KR101391995B1 - 수륙겸용 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소규모 호소용 수륙겸용 태양광 발전장치에 관한 것으로, 태양광 집광모듈(11)을 포함하는 태양광 발전부가 각각 설치되는 다수의 부상부재; 상기 다수의 부상부재를 상호 착탈가능하도록 하는 체결부재(20)(21)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소규모 호소용 수륙겸용 태양광 발전장치에 있다.

Description

수륙겸용 태양광 발전장치{photovoltaic power generation on lake and earth}

본 발명은 수륙겸용 태양광 발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수륙겸용으로 사용할 수 있도록 하면서, 물결의 영향을 받지 않도록 하는 수륙겸용 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전장치는 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전 방법으로서, 발전량이 태양광의 조사면적에 비례하는 만큼 육상에 설치될 충분한 조사면적을 확보하기 위해서는 막대한 부지구입비용과 토목공사에 따른 비용이 소요되고, 주변에 태양광을 가리는 장애물이 많은 경우 대규모의 발전시설 확충이 어려운 실정이다.

이에 따라 태양광 발전장치를 호수, 강, 연못, 댐과 같은 수상에 설치하는 방법이 다양하게 제시되고 있는데 이러한 수상 태양광발전장치는 부지구입을 위한 문제가 발생하지 않고 복잡한 사전시공 없이 발전장치를 수상에 띄우는 것만으로 기본적인 설치가 완료되어 시공이 용이한 장점이 있으며, 주변에 태양광을 차단하는 장애물이 거의 없기 때문에 태양광의 조사면적이 넓어서 우수한 발전효율을 얻을 수 있는 장점이 있다.

이러한 수상 태양광발전장치는 크게, 부력발생용 부유구와 태양광 발전부 설치용 플레이트를 포함하여 구성되는 부상부재와, 다수개의 집광셀이 모여서 형성된 판형의 집광모듈과 태양전지를 포함하여 구성되는 태양광 발전부로 구성되며, 하나의 부상부재 상에 하나 혹은 다수의 집광모듈이 설치되어 사용된다.

그러나 크기가 작은 다수개의 부상부재를 연결하여 사용하는 경우 부상부재의 크기가 작아서 바람 등에 의하여 쉽게 전복될 수 있으며, 부상부재를 크게 형성하여 하나의 부상부재 만을 사용하는 경우 가뭄 등으로 인하여 수위가 내려가면 부상부재의 일부는 육지에 위치되고 일부는 수상에 위치되면서 물결 등에 의하여 부상부재가 육지와 부딪히거나 파도에 의한 진동으로 파손되는 문제점이 있었다.

본 발명은 태양광 발전장치에 있어서, 집광모듈이 각각 설치되는 다수의 부상부재들을 상하좌우 자유롭게 움직일 수 있는 체결부재로 연결하되 체결부재의 착탈이 용이하도록 하여, 수위가 낮아지는 등 필요한 경우 부상부재들을 쉽게 분리할 수 있도록 하여 태양광 발전장치의 파손을 방지하는 데 목적이 있다.

그리고, 다른 목적은 상기한 태양광발전장치가 수상에 부유하는 경우 최대한 흔들림이 작아지도록 상기 체결부재의 외부로 고정덮개를 설치하여 수상에서 각각의 부상부재들이 개별적으로 움직이는 것을 차단하여, 다수의 부상부재가 하나의 집합체를 형성함으로써 움직임이 최소화되어 발전효율이 향상되도록 하는 데 다른 목적이 있다.

또한, 상기 태양광 발전장치는 태풍 등 강풍에 대하여 집광모듈의 파손을 방지하기 위하여 집광모듈을 부상부재 상에서 0-90˚ 범위 내에서 각도조절되도록 하는 데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 태양광 집광모듈(11)을 포함하는 태양광 발전부가 각각 설치되는 다수의 부상부재; 상기 다수의 부상부재를 상호 연결 또는 분리가능하도록 하는 체결부재(20)(21);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수륙겸용 태양광 발전장치에 있다.

상기 체결부재는 상호 결합되는 한 쌍의 체결유닛(20)과, 상기 한 쌍의 체결유닛(20)을 결합 또는 분리하는 착탈수단(21)으로 구성되며, 상기 체결부재의 외측에는 체결부가 유동하지 않고 고정되도록 하는 고정덮개(30)가 설치된다.

