KR101742562B1 - 고압용 배전선로 전원 공급 장치 - Google Patents

고압용 배전선로 전원 공급 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고압용 배전선로 전원 공급 장치에 관한 것으로, 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공되므로 노이즈와 서지의 유입이 방지되며, 독립적인 전원공급이 가능하게 되어 안정적인 전원공급이 가능하게 되며, 트래킹장치를 구비하여 태양전지모듈이 태양을 트래킹하게 되므로 태양광의 집광 효율을 극대화시킬 수 있고, 제반 부품을 조립한 상태에서 현장에서는 고정부를 전주에 고정하는 작업만으로써 설치가 완료될 수 있으므로 전주에 대한 설치가 신속, 간편하게 이루어져 안전사고를 최소화할 수 있도록 한 것이다.

Description

고압용 배전선로 전원 공급 장치{Power supply for high voltage distribution line}
본 발명은 배전 분야 기술 중에서, 고압용 배전선로 전원 공급 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있도록 하며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 하는 한편, 기온변화에 의한 이완이나 체결볼트의 불완전 결속상태 등에 따른 고정클램프의 하강을 감지하여 전주로부터의 유동 및 이탈로 인한 전기에너지의 발전효율 저하는 물론, 태양전지모듈 등의 파손과 함께 안전사고 등을 미연에 방지하며, 태양전지모듈이 태양을 트래킹하도록 하여 태양광의 집광 효율을 극대화시킬 수 있고, 전주에 대한 설치가 신속, 간편하게 이루어져 안전사고를 최소화할 수 있도록 한 고압용 배전선로 전원 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배전자동화설비는 중앙통제실에 설치된 컴퓨터를 이용하여 원거리에 산재되어 있는 배전선로 상의 부하개폐기의 상태감시 및 제어를 수행하고, 전압, 전류 등을 계측하며, 고장 발생시에는 자동으로 고장구간을 확인하여 배전선로 계통운전을 원격으로 수행할 수 있도록 하는 설비이다.
배전자동화설비는 송수신용 통신수단을 통해 중앙통제실로부터 제어신호를 입력받고, 입력받은 제어신호의 오류를 검사하여 오류가 없는 경우 제어신호를 출력하는 단말기와, 단말기로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기를 포함한다.
배전자동화설비의 작동을 위해서는 전원이 공급되어야 하는데 이를 위하여 제어함 내에 배전자동화설비를 위한 전원공급장치가 설치된다.
그러나 종래기술에 의한 전원공급장치의 경우에는 변압기를 통한 노이즈가 유입되므로 변압기와 전류기 사이에 노이즈 제거를 위한 라인필터를 설치해야 하며, 이러한 라인필터가 단말기의 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있다고 하는 문제점이 있다.
또한 라인필터만으로는 낙뢰와 정전기의 방전 등과 같은 큰 에너지의 서지 방지가 불가능하므로 라인필터의 전단에 별도의 서지보호회로부를 구비해야 하는 문제점이 있다.
이러한 문제를 일부 개선한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1595269호(2016.02.12. 등록)에는 "고압용 배전선로 전원 공급 장치"(이하, '선행기술1'이라 함)가 개시되어 있다.
그러나 상기 선행기술의 고압용 배전선로 전원 공급 장치는 기온변화에 의한 이완이나 체결볼트의 불완전 결속 등에 따라 전주로부터 하강을 감지할 수 없기 때문에 전주로부터의 유동 및 이탈로 인한 전기에너지의 발전효율 저하는 물론, 태양전지모듈 등의 파손과 함께 안전사고가 발생할 염려가 있다고 하는 문제점이 있다.
따라서 상기 선행기술1의 문제점을 해결한 선행기술로서 대한민국 등록특허 제10-1665959호(2016.10.07. 등록) "고압용 배전선로 전원공급장치"(이하, '선행기술2'라 함)는 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라 노이즈(noise)와 서지(surge)의 유입이 방지될 수 있도록 하며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 하는 한편, 기온변화에 의한 이완이나 체결볼트의 불완전 결속상태 등에 따른 고정클램프의 하강을 감지하여 전주로부터의 유동 및 이탈로 인한 전기에너지의 발전효율 저하는 물론, 태양전지모듈 등의 파손과 함께 안전사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 하는 기술을 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술2는 상하 한 쌍의 걸림가이드부가 각각 상하 한 쌍의 고정클램프에 의하여 전주에 고정되고, 상단에 랙크를 구비한 회전가이드가 상하단에 구비된 걸림부가 회전 가능하게 걸쳐지며, 래크에 맞물리는 피니언이 모터축에 결합된 피니언모터를 모터브라켓체결밴드를 이용하여 전주에 고정하여 회전가이드와 이에 상하 회동 가능하게 결합된 태양전지모듈을 수평회전시킬 수 있도록 구성됨과 아울러 회전가이드의 상단부에 태양전지모듈의 상단부를 회동 가능하게 지지하고, 회전가이드의 하단부에 회동 가능하게 지지된 회동모터의 모터축에 볼스크루를 결합하며 태양전지모듈의 하단부에 구비된 스크루편을 형성하여 볼스크루가 스크루편을 관통하여 나사체결되도록 하여 태양전지모듈이 상하 회동시킬 수 있도록 구성되는 것으로서, 각 구성요소를 전주에 고정 설치하기 위해서는 상하 한 쌍의 고정클램프, 모터브라켓체결밴드를 체결하는 작업이 필요하게 되므로 현장에서의 작업 공수가 많아서 설치작업이 번거롭고 그 작업이 고소에서 이루이지는 작업이라는 점을 감안할 때 안전사고의 위험이 증가하는 문제점이 있다.
