120 includes a brush and a rotation device.
  • the brush is formed in a cylindrical shape as a whole, and the rotation device is connected to the brush to rotate the brush.
  • the fluid injection unit 130 is for injecting fluid to the solar panel and includes a nozzle.
  • the nozzles are located on both sides of the brush unit 120 as the center, and the fluid injection unit 130 has a fluid transfer pipe (not shown) for supplying fluid to the nozzles, respectively. Accordingly, the nozzle receives fluid through the fluid reservoir and the pump, and injects the fluid forward and backward of the brush.
  • the mop unit 40 is for removing fluid or foreign substances that are sprayed through the fluid spraying unit and remain in the solar panel.
  • the mop unit 40 is mounted on the main body 110 and includes a rotary motor and a mop.
  • the mop may have a cylindrical shape as a whole.
  • the mop is connected to the rotary motor and rotated by the rotary motor to clean the solar panel.
  • the battery unit 150 is to provide electrical energy for operating the brush unit 120, the fluid spray unit 130, and the mop unit 140.
  • the battery unit 150 may include a wireless charging module and receive electrical energy generated through a solar panel.
  • the fluid tank 160 is a place where fluid for supplying fluid to the fluid spraying unit 130 is stored. That is, water or solar panel washing water may be stored in the fluid tank 160 .
  • the battery unit 150 and the fluid tank 160 are included, cleaning is possible while moving independently without a power supply line and a fluid supply pipe when washing a large area of a solar panel.
  • FIG. 8 is a schematic first use state diagram of an automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • a plurality of automatic solar panel cleaning devices 100 may be spaced apart at regular intervals and movably mounted on the solar panel.
  • the nearest automatic solar panel cleaning device 100 is moved to perform the cleaning process.
  • FIG. 9 is a configuration diagram schematically showing a cleaning method using an automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • the cleaning method using the self-cleaning movable solar panel structure includes a step of dividing a region of a solar panel, a step of calculating the amount of power generated for the region, a step of detecting contamination, and a step of cleaning whether contamination is present.
  • the step of dividing a region of the solar panel is a step of dividing the solar panel into a plurality of regions.
  • the step of calculating the amount of power generation for a region is a step of calculating the amount of power generated in real time for a plurality of divided regions.
  • the contamination detection step is a step of detecting contamination in real time through the amount of power generated in a plurality of divided areas. That is, when the amount of power generation is smaller than the error range by comparing the amount of power generation in adjacent areas, the contaminated area calculation unit determines that the area is contaminated.
  • the automatic solar panel cleaning device In the step of cleaning the contaminated area, the automatic solar panel cleaning device is moved to the contaminated area to clean the contaminated area.
  • the automatic solar panel cleaning device is installed to be movable at regular intervals.
  • an automatic cleaning device for adjacent solar panels moves and performs a cleaning process.
  • the contaminated area is transmitted to the wireless communication module of the automatic solar panel cleaning device in real time, the main body of the automatic solar panel cleaning device is transferred to the contaminated area, the fluid spraying unit sprays fluid, and the rotating device of the brush unit is a brush. is rotated, and the mop part removes remaining fluid or foreign substances from the solar panel.
  • FIG. 10 is a configuration diagram schematically showing another technical idea of the automatic solar panel cleaning system according to the present invention.
  • the solar panel cleaning and power generation system includes a cleaning module and a power generation module.
  • the cleaning module is for cleaning the solar panel and includes a cleaning unit body, a driving force providing unit and a control unit.
  • the cleaning unit body includes a rotating body and a brush unit.
  • the cleaning unit body may further include a fluid spraying unit for spraying fluid to the solar panel and a mop unit.
  • the rotatable main body is positioned so as to be rotatable on top of the solar panel.
  • the brush unit is for removing foreign substances from the solar panel and is coupled to the pivoting main body to clean the solar panel according to the rotation of the pivoting main body.
  • the mop part is for removing fluid and foreign substances remaining on the solar panel.
  • the fluid injection unit injects fluid onto the solar panel to remove foreign substances loaded on the solar panel.
  • the fluid spray unit may spray washing water or air, and may include a spray pump for this purpose.
  • the brush unit is for removing foreign substances and may be formed in a plate shape made of rubber.
  • the mop part is for removing fluid or foreign substances sprayed through the fluid spraying part and remaining in the solar panel.
  • the driving force providing unit rotates the body of the cleaning unit and may include a motor.
  • the power generation module includes a photovoltaic power generation module and a rotational power generation module.
  • the photovoltaic power generation module includes a photovoltaic panel, and the generated electrical energy is provided to the cleaning module.
  • the rotational power generation module is connected to the rotational main body of the cleaning module and generates electricity by the rotation of the rotational main body.
  • the power generation module may include a technical configuration of the power generation unit of the wind power generator.
  • the driving force providing unit rotates the cleaning unit body to wash the solar panel, and the power generation module generates electricity according to the rotation of the cleaning unit body.
  • the controller includes a polluted area calculation unit that senses a polluted area of the solar panel.
  • the solar panel is divided into a plurality of areas, and the contaminated area calculation unit identifies the contaminated area by using power generation or light amount information for each area of the solar panel.
  • the contaminated area calculation unit of the control unit calculates whether or not a specific area of the solar panel is contaminated through the power generation amount detection information of the photovoltaic device, and may include a light amount sensor or a power generation amount detection unit.
  • the contaminated area calculation unit determines that the area is contaminated.
  • a wireless communication module of the control unit may be further included.
  • the external weather information and environment information may be received through the wireless communication module, and the driving force providing unit may be operated using the received weather information.
  • the solar panel cleaning system may further include a tank for providing fluid to the fluid spraying unit.
  • the washing unit body may include a suction unit instead of a fluid spray unit.
  • the washing unit body may further include a camera module, and after washing the contaminated area, the degree of washing may be confirmed by taking an image of the contaminated area. If contaminants remain even after the washing unit body has passed through the imaged information, the washing unit body can rotate to the contaminated area again to perform the washing operation again.
  • a light emitting unit such as a led module and a warning sound generating device are further mounted on the rotating main body to chase away birds or implement a function as a display device.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an automatic solar panel cleaning device according to an embodiment of the automatic solar panel cleaning system of FIG. 10 .
  • the automatic solar panel cleaning device 1000 including a power generation module includes a cleaning unit main body 1100, a driving force providing unit 1200, and a power generation unit 1400.
  • the automatic solar panel washing device 1000 including a power generation module may further include a propeller 1300 for wind power generation connected to the power generation unit 1400.
  • the washing unit body 1100 includes a pivoting main body 1110 to which a plurality of radially extending bars are coupled.
  • Figure 2 shows a pivoting main body 1110 to which four bars are coupled, and may consist of a main body to which two or three bars are coupled.
  • a weight part 1111 is formed at an end of the pivotable main body 1110, and a brush part 1112 and a mop part 1113 extending toward the solar panel are coupled to the pivotable main body 1110.
  • the weight part 1111 is to provide an inertial force when the washing part body 1100 rotates. That is, when the rotational force applied to the washing unit body 1100 is stopped, the washing unit body 1100 continues to rotate due to the centrifugal force of the weight unit 1111 .
  • the brush unit 1112 and the mop unit 1113 may be coupled alternately in the rotational direction of the rotational main body 1110 .
  • a fluid spray hole 1114 for spraying a fluid toward the solar panel is formed in the cleaning unit body 1100 .
  • the solar panel automatic washing device 1000 further includes a fluid supply unit (not shown) for supplying washing water or air to the fluid spray hole 1114 .
  • the cleaning unit body 1100 further includes a camera module, and after washing the contaminated area, the degree of cleaning may be confirmed by taking an image of the contaminated area. If contaminants remain even after the washing unit body has passed through the imaged information, the main body rotates to the contaminated area again to perform the washing operation again.
  • the propeller 1300 for wind power generation is connected so as to stand upright on the upper part of the washing unit body 1100 .
  • the propeller 1300 for wind power generation includes a horizontal body 1310, vertical blades 1320 and a support bar 1330.
  • the support bar may be connected to the upper portion of the central portion of the cleaning unit body 1100 so as to stand upright.
  • the vertical wing 1320 is to provide rotational force by wind, and one end is connected to the horizontal body, and the other end is connected to the pivoting main body 1110.
  • the vertical wing 1320 is made of a plate shape and has a curved surface to provide a turning force by the wind.
  • the driving force providing unit 1200 rotates the cleaning unit body 1100 .
  • the driving force providing unit 1200 includes a motor 1210, a gear unit 1220, and a connecting bar 1230.
  • the motor 1210 provides rotational force and rotates the connecting bar 1230 through the gear unit 1220 .
  • the connecting bar 1230 is connected to the pivoting main body 1110.
  • the driving bar 1410 of the power generation unit 1400 is connected to the connecting bar 1230 and is rotated by the connecting bar 1230.
  • the power generation unit 1400 is generated by rotation of the driving bar 1410 and may be implemented as a power generation unit of a wind power generator.
  • FIG. 12 is a schematic use state diagram of the automatic solar panel cleaning device shown in FIG. 11;
  • the automatic solar panel cleaning device 1000 including a power generation module is coupled to the solar panel 100.
