(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光発電モジュールの積層に使用される太陽光発電モジュールの積層システムにおいて、
互いに離隔されて配置される第１支持台及び第２支持台と、
両端部がそれぞれ前記第１支持台及び第２支持台に結合され、前記太陽光発電モジュールが載置される複数の載置板と、を含み、
前記太陽光発電モジュールが、前記載置板に載置されて積層自在であり、
前記太陽光発電モジュールは、
ソーラーパネルが装着されるソーラーパネル部と、
前記ソーラーパネル部が載置される下支え板と、
前記ソーラーパネルを回転させる駆動部と、
前記下支え板が進退されるように、前記下支え板を摺動自在に支持するレール部と、
前記ソーラーパネルによって生産された電力を保存する蓄電池または直交流変換インバータが収納される収容空間部と、を含むことを特徴とする太陽光発電モジュールの積層システム。
【請求項２】
前記載置板に結合され、前記第１支持台及び第２支持台の間に垂直に配置され、前記第１支持台及び第２支持台の間の空間を分割する隔膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュールの積層システム。
【請求項３】
一端部が前記第１支持台に結合され、前記隔膜を貫通し、他端部が前記第２支持台に結合される補強部材を具備し、
前記補強部材には、前記第１支持台及び第２支持台に加えられる外力を吸収する緩衝部材が結合されたことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電モジュールの積層システム。
【請求項４】
前記ソーラーパネル部は、
太陽光発電を行うソーラーパネルと、前記ソーラーパネルが載置される支持板と、前記ソーラーパネルの上側を覆い、透明な材質からなる保護板と、を含み、
前記支持板の内部には、前記ソーラーパネルを冷却させる冷却配管が配置されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュールの積層システム。
【請求項５】
前記駆動部は、
前記ソーラーパネルが回転する動力を提供するモータと、前記モータから動力を提供されて回転し、前記下支え板に対して垂直に配置される回転軸と、前記回転軸の一端部に結合され、前記ソーラーパネルを斜めに支持する支持部材と、前記回転軸の他端部に結合され、前記回転軸と共に回転するギアと、前記ギアに噛み合い、前記下支え板が移動する進退方向と垂直の方向に移動する摺動バーと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュールの積層システム。
【請求項６】
前記レール部は、前記収容空間部の一端部から突出して結合され、前記収容空間部が、前記下支え板に載置されることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電モジュールの積層システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電モジュールの積層システムに係り、特に、太陽光発電モジュールの上下方向に空間活用度を高め、単位面積当たり発電効率を上昇させる太陽光発電モジュールの積層システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、環境にやさしいエネルギー資源として、さまざまな代替エネルギーが開発されており、太陽光発電は、そのうちでも注目される分野のうち一つである。太陽光発電は、発電コストに影響を与える燃料費が不要であるという長所がある。しかし、太陽光発電は、敷地費用、設置費用及び維持補修費用などの高コストが発生し、経済性が低い。
【０００３】
従来、太陽光発電は、太陽光を受光して発電を行うソーラーパネルを、一定範囲に配置する方式を採用する。具体的には、単層型であって、広い地域にソーラーパネルを配置する方式が使用される。大規模に、砂丘地域あるいは塩田地域に運用されたり、あるいは小規模に、建物の屋根に設置して運用される。ソーラーパネルについては、特許文献１に開示されている。