JP7054959B1 - 水上太陽光発電用浮遊構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】水上太陽光発電システムの周辺に発生し得る環境汚染の憂慮を払拭させるとともに、外力に対する抵抗性、耐久性が改善した水上太陽光発電用浮遊構造物を提供する。【解決手段】横方向に配列された少なくとも一つの主浮力体１０および少なくとも一つの補助浮力体２０を含み、縦方向に配列された２以上の単位ライン、主浮力体の底面が補助浮力体の底面より低く位置するように主浮力体および補助浮力体を連結する連結部材３０、および、隣接した単位ラインに含まれた２以上の補助浮力体を縦方向に連結する踏み台４０を含み、主浮力体および補助浮力体の少なくとも一末端はそれぞれこれらのうち２以上を締結するための第１締結部および第２締結部を含み、連結部材は支持部および支持部の両末端に備えられた第３締結部を含む水上太陽光発電用浮遊構造物を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、水上太陽光発電用浮遊構造物に関する。この作業は、大韓民国産業通商資源部から財源を与えられた韓国エネルギー技術評価院（ＫＥＴＥＰ）の再生可能エネルギーのコア技術のサポートを受けた（１４１５１６９１４３、２０２０３０４００１０２４０、「海上太陽光発電システムLCOE低コスト化のための部品素材の国産化開発と実証」）。

太陽電池は太陽の光エネルギーを電気エネルギーに転換する電気化学素子である。光電効果を利用して発電させる最小単位をセル（ｃｅｌｌ）といい、複数のセルを直列または並列に連結して電力を発生させるものを太陽光モジュールという。

太陽光発電所は、複数の太陽光モジュールを直列または並列に連結した状態で装着された構造物の集合体である。このような太陽光発電所は一般的に陸上に設置することになるが、これによって莫大な敷地の購入および施工費用が必要とされ、主に山を削って敷地として使うことになるため環境が破壊される。また、陸上に設置することになると、夏の時期には地熱によって太陽光モジュールが加熱されて太陽光モジュールが効果的に冷却され得ず、これは太陽光モジュールの発電効率を低下させる要因となる。

このような問題を解決するために、太陽光モジュールを湖、川、池、ダム、海洋などの水上に設置する水上太陽光発電システムが開発されている。このような水上太陽光発電システムは、浮漂とともに水面に設置される複数の太陽光モジュールが配置された複数の水上太陽光発電浮遊構造物を利用した発電システムである。

前記浮遊構造物は互いに堅固な状態で連結されなければならない。前記浮遊構造物は太陽光モジュールを固定した状態で水面に浮かんでいる太陽光モジュール固定用主浮力体と、前記主浮力体の浮力を補完し必要に応じて太陽光モジュールの周辺を作業者が移動できるように水面に設置される補助浮力体を含み、前記主浮力体および前記補助浮力体は所定の連結部材によって互いに連結され得る。

前記主浮力体および前記補助浮力体はそのうち一部が水に浸った状態を維持するため、連結された浮力体がなす内側空間には水が閉じ込められることになる。このような内側空間に閉じ込められた水は移動、流れ、循環などが遮断されるため、前記内側空間に流入した汚物が前記内側空間の外部に抜け出ずに停滞する問題があり、このような汚物が太陽光モジュールに付着する場合、エネルギー生産効率を低下させる問題がある。

また、水温が上昇する夏期の場合、太陽光モジュールの温度上昇および周辺の輻射熱の増加によって水上太陽光発電システムをなす浮力体の隣接部に緑藻が発生、深化する問題がある。

一方、このような太陽光発電システムが海上に適用される場合、湖、貯水池のような淡水に適用された場合に比べて、気候変化、波の強度、高さなどによって太陽光モジュールを支持する浮力体に印加される荷重が相対的に大きく増加し得、これに伴い、通常プラスチックまたは合成樹脂で製造された浮力体が波のような外部衝撃によって破損、損傷する恐れがあり、前記浮力体が大きく破損する場合、太陽光モジュールに提供される浮力、支持力が喪失されて太陽光モジュールが水没され得る。

本発明は前述した従来技術の問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、水上太陽光発電システムの周辺に発生し得る環境汚染の憂慮を払拭させるとともに、外力に対する抵抗性、耐久性が改善した水上太陽光発電用浮遊構造物を提供するものである。

本発明の一側面は、横方向に配列された少なくとも一つの主浮力体および少なくとも一つの補助浮力体を含み、縦方向に配列された２以上の単位ライン、前記主浮力体の底面が前記補助浮力体の底面より低く位置するように前記主浮力体および前記補助浮力体を連結する連結部材、および、隣接した前記単位ラインに含まれた２以上の前記補助浮力体を縦方向に連結する踏み台を含み、前記主浮力体および前記補助浮力体の少なくとも一末端はそれぞれこれらのうち２以上を締結するための第１締結部および第２締結部を含み、前記連結部材は支持部および前記支持部の両末端に備えられた第３締結部を含む、水上太陽光発電用浮遊構造物を提供する。

一実施例において、前記主浮力体の底面は前記単位ラインに対して垂直方向に形成された第１凹入部を含むことができる。

一実施例において、前記主浮力体の底面は前記単位ラインに対して水平方向に形成された第２凹入部を含むことができる。

一実施例において、前記第１および第２凹入部のうち少なくとも一つの上面は前記補助浮力体の底面より高く位置することができる。

一実施例において、前記連結部材は前記単位ラインに含まれた前記主浮力体および前記補助浮力体を横方向に連結することができ、前記締結部の延長線と前記支持部がなす角度θは９０°以下であり得る。

