KR100972748B1

KR100972748B1 - 태양광발전용 트랙커

Info

Publication number: KR100972748B1
Application number: KR1020090120619A
Authority: KR
Inventors: 정종필; 박재은; 박성재
Original assignee: 에버테크노 주식회사
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2010-07-28

Abstract

본 발명은 태양전지모듈을 제1트러스 구조물과 제2트러스 구조물을 사용하여 지지함으로써 외부자연환경에 의한 압력을 분산시켜 태양전지모듈을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있는 태양광발전용 트랙커에 관한 것으로, 태양광을 조사받아 전기신호로 변환시켜 출력하는 다수개의 태양전지모듈(100)과; 다수개의 태양전지모듈(100)에 설치되어 다수개의 태양전지모듈(100)을 지지하는 제1트러스 구조물(200)과; 제1트러스 구조물(200)에 설치되어 제1트러스 구조물(200)을 지지하는 조인트(300)와; 조인트(300)에 연결되어 제1트러스 구조물(200)을 제1방향으로 회동시켜 태양전지모듈(100)이 스윙 운동되도록 하는 제1슬루 드라이버(400)와; 조인트(300)에 연결되며 제1슬루 드라이버(400)에 설치되어 조인트(300)를 지지하는 제2트러스 구조물(500)과; 제2트러스 구조물(500)에 연결되어 제2트러스 구조물(500)을 제1방향과 직교되는 제2방향으로 회동시켜 태양전지모듈(100)이 요운동되도록 하는 제2슬루 드라이버(600)로 구성하여, 태양전지모듈을 제1트러스 구조물과 제2트러스 구조물을 사용하여 지지함으로써 외부자연환경에 의한 압력을 분산시켜 태양전지모듈을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있도록 함에 있다.

태양광, 트랙커, 방위각, 고도각, 슬루 드라이버, 스윙운동, 요운동

Description

태양광발전용 트랙커{Tracker for photovoltaic}

본 발명은 태양광발전용 트랙커에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지모듈을 제1트러스 구조물과 제2트러스 구조물을 사용하여 지지함으로써 외부자연환경에 의한 압력을 분산시켜 태양전지모듈을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있는 태양광발전용 트랙커에 관한 것이다.

태양광발전용 트랙커는 태양전지모듈이 태양과 일치 즉, 직교되도록 조정하는 방식에 따라 일축식과 이축식이 있다. 일축식은 태양의 방위각에 따라 태양전지모듈을 스윙(swing)운동시켜 조정하며, 이축식은 태양의 방위각과 고도각에 따라 태양전지모듈을 스윙이나 요(yaw)운동시켜 조정한다. 이축식은 일축식에 비해 태양의 방위각과 고도각에 따라 태양전지모듈을 좌우로 스윙운동시키거나 상하로 요운동시켜 일축식에 비해 태양전지모듈을 태양광과 보다 정밀하게 직각을 이루도록 조정함으로써 발전효율이 개선된다.

발전효율을 개선할 수 있는 이축식 태양광발전용 트랙커의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에서와 같이 태양광발전용 트랙커는 베이스부재(1), 지지기둥(2), 스윙 운동기구(3), 요운동기구(4) 및 태양전지모듈(5)로 구성된다.

베이스부재(1)는 땅에 매립 설치되며, 지지기둥(2)은 베이스부재(1)에 설치되고 일반적으로 내부가 빈 중공부재로 이루어진다.

스윙운동기구(3)는 지지기둥(2)에 연결되어 태양의 방위각에 따라 태양전지모듈(5)이 스윙운동되도록 지지기둥(2)을 화살표(a2) 방향으로 회동시켜 태양광에 정렬시킨다. 이러한 스윙운동기구(3)는 베이스부재(1)에 설치되는 모터(3a) 및 서로 치합되는 2개의 기어(3b)로 이루어지며, 모터(3a)에서 발생된 회전력이 2개의 기어(3b)에 의해 지지기둥(2)으로 전달되면 지지기둥(2)에 설치된 태양전지모듈(5)을 스윙운동시킨다.

요운동기구(4)는 지지기둥(2)과 태양전지모듈(5)에 사이에 연결되어 태양의 고도각에 따라 태양전지모듈(5)을 화살표(a1) 방향으로 회동시켜 요운동을 시킨다. 이러한 요운동기구(4)는 지지기둥(2)과 태양전지모듈(5)이 연결되는 힌지부재(4a), 모터(4b), 힌지부재(4a)와 모터(4b)에 연결되는 2개의 풀리(4c) 및 2개의 풀리(4c)를 연결하는 벨트(4d)로 이루어진다. 요운동기구(4)는 모터(4b)에서 발생된 회전력이 벨트(4d)를 통해 힌지부재(4a)를 회동시켜 힌지부재(4a)에 연결된 태양전지모듈(5)이 힌지부재(4a)를 회전축으로 하여 요운동되도록 조정한다.

이와 같이 태양광발전용 트랙커는 태양전지모듈(5)을 태양의 방위각이나 고도각에 따라 스윙운동이나 요운동시켜 태양광과 직각이 이루어지도록 조정함으로써 태양전지모듈(5)의 발전효율이 증대되도록 한다.

