KR102007384B1 - 길이 가변이 가능한 각도조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양 고도에 따라 태양광 모듈의 경사각을 신속 간편하게 조절하여 태양광의 집광효율을 극대화할 뿐 아니라 비교적 간소한 구조적 특성에 기인하여 조작의 편의성이 확보되고 태양광 모듈의 견고한 지지를 허용함으로써 광범위하게 활용 가능한 길이 가변이 가능한 각도조절장치에 관한 것으로, 태양광 패널(2)에 일단이 결부되고 중공으로 형성되는 조절바(10)와, 지주(3)에 일단이 결부되고 조절바 내부로 인입되거나 인출되는 정도를 조절하여 길이 가변의 허용 범위가 결정되는 연결바(20)로 이루어짐에 따라 지주와 태양광 패널 사이 간극이 조절바 내부로 삽입되는 연결바의 위치 선정에 의해 결정됨으로써 태양광 패널의 수평각이 변화되게 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

길이 가변이 가능한 각도조절장치{ANGLE CONTROL APPARATUS OF SOLAR APPARATUS}

본 발명은 태양광 모듈에 적용되는 기술사상에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양 고도에 따라 태양광 모듈의 경사각을 신속 간편하게 조절하여 태양광의 집광효율을 극대화할 뿐 아니라 비교적 간소한 구조적 특성에 기인하여 조작의 편의성이 확보되고 태양광 모듈의 견고한 지지를 허용함으로써 광범위하게 활용 가능한 길이 가변이 가능한 각도조절장치에 관한 것이다.

오늘날 세계 각국에서의 에너지 소비는 매년 증가하고 있는 추세에 있고, 에너지 사용에 따른 온실가스 배출량 역시 에너지 소비에 비례하여 급격하게 증가하고 있다.

이에 친환경적인 대체에너지의 개발은 각국의 에너지 보유 정책에 있어 주요 관심사가 된 지 이미 오래이며, 해가 갈수록 대체에너지 개발의 필요성 및 중요성은 무게를 더해가고 있는 실정에 있다.

최근에는 대체에너지 중에서도 무공해이면서 상대적으로 에너지원을 확보하기 쉬운 태양에너지를 이용하여 전기를 발생시키는 태양광 모듈(전지)이 에너지 기술개발로 부상하고 있다.

이러한 태양광 모듈은 반도체의 광전효과를 이용한 것으로, 그 원리는 실리콘 갈륨 비소 황화카드뮴과 같은 소재로 p-형과 n-형의 반도체를 만들고, 그 접합면에 태양광을 쬐면 태양광에 의해 (-)전하와 (+)전하를 띤 전자와 정공이 발생하고, 그에 의해 전류를 흐르게 하여 전기를 발생시키게 된다.

이와 같은 태양광 모듈을 설치하기 위한 선행기술로는 실용등록 20-0468300호(20130730), 실용등록 20-0461381호(20120703) 및 특허등록 10-1034475호(20110504)가 개시되고 있다.

이러한 선행기술들의 태양광 전지판 구조물은 평탄한 지면이나 기타 건축물 등에 기둥이 직립하게 설치되고, 그 상부에 태양광 전지가 구비된 태양광 전지판이 정남향 또는 정북향을 향해 일정 각도로 설치 고정되며, 기둥의 일측 또는 인접된 곳에 충전용 축전지가 별도로 구비된다.

전술한 태양광 전지판에 의한 발전 효율은 여러 요인에 의해 달라질 수 있으나, 최적의 발전 효율을 얻기 위해서는 집광되는 에너지를 최대화하는 것이 필요하다. 이를 위해 태양광 전지판과 태양광선과의 각도가 수직을 이룰 것이 요구된다.

결과적으로 선행기술의 고정식 태양광 전지판 구조물은 특정한 계절을 제외하고는 태양광선과 태양광 전지판의 각도가 수직을 이루지 못하여 최대 출력을 얻지 못하므로 경제적인 효과가 떨어지는 문제점을 야기한다.

