KR100916766B1

KR100916766B1 - 벽면형 태양광 추적장치

Info

Publication number: KR100916766B1
Application number: KR1020080111492A
Authority: KR
Inventors: 박기주; 박두열; 조성남
Original assignee: 주식회사 케이디파워
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2009-09-14

Abstract

본 발명은 벽면형 태양광 추적장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고층빌딩 및 건물의 벽면에 부착되어 태양열 발전을 실시할 수 있음과 동시에, 벽면에 부착되어 수평 및 수직으로 회동가능하여 발전효율을 높일 수 있으며, 지열 및 복사열을 이용하여 난방 등의 대체 에너지원으로 재활용이 가능하고, 태양에너지판넬로 유입되는 외풍에 의한 소음을 최소화시키기 위해 케이스 및 메쉬(Mesh) 부재를 마련하며, 고장 및 수리를 용이하게 위해 표시등을 점등시킬 수 있고, 태양에너지판넬의 외주면에 발광장치를 구비하여 문자 및 이미지 등을 표시하도록 점등시킴으로써 조경 디자인이 미려해질 수 있는 벽면형 태양광 추적장치를 제공하기 위한 것이다. 그 기술적 구성은 건물 외벽에 지지되도록 부착되는 벽면부착부; 상기 벽면부착부가 전방에 배치되어, 상기 벽면부착부에 의해 지지되는 서브프레임; 상기 서브프레임이 전방에 설치되며, 상기 판넬지지체의 전방에 설치되어, 태양광을 흡수하여 전력을 생산하기 위한 태양에너지판넬; 상기 판넬지지체에 연결되는 스윙구동수단; 상기 서브프레임에 연결되어, 상기 판넬지지체를 요잉축 중심으로 회전시키는 요잉구동수단을 포함한다.

태양광, 건물, 외벽, 벽면, 추적장치, 회전, 회동, 고장표시, 케이스

Description

벽면형 태양광 추적장치{WALL FACE-TYPE DEVICE FOR TRACKING SUNLIGHT}

본 발명은 벽면형 태양광 추적장치에 관한 것으로, 빌딩 등 건물 외벽에 부착 및 회전되어 태양에너지를 수집 및 이를 이용한 발전을 실시할 수 있음과 동시에 지열도 이용하여 건물에 이용되는 에너지원을 대체할 수 있는 벽면형 태양광 추적장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양광 발전시스템은 태양 빛에 의해 전기 에너지를 발생하는 태양전지모듈로부터 직류전력을 공급받아 상전계통과 주택에 안정된 전력을 공급하는 발전설비로, 고품질의 전기를 정전 없이 저렴하고, 안전하며, 편리하게 사용할 수 있는 자연 친화적인 발전시스템이다.

이러한 환경 친화적 태양광 발전시스템은 전력을 안정적으로 생산하여 공급해야 하는 전제 조건에 의해 양호한 태양 빛의 일사조건이 우선되며, 태양전지모듈의 설치면적 확보 및 설치의 용이성, 그림자의 간섭 정도, 전력 간선과의 설치 용이성 등의 조건을 만족하여야 한다.

종래에는 태양광 발전을 위한 태양전지모듈을 지붕 또는 옥상에만 한정하여 설치되게 함으로써, 비교적 고가인 태양광 발전의 경제성을 확보하기 위해 보다 광범위한 설치 장소를 필요로 하게 되었다.

이에 따라, 한국등록실용 제0403768호에는 건물의 외벽에 편리하고 신속하며 견고하게 태양전지모듈이 설치되게 하여 여름철 건물에 대한 냉방부하가 감소되게 하는 한편, 건물 외벽의 디자인이 미려하게 되게 하고, 보다 넓은 면적을 갖는 고효율의 태양전지로 사용될 수 있게 하되, 벽면에 대해 경사지게 설치되게 하는 한편, 환기구가 설치되게 하여 태양전지모듈의 효율이 저감되는 것이 방지될 수 있게 하는 건물 외벽 설치형 태양광 발전장치가 개시되어 있다.

이를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 브래킷(100)과 태양전지모듈(200)로 구성되며, 상기 브래킷(100)에 의해 태양전지모듈(200)이 지지되어 외벽에 고정될 수 있도록 이루어진다.

그리고, 상기 태양전지모듈(200)의 효율성을 높이기 위해 환기구를 설치하여 과열로 인한 태양광 발전율 감소를 막도록 이루어진다.

따라서, 태양전지모듈(200)은 브래킷(100)으로 벽(W)에 대해 일정 경사를 이룬 상태를 가지며, 건물의 외벽 디자인이 미려하게 됨과 동시에 여름철 과다한 소비전력량을 줄일 수 있도록 이루어진다.

