KR101228444B1 - 태양광모듈의 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 모듈의 고정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광을 전기적인 신호로 변환시키는 집광판을 프레임에 고정시키는 고정장치를 이중으로 구성하여 순차적으로 체결하여 집광판을 고정하기 때문에 작업이 용이하고, 체결력이 강화될 수 있어 장기간 사용할 수 있도록 집광판 사이에서 양측의 집광판을 가압하면서 상기 지지프레임에 고정시키는 고정부재를 끝단이 상기 지지프레임의 중심부에 체결되면서 상기 지지프레임의 상면 양측에 각각 안착되는 양쪽의 집광판의 상면을 가압하여 고정시키는 제1나사; 및 상기 제1나사와 상호 독립적으로 형성되어 상기 제1나사를 관통하여 상기 지지프레임에 체결되어 상기 제1나사를 상기 지지프레임에 고정시키는 제2나사로서 구성한다.

Description

태양광모듈의 고정장치{Fixing apparatus for solar cell module}

본 발명은 태양광 모듈의 고정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광을 전기적인 신호로 변환시키는 집광판을 프레임에 고정시키는 고정장치를 이중으로 구성하여 순차적으로 체결하여 집광판을 고정하기 때문에 작업이 용이하고, 체결력이 강화될 수 있어 장기간 사용할 수 있어 관리가 용이한 태양광 모듈의 고정장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전이라함은, 입사되는 태양광을 배열된 집광셀들을 통해 집광하여 전기 에너지를 얻게 되는 것이다. 태양은, 5762K의 유효 흑체로서 태양 표면은 6.25X107W/m2 의 에너지를 방출하고 있고 지구와 태양 사이의 확장 각도 는 0.27도 를 가지므로 지구 대기권 밖에 도달하는 일사량은 1370 W/m2 정도이며 청명일에 지구에 도달하는 일사량은 800-1000 W/m2 정도가 되는 것으로 알려져 있다.

상기한 태양 에너지를 그대로 사용하기에는 에너지 밀도가 낮기 때문에 태양 에너지로부터 고온을 얻기 위해서는 태양의 위치를 추적하여 밀도가 낮은 태양광을 효율적으로 집광하여 태양의 밀도를 높여주어야 하고, 이에 따라 태양광을 집광할 수 있는 집광방식이 집광되는 태양광의 형태에 따라 다양하게 제시되고 있는 실정이다.

한 예로서, 직사각 형상의 집광셀 형으로 이를 다수개 배열시켜 태양광을 집광시키는 태양광 발전 시스템이 많이 이용되고 있다. 태양광 발전을 위해서는 핵심 구성품인 태양광 어레이와 태양전지로부터 생성되는 직류전기를 교류로 변환시키는 인버터, 비 또는 눈이 며칠간 계속되는 경우를 대비한 축전지 등의 주변장치 (Balance of System)가 필수적이라 할 수 있으며 주간에 태양광에 의해 발전된 전기는 가정의 가전제품용으로 사용되기도 하고 잉여전기는 계통선을 통해 전력회사에 보내지도록 구성되고 있다.

이러한 태양광 모듈(집광판)은 가대(架臺)에 의해 지지된다. 상기 가대는 다 수개의 집광판이 배열되며, 상기 집광판과 집광판 사이를 지지하는 지지장치와, 상기 집광판을 지지장치에 고정시키는 고정장치를 포함한다. 물론 상기 지지장치는 지면에 고정되며, 상기 집광판의 하중을 지지할 수 있도록 다 수개의 수평 및 수직프레임이 상호 체결되도록 형성된다.

여기서 상기 고정장치는 상기 다 수개의 집광판 사이에서 수직의 프레임에 의해 고정되는 수평 프레임에서 양측의 집광판을 가압하면서 체결된다. 이를 위해 상기 고정장치는 볼트와 나사로 구성되며, 상기 수평 프레임은 다수개의 볼트 결합공이 천공된다.

