KR101042728B1 - 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중앙에 태양전지판이 설치되는 태양전지판지지프레임이 설치되고, 태양전지판지지프레임의 네모서리에 위치고정부표프레임이 연결와이어로 연결되며, 위치고정부표프레임은 상하이동추와 지면고정추에 의하여 상하이동가능하게 지지되어 수면의 높이 변화에도 안정적으로 지지될 수 있는 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치에 관한 것이며, 수상에 설치하는 태양광 발전장치에 있어서, 태양전지판이 고정되어 물위에 뜨는 태양전지판지지프레임(10)의 네모서리에 연결와이어(30)로 위치고정부표프레임(20)이 고정되고, 위치고정부표프레임(20)은 수중 지면에 고정된 지면고정추(50)와 상하이동추(60)의 사이에 고정된 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)를 통해 상하 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 한다.

수상, 태양광발전, 위치고정부표프레임, 태양전지판지지프레임

Description

추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치{A device for solar generation of electric power on water supporting by a weight}

본 발명은 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중앙에 태양전지판이 설치되는 태양전지판지지프레임이 설치되고, 태양전지판지지프레임의 네모서리에 위치고정부표프레임이 연결와이어로 연결되며, 위치고정부표프레임은 상하이동추와 지면고정추에 의하여 상하이동가능하게 지지되어 수면의 높이 변화에도 안정적으로 지지될 수 있는 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양전지(Solar Battery)라 함은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 하는 광전지인데, 그 응용분야는 전자시계, 라디오, 무인등대, 무인중계기, 부표등, 인공위성, 로켓 등의 전력원으로 이용되고 있다. 또한 태양열 난방을 위한 주택, 도로상에서 안개가 끼었을 때 운전자에게 경보를 알려주는 안개경보등 및 송전탑 등의 구조물에 설치되는 항공장애등도 태양전지의 이용분야로써 활용되고 있다.

이와 같은 이용분야에서 사용되는 태양전지는 셀(Cell, 태양전지 1개를 뜻 함)과 셀을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 태양전지판을 제작하고, 다시 이 태양전지판을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 이용한다.

한편 이러한 태양전지는 태양광선을 받을 수 있는 주간에는 직접 발생된 전력을 그대로 이용할 수 있으나, 야간에는 전력이 생산되지 못하므로 전력을 지속적으로 얻어 쓰려면 회로를 구성하여 주간에 축전지에 일단 충전시켜 두었다가 이용하여야 한다.

종래의 태양광 발전장치는 태양전지셀을 필요한 만큼 직 병렬로 연결한 태양전지판이 정남향을 향해 대략 35도의 각도로 고정설치된다. 이는 고정된 상태에서태양광의 입사각과 태양전지판이 직각 상태를 이루도록 하여 최대의 전력을 생산하기 위한 것이다.

그러나 우리나라의 경우 각 계절별로 태양의 고도가 12도 ∼ 58도 정도로 변화하므로 태양전지판이 고정된 경우 전력 생산성이 떨어져 투자비용에 대비하여 효율성이 낮다는 문제점이 있었다.

그리고 일반적으로 태양광 발전을 하기 위해서는 수 킬로미터에 달하는 대지에 태양전지판이 대량으로 설치되는데, 수 많은 태양전지판을 설치하기 위한 대지가 부족하여 적합한 설치장소를 찾는데 많은 어려움이 있었다.

넓고 평활한 대지는 지가가 높아 태양광 발전을 위하여 매입하기 힘든 점이 있고, 햇볕이 잘 드는 장소를 구하기 어려운 점이 있었다.

따라서 수상에 태양광 발전을 위한 장치를 설치하는 기술이 개발되었는데, 이러한 수상 태양광 발전장치는 수면의 높낮이 변화에 적응하여 안정적으로 물위에 떠있게 하지 못하였다. 따라서 수면의 높낮이 변화에도 안정적으로 지지되어 발전할 수 있는 장치가 필요하였다.