또한 통상적으로 전주는 상단 외경이 작고 하단으로 갈수록 점차 외경이 커지는 테이퍼 형태로 형성되기 때문에 상하 한 쌍의 고정클램프와 모터브라켓체결밴드를 이용하여 각 구성요소를 고정 설치하는 구조로서는 정확한 설치를 어렵게 하는 문제점이 있다.
따라서 전주에 대한 설치가 신속, 간편하게 이루어져 안전사고를 최소화할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1595269호(2016.02.12. 등록)에는 "고압용 배전선로 전원 공급 장치" 대한민국 등록특허 제10-1665959호(2016.10.07. 등록) "고압용 배전선로 전원공급장치"
따라서 본 발명의 목적은 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있도록 하며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 하는 한편, 기온변화에 의한 이완이나 체결볼트의 불완전 결속상태 등에 따른 고정클램프의 하강을 감지하여 전주로부터의 유동 및 이탈로 인한 전기에너지의 발전효율 저하는 물론, 태양전지모듈 등의 파손과 함께 안전사고 등을 미연에 방지하며, 태양전지모듈이 태양을 트래킹하도록 하여 태양광의 집광 효율을 극대화시킬 수 있고, 전주에 대한 설치가 신속, 간편하게 이루어져 안전사고를 최소화할 수 있도록 한 고압용 배전선로 전원 공급 장치를 제공하려는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 제어함 내에 설치되고 외부로부터 제어신호를 입력받아 제어신호를 출력하는 단말기; 상기 제어함의 외측에 설치되고 상기 단말기로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기; 상기 제어함의 외부에 설치되는 태양전지모듈; 상기 제어함에 설치되고 상기 태양전지모듈에 의해 발전된 전기를 충전하며 상기 제어함으로 전원을 공급하는 축전지; 상기 제어함에 설치되고, 상기 태양전지모듈과 축전지 사이에 개재되어 상기 제어함으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부; 및 상기 태양전지모듈이 태양의 움직임을 따라 트래킹하도록 트래킹장치를 포함하며, 상기 트래킹장치는, 전주에 고정되는 고정부와; 상기 고정부에 결합되어 수직으로 설치되는 고정하우징과; 상기 고정하우징의 하단에 결합되어 상기 제어함이 수용되는 제어함하우징과; 상기 고정하우징의 상단에 수평회동 가능하게 결합되는 수평회동하우징과; 상기 수평회동하우징을 수평회동시키는 수평회동수단과; 상기 태양전지모듈의 후면에 결합되는 상하회동대와; 상기 상하회동대를 상하회동시키는 상하회동수단; 및 상기 수평회동하우징의 상단에 결합되는 상단캡;을 포함하고, 상기 고정부는 상기 전주에 대하여 직각을 이루도록 수평으로 설치되는 고정부본체와, 상기 고정부본체에 일체로 형성되어 상기 전주의 외주면 전반부에 밀착되며 양단에 체결편이 형성된 전방측 반원통체와, 상기 전방측 반원통체와 전후대칭을 이루며 상기 전주의 외주면 후반부에 밀착되며 양단에 체결편이 형성된 후방측 반원통체와, 상기 체결편을 관통하는 볼트 및, 상기 볼트에 체결되는 너트를 포함하며, 상기 전, 후방측 반원통체는 전주의 외주면 형상에 따라 상단 내경이 작고, 하단 내경이 큰 테이퍼 형태로 형성되고, 상기 고정하우징은 원통형으로 형성되며 외주면 일측이 상기 고정부본체의 단부에 결합되는 고정하우징본체와, 상기 고정하우징본체의 하단 내부에 형성되는 수평회동모터마운트부와, 상기 고정하우징본체의 하단 외주면에 형성되는 하단플랜지부 및, 상기 고정하우징본체의 상단 외주면에 형성되는 상단플랜지부를 포함하며, 상기 고정하우징본체의 내주면과 수평회동모터마운트부 사이에는 각종 전선이 통과할 수 있는 전선통과홀이 형성되고, 상기 제어함하우징은 상단과 전면이 개방된 제어함하우징본체와, 제어함하우징본체의 전면 개방부를 개폐하는 도어를 포함하여 구성되며, 상기 수평회동하우징은 원통형으로서 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 공간부가 구비된 수평회동하우징본체와, 상기 수평회동하우징본체의 하단 외주면에 형성되어 상기 고정하우징본체의 상단플랜지부의 상면에 안착되는 하단플랜지부와, 상기 고정하우징본체의 상단플랜지부의 상면에 결합되며 상기 하단플랜지부의 외경보다 큰 내경을 가지는 원통부와 상기 원통부의 상단에서 내측으로 절곡 형성되어 상기 하단플랜지부의 상면을 감싸는 이탈방지부가 구비된 지지캡과, 상기 하단플랜지부의 외주면과 상기 원통부의 내주면 사이에 삽입되는 