  • the cleaning unit body 1100 is positioned above the solar panel 100 , and the driving force providing unit 1200 and the power generation unit 1400 are located below the solar panel 100 .
  • the brush unit 1112 and the mop unit 1113 of the washing unit body 1100 are positioned to be in contact with the solar panel 100 .
  • the fluid injection port 1114 of the cleaning unit body 1100 is
  • the fluid injection port 1114 of the pivoting main body 1110 injects washing water toward the solar panel. Accordingly, the cleaning power of the solar panel is improved, and the washing water remaining in the solar panel is removed by the mop unit 1113 to prevent a decrease in power generation.
  • the camera module takes an image of the contaminated area after washing the contaminated area to check the degree of cleaning, and if the contaminants remain even after the main body passes through the imaged information, the washing unit body rotates to the contaminated area again to perform cleaning work again Do it.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an automatic solar panel cleaning device according to another embodiment of the automatic solar panel cleaning system of FIG. 10 .
  • the pivotable main body 1110 further includes an auxiliary body 1110a.
  • the auxiliary body 1110a is for additionally washing the black area B of the solar panel that cannot be washed through the pivoting main body 1110.
  • auxiliary body (1110a) may be coupled to the end of the pivoting main body (1110) to be retractable.
  • auxiliary body (1110a) may be rotatably coupled to the end of the pivotable main body (1110).
  • FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a structure according to an embodiment to which an automatic solar panel cleaning device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the convergence power generation system 100 using solar and wind power includes an artificial tunnel structure 110, a solar power generation module 120, a wind power generation module, an artificial tunnel electric device (not shown), and a power storage unit ( (not shown) and a controller (not shown).
  • the above-described automatic solar panel cleaning device is mounted on the solar panel of the photovoltaic module mounted on the artificial tunnel structure 110 .
  • the artificial tunnel structure 110 is constructed on a road.
  • the photovoltaic power generation module 120 is mounted on the artificial tunnel structure 110
  • the wind power generation module 130 may be mounted on the artificial tunnel structure 110 or mounted outside the artificial tunnel structure 110 .
  • the wind power generation modules 130a and 130b may be installed on both sides of the artificial tunnel structure 110, respectively.
  • the artificial tunnel structure 110 is generally installed in a terrain that is not subject to sunlight interference, as much sunlight as possible can be introduced.
  • the wind power generation module may include a first wind power generation module (not shown) and a second wind power generation module 130 .
  • the first wind power generation module is for generating electricity by using wind flowed by a vehicle traveling inside the artificial tunnel structure 110 .
  • the second wind power generation module is for generating electricity by using natural wind flowing in the vicinity of the artificial tunnel structure 110 .
  • the second wind power generation module 130 includes a rotation detection sensor (not shown) and a rotation device (not shown) for detecting rotation of the blade.
  • the control unit is connected to the photovoltaic power generation module 120, the wind power generation module 130, and the vehicle artificial tunnel electric device 140, and the electricity generated by the photovoltaic power generation module 120 and the wind power generation module 130 is supplied to the power storage unit. Or, it is controlled to be transmitted to an artificial tunnel electric device (not shown).
  • the artificial tunnel electric device (not shown) includes a display device, an air purifier, a reverse entry detection sensor, and a reverse entry blocker.
  • the air purifier may be formed in a rectangular or cylindrical shape.
  • the air purifying device is formed to extend along the direction of the artificial tunnel, the air purifying efficiency is improved.
  • the reverse entry detection sensor detects the reverse entry of the vehicle, and the reverse entry blocker blocks the reverse entry of the vehicle by activating the blocking bar when the reverse entry is detected.
  • control unit includes a wind speed sensor and a wired/wireless communication module to operate the rotation device of the second wind power generation module 130, receives rotation state information of the blade in real time through the rotation detection sensor of the blade, and selectively selects the blade. rotate to
  • FIG. 15 is a partially exploded configuration diagram schematically illustrating an embodiment in which the artificial tunnel structure shown in FIG. 14 is implemented in a prefabricated manner.
  • FIG. 16 is a configuration diagram schematically showing an upper plate in the artificial tunnel structure shown in FIG. 14;
  • FIG. 17 is a configuration diagram schematically illustrating side plate connections in the artificial tunnel structure shown in FIG. 14 .
  • the prefabricated artificial tunnel including the self-power generation system includes a tunnel structure 110 and a photovoltaic power generation unit 120, and the photovoltaic power generation unit 120 is coupled to the top of the tunnel structure 110. .
  • the above-described automatic solar panel cleaning device is mounted on the solar panel of the photovoltaic power generation unit.
  • the wind power generator 130 may be mounted on the tunnel structure 110 or installed around the tunnel structure 110 .
  • the tunnel structure may be integrally formed or may be prefabricated. It includes a side wall portion 114, a first connection member 115 and a second connection member 116.
  • a first connecting member 115 and a second connecting member 116 are coupled to the upper and lower portions of the pillar portion 111, respectively.
  • an upper coupling portion 111a and an upper buffer portion 111b are formed at the upper end of the pillar portion 111, and a lower coupling portion (not shown) and an upper buffer portion (not shown) are formed at the lower end of the pillar portion 111. is formed
  • the lower coupling part (not shown) and the upper buffer part (not shown) are for coupling the second connection member 116 and may have the same configuration as the upper coupling part 111a and the upper buffer part 111b.
  • the upper coupling portion 111a may be formed in the shape of an insertion groove, and the upper shock absorbing portion 111b is coupled to the outer circumferential portion of the upper coupling portion 111a.
  • the upper buffer portion 111b is a damping structure and may be made of a buffer material such as rubber.
  • the first connecting member 115 and the second connecting member 116 are formed with pillar coupling parts 115a and 116a coupled to the pillar portion, respectively, and frames coupled to the upper frame 113 and the lower frame 112, respectively.
  • a coupling portion (not shown) is formed.
  • the pillar coupling portions 115a and 116a may be formed of protrusions corresponding to the upper coupling portion 111a and the lower coupling portion, and the supporting portion coupling portion (not shown) has the same shape as the pillar coupling portions 115a and 116a. It can be done.
  • the upper frame 113 is coupled to the pillar portion 111 by the first connecting member 115 and is coupled to the upper end of the side wall portion 114 .
  • the photovoltaic power generation unit 120 is coupled to the upper portion of the upper frame 113 .
  • the upper frame 113 has a pillar coupling portion 113a and a column buffering portion 113b formed, and the column coupling portion 113a is formed to correspond to the frame coupling portion of the first connecting member.
  • the pillar coupling portion 113a may be formed in an insertion groove shape, and the column buffer portion 113b is coupled to the outer periphery of the column coupling portion 113a.
  • the column buffer 113b is a damping structure and may be made of a buffer material such as rubber.
  • the upper frame 113 may be formed with a power generation unit coupling portion 113c and a power generation unit buffer unit 113d for coupling the photovoltaic power generation unit 120 thereon.
  • the power generation unit coupling unit 113c and the inversion unit buffer unit 113d may have the same functions and shapes as the pillar unit coupling unit 113a and the column buffer unit 113b.
  • a side wall coupling portion 113e into which the side wall portion 114 is inserted and coupled is formed at a lower portion of the upper frame 113 .
  • the side wall coupling portion 113e may be formed in a groove shape, and a buffer unit (not shown) may be further formed outside the side wall coupling portion 113e.
  • the lower frame 112 may have the same shape as the upper frame 113, but only the power generation unit coupling portion 113c and the power generation unit buffer unit 113d are not formed.
  • the lower frame 112 has a pillar coupling portion 112a and a column buffering portion 112b formed, and the column coupling portion 112a is formed to correspond to the frame coupling portion of the second connecting member 116. .
  • the pillar coupling portion 112a may be formed in an insertion groove shape, and the column buffer portion 112b is coupled to the outer circumferential portion of the column coupling portion 112a.
  • the column buffer 112b is a damping structure and may be made of a buffer material such as rubber.
  • a side wall coupling portion 112e into which the side wall portion 114 is inserted and coupled is formed at an upper portion of the lower frame 112 .
  • the side wall coupling portion 112e may be formed in a groove shape, and a buffer unit (not shown) may be further formed outside the side wall coupling portion 112e.
  • the side wall portion 114 is inserted into and coupled to the side wall coupling portions 112e and 113e of the upper frame and the lower frame.
  • a side wall coupling portion may be additionally formed in the pillar portion 111, and the side wall portion may be inserted and coupled to the pillar portion.
  • the tunnel structure 110 of the prefabricated artificial tunnel including the self-power generation system further includes a connecting column portion 117. This is to form one tunnel structure by connecting side wall portions when the tunnel structure 110 is formed to be large.
  • the sidewalls are connected to both sides of the connecting pillar portion 117.
  • side wall coupling parts 117a and 117b are formed on both sides of the connecting pillar part 117 .
  • the connecting pillar part 117 may include an upper coupling part, an upper buffer part, a lower coupling part, and a lower buffer part having the same shape as the pillar part 111 .
  • the photovoltaic power generation unit 120 includes a solar panel unit 121 and a top plate part 122, the solar panel unit 121 is coupled to the top plate part 122, and the top plate part 122 is an upper frame 113 coupled to
  • a solar panel coupling portion 124 is formed on the upper plate portion 122, and a top plate coupling portion (not shown) corresponding to the solar panel coupling portion 124 is formed on the solar panel portion 121.
