KR20100096669A

KR20100096669A - 기울기를 갖는 태양광 발전기의 지지구조

Info

Publication number: KR20100096669A
Application number: KR1020090015666A
Authority: KR
Inventors: 채준석
Original assignee: 채준석
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-09-02

Abstract

본 발명은 기울기를 갖는 태양광 발전기의 지지구조에 관한 것으로서, 지면으로부터 서로 높이가 다른 포스트(10)(11)가 구비되고, 각 포스트의 상부에 상면에 다수개의 받침프레임(32)의 배열로서 모듈판(40)이 설치된 프레임(30)의 양측이 회전가능하게 연결 설치된 태양광 발전기(100)에 있어서, 상기 각각 포스트(10)(11)상부에는 수직되는 브라켓(20)에 힌지축이 수평으로 설치되어 기울기를 갖는 프레임(30)으로부터 예각으로 설치되고, 상기 힌지축(21)의 중심선상으로부터 뒤틀림에 대한 회전 중심의 조심성이 조정되는 자동조심베어링(50)이 상기 프레임(30)의 양단측 지지브라켓(31)에 마련되어 상기 힌지축(21)으로부터 연결 설치된 것을 특징으로 하는바, 모듈판이 설치되는 프레임 양측 지지브라켓상에 자동조심베어링을 두어 포스트측으로부터 설치되 브라켓상의 힌지축에 대해 트랙킹 조정시 특히 기울기를 갖는 모듈판의 낮은 쪽으로 편중되는 하중으로 하여금 발생되는 뒤틀림을 보정하여 안정된 트랙킹 조정과 함께 힌지축으로부터 안정된 지지로 회전부위의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

태양광, 발전기, 힌지축, 자동조심베어링

Description

기울기를 갖는 태양광 발전기의 지지구조{Supporting structure of solar photovoltaics generator having a tilt}

본 발명은 태양광 발전기에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 태양광 발전기의 모듈판을 탑재하여 태양광에 따라 트랙킹되는 프레임을 지주프레임으로부터 일정 높이로 회전가능하게 지지하는 구조에 있어, 특히 기울기를 갖는 프레임의 트랙킹 조정시 힌지축으로부터 받는 하중을 프레임의 동작이 원활한 평행시와 마찬가지로 안정되게 지지하여 원활한 트랙킹 조정과 함께 회전부분의 손상을 방지할 수 있도록 한 기울기를 갖는 태양광 발전기의 지지구조에 관한 것이다.

화석에너지인 석유가 고갈되어가면서 점차 유가가 급등하고 있다. 이러한 문제를 해결하고자 대체 에너지원으로 태양에서 나오는 태양열을 축열하는 방식 혹은 전기로 변환하고자 하는 다양한 시스템들이 개발되어 사용되어 오고 있다.

태양에너지를 가장 효율적으로 흡수하기 위해서는 태양광과 모듈판이 가능한 수직으로 접하도록 하여야 한다. 이러한 수직으로 접하기 위한 방식이 광센서를 이 용하는 방식, 태양의 위치를 미리 계산하여 추적하는 방식, 센서와 프로그램을 병행하는 방식들이 개발되어 왔다.

방향제어를 위하여 사용되는 방식이 서버모터 및 엔코더 등의 고가의 장비를 이용하면서 대형이 아닌 소형발전 시스템에는 이들 장비 운영 에너지가 과도하게 소모되어 경제성이 크게 떨어지는 단점이 있다.

최근에는 기존의 복잡한 태양광 센서와 구동을 위한 제어부 등을 최소화하고자, 태양의 위치 추적을 날짜 정보로부터 계산하고, 설치 위치의 위도, 경도, 고도정보 등의 정보는 DGPS(Differential Global Positioning System)를 이용하여 최적의 태양광 방향을 추적할 수 있도록 하고 있다.

그 결과 복잡한 서보 모터의 제어와 센서로부터 정보 분석, 계산 등의 절차가 생략되어 간단하게 제어 가능하게 되었다.

의외로 상기와 같은 계산법에 의해 산정된 프로그램을 통해 태양광의 추적은 설계된 프로그램을 통해 일일 태양이 뜨고 지는 시간을 기준으로 그 위치를 계절별로 각각 효율적인 태양광 모듈 효과를 높이고 있는 태양광 발전기가 개시되어 있다.

이러한 태양광 발전기의 기본적인 구성을 살피면, 첨부된 도 1에서 도시된 바와 같다.

