JP2017088166A

JP2017088166A - 水上太陽光発電装置

Info

Publication number: JP2017088166A
Application number: JP2016215414A
Authority: JP
Inventors: キム、ギョンホ; Gyong Ho Kim
Original assignee: Otos Co Ltd
Current assignee: Otos Co Ltd
Priority date: 2015-11-03
Filing date: 2016-11-02
Publication date: 2017-05-25
Also published as: KR101696668B1

Abstract

【課題】水上環境に影響を及ぼすことなく、簡単に組立て可能で、安定した組立て状態を長期間にわたって維持することができる水上太陽光発電装置を提供する。【解決手段】互いに離間して位置され、第１垂直部１１６、１２６と第２垂直部１１８、１２８とが等距離離間して形成される一対の浮力体１１０、１２０と、前記一対の浮力体の長手方向に等距離離間した位置にそれぞれ形成された貫通孔に挿入され、前記一対の浮力体を相互連結する連結パイプ１３０と、一端が前記第１垂直部の上部の所定位置に形成された嵌込溝に挿入され、長手方向の所定位置が前記第２垂直部の上部に支持される太陽電池板１４０とを有し、前記嵌込溝の一側面と、前記第２垂直部の上部面とには、それぞれ中心部に締結孔が形成され、前記締結孔には前記太陽電池板の長手方向の縁部上部面の所定位置を加圧、固定する締結具１５０がボルトにより締め付けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、水上太陽光発電装置に係るものであり、より詳しくは、河川、湖、貯水池、及びダムなどの水上に設置できる水上太陽光発電装置に関する。

太陽光発電装置は、太陽光を直接電気エネルギーに変える装置であり、多数の電池セルが直並列からなる多数個の太陽電池モジュールを支持台に固定することによって具現される。このような太陽光発電装置は、発電の過程で汚染物を全く発生することなく、しかも、資源枯渇の心配もないため、新しいエネルギー源として脚光を浴びている。

特に、近年、太陽電池モジュールの電気生産効率が上昇する一方で製造コストの下落によって、数百から数千個の太陽電池モジュールを用いてメガワット単位の発電容量を可能にする商業用太陽光発電団地の開発が多数進められている現状である。

このような太陽光発電は、同じ日照条件の下で発電施設の設置面積によって発電量が比例するため、発電施設の建設敷地の確保が非常に重要であるといえると共に、日照時間の確保が容易な平地確保の困難性、森林及び農耕地の破壊に関する議論、土地補償費などによる建設費用上昇などの問題点を解決するために貯水池、湖、河川、ダムなどのような水上に太陽光発電施設を構築するケースが増えつつある。

水上太陽光発電施設は、遊休地の水面上に太陽光発電施設を設置するので、設置スペースの有効活用を通じた国土の効率的利用が可能となる。韓国内の水面資源現況を見ると、１０大河川の流域面積は７４，６９７km²であり、このうち１％を太陽光発電に活用すると、７４ＧＷ容量の太陽光発電施設を建設することができる潜在的な可能性があり、韓国水資源公社が運営している１個のダムと始華(シファ)湖、農漁村公社の貯水池、自治団体の所有地などの公有水面の５％だけを活用しても約４,１７０ＭＷ規模の太陽光発電施設の建設が可能となるなど、開発の潜在力が豊富な分野である。

また、貯水地の水面は、地上より輻射熱が少なく、太陽電池モジュールの温度上昇による変換効率の低下を防止することができ、相対的に発電効率が高くなるという長所を有しており、水面上の発電施設を利用した日光遮断を通じて水質悪化の原因である富栄養化を減少させることから、水質浄化の効果がある。

しかし、水上太陽光発電施設は、陸上発電施設に比べて施設物が固定されていないため、波やうねりによる浸水の危険性、風による漂流の脅威が存在し、故障や破損が生じた場合、それに相応する措置が困難な特性があるため、通常的に設置される陸上太陽光発電モニタリングおよび管制システムを基にしてさらに浸水や漂流を誘発する気象状況に対する測定と発電システムの状態に対する確認及びそれに応じる適切な対応システムが必要となる。

