KR101535511B1 - 수상태양광발전장치 및 콘크리트 부유체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수상에 부유되는 콘크리트 부유체 상에 태양광 발전시설을 구비한 수상태양광발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 딱딱한 성질의 표피로 둘러싸인 발포스티로폼 결합체가 수면 아래의 하부 베이스(Base)를 형성하고, 태양전지 모듈 설치용 자재를 직접 고정할 수 있는 고정용 체결 수단과 부유체들 끼리의 연결수단을 내포하고 있는 콘크리트 성형체가 수면 위의 상부 캡(cap)을 형성하는 콘크리트 부유체를 구비하고, 다수의 콘크리트 부유체들을 연결부재로 연결하되, 남북방향으로 콘크리트 부유체와 태양전지 모듈이 교대로 설치되도록 함으로써 온도 상승에 의한 태양전지 모듈의 출력 손실을 최소화하고, 또한 콘크리트 부유체들 사이의 거리 간격을 계절과 상황에 따라 변경함으로써 태양전지 모듈의 경사각을 가장 적절하게 관리할 뿐만 아니라 태양전지 모듈에 그늘이 지는 것을 최대한 예방하여 연중 최대 발전량을 얻게 하는 수상태양광발전장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 다수 개의 콘크리트 부유체; 다수 개의 콘크리트 부유체 상부로 결합된 태양전지 모듈; 및 상기 태양전지 모듈을 콘크리트 부유체에 고정시키는 전지판거치부를 포함하고, 상기 콘크리트 부유체 상면에는 전지판거치부를 고정시키기 위해 매설된 거치앵커를 구비하며, 전지판거치부에 의해 콘크리트 부유체에 설치된 태양전지 모듈은 다수 콘크리트 부유체들 사이의 공간 상에 위치되며, 태양전지 모듈의 경사각을 계절에 따라 변경할 수 있도록 콘크리트 부유체 사이의 거리 간격을 변경할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

수상태양광발전장치 및 콘크리트 부유체{FLOATING SOLAR POWER GENERATING SYSTEM AND CONCRETE FLOATING BODY}
본 발명은 수상에 부유되는 부유체 상에 태양광 발전시설을 구비한 수상태양광발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 표피로 둘러싸인 발포스티로폼 결합체로 수면 아래에 잠기는 하부 베이스(Base)를 형성하고, 수면 위로 드러나는 상부 공간은 태양전지 모듈 설치용 자재를 직접 고정할 수 있는 고정용 체결 수단을 내포하고 있는 콘크리트 캡(cap)으로 구성된 콘크리트 부유체를 구비하고, 다수의 콘크리트 부유체들을 연결부재로 연결하되, 콘크리트 부유체들 사이의 거리 간격을 변경 가능하여 태양전지 모듈에 그늘이 지는 것을 방지하고, 또한 콘크리트 부유체 사이의 수면 위에 태양전지 모듈이 설치되도록 함으로써 태양전지 모듈의 출력 손실을 최소화하는 수상태양광발전장치에 관한 것이다.
석탄이나 석유 등의 지하자원을 사용하는 전기의 생산은 공해의 문제, 자원고갈의 문제 등으로 한계가 있어 자연에너지를 이용한 발전의 기술 개발이 절실히 요구되고 있다. 전통적인 자연에너지의 이용으로는 강에 댐을 건설하여 전기를 생산하는 수력발전을 들 수 있으며, 근래에는 바람을 이용한 풍력발전, 조수 간만의 차를 이용하는 조력발전, 태양광을 이용하는 태양광발전 등이 주목을 받고 있다.
풍력발전이나 수력발전, 그리고 조력 발전 등은 발전능률은 상대적으로 높다는 장점이 있으나, 기계적 고장으로 인한 교체, 유지 보수 작업 등 사후 관리가 수행되어야 하며, 심한 경우 상당한 비용을 투자하여 기존 장치나 시설물들을 폐기해야만 하는 경우도 종종 발생한다. 반면에 태양광발전은 날씨의 영향을 무시할 수는 없지만, 구성 시스템에 기계적 작동 요소가 없어서 태양전지 모듈과 관련시스템만 설치하면, 큰 범위의 유지 보수 체계가 없어도 일정 이상의 발전량을 안정적으로 얻을 수 있다는 장점이 있다.
태양광발전의 경우 태양전지 모듈이 태양광을 조사받아야 전력을 생산할 수 있으므로, 태양전지 모듈에 충분한 양의 태양광이 조사되게 하려면, 주변 지리적 환경이나 공간적 제약에 의해 만들어지는 그림자의 영향이 최소가 되도록 넓은 면적의 공간을 확보하는 것이 필요하다. 이런 이유로 태양광 발전 시설이 육지면에 설치되려면, 주로 공터나 개활지, 농토나 임야 등 넓은 공간 등이 선호되었고, 일부 건물의 옥상이나 노상 주차장 등도 주목의 대상이 되었다.
하지만 자연에너지를 이용한 전력 생산의 대표적인 기술로 태양광발전이 대두되면서 농토나 임야 등에 다수의 태양광발전시설이 설치되자, 주변 농가나 거주자들과 마찰이 증가하고, 농지나 거주지 주변 토지들의 무분별한 개발과 환경 오염에 대한 염려가 확대되고 있는 형편이다.
이에 태양광발전장치를 설치할 수 있는 대체지로서 호수, 저수지, 댐 등 내수면이 큰 관심을 받게 되었다. 수면 위에 설치되어 있는 태양광발전소를 수상태양광발전소라고 하는데, 수상태양광발전소는 다음과 같은 장점을 가지고 있다.
첫째, 수상태양광발전소는 대개 넓은 수면면적을 가지는 호수, 저수지, 댐의 수면 중에 일부를 사용하기 때문에 주변의 산이나 나무, 건물 등에 의한 음영 피해를 최소로 할 수 있다.
둘째, 육지 태양광발전소의 지면으로부터 복사되는 태양열 보다 수면에서 복사되는 태양열이 적기 때문에, 태양전지 모듈에 공급되는 복사열을 최소로 하는 적절한 방법이 사용된다면, 태양전지 모듈의 온도를 더 낮게 유지할 수 있어서 태양전지 모듈로부터 더 많은 출력을 얻을 수 있다.
