KR20100039480A

KR20100039480A - 태양광 집광판의 고도변환장치

Info

Publication number: KR20100039480A
Application number: KR1020080098456A
Authority: KR
Inventors: 이야
Original assignee: 주식회사와이이에스
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2008-10-08
Publication date: 2010-04-16

Abstract

본 발명은 태양광 집광판의 고도변환장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 다수의 지주에 고정설치되는 수평지지대에 다수의 태양광집광판이 설치되어 태양의 주간(晝間) 이동경로를 따라 태양광 집광판이 일측의 동력전달수단을 통해 각각의 작동축부에서 좌우방향으로 회전되게 한 단축형 각도조절장치가 구비된 집광장치에서 계절에 따라 달라지는 태양의 고도에 맞추어 집광판의 각도를 주기적으로 가변할 수 있도록 한 구성으로 집광효율을 높이고 내구성 및 작동신뢰도를 높일 수 있도록 한 태양광 집광판의 고도변환장치에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 다수의 지주 상단에 구비된 작동축부에 수평지지대가 설치되고 수평지지대에 태양광 집광판이 설치되어 일측의 동력전달수단에 의해 다수의 태양광 집광판이 태양의 주간 이동경로를 따라 좌우방향으로 회전되게 한 구성과, 상기 수평지지대에 설치되는 집광판의 전방 하단은 고정축부로 힌지 결합되고 집광판의 후방 상단은 각도조절간이 힌지 결합되며 각도조절간의 하단은 수평지지대에 다단계 높이로 조절하여 장착할 수 있게 한 구성으로 태양의 고도에 맞추어 집광판의 전후각도를 가변할 수 있도록 한 태양광 집광판의 고도변환장치를 특징으로 한다.

태양광, 단일축, 수평지지대, 집광판, 고도, 경사각

Description

태양광 집광판의 고도변환장치 {Angle variable device for solar collector}

일반적으로 태양광 발전장치에서는 태양광 집광판(모듈 판넬)을 소정각도로 고정시킨 상태로 설치되는 고정형 집광장치, 또는 태양의 주간 이동경로를 따라 태양광 집광판이 각각의 작동축부에 설치되어 일측의 동력수단을 통해 좌우방향으로 회전되게 한 한 각도조절장치가 구비된 단축형 집광장치, 또는 태양의 주간 이동경 로를 따라 태양광 집광판이 좌우방향으로 회전됨과 아울러 태양의 고도변화에 맞추어 전후방향으로 회전되게 한 양축형 집광장치로 크게 나누어진다.

상기 고정형 집광장치는 집광판이 소정의 각도로 고정설치된 상태이므로 별도의 동력수단을 필요로 하지 않고 구조가 간단하므로 설치비용 및 운용비용이 저렴한 반면에 태양광 집광효율이 떨어지는 단점이 있다.

그리고 단축형 집광장치는, 다수의 지주에 고정설치된 수평지지대에 다수의 태양광집광판을 설치하여 태양의 주간 이동경로를 따라 태양광 집광판이 각각의 작동축부에 설치되어 일측의 동력수단을 통해 좌우방향으로 회전되게 한 구성이므로 비교적 넓은 공간에 대량의 집광판을 안정적으로 설치할 수 있으므로 대용량 집광장치를 설치하는데 용이하고 집광효율도 고정형에 비해 크게 향상시킬 수 있는 반면에 집광판의 전후 경사각도가 항상 고정된 상태이므로 계절별로 달라지는 태양의 고도변화에 따라 집광효율이 달라지는 단점이 있다.

또, 양축형 집광장치의 경우에는 태양의 주간 이동경로를 따라 태양광 집광판이 좌우방향으로 회전됨과 아울러 태양의 고도변화에 맞추어 전후방향으로 회전하도록 되어 있는바, 이는 태양광을 최적으로 집광할 수 있어서 집광효율을 극대화 할 수 있는 반면에 좌우방향 동력전달수단과 전후방향 동력전달수단을 각각 필요로 하므로 단일 지주에 집광판이 상하좌우로 회전할 수 있도록 설치되어야 하므로 소 용량의 집광장치에 적합한 구성에 해당될 뿐만 아니라 이를 대용향 집광장치에 적용하는 경우에는 많은 동력전달수단을 각각 구비해야 되므로 설치비용이 많이 들고 이에 따른 동력운용비용도 많이 들게 되는 단점이 있을 뿐만 아니라 각각 분리 설치되는 단일 지주로 태양광 집광판을 각각 지탱해야 되므로 바람에 의한 풍압에 의해 지탱력이 떨어질 수 있는 등 안정성에도 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 태양광 집광판의 고도변환장치에 관한 것으로, 다수의 지주에 고정설치되는 수평지지대에 다수의 태양광집광판이 설치되어 태양의 주간 이동경로를 따라 태양광 집광판이 일측의 동력전달수단을 통해 각각의 작동축부에서 좌우방향으로 회전되게 한 단축형 집광장치에서 집광판의 전방 하단을 고정축부로 수평지지대에 연결하고 집광판의 후방 상단을 다단계 높이로 수평지지대에 장착할 수 있는 각도조절간으로 연결하여 계절에 따라 달라지는 태양의 고도에 맞추어 집광판의 전후 경사각도를 주기적으로 가변할 수 있도록 한 태양광 집광판의 고도변환장치를 제공함에 있다.

