KR100872064B1 - 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광의 집광효율을 높이기 위하여 계절과 시간에 따라달라지는 태양의 고도에 따라 태양광을 집광하는 모듈의 경사각을 광원에 수직이 되도록 조절 가능한 태양광 발전장치에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 다수의 태양전지 셀이 배치되는 태양광 발전유닛과 지면에서 수직방향으로 연장되며 상기 태양광 발전유닛에 힌지결합되는 지지프레임 및 상기 지지프레임과 상기 태양광 발전유닛의 힌지결합부위에서 일정 간격 이격된 부위로 일측이 상기 태양광 발전유닛에 힌지결합되는 고정링크를 포함하여 구성되며, 상기 태양광 발전유닛과 상기 지지프레임이 선택된 각도에서 틸팅상태가 유지되도록 상기 고정링크의 길이방향을 따라서 일측이 개구된 장홈 형상의 고정홈이 다수개 구비됨과 동시에 상기 지지프레임에는 상기 고정홈에 삽입되는 고정부가 구비되고, 상기 고정부가 상기 고정홈에 삽입된 후 상기 태양광 발전유닛과 상기 지지프레임이 선택된 각도로 틸팅된 상태를 유지하면서 상기 고정부가 이탈이 되지 않도록 상기 선택된 각도에 대응하는 위치에 구비된 상기 각 고정홈은 각각 상기 고정부가 삽입된 경우에 상기 지지프레임과 수평하도록 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치를 제공한다.

태양광 발전장치, 고정링크, 고정수단

Description

태양광 발전장치{Photovoltaic Power Generation Apparatus}

본 발명은 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 발전장치에 관한 것이다.

태양 에너지를 이용하는 방법은 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용하는 방법으로 구분되는데, 태양열을 이용하는 방법은 태양 빛에 의해 데워진 물 등을 이용하여 온수공급 및 난방을 하는 방법 등이 있다.

이와 같이 태양광을 이용하는 방법은 태양 빛을 이용하여 전기를 발생시키고, 이 전기를 이용하여 각종 기계 및 기구를 작동시킬 수 있도록 하는 방법으로 태양광 발전이라고 한다.

태양광 발전은 무한정, 무공해의 햇빛을 직접 전기로 바꿀 수 있도록 한 기술로서, 태양광을 이용한 발전은 무한한 청정에너지를 이용한 것으로, 별도의 에너지나 구동원이 불필요하고 소규모에서 대규모까지 시스템의 시공이 간단하며 환경문제에 따른 설치 제한에 영향을 받지 않은 이점이 있는 반면, 발전량이 일사 시간에 좌우되고, 대전력을 얻기 위해서는 많은 태양광모듈이 필요하고, 상용전력에 비해 고가(高價)이며 일상적으로 사용하는 교류가 아닌 직류가 먼저 얻어진다는 단점 이 있다.

태양광의 에너지를 전기로 변환하는 기술은 태양 전지셀을 이용하는 것인데, 이들은 태양광 에너지를 모으기 위한 태양광모듈을 포함하고 있으며, 태양광모듈에 의한 발전효율은 여러 요인에 의해 달라질 수 있다.

최적의 발전효율을 얻기 위해서는 집광(集光)되는 에너지를 최대화하는 것이 필요하고, 이를 위해서는, 태양광모듈과 태양광선과의 각도가 수직을 이룰 것이 요구되는바, 종래부터 이를 위한 다양한 장치들이 개발되어 왔다.

태양광 발전에서 가장 주요한 부분인 태양광모듈(photovoltaic module)은 발전효율을 극대화시키기 위하여 태양의 직사광선이 항상 태양광모듈의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 동력 또는 기기 조작을 통해 태양의 위치를 추적해 가는 추적식, 계절 또는 월별로 상하로 위치가 변화되는 반고정식, 태양과의 고도에 관계없이 항상 위치가 고정되는 고정식 등이 있다.

추적식의 경우에는 태양의 고도에 따라 경사각의 조절이 가능하도록 함과 동시에 한번에 그 경사각의 조절이 가능하도록 다수개의 태양광 모듈을 이용하여 제조되는데, 대부분 구동모터 등의 동력원을 사용하여 제조되었다.

