KR101022696B1 - 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 설치작업이 간편함과 동시에 견고한 결합이 가능하도록 하며, 설치 후의 외관 상태가 양호하여 지도록 한 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법을 제공하고자 한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 건물의 옥외 지면에 태양광 발전유닛용 지지프레임의 위치를 설정하는 단계와, 상기 설정된 위치에 천공작업을 수행하는 단계와, 상기 천공작업의 수행을 완료한 후 천공된 홀에 우레탄 방수제를 투입하는 단계와, 상기 우레탄 방수제가 투입된 천공홀에 앵커볼트를 설치하는 단계와, 상기 설치된 앵커볼트에 지지프레임을 설치하는 단계와, 상기 지지프레임을 둘러 감싸는 형태로 시멘트 타설용 작업대를 설치하는 단계 및 상기 설치된 작업대에 시멘트를 타설하는 단계를 포함하여 구성되는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법을 제공한다.

Description

태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법{Construction Method For Installation Of Photovoltaic Power Generation Unit}

본 발명은 태양광 발전 유닛의 기초 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 발전유닛의 지지프레임을 지면 상에 보다 확실하고 내구성 있게 설치할 수 있도록 한 태양광 발전유닛의 기초 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전이라 함은, 가로 및 세로로 배열된 판상의 집광패널들이 입사되는 태양광을 집광하여 이를 통해 전기 에너지를 얻는 것을 말한다.

최근 석유에너지 및 각종 에너지의 고갈 또는 비용상승으로 대체에너지에 대한 중요성이 크게 대두되고 있으며, 그 한 예로 태양광을 이용하는 태양광 발전 시스템이 요구되고 있다.

이러한 태양광 발전 시스템은, 통상 필요한 전력을 공급받기 위하여 태양전지판을 직/병렬로 연결한 태양전지 집광패널과, 집광된 전력을 저장하는 축전지, 그리고 전력을 조절하는 전력조절기 및 직/교류로 변환하기 위한 인버터 등으로 구성되고 있다.

그리고, 이와 같은 태양광 발전유닛은 태양의 집광이 유리하도록 건축물 등의 옥상 등에 주로 설치된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 건축물 등의 옥상에 설치되는 태양광 발전유닛을 보다 자세히 설명하기로 한다.

첨부된 도면 중, 도 1은 종래 기술에 따른 건축물의 옥상에 태양광 발전유닛이 설치된 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 건축물의 옥상에 태양광 발전유닛이 결합된 구조를 개략으로 나타낸 측단면도이다.

도시된 것처럼, 태양광 발전유닛(10)은 판상의 집광패널이 구비된 태양광 발전모듈(11)과 상기 태양광 발전모듈(11)의 하부에 구비되어 상기 태양광 발전모듈(11)을 지지하는 지지프레임(12)으로 구성된다.

그리고, 상기 지지프레임(12)은 하부에 연결프레임(13)이 구비되고, 상기 연결프레임(13)은 건축물(1) 등의 옥상 바닥에, 첨부된 도 2에 도시된 바와 같이, 볼트(28) 및 볼트공(33)에 의하여 고정 설치된다.

그런데, 상기 서술된 바와 같이 종래에는 상기 연결프레임(13)을 직접 옥상의 지면 상에 직접 볼트에 의하여 결합하는 방식으로 설치가 이루어졌지만, 상기 연결프레임을 직접 지면에 결합하는 작업이 간단치가 않았으며, 또한 상기 연결프레임(13)의 결합 부위가 볼트만에 의하여 고정된 구조를 이루고 있어 내구성이 약하였다.

특히, 옥상 등의 지면이 평평하지 않은 경우에는 태양광 발전모듈의 각도를 위하여 지지프레임의 길이 등을 조절하여야 하는 등의 문제점 또한 발생하였다.

이를 위해, 지형에 상관이 없으면서도 보다 규격화된 설치작업으로 이루어지는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법의 개발이 시급하였다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.

