KR101083812B1 - 태양광 전지 어셈블리 - Google Patents

태양광 전지 어셈블리

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KR101083812B1
KR101083812B1 KR1020090026207A KR20090026207A KR101083812B1 KR 101083812 B1 KR101083812 B1 KR 101083812B1 KR 1020090026207 A KR1020090026207 A KR 1020090026207A KR 20090026207 A KR20090026207 A KR 20090026207A KR 101083812 B1 KR101083812 B1 KR 101083812B1
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Abstract

본 발명은 건축물의 옥상에 용이하게 설치할 수 있으며, 건축물을 손상시키지 않으면서 견고하게 설치할 수 있는 자중형 태양광 전지 어셈블리를 개시한다.
본 발명의 태양광 전지 어셈블리는, 바닥면에 일정한 거리가 띄워져 배치되는 지지블럭들, 지지블럭들에 각각 결합되는 기둥부들, 기둥부들에 결합되는 집광판들을 포함하며, 지지블럭들은 내부에 유체가 수용되는 공간이 제공되며 서로 연결장치로 연결되어 배치되는 태양광 전지 어셈블리를 제공한다.
Figure R1020090026207
태양광, 집광판, 지지블럭, 물탱크, 건축물, 옥상

Description

태양광 전지 어셈블리{solar cell assembly}
본 발명은 태양광 전지 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물의 옥상에 용이하게 설치할 수 있으며, 건축물을 손상시키지 않으면서 견고하게 설치할 수 있는 자중형 태양광 전지 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 태양 전지 발전 시설은 설치 공간 및 영역에 따라 크게 두가지 방식으로 나눌 수 있다.
첫번째는 새로운 토지를 선정하여 집광판(태양 전지 발전판)을 솔라 팜(solar farm)이나 파라솔(solar parasol)과 같은 형태로 조성하는 방식이며, 다른 하나는 건물과 같은 기존의 건축물 또는 기구물에 집광판을 부착 또는 설치하는 방식이다.
전자는 임야나 야산 또는 해안 등에 있는 새로운 토지 공간을 발굴해야 하는 부담을 가지고 있으며, 조성 사업을 위한 토지 용도 변경 인허가 문제도 쉬운 일이 아니다.
그러나 후자와 같이 기존 건물이나 신축 예정인 건물의 창문이나 옥상, 건물 외관 벽체 등에 집광판을 설치하는 것은 무의미하게 버려질 수 있는 공간을 활용할 수 있다는 측면에서 많은 관심을 가지고 있다.
종래에는 집광판을 설치하기 위하여 건축물의 옥상 바닥에 앵커(anchor)를 설치하고 이 앵커에 볼트 등으로 프레임을 고정한 후 프레임에 집광판을 고정하였다.
이러한 종래의 기술은 태양광 전지 어셈블리가 설치될 때 건축물의 옥상의 바닥면을 손상시키게 된다. 따라서 옥상에 시공된 방수시설이 파손되면 누수 등으로 인하여 추가 관리비용이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 종래에는 태양광 전지 어셈블리의 자세를 유지하기 위하여 강한 바람에도 이동되지 않을 정도의 무게를 가지는 금속 또는 콘크리트 구조물 등으로 이루어지는 지지블럭들을 이용하기도 한다. 즉, 작업자는 지지블럭들을 건축물의 옥상 등에 일정한 간격으로 배치하고 이 지지블럭에 기둥을 고정하고 이 기둥에 집광판을 고정한다. 이때 작업자는 상당한 무게가 나가는 지지블럭들을 설치 장소인 건축물의 옥상 등 높은 곳으로 운반하여야 한다.
이와 같이 종래의 태양광 전지 어셈블리의 설치 작업은 무거운 지지블럭들을 건축물의 옥상 등 높은 곳으로 운반하는 작업이 용이하지 않아 설치비용이 증대되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 건축물의 옥상의 바닥면을 손상시키지 않으면 태양광 전지 어셈블리를 설치할 수 있는 태양광 전지 어셈블리를 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 설치 작업시에 작업 공수를 줄여 설치비용을 줄일 수 있는 태양광 전지 어셈블리를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 바닥면에 일정한 거리가 띄워져 배치되는 지지블럭들, 상기 지지블럭들에 각각 결합되는 기둥부들, 상기 기둥부들에 결합되는 집광판들을 포함하며, 상기 지지블럭들은 내부에 유체가 수용되는 공간이 제공되며 서로 연결장치로 연결되어 배치되는 태양광 전지 어셈블리를 제공한다.
