KR101262016B1 - 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명과 관련된 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물은, 태양전지판을 지지할 수 있게 형성된 제1프레임; 상기 태양전지판 및 상기 제1프레임을 지지할 수 있게 형성되며, 상기 태양전지판 및 상기 제2프레임이 수평면에 대하여 경사형으로 배치되도록 양단의 높이가 차등 형성된 제2프레임; 및 상기 제2프레임의 각 단부에 씌워질 수 있게 형성된 홀더부와, 상기 홀더부의 일측으로부터 연장되어 상기 제1프레임으로 삽입될 수 있게 형성된 암부를 갖는 소켓; 상기 홀더부를 상기 제2프레임에 체결시킬 수 있게 형성되는 제1체결부; 및 상기 제2프레임을 상기 암부에 체결시킬 수 있게 형성되는 제2체결부를 포함한다.
Description
본 발명은 태양전지판을 지지하는 상부 프레임의 하중을 하부 지지체에 전달하고 태양전지판이 경사를 이루는 상태로 유지될 수 있도록 하기 위한 중간 프레임과 상부 프레임 사이의 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물에 관한 것이다.
화석연료의 대체에너지로서 각광받고 있는 솔라셀은 태양광을 받아 전력을 생산하는 최소단위인 셀을 모듈 형태로 만들고, 모듈들을 다시 어레이 형태로 만들어 사용한다. 솔라셀에 의하여 생산되는 에너지는 면적에 비례하므로, 설치 장소(면적)의 확보도 중요한 문제의 하나이다.
최근 물결이 잔잔한 강이나 호수 등지와 같이 내수면에 설치하여 육상 설치장소의 한계를 극복하려는 기술들도 제시되고 있다. 한국 등록특허 제1012954호는 내수면에 부유될 수 있게 연결설치된 내수면 태양전지 패널장치를, 한국 등록특허 제0975212호는 격자상으로 배치된 가로부재와 세로부재의 교차점에 부력구를 설치한 태양전지판 설치용 구조물을 각각 제시하고 있다.
일반적으로 태양전지판의 지지구조물은 태양전지판이 일정한 배열을 이룰 수 있도록 태양전지판을 직접 지지하는 프레임과, 프레임을 고정하는 하부구조가 구비된 형태로 되어 있다. 호수나 강 등지에 설치되는 태양전지판은 물이나 강풍 등으로부터의 안정적인 고정력 확보가 중요한 문제이며, 시공 및 시공 후의 유지나 보수 관리도 필요하다. 이중 프레임을 하부구조에 고정하기 위한 프레임간 결합장치는 태양전지판이 받는 외력이나 충격을 하부구조에 전달하는 부분으로서 지속적인 피로 등을 고려한 설계가 우선적으로 이루어져야 한다. 한편으로는 프레임간 결합장치는 태양전지판을 지지하는 다른 요소와 같이 가벼우면서도 구조적 안정성이 뛰어나고 현장 시공성과 조립의 난이도도 현장시공의 능률을 결정하는 요인으로 작용하기도 한다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 안출된 것으로, 태양전지판을 지지하는 프레임을 하부구조에 견고하게 고정할 수 있도록 하면서도 조립 및 현장시공이 용이하고 비용을 저감할 수 있는 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물를 제시하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명과 관련된 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물은, 태양전지판을 지지할 수 있게 형성된 제1프레임; 상기 태양전지판 및 상기 제1프레임을 지지할 수 있게 형성되며, 상기 태양전지판 및 상기 제2프레임이 수평면에 대하여 경사형으로 배치되도록 양단의 높이가 차등 형성된 제2프레임; 및 상기 제2프레임의 각 단부에 씌워질 수 있게 형성된 홀더부와, 상기 홀더부의 일측으로부터 연장되어 상기 제1프레임으로 삽입될 수 있게 형성된 암부를 갖는 소켓; 상기 홀더부를 상기 제2프레임에 체결시킬 수 있게 형성되는 제1체결부; 및 상기 제2프레임을 상기 암부에 체결시킬 수 있게 형성되는 제2체결부를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1프레임은 일 방향으로 연장된 형태로 형성되고, 상기 태양전지판이 놓여지는 방향으로 개구가 형성된 중공부를 가질 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 태양전지판 지지구조물은, 상기 중공부에 상기 제1프레임의 연장방향을 따라 형성되며, 상기 중공부를 구획할 수 있게 형성되는 보강벽부를 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1프레임 또는 제2프레임은 섬유강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastic;FRP) 또는 유리섬유강화 플라스틱(Glassfiber Reinforced Plastic;GRP)에 의해 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2프레임은 아크 형태의 단면 구조를 가질 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1체결부는 