그러나, 종래기술에 따른 태양광 발전장치는 일정각도만을 가지고 방위각 및 고도에 따라 회전되지 않으므로, 태양광을 추적하는 효율이 매우 낮으며, 환기구에서 출력되는 열인 에너지원을 외부로 방출시켜 에너지원의 재활용을 실시하지 않 고, 이에 따라 환기구를 설치하는 비용대비 발전 효율은 낮아질 수 있으며, 외부로 방출된 열기가 빌딩이 밀집된 지역에서는 열섬(Heat Island) 현상을 발생시키는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 건물의 외벽에 부착된 태양에너지판넬을 수평 및 수직으로 회전가능케 하여, 건물에서 사용되는 에너지원 중 일부를 대체할 수 있어 전력부하를 감소시킬 수 있는 벽면형 태양광 추적장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 태양에너지판넬의 하부면에 냉각 파이프를 설치하여 과열로 인한 효율이 저하되는 것을 막음과 동시에 상기 냉각 파이프를 순환한 냉각수가 얻은 열을 이용하여 난방 등에 이용할 수 있어 에너지 재활용이 가능한 벽면형 태양광 추적장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 건물 외벽에 부착된 다수개의 태양에너지판넬에 고장이 발생하면 점등되는 표시등을 구비하여 고장이 발생한 판넬을 식별하기 쉽도록 이루어져 교환 및 수리가 간편해지는 벽면형 태양광 추적장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 벽면형 태양광 추적장치를 둘러싸는 케이스를 더 구비하여 태양에너지판넬과 벽면에 고정되는 부분으로 바람, 이물질 등이 유입되어 초래될 수 있는 고장 및 파손을 미연에 방지할 수 있는 벽면형 태양광 추적장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 태양에너지판넬에 다수개의 발광장치를 부착하여 건물 외벽에 부착되어 일정 문양 또는 이미지를 나타낼 수 있어 조경 효과 및 광고 효과를 거둘 수 있는 벽면형 태양광 추적장치를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 건물 외벽에 지지되도록 부착되는 벽면부착부; 상기 벽면부착부의 전방에 배치되어, 상기 벽면부착부에 의해 지지되는 서브프레임; 상기 서브프레임의 전방에 설치되며, 후방에서 연직의 스윙축선과 수평의 요잉축선을 중심으로 회전되는 판넬지지체; 상기 판넬지지체의 전방에 설치되어, 태양광을 흡수하여 전력을 생산하기 위한 태양에너지판넬; 상기 판넬지지체에 연결되는 스윙구동수단; 상기 서브프레임에 연결되어, 상기 판넬지지체를 요잉축 중심으로 회전시키는 요잉구동수단을 포함하며, 상기 스윙구동수단은 판넬지지체와 서브프레임 사이에 배치되는 것이며, 파워 실린더, 상기 파워 실린더의 출력단과 연결되는 연결부재, 상기 연결부재와 연결된 지지축, 상기 지지축의 양단에 그 일단이 연결된 각각 2 개씩의 제1 링크 및 제2 링크로 구성되되, 상기 2개의 제1 링크 중 1개의 타단은 판넬지지체에 연결되고, 나머지 1개의 타단은 서브프레임에 연결되며, 상기 2개의 제2 링크 중 1개의 타단은 판넬지지체에 연결되고, 나머지 1개의 타단은 서브프레임에 연결되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 요잉구동수단은 스크류 모터인 구동모터; 상기 구동모터에 의해 회전되고, 일정한 간격의 피치가 형성된 스크류 나사; 상기 스크류 나사의 피치에 대응되는 홈이 형성되고, 상기 스크류 나사가 회전되면 직선 방향으로 이동되는 스크류 너트; 상기 스크류 너트와 연결되어 상기 스크류 너트의 직선 운동으로 회전되는 핀; 상기 핀과 일체로 형성되어, 상기 핀의 회동력을 전달받아 회전하는 샤프트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 서브프레임은 상기 샤프트의 양단이 관통되도록 연결되어 일체로 형성된 제1 힌지 및 제2 힌지를 포함하여, 상기 샤프트의 회전이 발생되면 상기 제1 힌지 및 제2 힌지를 통해 전달된 회전력으로 상기 서브프레임이 회전되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 벽면부착부는 상기 샤프트의 양단이 관통되도록 연결된 제3 힌지 및 제4 힌지를 포함하여, 상기 샤프트의 회전력이 상기 제3 힌지 및 제4 힌지를 통해 상기 벽면부착부로 전달되지 않는 것을 특징으로 한다.

삭제

한편, 상기 판넬지지체와 서브프레임에는 상기 제1 링크와 제2 링크와 각각 연결되는 제1 링크결합부 및 제2 링크결합부가 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 벽면형 태양광 추적장치는 상기 태양에너지판넬의 하부면 중 상기 벽면 부착부를 제외한 나머지 부분에 위치되는 냉각수 파이프를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 냉각수 파이프는 상기 건물 내의 난방 시설과 연계되어 상기 냉각수 파이프 내의 냉각수가 흡수한 열을 상기 건물의 난방에 이용되도록 설치되는 것을 특징으로 한다,

바람직하게는, 상기 벽면형 태양광 추적장치는 상기 벽면형 태양광 추적장치 의 외주면을 감싸도록 형성된 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.,

이때, 상기 케이스는 외풍이 상기 태양에너지판넬 내부로 유입되어 발생되는 소음을 줄이기 위해, 상기 케이스 내부에 구비되는 소음방지재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 벽면형 태양광 추적장치는 상기 태양에너지판넬의 상부면 소정 위치에 상기 벽면형 태양광 추적장치의 손상 및 파손으로 인한 고장이 발생되면 점등되는 표시등을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 표시등은 상기 태양에너지판넬의 각 모서리 중 한 모서리에 위치되는 것을 특징으로 한다.