したがって、過酷な水面状態でもモジュール結合体が安定した状態を維持し、貯水池の環境に影響を及ぼすことなく、手軽で容易に組み立てて設置することができ、工事費用の低減と工事期間の短縮など、水上太陽光発電施設の長所を生かすと共に、短所を解消することができる技術の開発が望まれている。

大韓民国特許第１０−１０２８９４４号明細書

本発明の目的は、海、川、湖または貯水池のような水上環境に影響を及ぼすことなく、迅速かつ簡単に組み立てることができるとともに、堅固で安定した組立て状態を長期間にわたって維持することができる水上太陽光発電装置を提供することにある。

本発明の一実施形態による水上太陽光発電装置は、互いに離間して位置され、第１垂直部と第２垂直部が等距離離間するように形成される一対の浮力体と、前記一対の浮力体の長手方向に等距離離間してそれぞれ形成される貫通孔に挿入され、前記一対の浮力体を互いに連結する連結パイプ、及び一端が前記第１垂直部の上部の所定位置に形成された嵌込溝に挿入され、長手方向の所定位置が前記第２垂直部の上部に支持される太陽電池板を有し、前記嵌込溝の一側面と、前記第２垂直部の上部面にはそれぞれ中心部に締結孔が形成され、前記締結孔には前記太陽電池板の長手方向の縁部上部面の所定位置を加圧、固定する締結具がボルトにより結合されており、前記浮力体は半割状に形成されている第１浮力体と第２浮力体とからなり、前記第１浮力体は、上部面の所定位置に備えられた前記第１垂直部と、一側面から突出形成され、下部面に結合突起が形成された第１結合部とを備える第１胴体部と、上部面の所定位置に備えられた前記第２垂直部と、一側面から突出形成され、上部面に前記第１結合部がスライド挿入するための結合溝が形成された第２結合部とを備える第２胴体部とからなり、前記第２浮力体は、上部面の所定位置に備えられた前記第１垂直部と、一端面から突出形成され、上部面に結合溝が形成された第１結合部とを備える第１胴体部と、上部面の所定位置に備えられた前記第２垂直部と、一側面から突出形成され、下部面に前記結合溝にスライド挿入するための結合突起が形成された第２結合部とを備える第２胴体部と、からなること特徴とする水上太陽光発電装置を提供する。

前記嵌込溝の一側面と、前記第２垂直部の上部面とに、前記締結孔が中心部に形成された載置溝が幅方向にそれぞれ形成されており、前記載置溝には前記太陽電池板の下部面を支持する支持プレートが載置される。

前記第１浮力体の一側面には少なくとも一つ以上の突起部が形成されており、前記第２浮力体の一側面には前記突起部が挿入する挿入部が少なくとも一つ以上形成される。

前記連結パイプの上に複数の位置固定具が備えられており、前記位置固定具は前記連結パイプに挿入された前記一対の浮力体の位置を固定する。

前記位置固定具は、半割状に形成された第１固定具と第２固定具とからなり、前記第１固定具と第２固定具のそれぞれの端部には鍔部が形成されており、互いに対向するそれぞれの面には互い違いに、前記第１固定具と前記第２固定具とが結合する際に嵌合する係止爪が形成される。

前記位置固定具は、内部に空間部が形成され、下部面には前記連結パイプの外周面に相応する半円状の載置部が形成された結合プレートと、前記連結パイプの外周面に相応する「U」字状からなり、両端部が前記結合プレートの上部面に等距離離間した位置に形成された結合孔に前記空間部を通過して挿入され、ナットにより締め付けられる結合環を含んで構成される。

前記一対の浮力体と前記太陽電池板とは、前記連結パイプ上に複数個配置させることにより、単位ユニットを構成する。

前記連結パイプに複数個の「Ｈ」型垂直バーが締結環により長手方向に沿って前記連結パイプに直交するように等距離離間して設けられ、前記「Ｈ」型垂直バーの長手方向に前記単位ユニットが複数個配置されることにより、単位モジュールを構成する。

前記「Ｈ」型垂直バーの長手方向の所定位置に前記連結パイプと平行に結合する「Ｈ」型水平バーが少なくとも二つ結合し、前記「Ｈ」型水平バーの端部には前記単位モジュールの一側に別の単位モジュールが結合できるように締結部材が設けられる。

