KR20230101550A

KR20230101550A - 태양광 패널 자동 세척기

Info

Publication number: KR20230101550A
Application number: KR1020210191740A
Authority: KR
Inventors: 송수진
Original assignee: 송수진
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2023-07-06

Abstract

본 발명은 태양광 패널 자동 세척기에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 태양광 패널에 설치되어 이동하면서 세척이 진행되도록 구성함으로써, 별도의 세척인력이 필요 없게 되어 노동력이 절감되는 태양광 패널 자동 세척기에 관한 것이다.

Description

태양광 패널 자동 세척기{The automatic cleaning equipment of solar panel}

일반적으로 태양에너지를 이용하는 방법은 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용하는 방법으로 구분된다. 태양열을 이용하는 방법은 태양에 의해 가열된 물 등을 이용하여 난방 및 발전을 하는 것이고, 태양광을 이용하는 방법은 태양의 빛을 이용하여 전기를 발생시키고 상기 발생된 전기로 각종 기계나 기구를 작동시키는 것으로, 통상 후자를 태양광 발전이라고 한다.

상술한 태양에너지를 이용하는 방법 중 태양광 발전은 광기전력 효과(photovoltaic effect)를 이용하여 전기를 발생시키는 것으로, 상기 광기전력 효과(photovoltaic effect)는 실리콘 결정 위에 n형 도핑을 하여 p-n 접합을 한 태양광 전지판에 태양광을 조사하면 광 에너지에 의해 전자-정공에 의한 기전력이 발생하게 되는 것이다.

이를 위하여 태양광을 집광하기 위한 태양전지(solar cell), 태양전지의 집합체인 태양광 모듈(photovoltaic module) 및 태양전지를 일정하게 배열한 태양광 어레이(solar array) 등이 요구된다. 예를 들어, 외부에서 빛이 태양광 모듈에 입사되면 p형 반도체의 전도대(conduction band)의 전자(electron)가 입사된 광 에너지에 의해 가전자대(valance band)로 여기되고, 이렇게 여기된 전자는 p형 반도체 내부에 한 개의 전자-정공쌍(electron hole pair; EHP)을 형성하게 되며, 이렇게 발생된 전자-정공쌍 중 전자는 p-n 접합 사이에 존재하는 전기장(electron field)에 의해 n형 반도체로 넘어가게 되어 외부에 전류를 공급하게 된다.

한편, 태양광 발전은 화석원료 등의 기존 에너지원과는 달리 지구 온난화를 유발하는 온실가스 배출, 소음, 환경파괴 등의 위험성이 없는 청정 에너지원이며 고갈의 염려도 없다. 또한 여타 풍력이나 해수력과 달리 태양광발전설비는 설치가 자유롭고 유지비용이 저렴하다는 장점을 갖는다.

하지만, 가장 널리 사용되고 있는 실리콘 태양전지의 경우 태양광 모듈의 온도가 올라갈 경우 1℃ 당 05%의 출력 감소가 발생한다. 이러한 특성에 따라 태양광 발전의 출력은 태양이 가장 긴 여름이 아닌 봄과 가을에 최고치를 기록한다.

이러한 온도 상승은 태양광 발전의 발전 효율을 저하하는 주요 원인이 되고 있다.

또한, 이러한 태양광 모듈은 태양 전지판에 황사, 악천후 등의 기상현상 등에 의해 오물이 쉽게 쌓일 수 있다는 단점을 갖는다. 태양광 모듈에 오물이 쌓일 경우 태양광 모듈은 광흡수율이 현저히 떨어지고, 결과적으로 발전효율 또한 저하될 수 있다.

또한, 겨울철에 비나 눈 등이 태양 전지판에 내릴 경우 발전효율의 저하가 발생할 수 있다. 이러한 오물, 눈, 비 등으로 인한 발전효율의 저하를 방지하기 위해서는 태양광 모듈을 주기적으로 세척할 필요가 있다.

이에 따라, 최근 들어 이러한 문제점을 해소하기 위한 태양광패널용 세척장치가 많이 개발되고 있는 추세에 있다. 종래기술로는 종래의 태양광패널용 세척장치로써는 한국공개특허 제10-2021-0052140호 '태양광 패널 청소기'가 개시되어 있으며, 상기 특허는 봉, 상기 봉의 후단에 연결되는 모터, 상기 모터에 연결되어 상기 모터에 의해 회전되는 브러시 및 전단에 구비되고 세정액이 주입되는 유입부 및 후단에 구비되어 상기 세정액을 상기 브러시로 분사하는 노즐부를 포함하는 급수호스를 포함한 기술을 개시하고 있다.