상기 제2프레임 및 상기 홀더부를 관통하여 고정되는 볼트 및 너트를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 암부는, 상기 제1프레임의 상부를 지지할 수 있게 상기 중공부의 상부공간으로 연장형성되는 제1암부; 및 상기 제1프레임의 하부를 지지할 수 있게 상기 중공부의 하부공간으로 연장형성되는 제2암부를 포함하는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 가질 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제2체결부는, 상기 제1프레임의 상면에 얹혀질 수 있게 형성되는 베이스부와, 상기 개구에 삽입되는 돌출부를 갖는 지지블럭; 및 상기 제1프레임과 상기 암부를 체결할 수 있게 배치되는 볼트를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 태양전지판을 지지할 수 있게 형성되며, 중공부를 갖는 제1프레임; 상기 제1프레임을 지지할 수 있게 형성되며, 상기 제1프레임이 수평면에 대하여 경사형으로 배치되도록 양단의 높이가 차등 형성된 제2프레임; 상기 제2프레임의 각 단부에 씌워질 수 있게 형성된 홀더부와, 상기 홀더부의 일측으로부터 연장되어 상기 제1프레임으로 둘러쌀 수 있게 형성된 암부를 갖는 소켓; 상기 홀더부를 상기 제2프레임에 체결시킬 수 있게 형성되는 제1볼트; 상기 제1프레임의 중공부에 삽입될 수 있게 형성되며, 체결홀을 갖는 지지블럭; 및 상기 지지블럭과 상기 암부를 체결할 수 있게 형성되는 제2볼트를 포함하는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물을 제시한다.
본 발명과 관련된 태양전지판 지지 구조물에 의하면, 태양전지판을 지지하는 제1프레임과 하중을 하부 구조로 전달하는 제2프레임 사이의 결합구조가 견고해지므로, 파랑이나 너울 등의 수면에 의한 지속적인 외력이나 바람에 의하여 태양전지판이 받는 외력으로부터 장치의 내구성이 개선된다.
또한, 작업자가 볼트를 체결하는 단순한 동작으로서 조립이 가능하므로 작업이 간편하고 설치시간 및 인력을 줄일 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, FRP 또는 GRP 재질에 의해 프레임 구조를 형성하는 것이므로, 수상에서의 내구성이 우수하고 친환경적이며, 충격이나 흔들림으로부터 구조적인 안정성을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물(100)의 사시도
도 2는 도 1의 태양전지판 지지 구조물이 상호 연결된 상태를 보인 측면도
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예와 관련된 프레임간 결합장치(200)의 분해 사시도
도 4는 도 3의 프레임간 결합장치(200)가 조립된 상태를 제1방향 단면도
도 5는 도 3의 프레임간 결합장치(200)가 조립된 상태를 보인 제2방향 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 소켓(210)의 구조를 보인 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 지지블럭(240)의 구조를 보인 사시도
도 8은 본 발명의 따른 다른 실시예와 관련된 프레임간 결합장치(300)의 분해 사시도
도 9는 도 8의 프레임간 결합장치(300)가 조립된 상태를 제1방향 단면도
도 10은 도 8의 프레임간 결합장치(300)가 조립된 상태를 보인 제2방향 단면도
도 2는 도 1의 태양전지판 지지 구조물이 상호 연결된 상태를 보인 측면도
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예와 관련된 프레임간 결합장치(200)의 분해 사시도
도 4는 도 3의 프레임간 결합장치(200)가 조립된 상태를 제1방향 단면도
도 5는 도 3의 프레임간 결합장치(200)가 조립된 상태를 보인 제2방향 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 소켓(210)의 구조를 보인 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 지지블럭(240)의 구조를 보인 사시도
도 8은 본 발명의 따른 다른 실시예와 관련된 프레임간 결합장치(300)의 분해 사시도
도 9는 도 8의 프레임간 결합장치(300)가 조립된 상태를 제1방향 단면도
도 10은 도 8의 프레임간 결합장치(300)가 조립된 상태를 보인 제2방향 단면도
이하, 본 발명과 관련된 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물을 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명과 관련된 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 태양전지판 지지 구조물이 상호 연결된 상태를 보인 측면도이다.
