KR101566952B1 - 지상용 태양광 발전설비 - Google Patents

지상용 태양광 발전설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지 모듈이 배열된 태양광 발전부를 태양의 계절별 고도 변화에 따라 가변적으로 회전시켜 줌으로써 조사되는 태양광의 흡수 효율을 항시 최상의 조건으로 유지하여 광기전력(光起電力)에 따른 발전 생산성을 향상시키기 위한 지상용 태양광 발전설비에 관한 것으로서,
계절별 태양의 남중고도 변화에 신속하게 대응하여 사계절 내내 태양광을 수직방향에서 효율적으로 흡수하여 발전효율을 향상시키고, 태양광 발전부의 회전 구조를 개선하여 생산비용 절감과 함께 고장유발을 최소화함은 물론 하자수리 및 정기점검에 따른 작업성을 향상시키고, 태양광 발전설비를 일렬로 여러개 배치한 후 최초 시작지점과 끝나는 지점에 각각 하나씩 배치된 위치조정구와 이들에 연결된 연결대를 이용하여 필요할 경우 수 많은 태양광 발전설비들의 태양광 발전부 설치 각을 동시에 조정하여 사용편리성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

Description

지상용 태양광 발전설비{Solar generator for ground}
본 발명은 지면에 설치된 상태에서 태양광 에너지를 받아들여 전기 에너지로 변환하여 주는 태양광 발전설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지 모듈이 배열된 태양광 발전부를 태양의 계절별 고도 변화에 따라 가변적으로 회전시켜 줌으로써 조사되는 태양광의 흡수 효율을 항시 최상의 조건으로 유지하여 광기전력(光起電力)에 따른 발전 생산성을 향상시키기 위한 것이다.
전기를 생산하기 위한 일반적인 발전시스템으로는, 수력발전과 화력발전 및 원자력발전과 같은 발전방법을 예시할 수 있는데, 위 예시의 발전방법은 비교적 규모가 큰 발전설비를 필요로 하고 자원의 한계나 유지보수의 문제는 물론, 자연환경을 오염시키는 등의 문제점이 대두 되어 근자에 들어서는 공해가 없으면서도 무한하게 이용할 수 있는 자연친화적인 발전시스템에 대한 관심이 높아지고 있다.
이러한 친환경 대체에너지로는 태양에너지, 풍력, 수력 또는 조력과 같은 것을 들 수 있으며, 특히 태양에너지를 이용하는 태양광 발전설비는 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로서 반도체로 이루어지는 태양전지 모듈에 태양광이 조사되면 광기전력에 의하여 전기가 발생하고, 다수의 태양전지 모듈에서 공급된 전기를 통하여 배터리를 충전시켜 필요한 개소에 공급하는 것이다.
위 기재의 태양광 발전설비는 설치 환경의 여건에 따라 수상용과 지상용으로 크게 분류될 수 있는 것인데, 수상용 태양광 발전설비의 경우 호수나 바다와 같은 자연환경물이나 저수지와 같은 인공환경물을 활용하여 수면위에 부유한 상태에서 태양광을 받아들여 발전 되는 것이고, 지상용 태양광 발전설비의 경우는 넓은 평지에 주로 설치되어 발전 가동되는 것이다.
주지된 바와 같이 태양은 일출에서 일몰까지의 시간 동안 일정한 궤도를 따라 이동하게 되므로 태양광 발전부가 고정되어 있을 경우 태양광을 최적의 조건에서 받아들이지 못하여 발전 효율이 저하될 수 있는 것이다.
이에, 태양의 1일 궤도 변화에 맞추어 태양광 발전부를 회전시켜 태양광 흡수 효율을 향상시키기 위한 추적시스템이 활발히 개발되고 있는 실정이며, 그 일례로서 대한민국 공개특허 제83-2206호 및 제93-978호 등이 제안된바 있다.
그러나, 상기한 태양광 추적장치들은 태양의 1일 궤도 변화에 국한되어 회전하는 방식이므로 태양의 계절별 남중고도 변화를 추적할 수는 없어 사계절(춘분,하지,추분,동지) 내내 태양광을 최적의 조건하에서 받아들이지 못해 계절 변화와 함께 발전 효율 또한 차등적으로 저하되는 문제점이 노출되는 것이며, 또한 기존의 태양광 추적장치는 복잡한 구동 장치에 기반하여 구동되므로 고장발생이 빈번하고 초기 설치 비용이 상승하여 경제성 역시 좋지 못한 것이다.