이와 같은 종래의 태양광 모듈의 고정장치는 볼트와 나사를 통하여 집광판을 고정시키기 때문에 일정시간이 경과되면 외부의 환경(바람, 비, 태양)에 의하여 그 체결상태가 느슨하게 되어 가대로부터 이탈되는 고장이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광 집광판을 지지하는 프레임에 상기 집광판을 고정시키는 고정장치를 상호 독립적으로 형성하여 작업의 편의성을 도모하는 태양광 모듈의 고정장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 집광판과 지지프레임을 고정시키는 고정부재을 이중으로 구성하여 환경의 영향이나 기간이 경과 되어도 그 체결상태가 해제되지 않아 관리가 용이한 태양광 모듈의 고정장치를 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명에 따른 제1실시예는 광을 집광하여 전기적 신호로 변환시키는 다 수개의 집광판 사이에 설치되어 상기 집광판을 지지하는 지지프레임; 및 상기 집광판 사이에서 양측의 집광판을 가압하면서 상기 지지프레임에 고정시키는 고정부재를 포함하고, 상기 고정부재는 끝단이 상기 지지프레임의 중심부에 체결되면서 상기 지지프레임의 상면 양측에 각각 안착되는 양쪽의 집광판의 상면을 가압하여 고정시키는 제1나사; 및 상기 제1나사와 상호 독립적으로 형성되어 상기 제1나사를 관통하여 상기 지지프레임에 체결되어 상기 제1나사를 상기 지지프레임에 고정시키는 제2나사를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제2실시예에 있어서, 상기 지지프레임은 중심부에서 상향 돌출되어 내측으로 상기 제1나사가 삽입되는 공간을 형성하는 돌출수단; 상기 돌출수단의 상단에서 내측으로 하향 연장되며 내측으로 돌출되도록 형성되어 하나 이상이 상하방향으로 정렬되는 걸림홈이 형성되는 걸림수단; 및 상기 돌출수단의 내측 바닥면에서 관통형성되어 상기 제2나사가 체결되는 체결공을 포함한다.

본 발명에 따른 제3실시예에 있어서, 상기 제1나사는 상기 집광판의 상면에 가압 되도록 선단이 측방으로 연장되어 하면이 형성되고, 상면에서 상기 제2나사가 관통삽입되는 관통공이 형성되는 가압헤드; 상기 가압헤드의 하면에서 하향 연장되는 끼움수단; 및 상기 끼움수단의 외면에서 돌출되는 하나 이상의 체결홈을 포함한다.

본 발명에 따른 제4실시예에 있어서, 상기 제2나사는 상기 제1나사의 상면에 걸림되는 나사헤드; 및 상기 나사헤드로 부터 연장되는 나사봉의 끝단에서 상기 지지프레임에 체결되는 나사산을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 제5실시예에 있어서, 상기 걸림수단은 상기 돌출수단의 내측 벽면과 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같이 집광판을 지지하는 프레임에 안착되는 집광판을 상기 프레임에 일체로 형성되어 상기 집광판을 가압한 상태에서 상기 프레임과 독립적으로 형성된 나사를 체결하여 상기 집광판을 고정시킬 수 있어 작업의 편의를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 집광판을 지지프레임에 고정하면서 제1나사와 제2나사를 상호 분리시켜 이중으로 고정할 수 있기 때문에 장기간 사용하여도 결합력이 느슨해지지 않도록 강한 고정상태를 유지할 수 있어 수명이 길고, 관리가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치를 도시한 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치를 도시한 분해도이다.

이하에서는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치를 도시한 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치를 도시한 평면도, 도 3은 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치를 도시한 측단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치는 광을 집광하여 전기적 신호로 변환시키는 다 수개의 집광판(30)과, 상기 집광판(30) 사이에 설치되어 지지하는 지지프레임(20)과, 상기 집광판(30) 사이에서 양측의 집광판(30)을 가압하면서 상기 지지프레임(20)에 고정시키는 고정부재(10)를 포함한다.

