KR101334362B1 - 태양광 발전식 방음벽 - Google Patents

태양광 발전식 방음벽 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양전지 모듈을 이용하여 차음과 전력생산을 동시에 할 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지 모듈을 냉각하고 세척하도록 하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 하는 태양광 발전식 방음벽에 관한 것으로, 지면에 직립하도록 이격되게 설치되는 지주 사이에 적층되어 결합되며, 내부에 태양광 발전을 위한 태양전지 모듈이 결합되는 사각틀 형태의 지지프레임; 상기 지지프레임에 연결되어 상기 태양전지 모듈의 상측에서 물과 공기를 살포하여 상기 태양전지 모듈을 냉각하고 세척하는 냉각 세척부; 및 상기 태양전지 모듈이 결합되도록 상기 지주의 후면에 결합되며, 상기 태양전지 모듈의 각도를 조절하는 보조 태양전지 모듈 설치부를 포함한다.

Description

태양광 발전식 방음벽{SOUND PROOF WALL INCLUDING SOLAR POWER GENERATOR}
본 발명은 태양광 발전식 방음벽에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양전지 모듈을 이용하여 차음과 전력생산을 동시에 할 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지 모듈을 냉각하고 세척하도록 하여 발전효율을 향상시킬 수 있도록 하는 태양광 발전식 방음벽에 관한 것이다.
전기를 발생하는 발전장치는 사용되는 에너지원에 따라 석유나 석탄과 같은 화석연료를 이용하는 화력발전과, 태양광, 원자력, 수력, 조력, 풍력을 이용하는 발전 등으로 구분될 수 있다.
이러한 발전장치 중 원자력을 이용하는 발전장치는 화력발전에 비해 저렴한 비용으로 전기를 발생시킬 수 있는 장점이 있으나, 방사능으로 인한 환경 오염 및 인체의 유해성으로 인해 설치가 제한적으로 이루어지고 있다.
더욱이 최근에는 전기를 생산한 후 발생하는 핵폐기물의 처리 문제 등으로 인해 시설 투자가 원활하게 이루어지고 있지 않다. 또한, 화력발전의 경우, 석탄, 석유와 같은 화석연료를 사용하는데, 이러한 발전용 연료는 전기의 발생시 환경을 오염시키는 물질을 배출할 뿐만 아니라 연료의 비용이 크다. 더욱이, 최근에는 자원매장량이 감소 등으로 인해 유가가 상승하고 있으며, 이에 따라 발전비용이 증가하는 바 이를 대체할 수 있으며, 환경을 오염시키는 물질을 발생하지 않는 청정에너지의 개발이 요구되고 있다.
이와 같은 청정에너지를 이용한 발전장치로는 태양광을 이용한 발전장치가 대표적이며, 최근 들어 기술의 개발 및 설치비용이 저렴해지면서 보급이 확대되고 있다. 이러한 태양광 발전장치는 발전면적 및 일조량에 따라 발전능력이 차이가 발생한다.
그러나, 이러한 태양광 발전장치를 넓은 면적에 설치하기 위해서는 막대한 토지의 사용으로 인하여 토지의 구입에 있어 많은 제약이 있고, 토지의 구입 또는 보상 등으로 인해 비용이 많이 소요되는 문제가 있고, 대규모로 발전시설을 설치하기 위해서는 주변 주민들의 협조를 이끌어내야 하는 어려움이 있다.
더하여, 발전장치는 생산된 전기를 손 실없이 소비지역으로 전달하기 위해서는 소비지역과 가깝게 설치되는 것이 유리하나, 도시계발이 포화단계에 이른 시점에서 태양광 발전장치를 설치하기 위한 지역을 확보하는데 큰 어려움이 있다.
한편, 방음벽은 양측에 트랙이 형성된 지주들을 지면으로부터 수직으로 일정한 간격을 두고 설치시키고 상기 지주와 지주의 트랙 사이에 방음패널이 적층되게 설치되어 완성된다.
통상 방음벽은 도로나 철로에서 발생된 소음이 통상 학교나 주거지 등으로 전파되는 것을 차단하기 위한 목적으로 설치되는 것이며, 사용되는 곳의 용도에 따라 방음패널을 달리 사용하기도 한다.
방음패널을 살펴보면, 크게 흡음형 방음패널과 차음형 방음패널로 나눌 수 있다. 흡음형 방음패널은 금속 프레임과 표면에 다공이 형성된 금속판 및 내부에 흡음재로 구성되고 일반적으로 도로변에 주로 설치된다.
차음형 방음패널은 틀을 구성하는 금속 프레임과 프레임 내부에 설치되는 투광형 차음판으로 구성되고 주거지역이나 학교와 같이 주변 경관을 중요시하는 곳에 주로 설치된다.