첫째, 본 발명은 태양광 발전유닛을 지형의 구조에 상관 없이 작업이 보다 간편하면서도 규칙화된 작업을 통하여 설치할 수 있도록 하는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

둘째, 본 발명은 보다 견고한 구조로 설치가 되도록 하는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건물의 옥외 지면에 태양광 발전유닛용 지지프레임의 위치를 설정하는 단계와, 상기 설정된 위치에 천공작업을 수행하는 단계와, 상기 천공작업의 수행을 완료한 후 천공된 홀에 우레탄 방수제를 투입하는 단계와, 상기 우레탄 방수제가 투입된 천공홀에 앵커볼트를 설치하는 단계와, 상기 설치된 앵커볼트에 지지프레임을 설치하는 단계와, 상기 지지프레임을 둘러 감싸는 형태로 시멘트 타설용 작업대를 설치하는 단계 및 상기 설치된 작업대에 시멘트를 타설하는 단계를 포함하여 구성되는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법을 제공한다.

여기서, 상기 타설용 작업대의 설치 위치 설정단계를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 앵커볼트에 위치설정부를 체결함으로써 상기 타설용 작업대의 설치 위치가 결정되도록 할 수 있다.

또한, 상기 타설용 작업대의 상부로, 타설된 시멘트로 외부 물질이 침입하는 것을 방지하도록 커버부를 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 커버부는 시멘트 주입홀을 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 타설된 시멘트가 외부로 세는 것을 방지하기 위하여, 상기 타설용 작업대의 하부로 시멘트 유동 방지부를 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 타설된 시멘트가 굳어진 후에 그 외부로 방수재를 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 시멘트 타설용 작업대로 상기 지지프레임의 외부를 둘러 감싸는 단계에서, 상기 타설용 작업대는 상부가 하부보다 그 폭이 작게 형성되어 상기 지지프레임의 외부를 둘러 감싸도록 할 수 있다.

이때, 상기 타설용 작업대의 하부에 배출홀이 더 구비되도록 할 수도 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 의하면, 앵커볼트 및 원형 형태의 타설용 작업대 등을 이용하여 태양광 발전유닛의 지지프레임이 시멘트 구조체에 매설된 형태로 결합되도록 함으로써 작업이 편리하여 짐과 동시에 견고한 결합 구조를 이루도록 할 수 있게 된다.

둘째, 위치설정부재를 이용 타설용 작업대의 위치를 설정할 수 있게 되어 지지대의 정확한 위치 구축이 가능해지는 효과가 있다.

셋째, 커버부를 두어 빗물 등이 곧바로 지지대 구축을 위한 시멘트에 낙하하는 것을 방지하여 그 형상의 변경이 이루어지거나 내구성이 약해지는 것을 방지할 수 있게 된다.

넷째, 원형 형태의 타설용 작업대를 이용 설치 및 제거는 물론 호환이 가능하게 하여 작업이 편리하여 지게 된다.
다섯째, 본 발명은 앵커볼트를 이용 지지프레임을 직접 지면에 고정되도록 하여 구조적인 일차 결합이 이루어지도록 한 후, 상기 앵커볼트를 둘러 감싸도록 지지단이 구축되도록 이차 보강이 이루어지도록 함으로써 구조적 내구성이 증대될 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 건축물의 옥상에 태양광 발전유닛이 설치된 구조를 개략적으로 나타낸 사시도;
도 2는 종래 기술에 따른 건축물의 옥상에 태양광 발전유닛이 결합된 구조를 개략적으로 나타낸 측단면도;
도 3 및 도 4는 지면에 천공홀을 형성하는 과정을 나타낸 단면도;
도 5는 방수처리가 된 천공홀을 나타낸 단면도;
도 6은 천공홀에 앵커볼트가 체결된 모습을 나타낸 단면도;
도 7은 천공홀에 체결된 앵커볼트에 지지프레임의 연결프레임이 설치되는 모습을 나타낸 단면도;
도 8은 천공홀에 체결된 앵커볼트에 지지프레임의 연결프레임이 설치된 모습을 나타낸 사시도;
도 9는 천공홀에 체결된 앵커볼트에 연결프레임이 설치되고, 그 상부로 위치선정부재가 설치된 모습을 나타낸 사시도;
도 10은 위치선정부재의 둘레를 감싸도록 타설용 작업대가 설치된 모습을 나타낸 사시도;
도 11은 상기 도 10에서 위치선정부재의 주입홀을 통하여 시멘트를 주입하는 모습을 나타낸 사시도;
도 12는 상기 도 11에서 시멘트 타설이 끝난 후 커버부를 씌우는 모습을 나타낸 사시도;
도 13은 시멘트가 굳은 후 위치선정부재와 타설용 작업대를 해체한 후의 모습을 나타낸 사시도; 및
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 작업용 타설대가 설치된 모습을 나타낸 측단면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이하에서 서술되는 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 이하 설명에서는 구성 및 기능이 거의 동일하여 동일하게 취급될 수 있는 요소는 동일한 참조번호로 특정될 수 있다.