  • the solar panel coupling portion 124 may be formed in a groove shape, and the top plate coupling portion may be formed of a protruding coupling portion.
  • a buffer unit may be formed in the solar panel coupling unit 124 .
  • a frame coupling portion 123 corresponding to the power generation unit coupling portion 113c is formed on the upper plate portion 122 .
  • a gap may be formed between the solar panel unit 121 and the upper plate unit 122, and a cooling fan (not shown) may be coupled to the gap.
  • the cooling fan is for moving air between the solar panel unit 121 and the upper plate unit 122, and the temperature of the solar panel unit 121 is lowered through the air flow by the cooling fan and the solar power generation unit 120 ), the power generation efficiency is improved.
  • FIG. 18 is a schematic configuration diagram of a structure according to another embodiment to which an automatic solar panel cleaning device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • the convergence power generation system 100 of the railroad using solar and wind power includes an artificial tunnel structure 110, a photovoltaic power generation module 120, wind power generation modules 130A and 130B, and an artificial tunnel electric device ( It includes a power storage unit (not shown) and a control unit (not shown).
  • the artificial tunnel structure 110 is constructed on a railroad. That is, it is formed as a tunnel structure in which the iron road extends into the artificial tunnel structure 110.
  • the photovoltaic power generation module 120 is mounted on the artificial tunnel structure 110, and the wind power generation modules 130A and 130B are installed inside the artificial tunnel structure 110 or installed outside the artificial tunnel structure 110. It can be.
  • the above-described automatic solar panel cleaning device is mounted on the solar panel of the solar power module.
  • the wind power generation module 130B installed inside the artificial tunnel structure 110 may be installed on both sides of the railway, and the wind power generation module 130A installed outside the artificial tunnel structure 110 is an artificial tunnel. It may be installed on both sides of the structure 110, respectively.
  • the wind power generation module includes the first wind power generation module 130A installed outside the artificial tunnel structure and the second wind power generation module 130B installed inside the artificial tunnel structure and located on both sides of the railway. can do.
  • the first wind power generation module 130A is for generating electricity by using wind flowed by a train running inside the artificial tunnel structure 110 .
  • the second wind power generation module 130B is for generating electricity by using natural wind flowing in the vicinity of the artificial tunnel structure 110 .
  • first and second wind power generation modules 130A and 130B each include a rotation detection sensor (not shown) and a rotation device (not shown) for detecting rotation of the blade.
  • the control unit is connected to the photovoltaic power generation module 120, the wind power generation modules 130A and 130B, and the railroad artificial tunnel electric device 140, and the solar power generation module 120 and the wind power generation modules 130A and 130B generate It controls electricity to be delivered to a power storage unit or an electric device (not shown) in a railroad artificial tunnel.
  • the artificial tunnel electric device (not shown) includes a display device, an air purifier, a detection sensor, a fluid supply device, and the like.
  • the air purifier may be formed in a rectangular or cylindrical shape.
  • the air purifying device is formed to extend along the moving direction of the artificial tunnel structure, the air purifying efficiency is improved.
  • the fluid providing device is for providing fluid in the artificial tunnel structure, and is for providing fluid for fire and quarantine. A detailed technical configuration for this will be described later.
  • control unit includes a wind speed sensor and a wired/wireless communication module to operate the rotation device of the wind power generation modules 130A and 130B, receives rotation state information of the blade in real time through the rotation detection sensor of the blade, and selects the blade rotate to
  • FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a structure according to another embodiment to which an automatic solar panel cleaning device according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 20 is a configuration diagram schematically showing a use state of the solar panel of FIG. 19 .
  • the solar power generation system 10 of the river includes a photovoltaic power generation unit 11 and a support unit 12 .
  • the photovoltaic power generation unit includes a plurality of solar panels 11 .
  • the plurality of solar panels are combined so that the plurality of solar panels are slidably folded and unfolded.
  • the above-described automatic solar panel cleaning device is mounted on a photovoltaic power generation unit.
  • the support portion 12 includes a body support portion 12a and a central support portion 12b.
  • the main body support 12a is for supporting a plurality of solar panels 11 folded to one side, and the central support 12b is for supporting the solar panels in the central part of the river when the plurality of solar panels are unfolded. .
  • a cylindrical or rectangular air purifier may be mounted along the extension direction of the river on the central support portion 12b. Accordingly, the support part can be implemented as one huge air purifier.
  • the main body support 12a is installed on the edge of the stream and may include a plurality of supports.
  • a guide support 12c may be connected between the body support 12a and the central support 12b, and the guide support 12c may support and move the side of the solar panel.
  • a groove portion for supporting the solar panel may be formed in the guide support portion 12c.
  • the support may further include a central connection portion 12d connecting the central support portion 12b in the longitudinal direction. That is, the central connecting portion 12d extends in the longitudinal direction of the river.
  • the plurality of solar panels 11 are unfolded by the solar panel driving device in a folded state on the body support 12a, and are extended to the central support 12b while being supported by the guide support 12c.
  • the main body support 12a is located on both sides of the river
  • the central support 12b is located in the central part of the river
  • the plurality of solar panels are moved from the river side to selectively spread toward the central part of the river.
  • a plurality of photovoltaic panels can be spread out to cover the river to maximize solar power generation, and can be safely maintained in a folded state when natural disasters such as strong winds or typhoons are expected.
  • Solar power generation is maximized as there are no obstacles preventing sunlight from entering.
  • a river purification device and a water spray device may be mounted on the central support 12b.
  • the present invention may be implemented by mounting a plurality of solar panels from the central support 12b to the main body support 12a.
  • the automatic solar panel cleaning device and the solar panel cleaning system using the same according to the present invention can be implemented by being mounted on a bus stop, a barn, a greenhouse structure, a river structure, and the like.

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 세척시스템은 태양광 패널에 적재된 이물질을 제거하기 위한 세척부 본체와, 상기 세척부 본체를 이동시키는 구동력 제공부와, 상기 태양광 패널의 오염영역을 센싱하는 오염영역 산출부와 세척부 본체에 오염영역에 대한 정보를 구동력 제공부 및 세척부 본체에 제공하기 위한 무선통신모듈을 포함하는 제어부를 포함한다.

Description

태양광 패널 자동 세척장치 및 이를 이용한 태양광 패널 세척시스템
본 발명은 태양광 패널 세척시스템 및 이를 이용한 세척방법에 관한 것이다.
근래에는 천연자원의 고갈과 화력 및 원자력 발전에 대한 환경 및 안전성 등의 문제가 제기되면서 청정에너지인 태양광이나 풍력에 대한 연구가 활발히 진행중이다.
특히, 태양광을 이용한 발전시스템은 무한하고 청정에너지라는 관점에서 상당히 각광을 받으면서 주거용 발전이나 가로등 또는 원거리에 떨어져 있는 무인등대나 시계탑등 매우 다양하게 활용되고 있다. 한편, 이러한 태양광 발전시스템은 일사량을 많이 얻을 수 있는 건물의 옥상에 설치되거나 일조권이 잘 확보될 수 있는 야산과 같은 한적한 곳에 태양광에 직접 노출되어 설치되는 경우가 많다.
또한, 태양광 패널은 발전효율을 증대시키기 위해 광범위한 범위에 태양광 패널을 장착하여 고정형으로 사용하고 있다.
그러나 종래기술에 따른 태양광 패널은 고정형이고, 이물질에 의해 태양광 패널이 오염될 경우 태양광 패널의 발전효율이 저하되는 문제점을 지니고 있다.
또한, 종래의 태양광 패널 세척장치는 효과적인 세척이 어렵고, 실시간으로 넓은 면적을 효과적으로 세척할 수 없는 문제점을 지니고 있다.
본 발명의 목적은 넓은 면적의 태양광 패널의 오염영역을 확인하고 자동으로 세척할 수 있는 자동 세척 이동형 태양광 패널 구조체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 넓은 면적의 태양광 패널의 오염영역을 확인하고 자동으로 세척할 수 있고, 세척과 동시에 전기에너지를 발생시킬 수 있는 발전모듈을 포함하는 태양광 패널 자동 세척장치 및 이를 이용한 태양광 패널 세척 및 발전시스템과 이를 이용한 발전방법 및 세척방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 세척시스템은 태양광 패널에 적재된 이물질을 제거하기 위한 세척부 본체와, 상기 세척부 본체를 이동시키는 구동력 제공부와, 상기 태양광 패널의 오염영역을 센싱하는 오염영역 산출부와 세척부 본체에 오염영역에 대한 정보를 구동력 제공부 및 세척부 본체에 제공하기 위한 무선통신모듈을 포함하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 제공장치는 태양광 패널에 이동가능하도록 결합된 본체바디와, 태양광 패널에 유체를 분사하기 위한 노즐을 포함하고 상기 본체바디에 결합된 유체분사부와, 상기 본체바디의 이송방향을 기준으로 상기 유체분사부의 후방에 위치되고 상기 본체바디에 결합된 브러시부와, 상기 유체분사부를 통해 분사되어 태양광 패널에 잔존하는 유체 또는 이물질을 제거하기 위한 걸레부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 발전모듈을 포함하는 태양광 패널 자동 세척장치 및 이를 이용한 태양광 패널 세척 및 발전시스템은 회동식 본체바디와 브러시부를 포함하는 세척부 본체와, 상기 세척부 본체를 회동시키는 구동력을 제공하는 구동력 제공부를 포함하는 세척모듈 및 태양광 발전모듈을 포함하고 상기 세척모듈에 전기를 공급하는 발전모듈을 포함한다.
