KR101056531B1 - 태양전지 슬림 프레임 시스템 - Google Patents

태양전지 슬림 프레임 시스템 Download PDF

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KR101056531B1
KR101056531B1 KR1020110060472A KR20110060472A KR101056531B1 KR 101056531 B1 KR101056531 B1 KR 101056531B1 KR 1020110060472 A KR1020110060472 A KR 1020110060472A KR 20110060472 A KR20110060472 A KR 20110060472A KR 101056531 B1 KR101056531 B1 KR 101056531B1
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KR
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solar cell
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한광현
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한광현
쏠라이앤에스(주)
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Abstract

본 발명은 거치용 프레임 구조와 고정용 클립 및 고정수단을 통해 태양전지 슬림 프레임을 간단하게 설치 및 해체할 수 있도록 한 태양전지 슬림 프레임 시스템에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 태양광 발전설비를 위한 일체식 쏠라 셀 시스템에 있어서, 일정한 규격을 갖는 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 거치시키기 위한 “
Figure 112011047330744-pat00039
”자형 제1 거치프레임 구조(A)와 “
Figure 112011047330744-pat00040
”자형 제2 거치프레임 구조(B) 및“
Figure 112011047330744-pat00041
”자형 제3 거치프레임 구조(C)를 갖는 거치용 프레임 구조(100)와; 상기 거치용 프레임 구조(100)의 상부 중앙에 위치하며, 상기 태양전지 슬림 프레임(10)을 클립방식(Clip Type)으로 압박ㆍ고정시키기 위한 고무패킹(220)을 갖는“
Figure 112011047330744-pat00042
”자형 고정용 클립(200)과; 상기 거치용 프레임 구조(100)의 “ㄴ”자형 형강부재(120)에 거치된 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 상기 고정용 클립(200)으로 압박ㆍ고정시키며, 일체식 쏠라 셀 시스템을 구성하는 하나 이상의 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)에 고정시키기 위한 다수개의 제1 고정수단(300)과; 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 이탈을 방지하며, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)를 보호하기 위해 합성수지 재질로 제작되는 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)과; 상기 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)을 고정ㆍ장착시키되, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면에 체결되는 제2 고정수단(500)을 포함하며, 또한, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)을 가로 50mm × 세로 50mm, 두께 4t 규격의 압연강재인 “ㄱ”자형 형강부재(700)에 고정시키기 위한 다수개의 제3 고정수단(600)이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림 프레임 시스템을 제공한다.
따라서 본 발명에 의하면, 태양전지판 설치 및 해체가 용이하며, 지붕과 같은 좁고 위험한 작업공간에서도 작업자의 작업능률을 향상시키고, 태양열 발전설비 시스템을 지지하는 구조물의 높은 강도와 생산원가 및 시공비를 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

태양전지 슬림 프레임 시스템{Slim Frame System for Solar Cell}
본 발명은 태양광 발전설비에 시공되고 있는 구조물 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래와 같이 태양전지판에 직접적으로 볼트를 체결하는 방식이 아니라, 거치용 프레임 구조와 고정용 클립을 통해 태양전지 슬림 프레임을 간단하게 설치 및 해체할 수 있도록 한 태양전지 슬림 프레임 시스템에 관한 것이다.
현재 태양광 발전 설비에 시공되고 있는 구조물은 크게 각형각관 구조물, H-형강, 스페이스 프레임 구조로 분류 할 수 있다. 위 구조물들은 각각의 장ㆍ단점이 있으나 공통적으로 태양전지 체결 시 태양전지의 배열이 고르지 못하며, 구성부품 수가 늘어나고 작업시간이 길어지는 단점을 가지고 있다.