이들 도면을 참조하면, 태양전지판 지지 구조물(100)은 강 또는 호수 등지와 같이 수면에 띄운 상태로 설치될 수 있게 구성되어 있다. 다만, 여기서는 부유식 지지 구조물(100)의 일 예를 든 것이나, 본 발명과 관련된 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조는 육상 또는 해양에 고정되어 있는 고정식 지지 구조물에도 적용이 가능하다.
태양전지판 지지 구조물(100)은 태양전지판(SP)이 평면 상으로 배치되기 위한 격자 배열의 제1프레임(110, 130) 및 태양전지판 고정장치(120), 제1프레임(110, 130)을 지지하는 제2프레임(140), 제1프레임(110, 130)과 제2프레임(140)을 결합하는 프레임 결합장치(200), 제2프레임(140)을 지지하며 수면에 부유할 수 있게 형성된 부유체(150) 등을 구비하고 있다. 설명의 편의상 하부 구조인 부유체(150)부터 설명한다.
부유체(150)는 제2프레임(140)을 지지할 수 있게 되어 있으며, 태양전지판(SP)의 가로 배열 방향을 따라 연장된 형태로 형성되어 있다. 형상 면에 있어서, 부유체(150)는 원통형의 직관 형태로 형성되어 있으며, 양 단은 부력을 제공할 수 있도록 밀봉되어 있다. 제2프레임(140)을 부유체(150)에 고정하기 위해, 부유체(150)에는 원형의 밴드 또는 클립(160)이 장착될 수 있다. 제2프레임(140)이 부유체(150)에 대하여 유동되지 않고 완충작용을 할 수 있도록, 클립(160)에 의한 고정시 완충재가 제2프레임(140)과 부유체(150) 사이에 배치될 수 있다.
전체적으로 태양전지판 지지 구조물(100)이 전도되지 않고 안정성을 가질 수 있도록 부유체(150)는 한 쌍으로 되어 있다. 제2프레임(140)은 부유체(150)의 연장 방향을 따라 늑골과 같이 복수 개로 배치되어 있으며, 양 부유체(150)의 외주면에 각각 외접하게 배치된다. 부유체(150) 각각이 상호 유동되지 않도록 부유체(150)는 수직방향으로 부유체(150)를 연결하는 고정 파이프(상세히 도시되지 않음)에 의하여 고정된다. 도 2와 같이, 부유체(150) 두 개에 의해 완성된 하나의 지지 구조물(100)은 인접된 지지 구조물과 연결부재(180)에 의하여 연결되어 전체적으로 매트릭스를 구성한다. 바람이나 파도 등에 의한 흔들림으로부터 지지 구조물(100)과 인접된 지지 구조물(100)이 받는 충격을 완화시킬 수 있도록 부유체(150)와 연결부재(180) 사이에는 완충체(181)가 구비될 수 있다.
