KR101409071B1 - 태양에너지 수집패널 설치대 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경사형 지붕구조를 가지며 철골구조물 및 샌드위치 패널로 이루어지는 건물의 지붕에 태양에너지 수집패널을 설치함에 있어, 태양에너지 수집패널의 하중이 샌드위치 패널에 전달되지 않고 철골 구조물에 전달되도록 하면서, 샌드위치 패널 내부에 빗물이 유입되지 않도록 하는 설치대를 제공하기 위한 것으로, 샌드위치 패널 지붕과 철골구조물에 복수개의 결합공을 일정간격으로 관통시켜 형성하고, 상기 결합공에는 샌드위치 패널의 압착을 방지하도록 상기 철골 구조물과 상기 지지대 사이에 이중 지지링을 삽입하여 형성하며, 상기 이중 지지링의 상부에 빗물유입 방지용 밀폐부재를 형성하고, 상기 밀폐부재의 상부에 일정폭을 가지며 복수개의 결합공을 연결하는 안착패드를 형성하며, 상기 안착패드의 상부에 지지대의 하부를 안착시켜 상기 결합공을 통해 볼트와 너트로 지지대를 결합하는 것을 특징으로 하는 태양에너지 수집패넬 설치대이다.

Description

태양에너지 수집패널 설치대{Apparatus for installation the sollar cell plate}

본 발명은 태양열 집열판 또는 태양광 모듈을 설치하는 설치대에 관한 것으로, 특히 샌드위치 패널이나 이중 마감재로 이루어진 건물의 지붕에 태양열 집열패널 또는 태양광 집광패널로 이루어지는 태양에너지 수집패널을 견고하게 설치할 수 있는 설치대 형성에 관한 것이다.

태양에너지는 화석연료 자원의 고갈과 화석연료 사용에 따른 지구환경 변화에 대응책으로 더욱 각광을 받고 있고, 이러한 태양에너지 중에서 태양열을 집열하여 물을 가열하고 가열된 물을 난방 또는 생활용수로 활용하는 태양열을 이용하는 기술과 태양광을 집광하여 전기를 생산하는 태양전지 기술이 일반적으로 알려져 있다.

상기 태양열이나 태양광을 수집하기 위하여 구비되는 장치 중에서 태양열 집열패널이나 집광패널판은 태양에 대하여 소정의 각도로 대응시켜 태양에너지 수집 효율이 극대화되도록 지지대를 형성하고 여기에 집열패널 또는 집광패널을 설치하고 있다.

일반적으로 경사형 지붕구조를 가지는 건물에 있어서, 상기 태양열 집열패널 또는 집광패널로 이루어지는 태양에너지 수집패널은 경사형 지붕에 설치하는 것이 일반적이고, 건물 지붕을 샌드위치 패널 또는 이중구조를 가지는 지붕에 이러한 태양에너지 수집패널을 설치하는 종래기술 중에는 한국 공개실용신안공보 20-2013-0001553호(2013. 3. 8. 공개)의 태양광 모듈 패널이 설치된 지붕구조가 공지되어 있다.

상기 종래기술은 도 1에 도시한 바와 같이, 펄린(1) 상에 시공된 지붕패널(3)의 산(5) 부분에 레일부재를 시공하고, 레일 부재에 형성된 T홈에 태양광 모듈 패널이 설치되는 구조로 이루어진다. 상기 레일부재는 지붕패널(3)에 결합되며 지붕패널(3)을 보호하고 침수를 방지하는 역할을 하는 베이스 레일(2)과, 베이스 레일에 끼움 결합되며 태양광 모듈 패널 설치를 위한 T홈이 형성되어 있는 티 레일(4)로 이루어진다. 상기 베이스 레일을 지붕패널(3)의 산(5) 부분에 위치시킨 후, 베이스부에 볼트(6)를 체결하여 볼트가 베이스부 및 지붕패널(3)을 관통하여 지붕 골조를 이루는 부재 펄린(1)에 체결되도록 함으로써, 베이스 레일(2)을 지붕패널(3)에 고정 설치하고 베이스 레일에 티 레일(4)을 결합하며, 티 레일의 T홈에 태양광 패널 모듈을 설치하는 기술이다.

그러나 상기 종래기술은 지붕 패널에 베이스 레일을 설치하고 여기에 태양광 패널 모듈을 설치하는 것이어서, 태양광 패널을 설치하기 위한 구성이 복잡한 문제점이 있고, 또한 통상적으로 두께가 얇은 박판을 외장재로 사용하는 샌드위치 지붕 패널은 강도가 취약한 박판이 사용됨에 따라, 상기 박판 외장재가 상기 베이스 레일에 설치되는 태양광 패널 모듈을 견고하게 고정시키면서 지지하기 어려운 문제가 있으며, 또한 펄린과 연결하여 베이스 레일을 설치하기 위하여 볼트 구멍을 샌드위치 패널의 박판 외장재에 형성함에 따라, 우천시 볼트 구멍을 통해 빗물이 유입되어 샌드위치 패널의 내부에서 증발되지 않고 썩어서 악취가 발생되는 문제가 발생되고 있다.

