KR20140005878U - 태양광 경사 가변형 구조물 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양광 경사 가변형 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기에너지를 발생시키는 태양전지모듈과; 상기 태양전지모듈에 결합되며, 양측면 중앙부에는 외측으로 중심축이 돌출형성되는 태양광 모듈 프레임과; 상기 태양광 모듈 프레임의 양측면에 결합되어 상기 태양전지모듈과 태양광 모듈 프레임을 지지하는 다리 및 상기 다리의 상단에 결합되며 상기 중심축이 삽입될 수 있도록 끼움홈이 형성되는 지지부재로 구성되며, 상기 태양광 모듈 프레임의 틸팅각을 변화시킬 수 있도록 하는 틸팅 지지부와; 상기 태양광 모듈 프레임의 틸팅각을 변화시키기 위한 것으로, 상기 다리의 일측면에 결합되며 제1안내장공이 형성되는 제1기울기조절판과, 상기 제1기울기조절판과 대향되게 설치되며 제2안내장공이 형성되는 제2기울기조절판과, 상기 제1안내장공에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임의 측면에 힌지결합되는 제1지지링크 및 상기 제2안내장공에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임의 측면에 힌지결합되는 제2지지링크로 구성되는 각도 조절부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 경사 가변형 구조물에 관한 것이다.

Description

태양광 경사 가변형 구조물{SOLAR TRACKER}

본 고안은 태양광 경사 가변형 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기에너지를 발생시키는 태양전지모듈과; 상기 태양전지모듈에 결합되며, 양측면 중앙부에는 외측으로 중심축이 돌출형성되는 태양광 모듈 프레임과; 상기 태양광 모듈 프레임의 양측면에 결합되어 상기 태양전지모듈과 태양광 모듈 프레임을 지지하는 다리 및 상기 다리의 상단에 결합되며 상기 중심축이 삽입될 수 있도록 끼움홈이 형성되는 지지부재로 구성되며, 상기 태양광 모듈 프레임을 회동 가능하도록 지지하는 틸팅 지지부와; 상기 태양광 모듈 프레임의 틸팅각을 변화시키기 위한 것으로, 상기 다리의 일측면에 결합되며 제1안내장공이 형성되는 제1기울기조절판과, 상기 제1기울기조절판과 대향되게 설치되며 제2안내장공이 형성되는 제2기울기조절판과, 상기 제1안내장공에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임의 측면에 힌지결합되는 제1지지링크 및 상기 제2안내장공에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임의 측면에 힌지결합되는 제2지지링크로 구성되는 각도 조절부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 경사 가변형 구조물에 관한 것이다.

일반적으로, 태양전지모듈(이하, 태양전지판이라 통칭함)은 태양광 발전을 위한 필수적인 장비로서, 이 태양전지판은 태양으로부터 광을 가급적 많이 받아 전기로 변환하는 것을 주목적으로 하며, 이를 위해 다양한 모듈의 특성을 갖는 태양전지모듈이 개발되어 사용되고 있다.

이렇게 태양전지판의 자체적인 개발도 물론 중요하지만 태양전지판을 지지하는 거치대 역시 같은 기회에서 많은 태양광을 받기 위한 목적을 달성하기 위해 간과할 수 없는 핵심적인 구성요소이다.

소규모 가정용으로부터 대규모 발전용에 이르기까지 모듈을 위한 거치대 없이는 모듈의 적절하고 안전한 거치는 물론이고 태양광을 통한 전기발생의 최적화를 이룰 수가 없으며, 거치대의 설치비용은 태양광발전 시설 기계설비 원가의 10 내지 20%까지 영향을 주고 있는 만큼 중요한 요소로 자리매김하고 있다.

특히, 태양광발전은 태양전지판이 태양의 직사광선과 90도의 각도를 이루며 입사될 때 최대의 효율을 발생하게 되는데, 태양은 지구가 자전 및 공전을 함에 따라 각지역에서 관찰하는 태양위치가 매일 변하게 되어, 방위각으로는 1일을 기준으로 하여 동쪽에서 서쪽으로 이동을 반복하게 되고, 고도각으로는 365일을 기준으로 하여 남북방향으로 상호이동을 반복하게 된다.

따라서, 태양광발전의 최대의 효율을 위해선 태양추적장치가 태양을 따라서 방위각으로는 동쪽에서 서쪽으로 이동되고 고도각으로는 남북방향으로 실시간으로 이동되는 것이 바람직하나 각 사업자가 경제성과 발전효율성을 고려하여 태양전지 설치 시스템을 선택해야 하는 실정이다.