본 출원인에 의해 특허등록 된 대한민국 등록특허공보 제10-0983456호의 ‘태양광 발전을 위한 일체식 쏠라 시스템’에 의하면,
일정한 규격을 갖는 다수개의 쏠라 셀 모듈을 고정ㆍ지지하기 위한 다수개의 스페이스 프레임과; 상기 다수개의 스페이스 프레임과 연결되며, 일체식 쏠라 셀 시스템을 구성하는 부재의 절점에 사용된 연결구와: 상기 연결구와 연결되며, 상기 다수개의 쏠라 모듈의 모서리 부분을 고정ㆍ장착시키도록 하는 십자형 스탑피드와; 상기 다수개의 스페이스 프레임과 십자형 스탑피드에 고정ㆍ지지되며, “
Figure 112011047330744-pat00001
”자형 프레임을 갖는 쏠라 셀 모듈을 포함하며; 또한, 상기 다수개의 쏠라 셀 모듈은 상기 십자형 스탑피드에 고정ㆍ장착한 후, 이를 상기 스페이스 프레임과 연결되도록 일체화시키는 볼트부재가 포함되는 것으로 되어 있다(도 1 참조).
그러나 이 특허기술은, 쏠라 셀 모듈의 설치 및 해체가 용이하며, 좁은 공간에서도 작업자의 작업능률을 향상시키고, 태양에너지(태양광, 태양열) 시스템을 지지하는 구조물의 높은 강도를 유지하는 반면에, 태양전지판을 고정시키기 위한 스페이스 프레임(space frame), 십자형 스탑피드(cross-type stopped) 등의 다양한 구성 부재의 사용으로 인해 태양전지를 고르게 배열하는데 어려움이 따르고 작업시간이 길어진다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 구조물에 슬라이드 레일(slide rail)을 설치하여 태양전지판을 고정시키는 새로운 쏠라 시스템을 제공하게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 보다 상세하게는, 종래와 같이 태양전지판에 직접적인 볼트를 체결하는 방식이 아니라, 제1 거치프레임 구조 내지 제3 거치프레임 구조를 갖는 거치용 프레임 구조와 고정용 클립을 통해 태양전지 슬림 프레임을 간단하게 설치하도록 구성함으로써, 태양전지판을 보다 견고하고 용이하게 설치 및 해체할 수 있도록 한 태양전지 슬림 프레임 시스템을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 태양광 발전설비를 위한 일체식 쏠라 셀 시스템에 있어서, 일정한 규격을 갖는 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 거치시키기 위한 “
Figure 112011047330744-pat00002
”자형 제1 거치프레임 구조(A)와 “
Figure 112011047330744-pat00003
”자형 제2 거치프레임 구조(B) 및“
Figure 112011047330744-pat00004
”자형 제3 거치프레임 구조(C)를 갖는 거치용 프레임 구조(100)와; 상기 거치용 프레임 구조(100)의 상부 중앙에 위치하며, 상기 태양전지 슬림 프레임(10)을 클립방식(Clip Type)으로 압박ㆍ고정시키기 위한 고무패킹(220)을 갖는“
Figure 112011047330744-pat00005
”자형 고정용 클립(200)과; 상기 거치용 프레임 구조(100)의 “ㄴ”자형 형강부재(120)에 거치된 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 상기 고정용 클립(200)으로 압박ㆍ고정시키며, 일체식 쏠라 셀 시스템을 구성하는 하나 이상의 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)에 고정시키기 위한 다수개의 제1 고정수단(300)과; 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 이탈을 방지하며, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)를 보호하기 위해 합성수지 재질로 제작되는 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)과; 상기 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)을 고정ㆍ장착시키되, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면에 체결되는 제2 고정수단(500)을 포함하며, 또한, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)을 가로 50mm × 세로 50mm, 두께 4t 규격의 압연강재인 “ㄱ”자형 형강부재(700)에 고정시키기 위한 다수개의 제3 고정수단(600)이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림 프레임 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 제1 거치프레임 구조(A)는, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제1 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 상부 좌우 일측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 2개의“
Figure 112011047330744-pat00006
”자형 형강부재(120a,120b)가 서로 대향되도록 용접되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제2 거치프레임 구조(B)는, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제2 거치용 프레임 구조 보호 캡(400b)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)과, 상기 각형 각관(110)의 상부 좌측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 1개의“
Figure 112011047330744-pat00007
”자형 형강부재(120a)가 용접되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제3 거치프레임 구조(C)는, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400c)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 상부 우측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 1개의“
Figure 112011047330744-pat00008
”자형 형강부재(120b)가 용접되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1/제2/제3 고정수단(300, 500, 600)은, M8×60L규격의 SUS304 육각볼트(310) 및 SUS304 육각너트(320)인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)은 상기 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)의 양 선단부 전체와 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면을 덮도록 하되, 그 모양ㆍ형상은, 제1 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a)은 “
Figure 112011047330744-pat00009
”이며, 제2 거치용 프레임 구조 보호 캡(400b)은 “
Figure 112011047330744-pat00010
”이고 제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400c)은 “
Figure 112011047330744-pat00011
”인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 태양전지 슬림 프레임 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 의하여, 거치용 프레임 구조와 고정용 클립으로 태양전지 슬림 프레임을 간단하게 설치 및 해체하도록 구성함으로써,
(1) 현재 폭넓게 시공되고 있는 태양열 발전설비 지지대 구조물에 대하여 보다 구조적으로 견고하고 저렴하게 제작ㆍ설치가 가능하여 태양열 발전설비의 제조 단가를 현저하게 줄인다.