제조면에 있어서, 부유체(150) 및 제2프레임(140)은 섬유강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastic; FRP) 또는 유리섬유강화 플라스틱(Glassfiber Reinforced Plastic; GRP)에 의하여 형성된 직관을 이용할 수 있다. FRP 또는 GRP에 의하여 형성된 부유체(150)는 강성, 내구성 등이 우수하여, 수상 환경에서 안정적으로 장치를 유지할 수 있게 한다. 즉, 비중이 알루미늄이나 스틸을 이용하여 프레임이나 받침을 구성하는 경우에 비해 FRP 또는 GRP에 의해 형성된 제2프레임(140) 또는 부유체(150)는 비중이 2.2 정도이므로 중량 대비 큰 부력을 얻을 수 있으며, 시공 비용도 저렴하다. 또한, 장기적으로 사용할 경우, 부식에 따른 환경오염을 유발 염려가 없고, 별도로 외부 도장을 할 필요가 없으므로 그만큼 설치 또는 시공과 관련된 비용을 줄일 수 있다.
부유체(150)는 밀봉을 통하여 외부의 물이 침투되지 않게 구성된다. 다른 요인에 의하여 누수가 발생할 경우, 부력이 저하되어 태양전지판 지지 구조물(100)이 가라앉는 것을 방지하기 위해, 부유체(150)에는 물보다 비중이 작은 부력체가 봉입될 수 있다. 그러한 부력체는 폴리스티로폼 또는 우레탄폼 등에 의하여 형성될 수 있으며, 다른 예로서, 밀봉된 작은 관경의 파이프를 복수 개로 배치하여 구현할 수도 있다.
제2프레임(140)은 태양전지판(SP) 및 제1프레임(110, 130)이 경사진 상태로 지지되도록 양단의 높이가 차등 형성되어 있다. 형상의 면에 있어서, 제2프레임(140)은 아크(arc) 단면을 갖는 띠 형태로 형성되어 있다. 제조의 면에 있어서, 제2프레임(140)은 원통형의 직관이 일정 폭과 각도로 잘려진 형태로 형성될 수 있다. 일 예로서, 제2프레임(140)은 대구경의 직관을 일정 폭만큼씩 자른 후, 자른 것들 다시 일정 각도 크기(예: 180도)으로 나눔으로써 구현할 수 있다. 이러한 제2프레임(140)은 섬유강화 플라스틱(FRP) 또는 유리섬유강화 플라스틱(GRP)에 의해 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2프레임(140)은 몇 개의 층이 적층되어 이루어진 적층체들로서 외층, 코어층 및 내층을 포함할 수 있다. 외층 및 내층은 수지에 함침된 유리 섬유사가 원주방향과 평행하게 배열되도록 감겨진 위사층 및 섬유사가 길이방향과 평행하게 배열되도록 감겨진 경사층을 포함함으로써, 반경방향과 길이방향의 내압에 대하여 강성을 높이도록 형성될 수 있다. 코어층은 모르타르를 수지에 함침시켜 형성하는 것으로, 파이프가 일정한 중량 및 강성을 갖도록 한다. 이와 같이 형성된 유리섬유 복합관은 탄성적인 변형이 가능하여 충격에 강하고, 경량이며 시공성이 우수한 장점이 있다. 또한, 누수가 없고, 내식성이 우수하여 반영구적으로 사용될 수 있다. 부유체(150)의 구성도 제2프레임(140)와 유사한 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 이와 같이, FRP 또는 GRP 재질에 의해 형성된 제2프레임(140)은 강성, 내구성 등이 우수하여, 수상 환경에서 안정적으로 장치를 유지할 수 있게 한다. 나아가 일정 폭과 각도로 잘려진 아크 형태는 재료의 절감과 함께, 어느 정도의 변형에 의한 탄성을 제공하므로 하부의 부유체(150)가 받는 충격을 흡수하여 제1프레임(110, 130)에 전달되는 것을 방지할 수 있으며, 역으로 제1프레임(110, 130)이 받는 충격이나 진동을 완충시킨다.
