KR101475001B1

KR101475001B1 - 지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷

Info

Publication number: KR101475001B1
Application number: KR20140156141A
Authority: KR
Inventors: 김영권
Original assignee: 김영권
Priority date: 2014-11-11
Filing date: 2014-11-11
Publication date: 2014-12-23

Abstract

본 발명은 건물의 지붕(옥상)에 설치되는 지붕형 태양광 모듈을 하부에서 지지하는 천장 구조물에 장착되어 태양광 모듈 전체를 지지하되, 태양광 모듈의 설치와 보수 및 점검 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 작업자가 보행할 수 있는 통로를 구비한 지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷에 관한 것이다. 본 발명은, 건물의 지붕 측 구조물에 고정됨과 아울러 태양광 모듈이 안착되는 모듈 설치 브래킷이 장착된 지지 바와 결합되어 상기 태양광 모듈을 지지하게 되는 지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷에 있어서, 상기 지붕 측 구조물에 종방향으로 고정되는 제1수직부와, 이 제1수직부 상에 횡방향으로 결합되어 작업자의 보행 통로를 형성하는 수평부와, 이 수평부의 좌우 측 양단에 종방향으로 구비되어 상기 지지 바와 결합이 되는 제2수직부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명의 베이스 브래킷은, 제1수직부와 제2수직부가 태양광 모듈을 지붕 측 구조물에 안정적으로 지지하는 역할을 함과 아울러 수평부가 보행 통로의 역할을 하게 됨으로써, 태양광 모듈의 설치 또는 보수 및 점검을 수행하는 작업자가 안전하고 편리하게 태양광 모듈들 사이로 이동할 수 있도록 하고, 안전 사고 발생의 위험성을 낮추는 효과가 있다.

Description

지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷{Basic bracket for supporting roof photovoltaic module}

본 발명은 태양광 모듈 지지용 브래킷에 관한 것으로, 특히 건물의 지붕(옥상)에 설치되는 지붕형 태양광 모듈을 하부에서 지지하는 천장 구조물에 장착되어 태양광 모듈 전체를 지지하되, 태양광 모듈의 설치 또는 보수 및 점검 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 작업자가 보행할 수 있는 통로를 구비한 지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷에 관한 것이다.

화석 연료의 매장량이 유한하고 화석 연료의 사용에 따른 환경 오염이 심각한 문제가 되면서 최근에는 지속 가능한 에너지 공급과 환경 규제 등에 적극적으로 대응할 수 있는 신에너지 및 재생에너지 산업이 각광을 받고 있다.

한국의 경우, 신에너지는 연료전지, 석탄액화가스화, 수소에너지 등 3개 분야가 지정되어 있고, 재생에너지는 태양열, 태양광, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지 등 8개 분야가 지정되어 있다.

이 가운데 본 발명과 관련된 태양광 발전 산업에 있어서는, 광전효과(photoelectric effect)를 이용하여 태양광 에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지(solar cell)의 집합체인 모듈(솔라 패널)과, 집광 효율을 고려하여 다수의 모듈을 태양광의 입사각에 적절한 상태로 고정하면서 안정적으로 지지하는 지지 구조물의 개발이 중요하다.

태양광 모듈의 지지 구조물은 그 종류가 매우 다양한데, 태양광 모듈이 설치되는 장소에 따라 평지형, 지붕형(옥상형), 수상형 등으로 대별할 수 있다. 이 가운데, 건물의 지붕(옥상)에 설치되는 지붕형 태양광 모듈의 지지 구조물은 하기 선행기술문헌의 특허문헌 1에 예시한 것을 들 수 있다. 특허문헌 1을 비롯한 종래의 지붕형 태양광 모듈의 설치 기술은 하나 또는 다수개의 모듈을 지지 프레임에 고정시킬 때 모듈의 설치와 추가 및 제거가 용이하게 하는 데에 주안점을 두고 있다.

또한, 특허문헌 2는 태양광 모듈을 지붕에 설치할 때 지붕패널을 손상시키지 않고서도 지붕패널의 상부에 부가 구조물의 설치를 간편하게 할 수 있도록 하는 데에 목적을 두고 개발된 것이다.