더불어, 상기 벽면형 태양광 추적장치는 상기 태양에너지판넬의 상부면 외주연을 따라 다수개 배치되는 발광장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 벽면형 태양광 추적장치는 상기 건물 외관과 조화를 이루거나 특징을 주기 위해, 상기 태양에너지판넬 상부면에 위치되고, 색감을 포함한 아크릴판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 건물 외벽에 설치되어 태양광 발전을 실시하고, 태양에너지판넬의 효율을 높이기 위해 냉각수 파이프를 더 구비함과 동시에 지열로 데워진 냉각수를 재활용함으로써 1차적으로 태양광 발전을 실시하고 2차적으로 건물의 지열을 이용하여 대체 에너지원을 생산 하고, 이에 따라 건물 내에서 소비되는 전력을 자체적으로 생산할 수 있어 전력 소비량을 줄일 수 있으며, 태양광 발전을 통해 생산된 전력을 한전에 공급하여 수입을 창출할 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

치 발명은 고층 빌딩 또는 건물 외벽에 설치되어 건물에서 사용하는 에너지를 대체할 수 있는 에너지원을 생산할 수 있어 전력사용량을 줄일 수 있도록 이루어지며, 복사열 및 지열을 냉각 파이프를 이용하여 흡수함으로써 태양에너지판넬의 효율을 높임과 동시에 온도가 높아진 냉각수를 난방에 이용하도록 이루어지고, 다수개의 태양에너지판넬의 수리를 용이하게 하기 위해 고장이 발생한 판넬을 표시할 수 있도록 표시등을 점등시키며, 고층 빌딩의 외풍을 맞은 태양에너지판넬에 의해 소음이 발생 또는 외부 이물질이 유입되지 않도록 케이스를 구비하고, 케이스 내에 메쉬 부재를 삽입하여 소음을 더욱 절감시킬 수 있으며, 태양에너지판넬의 외주면에 다수개의 발광장치를 구비하여 이미지 또는 문자 등을 출력하는 등의 건물 외관 조명으로 이용가능하고, 태양의 방위각 및 고도를 따라 태양에너지판넬을 회전시킬 수 있으므로 태양광 발전 효율을 증대시킬 수 있도록 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 배면도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치(1)는 건물 외벽에 부착되기 위해 상기 벽면형 태양광 추적장치(1)의 몸체를 지지하는 벽면부착부(100), 태양의 방위각을 따라 수평축으로 회전하기 위한 요잉구동수단(200), 태양의 고도를 따라 수직축으로 회전하기 위한 스윙구동수단(300), 태양에너지판넬(500)이 지지되기 위하 판넬지지체(400), 상기 벽면부착부(100)와 판넬지지체(400) 사이에 구비된 서브프레임(600)을 포함한다.

상기 벽면부착부(100)는 건물 외벽에 고정적으로 설치되어 상기 태양에너지판넬(500)이 상기 스윙구동수단(300) 및 요잉구동수단(200)에 의해 회전되도록 지지하기 위한 것이며, 상기 벽면부착부(100)의 상부에는 상기 요잉구동수단(200) 및 스윙구동수단(300)이 설치되기 위한 서브프레임(600)이 구비된다.

그리고, 상기 서브프레임(600)은 상기 벽면부착부(100)와 힌지로 연결되고, 상기 요잉구동수단(200)의 수평 구동축과 일체로 형성되어 상기 요잉구동수단(200)의 수평 구동축이 회전하면 상기 서브프레임(600)에도 회전력이 전달되어 최종적으로 상기 태양에너지판넬(500)을 수평으로 회전하게 하는 매개체 역할을 하도록 구비된다.

또, 요잉구동수단(200)은 상기 서브프레임(600)과 일체로 구비되고, 상기 벽면부착부(100)에서는 상기 요잉구동수단(200)을 유격이 있도록 중심만 잡아주는 역할을 실시하므로, 상기 요잉구동수단(200)이 회전하거나 구동되더라도 상기 벽면부 착부(100)에는 그 회전력이 전달되지 않고, 상기 요잉구동수단(200) 만이 구동되도록 이루어진다.