종래의 태양광발전용 트랙커는 태양전지모듈이 요운동기구와 하나의 힌지로 연결됨으로써 태양전지모듈의 발전용량이 큰 경우에 지지기둥과 태양전지모듈의 연결관계가 약해 외부자연환경 즉, 강풍이나 태풍 등의 압력에 의해 손상이 발생될 수 있으며, 풀리나 벨트를 이용하여 태양전지모듈의 요운동을 조정함으로써 태양광과 직각을 이루도록 정밀하게 조정할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 태양전지모듈을 제1트러스 구조물과 제2트러스 구조물을 사용하여 지지함으로써 외부자연환경에 의한 압력을 분산시켜 태양전지모듈을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있는 태양광발전용 트랙커를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다수개의 태양전지모듈이 설치되는 제1트러스 구조물과 제2트러스 구조물 사이에 장축의 환봉을 설치하여 제1트러스 구조물을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있는 태양광발전용 트랙커를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 슬루 드라이버를 이용하여 다수개의 태양전지모듈을 스윙운동이나 요운동되도록 구동함으로써 다수개의 태양전지모듈의 위치를 정밀하게 구동할 수 있는 태양광발전용 트랙커를 제공함에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 태양광발전용 트랙커는 태양광을 조사받아 전기신호로 변환시켜 출력하는 다수개의 태양전지모듈과; 상기 다수개의 태양전지모듈에 설치되어 다수개의 태양전지모듈을 지지하는 제1트러스 구조물(truss system)과; 상기 제1트러스 구조물에 설치되어 제1트러스 구조물을 지지하는 조인트와; 상기 조인트에 연결되어 상기 제1트러스 구조물을 제1방향으로 회동시켜 상기 태양전지모듈이 스윙(swing)운동되도록 하는 제1슬루 드라이버(slew driver)와; 상기 조인트에 연결되며 상기 제1슬루 드라이버에 설치되어 조인트를 지지하는 제2트러스 구조물과; 상기 제2트러스 구조물에 연결되어 상기 제2트러스 구조물을 제1방향과 직교되는 제2방향으로 회동시켜 상기 태양전지모듈이 요(yaw)운동되도록 하는 제2슬루 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광발전용 트랙커는 태양광을 조사받아 전기신호로 변환시켜 출력하는 다수개의 태양전지모듈과; 상기 다수개의 태양전지모듈에 설치되어 다수개의 태양전지모듈을 지지하는 제1트러스 구조물과; 상기 제1트러스 구조물에 설치되어 제1트러스 구조물을 지지하는 조인트와; 상기 조인트에 연결되어 상기 제1트러스 구조물을 제1방향으로 회동시켜 상기 태양전지모듈이 스윙(swing)운동되도록 하는 제1슬루 드라이버와; 상기 조인트에 연결되며 상기 제1슬루 드라이버에 설치되어 조인트를 지지하는 제2트러스 구조물과; 상기 제2트러스 구조물에 연결되어 상기 제2트러스 구조물을 제1방향과 직교되는 제2방향으로 회동시켜 상기 태양전지모듈이 요(yaw)운동되도록 하는 제2슬루 드라이버와; 상기 제2슬루 드라이버와 연결되며 철근 콘크리트부재에 형성된 베이스 앙카(base anchor)에 설치되어 상기 제2트러스 구조물을 지지하는 지지기둥과; 상기 다수개의 태양전지모듈에 설치되어 태양의 위치를 감지하는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라와; 상기 제1슬루 드라이버와 제2슬루 드라이버에 연결되어 미리 산출된 태양의 황도궤 적에 따라 다수개의 태양전지모듈의 방위각이나 고도각을 제어하며, 상기 CCD 카메라로부터 감지된 태양의 위치를 수신받아 미리 산출된 태양의 황도궤적과 비교하여 황도궤적에 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 상기 제1슬루 드라이버와 제2슬루 드라이버를 제어하여 다수개의 태양전지모듈의 방위각이나 고도각을 조정하는 제어기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 태양광발전용 트랙커는 다수개의 태양전지모듈을 제1트러스 구조물과 제2트러스 구조물을 사용하여 지지하여 외부자연환경에 의한 압력을 분산시키며, 다수개의 태양전지모듈이 설치되는 제1트러스 구조물과 제2트러스 구조물 사이에 장축의 환봉을 설치하여 다수개의 태양전지모듈을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있는 이점을 제공한다.

또한, 본 발명의 태양광발전용 트랙커는 슬루 드라이버를 이용하여 다수개의 태양전지모듈을 스윙운동이나 요운동되도록 구동함으로써 다수개의 태양전지모듈의 위치를 정밀하게 구동할 수 있는 이점을 제공한다.

본 발명의 태양광발전용 트랙커의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에서와 같이 본 발명의 태양광발전용 트랙커는 다수개의 태양전지모듈(100), 제1트러스 구조물(truss system)(200), 조인트(300), 제1슬루 드라이버(400), 제2트러스 구조물(500) 및 제2슬루 드라이버(600)로 구성된다.

다수개의 태양전지모듈(100)은 태양광을 조사받아 전기신호로 변환시켜 출력하며, 제1트러스 구조물(200)은 다수개의 태양전지모듈(100)에 설치되어 다수개의 태양전지모듈(100)을 지지한다. 조인트(300)는 제1트러스 구조물(200)에 설치되어 제1트러스 구조물(200)을 지지하며, 제1슬루 드라이버(400)는 조인트(300)에 연결되어 제1트러스 구조물(200)을 제1방향(a1)으로 회동시켜 태양전지모듈(100)이 스윙(swing)운동되도록 한다. 제2트러스 구조물(500)은 조인트(300)에 연결되며 제1슬루 드라이버(400)에 설치되어 조인트(300)를 지지하며, 제2슬루 드라이버(600)는 제2트러스 구조물(500)에 연결되어 제2트러스 구조물(500)을 제1방향(a1)과 직교되는 제2방향(a2)으로 회동시켜 태양전지모듈(100)이 요(yaw)운동되도록 한다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 태양광발전용 트랙커의 각 구성을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

다수개의 태양전지모듈(100)은 도 5에서와 같이 각각 사각 프레임(110), 다수개의 연결바(120) 및 다수개의 태양전지셀모듈(130)로 구성된다.