그러나, 이는 대규모의 태양광 발전시설의 태양광 패널을 청소하는데 많은 세척인력이 요구되며, 반복되는 동작으로 인해 세척인력의 피로도가 누적되는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 종래의 일반적인 태양광패널용 세척장치는 태양광 발전시설의 규모가 클수록 세척시간이 너무 오래 걸릴 수 밖에 없는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 태양광 패널에 설치되어 이동하면서 세척이 진행되도록 구성함으로써, 별도의 세척인력이 필요 없게 되어 노동력이 절감되는 태양광 패널 자동 세척기를 제공하는데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 태양광 패널 자동 세척기는 상면에 태양광 패널이 설치되되, 하측이 개방된 형태로 형성된 하우징; 상기 하우징 내부의 일측에 설치되되, 모터 및 기어박스가 마련된 구동부: 상기 구동부와 연결되어 태양광 패널 상면에서 전후방향으로 이동하도록 하는 이동부; 상기 하우징 내부에 설치되되, 상기 이동부의 상측에 형성된 프레임; 상기 프레임의 외측에 형성되어 세척수를 상기 태양광 패널 상면에 분사하는 분사관 및 상기 하우징 내부의 중앙에 형성되되, 외주면에 세척수단이 구비된 세척봉을 포함하여 상기 세척봉의 회전에 의해 상기 태양광 패널의 이물질을 제거하는 세척부; 상기 프레임의 외측에 형성되어 상기 태양광 패널의 세척이 완료되었을 때 작동을 자동으로 멈추게 하는 작동멈춤부 및 상기 하우징 내부에 설치되되, 타측에 설치되어 전력을 공급하고 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 이동부는, 상기 구동부 및 제어부 사이를 하측에서 연결하도록 형성되되, 상기 기어박스의 기어와 연결되어 회전하는 한 쌍의 이동봉 및 상기 이동봉의 양측에 형성되되, 상기 이동봉의 회전에 의해 구동하여 상기 태양광 패널 자동 세척기가 이동하도록 하는 이동휠 및 상기 구동부 및 제어부의 하측에 각각 한 쌍으로 형성되되, 상기 태양광 패널의 저면과 밀착되어 상기 태양광 패널 자동 세척기가 상기 태양광 패널에 지지되면서 이동하도록 하는 지지휠을 포함할 수 있다.

또한, 상기 프레임은, 상기 구동부 및 제어부 사이를 상측에서 연결하도록 형성된 한 쌍의 프레임바 및 상기 프레임바의 하면에 형성되어 하측의 이동봉이 관통되도록 연결된 다수개의 하면프레임을 포함할 수 있다.

또한, 상기 작동멈춤부는 상기 프레임바의 외면에 형성된 리미트 스위치 및 상기 리미트 스위치와 연결되되 끝단에 바퀴가 구비되어 상기 바퀴가 상기 태양광 패널 상면에 닿도록 형성된 바퀴부를 포함하고, 상기 태양광 패널 자동 세척기가 상기 태양광 패널의 끝부분에 도달할 경우 상기 바퀴에 의해 상기 리미트 스위치가 작동하여 상기 태양광 패널 자동 세척기의 작동을 멈추게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 한 쌍의 프레임바 사이에 설치되되, 내부에 배터리가 구비된 컨트롤 박스 및 상기 컨트롤 박스의 일단에 형성되되, 사용자가 설정값을 입력하는 조작수단 및 상기 배터리와 연결되어 상기 배터리의 상태를 표시해주는 모니터가 마련된 컨트롤 조작부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 태양광 패널 자동 세척기는 상기 하우징의 전후측에 형성되어 상기 태양광 패널의 세척력을 높이는 보조세척부를 더 포함하고, 상기 보조세척부는, 상기 하우징의 전면의 하측에 형성되어 상기 이동부의 전진방향을 따라 상기 태양광 패널 상면에 쌓인 큰 이물질을 제거하는 사전이물질제거부 및 상기 하우징의 후면의 하측에 형성되어 상기 태양광 패널 상면에 남아있는 물기를 제거하는 물기제거부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 세척수단은 스펀지, 길이가 짧고 부드럽고 유연한 연성재료로 형성된 제1 브러쉬 및 상기 제1 브러쉬보다 길이가 길고 강도가 강한 재료로 형성된 제2 브러쉬를 포함하고, 상기 스펀지, 제1 브러쉬 및 제2 브러쉬가 상기 세척봉의 외주면을 따라 구역이 나뉘어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 태양광 패널 자동 세척기는 상기 태양광 패널 상면에 부착된 이물질의 상태를 확인하여 세척강도를 조정하도록 세척조정부를 더 포함하고, 상기 세척조정부는, 상기 하우징의 외면에 길이방향을 따라 형성되어, 상기 태양광 패널 상면에 광을 조사하여 되돌아오는 반사광의 양 및 시간을 측정하는 감지센서 및 상기 감지센서를 통해 상기 태양광 패널의 이물질 상태를 판단하여 세척시간을 조절하는 자동세척제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 태양광 패널 자동 세척기는 태양광 패널에 설치되어 이동하면서 세척이 진행되도록 구성함으로써, 별도의 세척인력이 필요 없게 되어 노동력이 절감될 수 있다.