그런데, 위에서 예로든 특허문헌들을 비롯하여 종래의 지붕형 태양광 모듈 설치/지지 구조물들은 태양광 모듈을 지지레일이나 복수 개의 브래킷 등과 같은 부재들을 이용하여 건물의 지붕 또는 옥상에 간편하고 용이하게 설치할 수 있도록 하는 데에 개발의 초점이 맞추어져 있을 뿐, 태양광 모듈의 설치 또는 보수 및 점검을 수행하는 작업자가 다수의 태양광 모듈들 사이를 안전하고 편리하게 통행할 수 있도록 하기 위한 수단은 갖추고 있지 못한 실정이다.

[특허문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-1096556호(명칭 : 태양광 모듈의 고정구조, 특허권자 : (주)파루) [특허문헌 2] 대한민국 특허공개번호 제10-2012-0043469호(명칭 : 지붕패널 상부 태양광발전유닛 설치용 브라켓 모듈, 출원인 : 주식회사 엠코파워)

전술한 바와 같이 종래의 지붕형 태양광 모듈의 설치/지지 구조물들은 태양광 모듈의 설치 또는 보수 및 점검을 수행하는 작업자가 다수의 태양광 모듈들 사이를 안전하고 편리하게 통행할 수 있도록 하는 수단을 구비하지 못함으로 인해, 작업자가 태양광 모듈들 사이를 비집고 다니면서 작업 위치로 이동하여야 하기 때문에 작업 수행이 불편할 뿐만 아니라 안전 사고 발생의 우려가 큰 문제가 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 그 목적은, 태양광 모듈의 설치 또는 보수 및 점검을 수행하는 작업자가 안전하고 편리하게 태양광 모듈들 사이로 이동할 수 있도록 보행 통로를 구비한 지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 건물의 지붕 측 구조물에 고정됨과 아울러 태양광 모듈이 안착되는 모듈 설치 브래킷이 장착된 지지 바와 결합되어 상기 태양광 모듈을 지지하게 되는 지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷에 있어서, 상기 지붕 측 구조물에 종방향으로 고정되는 제1수직부와, 이 제1수직부 상에 횡방향으로 결합되어 작업자의 보행 통로를 형성하는 수평부와, 이 수평부의 좌우 측 양단에 종방향으로 구비되어 상기 지지 바와 결합이 되는 제2수직부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 특히 상기 수평부는, 상기 제1수직부 상에 직접 결합되는 수평 플레이트와, 이 수평 플레이트 상에 탈착 가능하게 조립됨과 아울러 상기 제2수직부가 결합되며 상측에는 작업자 보행용 발판이 배치되는 중공의 수평 파이프를 포함하여 이루어진다.

위와 같이 구성된 본 발명의 베이스 브래킷은, 제1수직부와 제2수직부가 태양광 모듈을 지붕 측 구조물에 안정적으로 지지하는 역할을 함과 아울러 수평부가 보행 통로의 역할을 하게 됨으로써, 태양광 모듈의 설치 또는 보수 및 점검을 수행하는 작업자가 안전하고 편리하게 태양광 모듈들 사이로 이동할 수 있도록 하고, 안전 사고 발생의 위험성을 낮추는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 베이스 브래킷이 적용된 지붕형 태양광 모듈의 설치 구성물에 대한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 베이스 브래킷에 대한 실시예와 그 설치 부위에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 베이스 브래킷과 지붕형 태양광 모듈의 설치 상태를 보행 통로 방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 베이스 브래킷이 적용된 지붕형 태양광 모듈의 설치 모습을 조감한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 베이스 브래킷이 적용된 지붕형 태양광 모듈의 설치 구성물에 대한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 베이스 브래킷에 대한 실시예와 그 설치 부위에 대한 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 베이스 브래킷과 지붕형 태양광 모듈의 설치 상태를 보행 통로 방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.

