KR101485054B1 - 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방수 능력을 향상시킴과 더불어 시공을 간소화시키도록 한 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 일정한 간격으로 요철 형상을 갖고 지붕위에 설치되는 샌드위치 패널과, 상기 샌드위치 패널의 요철방향과 평행한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되며 간격의 가변이 가능한 지지 브라켓과, 상기 샌드위치 패널의 철부 상면과 상기 지지 브라켓의 배면에 부착되어 상기 지지 브라켓을 상기 샌드위치 패널에 고정하는 고무 자석과, 상기 지지 브라켓의 상부에 일정한 간격을 갖고 매트릭스 형태로 배열 및 고정되어 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 복수의 태양전지모듈을 포함하여 구성되고, 상기 지지 브라켓은 양단에 상부로 돌출되어 상기 태양전지모듈을 고정 및 지지하기 위한 고정부가 형성되며, 상기 고정부는 일정한 간격을 갖는 상태에서 그 사이로 상기 태양전지모듈이 슬라이드 방식으로 삽입되어 고정 및 지지하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광 발전장치{Photovoltaic Generation Device}

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로, 특히 방수 능력을 향상시킴과 더불어 시공을 간소화시키도록 한 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양 에너지를 이용하기 위해서는 건물의 지붕 상측 즉, 실외에 태양전지를 비롯한 태양 에너지 이용 시설을 설치하여, 태양 에너지를 전기 에너지나 열 에너지로 변화하여 사용하여 왔다.

화석연료의 연소로부터 배출되는 이산화탄소가 지구온난화의 주범으로 밝혀지면서 태양에너지는 친환경적인 신재생 에너지로 각광받고 있다.

이러한 형태의 태양에너지이용시설은 실외에 설치되어 건물의 미관을 떨어뜨릴 뿐만아니라 건출물 지붕의 주요 기능인 방수를 유지하는데 어려움이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 태양광 발전장치에서 샌드위치 패널에 태양전지모듈이 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 샌드위치 패널에 고정 브라켓이 설치된 상태를 나타낸 도면이다.

종래 기술에 의한 태양광 발전장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 일정한 간격으로 갖는 요철(凹凸) 형상의 샌드위치 패널(10)과, 상기 요철 형상의 샌드위치 패널(10)의 철(凸)부에 일정한 간격을 갖고 형성되는 볼트 삽입홈(도시되지 않음)과, 상기 볼트 삽입홈에 대응되게 측면에 돌출되게 볼트 삽입공(14)을 구비하고 상기 샌드위치 패널(10)의 요철 방향과 수직한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 지지 브라켓(12)과, 상기 볼트 삽입공(14)과 볼트 삽입홈에 삽입되어 상기 샌드위치 패널(10)에 상기 지지 브라켓(12)을 고정하는 체결볼트(18)와, 상기 지지 브라켓(12)의 상부에 일정한 간격을 갖고 매트릭스 형태로 배열 및 고정되어 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 복수의 태양전지모듈(20)을 포함하여 구성된다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 의한 태양광 발전장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 샌드위치 패널에 지지 브라켓을 고정하기 위해 다수의 볼트 삽입홈을 형성하게 되면 비가 내릴 경우 빗물이 요철 형상의 샌드위치 패널의 볼트 삽입홈으로 누수되는 문제점이 있었다.

둘째, 샌드위치 패널에 지지 브라켓을 고정하기 위해 볼트 삽입홈과 체결볼트를 사용하기 때문에 시공이 복잡하고 공사 기간이 길어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 브라켓의 배면에 자석을 부착하여 샌드위치 패널에 고정함으로써 방수 능력을 향상시킴과 더불어 시공을 간소화시키도록 한 태양광 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양광 발전장치는 일정한 간격으로 요철 형상을 갖고 지붕위에 설치되는 샌드위치 패널과, 상기 샌드위치 패널의 요철방향과 평행한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되며 간격의 가변이 가능한 지지 브라켓과, 상기 샌드위치 패널의 철부 상면과 상기 지지 브라켓의 배면에 부착되어 상기 지지 브라켓을 상기 샌드위치 패널에 고정하는 고무 자석과, 상기 지지 브라켓의 상부에 일정한 간격을 갖고 매트릭스 형태로 배열 및 고정되어 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 복수의 태양전지모듈을 포함하여 구성되고, 상기 지지 브라켓은 양단에 상부로 돌출되어 상기 태양전지모듈을 고정 및 지지하기 위한 고정부가 형성되며, 상기 고정부는 일정한 간격을 갖는 상태에서 그 사이로 상기 태양전지모듈이 슬라이드 방식으로 삽입되어 고정 및 지지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 태양광 발전장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 브라켓의 배면에 자석을 부착하여 샌드위치 패널에 고정함으로써 방수 능력을 향상시킴과 더불어 시공을 간소화시킬 수 있다.