또한, 위에서 언급된 본 발명의 실시 예에 따른 효과는 기재된 내용에만 한정되지 않고, 명세서 및 도면으로부터 예측 가능한 모든 효과를 더 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기가 태양광 패널에 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 사시도.
도 3은 도 2의 저면사시도.
도 4는 도 2에서 하우징을 제외한 모습을 도시한 일부 투영 사시도.
도 5는 도 2에서 하우징을 제외한 모습을 도시한 회전사시도.
도 6은 도 5의 정면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 사시도.
도 8은 도 7의 일부 투영 회전사시도.
도 9의 (a) 및 (b)는 도 7의 물기제거부의 작동예시도.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 세척수단의 모습을 도시한 사시도.
도 11은 도 10의 측면도.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 모습을 도시한 저면사시도.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도 1 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

또한, 이하의 설명에서는 특별한 언급이 없는 한 도 1을 기준으로 전면을 향하는 방향을 '전방'이라 하고, 그 반대 방향을 '후방'이라 한다. 이에 따라 '좌측', '우측', '상방' 및 '하방'과 같은 방향을 지시하는 용어들은 상기 전방 및 후방을 기준으로 각각의 방향을 지시하는 것으로 정의한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기가 태양광 패널에 설치된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 사시도이고, 도 3은 도 2의 저면사시도이고, 도 4는 도 2에서 하우징을 제외한 모습을 도시한 일부 투영 사시도이고, 도 5는 도 2에서 하우징을 제외한 모습을 도시한 회전사시도이고, 도 6은 도 5의 정면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 태양광 패널(S)의 폭 방향 길이에 대응되게 형성되어 설치된 뒤, 전후방향으로 이동하면서 한 번에 태양광 패널(S)의 세척이 가능하도록 하고, 태양광 패널(S) 세척 시 세척되지 않는 부분을 최소화시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 하우징(10), 구동부(20), 이동부(30), 프레임(40), 세척부(50), 작동멈춤부(60) 및 제어부(70)를 포함할 수 있다.

하우징(10)은 본 발명의 태양광 패널 자동 세척기(1)의 나머지 구성들(20, 30, 40, 50, 60 및 70)를 수용하여 이들을 보호하고 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 하우징(10)은 상면에 태양광 패널(110)이 설치되되, 하측이 개방된 형태로 형성될 수 있다. 하우징(10)은 하측이 개방되어 이동부(30), 세척부(50) 및 작동멈춤부(60)가 작동되기 용이하다.

여기서, 태양광 패널(110)은 제어부(70)의 컨트롤 박스(71)에 수용된 배터리(710)와 연결되어 세척작업 중에도 태양광 패널 자동 세척기(1)에 전원을 공급할 수 있는 배터리(710)를 충전할 수 있어 작동시간이 늘어나고 전력이 부족하여 세척작업 도중에 멈추는 문제를 방지할 수 있다.

또한 하우징(10)은 소정의 길이를 갖도록 구성될 수 있으며, 단일 하우징으로 형성되거나 복수의 하우징이 조합을 이루어 형성될 수 있다. 바람직하게는 나머지 구성들(20, 30, 40, 50, 60 및 70)의 장착이 용이하도록 복수의 하우징이 조합을 이룰 수 있으며, 복수의 하우징은 상면하우징(11), 정면하우징(12), 후면하우징(13) 및 측면하우징(14)으로 구성될 수 있다.

여기서, 상면하우징(11)은 정면하우징(12) 및 후면하우징(13)에 조립되는 형태이거나 일체로 형성되는 것이 모두 가능할 수 있다.

또한, 정면하우징(12) 및 후면하우징(13)은 작동멈춤부(60)의 바퀴부(62)가 돌출되도록 외면에 홀이 형성될 수 있다.

측면하우징(14)은 'ㄷ'자 형태로 형성되어 상면하우징(11), 정면하우징(12) 및 후면하우징(13)과 연결될 수 있다. 측면하우징(14)은 외측면이 개방되도록 형성되어 컨트롤 조작부(72)가 외부로 노출되고 이에 사용자가 컨트롤 조작부(72)를 조작하도록 할 수 있다. 또한, 측면하우징(14)은 외측면에 한 쌍의 손잡이(140)가 형성되어 있어 사용자가 태양광 패널(S)에 태양광 패널 자동 세척기(1)를 설치 시 용이하도록 할 수 있다.

그러나, 상술한 복수의 하우징의 형태는 일례에 불과한 것으로, 상기에 한정되지는 않으며, 프레임의 구성은 다양하게 조성될 수 있다.