콘크리트 기초(110)에 포스트(120)가 세워지고, 포스트(120)의 상단에는 모듈판을 장착하기 위해 횡방향프레임(131)상에 받침프레임(132)이 다수개 직교되게 배열된 프레임(130)이 설치된다. 상기 태양광 발전기(100)는 프레임(130)이 포스 트(120)에 고정적으로 장착되는 고정식 타입과, 프레임(130)을 포함한 모듈판이 태양을 향하도록 제공되는 트랙킹장치(150)에 의해 모듈판(140)이 태양광을 따라 이동하는 단축식과, 모듈판(140)이 태양을 따라가도록 2개의 트랙킹장치(150, 160)서 이동되도록 한 양축식 동작구동형 발전기가 있다.

한편, 태양광의 일조량이 많은 남향인 경우에는 상기와 같이 단축타입의 태양광 발전기(100)가 설치되는바, 바람직하게 효과적인 태양광 모듈을 위해서는 첨부된 도 2에서 도시한 바와 같이, 양측에 높이차이가 각기 다른 포스트(10)(11)가 바닥면으로부터 고정 설치되고, 포스트(10)(11)의 상부에는 다수개의 받침프레임(32)이 등간격 배열된 프레임(30)이 설치되고, 그 상부에는 태양광을 흡수하기 위한 모듈판(40)이 설치된다. 상기 프레임(30) 및 모듈판(40)은 5~10도 기울기를 갖고 설치된다.

상기 프레임(30)의 양측은 회전축(31)이 연결 설치되고, 이 회전축(31)은 상기 포스트(10)(11)의 상부에 각각 마련된 축수부(12)(13)에 관통 설치되며, 원활한 회전을 위해 상기 회전축(31)을 수용하는 축수부에 부싱(B)이 각각 삽입 설치되는 구조로 설치된다.

상기 프레임(30)의 회전축에 대한 축수부(12)(13)는 상기 포스트(10)(11)의 상부로부터 프레임(30)의 경사각에 따른 회전축(31)을 받쳐 지지할 수 있도록 경사지게 설치된다.

그러나 상기와 같이 기울기를 갖게 설치된 태양광 발전기의 트랙킹 작동에 따라 다음과 같은 문제점이 발생하였다.

높이가 높은 포스트(10)와 낮은 포스트(11)에 기울기를 갖고 설치된 프레임(30)은 전반적으로 낮은 포스트(11)측에 지지된 프레임(30)의 축수부(13)와 하중이 편중되는 사례가 발생하게 된다.

이러한 발생은 더욱이 낮은 포스트(11)의 축수부(13)에 결합 설치된 프레임(30)의 회전축(31)이 부싱(B)으로부터 밀리거나, 하중을 가하기 때문에 낮은 쪽의 축수부에 프레임의 밀림현상이 발생하여 전반적인 모듈판및 프레임의 작동에 따른 회전에 간섭을 주는 문제점이 있거나, 심지어 축수부(13)에 휨 등과 같은 변형사례로 인해 전반적으로 태양광의 위치에 따라 시간별로 조정되는 모듈판(40)의 트랙킹 작용은 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 태양광 발전기의 모듈판을 탑재하여 태양광에 따라 트랙킹되는 프레임을 지주프레임으로부터 일정 높이로 회전가능하게 지지하는 구조에 있어, 특히 기울기를 갖는 프레임의 트랙킹 조정시 힌지축으로부터 받는 하중을 프레임의 동작이 원활한 평행시와 마찬가지로 안정되게 지지하여 원활한 트랙킹 조정과 함께 회전부분의 손상을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 지면으로부터 서로 높이가 다른 포스트가 구비되고, 각 포스트 상부의 상면에 다수개의 받침프레임(32)의 배열로서 모듈판이 설치된 프레임의 양측이 회전가능하게 연결 설치된 태양광 발전기에 있어서,

상기 각각 포스트상부에는 수직되는 브라켓에 힌지축이 수평으로 설치되어 기울기를 갖는 프레임으로부터 예각으로 설치되고, 상기 힌지축의 중심선상으로부터 뒤틀림에 대한 회전 중심의 조심성이 조정되는 자동조심베어링이 상기 프레임의 양단측 지지브라켓에 마련되어 상기 힌지축으로부터 연결 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양광 발전기에 있어, 모듈판이 설치되는 프레임 양측 지지브라켓상에 자동조심베어링을 두어 포스트측으로부터 설치되 브라켓상의 힌지축에 대해 트랙킹 조정시 기울기를 갖는 모듈판의 낮은 쪽으로 편중되는 하중으로 하여금 발생되는 뒤틀림을 보정하여 안정된 트랙킹 조정과 함께 힌지축으로부터 안정된 지지로 회전부위의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따라 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 4는 본 발명인 태양광 발전기를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 태양광 발전기를 도시한 정면도이며, 도 6은 도 5에서 프레임의 힌지축 연결 부분을 확대하여 도시한 정면도이다.