사각 프레임(110)은 제1트러스 구조물(200)에 체결부재(BN)로 고정 설치된다. 제1트러스 구조물(200)에 사각 프레임(110)을 설치 시 사각 프레임(110)을 보다 용이하게 제1트러스 구조물(200)에 체결한 후 고정 설치하기 위한 다수개의 정렬돌출부(111)가 형성된다. 다수개의 정렬돌출부(111)는 제1트러스 구조물(200)에 정렬하기 위한 정렬돌출부(111)가 형성되며, 다수개의 연결바(120)는 사각 프레임(110)의 내측에 일정 간격으로 배열되어 설치된다.

다수개의 태양전지셀모듈(130)은 사각 프레임(110)과 연결바(120)에 체결부 재(BN)로 설치되어 태양광을 전기신호로 변환시켜 출력한다. 체결부재(BN)가 삽입되기 위해 다수개의 태양전지셀모듈(130)은 각각 체결부재(BN)의 볼트(B)가 삽입되는 체결공(H)이 형성된다. 여기서, 체결부재(BN)는 볼트(B) 및 너트(N)가 사용되며, 이하 모든 체결부재(BN)는 볼트(B) 및 너트(N)가 사용된다. 이러한 다수개의 태양전지셀모듈(130)은 각각 다수개의 태양전지셀(131: 도 2에 도시됨)로 이루어지며, 다수개의 태양전지셀(131)은 각각 비집광형이나 집광형 태양전지셀이 사용된다.

제1트러스 구조물(200)은 도 6에서와 같이 다수개의 태양전지모듈(100)이 배열되도록 설치되며 태양전지모듈(100)로 외부자연환경에 의한 압력이 가해지는 경우에 이를 효과적으로 분산시켜 태양전지모듈(100)을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있도록 삼각형 구조로 이루어진다. 삼각형 구조를 갖도록 함으로써 안정적으로 다수개의 태양전지모듈(100)을 지지할 수 있는 제1트러스 구조물(200)은 다수개의 베이스 트러스(base truss)(210)와 다수개의 연결바(220)로 구성된다.

다수개의 베이스 트러스(210)는 한 쌍의 베이스바(base bar)(211), 클램프 삽입부재(212) 및 다수개의 보조바(213)로 구성된다. 한 쌍의 베이스바(211)는 각각 서로 이격되고 태양전지모듈(100)이 설치된다. 즉, 한 쌍의 베이스바(211)는 서로 수평이 되도록 이격되어 설치되며, 클램프 삽입부재(212)는 한 쌍의 베이스바(211) 사이에 설치되어 도 3에서와 같이 조인트(300)의 클램프(320)가 설치된다. 다수개의 보조바(213)는 한 쌍의 베이스바(211) 사이에 경사지게 설치되어 베이스 트러스(210)가 삼각형 구조를 갖도록 하여 태양전지모듈(100)로 가해지는 압력을 분산시켜 안정화시킨다. 즉, 다수개의 보조바(213)는 각각 베이스바(211)를 기준으로 서로 수평이 되도록 이격되어 설치되는 한 쌍의 베이스바(211) 사이에 30 내지 60°도 경사지게 설치된다.

한 쌍의 베이스바(211) 중 하나는 태양전지모듈(100)을 설치 시 체결부재(BN)가 삽입되어 다수개의 체결공(H)이 형성된다. 클램프 삽입부재(212)는 한 쌍의 클램프보조바(212a) 및 한 쌍의 클램프 스톱퍼(212b)로 이루어지고, 한 쌍의 클램프보조바(212a)는 각각 대향되도록 한 쌍의 베이스바(211) 사이에 설치되며, 한 쌍의 클램프 스톱퍼(212b)는 한 쌍의 클램프보조바(212a) 사이에 대향되도록 설치되어 클램프(320)와 체결부재(BN)로 체결된다. 이러한 한 쌍의 클램프 스톱퍼(212b)는 클램프(320)와 체결부재(BN)로 체결되어 조인트(300)의 회동에 의해 클램프(320)가 회동하게 되면 이 회동에 의해 제1트러스 구조물(200)이 조인트(300)를 회전축으로 회동되도록 한다.

다수개의 연결바(220)는 다수개의 베이스 트러스(210)에 체결부재(BN)로 설치되어 베이스 트러스(210)를 지지하며, 다수개의 베이스 트러스(210) 사이에 2열 이상으로 연결된다. 즉, 도 4에서는 다수개의 연결바(220)가 2열로 설치되는 실시예를 도시하였으나, 태양전지모듈(100)의 설치 개수가 증가하는 경우에 증가하는 만큼 비례하여 3열 또는 그 이상의 열로 배열되어 설치된다.

조인트(joint)(300)는 도 7a 및 도 7b에서와 같이 환봉(310) 및 다수개의 클램프(320)로 구성된다.

환봉(310)의 일실시예는 도 7a에서와 같이 제1슬루 드라이버(400)에 연결되 어 제1슬루 드라이버(400)에 의해 회동된다. 이러한 환봉(310)은 원형으로 형성되며 제1슬루 드라이버(400)와 체결부재(BN)로 체결되는 플랜지(311a)에 설치된다. 즉, 환봉(310)은 플랜지(311a)가 제1슬루 드라이버(400)의 워엄휠(420)과 체결부재(BN)로 체결됨으로써 워엄휠(420)의 회동에 의해 연동되어 회동된다. 이러한 환봉(310)의 길이(L1: 도 4에 도시됨)는 제1트러스 구조물(200)의 길이(L2: 도 4에 도시됨)와 동일하게 형성되어 제1트러스 구조물(200)을 지지한다.