아크 형태로 형성된 제2프레임(140)의 양 단은 제1프레임(110, 130)의 높은 쪽과 낮은 쪽을 각각 지지할 수 있게 형성되어 있다. 즉, 제2프레임(140)의 설치에 의한 각도는 제1프레임(110, 130) 및 태양전지판(SP)의 경사각을 결정한다. 도 1에서는 제2프레임(140)이 부유체(150)에 고정되어 있는 모습을 보이고 있다. 이외에도, 제2프레임(140)은 부유체(150)에 대하여 회전 가능하게 구성함으로써 태양전지판(SP)의 경사각을 조절할 수 있게 형성될 수도 있다.
제2프레임(140) 또는 부유체(150) 등은 강, 호수나 해상 등에서 사용하는 경우 자외선 등에 의한 변성을 방지할 수 있도록 자외선 차단제가 추가적으로 도포될 수 있다.
제1프레임(110, 130)은 태양전지판(SP)을 지지할 수 있도록 2차원 방향으로 배열된 형태로 형성된다. 구체적으로, 도 1에 의하면, 제1프레임(110, 130)은 태양전지판(SP)을 직접 지지하는 가로형 제1프레임(110)과, 가로형 제1프레임(110)을 지지하는 세로형 제1프레임(130)을 구비하고 있다. 제1프레임(110, 130)는 알루미늄이나 스테인리스 스틸, FRP 또는 GRP 등과 같은 강성이 있는 재질에 의하여 형성될 수 있다. 가로형 제1프레임(110)의 양 단부는 제2프레임(140)의 양 단부에 각각 프레임 결합장치(200)에 의하여 결합되어 있다. 프레임 결합장치(200)의 구성에 대하여는 도 3 이하를 중심으로 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2과 같이, 제2프레임(140)에 내접하여 발판(170)이 배치될 수 있다. 발판(170)은 태양전지판 지지 구조물(100)의 유지보수를 위하여 설치되며, FRP 또는 GRP 재질에 의하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 발판(170)은 FRP를 펄트루전(pultrusion) 방식으로 복합재료 프레임을 제조한 후, 미끌림 방지를 위하여 레진 모르타르를 표면에 처리하는 형태로 제조될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 프레임간 결합장치(200)의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 프레임 결합장치(200)가 조립된 상태를 제1방향 단면도이며, 도 5는 도 3의 프레임 결합장치(200)가 조립된 상태를 보인 제2방향 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예와 관련된 소켓(210)의 구조를 보인 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예와 관련된 지지블럭(240)의 구조를 보인 사시도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 프레임 결합장치(200)는 세로형 제1프레임(130)과 제2프레임(140)을 연결하는 소켓(210), 소켓(210)을 제2프레임(140)에 체결하기 위한 제1체결부 및, 소켓(210)을 세로형 제1프레임(130)에 체결하기 위한 제2체결부를 갖는 형태로 되어 있다. 이하, 이들의 구성에 대하여 상세히 설명한다.
형상 면에 있어서 제1프레임(130)은 일 방향으로 연장된 형태로 형성되어 있으며, 태양전지판(SP)이 놓여지는 방향으로 개구(133)가 형성되어 있는 중공부(132)를 갖는다. 중공부(132)의 중간에는 제1프레임(130)의 연장방향을 따라 형성되며, 중공부(132)를 구획할 수 있게 형성되는 보강벽부(134)가 구비될 수 있다. 보강벽부(134)는 볼트(235)의 체결시 개구(133)가 벌어지는 것을 최소화하고 제1프레임(130)이 구조적인 강성을 유지하도록 세로형 제1프레임(130)의 일측벽과 타측벽을 연결할 수 있게 형성될 수 있다. 세로형의 제1프레임(130)과 같이 가로형의 제1프레임(110)도 유사한 중공구조를 가질 수 있다.