본 발명은 다수의 지주 상단에 구비된 작동축부에 수평지지대가 설치되고 수평지지대에 태양광 집광판이 설치되어 일측의 동력전달수단에 의해 다수의 태양광 집광판이 태양의 주간 이동경로를 따라 좌우방향으로 회전되게 한 구성과, 상기 수평지지대에 설치되는 집광판의 전방 하단은 고정축부로 힌지 결합되고 집광판의 후방 상단은 각도조절간이 힌지 결합되며 각도조절간의 하단은 수평지지대에 다단계 높이로 조절하여 장착할 수 있게 한 구성으로 태양의 고도에 맞추어 집광판의 전후경사각도를 가변할 수 있도록 한 태양광 집광판의 고도변환장치를 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양광 집광판의 고도변환장치는 다수의 수평지지대에 대량의 집광판을 각각 설치하여 동력전달수단에 의해 태양의 주간 이동경로를 따라 태양광 집광판이 좌우방향으로 회전하는 수단으로 집광효율을 높일 수 있게 한 구성으로 대용량의 전력생산을 이루어지는 단축형 집광장치에서 각도조절간에 의해 태양의 고도에 따른 태양광 집광판의 전후 경사각도를 설정된 각도로 조절하여 집광판이 경사면을 이루도록 하여 집광하는 수단으로 집광효율을 극대화할 수 있게 되므로 종래의 양축형 집광장치와 가까운 집광효율을 얻게 되면서 양축형 집광장치에 비해 동력사용 및 설치비용을 크게 줄일 수 있게 되어 매우 경제적이고 대용량의 전력생산이 용이하면서 안정적인 구조특성을 갖게 되어 내구성 및 작동 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 태양광 집광판의 고도변환장치는, 다수의 지주(110) 상단에 구비된 작동축부(112)에 수평지지대(100)가 설치되고 수평지지대(100)에 태양광 집 광판(200)이 설치되어 일측의 동력전달수단(120)에 의해 다수의 태양광 집광판(200)이 태양의 주간 이동경로를 따라 좌우방향으로 회전되게 한 구성과, 상기 수평지지대(100)에 집광판(200)의 전방 하단은 고정축부(202)로 힌지 결합되고 집광판(200)의 후방 상단은 각도조절간(210)이 힌지 결합되며 각도조절간(210)의 하단은 수평지지대(100)에 다단계 높이로 조절하여 장착할 수 있게 한 구성으로 태양의 고도에 맞추어 집광판(200)의 전후 경사각도를 가변할 수 있도록 한 태양광 집광판의 고도변환장치를 특징으로 한다.

상기 수평지지대(100)는 전후 길이방향으로 길게 늘어선 상태로 설치되되 수직으로 직립된 다수의 지주(110) 상단에 구비된 작동축부(112)에 좌우방향으로 회전가능하게 고정설치되고 수평지지대(100)에 작동간(114)이 설치되어 연결로드(116)에 의해 좌우 수평지지대(100)가 연동되게 상호 연결되며 일측의 동력전달수단(120)으로 다수 배치되는 수평지지대(100)가 좌우방향으로 회전되게 한 구성으로 되어 있다.

상기 동력전달수단(120)은 태양의 주간 이동경로를 따라 회전하도록 설정된 프로그램에 따라 감속기어모터(122)를 구동하고 회전각 검출부를 통하여 검출된 실제 회전각과 일치되도록 제어하기 위한 컨트롤러가 구비되되 감속기어모터(122)를 지지하는 고정프레임(128)은 지면에 고정된 지지축부(129)에 축으로 연결되어 있고 감속기어모터(122)는 직선운동을 하는 작동로드(124)를 가동하여 작동로드(124)와 축부 연결된 수평지지대(100)의 작동레버(126)를 작동시키는 수단으로 수평지지대(100)를 좌우방향으로 회전하게 된다.