셋째, 태양천정각이 크면 수면의 알베도가 증가한다. 즉, 태양고도가 낮은 아침이나 저녁 무렵에는 태양에너지가 수면에 반사되는 양이 크다. 따라서, 직달일사량이 적은 시간대인 아침이나 저녁 무렵에 육지태양광발전에 비하여 수상태양광발전이 더 유리하다.
반면에 수상태양광발전소는 태양광발전장치가 설치되는 장소가 지면 위가 아니고 수면 위라는 점 때문에 반드시 해결해야 할 불리한 점도 다수 있다.
첫째, 일반적인 육지 태양광발전소가 외형적으로 태양전지 모듈과 모듈설치용 구조물로 구성되어 있는 것에 비하여, 수상태양광발전소는 이들 태양전지 모듈과 구조물 외에도 추가적으로 부유체를 필요로 한다. 태양전지 모듈과 모듈 설치용 구조물이 모두 수면 위에 떠있어서 이들 장치들이 물에 잠기지 않으려면 적절한 용적의 부유체가 구비되어서, 충분한 부력을 형성시킬 수 있어야 한다. 따라서 수상태양광발전소의 구성 요소들이 많아질수록 더 큰 부유체가 요구되고, 제작을 위해서는 많은 비용이 투입되어야 하므로, 결과적으로 육지 태양광발전소에 비하여 고비용이 소요된다.
둘째, 수상태양광발전소에서는 다수의 부유체들을 연결하여 일정 면적을 가지는 부유구조를 만들고, 그 위에 태양전지 모듈 설치용 구조물을 연결하고, 구조물에 태양전지 모듈을 결합하며, 이런 일련의 작업을 수행하기 위한 작업용 통로도 별도로 마련해야 하는 등 각각의 기능을 가지는 다수의 구성 요소가 복잡하게 연결되어 있어 시공이 복잡하다.
셋째, 태양광발전소에서 태양전지 모듈들을 남북방향으로 배치할 때 태양전지 모듈 상호간의 그림자 영향을 최소화하기 위하여 남북방향으로 일정한 거리간격을 유지시키는데, 이 거리간격은 태양전지 모듈의 경사각과 밀접한 관계가 있다. 육지 태양광발전소에서는 연간발전량을 증대시키기 위하여, 남북방향으로의 거리 간격을 충분히 확보한 후에, 계절에 따라 2회 또는 3회 정도 태양전지 모듈의 경사각을 변경하는 것이 일반적이다. 앞에서 거론하였듯이 수상태양광발전소에서는 부유체 및 부유구조의 제작에 많은 비용이 소요되므로, 부유구조 전체는 일정한 크기의 면적으로 제작된다. 그래서 수상태양광발전소에서는 육지태양광발전소에서 일반적으로 사용되는 태양전지 모듈 경사각 변경기술을 사용하지 못하거나 매우 제한적인 범위에서 사용할 수밖에 없는 형편이다.
넷째, 수상태양광발전소의 부유체를 제작하는 데에 사용되는 재질들은 큰 부력을 발생시키기 위하여 비중이 작은 것들이 선호되며, 부유체 또한 내부에 빈 공간을 가지는 형태로 많이 제작된다. 그러나, 비중이 작은 재질들은 대개 기계적 강도가 약하고, 또 태양광에 직접 노출되는 환경조건에서 사용되기에는 자외선의 영향으로부터 취약한 것이 많은 형편이다. 기계적 강도가 약하거나 자외선에 취약한 재질로 제작된 부유체가 부력을 키우기 위해 내부에 빈 공간을 가지고 있다면, 장기적으로 기계적 파손이나 화학적 변형이나 파손으로 인하여 부유체 내부의 빈 공간으로 물이 침투할 경우, 부유체가 부력을 상실할 가능성이 커지는 약점을 가지고 있다.
등록특허번호 제10-1493723호(2015년 02월 16일 공고) 등록실용신안번호 제20-0464027호(2012년 12월 06일 공고) 등록특허번호 제10-0830891호(2008년 05월 22일 공고)
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 부유체를 다수로 구비하여 연결하고, 연결된 다수 부유체들 사이의 빈 공간인 물 위로 태양전지 모듈을 설치함으로써, 태양전지 모듈이 낮은 온도 환경에서 더 높은 효율로 안정적인 발전을 수행할 수 있도록 하는 목적이 있다.
그리고 본 발명의 다른 목적은, 부유체가 부력 발생 기능, 태양전지 모듈 설치용 구조물의 고정 기능, 태양광발전장치의 유지 보수를 위한 작업 공간 및 태양전지 모듈 어레이간 그림자 영향 회피 공간 기능을 복합적으로 수행하도록 함으로써 수상태양광발전장치의 구성요소를 최소화하는 것이다.
계속하여 본 발명의 다른 목적은 부유체의 제작방법에 있어서 부유체의 하층 베이스부분은 물에 녹지 않는 재질의 가벼운 판재로 외피를 만들고, 그 내부에는 발포스티로폼을 구비하며, 수면 위로 드러나는 측면이나 상부는 단단한 콘크리트 재질로 캡을 제작함으로써, 외부로부터 가해지는 기계적 충격이나 광화학적 위해 요인에 대해서도 파손되거나 변형 또는 변성되지 않고 장기간에 걸쳐 안정적으로 기능을 유지할 수 있도록 하는 것이다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은, 철근을 대체하여 콘크리트 내부에 용융아연도금 와이어나 스테인레스, 또는 탄소섬유 등의 보강재로 결속함으로써, 물에 의한 부식을 방지하면서도 콘크리트의 기계적 강성을 증가시켜, 부유체가 안정적인 구조를 갖도록 하는 것이다.
본 발명의 추가적인 다른 목적은 남북방향으로의 부유체들 사이의 간격을 변경함으로써 태양전지 모듈에 그늘이 지는 것을 최소한으로 예방하고 계절에 따라 달라지는 최적 경사각으로 태양전지 모듈의 경사각을 조절하여 발전량을 증가시킬 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 부가적인 다른 목적은 태양전지 모듈의 설치용 구조물이 위치하는 부유체 남쪽 끝과 부유체 북쪽 끝 사이에 존재하는 부유체 상부 공간에, 남쪽 태양전지 모듈들의 상단과 북쪽 태양전지 모듈들의 하단을 연결하는 반사판을 설치하여 더 많은 태양빛에너지가 태양전지 모듈에 입사되도록 함으로써 태양전지 모듈의 출력을 증대시키는 것이다.
