KR101533773B1 - 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광어레이를 지지하는 기둥을 조립식 건물의 지붕 골조를 이루는 빔에 고정시켜 태양광 어레이를 보다 견고하게 지지할 수 있게 하였을 뿐만 아니라, 지붕 패널이 손상되는 것을 방지한 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물에 관한 것으로서, 상세하게는 조립식 건물의 지붕패널에 구멍을 형성하고 고정봉을 빔에 고정시킨 후 고정붕의 단부에 기둥을 연결하며, 지붕패널에 형성된 구멍에는 누수 방지수단을 설치하여 태양광 어레이를 지지하는 기둥이 견고한 빔에 고정됨으로써 태양광어레이는 안정적으로 지지되고, 지붕으로의 누수를 방지할 수 있게 한 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물에 관한 것이다.

Description

빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물{BEAM-FIXING STRUCTURE FOR SOLAR CELL ARRAY OF ASSEMBLE ROOF}

본 발명은 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물에 관한 것으로서, 상세하게는 태양광어레이를 지지하는 기둥을 조립식 건물의 지붕 골조를 이루는 빔에 고정시켜 태양광 어레이를 보다 견고하게 지지할 수 있게 하였을 뿐만 아니라, 지붕 패널이 손상되는 것을 방지한 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물에 관한 것이다.

보다 상세하게 본 발명은 조립식 건물의 지붕패널에 구멍을 형성하고 고정봉을 빔에 고정시킨 후 고정붕의 단부에 기둥을 연결하며, 지붕패널에 형성된 구멍에는 누수 방지수단을 설치하여 태양광 어레이를 지지하는 기둥이 견고한 빔에 고정됨으로써 태양광어레이는 안정적으로 지지되고, 지붕으로의 누수를 방지할 수 있게 한 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물에 관한 것이다.

근래, 화석연료의 고갈로 인한 에너지 위기를 극복하고, 화석 연료 연소과정에서 발생되는 대기 오염 물질에 의한 지구 온난화 현상을 해결하기 위한 방안으로 자연력을 이용한 에너지 개발에 대한 관심이 날로 증가하고 있다. 자연력을 이용한 발전시스템의 대표적인 예로는 풍력발전, 조력발전, 태양광 또는 태양열 발전시스템이 있다.

이러한 자연력을 이용한 발전장치들 중, 비교적 구조가 단순하여 도심이나 일반 주택에도 시공이 가능한 것이 태양광 발전시스템이고, 이러한 태양광 발전시스템이 설치되는 건물로는 시공비가 저렴한 조립식 건물이 많이 사용되고 있다.

이러한 조립식 건물의 경우 기둥의 상단에 가로프레임과 세로프레임으로 이루어진 지붕프레임을 설치하고 그 상부에 지붕 판넬을 설치하여 이루어지며, 이러한 지붕 패널의 상부에 태양광 발전장치의 태양광어레이를 설치하여 집광하여 발전에 사용하고 있다.

이렇게 태양광 어레이를 조립식 건물의 지붕에 설치하기 위한 기술과 관련하여 특허문헌 1 및 2가 있다.

특허문헌 1은 패널판재로 엮은 지붕의 패널판재의 요홈부에 각각 걸림부를 접촉한 상태로 양측면의 통공에 볼트와 너트를 걸어 걸쇠를 고정하고, 걸쇠의 상부에 태양광모듈을 설치하는 것이고,

특허문헌 2는 제1지붕패널의 일단과 상기 제1지붕패널과 이웃하는 제2지붕패널의 타단이 서로 이음시공된 부위의 일측에 설치되고, 수직 방향으로 연장되는 제1수직연장부 및 상기 제1수직연장부의 하부에서 절곡되어 제1지붕패널의 상면과 접하는 제1절곡부로 이루어지며, 제1수직연장부의 상부에 제1축 결합공이 형성되며, 제1수직연장부의 하부에 제1고정구 결합공이 형성되는 제1고정판; 수평 이음시공부가 삽입되는 "⊂"자 형태의 제2삽입부가 형성되며, 상기 제2삽입부의 상부 단부에서 수직방향 상부로 연장되는 제2-1수직연장부 및 상기 제2삽입부의 하부 단부에서 수직방향 하부로 연장되는 제2-2수직연장부로 이루어지며, 상기 제2-1수직연장부에 제2고정구 결합공이 형성되는 제2고정판 ; 제1수직연장부의 제1고정구 결합공과 상기 제2-1수직연장부의 제2고정구 결합공을 관통하면서 상기 제1고정판과 제2고정판을 고정 결합시키는 고정구; 상기 제1수직연장부의 제1축 결합공에 수평방향으로 결합되는 회전축 회전축에 대하여 회전가능하게 결합되는 "ㄷ"자 단면 구조의 태양광 패널 지지구;를 포함하여 이루어진 것이다.

