KR101778212B1 - 배전선로의 고압용 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배전선로의 고압용 전원공급장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 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, 회동모터 또는 피니언모터의 구동에 따라 발생되는 진동에 의해 트래킹유닛이 하강하는 것을 방지하여 안정된 결합상태가 유지되도록 하기 위한 배전선로의 고압용 전원공급장치에 관한 것이다.

Description

배전선로의 고압용 전원공급장치{POWER SUPPLY FOR HIGH-VOLTAGE DISTRIBUTION LINE}

본 발명은 배전 기술 분야 중 배전선로의 고압용 전원공급장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 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, 회동모터 또는 피니언모터의 구동에 따라 발생되는 진동에 의해 트래킹유닛이 하강하는 것을 방지하여 안정된 결합상태가 유지되도록 하기 위한 배전선로의 고압용 전원공급장치에 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 포함하여 이루어진다.

배전자동화설비의 작동을 위해서는 전원이 공급되어야 하므로 제어함 내에는 배전자동화설비의 전원공급장치가 포함된다.

그러나, 종래기술에 따른 전원공급장치의 경우에는 변압기를 통한 노이즈가 유입되므로 변압기와 정류기 사이에 노이즈 제거를 위한 라인필터을 설치해야 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 이러한 라인필터가 단말기의 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.

또한, 라인필터만으로는 낙뢰나 정전기의 방전 등과 같은 큰 에너지의 서지 방지가 불가능하므로 라인필터의 전단에 별도의 서지보호회로부를 설치해야 하는 문제점이 있다.

이러한 문제를 일부 개선한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1595269호(2016.02.18.)에는 '고압용 배전선로 전원 공급장치'가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 고압용 배전선로 전원 공급장치는 회동모터 및 피니언모터의 구동에 따라 발생되는 진동을 흡수 및 완충하지 못하면서 트래킹유닛의 하강이 발생될 수 있는 문제점이 있다.

대한민국 특허 등록번호 제10-1595269호(2016.02.18.) '고압용 배전선로 전원 공급장치'