아울러 본 발명의 또 다른 목적은, 부유체 연결자재나 태양전지 모듈을 지지하는 구조물에 힌지구성을 마련하여 파도의 요동에 대해서도 안정적 구조를 유지할 수 있도록 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부로 수상태양광발전장치가 결합되는 부유상층부; 및 상기 부유상층부의 저부에 위치되고 수상의 부력체를 이루는 부유하부베이스를 포함하며, 상기 부유하부베이스는, 상부가 개방된 함체 형상의 부력함체부; 및 상기 부력함체부 내부에 위치되어 발포소재로 이루어진 베이스발포부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치용 콘크리트 부유체를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 부유상층부는, 상기 베이스발포부 상부에 위치되고 발포소재로 이루어진 다수 개의 발포보강부; 및 다수의 발포보강부 사이사이 및 발포보강부들의 외부를 감싸는 콘크리트캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치용 콘크리트 부유체를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 콘크리트캡은 콘크리트재를 포함하고, 상기 콘크리트캡은 다수의 발포보강부 사이사이 및 발포보강부 외부에 걸쳐 감싸는 콘크리트용 보강재가 콘크리트재와 함께 구비되며, 상기 콘크리트용 보강재는, 용융아연도금된 와이어 메쉬; 스테인레스 스틸봉으로 이루어진 스테인레스근(stainless steel rebar); 탄소섬유로 이루어진 탄소섬유근(carbon fiber rebar); 탄소섬유 테이프를 가로, 세로로 직조한 그물망 형태의 탄소섬유프레임; 및 유리섬유; 중 어느 하나 이상을 포함한 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치용 콘크리트 부유체를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기의 다수 개의 콘크리트 부유체;
다수 개의 콘크리트 부유체 상부로 결합된 태양전지 모듈; 및 상기 태양전지 모듈을 콘크리트 부유체에 고정시키는 전지판거치부를 포함하고, 상기 콘크리트 부유체 상면에는 전지판거치부를 고정시키기 위해 매설된 거치앵커를 구비하며, 전지판거치부에 의해 콘크리트 부유체에 설치된 태양전지 모듈은 다수 콘크리트 부유체들 사이의 공간 상에 위치되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 하나의 태양전지 모듈 일측을 지지하는 일측 전지판거치부가 한쪽 콘크리트 부유체에 설치되고, 상기 태양전지 모듈 타측을 지지하는 타측 전지판거치부가 다른 콘크리트 부유체에 설치되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 복수 개의 상기 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며, 상기 부유체연결부재는, 서로 마주하는 양측 콘크리트 부유체 측면에 회동가능하게 결합; 양측 콘크리트 부유체 사이의 근접된 상면에 회동가능하게 결합; 양측 콘크리트 부유체에 설치된 전지판거치부의 아래측에 회동가능하게 결합; 및 양측 콘크리트 부유체가 유동되지 않도록 결합; 중 어느 하나의 결합으로 양측 콘크리트 부유체를 연결하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 다수의 태양전지 모듈이 다수의 콘크리트 부유체 사이에 설치되며, 다수 태양전지 모듈들 사이에서 경사지게 설치되는 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 태양전지 모듈을 콘크리트 부유체에 고정시키는 전지판거치부; 및 복수 개의 상기 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며, 상기 전지판거치부는 일측 콘크리트 부유체에 고정된 단일수직기둥; 및 경사진 태양전지 모듈 아래를 지지하는 모듈지지프레임으로 이루어지고, 상기 단일수직기둥의 상부와 경사진 모듈지지프레임의 아래가 고정되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 태양전지 모듈을 콘크리트 부유체에 고정시키는 전지판거치부; 및 복수 개의 상기 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며, 양측 콘크리트 부유체 상면에 회동가능하게 결합된 모듈베이스프레임; 상기 모듈베이스프레임 일측에 고정된 연결프레임수직기둥; 및 상기 연결프레임수직기둥 상측에서 경사를 이루어 태양전지 모듈 아래를 지지하는 부유연결모듈프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 태양전지 모듈을 지지하는 전지판거치부; 및 복수 개의 상기 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며, 상기 전지판거치부는 부유체연결부재에 고정설치되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전지판거치부는, 일측 콘크리트 부유체에 회동가능하게 결합되는 하수직기둥; 타측 콘크리트 부유체에 회동가능하게 결합되는 상측기둥; 및 경사진 태양전지 모듈의 아래를 지지하며 경사진 아래부분이 하수직기둥에 고정되고 경사진 상부부분이 상측기둥에 고정되는 일체모듈프레임을 포함하며, 상기 하수직기둥, 상측기둥 및 일체모듈프레임이 일체로 연결되어, 양측 콘크리트 부유체를 연결하면서 태양전지 모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 태양전지 모듈을 지지하는 전지판거치부; 및 양측 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며, 상기 전지판거치부는, 양측 콘크리트 부유체에 부유체연결부재를 회동가능하게 결합하는 연결회동앵커에 직립되게 설치된 앵커하수직기둥 및 앵커상수직기둥을 포함하고, 상기 앵커하수직기둥은 경사진 태양전지 모듈의 아래쪽에 회동가능하게 결합되며, 상기 태양전지 모듈 후면방향으로 긴홈을 형성하여 태양전지 모듈 상측 후면에 구비된 장홈프레임에 상기 앵커상수직기둥이 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 태양전지 모듈을 지지하는 전지판거치부; 및 양측 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며, 상기 전지판거치부는, 두 개의 부유체연결부재 중앙에서 직립된 두 개의 중앙수직기둥; 두 개의 중앙수직기둥을 연결하는 수평기둥; 상기 수평기둥의 두 곳에 회동가능하게 결합되어 경사진 경사회동기둥; 및 상기 경사회동기둥의 아래와 회동가능하게 결합되고 콘크리트 부유체에 고정된 후면회동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 두 개 또는 세 개 이상의 콘크리트 부유체를 연결하는 부유체연결부재를 구비하고, 두 개의 콘크리트 부유체 사이 공간상에 설치되는 태양전지 모듈의 아래가 일측 콘크리트 부유체에 고정되고, 타측 콘크리트 부유체에 세워진 경사기둥에 태양전지 모듈이 결합되며, 태양전지 모듈의 경사각이 소정 각도를 유지하는 장봉설치구성; 부유체연결부재로 연결된 두 콘크리트 부유체 사이의 간격 조절이 가능한 간격조절설치구성; 및 양측 콘크리트 부유체 또는 부유체연결부재에 설치되어 태양전지 모듈의 경사각도의 조절이 가능한 경사각조절설치구성; 중 어느 하나의 설치구성으로 구비되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치를 제공한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 콘크리트 부유체를 다수로 구비하여 연결하고, 연결된 다수 콘크리트 부유체들 사이의 빈 공간인 물 위로 태양전지 모듈을 설치함으로써, 태양전지 모듈 하부 공간 및 주위로부터 전달되는 복사열을 최소로 하여 발전 중 태양전지 모듈의 온도 상승을 억제하는 탁월한 효과가 있다.