그리고, 고정식의 경우에는 대체로 한 개의 태양광 모듈이 사용되며, 경사각을 조절하는 기어장치 등을 구비하여, 상기 기어장치를 조작하여 경사각을 조절하며 사용하도록 하였으나 그 작동방법이 상당히 복잡하였다.

이에, 최근에 들어서는 이러한 고정식의 경우로서 보다 간단한 조작으로 태양광 모듈의 경사각 조절이 가능함과 동시에 경사각을 고정시킨 후에 태풍이나 강 풍 등에도 고정된 경사각이 변하지 않도록 하는 태양광 발전장치의 개발이 필요하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 태양광 발전유닛을 태양의 변하는 고도에 따라서 가장 발전 효율이 좋은 각도로 손쉽게 조절할 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

둘째, 태양광 발전유닛의 경사각을 조절한 후에 그 고정이 안정적으로 이루어져 태풍이나 강풍 등에도 그 고정상태를 확실히 지지할 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수의 태양전지 셀이 배치되는 태양광 발전유닛, 지면에서 수직방향으로 연장되며 상기 태양광 발전유닛에 힌지결합되는 지지프레임, 상기 지지프레임과 상기 태양광 발전유닛의 힌지결합부위에서 일정 간격 이격된 부위로 일측이 상기 태양광 발전유닛에 힌지결합되는 고정링크 및 상기 고정링크가 그 몸체의 길이방향을 따라서 선택된 임의의 위치를 상기 지지프레임에 고정함으로써 상기 태양광 발전모듈과 상기 지지프레임과의 틸팅상태가 유지되도록 하는 고정수단을 포함하여 구성되는 태양광 발전장치를 제공한다.

그리고, 상기 고정링크는 상기 지지프레임의 양측 대칭으로 구비될수 있다.

또한, 상기 고정수단은 상기 고정링크의 길이방향을 따라 구비되는 다수개의 고정홈 및 상기 지지프레임에 구비되어 상기 고정홈에 삽입되는 고정부를 포함하여 구성됨이 바람직하다.

상기 다수개의 고정홈 각각은 상기 고정부에 상기 고정홈이 삽입된 후 상기 지지프레임과 상기 고정홈이 이루는 각도가 수직각도를 이루도록 형성될 수 있다.

그리고, 상기 각 고정홈은 상기 고정부에 삽입 시에 상기 고정링크의 이탈을 보다 확실히 방지할 수 있도록 하는 보조고정홈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 보조고정홈은 상기 고정홈이 이루는 각도와 달리 형성됨이 바람직하다.

그리고, 상기 고정링크는 그 타측으로 손잡이를 포함할 수 있다.

또한, 상기 고정홈 끝단에는 소정 각도 휘어진 보조고정홈이 더 포함될 수 있다.

한편, 상기 태양광 발전유닛은 다수개의 태양전지 셀이 배치된 태양광 발전유닛, 상기 태양광 발전유닛의 배면에 배치되는 평판프레임 및 상기 평판프레임의 하부에 배치되며 상기 지지프레임에 힌지연결되는 연결프레임을 포함하여 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 태양광 발전장치는 다음과 같은효과가 있다.

첫째, 내부 손잡이를 이용하여 태양광 발전유닛의 경사각을 조절 시에 그 작업이 편해지게 되는 효과가 있다.

둘째, 고정링크에 구비되는 고정홈의 형성각도를 태양광 발전유닛의 경사각 에 따라 모두 다르게 한다. 이렇게 함으로써 지지프레임의 고정부가 고정홈에 삽입 후에 강풍 등과 같은 외력이 작용 시 고정부가 고정홈으로부터 이탈되는 것을 효율적으로 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

셋째, 고정홈에 고정부가 삽입되는 각을 달리하는 보조고정홈을 더 구비토록 함으로써, 고정부가 보조고정홈까지 삽입되도록 하여 고정부의 이탈을 보다 확실히 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구조를 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명 태양광 발전장치는 다수의 태양전지 셀이 배치되는 태양광 발전유닛(10)과, 지면에서 수직방향으로 연장되어 상기 태양광 발전유닛(10)이 회동가능하도록 힌지(48)결합되는 지지프레임(40)을 구비한다.

상기 지지프레임(40)은 지면으로부터 상향 수직하게 형성되며, 하부에는 지면에 완전히 고정되도록 하는 지지부(70)가 구비된다.