구동부(20)는 하우징(10) 내부의 일측에 설치되되, 모터(21) 및 기어박스(22)가 마련될 수 있다. 모터(21)는 기어박스(22)와 연결되어 있고, 기어박스(22)는 다수개의 기어가 맞물려 있는 상태로 구성되어 모터(21)의 작동에 따라 기어들이 회전할 수 있다.

또한, 기어박스(22)의 다수개의 기어는 각각 이동부(30)의 이동봉(31) 및 세척부(50)의 세척봉(52)과 연결되어 이들의 회전을 통해 태양광 패널(S) 상면에서 태양광 패널 자동 세척기(1)가 이동하면서 세척되도록 할 수 있다.

여기서, 모터(21) 및 기어박스(22)는 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 구동수단은 모두 사용 가능하다.

이동부(30)는 구동부(20)와 연결되어 태양광 패널(S) 상면에서 전후방향으로 이동하도록 할 수 있다. 이를 위해 이동부(30)는 이동봉(31), 이동휠(32) 및 지지휠(33)을 포함할 수 있다.

이동봉(31)은 구동부(20) 및 제어부(70) 사이를 하측에서 연결하도록 형성되되, 기어박스(22)의 기어와 연결되어 회전할 수 있다. 이동봉(31)은 한 쌍으로 형성될 수 있다. 이동봉(31)은 구동부(20)의 기어박스(22)와 연결되어 모터(21)의 작동에 의해 회전할 수 있으며, 제어부(70)의 컨트롤 조작부(72)의 내면에 형성되되, 회전이 가능하도록 결합될 수 있다. 이에 이동봉(31)은 양측에 형성된 이동휠(32)에 회전력을 전달하여 이동휠(32)이 회전하도록 할 수 있다.

이동휠(32)은 이동봉(31)의 양측에 형성되되, 이동봉(31)이 관통된 형 태양광 패널(S) 상면에 밀착되도록 형성되어 이동봉(31)의 회전에 의해 구동하여 태양광 패널 자동 세척기(1)가 이동하도록 할 수 있다. 이동휠(32)은 태양광 패널(S)의 수직방향으로 세워진 형태로 형성되되, 이동봉(31)이 관통하도록 형성될 수 있다.

지지휠(33)은 구동부(20) 및 제어부(70)의 하측에 각각 한 쌍으로 형성되되, 태양광 패널(S)의 저면과 밀착되어 태양광 패널 자동 세척기(1)가 태양광 패널(S)에 지지되면서 이동하도록 할 수 있다. 지지휠(33)은 태양광 패널(S)의 수평방향으로 회전되도록 형성되어 이동휠(32)의 회전에 의해 태양광 패널 자동 세척기(1)가 이동할 때 함께 회전할 수 있다.

프레임(40)은 하우징(10) 내부에 설치되되, 이동부(30)의 상측에 형성될 수 있다. 프레임(40)은 프레임바(41) 및 하면프레임(42)을 포함할 수 있다.

프레임바(41)는 구동부(20) 및 제어부(70) 사이를 상측에서 연결하도록 형성되어 하우징(10)을 지지하고, 이동부(30) 및 세척부(50)가 구동될 시 태양광 패널 자동 세척기(1)의 형태를 유지되면서 이동부(30) 및 세척부(50)가 이탈하는 것을 방지할 수 있다.

하면프레임(42)은 프레임바(41)의 하면에 일정길이를 가지도록 형성되되, 하측의 이동봉(31)이 관통되도록 연결될 수 있다. 하면프레임(42)은 이동봉(31)이 관통되도록 홀이 형성되되, 이동봉(31)의 직경보다 크게 형성되어 이동봉(31)이 제자리에서 회전하면서 지지되도록 할 수 있다.

이때, 이동봉(31)은 프레임바(41)의 하측에 형성되되, 수직방향으로 대응되도록 형성될 수 있다.

세척부(50)는 태양광 패널(S) 상면의 이물질을 제거하는 구성일 수 있다. 이를 위해 세척부(50)는 분사관(51) 및 세척봉(52)을 포함할 수 있다.

분사관(51)은 프레임(40)의 외측에 형성되어 세척수를 태양광 패널(S) 상면에 분사할 수 있다. 분사관(51)은 하면에 길이방향을 따라 노즐이 형성되어 태양광 패널(S) 표면 측으로 세척수를 분사할 수 있다. 또한, 분사관(51)은 전후방향으로 한 쌍으로 형성되어 세척수가 태양광 패널(S) 상면에 도포된 상태에서 세척부(50)가 지나가면서 이물질을 제거하도록 할 수 있다. 또한, 분사관(51)은 별도의 세척수 공급라인을 통해 세척수를 공급받을 수 있다.

세척봉(52)은 하우징(10) 내부의 중앙에 형성되되, 외주면에 세척수단(520)이 구비될 수 있다. 세척봉(52)은 모터(21)에 의해 회전하면서 세척수단(520)에 의해 태양광 패널(S) 상면의 이물질을 제거할 수 있다.