그리고, 상기 스윙구동수단(300)은 상기 판넬지지체(400)의 소정 위치에 부착되고, 스윙축을 중심으로 회전하기 위한 힘을 받는 하나의 힌지는 상기 서브프레임(600)과 고정되고, 다른 하나의 힌지는 상기 판넬지지체(400)와 고정되는데, 상기 스윙구동수단(300)이 건물의 외벽쪽, 즉 서브프레임(600) 및 벽면부착부(100) 측으로 주는 힘은 모두 상기 판넬지지체(400) 측으로 옮겨지게 되고 즉, 벽면부착부(100)는 고정이므로, 태양에너지판넬(500)을 지지하는 판넬지지체(400)만을 들어올리게 된다.

여기서, 상기 요잉구동수단(200) 및 스윙구동수단(300)은 모두 직선 운동을 회전 운동으로 변환시켜 상기 태양에너지판넬(500)을 요잉축 및 스윙축을 중심으로 회전시키게 하며, 이에 대한 자세한 설명은 하기에서 설명한다.

본 발명에서는 수평축으로는 중심을 기준으로 15 도씩, 즉 30도 회전가능하며, 수직축으로는 15도 회전가능하도록 이루어지며, 바람에 의한 영향을 최소화시키기 위해 각 구성 요소의 재질을 알루미늄 합금을 사용한다.

그리고, 판넬지지체(400)는 그 전방에 태양에너지 수집을 위한 셀이 부착되기 위한 태양에너지판넬(500)을 구비하고, 후방에서는 상기 스윙구동수단(300) 및 요잉구동수단(200)에 의해 스윙축 및 요잉축을 중심으로 수직 및 수평으로 회전하게 된다.

덧붙여서, 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치(1)는 상기 벽면부착 부(100)가 상부면으로 위치하도록 설치되어야 하는데, 그 이유는 상기 스윙구동수단(300)이 힌지를 통해 태양에너지판넬(500)을 들어올리는 형태이기 때문이며, 태양을 추적하기 위해서는 하부면, 즉 하늘이 아닌 땅쪽을 향해 상기 태양에너지판넬(500)이 기울어지면 안되기 때문이다.

따라서, 상기 벽면형 태양광 추적장치(1)를 설치할 때, 상기 벽면부착부(100)가 상부를 향하여 상기 태양에너지판넬(500)이 기울어질 때, 하부면을 향하지 않도록 한다.

본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치(1)는 건물의 외벽 및 빌딩 등에 부착되어 건물에서 사용하는 전력량을 절감시키거나 또는 발전된 전력을 한전에 공급하여 새로운 수입원을 마련할 수도 있고, 고정형으로 외벽에 부착되는 것이 아니라 태양의 방위각 및 고도에 따라 수평축 및 수직축을 중심으로 회전하도록 구성되어 추적효율을 20% 이상으로 증가시킬 수 있으며, 노후된 건물의 외관도 미려하게 할 수 있는 부가적인 효과도 지니고 있다.

도 5는 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치를 도시한 분해사시도이고, 도 6은 도 5의 벽면형 태양광 추적장치(1) 중 벽면부착부(100)의 배면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치(1)는 벽면부착부(100), 요잉구동수단(200), 스윙구동수단(300), 판넬지지체(400), 태양에너지판넬(500), 서브프레임(600)을 포함한다.

여기서, 벽면부착부(100)는 그 하부면에 벽면과 고정되기 위한 다수개의 고 정 프레임 및 패널이 형성되어 있으며, 그 상부면에는 상기 요잉구동수단(200)의 중심을 잡아주지만 일체로 형성되지는 않도록 수직방향으로 각각 제3 힌지(101) 및 제4 힌지(102)가 구비되어 있다.

또, 서브프레임(600)은 그 하부면에 상기 벽면부착부(100)의 제3 힌지(101) 및 제4 힌지(102)와 겹쳐지는 제1 힌지(601) 및 제2 힌지(602)가 양측에 구비되며, 상기 제1 힌지(601), 제3 힌지(101) 및 제2 힌지(602), 제4 힌지(102)가 겹쳐진 곳의 중심에 상기 요잉구동수단(200)의 샤프트(206)가 관통한다.

여기서, 샤프트(206)는 상기 제3 힌지(101) 및 제4 힌지(102)와는 결합되어 있지 않지만, 상기 서브프레임(600)의 제1 힌지(601) 및 제2 힌지(602)와는 일체형으로 결합되어 있기 때문에, 상기 샤프트(206)가 회전하게 되면, 상기 벽면부착부(100)는 회전력을 전달받지 않지만, 상기 서브프레임(600)은 회전력을 전달받아 상기 서브프레임(600) 자체가 상기 샤프트(206)에 의해 회전하게 된다.

그리고, 상기 서브프레임(600)에는 수평방향으로 각각 판넬 연결부(603, 604)가 구비되며, 이는 상기 서브프레임(600)의 하부에서 태양에너지판넬(500)을 지지하는 판넬지지체(400)의 제3 프레임(403) 및 제4 프레임(404)에 고정되기 위해서이다.

또, 요잉구동수단(200)은 스크류 모터인 구동모터(201), 상기 구동모터(201)에 의해 직선 운동을 하는 스크류 너트 등에 의해 회전되는 샤프트(206)가 구비되며, 이는 하기에서 자세히 설명한다.

