JP2013221394A - 太陽光パネルの支持構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光パネルの支持構造物を提供する。
【解決手段】建物の屋上の床面に垂直装着される複数個の前端支持フレーム１１０と、前端支持フレーム１１０より長さが長く、前端支持フレーム１１０と離隔して建物の屋上の床面に垂直装着される複数個の後端支持フレーム１２０と、複数個の前端支持フレーム１１０と複数個の後端支持フレーム１２０とをそれぞれ連結する複数個の縦フレーム１３０と、複数個の縦フレーム１３０とそれぞれ垂直交差するように、各縦フレーム１３０の上部に互いに離隔して装着される複数個の横フレーム１４０と、複数個の横フレーム１４０の上部に備えられ、太陽光を集光する複数個の太陽光パネル１５０と、太陽光パネル１５０を横フレーム１４０にクランピングさせるクランピング手段１６０と、を含む太陽光パネル１５０の支持構造物とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、太陽光パネルの支持構造物に係り、より詳細には、建物の屋上に設けられる太陽光を集光する太陽光パネルを支持及び固定させる太陽光パネルの支持構造物に関する。

特許文献１の背景技術を参照すると、化石燃料の大量使用による地球温暖化と環境破壊などによって気象異変が起こり、自然災害の被害規模が増加するにつれて、これを解消するための方便として、代替エネルギーの開発及び使用が活発に進められている。その中でも、無公害エネルギーでありながら経済性のある太陽エネルギー収集装置が脚光を浴びている。

太陽エネルギーを収集して用いる分野は、大きく２つに分けられる。１つは、太陽熱を収集して暖房や温水給湯に用いる太陽熱分野であり、他の１つは、シリコン半導体などで構成された太陽電池（Ｓｏｌａｒ Ｃｅｌｌ）に太陽光が入射されれば、電気が発生する現象（光電効果、Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｆｆｅｃｔ）を用いて電気を発電する太陽光発電分野である。創始期には、主に太陽熱を収集して暖房及び温水として用いる太陽熱分野についての研究及び商用化がなされ、最近、太陽電池関連技術の発達につれて、太陽光発電分野についての研究及び商用化が活発に進められている。

前記のように、太陽を用いて水を暖めるか、発電するためには、太陽熱または太陽エネルギーを収集する装置が必須であり、これを太陽光モジュールと称する。また、北半球に位置した韓国の地理的特性上、太陽が常に南側から出没するので、前記太陽光モジュールが太陽光を効果的に得るためには、地面で傾いた状態で設けられることが望ましく、そのために、別途の太陽光モジュール固定装置が提供される必要性がある。

図１は、従来の太陽光モジュール固定装置を示す図であり、従来の太陽光モジュール固定装置１０は、一般的に複数個の棒状の部材が結合されたフレームの形態で提供される。前記太陽光モジュール固定装置１０は、太陽光固定装置を地面から離隔して支持し、一端が設置面に固定される複数個の主支持棒１２と前記主支持棒１２に結合され、前記太陽光固定装置を固定するための補助支持棒１４とを含んでなる。

太陽光モジュールを傾斜して設置するために、前記複数個の主支持棒１２は、互いにその長さを異ならせて形成され、その下側端部は、設置面に固定される。前記のような太陽光固定装置は、一般的に建築物の屋上や屋根または地面に設けられることが一般的である。

しかし、従来の太陽光モジュール固定装置では、太陽光を集光する太陽光モジュールを傾いた補助支持棒１４の上部に固定させるために、ボルトのような締結手段を利用してきたが、ボルトのような締結手段を用いることによって、太陽光モジュールが毀損または破損される問題点、及び太陽光モジュールの固定に長時間がかかり、固定作業が不便である問題点があった。

大韓民国登録特許第１０−０８６８６８０号

本発明は、建物の屋上の床面に装着される前端支持フレームと後端支持フレームの上部に複数個の縦フレームと横フレームとが装着され、太陽光パネルを複数個の横フレームの上部にクランプ手段を用いて、太陽光パネルを損傷させず、簡便に固定して、太陽光パネルを建物の屋上の床面に固定させる太陽光パネルの支持構造物を提供するところにその目的がある。

本発明は、建物の屋上の床面に垂直装着される複数個の前端支持フレームと、前記前端支持フレームより長さが長く、前記前端支持フレームと離隔して建物の屋上の床面に垂直装着される複数個の後端支持フレームと、前記複数個の前端支持フレームと前記複数個の後端支持フレームとをそれぞれ連結する複数個の縦フレームと、前記複数個の縦フレームとそれぞれ垂直交差するように、前記各縦フレームの上部に互いに離隔して装着される複数個の横フレームと、前記複数個の横フレームの上部に備えられ、太陽光を集光する複数個の太陽光パネルと、前記太陽光パネルを前記横フレームにクランピングさせるクランピング手段と、を含む太陽光パネルの支持構造物を提供する。