소켓(210)은 제2프레임(140)의 각 단부에 씌워질 수 있게 형성된 홀더부(220)와, 홀더부(220)의 일측으로부터 연장되어 세로형 제1프레임(130)으로 삽입될 수 있게 형성된 암부(230)를 구비하고 있다. 이러한 소켓(210)은 유리섬유 강화 플라스틱 등에 의해 형성된 제2프레임(140) 및 제1프레임(110, 130)과의 연결이 용이하도록 성형성과 가공성이 우수한 금속재 또는 유리섬유 강화 복합재료 등에 의해 구성될 수 있다. 금속재인 경우, 암부(230)는 홀더부(220)에 대하여 용접 등에 의하여 일체로 형성될 수 있으며, 유리섬유 강화 복합재료인 경우 레이아웃 방법 등에 의하여 일체로 형성될 수 있다.
홀더부(220)는 제2프레임(140)의 단부에 끼워질 수 있게 대략 'ㄷ'자 형태의 절곡된 구조로 되어 있다. 다만, 홀더부(220)는 제2프레임(140)의 양면에 접하는 두 장의 플레이트를 체결하는 것에 의하여 구현할 수도 있다.
홀더부(220)와 제2프레임(140)의 고정을 위하여, 제1체결부가 구비된다. 제1체결부는 도 4와 같이, 한 쌍의 볼트(225) 및 너트(226)를 포함할 수 있다. 이러한 볼트(225)는 홀더부(220)와 제2프레임(140)에 각각 형성된 관통홀(221, 141)을 통과하여 끼워지며, 너트(226)를 체결함에 의하여 고정된다. 이외에도 제1체결부는 다른 형태의 볼트, 너트의 조합이 적용될 수 있으며, 유리섬유강화 플라스틱 재료에 의한 레이업 등을 이용하는 고정도 가능하다.
암부(230)는 세로형의 제1프레임(130)에 삽입되어 태양전지판(SP) 및 제1프레임(110, 130)의 하중이 홀더부(220)부로 전달될 수 있게 구성된다. 구체적으로, 암부(230)는 제1프레임(130)의 상부를 지지할 수 있게 중공부(132)의 상부공간으로 연장 형성되는 제1암부(232)와, 제1프레임(130)의 하부를 지지할 수 있게 중공부(132)의 하부공간으로 연장 형성되는 제2암부(233)를 구비한다.
제1암부(232)는 보강벽부(134)에 의해 구획되는 중공부(132)의 상부 공간으로 삽입될 수 있게 플레이트 형태로 형성되어 있으며, 일 부위에 볼트(235)가 직접 체결되기 위한 나사 체결홀(231)을 갖는다. 제1암부(232)는 제1프레임(130)의 상면과 제2체결부에 의해 체결된다. 이러한 제2체결부는 지지블럭(240) 및 볼트(235)를 포함할 수 있다.
지지블럭(240)은 제1프레임(130)의 상면에 얹혀질 수 있게 형성되는 베이스부(241)와, 개구(133)에 삽입되는 돌출부(242)를 가지고 있으며, 볼트(235)가 통과될 수 있도록 관통홀(243)이 형성되어 있다. 베이스부(241)는 체결시 힘이 분산될 수 있도록 넓은 접촉면을 갖는 플레이트 형태로 형성될 수 있으며, 돌출부(242)는 사각단면 또는 기타 단면형을 갖는 가로턱 형태로 형성될 수 있다. 돌출부(242)는 플레이트 형태의 베이스부(241)가 볼트(235)의 체결과정에서 임의로 돌아가지 않도록 개구(133)에 구속된다. 이러한 지지블럭(240)은 제1프레임(130)을 제1암부(232)에 고정시 와셔로서의 기능을 하며, 제1프레임(130)에 견고하게 고정되어 있는 상태로 제1프레임(130)의 변형을 방지한다. 이와 같은 지지블럭(240)의 형상은 볼트(235)의 체결시 체결력에 의하여 제1프레임(130)에 힘이 집중되는 것을 줄이면서 제1프레임(130)의 변형이나 벌어짐을 최소화시킨다. 재질 면에서 지지블럭(240)은 GRP, FRP 등과 같은 복합재료나 금속 등에 의해 조성될 수 있다.