본 발명은 콘크리트 부유체로 하여금 부력 발생 기능, 태양전지 모듈 설치용 구조물의 고정 기능, 태양광발전장치의 유지 보수를 위한 작업 공간 및 태양전지 모듈 어레이간 그림자 영향 회피 공간 기능 등 다기능을 보유하게 함으로써 수상태양광발전장치의 구성요소를 최소화하여, 시공비 및 유지 보수 비용을 절감하고 시공소요기간을 획기적으로 단축하는 효과가 있다.
이어서 본 발명은 콘크리트 부유체의 구성을 상부와 하부로 구분하고, 각 부분의 목적과 기능에 적절하도록 스티로폼 베이스와 콘크리트 캡으로 이원 구성함으로써, 외부로부터 가해지는 기계적 충격에 파손되지 않게 할 뿐만 아니라, 장시간 자외선에 노출됨으로써 야기될 수 있는 광화학적 작용에 대해서도 변형 또는 변성되지 않는 안정성을 확보하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 수분에 의해 부식되기 쉬운 철근을 대체하여 콘크리트 내부에 용융아연도금 와이어나 스테인레스, 또는 탄소섬유 등의 보강재로 결속함으로써, 물에 의한 부식을 방지하면서도 콘크리트의 기계적 강성을 증가시키는 효과가 있다.
추가적으로 본 발명은 콘크리트 부유체들 사이의 간격을 변경함으로써 태양전지 모듈에 그늘이 지는 것을 최소한으로 예방하고 태양전지 모듈의 경사각을 연중 최적으로 유지할 수 있게 하여 연중발전량을 4 ~ 5%증가시킬 뿐만 아니라, 남쪽 태양전지 모듈들의 상단과 북쪽 태양전지 모듈들의 하단을 연결하는 반사판을 콘크리트 부유체 상부 공간에 설치함으로써 연중 일사량을 10 ~ 15%정도 증대시킬 수 있어서, 종합적으로는 연중 발전량을 15%이상 증대시키는 효과가 있다.
아울러 본 발명은, 콘크리트 부유체 연결자재나 태양전지 모듈을 지지하는 구조물에 힌지구성을 구비하여 파도와 같은 외부 교란에 대해서도 안정적인 구조를 유지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들 사이로 다수 태양전지 모듈들이 설치된 실시예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들 사이로 다수 태양전지 모듈들이 상부로 분리된 상태의 설치 실시예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들 사이로 다수 태양전지 모듈들이 설치된 상태의 측면 실시예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치의 콘크리트 부유체를 제조하는 과정을 설명한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치의 콘크리트 부유체에 대한 측단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들 사이로 다수 태양전지 모듈들과 반사판들이 설치된 상태의 설치 실시예시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들 사이에 설치된 다수 태양전지 모듈들 사이로 경사진 반사판이 설치된 상태의 측면 실시예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 태양전지 모듈을 설치하기 위한 거치앵커 사이를 연결하여 다수의 콘크리트 부유체들을 연결하는 상태의 측면 실시예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들의 측면에 회동가능하게 연결하는 상태의 측면 실시예시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들의 측면에 부유체연결부재로 연결하되 다수 콘크리트 부유체들이 회동되지 않도록 결속하는 상태의 측면 실시예시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들 중에서 일측 콘크리트 부유체로부터 태양전지 모듈을 고정설치하는 일측지지실시예에 대한 체결 실시예시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체들 상부로 연결된 모듈베이스프레임 상에 하나의 수직기둥으로 태양전지 모듈을 고정설치하는 연결프레임일측지지실시예에 대한 체결 실시예시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체들을 연결하는 부유체연결부재 상부로 태양전지 모듈을 고정설치하는 부유체연결부재설치실시예에 대한 체결 실시예시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체 사이에 위치된 태양전지 모듈을 지지하는 전지판거치부로 양측 콘크리트 부유체를 회동가능하게 연결하는 거치부유일체실시예에 대한 체결 실시예시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체와 부유체연결부재를 회동가능하게 연결하는 앵커에 태양전지 모듈을 지지하는 연결앵커지지실시예에 대한 체결 실시예시도이다.
도 16은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체 사이를 연결하는 부유체연결부재의 중앙으로 직립되게 수직기둥을 설치하고, 수직기둥에 회동가능하게 태양전지 모듈을 설치하는 중앙수직기둥설치실시예에 대한 체결 실시예시도이다.
도 17은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체 사이를 연결하는 부유체연결부재의 중앙으로 직립되게 수직기둥을 설치하고, 수직기둥에 회동가능하게 태양전지 모듈을 설치하는 중앙수직기둥설치실시예에서 각 프레임이나 기둥의 조립상태를 보인 예시도이다.
도 18은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수 개의 콘크리트 부유체들을 길이가 긴 장봉부유체연결부재로 연결한 장봉연결실시예에 대한 실시예시도이다.
도 19는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체를 연결한 부유체연결부재에 태양전지 모듈을 설치하고, 태양전지 모듈을 완경사로 기울인 상태에 대한 하절기사용상태실시예에 대한 실시예시도이다.
도 20은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체를 연결한 부유체연결부재에 태양전지 모듈을 설치하고, 태양전지 모듈을 경사각도를 세운 상태에 대한 동절기사용상태실시예에 대한 실시예시도이다.
도 21은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체를 연결한 부유체연결부재에 태양전지 모듈을 설치하고 태양전지 모듈의 경사각을 조절하는 경사각조절장치를 구비하며, 태양전지 모듈을 완경사로 기울인 상태에 대한 하절기사용상태실시예에 대한 실시예시도이다.