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 본 발명의 목적은 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, 회동모터 또는 피니언모터의 구동에 따라 발생되는 진동에 의해 트래킹유닛이 하강하는 것을 방지하여 안정된 결합상태가 유지되도록 하기 위한 배전선로의 고압용 전원공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 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 트래킹유닛(50)을 포함하되, 상기 트래킹유닛(50)은, 전주(P)에 고정되는 상하 한 쌍의 고정클램프(52)를 포함하고, 상기 고정클램프(52)는, 일부가 절개된 원형상의 부재로서 내경이 전주(P)와 동일한 전주접지부(54); 상기 전주접지부(54)와 동일 높이를 갖고 일정폭 연장된 홈부(56); 상기 홈부(56)와 높이차를 두고 돌출된 걸림가이드부(58); 및 체결볼트(BT)가 체결되어 전주(P)에 밀착 고정되는 체결편부(60)를 포함하고, 상기 홈부(56)는, 상기 걸림가이드부(58)와 상기 전주(P) 사이에 일정간격으로 이격된 공간을 형성하여 회전가이드(62)가 끼워져 회전 가능하도록 하며, 상기 회전가이드(62)는, 호형상으로 내주면 일부에는 상기 걸림가이드부(58)에 걸쳐짐과 동시에 홈부(56)에 끼워지도록 'ㄱ' 형상의 종단면을 갖는 걸림편(64)이 상기 걸림가이드부(58)와 대응되게 상,하로 간격을 두고 한 쌍이 일체로 형성되며, 외표면 상측과 하측에는 각각 상부힌지브라켓(68a)과 하부힌지브라켓(68b)이 돌출되고, 상기 상부힌지브라켓(68a)에는, 상기 태양전지모듈(10)의 상단 후면에서 돌출된 힌지조립부(10')가 힌지핀(10")에 의해 회전가능하게 고정되며, 상기 하부힌지브라켓(68b)에는, 회동모터(70)의 하단이 회전가능하게 힌지결합되고, 상기 회동모터(70)의 모터축(72)에는, 상기 태양전지모듈(10)의 하단에서 돌출된 스크류편(76)을 관통하여 나사체결되는 볼스크류(74)가 연결되며, 상기 회전가이드(62)는, 상단에 둘레를 따라 레크(66)가 형성되어 피니언모터(80)에 고정되는 피니언(78)과 치결합되고, 상기 피니언모터(80)와 상기 회동모터(70)는, 모터컨트롤러(88)와 전기적으로 연결되어 제어되며, 상기 모터컨트롤러(88)는, 송수신용 통신수단(3d)과 연결되어 송수신용 통신수단(3d)이 기상청 서버로부터 일자별, 시간별 태양의 위치, 남중고도 정보를 수신받아 상기 회동모터(70)와 상기 피니언모터(80)를 제어하는 배전선로의 고압용 전원공급장치에 있어서, 상기 회동모터(70) 또는 상기 피니언모터(80)의 구동에 따라 발생되는 진동에 의해 상기 트래킹유닛(50)이 하강하는 것을 방지하기 위한 하강방지부(100)를 더 포함하되, 상기 하강방지부(100)는, 상기 한 쌍의 고정클램프(52)의 하부에 각각 위치되도록 상기 전주(P)에 결합되는 고정링(110); 상기 고정링(110)의 외측으로 결합되며, 상기 고정클램프(52)를 지지하는 지지링(120); 및 상기 지지링(120)의 상부에 구비되고, 상기 고정클램프(52)로부터 전달되는 진동을 흡수하는 진동흡수수단(130)를 포함하며, 상기 전주(P)는, 외주면에 상기 고정링(110)이 결합되는 환형홈(Pa)이 형성되고, 상기 고정링(110)은, 반원 형태를 이루는 한 쌍의 고정유닛(111)으로 분기되면서 상기 환형홈(Pa)으로 결합되며, 상기 지지링(120)은, 상부면으로부터 하방향으로 연장 형성되는 복수의 체결홈(120a)이 형성되고, 내주면에 나사산이 형성되어 상기 고정링(110)의 외측으로 나사결합되되, 반원 형태를 이루는 한 쌍의 지지유닛(121)으로 분기되면서 상기 고정링(110)의 외측으로 결합되는 한편, 체결구(123)에 의해 상호 결합되며, 상기 진동흡수수단(130)은, 상기 체결홈(120a)으로 인입되는 스프링(131); 및 상기 스프링(131)의 상부에 구비되는 진동흡수부재(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배전선로의 고압용 전원공급장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 자체충전식 전원공급장치에 의하면, 태양전지모듈로부터 발전된 전력이 축전지에 충전되어 배전자동화설비의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능한 탁월한 효과가 있다.

또한, 회동모터 또는 피니언모터의 구동에 따라 발생되는 진동에 의해 트래킹유닛이 하강하는 것을 방지할 수 있음으로써 안정된 결합상태가 유지되도록 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치를 개략적으로 나타낸 정면이다.
도 2는 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치에서 제어함을 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치를 나타낸 블럭 다이아그램이다.
도 4는 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치에서 태양전지모듈의 태양 트래킹 유닛을 나타낸 사용 상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치에서 회전가이드와 태양전지모듈의 결합상태를 나타낸 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치에서 고정클램프를 나타낸 평면도 및 정면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치에서 모터커버를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치에서 하강방지부가 결합된 상태를 나타낸 정면도이다.
그리고
도 9는 본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치에서 하강방지부를 나타낸 평면 분해도이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 설명에 앞서 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다.

이는, 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 후술되는 선등록특허 제1595269호를 그대로 이용하므로 이하 설명되는 장치 구성상의 특징들은 모두 등록특허 제1595269호에 기재된 사항들로 이해될 수 있다.

다만, 본 발명은 상기 등록특허 제1595269호에 개시된 구성들 중 '고압용 배전선로의 전원공급장치'는 '배전선로의 고압용 전원공급장치'로 대체하고, 회동모터 또는 피니언모터의 구동에 따라 발생되는 진동에 의해 트래킹유닛이 하강하는 것을 방지하기 위한 구조 및 그 작용설명이 더 포함되며 이 부분이 가장 핵심적인 구성상 특징을 이룬다.