본 발명은 전기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 설치 시공성이 우수하며 간소화된 구조로 이루어진 태양광 발전설비의 발전부를 계절별 태양의 남중고도 변화에 따라 유동적으로 위치 조정함으로써 사계절 내내 발산하는 태양광을 수직방향에서 충분히 흡수하여 태양광 발전 효율을 가일층 향상시킴에 그 목적이 있는 것이다.
또한, 본 발명은 여러 개의 태양광 발전설비를 평지나 언덕에 일렬로 배치한 후 시작 지점과 끝나는 지점에 위치한 태양광 발전설비 양측으로 위치조정구를 각각 위치시키고, 이들 위치조정구와 태양광 발전부 회전 각을 실질적으로 조정하기 위한 링크형 회전구에 장방형의 연결대를 체결하여 한 쌍의 위치조정구 작동에 따라 복수개의 태양광 발전부들의 회전 각을 연동상태에서 동시에 조정함으로써 사용 편리성과 효율성을 향상시킴에 다른 목적이 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 지면에 매설된 기초부의 상측으로 수직 돌출하도록 설치되어지되, 상단에 힌지편이 형성되고, 외주면에 힌지공이 형성된 기둥과; 상기 기둥 상측에 결합하되, 이격 상태의 힌지편을 형성하고 내부에는 태양전지 모듈이 배열 장착된 태양광 발전부와; 상기 기둥 및 태양광 발전부에 힌지 결합하여 태양광 발전부의 회전 각을 조정하기 위한 링크형 회전구와; 상기 링크형 회전구의 일측에 유동가능하게 결합하여 승강 작용에 따라 링크형 회전구를 작동시키는 위치조정구로 구성되는 것이다.
본 발명은 다른 실시 예로서 기초부에 고정된 기둥과, 상기 기둥 상단에 회전 가능하게 결합되고 내부에는 태양전지 모듈이 장착된 태양광 발전부와, 상기 기둥 중간에 회전 가능하게 결합되고 일측이 태양광 발전부에 힌지 결합하여 위치조정구의 승강에 따라 태양광 발전부의 회전 각을 조정하는 링크형 회전구로 이루어진 태양광 발전설비를 일측 방향으로 적어도 2개 이상 나란히 배치하되, 상기 위치조정구는 배열된 태양광 발전설비들의 양측 외곽에 각각 하나씩 위치시켜 장방형의 연결대 양측과 연결하고, 상기 연결대는 태양광 발전설비에 마련된 링크형 회전구 일단에 연동하도록 체결하여 상기 위치조정구의 승강 동작에 따라 태양광 발전설비들의 태양광 발전부 회전 각을 동시에 조정하도록 한 특징적 구성을 갖추고 있는 것이다.
본 발명은 계절별 태양의 남중고도 변화에 신속하게 대응하여 사계절 내내 태양광을 수직방향에서 효율적으로 흡수하여 발전효율을 향상시키고, 태양광 발전부의 회전 구조를 개선하여 생산비용 절감과 함께 고장유발을 최소화함은 물론 하자수리 및 정기점검에 따른 작업성을 향상시키고, 태양광 발전설비를 일렬로 여러개 배치한 후 최초 시작지점과 끝나는 지점에 각각 하나씩 배치된 위치조정구와 이들에 연결된 연결대를 이용하여 필요할 경우 수 많은 태양광 발전설비들의 태양광 발전부 설치 각을 동시에 조정하여 사용편리성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상용 태양광 발전설비 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 요부 발췌 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작동도로서, (a)는 동지 때 태양광 발전부의 회전 각을 설명하기 위한 것이고, (b)는 춘분과 추분 때 태양광 발전부의 회전 각을 예시한 것이며, (c)는 하지 때 태양광 발전부의 회전 각을 설명하기 위한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 예시도로서, (a)는 전체 구성도이고, (b)는 요부 발췌 분해 사시도 이며, (c)는 "가" 부 확대 정면도이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 지상용 태양광 발전설비 전체 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 요부 발췌 분해 사시도를 각각 도시한 것이다.