一実施例において、前記連結部材は隣接した前記単位ラインを縦方向に連結することができる。

一実施例において、前記連結部材のうち前記主浮力体および前記補助浮力体と対向する両側端は、それぞれ互いに反対方向に折り曲げられて形成された「コ」字状の折り曲げ部を含むことができる。

一実施例において、前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つの少なくとも一面は少なくとも一つの凹溝を含むことができる。

一実施例において、前記支持部は金属板で形成され得る。

一実施例において、前記支持部は長さの異なる２以上の金属板が積層されたリーフスプリングで形成され得る。

一実施例において、前記支持部は中心部から両末端方向に向かって厚さが減少する樹脂製のリーフスプリングで形成され得る。

一実施例において、前記踏み台および前記補助浮力体は少なくとも一つの軸を中心に回転する第４締結部によって結合され得る。

一実施例において、前記第１～第３締結部のうち２以上が重なった部位に挿入され、第１ヘッド部、シャンク部（ｓｈａｎｋ）および第１ねじ部（ｔｈｒｅａｄ）を含み、前記第１ヘッド部、シャンク部（ｓｈａｎｋ）および第１ねじ部（ｔｈｒｅａｄ）を貫通する中空の内壁のうち少なくとも一部に、前記中空の円周方向に既設定された間隔で形成された２以上の補強リブが備えられた連結ピンをさらに含むことができる。

一実施例において、前記連結ピンは前記シャンク部の外周面に位置して前記シャンク部を補強する補強部材をさらに含むことができる。

一実施例において、前記補強部材の直径は前記第１ねじ部の直径より大きくてもよく、前記補強部材の一末端は直径が次第に減少しながら前記第１ねじ部まで延長されたテーパー部をさらに含むことができる。

一実施例において、前記補強部材の他末端は円周方向に形成されて前記連結ピンの前記第１ヘッド部を補強する補強フランジを含むことができる。

一実施例において、前記連結ピンは前記補強リブと接触した状態で前記中空に挿入されて前記シャンク部を補強するコア補強材をさらに含むことができる。

一実施例において、前記コア補強材は第２ヘッド部および前記第２ヘッド部から延びた胴体部を含むことができる。

一実施例において、前記第１ヘッド部のうち、前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つと対向する面は円周方向に形成された少なくとも一つの第１突起を含むことができる。

一実施例において、前記連結ピンは前記第１ねじ部に締結されたナットをさらに含み、前記ナットのうち、前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つと対向する面は円周方向に形成された少なくとも一つの第２突起を含み、前記ナットの内周面は第２ねじ部および前記第２ねじ部より直径が大きい平滑部を含むことができる。

本発明の一側面に係る水上太陽光発電用浮遊構造物は、主浮力体、補助浮力体、前記主浮力体の底面が前記補助浮力体の底面より低く位置するように前記主浮力体および前記補助浮力体を連結する連結部材を含む２以上の単位ラインが並列配置され、隣接した前記単位ラインに含まれた２以上の前記補助浮力体を互いに連結する踏み台を含むことによって、水上太陽光発電システムの周辺に発生し得る環境汚染の憂慮を払拭させるとともに、外力に対する抵抗性、耐久性を改善することができる。

また、前記水上太陽光発電用浮遊構造物の各構成を締結する連結ピンおよび前記連結部材の素材、構造等を通して前記水上太陽光発電用浮遊構造物の外力に対する抵抗性、耐久性をさらに改善することができる。

本発明の効果は前記した効果に限定されるものではなく、本発明の詳細な説明または特許請求の範囲に記載された発明の構成から推論可能なすべての効果を含むものと理解されるべきである。

本発明の一実施例に係る水上太陽光発電用浮遊構造物の平面図である。 図１のＡ－Ａ’方向から見た水上太陽光発電用浮遊構造物の側面図である。 図１のＡ－Ａ’方向から見た水上太陽光発電用浮遊構造物の側面図である。 図１のＢ－Ｂ’方向から見た水上太陽光発電用浮遊構造物の側面図である。 図２のＣ領域に対する拡大図である。 本発明の一実施例に係る連結部材を示す。 図２のＤ領域に対する拡大図である。 本発明の他の一実施例に係る水上太陽光発電用浮遊構造物の平面図である。 図８のＡ－Ａ’方向から見た水上太陽光発電用浮遊構造物の側面図である。 本発明の他の一実施例に係る連結部材を示す。 図９のＣ’領域に対する拡大図である。 本発明の一実施例に係る連結部材の支持部を示す。 本発明の一実施例に係る連結ピンを示す。 本発明の一実施例に係る連結ピンを示す。 本発明の一実施例に係る連結ピンの補強部材を示す。 本発明の一実施例に係るコア補強材およびこれを含む連結ピンを示す。 本発明の他の一実施例に係るコア補強材およびこれを含む連結ピンを示す。 本発明の一実施例に係る補強部材とコア補強材を含む連結ピンを示す。 本発明の他の一実施例に係る連結ピンおよびナットを示す。 図１１のＥ領域に対する拡大図である。