등록실용신안공보 제20-0468300호 등록실용신안공보 제20-0461381호 등록특허공보 제10-1034475호

본 발명은 위의 제반 문제점을 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 태양 고도에 따라 태양광 모듈의 경사각을 간단한 방식으로 조절하여 태양광의 집광효율이 극대화될 수 있는 각도조절장치를 제공하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.

위의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 길이 가변이 가능한 각도조절장치(100)의 구성은 다음과 같다.

위 각도조절장치(100)는 태양광 패널(2)에 일단이 결부되고 중공으로 형성되는 조절바(10); 지주(3)에 일단이 결부되고 조절바 내부로 인입되거나 인출되는 정도를 조절하여 길이 가변의 허용 범위가 결정되는 연결바(20);로 이루어지는 것을 기본 구성으로 한다.

이에 따라 지주와 태양광 패널 사이 간극이 조절바 내부로 삽입되는 연결바의 위치 선정에 의해 결정됨으로써 태양광 패널의 수평각이 변화되게 구성하는 것을 특징으로 한다.

여기서 위 조절바(10)와 연결바(20)는 서로 일대일 대응 결합하여 일체화되고, 위 연결바(20)는 지주(3) 하방의 커넥터 프레임(4) 또는 지주의 어느 수평선상에 일단이 체결되는 것을 포함한다.

이때 위 조절바(10)는 태양광 패널(2)에 결부될 수 있는 상부 고정핀(11)이 돌출 형성되고, 위 상부 고정핀(11)은 상부슬롯(12)을 통해 개재되어 상부슬롯이 제공하는 경로 상에서 수평 전환이 허용되게 하는 것을 포함한다.

또한, 위 연결바(20)는 지주(3) 또는 지주 하방의 커넥터 프레임(4)에 결부될 수 있는 하부 고정핀(21) 및 조절바(10) 내부에서 위치 구속되는 조절핀(22)이 돌출 형성되고, 위 하부 고정핀(21)과 조절핀(22)은 각각 하부슬롯(23)과 조절슬롯(24)을 통해 개재되어 각 슬롯이 제공하는 경로 상에서 수평 전환이 허용되게 하는 것을 포함한다.

이를 위해 위 조절바(10)는 길이 방향으로 레일부(25)가 천공되어 연결바(20)의 조절핀(22)을 외부로 노출되게 하고, 위 레일부(25)에는 수개의 조절홈(27)이 양측으로 교번 천공되어 연결바의 조절핀(22)을 위치 구속시킴에 따라 조절홈의 위치 선택에 의해 조절바 내에서 연결바의 노출 정도 내지 인입 정도가 결정되게 하는 것을 포함한다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 태양 고도에 따라 태양광 모듈의 설치 각도를 간단하게 조절하면서 안정적으로 지지할 수 있으므로 전기에너지 발전 효율을 극대화할 수 있으며, 아울러 태양광 모듈 각도를 조절하는 제반 구성이 간소하여 설치원가가 절감되고, 강한 비바람 같은 외부 요인에도 안정적으로 태양 모듈을 고정 및 지지할 수 있는 효과가 기대된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 구성되는 각도조절장치 사시도.
도 2는 도 1의 요부 분해 사시도.
도 3은 본 발명에서 제안하는 각도조절장치의 사용 상태를 순차적으로 도시한 예시도.
도 4 내지 6은 본 발명의 각도조절장치를 태양광 모듈에 적용하여 수평각이 조절될 수 있음을 예시적으로 도시한 단면도.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 태양광 모듈(1)에 적용되는 기술사상에 관하여 개시된다.