상기 집광판(30)은 태양광이 입사되면 전기적인 신호로 변환시켜 출력하는 다 수개의 솔라쎌을 포함하며 다수개가 하나의 열을 이루며, 상기 열이 하나 이상으로 형성되어 상기 지지프레임(20)에 의해 지지된다. 이때 상기 하나의 열을 이루는 하나 이상의 집광판(30)은 측면이 상호 밀착되도록 설치되며 전면과 후면이 타 열의 집광판(30)과 일정간격만큼 이격되도록 상기 지지프레임(20)에 의하여 지지된다.

상기 지지프레임(20)은 사각형 또는 기타 형상을 갖고 상기 다 수개의 집광판(30)이 정렬되는 하나의 열과 열 사이에서 횡방향으로 정렬되며, 그 상면에서 상기 집광판(30)의 1열이 지지된다. 이를 위하여 상기 지지프레임(20)은, 예를 들면, 상면이 상기 집광판(30)의 전면과 후면의 하부가 안착될 수 있도록 편평한 평면을 이루는 프레임본체(210)와, 상기 프레임본체(210)의 중심부에서 상향 돌출되는 돌출수단(220)과, 상기 돌출수단(220)의 내측에서 역경사면으로 이루어진 하나 이상의 걸림홈(도면번호 미표시)이 형성되는 걸림수단(230)과, 상기 돌출수단(220)의 중심부의 바닥면에서 관통되는 체결공(240)을 포함한다.

상기 프레임본체(210)는 양쪽의 집광판(30)의 하단부가 각각 안착되도록 상면이 편평한 평면을 이루며, 바람직하게로는 내측에 빈 공간이 형성되어 공기가 충전되어 외부로부터 충격을 흡수할 수 있다.

상기 돌출수단(220)은 상기 프레임본체(210)의 상면 중심부에서 상향되도록 돌출되는 벽면으로 형성되며, 중심부에 상기 고정부재(10)가 삽입될 수 있도록 내측에 빈공간을 형성할 수 있다.

상기 걸림수단(230)은 상기 돌출수단(220)의 상단에서 내측으로 하향 연장되도록 형성되고, 하기의 제1나사(110)가 체결된다. 상기 걸림수단(230)과 제1나사(110)와 제2나사(120)는 하기에서 도 4의 분해 조립도를 참조하여 상세히 설명한다. 도 4는 본 발명에 따른 태양광 모듈의 고정장치를 도시한 분해 조립도이다.

도 4를 참조하면, 상기 걸림수단(230)은 상기 돌출수단(220)의 벽면의 상단에서 내측으로 하향되도록 연장되어 돌출되는 하나 이상의 걸림홈(도면번호 미표시)이 상하 방향으로 순차적으로 형성된다. 이때 상기 걸림수단(230)은 상기 돌출수단(220)의 상단에서 내측으로 하향 연장되되, 상기 돌출수단(220)의 내측 벽면과 일정간격 이격되도록 형성되어 하기의 제1나사(110)가 삽입될 시에 탄성으로 체결될 수 있도록 한다. 여기서 상기 걸림홈(도면번호 부여되지 않음)은 상기 걸림수단(230)에서 하면이 편평한 면을 이루어서 상단에서 상기 하면으로 하향되는 경사면으로 형성된다.

상기 걸림홈은 상기 걸림수단의 외면에 형성됨에 따라서 별도의 도면부호를 부여하지 않았으며, 이는 첨부된 도면을 참조하면 누구라도 이해할 수 있을 것이다.

상기 체결공(240)은 상기 돌출수단(220)의 내측공간의 바닥면에서 관통형성되어 상기 고정부재(10)의 끝단이 체결된다.

상기 고정부재(10)는 상기 돌출수단(220)에 체결되는 제1나사(110)와, 상기 제1나사(110)에 체결되어 상기 지지프레임(20)에 체결되는 제2나사(120)를 포함한다.

