KR100911863B1

KR100911863B1 - 태양전지판 설치용 기초 및 그의 시공방법

Info

Publication number: KR100911863B1
Application number: KR1020090004382A
Authority: KR
Inventors: 임채선
Original assignee: 주식회사 제일산기
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2029-01-20

Abstract

본 발명은 지반의 경사도에 따라 깊이와 개수를 달리하여 다수개의 콘크리트파일(111)을 천공된 지반에 위치시켜 수평이 되도록 고정하는 단계와, 상기 콘크리트파일(111)의 상단에 받침판(120)을 올려 결합하는 단계와, 상기 받침판(120)에 호 형상의 레일프레임(131)을 올려 원형으로 조립하여 결합하는 단계로 이루어지는 태양전지판 설치용 기초의 시공방법을 제공하기 위한 것으로, 이처럼 본 발명은 지면 또는 지반의 경사면에 직접 콘크리트파일을 고정하여 태양전지판을 설치할 수 있는 기초를 형성함으로써 기존의 방석을 형성하기 위한 터파기, 거푸집 설치, 철근조립공사, 콘크리트 타설 및 양생 등과 같은 별도의 공사가 필요없게 되어 공사기간 단축은 물론 현저한 비용절감 효과를 기대할 수 있으며, 산림지역에 시공시 콘크리트 타설을 위한 벌목과 대규모 토목공사가 필요없게 되어 자연환경이 훼손 및 파괴되는 것을 방지하도록 하는 효과를 갖으며, 지면 또는 지반의 경사반에 직접 시공된 상기 콘크리트파일 위에 원형의 레일을 형성하고 태양전지판이 상기 레일 위에서 회전할 수 있도록 구성함으로써 태양광 발전효율을 극대화시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

태양전지판, 콘크리트, 파일, 기초

Description

태양전지판 설치용 기초 및 그의 시공방법{The foundation for installation of a solar panel and it's construction method}

본 발명은 태양전지판 설치용 기초 및 그의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 방석을 설치하지 않고도 태양전지판을 설치할 수 있는 태양전지판 설치용 기초 및 그의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전장치는 화석연료를 대체하면서도 오염문제를 발생시키지 않는 청정 에너지원인 태양광을 이용한 발전설비로 점진적으로 증가하고 있는 추세이며, 종래의 태양광 발전장치(10)는 태양전지판을 설치하기 위한 기초를 필요로 하게 되는데 상기 기초는 [도 1]에 도시된 바와 같이 지반(地盤)을 상당한 깊이 로 파낸 다음 상기 파낸 지반에 콘크리트를 부어 넣고 상부에 앵커볼트(2)를 형성함으로써 콘크리트 방석(1)을 구축하게 된다. 다음 상기 콘크리트 방석(1)에 돌출되어 형성된 앵커볼트(2)에 지주(3)를 체결하고, 상기 지주(3)의 상부에 회동(轉動)가능한 지지프레임(4)을 형성하며, 상기 지지프레임(4)의 상측에 태양전지판(5) 설치함으로써 태양광 발전을 가능하게 하는 구조이다.

특히 최근에는 화석연료의 고갈 우려로 인해 태양에너지에 대한 관심이 폭발적으로 증가하는 추세이며, 이로 인해 태양광 발전장소가 부족하여 비탈진 산지 등을 활용하기 위해 대규모로 벌목한 다음 지반(地盤)을 편평하게 깍아낸 다음, 다시 땅을 파고 그 파낸 공간에 콘크리트를 타설하여 방석을 형성함으로써 태양전지판을 설치하기 위한 기초를 완성하게 된다.

콘크리트파일은 주로 연약지반의 강화 또는 건물 등의 침하방지용으로 주로 사용되어진다.

따라서 상기한 종래의 태양광 발전장치(10)는 기초를 형성함에 있어 넓은 면적의 벌목과 대규모 토목공사, 방석을 형성하기 위한 콘크리트 타설공사 등 엄청난 비용과 오랜 작업시간이 소요되어 초기 투자비용을 회수하기까지 상당한 기간을 필요로 하게 되고, 상당한 면적의 지반과 산림을 훼손할 수밖에 없어 환경훼손의 우려와 친환경 에너지원인 태양에너지를 효율적으로 활용할 수 없는 단점을 갖는다.