도 22는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 양측 콘크리트 부유체를 연결한 부유체연결부재에 태양전지 모듈을 설치하고 태양전지 모듈의 경사각을 조절하는 경사각조절장치를 구비하며, 태양전지 모듈의 경사각도를 세운 상태에 대한 동절기사용상태실시예에 대한 실시예시도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
즉 본 발명에 따른 수상태양광발전장치용 콘크리트 부유체 및 수상태양광발전장치는 첨부된 도 1 내지 도 22 등에서와 같이, 호수나 저수지, 댐 등의 수상에 시설되어 태양광발전을 이루는 수상태양광발전장치(20)에 관한 것이다.
특히 수상태양광발전장치(20)가 수상에 설치되기 위해 수상에 부유되는 다수개의 콘크리트 부유체(30)와, 이러한 콘크리트 부유체(30) 상에 설치되는 태양전지 모듈(21) 등으로 이루어진다.
종래 기술의 수상태양광발전장치는 부유기능을 담당하는 부유체와 부유체 상부에 태양전지 모듈 설치를 위한 철제 구조물, 시설 유지 및 보수용 작업자 통로 마련을 위한 구조물, 그리고 태양전지 모듈 등으로 구성되어 있으나, 본 발명에서는 부유체에 다기능을 부여하여 부유체와 태양전지 모듈의 결합만으로 수상태양광발전장치의 구성을 간략화한 것이다.
즉 첨부된 도면의 예에서와 같이 다수 개의 콘크리트 부유체(30)가 마련되고, 다수 개의 콘크리트 부유체(30) 상부로 결합된 태양전지 모듈(21)을 구비하는 것으로 수상태양광발전장치의 수상 설치가 완성된다.
그리고 이러한 상기 태양전지 모듈(21)을 콘크리트 부유체(30)에 고정시키는 전지판거치부(22)를 구비함으로써 태양전지 모듈(21)이 안정적으로 고정된다.
아울러 상기 콘크리트 부유체(30) 상면에는 전지판거치부(22)를 고정시키기 위해 매설된 거치앵커(38)를 구비하는 것이며, 특히 전지판거치부(22)에 의해 콘크리트 부유체(30)에 설치된 태양전지 모듈(21)은 다수 콘크리트 부유체들 사이의 공간 상에 위치되는 것이다.
아울러 본 발명에 있어서의 콘크리트 부유체(30)의 경우, 물위에 항시 떠있어야 하면서도, 물결, 파도에 의해 항시 요동되는 환경에서 사용되어야 하므로 기계적인 충격에도 내구성이 있어야 할 것이다. 이를 위한 바람직한 구성으로써 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같이 마련된다.
즉 콘크리트 부유체(30)는, 상부로 수상태양광발전장치(20)가 결합되는 부유상층부(31)와, 상기 부유상층부(31)의 저부에 위치되고 수상의 부력체를 이루는 부유하부베이스(32)로 이루어진다.
이에 상기 부유하부베이스(32)는, 상부가 개방된 함체 형상의 부력함체부(33)로 하여 부유하부베이스(32)의 단단한 외벽체가 되는 것이다. 이러한 부력함체부(33)는 결국 콘크리트 부유체(30)의 아래면, 하부의 사방면을 둘러 감싸면서 외부의 파도나 물결로부터 내부의 부력체를 보호하게 된다. 또한 물에 의한 부식이나 침식도 방지하게 된다. 이러한 부력함체부(33)는 저밀도폴리에틸렌 판재로 되거나 저밀도폴리에틸렌으로 피복하여 마련할 수 있다.
그리고 이러한 상기 부력함체부(33) 내부에 위치되어, 발포폴리스티렌 등의 발포소재로 이루어진 베이스발포부(34)를 포함하는 것이다. 즉 발보소재인 베이스발포부(34)에 의해 부력함체부(33)의 내부를 채운 상태를 이룬다.
아울러 상기 부유상층부(31)는, 상기 베이스발포부(34) 상부에 위치되고 발포폴리스티렌 등이 발포소재로 이루어진 다수 개의 발포보강부(35)를 구비하는 것이다.
특히 다수의 발포보강부(35) 사이사이 및 발포보강부(35)들의 외부를 감싸는 콘크리트캡(36, concrete cap)을 포함하는 것으로, 이러한 콘크리트캡(36)은 다수의 발포보강부(35) 사이사이와 외부를 감싸므로 전체적으로 견고한 상태를 갖는다.
그리고 상기 콘크리트캡(36, concrete cap)은 콘크리트재로 이루어져, 내부 발포소재들이 물에 의한 침식이나 파손되는 것을 방지하며, 햇빛에 의한 부유체의 열변형, 특히 자외선에 의한 부유체의 변성이나 변형을 예방한다. 그리고 아래의 부유하부베이스(32)의 부력함체부(33)에 결합근(결합봉)을 마련하여, 결합근(결합봉)(미도시됨)이 콘크리트 내부에 고정되도록 타설하면 콘크리트재인 콘크리트캡(36)과 아래의 부유하부베이스(32) 사이에 견고하게 체결된 상태를 갖는 것이다.
또한 콘크리트재로 이루어진 콘크리트캡(36)은 내부의 보강근(결합근)의 구성으로써, 상기 콘크리트캡(36)에는 다수의 발포보강부(35) 사이사이 및 발포보강부(35) 외부에 걸쳐 감싸는 콘크리트용 보강재(37)가 콘크리트재와 함께 구비되는 것이다.
그리고 이러한 상기 콘크리트용 보강재(37)의 실시예시를 보면, 용융아연도금된 와이어 메쉬; 스테인레스 스틸봉으로 이루어진 스테인레스근(stainless steel rebar); 탄소섬유로 이루어진 탄소섬유근(carbon fiber rebar); 탄소섬유 테이프를 가로, 세로로 직조한 탄소섬유프레임; 및 유리섬유 중 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있을 것이다. 또는 이들 일부는 서로 혼합된 상태로 타설될 수 있는 등 시설되는 상황에 알맞게 정하여져 실시될 수 있다.
특히 도 4 및 도 5등에서처럼 콘크리트캡(36)과 콘크리트 타설로 이루어진 콘크리트캡(36) 내에 포함된 콘크리트용 보강재(37) 등은, 상측인 부유상층부(31)에서 다수 개의 발포보강부(35) 전체 외측부분과 상부를 감싸면서 발포재인 발포보강부(35)의 파손을 방지하여 보호한다.