우선, 태양광발전소에 적용되고 있는 태양광 설치 시스템은 태양전지판을 경사지게 고정시켜 두는 고정식과, 트래커를 이용하여 태양의 움직임을 따라가는 추적식이 많이 개발되고 사용되어 왔다.

그러나, 태양광 발전기구의 설치 시스템 중 가장 일반적으로 적용되고 있는 고정식은 가장 저렴한 설치비용과 유지관리가 매우 용이한 장점이 있지만, 상기 태양전지판이 정해진 각도로 고정되어 있으므로 태양광을 효율적으로 집적하지 못해 발전효율이 가장 낮은 단점이 있다.

반면에, 추적형은 트래커가 동력을 이용하여 태양을 실시간으로 추적함으로써 발전효율을 극대화시키는 장점이 있으나, 태양을 자동으로 추적하는 데 있어 동력을 이용한 구동부가 구성되어야 하며 태양을 실시간 추적하는 프로그램이나 센서 등의 장치가 필수적으로 구성되어야 함에 따라 고가의 비용이 요구됨은 물론 유지관리가 필요하다는 단점이 있다.

따라서, 요즘에는 고정형과 추적형의 장점을 결합한 가변형 시스템이 개발 적용되고 있으며, 이는 대한민국 등록특허 제0734217호와 제0760043호 및 실용신안등록 제0436670호에 의해 공지된 바 있다.

상기한 선행기술을 살펴보면, 가변형 시스템의 장점인 대량생산과 부품의 운반이 용이하며 설치 후 태양의 위치에 따라 태양전지판의 각도를 조절할 수 있고, 가변형 시스템의 특징인 태양전지판을 탑재하고 경사각도를 수동으로 조절하여 유지하는 구조에 관한 것으로서 안정적인 지지구조와 용이한 조작방식에 관한 내용을 포함하고 있다.

하지만, 등록특허 제0734217호와 제0760043호의 경우 태양전지판의 경사각을 유지하도록 고정하는 부위가 최외각에 1개소로 한정되어 있어 풍압 등 외력에 대한 저항력이 부족한 단점이 있으며, 실용신안 제0436670호의 경우 구성부품이 세분화되어 있어 많은 조립시간 및 세심한 부품관리가 요구되며 태양전지판의 경사각 조절시 경사각 고정볼트를 분리하게 되면 태양전지판과 작업자의 충돌로 인한 안전사고 및 태양전지판의 파손의 위험성을 내포하고 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 태양광 추적장치의 구조를 단순화하여 설치비용을 감소시킴은 물론 계절변화에 따른 태양전지판의 각도조절에 따른 작업자의 안전성을 확보하고 편리성을 배가시킨 태양전지판의 각도 조절 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 전기에너지를 발생시키는 태양전지모듈과; 상기 태양전지모듈에 결합되며, 양측면 중앙부에는 외측으로 중심축이 돌출형성되는 태양광 모듈 프레임과; 상기 태양광 모듈 프레임의 양측면에 결합되어 상기 태양전지모듈과 태양광 모듈 프레임을 지지하는 다리 및 상기 다리의 상단에 결합되며 상기 중심축이 삽입될 수 있도록 끼움홈이 형성되는 지지부재로 구성되며, 상기 태양광 모듈 프레임을 회동 가능하도록 지지하는 틸팅 지지부와; 상기 태양광 모듈 프레임의 틸팅각을 변화시키기 위한 것으로, 상기 다리의 일측면에 결합되며 제1안내장공이 형성되는 제1기울기조절판과, 상기 제1기울기조절판과 대향되게 설치되며 제2안내장공이 형성되는 제2기울기조절판과, 상기 제1안내장공에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임의 측면에 힌지결합되는 제1지지링크 및 상기 제2안내장공에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임의 측면에 힌지결합되는 제2지지링크로 구성되는 각도 조절부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 상기 제2안내장공은 상기 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 다단계로 설정할 수 있도록 복수의 위치결정홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 상기 제1기울기조절판과 제2기울기조절판은 상기 다리의 양측면에 서로 다른 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 경사 가변형 구조물.