상기 제1나사(110)는 중심부에 상기 제2나사(120)가 삽입되는 관통공(도면에 도시되지 않음)이 형성되고, 중심부에서 평면방향으로 연장되어 하면에서 상기 집광판(30)의 상면을 가압하는 가압헤드(121)와, 상기 가압헤드(121)에서 하향 연장되는 끼움수단(122)과, 상기 끼움수단(122)의 끝단에서 상기 걸림수단(230)의 역경사면에 일치되는 하나 이상의 홈에 체결되도록 돌출되는 하나 이상의 홈이 형성되는 체결홈(123)을 형성한다.

상기 가압헤드(121)는 상기 제1나사(110)가 관통삽입되도록 중심부에 관통형성되고, 상기 관통공(도면 도시되지 않음)을 중심으로 평면으로 연장되어 하면이 상기 집광판(30)의 상면에 안착되어 가압한다.

상기 끼움수단(122)은 상기 가압헤드(121)에서 하면에서 하측으로 연장되고, 상측 보다 하측의 간격이 좁게 형성되며, 더욱 바람직하게로는 상기 끼움수단(122)은 상호 이격된 한 쌍의 판 형상으로 구성되어 상기 돌출수단(220)의 내측으로 삽입시에 상기 한 쌍의 판 사이의 거리가 좁혀지면서 삽입되고, 삽입된 이후에 상기 탄성에 의하여 외측으로 확장된다.

또는 상기 끼움수단(122)은 상기 가압헤드의 하측으로 연장되는 원통형의 외면으로 형성되며, 그 끝단에 상기 체결홈(123)이 외주면을 따라서 형성됨도 본 발명의 다양한 응용예 중 어느 하나에 해당된다.

상기 체결홈(123)은 상기 끼움수단(122)의 외면에서 하나 이상이 돌출되어서 상하방향으로 형성되어 상기 걸림수단(230)의 체결홈(123)에 맞물려 체결된다. 여기서 상기 체결홈(123)은 상면이 편평한 면으로 형성되고, 상기 걸림수단(230)은 하면이 편평한 면으로 형성되어 상기 체결홈(123)의 상면과 상기 걸림수단(230)의 하면이 맞물려서 고정될 수 있다.

상기 제2나사(120)는 상기 가압헤드(121)의 상면에 걸림되는 나사헤드(111)와, 상기 나사헤드(111)로부터 봉형상으로 연장되는 나사봉(112)과, 상기 나사봉(112)의 하측 외면에 형성되는 나사산(113)이 형성된다.

여기서 상기 제2나사(120)는 상기 나사봉(112)이 상기 가압헤드(121)의 중심부에 형성되는 관통공에 삽입된다. 이때 상기 제2나사(120)는 상기 나사헤드(111)가 상기 가압헤드(121)의 상면에 밀착되는 위치까지 삽입되어 상기 나사봉(112)의 끝단에 형성되는 나사산(113)이 상기 돌출수단(220)의 바닥면에 형성된 체결공(240)에 체결된다.

이와 같이 상기 제1나사(110)는 상기 지지프레임(20)과 체결되어 상기 집광판(30)을 가압하고, 상기 제2나사(120)는 상기 제1나사(110)에 삽입되어 지지프레임(20)에 체결되면서 상기 제2나사(120)가 상기 집광판(30)을 고정시킨다.

본 발명은 상기와 같은 구성을 포함하고, 이하에서는 본 발명에 따른 태양광모듈의 고정장치의 작용을 상세히 설명한다.

먼저 작업자는 봉 타입의 지주를 지면에 설치하고, 태양광을 집광하는 집광판(30)을 지지장치를 상기 지주에 고정시킨다. 여기서 상기 지지프레임(20)은 하나 이상의 상호 일정간격만큼 이격되어 고정된다. 그리고 상기 집광판(30)은 상기 지지프레임(20) 사이에서 양측 끝단이 상기 프레임본체(210)에 안착된다.

상기와 같이 상기 집광판(30)이 상기 프레임본체(210)에 안착되면, 상기 제1나사(110)가 상기 돌출수단(220)의 내측으로 삽입된다. 이때 상기 제1나사(110)는 상기 돌출수단(220)의 내측으로 상기 끼움수단(122)이 삽입되어 상기 돌출수단(220)의 내측에서 하향 연장되는 걸림수단(230)에 걸림된다. 여기서 상기 끼움수단(122)은 상기 걸림수단(230)의 홈에 형성되는 경사면과 반대로 형성됨에 따라서 하향 삽입되는 경우에 걸림되지 않고 상기 가압헤드(121)의 하면이 상기 집광판(30)의 상면에 밀착될 때까지 진행된다.