따라서, 이하 설명되는 장치 구성과 특징 및 작동관계는 상기 등록특허 제1595269호의 내용을 그대로 인용하기로 하며, 후단부에서 본 발명의 주된 특징과 관련된 구성에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 배전선로의 고압용 전원공급장치(이하 "전원공급장치"라 한다)(1)는 도 1 내지 도 2에 도시되는 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 의해 부하전류를 개폐하거나 배전선로의 구간을 분리하는 부하개폐기(3c) 및 제어함(3a)에 설치되고 중앙통제실과의 데이터 통신을 가능하게 하는 송수신용 통신수단(3d)를 포함하여 이루어지는 통상의 배전자동화설비(3)에 작동을 위한 전원을 공급함으로써 안정적인 역할을 한다.

이러한, 전원공급장치(1)는 노이즈와 서지의 유입이 방지될 수 있도록 함과 동시에 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하도록 하기 위하여 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이 제어함(3a)의 외부에 설치되는 태양전지모듈(10)과, 제어함(3a)에 설치되고 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하며 이렇게 충전된 전원을 제어함(3a)으로 공급하는 축전지(20)와, 제어함(3a)에 설치되고 태양전지모듈(10)와 축전지(20) 사이에 개재되어 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 하는 충방전제어부(30)를 포함하여 이루어진다.

태양전지모듈(10)은 태양광(photons)을 반도체의 성질을 이용하여 전기에너지로 변환시키는 것으로, 대면적은 P-N 접합다이오드와 유사하게 구성된 다수의 쏠라셀이 하나의 모듈단위로 집합되어 형성된다.

태양전지모듈(10)은 자연에너지의 일종인 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.

그리고, 배전자동화설비(3)를 구성하는 제어함(3a)에는 축전지(20)가 설치되는데, 이 축전지(20)는 태양전지모듈(10)에 의해 발전된 전기를 충전하여 배전자동화설비(3)의 작동을 위해 제어함(3a)으로 공급하는 것으로, 도면상에는 제어함(3a)의 내부에 구비되는 것으로 도시되어 있으나 제어함(3a)의 외부에도 설치될 수 있다.

전술한 제어함(3a) 내의 단말기(3b)의 일측에는 충방전제어부(30)가 설치되는데, 이 충방전제어부(30)는 전술한 태양전지모듈(10)와 축전지(20) 사이에 개재되어 제어함(3a)으로 안정적인 전원이 공급되도록 제어하는 것으로, 도 5에 도시되는 바와 같이 태양전지모듈(10)의 전압을 감지하는 제1전압센서(31)와, 축전지(20)의 전압의 감지하는 제2전압센서(32)와, 태양광의 광량을 감지하는 광량센서(33)와, 제1 및 제2전압센서(31,32)와 광량센서(33)의 신호에 따라 연산을 수행하여 제어신호를 발생시키는 로직회로(34)와, 로직회로(34)의 제어신호에 따라 제어함(3a)으로 공급되는 출력전류를 조정하는 전류변조회로(35)를 더 포함하여 이루어진다.

그리고, 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 파리미터로 하여 연산을 수행함으로써 전류변조회로(35)의 작동을 위한 제어신호를 출력한다.

따라서, 로직회로(34)는 일몰시 광량이 감소하여 태양전지모듈(10)의 출력전압이 일정값 미만으로 감소할 경우, 전류변조회로(35)를 제어하여 제어함(3a)으로 전류가 공급되도록 하고, 반대로 일출에 의해 태양광의 광량이 증가하여 태양전지모듈(10)의 출력전압이 일정값 이상으로 증가할 경우 전류변조회로(35)를 제어하여 제어함(3a)으로 전류가 공급을 차단하는 역할을 한다.

또한, 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 조절함으로써, 다시 말해 축전지(20)의 전압이 낮으면 듀티비를 증가시키고 축전지(20)의 전압이 높으면 듀티비를 감소시키는 방식으로 펄스전류의 듀티비를 조절하여 제어함(11a)으로 공급되는 전류가 항상 일정하게 유지되도록 하는 것으로 공지된 펄스폭변조(PWM;Pulse Width Modulation) 회로로 구현될 수 있다.

아울러, 충방전제어부(30)는 상기 태양전지모듈의 출력단에 연결되는 역류방지다이오드(36)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이 역류방지다이오드(36)는 태양전지모듈(10)로 역전류가 흐르는 것을 방지하는 역할을 한다.