볼베어링을 포함하고, 상기 수평회동하우징본체에는 각종 전선이 통과할 수 있는 전선통과홀이 상하로 관통 형성되며, 또한 상기 수평회동하우징본체의 상단에는 후술하는 상하회동수단의 모터축이 삽입되는 절취부가 형성되고, 상기 수평회동수단은 상기 고정하우징본체의 수평회동모터마운트부의 상면에 장착되며 모터축의 상단이 상기 수평회동하우징본체의 하면에 결합되는 수평회동모터를 포함하여 구성되며, 상기 상하회동대는 상기 태양전지모듈 후면에 위치하는 한 쌍의 상하회동암과, 상기 상하회동암을 상기 태양전지모듈의 후면에 결합하는 결합부를 포함하고, 상기 상하회동수단는 상기 수평회동하우징본체의 공간부 내에 장착되는 상하회동모터와, 상기 상하회동모터의 양단에서 돌출되어 상기 상하회동암의 후단부에 결합되는 모터축을 포함하여 구성되며, 상기 모터축는 상기 수평회동하우징본체의 상단에 형성된 절취부를 통하여 양측으로 돌출되고, 상기 절취부에 삽입되는 지지편과, 상기 지지편의 상단에 일체로 형성되어 상기 수평회동하우징본체의 상단에 안착되는 원판부가 구비된 유동방지캡을 포함하며, 상기 상단캡은 상기 수평회동하우징본체의 상단에 결합되는 원통부와, 상기 원통부의 상단에 일체로 형성되는 돔형마감부를 포함하고, 상기 원통부의 내주면에는 암나사부가 형성되고, 상기 수평회동하우징본체의 상단부 외주면에는 상기 암나사부에 대응하는 수나사부가 형성됨을 특징으로 하는 고압용 배전선로 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 고압용 배전선로 전원 공급 장치에 의하면, 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공되므로 노이즈와 서지의 유입이 방지되며, 독립적인 전원공급이 가능하게 되어 안정적인 전원공급이 가능하게 되며, 트래킹장치를 구비하여 태양전지모듈이 태양을 트래킹하게 되므로 태양광의 집광 효율을 극대화시킬 수 있고, 제반 부품을 조립한 상태에서 현장에서는 고정부를 전주에 고정하는 작업만으로써 설치가 완료될 수 있으므로 전주에 대한 설치가 신속, 간편하게 이루어져 안전사고를 최소화할 수 있게 된다.
도 1 내지 도 9는 본 발명에 의한 고압용 배전선로 전원 공급 장치의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 본 실시예에 따른 고압용 배전선로 전원 공급 장치가 적용된 고압용 배전선로를 보인 정면도,
도 2는 본 실시예에 따른 제어함을 보인 정면도,
도 3은 본 실시예에 따른 고압용 배전선로 전원 공급 장치의 블록도,
도 4 및 도 5는 전원공급장치의 사시도,
도 6은 전원공급장치의 분해사시도,
도 7은 전원공급장치의 종단면도,
도 8 및 도 9는 전원공급장치의 작동상태를 보인 사시도이다.
이하, 본 발명에 의한 고압용 배전선로 전원 공급 장치를 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 9는 본 발명에 의한 고압용 배전선로 전원 공급 장치의 바람직한 실시예를 보인 것이다.
본 실시예에 따른 고압용 배전선로 전원 공급 장치(1)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 제어함(3a) 내에 설치되고 외부의 중앙통제실(미도시)로부터 제어신호를 입력받아 이 제어신호의 오류를 검사한 후 이를 출력하는 단말기(3b), 제어함(3a)의 외측에 설치되고 단말기(3b)로부터 입력되는 제어신호에 의하여 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(3c)를 포함하여 이루어지는 통상의 배전자동화설비(3)에 작동을 위한 전원을 공급함으로써 안정적인 전원공급이 이루어지도록 하는 것이다.
전원공급장치(1)는 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있도록 함과 동시에 정전시에도 배전자동화설비(3)에 대한 전원공급이 독립적이고 안정적으로 이루어질 수 있도록 하기 위하여 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양전지모듈(10)과, 상기 제어함(3a)에 설치되고 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 충전된 전원을 상기 제어함(3a)으로 공급하는 축전지(20)와, 상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양전지모듈(10)과 축전지(20) 사이에 개재되어 제어함(3a)으로 안정적인 전원공급이 이루어지도록 하는 충방전제어부(30)를 포함하여 구성된다.