本発明による太陽光パネルの支持構造物の各前端支持フレーム及び後端支持フレームは、中空の四角状であり、前記各前端支持フレーム及び後端支持フレームと前記縦フレームとが連結されるように結合させる垂直結合部をさらに含み、前記垂直結合部は、前記各前端支持フレーム及び後端支持フレームの上部に挿設され、第１締結ホールが形成された第１連結部材と、前記各縦フレームの下部面に装着され、前記第１締結ホールに対応する第２締結ホールが形成された第２連結部材と、前記第１締結ホール及び第２締結ホールに貫設して、前記第１連結部材と第２連結部材とを結合させる締結手段と、を含み、前記第１連結部材は、“Ｈ”字状を有し、前記前端支持フレーム及び後端支持フレームの上端から突出し、前記第１締結ホールが形成された突出部と、前記突出部の下部に備えられ、前記前端支持フレーム及び前記後端支持フレームの上部に挿入される挿入部と、を含み、前記第２連結部材は、“Ｔ”字状を有し、前記締結手段によって、前記縦フレームの下部に装着される装着部と、前記装着部の下部に備えられ、前記第１連結部材と連結されるように、前記第２締結ホールが形成された連結部と、を含みうる。

本発明による太陽光パネルの支持構造物は、次のような効果を有する。
第１に、複数個の横フレームの上部に備えられる太陽光パネルをクランプ手段を用いて、太陽光パネルを損傷させず、簡便に複数個の横フレームの上部に固定することができる。
第２に、太陽光パネルを複数個の横フレームの上部に固定させるクランプ手段が高さ調節が可能な可変型構造を有することによって、太陽光パネルの厚さに構わずに使われる。
第３に、太陽光パネルが、上部に備えられる複数個の横フレームの長さを、連結ピンを用いて簡便に延長させることができる。

従来の太陽光モジュール固定装置を示す図である。 本発明の一実施例による太陽光パネルの支持構造物を示す斜視図である。 図２に示された垂直結合部が前端支持フレーム及び後端支持フレームと縦フレームとに締結される状態を示す斜視図である。 図２に示された横フレームの斜視図である。 横フレームが連結されて長さが延びる状態を示す図である。 図２に示された端部クランプを示す斜視図である。 横フレームに装着された端部クランプが太陽光パネルを固定する状態を示す図である。 図２に示されたミドルクランプを示す斜視図である。 横フレームに装着されたミドルクランプが太陽光パネルを固定した状態を示す図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明による望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立って、本明細書及び特許請求の範囲に使われた用語や単語は、通常的に、または辞書的な意味として限定して解析されてはならず、発明者は、自分の発明を最も最善の方法で説明するために、用語の概念を適切に定義できるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に符合する意味と概念として解析しなければならない。

したがって、本明細書に記載の実施例と図面とに示された構成は、本発明の最も望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的思想をいずれも代弁するものではないので、本出願時点において、これらを代替しうる均等な変形例があり得るということを理解しなければならない。

以下、添付した図面を参照して、本発明による望ましい実施例を詳しく説明すれば、図２は、本発明の一実施例による太陽光パネルの支持構造物を示す斜視図であり、図３は、図２に示された垂直結合部の分解斜視図であり、図４は、図３に示された垂直結合部が結合されて前端支持フレーム及び後端支持フレームと縦フレームに装着される状態を示す図であり、図５は、図２に示された横フレームの斜視図であり、図６は、図２に示された端部クランプを示す斜視図であり、図７は、図２に示されたミドルクランプを示す斜視図であり、図８は、横フレームに装着された端部クランプが太陽光パネルを固定した状態を示す図であり、図９は、横フレームに装着されたミドルクランプが太陽光パネルを固定した状態を示す図である。

図２ないし図９を参照すると、本発明の一実施例による太陽光パネルの支持構造物１００は、複数個の前端支持フレーム１１０と、複数個の後端支持フレーム１２０と、複数個の縦フレーム１３０と、複数個の横フレーム１４０と、複数個の太陽光パネル１５０と、太陽光パネル１５０を横フレーム１４０の上部にクランピングするクランピング手段１６０と、を含む。

前記前端支持フレーム１１０と前記後端支持フレーム１２０は、建物の屋上の床面に垂直方向に装着され、前記前端支持フレーム１１０と前記後端支持フレーム１２０は、同じ個数の複数個で構成され、前記後端支持フレーム１２０は、前記前端支持フレーム１１０より長さが長く、前記各前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０は、中空の四角状を有することが望ましい。