바람직한 일 실시예에 따른 지상용 태양광 발전설비(A)는 크게 나누어 지면에 매설된 기초부(140)의 상측으로 수직 돌출하도록 설치되어지되, 상단에 힌지편(100b)과 외주면에 힌지공(100a)이 각각 형성된 기둥(100)과; 상기 기둥 상측에 결합하되, 이격 상태의 힌지편(110a)(110b)을 형성하고 내부에는 태양전지 모듈이 배열 장착된 태양광 발전부(110)와; 상기 기둥(100) 및 태양광 발전부(110)에 힌지 결합하여 태양광 발전부의 회전 각을 조정하기 위한 링크형 회전구(120)와; 상기 링크형 회전구의 일측에 유동가능하게 결합하여 승강 작용에 따라 링크형 회전구를 작동시켜주는 위치조정구(130)로 이루어진 것이다.
도시된 실시예의 링크형 회전구(120)는 전면에 한 쌍의 장공(121a)(121b)이 이격 상태로 형성되고 일측 단부에 힌지공(121c)이 구비된 제1링크(121)를 구비하고, 상기 제1링크(121)와 태양광 발전부(110)에 힌지 결합하되 양측으로 이격 상태의 힌지공(122a)(122b)이 형성된 제2링크(122)를 마련하며, 상기 제1링크의 일측 장공(121b)과 기둥 힌지공(100a)에 결합하는 제1힌지핀(123)과, 제1링크의 힌지공(121c)과 제2링크의 일측 힌지공(122a)에 결합되는 제2힌지핀(124)과, 상기 제2링크의 타측 힌지공(122b)과 태양광 발전부의 힌지편(110b)에 결합되는 제3힌지핀(125)으로 구성되는 것이다.
위 예시에 있어 제1힌지핀(123)은 단부에 나사산을 형성하여 제1링크의 장공(121b)에 유동하도록 끼워진 상태에서 기둥 힌지공(100a)에 고정되는 것이며, 제2힌지핀(124)은 제1링크(121)와 제2링크(122)의 일측 힌지공(121c)(122a)에 끼워진 상태에서 너트(도면부호 생략)에 체결되고, 제3힌지핀(125)은 제2링크의 타측 힌지공(122b)과 태양광 발전부 하측 힌지편(110b)에 끼워진 상태에서 이 또한 너트에 체결되어 설치되는 것이다.
도시된 실시예의 위치조정구(130)는 길이방향의 양단으로 다단형의 유동핀(134b)이 돌출 형성되고 중앙 하측으로는 나사축(134a)이 돌출 형성된 연결부(134)를 구비하고, 상기 연결부의 유동핀(134b)에 나사 체결되는 너트(134c)를 마련하며, 상기 연결부의 나사축(134a)과 체결되는 체결홈(132a)을 상단에 형성하고 전면으로 톱니가 형성되며 양 측면 방향으로 안내키(132b)가 돌출 형성된 승강부(132)를 구성하는 한편, 상기 승강부의 안내키(132b)가 삽입되는 키홈(131a)이 내부 공간의 내측면으로 형성되며 전면으로 삽입공(131b)이 형성되고 기초부(140)에 고정되는 설치관체(131)와, 상기 설치관체의 삽입공에 일측이 요입되어 승강부(132)의 톱니와 맞물림 체결되는 회전부(133a)를 갖는 구동모터(133)로 이루어지는 것이다.