또 산지는 평지와 달리 지반이 경사면으로 이루어져 있기 때문에 상기 경사면에 콘크리트 방석(1)을 구축하기 위해서는 엄청난 양의 토사가 발생하게 되는데, 이의 처리가 쉽지 않고 토사로 인해 다시 환경을 훼손하는 단점을 갖는다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명은 태양전지판의 기초를 형성함에 있어 지반과 주변의 수목을 크게 훼손하지 않도록 하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 콘크리트 방석을 설치하기 곤란한 장소에 콘크리트 파일(강관 파일을 포함한다)을 천공된 지반에 고정하여 기초를 형성함으로써 태양전지판을 설치할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또 본 발명은 상기 고정된 콘크리트파일 위에 원형의 레일을 형성하여 태양전지판이 상기 레일 위에서 회전할 수 있도록 함으로서 보다 효율적인 태양광 발전을 가능하게 하기 위한 것이다.

이처럼 본 발명은 지면 또는 지반의 경사면에 직접 콘크리트파일을 고정하여 태양전지판을 설치할 수 있는 기초를 형성함으로써 기존의 방석을 형성하기 위한 터파기, 거푸집 설치, 철근조립공사, 콘크리트 타설 및 양생 등과 같은 별도의 공사가 필요없게 되어 공사기간 단축은 물론 현저한 비용절감 효과를 기대할 수 있으며, 산림지역에 시공시 콘크리트 타설을 위한 벌목과 대규모 토목공사가 필요없게 되어 자연환경이 훼손 및 파괴되는 것을 방지하도록 하는 효과를 갖는다.

또 본 발명은 각 부품들을 조립하여 태양광 발전설비를 제작하게 됨으로써 운반 및 시공의 편리함과 공사기간의 단축, 숙련된 기술자가 아니더라도 쉽게 조립 할 수 있는 효과를 갖는 것이다.

또한 본 발명은 상기 콘크리트파일 위에 원형의 레일을 형성하고 태양전지판이 상기 레일 위에서 회전할 수 있도록 구성함으로써 태양광 발전효율을 극대화시킬 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명 태양전지판 설치용 기초(100)와 그의 시공방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 지반의 경사도에 따라 깊이와 개수를 달리하여 다수개의 콘크리트파일(111)을 천공된 지반에 위치시켜 수평이 되도록 고정하는 단계와, 상기 콘크리트파일(111)의 상단에 받침판(120)을 올려 결합하는 단계와, 상기 받침판(120)에 호(弧)형상의 레일프레임(131)을 올려 원형으로 조립하여 결합하는 단계로 이루어진다.

또한 본 발명은 콘크리트파일(111)과, 상기 콘크리트파일(111)의 상단에 체결수단에 의해 결합되는 받침판(120)과, 상기 받침판(120) 위에 양단이 얹혀 결합 되는 호 형상을 갖는 다수개의 레일프레임(131)과, 상기 레일프레임(131)의 외측면에 형성되는 동력전달수단과, 상기 레일프레임(131)의 내측면에는 브라켓(134)을 형성하고 상기 브라켓(134)을 와이어로프(135)와 플레이트(136)로 연결하여 레일(130)을 형성할 수 있도록 구성되어진다.

이때 상기 콘크리트파일(111)을 지반에 고정하기 위해서는 먼저 오우거장비로 지반을 천공하고, 상기 천공된 지반에 콘크리트파일(111)을 오우거장비에 부설된 크레인으로 위치시킨 후, 상기 콘크리트파일(111)과 지반의 사이에 시멘트모르타르와 속건약액을 주입시켜 상기 콘크리트파일(111)을 지반에 고정하게 된다. 물론 상기 시멘트모르타르와 속건약액은 레미콘 타설을 하여 작업이 이루어진다.

또한 상기 콘크리트파일(111)을 지반에 고정시 상당한 깊이로 설치되어 지는데, 이는 콘크리트파일(111) 위에 상당한 무게와 부피를 갖는 레일프레임(131)과 태양전지판(B)이 설치되어지기 때문이다. 이때 모든 콘크리트파일(111)은 고정됨에 있어 항상 상단의 높이가 동일하여야 하고 모두 수평을 이루어야 한다.

이는 콘크리트파일(111) 상단에 받침판(120)을 올려 결합하고, 또 상기 받침판(120) 위에 레일프레임(131)을 올려 태양전지판(B)이 레일프레임(131) 위에서 회전할 수 있도록 하기 위해 필요한 구성이다.

따라서 상기 콘크리트파일(111)은 천공된 지반에 고정됨에 있어 고정깊이가 달라질 수도 있게 되는데, 산지(山地) 등과 같이 매우 심하게 경사진 지반의 경우 콘크리트파일(111)의 상단 높이를 항상 동일하게 하고 수평을 이루어야 하기 위해서는 전방, 즉 경사면의 아래 부분에 고정되는 콘크리트파일(111)은 후방, 즉 경사면의 윗부분에 고정되는 콘크리트파일(111) 보다 훨씬 깊게 설치되어야 하기 때문이다.