여기서, 세척수단(520)은 연질의 모를 구비하는 브러쉬로 구성될 수 있고, 융과 같은 부드러운 섬유포로 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정하지 않고, 태양광 패널(S)에 접촉하여 이물질을 닦아내면서 태양광 패널(S)을 손상시키지 않는 소재는 모두 사용 가능하다.

작동멈춤부(60)는 프레임(40)의 외측에 형성되어 태양광 패널(S)의 세척이 완료되었을 때 작동을 자동으로 멈추게 할 수 있다. 작동멈춤부(60)는 리미트 스위치(61) 및 바퀴부(62)를 포함할 수 있다.

리미트 스위치(61)는 프레임바(41)의 외면에 형성될 수 있다. 리미트 스위치(61)는 바퀴부(62)가 태양광 패널(S)의 종단에 도달했을 때 바퀴부(62)에 의해 온(on)이 되어 이동부(30) 및 세척부(50)가 더 이상 구동되지 않도록 할 수 있다. 또한, 태양광 패널 자동 세척기(1)가 사용자의 요구에 따라 전후방향으로 왕복이동하면서 세척을 진행할 경우, 리미트 스위치(61)는 태양광 패널(S)의 종단에 도달하여 멈추었다가 이동부(30) 및 세척부(50)를 구동시켜 방대방향으로 세척작업이 이루어지도록 할 수 있다.

바퀴부(62)는 리미트 스위치(61)와 연결되되 끝단에 바퀴가 구비되어 바퀴가 태양광 패널(S) 상면에 닿도록 형성될 수 있다. 바퀴부(62)는 이동부(30)의 이동방향을 따라 이동하다가 태양광 패널(S)의 종단에 도달하면 리미트 스위치(61)가 작동되도록 할 수 있다.

상기와 같은 구성에 의해, 작동멈춤부(60)는 태양광 패널 자동 세척기(1)가 태양광 패널(S)의 종단에 도달할 경우 바퀴에 의해 리미트 스위치(61)가 작동하여 태양광 패널 자동 세척기(1)의 작동을 멈추게 할 수 있다.

제어부(70)는 하우징(10) 내부에 설치되되, 타측에 설치되어 전력을 공급하고 구동을 제어할 수 있다. 제어부(70)는 컨트롤 박스(71) 및 컨트롤 조작부(72)를 포함할 수 있다.

컨트롤 박스(71)는 한 쌍의 프레임바(41) 사이에 설치되되, 내부에 배터리(710)가 구비될 수 있다. 컨트롤 박스(71)는 배터리(710)뿐만 아니라 태양광 패널 자동 세척기(1)가 구동되도록 충전단자, PCB, 무선통신모듈 등이 구비될 수 있다.

여기서 배터리(710)는 컨트롤 박스(71)에 구비된 충전단자를 통해 전력을 공급받아 충전될 수 있고 하우징(10)의 상면에 구비된 태양광 패널(110)에서 발전된 전력이 충전될 수도 있다. 배터리(710)의 전력은 태양광 패널 자동 세척기(1)의 각종 요소들이 구동하는데 이용될 수 있다.

컨트롤 박스(71)는 태양광 패널 자동 세척기(1)의 전원을 통제하고, 이동부(30) 및 세척부(50)의 작동 및 작동세기를 통제할 수 있다. 컨트롤 박스(71)는 모터(21)의 작동 및 작동세기를 제어하여 태양광 패널 자동 세척기(1)의 이동속도와 세척강도를 제어할 수 있다.

컨트롤 조작부(72)는 컨트롤 박스(71)의 일단에 외부에 노출되도록 형성되되, 조작수단 및 모니터(720)를 포함할 수 있다.

조작수단은 사용자가 설정값을 입력하는 구성일 수 있다. 조작수단은 별도로 복수의 조작버튼으로 형성될 수 있고 모니터(720)에서 표시되어 선택하는 형식으로 형성될 수도 있다. 그러나 이에 한정하지는 않는다.

여기서, 설정값은 외부의 단말기를 통해 무선통신으로 입력될 수 있다.

모니터(720)는 배터리(710)와 연결되어 배터리(710)의 상태를 표시할 수 있다. 모니터(720)는 사용자가 배터리(710)의 충전상태를 확인하여 전력을 충전하는 시기를 파악하도록 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 태양광 패널 자동 세척기(1)는 태양광 패널(S)의 상면에 지지휠(33)에 의해 지지되도록 설치되어 컨트롤 조작부(72) 또는 외부의 단말기를 통해 구동시키게 되면, 분사관(51)을 통해 세척수가 분사됨과 동시에 모터(21)가 구동하여 이동봉(31) 및 이동휠(32)이 회전하게 되고, 지지휠(33)이 회전하면서 전후방향으로 이동할 수 있다. 이때, 모터(21)의 구동에 의해 세척봉(52)도 회전하면서 태양광 패널(S) 상면의 이물질을 제거할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 사시도이고, 도 8은 도 7의 일부 투영 회전사시도이고, 도 9의 (a) 및 (b)는 도 7의 물기제거부의 작동예시도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 보조세척부(50)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 보조세척부(50)를 제외하고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.