前記縦フレーム１３０は、前記複数個の前端支持フレーム１１０と前記複数個の後端支持フレーム１２０とをそれぞれ連結する役割を果たし、前記縦フレーム１３０は、一般的な中空状の四角フレームが使われる。

前記縦フレーム１３０を中空状の四角フレームを使う理由は、前記縦フレーム１３０の重量を減少させるためであり、前記縦フレーム１３０の重量が減少することによって、複数個の前記縦フレーム１３０及び複数個の横フレーム１４０と複数個の太陽光パネル１５０、前記複数個の太陽光パネル１５０を複数個の横フレーム１４０の上部にクランピングするクランプ手段１６０を下部で支持する前記複数個の前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０に作用する荷重を減らすことができる。

前記各前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０と前記縦フレーム１３０は、垂直結合部１７０を用いて結合される。図３を参照すると、前記垂直結合部１７０は、第１連結部材１７２と第２連結部材１７４及び締結手段１７６とを含む。前記第１連結部材１７２は、前記各前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０の上部に挿設され、前記第２連結部材１７４は、前記各下部フレーム１３０の下部面に装着され、前記締結手段１７６は、前記第１連結部材１７２と前記第２連結部材１７４とを結合させる。前記締結手段１７６は、市中に広く流通するボルト１７６ａとナット１７６ｂとで構成されることが望ましい。

前記第１連結部材１７２は、前記各前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０の上端から突出する突出部１７２ａと、前記各前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０の上部に挿入される挿入部１７２ｂと、を含む。

前記第１連結部材１７２は、“Ｈ”字状を有し、前記突出部１７２ａと前記挿入部１７２ｂとの境界面には、外側に突出した係止突起１７２ｃが形成されることが望ましい。前記係止突起１７２ｃが形成されることによって、前記第１連結部材１７２が、前記各前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０に挿入されて突出する時、突出高が一定になり、前記突出部１７２ａには、前記締結手段１７６が挿入されて締結される第１締結ホール１７３が形成される。

前記第２連結部材１７４は、“Ｔ”字状を有し、ボルトＢを用いて前記縦フレーム１３０の下部に装着される装着部１７４ａと、前記装着部１７４ａの下部に備えられ、前記第１連結部材１７２と連結される連結部１７４ｂと、を含み、前記連結部１７４ｂには、前記締結手段が挿入される第２締結ホール１７５が形成される。

すなわち、前記各前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０の上端に挿入される第１連結部材１７２の突出部１７２ａに、前記各縦フレーム１３０の下部に装着された前記第２連結部材１７４の連結部１７４ｂが差し込まれ、前記突出部１７２ａに形成された第１締結ホール１７３と前記連結部１７４ｂに形成された第２締結ホール１７５に締結手段１７６のボルト１７６ａが挿入された後、第１締結ホール１７３と前記第２締結ホール１７５とを貫通したボルト１７６ａにナット１７６ｂが装着されることによって、前記各前端支持フレーム１１０及び後端支持フレーム１２０に、前記各縦フレーム１３０が装着される。

前記複数個の前端支持フレーム１１０と前記複数個の後端支持フレーム１２０とをそれぞれ連結する複数個の縦フレーム１３０の上部には、複数個の横フレーム１４０が、前記複数個の縦フレーム１３０とそれぞれ垂直交差するように装着され、複数個の前記横フレーム１４０は、互いに離隔して備えられる。

前記横フレーム１４０の本体部１４２には、後述する太陽光パネル１５０の上部でクランピングするクランプ手段１６０が挿入される挿入溝１４２ａが備えられ、前記挿入溝１４２ａの上部両端は、内側に折り曲げられて係止片１４２ｂが形成される。前記載置部１４４は、前記本体部１４２の両側面に外側に突出するように備えられ、前記載置部１４４には、太陽光を集光する太陽光パネル１５０が載置される。前記支持部１４６は、前記本体部１４２の下端両側面に外側に傾斜して突出するように備えられ、傾いた先端は、折り曲げられて折曲端１４６ａを形成し、前記折曲端１４６ａには、前記横フレーム１４０を前記縦フレーム１３０に装着するために、装着ホール１４６ｂが形成され、前記装着ホール１４６ｂに締結手段であるボルトＢが挿入されて、前記横フレーム１４０が、前記縦フレーム１３０に装着される。