그리고 수면에 태양광발전장치가 떠 있게 하더라도 위치를 고정하여 물의 흐름에 따라 떠내려가지 않게 고정하는 것이 중요하고, 이러한 지지기술을 개발하는 것이 우선적인 과제였다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 태양광 발전장치를 수면위에 설치하여 물위에서 태양광 발전을 하게 하되 계절과 강우량에 따라 변하는 수면 높이에 안정적으로 대응하여 지지할 수 있게 구성하고자 하는 목적이 있다.

수상태양광 발전장치의 지지 구조물 설치를 복잡한 공사없이 간단하게 할 수 있게 구성하고자 한다.

태양전지판이 설치되는 곳과 위치 고정하는 곳을 분리하여 물의 흐름에 따라 흘러내려가지 않고 안정적인 지지를 할 수 있게 구성하고자 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 수상에 설치하는 태양광 발전장치에 있어서, 태양전지판이 고정되어 물위에 뜨는 태양전지판지지프레임의 네모서리에 연결와이어로 위치고정부표프레임이 고정되고, 위치고정부표프레임은 수중 지면에 고정된 지면고정추와 상하이동추의 사이에 고정된 추고정와이어가 가이드롤러를 통해 상하 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하며, 태양전지판 지지프레임은 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임이 형성되고, 부표고정프레임의 하부에 공간이 형성되어 부표가 고정되며, 부표고정프레임은 연결프레임으로 서로 연결하여 다수개의 태양전지판을 설치할 수 있게 구성되고, 부표가 위치한 곳의 부표고정프레임 상면에 태양전지판지지판체가 고정되어 태양전지판이 설치되며; 위치고정부표프레임은 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임이 형성되고, 부표고정프레임의 하부에 공간이 형성되어 부표가 고정되며, 부표고정프레임의 상면에 롤러고정판이 고정되고, 부표고정프레임의 일측에 고정봉이 형성되며; 가이드롤러는 롤러고정판의 상면에 회전 가능하게 고정되고, 가이드롤러의 외경과 같은 위치의 롤러고정판 일측에 홀이 형성되며, 가이드롤러를 중심으로 홀과 반대편에 슬릿홀이 형성되고, 슬릿홀의 일측 단부가 개방되도록 형성되며; 연결와이어는 일단이 위치고정부표프레임의 고정봉에 클램프로 고정되고, 연결와이어의 타단이 태양전지판 지지프레임의 네모서리에 형성된 고정봉에 클램프로 고정되어 위치고정부표프레임과 태양전지판지지프레임을 서로 연결시키며; 추고정와이어는 중량의 지면고정추에 일단이 고정되어 지면고정추가 수중 지면에 고정되고, 타단이 상하이동추에 고정되되 가이드롤러를 따라 홀로 삽입된 상태에서 고정되는 것을 특징으로 하는 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명은 태양광 발전장치를 수면위에 설치하여 물위에서 태양광 발전을 하게 하여 장소에 구애받지 않고 설치할 수 있는 효과가 있고, 계절과 강우량에 따라 변하는 수면 높이에 안정적으로 대응하여 상하 이동 가능하므로 수면에서 안정적으로 지지되는 효과가 있다.

그리고 중량의 지면고정추를 수중에 와이어를 고정한 채로 넣으면 되므로 지지 구조물 설치를 복잡한 공사없이 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.

태양전지판이 설치되는 곳과 위치를 고정하는 곳이 분리되므로 태양광 발전에 있어서 안정적인 지지를 할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석하여서는 되지 않고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명은 수상에 설치하는 태양광 발전장치를 안정적으로 지지하는 구조에 있어서, 태양전지판이 고정되어 물위에 뜨는 태양전지판지지프레임(10)의 네모서리에 연결와이어(30)로 위치고정부표프레임(20)이 고정되고, 위치고정부표프레임(20)은 수중 지면에 고정된 지면고정추(50)와 상하이동추(60)의 사이에 고정된 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)를 통해 상하 이동 가능하게 지지되는 것을 주요 구성으로 한다.