먼저, 첨부된 도 8 내지 도 12를 참조하여, 본 발명 태양광 발전유닛용 지지프레임의 설치 시공을 위한 주요 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 8에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 태양광 발전유닛은 태양광 발전모듈(10: 도 1 참조)의 하부에 연장되어 지면에 연결되는 지지프레임(210)을 구비한다. 종래와 마찬가지로 상기 지지프레임(210)의 하단에는 지면 등에 고정되도록 볼트공(133)이 구비된 연결프레임(220)이 구비된다. 상기 연결프레임(220)은 일반적으로 사각형상을 이루며 상기 볼트공(133)은 상기 연결프레임(220)의 각각의 모서리 부근에 구비됨이 바람직하나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 연결프레임(220)은 상기 지지프레임(210)에 일체로 제작되거나 또는 용접 등에 의하여 결합된 형태를 이룬다. 자세히 도시되어 있지는 않으나, 상기 지지프레임(210)은 H빔 형태를 이룸이 바람직하다.

그리고, 상기 연결프레임(220)을 지면에 고정시키는 앵커볼트(120) 및 체결너트(131,132)를 구비한다.

한편, 본 발명에 따른 태양광 발전유닛은 위치설정부재(150: 도 9 참조)를 구비한다.

상기 위치설정부재(150)는 지지프레임의 하부를 보다 견고히 고정하도록 시멘트 등에 의하여 구축되는 지지단(300)을 위한 타설용 작업대(180)의 위치를 결정하는 역할을 수행한다.

이와 같은 위치설정부재(150)는 원형의 판상 형태로 이루어지며, 상기 지지프레임(210) 및 앵커볼트(120)와 체결너트(131)가 각각 관통 가능하게 형성된 안착홈(155)과 관통홀(152)을 구비한다.

또한, 시멘트의 주입을 위한 주입홀(154)이 일측부에 구비되며, 각각의 구성 및 설치방법은 후술하기로 한다.

그리고, 상기 위치설정부재(150)의 주위를 둘러감싸며, 상하 개구부가 연통되어 형성된 타설용 작업대(180)가 구비된다.

또한, 본 발명 태양광 발전유닛은 상기 지지프레임(210)을 따라 상하 수직 이동이 가능하면서 상기 타설용 작업대(180)의 상부에 설치가 가능하도록 하는 커버부(188)를 구비한다. 상기 커버부(188)는 반원형으로 두 개로 나뉘어 구성되고, 각각 중앙부위에 지지프레임에 끼워질 수 있도록 하는 끼움홈이 구비된다.

상기 커버부(188)는 빗물이나 오물 등이 상기 타설용 작업대(180) 내측으로 직접 침투하는 것을 방지하는 역할을 담당한다.

이하에서는, 상기와 같은 본 발명 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법을 위한 주요 구성을 이용 태양광 발전유닛을 옥외 등의 지면 상에 설치하는 방법을 설명하기로 한다.

첨부된 도면 중 도 3 및 도 4는 지면에 천공홀을 형성하는 과정을 나타낸 단면도이고, 도 5는 방수처리가 된 천공홀을 나타낸 단면도이며, 도 6은 천공홀에 앵커볼트가 체결된 모습을 나타낸 단면도이다.

먼저, 도 3에서와 같은 지면 상에, 태양광 발전유닛의 지지프레임(210)이 위치될 위치설정작업을 수행한다. 자세히 도시되어 있지는 않았으나, 이 경우 펜과 같은 별도의 마킹부재를 이용하여 지면 상에 직접 표시하는 방식으로 위치가 설정될 수 있다.