따라서, 보조세척부(50)에 대해서만 자세하게 설명하기로 한다.

보조세척부(50)는 하우징(10)의 전후측에 형성되어 태양광 패널(S)의 세척력을 높일 수 있다. 이를 위해 보조세척부(50)는 사전이물질제거부(81) 및 물기제거부(82)를 포함할 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 사전이물질제거부(81)는 하우징(10)의 전면의 하측에 형성되어 이동부(30)의 전진방향을 따라 태양광 패널(S) 상면에 쌓인 큰 이물질을 제거할 수 있다.

여기서, 이물질은 태양광 패널(S) 상면에 놓여져 광흡수율을 떨어뜨려 발전효율을 저하시키는 것이라 할 수 있다. 이물질은 흙먼지, 모래먼지, 꽃가루, 황사, 조류배설물, 물때, 쓰레기, 화산재, 잡초, 낙엽 등이 있다. 상기와 같은 이물질 중 쓰레기, 잡초, 낙엽 등과 같이 상대적으로 크기가 큰 이물질은 세척작업을 할 때 하우징(10) 내부로 들어와 내부 구성에 끼어 고장의 원인이 될 수 있다. 특히, 큰 이물질이 이동부(30) 및 세척부(50)에 지속적으로 끼이게 되면, 태양광 패널 자동 세척기(1)의 구동이 어려울 수 있다. 또한, 하우징(10) 내부에 끼인 큰 이물질을 자주 청소해야 하는 불편함이 생길 수 있다.

이에 사전이물질제거부(81)는 정면하우징(12)의 외면에 형성되어 전진방향을 따라 큰 이물질들이 하우징(10) 내부로 들어가지 않도록 할 수 있다. 사전이물질제거부(81)는 하우징(10)의 길이방향을 따라 일정길이를 가지도록 형성되되, 하측으로 강성이 강하나 태양광 패널(S)에 손상을 주지 않는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

도 8을 참조하면, 물기제거부(82)는 하우징(10)의 후면의 하측에 형성되어 태양광 패널(S) 상면에 남아있는 물기를 제거할 수 있다. 물기제거부(82)는 세척부(50)가 지나간 자리의 물기를 제거하는 구성일 수 있다. 여기서 물기는 태양광 패널 자동 세척기(1)의 발전효율을 저하시키는 이물질일 수 있다.

물기제거부(82)는 태양광 패널 자동 세척기(1)의 후측에 형성되어 전측에서 세척작업이 진행된 뒤 세척부(50)에 의해 생긴 물기를 제거할 수 있다. 물기제거부(82)는 후면하우징(13)의 길이방향을 따라 일정길이를 가지도록 형성되되, 양측에 구동수단(820)이 구비되어 기울기를 조절할 수 있다. 물기제거부(82)는 구동수단(820)에 의해 태양광 패널(S)의 표면에 접촉하거나 표면에서 땔 수 있다.

구체적으로, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 물기제거부(82)는 구동수단(820)을 작동시켜 태양광 패널(S)측으로 이동하여 태양광 패널(S)의 물기를 제거할 수 있다. 또한, 태양광 패널 자동 세척기(1)가 왕복으로 세척작업을 할 경우, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 물기제거부(82)는 구동수단(820)을 작동시켜 태양광 패널(S)의 표면과 이격되도록 올라가고 태양광 패널 자동 세척기(1)가 이동하면서 세척작업이 진행되도록 할 수 있다. 그 다음 태양광 패널 자동 세척기(1)가 세척을 마무리하고자 할 경우, 다시 도 9의 (a)와 같이 물기제거부(82)는 태양광 패널(S)측으로 내려 태양광 패널(S)의 물기를 제거할 수 있다.

또한, 구동수단(820)은 모터가 사용될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술분야에서 통상적으로 사용하는 구동장치는 모두 가능하다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 보조세척부(50)를 통해 태양광 패널(S)의 큰 이물질을 사전에 제거하고 세척하고 물기를 제거하는 작업이 한번에 이루어져 태양광 패널(S)의 세척에 드는 시간과 비용을 절감하는 효과가 있다. 또한, 큰 이물질이 하우징(10)의 내부에 들어가는 것을 방지하여 고장을 방지하는 이점이 있다.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 세척수단의 모습을 도시한 사시도이고, 도 11은 도 10의 측면도이다.

도 10 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)의 세척수단(520)은 스펀지(5200), 제1 브러쉬(5201) 및 제2 브러쉬(5202)를 포함할 수 있다.

여기서, 세척수단(520)를 제외하고, 본 발명의 제3 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.

따라서, 세척수단(520)에 대해서만 자세하게 설명하기로 한다.