상기 태양전지모듈(10)은 태양광을 반도체의 성질을 이용하여 전기에너지로 변환시키는 것으로, 대면적은 P-N 접합다이오드와 유사하게 구성된 솔라셀이 하나의 모듈단위로 집합되어 구성된다.
상기 태양전지모듈(10)은 자연에너지의 하나인 태양광을 전기에너지로 변환시킴에 따라 본 발명에 따른 전원공급장치(1)로 하여금 자체 발전 및 충전을 가능하게 하는 핵심 구성요소로 작용하는 것으로, 제어함(3a)의 외부, 특히 제어함(3a)의 상부에 설치된다.
상기 축전지(20)는 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하여 상기 배전자동화설비(3)의 작동을 위해 제어함(3a)으로 전원을 공급하는 것으로, 도면상에서는 제어함(3a)의 내부에 구비되는 것으로 도시되어 있으나 제어함(3a)의 외부에 설치될 수도 있다.
상기 제어함(3a) 내의 단말기(3b)의 일측에는 충방전제어부(30)가 설치되는데, 상기 충방전제어부(30)는 태양전지모듈(10)와 축전지(20) 사이에 개재되어 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 것이다.
상기 충방전제어부(30)는 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 태양전지모듈(10)의 전압을 감지하는 제1전압센서(31)와, 상기 축전지(20)의 전압을 감지하는 제2전압센서(32)와, 태양광의 광량을 감지하는 광량센서(33)와, 상기 제1 및 제2전압센서(31, 32)와 광량센서(33)의 신호에 따라 연산을 수행하여 제어신호를 발생시키는 로직회로(34)와, 상기 로직회로(34)의 제어신호에 따라 상기 제어함(3a)로 공급되는 출력전류를 조정하는 전류변조회로(35)를 포함한다.
상기 로직회로(34)는 제1전압센서(31)에 의해 검출된 태양전지모듈(10)의 전압과, 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압과, 광량센서(33)에 의해 감지된 광량을 파라미터로 하여 연산을 수행하여 전류변조회로(35)의 작동을 위한 제어신호를 출력한다.
따라서 상기 로직회로(34)는 일몰시 광량이 감소하여 상기 태양전지모듈(10)의 출력전압이 일정값 미만으로 감소할 경우, 상기 전류변조회로(35)를 제어하여 제어함(3a)으로 전류가 공급되도록 하고, 반대로 일출에 의해 태양광의 광량이 증가하여 태양전지모듈(10)의 출력전압이 일정값 이상으로 증강할 경우 상기 전류변조회로(35)를 제어하여 제어함(3a)으로 공급되는 전류가 차단되도록 한다.
상기 전류변조회로(35)는 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압이 설정범위 내에 해당되는 경우, 축전지(20)의 전압에 따라 펄스전류의 듀티비(duty ratio)를 조절, 즉 축전지(20)의 전압이 낮으면 듀티비를 증가시키고 축전지(20)의 전압이 높으면 듀티비를 감소시키는 방식으로 펄스전류의 듀티비를 조절하여, 제어함(3a)으로 공급되는 전류가 항상 일정하게 유지되도록 하는 것으로, 공지된 펄스폭변조(PWM; Pulse Width Modulation) 회로로 구현될 수 있다.
아울러 상기 충방전제어부(30)는 상기 태양전지모듈(10)의 출력단에 연결되는 역류방지다이오드(36)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 역류방지다이오드(36)는 태양전지모듈(10)로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 전류변조회로(35)는 상기 역류방지다이오드(36)와 축전지(20) 사이에 연결되는 릴레이스위치(34a)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 특히 상기 릴레이스위치(34a)는 태양전지모듈(10)로부터 축전지(20)에 공급되는 전원을 단속하는 것으로, 상기 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압이 지나치게 높아 과충전될 위험이 있을 경우 축전지(20)로의 전류공급을 차단하여 충전을 중지시키는 것이다.
상기 충방전제어부(30)는 저전압차동(LVD; Low Voltage Differential)회로(37)를 더 포함한다. 저전압차동회로(37)는 송수신용 통신수단(3d)의 데이터의 전송을 용이하게 하는 역할을 한다.
이하, 본 실시예에 따른 전압공급장치(1)의 작동을 설명한다.
전원공급장치(1)는 태양전지모듈(10)로부터 발전된 전력이 축전지(20)에 충전되어 배전자동화설비(3)의 구동을 위한 전원으로 제공하는 것으로, 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치에서와 같이 변압기를 통한 노이즈가 유입되지 않으며, 정전 등에 의해 유발되는 서지의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능하게 되어 안정적인 전원공급이 이루어지게 된다.