또는, 상기 위치설정부재(150)의 관통홀(152)의 위치를 이용하여 상기 앵커볼트(120)의 설치위치를 파악할 수도 있을 것이다.

상기 앵커볼트(120)의 체결위치를 파악한 후에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 드릴링 머신 등을 이용 앵커볼트가 체결될 위치로 천공홀(110)을 형성하는 천공작업이 수행된다. 이때, 상기 천공홀(110)을 형성 시에는 그 깊이를 조절하여 미리 설치된 내부의 방수층이 파손되지 않도록 해야 할 것이다.

다음으로는, 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이, 우레탄 방수제(115) 등을 상기 천공홀(110) 내부에 침투시켜 천공홀 주위를 방수 처리하는 작업을 수행하게 된다.

그리고 나서, 첨부된 도 6에서와 같이, 상기 앵커볼트(120)를 상기 천공홀(110)에 삽입 및 고정한다. 이때, 상기 앵커볼트(120)는 상당한 길이에 해당하는 만큼 지면의 상부 외부에 노출된 상태를 이루도록 설치하며, 상부로 노출된 상기 앵커볼트(120)에는 지지너트(131)를 체결한다.

다음으로는, 첨부된 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 지지프레임(210)의 하부에 결합된 연결프레임(220)의 볼트공(133)이 각각 상기 앵커볼트(120)가 관통되도록 하되, 상기 지지너트(131)에 의하여는 지지되도록 한다.

이 경우, 상기 지지너트(131)의 위치를 미리 정하여 알맞은 높이로 위치시킴은 물론이다. 특히, 상기 앵커볼트(120)가 복수 개 설치 시에는 상기 지지너트(131) 각각의 위치를 조절하여 상기 연결프레임(220)이 수평을 유지하도록 할 수 있게 된다.

그리고, 상기 지지너트(131)에 상기 연결프레임(220)이 지지된 후에는, 상기 연결프레임(220)의 상부에 노출된 앵커볼트(120)에 다시 지지너트(132)를 결합시켜 상기 연결프레임(220)이 상기 지지너트(131,132) 상에 완전히 고정된 상태를 유지하도록 한다.

다음으로는, 도 9에서와 같이, 상기 위치설정부재(150)를 연결프레임(220)의 상부에 위치시킨다.

이때, 상기 위치설정부재(150)의 상기 안착홈(155)을 통하여 상기 지지프레임(210)이 삽입되어 안착되며, 상기 관통홀(152)에 상기 지지너트(132) 및 앵커볼트(120)가 삽입된 상태를 유지하도록 한다. 이렇게 되면, 상기 위치설정부재(150)가 상기 연결프레임(220)의 상부에 고정된 상태를 유지할 수 있게 된다.

그리고 나서, 상기 위치설정부재(150)의 둘레를 감싸는 형태로 타설용 작업대(180)를 설치한다.

상기 타설용 작업대(180)는 상하가 연통된 형태의 원형의 금속판으로 이루어지며, 일반적인 사각형의 금속판이 상기 위치설정부재(150)의 둘레를 감싸도록 휜 후, 현장에서 직접 용접 등을 하여 설치할 수도 있다.

특히, 상기 타설용 작업대(180)는 하부가 바닥에 완전히 밀착되도록 하여 차후의 시멘트나 콘크리트 등의 타설 시 작업대의 하부로 시멘트가 세어 나가는 것을 방지할 수 있도록 해야 할 것이다. 이를 위해, 별도의 형상 변경 또는 씰링 등이 설치될 수도 있을 것이다.

한편, 상기 위치설정부재(150)의 주입홀(154)을 통하여 시멘트 등이 타설되는데, 이때 상기 타설재는 상기 위치설정부재(150)를 넘치지 않을 정도로 타설함이 바람직하다.

상기 타설용 작업대(180) 내부에 시멘트나 콘크리트 등이 충분히 타설된 후에는, 상기 커버부(188)를 상기 타설용 작업대(180)의 상단에 걸치도록 씌워 빗물이나 이물질 등이 직접적으로 타설된 시멘트로 낙하하는 것을 방지한다.