위 예시의 구동모터(133)는 설치관체 일측면에 도시하지 않은 별도의 브래킷을 이용하여 장착되는 것이며, 구동모터와 맞물려 승강 동작하는 승강부는 랙기어 형태 내지는 나사산을 형성한 샤프트 형태로 제작될 수 있는 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 예시도로서, (a)는 전체 구성도이고, (b)는 요부 발췌 분해 사시도 이며, (c)는 "가" 부 확대 정면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 지상용 태양광 발전설비(A1)(A2)는 기초부(240)에 고정된 기둥(200)과, 상기 기둥 상단에 회전 가능하게 결합되고 내부에는 태양전지 모듈이 장착된 태양광 발전부(210)와, 상기 기둥 중간에 회전 가능하게 결합되고 일측이 태양광 발전부(210)에 힌지 결합하여 후술할 위치조정구(230a)(230b)의 승강에 따라 태양광 발전부(210)의 회전 각을 조정하는 링크형 회전구(220)로 이루어지되, 상기 태양광 발전설비(A1)(A2)들을 일측 방향으로 적어도 2개 이상 나란히 배치한 후 양측 외곽(시작되는 지점과 끝나는 지점)에 위치조정구(230a)(230b)를 각각 하나씩 위치시켜 장방형의 연결대(250) 양측과 연결하고, 상기 연결대(250)는 태양광 발전설비에 마련된 링크형 회전구(220) 일단에 연동하도록 체결하여 상기 위치조정구(230a)(230b)의 승강 동작에 따라 태양광 발전설비(A1)(A2)들의 태양광 발전부(210) 회전 각을 동시에 조정하도록 구성한다.
여기에서, 상기한 여러 개의 태양광 발전설비(A1)(A2)는 일정한 간격을 두고 평지에 배열하거나, 언덕과 같은 위치에 계단과 같은 다단형태로 배치할 수 있는 것이다.
도시된 실시예에 있어 링크형 회전구(220)는 전면에 장공(221a)이 형성되고 일측에 끼움공(221b)이 구비된 제1링크(221)와, 상기 제1링크와 태양광 발전부(210)에 힌지 결합되는 제2링크(222)와, 상기 제1링크의 장공(221a)과 기둥(200)에 결합하는 제1힌지핀(224)과, 제1링크(221)와 제2링크(222)에 결합되는 제2힌지핀(225)과, 상기 제2링크(222)와 태양광 발전부(210)에 결합되는 제3힌지핀(226)과, 제1링크(221)와 연결대(250)에 결합되는 제4힌지핀(223)으로 구성된다.
도시된 실시예에 있어 상기 위치조정구(230a)(230b)는 상단 양측으로 대향하는 장방형의 절개공(231a)을 형성하며 기초부(240) 상면에 고정되는 설치관체(231)를 구비하고, 상기 설치관체 내부에 장착되어지되 상측에 나사축(233)을 구비한 정역회전모터(232)를 마련하며, 상기 정역회전모터의 나사축(233)과 나사체결되어 승강하되 중앙에 나사체결공(234b)을 형성하고 양측면으로 연결핀(234a)이 다단형으로 돌출되어진 승강부(234)로 구성되는 것이다.
도시된 실시예의 상기 연결대(250)는 태양광 발전설비들의 링크형 회전구(220) 제1링크 끼움공(221b)에 끼워지는 제4힌지핀(223)과 힌지 결합되기 위한 장공(250a)을 태양광 발전설비 개수만큼 일정한 간격을 두고 형성하며, 양 단부에는 위치조정구(230a)(230b)의 승강부 연결핀(234a)과 체결되는 끼움공(250b)을 형성하여 상기 위치조정구 승강 동작에 따라 연동하여 링크형 회전구(220)를 작동시켜주는 것이다.
도면 중 부호 126은 기둥 상단의 힌지편(100b)과 태양광 발전부 상단 힌지편(110a)에 체결되는 제4힌지핀을 도시한 것이며, 부호 160은 위치조정구의 구동모터 회전량과 회전방향을 선택 제어하기 위한 메인보드(PCB 회로기판)가 내장된 콘트롤러를 도시한 것이다.
다음의 설명은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작용효과 및 구성요소들의 유기적 결합관계를 살펴보기 위한 것이다.
예컨대, 도 2 내지 도 3과 같이 기초부(140)에 장착된 기둥(100)의 힌지공(100a) 양측으로 대향하는 한 쌍의 제1링크(121)를 위치시킨 상태에서 제1힌지핀(123)을 제1링크의 일측 장공(121b)에 끼움과 동시에 기둥 힌지공(100a)에 체결하여 상기한 제1링크(121)의 설치를 완료하고, 이어서 제1링크 일측으로 제2링크(122)를 끼운 상태에서 각각의 힌지공(121c)(122a)에 제2힌지핀(124)을 체결하며, 연이어서 제2링크(122)의 일측에 태양광 발전부(110)의 하측에 마련된 힌지편(110b)을 끼워 제3힌지핀(125)을 체결함과 동시에 기둥 상단 힌지편(100b)에 태양광 발전부의 상측 힌지편(110a)을 끼워 제4힌지핀(126)을 체결함으로써, 상기한 기둥(100)에 링크형 회전구(120)의 구성물과 태양광 발전부(110)를 모두 힌지 작동하도록 체결하게 되는 것이다.