그리고, 상기 태양광 집광모듈(11)은 부상부재에 일측이 회동가능하도록 설치되어 각도조절수단에 의하여 부상부재와 0-90˚로 조절된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 의하면 다수의 부상부재들이 용이하게 체결 또는 분리되므로 원하는 규모의 태양광발전장치를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 필요에 따라 일부를 분리하여 수상과 육상에 각각 배치할 수 있어서 수륙 겸용으로 사용이 가능하며, 특히 작은 규모의 호소에서 수위가 낮아질 경우 육상에 위치되는 부분을 분리하면 육상과 수상 각각에서 발전이 가능하고, 분리가 용이하므로 수륙 겸용으로 사용하는 데 작업자의 부담이 발생하지 않게 된다.

또한, 부상부재를 서로 연결해주는 체결부재가 고정덮개에 의하여 서로 연결되어 하나의 큰 집합체를 형성하므로 물결에 의한 발전장치의 변위가 발생하지 않아서 발전량에 변화가 발생하지 않게 되는 효과가 있다.

아울러, 태풍 등의 강풍 발생시에는 집광모듈을 부상부재와 거의 수평하게 각도를 조절할 수 있으므로 바람의 저항이 최소가 되어 집광모듈의 파손을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수륙 겸용 태양광 발전장치의 사용예를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 단위 구성을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 체결부재 및 고정덮개를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 발전장치 체결부재의 분리된 상태를 나타내는 구성도.
도 5는 고정덮개의 실시예를 나타내는 도면
도 6 내지 도 7은 본 발명에 따른 태양광 발전장치의 집광모듈 각도 조절예를 나타내는 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 살펴본다.

본 발명에 따른 수륙겸용 태양광 발전장치는 태양광 집광모듈(11)을 포함하는 태양광 발전부(S); 상기 태양광 집광모듈(11)이 회동가능하게 결합된 플레이트(10)와 상기 플레이트(10) 저면에 결합된 부유구(12)로 구성되는 부상부재(P); 인접한 복수개의 부상부재(P)를 착탈가능하도록 체결하는 체결부재(J);를 포함하여 구성된다.

상기에서 태양광 발전부(S)는 집광모듈(11)과 태양전지(미도시) 등을 포함하여 구성되며, 상기 집광모듈(11)은 다수의 집광셀이 판상에 배치된 것이다.

그리고, 상기 부상부재(P)를 구성하는 플레이트(10)는 상기 태양광 발전부(S)가 설치되는 것으로, 태양광 발전부(S)가 설치된 다수의 플레이트(10)가 결합하여 하나의 큰 태양광 발전장치를 형성하게 되는 것이다.

또한, 각각의 플레이트(10)에는 수상에서 부상을 위한 부유구(12)가 저면에 구비되는데, 상기 부유구(12)는 비중이 낮은 재질(목재, 스티로폼등)이나 내부에 중공이 형성된 밀폐구조로 이루어진다.

상기 체결부재(J)는 인접한 플레이트(10)들을 체결 또는 분리하기 위한 것으로, 대응되는 한 쌍의 체결유닛(20)에 각각 형성된 동심상의 관통공(22)으로 착탈수단(21)이 삽입되어 회동가능하게 결합하고, 상기 착탈수단(21)을 분리하면 플레이트(10)가 서로 분리되도록 한다.

이때, 상기 체결유닛(20)은 상하좌우로 회동되는 유니버셜 조인트를 사용한다.

그리고, 상기 착탈수단(21)은 한 쌍의 체결유닛(20)을 결합 혹은 분리할 수 있는 구조면 어떠한 것이든 사용이 가능한데, 그 예로서 본 발명의 실시예에서는 관통공(22)으로 축핀(21a)을 삽입한 후, 관통공(22)의 외측으로 중심부가 절곡형성되고 단부가 외측으로 절곡된 고정핀(21b)을 끼워넣어서 이탈이 방지되도록 하면서 외력을 가했을 때 텐션으로 모아지면서 축핀(21a)으로부터 쉽게 분리될 수 있도록 한다. 이에 따라 필요한 경우 체결유닛(20)이 쉽게 결합 또는 분리된다.

이외에도 상기 착탈수단(21)은 볼트와 너트를 사용할 수도 있다.