환봉(310)의 다른 실시예는 도 7b에서와 같이 제1분할 환봉(311) 및 다수개의 제2분할 환봉(312)으로 구성된다. 제1분할 환봉(311)은 제1슬루 드라이버(400)에 연결되어 제1슬루 드라이버(400)에 의해 회동된다. 이러한 제1분할 환봉(311)은 다수개의 플랜지(311a)에 설치된다. 다수개의 플랜지(311a) 중 제1분할 환봉(311)의 중앙에 설치된 플랜지(311a)는 제1슬루 드라이버(400)의 워엄휠(420)과 체결부재(BN)로 연결되어 워엄휠(420)의 회동에 의해 연동되어 회동되며, 나머지 플랜지(311a)는 제1분할 환봉(311)의 양단에 각각 설치된다.

다수개의 제2분할 환봉(312)은 제1분할 환봉(311)에 연결되고, 소정의 간격을 두고 클램프(320)가 설치되며 제1분할 및 제2분할 환봉(311)(312)의 사이에는 다수개의 플랜지(312a)가 설치된다. 다수개의 플랜지(312a)는 제1분할 환봉(311)의 양측에 설치된 플랜지(311a)와 체결부재(BN)로 체결되어 제1분할 환봉(311)의 회동에 의해 다수개의 제2분할 환봉(312)이 연동되어 회동되도록 한다.

다수개의 클램프(320)는 환봉(310)에 설치되며 다수개의 베이스 트러스(210)의 클램프 삽입부재(212)에 체결부재(BN)로 설치되어 환봉(310)에 의해 제1트러스 구조물(200)이 회동되도록 한다. 즉, 다수개의 클램프(320)는 각각 환봉(310)에 이격되도록 설치되어 제1슬루 드라이버(400)가 환봉(310)을 회동시키면 이 회동에 의해 제1트러스 구조물(200)이 회동되도록 한다.

다수개의 클램프(320)는 도 7a 및 도 7b에서와 같이 각각 환봉(310)에 이격되어 설치되며, 각각 한 쌍의 클램프부재(321) 및 돌출부재(322)로 구성된다. 한 쌍의 클램프부재(321)는 환봉(310)이 삽입되는 반원형 홀(hole)(321a)이 형성되며, 돌출부재(322)는 한 쌍의 클램프부재(321)의 양측에 각각 형성되어 한 쌍의 클램프부재(321)가 환봉(310)에 밀착되어 고정되도록 체결부재(BN)로 체결된다.

제1슬루 드라이버(400)는 도 7a 및 도 9에서와 같이 하우징(410), 워엄휠(420), 워엄(430), 베어링(440) 및 모터(450)로 구성된다.

하우징(410)은 제2트러스 구조물(500)에 설치되며, 워엄휠(420)은 하우징(410)에 설치되며 조인트(300)와 체결부재(BN)로 체결된다. 즉, 하우징(410)은 제2트러스 구조물(500)의 브라켓(550)에 체결부재(BN)로 체결되어 고정 설치되며, 워엄휠(420)은 조인트(300)의 환봉(310)의 플랜지(311a)와 체결부재(BN)로 체결되어 고정 설치된다. 이러한 워엄휠(420)은 도 11에 도시된 제2슬루 드라이버(600)의 보호커버(621)와 실부재(seal member)(622)와 동일하게 보호커버(도시 않음) 및 실부재(도시 않음)가 더 구비되며, 이러한 보호커버 및 실부재는 후술되는 제2슬루 드라이버(600)의 보호커버(621)와 실부재(622)와 동일함으로 설명을 생락한다.

워엄(430)은 워엄휠(420)과 치합되어 연결되며, 베어링(440)은 하우징(410)과 워엄휠(420) 사이에 설치되어 워엄휠(420)이 미끄럼 회동되도록 한다. 모 터(450)는 하우징(410)에 설치되며 워엄(430)과 연결되어 워엄휠(420)에 체결되는 조인트(300)를 회동시킨다. 즉, 모터(450)가 하우징(410)에 고정 설치되고 하우징(410)이 제2트러스 구조물(500)의 브라켓(550)에 고정 설치된 상태에서 모터(450)는 워엄(430)을 회동시키고, 워엄(430)이 회동되면 워엄(430)과 연결된 워엄횔(420)이 회동되며 이 회동에 의해 워엄횔(420)에 체결된 조인트(300)의 환봉(310)이 회동된다.

제2트러스 구조물(500)은 도 8에서와 같이 베이스바(510), 중공파이프(520), 다수개의 보조바(530), 다수개의 회전가이드부재(540) 및 브라켓(bracket)(550)으로 구성된다.

베이스바(510)는 제1슬루 드라이버(400)를 지지하며, 중공파이프(520)는 베이스바(510)에 설치되어 베이스바(510)를 지지하며 제2슬루 드라이버(600)의 하우징(610)과 체결부재(BN)로 체결되어 제2슬루 드라이버(600)에 의해 회동된다. 이러한 중공파이프(520)는 베이스바(510)의 하측에 직교되어 접하도록 설치된다. 다수개의 보조바(530)는 베이스바(510)와 중공파이프(520)에 각각 경사지게 설치되어 베이스바(510)와 중공파이프(520)를 지지한다. 이와 같이 다수개의 보조바(530)는 각각 베이스바(510)를 기준으로 30 내지 60°도 경사지게 베이스바(510)와 중공파이프(520) 사이에 설치되어 제2트러스 구조물(500)이 삼각형 구조를 갖도록 함으로써 조인트(300)를 견고하게 지지하게 된다.