상기 지지블럭들은 인접하여 배치되는 다른 지지블럭들에 서로 끼워지며 상기 유체를 통과시킬 수 있는 관로가 제공된 연결 돌출부 또는 연결 홈들이 제공되는 것이 바람직하다.
상기 지지블럭들은 그 내부의 공간에 유체를 공급할 수 있는 유체 공급구 또는 내부 공간에서 외부로 유체가 배출될 수 있는 유체 배출구가 제공되는 것이 바람직하다.
상기 연결장치는 상기 지지블럭의 일측에 힌지 결합되는 걸림쇠, 상기 걸림 쇠가 결합되어 있는 상기 지지블럭에 인접하여 배치되는 또 다른 지지블럭에 상기 걸림쇠가 걸리는 걸림부가 제공되는 것이 바람직하다.
상기 연결장치는 상기 지지블럭들의 측면에 배치되는 체결 플레이트들, 상기 체결 플레이트들을 상기 지지블럭들에 고정하는 체결부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 지지블럭들에는 가운데 부분에 상기 기둥부들이 관통되어 고정되는 관통공들이 제공되는 것이 바람직하다.
상기 지지블럭들에는 상기 지지블럭들을 감싸면서 밴딩되어 이루어지며 체결 구멍들이 제공되는 기둥부 고정 플레이트, 상기 체결구멍을 통하여 상기 기둥부를 기둥부 고정 플레이트에 체결하는 체결부재를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명은 건축물의 옥상에 태양광 전지 어셈블리를 설치할 때 앵커를 옥상의 바닥면에 박는 일이 없이 단지 자중에 의하여 견고하게 고정될 수 있어 상품성을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 지지블럭들을 건축물의 옥상 등의 높은 곳으로 이동시킬 때에는 지지블럭들의 내부 공간이 비어 있는 상태로 이동시키고, 바닥면에 지지블럭들을 설치하는 경우에 물 또는 유체를 지지블럭들의 내부에 투입하여 적정한 무게를 유지함으로써 지지블럭들의 운반비용 등을 포함한 설치비용을 줄이는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 지지블럭들이 서로 연결된 상태로 건축물의 옥상 등의 바닥 면에 고정되므로 견고한 고정구조를 가지게 되어 바람 등의 외력의 영향에 대응할 수 있어 안정성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 사시도로, 태양광 전지 어셈블리가 건축물의 옥상의 바닥면(B)에 설치된 상태를 도시하고 있다.
태양광 전지 어셈블리는 건축물의 옥상의 바닥면(B)에 배치되는 지지블럭(1, 3, 5, 7, 도 1에서 보이는 부분에만 부호를 부여하여 설명함)들, 지지블럭(1, 3, 5, 7)들에 고정되는 기둥부(S)들, 기둥부(S)들에 결합되는 집광판(P, '태양 전지판'이라고도 함)을 포함한다.
지지블럭(1, 3, 5)들은 내부에 유체가 채워질 수 있는 공간(SP)이 제공되며, 서로 길이 방향으로 연결되는 것이 바람직하다. 지지블럭(1, 3, 5)들은 연결장치(9)들에 의하여 서로 연결되는 것이 바람직하다. 지지블럭(1, 3, 5, 7)들은 내구성이 우수한 합성수지재 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ부를 잘라서 본 단면도로, 지지블럭(1, 3, 5)들을 도시하고 있다.
지지블럭(1)에는 물(water) 등의 유체를 주입할 수 있는 유체 주입구(1a)가 윗면에 제공될 수 있다. 유체 주입구(1a)는 마개(11)가 결합될 수 있다. 그리고 지지블럭(1)의 일측면(길이 방향측으로 배치되는 면)에는 연결 돌출부(1b)가 제공된 다.