둘째, 자석으로 고무 자석을 사용함으로써 지진과 같은 외부의 충격에 의한 태양전지모듈의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 태양광 발전장치에서 샌드위치 패널에 태양전지모듈이 설치된 상태를 나타낸 도면
도 2는 도 1의 샌드위치 패널에 고정 브라켓이 설치된 상태를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 의한 태양광 발전장치에서 샌드위치 패널에 태양전지모듈이 설치된 상태를 나타낸 도면
도 4는 샌드위치 패널과 고정 브라켓이 분리된 상태를 나타낸 도면

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 3은 본 발명에 의한 태양광 발전장치에서 샌드위치 패널에 태양전지모듈이 설치된 상태를 나타낸 도면이고, 도 4는 샌드위치 패널과 고정 브라켓이 분리된 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명에 의한 태양광 발전장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 일정한 간격으로 요철(凹凸) 형상을 갖고 지붕위에 일정한 경사를 갖으면서 설치되는 샌드위치 패널(110)과, 상기 샌드위치 패널(110)의 요철방향과 평행한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되는 지지 브라켓(120)과, 상기 샌드위치 패널(110)의 철부 상면과 상기 지지 브라켓(120)의 배면에 부착되어 상기 지지 브라켓(120)을 상기 샌드위치 패널(110)에 고정하는 자석(130)과, 상기 지지 브라켓(120)의 상부에 일정한 간격을 갖고 매트릭스 형태로 배열 및 고정되어 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 복수의 태양전지모듈(140)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 샌드위치 패널(110)은 주로 공장 등의 지붕에 설치되는데, 외피가 철재와 같은 금속 재질이 0.5~0.7t의 두께로 이루어지고 내부에는 심재로서 종이나 목재, 발포 플라스틱재 등으로 이루어져 있다.

상기 샌드위치 패널(110)의 요철 간격을 제조하는 회사마다 상이하기 때문에 상기 지지 브라켓(120)을 상기 샌드위치 패널(110)의 철부와 대응되게 정렬하여 부착함으로써 현장에 따라 상기 지지 브라켓(120)의 간격을 임의로 조절하여 부착할 수 있다.

이로 인하여 상기 지지 브라켓(120)을 상기 샌드위치 패널(110)의 철부에 고정하기 위한 별도의 볼트 삽입홈을 천공하지 않아도 되기 때문에 시공 및 작업성이 우수하다.

상기 지지 브라켓(120)은 양단에 상부로 돌출되어 상기 태양전지모듈(140)을 고정 및 지지하기 위한 고정부(121)가 형성되어 있다. 상기 고정부(121)는 일정한 간격을 갖는 상태에서 그 사이로 상기 태양전지모듈(140)이 슬라이드 방식으로 삽입되어 고정 및 지지하게 된다.

한편, 상기 고정부(121)는 단턱 형태를 갖으면서 탄성을 갖도록 제작하여 상기 태양전지모듈(140)의 모서리 부분을 클립 형태로 지지 및 고정할 수도 있다. 뿐만 아니라 상기 고정부(121)는 클립 형태로 제작하여 상기 태양전지모듈(140)을 후크 체결방식으로 고정 및 지지할 수도 있다.

여기서, 상기 지지 브라켓(120)상에 상기 태양전지모듈(140)을 고정 및 지지하기 위한 방법은 상기와 같은 방법뿐만 아니라 통상적으로 사용하는 체결 방법을 사용하여 고정 및 지지할 수 있는 것은 당연하다.

상기 지지 브라켓(120)은 상기 샌드위치 패널(110)의 철부와 동일한 방향으로 고정되기 위해 일자 형태를 갖는데, 상기 지지 브라켓(120)은 적어도 두 개가 한 쌍을 이루면서 상기 태양전지모듈(140)을 고정 및 지지하게 된다.