以下では、添付した図面を参照して本発明を説明することにする。しかし、本発明は多様な異なる形態で具現されることができ、したがって、ここで説明する実施例に限定されるものではない。そして、図面で本発明を明確に説明するために説明と係わらない部分は省略しており、明細書全体を通じて類似する部分に対しては類似する図面符号を付した。

明細書全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているとする時、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その間に他の部材を挟んで「間接的に連結」されている場合も含む。また、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは特に反対となる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく他の構成要素をさらに具備できることを意味する。

以下、添付された図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明することにする。

本発明の一側面に係る水上太陽光発電用浮遊構造物は、横方向に配列された少なくとも一つの主浮力体および少なくとも一つの補助浮力体を含み、縦方向に配列された２以上の単位ライン、前記主浮力体の底面が前記補助浮力体の底面より低く位置するように前記主浮力体および前記補助浮力体を連結する連結部材、および、隣接した前記単位ラインに含まれた２以上の前記補助浮力体を縦方向に連結する踏み台を含むことができ、前記主浮力体および前記補助浮力体の少なくとも一末端はそれぞれこれらのうち２以上を締結するための第１締結部および第２締結部を含むことができ、前記連結部材は支持部および前記支持部の両末端に備えられた第３締結部を含むことができる。

図１は本発明の一実施例に係る水上太陽光発電用浮遊構造物の平面図であり、図２は図１のＡ－Ａ’方向から見た水上太陽光発電用浮遊構造物の側面図である。図１および図２を参照すると、本発明の一実施例に係る水上太陽光発電用浮遊構造物は、横方向に配列された少なくとも一つの主浮力体１０および少なくとも一つの補助浮力体２０を含み、縦方向に配列された２以上の単位ラインＵが並列配置され得、前記主浮力体１０の底面が前記補助浮力体２０の底面より低く位置するように前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０を連結する連結部材３０を含むことができ、隣接した前記単位ラインＵに含まれた２以上の前記主浮力体１０および／または補助浮力体を縦方向に連結する踏み台４０を含むことができる。

前記主浮力体１０はその上部に設置される太陽光モジュールを固定、支持するのに必要な浮力を提供することができる。前記主浮力体１０の少なくとも一末端は、後述する連結ピンが挿入され得る一つ以上の第１締結部（１０ａ、図１１参照）を含むことができる。

前記補助浮力体２０はその上部に設置される前記踏み台４０を固定、支持するのに必要な浮力を提供することができる。また、図２を参照すると、前記補助浮力体２０の底面は前記主浮力体１０の底面よりｈ_１だけ高く位置することができ、前記ｈ_１は前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０の乾舷を確保できる範囲で適切に設定され得る。

前記補助浮力体２０はその底面が（海）水面と接触しない状態で位置することができるため、前記補助浮力体２０と（海）水面の間の空間（図１の経路（１））に水および／または空気が移動、循環され得る。前記補助浮力体２０の少なくとも一末端は、後述する連結ピンが挿入され得る一つ以上の第２締結部（２０ａ、図１１参照）を含むことができる。

一方、前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０の規格、素材、形態、構造などは互いに同じでもよく、必要に応じて、これらののうち少なくとも一つを変更して適用してもよい。

前記連結部材３０は前記主浮力体１０の底面が前記補助浮力体２０の底面より低く位置するように単一の前記単位ラインＵに含まれた前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０を横方向に連結したり、単一の前記連結部材３０は隣接した２以上の前記単位ラインＵを縦方向に連結するものの、前記単一の連結部材３０によって縦方向に連結された前記単位ラインＵに含まれた前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０を横方向に連結することができる。後者の場合、単一の前記連結部材３０の両末端に位置する前記第３締結部（３３ａ、図１０参照）に隣接した２個の単位ラインＵに含まれたそれぞれの前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０の前記第１および第２締結部（１０ａ、２０ａ、図１１参照）が結合され得るため、前記水上太陽光発電用浮遊構造物の構築に必要な連結部材の数とそれによる経済的な負担を減らすことができる。

前記連結部材３０も（海）水面と接触しない状態で位置することができるため、前記連結部材３０と（海）水面の間の空間（図１の経路（２））に水および／または空気が移動、循環され得る。前記連結部材３０の少なくとも両末端は、後述する連結ピンが挿入され得る一つ以上の第３締結部（３２、３３、３３ａ、図６、図７、図１０、図１１参照）を含むことができる。

前記踏み台４０は隣接した前記単位ラインＵに含まれた２以上の前記補助浮力体２０を互いに連結して、作業者に対して前記単位ラインＵ間の移動経路を提供することができる。前記踏み台４０はその底面が（海）水面と接触しない状態で位置することができるため、前記踏み台４０と（海）水面の間の空間（図１の経路（５））に水および／または空気が移動、循環され得る。

前記踏み台４０および前記補助浮力体２０は少なくとも一つの軸を中心に回転する第４締結部（図示されず）によって結合され得る。前記第４締結部は前記踏み台４０および前記補助浮力体２０が互いに少なくとも１個の軸、好ましくは、２個の軸、さらに好ましくは３個の軸を中心に回転するように構成され得る。特に、前記第４締結部は前記踏み台４０および前記補助浮力体２０が互いに３個の軸を中心に回転するように構成され得、この場合、前記踏み台４０および前記補助浮力体２０が結合された状態で前記踏み台４０および前記補助浮力体２０に６自由度（６ Ｄｅｇｒｅｅｓ Ｏｆ Ｆｒｅｅｄｏｍ）が確保され得るため、外力およびそれによる応力に対する抵抗性と耐久性がさらに改善され得る。