상술한 문제 중에서 샌드위치 패널 내부로 빗물이 침투하는 것을 방지하기 위한 구조를 가지는 또 다른 종래기술이 공지되어 있는데, 이는 한국 공개특허공보 제10-2012-110668호(2012. 10. 10. 공개)의 태양광발전유닛 설치용 어댑터 모듈이다. 상기 또 다른 종래기술은 도 2에 도시한 바와 같이, 건물 지붕(7)의 일정거리 이격된 위치마다 절곡부로 이루어지는 샌드위치 패널(10)의 상측으로 제1방수부재(11)를 설치하고, 상측으로 상기 어댑터(9)를 설치한다. 상기 어댑터(9)의 상측에는 제2방수부재(12) 및 연결부재(8)를 설치하고 상기 와셔(13) 및 결합볼트(14)를 지붕 구조물에 체결하고, 연결부재(8)의 일축에 태양광발전 유닛을 설치하는 탄력지지부(8a)에 수평돌기(8b), 수직돌기(8c)를 형성하여 지붕 내부에 유입되는 빗물을 차단할 수 있도록 하는 구조이다. 그러나 이 종래기술은 지붕 내부 빗물유입 방지 기능은 발생되지만, 샌드위치 패널로 이루어지는 지붕의 외장재가 박판이어서 연결부재(8)의 일측 탄력지지부에 설치되는 태양광발전유닛을 어댑터(9)에서 안정되게 지지하지 못하는 문제가 발생되고 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 경사형 지붕구조를 가지며 철골구조물 및 샌드위치 패널로 이루어지는 건물의 지붕에 태양열 집열패널 또는 태양광 집광패널로 이루어지는 태양에너지 수집패널을 지지대를 이용하여 설치함에 있어, 지지대에 작용하는 하중이 샌드위치 패널에 전달되지 않고 철골 구조물에 전달되도록 하면서, 샌드위치 패널 내부에 빗물이 유입되지 않도록 하여 태양에너지 수집패널을 샌드위치 패널 지붕에 견고하며 안정되게 지지하는 설치대를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 철골구조물 상에 설치되며 샌드위치 패널로 이루어지는 지붕에 지지대를 구비한 태양에너지 수집패널을 설치하는 설치대에 있어서, 샌드위치 패널에 복수개의 결합공과 철골 구조물에 복수개의 관통공을 대응시켜 일정간격으로 형성하고, 상기 결합공에는 샌드위치 패널의 압착을 방지하며 상기 철골 구조물과 상기 지지대 사이를 지지하는 이중 지지링을 삽입하여 형성하며, 상기 이중 지지링의 상부에 빗물 유입을 방지하는 밀폐부재를 형성하고, 상기 밀폐부재의 상부에 일정폭을 가지며 복수개의 결합공 사이를 연결하는 장방형의 안착패드를 형성하며, 기 안착패드의 상부에 지지대의 하부를 안착시켜 상기 결합공과 관통공을 통해 볼트와 너트로 지지대를 결합하도록 한다.

상기 이중 지지링은 외부링과 내부링으로 형성하되, 상기 외부링과 내부링의 사이에는 외부링과 내부링의 간격이 일정하게 유지되도록 상단부와 하단부에 복수개의 간격 유지부재를 일정간격으로 형성하고, 상기 외부링은 내부링 두께의 1.5배로 형성하며 외부링과 내부링의 높이를 샌드위치 패널의 두께보다 일정길이 크게 형성하여 태양에너지 수집패널 설치대의 하중을 이중 지지링이 지지할 수 있도록 하며, 상기 내부링의 내부에는 볼트를 삽입한 상태에서 실리콘재를 충전하여 볼트를 통해 유입되는 빗물을 차단할 수 있도록 한다.

상기 밀폐부재는 장방형의 판상 탄성체로 형성하고 밀폐부재의 하부에는 상기 이중 지지링이 위치하는 부위에 이중 지지링의 상단부가 삽입되는 삽입홈을 일정깊이로 형성하도록 한다.

본 발명은 샌드위치 패널 지붕에 태양에너지 수집패널 설치대를 구비하여 태양에너지 수집패널의 하중이 지지대와 설치대를 통해 지붕의 철골구조물로 전달되도록 함으로써, 태양에너지 수집패널 하중에 의해 샌드위치 패널 지붕이 변형되거나 훼손되지 않고 견고하게 고정되는 효과가 발생된다.