연결 돌출부(1b)는 외주 부분이 길이 방향을 따라 라운드 모양으로 이루어져 인접하여 배치되는 또 다른 지지블럭(3)의 연결 홈(3a)에 끼움 결합될 수 있다. 즉, 연결 돌출부(1b)는 연결 홈(3a)에 끼움 결합되어 결합되는 상태를 유지할 수 있다. 연결 돌출부(1b)와 연결 홈(3a) 사이에는 고무 패킹(도시생략)이 삽입되어 내부에 있는 유체가 외부로 새지 않는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예에서는 연결 돌출부(1b)와 연결 홈(3a)이 끼움 결합되어 연결상태가 유지되는 구조를 도시하여 설명하고 있으나, 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며 단지 연결 돌출부(1b)와 연결 홈(3a)이 서로 결합될 수 있는 구조면 어느 것이나 가능하다.
상술한 연결홈(3a)은 연결 돌출부(1b)에 대응되어 연결 돌출부(1b)가 끼워진 상태를 유지할 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 지지블럭(3)에는 연결 홈(3a)이 제공된 반대측 면에 또 다른 연결 돌출부(3b)가 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 지지블럭(3)에 제공되는 연결 돌출부(3b)는 인접하여 배치되는 또 다른 지지블럭(5)의 연결 홈(5a)에 끼움 결합된다.
마찬가지로 지지블럭(5)에는 상술한 연결 홈(5a)이 배치되는 반대측 면에 유체 배출구(5b)가 제공되는 것이 바람직하다. 유체 배출구(5b)는 앞서 언급한 연결 돌출부(1b, 3b)들과 같은 형태로 이루어지는 것도 가능하다. 그리고 유체 배출구(5b)는 또 다른 마개(13)가 결합될 수 있다.
한편, 상술한 연결 돌출부(1b, 3b)들은 유체가 통과할 수 있는 관로(1c, 3c) 들이 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 예를 설명하는 도면에서는 도시하지 않았지만, 지지블럭(1, 3, 5)들의 일측에 유체를 배출할 수 있는 배출구를 별도로 마련하여 필요에 따라 지지블럭들의 내부에 있는 유체를 외부로 배출할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 적용되는 지지블럭(1)과 기둥부(S)가 결합되는 예를 도시한 도면이다. 지지블럭(1)에는 상면과 하면을 관통하는 관통공(15, 17)들이 제공된다. 이러한 관통공(15, 17)들에는 기둥부(S)들이 끼워질 수 있다. 또한, 기둥부(S)들에는 경우에 따라서 저면에 받침판(Sa)들이 결합될 수 있다. 이러한 받침판(Sa)들은 기둥부(S)들이 지지블럭(1)에서 이탈되지 않도록 하는 역할을 할 수 있다.
기둥부(S)들은 형강 등으로 이루어지는 통상의 프레임이 사용될 수 있다. 그리고 이 기둥부(S)들의 상부에는 집광판(P)들이 통상의 결합 방법에 의하여 결합된다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면으로, 상술한 지지블럭(3, 5)들이 연결되는 연결장치(9)를 도시하고 있다. 연결장치(9)는 지지블럭(5)의 일면에 힌지 결합되며 타단에 갈고리 모양의 홈(21a, 훅, hook)을 구비한 걸림쇠(21), 이 걸림쇠(21)의 홈(21a)이 끼워지는 걸림부(23)를 포함한다. 걸림부(23)는 상술한 홈(21a)이 끼워질 수 있는 핀 또는 볼트 등으로 이루어지며 지지블럭(3)의 일측에 고정될 수 있다.
이러한 연결장치(9)는 도 4에서는 지지블럭(3, 5)들의 일면에 배치된 예를 도시하고 있으나, 지지블럭(3, 5)의 양면에 배치될 수 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예를 통하여 태양광 전지 어셈블리를 건축물의 옥상의 바닥면에 설치하는 예를 설명하기로 한다.
먼저, 작업자는 지지블럭(1, 3, 5, 7)들을 설치 장소로 옮긴다. 이때 지지블럭(1, 3, 5, 7)들은 내부가 비어 있고 합성수지재로 이루어지므로 가벼워서 비교적 용이하게 이동될 수 있다.