이와 함께 콘크리트캡(36) 및 콘크리트용 보강재(37) 등은, 다수 개로 된 발포보강부(35) 사이사이에도 연결되어 결국 다수 개의 발포보강부(35)와의 체결된 상태가 더욱 견고하게 된다. 이를 위해 콘크리트캡(36)은, 콘크리트캡(36)의 상부와 연결되며 다수 개의 발포보강부(35) 사이사이 틈새로 연장된 콘크리트틈새기둥부(361)를 포함하며, 아울러 콘크리트용 보강재(37)도 또한 다수 개의 발포보강부(35) 사이사이 틈새로 연장된 콘크리트틈새기둥부(361) 내에 포함되어 더욱 견고하게 설치된 틈새보강부(371)를 포함하는 것이다.
이로써 다수 발포보강부(35)와 콘크리트캡(36)이 더욱 견고하게 결합되는 것이다.
특히 타설 전에는 콘크리트용 보강재(37) 상부와 연결된 틈새보강부(371)가 형체의 틀을 형성하는 반면, 콘크리트 타설되고 양생된 이후의 콘크리트틈새기둥부(361)는 다수 개의 발포보강부(35) 사이사이 틈새에 세워진 일종의 콘크리트 기둥 역할을 하기 때문에, 콘크리트캡(36) 상부로 다양한 시설물이 설치되어도 중간부분 다수로 콘크리트탬새기둥부(361)에 의한 기둥 역할의 지지로써 설치물의 하중을 견고하게 지탱하는 장점도 가지게 된다.
결국 다수 개의 발포보강부(35) 사이사이 틈새에 마련된 콘크리트틈새기둥부(361) 및 틈새보강부(371) 등에 의해, 다수 개의 발포보강부(35)를 견고하게 보호하면서, 콘크리트캡(36)과 다수 개의 발포보강부(35), 나아가 대면적을 이루는 아래의 베이스발포부(34)와의 견고한 체결상태를 갖게 되는 것이다.
이상에서와 같이 마련된 본 발명에 따른 수상태양광발전장치(20)는 태양전지 모듈(21)을 시설하면서 물위에 뜨기 위한 일체형 콘크리트 부유체(30)를 구비한 것이며, 이러한 콘크리트 부유체(30)는 부력을 얻기 위하여 발포폴리스티렌 등의 발포소재를 사용하고, 발포소재의 하면에 둘러 저밀도폴리에틸렌 판재를 피복하여 부력함체부(33)를 구성한 것이다. 그리고 측면과 상면은 콘크리트재로 피복하여 전체적으로 단단하도록 구성된 것이다.
이에 이러한 콘크리트에 유리섬유를 혼합하여 시공하거나, 콘크리트 중에 소정의 위치에 철근 대신에 탄소강화섬유테이프를 배치하거나 철근 대신 용융아연도금 와이어메쉬(Wire Mesh) 등의 아연도금재를 포함한 콘크리트시설물로 구성한 것이다.
이처럼 본 발명에서의 콘크리트 부유체(30)는 아래의 발포소재와 함께 상측의 발포폴리스티렌의 측면과 상면을 콘크리트재로 타설하여 감싸도록 하여 콘크리트 피복을 형성함으로써, 기계적 내구성이 보완된 콘크리트 부유체를 이룬다.
그리고 콘크리트 타설 전에 측면과 상면의 콘크리트 피복 내부의 소정 위치에 고정용 자재를 미리 설치하고, 콘크리트를 타설하면 이들 고정용 자재들이 콘크리트 내부에 위치하여 더욱 견고한 상태를 갖는다.
또한 타설된 콘크리트가 양생되고 난 후에는, 콘크리트에 일부가 매설되어 고정된 고정용 자재들을, 상측에 설치되는 태양전지 모듈(21)을 고정시키는 거치용 금속제구조물로 연결하여, 전지판거치부(22)를 결합할 수 있는 것이다.
이러한 콘크리트 부유체(30)가 수상태양광발전장치(예를 들어 접속반이나 인버터)용 구조물의 기초(foundation)로 사용됨과 동시에 태양전지 모듈(21) 거치용 금속제 구조물의 설치베이스로 이용되고, 또한 다수 콘크리트 부유체들의 거치용 금속제 구조물들을 서로 연결함으로써 콘크리트 부유체들을 연결하는 수단으로써 이용할 수도 있는 것이다.
이를 위한 수상태양광발전장치용 콘크리트 부유체(30)의 주요 특징요소를 보면, 물 보다 비중이 작아 큰 부력을 발생하는 발포폴리스티렌 등의 발포소재를 이용하며, 이러한 발포소재의 외부 작용에 의한 침수나 파손, 분리 등을 방지하기 위해 외부체로써 저밀도폴리에틸렌 재질의 판재로 감싸고 상측 상부면이나 측면은 변형이나 손상이 적은 콘크리트로 감싸도록 하여, 기계적 강성과 화학적 안정성을 확보하도록 콘크리트 부유체를 구비한다.
이로써 부력발생체로서의 기능뿐만 아니라 수상태양광발전장치의 태양전지 모듈(21)의 거치용 구조물의 설치베이스로써 역할을 하게 된다. 그리고 동시에 수상태양광발전장치(20)의 유지 보수용 통로나 소규모 장치의 기초(Foundation)로써 콘크리트 부유체(30)를 이용할 수 있는 것이다.
그리고 저밀도폴리에틸렌 재질의 판재로써 부력함체부(33)를 마련하여, 콘크리트 부유체(30) 하측의 발포소재로 된 베이스발포부(34)를 감싸도록 하여 외력으로부터 보호함으로써 부력을 발생시키는 발포폴리스티렌 등의 발포소재가 작은 크기로 쪼개져 이탈되는 것을 방지한다.
이처럼 콘크리트 부유체(30)가 하측으로 부력함체부(33) 내에 발포소재의 베이스발포부(34)로 되고 상측으로 작은 발포소재로된 발포보강부(35)의 외부와 상부를 감싸도록 타설되어 양생된 콘크리트재질의 콘크리트캡(36)으로 이루어지는 구성을 도 5에 보이고 있으며, 도 4는 이러한 콘크리트 부유체를 제조하는 과정을 보인 실시예시도이다.
이에 앞서 설명한 바와 같이 상측의 외부로 단단한 구성을 갖는 콘크리트 재질의 콘크리트캡(36)에 대해서는, 콘크리트의 인장강도를 강화시키기 위한 통상의 일반적인 방법인 철근 직조로 하지 않고 있다. 일반적인 철근 직조의 경우 철근이 물에 의해 쉽게 부식될 수 있기 때문에, 수분에 의한 철근의 부식을 피하기 위한 다양한 방식이 적용된 것이다.