본 발명에 의하면 넓은 면적의 태양광 패널의 오염영역을 확인하고 자동으로 세척할 수 있는 자동 세척 이동형 태양광 패널 구조체를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템의 기술사상을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템을 구현하기 위한 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 태양광 패널 자동 세척 장치에 있어서, 유체분사부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템을 구현하기 위한 제2 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척 장치의 개략적인 구성도이다.
도 5 내지 도 7은 도 4에 도시한 태양광 패널 자동 세척 장치의 개략적인 사용상태도이다.
도 8은 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템의 개략적인 제1 사용상태도이다.
도 9는 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템을 이용한 세척방법을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템의 다른 기술사상을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 11은 도 10의 자동 태양광 패널 세척시스템의 일실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치의 개략적인 구성도이다.
도 12는 도 11에 도시한 태양광 패널 자동 세척장치의 개략적인 사용상태도이다.
도 13는 도 10의 자동 태양광 패널 세척시스템의 다른 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치의 개략적인 구성도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치가 적용된 일실시예에 따른 구조물을 개략적인 구성도이다.
도 15는 도 14에 도시한 인공터널 구조물이 조립식으로 구현된 일실시예를 개략적으로 도시한 부분 분해 구성도이다.
도 16은 도 14에 도시한 인공터널 구조물에 있어서 상판부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 17은 도 14에 도시한 인공터널 구조물에 있어서, 측판 연결부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치가 적용되는 다른 실시예에 따른 구조물을 개략적인 구성도이다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치가 적용되는 또 다른 실시예에 따른 구조물을 개략적인 구성도이다.
도 20은 도 19에 태양광 패널의 사용상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 패널 세척시스템의 기술사상을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 태양광 패널 세척시스템은 세척부 본체, 구동력 제공부 및 제어부를 포함한다.
세척부 본체는 유체분사부, 브러시부 및 걸레부를 포함한다.
세척부 본체의 이송방향에 대하여 유체분사부, 브러시부 및 걸레부가 순차적으로 위치된다. 즉, 유체분사부가 전방으로 위치되고, 유체분사부 다음에 브러시부가 위치되고, 그 다음에 걸레부가 위치된다.
유체분사부는 태양광 패널에 적재된 이물질을 제거하기 위해 태양광 패널에 유체를 분사한다. 이를 위해 유체분사부는 세척수 또는 에어를 분사할 수 있고, 이를 위한 분사펌프를 포함할 수 있다.
브러시부는 유체분사부를 통해 제거되지 않는 이물질을 제거하기 위한 것으로, 브러시와 이에 결합되는 회동장치를 포함한다.
걸레부는 유체분사부를 통해 분사되어 태양광 패널에 잔존하는 유체 또는 이물질을 제거하기 위한 것이다. 이를 위해 걸레부는 걸레와 걸레에 결합된 회동장치를 포함한다.
구동력 제공부는 세척부 본체를 이동시키기 위한 것으로, 모터를 포함하여 이루어질 수 있다.
제어부는 태양광 패널의 오염영역을 센싱하는 오염영역 산출부와 무선통신모듈을 포함한다.
또한, 태양광 발전장치의 태양광 패널은 복수의 영역으로 나뉘어져 있고, 발전량 감지부를 포함한다. 발전량 감지부는 태양광 패널의 각각의 영역에 대한 발전량을 실시간으로 검출하고, 태양광 발전장치의 무선통신모듈은 발전량 검출정보를 이용하여 오염영역에 대한 정보를 제어부에 전달한다.
제어부의 오염영역 산출부는 태양광 발전장치의 발전량 검출정보를 통해 태양광 패널의 특정 영역에 대하여 오염여부를 산출하기 위한 것으로, 광량센서 또는 발전량 검출센서를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 인접한 영역의 발전량을 비교하여 발전량이 오차범위 이상으로 작을 경우 오염영역 산출부는 해당영역이 오염된 것으로 판단한다.
제어부의 무선통신모듈은 태양광 패널의 오염영역 정보를 구동력 제공부 및 세탁부 본체에 전달한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 세척시스템은 충전식 배터리부를 더 포함하고, 충전식 배터리부는 각각 구동력 제공부, 제어부 및 세탁부 본체에 각각 전기를 공급한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 세척시스템은 유체분사부에 유체를 제공하는 탱크를 더 포함할 수 있다.
또한, 세탁부 본체는 유체분사부 대신 흡입부를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 세탁부 본체는 카메라 모듈을 더 포함하고, 오염영역을 세척한 후에 오염영역을 촬상하여 세척정도를 확인할 수 있다. 촬상된 정보를 통해 세탁부 본체가 지나간 후에도 오염물이 잔존하는 경우 세탁부 본체은 다시 오염영역으로 이동하여 다시한번 세척작업을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템을 구현하기 위한 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척 장치의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시한 태양광 패널 자동 세척 장치에 있어서, 유체분사부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 태양광 패널 자동 세척장치는 본체바디(10), 브러시부(20), 유체분사부(30) 및 걸레부(40)를 포함한다.
보다 구체적으로, 본체바디(10)에는 브러시부(20), 유체분사부(30) 및 걸레부(40)가 결합되고, 본체바디(10)는 태양광 패널에 이동가능하도록 결합된다.
또한, 본체바디(10)는 태양광 패널에 대하여 이동되는 구동력을 제공하는 구동장치(미도시)를 더 포함한다. 구동장치는 모터 및 기어로 이루어지고, 태양광 패널에는 구동장치의 기어에 대응되는 기어부가 형성되고, 모터의 회동에 따라 본체바디(10)는 태양광 패널을 따라 이동될 수 있다.
본체바디(10)의 이송방향에 대하여 브러시부(20)의 전방으로 유체분사부(30)이 위치된다. 그리고 브러시부(20)는 유체분사부(30)를 통해 제거되지 않는 이물질을 제거하기 위한 것이다.
브러시부(20)는 브러시와 회동장치를 포함하고, 회동장치는 브러시에 연결되고, 브러시를 회동시킨다.
유체분사부(30)는 태양광 패널에 유체를 분사하기 위한 것으로 분사바디(31a,31b) 및 노즐을 포함한다. 또한, 분사바디(31a,31b)는 각각 브러시부(20)를 중심으로 양측에 위치되고, 분사바디(31a,31b)의 내부에는 노즐(32)에 각각 유체를 제공하는 유체이송관(미도시)이 내재된다. 이에 따라 노즐(32)은 유체저장소 및 펌프를 통해 유체를 제공받고, 브러시의 전방으로 유체를 분사한다.
걸레부(40)는 유체분사부를 통해 분사되어 태양광 패널에 잔존하는 유체 또는 이물질을 제거하기 위한 것이다.
이를 위해 걸레부(40)는 회동바디(41), 걸레(42) 및 회동지지부(43)를 포함한다. 회동바디(41)는 본체바디(10)에 회동가능하도록 결합된다. 그리고 본체바디(10)가 태양광 패널의 세척을 위해 왕복할 경우 브러시부(20)의 후방에 위치되도록 회동된다. 이를 위해 걸레부(40)는 회동지지부(43)을 회동시키는 회동장치(미도시)를 포함한다.
걸레(42)는 시트(42a), 프레임(42b) 및 탈부착부재(42c)를 포함한다. 시트(42a)는 프레임(42b)에 탈부착부재(42c)에 의해 탈부착가능하도록 결합된다.
회동지지부(43)의 일단부에는 걸레(42)가 결합되고, 회동지지부(43)의 타단부는 본체바디(10)에 결합된다.
또한, 걸레는 브러시부(20)를 중심으로 본체바디(10)의 이송방향을 기준으로 양측에 위치될 수 있다.
또한, 태양광 패널 자동 세척 장치는 무선통신모듈을 포함하고, 오염영역에 대하여 외부로부터 정보를 전송받고 그 영역으로 이동하여 세척공정을 수행한다.
도 4는 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템을 구현하기 위한 제2 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척 장치의 개략적인 구성도이고, 도 5 내지 도 7은 도 4에 도시한 태양광 패널 자동 세척 장치의 개략적인 사용상태도이다.
도시한 바와 같이, 태양광 패널 자동 세척장치는 본체바디(110), 브러시부(120), 유체분사부(130), 걸레부(140), 배터리부(150) 및 유체탱크(160)를 포함한다.
보다 구체적으로, 본체바디(110)에는 브러시부(120), 유체분사부(130) 및 걸레부(140)가 결합되고, 본체바디(110)는 태양광 패널에 이동가능하도록 결합된다.