상기 지지부(70)는 본 발명 태양광 발전장치를 확실히 지지할 수 있는 무게로 이루어진 일종의 무게추 역할을 하도록 구성할 수 있으며, 지면에 삽입 고정시 킬 수도 있다.

한편, 상기 태양광 발전유닛(10)은 다수개의 태양전지 셀이 배치된 태양광 발전모듈(11), 상기 태양광 발전모듈(11)의 배면에 배치되는 평판프레임(13) 및 상기 평판프레임(13)의 하부에 배치되며 상기 지지프레임(40)에 힌지연결되는 연결프레임(15)을 포함하여 구성된다.

그리고, 상기 평판프레임(13)과 상기 연결프레임(15) 사이에는 연결채널(17)이 설치된다.

여기서, 상기 연결프레임(15) 및 연결채널(17)은 태양광 발전모듈(11)을 상기 지지프레임(40)과 고정링크(50)와의 연결을 보다 용이하게 하기 위하여 구비된 것이다. 즉, 태양광 발전유닛(10)을 상기 연결프레임(15) 및 연결채널(17)이 없이도 구성가능하다. 이 경우에는 상기 태양광 발전모듈(11)의 하부에 부착된 평판프레임(13)을 바로 지지프레임(40)과 고정링크(50)에 힌지연결할 수 있을 것이다.

그리고, 상기 지지프레임(40)과 상기 태양광 발전유닛(10)의 힌지(48) 결합부위에서 일정 간격 이격된 부위로 상기 태양광 발전유닛(10)이 회동 가능하도록 힌지(58)에 의하여 결합되는 고정링크(50)를 구비한다.

여기서, 상기 고정링크(50)가 그 몸체의 길이방향을 따라서 선택된 임의의 위치를 상기 지지프레임(40)에 고정함으로써 상기 태양광 발전유닛(10)과 상기 지지프레임(40)과의 틸팅상태가 유지되도록 하는 고정수단(60)을 구비한다.

상기 고정수단(60)은 상기 고정링크(50)의 길이방향을 따라 구비되는 다수개의 고정홈(65) 및 상기 지지프레임(40)에 구비되어 상기 고정홈(65)에 삽입되는 고정부(64)로 이루어진다.
상기 고정홈(65)은 도시된 것처럼, 상기 고정링크의 일측변으로 일측이 개구된 장홈형상으로 이루어진다.

또한, 상기 고정홈(65)은 상기 고정링크(50)의 길이방향을 따라서 일정 간격마다 구비되고, 상기 고정부(64)는 상기 고정홈(64)에 삽입되도록 한 일종의 돌기형태를 이루게 된다. 상기 고정부(64)로는 상기 지지프레임(40)의 외부로 돌출되도록 체결된 볼트 형식 등의 채택이 가능할 것이다.

그리고, 상기 고정링크(50)는 상기 지지프레임(40)에 양측 대칭으로 구비되며, 이 경우 상기 고정홈(64) 및 고정부(64)도 상기 지지프레임(40)의 양측에 구비되는 고정링크(50)에 대칭으로 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 다수개의 고정홈(64) 각각은, 임의의 고정홈(64)에 상기 고정부(64)가 삽입된 후 상기 지지프레임(40)과 상기 고정홈(64)이 이루는 각도가 수평을 이루도록 형성됨이 바람직하다.

이와 같이 하는 이유는, 상기 고정부(64)가 고정홈(64)에 일단 삽입 된 후에 외력의 작용 즉, 강풍 등이 태양광 발전유닛(10)에 작용 시, 상기 고정부(64)가 고정홈(65)으로부터 빠지어 이탈되는 것을 방지하기 위함이다.

이때, 첨부된 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 각 고정홈(67)은 상기 고정부(64)가 이단의 삽입과정을 거치도록 하여, 일단 삽입된 후에 이탈되는 것을 보다 확실히 방지할 수 있도록 보조고정홈(68)을 더 구비함이 바람직하다.

상기 보조고정홈(68)은 상기 고정홈(67)이 형성된 각도와 다른 각도로 형성된다.