이와 같이 구성되고 설치되어 사용되는 방음벽의 방음 효율을 높이기 위해서는 방음벽을 도로변과 같은 소음발생지역에 인접하게 설치시키는 것과 방음벽의 높이를 최대한 높게 설치해야만 한다.
따라서, 주로 다층건물로 제작되는 학교나 아파트단지 등의 지역에는 방음벽을 높게 설치해야만 건물의 전 구역에서 기대하는 방음 효율을 얻을 수 있는 것은 자명한 사실이다.
이와 같이 특정지역에 설치되는 방음벽은 일반적인 방음벽보다 높게 설치되어 사용되고 있고, 상기와 같이 높게 설치되는 방음벽의 경우 설치비용을 감안하여 사용용도를 넓히기 위해 방음벽의 지주 상단에 가로등을 설치하여 사용하는 경우도 있다.
최근에는 이와 같은 방음벽에 태양광 발전 장치를 설치하는 태양광 발전식 방음벽이 제안되고 있으며, 국내 등록실용신안 제20-0459677호, 국내 등록특허 제10-1005296호 등에는 이러한 선행기술이 개시되어 있다.
상기와 같은 종래의 태양광 발전식 방음벽은 기준의 방음벽에 별도의 태양광 발전장치를 시공하여야 하므로, 설치비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 태양광 발전 모듈에서 많은 열이 발생하고, 그 표면의 이물질로 인하여 발전효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 개발된 것으로, 태양전지 모듈을 이용하여 차음과 전력생산을 동시에 할 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지 모듈을 냉각하고 세척하도록 하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 태양광 발전식 방음벽을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지면에 직립하도록 이격되게 설치되는 지주 사이에 적층되어 결합되며, 내부에 태양광 발전을 위한 태양전지 모듈이 결합되는 사각틀 형태의 지지프레임; 상기 지지프레임에 연결되어 상기 태양전지 모듈의 상측에서 물과 공기를 살포하여 상기 태양전지 모듈을 냉각하고 세척하는 냉각 세척부; 및 상기 태양전지 모듈이 결합되도록 상기 지주의 후면에 결합되며, 상기 태양전지 모듈의 각도를 조절하는 보조 태양전지 모듈 설치부를 포함하는 태양광 발전식 방음벽을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 지지프레임의 상측 내부에 구비되는 유입관 부재; 상기 지지프레임에서 노출되도록 상기 유입관 부재에 결합되는 분사노즐 부재; 연결관을 통해 상기 유입관 부재와 연결되어 냉각수 또는 공기를 공급하는 공급펌프; 및 내부에 냉각수가 수용되며 상기 공급펌프와 연결되는 저수조로 이루어진 냉각 세척부를 포함하는 태양광 발전식 방음벽을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 지주에 결합되는 지지부재; 상기 태양전지 모듈이 결합되어 상기 지지부재에 회전가능하게 결합되는 각도 조절 프레임 부재; 및 상기 각도 조절 프레임 부재를 상기 지지부재에 고정하는 위치 고정부재로 이루어진 보조 태양전지 모듈 설치부를 포함하는 태양광 발전식 방음벽을 제공한다.
또한, 본 발명은 양단부가 상기 지지부재에 회전가능하게 결합되는 회전축; 상기 회전축에 이격되게 복수개 결합되는 고정플레이트; 상기 고정플레이트에 결합되는 지지바; 및 상기 지지바의 일단부 및 타단부에 각각 구비되어 상기 태양전지 모듈이 삽입되어 볼트를 통해 고정되는 모듈 고정 브래킷으로 이루어진 각도 조절 프레임 부재을 포함하는 태양광 발전식 방음벽을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 각도 조절 프레임 부재와 결합되며, 상기 각도 조절 프레임 부재의 회전에 따라 상기 지지부재를 경유하는 가이드바; 상기 가이드바 및 상기 지지부재에 각각 형성되는 고정홀부; 및 상기 고정홀부에 삽입되어 상기 가이드바의 움직임을 구속하는 고정핀으로 이루어진 위치 고정부재를 포함하는 태양광 발전식 방음벽을 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 태양광 발전식 방음벽에 의하면, 태양전지 모듈을 이용하여 차음 기능을 수행하여 차음과 전력생산을 동시에 할 수 있도록 함으로써 태양광 발전장치의 설치비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 태양전지 모듈을 냉각하고 세척할 수 있어 발전효율이 향상되는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전식 방음벽를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지지프레임과 냉각 세척부의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 정단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 보조 태양전지 모듈 설치부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 보조 태양전지 모듈 설치부의 작동상태도이다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명에 따른 태양광 발전식 방음벽을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 태양광 발전식 방음벽(100)은 소음이 발생하는 철도변이나 도로변 등에 설치되어 소음의 확산을 방지함과 동시에 태양전지 모듈(20)이 설치되어 태양광에 의한 전기를 생산한다. 이때, 태양광 발전식 방음벽(100)은 태양전지 모듈(20)이 발전기능과 차음 기능을 모두 가지도록 지주(10) 사이 및 지주(10)의 후방에 각각 설치된다.
