KR20130137433A - 병풍식 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접이식 태양광 프레임(10)장치를 이용한 타워(30)형 태양광 발전장치 및 이를 이용한 효율적인 발전방법에 관한 것으로 상세하게는 태양광판이 포함된 프레임(10)장치는 힌지(14)를 이용하여 접이식 구조로 하여 이동이 간편하게 하고 이를 회전식 타워(30)에 부착이 가능하도록 구조설계된 태양광 발전장치가 반사판(38)을 포함하여 효율적인 발전이 가능하도록 만든 것이다.

Description

병풍식 태양광 발전장치{SOLAR GENERATING APPARATUS}

본 발명은 접이식 태양광 프레임장치를 이용한 타워형 태양광 발전장치 및 이를 이용한 효율적인 발전방법에 관한 것으로 상세하게는 태양광판이 포함된 프레임장치는 힌지를 이용하여 접이식 구조로 하여 이동이 간편하게 하고 이를 회전식 타워에 부착이 가능하도록 구조설계된 태양광 발전장치가 반사판을 포함하여 효율적인 발전이 가능하도록 만든 것이다.

종래에도 태양광판 지지장치나 프레임장치를 이용하여 태양광판을 지지하는 스텐드에서 일정각도로 회전되게 장착하는 것이 다수 예시되어 있으나 제마다 그 구성이 다르고 그 작용효과도 달라 선택의 폭이 넓은 이점이 있으나 태양광판 지지들이 회전시키고 설정하는 장치들이 복잡하여 사용과 유지관리에 비용이 많이 드는 불편이 있었다.

또한, 종래의 기술 대부분이 프레임이 고정되어 있고 발전장치를 설치하는 면적에 한계가 있었으며 또한 면적에 비례하여 프레임 구조설계시 그 크기가 커지고 복잡해 지며 대부분의 태양광 발전장치의 특성상 야외에 노출이 되어 빗물에 의해 손상이 되는 문제점이 있었다.

더불어 종래에는 태양광판을 이용하여 주택의 지붕에 설치하여 전기를 생산함에 있어서 지붕에 고정되어 설치되므로 태양광선의 조사각도가 변함에 따라 발전효율이 떨어지고 태양광판을 설치하는 면적에 한계가 있고 발전용량의 한계를 가져올 수 밖에 없었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 간단히 해소시킬 수 있도록 개발한 것이다.

본 발명의 상기의 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 과제 해결 수단을 제공한다.

내부에 태양전지판이 삽입 고정되어, 지면에 대해 수직한 방향으로 병풍식으로 접을 수 있도록 형성된 복수의 프레임(10)과, 상기 복수의 프레임(10)이 접히는 각도를 자유롭게 변화하면서 고정되는 철재앵글(19)과, 상기 철재앵글(19)이 지면에 대해 회전가능하도록 부착되어 지지하는 타워(30)와, 상기 프레임(10)의 하측에 위치하도록 상기 철재앵글에 고정 설치되고 태양광을 반사시켜 상기 태양전지판으로 향하도록 하는 반사판(38)을 포함하고, 상기 복수의 프레임(10) 들은 힌지 결합을 통해 접히는 각도가 조절되고, 상기 복수의 프레임(10) 측면에는 고정구 체결구멍(15)이 복수개 형성되어 있고, 상기 고정구 체결구멍(15)에 체결되는 고정구(25)를 통해 상기 프레임(10)은 상기 철재앵글(19)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임(10)은 상기 고정구(25)가 체결되는 상기 고정구 체결구멍(15)의 위치에 따라 접히는 각도가 변화되는 것을 특징으로 한다.

상기 반사판(38)은 지면에 대하여 각도 조절이 가능하도록 상기 철재앵글(19)에 설치되는 폴대(37)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 힌지(14)로 연결된 접이식 프레임(10) 장치를 이용하므로 한번에 이동이 간편하고 병풍처럼 펼침과 동시에 설치가 용이하며 유지보수 비용이 적게든다.

본 발명은 간단히 타워(30)의 상단에 있는 회전링(35)을 통하여 태양광판이 포함된 프레임(10) 장치가 동시에 회전하므로 간단한 구성을 할 수 있다.