그리고, 스윙구동수단(300)은 상기 판넬지지체(400)의 제3 프레임(403) 및 제4 프레임(404)의 사이에 위치하고 상기 판넬지지체(400)와 서브프레임 사이에 배치되는 것으로, 상기 태양에너지판넬(500)을 들어올리기 위해 직선 운동을 실시하는 파워 실린더(301), 연결부재(302), 지지축(303) 및 각각 2개씩의 제1 링크(304), 제2 링크(305)를 포함한다.

여기서, 연결부재(302)는 상기 파워 실린더(301)의 구동 피스톤이 전진하며 직선 운동을 실시하면, 이를 지지축(303)으로 전달해주기 위해 상기 지지축과 상기 구동 피스톤을 연결해주는 역할을 하도록 구비된다.

그리고, 상기 제1 링크(304) 및 제2 링크(305)는 상기 지지축(303)의 양측에 각각 연결되되, 상기 2개의 제1 링크(304) 중 1개의 타단은 판넬지지체(400)의 제1 링크결합부(410)에 연결되고, 나머지 1개의 타단은 서브프레임(600)의 제2 링크결합부(610)에 연결된다. 마찬가지로, 상기 2개의 제2 링크(305) 중 1개의 타단은 판넬지지체(400)의 제2 링크결합부(420)에 연결되고, 나머지 1개의 타단은 서브프레임(600)의 제2 링크결합부(620)에 연결된다.
이러한 상기 제1 링크(304) 및 제2 링크(305)의 구성은 파워 실린더(301)가 작동할 경우 소정의 각도로 펴졌다 접혔다 하는 기능을 수행한다.

삭제

따라서, 상기 제1 링크(304) 및 제2 링크(305)의 타단으로 전달된 힘은 각각 상기 판넬지지체(400)와 서브프레임(600)으로 전달되긴 하지만, 상기 서브프레임(600)은 측은 상기 벽면부착부(100)에 의해 고정되어 있으므로, 수직운동을 하지 못하는 상태이기 때문에, 그 힘은 그대로 상기 판넬지지체(400) 측으로 전달되어 상기 태양에너지판넬(500)을 들어올릴 수 있게 되는 것이다.

그리고, 상기 판넬지지체(400)는 수평 방향으로 2 개의 프레임, 즉 제1 프레임(401), 제2 프레임(402)이 부착되고, 상기 제1 프레임(401)과 판넬지지체(400)의 외주면 프레임 사이를 구획하도록 제3 프레임(403) 및 제4 프레임(404)이 구비되어 있으며, 상기 제3 프레임(403) 및 제4 프레임(404) 사이에는 상기 스윙구동수단(300)이 고정된다.

도 7은 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치 중 요잉구동수단을 상세히 도시한 분해사시도이다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 구동모터(201), 커플링(202), 스크류 나사(203), 스크류 너트(204), 핀(205), 샤프트(206)을 포함하여 구성된다.

우선, 구동모터(201)는 감속기 및 커플링(202)을 거쳐 기 설정된 일정한 속도 및 회전수로 스크류 나사(203)를 돌리게 된다.

여기서, 스크류 나사(203)는 미세한 피치가 나선형으로 형성되어 있으며, 상기 스크류 나사(203)가 돌게 되면, 상기 스크류 너트(204)는 상기 나선형 피치에 맞는 홈이 형성되어 있으므로, 상기 스크류 너트(204)는 상기 스크류 나사(203)의 회전 방향에 따라 오른쪽 또는 왼쪽으로 직선 운동을 실시하게 된다.

이에 따라, 상기 핀(205)은 상기 스크류 너트(204)가 이동하는 방향에 직각되도록 상기 스크류 너트(204)를 잡고 있고, 상기 핀(205)에는 상기 샤프트(206)가 일체형으로 연결되어 있기 때문에, 상기 스크류 너트(204)가 중심축으로 직선 운동을 실시하게 되면, 상기 샤프트(206)는 상기 핀(205)에 의해 회전되게 된다.

이에 대한 개념은 도 8에서 설명한다.

도 8은 도 7의 구동 원리에 대해 도시된 개념도이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 스크류 나사(203)가 회전하게 되면 상기 스크류 나사(203)의 표면에 형성된 나 선형 나사산이 돌게 된다.

상기 나사산의 간격은 매우 작게 형성되어 미세한 각도 조절이 이루어지게 하는 것이 바람직하며, 상기 스크류 나사(203)가 상기 구동모터(201)에 의해 회전하게 되면, 상기 스크류 너트(204)의 나사 수용홀(204a)에는 상기 나사산에 대응되는 홈이 형성되어 있기 때문에, 상기 스크류 너트(204)가 제자리에서 회전하면 상기 나사 수용홀(204a)에 형성된 홈에 의해 스크류 너트(204)는 직선 방향으로, 즉 오른쪽 또는 왼쪽으로 이동하게 된다.