이러한 종래의 태양광어레이를 조립식 건물의 지붕에 고정시키는 수단은 지붕패널의 어느 한 지점에 고정되어 있어 태양광어레이의 하중이 지붕패널과 연결된 고정수단에 집중됨으로써 이 부분의 지붕패널이 움푹 파이거나, 찢기는 문제가 있으며, 지붕패널을 구성하는 금속판이 찢겨져 태양광어레이가 지붕패널로부터 분리되어 추락하는 문제가 있다.

1. 대한민국 특허등록 제1120478호 2. 대한민국 실용신안등록 제0466474호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 태양광 어레이를 지지하는 기둥에 지워지는 하중이 지붕패널이 아니라 빔에 걸리게 함으로써 지붕패널이 변형되거나 손상되는 것을 방지할 뿐만 아니라 태양광어레이를 보다 안정적으로 지지할 수 있게 한 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

보다 상세하게 본 발명은 조립식 건물의 지붕패널에 구멍을 형성하고 고정봉을 빔에 고정시킨 후 고정붕의 단부에 기둥을 연결하며, 지붕패널에 형성된 구멍에는 누수 방지수단을 설치하여 태양광 어레이를 지지하는 기둥이 견고한 빔에 고정됨으로써 태양광어레이는 안정적으로 지지되고, 지붕으로의 누수를 방지할 수 있게 한 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명에 따른 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물은 다수의 빔위에 가로프레임을 설치하고 가로프레임의 상부에 지붕패널을 설치하여 이루어진 조립식 건물의 지붕에 태양광 어레이의 저면에 설치된 기둥을 고정시키는 조립식 지붕 고정 구조물에 있어서, 상기 지붕패널을 관통하여 형성된 관통공; 상기 관통공을 통과하여 빔의 상부에 고정되는 연결봉; 중앙에 상기 연결봉이 관통하도록 상기 관통공에 고정되어 상기 연결봉이 움직일 수 있는 공간을 제공하는 가이드파이프를 포함하는 한 것을 특징으로 한다.

상기 가이드파이프와 지붕패널 사이의 접촉부에는 방수성이 우수한 실러가 설치될 수 있고, 가이드파이프의 외부에는 신축성을 갖는 고무나 합성수지로 만들어진 방수캡이 더 설치될 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물은 탸양광 어레이를 지지하는 기둥을 지붕 골조를 이루는 빔에 고정시킴으로써 하중이 골조에 분배되어 태양광어레이의 하중에 의해 지붕이 변형되거나 손상되지 않을 뿐만 아니라 태양광어레이를 안정적으로 고정할 수 있는 효과가 있다.

또한 지붕에 형성된 관통공에 누수방지수단을 이중으로 설치하여 누수를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 지붕에 형성된 관통공에 기둥보다 큰 지름의 가이드파이프를 설치하여 어레이 지지기둥이 가이드파이프 내부에서 흔들려도 그 진동이 지붕패널에 전달되지 않게 함으로써 태양광 어레이의 진동에 의해 지붕이 손상되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물이 설치된 지붕의 일부를 도시한 사시도
도 2는 본 발명에 따른 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물이 설치된 지붕의 일부를 도시한 측단면도
도 3은 본 발명에 따른 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물의 일부를 확대 도시한 측단면도

이하 본 발명에 따른 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 태양광 어레이를 지지하는 기둥에 지워지는 하중이 조립식 건물의 지붕을 구성하는 고강도의 빔에 가해져 지붕패널의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 태양광 어레이를 보다 견고하게 지지할 수 있다.

본 발명에 따른 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물은 태양광 어레이의 저면에 설치된 기둥(100)을 조립식 건물의 지붕에 고정시키는 조립식 지붕 고정 구조물에 있어서, 상기 기둥의 하단을 지붕을 구성하는 빔(200h)에 고정 설치한 것이다.

이러한 본 발명의 고정 구조물을 이용하여 태양광 어레이의 기둥(100)을 고정시키기 위해서 조립식 건물은 다수의 빔(100h)위에 가로프레임(100v)을 설치하고 가로프레임의 상부에 지붕패널(200)을 설치하여 이루어진 지붕을 구비하고 있다.

이렇게 기둥(100)을 빔(200h)에 고정시키기 위해서는 지붕패널(200)에 구멍을 형성하야 하고 이렇게 형성된 관통공(200a)을 통과하여 기둥이 연결되는 연결봉(10)이 설치되어 있다.

기둥(100)을 빔(200h)에 직접 연결할 수도 있으나, 이렇게 하면 길고 무거운 기둥을 작은 곤통홀(200a)을 통과시켜 빔에 결합하기에 어려움이 있으므로 그 상단이 지붕패널(200)의 상면을 통과하여 노출되도록 상기 연결봉(10)을 설치한 것이다.

상기 연결봉(10)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 그 하단은 빔(200h)에 고정되고, 그 상단에 기둥(100)이 고정된다.