상기 자석(130)은 고무자석으로 이루어져 있고, 상기 지지 브라켓(120)의 배면에 부착된 상태에서 상기 샌드위치 패널(110)의 철부에 부착되어 고정된다. 이때 상기 자석(130)이 고무자석으로 이루어져 있기 때문에 지진과 같은 외부의 충격시 완충 작용을 통해 상기 태양전지모듈(140)의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

상기 태양전지모듈(140)은 다수의 태양전지 셀이 직렬 또는 병렬로 연결되어 태양광 에너지를 전기 에너지로 변환 시켜주는 역할을 하는 것으로서, 통상적으로 주로 실리콘과 복합재료가 이용된다. 구체적으로, 태양전지모듈(140)은 P형 반도체와 N형 반도체를 접합시켜 사용하는 것으로, 태양 빛을 받아 전기를 생산하는 광전효과를 이용하는 것이다.

대부분의 태양전지모듈(140)은 대면적의 P-N 접합 다이오드로 이루어져 있으며, 상기 P-N 접합 다이오드의 양극단에 발생된 기전력을 외부 회로에 연결하여 사용하게 된다.

이러한 태양전지모듈(140)의 최소 단위를 셀(Cell)이라고 하는데, 실제로 태양전지를 셀 그대로 사용하는 일은 거의 없다. 실제 사용되는데 필요한 전압이 수 V에서 수십 혹은 수백 V 이상인데 비하여 셀 1개로부터 나오는 전압은 약 0.5V로 매우 작기 때문인데, 이 때문에 다수의 단위 태양전지들을 필요한 단위 용량으로 직렬 또는 병렬 연결하여 사용하고 있다.

또한, 상기 태양전지모듈(140)이 야외에서 사용되는 경우 여러 가지 혹독한 환경에 처하게 되므로, 필요한 단위 용량으로 연결된 다수의 셀을 혹독한 환경에서 보호하기 위하여 복수의 셀을 패키지로 한 태양전지모듈(140)로 구성하여 사용한다.

따라서 본 발명에 의한 태양광 발전장치는 지지 브라켓(120)을 샌드위치 패널(110)위에 고정하기 위해 천공 등과 같은 작업을 생략함으로써 우수 등에 의한 누수를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 작업성 및 시공성이 우수하다는 효과를 가지고 있다.

또한, 상기 지지 브라켓(120)과 샌드위치 패널(110)간에 자석(130)을 이용하여 고정 및 부착함으로써 작업성이 우수하고, 특히 상기 자석(130)으로 고무 자석을 이용함으로써 지진과 같은 외부의 충격시 상기 태양전지모듈(140)의 손상을 미연에 방지할 수가 있다.

또한, 상기 지지 브라켓(120)의 양단에 고정되는 상기 태양전지모듈(140)을 하나씩 올려 상기 지지 브라켓(120) 사이에 삽입하여 고정함으로서 별도의 조임 공정 등을 생략함으로써 작업성이 우수할 뿐만 아니라 작업의 안정성을 도모할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

110 : 샌드위치 패널 120 : 지지 브라켓
130 : 자석 140 : 태양전지모듈

Claims (7)

1. 일정한 간격으로 요철 형상을 갖고 지붕위에 설치되는 샌드위치 패널과,
   상기 샌드위치 패널의 요철방향과 평행한 방향으로 일정한 간격을 갖고 배열되며 간격의 가변이 가능한 지지 브라켓과,
   상기 샌드위치 패널의 철부 상면과 상기 지지 브라켓의 배면에 부착되어 상기 지지 브라켓을 상기 샌드위치 패널에 고정하는 고무 자석과,
   상기 지지 브라켓의 상부에 일정한 간격을 갖고 매트릭스 형태로 배열 및 고정되어 태양광으로부터 전기 에너지를 생산하는 복수의 태양전지모듈을 포함하여 구성되고,
   상기 지지 브라켓은 양단에 상부로 돌출되어 상기 태양전지모듈을 고정 및 지지하기 위한 고정부가 형성되며, 상기 고정부는 일정한 간격을 갖는 상태에서 그 사이로 상기 태양전지모듈이 슬라이드 방식으로 삽입되어 고정 및 지지하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 샌드위치 패널은 일정한 경사를 갖고 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서, 상기 고정부는 단턱 형태를 갖으면서 탄성을 갖도록 제작하여 상기 태양전지모듈의 모서리 부분을 클립 형태로 지지 및 고정하거나 후크 체결방식으로 고정 및 지지하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전장치.

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