본 발명은 도로나 공원 또는 건물 주변의 세장형의 토지활용이 가능하고 개별적으로 설치할 경우 필요하지 않는 토지를 활용할 수 있어 토지이용률을 높일 수 있다.

본 발명을 통하여 태양광판이 포함된 프레임(10) 장치가 상기 타워(30)에 스러스트 하중구조로 설계되므로 견고하게 설치된다.

본 발명은 태양광의 방향에 따라 회전 및 각도조절이 되므로 발전효율의 증가를 가져온다.

본 발명은 태양광판이 포함된 프레임(10) 사이가 힌지(14)로 연결되고 틈이 생겨 바람이 빠져 나갈수 있도록 함으로써 바람에 대한 저항을 줄일 수 있다.

본 발명은 작은 면적 내에서 많은 수의 태양광판을 설치할 수 있고 반사판(38)을 이용하여 태양광 발전면적을 높이므로 발전량을 늘릴 수 있고 발전효율을 동시에 가져다 준다.

도 1은 본 발명의 태양광판이 포함된 태양광 프레임장치의 조립도이다.
도 2는 본 발명의 태양광 프레임장치에 고정구가 결합된 조립도이다.
도 3은 본 발명의 전체가 조립된 정면도이다.
도 4는 본 발명의 전체가 조립된 측면도이다.
도 5는 본 발명의 전체가 조립된 평면도이다.
도 6은 본 발명의 전체가 조립된 사시도이다.
도 7은 본 발명의 전체가 조립된 다른 각도에서 본 사시도이다.
도 8은 본 발명이 계절별 태양광 프레임지지장치의 고정방법을 나타내는 측면도이다.
도 9는 본 발명이 계절별 태양광 반사판의 각도조절방법을 나타내는 측면도이다.
도 10은 본 발명이 주택주변 및 가로에 설치한 일 예를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명이 임야 등 경사지에 설치한 일 예를 도시한 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 장치 및 구동방법을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 가장 기본적인 실시예는, 내부에 태양전지판이 삽입 고정되어, 지면에 대해 수직한 방향으로 병풍식으로 접을 수 있도록 형성된 복수의 프레임(10)과, 상기 복수의 프레임(10)이 접히는 각도를 자유롭게 변화하면서 고정되는 철재앵글(19)과, 상기 철재앵글(19)이 지면에 대해 회전가능하도록 부착되어 지지하는 타워(30)와, 상기 프레임(10)의 하측에 위치하도록 상기 철재앵글에 고정 설치되고 태양광을 반사시켜 상기 태양전지판으로 향하도록 하는 반사판(38)을 포함하고, 상기 복수의 프레임(10) 들은 힌지 결합을 통해 접히는 각도가 조절되고, 상기 복수의 프레임(10) 측면에는 고정구 체결구멍(15)이 복수개 형성되어 있고, 상기 고정구 체결구멍(15)에 체결되는 고정구(25)를 통해 상기 프레임(10)은 상기 철재앵글(19)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임(10)은 상기 고정구(25)가 체결되는 상기 고정구 체결구멍(15)의 위치에 따라 접히는 각도가 변화되는 것을 특징으로 한다.

상기 반사판(38)은 지면에 대하여 각도 조절이 가능하도록 상기 철재앵글(19)에 설치되는 폴대(37)에 고정되는 것을 특징으로 한다.

도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 본 발명의 접이식 태양광 프레임(10) 장치 구조에서 보듯이 태양광판의 사각으로 된 가장 자리에 프레임(10)이 감싸주는 형태로 부착이 되고 상기 프레임(10)이 상호 연결되기 위해서는 상기 태양광판을 둘러싸고 있는 프레임(10)은 고정구(25)와 힌지(14)를 포함하여 프레임(10)끼리 연결된다. 이렇게 함으로써 마치 병풍과 같은 형태의 태양광 프레임(10)장치를 구성한다.