세척수단(520)은 스펀지(5200), 제1 브러쉬(5201) 및 제2 브러쉬(5202)를 포함할 수 있다. 스펀지(5200)는 부드럽고 다회용으로 사용할 수 있도록 내구성이 우수한 재질로 형성될 수 있다. 제1 브러쉬(5201)는 길이가 짧고 부드럽고 유연한 연성재료로 형성될 수 있다. 제2 브러쉬(5202)는 제1 브러쉬(5201)보다 길이가 길고 강도가 강한 재료로 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 세척수단(520)은 도 11과 같이, 스펀지(5200), 제1 브러쉬(5201) 및 제2 브러쉬(5202)가 세척봉(52)의 외주면을 따라 구역이 나뉘어 형성되어 태양광 패널(S)의 상면을 낮은 강도에서 높은 강도로 세척력을 형성하여 태양광 패널(S)의 손상을 방지할 수 있다.

구체적으로, 세척수단(520)은 회전하면서 스펀지(5200), 제1 브러쉬(5201) 및 제2 브러쉬(5202)의 순으로 태양광 패널(S)에 접촉하게 될 수 있다. 이때, 태양광 패널(S)은 다양한 종류의 이물질이 불규칙적으로 각기 다른 높이로 부착되어 있다. 이 상태에서 단일형태로 구성된 세척수단(520)은 처음부터 높은 강도로 태양광 패널(S)에 힘을 가할 수 있어 이물질 또는 세척수단(520)에 의해 태양광 패널(S)을 손상시킬 수 있다. 이에 세척수단(520)은 낮은 강도에서 높은 강도로 세척력을 가지도록 스펀지(5200), 제1 브러쉬(5201) 및 제2 브러쉬(5202)로 구성되어 태양광 패널(S)에 접촉하여 손상없이 세척할 수 있다.

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기의 모습을 도시한 저면사시도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 세척조정부(90)를 더 포함할 수 있다.

여기서, 세척조정부(90)를 제외하고, 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 상기에서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다.

따라서, 세척조정부(90)에 대해서만 자세하게 설명하기로 한다.

세척조정부(90)는 태양광 패널(S) 상면에 부착된 이물질의 상태를 확인하여 세척강도를 조정하도록 할 수 있다. 이를 위해, 세척조정부(90)는 감지센서(91) 및 자동세척제어부(70)를 포함할 수 있다.

감지센서(91)는 하우징의 외면에 길이방향을 따라 형성되어, 태양광 패널(S) 상면에 광을 조사하여 태양광 패널(S)의 상면에 쌓인 이물질의 상태에 따라 되돌아오는 반사광의 양 및 시간을 측정할 수 있다. 감지센서(91)는 반사광의 양 및 시간을 정확하게 측정하기 위해 태양광 패널(S)와 마주보도록 형성되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다.

자동세척조정부(90)는 감지센서(91)를 통해 태양광 패널(S)의 이물질 상태를 판단하여 세척시간을 조절할 수 있다. 구체적으로, 자동세척조정부(90)는 감지센서(91)로부터 반사광의 양 및 시간을 수신하여 기설정된 값과 비교하고 이물질의 상태를 판단하여 세척시간을 조정할 수 있다. 자동세척조정부(90)는 반사광의 양이 적거나 시간이 짧으면 이물질의 큰 것으로 판단하여 세척시간을 길게 조정할 수 있다.

여기서, 기설정된 값은 사용자가 미리 자동세척조정부(90)에 입력해놓은 이물질이 없을 때 태양광 패널(S)의 반사광 양 및 시간에 대한 값일 수 있다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 태양광 패널 자동 세척기(1)는 자동세척조정부(90)를 통해 실제 이물질의 상태에 따라 세척시간을 조정하여 세척작업을 하므로 태양광 패널(S)의 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

1 : 태양광 패널 자동 세척기
10 : 하우징
11 : 상면하우징
110 : 태양광 패널
12 : 정면하우징
13 : 후면하우징
14 : 측면하우징
140 : 손잡이
20 : 구동부
21 : 모터
22 : 기어박스
30 : 이동부
31 : 이동봉
32 : 이동휠
33 : 지지휠
40 : 프레임
41 : 프레임바
42 : 하면프레임
50 : 세척부
51 : 분사관
52 : 세척봉
520 : 세척수단
5200 : 스펀지
5201 : 제1 브러쉬
5202 : 제2 브러쉬
60 : 작동멈춤부
61 : 리미트 스위치
62 : 바퀴부
70 : 제어부
71 : 컨트롤 박스
710 : 배터리
72 : 컨트롤 조작부
720 : 모니터
80 : 보조세척부
81 : 사전이물질제거부
82 : 물기제거부
820 : 구동수단
90 : 세척조정부
91 : 감지센서
92 : 자동세척제어부
S : 태양광 패널