제2암부(233)는 보강벽부(134)의 하부공간에 삽입되는 것으로, 제1암부(232) 만으로 힘이 집중되는 것을 막고 제1프레임(130)과의 접촉 및 지지면적을 증대시킨다. 이러한 제2암부(233)는 대략 'ㄷ'자 형태의 단면 또는 사각단면을 갖는 형태로 형성될 수 있다. 제2암부(233)와 홀더부(220)의 연결부위에 하중의 집중에 의한 변형을 최소화시킬 수 있도록 보강리브(234)가 형성될 수 있다.
이와 같은 구성에 의한 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물(100)의 작용을 설명한다.
우선, 조립을 위하여, 소켓(210)의 홀더부(220)를 제2프레임(140)의 양 단부에 각각 끼운다. 다음으로 볼트(225) 및 너트(226)에 의하여 홀더부(220)를 제2프레임(140)에 고정시킨다. 제1프레임(130)을 암부(230)에 고정하기 위하여, 제1암부(232)를 제1프레임(130)의 상부공간에, 제2암부(233)를 제1프레임(130)의 하부공간에 각각 삽입한다. 지지블럭(240)의 돌출부(242)가 제1프레임(130)의 개구(133)에 삽입되도록 제1프레임(110, 130)의 상면에 얹는다. 다음으로 볼트(225)를 지지블럭(240)의 관통홀(243)을 통과시키고 삽입되어 있는 제1암부(232)의 나사 체결홀(231)에 체결한다.
이와 같은 조립에 의하여, 제1프레임(130)인 제1암부(232)에 고정되는 한편, 제2암부(233)는 제1프레임(130)의 하부공간에 끼워짐으로써 제1암부(232)와 홀더부(220) 사이의 변형이나 응력 집중을 막는다.
이와 같이, 지지블럭(240)을 제1프레임(130)에 맞추고 볼트(235)만을 이용하여 체결하는 것이므로 현장 및 시공작업이 간이해지며, 태양전지판(SP)을 지지하는 구조적인 강성도 확보할 수 있다.
도 8은 본 발명의 따른 다른 실시예와 관련된 프레임간 결합장치(300)의 분해 사시도이고, 도 9는 도 8의 프레임 결합장치(300)가 조립된 상태를 제1방향 단면도이며, 도 10은 도 8의 프레임 결합장치(300)가 조립된 상태를 보인 제2방향 단면도이다.
본 실시예에서는, 소켓(310)의 암부(330)가 제1프레임(130)을 둘러싼 상태로 삽입될 있게 형성되어 있다. 구체적으로, 암부(330)는 제1프레임(130)의 단면 형상에 맞는 사각 통 형태로 형성되어 있다. 지지블럭(340)은 보강벽부(134)의 상부 공간에 위치되어 있으며, 제1프레임(130)의 개구에 삽입되는 돌출부(342)를 포함하고 있다. 지지블럭(340)에는 볼트(335)가 체결되기 위한 체결홀(343)이 형성되어 있다. 따라서, 제1프레임(130)을 암부(330)에 삽입하고 지지블럭(340)을 해당위치에 둔 후 볼트(335)를 조이면, 볼트(335)와 지지블럭(340)의 체결작용에 의하여 암부(330)와 제1프레임(130)이 결합된다. 여기서 사각통 형태로 형성된 암부(330)는 제1프레임(130)의 모든 면과 접하여 있으므로 어느 방향으로부터의 외력에 대하여도 변형의 유발 및 응력의 집중을 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기와 같이 설명된 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 태양전지판 지지 구조물 110, 130: 제1프레임
120: 태양전지판 고정장치
132: 중공부 133: 개구
134: 보강벽부 140: 제2프레임
150: 부유체 160: 클램프
170: 발판 180: 연결부재
200: 프레임간 결합장치 210,310: 소켓
220,320: 홀더부 221,321: 관통홀
230,330: 암부 231: 나사 체결홀
232: 제1암부 233: 제2암부
234: 보강리브 240,340: 지지블럭
241: 베이스부 242,342: 돌출부
243: 관통공 343: 체결홀
120: 태양전지판 고정장치
132: 중공부 133: 개구
134: 보강벽부 140: 제2프레임
150: 부유체 160: 클램프
170: 발판 180: 연결부재
200: 프레임간 결합장치 210,310: 소켓
220,320: 홀더부 221,321: 관통홀
230,330: 암부 231: 나사 체결홀
232: 제1암부 233: 제2암부
234: 보강리브 240,340: 지지블럭
241: 베이스부 242,342: 돌출부
243: 관통공 343: 체결홀
Claims (9)
- 태양전지판을 지지할 수 있게 형성된 제1프레임;