작업자는 이러한 지지블럭(1, 3, 5)들을 길이 방향으로 배치한다. 그리고 지지블럭(1, 3)들의 연결 돌출부(1b)를 연결 홈(3a)에 끼움 결합한다. 또한, 인접하여 배치되는 지지블럭(3, 5)들의 연결 돌출부(3b)를 연결 홈(5a)에 끼움 결합한다. 그러면 지지블럭(1, 3, 5)들은 길이 방향으로 서로 연결된다.
그리고 연결장치(9)의 걸림쇠(21)를 힌지 결합점을 중심으로 회전시킨다(도 4 참조). 그러면 걸림쇠(21)의 홈(21a)이 걸림부(23)에 끼워진다. 그러면 인접하여 배치되는 지지블럭(3, 5)들이 서로 길이 방향으로 연결되는 것이다.
그리고 기둥부(S)들을 지지블럭(1)의 관통공(15, 17, 도 3에 도시하고 있음)에 삽입한다. 그러면 기둥부(S)들은 세워진 상태의 자세를 유지하게 된다. 그리고 이 기둥부(S)의 상부에 집광판(P)을 결합한다.
집광판(P)은 후술하는 바와 같이 지지블럭(1, 3, 5, 7)들에 물 등의 유체가 모두 채워진 후에 설치하는 것도 가능하다.
계속해서 작업자는 지지블럭(1)의 유체 공급구(1a)로 물 등의 유체를 주입한다. 지지블럭(1)의 내부로 물을 주입하는 경우, 겨울철에도 얼지 않도록 물과 부동 액을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
계속해서 지지블럭(1)의 내부로 공급된 유체는 관로(1c)를 통하여 또 다른 지지블럭(3)으로 이동된다. 지지블럭(3)의 유체가 어느 정도 채워지면 지지블럭(3)의 내부로 공급된 유체는 또 다른 지지블럭(5)의 내부로 이동된다. 따라서 지지블럭(1)의 일측에서 유체를 그 내부 공간(SP)에 공급하면, 관로로 연결되면서 인접하여 배치되는 지지블럭(3, 5)들에도 각각 유체가 채워지게 된다.
이와 같이 작업자는 하나의 지지블럭(1)의 내부 공간(SP)에 유체를 채우는 작업을 통하여 이 지지블럭(1)과 연결된 다른 지지블럭(3, 5)들에도 유체를 채울 수 있어 지지블럭(1, 3, 5)들의 내부에 유체를 각각 채우는 번거로움을 없앨 수 있어 설치 작업 시간을 줄일 수 있다.
지지블럭(1, 3, 5)들의 내부 공간(SP)에 물이 채워지면 지지블럭(1, 3, 5)들은 일정한 무게를 가질 수 있으므로 바람 등의 외력에 의하여 기둥부(S) 및 집광판(P)이 흔들리거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시 예는 태양광 전지 어셈블리를 건축물의 옥상 등에 고정할 때 옥상 바닥면 등을 손상시키지 않으면서 지지블럭(1, 3, 5)들을 이용하여 용이하게 고정할 수 있다. 특히, 태양광 전지 어셈블리에 사용되는 지지블럭(1, 3, 5)들은 서로 관로(1c, 3c)로 연결되어 내부에 유체를 채울 수 있는 구조를 가지므로 건축물이 고층인 경우 운반이 용이하고 설치 작업 또한 용이한 이점이 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 도면으로, 지지블럭(1)에 기둥부(S)를 고정하는 구조를 도시하고 있다. 본 발명의 다른 실시 예는 상술한 실 시 예와 비교하여 다른 점만을 설명하고 상술한 설명과 동일한 부분은 그 설명으로 대치하기로 한다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 기둥부 고정 플레이트(51)가 지지블럭(1)의 외주면을 감싸면서 배치된다. 그리고 기둥부 고정 플레이트(51)의 양 끝단부에는 체결공(51a)들이 제공된다. 이 체결공(51a)들에 대응하는 또 다른 체결공(Sb)들이 기둥부(S)들에도 제공된다.