한편, 도 5에서와 같이, 상기 고정링크(50)의 대략 끝단에는 손잡이(55)가 구비된다. 상기 고정링크(50)가 지지프레임(40)의 양측으로 구비되고, 상기 손잡이(55)는 상기 고정링크(50) 양측을 연결하는 형태로 구성될 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 태양광 발전장치의 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

사용자는 태양의 고도에 따라서 손잡이(55)를 잡고 고정링크(50)의 고정홈(64)을 지지프레임(40)의 고정부(64)로부터 이탈시킨다.

그리고, 태양광 발전유닛(10)의 경사각을 조절하면서, 태양광 발전유닛(10)이 원하는 각도에 고정되도록 하는 위치로 상기 고정홈(65)을 지지프레임(40)의 고정부(64)에 삽입시킨다.

여기서, 상기 고정부(64)가 삽입되는 고정홈(65)은 본 발명 태양광 발전유닛(10)의 경사각에 따라 달리 형성되어 있다.

즉, 각 고정홈(65)의 형성 각도는 고정링크(50)에 의하여 상기 태양광 발전 유닛(10)이 고정된 후에 고정홈(65)과 지지프레임(40)이 이루는 각도가 수평을 이루게 형성하여 안정적인 고정구조를 이루게 된다.

한편, 첨부된 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정홈(67)의 내측 끝단에 보조고정홈(68)이 형성되어, 상기 고정부(64)가 보조고정홈(68)까지 완전히 삽입된 경우에 상기 고정부(64)가 이탈되는 것을 보다 확실히 방지할 수 있게 된다. 왜냐하면, 이와 같이 보조고정홈(68)이 구비된 경우에는 고정부(64)가 각도가 두 번 꺽이어야 상기 고정홈(67)으로부터 이탈이 가능하여 지기 때문이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

도 1은 본 발명 태양광 발전장치의 주요 구성간의 관계를 나타낸 측면도;

도 2는 본 발명 태양광 발전장치에 있어 고정링크의 일 형태를 나타낸 도면;

도 3은 본 발명 태양광 발전장치에 있어 고정링크의 다른 형태를 나타낸 도면;

도 4는 본 발명 태양광 발전장치의 다른 형태의 고정링크의 요부 확대도;

도 5는 고정링크에 구비된 손잡이를 나타낸 요부평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10: 태양광 발전유닛 11: 태양광 발전모듈

13: 평판프레임 15: 연결프레임

17: 연결채널 40: 지지프레임

48,58: 힌지 50: 고정링크

64: 고정부 65: 고정홈

68: 보조고정홈

Claims (8)

1. 다수의 태양전지 셀이 배치되는 태양광 발전유닛과 지면에서 수직방향으로 연장되며 상기 태양광 발전유닛에 힌지결합되는 지지프레임 및 상기 지지프레임과 상기 태양광 발전유닛의 힌지결합부위에서 일정 간격 이격된 부위로 일측이 상기 태양광 발전유닛에 힌지결합되는 고정링크를 포함하여 구성되며,

   상기 태양광 발전유닛과 상기 지지프레임이 선택된 각도에서 틸팅상태가 유지되도록 상기 고정링크의 길이방향을 따라서 일측이 개구된 장홈 형상의 고정홈이 다수개 구비됨과 동시에 상기 지지프레임에는 상기 고정홈에 삽입되는 고정부가 구비되고,

   상기 고정부가 상기 고정홈에 삽입된 후 상기 태양광 발전유닛과 상기 지지프레임이 선택된 각도로 틸팅된 상태를 유지하면서 상기 고정부가 이탈이 되지 않도록 상기 선택된 각도에 대응하는 위치에 구비된 상기 각 고정홈은 각각 상기 고정부가 삽입된 경우에 상기 지지프레임과 수평하도록 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고정링크는,

   상기 지지프레임에 양측으로 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 각 고정홈은,

   상기 고정부에 삽입 시에 상기 고정링크의 이탈을 보다 확실히 방지할 수 있도록 하는 보조고정홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 보조고정홈은 상기 고정홈이 이루는 각도와 달리 형성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 고정링크는,

   상기 태양광 발전유닛과의 힌지결합부위와 반대 측에 구비되는 손잡이를 포함한 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 태양광 발전유닛은,

   다수개의 태양전지 셀이 배치된 태양광 발전유닛;

   상기 태양광 발전유닛의 배면에 배치되는 평판프레임; 및

   상기 평판프레임의 하부에 배치되며 상기 지지프레임에 힌지연결되는 연결프레임;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.

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