(2) 또한, 지붕과 같은 좁고 위험한 설치공간에서도 안정적인 작업이 가능하고 설치작업 시간을 크게 줄일 수 있어 시공비가 저렴하다.
(3) 유지보수 문제도 기존의 시스템은 복잡한 부재들을 사용하는 반면에, 본 발명은 거치용 프레임 구조와 고정용 클립 및 고정수단으로 구성되어 있기 때문에, 태양전지 슬림 프레임을 간단하게 설치 및 해체할 수가 있어 작업능률 및 안정성이 매우 탁월한 효과가 있다.
도 1은 종래의 태양전지판 결합 구조물을 나타낸 도면(태양광 발전을 위한 일체식 쏠라 시스템에 대한 세부 구성을 나타낸 분해도)
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 태양광 발전설비의 평면도, 정면도, 측면도 및 세부 스펙(Spec')을 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 주요 구성을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 거치용 프레임 구조를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 태양전지 슬림 프레임을 거치용 프레임 구조와 고정용 클립에 의해 고정ㆍ장착된 모습을 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡을 나타낸 도면
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 제1 거치프레임 구조(A)에 태양전지 슬림 프레임을 설치한 모습에 대한 이해를 돕고자 3D로 나타낸 도면
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 제3 거치프레임 구조(C)에 태양전지 슬림 프레임을 모습에 대한 이해를 돕고자 3D로 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템의 제1 거치프레임 구조(A)의 양쪽 선단부 단면에 제3 고정수단에 의해 고정ㆍ장착된 제1 거치용 프레임 구조 보호 캡에 대한 이해를 돕고자 3D로 나타낸 도면
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템을 상세하게 설명한다.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시하더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명은 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대해 살펴보면,
본 발명의 핵심 기술적 해결 수단의 구성은 크게 태양전지 슬림 프레임(10), 거치용 프레임 구조(100), 고정용 클립(200) 제1/제2/제3 고정수단(300, 500, 600), “ㄱ”자형 형강부재(700), 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)으로 이루어진다.
먼저, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 태양광 발전설비의 평면도, 정면도, 측면도 및 세부 스펙(Spec')을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템은 건물의 옥상인 평지붕(Flat Roofing)이나 경사지붕(Shed Roof), 베란다(veranda) 및 발코니(Balcony), 테라스(Terrace), 포치(poach)에 설치 가능하다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 거치용 프레임 구조(100)는, 태양광 발전설비를 위한 일체식 쏠라 셀 시스템에 있어, 일정한 규격을 갖는 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 거치시키기 위하여, 중간섹션(Middle Section)에는 “
Figure 112011047330744-pat00012
”자형 제1 거치프레임 구조(A)로 성형 제작하며, 상부섹션(Upper Section)은 “
Figure 112011047330744-pat00013
”자형 제2 거치프레임 구조(B)로 성형 제작하고, 하부섹션(Under Section)은 “
Figure 112011047330744-pat00014
”자형 제3 거치프레임 구조(C)로 성형 제작한다(도 3 및 도 4 참조).