먼저, 지붕형 태양광 모듈은 건물의 지붕에 설치가 되는데, 여기서 지붕이라 함은 편평한 옥상(flat roof)이나 경사 지붕(slope roof) 등을 모두 포괄하며, 지붕의 소재로는 강판이나 안전복층유리 등 다양한 것들에 적용이 가능하다. 본 명세서에서는 도 3에 보이는 바와 같이 안전복층유리 소재의 지붕을 갖는 건물에 태양광 모듈을 설치하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

태양광 모듈을 지붕 상에 설치하기 위해서는, 도 1과 도 3에 보이는 것처럼 지붕 소재(예를 들면 안전복층유리 : 10)의 내측에 위치하는 지붕 측 구조물(예를 들면 커튼월 구조물 : 20)을 상대로 본 발명의 베이스 브래킷(30)을 설치한 다음, 모듈 설치 브래킷(40)이 장착된 지지 바(50)를 베이스 브래킷(30)과 결합한 뒤, 모듈 설치 브래킷(40)에 태양광 모듈(60)을 장착하게 된다. 따라서, 본 발명의 베이스 브래킷(30)은 지지 바(50) 상의 모듈 설치 브래킷(40)에 장착된 태양광 모듈(60)을 지붕 측 구조물(20) 상에서 지지하는 역할을 하게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 실시예로 제시된 베이스 브래킷(30)은 스틸과 같은 금속 소재로 이루어진 제1수직부(31)와 수평부(32) 및 제2수직부(33)로 구성되어 있다. 도 2에는 베이스 브래킷(30)의 실시예에 대한 상세한 구조가 나타나 있다.

베이스 브래킷(30)의 제1수직부(31)는 지붕 측 구조물(20)에 종방향으로 고정이 되는 부분으로서, 지붕 측 구조물(20)에 고정되기 위한 구성은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 즉, 도 2에 예시된 것처럼 지붕 측 구조물(20)은 스틸 파이프(21)와 그 상부에 결합된 알루미늄 바(22) 등으로 이루어져 있고, 가로면(23a)과 세로면(23b)으로 구성된 '⊥'형 브래킷(23)의 가로면(23a)이 스틸 파이프(21) 상에 볼팅 고정된 상태에서 세로면(23b)은 알루미늄 바(22)의 절개된 홈(22a)을 뚫고 나와 있는데, 베이스 브래킷(30)의 제1수직부(31)는 '⊥'형 브래킷(23)의 세로면(23b)과 볼트 및 너트를 매개로 결합이 된다. 특히, 본 실시예에서 제1수직부(31)는 서로 이격된 한 쌍의 수직 판재로 구성되어 있는데, 그 이격된 사이로 '⊥'형 브래킷(23)의 세로면(23b)이 삽입된 상태에서, 제1수직부(31)와 '⊥'형 브래킷(23)의 세로면(23b)에 각각 형성되어 있는 볼트 구멍을 통해 볼트를 삽입하고 너트로 체결함으로써 제1수직부(31)가 '⊥'형 브래킷(23)에 의해 지붕 측 구조물(20)에 고정이 된다.

베이스 브래킷(30)의 수평부(32)는 제1수직부(31) 상에 용접 등의 수단에 의해 횡방향으로 결합된 수평 부재로서, 태양광 모듈의 설치와 보수 및 점검 작업을 수행하는 작업자가 통행할 수 있는 보행 통로를 형성하게 된다. 특히, 본 실시예에서 수평부(32)는, 제1수직부(31) 상에 직접 용접 등으로 결합이 되는 수평 플레이트(32a)와, 이 수평 플레이트(32a) 상에 탈착 가능하게 조립되는 중공(中空)의 수평 파이프(32b)로 구성되어 있다. 수평 플레이트(32a)와 수평 파이프(32b)는 서로 볼트와 너트로 결합되기 위한 체결공들을 구비하고 있다. 그리고 수평 파이프(32b)는 사각 단면의 긴 파이프를 소정의 길이로 절단한 스틸 소재의 것이 사용될 수 있는데, 중공의 파이프이므로 중량을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 작업자의 보행에 따라 가해지는 수직 하중에 대해 완충 효과가 우수하다. 이 수평 파이프(32b) 상에는 도 3에 보이는 것처럼 작업자 보행용 발판(70)이 배치된다.

베이스 브래킷(30)의 제2수직부(33)는 수평부(32)의 좌우 측 양단에 각각 종방향으로 구비되는 한 쌍의 수직 판재로서, 본 실시예에서는 수평부(32)의 수평 파이프(32b) 좌우 측 양단에 용접된 것으로 예시되어 있다. 제2수직부(33)의 상측 부분에는 볼트 및 너트가 결합되기 위한 체결공이 형성되어 있다. 이러한 제2수직부(33)의 좌우 측에는 도 1에 보이는 것처럼 태양광 모듈(60)이 장착될 지지 바(50)가 각각 결합이 된다. 즉, 지지 바(50)의 좌우 측 양단에는 하측 부분에 볼트 구멍을 가진 플랜지(51)가 구비되어 있으며, 지지 바(50)의 플랜지(51) 하측 부분이 제2수직부(33)의 상측 부분에 맞대어진 상태에서 볼트 구멍들을 통해 볼트를 삽입하고 너트로 체결함으로써 베이스 브래킷(30)의 제2수직부(33)에 지지 바(50)가 결합이 된다.