従来の方式は、単層型に構成するので、単位面積当たり発電効率に限界があり、要求される発電量を得るために確保しなければならない敷地費用が相当に必要となるという短所がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国公開特許公報第２０１１−００８７１３４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであり、太陽光発電モジュールの上下方向に空間活用度を高め、単位面積当たり発電効率を上昇させる太陽光発電モジュールの積層システムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、太陽光発電モジュールの積層に使用される太陽光発電モジュールの積層システムにおいて、互いに離隔されて配置される第１支持台及び第２支持台と、両端部がそれぞれ前記第１支持台及び第２支持台に結合され、前記太陽光発電モジュールが載置される複数の載置板と、を含み、前記太陽光発電モジュールが、前記載置板に載置されて積層自在であることを特徴とする太陽光発電モジュールの積層システムを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による太陽光発電モジュール積層システムは、太陽光発電モジュールの上下方向に空間活用度を高め、単位面積当たり発電効率を上昇させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態による太陽光発電モジュールの積層システムの斜視図である。
【図２】本発明に採用された太陽光発電モジュールの斜視図である。
【図３】本発明に採用されたソーラーパネル部及び駆動部を図示した図面である。
【図４】本発明に採用された支持板を図示した図面である。
【図５】本発明に採用された下支え板及びレール部を図示した図面である。
【図６】本発明の実施形態による太陽光発電モジュール積層システムの使用状態図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明による太陽光発電モジュールの積層に使用される太陽光発電モジュールの積層システムにおいて、互いに離隔されて配置される第１支持台及び第２支持台と、両端部がそれぞれ前記第１支持台及び第２支持台に結合され、前記太陽光発電モジュールが載置される複数の載置板と、を含み、前記太陽光発電モジュールが、前記載置板に載置されて積層自在であることを特徴とする。
【００１０】
また、前記載置板に結合され、前記第１支持台及び第２支持台の間に垂直に配置されて前記第１支持台及び第２支持台の間の空間を分割する隔膜を含むことが望ましい。
【００１１】
また、一端部が前記第１支持台に結合され、前記隔膜を貫通し、他端部と前記第２支持台に結合される補強部材を具備し、前記補強部材には、前記第１支持台及び第２支持台に加えられる外力を吸収する緩衝部材が結合されたことが望ましい。
【００１２】
また、前記太陽光発電モジュールは、ソーラーパネルが装着されるソーラーパネル部と、前記ソーラーパネル部が載置される下支え板と、前記ソーラーパネルを回転させる駆動部と、前記下支え板が進退されるように、前記下支え板を摺動自在に支持するレール部と、前記ソーラーパネルによって生産された電力を保存する蓄電池または直交流変換インバータが収納される収容空間部と、を含むことが望ましい。
【００１３】
また、前記ソーラーパネル部は、太陽光発電を行うソーラーパネルと、前記ソーラーパネルが載置される支持板と、前記ソーラーパネルの上側を覆い、透明な材質からなる保護板と、を含み、前記支持板の内部には、前記ソーラーパネルを冷却させる冷却配管が配置されることが望ましい。
【００１４】
また、前記駆動部は、前記ソーラーパネルが回転する動力を提供するモータと、前記モータから動力を提供されて回転し、前記下支え板に対して垂直に配置される回転軸と、前記回転軸の一端部に結合され、前記ソーラーパネルを斜めに支持する支持部材と、前記回転軸の他端部に結合され、前記回転軸と共に回転するギアと、前記ギアに噛み合い、前記下支え板が移動する進退方向と垂直の方向に移動する摺動バーと、を含むことが望ましい。
【００１５】
また、前記レール部は、前記収容空間部の一端部から突出して結合され、前記収容空間部が前記下支え板に載置されることが望ましい。
【００１６】
以下、本発明による望ましい実施形態について、添付された図面を参照し、詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態による太陽光発電モジュールの積層システムの斜視図であり、図２は、本発明に採用された太陽光発電モジュールの斜視図である。図３は、本発明に採用されたソーラーパネル部及び駆動部を図示した図面であり、図４は、本発明に採用された支持板を図示した図面であり、図５は、本発明に採用された下支え板及びレール部を図示した図面である。図６は、本発明の実施形態による太陽光発電モジュール積層システムの使用状態図である。