前記各横フレーム１４０は、複数個の横フレーム１４０が連結されて長さが延び、前記横フレーム１４０の長さを延長させる時には、連結ピン１４８が利用され、前記連結ピン１４８の一端が、前記本体部１４２の挿入溝１４２ａに挿入され、突出した前記連結ピン１４８の多端に連結される前記横フレーム１４０の挿入溝１４２ａが挿入されることによって、それぞれの横フレーム１４０が連結されて長さが延びる。

前記複数個の横フレーム１４０の上部には、太陽光を集光する複数個の太陽光パネル１５０が備えられ、前記複数個の太陽光パネル１５０は、前記複数個の横フレーム１４０の上部にクランプ手段１６０によって固定される。前記太陽光パネル１５０は、一般的なものであって、それについての詳細な説明は省略する。

前記クランプ手段１６０は、前記複数個の縦フレーム１３０の両先端に装着される各横フレーム１４０の上部に備えられる太陽光パネル１５０を固定する端部クランプ１６１と前記複数個の縦フレーム１３０の中間部位に装着される各横フレーム１４０の上部に備えられる太陽光パネル１５０を固定するミドルクランプ１６５とで構成される。

図６と図７とを参照すると、前記端部クランプ１６１は、クランプ本体１６２と固定手段１６３とで構成される。前記クランプ本体１６２には、前記各横フレーム１４０の載置部１４４と接地する接地部１６２ａと、前記各横フレーム１４０の載置部１４４に載置された太陽光パネル１５０を固定する固定部１６２ｂと、前記各横フレーム１４０に固定するために、前記固定手段１６３が貫通する第１固定ホール１６２ｃと、が形成される。そして、前記固定手段１６３は、前記クランプ本体１６２を前記各横フレーム１４０に固定させる役割を果たす。

前記固定手段１６３は、固定ボルト１６３Ｂと固定ナット１６３Ｎとからなり、前記固定ボルト１６３Ｂは、前記クランプ本体１６２に形成された第１固定ホール１６２ｃを貫通する本体１６３ａと、前記本体１６３ａの下部に備えられ、前記横フレーム１４０の挿入溝１４２ａに挿入される係止部１６３ｂと、で構成され、前記固定ナット１６３Ｎは、前記クランプ本体１６２を貫通した前記本体１６３ａと締結される。

前記端部クランプ１６１によって、前記横フレーム１４０の載置部１４４に載置された太陽光パネル１５０を固定させる方法は、次の通りである。前記横フレーム１４０の載置部１４４に、前記太陽光パネル１５０を載置させた後、前記横フレーム１４０の挿入溝１４２ａに前記固定ボルト１６３Ｂの係止部１６３ｂを挿入する。前記固定ボルト１６３Ｂの本体１６３ａは、前記横フレーム１４０の係止片１４２ｂを通じて前記横フレーム１４０の外部に露出され、作業者は、露出された前記本体１６３ａを太陽光パネル１５０を固定させるための位置に移動させる。移動した前記本体１６３ａに第１固定ホール１６２ｃが形成された前記クランプ本体１６２を挿入した後、前記クランプ本体１６２を貫通した前記本体１６３ａに、前記固定ナット１６３Ｎを締結すれば、前記クランプ本体１６２の固定部１６２ｂが、前記太陽光パネル１５０を上部で固定する。

前記固定手段１６７は、前記端部クランプ１６１のクランプ本体１６２を前記横フレーム１４０に固定させる固定手段１６３とその構成が同一なので、それについての詳細な説明は省略する。

前記ミドルクランプ１６５によって、前記横フレーム１４０の載置部１４４に載置された太陽光パネル１５０を固定させる方法は、前記端部クランプ１６１によって、前記横フレーム１４０の載置部１４４に載置された太陽光パネル１５０を固定させる方法と同一なので、それについての詳細な説明は省略する。但し、前記ミドルクランプ１６５の本体１６６と前記端部クランプ１６１のクランプ本体１６２は、形状及び太陽光パネル１５０を一側で固定する点と両側で固定する点とで差別化され、前記端部クランプ１６１と前記ミドルクランプ１６５は、前記固定手段１６３、１６７によって高さ調節が可能な可変型構造を有する。

前記前端支持フレーム１１０と前記後端支持フレーム１２０との間には、ガイドフレーム１８０が装着され、前記ガイドフレーム１８０は、前記前端支持フレーム１１０と前記後端支持フレーム１２０とが荷重によって変形されることを防止し、荷重を分散させる役割を果たす。