뿐만 아니라, 전류변조회로(35)는 전술한 역류방지다이오드(35)와 축전지(20) 사이에 연결되는 릴레이스위치(34a)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 이 릴레이스위치(34a)는 태양전지모듈(10)로부터 축전지(20)로 공급되는 전원을 단속하는 것으로, 특히 제2전압센서(32)에 의해 검출된 축전지(20)의 전압이 지나치게 높아 과충전될 위험이 있을 경우 축전지(20)로의 전류공급을 차단하여 충전을 중지시키는 역할을 한다.

또한, 충방전제어부(30)는 저전압차동(LVD; Low Voltage Diffrential)회로(37)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이 저전압차동회로(37)는 송수신용 통신수단(3d)의 데이터의 전송을 용이하게 하는 역할을 한다.

이하, 본 발명에 따른 전원공급장치(1)의 전체 작동을 설명한다.

본 발명에 따른 전원공급장치(1)의 경우에는 태양전지모듈(10)로부터 발전된 전력이 축전지(20)에 충전되어 배전자동화설비(3)의 구동을 위한 전원으로 제공됨에 따라, 종래기술에 따른 배전자동화설비의 전원공급장치에서와 같이 변압기를 통한 노이즈가 유입되지 않으며 정전 등에 의해 유발되는 서지의 유입이 방지될 수 있으며, 정전시에도 독립적인 전원공급이 가능함에 따라 안정적인 전원공급이 가능하다.

특히, 태양전지모듈(10)과 축전지(20) 사이에 개재되는 충방전제어부(30)에 의해 태양전지모듈(10)의 전압과 축전지(20)의 전압 그리고 주야, 일출, 일몰에 따른 광량에 따라, 축전지(20)의 충전이나 방전여부 그리고 전류공급 여부가 제어되고, 특히 충방전제어부(30)의 전류변조회로(35)에 의해 제어함(11a)로 공급되는 전류가 항상 일정하게 유지될 수 있다.

덧붙여, 본 발명에 따른 전원공급장치(1)는 태양전지모듈(10)이 태양의 움직임을 따라 트래킹하도록 하여 태양광 집광 효율을 극대화시킬 수 있도록 도 6과 같은 형태로 설치되는 트래킹유닛(50)을 더 구비한다.

이때, 상기 트래킹유닛(50)은 전주(P)에 고정되는 상하 한 쌍의 고정클램프(52)를 포함한다.

상기 고정클램프(52)는 일부가 절개된 원형상의 부재이며, 도 6의 (a)에서와 같이 내경은 전주(P)와 동일한 전주접지부(54)와, 상기 전주접지부(54)와 동일 높이를 갖고 일정폭 연장된 홈부(56)와, 상기 홈부(56)와 높이차를 두고 돌출된 걸림가이드부(58) 및 클램핑을 위한 체결편부(60)로 이루어지고, 체결편부(60)에 체결볼트(BT)가 체결되어 전주(P)에 밀착 고정되도록 구성된다.

때문에, 상기 홈부(56)는 걸림가이드부(58)와 전주(P) 사이에 일정간격 이격된 공간을 형성하게 되므로 후술되는 회전가이드(62)가 원활하게 회전될 수 있게 된다.

다만, 상기 회전가이드(62)는 도 6의 (a)에 표시된 것처럼, 체결편부(60)의 반대쪽에서 180°의 반경내에서만 왕복될 수 있도록 구성하여야 하는데, 이는 회전가이드(62)가 360°회전하게 되면 전선(태양전지모듈로부터 인출된 전선) 꼬임 현상이 발생할 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

아울러, 도 6의 (b)와 같이, 상기 전주접지부(54)의 내경에는 실리콘 혹은 고무로 된 원통형상의 신축성 마찰패드(PAD)가 더 개재될 수 있는데, 상기 신축성 마찰패드(PAD)도 둘레 일부가 절개되어 있어 전주(P)에 끼울 때는 절개된 부분을 벌려 끼울 수 있도록 구성되며, 내주면 및 외주면에는 다수의 요철을 형성함으로써 미끄러짐을 최소화하도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 회전가이드(62)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일정반경의 호형상 부재로서, 내주면 일부에는 상기 걸림가이드부(58)에 걸쳐짐과 동시에 홈부(56)에 끼워지도록 'ㄱ' 형상의 종단면을 갖는 걸림편(64)이 일체로 형성된다.

이때, 상기 걸림편(64)은 상기 걸림가이드부(58)와 대응되게 상,하로 간격을 두고 한 쌍이 마련된다.