【００１８】
まず、図１を参照すれば、本発明の一実施形態による太陽光発電モジュールの積層システムは、第１支持台１０、第２支持台２０及び載置板３０を含む。
【００１９】
前記第１支持台１０及び第２支持台２０は、互いに離隔されて配置され、太陽光発電モジュール２００を積層するための基本骨格を形成する。前記第１支持台１０は、複数の第１単位支持台１１が互いに積層されて形成される。前記第２支持台２０も、前記第１支持台１０と同様に、複数の第２単位支持台２１が互いに積層されて形成される。前記第１単位支持台１１及び第２単位支持台２１が所定の高さほど積層されるので、第１支持台１０及び第２支持台２０の高さは、容易に調節される。
【００２０】
図１に図示されているように、前記第１単位支持台１１及び第２単位支持台２１は、垂直に配置される複数の第１補強フレーム１２及び第２補強フレーム２２を具備する。前記第１補強フレーム１２及び第２補強フレーム２２は、前記第１単位支持台１１及び第２単位支持台２１が積層されるとき、第１単位支持台１１及び第２単位支持台２１を構造的に安定化させる。
【００２１】
前記載置板３０は、太陽光発電モジュール２００を載置するために具備される。前記載置板３０の両端部は、それぞれ、前記第１支持台１０及び第２支持台２０に結合される。すなわち、前記載置板３０の一端部は、第１支持台１０に結合され、他端部は、前記第２支持台２０に結合される。前記載置板３０は、前記第１支持台１０及び第２支持台２０の上下空間を水平に分割する役割を行い、前記載置板３０に、太陽光発電モジュール２００が載置されて積層される。
【００２２】
本実施形態による太陽光発電モジュール積層システムは、隔膜４０、補強部材５０、緩衝部材６０を具備する。
【００２３】
前記隔膜４０は、前記載置板３０に結合され、前記第１支持台１０及び第２支持台２０の間に垂直に配置される。前記隔膜４０は、前記第１支持台１０及び第２支持台２０の間の空間を分割する。すなわち、前記載置板３０は、第１支持台１０及び第２支持台２０の上下空間を水平に分割し、前記隔膜４０は、前記第１支持台１０及び第２支持台２０の間の空間を垂直に分割する。
【００２４】
図１を参照すれば、前記第１支持台１０及び第２支持台２０、載置板３０、隔膜４０によって４個の空間が区画され、前記太陽光発電モジュール２００が、各空間に配置される。前記隔膜４０は、前記載置板３０を支持し、本発明による積層システムを構造的に安定化させる。
【００２５】
前記補強部材５０は、一端部が、前記第１支持台１０に結合され、他端部が、前記第２支持台２０に結合され、前記隔膜４０を貫通する。本実施形態によれば、前記補強部材５０は、パイプ型によってなる。前記補強部材５０は、前記第１支持台１０及び第２支持台２０を連結し、外部から作用する外力または風圧に対して、本発明による積層システムを構造的に安定化させる。
【００２６】
前記緩衝部材６０は、前記補強部材５０に結合され、前記第１支持台１０及び第２支持台２０に外力が加えられるとき、外力を吸収するために具備される。前記緩衝部材６０は、内周面にネジ山が形成され、前記補強部材５０が両側から挿入されるように構成される。前記緩衝部材６０の内部には、衝撃吸収のためにスプリングなどが挿入されてもよい。
【００２７】
本実施形態によれば、前記第１支持台１０及び第２支持台２０は、下端部の長さ（図１で先後方向の長さ）と、上端部の長さとが同一に例示されているが、図１の例に限定されるものではない。例えば、前記第１支持台１０及び第２支持台２０の下端部の長さより、上端部の長さが短く構成されもし、そのような場合、側面視、前面部が斜めに傾くように構成されもする。
【００２８】
以下、本発明による太陽光発電モジュール積層システムに採用された太陽光発電モジュール２００について、図２ないし図４を参照して、具体的に説明する。
【００２９】
図２を参照すれば、本発明に採用された太陽光発電モジュール２００は、ソーラーパネル部７０、下支え板９０、駆動部８０(図３)、レール部１００及び収容空間部１１０を含む。
【００３０】
前記ソーラーパネル部７０は、ソーラーパネル７１、支持板７２、保護板７３を含む。
【００３１】
前記ソーラーパネル７１は、太陽光発電を行うパネルであり、すでに公知の構成を採用するので、その具体的な説明は省略する。
【００３２】