또한, 본체바디(110)는 태양광 패널에 대하여 이동되는 구동력을 제공하는 구동장치(미도시)를 더 포함한다. 구동장치는 모터 및 바퀴부(111)로 이루어지고, 태양광 패널에는 바퀴부(111)에 대응되는 프레임부(SB)가 형성되고, 모터의 회동에 따라 바퀴부(111)는 동작되어 본체바디(110)의 프레임부(SB)를 따라 이동될 수 있다.
본체바디(110)의 이송방향에 대하여 브러시부(120)의 전방 및 후방으로 유체분사부(130)가 위치된다. 그리고 브러시부(120)는 유체분사부(130)를 통해 제거되지 않는 이물질을 제거하기 위한 것이다.
브러시부(120)는 브러시와 회동장치를 포함한다. 브러시는 전체적으로 원통형으로 형성되고, 회동장치는 브러시에 연결되어 브러시를 회동시킨다.
유체분사부(130)는 태양광 패널에 유체를 분사하기 위한 것으로 노즐을 포함한다. 또한, 노즐은 각각 브러시부(120)를 중심으로 양측에 위치되고, 유체분사부(130)은 노즐에 각각 유체를 제공하는 유체이송관(미도시)이 내재된다. 이에 따라 노즐은 유체저장소 및 펌프를 통해 유체를 제공받고, 브러시의 전방 및 후방으로 유체를 분사한다.
걸레부(40)는 유체분사부를 통해 분사되어 태양광 패널에 잔존하는 유체 또는 이물질을 제거하기 위한 것이다. 이를 위해 걸레부(40)는 본체바디(110)에 장착되고, 회동모터와 걸레를 포함한다. 걸레는 전체적으로 원통형으로 이루어질 수 있다. 걸레는 회동모터에 연결되고, 회동모터에 의해 회동되면서 태양광 패널을 청소할 수 있다.
배터리부(150)는 브러시부(120), 유체분사부(130) 및 걸레부(140)를 작동시키기 위한 전기에너지를 제공하기 위한 것이다.
또한, 배터리부(150)는 무선충전모듈을 포함하고, 태양광 패널을 통해 발전된 전기에너지를 공급받을 수 있다.
유체탱크(160)는 유체분사부(130)에 유체를 공급하기 위한 유체가 저장되는 곳이다. 즉, 유체탱크(160)에는 물 또는 태양광 패널 세척수가 저장될 수 있다.
상기한 바와 같이 배터리부(150)와 유체탱크(160)를 포함하여 이루어짐에 따라 넓은 면적의 태양광 패널 세척시 전력공급선과 유체공급관 없이 독립적으로 이동하면서 세척이 가능하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템의 개략적인 제1 사용상태도이다.
도시한 바와 같이, 태양광 패널(S)이 넓은 면적으로 형성될 경우 태양광 패널 자동 세척장치(100)는 일정 간격을 두고 복수개가 이격되어 태양광 패널에 이동가능하도록 장착될 수 있다.
또한, 오염영역 산출부를 통해 태양광 패널의 오염영역이 확인될 경우, 가장 인접한 태양광 패널 자동 세척장치(100)가 이동되어 세척공정을 수행한다.
이에 따라 넓은 면적의 태양광 패널(S)에 대하여 실시간으로 오염여부를 확인하고 세척공정을 수행할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템을 이용한 세척방법을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 자동 세척 이동형 태양광 패널 구조체를 이용한 세척방법은 태양광 패널의 영역 분할단계와, 영역에 대한 발전량 산출단계와, 오염여부 검출단계와, 오염여부 세척단계를 포함한다.
태양광 패널의 영역 분할단계는 태양광 패널을 복수의 영역으로 분할하는 단계이다.
영역에 대한 발전량 산출단계는 분할된 복수의 영역에 대하여 실시간으로 발전량을 산출하는 단계이다.
오염여부 검출단계는 분할된 복수의 영역에 대한 발전량을 통해 실시간으로 오염여부를 검출하는 단계이다. 즉, 인접한 영역의 발전량을 비교하여 발전량이 오차범위 이상으로 작을 경우 오염영역 산출부는 해당영역이 오염된 것으로 판단한다.
오염영역 세척단계는 오염영역에 대하여 태양광 패널 자동 세척장치를 이동시켜 오염영역을 세척한다.
또한, 태양광 패널이 수 km에 걸쳐 형성될 경우, 태양광 패널 자동 세척장치를 일정간격을 두고 이동가능하도록 설치한다.
그리고 오염여부 검출단계를 통해 오염영역이 확인될 경우 인접한 태양광 패널 자동 세척장치가 이동하여 세척공정을 수행한다.
또한, 태양광 패널 자동 세척장치의 무선통신모듈에 오염영역을 실시간으로 전송하고 태양광 패널 자동 세척장치의 본체바디는 오염영역으로 이송하고, 유체분사부는 유체를 분사하고, 브러시부의 회동장치는 브러시를 회동시키고, 걸레부는 태양광 패널의 잔존 유체 또는 이물질을 제거한다.
이에 따라, 오염영역에 대하여 실시간으로 세척이 가능하게 될 뿐만 아니라 넓은 면적의 태양광 패널을 효과적으로 세척하고, 항상 균일한 발전량을 얻을 수 있게 된다.
도 10은 본 발명에 따른 자동 태양광 패널 세척시스템의 다른 기술사상을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 태양광 패널 세척 및 발전시스템은 세척모듈 및 발전모듈을 포함한다.
보다 구체적으로, 세척모듈은 태양광 패널을 세척하기 위한 것으로 세척부 본체, 구동력 제공부 및 제어부를 포함한다.
세척부 본체는 회동식 본체바디와 브러시부를 포함한다. 세척부 본체는 태양광 패널에 유체를 분사하기 위한 유체분사부와, 걸레부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
회동식 본체바디는 태양광 패널의 상부에 회동가능하도록 위치된다.
브러시부는 태양광 패널의 이물질을 제거하기 위한 것으로 회동식 본체바디에 결합되어 회동식 본체바디의 회동에 따라 태양광 패널을 세척한다.
걸레부는 태양광 패널에 잔존하는 유체와 이물질을 제거하기 위한 것이다.
유체분사부는 태양광 패널에 적재된 이물질을 제거하기 위해 태양광 패널에 유체를 분사한다. 이를 위해 유체분사부는 세척수 또는 에어를 분사할 수 있고, 이를 위한 분사펌프를 포함할 수 있다.
브러시부는 이물질을 제거하기 위한 것으로, 고무소재의 판형상으로 이루어질 수 있다.
걸레부는 유체분사부를 통해 분사되어 태양광 패널에 잔존하는 유체 또는 이물질을 제거하기 위한 것이다.
구동력 제공부는 세척부 본체를 회동시키기 위한 것으로, 모터를 포함하여 이루어질 수 있다.
발전모듈은 태양광 발전모듈과 회동식 발전모듈을 포함한다.
태양광 발전모듈은 태양광 패널을 포함하고, 생성된 전기에너지는 세척모듈에 제공된다.
회동식 발전모듈은 세척모듈의 회동식 본체바디에 연결되고, 회동식 본체바디의 회동에 의해 전기를 발전시킨다. 이를 위해 발전모듈은 풍력발전기의 발전부의 기술구성을 포함하여 이루어질 수 있다.
이에 따라, 구동력 제공부는 세척부 본체를 회동시켜 태양광 패널을 세척시키고, 세척부 본체의 회동에 따라 발전모듈은 전기를 발생시킨다.
제어부는 태양광 패널의 오염영역을 센싱하는 오염영역 산출부를 포함한다.
또한, 태양광 패널은 복수의 영역으로 나뉘어져 있고, 오염영역 산출부는 태양광 패널의 각각의 영역에 대한 발전량 또는 광량정보를 이용하여 오염영역을 확인한다.
이를 위해, 제어부의 오염영역 산출부는 태양광 발전장치의 발전량 검출정보를 통해 태양광 패널의 특정 영역에 대하여 오염여부를 산출하기 위한 것으로, 광량센서 또는 발전량 검출부를 포함하여 이루어질 수 있다.
즉, 인접한 영역의 발전량을 비교하여 발전량이 오차범위 이상으로 작을 경우 오염영역 산출부는 해당영역이 오염된 것으로 판단한다.
제어부의 무선통신모듈을 더 포함하여 이루어질 수 있다. 무선통신모듈을 통해 외부의 기상정보 및 환경정보를 수신받고 이를 이용하여 구동력 제공부를 작동시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 세척시스템은 유체분사부에 유체를 제공하는 탱크를 더 포함할 수 있다.
또한, 세탁부 본체는 유체분사부 대신 흡입부를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 세탁부 본체는 카메라 모듈을 더 포함하고, 오염영역을 세척한 후에 오염영역을 촬상하여 세척정도를 확인할 수 있다. 촬상된 정보를 통해 세탁부 본체가 지나간 후에도 오염물이 잔존하는 경우 세탁부 본체는 다시 오염영역으로 회동하여 다시한번 세척작업을 수행할 수 있다.
또한, 회동식 본체바디의 회동으로 인해 조류가 태양광 패널에 앉는 것을 방지할 수 있다.
또한, 회동식 본체바디에는 led 모듈등의 발광부와 경고음 발생장치가 더 장착되어 조류를 쫒아내거나 디스플레이 장치로서 기능을 구현할 수 있다.