상기 각도조절간(210)의 상단은 축핀(212)으로 집광판(200)의 후방 상단 중앙부와 연결되고 각도조절간(210)의 하단은 양측으로 분기된 지지부(214)에 다수의 높이조절구멍(216)이 다단계로 형성되어 수평지지대(100)의 장착구멍에 상기 높이조절구멍(216)을 선택적으로 체결부재(218)로 결합하는 구성에 의해 각도조절간(210)의 설치높이를 가변할 수 있도록 한 것이다.

상기 각도조절간(210)의 높이조절구멍(216)은 계절별로 달라지는 태양의 고도에 맞출수 있는 간격으로 형성하되 계절에 따른 고도변화를 감안하여 태양광 집광판(200)의 전후 경사각도를 조절하기 위한 것이므로 적어도 3개이상의 높이조절구멍(216)을 형성하여 적정한 태양의 고도에 맞는 집광판(200)의 전후 경사각도를 조절한다.

상기에서 각도조절간(210)은 태양의 계절별 고도편차에 따른 태양광 집광판(200)의 설치각도의 설정범위는 계절별 태양의 고도 평균값을 산정하고 그 평균 고도값으로 설정하여 주기적으로 각도 변환을 함이 바람직하다.

이와 같이 된 본 발명의 태양광 집광판의 고도변환장치에서는 태양광 집광 판(200)이 설치되는 수평지지대(100)가 수직으로 직립된 다수의 지주(110) 상단에 구비된 작동축부(112)에 좌우방향으로 회전가능하게 고정설치되고 수평지지대(100)에 작동간(114)이 설치되어 연결로드(116)에 의해 좌우 수평지지대(100)가 연동되게 상호 연결되어 일측의 동력전달수단(120)으로 다수 배치되는 수평지지대(100)가 좌우방향으로 회전되게 한 구성으로 태양의 주간 이동경로를 따라 태양광 집광판(200)이 일측의 동력전달수단(120)을 통해 각각의 작동축부(112)에서 좌우방향으로 회전되는 단축형 집광장치로 이루어져 있다.

이러한 단축형 집광장치에 의해 비교적 넓은 공간에 다수의 수평지지대(100)를 횡설하여 대량의 집광판(200)을 안정적으로 설치할 수 있고 태양의 주간 이동경로를 따라 태양광 집광판(200)이 좌우방향으로 회전하므로 집광효율을 높일 수 있게 된다.

그리고 본 발명에서는 다수의 집광판(200) 전방 하단은 고정축부(202)로 힌지 결합하여 수평지지대(100)에 연결하고 집광판(200)의 후방 상단은 다단계 높이로 수평지지대(100)에 장착할 수 있는 각도조절간(210)으로 각각 연결하여 계절에 따라 달라지는 태양의 고도에 맞추어 집광판(200)의 전후 경사각도를 주기적으로 가변할 수 있도록 되어 있으므로 태양이 집광되는 시점의 고도에 맞추어 태양광 집광판(200)이 전후 경사면을 이루도록 한 상태에서 각도조절간(210)의 설정된 높이조절구멍(216)을 선택하여 수평지지대(100)의 장착구멍에 체결부재(218)로 결합하 는 구성으로 집광판(200)이 고도에 따른 전후 경사각도가 조절되어 태양광의 집광효율을 극대화할 수 있게 된다.

즉, 다수의 수평지지대(100)에 대량의 집광판(200)을 각각 설치하여 동력전달수단(120)에 의해 태양의 주간 이동경로를 따라 태양광 집광판(200)이 좌우방향으로 회전하는 수단으로 집광효율을 높일 수 있게 됨과 아울러 각도조절간(210)에 의해 태양의 고도에 따른 태양광 집광판(200)의 전후 경사각도를 조절하여 집광판(200)이 경사면을 이루도록 하여 태양광을 집광하는 수단으로 집광효율을 극대화할 수 있게 된다.

이때 집광판(200)의 각도조절간(210)은 태양의 고도 편차를 감안하여 조절하되 예를 들어 계절별로 각도조절간(210)의 높이를 수작업으로 조절하는 것과 같이 주기적으로 설정된 기간에 태양광 집광판(200)의 전후 경사각도 조절을 수행하면 되므로 별도의 동력전달수단을 필요로 하지 않게 됨은 물론이다.