前記支持板７２は、前記ソーラーパネル７１を載置させるために設けられ、前記支持板７２の内部には、前記ソーラーパネル７１を冷却させる冷却配管７４が配置される。図４を参照すれば、前記冷却配管７４には、前記ソーラーパネル７１に冷却流体を流入させる流入配管７４１と、前記冷却配管７４を経由し、支持板７２の外部に冷却流体を排出させる排出配管７４２とが連結される。
【００３３】
前記流入配管７４１と排出配管７４２は、上下垂直方向に延長される。前記太陽光発電モジュール２００が、前記載置板３０に載置されて垂直に積層されるとき、前記流入配管７４１及び排出配管７４２は、各太陽光発電モジュール２００の冷却配管７４に連結されることにより、垂直に積層された太陽光発電モジュール２００について、前記流入配管７４１及び排出配管７４２を共通して活用することができる。
【００３４】
図１に図示されているように、上下方向に積層された前記太陽光発電モジュール２００が２列以上である場合、各列に配置される流入配管７４１を相互連結し、各列に配置される排出配管７４２を相互連結し、全体として１つの単一流路を形成することにより、冷却システムを効果的に運用することができる。
【００３５】
前記ソーラーパネル７１は、冷却は、空冷式または水冷式が使用される。太陽光発電において、ソーラーパネル７１の温度または電圧の変化は、太陽光発電容量に大きい影響を及ぼす。従って、前記ソーラーパネル７１が載置される支持板７２は、ソーラーパネル７１の載置と同時に、ソーラーパネル７１の過熱による発電効率低下の問題を効果的に解決する。
【００３６】
前記保護板７３は、前記ソーラーパネル７１の上側を覆うように配置され、透明な材質からなる。前記保護板７３は、太陽光が透過し、外部衝撃からソーラーパネル７１を保護する。前記保護板７３には、紫外線遮断フィルムを付着させて発電効率を向上させることができる。
【００３７】
前記下支え板９０は、前記ソーラーパネル７１が載置される部分である。前記ソーラーパネル７１は、後述する駆動部８０の回転軸８３（図３）の一端部に結合され、斜めに載置される。
【００３８】
前記駆動部８０は、前記ソーラーパネル７１を回転させるために設けられる。前記駆動部８０は、太陽軌跡を追跡する機能を行う。前記駆動部８０は、モータ８１と、回転軸８３と、支持部材８４と、ギア８５と、摺動バー８６とを含む。
【００３９】
前記モータ８１は、前記ソーラーパネル７１が回転する動力を提供する。前記回転軸８３は、前記モータ８１から動力を提供されて回転し、前記下支え板９０に垂直に配置される。本実施形態で、前記回転軸８３は、前記モータ８１のモータ軸８２とチェーンで連結されて回転し、正逆回動する。
【００４０】
前記支持部材８４は、前記回転軸８３の一端部に結合される。前記支持部材８４は、傾斜面が設けられ、前記ソーラーパネル７１を斜めに支持する。
【００４１】
前記ギア８５は、前記回転軸８３の他端部に結合され、前記回転軸８３と共に回転する。前記摺動バー８６は、前記ギア８５に噛み合って動作し、前記下支え板９０が移動する進退方向と垂直の方向に移動する。すなわち、前記回転軸８３は、正逆回動し、前記摺動バー８６は、直線運動する。図３に図示されているように、前記摺動バー８６は、ガイドバー８７に挿入されて案内される。
【００４２】
前記摺動バー８６は、隣接した太陽光発電モジュール２００に水平に延長される。図６を参照すれば、水平方向に５個の太陽光発電モジュール２００が配置される。前記摺動バー８６は、前記５個の太陽光発電モジュール２００にそれぞれ具備されたギア８５と連動するように水平に延長される。一方、図６は図示の便宜上、流入配管７４１及び排出配管７４２は、省略して図示した。
【００４３】
従って、図６に図示されているように、最右側に設けられた太陽光発電モジュール２００にモータ８１が具備され、該最右側に設けられた太陽光発電モジュール２００のモータ８１が駆動して回転軸８３が回転すれば、それとかみ合ったギア８５が回転しながら、前記摺動バー８６を直線運動させることにより、前記最右側に設けられた太陽光発電モジュール２００に隣接した太陽光発電モジュール２００も、同方向に回転するように構成される。
【００４４】
前記レール部１００は、前記下支え板９０を進退させるために設けられる。前記レール部１００に、前記下支え板９０が摺動自在に結合される。前記レール部１００は、後述する収容空間部１１０の一端部から突出して結合される。
【００４５】
図５を参照すれば、前記レール部１００は、第１レール１０１と、第２レール１０２とからなる。
【００４６】