또한, 상기한 링크형 회전구의 제1링크 일측에 마련된 장공(121a)에는 위치조정구의 연결부(134)를 체결하게 되는데, 상기 연결부의 양측으로 뻗어나온 다단형의 유동핀(134b)을 제1링크 장공(121a)에 유동가능하게 끼워서 최종적으로 너트(134c)를 체결하여 설치완료되는 것이며, 이때 상기 연결부 하측에 돌출된 나사축(134a)을 랙기어 형태의 승강부(132) 상단 체결홈(132a)에 나사체결하고, 상기한 승강부는 기둥에 장착된 수직형의 설치관체(131)에 승강되도록 인입 설치되는 것이다.
여기에서, 상기한 승강부(132)의 양측으로 돌출된 안내키(132b)가 설치관체 내면의 대향하는 키홈(131a)에 삽입되어 승강하는 승강부가 원위치에서 이탈되지 않고 부드럽게 승강할 수 있으며, 승강부 전면의 톱니와 설치관체 일측의 삽입공(131b)에 끼워진 구동모터의 회전부(원형기어)(133a)가 상호 맞물려 동력전달이 이루어지는 것이다.
상기와 같은 유기적 결합관계를 갖는 본 발명의 태양광 발전설비(A)는 태양의 계절별 고도(남중고도) 변화에 따라 태양광 발전부의 설치 각을 제어하게 되는데, 보다 효율적인 설명을 위하여 우리나라 지역 중 안성지역을 기준하여 살펴보기로 한다.
예컨대, 동지(겨울철) 때 안성지역에 떠있는 태양의 남중고도는 29.5도로서 이를 기준 값으로 정한다 할 경우 도 3(a)와 같이 콘트롤러에 의해 구동 제어되는 구동모터(133)가 작동하면서 일측의 회전부(133a)가 회전하게 되고, 이때 회전부와 맞물려 있는 승강부(132)가 상측으로 승강하면서 연결부(134)와 연결된 제1링크(121)의 일측단 역시 함께 상승하고, 이때 제1링크의 타측은 제1힌지핀(123)을 기준하여 하측으로 하강하면서 연속적으로 힌지 결합된 제2링크(122)와 태양광 발전부(110)가 회전하여 결국, 태양광 발전부의 설치 각을 남중고도 29.5도에 수직방향으로 대응하도록 위치 조정되며, 이로써 태양으로부터 발산된 태양광을 태양광 발전부(110)가 수직방향에서 효율적으로 흡수하게 되어 광기전력에 빠른 발전효율을 높일 수 있는 것이다.
한편, 도 6과 같이 춘분(봄철)과 추분(가을철) 때 안성지역에 떠있는 태양의 남중고도는 53도로서, 이와 같이 태양의 남중고도가 달라질 경우에는 태양광 발전부의 설치 각을 재조정하여 남중고도 53도에 수직으로 위치하도록 위치 조정하게 되는데, 도 3(b)와 같이 구동모터의 회전부(133a)가 일측방향으로 회전하여 최대한 상측으로 올라간 승강부(132)를 하측으로 하강시키게 되고, 이때 제1링크(121)의 타측이 제1힌지핀(123)을 기준하여 상기한 동지 때에 위치 지점에서 상측으로 좀더 상승하면서 연속적으로 힌지 결합된 제2링크(122)와 태양광 발전부(110)가 회전하여 결국, 태양광 발전부의 설치 각이 남중고도 53도에 수직방향으로 대응하도록 위치 조정되어 발산하는 태양광을 춘분과 추분 때에도 효율적으로 받아들여 발전효율을 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 하지(여름철) 때 안성지역에 떠있는 태양은 북동쪽에서 떠서 북서쪽으로 지며, 이때 태양의 남중고도는 76.5도로써, 이 경우에도 위 동지때와 춘분, 추분 때와 동일한 과정으로 링크형 회전구(120)의 제1링크(121)를 위치조정구(130)를 통해 회전시켜 태양광 발전부(110)의 설치 각을 남중고도 76.5도에 수직방향으로 위치하도록 조정하여 사계절 내내 지상용 태양광 발전설비의 발전 효율을 가일층 향상시키게 되는 것이다.