특히, 태양전지모듈(10)과 축전지(20) 사이에는 충방전제어부(30)에 의해 태양전지모듈(10)의 전압과 축전지(20)의 전압, 그리고 주야, 일출, 일몰에 따른 광량에 따라 축전지(20)의 충전이나 방전 여부, 그리고 전류공급 여부가 제어되고, 충방전제어부(30)의 전류변조회로(35)에 의하여 제어함(3a)로 공급되는 전류가 항상 일정하게 유지될 수 있게 된다.
또한 본 실시예에 따른 전원공급장치(1)는 태양전지모듈(10)이 태양을 따라 트래킹하도록 하여 태양광의 집광 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 트래킹장치(100)를 더 포함한다.
이하의 설명에서 단순히 볼트가 관통되는 볼트관통공과 볼트가 체결되는 볼트체결공에 대해서는 도면에는 도시하되 도면부호 및 구체적인 설명은 생략한다.
상기 트래킹장치(100)는, 상기 전주(P)에 고정되는 고정부(110)와; 상기 고정부(110)에 결합되어 수직으로 설치되는 고정하우징(120)과; 상기 고정하우징(120)의 하단에 결합되어 상기 제어함(3a)이 수용되는 제어함하우징(130)과; 상기 고정하우징(120)의 상단에 수평회동 가능하게 결합되는 수평회동하우징(140)과; 상기 수평회동하우징(140)을 수평회동시키는 수평회동수단(150)과; 상기 태양전지모듈(10)의 후면에 결합되는 상하회동대(160)와; 상기 상하회동대(160)를 상하회동시키는 상하회동수단(170); 및 상기 수평회동하우징(140)의 상단에 결합되는 상단캡(180);을 포함하여 구성된다.
상기 고정부(110)는 상기 전주(P)에 대하여 직각을 이루도록 수평으로 설치되는 고정부본체(111)와, 상기 고정부본체(111)에 일체로 형성되어 상기 전주(P)의 외주면 전반부에 밀착되며 양단에 체결편(113)이 형성된 전방측 반원통체(112)와, 상기 전방측 반원통체(112)와 전후대칭을 이루며 상기 전주(P)의 외주면 후반부에 밀착되며 양단에 체결편(115)가 형성된 후방측 반원통체(114)와, 상기 체결편(113, 115)을 관통하는 볼트(B1) 및, 상기 볼트(B1)에 체결되는 너트(N2)를 포함한다.
상기 고정부본체(111)는 환봉으로 형성될 수도 있으나 중량을 경감하기 위하여 원통형으로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 전, 후방측 반원통체(112, 114)는 전주(P)의 외주면 형상에 따라 상단 내경이 작고, 하단 내경이 큰 테이퍼 형태로 형성된다.
여기서 전주(P)는 상단 외경이 작고 하단 외경이 큰 테이퍼 형태로 형성되어 있고, 상기 전, 후방측 반원통체(112, 114)는 상단 내경이 작고 하단 내경이 작은 테이퍼 형태로 형성되어 있으므로 고정부(110)에 가해지는 하중에 의하여 전, 후방측 반원통체(112, 114)의 내주면이 전주(P)의 외주면에 긴밀하게 밀착된 상태로 유지된다.
상기 고정하우징(120)은 원통형으로 형성되며 외주면 일측이 상기 고정부본체(111)의 단부에 결합되는 고정하우징본체(121)와, 상기 고정하우징본체(121)의 하단 내부에 형성되는 수평회동모터마운트부(122)와, 상기 고정하우징본체(121)의 하단 외주면에 형성되는 하단플랜지부(123) 및, 상기 고정하우징본체(121)의 상단 외주면에 형성되는 상단플랜지부(124)를 포함한다.
상기 고정하우징본체(121)는 후술하는 수평회동수단(150)의 수평회동모터(151)가 내장될 수 있는 최소한의 공간을 확보할 수 있도록 구성되며, 상기 고정하우징본체(121)의 내주면과 수평회동모터마운트부(122) 사이에는 각종 전선이 통과할 수 있는 전선통과홀(125)이 형성된다.
상기 제어함하우징(130)은 상단과 전면이 개방된 제어함하우징본체(131)와, 제어함하우징본체(131)의 전면 개방부를 개폐하는 도어(132)를 포함하여 구성된다.
상기 제어함하우징본체(131)의 상단 개방부는 상기 고정하우징(120)의 하단플랜지(122)에 의하여 복개된다.
상기 도어(132)는 잠금장치(133)에 의하여 잠글 수 있도록 구성되며, 도시예와 같이 단순히 볼트에 의하여 잠그도록 구성할 수도 있다.
상기 수평회동하우징(140)은 원통형으로서 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 공간부(142)가 구비된 수평회동하우징본체(141)와,
상기 수평회동하우징본체(141)의 하단 외주면에 형성되어 상기 고정하우징본체(121)의 상단플랜지부(124)의 상면에 안착되는 하단플랜지부(143)와, 상기 고정하우징본체(121)의 상단플랜지부(124)의 상면에 결합되며 상기 하단플랜지부(143)의 외경보다 큰 내경을 가지는 원통부(145)와 상기 원통부(145)의 상단에서 내측으로 절곡 형성되어 상기 하단플랜지부(143)의 상면을 감싸는 이탈방지부(146)가 구비된 지지캡(144)과, 상기 하단플랜지부(143)의 외주면과 상기 원통부(145)의 내주면 사이에 삽입되는 볼베어링(147)을 포함한다.