도 1에 도시되어 있듯이, 태양전지판지지프레임(10)의 네모서리에 위치고정 부표프레임(20)이 연결와이어(30)로 고정되어 있는데, 태양전지판지지프레임(10)의 상세 구성은 아래와 같다.

태양전지판 지지프레임(10)은 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임(11)이 형성된다. 본 실시예에서는 사각파이프를 용접등으로 사각박스형태로 고정하여 하부에 공간부를 형성하고, 그 공간에 원통형 부표(14)를 와이어 등으로 고정한다. 따라서 부표(14)의 부력에 의하여 부표고정프레임(11)이 물위에 떠있게 된다.

부표고정프레임(11)은 연결프레임(12)으로 서로 연결하여 다수개의 태양전지판을 설치할 수 있게 구성되고, 부표(14)가 위치한 곳의 부표고정프레임(11) 상면에 태양전지판지지판체(13)가 고정되어 태양전지판이 설치된다. 태양전지판은 각도조절형이나 고정형의 지지물에 의하여 고정되어 태양전지판지지판체(13)에 고정되고, 이러한 지지물은 지상에 설치하는 태양광발전장치의 기존 지지구조물 중 하나를 선택하여 사용한다.

위치고정부표프레임(20)은 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임(21)이 형성되고, 부표고정프레임(21)의 하부에 공간이 형성되어 원통형 부표(22)가 고정된다. 부표(22)의 형상은 전술한 부표(14)와 마찬가지로 원통형으로 형성할 필요는 없고 다양한 형상을 사용하여도 무방하다.

부표고정프레임(21)의 상면 중앙에 롤러고정판(23)이 고정되고, 부표고정프레임(21)의 상면 일측 고정봉(25)이 형성된다. 고정봉(25)은 태양전지판지지프레임(10)과 마주보는 단부에 형성한다.

가이드롤러(24)는 도 6에 도시되어 있듯이, 롤러고정판(23)의 상면에 회전 가능하게 고정된다. 가이드롤러(24)의 외경에는 홈이 둘레를 따라 형성되고, 추고정와이어(40)가 홈에 삽입된 상태에서 가이드롤러(24)의 회전에 따라 이동하게 된다.

가이드롤러(24)의 외경과 같은 위치의 롤러고정판(23) 일측에 홀(23-1)이 형성되고, 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)를 따라 이동할 때 홀(23-1)을 통해 수중으로 들어가 상하이동추(60)에 연결 고정된다. 즉 가이드롤러(24)는 추고정와이어(40)를 중력방향인 상하이동추(60)로 방향 전환하여 고정시켜 주는 역할을 한다.

그리고 가이드롤러(24)를 중심으로 홀(23-1)과 반대편에 슬릿홀(23-2)이 롤러고정판(23)에 형성되고, 슬릿홀(23-2)의 일측 단부가 개방되도록 형성된다. 일측이 개방된 슬릿홀(23-2)은 추고정와이어(40)가 수면의 높이에 따라 상하 이동할 때 지면고정추(50)가 수중 지면에 고정된 위치를 가지고 있으므로 각도 변화에 따라 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)에 도달할 때 롤러고정판(23)에 의하여 간섭받지 않게 하는 구성이다.

연결와이어(30)는 일단이 위치고정부표프레임(20)의 고정봉(25)에 클램프(32)로 고정되고, 연결와이어(30)의 타단이 태양전지판 지지프레임(10)의 네모서리에 형성된 고정봉(15)에 클램프(31)로 고정되어 위치고정부표프레임(20)과 태양전지판지지프레임(10)을 서로 연결시킨다.

추고정와이어(40)는 중량의 지면고정추(50)에 일단이 고정되어 지면고정추(50)가 수중 지면에 고정되고, 타단이 상하이동추(60)에 고정되되 가이드롤 러(24)를 따라 홀(23-1)로 삽입된 상태에서 고정된다.