前記締結部材は、前記「Ｈ」型水平バーの端部の両側面に一側面が位置するゴム連結板と、前記ゴム連結板の他側に少なくとも一つが位置されるステンレス鋼（ＳｔｅｅｌＵｓｅＳｔａｉｎｌｅｓｓ）材のプレートと、前記ゴム連結板と前記プレートとを前記「Ｈ」型水平バーに締め付ける締結ボルトとからなる。

本発明の実施形態によれば、海、川、湖または貯水池のような水上環境に影響を及ぼすことなく、迅速かつ容易に組み立てることができ、堅固で、安定した組立て状態を長期間に亘って維持することができる効果を奏する。

本発明の実施形態による水上太陽光発電装置の斜視図である。本発明の実施形態による水上太陽光発電装置の分解斜視図である。図２に示す浮力体の主要部を拡大して示した斜視図である。図２に示す浮力体の変形実施形態を示した斜視図である。図４に示す浮力体の変形実施形態を示した斜視図である。図５に示す浮力体の結合断面図である。図２に示す位置固定具の変形実施形態を示した分解斜視図である。本発明の実施形態による水上太陽光発電装置の使用状態図である。本発明の実施形態による水上太陽光発電装置の使用状態図である。本発明の実施形態による水上太陽光発電装置の使用状態図である。

以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳述する。説明において、図面に示す線の太さや構成要素の大きさ等は説明の明瞭性と便宜上、誇張して図示することもある。また、後述する用語は、本発明においての機能を考慮して定めた用語であって、使用者や運用者の意図または慣例によって変わることもある。このため、用語に対する定義は、本明細書の全般に亘った発明内容に基づいて定められなければならない。

図１は、本発明の実施形態による水上太陽光発電装置の斜視図、図２は、本発明の実施形態による水上太陽光発電装置の分解斜視図、図３は、図２に示す浮力体の主要部を拡大して示した斜視図、図４は、図２に示す浮力体の変形実施形態を示した斜視図、図５は、図４に示す浮力体の変形実施形態を示した斜視図、図６は、図５に示す浮力体の結合断面図、図７は、図２に示す位置固定具の変形実施形態を示した分解斜視図、図８乃至図１０は、本発明の実施形態による水上太陽光発電装置の使用状態図である。

図１乃至図１０を参照すると、本発明の一実施形態による水上太陽光発電装置１００は、一対の浮力体１１０、１２０、連結パイプ１３０、太陽電池板１４０を有する。

一対の浮力体１１０、１２０は、ＥＰＰ（ＥｘｐａｎｄｅｄＰｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）材質からなる。このような一対の浮力体１１０、１２０は、互いに離間して位置し、それぞれの上部面に第１垂直部１１６、１２６と、第２垂直部１１８、１２８とが等距離離間して突出形成される。

ここで、第１垂直部１１６、１２６の一側に上部面の複数個の滑り止め突起１１６ｂ、１２６ｂが形成された延長部１１６ａ、１２６ａが設けられており、この延長部１１６ａ、１２６ａは、作業者の通行のための踏み台及び架け橋の役割を奏する。

また、一対の浮力体１１０、１２０は、発泡成形時にその内部に補強用のワイヤ（図示せず）が挿入されることが望ましい。

また、一対の浮力体１１０、１２０の上部面に紫外線遮断剤を塗布することが望ましいが、これは一対の浮力体１１０、１２０が紫外線により劣化することを防止するためである。

前述した浮力体１１０、１２０は、図４を参照すると、それぞれ半割状から形成された第１浮力体１１２、１２２と第２浮力体１１４、１２４から構成することが可能であり、この場合、第２浮力体１１４、１２４の一側面には少なくとも一つ以上の突起部１１３、１２３が形成され、第１浮力体１１２、１２２の一側面には突起部１１３、１２３が挿入される挿入部（図示せず）が少なくとも一つ以上形成されることが望ましく、これにより、第１浮力体１１２、１２２と第２浮力体１１４、１２４とが相互結合する際に形成される結合部の水密性を向上することになる。