前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０は、その内部空間が空いているプラスチック射出物、好ましくは、ポリオレフィン樹脂を含むプラスチック射出物、さらに好ましくは、ポリエチレン樹脂を含むプラスチック射出物であり得る。

必要に応じて、前記内部空間は一つ以上の隔壁で区画されて前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０の耐久性を向上させることができ、隔壁によって区画される複数の内部空間のうちいずれか一つが破損しても前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０が全体的に浮力を喪失することを防止することができる。また、前記隔壁によって区画される複数の内部空間のうち少なくとも一部、好ましくは、内部空間全体を任意の浮力体で充填することによって、前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０の表面が破損しても前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０が全体的に浮力を喪失することを防止することができる。

図３は、図１のＡ－Ａ’方向から見た水上太陽光発電用浮遊構造物の側面図である。図３を参照すると、前記主浮力体１０の底面は前記単位ラインＵに対して垂直方向に形成された第１凹入部１１を含むことができる。前記第１凹入部１１はその上面が（海）水面と接触しない状態で位置することができるため、前記上面と（海）水面の間の空間（図１の経路（３））に水および／または空気が移動、循環され得る。前記第１凹入部１１は前記主浮力体１０の耐久性と乾舷を考慮して適切な規格で設計され得る。

図４は、図１のＢ－Ｂ’方向から見た水上太陽光発電用浮遊構造物の側面図である。図４を参照すると、前記主浮力体１０の底面は前記単位ラインＵに対して水平方向に形成された第２凹入部１２を含むことができる。必要に応じて、前記第２凹入部１２は前記第１凹入部１１と組み合わせられ得、この場合、前記第２凹入部１２は前記第１凹入部１１に対して垂直方向に形成され得る。前記第２凹入部１２はその上面が（海）水面と接触しない状態で位置することができるため、前記上面と（海）水面の間の空間（図１の経路（４））に水および／または空気が移動、循環され得る。前記第２凹入部１２は前記主浮力体１０の耐久性と乾舷を考慮して適切な規格で設計され得る。

図３を参照すると、前記第１および第２凹入部１１、１２のうち少なくとも一つの上面は前記補助浮力体２０の底面より高く位置することができる。すなわち、前記補助浮力体２０の底面は前記主浮力体１０の底面よりｈ_１だけ高く位置することができ、前記第１および第２凹入部１１、１２のうち少なくとも一つの上面は前記補助浮力体の底面よりｈ_２だけ高く位置することができる。

海上で前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０の乾舷は気候変化、波の強度、高さなどにより変わり得、特に、極限な気候条件ではこのような乾舷を適切に確保し難い問題がある。また、乾舷を確保するために海水面の下に浸る部分の体積を増やす場合、例えば、前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０の底面がすべて海水面の下に浸る場合、前記単位ラインＵに対して垂直方向に水と空気が円滑に移動、循環できないため、海水汚染による負担が加重され得る。

これに対し、前記主浮力体１０と前記補助浮力体２０の底面、および前記第１および／または第２凹入部１１、１２の上面の高さを前記のように設計することによって、極限な気候条件でも前記主浮力体１０の底面、前記補助浮力体２０の底面、および前記第１および／または第２凹入部１１、１２の上面が順次海水面の下に浸るようにすることができ、特に、前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０の底面が海水面の下に浸った状態で、乾舷を適切に確保しながらも前記第１および／または第２凹入部１１、１２を通じて水と空気を適切に移動、循環させることができる。

図５は図２のＣ領域に対する拡大図であり、図６は、本発明の一実施例に係る連結部材を示す。図５および図６を参照すると、前記連結部材３０は前記単位ラインＵに含まれた前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０を横方向に連結することができ、前記連結部材３０は支持部３１および前記支持部の両末端に備えられた第３締結部３２、３３を含むことができ、前記第３締結部３２、３３の延長線Ｌと前記支持部３１がなす角度θは９０°以下、好ましくは、６０°以下であり得る。

前記第３締結部３２、３３の延長線Ｌと前記支持部３１がなす角度θは、前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０の規格、前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０の少なくとも一末端に備えられた第１および／または第２締結部の位置、前記連結部材３０のうち前記支持部３１の長さなどによって適切に調節され得る。

ただし、前記角度θが９０°を超過すると、前記支持部３１および前記支持部の両末端に備えられた第３締結部３２、３３が一体に形成された場合、前記第３締結部３２、３３が過度に折り曲げられ得、このような過度な折り曲げは折り曲げ部の強度を顕著に低下させ得、長期間の間前記折り曲げ部に堆積した汚染物質を除去し難い問題がある。