상기 수평회동하우징본체(141)에는 각종 전선이 통과할 수 있는 전선통과홀(148)이 상하로 관통 형성된다.
또한 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단에는 후술하는 상하회동수단(170)의 모터축(172)이 삽입되는 절취부(149)가 형성된다.
상기 지지캡(144)는 상기 원통부(145)를 관통하는 볼트(B2)를 상기 고정하우징본체(121)의 상단플랜지부(124)의 상면에 체결하는 것에 의하여 고정하우징본체(121) 상단에 결합된다.
상기 수평회동하우징본체(141)의 하단플랜지부(143)와 볼베어링(147)은 상기 고정하우징본체(121)의 상단플랜지부(124) 상면과 상기 지지캡(144)의 원통부(145)의 내주면 및 이탈방지부(146)의 하면 사이에 위치하여 상기 수평회동하우징본체(141)가 고정하우징본체(121)의 상단에서 수평회동할 수 있게 된다.
상기 수평회동수단(150)은 상기 고정하우징본체(121)의 수평회동모터마운트부(122)의 상면에 장착되며 모터축(152)의 상단이 상기 수평회동하우징본체(141)의 하면에 결합되는 수평회동모터(151)를 포함하여 구성된다.
상기 수평회동모터(151)는 상기 수평회동모터마운트부(122) 상에 안착된 상태에서 수평회동모터마운트부(122)를 관통하는 볼트(B3)를 수평회동모터(151)의 하면에 체결하는 것에 의하여 고정할 수 있다.
상기 수평회동수단(150)는 수평회동하우징(140)을 수평회동시키게 되고, 이에 따라 수평회동하우징(140)의 상부에 구비되는 상하회동수단(170), 상하회동대(160), 태양전지모듈(10) 및 상단캡(180)을 수평회동시킴으로써 태양전지모듈(10)이 계절과 시간에 따라 달라지는 사각(斜角)과 평각(平角)을 달라지는 태양을 향하도록 할 수 있다.
상기 상하회동대(160)는 상기 태양전지모듈(10)의 후면에 위치하는 한 쌍의 상하회동암(161)와, 상기 상하회동암(161)을 상기 태양전지모듈(10)의 후면에 결합하는 결합부(162)를 포함한다.
상기 상하회동수단(170)는 상기 수평회동하우징본체(141)의 공간부(142) 내에 장착되는 상하회동모터(171)와, 상기 상하회동모터(171)의 양단에서 돌출되어 상기 상하회동암(161)의 후단부에 결합되는 모터축(172)을 포함하여 구성된다.
상기 상하회동모터(171)는 그 하부에 형성된 모터베이스(173)를 관통하는 볼트(B4)를 상기 수평회동하우징본체(141)의 공간부(142) 바닥에 체결하는 것에 의하여 수평회동하우징본체(141)에 장착할 수 있다.
상기 모터축(172)는 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단에 형성된 절취부(149)를 통하여 양측으로 돌출된다.
상기 모터축(172)와 상하회동대(160)의 상하회동암(161)의 결합은 모터축(172)의 양단을 상하회동암(161)에 관통시키고, 모터축(172)의 양단부에 형성된 수나사부(B5)에 너트(N5)를 체결하는 것에 의하여 이루어질 수 있다.
또한 상기 모터축(172)이 절취부(149) 내에서 상하로 유동되는 것을 방지하기 위하여 상기 절취부(149)에 삽입되는 지지편(175)과, 상기 지지편(175)의 상단에 일체로 형성되어 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단에 안착되는 원판부(176)가 구비된 유동방지캡(174)을 포함한다.
상기 상하회동수단(170)은 상하회동대(160)를 상하회동시키게 되고, 이에 따라 상하회동대(160)에 결합된 태양전지모듈(10)을 상하회동시킴으로써 태양전지모듈(10)이 계절과 시간에 따라 달라지는 사각과 평각이 달라지는 태양을 향하도록 할 수 있다.
상기 상단캡(180)은 상기 유동방지캡(174)의 이탈을 방지함과 아울러 수평회동하우징본체(141)의 내부로 빗물이 침입하는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 상단캡(180)은 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단에 결합되는 원통부(181)와, 상기 원통부(181)의 상단에 일체로 형성되는 돔형마감부(182)를 포함한다.
상기 원통부(181)의 내주면에는 암나사부(N6)가 형성되고, 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단부 외주면에는 상기 암나사부(N6)에 대응하는 수나사부(B6)가 형성된다.
여기서 상기 지지편(175)의 외주부에는 상기 암나사부(N5)와 연이어서 형성되는 암나사부가 형성되도록 하거나 외경을 수나사부(B5)의 내경보다 작게 형성하여 상기 수나사부(B6)와 암나사부(N6)의 체결에 방해가 되지 않도록 구성할 수 있다.