도 3, 도4, 도5, 도 6, 도7에서 보는 바와 같이 상기 구성된 태양광 프레임(10)장치를 타워(30)에 설치하기 위해서 하나 이상의 태양광판은 태양광선을 향하게 하고 다른 하나 이상의 태양광판은 반사판(38)을 향하도록 하며 태양광판을 둘러싸고 있는 프레임(10)은 상기 타워(30)에 포함된 앵글에 고정된다. 상기 고정된 앵글의 하단부분에는 타워(30)의 회전링(35)과 동시에 고정될 수 있도록 반사판(38)이 상기 앵글과 폴더를 포함하게 되어 빛의 방향에 따라 각도와 회전을 조절한다.

상기 태양광 프레임(10)장치를 상기 타워(30)에 설치함에 있어서 상기 타워(30)는 회전 각도를 조절할 수 있도록 상기 타워(30)의 회전링(35)을 포함하도록 하고 상기 회전링(35)은 플레이트(42)에 연결되어 고정되고 상기 플레이트(42)는 상기 태양광 프레임(10)을 고정할 수 있는 철재앵글(19)에 고정된다. 이렇게 함으로써 태양광 프레임(10)장치는 타워(30)의 회전축을 기준으로 하여 태양광선에 따라 움직일 수 있도록 회전이 가능하다. 또한, 프레임(10)과 철재앵글(19)이 고정구에 연결되고 브라켓 앵글(17)과 상호 연결되어 구조적으로 견고하게 체결된다.

상기 태양광 프레임(10)장치를 타워(30)의 회전축을 중심으로 각도제어하기 위해서는 감속기가 내재된 서버모터를 타워(30)의 내부에 위치하도록 하고 가이드링(34)의 기어와 감속기의 기어가 맞물려 상기 프레임(10)장치를 회전시킨다.

이때, 서버모터를 제어하는 방법은 여러가지가 있을 수 있으나 본 발명에서는 발전효율을 위하여 컨트롤러에서 서보모터로 제어신호를 보내되 컨트롤러내의 프로그램에서 타이머에 의한 온오프 작동이 되도록 구현한다.

본 발명은 반사판(38)의 면적에 비례하여 추가적으로 태양광 전지판을 접이식 태양광장치로 구성하는 것이므로 타워(30)의 축을 중심으로 프레임(10)장치가 회전하여 움직임에 따라 동시에 회전운동하는 반사갓(38)을 포함하고 반사갓(38)을 통해 반사되는 빛의 방향은 태양광판을 향하게 된다.

상기 반사갓(38)은 외곽의 사이트에 설치되는 폴대(37)에 붙어 있게 되도록 하며 얇은 철판이나 박막형태의 알루미늄 재질을 사용하도록 함으로써 무게를 줄이고 반사효율이 좋도록 한다.

상기 타워(30)는 보강판(31)과 기초체결용 철판(32)을 포함하여 보강판(31)으로 지지되고 상기 기초체결용 철판(32)은 기초와 구조용 체결볼트(33)로 고정되어 타워(30)를 수직으로 고정한다.

도 8에서 보는 바와 같이 본 발명의 태양광지지장치의 고정방법은 본 발명에 포함된 상기 프레임(10) 연결장치와 상기 고정구(25)를 통하여 계절별 태양광 조사각도에 따라 다른 각도의 형태로 고정되게 설치하여 봄, 여름, 가을, 겨울별로 다르게 고정할 수 있도록 구성한다.

다른 방법으로는 도 9에서 보는 바와 같이 본 발명의 태양광지지장치의 고정방법을 일정하게 하고 반사판(38)의 각도를 조절함으로써 계절별 태양광선의 조사각도가 변함에 따라 반사각도를 다르게 할 수 있도록 하여 태양광판에 대하여 수직으로 빛을 조사하도록 한다.

도 10과 도 11에서 보는 바와 같이 상기와 같은 장치 및 방법으로 본 고안을 주택주변 및 가로에 설치하고 때로는 임야와 같은 경사지에도 설치할 수 있다.

이를 정리하면 다음과 같다.