図７は、図２のＤ領域に対する拡大図である。図７を参照すると、前記補助浮力体２０の前記第２締結部２０ａは前記連結部材３０の前記第３締結部３３ａ上に位置することができ、前記第２および第３締結部に備えられた少なくとも一つの通孔に所定の連結ピン５０が挿入され得、前記連結ピンのねじ部に所定のナット６０が締結され得る。必要に応じて、前記連結ピン５０のヘッド部および／またはナット６０の気密性とそれによる結合力を強化できるワッシャー７０が前記ヘッド部および前記ナット間の任意の位置に介在され得る。前記ワッシャー７０の表面は後述する締結部の凹溝、連結ピンの突起、および／またはナットの突起を収容できる凹凸構造を具備することができる。前記連結ピン５０および前記ナット６０については後述することにする。

図８は、本発明の他の一実施例に係る水上太陽光発電用浮遊構造物の平面図である。図９は、図８のＡ－Ａ’方向から見た水上太陽光発電用浮遊構造物の側面図である。図８および図９を参照すると、本発明の一実施例に係る水上太陽光発電用浮遊構造物は、横方向に配列された少なくとも一つの主浮力体１０および少なくとも一つの補助浮力体２０を含み、縦方向に配列された２以上の単位ラインＵが並列配置され得、前記主浮力体１０の底面が前記補助浮力体２０の底面より低く位置するように前記主浮力体１０、前記補助浮力体２０および前記単位ユニットＵを同時に連結する連結部材３０’を含むことができ、隣接した前記単位ラインＵに含まれた２以上の前記主浮力体１０および／または補助浮力体を縦方向に連結する踏み台４０を含むことができる。すなわち、単一の前記連結部材３０’が隣接した前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０を横方向に連結するだけでなく、隣接した前記単位ユニットＵを縦方向に同時に連結することができる。

図１０は、本発明の他の一実施例に係る連結部材を示す。図１０を参照すると、前記連結部材３０’は支持部の両末端に備えられた第３締結部３３ａを含むことができ、前記第３締結部３３ａの延長線Ｌと支持部がなす角度θは０°であり得る。すなわち、前記連結部材３０’の前記支持部および前記締結部３３ａは同一平面上に存在し得る。

前記連結部材３０’のうち前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０と対向する両側端は、それぞれ互いに反対方向に折り曲げられて形成された「コ」字状の折り曲げ部３５を含むことができる。前記「コ」字状の折り曲げ部３５は、前記主浮力体１０および前記補助浮力体２０の前記第１および第２締結部１０ａ、２０ａが挿入される、好ましくは、嵌合される空間を提供して、前記第１および第２締結部１０ａ、２０ａおよび前記連結部材３０’の結合力を改善するのに寄与することができる。また、前記「コ」字状の折り曲げ部３５が前記連結部材３０’の両側端の全領域に連続的に形成される場合、前記連結部材３０’の強度および耐久性が改善され得る。

図１１は、図９のＣ’領域に対する拡大図である。図１１を参照すると、前記連結部材３０’の左側に位置し、上向き折り曲げられた前記「コ」字状の折り曲げ部３５に前記補助浮力体２０の前記第２締結部２０ａが差し込まれ、前記連結部材３０’の右側に位置し、下向き折り曲げられた前記「コ」字状の折り曲げ部３５に前記主浮力体１０の前記第１締結部１０ａが差し込まれた状態で前記第１～第３締結部に備えられた少なくとも一つの通孔に所定の連結ピン５０が挿入され得、前記連結ピンのねじ部に所定のナット６０が締結され得る。必要に応じて、前記連結ピン５０のヘッド部および／またはナット６０の気密性とそれによる結合力を強化できるワッシャー７０が前記ヘッド部および前記ナット間の任意の位置に介在され得る。前記連結ピン５０および前記ナット６０については後述することにする。

前記連結部材３０、３０’の前記支持部３１は金属板、好ましくは、既設定された弾性を有する金属板であり得る。前記浮遊構造体が海上に適用される場合、前記金属板が弾性を有さないと気候変化、波の強度、高さなどにより前記主浮力体１０および／または前記補助浮力体２０に印加される荷重を適切に緩衝することができず、このような荷重が臨界値を超過すると前記連結部材３０、３０’に亀裂が発生したり前記連結部材３０、３０’が破損する恐れがある。また、このような連結部材３０、３０’の破損が連鎖的に起きる場合、前記浮遊構造体のメンテナンスに対する負担が加重され得る。

図１２は、本発明の一実施例に係る連結部材の支持部を示す。図１２（ａ）を参照すると、前記支持部３１は長さの異なる２以上の金属板が積層されたリーフスプリングで形成され得る。前記リーフスプリングに含まれた単一の金属板も既設定された弾性を有することができる。前記リーフスプリングに含まれた金属板はその上部および下部に位置した他の金属板の剛性を補完することができる。また、金属板の積層位置とそれによるリーフスプリングの部位別厚さを調節することによって、作用荷重領域によるスプリング定数を可変させることができる。

図１２（ｂ）を参照すると、前記支持部３１は中心部から両末端方向に向かって厚さが減少する樹脂製のリーフスプリングで形成され得る。前記支持部３１の中心部の厚さを末端の厚さに比べて厚く設計することによって、気候変化、波の強度、高さなどにより前記支持部３１に印加される引力および／または斥力に対する抵抗性が向上し得る。このような厚さ勾配は図12（ａ）でのように既設定された曲率を有する形態および／または直線の形態で連続的に付与され得、一つ以上の段差を通じて不連続的に付与されてもよい。