다수개의 회전가이드부재(540)는 각각 베이스바(510)의 상측에 설치되어 조인트(300)의 회동을 가이드한다. 이러한 다수개의 회전가이드부재(540)는 각각 가 이드몸체(541), 한 쌍의 가이드돌출부재(542) 및 베어링(543)으로 구성된다. 가이드몸체(541)는 베이스바(510)에 설치되며 반원형 홀(541a)이 형성된다. 한 쌍의 가이드돌출부재(542)는 각각 가이드몸체(541)의 양측에 대향되도록 체결부재(BN)로 체결되며 각각 환봉(310)이 삽입되는 반원형 홀(542a)이 형성된다. 베어링(543)은 가이드몸체(541)에 형성된 반원형 홀(541a) 및 한 쌍의 가이드돌출부재(542)에 형성된 반원형 홀(542a)에 설치되어 환봉(310)이 미끄럼 회동되도록 한다. 이러한 베어링(543)은 오일리스(oilless) 베어링이 사용된다.

브라켓(bracket)(550)은 다수개의 회전가이드부재(540) 사이에 위치되도록 베이스바(510)에 설치되며 제1슬루 드라이버(400)의 하우징(410)과 체결부재(BN)로 체결되어 제1슬루 드라이버(400)의 하우징(410)을 제2트러스 구조물(500)에 고정되도록 한다.

제2슬루 드라이버(600)는 도 8 및 도 10에서와 같이 하우징(610), 워엄휠(620), 워엄(630), 베어링(640) 및 모터(650)로 구성된다.

하우징(610)은 제2트러스 구조물(500)의 중공파이프(520)에 설치되며, 워엄휠(620)은 지지기둥(700)과 하우징(610)에 체결부재(BN)로 체결된다. 즉, 하우징(610)은 제2트러스 구조물(500)의 중공파이브(520)에 체결부재(BN)로 체결되어 고정 설치되며, 워엄휠(620)은 지지기둥(700)의 플랜지(720)와 체결부재(BN)로 체결되어 고정 설치된다. 이러한 워엄휠(620)은 보호커버(621)와 실부재(622)가 더 구비된다. 보호커버(621)는 워엄휠(620)에 설치되어 워엄휠(620)로 이물질이 침투되는 것을 방지하며, 실부재(622)는 보호커버(621)의 둘레에 설치되어 워엄휠(620) 로 이물질이 침투되는 것을 방지한다. 또한, 워엄휠(620)은 지지플레이트(623)가 더 구비되며, 지지플레이트(623)는 삽입홈(Ha)이 형성되며 워엄휠(620)에 체결부재(BN)로 체결되어 설치된다. 이러한 지지플레이트(623)는 보호커버(621)의 하측에 위치되도록 워엄휠(620)에 체결부재(BN)로 체결되며, 삽입홈(Ha)에 강성바(560)가 삽입되어 설치되도록 한다. 이러한 지지플레이트(623) 및 강성바(560)는 볼트(도시 않음)로 체결되어 설치된다.

워엄(630)은 제1슬루 드라이버(400)의 워엄휠(420)과 같이 워엄휠(620)과 치합되어 연결되며, 베어링(640)은 하우징(610)과 워엄휠(620) 사이에 설치되어 워엄휠(620)이 미끄럼 회동되도록 한다. 모터(650)는 하우징(610)에 설치되며 워엄(630)과 연결되어 하우징(610)을 회동시킨다. 즉, 모터(650)가 하우징(610)에 고정 설치된 상태에서 모터(650)에서 회전력이 발생되면 이 회전력에 의해 워엄(630)과 연결된 워엄휠(620)을 따라 하우징(610)이 회동되며, 하우징(610)의 회동 시 모터(650)가 하우징(610)에 고정 설치됨으로 인해 하우징(610)과 연동되어 회동된다. 하우징(610)이 회동되면 하우징(610)과 체결되는 중공파이프(520)가 회동되어 제2트러스 구조물(500)이 회동하게 된다.

조인트(300) 및 제2트러스 구조물(500)을 각각 회동시키는 제1슬루 드라이버(400) 및 제2슬루 드라이버(600)의 하우징(410,610)은 도 9 및 도 10에서와 같이 내측에 가이드홈(411,611)이 형성되며, 가이드홈(411,611)의 내측에는 워엄휠(420,620)이 가이드되어 회전되도록 삽입되어 설치된다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광발전용 트랙커의 구 성을 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에서와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광발전용 트랙커는 다수개의 태양전지모듈(100), 제1트러스 구조물(200), 조인트(300), 제1슬루 드라이버(400), 제2트러스 구조물(500), 제2슬루 드라이버(600), 철근 콘크리트부재(800), 지지기둥(700), CCD(Charge Coupled Device) 카메라(910) 및 제어기(900)로 구성된다.

다수개의 태양전지모듈(100), 제1트러스 구조물(200), 조인트(300), 제1슬루 드라이버(400), 제2트러스 구조물(500) 및 제2슬루 드라이버(600)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 태양광발전용 트랙커와 동일함으로 상세한 설명을 생략한다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광발전용 트랙커의 제2트러스 구조물(500)은 도 8에서와 같이 베이스바(510), 중공파이프(520), 다수개의 보조바(530), 다수개의 회전가이드부재(540) 및 브라켓(550)에 강성바(560)가 더 구비된다.

강성바(560)는 지지기둥(700)과 체결부재(BN)로 체결되며 중공파이프(520)와 사이에 베어링(561)을 개재하여 설치되어 중공파이프(520)를 지지한다. 즉, 강성바(560)는 제2슬루 드라이버(600)의 지지플레이트(623)의 삽입홈(Ha)과 중공파이프(520)에 설치되어 베어링(561)에 의해 미끄럼 회동하는 중공파이프(520)를 지지한다. 여기서, 베어링(561)은 제2슬루 드라이버(600)에 의해 제2트러스 구조물(500)의 회동 시 제2트러스 구조물(500)의 중공파이프(520)가 강성바(560)의 외주면을 따라 미끄럼 회동되도록 한다.