한편, 태양광 모듈(60)이 장착되는 지지 바(50)에는 모듈 설치 브래킷(40)이 지지 바(50)의 길이 방향을 따라 복수 개가 설치되는데, 이 모듈 설치 브래킷(40)은 지지 바(50)의 외주면에 고정이 되는 고정부재(41)와, 이 고정부재(41)에 태양광 모듈(60)의 저면부를 결합시키는 'ㄱ'자형 또는 'ㄷ'자형 단면의 앵글(angle) 구조로 이루어진 결합부재(42)와, 이 결합부재(42)의 강성을 보강하는 보강부재(43)로 구성되어 있다. 그리고, 결합부재(42)는 고정부재(41)에 종방향으로 체결되는 볼트로 결합이 되고, 보강부재(43)는 결합부재(42)에 횡방향으로 체결되는 볼트로 결합이 된다. 이러한 모듈 설치 브래킷(40)의 구성은 하나의 실시예에 불과하므로, 다른 여러 가지 구성의 브래킷 수단이 적용될 수도 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 베이스 브래킷(30)은 태양광 모듈(60)의 배열 방향을 따라 지붕 측 구조물(20)에 다수 개가 설치된다. 도 1에는 다수의 베이스 브래킷(30)이 지붕 측 구조물(20) 상에 설치된 모습이 나타나 있고, 도 4는 본 발명의 베이스 브래킷이 적용된 지붕형 태양광 모듈의 설치 모습을 조감한 도면인데, 태양광 모듈(60)을 중심으로 좌우 양측의 지붕 측 구조물(20) 상에 일렬로 설치된 다수의 베이스 브래킷(30)을 볼 수 있다.

이렇게 다수의 베이스 브래킷(30) 상에는 각각 도 1에 P방향으로 보행 통로 역할을 하는 수평부(32)에 작업자 보행용 발판(70)이 올려짐으로써, 태양광 모듈(60)의 설치 또는 보수 및 점검 작업을 수행하는 작업자는 베이스 브래킷(30)의 수평부(32)에 올려진 작업자 보행용 발판(70)을 따라 안전하고 편리하게 태양광 모듈(60)들 사이로 이동할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10 : 지붕 소재 20 : 지붕 측 구조물
21 : 스틸 파이프 22 : 알루미늄 바
22a : 절개된 홈 23 : '⊥'형 브래킷
23a : '⊥'형 브래킷의 가로면 23b : '⊥'형 브래킷의 세로면
30 : 베이스 브래킷 31 : 제1수직부
32 : 수평부 32a : 수평 플레이트
32b : 수평 파이프 33 : 제2수직부
40 : 모듈 설치 브래킷 41 : 고정부재
42 : 결합부재 43 : 보강부재
50 : 지지 바 51 : 플랜지
60 : 태양광 모듈 70 : 작업자 보행용 발판

Claims

건물의 지붕 측 구조물에 고정됨과 아울러 태양광 모듈이 안착되는 모듈 설치 브래킷이 장착된 지지 바와 결합되어 상기 태양광 모듈을 지지하게 되는 지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷에 있어서,
상기 지붕 측 구조물에 종방향으로 고정되는 제1수직부;
상기 제1수직부 상에 횡방향으로 결합되어 작업자의 보행 통로를 형성하되, 상기 제1수직부 상에 직접 결합되는 수평 플레이트와, 이 수평 플레이트 상에 탈착 가능하게 조립되며 상측에는 작업자 보행용 발판이 배치되는 중공의 수평 파이프를 포함하는 수평부;
상기 수평부의 좌우 측 양단에 종방향으로 구비되어 상기 지지 바와 결합이 됨과 아울러 상기 수평부의 수평 파이프와 결합되는 제2수직부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지붕형 태양광 모듈 지지용 베이스 브래킷.