前記樹脂製のリーフスプリングは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を含む樹脂を使って製造され得る。前記樹脂製のリーフスプリングは、製造上金属製リーフスプリングとは異なってスプリングの長さにより断面積を変化させることができる。また、単一の板でありながらも金属製のリーフスプリングと同等な性能を具現することができ、軽量化効果を最大化することができる。

前記支持部３１が長さの異なる２以上の金属板が積層されたリーフスプリングで形成されたり、中心部から両末端方向に向かって厚さが減少する樹脂製のリーフスプリングで形成される場合、前記支持部３１のうち厚さの厚い中心部は前記連結部材３０、３０’に加えられる荷重を適切に緩衝して前記浮遊構造物の耐久性を改善するのに寄与することができる。

図１３および図１４は、本発明の一実施例に係る連結ピンを示す。図７、図１１、図１３および図１４を参照すると、前記連結ピンは前記第１～第３締結部１０ａ、２０ａ、３２、３３、３３ａのうち２以上が重なった部位に挿入され得、一定の領域で備えられた第１ヘッド部５０ａ、シャンク部（ｓｈａｎｋ）５１および第１ねじ部（ｔｈｒｅａｄ）５２を含むことができ、前記第１ヘッド部５０ａ、シャンク部５１および第１ねじ部５２を貫通する中空の内壁のうち少なくとも一部に、前記中空の円周方向に既設定された間隔で形成された２以上の補強リブ５３を具備することができる。

前記シャンク部５１および前記補強リブ５３は前記連結ピン４０の強度を高めることによって、外力によって前記連結ピン５０が破損することを適切に防止することができる。前記補強リブ５３はその厚さと長さが前記シャンク部５１の範囲だけ拡大されて前記連結ピン５０に剛性を付与することができる。

図１５は、本発明の一実施例に係る連結ピンの補強部材を示す。図１５（ａ）を参照すると、前記連結ピン５０は前記シャンク部５１の外周面に位置して前記シャンク部５１の剛性をさらに補強する円筒状の補強部材５４をさらに含むことができる。前記補強部材５４は前記連結ピン５０の前記シャンク部５１に挿入されたり、前記シャンク部５１と一体に備えられて前記連結ピン５０を補強するものであって、前記補強部材５４の規格は前記シャンク部５１全体をカバーできるように設計され得る。好ましくは、前記補強部材５４の直径、具体的には、外径は前記第１ねじ部５２の直径より大きくてもよい。また、前記補強部材５４が前記シャンク部５１に挿入される場合、前記補強部材５４の内径は前記シャンク部５１の直径と実質的に同一であり得る。

図１５（ｂ）を参照すると、前記補強部材５４の他の実施例として、編み笠状補強部材５５が前記シャンク部５１の外周面に挿入され得る。前記編み笠状補強部材５５は下端部に円周方向に沿って補強フランジ５５ａが形成されて前記連結ピン５０の前記第１ヘッド部５０ａを覆うことによって、前記連結ピン５０の前記第１ヘッド部５０ａの剛性をさらに補強することができる。

前記補強部材５４、５５はプラスチックおよび／または金属で形成され得る。前記補強部材５４、５５は円筒状のリングで形成されて前記連結ピン５０のうち前記シャンク部５１に挿入されたり、前記シャンク部５１と一体に備えられて前記シャンク部５１の剛性をさらに補強することができる。

図１６は、本発明の一実施例に係るコア補強材およびこれを含む連結ピンを示す。図１６を参照すると、前記連結ピン５０は前記シャンク部５１の内側に前記補強リブ５３と接触した状態で、前記連結ピン５０の前記中空に挿入されて前記シャンク部５１とこれを含む前記連結ピン５０の全体的な剛性をさらに補強するコア補強材５６をさらに含むことができる。前記コア補強材５６はピンの形状のプラスチックおよび／または金属で形成され得、前記連結ピン５０の前記中空に挿入および固定されて前記連結ピン５０の内部を補強することができる。

図１６（ａ）を参照すると、前記コア補強材５６は円板状の第２ヘッド部５６ａと前記第２ヘッド部から延びた円筒状の胴体部５６ｂを含むことができる。図１６（ｂ）を参照すると、前記コア補強材５６の前記胴体部５６ｂは前記補強リブ５３がなす前記連結ピン５０の前記中空に挿入されて前記連結ピン５０の内部をさらに補強することができる。前記コア補強材５６の前記第２ヘッド部５６ａを圧入して前記コア補強材５６を前記連結ピン５０の内側に堅固に固定させることができる。

図１７は、本発明の他の一実施例に係るコア補強材およびこれを含む連結ピンを示す。具体的には、図１７（ａ）は本発明の他の一実施例に係るコア補強材を示し、図１７（ｂ）は前記コア補強材が前記連結ピンに結合される方式を示し、図１７（ｃ）は前記コア補強材が前記連結ピンの内部に完全に挿入されて固定された状態を示す。

図１７（ａ）を参照すると、前記コア補強材５７は円板状の第２ヘッド部５７ａ、前記第２ヘッド部５７ａから延びた円筒状の胴体部５７ｂ、および前記胴体部５７ｂの端部に段５７ｃが形成されて前記補強リブ５３に係止されて固定される固定部５７ｅを含むことができ、前記固定部５７ｅは前記胴体部５７ｂの端部が前記胴体部５７ｂの中心方向に容易に変形されるようにする複数の切開部５７ｄを具備することができる。