第１浮力体１１２、１２２と第２浮力体１１４，１２４とは、ＥＰＰ発泡成形時に成形性が向上するように、図５及び図６を参照すると、それぞれ第１胴体部１１２ａ、１２２ａ、１１４ａ、１２４ａと、第２胴体部１１２ｂ、１２２ｂ、１１４ｂ、１２４ｂとからなることが可能である。

この場合、第１浮力体１１２、１２２の第１胴体部１１２ａ、１２２ａは、上部面の所定位置に備えられた第１垂直部１１６、１２６と、一側面から突出形成され、下部面に結合突起１１５ａが形成された第１結合部１１５を備えており、第２胴体部１１２ｂ、１２２ｂは、上部面の所定位置に備えられた第２垂直部１１８、１２８と、一側面から突出形成され、上部面に前記結合突起１１５ａがスライド挿入するための結合溝１１９ａが形成された第２結合部１１９を備えるように構成される。

第２浮力体１１４、１２４の第１胴体部１１４ａ、１２４ａは、上部面の所定位置に備えられた第１垂直部１１６、１２６と、一側面から突出形成され、上部面に結合溝１１５ａ´が形成された第２結合部１１５´を備えており、第２胴体部１１４ｂ、１２４ｂは、上部面の所定位置に備えられた第２垂直部１１８、１２８と、一側面から突出形成され、下部面に前記結合溝１１５ａ´にスライド挿入するための結合突起１１９ａ´が形成された第２結合部１１９を備えるように構成される。

ここで、第１浮力体１１２、１２２と第２浮力体１１４、１２４が、それぞれ第１胴体部１１２ａ、１２２ａ、１１４ａ、１２４ａと第２胴体部１１２ｂ、１２２ｂ、１１４ｂ、１２４ｂとから構成されることは同様であるが、第１浮力体１１２、１２２の第１胴体部１１２ａ、１２２ａと第２胴体部１１２ｂ、１２２ｂとの間に形成された結合部Ｐ１と、第２浮力体１１４、１２４の第１胴体部１１４ａ、１２４ａと第２胴体部１１４ｂ、１２４ｂとの間に形成された結合部Ｐ２が噛み合うように形成されることによって、第１浮力体１１２、１２２と第２浮力体１１４、１２４とが互いに結合したとき、それぞれの結合部に側方向の外力が加わってもそれぞれの結合部が容易に分離されることがない。

連結パイプ１３０は、アルミニウム材からなり、一対の浮力体１１０、１２０の長手方向に等距離離間してそれぞれ形成された貫通孔１１０ａ、１２０ａに挿入されることにより、一対の浮力体１１０、１２０を相互連結する。

また、連結パイプ１３０の上には複数個の位置固定具１３２が備えられており、この位置固定具１３２は、連結パイプ１３０に挿入され、連結パイプ１３０上に位置した一対の浮力体１１０、１２０に形成された貫通孔１１０ａ、１２０ａに挿入されることにより、浮力体１１０、１２０が連結パイプ１３０の長手方向に移動することを防止する。

前述した位置固定具１３２は、半割状に構成された第１固定具１３４と第２固定具１３６とからなる。

第１固定具１３４と第２固定具１３６のそれぞれの端部には、鍔部１３４ａ、１３６ａが形成されており、互いに対向するそれぞれの面には係止爪１３４ｂ、１３６ｂが形成される。

この際、第１固定具１３４と第２固定具１３６のそれぞれの面に形成された係止爪１３４ｂ、１３６ｂは互い違いに形成することが望ましく、第１固定具１３４と第２固定具１３６とが結合するときに互い違いに形成されている係止爪１３４ｂ、１３６ｂが嵌合することによって、第１固定具１３４と第２固定具１３６との相互間のスリップ発生を防止することができる。

また、前述したように、図７を参照すると、位置固定具１３２´は、内部に空間部１３４ｂ´が形成されており、下部面に連結パイプ１３０の外周面に相応する半円状の載置部１３４ａが形成された結合プレート１３４´と、連結パイプ１３０の外周面に相応する「Ｕ」字状からなり、両端部が結合プレート１３４´の上部面に等距離離間して形成された結合孔１３４ｃ´に空間部１３４ｂ´を通過して挿入され、ナットＮにより締め付けられる結合環１３６´を含んで構成することも可能である。