이때 지면고정추(50)는 태양전지판지지프레임(10)이 물위에서 물의 흐름에 따라 떠내려가지 않을 정도의 지지력을 가지도록 태양전지판지지프레임(10)의 무게와 수면의 흐름을 계산하여 그 중량을 정한다.

지면고정추(50)와 상하이동추(60)의 중량은 여러 조건에 따라 변화하므로 그 적용은 현장에서 계산하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명의 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치에 태양전지판이 설치된 상태를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치의 태양전지판지지프레임을 도시한 사시도.

도 4a, 도 4b, 도 4c는 본 발명의 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치가 수면의 높에 따라 변화하는 상태를 도시한 측면도.

도 5는 본 발명의 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치를 도시한 평면도.

도 6은 본 발명의 본 발명의 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치의 주요부를 도시한 확대 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

10 : 태양전지판 지지프레임 11 : 부표고정프레임

12 : 연결프레임 13 : 태양전지판 지지판체

14 : 부표 15 : 고정봉

20 : 위치고정부표프레임 21 : 부표고정프레임

22 : 부표 23 : 롤러고정판

23-1 : 홀 23-2 : 슬릿홀

24 : 가이드롤러 25 : 고정봉

30 : 연결와이어 31 : 클램프

40 : 추고정와이어 50 : 지면고정추

60 : 상하이동추

Claims (2)

1. 삭제
2. 태양전지판이 고정되어 물위에 뜨는 태양전지판지지프레임(10)의 네모서리에 연결와이어(30)로 위치고정부표프레임(20)이 고정되고, 위치고정부표프레임(20)은 수중 지면에 고정된 지면고정추(50)와 상하이동추(60)의 사이에 고정된 추고정와이어(40)가 가이드롤러(24)를 통해 상하 이동 가능하게 지지되는 것을 특징으로 하는 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치에 있어서,

   태양전지판 지지프레임(10)은 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임(11)이 형성되고, 부표고정프레임(11)의 하부에 공간이 형성되어 부표(14)가 고정되며, 부표고정프레임(11)은 연결프레임(12)으로 서로 연결하여 다수개의 태양전지판을 설치할 수 있게 구성되고, 부표(14)가 위치한 곳의 부표고정프레임(11) 상면에 태양전지판지지판체(13)가 고정되어 태양전지판이 설치되며;

   위치고정부표프레임(20)은 파이프를 격자 형상으로 고정하여 부표고정프레임(21)이 형성되고, 부표고정프레임(21)의 하부에 공간이 형성되어 부표(22)가 고정되며, 부표고정프레임(21)의 상면에 롤러고정판(23)이 고정되고, 부표고정프레임(21)의 일측에 고정봉(25)이 형성되며;

   가이드롤러(24)는 롤러고정판(23)의 상면에 회전 가능하게 고정되고, 가이드롤러(24)의 외경과 같은 위치의 롤러고정판(23) 일측에 홀(23-1)이 형성되며, 가이드롤러(24)를 중심으로 홀(23-1)과 반대편에 슬릿홀(23-2)이 형성되고, 슬릿홀(23-2)의 일측 단부가 개방되도록 형성되며;

   연결와이어(30)는 일단이 위치고정부표프레임(20)의 고정봉(25)에 클램프(32)로 고정되고, 연결와이어(30)의 타단이 태양전지판 지지프레임(10)의 네모서리에 형성된 고정봉(15)에 클램프(31)로 고정되어 위치고정부표프레임(20)과 태양전지판지지프레임(10)을 서로 연결시키며;

   추고정와이어(40)는 중량의 지면고정추(50)에 일단이 고정되어 지면고정추(50)가 수중 지면에 고정되고, 타단이 상하이동추(60)에 고정되되 가이드롤러(24)를 따라 홀(23-1)로 삽입된 상태에서 고정되는 것을 특징으로 하는 추에 의해 지지되는 수상태양광 발전장치.

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