상기 제1프레임을 지지할 수 있게 형성되며, 상기 제1프레임이 수평면에 대하여 경사형으로 배치되도록 양단의 높이가 차등 형성된 제2프레임; 및
상기 제2프레임의 각 단부에 씌워질 수 있게 형성된 홀더부와, 상기 홀더부의 일측으로부터 연장되어 상기 제1프레임으로 삽입될 수 있게 형성된 암부를 갖는 소켓;
상기 홀더부를 상기 제2프레임에 체결시킬 수 있게 형성되는 제1체결부; 및
상기 제2프레임을 상기 암부에 체결시킬 수 있게 형성되는 제2체결부를 포함하는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 제1프레임은 일 방향으로 연장된 형태로 형성되고, 상기 태양전지판이 놓여지는 방향으로 개구가 형성된 중공부를 갖는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
- 제2항에 있어서,
상기 중공부에 상기 제1프레임의 연장방향을 따라 형성되며, 상기 중공부를 구획할 수 있게 형성되는 보강벽부를 더 포함하는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 제1프레임 또는 제2프레임은 섬유강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastic;FRP) 또는 유리섬유강화 플라스틱(Glassfiber Reinforced Plastic;GRP)에 의해 형성된, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 제2프레임은 아크형의 단면 구조를 갖는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
- 제1항에 있어서,
상기 제1체결부는 상기 제2프레임 및 상기 홀더부를 관통하여 고정되는 볼트 및 너트를 포함하는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
- 제2항에 있어서,
상기 암부는,
상기 제1프레임의 상부 부위를 지지할 수 있게 상기 중공부의 상부공간으로 연장형성되는 제1암부; 및
상기 제1프레임의 하부 부위를 지지할 수 있게 상기 중공부의 하부공간으로 연장형성되는 제2암부를 포함하는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
- 제2항에 있어서,
상기 제2체결부는,
상기 제1프레임의 상면에 얹혀질 수 있게 형성되는 베이스부와, 상기 개구에 삽입되는 돌출부를 갖는 지지블럭; 및
상기 제1프레임과 상기 암부를 체결할 수 있게 배치되는 볼트를 포함하는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
- 태양전지판을 지지할 수 있게 형성되며, 중공부를 갖는 제1프레임;
상기 제1프레임을 지지할 수 있게 형성되며, 상기 제1프레임이 수평면에 대하여 경사형으로 배치되도록 양단의 높이가 차등 형성된 제2프레임;
상기 제2프레임의 각 단부에 씌워질 수 있게 형성된 홀더부와, 상기 홀더부의 일측으로부터 연장되어 상기 제1프레임으로 둘러쌀 수 있게 형성된 암부를 갖는 소켓;
상기 홀더부를 상기 제2프레임에 체결시킬 수 있게 형성되는 제1볼트;
상기 제1프레임의 중공부에 삽입될 수 있게 형성되며, 체결홀을 갖는 지지블럭; 및
상기 지지블럭과 상기 암부를 체결할 수 있게 형성되는 제2볼트를 포함하는, 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물.
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120033270A KR101262016B1 (ko) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물 |
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| KR1020120033270A KR101262016B1 (ko) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 태양전지판의 지지를 위한 프레임간 결합구조를 갖는 태양전지판 지지구조물 |
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- 2012-03-30 KR KR1020120033270A patent/KR101262016B1/ko active IP Right Grant
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