도 11은 도 10의 자동 태양광 패널 세척시스템의 일실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치의 개략적인 구성도이다.
도시한 바와 같이, 발전모듈을 포함하는 태양광 패널 자동 세척장치(1000)는 세척부 본체(1100), 구동력 제공부(1200) 및 발전부(1400)를 포함한다. 또한, 발전모듈을 포함하는 태양광 패널 자동 세척장치(1000)는 발전부(1400)에 연결된 풍력발전용 프로펠러(1300)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로, 세척부 본체(1100)는 방사상으로 연장된 복수의 바가 결합된 회동식 본체바디(1110)를 포함한다. 도 2는 4개의 바가 결합된 회동식 본체바디(1110)를 도시한 것이고, 2개 또는 3개의 바가 결합된 본체바디로 이루어질 수 있다.
회동식 본체바디(1110)에는 단부에 중량부(1111)가 형성되고, 태양광 패널을 향해 연장된 브러시부(1112)와 걸레부(1113)가 회동식 본체바디(1110)에 결합된다.
중량부(1111)는 세척부 본체(1100)가 회동될 경우 관성력을 제공하기 위한 것이다. 즉, 세척부 본체(1100)에 가해진 회동력이 정지될 경우 중량부(1111)의 원심력에 의해 세척부 본체(1100)는 계속 회동한다.
브러시부(1112)와 걸레부(1113)는 회동식 본체바디(1110)의 회동방향에 대하여 번갈아 결합될 수 있다.
세척부 본체(1100)에는 태양광 패널을 향해 유체를 분사하기 위한 유체분사구(1114)가 형성된다. 또한, 태양광 패널 자동 세척장치(1000)는 유체분사구(1114)에 세척수 또는 에어를 공급하는 유체공급부(미도시)를 더 포함한다.
세척부 본체(1100)는 카메라 모듈을 더 포함하고, 오염영역을 세척한 후에 오염영역을 촬상하여 세척정도를 확인할 수 있다. 촬상된 정보를 통해 세탁부 본체가 지나간 후에도 오염물이 잔존하는 경우 본체바디는 다시 오염영역으로 회동하여 다시한번 세척작업을 수행한다.
풍력발전용 프로펠러(1300)는 세척부 본체(1100)의 상부에 기립되도록 연결된다.
풍력발전용 프로펠러(1300)는 수평바디(1310), 수직날개(1320) 및 지지바(1330)를 포함한다. 지지바는 세척부 본체(1100)의 중앙부 상부에 기립되도록 연결될 수 있다. 수직날개(1320)는 바람에 의해 회동력을 제공하기 위한 것으로 일단은 수평바디에 연결되고, 타단은 회동식 본체바디(1110)에 연결된다. 또한, 수직날개(1320)는 판상으로 이루어지고 바람에 의해 회동력을 제공하기 위해 곡면을 갖도록 이루어진다.
구동력 제공부(1200)는 세척부 본체(1100)를 회동시키기 위한 것이다. 이를 위해 구동력 제공부(1200)는 모터(1210), 기어부(1220) 및 연결바(1230)를 포함한다.
모터(1210)는 회동력을 제공하고 기어부(1220)를 통해 연결바(1230)를 회동시킨다. 연결바(1230)는 회동식 본체바디(1110)에 연결된다.
발전부(1400)의 구동바(1410)는 연결바(1230)에 연결되고, 연결바(1230)에 의해 회동된다. 발전부(1400)는 구동바(1410)의 회동에 의해 발전되고 풍력발전기의 발전부로 구현될 수 있다.
도 12는 도 11에 도시한 태양광 패널 자동 세척장치의 개략적인 사용상태도이다.
도시한 바와 같이, 발전모듈을 포함하는 태양광 패널 자동 세척장치(1000)는 태양광 패널(100)에 결합된다.
보다 구체적으로, 태양광 패널(100)의 상부에 세척부 본체(1100)가 위치되고, 구동력 제공부(1200)와 발전부(1400)는 태양광 패널(100)의 하부에 위치된다.
또한, 세척부 본체(1100)의 브러시부(1112)와 걸레부(1113)는 태양광 패널(100)에 접하도록 위치된다. 세척부 본체(1100)의 유체분사구(1114)는
태양광 패널을 향해 유체가 분사되도록 회동식 본체바디(1110)에 결합된다.
상기한 바와 같이 이루어지고, 구동력 제공부(1200)를 통해 회동식 본체바디(1110)를 회동시킬 경우 브러시부(1112)와 걸레부(1113)는 태양광 패널을 세척한다.
또한, 회동식 본체바디(1110)의 유체분사구(1114)는 태양광 패널을 향해 세척수를 분사한다. 이에 따라 태양광 패널의 세척력은 향상되고, 태양광 패널에 잔존하는 세척수는 걸레부(1113)에 의해 제거되어 발전량 저하를 방지할 수 있다.
다음으로 카메라 모듈은 오염영역을 세척한 후에 오염영역을 촬상하여 세척정도를 확인하고, 촬상된 정보를 통해 본체바디가 지나간 후에도 오염물이 잔존하는 경우 세탁부 본체는 다시 오염영역으로 회동하여 다시한번 세척작업을 수행한다.
회동식 본체바디(1110)가 회동될 경우, 발전부의 구동바(1410)는 구동력 제공부의 연결바(1230)에 의해 회동되고 구동바(1410)의 회동력에 의해 발전부(1400)는 전기를 발전시킨다.
도 13는 도 10의 자동 태양광 패널 세척시스템의 다른 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치의 개략적인 구성도이다.
도시한 바와 같이, 회동식 본체바디(1110)는 보조바디(1110a)를 더 포함한다. 보조바디(1110a)는 회동식 본체바디(1110)를 통해 세척할 수 없는 태양광 패널의 블랙영역(B)을 추가로 세척하기 위한 것이다.
또한, 보조바디(1110a)는 회동식 본체바디(1110)의 단부에 인출가능하도록 결합될 수 있다.
또한, 보조바디(1110a)는 회동식 본체바디(1110)의 단부에 회동가능하도록 결합될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치가 적용된 일실시예에 따른 구조물을 개략적인 구성도이다.
도시한 바와 같이, 태양광 및 풍력을 이용한 융복합 발전시스템(100)은 인공터널 구조물(110), 태양광 발전모듈(120), 풍력 발전모듈, 인공터널 전기장치(미도시), 축전부(미도시) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
또한, 인공터널 구조물(110)에 장착된 태양광 발전모듈의 태양광 패널 상부에 전술한 태양광 패널 자동 세척장치가 장착된다.
보다 구체적으로, 인공터널 구조물(110)은 도로에 시공된다. 그리고 인공터널 구조물(110)에 태양광 발전모듈(120)이 장착되고, 풍력 발전모듈(130)은 인공터널 구조물(110)에 장착되거나, 인공터널 구조물(110)의 외부에 장착될 수 있다.
또한, 도 19에 도시한 바와 같이, 풍력 발전모듈(130a, 130b)은 인공터널 구조물(110)의 양측에 각각 설치될 수 있다.
또한, 인공터널 구조물(110)은 일반적으로 태양광의 간섭을 받지 않는 지형에 설치됨에 따라 최대한 많은 태양광이 유입될 수 있다.
풍력 발전모듈은 제1 풍력 발전모듈(미도시)과 제2 풍력 발전모듈(130)을 포함할 수 있다.
제1 풍력 발전모듈은 인공터널 구조물(110)의 내부로 주행하는 차량에 의해 유동되는 바람을 이용하여 전기를 발생시키기 위한 것이다.
제2 풍력 발전모듈은 인공터널 구조물(110)의 인근에 유동되는 자연풍을 이용하여 전기를 발전시키기 위한 것이다. 또한, 제2 풍력 발전모듈(130)은 블레이드의 회동을 감지하는 회동감지센서(미도시) 및 회동장치(미도시)를 포함한다.
제어부는 태양광 발전모듈(120), 풍력 발전모듈(130) 및 차량 인공터널 전기장치(140)에 연결되고, 태양광 발전모듈(120)과 풍력 발전모듈(130)에서 생성된 전기가 축전부 또는 인공터널 전기장치(미도시)에 전달되도록 제어한다.
인공터널 전기장치(미도시)는 디스플레이장치, 공기정화장치, 역방향 진입 감지센서, 역방향 진입 차단부등을 포함한다.
공기정화장치는 사각형 또는 원통형으로 이루어질 수 있다.
또한 공기정화장치는 인공터널의 진행방향을 따라 연장되도록 형성됨에 따라 공기정화 효율이 향상된다.
역방향 진입 감지센서는 차량의 역방향 진입을 감지하고, 역방향 진입 차단부는 역방향 진입이 감지된 경우 차단바를 작동시켜 차량의 역방향 진입을 차단한다.
또한, 제어부는 제2 풍력 발전모듈(130)의 회동장치를 작동시키기 위해 풍속센서와 유무선통신모듈을 포함하고, 블레이드의 회동감지센서를 통해 블레이드의 회동상태 정보를 실시간으로 전달받고, 블레이드를 선택적으로 회동시킨다.