여기서 태양전지 기술은, 1세대의 결정질 실리콘 태양전지를 지나 2세대의 박막 실리콘 태양전지, 박막 화합물 태양전지와 박막 유기계 태양전지로 발전하고 있다. 2세대는 박막기술이 핵심이며, 이미 상업화가 되고 있다. 3세대는 저비용과 고효율을 지향하고 있으며, 나노소재, 양자구조 등의 신소재와 신 구조 활용과 기존의 2세대 박막기술에 집광, 다중접합을 통하여 효율을 상승시킬 것으로 보인다.
차세대 태양전지인 박막 실리콘 태양전지와 결정질 실리콘 태양전지를 와트/당 비용을 비교하면서 아직까지는 다중 결정질 실리콘 태양전지판이 시장에서 압도적인 점유율을 보이고 있다.
Lux Research의 새로운 보고서에 따르면, 다중 결정질 실리콘 태양전지판의 경우 폴리실리콘 가격이 $70/kg정도라고 가정할 때 2009년 $1.45/W에서 2015년에는 $0.93/W로 낮아질 것으로 전망되어 향후 제조비용이 계속 절감될 것으로 예상되고 있다.
따라서 본 발명의 실시에 따른 태양전지 슬림 프레임(10)은, 다중 결정질 실리콘 태양전지인 박막 실리콘(TF-Si), 카드뮴 텔롤라이드(CdTe), 구리인듐갈륨비화물(CIGS)과 같은 세 가지 중에서 어느 하나가 선택되며, 이를 슬림 타입(Slim Type)의 프레임(Frame)에 부착시켜 제작한다.
도 3 및 도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1 거치프레임 구조(A)와 제2 거치프레임 구조(B) 및 제3 거치프레임 구조(C)는 태양전지 슬림 프레임(10)을 설치하기 위한 수단으로 다음과 같은 특징을 갖는다.
먼저, 제1 거치프레임 구조(A)는, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격의 “ㅁ”자형 각형 각관(110)으로 성형 제작한다. 또한, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제1 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)을 형성시킨다.
그리고 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 상부 좌우 일측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 2개의“
Figure 112011047330744-pat00015
”자형 형강부재(120a,120b)가 서로 대향되도록 용접시킨다.
다음은, 상기 제2 거치프레임 구조(B)는, 기본적으로 상기 제1 거치프레임 구조(A)와 같이, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격의“ㅁ”자형 각형 각관(110)으로 성형 제작한다. 또한, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제2 거치용 프레임 구조 보호 캡(400b)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)을 형성시킨다.
그리고 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 상부 좌측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 1개의“
Figure 112011047330744-pat00016
”자형 형강부재(120a)를 용접시킴으로서 상기 제1 거치프레임 구조(A)와 차이를 갖도록 한다.
마지막으로, 상기 제3 거치프레임 구조(C) 역시 기본적으로 상기 제1 거치프레임 구조(A) 및 제2 거치프레임 구조(B)와 같이, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격의“ㅁ”자형 각형 각관(110)으로 성형 제작한다. 또한, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400c)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)을 형성시킨다.
그리고 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 상부 우측 일측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 1개의“
Figure 112011047330744-pat00017
”자형 형강부재(120b)를 용접시킴으로서 상기 제1 거치프레임 구조(A) 및 제2 거치용 프레임 구조(B)와 차이를 갖도록 한다.
도 3 및 도 5를 참조하여, 먼저, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 주요 구성을 나타내고, 도 5는 태양전지 슬림 프레임(10)을 고정 장착시킨 모습을 나타낸다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 “
Figure 112011047330744-pat00018
”자형 고정용 클립(200)은, 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 압박ㆍ고정시키는 수단으로, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 상부 중앙에 위치하며, 상기 태양전지 슬림 프레임(10)을 일종의 클립방식(Clip Type)으로 압박 고정시킨다.
또한, 상기 “
Figure 112011047330744-pat00019
”자형 고정용 클립(200)은 가로 42mm × 세로 40mm, 두께 2t 규격의 알루미늄 재질로 성형 제작하며, 상부에는 상기 태양전지 슬림 프레임(10)을 압박ㆍ고정할 수 있도록 고무패킹(220a, 220b)이 좌우 클립(210a, 210b) 하부에 각각 1개씩 혹은 한쪽 클립(210a 혹은 210b) 하부에 1개씩 끼워진다.