무엇보다 본 발명은 태양 고도에 따라 태양광 모듈의 경사각을 신속 간편하게 조절하여 태양광의 집광효율을 극대화할 뿐 아니라 비교적 간소한 구조적 특성에 기인하여 조작의 편의성이 확보되고 태양광 모듈의 견고한 지지를 허용함으로써 광범위하게 활용 가능한 길이 가변이 가능한 각도조절장치(100)에 관련됨을 주지한다.

도 1 내지 6에 도시된 바와 같이 본 발명에서 특징으로 제안하는 각도조절장치(100)는 크게 조절바와 연결바의 상호 결합으로 이루어진다.

상세하게 기재하면, 위 각도조절장치(100)는 태양광 패널(2)에 일단이 결부되고 중공으로 형성되는 조절바(10)와, 지주(3)에 일단이 결부되고 조절바 내부로 인입되거나 인출되는 정도를 조절하여 길이 가변의 허용 범위가 결정되는 연결바(20)로 구분 구성된다.

결과적으로 지주(3)와 태양광 패널(2) 사이 간극이 조절바(10) 내부로 삽입되는 연결바(20)의 위치 선정에 의해 결정됨으로써 태양광 패널의 수평각이 변화되게 구성하는 것을 주된 요부로 한다.

전술한 것처럼 태양광 전지판에 의한 발전 효율은 여러 요인에 의해 달라질 수 있으나, 최적의 발전 효율을 얻기 위해서는 집광되는 에너지를 최대화하는 것이 필요하다. 이를 위해 태양광 전지판과 태양광선과의 각도가 수직을 이룰 것이 요구되지만, 선행기술의 고정식 태양광 전지판 구조물은 특정한 계절을 제외하고는 태양광선과 태양광 전지판의 각도가 수직을 이루지 못하여 최대 출력을 얻지 못하므로 경제적인 효과가 떨어지는 문제점을 야기하고 있다.

이에 본 발명에서는 소정 형상 내지 구조로 마련된 조절바(10)와 연결바(20)에 의해 집광 에너지의 최대화를 구현할 수 있을 뿐 아니라 보다 안정적인 지지력이 유발되게 함으로써 소기의 목적을 달성한다.

즉, 위 조절바(10)와 연결바(20)는 서로 일대일 대응 결합하여 일체화되고, 이때 연결바(20)는 지주(3) 하방의 커넥터 프레임(4) 또는 지주의 어느 수평선상에 일단이 체결되는 것을 포함한다.
즉, 위 조절바(10)와 연결바(20)는 태양광 패널로부터 지주에 이르는 거리에 대응하여 길이 조절이 허용되고, 위 상부 슬롯 상(12)에 개재된 상부 고정핀(11)과 하부 슬롯(23) 상에 개재된 하부 고정핀(21)은 조절바와 연결바의 자체 회전 움직임을 허용하여 수평 각 조절을 유도한다.
가령 조절핀(22) 회전 시 조절바와 연결바가 동일 방향으로 회전하면서 각각의 상부 슬롯과 하부 슬롯이 제공하는 공간 내에서 상부 고정핀과 하부 고정핀의 위치가 조절되어 조절바와 연결바의 수평 위치 가변을 유도하게 된다.
상세하게 기재하면, 위 조절바(10)는 상부슬롯(12)을 통해 개재되는 상부 고정핀(11)이 개별 삽입 끼움되고, 위 연결바(20)는 하부슬롯(23)을 통해 개재되는 하부 고정핀(21) 및 조절슬롯(24)을 통해 개재되는 조절핀(22)이 개별 삽입 끼움된다.
이때 위 상부슬롯, 하부슬롯, 조절슬롯은 각각 상부 고정핀, 하부 고정핀, 조절핀에 비해 확장된 공간으로 형성하여 상부 고정핀, 하부 고정핀, 조절핀을 삽입 끼움한 상태에서 조절바 또는 연결바의 자체 회전 움직임을 허용함에 따라 측 방향으로 비틀림 전환에 의해 조절바와 연결바의 위치 가변을 유도할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에서 제안하는 조절바(10)는 태양광 패널(2)에 결부될 수 있는 상부 고정핀(11)이 돌출 형성되고, 이러한 상부 고정핀(11)은 상부슬롯(12)을 통해 개재되어 상부슬롯이 제공하는 경로 상에서 수평 전환이 허용되게 하여야 한다. 즉 상부 고정핀(11)은 상부슬롯(12)의 내부 공간에서 측방으로 위치 가변이 가능하게 된다.