그리고, 상기 회전가이드(62)의 상단에는 둘레를 따라 래크(66)가 형성되는데, 상기 래크(66)는 상기 회전가이드(62)의 상단에서 단차를 두고 형성된다.

또한, 상기 회전가이드(62)의 외표면 상측과 하측에는 각각 상부힌지브라켓(68a)과 하부힌지브라켓(68b)이 돌출되며, 상기 상부힌지브라켓(68a)에는 태양전지모듈(10)의 상단 후면에서 돌출된 힌지조립부(10')가 힌지핀(10")에 의해 회전가능하게 힌지고정된다.

아울러, 상기 하부힌지브라켓(68b)에는 회동모터(70)의 하단이 회전가능하게 힌지 결합된다.

그리고, 상기 회동모터(70)의 모터축(72)에는 볼스크류(74)가 커플링(미도시)에 의해 연결 고정되고, 상기 볼스크류(74)는 상기 태양전지모듈(10)의 하단에서 돌출된 스크류편(76)을 관통하여 나사체결된다.

따라서, 상기 회동모터(70)가 회전하게 되면 상기 볼스크류(74)의 회전방향에 따라 상기 태양전지모듈(10)은 상기 힌지핀(10")을 회전기점으로 하여 하방이 들어 올려지거나 내려지면서 태양전지모듈(10)의 경사각을 조절할 수 있게 된다.

여기서, 상기 태양전지모듈(10)의 경사각을 조절해야 하는 이유는 태양은 계절과 시간에 따라 남중고도가 달라지기 때문에 태양광이 최대한 수직하게 태양전지모듈(10)로 입사되게 하여 고효율적인 집광이 가능토록 하기 위함이다.

뿐만 아니라, 상기 태양전지모듈(10)이 태양을 추미(tracking)하여 태양의 이동방향으로 같이 회전하도록 상기 회전가이드(62)의 상단에는 래크(66)가 구비되는데, 상기 래크(66)에는 피니언(78)이 치결합되고, 상기 피니언(78)은 피니언모터(80)에 고정되어 회동력을 발생하도록 구성된다.

그리고, 상기 피니언모터(80)는 모터브라켓(82)에 고정되며, 상기 모터브라켓(82)은 상기 전주(P)에 클램핑되는 모터브라켓체결밴드(84)에 고정된다.

이때, 상기 피니언모터(80)와 회동모터(70)는 모터컨트롤러(88)와 전기적으로 연결되어 구동 제어되는데, 모터컨트롤러(88)는 상기 회전가이드(62) 상에 구비됨이 바람직하지만, 상기 피니언모터(80)를 보호하기 위해 별도로 구비되는 모터커버(86)의 내부에 설치되는 것이 가장 바람직하다. 이는 눈, 비 등으로부터 보호될 수 있기 때문이다.

아울러, 상기 모터커버(86)는 상기 모터브라켓체결밴드(84) 혹은 모터브라켓(82) 상에 고정될 수 있으며, 도 7의 예시와 같이, 내부에 공간을 갖고 전면(86a)과 측면(86b)이 일부 밀폐되도록 구성될 수 있다.

여기에서, 도 7의 "86c"는 모터커버(86)를 고정하기 위한 '고정부'이다.

또한, 상기 모터컨트롤러(88)는 송수신용 통신수단(3d)와 연결되고, 송수신용 통신수단(3d)은 기상청 서버와 통신하여 일자별, 시간별 태양의 위치, 남중고도 정보를 수신하며, 이 정보를 전달받고 일반적으로 알 수 있는 방식으로 분석하여 상기 회동모터(70)와 피니언모터(80)를 제어하게 된다.

다만, 초기 설치 후 홈포지션을 세팅하면 엔코더 등의 수단을 탑재하여 하루 동안 회전한 거리를 연산한 후 일몰시에는 홈포지션을 복귀하도록 하여 360°회전을 방지하고, 일정 각도 내에서 왕복 회전될 수 있도록 제어된다.

이렇게 구성되면, 태양전지모듈(10)은 태양이 뜨는 시간부터 태양이 지는 시간까지 태양광과 최대한 수직한 각도를 유지하면서 태양을 추미하므로 태양광을 최대한 고효율적으로 집광할 수 있게 되고, 집광 효율이 극대화되므로 발전효율도 향상되게 된다.