도 3 및 도 5 내지 도 8을 참조하면, 제1 고정수단(300)은, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 “ㄴ”자형 형강부재(120)에 거치된 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 상기 고정용 클립(200)으로 압박ㆍ고정시키며, 일체식 쏠라 셀 시스템을 구성하는 하나 이상의 가로 50mm × 세로 50mm, 두께 4t 규격의 압연강재인 “ㄱ”자형 형강부재(700)에 접촉ㆍ고정시키기 위한 수단으로 다수개가 사용된다.
여기서, 상기 제1 고정수단(300)은, M8×60L(M16)규격의 SUS304 육각볼트(310) 및 SUS304 육각너트(320)로 한다.
또한, 도 3과 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 SUS304 육각볼트(310)에는 1개의 SUS304 평와셔(311)와 상기 SUS304 육각너트(320)에는 2개의 SUS304 2중 스프링와셔(321, 322)가 포함된다.
도 6 및 도 9를 참조하여, 먼저, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)을 나타내고, 도 9는 상기 도 6에 따른 이해를 돕고자 3D로 나타낸 것이다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)은, 쏠라 셀 시스템에 대한 부재의 이탈방지 및 파손을 보호하는 수단으로, 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 이탈을 방지하며, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)의 양 선단측 단면을 완전히 덮는 모양ㆍ형상의 합성수지 재질로 제작된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)은, 상기 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C) 양 선단부 전체와 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면을 덮도록 하되, 그 모양 형상은, 제1 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a)은 “
Figure 112011047330744-pat00020
”이며, 제2 거치용 프레임 구조 보호 캡(400b)은 “
Figure 112011047330744-pat00021
”이고, 제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400c)은 “
Figure 112011047330744-pat00022
”로 성형 제작한다.
여기서 상기 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)은, 상기 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)의 양 선단부 단면 공간에 밀어 넣어 끼울 수 있도록 다수개의 락킹(Locking) 턱을 형성할 수 있다.
한편, 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제2 고정수단(500)은, 상기 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)을 고정ㆍ장착시키는 볼트너트 수단으로, 상기 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)를 갖는 거치용 프레임 구조(100)의 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면에 형성된 제2 고정수단 홀(Hall, 140)에 볼트너트로 체결된다.
여기서 상기 제2 고정수단(500)은, 상기 제1 고정수단(300)에 사용된 M8×60L(M16)규격의 SUS304 육각볼트(310) 및 SUS304 육각너트(320)로 고정된다, 또한, 상기 SUS304 육각볼트(310)에는 1개의 SUS304 평와셔(311)와 상기 SUS304 육각너트(320)에는 2개의 SUS304 2중 스프링와셔(321, 322)가 사용되며, 다만 볼트의 길이만 차이가 있다.
다시 도 7 및 도 8을 참조하여, 먼저, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템에 대한 제1 프레임 구조(A)에 태양전지 슬림 프레임(10)을 설치한 모습이고, 도 8은 제3 거치프레임 구조(C)에 태양전지 슬림 프레임(10)을 설치한 모습으로 각각의 모습에 대한 이해를 돕고자 3D로 도시한 것이다.
도 7 및 도 8에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 제3 고정수단(600)은, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)을 가로 50mm × 세로 50mm, 두께 4t 규격의 압연강재인 “ㄱ”자형 형강부재(700)에 고정시키기 위한 볼트너트 수단이다.
또한, 상기 제3 고정수단(600)에 사용되는 볼트너트 및 와셔는 제1 고정수단(300)에서 사용된 부재와 동일하며, 다만 볼트의 길이만 차이가 있을 뿐이다.
여기서, 도 7에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 제1 거치프레임 구조(A)가 1개로 도시되어 있으나, 실제로는 태양열 발전설비의 규모, 즉 태양전지 슬림 프레임(10)의 사이즈에 따라 다수개의 사용이 가능하며, 제2 거치프레임 구조(B)와 제3 거치프레임 구조(C) 역시 태양열 발전설비의 규모에 따른다.