위 예시에 있어 구동모터(133)의 회전부(133a) 회전량과 회전방향은 메인보드(PCB 회로기판)가 내장된 콘트롤러에 의해 자동적으로 조정될 수 있으며, 필요시 작업자가 콘트롤러를 수동모드로 전환시켜 직접 조정할 수도 있는 것이다.
다음의 설명은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 작용효과 및 구성요소들의 유기적 결합관계를 살펴보기 위한 것이다.
예컨대, 도 4(a) 내지 도 4(c)와 같이 기초부(240)에 장착된 기둥(200) 양측으로 대향하는 한 쌍의 제1링크(221)를 위치시킨 상태에서 제1힌지핀(224)을 제1링크의 장공(221a)에 끼움과 동시에 기둥(200)에 회전 가능하게 결합하여 상기한 제1링크(221)의 설치를 완료하고, 이어서 제1링크 일측으로 제2링크(222)를 이 또한 회전가능하게 제2힌지핀(225)을 이용하여 체결하며, 연이어서 제2링크(222) 일측을 태양광 발전부(210)의 하측에 제3힌지핀(226)으로 회전 가능하게 체결함으로써, 상기한 기둥(200)에 링크형 회전구(220)의 구성물과 태양광 발전부(210)로 이루어진 태양광 발전설비(A1)(A2)의 설치를 완료하게 되는 것이다.
이때, 상기한 태양광 발전설비(A1)(A2)는 넓은 평지에 일렬로 여러 개 배열하거나 언덕과 같은 지면에 계단의 다단형태로 여러 개 배열하는 것이다.
그런 다음, 상기한 태양광 발전설비들의 양측 외곽(시작되는 지점과 끝나는 지점)에 위치하여 한 쌍의 위치조정구(230a)(230b)를 각각 하나씩 위치하되, 상기 위치조정구들의 설치관체(231)를 기초부(240)에 장착한 후 상기 설치관체 내부에 나사축(233)을 갖는 정역회전모터(232)를 설치하고, 이어서 승강부(234)의 나사체결공(234b)을 상기한 나사축(233)에 나사체결하는 것이다. 이때, 상기한 승강부의 양측으로 뻗어나온 다단형의 연결핀(234a)이 설치관체 상단 양측의 절개공(231a)에 끼워져 돌출된다.
이후, 상기한 위치조정구(230a)(230b)의 승강부 연결핀(234a)을 연결대의 일측에 마련된 끼움공(250b)에 회전가능하도록 체결하고, 연결대의 장공(250a)에는 링크형 회전구의 제1링크(221) 일측에 마련된 끼움공(221b)에 끼움된 제4힌지핀(223)이 너트(도면부호 생략)에 의해 회전 가능하도록 체결됨으로써, 상기한 연결대(250)와 링크형 회전구(220)의 체결이 완료되는 것이다. 이때, 상기 연결대의 장공(250a)은 태양광 발전설비의 개수만큼 등 간격으로 형성하고 있어 일측 방향으로 적어도 2개 이상 나란히 배치되어진 여러 개의 태양광 발전설비가 도 4 (a)와 같이 하나의 연결대(250)에 의해 연동하여 이들 태양광 발전설비에 포함된 태양광 발전부의 설치 각을 동시에 조정할 수 있는 것이다.
상기와 같은 유기적 결합관계를 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전설비(A1)(A2)들은 태양의 계절별 고도(남중고도) 변화에 따라 태양광 발전부(210)의 설치 각을 제어하게 되는데, 보다 효율적인 설명을 위하여 우리나라 지역 중 안성지역을 기준하여 살펴보기로 한다.