지지기둥(700)은 도 4 및 도 8에서와 같이 중공 파이프(710) 및 플랜지(720) 로 구성된다. 중공 파이프(710)는 철근 콘크리트부재(800)에 형성된 베이스 앙카(810)에 설치되며, 플랜지(720)는 중공 파이프(710)에 설치된다. 이러한 플랜지(720)는 중공 파이프(710)에 일체로 형성되며, 체결부재(BN)로 제2슬루 드라이버(600)와 체결부재(BN)로 체결되어 제2슬루 드라이버(600)를 지지한다. 즉, 플랜지(720)는 제2슬루 드라이버(600)의 워엄(630)에 구비되는 지지플레이트(623)와 체결부재(BN)로 체결되어 지지기둥(700)에 의해 제2슬루 드라이버(600)가 지지되도록 한다.

CCD 카메라(910)는 다수개의 태양전지모듈(100)에 설치되어 태양의 위치를 감지한다. 즉, CCD 카메라(910)는 태양의 위치를 촬영하여 촬영정보를 제어기(900)로 전달한다.

제어기(900)는 제1슬루 드라이버(400)와 제2슬루 드라이버(600)에 연결되어 미리 산출된 태양의 황도궤적에 따라 다수개의 태양전지모듈(100)의 방위각이나 고도각을 제어하며, CCD 카메라(910)로부터 감지된 태양의 위치를 수신받아 미리 산출된 태양의 황도궤적과 비교하여 황도궤적에 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 제1슬루 드라이버(400) 및 제2슬루 드라이버(600)를 제어하여 다수개의 태양전지모듈(100)의 방위각이나 고도각을 조정한다.

제1슬루 드라이버(400)는 조인트(300)에 연결되며, 제어기(900)에 의해 제어되어 제1트러스 구조물(200)을 제1방향(a1)으로 회동시켜 태양전지모듈(100)이 스윙운동되도록 한다. 이러한 제1슬루 드라이버(400)는 태양전지모듈(100)을 태양의 고도각에 따라 0 내지 80° 범위로 요운동시킨다. 또한, 제2슬루 드라이버(600)는 지지기둥(700)과 제2트러스 구조물(500)에 연결되며, 제어기(900)에 의해 제어되어 제2트러스 구조물(500)을 제1방향(a1)과 직교되는 제2방향(a2)으로 회동시켜 태양전지모듈(100)이 요운동되도록 한다. 이러한 제2슬루 드라이버(600)는 태양전지모듈(100)을 태양의 방위각에 따라 0 내지 270°로 스윙운동시킨다.

상기 구성을 갖는 본 발명의 태양광발전용 트랙커의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제어기(900)는 공지된 태양의 황도계산 추출프로그램을 미리 저장한다. 황도계산 추출프로그램은 태양의 황도궤적을 산출한다. 황도궤적이 산출되면 제어기(900)는 초기위치에 위치한 태양전지모듈(100)을 산출된 황도궤적에 따라 이동되도록 제1슬루 드라이버(400) 및 제2슬루 드라이버(600)를 각각 제어한다. 태양전지모듈(100)의 이동 중 CCD 카메라(910)에서 촬영된 태양의 위치가 수신되면, 제어기(900)는 현재 이동 중인 산출된 황도궤적이 바르게 이동되는 것인지를 판별한다.

제어기(900)는 CCD 카메라(910)로부터 감지된 태양의 위치를 수신받아 미리 산출된 태양의 황도궤적과 비교하여 황도궤적에 오차가 발생되면 감지된 태양의 위치를 기준으로 제1슬루 드라이버(400) 및 제2슬루 드라이버(600)를 제어하여 태양전지모듈(100)의 방위각이나 고도각을 제어한다. 즉, 제어기(900)는 CCD 카메라(910)로부터 감지된 태양의 위치가 기준 위치로부터 벗어나면 오차를 산출하여 미리 산출된 태양의 황도궤적을 정정하여 제1슬루 드라이버(400) 및 제2슬루 드라이버(600)를 제어한다. 제1슬루 드라이버(400) 및 제2슬루 드라이버(600)는 각각 제어기(900)의 제어에 따라 조인트(300)나 제2트러스 구조물(500)을 회동시켜 태양 전지모듈(100)의 방위각이나 고도각을 정정하여 태양전지모듈(100)이 태양광과 직교되도록 조정한다.

이와 같이 본 발명의 태양광발전용 트랙커는 태양전지모듈(100)의 방위각이나 고도각을 제1슬루 드라이버(400) 및 제2슬루 드라이버(600)를 이용하여 조정함으로써 태양전지모듈(100)의 위치를 정밀하게 조정할 수 있게 된다.

본 발명의 태양광발전용 트랙커는 태양열을 이용한 장치나 태양광 발전산업 분야에 적용할 수 있다.

도 1은 종래의 태양광발전용 트랙커의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명의 태양광발전용 트랙커의 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 태양광발전용 트랙커를 다른 방향에서 바라본 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 태양광발전용 트랙커의 분리조립 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 태양전지모듈의 분리조립 사시도,

도 6은 도 4에 도시된 제1트러스 구조물의 확대 사시도,

도 7a 및 도 7b는 도 4에 도시된 조인트의 분리조립 사시도,

도 8은 도 3에 도시된 제2트러스 구조물의 확대 사시도,

도 9는 도 8에 도시된 제1슬루 드라이버의 평단면도.