위 상부 고정핀(11)은 태양광 패널(2) 또는 별도의 지지패널 상에 결부되어 연결바(20)의 삽입 정도를 조절함으로써 각도조절이 구현되게 하는 수단으로 작용하고, 체결의 정확성이나 기타 조작의 편의함을 위하여 상부슬롯(12) 범위 내에서 소폭 측 방향으로 슬라이드 움직임이 구현될 수 있다.

이때 상부슬롯(12) 상에서 상부 고정핀(11)이 안정적으로 위치 고수되도록 별도의 체결수단(미도시함)을 더 포함할 수 있으며, 예컨대 이러한 체결수단으로 통상의 너트나 스토퍼 등을 개재하여 상부 고정핀이 상부슬롯으로부터 완전 이탈되지 않게 방지하면서 수평 움직임을 허용하게 할 수 있을 것이다.

여기서 너트나 스토퍼 등은 상부슬롯(12) 상에서 측 방향 전환되는 상부 고정핀(11)의 회동 범위를 고려하여 임의 체결되어야 하며, 조절바(10)의 상부슬롯(12)을 통해 상부 고정핀이 개재된 상태에서 해당 상부 고정핀 양측으로 대응 형성될 수 있다.

위 연결바(20)는 지주(3) 또는 지주 하방의 커넥터 프레임(4)에 결부될 수 있는 하부 고정핀(21) 및 조절바(10) 내부에서 위치 구속되는 조절핀(22)이 돌출 형성되고, 위 하부 고정핀(21)과 조절핀(22)은 각각 하부슬롯(23)과 조절슬롯(24)을 통해 개재되어 각 슬롯이 제공하는 경로 상에서 수평 전환이 허용되게 하는 것을 포함한다.

이는 상술한 상부슬롯(12)과 상부 고정핀(11)의 기술사상과 동일 유사한 개념으로, 각각의 슬롯 상에서 하부 고정핀(21), 조절핀(22)이 상부 고정핀과 마찬가지로 체결의 정확성이나 조작 시 편의할 수 있게 기여한다.
결국, 본 발명에서 제안하는 조절바(10)와 연결바(20)의 관련 구성은 서로 일대일 대응 결합하여 일체화됨은 물론 조절바 내부에서 연결바의 직선 움직임이 선행되고 난 후 조절바 또는 연결바의 자체 회전 움직임만으로도 연결바의 위치가 임의 선택된 지점에서 견고하게 고수되는 이점을 부여한다.

한편, 위 조절바(10)는 길이 방향으로 레일부(25)가 천공되어 연결바(20)의 조절핀(22)을 외부로 노출되게 하고, 위 레일부(25)에는 수개의 조절홈(27)이 양측으로 교번 천공되어 연결바의 조절핀(22)을 위치 구속시킴에 따라 조절홈의 위치 선택에 의해 조절바 내에서 연결바의 노출 정도 내지 인입 정도가 결정되게 하는 것을 주된 특징으로 한다.

위 조절핀(22)은 각기 다른 수직선상에 마련된 조절홈(27)에 안착하여 위치 고정되는바, 이러한 구성은 조절바(10) 내부에서 연결바(20)의 위치 선정을 좌우하는 요부로 작용한다. 더욱 상세하게는, 도면과 같이 레일부(25)의 양측 공간으로 구획 편성한 수개의 조절홈(27) 중 어느 하나를 선택하여 조절핀(22)이 위치되게 함으로써 조절바 내부로의 연결바 삽입 정도가 다양하게 변화될 수 있고, 이는 결과적으로 본 발명에서 제안하고 있는 각도조절장치(100)의 길이 가변 여부를 달성하게 된다.