예컨대, 동지(겨울철) 때 안성지역에 떠있는 태양의 남중고도는 29.5도로서 이를 기준 값으로 정한다 할 경우 도 4(c)와 같이 외곽에 하나씩 각각 설치된 위치조정구(230a)(230b)의 정역회전모터(232)를 동시에 구동시켜주면 제자리에서 회전되는 나사축(233)과 결합되어진 승강부(234)가 설치관체(231) 상측으로 올라가게 되고, 이때 승강부의 연결핀(234a)에 연결되어진 연결대(250)가 수평상태로 함께 올라가면서 연결대에 회전가능하도록 체결되어진 여러 개의 태양광 발전설비 중 링크형 회전구의 제1링크(221) 일측단이 제1힌지핀(224)을 기준하여 상승하며, 이때 제1링크의 타측은 제1힌지핀(224)을 기준하여 하측으로 하강하면서 연속적으로 힌지 결합 된 제2링크(222)와 태양광 발전부(210)가 회전하여 결국, 태양광 발전부(210)의 설치 각을 남중고도 29.5도에 수직방향으로 대응하도록 위치 조정하게 되며, 이로써 태양으로부터 발산된 태양광을 태양광 발전부(210)가 수직방향에서 효율적으로 흡수하게 되어 광기전력에 빠른 발전효율을 높일 수 있는 것이다.
이때, 일렬로 배열된 여러 개의 태양광 발전설비가 포함하고 있는 링크형 회전구의 제1링크(221)가 하나의 연결대(250)에 각각 일정한 간격을 두고 연동상태로 복수 체결되어 있어 상기 연결대 승강 동작에 따라 제1링크(221)의 작동이 동시에 이루어져 배열된 태양광 발전설비들(A1)(A2)의 태양광 발전부(210) 설치 각이 동시에 조정될 수 있는 것이다.
또한, 안성지역의 춘분과 추분 때 태양의 남중고도는 53도이고, 하지 때 남중고도는 76.5도로써, 이와 같이 태양의 남중고도가 달라질 경우에는 태양광 발전부의 설치 각을 재조정하여 남중고도 53도 또는 76.5도에 수직으로 위치하도록 위치 조정하게 되는데, 이 경우에도 위 예시의 동지 때와 동일한 과정을 수행하여 태양광 발전부의 설치 각을 조정함으로써, 사계절 내내 지상용 태양광 발전설비의 발전 효율을 가일층 향상시키게 되는 것이다.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
A,A1,A2 : 지상용 태양광 발전설비, 100, 200 : 기둥,
110, 210 : 태양광 발전부, 120, 220 : 링크형 회전구,
121, 221 : 제1링크, 121a, 121b, 221a, 250a : 장공,
122, 222 : 제2링크, 123, 224 : 제1힌지핀,
124, 225 : 제2힌지핀, 125, 226 : 제3힌지핀,
130, 230a, 230b : 위치조정구, 131, 231 : 설치관체,
132 : 승강부, 133 : 구동모터,
133a : 회전부, 232 : 정역회전모터,
233 : 나사축, 250 : 연결대

Claims (7)

  1. 지면에 매설된 기초부(140)의 상측으로 수직 돌출하도록 설치되어지되, 상단에 힌지편(100b)이 형성되고, 외주면에 힌지공(100a)이 형성된 기둥(100)과; 상기 기둥 상측에 결합하되, 이격 상태의 힌지편(110a)(110b)을 형성하고 내부에는 태양전지 모듈이 배열 장착된 태양광 발전부(110)와; 상기 기둥(100) 및 태양광 발전부(110)에 힌지 결합하여 태양광 발전부의 회전 각을 조정하기 위한 링크형 회전구(120)와; 상기 링크형 회전구의 일측에 유동가능하게 결합하여 승강 작용에 따라 링크형 회전구를 작동시키는 위치조정구(130)로 이루어진 지상용 태양광 발전설비에 있어서,