또한, 본 고안은 전기에너지를 발생시키는 태양전지모듈과; 상기 태양전지모듈에 결합되며, 양측면 중앙부에는 외측으로 중심축이 돌출형성되는 태양광 모듈 프레임과; 상기 태양광 모듈 프레임의 양측면에 결합되어 상기 태양전지모듈과 태양광 모듈 프레임을 지지하는 다리 및 상기 다리의 상단에 결합되며 상기 중심축이 삽입될 수 있도록 끼움홈이 형성되는 지지부재로 구성되며, 상기 태양광 모듈 프레임을 회동 가능하도록 지지하는 틸팅 지지부와; 상기 태양광 모듈 프레임의 틸팅각을 변화시키기 위한 안내장공과 상기 태양광 모듈 프레임을 고정하기 위한 핀 고정홀이 형성되는 "∪"자형의 기울기조절판 및 상기 다리에 형성되며 상기 핀 고정홀에 삽입되는 고정핀으로 구성되는 각도조절부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에서 상기 핀 고정홀은 상기 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 다단계로 설정할 수 있도록 복수개로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안은 태양광 추적장치의 구조를 단순화하여 설치비용을 감소시킴은 물론 계절변화에 따른 태양전지판의 각도조절에 따른 작업자의 안전성을 확보하고 편리성을 증대시킨 장점이 있다.

도 1 내지 2는 본 고안의 일실시예에 따른 태양광 경사 가변형 구조물의 예시도.
도 3은 본 고안의 다른 실시예에 따른 태양광 경사 가변형 구조물의 예시도.

이하, 설명되는 실시 예들은 본 고안의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시 예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시 예들에 의해 본 고안의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시 예들과 같이 본 고안이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 고안은 아래 설명된 실시 예들을 통해 본 고안의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시 예는 본 고안의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고 이하 설명되는 실시 예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시 예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

상기와 같은 본 고안의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 고안에 따른 태양광 경사 가변형 구조물에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.

먼저, 본 고안에서 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 변경한다는 것은 태양광 모듈 프레임에 결합된 태양전지모듈의 경사각도를 조절한다는 것을 의미한다.

본 고안의 일실시예에 따른 태양광 경사 가변형 구조물은 크게 태양전지모듈(10)과, 상기 태양전지모듈에 결합되는 태양광 모듈 프레임(20)과, 틸팅 지지부(30) 및 각도 조절부(40)로 구성된다.

상기 태양전지모듈(10)은 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 바꾸는 것으로, 일반적으로 태양광 발전장치에 사용되는 것을 말한다.

상기 태양광 모듈 프레임(20)은 상기 태양전지모듈(10)이 결합되는 프레임으로써, 정방향의 단면의 형상이 작사각형상인 프레임으로 이루어지며, 양측면 중앙부에는 외측으로 중심축(21)이 돌출형성된다.

상기 태양광 모듈 프레임(20)은 상기 태양전지모듈(10)의 후면에 브라켓과 같은 고정구를 설치하여 체결구를 통해 고정되며, 필요에 따라 상기 태양전지모듈의 측면을 감싸는 형상으로 이루어져 태양전지모듈을 고정할 수도 있다.

상기 틸팅 지지부(30)는 상기 태양광 모듈 프레임의 양측면에 각각 결합되어 상기 태양전지모듈이 결합된 태양광 모듈 프레임의 전체하중을 지지하는 다리(31) 및 상기 다리의 상단에 결합되며, 상기 중심축(21)이 삽입될 수 있도록 끼움홈(33)이 형성되는 지지부재(32)로 구성되며, 상기 태양광 모듈 프레임(20)은 양측면에 형성된 중심축(21)을 통해 회전하면서 태양전지모듈(10)의 틸팅각을 변화시킨다.

상기 각도 조절부(40)는 상기 다리(31)의 일측면에 결합되며 길이방향을 따라 제1안내장공(42)이 형성되는 제1기울기조절판(41)과, 제1기울기조절판(41)과 대향되게 설치되며 길이방향을 따라 제2안내장공(44)이 형성되는 제2기울기조절판(43)과, 상기 제1안내장공(42)에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임(20)의 측면에 힌지결합되는 제1지지링크(45) 및 상기 제2안내장공(44)에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임(20)의 측면에 힌지결합되는 제2지지링크(46)로 구성된다.

상기 제2안내장공(44)은 상기 태양광 모듈 프레임(20)의 경사각도를 다단계로 설정할 수 있도록 복수의 위치결정홈(47)이 더 형성된다.