본 발명에서는 상술한 구성을 그대로 포함하면서 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이 상기 회동모터(70) 또는 상기 피니언모터(80)의 구동에 따라 발생되는 진동에 의해 상기 트래킹유닛(50)이 하강하는 것을 방지하기 위한 하강방지부(100)의 구성이 추가로 구현된다.

상기 하강방지부(100)는 상기 회동모터(70) 또는 상기 피니언모터(80)의 구동에 따라 발생되는 진동과 함께 상기 모터(70,80)의 구동에 따른 상기 태양전지모듈(10)의 위치변화시 발생되는 진동 등에 의해 상기 트래킹유닛(50)이 하강하는 것을 방지하여 전주(P)로의 안정적인 결합상태가 유지되도록 한다.

상기 하강방지부(100)는 상기 한 쌍의 고정클램프(52)의 하부에 각각 위치되도록 상기 전주(P)에 결합되는 고정링(110), 상기 고정링(110)의 외측으로 결합되며 상기 고정클램프(52)를 지지하는 지지링(120) 및 상기 지지링(120)의 상부에 구비되고, 상기 고정클램프(52)로부터 전달되는 진동을 흡수하는 진동흡수수단(130)를 포함한다.

상기 전주(P)는 외주면에 상기 고정링(110)이 결합되는 환형홈(Pa)이 형성된다.

상기 고정링(110)은 상기 전주(P)를 중심으로 반원 형태를 이루는 한 쌍의 고정유닛(111)으로 분기되면서 상기 환형홈(Pa)으로 결합된다.

상기 한 쌍의 고정유닛(111)은 분리된 상태로부터 상기 환형홈(Pa)으로 결합되되, 내측이 상기 환형홈(Pa)으로 인입 결합되며 외측이 상기 전주(P)의 외주면보다 외측으로 돌출되는 것이 바람직하다.

상기 고정링(110)은 상기 한 쌍의 고정유닛(111)이 상기 환형홈(Pa)으로 인입, 결합됨으로써 상부로부터 작용하는 하중에 의해 하강됨이 없이 안정된 고정 상태를 유지할 수 있다.

상기 환형홈(Pa)에는 상기 고정유닛(111) 간에 위치되는 한 쌍의 회전방지막(Pb)이 형성될 수 있다.

이는, 상기 환형홈(Pa)으로 결합된 상기 한 쌍의 고정유닛(111)의 회전을 방지하기 위함이다.

상기 회전방지막(Pb)은 금속으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 고정유닛(111)은 상기 회전방지막(Pb)과 접하는 면에 자석(112)이 구비되면서 상기 환형홈(Pa)으로의 결합에 따라 자력에 의해 상호 결합된 상태를 유지할 수 있다.

이에 따라, 상기 한 쌍의 고정유닛(111)은 상기 고정링(110)의 외측으로 상기 지지링(120)이 결합되기 전에 자력에 의해 상호 결속된 상태를 유지할 수 있다.

상기 지지링(120)은 전주(P)를 중심으로 반원 형태를 이루는 한 쌍의 지지유닛(121)으로 분기되면서 전주(P)의 외측으로 결합되는 한편, 볼트,너트를 포함하는 체결구(123)에 의해 상호 결합되면서 상기 지지링(120)을 이룬다.

예를 들면, 상기 한 쌍의 지지유닛(121)은 각각 양단부로부터 외측으로 연장 형성되는 플랜지(122)가 형성되면서 체결구(123)에 의해 상호 결합될 수 있다.

상기 플랜지(122)에는 상기 체결구(123)의 결합을 위한 체결공(122a)이 형성될 수 있음은 물론이다.

상기 고정링(110)은 외주면에 나사산이 형성되고, 상기 지지링(120)은 내주면에 나사산이 형성되면서 상기 고정링(110)에 나사결합될 수 있다.

이에 따라, 상기 지지링(120)은 상기 한 쌍의 고정유닛(111)이 분리되는 것을 방지할 수 있는 것은 물론, 상기 고정클램프(52)를 지지할 수 있음으로써 상기 고정클램프(52)의 하강을 방지할 수 있다.

상기 한 쌍의 고정유닛(111)은 각각 내측면에 압착패드(113)가 구비될 수 있다.