도 10은 도 8에 도시된 제2슬루 드라이버의 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100: 태양전지모듈 110: 사각 프레임

120: 연결바 130: 태양전지셀모듈

200: 제1트러스 구조물 210: 베이스 트러스

220: 연결바 300: 조인트

310: 환봉 320: 클램프

400: 제1슬루 드라이버 500: 제2트러스 구조물

510: 베이스바 520: 중공파이프

530: 보조바 540: 회전가이드부재

550: 브라켓 560: 강성바

600: 제2슬루 드라이버 700: 지지기둥

800: 철근 콘크리트부재 810: 베이스 앙카

900: 제어기 910: CCD 카메라

Claims

태양광을 조사받아 전기신호로 변환시켜 출력하는 다수개의 태양전지모듈과;

상기 다수개의 태양전지모듈에 설치되어 다수개의 태양전지모듈을 지지하는 제1트러스 구조물(truss system)과;

상기 제1트러스 구조물에 설치되어 제1트러스 구조물을 지지하는 조인트와;

상기 조인트에 연결되어 상기 제1트러스 구조물을 제1방향으로 회동시켜 상기 태양전지모듈이 스윙(swing)운동되도록 하는 제1슬루 드라이버(slew driver)와;

상기 조인트에 연결되며 상기 제1슬루 드라이버에 설치되어 조인트를 지지하는 제2트러스 구조물과;

상기 제2트러스 구조물에 연결되어 상기 제2트러스 구조물을 제1방향과 직교되는 제2방향으로 회동시켜 상기 태양전지모듈이 요(yaw)운동되도록 하는 제2슬루 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제1항에 있어서, 상기 다수개의 태양전지모듈은 각각 상기 제1트러스 구조물에 설치되는 사각 프레임과;

상기 사각 프레임의 내측에 일정 간격으로 배열되어 설치되는 다수개의 연결바와;

상기 사각 프레임과 상기 연결바에 체결부재로 설치되어 태양광을 전기신호로 변환시켜 출력하는 다수개의 태양전지셀모듈로 구성되며,

상기 사각 프레임은 상기 제1트러스 구조물에 정렬하기 위한 정렬돌출부가 형성되며, 상기 다수개의 태양전지셀모듈은 다수개의 태양전지셀로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제2항에 있어서, 상기 체결부재는 볼트 및 너트인 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제1항에 있어서, 상기 제1트러스 구조물은 다수개의 베이스 트러스(base truss)와,

상기 다수개의 베이스 트러스에 체결부재로 설치되어 베이스 트러스를 지지하는 다수개의 연결바로 구성되며,

상기 다수개의 연결바는 상기 다수개의 베이스 트러스 사이에 2열 이상으로 연결되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제4항에 있어서, 상기 다수개의 베이스 트러스는 각각 서로 이격되며 상기 태양전지모듈이 설치되는 한 쌍의 베이스바(base bar)와;

상기 한 쌍의 베이스바 사이에 설치되어 조인트의 클램프가 설치되는 클램프 삽입부재와;

상기 한 쌍의 베이스바 사이에 경사지게 설치되어 상기 베이스 트러스가 삼각형 구조를 갖도록 하는 다수개의 보조바로 구성되며,

상기 한 쌍의 베이스바 중 하나는 태양전지모듈을 설치 시 체결부재가 삽입되는 다수개의 체결공이 형성되며, 상기 클램프 삽입부재는 한 쌍의 베이스바 사이에 설치되는 한 쌍의 클램프보조바와, 상기 한 쌍의 클램프보조바 사이에 설치되어 클램프와 체결부재로 체결되는 한 쌍의 클램프 스톱퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제1항에 있어서, 상기 조인트는 상기 제1슬루 드라이버에 연결되어 제1슬루 드라이버에 의해 회동되는 환봉과;

상기 환봉에 설치되며 다수개의 베이스 트러스의 클램프 삽입부재에 체결부재로 설치되어 환봉에 의해 제1트러스 구조물이 회동되도록 하는 다수개의 클램프로 구성되며,

상기 환봉은 상기 제1슬루 드라이버와 체결부재로 체결되는 플랜지가 설치되며, 상기 환봉의 길이는 상기 제1트러스 구조물의 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제6항에 있어서, 상기 환봉은 제1슬루 드라이버에 연결되어 제1슬루 드라이버에 의해 회동되는 제1분할 환봉과;

상기 제1분할 환봉에 설치되고 상기 클램프가 설치되는 다수개의 제2분할 환봉으로 구성되며,

상기 제1분할 환봉은 상기 제1슬루 드라이버와 상기 제1분할 환봉과 각각 체 결부재로 체결되는 다수개의 플랜지가 설치되며, 상기 다수개의 제2분할 환봉은 각각 상기 제1분할 환봉과 체결부재로 체결되는 다수개의 플랜지가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제6항에 있어서, 상기 다수개의 클램프는 각각 상기 환봉이 삽입되는 반원형 홀이 형성되는 한 쌍의 클램프부재와;

상기 한 쌍의 클램프부재의 양측에 각각 형성되어 한 쌍의 클램프부재가 상기 환봉에 밀착되어 고정되도록 체결부재로 체결되는 돌출부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제1항에 있어서, 상기 제1슬루 드라이버는 상기 제2트러스 구조물에 설치되는 하우징과;

상기 하우징에 설치되며 상기 조인트와 체결부재로 체결되는 워엄휠과;

상기 워엄휠과 연결되는 워엄과;

상기 하우징과 워엄휠 사이에 설치되어 워엄휠이 미끄럼 회동되도록 하는 베어링과;

상기 하우징에 설치되며 상기 워엄과 연결되어 상기 워엄휠에 체결되는 상기 조인트를 회동시키는 모터로 구성되며,

상기 하우징은 내측에 가이드홈이 형성되며, 상기 가이드홈의 내측에 상기 워엄휠이 삽입되어 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제1항에 있어서, 상기 제2슬루 드라이버는 상기 제2트러스 구조물에 설치되는 하우징과;