    상기 링크형 회전구(120)는 전면에 한 쌍의 장공(121a)(121b)이 이격 상태로 형성되고 일측 단부에 힌지공(121c)이 구비된 제1링크(121)와, 상기 제1링크(121)와 태양광 발전부(110)에 힌지 결합하되 양측으로 이격 상태의 힌지공(122a)(122b)이 형성된 제2링크(122)와, 상기 제1링크의 일측 장공(121b)과 기둥 힌지공(100a)에 결합하는 제1힌지핀(123)과, 제1링크의 힌지공(121c)과 제2링크의 일측 힌지공(122a)에 결합되는 제2힌지핀(124)과, 상기 제2링크의 타측 힌지공(122b)과 태양광 발전부의 힌지편(110b)에 결합되는 제3힌지핀(125)으로 이루어지는 것을 특징으로 한 지상용 태양광 발전설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치조정구(130)는 길이방향의 양단으로 유동핀(134b)이 돌출 형성되고 중앙 하측으로 나사축(134a)이 돌출 형성된 연결부(134)와, 상기 연결부의 유동핀(134b)에 나사 체결되는 너트(134c)와, 상기 연결부의 나사축(134a)과 체결되는 체결홈(132a)을 상단에 형성하고 전면으로 톱니가 형성되며 양 측면 방향으로 안내키(132b)가 돌출 형성된 승강부(132)와, 상기 승강부의 안내키(132b)가 삽입되는 키홈(131a)이 내부 공간의 내측면으로 형성되며 전면으로 삽입공(131b)이 형성되며 기초부(140)에 고정되는 설치관체(131)와, 상기 설치관체의 삽입공에 일측이 요입되어 승강부(132)의 톱니와 맞물림 체결되는 회전부(133a)를 갖는 구동모터(133)로 이루어진 것을 특징으로 한 지상용 태양광 발전설비.
  3. 기초부(240)에 고정된 기둥(200)과, 상기 기둥 상단에 회전 가능하게 결합되고 내부에는 태양전지 모듈이 장착된 태양광 발전부(210)와, 상기 기둥 중간에 회전 가능하게 결합되고 일측이 태양광 발전부(210)에 힌지 결합하여 위치조정구(230a)(230b)의 승강에 따라 태양광 발전부(210)의 회전 각을 조정하는 링크형 회전구(220)로 이루어진 태양광 발전설비(A1)(A2)를 일측 방향으로 적어도 2개 이상 나란히 배치하되, 상기 위치조정구(230a)(230b)는 배열된 태양광 발전설비들의 양측 외곽에 각각 하나씩 위치시켜 장방형의 연결대(250) 양측과 연결하고, 상기 연결대(250)는 태양광 발전설비에 마련된 링크형 회전구(220) 일단에 연동하도록 체결하여 상기 위치조정구(230a)(230b)의 승강 동작에 따라 태양광 발전설비(A1)(A2)들의 태양광 발전부(210) 회전 각을 동시에 조정하도록 한 지상용 태양광 발전설비에 있어서,
    상기 링크형 회전구(220)는 전면에 장공(221a)이 형성되고 일측에 끼움공(221b)이 구비된 제1링크(221)와, 상기 제1링크와 태양광 발전부(210)에 힌지 결합되는 제2링크(222)와, 상기 제1링크의 장공(221a)과 기둥(200)에 결합하는 제1힌지핀(224)과, 제1링크(221)와 제2링크(222)에 결합되는 제2힌지핀(225)과, 상기 제2링크(222)와 태양광 발전부(210)에 결합되는 제3힌지핀(226)과, 제1링크(221)와 연결대(250)에 결합되는 제4힌지핀(223)으로 이루어지는 것을 특징으로 한 지상용 태양광 발전설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 위치조정구(230a)(230b)는 상단 양측으로 대향하는 절개공(231a)을 형성하며 기초부(240) 상면에 고정되는 설치관체(231)와, 상기 설치관체 내부에 장착되어지되 상측에 나사축(233)을 구비한 정역회전모터(232)와, 상기 정역회전모터의 나사축(233)과 나사체결되어 승강하되 중앙에 나사체결공(234b)을 형성하고 양측면으로 연결핀(234a)이 돌출되어진 승강부(234)로 이루어진 것을 특징으로 한 지상용 태양광 발전설비.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결대(250)는 태양광 발전설비의 링크형 회전구(220) 일단과 힌지 결합을 위한 장공(250a)을 형성하고, 양 단부측에는 위치조정구(230a)(230b)에 연결되기 위한 끼움공(250b)을 형성하여 상기 위치조정구 승강동작에 따라 연동하여 링크형 회전구(220)를 작동시켜주도록 한 것을 특징으로 한 지상용 태양광 발전설비.

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