상기 압착패드(113)는 상기 한 쌍의 고정유닛(111)이 상기 환형홈(Pa)으로 결합됨에 따라 압착되면서 상기 고정링(110)이 전주(P)에 안정적으로 결합될 수 있도록 하는 한편, 상기 고정클램프(52)로부터 전달되는 진동 등이 흡수될 수 있도록 한다.

상기 지지링(120)은 상부면으로부터 하방향으로 연장 형성되는 복수의 체결홈(120a)이 형성된다.

상기 진동흡수수단(130)은 상기 체결홈(120a)으로 인입되는 스프링(131) 및 상기 스프링(131)의 상부에 구비되는 진동흡수부재(132)를 포함한다.

상기 스프링(131)은 상기 진동흡수부재(132)를 상방향으로 가압하여 상기 고정클램프(52)에 접하도록 하는 한편, 상기 고정클램프(52)로부터 전달되는 진동 등에 의해 수축,이완되면서 진동을 완충한다.

상기 진동흡수부재(132)는 고무재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 상부가 상기 체결홈(120a)으로부터 상방향으로 돌출되어 상기 고정클램프(52)에 접하면서 상기 고정클램프(52)로 전달되는 진동 등을 흡수 및 완충한다.

상기 진동흡수부재(132)는 상기 스프링(131)의 가압에 의해 상방향으로 돌출되면서 상기 고정클램프(52)에 접할 수 있으며, 상기 체결홈(120a)으로부터 이탈되지 않는 형태를 갖는 것이 바람직하다.

이로 인해, 상기 하강방지부(100)는 상기 회동모터(70) 또는 상기 피니언모터(80)의 구동에 따라 발생되는 진동을 흡수 및 완충함으로써 상기 고정클램프의 흔들림에 따른 하강 현상을 방지할 수 있는 것은 물론, 상기 고정클램프(52)를 안정적으로 지지함으로써 상기 트래킹유닛(50)이 전주(P)에 안정적으로 결합된 상태가 유지되도록 할 수 있다.

1 : 전원공급장치 3 : 배전자동화설비
10 : 태양전지모듈 20 : 축전지
30 : 충방전제어부 50 : 트래킹유닛
52 : 고정클램프 60 : 체결편부
62 : 회전가이드 64 : 걸림편
66 : 래크 70 : 회동모터
72 : 모터축 74 : 볼스크류
76 : 스크류편 78 : 피니언
80 : 피니언모터 100 : 하강방지부
110 : 고정링 111 : 고정유닛
112 : 자석 113 : 압착패드
120 : 지지링 121 : 지지유닛
122 : 체결구 130 : 진동흡수수단
131 : 스프링 132 : 진동흡수부재