상기 하우징에 설치에 설치되며 지지기둥에 설치되는 워엄휠과;

상기 워엄휠과 연결되는 워엄과;

상기 하우징과 워엄휠 사이에 설치되어 하우징이 미끄럼 회동되도록 하는 베어링과;

상기 하우징에 설치되며 상기 워엄과 연결되어 상기 하우징을 회동시키는 모터로 구성되며,

상기 하우징은 내측에 가이드홈이 형성되며, 상기 가이드홈의 내측에 상기 워엄휠이 삽입되어 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 워엄휠은 보호커버와 실부재(seal member)가 더 구비되며, 상기 보호커버는 상기 워엄휠에 설치되어 워엄휠로 이물질이 침투되는 것을 방지하고 아울러, 상기 실부재도 상기 보호커버에 설치되어 워엄휠로 이물질이 침투되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제10항에 있어서, 상기 워엄휠은 지지플레이트가 더 구비되며, 상기 지지플레이트는 삽입홈이 형성되며 상기 워엄휠에 체결부재로 체결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제1항에 있어서, 상기 제2트러스 구조물은 베이스바와;

상기 베이스바에 설치되어 베이스바를 지지하며 제2슬루 드라이버의 하우징과 체결부재로 체결되어 제2슬루 드라이버에 의해 회동되는 중공파이프와;

상기 베이스바와 상기 중공파이프에 각각 경사지게 설치되어 베이스바와 중공파이프를 지지하는 다수개의 보조바와;

상기 베이스바에 설치되어 상기 조인트의 회동을 가이드하는 다수개의 회전가이드부재와;

상기 다수개의 회전가이드부재 사이에 위치되도록 상기 베이스바에 설치되며 제1슬루 드라이버의 하우징과 체결부재로 체결되는 브라켓으로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제13항에 있어서, 상기 다수개의 회전가이드부재는 각각 상기 베이스바에 설치되며 반원형 홀이 형성되는 가이드몸체와;

상기 가이드몸체의 양측에 대향되도록 체결부재로 체결되며 각각 반원형 홀이 형성되는 한 쌍의 가이드돌출부재와;

상기 가이드몸체와 상기 한 쌍의 가이드돌출부재에 각각 형성된 반원형 홀에 설치되어 환봉이 미끄럼 회동되도록 하는 베어링으로 구성되며,

상기 베어링은 오일리스 베어링인 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
태양광을 조사받아 전기신호로 변환시켜 출력하는 다수개의 태양전지모듈과;

상기 다수개의 태양전지모듈에 설치되어 다수개의 태양전지모듈을 지지하는 제1트러스 구조물과;

상기 제1트러스 구조물에 설치되어 제1트러스 구조물을 지지하는 조인트와;

상기 조인트에 연결되어 상기 제1트러스 구조물을 제1방향으로 회동시켜 상기 태양전지모듈이 스윙(swing)운동되도록 하는 제1슬루 드라이버와;

상기 조인트에 연결되며 상기 제1슬루 드라이버에 설치되어 조인트를 지지하는 제2트러스 구조물과;

상기 제2트러스 구조물에 연결되어 상기 제2트러스 구조물을 제1방향과 직교되는 제2방향으로 회동시켜 상기 태양전지모듈이 요(yaw)운동되도록 하는 제2슬루 드라이버와;

상기 제2슬루 드라이버와 연결되며 철근 콘크리트부재에 형성된 베이스 앙카(base anchor)에 설치되어 상기 제2트러스 구조물을 지지하는 지지기둥과;

상기 다수개의 태양전지모듈에 설치되어 태양의 위치를 감지하는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라와;

상기 제1슬루 드라이버와 제2슬루 드라이버에 연결되어 미리 산출된 태양의 황도궤적에 따라 다수개의 태양전지모듈의 방위각이나 고도각을 제어하며, 상기 CCD 카메라로부터 감지된 태양의 위치를 수신받아 미리 산출된 태양의 황도궤적과 비교하여 황도궤적에 오차가 발생되면 발생된 오차만큼 상기 제1슬루 드라이버와 제2슬루 드라이버를 제어하여 다수개의 태양전지모듈의 방위각이나 고도각을 조정 하는 제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제15항에 있어서, 상기 제1슬루 드라이버는 상기 태양전지모듈을 태양의 고도각에 따라 0 내지 80° 범위로 요운동시키는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제15항에 있어서, 상기 제2슬루 드라이버는 상기 태양전지모듈을 태양의 방위각에 따라 0 내지 270°로 스윙운동시키는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제15항에 있어서, 상기 제2트러스 구조물은 베이스바와;

상기 베이스바에 설치되어 베이스바를 지지하며 제2슬루 드라이버의 하우징과 체결부재로 체결되어 제2슬루 드라이버에 의해 회동되는 중공파이프와;

상기 베이스바와 상기 중공파이프에 각각 경사지게 설치되어 베이스바와 중공파이프를 지지하는 다수개의 보조바와;

상기 베이스바에 설치되어 상기 조인트의 회동을 가이드하는 다수개의 회전가이드부재와;

상기 다수개의 회전가이드부재 사이에 위치되도록 상기 베이스바에 설치되며 제1슬루 드라이버의 하우징과 체결부재로 체결되는 브라켓과;

상기 지지기둥과 체결부재로 체결되며 상기 중공파이프와 사이에 베어링을 개재하여 설치되어 중공파이프를 지지하는 강성바로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.
제15항에 있어서, 상기 지지기둥은 철근 콘크리트부재에 형성된 베이스 앙카에 설치되는 중공파이프와;

상기 중공파이프에 설치되어 제2슬루 드라이버와 체결부재로 체결되는 플랜지로 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전용 트랙커.