図１７（ｂ）および図１７（ｃ）を参照すると、前記コア補強材５７は、前記胴体部５７ｂは前記切開部５７ｄがすぼまった状態で前記連結ピン５０の前記中空に挿入され、完全に挿入された前記胴体部５７ｂの前記切開部５７ｄがすぼまる前の円形を回復して前記固定部５７ｅが前記補強リブ５３の端部に係止されて固定されることにより、前記コア補強材５７が前記連結ピン５０から抜け出なくなる。前記コア補強材５７は端部に形成された固定部５７ｅを通じて前記連結ピン５０に挿入された状態を堅固に維持することができる。

図１８は、本発明の一実施例に係る補強部材とコア補強材を含む連結ピンを示す。図１８を参照すると、前記連結ピン５０は前記シャンク部５１の外周面に前記補強部材５４が挿入されたり前記補強部材５４が一体に備えられ得、前記シャンク部５１の内側に前記コア補強材５６が挿入されて前記シャンク部５１を補強する構造を有することができる。すなわち、前記連結ピン５０を補強するために前記シャンク部５１を囲む前記補強部材５４が備えられ得、前記連結ピン５０の内側を補強する前記コア補強材５６が備えられ得る。

前記シャンク部５１と前記補強部材５４は前記連結ピン５０の外側を補強することができ、前記補強リブ５３に接触した状態で前記連結ピン５０の前記中空に挿入および固定された前記コア補強材５６は前記連結ピン５０の内側を補強することができるため、前記連結ピン５０のせん断強度を最大化することができる。

図１９は、本発明の他の一実施例に係る連結ピンおよびナットを示す。図１９（ａ）を参照すると、前記補強部材５４の一末端は直径が次第に減少しながら前記第１ねじ部５２まで延びたテーパー部５４ａをさらに含むことができる。前記テーパー部５４ａは前記連結ピン５０を前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つに挿入するにおいて、前記連結ピン５０の前記第１ねじ部５２および前記シャンク部５１の外周面に備えられた前記補強部材５４が順次円滑に挿入されるようにするとともに、前記連結ピン５０と前記締結部の結合力をさらに補強することができる。

図２０は、図１１のＥ領域に対する拡大図である。図１９および図２０を参照すると、前記第１ヘッド部５０ａのうち、前記第１～第３締結部１０ａ、２０ａ、３２、３３、３３ａのうち少なくとも一つと対向する面は円周方向に形成された少なくとも一つの第１突起５０ｂを含むことができ、前記第１～第３締結部１０ａ、２０ａ、３２、３３、３３ａのうち少なくとも一つの少なくとも一面は少なくとも一つの凹溝２１を含むことができる。

前記第１ヘッド部５０ａに備えられた前記第１突起５０ｂは、前記連結ピン５０が前記締結部に挿入された状態で前記締結部の少なくとも一面に含まれた前記凹溝２１に挿入されて前記連結ピン５０および前記締結部を互いに固定させることができるため、前記連結ピン５０が前記締結部に挿入された状態で発生し得る不要な隙間および／または回転を防止することができる。

また、前記第１～第３締結部１０ａ、２０ａ、３２、３３、３３ａのうち少なくとも一つの少なくとも一面が既設定された規格および間隔で形成された２以上の凹溝を含む場合、前記第１～第３締結部１０ａ、２０ａ、３２、３３、３３ａのうち少なくとも一つの少なくとも一面はこのような凹溝の間に既設定された規格および間隔で形成された一つ以上の突起を必然的に含む。例えば、前記第１締結部および第２締結部を互いに積層乃至結合する場合、前記第１締結部の一面に形成された凹溝は前記第２締結部のうち前記凹溝と対向する一面に形成された突起を収容して、前記連結ピン５０が挿入されていない状態でも前記主浮力体および前記補助浮力体を既設定された位置に互いに固定させることができる。

図１９（ｂ）を参照すると、前記連結ピン５０は前記第１ねじ部５２に締結されたナット６０をさらに含むことができ、前記ナットのうち、前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つと対向する面は円周方向に形成された少なくとも一つの第２突起６１を含むことができ、前記ナット６０の内周面は前記連結ピン５０の前記第１ねじ部５２と互いに締結される第２ねじ部６２および前記第２ねじ部６２より直径が大きい平滑部６３を含むことができる。

前記ナット６０のうち、前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つと対向する面に備えられた前記第２突起６１は、前記ナット６０が前記連結ピン５０に締結された状態で前記締結部の少なくとも一面に含まれた前記凹溝２１に挿入されて前記ナット６０および前記締結部を互いに固定させることができるため、前記ナット６０が前記締結部と締結された状態で発生し得る不要な隙間および／または回転を防止することができる。

前記平滑部６３の直径は前記第２ねじ部６２の直径より大きいため、前記ナット６０が前記連結ピン５０の前記第１ねじ部５２を通り過ぎて前記シャンク部５１および／または前記補強部材５４まで進入され得る。この場合、前記連結ピン５０の前記シャンク部５１および／または前記補強部材５４に締結された少なくとも一つの締結部の全体の厚さが、前記シャンク部５１および／または前記補強部材５４の高さより小さくても前記ナット６０が前記締結部と接触する位置まで進入して前記締結部を完全に固定することができる。