太陽電池板１４０は、一端が第１垂直部１１６、１２６の上部所定位置に形成された嵌込溝１１７、１２７に挿入され、長手方向の所定位置が第２垂直部１１８、１２８の上部に支持される。

ここで、嵌込溝１１７、１２７の一側面と、第２垂直部１１８、１２８それぞれの中心部に締結孔Ｈが形成され、締結孔Ｈには締結具１５０がボルトＢにより結合される。

締結具１５０は、嵌込溝１１７、１２７に一端が挿入され、長手方向の所定位置が第２垂直部１１８、１２８の上部に支持された太陽電池板１４０の長手方向の縁部の上部面の所定位置を加圧して固定することで太陽電池板１４０が固定される。

また、嵌込溝１１７、１２７の一側面と、第２垂直部１１８、１２８の上部面には締結孔Ｈが中心部に形成された載置溝１６２が幅方向にそれぞれ形成され、この載置溝１６２には太陽電池板１４０の下部面を支持する支持プレート１６０が載置される。

さらに、第２垂直部１１８、１２８の上部面には、突出段１１８ａ、１２８ａが形成されており、この突出段１１８ａ、１２８ａは、第２垂直部１１８、１２８の上部面に載置される太陽電池板１４０の縁面を支持する。

一方、本発明の水上太陽光発電装置１００は、図８を参照すると、一対の浮力体１１０、１２０と太陽電池板１４０とを連結パイプ上に複数個配置させて単位ユニットとして構成することもできる。

つまり、連結パイプ１３０上に設けられた一対の浮力体１１０、１２０と、一対の浮力体１１０、１２０に設けられた一つの太陽電池板１４０を一つの個別ユニットとして構成し、このように構成した個別ユニットを連結パイプ１３０の長手方向に複数個設けることによって単位ユニット２００を構成する。

さらに、図９及び図１０を参照すると、前述したように構成された単位ユニット２００を縦方向に複数個配置した後、それぞれの単位ユニット２００に備えられた連結パイプに複数個の「Ｈ」型垂直バー２１０が締結環２１２により連結パイプ１３０の長手方向に沿って連結パイプ１３０に直交するように等距離離間して設けられることによって単位モジュール３００として構成することも可能である。

このように構成された単位モジュール３００の「H」型垂直バー２１０の長手方向の所定位置に連結パイプと平行に「Ｈ」型水平バー２２０を少なくとも二つ等距離離間して結合した後、「Ｈ」型水平バー２２０の端部に備えられた締結部材２３０を通じてまた別の単位モジュールを結合することも可能である。

この際、締結部材２３０は、「Ｈ」型水平バー２２０の端部の両側面に一側面が位置するゴム連結板２３２と、ゴム連結板２３２の他側に少なくとも一つが位置したステンレス鋼材のプレート２３４と、ゴム連結板２３２とプレート２３４を「Ｈ」型水平バー２２０に取り付けるための締結ボルト２３６とからなる。

したがって、本発明の一実施形態による水上太陽光発電装置によると、海、川、湖または貯水池などのような水上環境に影響を及ぼすことなく、迅速かつ簡単に組み立てて設置することができ、堅固で、安定した組立て状態を長期間に亘って維持することができる効果を奏する。

以上、添付図面に基づいて本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内において本発明を様々に変形、修正することができる。

１１０、１２０一対の浮力体
１１２、１２２第１浮力体
１１４、１２４第２浮力体
１１２ａ、１２２ａ、１１４ａ、１２４ａ第１胴体部
１１２ｂ、１２２ｂ、１１４ｂ、１２４ｂ第２胴体部
１１６、１２６第１垂直部
１１８、１２８第２垂直部
１３０連結パイプ
１３２位置固定具
１４０太陽電池板
１５０締結具
１６０支持プレート
２００単位ユニット
３００単位モジュール