도 8은 제3 거치프레임 구조(C)에 태양전지 슬림 프레임(10)을 설치한 것으로, 상기 도 8을 90°로 회전시키면 본 발명의 실시예에 따른 제2 거치프레임 구조(B)에 태양전지 슬림 프레임(10)을 설치한 모습으로 쉽게 이해할 수가 있다.
따라서 본 발명에서는 종래와 같이 태양전지판을 직접적으로 볼트로 체결하는 것이 아니라, 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)의 상부 좌우측면에 서로 대향되도록 용접된 2개의“
Figure 112011047330744-pat00023
”자형 형강부재(120a, 120b)에 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치하여 고정용 클립(200)과 볼트너트에 의해 간단하게 설치 및 해체하도록 되어 있다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 제1 고정수단(300)은 “ㅁ”자형 각형 각관(110)에 체결되고, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)은 가로 50mm × 세로 50mm, 두께 4t 규격의 압연강재인 “ㄱ”자형 형강부재(700)에 SUS304 육각 볼트너트로 체결되어 있으나, SUS304 육각볼트의 길이를 크게 제작할 경우, 제1 고정수단(300)만으로도 “ㅁ”자형 각형 각관(110)과 고정용 클립(200) 및 “ㄱ”자형 형강부재(700)를 한꺼번에 통합 체결이 가능하기 때문에 태양전지 슬림 프레임(10)의 설치 및 해체 작업시간을 보다 더 줄일 수 있는 특징이 있다(도 6 및 도 7 참조).
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템의 제1 거치프레임 구조(A) 의 양쪽 선단부 단면에 제3 고정수단(600)에 의해 고정ㆍ장착된 거치용 프레임 구조 보호 캡(400)에 대한 이해를 보다 더 돕고자 3D로 도시한 것이다.
이하, 앞서 설명한 도 2 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 태양전지 슬림 프레임 시스템의 작용을 설명한다.
본 발명은 독특하게 고안된 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 거치시키기 위한 “
Figure 112011047330744-pat00024
”자형 제1 거치프레임 구조(A)와 “
Figure 112011047330744-pat00025
”자형 제2 거치프레임 구조(B) 및“
Figure 112011047330744-pat00026
”자형 제3 거치프레임 구조(C)를 갖는 거치용 프레임 구조(100)와 상기 거치용 프레임 구조(100)의 상부 중앙에 위치하여 태양전지 슬림 프레임(400)을 클립방식(Clip Type)으로 압박 고정시키기 위한 고무패킹(220)을 갖는“
Figure 112011047330744-pat00027
”자형 고정용 클립(200)을 지지대에 체결할 수 있는 고정수단들을 구성함으로써, 현재 폭넓게 시공되고 있는 태양열 발전설비 지지대 구조물에 대하여 보다 구조적으로 견고하고 저렴하게 제작ㆍ설치가 가능하여 태양열 발전설비의 제조 단가를 현저하게 줄인다. 또한, 지붕과 같은 좁고 위험한 설치공간에서도 안정적인 작업이 가능하고 설치작업 시간을 크게 줄일 수 있어 시공비가 저렴하다. 그리고 유지보수 측면에서도 기존의 시스템은 복잡한 부재들을 사용하는 반면에, 본 발명은 거치용 프레임 구조와 고정용 클립 및 고정수단으로 구성되어 있기 때문에, 태양전지 슬림 프레임을 간단하게 설치 및 해체할 수가 있어 작업능률 및 안정성이 매우 탁월한 특징이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 태양전지 슬림 프레임 100 : 거치용 프레임 구조
110 : “ㅁ”자형 각형 각관 120a, 120b : “ㄴ”자형 형강부재
130 : 제1 고정수단 홀(Hall) 140 : 제2 고정수단 홀(Hall)
200 : “
Figure 112011047330744-pat00028
”자형 고정용 클립 210a,210b : 클립
220a, 220b : 고무패킹 300 : 제1 고정수단
310 : SUS304 육각볼트 311 : SUS304 평와셔
320 : SUS304 육각너트 321, 322 : SUS304 2중 스프링와셔
400a,400b,400c : 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡
500 : 제2 고정수단 600 : 제3 고정수단
700 : “ㄱ”자형 형강부재

Claims (6)

  1. 태양광 발전설비를 위한 일체식 쏠라 셀 시스템에 있어서,
    일정한 규격을 갖는 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 거치시키기 위한 “
    Figure 112011047330744-pat00029
    ”자형 제1 거치프레임 구조(A)와 “
    Figure 112011047330744-pat00030
    ”자형 제2 거치프레임 구조(B) 및“
    Figure 112011047330744-pat00031
    ”자형 제3 거치프레임 구조(C)를 갖는 거치용 프레임 구조(100)와;
    상기 거치용 프레임 구조(100)의 상부 중앙에 위치하며, 상기 태양전지 슬림 프레임(10)을 클립방식(Clip Type)으로 압박ㆍ고정시키기 위한 고무패킹(220)을 갖는“
    Figure 112011047330744-pat00032
    ”자형 고정용 클립(200)과;