이때 경사도가 매우 심한 경우는 하나의 콘크리트파일(111) 만으로는 깊이가 부족할 수 있어 두 개 또는 더 많은 갯수의 콘크리트파일(111)을 연결하여 고정할 수도 있다.

또한 상기 콘크리트파일(111)을 연약지반에 시공하는 경우 지상 구조물의 하중에 의해 상기 콘크리트파일(111)이 처지는 것을 방지하기 위해 상기 콘크리트파일(111)의 측면에 홀작업을 한 후, 상기 홀에 철근작업과 콘크리트 타설을 통해 콘크리트파일(111)의 처짐을 방지하도록 구성할 수도 있다.

상기 콘크리트파일(111)의 상단에는 금속재질의 파일캡(112)이 씌워지게 되는데, 상기 파일캡(112)에는 볼트체결공(112a) 또는 앵커볼트와 같은 체결수단이 형성되어진다. 이때 상기 앵커볼트는 하단이 직각으로 절곡되어 상당한 상부 인장압력에도 쉽게 빠지지 않도록 구성할 수도 있다.

이처럼 상기 볼트체경공(112a)은 도면에 도시된 바와 같이 별도로 구성되거나, 강연선 또는 와이어가 체결되는 오뚜기 모양의 통공 중 상기 강연선이 체결되지 않는 통공에 직접 볼트체결공을 구성할 수도 있다.

또한 상기 체결수단은 콘크리트파일(111) 상단에 받침판(120)을 결합하기 위해 필요한 구성이다.

이때 상기 받침판(120)에는 상기 볼트체결공(112a)과 대응하는 볼트결합공(121)이 형성되어 상기 체결수단에 의해 상기 볼트결합공(121), 볼트체결공(121a)이 순차적으로 체결됨으로써 받침판(120)이 콘크리트파일(111) 상단에 결합되는 것이다.

그리고 상기 받침판(120)은 콘크리트파일(111) 위에 레일(130)을 설치하기 위한 결합수단으로, 상기 받침판(120) 위에 레일프레임(131) 양단부가 얹혀져 결합되는 구조를 갖는다. 이때 상기 받침판(120)과 레일프레임(131)의 연결판(133)은 이격된 상태를 갖도록 고정볼트(133a)에 의해 결합되도록 한다. 이는 콘크리트파일(111) 상단의 수평이 약간 틀리더라도 상기 고정볼트(133a)에 의해 레일프레임(131)의 높낮이를 조절가능하게 함으로써 이를 상쇄시키기 위해 필요한 구성이다.

이때 상기 레일프레임(131)의 안쪽에는 보강리브(132)를 형성하여 연결판(133)을 보강하도록 구성할 수도 있다.

상기 레일프레임(131)은 호(弧) 형상을 가지며 2개 내지 8개의 조각으로 이루어지며, 이들을 결합할 경우 원형상을 이루게 된다. 또한 상기 레일프레임(131)의 단면은 원형상일 수도 있으나, 바람직하기로는 H형강을 밴딩한 구조가 가장 바람직할 것이다.

또한 본 발명은 상기 레일프레임(131)의 내측 중간부에 브라켓(134)을 형성하고 상기 브라켓(134)을 와이어로프(135)와 플레이트(136)로 연결하여 턴버클(137)에 의해 장력을 조절하도록 하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

이는 레일(130)의 상부에 구축되는 구조물, 즉 태양전지판(B) 등의 하중에 의해 레일(130)이 처지거나 변형되는 것을 방지하기 위한 구성이며, 진원을 잡기 위해 필요한 구성이다.

상기 레일(130)의 측면에는 동력전달수단의 하나인 체인(138)을 형성하고 상기 체인(138)에는 지지프레임(A)에 고정된 체인스프라켓(141)이 결합되도록 하여 상기 체인스프라켓(141)을 구동하는 모터(140)에 의해 지지프레임(A)을 레일(130) 위에서 회전할 수 있도록 한다. 물론 상기 체인(138) 대신에 다른 동력전달수단의 하나인 와이어로프나 고리형상의 체인블럭을 사용할 수도 있으며, 당연히 와이어로프 사용시에는 구동풀리를, 체인블럭 사용시에는 체인블럭스프라켓을 사용하여야 할 것이다.