이렇게 본 발명은 단축형 집광장치에 의한 단일 동력전달수단(120)을 이용하면서 종래의 양축형 집광장치와 가까운 집광효율을 얻게 되므로 양축형 집광장치에 비해 동력사용 및 설치비용을 크게 줄일 수 있고, 지주(110)에 고정설치된 수평지지대(100)에 다수의 태양광 집광판(200)을 설치하므로 대용량의 전력생산이 용이하면서 안정적인 구조특성을 갖게 된다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 집광판의 배치형태를 나타낸 평면도.

도 2는 본 발명에 따른 구성요부를 나타낸 측면도.

도 3은 본 발명에 따른 집광판의 좌우회전수단을 나타낸 전면도.

도 4의 (가)(나)는 본 발명에 따른 집광판의 좌우회전을 나타낸 작용도.

도 5는 본 발명에 따른 집광판의 전후 경사각도 조절수단을 나타낸 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 집광판의 전후 경사각도 조절수단을 나타낸 확대 측면도.

도 7은 본 발명에 따른 집광판의 설치상태를 예시한 사시도.

도 8은 본 발명에 따른 집광판의 전후 경사각도 조절수단을 나타낸 배면 예시도.

도 9의 (가)(나)는 본 발명에 따른 집광판의 전후 경사각도 조절상태를 나타낸 측면 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 수평지지대 110 : 지주

112 : 작동축부 114 : 작동간

116 : 연결로드 120 : 동력전달수단

122 : 감속기어모터 124 : 작동로드

126 : 작동레버 128 : 고정프레임

129 : 지지축부 200 : 집광판

202 : 고정축부 210 : 각도조절간

212 : 축핀 214 : 지지부

216 : 높이조절구멍 218 : 체결부재

Claims

다수의 지주(110) 상단에 구비된 작동축부(112)에 수평지지대(100)가 설치되고 수평지지대(100)에 태양광 집광판(200)이 설치되어 일측의 동력전달수단(120)에 의해 다수의 태양광 집광판(200)이 태양의 주간 이동경로를 따라 좌우방향으로 회전되게 한 구성과,

상기 수평지지대(100)에 집광판(200)의 전방 하단은 고정축부(202)로 힌지 결합되고 집광판(200)의 후방 상단은 각도조절간(210)이 힌지 결합되며 각도조절간(210)의 하단은 수평지지대(100)에 다단계 높이로 조절하여 장착할 수 있게 한 구성으로 태양의 고도에 맞추어 집광판(200)의 전후 경사각도를 가변할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 태양광 집광판의 고도변환장치.
제 1항에 있어서,

상기 수평지지대(100)는 전후 길이방향으로 길게 늘어선 상태로 설치되되 수직으로 직립된 다수의 지주(110) 상단에 구비된 작동축부(112)에 좌우방향으로 회 전가능하게 고정설치되고 수평지지대(100)에 작동간(114)이 설치되어 연결로드(116)에 의해 좌우 수평지지대(100)가 연동되게 상호 연결되어 일측의 동력전달수단(120)으로 다수 배치되는 수평지지대(100)가 좌우방향으로 회전되게 한 구성으로 됨을 특징으로 하는 태양광 집광판의 고도변환장치.
제 1항에 있어서,

상기 동력전달수단(120)은,

태양의 주간 이동경로를 따라 회전하도록 설정된 프로그램에 따라 감속기어모터(122)를 구동하고 회전각 검출부를 통하여 검출된 실제 회전각과 일치되도록 제어하기위한 컨트롤러가 구비되되 감속기어모터(122)를 지지하는 고정프레임(128)은 지면에 고정된 지지축부(129)에 연결되어 있고 감속기어모터(122)는 직선운동을 하는 작동로드(124)를 가동하여 작동로드(124)와 축부 연결된 수평지지대(100)의 작동레버(126)를 작동시키는 구성으로 됨을 특징으로 하는 태양광 집광판의 고도변환장치.
제 1항에 있어서,

상기 각도조절간(210)의 상단은 축핀(212)으로 집광판(200)의 후방 상단 중앙부와 연결되고 각도조절간(210)의 하단은 지지부(214)에 다수의 높이조절구 멍(216)이 다단계로 형성되어 수평지지대(100)의 장착구멍에 상기 높이조절구멍(216)을 선택적으로 체결부재(218)로 결합하는 구성에 의해 각도조절간(210)의 설치높이를 가변할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 태양광 집광판의 고도변환장치.
제 1항에 있어서,

상기 각도조절간(210)의 높이조절구멍(216)은 계절별로 달라지는 태양의 고도에 맞출수 있는 간격으로 형성하되 적어도 3개이상의 높이조절구멍(216)을 형성하여 태양의 고도편차에 맞출 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 태양광 집광판의 고도변환장치.