前記第１レール１０１は、互いに離隔されて１対で具備され、前記第２レール１０２は、前記第１レール１０１の内側に結合される。前記下支え板９０は、前記１対の第１レール１０１の間に結合される。本実施形態で、前記レール部１００は、第１レール１０１と第２レール１０２とから構成されているが、前記下支え板９０の進退範囲を拡張させるため、第３レールを追加することも可能である。
【００４７】
前記第２レール１０２が、前記第１レール１０１の端部から突出自在に摺動されることにより、前記下支え板９０が前進される。前記第１レール１０１は、後述する収容空間部１１０に結合される。一方、前記下支え板９０の一端部には、取っ手９１が結合される。前記取っ手９１によって、前記下支え板９０が進退される範囲を調節することができる。
【００４８】
前記収容空間部１１０は、ソーラーパネル７１によって生産された電力を保存する蓄電池１１２または直交流変換インバータ１１１が収納される。また、前記収容空間部１１０には、前記太陽光発電モジュール２００を動作させるために必要な各種配線及び付加設備が収納される。前記収容空間部１１０は、前記載置板３０に載置される。前記収容空間部１１０に、配線、付加設備、蓄電池１１２またはインバータ１１１などを収納し、前記載置板３０に載置することにより、前記モータ８１は、ソーラーパネル部７０のみを回転させることが可能になる。従って、必要動力を最小限に減らすことができる。
【００４９】
太陽光発電モジュール２００によって生産された電力は、電力供給地に供給され、一部は、太陽光発電モジュール２００の駆動のために消費する。本発明による太陽光発電モジュールの積層システムは、太陽光発電モジュール２００を駆動のために必要となる電力を最小化し、電力供給効率を向上させることができる。
【００５０】
そのように、本発明による太陽光発電モジュール積層システムは、太陽光発電モジュール２００を上下方向に積層し、単位面積当たり太陽光発電効率を画期的に向上させる。従来の単層型太陽光発電システムを設置する場合にかかる相当な敷地費用を節減することができるという効果を提供する。
【００５１】
また、本発明による太陽光発電モジュール積層システムは、建物の屋根、建物の壁、平地などに自由に設置可能である。例えば、建物の屋上に垂直に設置し、高出力の発電が可能であり、建物の独立発電機能を十分に遂行することができるという効果を提供する。また、本発明は、砂丘地域や塩田地域のように、都心と遠く離れており、用地価格が相対的に廉価である地域に太陽光発電システムを設置し、送電しなければならないという太陽光発電の短所を克服することができる。
【００５２】
また、太陽光発電システムを設置するための構造材の使用量を低減させ、設置費用を低減させる。従来の単層型太陽光発電システムの場合、個別的に太陽光発電システムを支持する支持台を具備しなければならないところに比べ、垂直積層時に必要となる支持台の費用を節減する。
【００５３】
また、第１支持台１０及び第２支持台２０に結合された補強部材５０及び緩衝部材６０によって、外力が加えられたとしても、その構造が安定して維持される。
【００５４】
また、駆動部８０によって、太陽軌跡を追跡して発電することが可能であり、レール部１００によって、上下方向に積層された太陽光発電モジュール２００の相互干渉を最小化し、発電効率を上昇させることができる。
【００５５】
また、ソーラーパネル７１が載置される支持板７２は、冷却機能を同時に遂行し、過熱による発電効率の低下を事前に防止し、ソーラーパネル７１に結合される保護板７３は、ソーラーパネル７１を外部環境から保護し、ソーラーパネル７１の寿命を延長させるという効果を提供する。
【００５６】
また、本発明に採用された太陽光発電モジュール２００において、配線、蓄電池１１２、インバータ１１１及び各種設備が収容される収容空間部１１０を別途に具備し、載置板３０に載置することにより、ソーラーパネル部７０の重量を軽減し、前記ソーラーパネル部７０の駆動に必要となる電力を最小化し、太陽光発電で生産された電力が、供給地に供給される供給効率を画期的に向上させるという効果を提供する。
【００５７】
以上、本発明について、その望ましい実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範疇をはずれない範囲内で、さまざまな多くの変形が提供されるものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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