위 레일부(25)는 태양광 모듈(1)이 구현하고자 하는 각도 범위에 따라 다양한 길이로 제공될 수 있으며, 조절바(10)와 연결바(20) 또한 설치 여건, 활용 범위에 의해 광범위하게 설정 가능하다.

도 6은 본 발명의 각도조절장치(100)를 활용하여 태양광 모듈(1)의 각도 변화가 구현됨을 도시한 것으로, 지주(3)를 중심으로 양측으로 시설된 각각의 각도조절장치로 하여금 태양광 패널의 기울어짐이 다양하게 가변될 수 있다.

즉 조절바(10) 내부로 연결바(20)를 삽입 개재한 후 레일부(25) 최상단에 위치한 조절홈(27)으로 조절핀(22)을 중첩시킬 경우 조절바와 연결바의 전체 길이가 최대화되면서 해당 태양광 패널(1) 일측이 상향하여 각도 전환된다. 이와 반대로 레일부 최하단에 위치한 조절홈(27)으로 조절핀(22)이 중첩되는 경우에는 조절바와 연결바의 전체 길이가 최소화되고, 결국 태양광 패널 또한 하향하면서 각도 전환된다.

상술한 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 태양 고도에 따라 태양광 모듈의 설치 각도를 간단하게 조절하면서 안정적으로 지지할 수 있으므로 전기에너지 발전 효율을 극대화할 수 있으며, 아울러 태양광 모듈 각도를 조절하는 제반 구성이 간소하여 설치원가가 절감되고, 강한 비바람 같은 외부 요인에도 안정적으로 태양 모듈을 고정 및 지지할 수 있는 효과가 기대된다.

1. 태양광 모듈
2. 태양광 패널
3. 지주
4. 커넥터 프레임
10. 조절바
11. 상부 고정핀
12. 상부슬롯
20. 연결바
21. 하부 고정핀
22. 조절핀
23. 하부슬롯
24. 조절슬롯
25. 레일부
27. 조절홈
100. 각도조절장치

Claims (5)

1. 태양광 패널(2)에 일단이 결부되고 중공으로 형성되는 조절바(10) 및 지주(3)에 일단이 결부되고 조절바 내부로 인입되거나 인출되는 정도를 조절하여 길이 가변의 허용 범위가 결정되는 연결바(20)로 이루어지고,
   위 조절바(10)는 길이 방향으로 레일부(25)가 천공되어 연결바(20)의 조절핀(22)을 외부로 노출되게 하되, 레일부(25)에는 수개의 조절홈(27)이 양측으로 교번 천공되어 연결바의 조절핀(22)을 위치 구속시킴에 따라 태양광 패널의 수평각이 변화되게 하는 각도조절장치에 있어서,
   위 조절바(10)는 상부슬롯(12)을 통해 개재되는 상부 고정핀(11)이 개별 삽입 끼움되고, 위 연결바(20)는 하부슬롯(23)을 통해 개재되는 하부 고정핀(21) 및 조절슬롯(24)을 통해 개재되는 조절핀(22)이 개별 삽입 끼움되며,
   위 상부슬롯(12), 하부슬롯(23), 조절슬롯(24)은 각각 상부 고정핀(11), 하부 고정핀(21), 조절핀(22)에 비해 확장된 공간으로 형성하여 상부 고정핀, 하부 고정핀, 조절핀을 삽입 끼움한 상태에서 조절바 또는 연결바의 자체 회전 움직임을 허용함에 따라 측 방향으로 비틀림 전환에 의해 조절바와 연결바의 위치 가변을 유도하는 것을 포함하는 길이 가변이 가능한 각도조절장치.
   
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