더하여, 본 실시 예에 따른 태양광 발전식 방음벽(100)은 태양전지 모듈(20)의 발전효율을 향상시킬 수 있도록 지주(10) 사이에 설치되는 태양전지 모듈(20)을 냉각 및 세척하도록 구성된다.
구체적으로, 본 실시 예에 따른 태양광 발전 기능을 갖는 방음벽(100)은 "H"빔 형태의 지주(10) 사이에 적층되어 결합되며, 내부에 태양전지 모듈(20)이 경사지게 결합되는 지지프레임(110)과, 이 지지프레임(110)의 태양전지 모듈(20)을 냉각 및 세척하는 냉각 세척부(120)와, 지주(10)의 후면에 태양전지 모듈(20)을 설치하도록 지주(10)에 결합되는 보조 태양전지 모듈 설치부(130)를 포함한다.
지지프레임(110)은 중공 형태의 사각틀 형태를 가지며, 냉각 세척부(120)를 통해 내측 상면에서 냉각수가 분사되도록 냉각 세척부(120)와 결합된다.
또한, 지지프레임(110)은 냉각 세척부(120)의 노출을 위한 관통구멍(111)이 형성된다.
냉각 세척부(120)는 지지프레임(110)의 상측 내부에 결합되는 유입관 부재(121)와, 관통구멍(111)을 통해 유입관 부재(121)에 결합되는 분사 노즐 부재(123)와, 유입관 부재(121)로 냉각수를 공급하기 위한 공급펌프(125)와, 냉각수가 수용되는 저수조(127)를 포함한다.
유입관 부재(121)는 양단부가 용접이나 볼트 등과 같은 결합방식을 통해 지지프레임(110)에 결합되며, 중앙부 후방으로 공급펌프(125)와 연결되는 분기관(121a)이 형성된다. 이때, 분기관(121a)의 외면는 나사산이 형성된다.
분사 노즐 부재(123)는 나사 결합방식을 통해 유입관 부재(121)와 결합될 수 있도록 상부 외면에 나사산이 형성되고, 유입관 부재(121)에 암나사부가 형성된다. 이러한, 분사 노즐 부재(123)는 지지프레임(110)의 외부로 노출되도록 유입관 부재(121)에 결합된다.
공급펌프(125)는 연결관(125a)을 통해 분기관(121a)과 연결되어 저수조(127)의 냉각수를 유입관 부재(121)로 공급한다.
본 실시 예에서는 태양전지 모듈(20)을 냉각 및 세척하기 위하여 냉각수를 사용하는 것을 예를 들어 설명하고 있지만, 공급펌프(125) 대신 컴프레서를 유입관 부재(121)와 연결하여 공압을 통해 태양전지 모듈(20)을 냉각하고, 태양전지 모듈(20) 표면의 이물질을 제거할 수도 있다.
보조 태양전지 모듈 설치부(130)는 지주(10)의 후방에 태양전지 모듈(20)을 더 설치하여 방음벽(100)의 발전 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 계절에 따라 태양전지 모듈(20)의 각도를 조절하게 된다.
이를 위하여, 본 실시 예에 따른 보조 태양전지 모듈 설치부(130)는 지주(10)에 결합되는 지지부재(131)와, 태양전지 모듈(20)이 결합되어 지지부재(131)에 회전가능하게 결합되는 각도 조절 프레임 부재(133)과, 각도 조절 프레임 부재(133)가 회전한 상태를 지지부재(131)에 고정하기 위한 위치 고정부재(135)를 포함한다.
지지부재(131)는 각도 조절 프레임 부재(133)를 안정되게 지지할 수 있도록 "A"자 형태로 형성되며, 볼트 및 너트를 통해 지주(10)에 결합된다.
각도 조절 프레임 부재(133)는 양단부가 지지부재(131)에 회전가능하게 결합되는 회전축(133a)과, 이 회전축(133a)에 이격되게 복수개 결합되는 고정플레이트(133b)와, 이 고정플레이트(133b)에 결합되는 지지바(133c)와, 태양전지 모듈(20)를 고정하기 위한 모듈 고정 브래킷(133d)으로 이루어진다.