즉 콘크리트의 보강근(보강부재)인 콘크리트용 보강재(37)로써, 용융아연도금된 와이어 메쉬를 이용하여 콘크리트 내부 보강근(rebar, 補强筋)으로 이용된다.
또한 스테인레스근(stainless steel rebar), 탄소섬유근(carbon fiber rebar) 등으로 콘크리트 내부 보강근으로써 보강재로 이용될 수 있을 것이다.
이처럼 스테인레스근, 탄소섬유근으로 되는 보강근인 콘크리트 보강재(37)의 경우 스테인레스근 또는 탄소섬유근 등을 철근처럼 다수 개를 서로 교차시켜 결선하여 하나의 커다란 구조체를 이루어, 콘크리트 내부의 기초 구조물을 이루게 된다.
또는 콘크리트 내부 보강근으로써의 콘크리트용 보강재(37)로, 콘크리트 내부에 탄소섬유테이프를 가로, 세로로 직조하는 형태의 그물망 형태의 프레임(frame)을 형성하여 보강재(37)를 구비할 수 있다. 즉 탄소섬유테이프를 이용하여 그물망처럼 직조한 구조물로 보강근을 이루는 것이다.
아울러 다른 실시예의 콘크리트용 보강재(37)의 보강근으로써 콘크리트에 유리섬유를 혼합하여 콘크리트 자체의 강성을 증진시키는 실시예를 이룰 수 있을 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 콘크리트 부유체(30)는 상측으로 태양전지 모듈(21)을 고정되게 하면서 수상에 부유할 수 있는 것이며, 그리하여 결국 콘크리트 부유체(30)는 아래로는 가벼운 발포소재로 이루어져 물위에 잘 뜨도록 하고, 상부는 단단한 재질로 이루어져 태양전지 모듈과 같은 다양한 시설물을 설치하기가 용이하도록 마련되면서, 콘크리트재질로 외벽을 이루어 파도나 외부의 힘으로부터 내부 발포소재를 보호하는 것이다.
이와 같은 콘크리트 부유체(30)를 제조하는 과정의 일 실시예를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
우선 콘크리트 부유체(30)의 아래 부분에 해당하는 부유하부베이스(32)로써, 아래와 네 측방향이 막히고 상부가 개방된 함체 형상의 부력함체부(33)를 구비하는 것으로 부력함체부(33)는 저밀도폴리에틸렌 재질로 이루어질 수 있다.
그리고 이러한 부력함체부(33) 내부로 발포폴리스티렌 등의 발포소재인 베이스발포부(34)를 소정의 방법으로 형성한다.
다음으로 이처럼 부력함체부(33) 및 베이스발포부(34) 등의 부유하부베이스(32) 상부로 다수 개의 발포폴리스티렌 등의 발포소재인 발포보강부(35)를 위치시킨 후, 발포보강부(35) 사이사이와 외측 및 상측을 감싸도록 콘크리트용 보강재(37)를 구비한다. 이러한 콘크리트용 보강재(37)는 철근을 대체하는 역할로써 타설되어 양생되는 콘크리트 내부에 포함되어 전체 콘크리트를 견고하게 한다.
이와 같은 상태에서 다수 발포보강부(35) 및 콘크리트 보강재(37)를 감싸는 거푸집(39)을 위치시킨 후, 콘크리트를 타설하여 콘크리트캡(36)을 마련하는 것이다. 이에 이후 실시하게 될 태양전지판모듈(21)을 지지하는 기둥인 전지판거치부(22)를 고정시키거나, 또는 다수 콘크리트 부유체(30)들을 연결하기 위한 부유체연결부재(40)를 고정시키기 위한 거치앵커(38)를 비롯한 다수의 앵커를 미리 콘크리트 보강재(37)에 결속하거나 또는 콘크리트 타설 전에 소정 위치에 놓고 콘크리트를 타설하게 된다.
그리하여 콘크리트 타설된 이후에는 거치앵커 등의 다수 앵커들이 콘크리트 및 콘크리트 부유체(30)와 일체로 고정됨으로써, 이후 다른 부재들을 손쉽게 체결함으로써 태양전지 모듈을 설치하거나 다수 콘크리트 부유체들을 연결하게 된다.
이처럼 콘크리트 타설된 이후에는 거푸집을 제거하여 콘크리트 부유체(30) 제조를 완료한다.
이처럼 제조된 콘크리트 부유체(30)들을 다수 개 제조하며 수상에 설치할 경우에는 다수 콘크리트 부유체(30)들을 연결하고 그 위에 태양전지 모듈(21)을 설치하고 발전 설비와 연결하여 태양광을 이용한 발전을 하게 된다.
이상에서처럼 마련된 본 발명에 따른 수상태양광발전장치(20)의 콘크리트 부유체(30)는, 다수 콘크리트 부유체(30) 들을 연결한 사이사이에 태양광발전용 태양전지 모듈(21)을 설치하고, 기타 다른 필요한 장치들을 설치하는 등, 상당한 하중을 지지하는 부유 구조물을 이루는 것이며, 특히 수면 하부의 베이스인 부유하부베이스(32)의 외부는 가볍고 딱딱한 재질의 외피로 부력함체부(33)를 형성하고, 부력함체부(33)로 둘러싸인 내부에 발포부재인 베이스발포부(34)를 마련하여 결합한 것이다.
아울러 이러한 부유하부베이스(32)와 결합되는 상측의부유상층부(31)는, 용융아연도금 와이어나 스테인레스강관 등의 스테인레스근, 탄소섬유근이나 탄소섬유테이프로 되는 탄소섬유 등의 보강재로 결속된 콘크리트 구조물인 콘크리트캡(36)을 형성한 것이다. 아울러 이러한 콘크리트캡(36)에는 태양전지 모듈(21)을 설치하기 위한 고정 수단인 거치앵커(38)가 매설되어 콘크리트에 고정되며, 기타 신호나 전력 전송을 위한 전선관 등을 내포한 것이다.