본 발명은, 태양광판의 가장자리에 부착이 되는 프레임장치을 이용한 타워형 태양광발전장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 프레임으로 구성된 상기 프레임장치는 상기 프레임이 상호 연결되어 병풍식으로 접을 수 있도록 하는 힌지를 포함하고, 상기 프레임장치는 철재앵글과 고정앵글에 체결할 수 있도록 하는 고정구를 포함하고, 상기 철재앵글은 고정플레이트와 가이드링을 포함하고, 상기 고정플레이트는 회전링을 포함하고, 상기 회전링은 타워를 포함하고, 상기 타워는 보강판과 기초체결용 철판을 포함하고, 상기 철재앵글은 브라켓앵글을 포함하고, 상기 철재앵글은 폴대를 포함하고, 상기 폴대는 반사판을 포함하되, 상기 태양광 발전장치는 태양의 위치가 변함에 따라 각도가 조절이 가능하도록 상기 태양광 프레임장치를 상기 타워의 회전축을 중심으로 각도제어하기 위해 감속기가 내재된 서버모터를 상기 타워의 밑단부 내부에 위치하도록 하여 상기 가이드링의 기어와 상기 감속기의 기어가 맞물려 상기 프레임장치를 회전시키고 발전효율을 위하여 컨트롤러에서 서보모터로 제어신호를 보내어 컨트롤러내의 프로그램에서 타이머에 의한 온오프 작동이 되도록 구현하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양광 프레임 장치를 상기 철재앵글에 고정하기 위해서 상기 고정구의 위치를 바꾸어 계절별 태양광 조사각도에 따라 상기 태양광판에 대하여 수직으로 빛을 조사하도록 하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 태양광 프레임 장치를 상기 철재앵글에 일정하게 고정하고 상기 반사판의 각도를 계절의 변화에 따라 각도를 조절함으로써 계절별로 태양광선의 조사각도가 변함에 따라 반사각도를 다르게 할 수 있도록 하여 상기 태양광판에 대하여 수직으로 빛을 조사하도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 반사판은 굽힘이 가능하고 반사효율이 좋은 경면의 알루미늄재질로 된 것을 특징으로 한다.

상기 태양광발전장치는 하나 이상으로 설치하여 주택주변 이나 가로변, 임야 같은 경사지에 설치될 수 있다.

상기와 같이 본 발명을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 다양한 조합을 통해 당업자에 의해 응용이 가능하다.

10 : 프레임(10)
11 : 태양전지판 앞면(11)
12 : 태양전지판 뒷면(12)
14 : 힌지(14)
15 : 고정구 체결구멍(15)
17 : 브라켓 앵글
18 : 고정앵글(18)
19 : 철재앵글(19)
30 : 타워(30)
31 : 보강판(31)
32 : 기초체결용 철판(32)
33 : 고정볼트(41)(34)
34 : 가이드 링
37 : 폴대(37)
38 : 반사판(38)

Claims (3)

1. 내부에 태양전지판이 삽입 고정되어, 지면에 대해 수직한 방향으로 병풍식으로 접을 수 있도록 형성된 복수의 프레임(10)과,
   상기 복수의 프레임(10)이 접히는 각도를 자유롭게 변화하면서 고정되는 철재앵글(19)과,
   상기 철재앵글(19)이 지면에 대해 회전가능하도록 부착되어 지지하는 타워(30)와,
   상기 프레임(10)의 하측에 위치하도록 상기 철재앵글에 고정 설치되고 태양광을 반사시켜 상기 태양전지판으로 향하도록 하는 반사판(38)을 포함하고,
   상기 복수의 프레임(10) 들은 힌지 결합을 통해 접히는 각도가 조절되고,
   상기 복수의 프레임(10) 측면에는 고정구 체결구멍(15)이 복수개 형성되어 있고,
   상기 고정구 체결구멍(15)에 체결되는 고정구(25)를 통해 상기 프레임(10)은 상기 철재앵글(19)에 고정되는 것을 특징으로 하는,
   병풍식 태양광 발전장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 프레임(10)은 상기 고정구(25)가 체결되는 상기 고정구 체결구멍(15)의 위치에 따라 접히는 각도가 변화되는 것을 특징으로 하는,
   병풍식 태양광 발전장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 반사판(38)은 지면에 대하여 각도 조절이 가능하도록 상기 철재앵글(19)에 설치되는 폴대(37)에 고정되는 것을 특징으로 하는,
   병풍식 태양광 발전장치.
   

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