또한 본 발명은 태양에너지 수집패널 하중을 복수개의 이중링을 통해 지붕의 철골구조물에 지지되도록 함으로써, 철골 구조물에 작용하는 하중이 분산되어 태양에너지 수집패널이 안정적으로 설치되는 효과가 발생된다.

또한 본 발명은 샌드위치 패널의 결합공을 밀폐부재와 실리콘으로 밀폐하여 샌드위치 패널의 내부 및 실내로 빗물이 유입되는 것을 완전하게 차단할 수 있는 효과가 발생된다.

도 1은 종래기술에 따른 태양광 모듈 패널이 설치된 지붕의 구조도이다.
도 2는 또 다른 종래기술에 따른 태양광발전유닛 설치용 어댑터 모듈의 단면 구조도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양에너지 수집패널 설치대를 샌드위치 패널 지붕에 설치하는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 태양에너지 수집패널 설치대의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양에너지 수집패널 설치대의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양에너지 수집패널 설치대의 이중 지지링을 도시한 도면이다.

이하 본 발명에 따른 태양에너지 수집패널 설치대를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

샌드위치 패널의 경사형 지붕에 설치되는 태양에너지 수집패널에 포함되는 태양열 집열패널 또는 태양광 집광패널은 태양을 향해 일정각도로 기울어진 상태가 되도록 샌드위치 패널(10)의 상부에 지지대(30)를 설치하고 장착하는 것이 일반적이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 H형강 또는 I형강 등의 철골구조물(20) 상에 설치되며 지붕으로 형성되는 샌드위치 패널(10)에 복수개의 브라켓이 일정간격으로 이격되어 이루어지는 지지대(30)를 구비한 태양에너지 수집패널을 설치하는 설치대에 관한 것이다.

상기 태양에너지 수집패널의 지지대를 설치하기 위하여, 상기 샌드위치 패널(10)은 복수개의 결합공(40)을 상기 지지대(30)에 형성되는 볼트 체결용 구멍과 동일하게 대응되는 위치에 형성한다.

그리고 상기 철골구조물(20)에는 상기 결합공(40)의 중심과 대응하는 위치에 상기 지지대(30)를 결합하는 볼트(50)가 관통할 수 있는 크기의 직경으로 관통공(70)을 형성한다.

상기 결합공(40)에는 태양에너지 수집패널의 하중에 의해 샌드위치 패널이 압착되는 것을 방지하도록 상기 철골구조물(20)과 상기 지지대(30) 사이에 위치하여 태양에너지 수집패널의 하중을 지지하는 이중 지지링(80)을 삽입한다.

그리고 상기 이중 지지링(80)의 상부에는 도 3, 4에 도시한 바와 같이, 장방형이며 일정두께를 가지는 빗물유입 방지용 밀폐부재(90)를 형성한다. 상기 밀폐부재(90)의 상부에는 일정폭을 가지며 복수개의 결합공(40) 사이를 연결하는 볼트구멍이 구비되는 안착패드(100)을 형성한다.

상기 안착패드(100)의 상부에 지지대(30)의 하부를 안착시키고, 상기 결합공(40)에 이중 지지링(80)을 삽입하고 관통공(70)을 통해 볼트(50)와 너트(60)로 지지대(30)를 결합하여 지지대에 설치되는 태양에너지 수집패널을 샌드위치 패널의 지붕에 설치할 수 있도록 한다.

상기 샌드위치 패널의 결합공(40)에 삽입되는 상기 이중 지지링(80)은 외부링(81)과 내부링(82)으로 형성하되, 상기 외부링과 내부링의 사이에는 외부링과 내부링의 간격이 일정하게 유지되도록 상단부와 하단부에 복수개의 간격 유지부재(83)를 일정간격으로 형성한다.

도 6에 도시한 바와 같이, 상기 외부링(81)의 두께(t1)는 내부링(82) 두께(t2)의 1.5배로 형성하여 외부링이 철골구조물에 지지되어 태양에너지 수집패널의 하중을 보다 견고하게 부담할 수 있도록 하며, 상기 이중 지지링(80)은 녹이 발생 발생되지 않도록 아연도금 강관이나 스테인레스 강관을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다.

상기 외부링과 내부링의 높이는 동일하게 형성하되, 도 4에 도시한 바와 같이, 지붕을 형성하는 샌드위치 패널(10)의 두께보다 일정길이 크게 형성하여 태양에너지 수집패널 설치대의 하중을 이중 지지링(80)이 지지할 수 있도록 한다.