그리고, 상기 나사산 수용홀(204a)이 형성된 방향의 수직으로 양측에 핀 연결부(204b)가 형성되어 있으며, 상기 핀 연결부(204b)는 상기 핀(205)의 너트 수용홀(205a)과 연결된다.

이에 따라, 상기 스크류 너트(204)가 직선 운동을 실시하게 되면, 상기 스크류 너트(204)의 운동 방향에 수직되게 잡고 있는 핀(205)은 너트 수용홀(205a)은 중심축으로 공회전하게 된다.

그리고, 상기 핀(205)은 한 개의 판넬에 너트 수용홀(205a)과 샤프트 수용홀(205b)이 형성되어 있기 때문에, 상기 너트 수용홀(205a)은 중심축으로 형성되며, 샤프트 수용홀(205b)과 샤프트(206)는 일체로 형성되어 있기 때문에, 상기 핀(205)이 회전되면서 상기 샤프트(206)도 회전된다.

더불어, 상기 샤프트(206)는 서브프레임(600)의 제1 힌지(601) 및 제2 힌지(602)와 일체로 연결되어 있기 때문에, 상기 제1 힌지(601) 및 제2 힌지(602)를 상기 회전력에 의해 구동시키게 되며, 상기 서브프레임(600)은 상기 판넬지지 체(400)와 연결되어 있기 때문에, 상기 판넬지지체(400)의 상부면에 부착된 태양에너지판넬(500)을 수평 방향으로 회전시킬 수 있다.

(가)는 상기 스크류 너트(204)가 오른쪽으로 이동할 경우를 도시하며, 상기와 같은 경우, 상기 스크류 너트(204)가 이동할지라도 상기 샤프트(206)가 상기 벽면부착부(100)의 제3 힌지(101) 및 제4 힌지(102)에 의해 중심을 잡도록 고정되어 있으므로, 이동은 하지는 못한다.

따라서, 상기 핀(205)은 상기 스크류 너트(204)가 연결된 너트 수용홀(205a) 만이 직선 운동을 실시하고, 샤프트(206)가 연결된 샤프트 수용홀(205b)은 제자리에서 회전하게 된다.

이에 따라, 샤프트 수용홀(205b)과 샤프트(206)는 일체로 형성되어 있으므로, 상기 샤프트(206)를 회전시키고, 상기 샤프트(206)의 회전으로 상기 샤프트(206)와 일체로 연결된 서브프레임(600)의 제1 힌지(601) 및 제2 힌지(602)를 회전시켜 서브프레임(600)을 역방향으로 회전시키게 되는 것이다.

반대로, (나)는 상기 스크류 너트(204)가 왼쪽으로 이동할 경우를 도시하며, 상기와 같은 경우, 상기 스크류 너트(204)가 이동할지라도 상기 샤프트(206)가 상기 벽면부착부(100)의 제3 힌지(101) 및 제4 힌지(102)에 의해 중심을 잡도록 고정되어 있으므로, 이동은 하지는 못한다.

이에 따라, 샤프트 수용홀(205b)과 샤프트(206)는 일체로 형성되어 있으므로, 상기 샤프트(206)를 회전시키고, 상기 샤프트(206)의 회전으로 상기 샤프트(206)와 일체로 연결된 서브프레임(600)의 제1 힌지(601) 및 제2 힌지(602)를 회전시켜 서브프레임(600)을 순방향으로 회전시키게 되는 것이다.

여기서, 상기 스크류 나사(203)는 이송 나사(Feed Screw)라고도 한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 벽면형 태양광 추적장치를 도시한 도이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 태양에너지판넬(500)의 상부면 소정부위에 상기 벽면형 태양광 추적장치(1)의 고장 여부를 판단하여 표시등(501)을 점등하도록 한다.

그 이유는, 상기 태양에너지판넬(500)은 고층 빌딩 및 건물의 창문이 달리지 않은 외벽에 다수개 부착되기 때문에, 각각의 ID 등과 같은 식별 번호를 부여하고,이를 관리한다고 할지라도 수리 및 교체시 상기 ID로 태양에너지판넬(500)을 구분하기 용이하지 않으므로, 수리 및 교체가 되어야 할 판넬, 즉 고장이 발생한 판넬은 상기 표시등(501)이 점등됨으로써 수리자가 구분이 쉽도록 하는 것이다.

도 10는 본 발명의 실시예에 따른 벽면형 태양광 추적장치를 도시한 도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치(1)는 태양에너지판넬(500)의 외주연을 따라 다수개의 발광장치(511)를 구비하여, 건물 외관에서 이미지 또는 문자를 표현할 수 있도록 구비된다.

최근, 건물 외관에 다수개의 발광 수단을 구비하여 이미지가 움직이는 것과 같은 동영상 효과를 표현한다든가 또는 회사 로고를 출력하도록 점등시킬 수도 있고, 상기 벽면형 태양광 추적장치(1)의 태양에너지판넬(500)이 직사각형의 형상을 가지고 있으므로, 이의 배치를 이용하여 7-Segment 와 같은 효과를 가지게 함으로써 전자 시계와 같은 효과를 가지게 할 수도 있다.