상기 고정하우징(120)의 하단플랜지부(122)와 제어함하우징(130)의 상단 사이, 상기 고정하우징(11)의 상단플랜지부(124)와 지지캡(144) 사이에는 각각 기밀을 유지할 수 있는 가스킷이나 패킹을 삽입함으로써 빗물이 침입하는 것을 방지할 수 있다.
상기 수평회동수단(150)을 구성하는 수평회동모터(151)와 상하회동수단(170)의 상하회동모터(171)는 고정하우징본체(121)의 내주면과 수평회동모터마운트부(122) 사이에 형성된 전선통과홀(125)과, 수평회동하우징본체(141)에 형성된 전선통과홀(148)을 통해 제어함하우징(130) 내에 설치되는 제어함(3a)에 전선들로서 연결될 수 있다.
상기 수평회동수단(150)의 수평회동모터(151)와 상하회동수단(170)의 상하회동모터(171)는 상기 제어함(3a)에 연동하여 제어될 수도 있으며, 별도의 제어수단을 구비하여 제어할 수도 있다.
이때, 계절별, 시간별로 태양전지모듈(10)에 대한 태양의 사각과 평각 데이터를 미리 저장해두고, 이 데이터에 따라 수평회동모터(151)와 상하회동모터(171)를 제어할 수 있다.
상술한 트래킹장치(100)는 수평회동수단(150)에 의하여 수평회동하우징(140)을 수평회동시킴으로써 수평회동하우징(140)의 상부에 구비되는 상하회동수단(170), 상하회동대(160), 상단캡(180) 및 태양전지모듈(10)을 수평회동시킴과 아울러 상하회동수단(170)에 의하여 상하회동대(160) 및 태양전지모듈(10)을 상하회동시킴으로써 태양전지모듈(10)이 계절과 시간에 따라 달라지는 태양의 사각 및 평각에 따라 태양광이 태양전지모듈(10)에 수직으로 입사되게 하여 효율적인 집광이 가능하게 되어 전원공급장치(1)의 안정적인 전원공급이 가능하게 된다(도 8 및 도 9 참조).
또한 상기 트래킹장치(100)는 공장에서 고정부(110), 고정하우징(120), 제어함하우징(130), 수평회동하우징(140), 수평회동수단(150), 상하회동대(160), 상회회동수단(170), 상단캡(180) 및 태양전지모듈(10)를 조립 완료한 상태에서 현장으로 운반하여 설치하며, 현장에서는 고정부(110)를 구성하는 전, 후방측 반원통체(112, 114)를 전주(P)의 외주면 전, 후반부에 각각 밀착시키고 체결편(113, 115)에 볼트(B1)을 관통시킨 다음 볼트(B1)에 너트(N1)를 체결하는 것만으로써 설치가 완료되므로 현장에서의 작업이 신속, 간편하게 되고, 이에 따라 고소작업인 현장작업 과정에서의 안전사고의 위험을 최소화할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 전원공급장치 3 : 배전자동화설비
3a : 제어함 3b : 단말기
3c : 부하개폐기 3d : 통신수단
10 : 태양전지모듈 20 : 축전지
30 : 충방전제어부 31 : 제1전압센서
32 : 제2전압센서 33 : 광량센서
34 : 로직회로 34a : 릴레이스위치
35 : 전류변조회로 36 : 역류방지다이오드
37 : 저전압차동회로 100 : 트래킹장치
110 : 고정부 120 : 고정하우징
130 : 제어함하우징 140 : 수평회동하우징
144 : 지지캡 150 : 수평회동수단
160 : 상하회동대 170 : 상하회동수단
174 : 유동방지캡 180 : 상단캡

Claims (1)

  1. 제어함(3a) 내에 설치되고 외부로부터 제어신호를 입력받아 제어신호를 출력하는 단말기(3b); 상기 제어함(3a)의 외측에 설치되고 상기 단말기(3b)로부터 입력되는 제어신호에 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(3c); 상기 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양전지모듈(10);
    상기 제어함(3a)에 설치되고 상기 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 상기 제어함(3a)으로 전원을 공급하는 축전지(20);
    상기 제어함(3a)에 설치되고, 상기 태양전지모듈(10)과 축전지(20) 사이에 개재되어 상기 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부(30); 및
    상기 태양전지모듈(10)이 태양의 움직임을 따라 트래킹하도록 트래킹장치(100)를 포함하며,
    상기 트래킹장치(100)는,
    전주(P)에 고정되는 고정부(110)와; 상기 고정부(110)에 결합되어 수직으로 설치되는 고정하우징(120)과; 상기 고정하우징(120)의 하단에 결합되어 상기 제어함(3a)이 수용되는 제어함하우징(130)과; 상기 고정하우징(120)의 상단에 수평회동 가능하게 결합되는 수평회동하우징(140)과; 상기 수평회동하우징(140)을 수평회동시키는 수평회동수단(150)과; 상기 태양전지모듈(10)의 후면에 결합되는 상하회동대(160)와; 상기 상하회동대(160)를 상하회동시키는 상하회동수단(170); 및 상기 수평회동하우징(140)의 상단에 결합되는 상단캡(180);을 포함하고,