したがって、複数個の横フレーム１４０の上部に備えられる太陽光パネル１５０をクランプ手段１６０を用いて、太陽光パネル１５０を損傷させず、簡便に複数個の横フレーム１４０の上部に固定し、太陽光パネル１５０を複数個の横フレーム１４０の上部に固定させるクランプ手段１６０が高さ調節が可能な可変型構造を有することによって、太陽光パネル１５０の厚さに関係なく使われ、太陽光パネル１５０が、上部に備えられる複数個の横フレーム１４０の長さを、連結ピン１４８を用いて簡便に延長させることができる。

本発明は、図面に示された実施例を参考にして説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されるべきである。

本発明は、太陽光パネルの支持構造物関連の分野に適用可能である。

１００：太陽光パネルの支持構造物
１１０：前端支持フレーム
１２０：後端支持フレーム
１３０：縦フレーム
１４０：横フレーム
１５０：太陽光パネル
１６０：クランプ手段
１７０：垂直結合部
１８０：ガイドフレーム

Claims (12)

1. 建物の屋上の床面に垂直装着される複数個の前端支持フレームと、
   前記前端支持フレームより長さが長く、前記前端支持フレームと離隔して建物の屋上の床面に垂直装着される複数個の後端支持フレームと、
   前記複数個の前端支持フレームと前記複数個の後端支持フレームとをそれぞれ連結する複数個の縦フレームと、
   前記複数個の縦フレームとそれぞれ垂直交差するように、前記各縦フレームの上部に互いに離隔して装着される複数個の横フレームと、
   前記複数個の横フレームの上部に備えられ、太陽光を集光する複数個の太陽光パネルと、
   前記太陽光パネルを前記横フレームにクランピングさせるクランプ手段と、
   を含む太陽光パネルの支持構造物。
2. 前記各前端支持フレーム及び後端支持フレームは、中空の四角状である請求項１に記載の太陽光パネルの支持構造物。
3. 前記各前端支持フレーム及び後端支持フレームと前記縦フレームとが連結されるように結合させる垂直結合部をさらに含み、
   前記垂直結合部は、
   前記各前端支持フレーム及び後端支持フレームの上部に挿設され、第１締結ホールが形成された第１連結部材と、
   前記各縦フレームの下部面に装着され、前記第１締結ホールに対応する第２締結ホールが形成された第２連結部材と、
   前記第１締結ホール及び第２締結ホールに貫設して、前記第１連結部材と第２連結部材とを結合させる締結手段と、を含む請求項１に記載の太陽光パネルの支持構造物。
4. 前記第１連結部材は、
   “Ｈ”字状を有し、
   前記前端支持フレーム及び後端支持フレームの上端から突出し、前記第１締結ホールが形成された突出部と、
   前記突出部の下部に備えられ、前記前端支持フレーム及び前記後端支持フレームの上部に挿入される挿入部と、を含む請求項３に記載の太陽光パネルの支持構造物。
5. 前記第２連結部材は、
   “Ｔ”字状を有し、
   前記締結手段によって、前記縦フレームの下部に装着される装着部と、
   前記装着部の下部に備えられ、前記第１連結部材と連結されるように、前記第２締結ホールが形成された連結部と、を含む請求項３に記載の太陽光パネルの支持構造物。
7. 前記各横フレームは、複数個の横フレームが連結ピンによって連結されて長手方向に延び、
   前記連結ピンは、前記本体部の挿入溝に挿入される請求項６に記載の太陽光パネルの支持構造物。
8. 前記クランプ手段は、
   前記複数個の縦フレームの両先端に装着される各横フレームに締結されて、前記各横フレームの上部に備えられる太陽光パネルを固定する端部クランプと、
   前記複数個の縦フレームの中間部位に装着される複数個の横フレームに締結されて、前記複数個の横フレームの上部に備えられる太陽光パネルを固定するミドルクランプと、を含む請求項１に記載の太陽光パネルの支持構造物。
9. 前記端部クランプは、
   前記横フレームと接地する接地部と前記横フレームの上部に備えられる前記太陽光パネルを固定する固定部とが形成され、前記横フレームに固定するために、第１固定ホールが形成されたクランプ本体と、
   前記クランプ本体を前記横フレームに固定する固定手段と、を含む請求項８に記載の太陽光パネルの支持構造物。
11. 前記固定手段は、
    前記端部クランプの第１固定ホールと前記ミドルクランプの第２固定ホールとを貫通する本体と前記本体の下部に備えられ、前記横フレームに挿入される係止部で構成される固定ボルトと、
    前記端部クランプのクランプ本体と前記ミドルクランプの本体とを貫通した前記固定ボルトと締結される固定ナットと、を含む請求項９または１０に記載の太陽光パネルの支持構造物。
12. 前記前端フレームと前記後端フレームとの間には、ガイドフレームが締結される請求項１に記載の太陽光パネルの支持構造物。