회전축(133a)은 지지부재(131)에서 원활하게 회전할 수 있도록 베어링을 통해 지지부재(131)에 결합된다.
고정플레이트(133b)는 용접을 통해 회전축(133a)과 결합되고, 지지바(133c)가 볼트 및 너트를 통해 고정된다.
모듈 고정 브래킷(133d)은 지지바(133c)의 일단부 및 타단부에 각각 구비되어 태양전지 모듈(20)의 상단부 및 하단부가 삽입되어 고정된다. 이러한, 모듈 고정 브래킷(133d)은 태양전지 모듈(20)이 슬라이딩 결합되도록 절곡을 통해 슬라이딩 결합홈이 형성되고, 볼트를 통해 태양전지 모듈(20)이 고정된다.
상기 위치 고정부재(135)는 양단부가 지지바(133c)에 결합되도록 "C" 자 형으로 절곡되며, 각도 조절 프레임 부재(133)가 회전함에 따라 중앙부가 지지부재(131)를 경유하는 가이드바(135a)와, 이 가이드바(135a) 및 지지부재(131)에 각각 형성되는 고정홀부(135b)와, 이 고정홀부(135b)에 삽입되어 가이드바(135a)의 움직임을 구속하는 고정핀(135c)을 구비한다.
이때, 위치 고정부재(135)는 고정홀부(135b)가 가이드바(135a)에 이격되게 복수개 형성된다. 이로 인하여, 각도가 조절되는 각도 조절 프레임 부재(133)를 다양한 각도에서 고정할 수 있다.
한편, 지지프레임(110)에 결합되는 태양전지 모듈(20)은 그 하단부 및 상단부가 별도의 결합부재를 통해 지지프레임(110)에 안정되게 고정된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100 : 방음벽 10 : 지주
20 : 태양전지 모듈 110 : 지지프레임
120 : 냉각 세척부 121 : 유입관 부재
123 : 분사노즐부재 125 : 공급펌프
127 : 저수조 130 : 보조 태양전지 모듈 설치부
131 : 지지부재 133 : 각도 조절 프레임 부재
135 : 우치 고정부재

Claims (5)

  1. 지면에 직립하도록 이격되게 설치되는 지주(10) 사이에 적층되어 결합되며, 내부에 태양광 발전을 위한 태양전지 모듈(20)이 결합되는 사각틀 형태의 지지프레임(110); 상기 지지프레임에 연결되어 상기 태양전지 모듈의 상측에서 물 또는 공기를 살포하여 상기 태양전지 모듈을 냉각하고 세척하는 냉각 세척부(120); 및 태양전지 모듈을 더 결합하도록 상기 지주의 후면에 결합되어 더 결합되는 상기 태양전지 모듈의 각도를 조절하는 보조 태양전지 모듈 설치부(130);를 포함하며,
    상기 냉각 세척부는 상기 지지프레임의 상측 내부에 구비되는 유입관 부재(121); 상기 지지프레임에서 노출되도록 상기 유입관 부재에 결합되는 분사노즐 부재(123); 연결관을 통해 상기 유입관 부재와 연결되어 냉각수를 공급하는 공급펌프(125); 및 내부에 냉각수가 수용되며, 상기 공급펌프와 연결되는 저수조(127)를 구비하고,
    상기 보조 태양전지 모듈 설치부는 상기 지주에 결합되는 지지부재(131); 상기 태양전지 모듈이 결합되어 상기 지지부재에 회전가능하게 결합되는 각도 조절 프레임 부재(133); 및 상기 각도 조절 프레임 부재를 상기 지지부재에 고정하는 위치 고정부재(135);를 포함하되,
    상기 각도 조절 프레임 부재는 양단부가 상기 지지부재에 회전가능하게 결합되는 회전축(133a); 상기 회전축에 이격되게 복수개 결합되는 고정플레이트(133b); 상기 고정플레이트에 결합되는 지지바(133c); 및 상기 지지바의 일단부 및 타단부에 각각 구비되어 상기 태양전지 모듈이 삽입되어 볼트를 통해 고정되는 모듈 고정 브래킷(133d);을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전식 방음벽.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 고정부재는,
    상기 각도 조절 프레임 부재와 결합되며, 상기 각도 조절 프레임 부재의 회전에 따라 상기 지지부재를 경유하는 가이드바(135a);
    상기 가이드바 및 상기 지지부재에 각각 형성되는 고정홀부(135b); 및
    상기 고정홀부에 삽입되어 상기 가이드바의 움직임을 구속하는 고정핀(135c);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전식 방음벽.
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