    상기 고정부(110)는 상기 전주(P)에 대하여 직각을 이루도록 수평으로 설치되는 고정부본체(111)와, 상기 고정부본체(111)에 일체로 형성되어 상기 전주(P)의 외주면 전반부에 밀착되며 양단에 체결편(113)이 형성된 전방측 반원통체(112)와, 상기 전방측 반원통체(112)와 전후대칭을 이루며 상기 전주(P)의 외주면 후반부에 밀착되며 양단에 체결편(115)가 형성된 후방측 반원통체(114)와, 상기 체결편(113, 115)을 관통하는 볼트(B1) 및, 상기 볼트(B1)에 체결되는 너트(N2)를 포함하며,
    상기 전, 후방측 반원통체(112, 114)는 전주(P)의 외주면 형상에 따라 상단 내경이 작고, 하단 내경이 큰 테이퍼 형태로 형성되고,
    상기 고정하우징(120)은 원통형으로 형성되며 외주면 일측이 상기 고정부본체(111)의 단부에 결합되는 고정하우징본체(121)와, 상기 고정하우징본체(121)의 하단 내부에 형성되는 수평회동모터마운트부(122)와, 상기 고정하우징본체(121)의 하단 외주면에 형성되는 하단플랜지부(123) 및, 상기 고정하우징본체(121)의 상단 외주면에 형성되는 상단플랜지부(124)를 포함하며,
    상기 고정하우징본체(121)의 내주면과 수평회동모터마운트부(122) 사이에는 각종 전선이 통과할 수 있는 전선통과홀(125)이 형성되고,
    상기 제어함하우징(130)은 상단과 전면이 개방된 제어함하우징본체(131)와, 제어함하우징본체(131)의 전면 개방부를 개폐하는 도어(132)를 포함하여 구성되며,
    상기 수평회동하우징(140)은 원통형으로서 상단이 개방되고 하단이 폐쇄된 공간부(142)가 구비된 수평회동하우징본체(141)와, 상기 수평회동하우징본체(141)의 하단 외주면에 형성되어 상기 고정하우징본체(121)의 상단플랜지부(124)의 상면에 안착되는 하단플랜지부(143)와, 상기 고정하우징본체(121)의 상단플랜지부(124)의 상면에 결합되며 상기 하단플랜지부(143)의 외경보다 큰 내경을 가지는 원통부(145)와 상기 원통부(145)의 상단에서 내측으로 절곡 형성되어 상기 하단플랜지부(143)의 상면을 감싸는 이탈방지부(146)가 구비된 지지캡(144)과, 상기 하단플랜지부(143)의 외주면과 상기 원통부(145)의 내주면 사이에 삽입되는 볼베어링(147)을 포함하고,
    상기 수평회동하우징본체(141)에는 각종 전선이 통과할 수 있는 전선통과홀(148)이 상하로 관통 형성되며,
    또한 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단에는 후술하는 상하회동수단(170)의 모터축(172)이 삽입되는 절취부(149)가 형성되고,
    상기 수평회동수단(150)은 상기 고정하우징본체(121)의 수평회동모터마운트부(122)의 상면에 장착되며 모터축(152)의 상단이 상기 수평회동하우징본체(141)의 하면에 결합되는 수평회동모터(151)를 포함하여 구성되며,
    상기 상하회동대(160)는 상기 태양전지모듈(10)의 후면에 위치하는 한 쌍의 상하회동암(161)와, 상기 상하회동암(161)을 상기 태양전지모듈(10)의 후면에 결합하는 결합부(162)를 포함하고,
    상기 상하회동수단(170)는 상기 수평회동하우징본체(141)의 공간부(142) 내에 장착되는 상하회동모터(171)와, 상기 상하회동모터(171)의 양단에서 돌출되어 상기 상하회동암(161)의 후단부에 결합되는 모터축(172)을 포함하여 구성되며,
    상기 모터축(172)는 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단에 형성된 절취부(149)를 통하여 양측으로 돌출되고,
    상기 절취부(149)에 삽입되는 지지편(175)과, 상기 지지편(175)의 상단에 일체로 형성되어 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단에 안착되는 원판부(176)가 구비된 유동방지캡(174)을 포함하며,
    상기 상단캡(180)은 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단에 결합되는 원통부(181)와, 상기 원통부(181)의 상단에 일체로 형성되는 돔형마감부(182)를 포함하고,
    상기 원통부(181)의 내주면에는 암나사부(N6)가 형성되고, 상기 수평회동하우징본체(141)의 상단부 외주면에는 상기 암나사부(N6)에 대응하는 수나사부(B6)가 형성됨을 특징으로 하는 고압용 배전선로 전원 공급 장치.
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