前述した本発明の説明は例示のためのものであって、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく他の具体的な形態に容易に変形可能であることを理解できるであろう。したがって、前述した実施例はすべての面において例示的なものであって、限定的ではないものと理解されるべきである。例えば、単一型として説明されている各構成要素は分散されて実施され得、同様に分散されたものとして説明されている構成要素も結合された形態で実施され得る。

本発明の範囲は後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲、そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態も本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１０：主浮力体
１１：第１凹入部
１２：第２凹入部
２０：補助浮力体
３０、３０’：連結部材
３１：支持部
１０ａ：第１締結部
２０ａ：第２締結部
３２、３３、３３ａ：第３締結部
２１：凹溝
３５：「コ」字状の折り曲げ部
４０：踏み台
５０：連結ピン
５０ａ：第１ヘッド部
５０ｂ：第１突起
５１：シャンク部
５２：第１ねじ部
５３：補強リブ
５４：補強部材
５４ａ：テーパー部
５５：編み笠状補強部材
５５ａ：補強フランジ
５６：コア補強材
５６ａ：第２ヘッド部
５６ｂ：胴体部
５７：コア補強材
５７ａ：第２ヘッド部
５７ｂ：胴体部
５７ｃ：段
５７ｄ：切開部
５７ｅ：固定部
６０：ナット
６１：第２突起
６２：第２ねじ部
６３：平滑部
７０：ワッシャー

Claims (17)

1. 横方向に配列された少なくとも一つの主浮力体、および、少なくとも一つの補助浮力体を含み、縦方向に配列された２以上の単位ライン、
   前記主浮力体の底面が前記補助浮力体の底面より低く位置するように前記主浮力体および前記補助浮力体を連結する連結部材、および、
   隣接した前記単位ラインに含まれた２以上の前記補助浮力体を縦方向に連結する踏み台、を含み、
   前記主浮力体および前記補助浮力体の少なくとも一末端は、それぞれこれらのうち２以上を締結するための第１締結部および第２締結部を含み、
   前記連結部材は支持部および前記支持部の両末端に備えられた第３締結部を含み、
   前記主浮力体の底面は前記単位ラインに対して垂直及び水平方向に形成された第１及び第２凹入部を含み、
   前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つの少なくとも一面は少なくとも一つの凹溝を含む、水上太陽光発電用浮遊構造物。
2. 前記第１および第２凹入部のうち少なくとも一つの上面は前記補助浮力体の底面より高く位置する、請求項１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
3. 前記連結部材は前記単位ラインに含まれた前記主浮力体および前記補助浮力体を横方向に連結し、
   前記第３締結部の延長線と前記支持部がなす角度（θ）は９０°以下である、請求項１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
4. 前記連結部材は隣接した前記単位ラインを縦方向に連結する、請求項１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
5. 前記連結部材のうち前記主浮力体および前記補助浮力体と対向する両側端は、それぞれ互いに反対方向に折り曲げられて形成された「コ」字状の折り曲げ部を含む、請求項４に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
6. 前記支持部は金属板で形成された、請求項１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
7. 前記支持部は長さの異なる２以上の金属板が積層されたリーフスプリングで形成された、請求項１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
8. 前記支持部は中心部から両末端方向に向かって厚さが減少する樹脂製のリーフスプリングで形成された、請求項１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
9. 前記踏み台および前記補助浮力体は少なくとも一つの軸を中心に回転する第４締結部によって結合される、請求項１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
10. 前記第１～第３締結部のうち２以上が重なった部位に挿入され、
    第１ヘッド部、シャンク部（ｓｈａｎｋ）および第１ねじ部（ｔｈｒｅａｄ）を含み、
    前記第１ヘッド部、シャンク部（ｓｈａｎｋ）および第１ねじ部（ｔｈｒｅａｄ）を貫通する中空の内壁のうち少なくとも一部に、前記中空の円周方向に既設定された間隔で形成された２以上の補強リブが備えられた連結ピンをさらに含む、請求項１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
11. 前記連結ピンは前記シャンク部の外周面に位置して前記シャンク部を補強する補強部材をさらに含む、請求項１０に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
12. 前記補強部材の直径は前記第１ねじ部の直径より大きく、
    前記補強部材の一末端は直径が次第に減少しながら前記第１ねじ部まで延長されたテーパー部をさらに含む、請求項１１に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
13. 前記補強部材の他末端は円周方向に形成されて前記連結ピンの前記第１ヘッド部を補強する補強フランジを含む、請求項１２に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
14. 前記連結ピンは前記補強リブと接触した状態で前記中空に挿入されて前記シャンク部を補強するコア補強材をさらに含む、請求項１０に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
15. 前記コア補強材は第２ヘッド部および前記第２ヘッド部から延びた胴体部を含む、請求項１４に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
16. 前記第１ヘッド部のうち、前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つと対向する面は円周方向に形成された少なくとも一つの第１突起を含む、請求項１０に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。
17. 前記連結ピンは前記第１ねじ部に締結されたナットをさらに含み、
    前記ナットのうち、前記第１～第３締結部のうち少なくとも一つと対向する面は円周方向に形成された少なくとも一つの第２突起を含み、
    前記ナットの内周面は第２ねじ部および前記第２ねじ部より直径が大きい平滑部を含む、請求項１０に記載の水上太陽光発電用浮遊構造物。

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