또는, 빌딩 및 건물에서 입주자에게 알려줄 공지 사항과 같은 문자를 넣어 출력할 수도 있으므로, 각 입주자에게 일일이 찾아가 전단지를 나누어준다거나 하는 등의 수고를 덜 수도 있다.

도 11은 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 실시예를 도시한 도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 태양에너지판넬(500)의 상부면에는 PV ARRAY, 즉 셀(CELL) 이 부착되게 된다.

상기 셀의 색은 남색 등으로 한정되어 있으므로, 상기 색을 변경하고자 하는 경우, 즉 건물의 외관이 남색이 아니거나 또는 다른 색으로 배치하고자 하는 경우에는 아크릴판(700)을 상기 태양에너지판넬(500)의 상부면에 구비시켜 건물의 외관의 특징을 주거나 또는 건물의 외관과 조화시킬 수도 있다.

도 12는 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 실시예를 도시한 도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 태양에너지판넬(500)과 상기 벽면부착부(100) 사이의 틈새로 이물질이 유입되거나 혹은 바람이 부는 경우 유로가 좁아져 소음이 발생할 수 있으며, 비둘기 등이 둥지를 틀 수도 있다.

따라서, 건물 내로 소음이 전달되지 않고, 풍압에 견딜 수 있도록 케이스

를 구비하여 외부의 이물질 및 유로가 좁아져 발생될 수 있는 소음을 줄이도록 하며, 비둘기 등이 둥지를 틀어 벽면형 태양광 추적장치(1)의 고장을 유발할 수 있는 요소들을 최대한 제거하도록 한다.

도 13은 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 실시예를 도시한 도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 소음을 방지하기 위해서 상기 케이스(800)의 내부에 메쉬(Mesh) 부재(801)를 더 구비하도록 한다.

즉, 상기 케이스(800)의 내면에 모두 소음방지재인 메쉬부재(801)를 구비하여 건물 내부로 바람의 유로가 좁아져 발생될 수 있는 소음을 방지하고, 상기 벽면형 태양광 추적장치(1)가 바람에 흔들리거나 또는 구동되는 소음을 건물 내로 전달되지 않도록 한다.

도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치가 빌딩 및 건물에 설치된 정면도 및 측면도를 도시한 도이다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 창문이 설치되지 않은 나머지 외벽에 모두 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치(1)를 부착시킴으로써 건물에서 사용하는 에너지를 대체할 수 있다.

도 16은 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 실시예를 도시한 도이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 벽면부착부(100)는 상기 태양에너지판넬(500) 보 다 면적이 좁기 때문에, 남는 면적을 이용하여 냉각수 파이프(900)를 설치한다.

상기 냉각수 파이프(900)는 상기 태양에너지판넬(500)이 과열되는 등 효율이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 흡열 과정을 거쳐 발전 효율을 높여주고, 이와 동시에 태양이 건물 외벽에 비춰 건물 외벽에서 흡수하고 있던 열을 흡수하여 상기 냉각수 파이프(900) 내부의 냉각수의 온도를 높여주도록 한다.

그리고, 상기 냉각수 파이프(900)는 난방 시설과 연계되어 있어, 흡열 과정을 거쳐 온도가 높아진 냉각수를 이용하여 난방에 이용하면, 난방비를 절약할 수 있다.

예를 들어, 0 도의 냉각수가 태양에너지판넬(500)의 열과 건물 외벽의 열을 모두 흡수하여 5 도로 상승하였고, 15 도로 가열된 순환액을 이용하여 난방을 해야하는 경우에는, 종래에서는 0 도에서 15 도까지 온도를 올리는데 3000원이었다면, 본 발명을 이용할 경우, 5 도에서 10 도 까지, 즉 10 도만 온도를 올리면 되므로 3000원 보다 적은 금액으로 난방을 구동하게 될 수 있는 것이다.

따라서, 태양광 발전 효율을 높일 수 있음과 동시에 난방에 필요한 연료를 절약할 수 있도록 이루어진다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 건물외벽 설치형 태양전지모듈이 건물외벽에 설치된 상태도.

도 2는 종래 기술에 따른 태양전지모듈이 건물외벽에 설치된 상태의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 배면도.

도 5는 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치의 분해사시도.

도 6은 도 5의 벽면형 태양광 추적장치 중 벽면부착부의 배면도.

도 7은 본 발명에 따른 벽면형 태양광 추적장치 중 요잉구동수단을 상세히 도시한 분해사시도.

도 8은 도 7의 구동 원리에 대해 도시된 개념도.