상기 이중 지지링(80)의 내부링(82) 내부 공간에는 볼트를 삽입한 상태에서 실리콘재와 같은 방수성 재료를 충전하여 볼트(50)를 통해 유입될 수 있는 빗물을 완전히 차단하도록 한다.

상기 밀폐부재(90)는 도 5에 도시한 바와 같이, 판상의 탄성체로 형성하고, 하부에 이중 지지링(80)이 밀착되는 부위에는 이중 지지링(80)의 상단부가 삽입되는 원형의 삽입홈(91)을 일정깊이로 형성하여 이중 지지링(80)의 상단부 및 외부링(81)의 외면과 샌드위치 패널(10) 사이 틈새를 통해 빗물이 유입되지 않도록 한다.

상기 밀폐부재(90)는 복수개의 이중 지지링(80)의 상부를 연결하여 밀폐할 수 있거나, 또는 각각의 이중 지지링(80)을 분리하여 밀폐할 수 있도록 장방형 판으로 형성하는 것이 바람직하다. 도 3의 실시예는 복수개의 이중 지지링(80) 상부를 연결하여 밀폐하는 경우를 도시한 것이다.

상술한 구조를 통해 지붕의 샌드위치 패널 상면에 태양에너지 수집패널의 하중이 작용하지 않도록 하여 지붕을 형성하는 샌드위치 패널을 훼손하지 않으면서, 태양에너지 수집패널을 샌드위치 패널의 지붕에 견고하게 설치할 수 있게 되는 것이다.

또한 본 발명은 샌드위치 패널의 결합공을 밀폐부재와 실리콘으로 밀폐하여 샌드위치 패널의 내부 및 실내로 빗물이 유입되는 것을 완전하게 차단할 수 있는 효과가 발생되는 것이다.

본 발명은 이에 한정되지 않으며, 이하의 부속 청구 범위의 사상 및 영역을 이탈하지 않는 범위 내에서 당업자에 의해 여러 형태로 변형 실시될 수 있으며, 따라서 이와 같은 변형은 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 해석해야 할 것이다.

10 : 샌드위치 패널 20 : 철골구조물
30 : 지지대 40 : 결합공
50 : 볼트 60 : 너트
70 : 관통공 80 : 이중 지지링
81 : 외부링 82 : 내부링
83 : 간격 유지부재
90 : 밀폐부재 91 : 삽입홈
100 : 안착패드 110 : 실리콘재

Claims (3)

1. 철골구조물 상에 설치되며 샌드위치 패널로 이루어지는 지붕에 지지대를 구비한 태양에너지 수집패널을 설치하는 설치대에 있어서,
   샌드위치 패널(10)에 복수개의 결합공(40)과 철골구조물(20)에 복수개의 관통공(70)을 대응시켜 일정간격으로 형성하고,
   상기 결합공(40)에는 샌드위치 패널의 압착을 방지하며 상기 철골구조물(20)과 상기 지지대(30) 사이를 지지하는 이중 지지링(80)을 삽입하여 형성하며,
   상기 이중 지지링(80)의 상부에 빗물 유입을 방지하는 밀폐부재(90)를 형성하고,
   상기 밀폐부재(90)의 상부에 일정폭을 가지며 복수개의 결합공(40) 사이를 연결하는 장방형의 안착패드(100)를 형성하며,
   상기 안착패드(100)의 상부에 지지대(30)의 하부를 안착시켜 상기 결합공(40)과 관통공(70)을 통해 볼트(50)와 너트(60)로 지지대(30)를 결합하는 것을 특징으로 하는 태양에너지 수집패널 설치대.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이중 지지링(80)은 외부링(81)과 내부링(82)으로 형성하되,
   상기 외부링과 내부링의 사이에는 외부링과 내부링의 간격이 일정하게 유지되도록 상단부와 하단부에 복수개의 간격 유지부재(83)를 일정간격으로 형성하고,
   상기 외부링(81)은 내부링(82) 두께의 1.5배로 형성하며 외부링과 내부링의 높이를 샌드위치 패널의 두께보다 일정길이 크게 형성하여 태양에너지 수집패널 설치대의 하중을 이중 지지링이 지지할 수 있도록 하며,
   상기 내부링(82)의 내부에는 볼트를 삽입한 상태에서 실리콘재를 충전하여 볼트(50)를 통해 유입되는 빗물을 차단할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 태양에너지 수집패널 설치대.
3. 제2항에 있어서,
   상기 밀폐부재(90)는 장방형이며 판상의 탄성체로 형성하고, 밀폐부재의 하부에는 상기 이중 지지링이 위치하는 부위에 이중 지지링의 상단부가 삽입되는 삽입홈을 일정깊이로 형성하는 것을 특징으로 하는 태양에너지 수집패널 설치대.

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