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 트래킹유닛(50)을 포함하되,
   상기 트래킹유닛(50)은,
   전주(P)에 고정되는 상하 한 쌍의 고정클램프(52)를 포함하고,
   상기 고정클램프(52)는,
   일부가 절개된 원형상의 부재로서 내경이 전주(P)와 동일한 전주접지부(54);
   상기 전주접지부(54)와 동일 높이를 갖고 일정폭 연장된 홈부(56);
   상기 홈부(56)와 높이차를 두고 돌출된 걸림가이드부(58); 및
   체결볼트(BT)가 체결되어 전주(P)에 밀착 고정되는 체결편부(60)를 포함하고,
   상기 홈부(56)는,
   상기 걸림가이드부(58)와 상기 전주(P) 사이에 일정간격으로 이격된 공간을 형성하여 회전가이드(62)가 끼워져 회전 가능하도록 하며,
   상기 회전가이드(62)는,
   호형상으로 내주면 일부에는 상기 걸림가이드부(58)에 걸쳐짐과 동시에 홈부(56)에 끼워지도록 'ㄱ' 형상의 종단면을 갖는 걸림편(64)이 상기 걸림가이드부(58)와 대응되게 상,하로 간격을 두고 한 쌍이 일체로 형성되며, 외표면 상측과 하측에는 각각 상부힌지브라켓(68a)과 하부힌지브라켓(68b)이 돌출되고,
   상기 상부힌지브라켓(68a)에는,
   상기 태양전지모듈(10)의 상단 후면에서 돌출된 힌지조립부(10')가 힌지핀(10")에 의해 회전가능하게 고정되며,
   상기 하부힌지브라켓(68b)에는,
   회동모터(70)의 하단이 회전가능하게 힌지결합되고,
   상기 회동모터(70)의 모터축(72)에는,
   상기 태양전지모듈(10)의 하단에서 돌출된 스크류편(76)을 관통하여 나사체결되는 볼스크류(74)가 연결되며,
   상기 회전가이드(62)는,
   상단에 둘레를 따라 레크(66)가 형성되어 피니언모터(80)에 고정되는 피니언(78)과 치결합되고,
   상기 피니언모터(80)와 상기 회동모터(70)는,
   모터컨트롤러(88)와 전기적으로 연결되어 제어되며,
   상기 모터컨트롤러(88)는,
   송수신용 통신수단(3d)과 연결되어 송수신용 통신수단(3d)이 기상청 서버로부터 일자별, 시간별 태양의 위치, 남중고도 정보를 수신받아 상기 회동모터(70)와 상기 피니언모터(80)를 제어하는 배전선로의 고압용 전원공급장치에 있어서,
   상기 회동모터(70) 또는 상기 피니언모터(80)의 구동에 따라 발생되는 진동과 함께 상기 모터(70,80)의 구동에 따른 상기 태양전지모듈(10)의 위치변화시 발생되는 진동에 의해 상기 트래킹유닛(50)이 하강하는 것을 방지하여 전주(P)로의 안정적인 결합상태가 유지되도록 하기 위한 하강방지부(100)를 더 포함하되,
   상기 하강방지부(100)는,
   상기 한 쌍의 고정클램프(52)의 하부에 각각 위치되도록 상기 전주(P)에 결합되며, 외주면에 나사산이 형성되는 고정링(110);
   내주면에 나사산이 형성되면서 상기 고정링(110)의 외측으로 나사결합되며, 상기 고정클램프(52)를 지지하는 지지링(120); 및
   상기 지지링(120)의 상부에 구비되고, 상기 고정클램프(52)로부터 전달되는 진동을 흡수하는 진동흡수수단(130)를 포함하며,
   상기 전주(P)는,
   외주면에 상기 고정링(110)이 결합되는 환형홈(Pa)이 형성되고,
   상기 고정링(110)은,
   반원 형태를 이루는 한 쌍의 고정유닛(111)으로 분기되면서 상기 환형홈(Pa)으로 결합되되, 외측이 상기 전주(P)의 외주면보다 외측으로 돌출되며,
   상기 환형홈(Pa)에는,
   금속으로 이루어지고, 상기 고정유닛(111) 간에 위치되면서 상기 한 쌍의 고정유닛(111)의 회전을 방지하는 한 쌍의 회전방지막(Pb)이 형성되며,
   상기 한 쌍의 고정유닛(111)은,
   내측면에 압착패드(113)가 구비되면서 전주(P)에 안정적으로 결합되는 한편, 상기 고정클램프(52)로부터 전달되는 진동을 흡수하고, 상기 회전방지막(Pb)과 접하는 면에 자석(112)이 구비되면서 상기 환형홈(Pa)으로의 결합에 따라 자력에 의해 상기 회전방지막(Pb)에 결합된 상태를 유지하며,
   상기 지지링(120)은,
   상부면으로부터 하방향으로 연장 형성되는 복수의 체결홈(120a)이 형성되고, 내주면에 나사산이 형성되어 상기 고정링(110)의 외측으로 나사결합되되, 반원 형태를 이루는 한 쌍의 지지유닛(121)으로 분기되면서 상기 고정링(110)의 외측으로 결합되는 한편, 체결구(123)에 의해 상호 결합되며,
   상기 진동흡수수단(130)은,
   상기 체결홈(120a)으로 인입되는 스프링(131); 및
   상기 스프링(131)의 상부에 구비되는 진동흡수부재(132)를 포함하고,
   상기 스프링(131)은,
   상기 진동흡수부재(132)를 상방향으로 가압하여 상기 고정클램프(52)에 접하도록 하는 한편, 상기 고정클램프(52)로부터 전달되는 진동에 의해 수축,이완되면서 진동을 완충하며,
   상기 진동흡수부재(132)는,
   고무재질로 이루어지고, 상부가 상기 체결홈(120a)으로부터 상방향으로 돌출되어 상기 고정클램프(52)에 접하면서 상기 고정클램프(52)로 전달되는 진동을 흡수 및 완충하는 것을 특징으로 하는 배전선로의 고압용 전원공급장치.

Images