도 9 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 벽면형 태양광 추적장치를 도시한 도.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>

1: 벽면형 태양광 추적장치

100: 벽면부착부 101: 제3 힌지

102: 제4 힌지 200: 요잉구동수단

201: 구동모터 202: 커플링

203: 스크류 나사 204: 스크류 너트

204a: 나사 수용홀 204b: 핀 연결부

205: 핀 205a: 너트 수용홀

205b: 샤프트 수용홀 206: 샤프트

300: 스윙구동수단 301: 파워실린더

302: 연결부재 303: 지지축

304: 제1 링크 305: 제2 링크

400: 판넬지지체 401: 제1 프레임

402: 제2 프레임 403: 제3 프레임

404: 제4 프레임 500: 태양에너지 판넬

501: 표시등 600: 서브프레임

601: 제1 힌지 602: 제2 힌지

603, 604: 판넬 연결부

Claims

건물 외벽에 지지되도록 부착되는 벽면부착부;

상기 벽면부착부의 전방에 배치되어, 상기 벽면부착부에 의해 지지되는 서브프레임;

상기 서브프레임의 전방에 설치되며, 후방에서 연직의 스윙축선과 수평의 요잉축선을 중심으로 회전되는 판넬지지체;

상기 판넬지지체의 전방에 설치되어, 태양광을 흡수하여 전력을 생산하기 위한 태양에너지판넬;

상기 판넬지지체에 연결되는 스윙구동수단;

상기 서브프레임에 연결되어, 상기 판넬지지체를 요잉축 중심으로 회전시키는 요잉구동수단을 포함하며,

상기 스윙구동수단은 판넬지지체와 서브프레임 사이에 배치되는 것이며, 파워 실린더, 상기 파워 실린더의 출력단과 연결되는 연결부재, 상기 연결부재와 연결된 지지축, 상기 지지축의 양단에 그 일단이 연결된 각각 2 개씩의 제1 링크 및 제2 링크로 구성되되,

상기 2개의 제1 링크 중 1개의 타단은 판넬지지체에 연결되고, 나머지 1개의 타단은 서브프레임에 연결되며, 상기 2개의 제2 링크 중 1개의 타단은 판넬지지체에 연결되고, 나머지 1개의 타단은 서브프레임에 연결되는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 1에 있어서,

상기 요잉구동수단은

스크류 모터인 구동모터;

상기 구동모터에 의해 회전되고, 일정한 간격의 피치가 형성된 스크류 나사;

상기 스크류 나사의 피치에 대응되는 홈이 형성되고, 상기 스크류 나사가 회전되면 직선 방향으로 이동되는 스크류 너트;

상기 스크류 너트와 연결되어 상기 스크류 너트의 직선 운동으로 회전되는 핀;

상기 핀과 일체로 형성되어, 상기 핀의 회동력을 전달받아 회전하는 샤프트

를 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 2에 있어서,

상기 서브프레임은

상기 샤프트의 양단이 관통되도록 연결되어 일체로 형성된 제1 힌지 및 제2 힌지

를 포함하여, 상기 샤프트의 회전이 발생되면 상기 제1 힌지 및 제2 힌지를 통해 전달된 회전력으로 상기 서브프레임이 회전되는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 3에 있어서,

상기 벽면부착부는

상기 샤프트의 양단이 관통되도록 연결된 제3 힌지 및 제4 힌지

를 포함하여, 상기 샤프트의 회전력이 상기 제3 힌지 및 제4 힌지를 통해 상기 벽면부착부로 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 판넬지지체와 서브프레임에는 상기 제1 링크와 제2 링크와 각각 연결되는 제1 링크결합부 및 제2 링크결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 1에 있어서,

상기 벽면형 태양광 추적장치는

상기 태양에너지판넬의 하부면 중 상기 벽면 부착부를 제외한 나머지 부분에 위치되는 냉각수 파이프

를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 7에 있어서,

상기 냉각수 파이프는 상기 건물 내의 난방 시설과 연계되어 상기 냉각수 파이프 내의 냉각수가 흡수한 열을 상기 건물의 난방에 이용되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 1에 있어서,

상기 벽면형 태양광 추적장치는

상기 벽면형 태양광 추적장치의 외주면을 감싸도록 형성된 케이스

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 9에 있어서,

상기 케이스는 외풍이 상기 태양에너지판넬 내부로 유입되어 발생되는 소음을 줄이기 위해, 상기 케이스 내부에 구비되는 소음방지재

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 10에 있어서,

상기 소음방지재는 메쉬(Mesh) 재질인 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 1에 있어서,

상기 벽면형 태양광 추적장치는

상기 태양에너지판넬의 상부면 소정 위치에 상기 벽면형 태양광 추적장치의 손상 및 파손으로 인한 고장이 발생되면 점등되는 표시등;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 12에 있어서,

상기 표시등은 상기 태양에너지판넬의 각 모서리 중 한 모서리에 위치되는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 1에 있어서,

상기 벽면형 태양광 추적장치는

상기 태양에너지판넬의 상부면 외주연을 따라 다수개 배치되는 발광장치

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.
청구항 1에 있어서,

상기 벽면형 태양광 추적장치는

상기 건물 외관과 조화를 이루거나 특징을 주기 위해, 상기 태양에너지판넬 상부면에 위치되고, 색감을 포함한 아크릴판

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면형 태양광 추적장치.