따라서 상기 가압헤드(121)가 상기 집광판(30)의 상면에 밀착되면, 상기 끼움수단(122)의 삽입이 정지되면서 상기 끼움수단(122)의 체결홈(123)과 상기 걸림수단(230)의 걸림홈이 각각 맞물리면서 고정된다.

작업자는 상기 제1나사(110)가 상기 지지프레임(20)에 고정되면, 상기 제2나사(120)를 상기 제1나사(110)에 삽입하여 고정시킨다. 상기 제2나사(120)는 상기 제1나사(110)의 가압헤드(121)의 중심부에 형성되는 관통공에 삽입되어 상기 나사산(113)이 상기 돌출수단(220)의 바닥면에 형성되는 체결공(240)에 체결되면서 상기 제1나사(110)를 고정시킨다.

이와 같이 본 발명은 상기 지지프레임(20)에 안착된 집광판(30)에 제1나사(110)와 제2나사(120)를 순차적으로 체결함에 따라서 집광판(30)의 고정작업이 용이하고, 상기 제1나사(110)와 제2나사(120)에 의해 이중으로 고정될 수 있기에 체결상태가 조임상태가 해결합력이 강하다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 고정부재 20 : 지지프레임
30 : 집광판 110 : 제1나사
111 : 나사헤드 112 : 나사봉
113 : 나사산 120 : 제2나사
121 : 가압헤드 122 : 끼움수단
123 : 체결홈 210 : 프레임본체
220 : 돌출수단 230 : 걸림수단
240 : 체결공

Claims (5)

1. 광을 집광하여 전기적 신호로 변환시키는 다 수개의 집광판 사이에 설치되어 상기 집광판을 지지하는 지지프레임; 및
   상기 집광판 사이에서 양측의 집광판을 가압하면서 상기 지지프레임에 고정시키는 고정부재를 포함하고,
   상기 고정부재는 끝단이 상기 지지프레임의 중심부에 체결되면서 상기 지지프레임의 상면 양측에 각각 안착되는 양쪽의 집광판의 상면을 가압하여 고정시키는 제1나사; 및
   상기 제1나사와 상호 독립적으로 형성되어 상기 제1나사를 관통하여 상기 지지프레임에 체결되어 상기 제1나사를 상기 지지프레임에 고정시키는 제2나사를 포함하는 태양광모듈의 고정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지프레임은
   중심부에서 상향 돌출되어 내측으로 상기 제1나사가 삽입되는 공간을 형성하는 돌출수단; 및
   상기 돌출수단의 상단에서 내측으로 하향 연장되며 내측으로 돌출되도록 형성되어 하나 이상이 상하방향으로 정렬되는 걸림홈이 형성되는 걸림수단; 및
   상기 돌출수단의 내측 바닥면에서 관통형성되어 상기 제2나사가 체결되는 체결공을 포함하는 태양광모듈의 고정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1나사는
   상기 집광판의 상면에 가압 되도록 선단이 측방으로 연장되어 하면이 형성되고, 상면에서 상기 제2나사가 관통삽입되는 관통공이 형성되는 가압헤드;
   상기 가압헤드의 하면에서 하향 연장되는 끼움수단; 및
   상기 끼움수단의 외면에서 돌출되는 하나 이상의 체결홈을 포함하는 태양광 모듈의 고정장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2나사는
   상기 제1나사의 상면에 걸림되는 나사헤드; 및 상기 나사헤드로 부터 연장되는 나사봉의 끝단에서 상기 지지프레임에 체결되는 나사산을 포함하는 태양광모듈의 고정장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 걸림수단은
   상기 돌출수단의 내측 벽면과 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광모듈의 고정장치.
   

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