Claims

互いに離間して位置され、第１垂直部と第２垂直部とが等距離離間して形成される一対の浮力体と、
前記一対の浮力体の長手方向に等距離離間してそれぞれ形成された貫通孔に挿入され、前記一対の浮力体を相互連結する連結パイプと、
一端が前記第１垂直部の上部の所定位置に形成された嵌込溝に挿入され、長手方向の所定位置が前記第２垂直部の上部に支持される太陽電池板と、を有し、
前記嵌込溝の一側面と、前記第２垂直部の上部面に、それぞれ中心部に締結孔が形成され、前記締結孔に前記太陽電池板の長手方向の縁部上部面の所定位置を加圧、固定する締結具がボルトにより結合されており、
前記浮力体は半割状に形成されている第１浮力体と第２浮力体とからなり、
前記第１浮力体は、上部面の所定位置に備えられた前記第１垂直部と、一側面から突出形成され、下部面に結合突起が形成された第１結合部とを備える第１胴体部と、上部面の所定位置に備えられた前記第２垂直部と、一側面から突出形成され、上部面に前記第１結合部がスライド挿入するための結合溝が形成された第２結合部とを備える第２胴体部と、からなり、
前記第２浮力体は、上部面の所定位置に備えられた前記第１垂直部と、一端面から突出形成され、上部面に結合溝が形成された第１結合部とを備える第１胴体部と、上部面の所定位置に備えられた前記第２垂直部と、一側面から突出形成され、下部面に前記結合溝にスライド挿入する結合突起が形成された第２結合部とを備える第２胴体部と、からなることを特徴とする水上太陽光発電装置。
前記嵌込溝の一側面と、前記第２垂直部の上部面に、前記締結孔が中心部に形成された載置溝が幅方向にそれぞれ形成されており、前記載置溝に前記太陽電池板の下部面を支持する支持プレートが載置されることを特徴とする、請求項１に記載の水上太陽光発電装置。
前記第１浮力体の一側面には少なくとも一つ以上の突起部が形成されており、前記第２浮力体の一側面には前記突起部が挿入される挿入部が少なくとも一つ以上形成されことを特徴とする、請求項１に記載の水上太陽光発電装置。
前記連結パイプ上には複数個の位置固定具が備えられており、前記位置固定具は、前記連結パイプに挿入された前記一対の浮力体の位置を固定することを特徴とする、請求項１に記載の水上太陽光発電装置。
前記位置固定具は、半割状に形成された第１固定具と第２固定具とからなり、前記第１固定具と前記第２固定具とのそれぞれの端部に鍔部が形成されており、互いに対向するそれぞれの面には、互い違いに、前記第１固定具と前記第２固定具とが結合するときに嵌合する係止爪が形成されることを特徴とする、請求項４に記載の水上太陽光発電装置。
前記位置固定具は、内部に空間部が形成され、下部面に前記連結パイプの外周面に相応する半円状の載置部が形成された結合プレートと、前記連結パイプの外周面と相応する「U」字状からなり、両端部が前記結合プレートの上部面に等距離離間して形成された結合孔に前記空間部を通過して挿入され、ナットにより締め付けられる結合環を含んで構成されることを特徴とする、請求項４に記載の水上太陽光発電装置。
前記一対の浮力体と前記太陽電池板とを前記連結パイプ上に複数個配置させ、単位ユニットとして構成することを特徴とする、請求項１に記載の水上太陽光発電装置。
前記連結パイプに複数個の「Ｈ」型垂直バーが締結環により長手方向に沿って前記連結パイプに直交するように等距離離間して設けられており、前記「Ｈ」型垂直バーの長手方向に前記単位ユニットが複数個配置され、単位モジュールを構成することを特徴とする、請求項７に記載の水上太陽光発電装置。
前記「Ｈ」型垂直バーの長手方向の所定位置には前記連結パイプと平行に結合する「Ｈ」型水平バーが少なくとも二つ結合しており、前記「Ｈ」型水平バーの端部には前記単位モジュールの一側に別の単位モジュールが結合することができるように締結部材が設けられることを特徴とする、請求項８に記載の水上太陽光発電装置。
前記締結部材は、前記「Ｈ型」水平バーの端部の両側面に一側面が位置するゴム連結板と、前記ゴム連結板の他側に少なくとも一つが位置したステンレス鋼（ＳｔｅｅｌＵｓｅＳｔａｉｎｌｅｓｓ）材のプレートと、前記ゴム連結板と前記プレートとを前記「Ｈ」型水平バーに締め付ける締結ボルトとからなることを特徴とする、請求項９に記載の水上太陽光発電装置。