예를 들어, 상기 제2안내장공(44)에는 상기 태양광 모듈 프레임(20)의 경사각도를 30°로 유지하는 중간위치결정홈(47′)과, 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 45°로 유지하는 상단위치결정홈(47″) 및 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 15°로 유지하는 하단위치결정홈(47)이 형성될 수 있으며, 이러한 위치결정홈의 갯수나 형상은 본 고안의 권리범위에 한정되지 않는다.

상기 제2지지링크(46)는 상기 태양광 모듈 프레임(20)의 경사각도를 계절 또는 일조량에 따라 조절하는 역할을 하며, 상기 제2지지링크(46)의 일측 단부가 어느 하나의 위치결정홈에 삽입되면 상기 제2지지링크의 타측 단부가 상기 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 변화시키게 되고, 상기 제1지지링크(45)가 제1안내장공(42)을 따라 상승 또는 하강하면서 태양광 모듈 프레임(20)을 원하는 각도에 고정되도록 한다.

즉, 상기 제2지지링크(46)가 상단위치결정홈(47″)에 고정되면 상기 제1지지링크(45)의 일측 단부는 상기 제1안내장공(42)의 하단에 위치하게 되고, 반대로 상기 제2지지링크(46)가 하단위치결정홈(47)에 고정되면 상기 제1지지링크(45)는 상기 제1안내장공(42)의 상단에 위치하게 된다.

한편, 상기 제1기울기조절판(41)과 제2기울기조절판(43)이 상기 다리(31)의 양측면에 동일한 높이로 설치되면 상기 태양광 모듈 프레임(20)의 경사각도를 조절할 수 있는 범위가 제한되므로 상기 제1기울기조절판과 제2기울기조절판은 서로 다른 높이로 설치되는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 고안의 다른 실시예에 따른 태양광 경사 가변형 구조물에 대하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 다른 실시예에 따른 태양광 경사 가변형 구조물은 태양전지모듈(60)과, 상기 태양전지모듈에 결합되는 태양광 모듈 프레임(70)과, 상기 태양광 모듈 프레임의 틸팅각을 변화시키기 위한 틸팅 지지부(80) 및 각도 조절부(90)로 구성된다.

상기 태양전지모듈(60)은 태양의 빛 에너지를 전기에너지로 바꾸는 것으로, 일반적으로 태양광 발전장치에 사용되는 것을 말한다.

상기 태양광 모듈 프레임(70)은 상기 태양전지모듈(60)이 결합되는 프레임으로써, 정방향의 단면의 형상이 작사각형상인 프레임으로 이루어지며, 양측면 중앙부에는 외측으로 중심축이 돌출형성된다.

상기 태양광 모듈 프레임(70)은 상기 태양전지모듈(60)의 후면에 브라켓과 같은 고정구를 설치하여 체결구를 통해 고정되며, 필요에 따라 상기 태양전지모듈의 측면을 감싸는 형상으로 이루어져 태양전지모듈을 고정할 수도 있다.

상기 틸팅 지지부(80)는 상기 태양광 모듈 프레임의 양측면에 각각 결합되어 상기 태양전지모듈이 결합된 태양광 모듈 프레임의 전체하중을 지지하는 다리(81) 및 상기 다리의 상단에 결합되며, 상기 중심축이 삽입될 수 있도록 끼움홈(83)이 형성되는 지지부재(82)로 구성되며, 상기 태양광 모듈 프레임(70)은 양측면에 형성된 중심축(71)을 따라 회전하면서 태양전지모듈의 틸팅각을 변화시킬 수 있도록 한다.

상기 각도 조절부(90)는 상기 태양광 모듈 프레임의 틸팅각을 변화시키기 위한 안내장공(92)과, 상기 태양광 모듈 프레임을 고정할 수 있도록 상기 안내장공에 형성되는 핀 고정홀(93)이 "∪"자형의 기울기조절판(91) 및 상기 다리(81)에 형성되며 상기 핀 고정홀(93)에 삽입되는 고정핀(84)으로 구성된다.

상기 기울기조절판(91)의 양측 끝단은 상기 태양광 모듈 프레임(70)의 측면에 고정결합되며, 상기 태양전지모듈 및 태양광 모듈 프레임의 하중을 지지할 수 있도록 강성이 우수한 금속 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 핀 고정홀(93)은 상기 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 다단계로 설정할 수 있도록 복수개로 형성되며, 예를 들어 상기 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 30°로 유지하는 중간위치결정홈(93′)과, 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 45°로 유지하는 상단위치결정홈(93″) 및 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 15°로 유지하는 하단위치결정홈(93)으로 구성될 수 있으며, 이러한 핀 고정홀의 갯수나 형상은 본 고안의 권리범위에 한정되지 않는다.