따라서 기둥부 고정 플레이트(51)와 기둥부(S)들은 볼트부재(55)와 너트부재(57)로 이루어지는 체결부재(61)에 의하여 체결될 수 있다. 즉, 체결공(51a, Sb)들에 볼트부재(55)를 통과시키고 볼트부재(55)의 반대편을 너트부재(57)로 고정하여 기둥부 고정 플레이트(51)와 기둥부(S)들을 고정할 수 있다.
이때 사용되는 볼트부재(55)는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, U자 모양으로 이루어져 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 통상적인 일자형 볼트로 이루어지는 것도 가능하다.
이와 같은 본 발명의 실시 예는 지지블럭(1, 3, 5)들에 기둥부(S)들을 고정하는 구조를 다양하게 구현할 수 있음을 보여주는 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위하여 도 4에 대응되는 도면이고, 도 7은 도 6의 주요부를 분해하여 도시한 도면으로, 지지블럭(3, 5, 임의의 것을 일 예로 정함)들을 연결하는 연결장치를 도시하고 있다.
본 발명의 다른 실시 예의 연결장치는 지지블럭(3, 5)의 양측면에 돌출되는 볼트부재(71)들이 결합되고, 이 볼트부재(71)들에 체결 플레이트(73)들이 결합된 다. 그리고 너트부재(75)를 볼트부재(71)에 결합함으로써 체결 플레이트(73)가 고정된다. 따라서 체결 플레이트(73)는 지지블럭(3, 5)의 양측면에서 고정되고, 지지블럭(3, 5)들이 길이 방향으로 고정될 수 있다.
이러한 본 발명의 다른 실시 예는 지지블럭(1, 3, 5)들을 다양한 구조로 서로 연결할 수 있음을 보여주는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 태양광 전지 어셈블리가 설치되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ부를 잘라서 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 주요 부분인 기둥부와 지지블럭이 연결되는 일 예를 도시한 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로 지지블럭과 지지블럭이 연결되는 구조를 상세하게 도시한 도면이다.
도 5는 기둥부와 지지블럭이 결합되는 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6은 지지블럭과 지지블럭이 연결되는 다른 실시 예를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 일부를 분해하여 도시한 도면이다.

Claims (7)

  1. 바닥면에 배치되는 지지블럭들;
    상기 지지블럭들에 결합되는 기둥부들;
    상기 기둥부들에 결합되는 집광판들을 포함하며,
    상기 지지블럭들은
    내부에 유체가 수용되는 공간이 제공되며 서로 연결장치로 연결되어 배치되고, 상기 유체를 통과시킬 수 있는 관로가 제공된 연결 돌출부 또는 연결 홈들이 제공되어 인접하여 배치되는 다른 지지블럭들에 서로 끼워지는 태양광 전지 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지블럭들은
    그 내부의 공간에 유체를 공급할 수 있는 유체 공급구 또는 내부 공간에서 외부로 유체가 배출될 수 있는 유체 배출구가 제공되는 태양광 전지 어셈블리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결장치는
    상기 지지블럭의 일측에 힌지 결합되는 걸림쇠,
    상기 걸림쇠가 결합되어 있는 상기 지지블럭에 인접하여 배치되는 또 다른 지지블럭에 상기 걸림쇠가 걸리는 걸림부가 제공되는 태양광 전지 어셈블리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결장치는
    상기 지지블럭들의 측면에 배치되는 체결 플레이트들,
    상기 체결 플레이트들을 상기 지지블럭들에 고정하는 체결부재를 포함하는 태양광 전지 어셈블리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지블럭들에는
    가운데 부분에 상기 기둥부들이 관통되어 고정되는 관통공들이 제공되는 태양광 전지 어셈블리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지블럭들에는
    상기 지지블럭들을 감싸면서 밴딩되며 체결 구멍들이 제공되는 기둥부 고정 플레이트,
    상기 체결구멍을 통하여 상기 기둥부를 기둥부 고정 플레이트에 체결하는 체결부재,
    를 포함하는 태양광 전지 어셈블리.
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