시멘트가 모두 굳은 후에는 상기 커버부(188), 타설용 작업대(180), 위치설정부재(150)를 모두 제거하게 되면, 도 13에서와 같이, 완성된 지지단(300)만이 남게 된다.

그리고, 상기 완성된 지지단(300)의 외부에 방수재를 도포함으로써 전체 시공이 완료된다.

상기와 같이 구성된 본 발명 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법에 의하면, 앵커볼트 및 원형 형태의 타설용 작업대 등을 이용하여 태양광 발전유닛의 지지프레임이 시멘트 구조체에 매설된 형태로 결합되도록 함으로써 작업이 편리하여 짐과 동시에 견고한 결합 구조를 이루도록 할 수 있게 되며, 위치설정부재를 이용 타설용 작업대의 위치를 설정할 수 있게 되어 지지대의 정확한 위치 구축이 가능해지게 된다.

또한, 본 발명에 의하면 커버부를 구비하여, 지지단의 형성 과정 중 이물질이 직접 낙하하거나 고착됨으로 인하여 모양이 변형되거나 외관상 생길 수 있는 문제를 방지할 수 있게 된다.

한편, 첨부된 도 14에서와 같이, 상기 타설용 작업대(330)의 하단에는 원주를 따라 일정 간격 이격된 곳마다 배출홀(333)이 구비되도록 하고 상기 배출홀(333)을 통하여 내부에 침투된 물이 외부로 빠지도록 할 수 있는데, 이 경우 처음에는 상기 배출홀(333)을 막은 상태로 시멘트 등을 타설하여 타설되는 시멘트가 외부로 세지 않도록 한 후, 일정 정도 시멘트가 굳어진 후에 상기 배출홀(333)이 개방되도록 해야 할 것이다.

이를 위해, 상기 타설용 작업대(330)의 외측을 둘러 감싸는 형태로 덮개부(320)가 구비됨이 바람직하다.

즉, 처음에는 상기 덮개부(320)가 상기 타설용 작업대(330)의 하부 외주를 덮은 형태로 위치되도록 한 후, 시멘트 등을 포설하고, 일정 시간이 지난 후에 상기 덮개부(320)를 제거하여, 상기 배출홀(333)을 통하여 내부의 물 등이 빠져 나가도록 할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

120: 앵커볼트 131,132: 지지너트
133: 볼트공 150: 위치선정부재
152: 관통홀 154: 주입홀
155: 안착홈 180: 타설용 작업대
210: 지지프레임 220: 연결프레임
320: 덮개부 333: 배출홀

Claims (8)

1. 건물의 옥외 지면에 태양광 발전유닛용 지지프레임의 위치를 설정하는 단계;
   상기 설정된 위치에 천공작업을 수행하여 천공홀을 형성하는 단계;
   상기 천공작업의 수행을 완료하여 형성된 천공홀에 우레탄 방수제를 투입하는 단계;
   상기 우레탄 방수제가 투입된 천공홀에 앵커볼트를 설치하는 단계;
   상기 설치된 앵커볼트에 지지프레임을 설치하는 단계;
   상기 앵커볼트에 주입홀이 형성된 위치설정부재를 연결하는 단계;
   상기 위치설정부재의 주위를 둘러 감싸는 형태로, 하부에 배출홀이 구비된 시멘트 타설용 작업대를 설치하는 단계;
   상기 주입홀을 통해 상기 설치된 작업대에 시멘트를 타설하는 단계; 및
   상기 설치된 타설용 작업대의 외부를 둘러 감싸 상기 배출홀이 은폐되도록 덮개부를 설치하는 단계;
   를 포함하여 구성되는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지프레임의 외부를 둘러 감싸는 형태로 시멘트 타설용 작업대를 설치한 후에는 상기 타설용 작업대의 상부로,
   타설된 시멘트로 외부 물질이 침입하는 것을 방지하도록 상기 타설용 작업대의 상부로 커버부를 설치하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 타설된 시멘트가 굳어진 후에 그 외부로 방수재를 도포하는 단계;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법.
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 덮개부를 제거하여 상기 배출홀을 통하여 상기 타설용 작업대 내부의 수분이 배출되도록 하는 단계;
   를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양광 발전유닛용 지지프레임의 기초 시공방법.

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