또 상기 레일프레임(131)의 상단에는 걸림턱(131a)을 돌출형성할 수도 있는 데, 상기 걸림턱(131a)은 레일프레임(131)의 조립시 그 오차범위를 1㎜내로 최소화하고 지지프레임(A)의 지지롤러 및 측면롤러(150)가 레일(130)의 상부에서 구름운동시 레일(130)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 구성이다. 이때 상기 레일프레임(131) 1개당 주로 2~4개의 걸림턱(131a)을 구비할 수도 있다.

따라서 지지프레임(A)은 모터(140)의 구동에 의해 레일(130) 위에서 이탈되지 않고 일정반경 또는 360°회전이 가능하게 된다.

이처럼 본 발명은 지반의 경사도에 따라 콘크리트파일(111)의 개수를 달리하여 기초를 구성하도록 하고 있으나, 이외의 평평한 지반이나 연약지반에서도 콘크리트파일(111)의 깊이와 개수를 달리하여 시공될 수 있음은 당연하다 할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명을 비록 한정된 실시예에 의해 설명하였으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

도 1 - 종래의 태양광 발전장치를 도시한 참고도.

도 2 ~ 도 4 - 본 발명에 따른 태양전지판 설치용 기초의 시공방법을 도시한 공정도.

도 5 - 본 발명에 따른 태양전지판 설치용 기초를 도시한 분리 사시도.

도 6 - 도 2의 결합 사시도.

도 7 - 본 발명의 사용상태 참고도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 종래의 태양광 발전장치

1: 콘크리트 방석 2: 앵커볼트

3: 지주 4: 지지프레임

5: 태양전지판

100: 본 발명 태양전지판 설치용 기초

111: 콘크리트파일 112: 파일캡

112a: 볼트체결공 113: 체결볼트

120: 받침판 130: 레일

131: 레일프레임 131a: 걸림턱

132: 보강리브 133: 연결판

133a: 고정볼트 134: 브라켓

135: 와이어로프 136: 플레이트

137: 턴버클 138: 체인

140: 모터 141: 체인스프라켓

150: 지지롤러 및 측면롤러 A: 지지프레임

B: 태양전지판 C: 경사각 조절장치

Claims

지반의 경사도에 따라 깊이와 개수를 달리하여 다수개의 콘크리트파일(111)을 천공된 지반에 위치시켜 수평이 되도록 고정하는 단계와, 상기 콘크리트파일(111)의 상단에 받침판(120)을 올려 결합하는 단계와, 상기 받침판(120)에 호 형상의 레일프레임(131)을 올려 원형으로 조립하여 결합하는 단계로 이루어지는 태양전지판 설치용 기초의 시공방법에 있어서,

상기 레일프레임(131)의 내측 중간부에 브라켓(134)을 형성하는 단계와,

상기 브라켓(134)을 와이어로프(135)와 플레이트(136)로 연결하여 턴버클(137)에 의해 장력을 조절하는 단계를 더 포함하도록 구성되어짐을 특징으로 하는 태양전지판 설치용 기초의 시공방법.
콘크리트파일(111)과, 상기 콘크리트파일(111)의 상단에 체결수단에 의해 결합되는 받침판(120)과, 상기 받침판(120) 위에 양단이 얹혀 결합되는 호 형상을 갖는 다수개의 레일프레임(131)과, 상기 레일프레임(131)의 외측면에 형성되는 동력전달수단과, 상기 레일프레임(131)의 내측면에는 브라켓(134)을 형성하고 상기 브라켓(134)을 와이어로프(135)와 플레이트(136)로 연결하여 레일(130)을 형성하도록 구성되는 태양전지판 설치용 기초에 있어서,

상기 레일프레임(131)의 상단에는 다수개의 걸림턱(131a)이 돌출되어 구성되어짐을 특징으로 하는 태양전지판 설치용 기초.
삭제
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콘크리트파일(111)과, 상기 콘크리트파일(111)의 상단에 체결수단에 의해 결합되는 받침판(120)과, 상기 받침판(120) 위에 양단이 얹혀 결합되는 호 형상을 갖는 다수개의 레일프레임(131)과, 상기 레일프레임(131)의 외측면에 형성되는 동력전달수단과, 상기 레일프레임(131)의 내측면에는 브라켓(134)을 형성하고 상기 브라켓(134)을 와이어로프(135)와 플레이트(136)로 연결하여 레일(130)을 형성하도록 구성되는 태양전지판 설치용 기초에 있어서,

상기 받침판(120)과 레일프레임(131)의 사이에는 일정간격 이격된 상태를 유지할 수 있는 고정볼트(133a)가 형성되도록 구성되어짐을 특징으로 하는 태양전지판 설치용 기초.