도 15는 도 14에 도시한 인공터널 구조물이 조립식으로 구현된 일실시예를 개략적으로 도시한 부분 분해 구성도이다.
도 16은 도 14에 도시한 인공터널 구조물에 있어서 상판부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 17은 도 14에 도시한 인공터널 구조물에 있어서, 측판 연결부를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 자가발전 시스템을 포함하는 조립식 인공터널은 터널 구조체(110)과 태양광 발전부(120)를 포함하고, 태양광 발전부(120)는 터널 구조체(110)의 상부에 결합된다.
전술한 태양광 패널 자동 세척장치는 태양광 발전부의 태양광 패널에 장착된다.
또한, 풍력 발전부(130)는 터널 구조체(110)에 장착되거나 터널 구조체(110)의 주변에 설치될 수 있다.
보다 구체적으로, 터널 구조체는 일체형으로 형성될 수 있고, 조립식으로 형성될 수 있으며, 조립식으로 형성될 경우 터널 구조체(10)는 기둥부(111), 하부프레임(112), 상부 프레임(113), 측벽부(114), 제1 연결부재(115) 및 제2 연결부재(116)를 포함한다.
기둥부(111)의 상부 및 하부에는 각각 제1 연결부재(115) 및 제2 연결부재(116)가 결합된다.
이를 위해 기둥부(111)의 상단부에는 상부 결합부(111a)와 상부 완충부(111b)가 형성되고, 기둥부(111)의 하단부에는 하부 결합부(미도시)와 상부 완충부(미도시)가 형성된다.
하부 결합부(미도시)와 상부 완충부(미도시)는 제2 연결부재(116)이 결합되기 위한 것으로 상부 결합부(111a)와 상부 완충부(111b)와 동일한 구성으로 이루어질 수 있다.
상부 결합부(111a)는 삽입홈 형상으로 이루어질 수 있고, 상부 완충부(111b)는 상부 결합부(111a)의 외주부에 결합된다.
상부 완충부(111b)는 댐핑구조로서 러버등의 완충재료로 이루어질 수 있다.
제1 연결부재(115) 및 제2 연결부재(116)에는 각각 기둥부에 결합되는 기둥 결합부(115a, 116a)가 형성되고, 상부 프레임(113)과 하부프레임(112)에 각각 결합되는 프레임 결합부(미도시)가 형성된다.
기둥 결합부(115a, 116a)는 상부 결합부(111a) 및 하부 결합부에 대응되는 돌기부로 형성될 수 있고, 받침부 결합부(미도시)는 기둥 결합부(115a, 116a)와 동일한 형상으로 이루어질 수 있다.
상부 프레임(113)은 제1 연결부재(115)에 의해 기둥부(111)에 결합되고, 측벽부(114)의 상단부에 결합된다. 또한 상부 프레임(113)의 상부에는 태양광 발전부(120)가 결합된다.
이를 위해 상부 프레임(113)에는 기둥부 결합부(113a)와 기둥 완충부(113b)가 형성되고, 기둥부 결합부(113a)은 제1 연결부재의 프레임 결합부에 대응되도록 형성된다.
또한, 기둥부 결합부(113a)는 삽입홈 형상으로 이루어질 수 있고, 기둥 완충부(113b)는 기둥부 결합부(113a)의 외주부에 결합된다.
기둥 완충부(113b)는 댐핑구조로서 러버등의 완충재료로 이루어질 수 있다.
또한, 상부 프레임(113)에는 태양광 발전부(120)가 상부에 결합되기 위한 발전부 결합부(113c)와 발전부 완충부(113d)가 형성될 수 있다. 또한, 발전부 결합부(113c)와 반전부 완충부(113d)는 기둥부 결합부(113a) 및 기둥 완충부(113b)와 동일한 기능 및 형상으로 이루어질 수 있다.
상부 프레임(113)의 하부에는 측벽부(114)가 삽입결합되는 측벽부 결합부(113e)가 형성된다. 측벽부 결합부(113e)는 홈형상으로 이루어질 수 있고, 측벽부 결합부(113e)의 외부에는 완충부(미도시)가 더 형성될 수 있다.
하부프레임(112)은 상부 프레임(113)과 동일한 형상으로 이루어질 수 있고, 다만, 발전부 결합부(113c)와 발전부 완충부(113d) 만이 형성되지 않는다.
즉, 하부프레임(112)에는 기둥부 결합부(112a)와 기둥 완충부(112b)가 형성되고, 기둥부 결합부(112a)은 제2 연결부재(116)의 프레임 결합부에 대응되도록 형성된다.
또한, 기둥부 결합부(112a)는 삽입홈 형상으로 이루어질 수 있고, 기둥 완충부(112b)는 기둥부 결합부(112a)의 외주부에 결합된다.
기둥 완충부(112b)는 댐핑구조로서 러버등의 완충재료로 이루어질 수 있다.
하부 프레임(112)의 상부에는 측벽부(114)가 삽입결합되는 측벽부 결합부(112e)가 형성된다.
또한, 측벽부 결합부(112e)는 홈형상으로 이루어질 수 있고, 측벽부 결합부(112e)의 외부에는 완충부(미도시)가 더 형성될 수 있다.
측벽부(114)는 상부 프레임과 하부 프레임의 측벽부 결합부(112e, 113e)에 삽입결합된다. 또한, 기둥부(111)에는 측벽부 결합부가 추가로 형성될 수 있고, 측벽부는 기둥부에 삽입결합될 수 있다.
또한, 자가발전 시스템을 포함하는 조립식 인공터널의 터널 구조체(110)는 연결기둥부(117)을 더 포함한다. 이는 터널 구조체(110)가 크게 형성될 경우 측벽부를 연결하여 하나의 터널 구조체를 형성시키기 위한 것이다.
즉, 터널 구조체(110)가 수백 m에서 수 km로 시공될 경우 연결기둥부(117)의 양측으로 측벽부를 연결한다.
이를 위해 연결기둥부(117)의 양측에는 측벽부 결합부(117a, 117b)가 형성된다.
또한 연결기둥부(117)는 기둥부(111)와 동일한 형상을 갖는 상부 결합부, 상부 완충부, 하부 결합부, 하부 완충부가 형성될 수 있다.
태양광 발전부(120)는 태양광 패널부(121)와 상판부(122)를 포함하고, 태양광 패널부(121)는 상판부(122)에 결합되고, 상판부(122)는 상부 프레임(113)에 결합된다.
이를 위해 상판부(122)에는 태양광 패널 결합부(124)가 형성되고, 태양광 패널부(121)에는 태양광 패널 결합부(124)에 대응되는 상판부 결합부(미도시)가 형성된다.
태양광 패널 결합부(124)는 홈 형상으로 이루어질 수 있고, 상판부 결합부는 돌출 결합부로 이루어질 수 있다.
태양광 패널 결합부(124)에는 완충부가 형성될 수 있다.
상판부(122)에는 발전부 결합부(113c)에 대응되는 프레임 결합부(123)가 형성된다. 또한, 태양광 패널부(121)와 상판부(122) 사이에 갭이 형성되고, 갭에는 쿨링팬(미도시)가 결합될 수 있다.
쿨링팬은 태양광 패널부(121)와 상판부(122) 사이의 공기를 유동시키기 위한 것으로, 쿨링팽에 의한 공기 유동을 통해 태양광 패널부(121)의 온도는 하강되고 태양광 발전부(120)의 발전효율은 향상된다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치가 적용된 다른 실시예에 따른 구조물을 개략적인 구성도이다.
도시한 바와 같이, 태양광 및 풍력을 이용한 철길의 융복합 발전시스템(100)은 인공터널 구조체(110), 태양광 발전모듈(120), 풍력 발전모듈(130A, 130B), 인공터널 전기장치(미도시), 축전부(미도시) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
보다 구체적으로, 인공터널 구조체(110)은 철길에 시공된다. 즉, 인공터널 구조체(110) 내부로 철길이 연장되는 터널 구조물로 형성된다.
그리고 인공터널 구조체(110)에 태양광 발전모듈(120)이 장착되고, 풍력 발전모듈(130A, 130B)은 인공터널 구조체(110)의 내부에 설치되거나, 인공터널 구조체(110)의 외부에 설치될 수 있다. 전술한 태양광 패널 자동 세척장치는 태양광 발전모듈의 태양광 패널에 장착된다.
또한, 인공터널 구조체(110)의 내부에 설치되는 풍력 발전모듈(130B)은 철길의 양측에 각각 설치될 수 있고, 인공터널 구조체(110)의 외부에 설치되는 풍력 발전모듈(130A)은 인공터널 구조체(110)의 양측에 각각 설치될 수 있다.
또한, 철길은 일반적으로 장애물이 없는 평지에 설치됨에 따라, 인공터널 구조체(110)에는 최대한 많은 태양광이 유입될 수 있다.
전술한 바와 같이, 풍력 발전모듈은 인공터널 구조체의 외부에 설치되는 제1 풍력 발전모듈(130A)과 인공터널 구조체의 내부에 설치되고 철길의 양측에 위치되는 제2 풍력 발전모듈(130B)을 포함할 수 있다.
제1 풍력 발전모듈(130A)은 인공터널 구조체(110)의 내부로 주행하는 기차에 의해 유동되는 바람을 이용하여 전기를 발생시키기 위한 것이다.