본 고안의 다른 실시예에 따른 태양광 경사 가변형 구조물은 상기 고정핀을 상기 핀 고정홀에 삽입고정하여 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 조절할 수 있다.

상기와 같이 이루어지는 본 고안은 태양광 추적장치의 구조를 단순화하여 설치비용을 감소시킴은 물론 계절변화에 따른 태양전지판의 각도조절에 따른 작업자의 안전성을 확보하고 편리성을 증대시킨 장점이 있다.

10 : 태양전지모듈 20 : 태양광 모듈 프레임
21 : 중심축
30 : 틸팅 지지부 31 : 다리
32 : 지지부재 33 : 끼움홈
40 : 각도 조절부 41 : 제1기울기조절판
42 : 제1안내장공 43 : 제2기울기조절판
44 : 제2안내장공 45 : 제1지지링크
46 : 제2지지링크 47,47′,47″ : 위치결정홈
60 : 태양전지모듈 70 : 태양광 모듈 프레임
71 : 중심축
80 : 틸팅지지부 81 : 다리
82 : 지지부재 83 : 끼움홈
84 : 고정핀
90 : 각도 조절부 91 : 기울기조절판
92 : 안내장공 93,93′,93″ : 핀 고정홀

Claims (5)

1. 전기에너지를 발생시키는 태양전지모듈(10)과;
   상기 태양전지모듈(10)에 결합되며, 양측면 중앙부에는 외측으로 중심축(21)이 돌출형성되는 태양광 모듈 프레임(20)과;
   상기 태양광 모듈 프레임(20)의 양측면에 결합되어 상기 태양전지모듈과 태양광 모듈 프레임을 지지하는 다리(31) 및 상기 다리의 상단에 결합되며 상기 중심축이 삽입될 수 있도록 끼움홈(33)이 형성되는 지지부재(32)로 구성되며, 상기 태양광 모듈 프레임을 회동 가능하도록 지지하는 틸팅 지지부(30)와;
   상기 태양광 모듈 프레임(20)의 틸팅각을 변화시키기 위한 것으로, 상기 다리(31)의 일측면에 결합되며 제1안내장공(42)이 형성되는 제1기울기조절판(41)과, 상기 제1기울기조절판(41)과 대향되게 설치되며 제2안내장공(44)이 형성되는 제2기울기조절판(43)과, 상기 제1안내장공(42)에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임(20)의 측면에 힌지결합되는 제1지지링크(45) 및 상기 제2안내장공(44)에 일측이 삽입되고 타측이 상기 태양광 모듈 프레임(20)의 측면에 힌지결합되는 제2지지링크(46)로 구성되는 각도 조절부(40);
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 경사 가변형 구조물.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2안내장공은 상기 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 다단계로 설정할 수 있도록 복수의 위치결정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 경사 가변형 구조물.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1기울기조절판과 제2기울기조절판은 상기 다리의 양측면에 서로 다른 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 경사 가변형 구조물.
4. 전기에너지를 발생시키는 태양전지모듈과;
   상기 태양전지모듈에 결합되며, 양측면 중앙부에는 외측으로 중심축이 돌출형성되는 태양광 모듈 프레임과;
   상기 태양광 모듈 프레임의 양측면에 결합되어 상기 태양전지모듈과 태양광 모듈 프레임을 지지하는 다리 및 상기 다리의 상단에 결합되며 상기 중심축이 삽입될 수 있도록 끼움홈이 형성되는 지지부재로 구성되며, 상기 태양광 모듈 프레임을 회동 가능하도록 지지하는 틸팅 지지부와;
   상기 태양광 모듈 프레임의 틸팅각을 변화시키기 위한 안내장공과 상기 태양광 모듈 프레임을 고정하기 위한 핀 고정홀이 형성되는 "∪"자형의 기울기조절판 및 상기 다리에 형성되며 상기 핀 고정홀에 삽입되는 고정핀으로 구성되는 각도조절부;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 경사 가변형 구조물.
5. 제4항에 있어서, 상기 핀 고정홀은 상기 태양광 모듈 프레임의 경사각도를 다단계로 설정할 수 있도록 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 경사 가변형 구조물.

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