상기 연결봉(10)은 도 2에 도시한 바와 같이, 연결봉의 하단에 고정판을 일체로 형성하고 이 고정판을 직접 빔(200h)에 연결하거나 도 3에 도시한 바와 같이, 고정브라켓(40)을 빔(200h)에 고정하고 이 고정브라켓(40)의 상부에 연결봉(10)의 하단을 고정시킬 수 있다.

물론, 상기 연결봉(10)의 상, 하단에는 고정판(10p)이 일체로 형성되어 있고, 이 고정판을 관통한 고정볼트 등의 고정수단(10f)에 의해 빔 또는 기둥에 연결봉이 연결된다.

지붕패널(200)에 형성된 관통공(200a)을 통과하여 빔의 상부에 고정되는 연결봉(10)은 그 상단에 태양광 어레이의 기둥(100)이 연결되고 태양광 어레이는 외부의 바람 이나 자극에 의해 흔들릴 수 있고 이 흔들림이 기둥을 통해 지붕에 전달될 수 있다.

이때 기둥의 진동이 지붕패널(200)에 전달되면 지붕패널이 변형되거나 찢길 수 있으므로 지붕패널(200)에 형성된 관통공(200a)의 내주면은 상기 연결봉(10)의 외주면으로부터 이격되도록 충분한 지름을 갖도록 형성되어 있으며, 이러한 관통공(200a)을 통해 빗물이나 외부의 이물질이 지붕 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 가이드파이프(20)가 더 설치되어 있다.

상기 가이드파이프(20)는 연결봉이 관통하도록 상기 관통공(200a)에 고정되고, 상기 연결봉이 움직일 수 있는 공간을 제공할 수 있도록 연결봉의 지름보다 큰 내경을 갖는 파이프이다.

상기 가이드파이프(20)는 그 상단이 지불패널(2000의 상부면보다 높게 돌출되어 있어 지불패널의 표면으로 흐르는 빗물이나 이물질이 가이드파이프(20)를 넘어 안으로 들어가지 못하게 하였고, 지붕패널과의 사이의 접촉부에는 방수성이 우수한 실러(20s)를 설치하였다.

상기 실러(20s)는 실리콘이나, 접착제 등 방수성을 갖는 다양한 재질 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

이와 같이 가이드파이프(20)를 설치하여 방수 효과를 얻을 수 있으나, 이 가이드파이프(20)는 상기한 바와 같이 연결봉(10)이 측방으로 유동될 수 있는 공간을 제공하는 역할도 하므로 가이드파이프(20)의 상단을 다른 구조물에 고정시킬 수 없고 이렇게 설치된 가이드파이프(20)의 상단을 통해 물이나 이물질이 유입될 수 있다.

이를 방지하기 위해 상기 가이드파이프(20)의 외부에는 신축성을 갖는 고무나 합성수지로 만들어진 방수캡(30)을 더 설치하는 것이 바람직하다.

상기 방수캡(30)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상광하협의 나팔 형상을 이루는 것으로 그 상단은 연결봉(10) 상단의 고정판(10p)의 저면에 밀착 고정되고, 하단은 지붕패널(200)의 상면에 접촉된 상태로 설치된다.

물론, 방수캡(30)의 상단에는 밴딩 고정하여 방수 효과를 높일 수도 있다.

10: 고정봉 10f: 고정수단 10p: 고정판
20: 가이드파이프 20s: 실러
30: 방수캡
40: 고정브라켓 40f: 고정수단
100: 기둥 100p: 고정판
200: 지붕패널 200a: 관통공
200h: 빔 200v: 가로프레임

Claims (3)

1. 다수의 빔(200h)위에 가로프레임을 설치하고 가로프레임의 상부에 지붕패널(200)을 설치하여 이루어진 조립식 건물의 지붕에 태양광 어레이의 저면에 설치된 기둥(100)을 고정시키는 조립식 지붕 고정 구조물에 있어서,
   상기 지붕패널을 관통하여 형성된 관통공(200a);
   상기 관통공을 통과하여 빔의 상부에 고정되는 연결봉(10);
   중앙에 상기 연결봉이 관통하도록 상기 관통공(200a)에 고정되어 상기 연결봉이 움직일 수 있는 공간을 제공하는 가이드파이프(20)를 포함하되,
   상기 연결봉(10)의 상, 하단에는 고정판(10p)이 일체로 형성되고, 기둥(100)의 하단에는 고정판(100p)이 일체로 설치되며, 빔(200h)에는 고정브라켓(40)이 설치되어, 연결봉의 고정판을 상기 기둥의 고정판(100p)과 고정브라켓(40) 사이에 고정시킨 것을 특징으로 하는 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드파이프와 지붕패널 사이의 접촉부에는 방수성이 우수한 실러(20s)가 설치된 것을 특징으로 하는 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가이드파이프의 외부에는 신축성을 갖는 고무나 합성수지로 만들어진 방수캡(30)이 더 설치된 것을 특징으로 하는 빔 고정형 태양광 어레이의 조립식 지붕 고정 구조물.

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