이와 같이 구성된 체결부재(J)에 의하면, 각각의 플레이트(10)가 동일한 높이로 배치되어 연결되는 수상의 경우, 체결유닛(20)을 착탈수단(21)을 이용해 연결해 다수의 부상부재(P)가 서로 연결되도록 하는 반면, 수위가 낮아져서 서로 연결된 다수의 부상부재(P)가 지상과 수상에 동시에 위치되는 경우에는 수상과 지상의 경계에 있는 체결부재(J)를 분리하여 부상부재(P)가 지상과 수상으로 각각 배치되도록 한다.

그리고, 고정덮개(30)는 체결유닛(20) 외측을 감싸 체결유닛(20)에 의하여 부상부재(P)간의 위치변화를 억제하므로 다수개의 부상부재가 서로 연결되어 하나의 집합체를 형성하므로 약한 물살이나 바람에는 플레이트(10)가 상하로 유동하지 않도록 하여 발전에 최적의 태양각을 유지해주므로 발전효율이 저하되지 않도록 한다. 또한, 상기한 고정덮개(30)는 체결유닛(20)의 연결부위에 긴밀하게 밀착되어 이물질의 유입을 방지하므로 연결부의 파손이나 부식을 감소시켜준다.

한편, 상기한 고정덮개(30)는 체결부재(J)의 착탈과정에서 함께 착탈되어야 하므로 양단부에 체결유닛(20) 외주로 고정되는 착탈식 고정밴드(31)가 도 4에 나타내는 바와 같이 구비되는데, 상기한 고정밴드(31)로는 케이블 타이나, 링을 볼트와 너트로 체결하는 파이프클램프와 같은 고정성이 우수하고 교체가 용이한 것을 사용한다. 또한, 상기한 고정덮개(30) 설치의 다른 예로는 도 5에 나타내는 바와 같이 고정덮개(30)와 체결유닛(20) 또는 체결유닛(20)과 플레이트(10)를 연결하는 연결부재(40)에 동심상의 체결공(51)(52)을 천공하여, 상기한 체결부재에 설치되는 축핀과 고정핀 구조와 동일한 구조의 축핀(53)과 고정핀(54)을 사용할 수도 있으며, 이러한 축핀(53)과 고정핀(54)은 하나 혹은 다수 쌍이 사용될 수 있다.

그리고, 상기 태양광 집광모듈(11)은 부상부재에 각도조절수단을 통해서 각도가 조절되도록 결합되어 태양광의 조사각에 따라 태양광 집광모듈(11)의 각도를 조절하여 발전효율이 양호한 상태를 유지할 수 있으며, 강풍이 부는 경우에는 태양광 집광모듈(11)을 수평에 가깝게 눕혀 바람의 영향을 최소화시킴으로써 발전장치가 안정적으로 유지되도록 한다.

이러한 각도조절수단의 예로는 도 6 내지 도 7에 나타내는 바와 같이 상기 태양광 집광모듈(11)에 구비된 래크(11a)와 상기 래크(11a)에 맞물리며 플레이트(10)에 설치되어 손잡이 또는 구동모터에 의하여 회전되는 피니언(11b)으로 구성되며, 상기 래크(11a)와 피니언(11b)은 그 설치위치가 반대로 될 수도 있으며, 이외에도 서보모터와 기어를 사용하여 조절할 수도 있으며, 도 8에 나타내는 바와 같이 플레이트(10)에 다수개의 고정홈(13b)을 형성하고, 집광모듈(11)에 상기 고정홈에 고정되는 고정바(13a)를 설치하는 등 다양한 방법으로 각도를 조절할 수 있다.

10 : 플레이트 11 : 태양광 집광모듈
11a: 래크 11b : 피니언
12 : 부유구 20 : 체결유닛
21 : 축핀 30 : 고정 튜브
31 : 고정밴드

Claims (4)

1. 삭제
2. 태양광 집광모듈(11)을 포함하는 태양광 발전부가 각각 설치되는 다수의 부상부재;
   상기 다수의 부상부재를 상호 연결 또는 분리가능하도록 하는 체결부재(20)(21)를 포함하여 구성되고, 상기 체결부재의 외측에는 체결부재가 유동하지 않고 고정되도록 하는 고정덮개(30)가 착탈가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 수륙겸용 태양광 발전장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 체결부재는 상호 결합되는 한 쌍의 체결유닛(20)과, 상기 한 쌍의 체결유닛(20)을 결합 또는 분리하는 착탈수단(21)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수륙겸용 태양광 발전장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 태양광 집광모듈(11)은 부상부재에 일측이 회동가능하도록 설치되어 각도조절수단에 의하여 부상부재와 0-90˚로 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 수륙겸용 태양광 발전장치.

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