제2 풍력 발전모듈(130B)은 인공터널 구조체(110)의 인근에 유동되는 자연풍을 이용하여 전기를 발전시키기 위한 것이다.
또한, 제1 및 제2 풍력 발전모듈(130A, 130B)은 각각 블레이드의 회동을 감지하는 회동감지센서(미도시) 및 회동장치(미도시)를 포함한다.
제어부는 태양광 발전모듈(120), 풍력 발전모듈(130A, 130B) 및 철길 인공터널 전기장치(140)에 연결되고, 태양광 발전모듈(120)과 풍력 발전모듈(130A, 130B)에서 생성된 전기가 축전부 또는 철길 인공터널 전기장치(미도시)에 전달되도록 제어한다.
인공터널 전기장치(미도시)는 디스플레이장치, 공기정화장치, 감지센서, 유체제공장치등을 포함한다.
공기정화장치는 사각형 또는 원통형으로 이루어질 수 있다.
또한 공기정화장치는 인공터널 구조체의 진행방향을 따라 연장되도록 형성됨에 따라 공기정화 효율이 향상된다.
유체제공장치는 인공터널 구조체 내에 유체를 제공하기 위한 것으로, 화재 및 방역을 위한 유체를 제공하기 위한 것이다. 이를 위한 세부기술구성은 후술한다.
또한, 제어부는 풍력 발전모듈(130A, 130B)의 회동장치를 작동시키기 위해 풍속센서와 유무선통신모듈을 포함하고, 블레이드의 회동감지센서를 통해 블레이드의 회동상태 정보를 실시간으로 전달받고, 블레이드를 선택적으로 회동시킨다.
도 19는 본 발명의 일실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척장치가 적용되는 또 다른 실시예에 따른 구조물을 개략적인 구성도이다.
도 20은 도 19에 태양광 패널의 사용상태를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도시한 바와 같이, 하천의 태양광 발전 시스템(10)은 태양광 발전부(11) 및 지지부(12)를 포함한다.
보다 구체적으로, 태양광 발전부는 복수의 태양광 패널(11)을 포함한다.
또한, 복수의 태양광 패널은 복수의 태양광 패널이 슬라이드 이동되어 접히고 펼쳐지도록 결합된다. 전술한 태양광 패널 자동 세척장치는 태양광 발전부에 장착된다.
지지부(12)는 본체 지지부(12a)와 중앙 지지부(12b)를 포함한다.
본체 지지부(12a)는 일측으로 접혀진 복수의 태양광 패널(11)을 지지하기 위한 것이고, 중앙 지지부(12b)는 복수의 태양광 패널이 펼쳐질 경우, 하천의 중앙부에서 태양광 패널을 지지하기 위한 것이다.
또한 중앙 지지부(12b)에는 원통형 또는 사각형의 공기정화장치를 하천의 연장방향을 따라 장착될 수 있다. 이에 따라 지지부는 하나의 거대한 공기정화장치로 구현될 수 있다.
이를 위해 본체 지지부(12a)는 하천의 가장자리 천변에 설치되고, 복수의 지지부를 포함할 수 있다.
또한, 천변에 위치하는 본체 지지부(12a)에 의해 복수의 태양광 패널(11)이 지지됨에 따라 천변은 복수의 태양광 패널(11)에 의해 그늘이 제공된다.
본체 지지부(12a)와 중앙 지지부(12b) 사이에는 가이드 지지부(12c)가 연결될 수 있고, 가이드 지지부(12c)는 태양광 패널의 측부를 지지하고 가이드 이동시킬 수 있다.
이를 위해 가이드 지지부(12c)에는 상기 태양광 패널이 지지되는 홈부가 형성될 수 있다.
또한, 지지부는 중앙 지지부(12b)를 길이방향으로 연결하는 중앙 연결부(12d)를 더 포함할 수 있다. 즉, 중앙 연결부(12d)는 하천의 길이방향으로 연장된다.
복수의 태양광 패널(11)은 본체 지지부(12a)에 접혀진 상태에서 태양광 패널 구동장치에 의해 펼쳐지고, 가이드 지지부(12c)에 의해 지지되면서 중앙 지지부(12b)까지 펼쳐진다.
즉, 본체 지지부(12a)는 하천의 천변 양측에 위치되고, 중앙 지지부(12b)는 하천의 중앙부에 위치되고, 복수의 태양광 패널은 하천의 천변으로부터 선택적으로 하천의 중앙부를 향해 펼쳐지도록 이동된다.
이에 따라, 복수의 태양광 패널은 하천을 커버하도록 펼쳐쳐 태양광 발전량을 극대화시킬 수 있고, 강풍 또는 태풍등의 자연재해가 예상될 경우 접혀진 상태로 안전하게 유지시킬 수 있고, 하천을 따라 배치됨에 따라 태양광의 입사를 방지하는 장애물이 없어 태양광 발전이 극대화된다.
중앙 지지부(12b)에는 하천 정화장치 및 물 분사장치가 장착될 수 있다.
또한, 본 발명은 중앙 지지부(12b)에서 본체 지지부(12a)측으로 복수의 태양광 패널이 펼쳐지도록 장착되어 구현될 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양광 패널 자동 세척장치 및 이를 이용한 태양광 패널 세척시스템은 버스승강장, 축사, 온실구조물, 하천구조물등에 장착되어 구현될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 태양광 패널에 적재된 이물질을 제거하기 위한 세척부 본체;
    상기 세척부 본체를 이동시키는 구동력 제공부; 및
    상기 태양광 패널의 오염영역을 센싱하는 오염영역 산출부와 세척부 본체에 오염영역에 대한 정보를 구동력 제공부 및 세척부 본체에 제공하기 위한 무선통신모듈을 포함하는 제어부를 포함하는
    태양광 패널 세척시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 태양광 패널 자동 세척장치는 복수개가 이격되어 상기 태양광 패널에 이동가능하도록 장착되고, 상기 오염영역 산출부를 통해 오염영역이 확인될 경우, 상기 제어부는 가장 인접한 상기 태양광 패널 자동 세척장치를 이동시켜 세척공정을 수행하는
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 세척부 본체는
    상기 태양광 패널에 유체를 분사하는 유체분사부, 상기 유체분사부를 통해 제거되지 않는 이물질을 제거하기 위한 브러시부와, 유체분사부를 통해 분사되어 태양광 패널에 잔존하는 유체 또는 이물질을 제거하는 걸레부를 포함하는
    태양광 패널 세척시스템.
  4. 태양광 패널에 이동가능하도록 결합된 본체바디;
    태양광 패널에 유체를 분사하기 위한 노즐을 포함하고 상기 본체바디에 결합된 유체분사부;
    상기 본체바디의 이송방향을 기준으로 상기 유체분사부의 후방에 위치되고 상기 본체바디에 결합된 브러시부; 및
    상기 유체분사부를 통해 분사되어 태양광 패널에 잔존하는 유체 또는 이물질을 제거하기 위한 걸레부를 포함하는
    태양광 패널 자동 세척 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 본체부, 상기 유체분사부, 상기 브러시부 및 상기 걸레부에 전기에너지를 공급하는 배터리부를 더 포함하는
    태양광 패널 자동 세척 장치.
  6. 회동식 본체바디와 브러시부를 포함하는 세척부 본체와, 상기 세척부 본체를 회동시키는 구동력을 제공하는 구동력 제공부를 포함하는 세척모듈; 및
    태양광 발전모듈을 포함하고 상기 세척모듈에 전기를 공급하는 발전모듈을 포함하는
    태양광 패널 자동 세척 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발전모듈은 상기 세척모듈의 회동식 본체바디에 연결되고, 회동바디의 회동에 의해 전기를 발전시키는 회동식 발전모듈을 더 포함하는
    태양광 패널 자동 세척 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 회동식 본체바디는 방사상으로 연장된 복수의 바가 결합되고, 단부에 중량부가 형성되고,
    상기 회동식 본체바디에는 상기 브러시부가 상기 태양광 패널을 향해 연장되도록 결합되고, 상기 태양광 패널을 향해 세척수를 분사하는 유체분사구가 상기 회동식 본체바디에 형성된
    태양광 패널 자동 세척 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 세척부 본체의 상부에 기립되도록 연결된 풍력발전용 프로펠러를 더 포함하는
    태양광 패널 자동 세척 장치.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중에서 어느 한 항에 따른 발전모듈을 포함하는 태양광 패널 자동 세척장치 및 이를 이용한 태양광 패널 세척 및 발전시스템을 이용한 발전방법 및 세척방법으로서,
    태양광 패널을 복수의 영역으로 분할하는 태양광 패널의 영역 분할단계;
    상기 분할된 복수의 영역에 대하여 실시간으로 발전량을 산출하는 영역에 대한 발전량 산출단계;
    분할된 복수의 영역에 대한 발전량을 통해 실시간으로 오염여부를 검출하는 오염여부 검출단계; 및
    상기 오염여부를 검출을 통해 확인된 오염영역에 대하여 회동식 본체바디를 회동시켜 오염영역을 세척하는
    오염여부 세척단계를 포함하는
    태양광 패널 자동 세척 방법.
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