Claims

상면에 태양광 패널이 설치되되, 하측이 개방된 형태로 형성된 하우징;
상기 하우징 내부의 일측에 설치되되, 모터 및 기어박스가 마련된 구동부:
상기 구동부와 연결되어 태양광 패널 상면에서 전후방향으로 이동하도록 하는 이동부;
상기 하우징 내부에 설치되되, 상기 이동부의 상측에 형성된 프레임;
상기 프레임의 외측에 형성되어 세척수를 상기 태양광 패널 상면에 분사하는 분사관 및 상기 하우징 내부의 중앙에 형성되되, 외주면에 세척수단이 구비된 세척봉을 포함하여 상기 세척봉의 회전에 의해 상기 태양광 패널의 이물질을 제거하는 세척부;
상기 프레임의 외측에 형성되어 상기 태양광 패널의 세척이 완료되었을 때 작동을 자동으로 멈추게 하는 작동멈춤부 및
상기 하우징 내부에 설치되되, 타측에 설치되어 전력을 공급하고 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 태양광 패널 자동 세척기.
제1항에 있어서,
상기 이동부는,
상기 구동부 및 제어부 사이를 하측에서 연결하도록 형성되되, 상기 기어박스의 기어와 연결되어 회전하는 한 쌍의 이동봉;
상기 이동봉의 양측에 형성되되, 상기 이동봉의 회전에 의해 구동하여 상기 태양광 패널 자동 세척기가 이동하도록 하는 이동휠 및
상기 구동부 및 제어부의 하측에 각각 한 쌍으로 형성되되, 상기 태양광 패널의 저면과 밀착되어 상기 태양광 패널 자동 세척기가 상기 태양광 패널에 지지되면서 이동하도록 하는 지지휠을 포함하는 태양광 패널 자동 세척기.
제2항에 있어서,
상기 프레임은,
상기 구동부 및 제어부 사이를 상측에서 연결하도록 형성된 한 쌍의 프레임바 및
상기 프레임바의 하면에 형성되어 하측의 상기 이동봉이 관통되도록 연결된 다수개의 하면프레임을 포함하는 태양광 패널 자동 세척기.
제3항에 있어서,
상기 작동멈춤부는,
상기 프레임바의 외면에 형성된 리미트 스위치 및
상기 리미트 스위치와 연결되되 끝단에 바퀴가 구비되어 상기 바퀴가 상기 태양광 패널 상면에 닿도록 형성된 바퀴부를 포함하고,
상기 태양광 패널 자동 세척기가 상기 태양광 패널의 끝부분에 도달할 경우 상기 바퀴에 의해 상기 리미트 스위치가 작동하여 상기 태양광 패널 자동 세척기의 작동을 멈추게 하는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 자동 세척기.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 한 쌍의 프레임바 사이에 설치되되, 내부에 배터리가 구비된 컨트롤 박스 및
상기 컨트롤 박스의 일단에 형성되되, 사용자가 설정값을 입력하는 조작수단 및 상기 배터리와 연결되어 상기 배터리의 상태를 표시해주는 모니터가 마련된 컨트롤 조작부를 포함하는 태양광 패널 자동 세척기.
제1항에 있어서,
상기 태양광 패널 자동 세척기는,
상기 하우징의 전후측에 형성되어 상기 태양광 패널의 세척력을 높이는 보조세척부를 더 포함하고,
상기 보조세척부는,
상기 하우징의 전면의 하측에 형성되어 상기 이동부의 전진방향을 따라 상기 태양광 패널 상면에 쌓인 큰 이물질을 제거하는 사전이물질제거부 및
상기 하우징의 후면의 하측에 형성되어 상기 태양광 패널 상면에 남아있는 물기를 제거하는 물기제거부를 포함하는 태양광 패널 자동 세척기.
제1항에 있어서,
상기 세척수단은,
스펀지, 길이가 짧고 부드럽고 유연한 연성재료로 형성된 제1 브러쉬 및 상기 제1 브러쉬보다 길이가 길고 강도가 강한 재료로 형성된 제2 브러쉬를 포함하고,
상기 스펀지, 제1 브러쉬 및 제2 브러쉬가 상기 세척봉의 외주면을 따라 구역이 나뉘어 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 자동 세척기.
제1항에 있어서,
상기 태양광 패널 자동 세척기는,
상기 태양광 패널 상면에 부착된 이물질의 상태를 확인하여 세척강도를 조정하도록 세척조정부를 더 포함하고,
상기 세척조정부는,
상기 하우징의 외면에 길이방향을 따라 형성되어, 상기 태양광 패널 상면에 광을 조사하여 되돌아오는 반사광의 양 및 시간을 측정하는 감지센서 및
상기 감지센서를 통해 상기 태양광 패널의 이물질 상태를 판단하여 세척시간을 조절하는 자동세척제어부를 포함하는 태양광 패널 자동 세척기.