본 발명은, 지면으로부터 서로 높이가 다른 포스트(10)(11)가 구비되고, 각 포스트 상부의 상면에 다수개의 받침프레임(32)의 배열로서 모듈판(40)이 설치된 프레임(30)의 양측이 회전가능하게 연결 설치된 태양광 발전기(100)에 있어서,

상기 각각 포스트(10)(11)상부에는 수직되는 브라켓(20)에 힌지축이 수평으로 설치되어 기울기를 갖는 프레임(30)으로부터 예각으로 설치되고, 상기 힌지축(21)의 중심선상으로부터 뒤틀림에 대한 회전 중심의 조심성이 조정되는 자동조심베어링(50)이 상기 프레임(30)의 양단측 지지브라켓(31)에 마련되어 상기 힌지축(21)으로부터 연결 설치된 구조이다.

상기 자동조심베어링(50)은 자동조심작용(Self-Aligning operation)하는 것으로서, 이는 상기 힌지축(21)에 대해 항상 진원을 그리며 상대편 축과는 평행하게 자동으로 회전을 하도록 한 공지의 베어링부품으로, 통상적으로 베어링의 내륜은 2열의 궤도를 갖고, 외륜의 궤도는 구면을 이루고 있어, 구면의 곡률 중심은 베어링 중심과 일치하여 내륜, 보올 및 리테이너는 외륜에 대한 원만한 조심성을 부여할 수 있는 것으로서, 본 발명에 따른 자동조심베어링의 단면은 개략적으로 도시하기로 한다.

상기와 같이 프레임(30)의 회전부분에 대한 지지는 태양광을 따라 모듈판(40)의 트랙킹 조정에 있어, 프레임(30)의 양단측 지지프레임(31)으로부터 설치 된 상기 자동조심베어링(50)은 힌지축(21)에 대해 베어링 하우징의 결합에 대해 특히 낮은 쪽의 포스트(20)측에 설치된 힌지축(21)에 하중이 편중될 때 힌지축(21)의 중심으로부터 자동조심베어링(50)의 뒤틀림은 베어링 하우징 내면과 구면이 갖는 특성으로 하여금 힌지축에 대한 자동으로 조정되기 때문에 회전부분에 대한 안정적인 지지가 가능하다.

이와 같은 작용은, 기존의 부싱에 의존하여 지지되었던 프레임의 회전지지를 자동조심베어링을 적용으로서 모듈판의 트랙킹 조정의 원활한 동작구현과 함께 포스트측의 힌지축이 설치된 회전부분에 대한 손상을 방지할 수 있기 때문에, 이는 비교적 규모가 크고 기울기를 갖고 설치되는 태양광 발전기 운영에 더욱 효과적이다.

도 1은 일반적인 태양광 발전기를 도시한 사시도,

도 2는 종래 태양광 발전기를 도시한 정면도,

도 3은 도 2에서 프레임의 힌지축 연결 부분을 확대하여 도시한 정면도,

도 4는 본 발명인 태양광 발전기를 도시한 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 태양광 발전기를 도시한 정면도,

도 6은 도 5에서 프레임의 힌지축 연결 부분을 확대하여 도시한 정면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10,11: 포스트 20: 브라켓

21: 힌지축 30: 프레임

31: 지지브라켓 32: 받침프레임

40: 모듈판 50: 자동조심베어링

Claims

지면으로부터 서로 높이가 다른 포스트(10)(11)가 구비되고, 각 포스트의 상부 상면에 다수개의 받침프레임(32)의 배열로서 모듈판(40)이 설치된 프레임(30)의 양측이 회전가능하게 연결 설치된 태양광 발전기(100)에 있어서,

상기 각각 포스트(10)(11)상부에는 수직되는 브라켓(20)에 힌지축이 수평으로 설치되어 기울기를 갖는 프레임(30)으로부터 예각으로 설치되고, 상기 힌지축(21)의 중심선상으로부터 뒤틀림에 대한 회전 중심의 조심성이 조정되는 자동조심베어링(50)이 상기 프레임(30)의 양단측 지지브라켓(31)에 마련되어 상기 힌지축(21)으로부터 연결 설치된 것을 특징으로 하는 기울기를 갖는 태양광 발전기의 지지구조.