    상기 거치용 프레임 구조(100)의 “ㄴ”자형 형강부재(120)에 거치된 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면 부위를 상기 고정용 클립(200)으로 압박ㆍ고정시키며, 일체식 쏠라 셀 시스템을 구성하는 하나 이상의 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)에 고정시키기 위한 다수개의 제1 고정수단(300)과;
    상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 이탈을 방지하며, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)를 보호하기 위해 합성수지 재질로 제작되는 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)과;
    상기 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)을 고정ㆍ장착시키되, 상기 거치용 프레임 구조(100)의 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면에 체결되는 제2 고정수단(500)을 포함하며,
    또한, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)을 가로 50mm × 세로 50mm, 두께 4t 규격의 압연강재인 “ㄱ”자형 형강부재(700)에 고정시키기 위한 다수개의 제3 고정수단(600)이 포함되는 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림 프레임 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 거치프레임 구조(A)는, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제1 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 상부 좌우 일측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 2개의“
    Figure 112011047330744-pat00033
    ”자형 형강부재(120a,120b)가 서로 대향되도록 용접되는 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림 프레임 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 거치프레임 구조(B)는, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제2 거치용 프레임 구조 보호 캡(400b)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)과, 상기 각형 각관(110)의 상부 좌측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 1개의“
    Figure 112011047330744-pat00034
    ”자형 형강부재(120a)가 용접되는 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림 프레임 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 거치프레임 구조(C)는, 일정한 길이를 갖고 가로 40mm × 세로 40mm, 두께 2.3t 규격으로 성형되는 “ㅁ”자형 각형 각관(110)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 길이방향 중앙에는 하나 이상의 고정용 클립(200)을 볼트로 체결시키기 위해 수직으로 관통되는 다수개의 제1 고정수단 홀(Hall, 130) 및 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 양 선단부 일측면 각각에는 상기 제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400c)을 고정시키도록 수평으로 관통되는 1개의 제2 고정수단 홀(Hall, 140)과, 상기 “ㅁ”자형 각형 각관(110)의 상부 우측면에는 태양전지 슬림 프레임(10)을 거치시키기 위해 1개의“
    Figure 112011047330744-pat00035
    ”자형 형강부재(120b)가 용접되는 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림 프레임 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1/제2/제3 고정수단(300, 500, 600)은, M8×60L규격의 SUS304 육각볼트(310) 및 SUS304 육각너트(320)인 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림 프레임 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1/제2/제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a, 400b, 400c)은 상기 제1 거치프레임 구조(A) 내지 제3 거치프레임 구조(C)의 양 선단부 전체와 상기 태양전지 슬림 프레임(10)의 가장자리 일측면을 덮도록 하되, 그 모양ㆍ형상은, 제1 거치용 프레임 구조 보호 캡(400a)은 “
    Figure 112011047330744-pat00036
    ”이며, 제2 거치용 프레임 구조 보호 캡(400b)은 “
    Figure 112011047330744-pat00037
    ”이고 제3 거치용 프레임 구조 보호 캡(400c)은 “
    Figure 112011047330744-pat00038
    ”인 것을 특징으로 하는 태양전지 슬림 프레임 시스템.
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