이상에서와 같이 마련되는 본 발명에 따른 콘크리트 부유체(30)는 비록 바람직한 실시예로써 태양광발전 시설인 수상태양광발전장치의 부유체의 일 실시예로 보이고 있으며, 기타 수상인공섬의 부유체 구조물, 바지선 등의 부유체 구조물 등에도 응용하여 적용할 수 있을 것이다. 즉 상부로는 단단한 재질의 콘크리트 상부를 이루고 하부로는 부유가 되는 발포 부재를 이룸으로써 무거운 하중을 지지하면서도 각종 시설물을 설치하여도 안정적 구조물을 이룰 수 있는 장점을 갖게 된다.
이에 후술에서처럼 다수 콘크리트 부유체(30)들을 연결하는 방법으로써, 별도의 부유체연결부재(40)로써 콘크리트 부유체들과 회동가능하게 연결하거나, 또는 콘크리트 부유체 크기에 비해 파도가 잔잔할 경우 다수 콘크리트 부유체들을 고정되게 결속하게 된다.
또는 태양전지 모듈을 고정시키는 부재들로 다수 콘크리트 부유체를 연결하도록 실시할 수도 있을 것이다.
이에 도 1 내지 도 3 등에서는 다수 콘크리트 부유체(30)들을 각각 두 개의 부유체연결부재(40)로 회동가능하게 연결하고, 콘크리트 부유체들 사이의 빈 공간인 물 위로 태양전지 모듈(21)이 위치되도록 설치함으로써 전체 수상태양광발전장치(20)를 구비한 예를 보이고 있다.
이에 태양전지 모듈(21)은 태양을 향하여 소정 각도로 경사지게 설치되는 것이며, 일측의 짧은 기둥은 한쪽 콘크리트 부유체에 고정되고, 타측의 긴 기둥은 다른 쪽 콘크리트 부유체에 고정됨으로써 이들 기둥들에 설치된 태양전지 모듈(21)은 경사지게 된다. 아울러 콘크리트 부유체들을 연결하는 부유체연결부재(40)가 콘크리트 부유체들과 회동되도록 함으로써 파도에 의해서 개별 콘크리트 부유체들이 유동이 있더라도 안정적인 결속상태를 유지하게 된다.
아울러 부유체연결부재(40)가 콘크리트 부유체들과 회동되게 연결됨과 함께, 각 기둥 상부와 태양전지 모듈(21)의 배면 프레임 등도 회동되게 함으로써 파도에 의한 유동이 있어도 안정적 체결상태를 유지하는 것이다.
이와 같이 마련된 본 발명에 따른 수상태양광발전장치(20)는, 다수의 콘크리트 부유체(30)들이 서로 부유체연결부재(40)에 의해 연결되고, 다수 콘크리트 부유체(30) 사이의 물 위로 태양전지모듈(21)이 설치되는 것으로, 태양이 주로 위치되어 발전효율에 적합한 남쪽을 향하도록 태양전지모듈(21)이 설치되는 것이다.
이로써 남북방향으로 일정 거리 간격을 유지하는 다수의 콘크리트 부유체(30)들과, 콘크리트 부유체들 사이의 수면 위에 설치되는 태양전지 모듈(21)들이 서로 교대로 배치되는 것이다. 특히 부유체들 사이에 설치되는 태양전지 모듈(21)은 모듈 경사각을 변경할 수 있도록 하여 계절별 변경되는 태양 고도에 맞추도록 한다. 또한 콘크리트 부유체(30)들 사이의 거리 간격을 조절함으로써 태양전지 모듈(21)의 남북 방향 이격거리를 변경할 수 있도록 하여, 그림자 없이 발전효율이 최대로 되도록 한다.
아울러 콘크리트 부유체(30)들 사이를 연결하는 연결부재나 태양전지 모듈(21)의 설치용 구조물의 중간 또는 양단에 힌지구성을 마련함으로써 파도에 의한 요동이 있어도 안정적인 설치 구조를 유지하도록 하는 것이다.
이러한 본 발명에 따른 수상태양광발전장치(20)에 대한 상세구성들을 살펴보면 다음과 같다.
즉 앞서 살펴본 바와 같이 마련된 다수 개의 콘크리트 부유체(30)가 구비되고, 이러한 다수 개의 콘크리트 부유체(30) 상부로 결합된 태양전지 모듈(21)이 설치된다.
그리고 상기 태양전지 모듈(21)을 콘크리트 부유체(30)에 고정시키는 전지판거치부(22)를 포함하여 수상태양광발전장치(20)를 구비한다.
또한 상기 콘크리트 부유체(30) 상면에는 전지판거치부(22)를 고정시키기 위해 매설된 거치앵커(38)를 구비하며, 특히 전지판거치부(22)에 의해 콘크리트 부유체(30)에 설치된 태양전지 모듈(21)은 다수 콘크리트 부유체들 사이의 공간으로써 물 위에 위치되도록 구비하는 것이다.
아울러 도 1 내지 도 3에서와 같은 기본형의 경우, 하나의 태양전지 모듈(21) 일측을 지지하는 일측 전지판거치부(22)가 한쪽 콘크리트 부유체(30)에 설치되고, 상기 태양전지 모듈(21) 타측을 지지하는 타측 전지판거치부(22')가 다른 콘크리트 부유체(30')에 설치되는 것이다.
이에 앞서 설명한 바와 같이 복수 개의 상기 콘크리트 부유체(30)를 연결하기 위한 부유체연결부재(40)를 구비하는 것이며, 이러한 상기 부유체연결부재(40)를 이용하여 다음과 같은 다양한 방식으로 콘크리트 부유체들을 연결하게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들의 측면에 회동가능하게 연결하는 상태의 측면 실시예시도를 보인 것으로, 서로 마주하는 양측 콘크리트 부유체(30)(30') 측면에 회동가능하게 결합되는 것이다.
또한 양측 콘크리트 부유체(30)(30') 사이의 근접된 상면에 회동가능하게 결합되는 것이다.
그리고 도 8에서는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 태양전지 모듈을 설치하기 위한 거치앵커 사이를 연결하여 다수의 콘크리트 부유체들을 연결하는 상태의 측면 실시예시도이다. 즉 양측 콘크리트 부유체(30)(30')에 설치된 전지판거치부(22)(22')의 아래측에 회동가능하게 결합되는 것이다.
또한 도 10은 본 발명에 따른 수상태양광발전장치에서 다수의 콘크리트 부유체들의 측면에 부유체연결부재로 연결하되 다수 콘크리트 부유체들이 유동되지 않도록 결합되는 것이다.
이상에서와 같이 마련되는 본 발명에 따른 수상태양광발전장치(20)는, 태양전지 모듈(21)의 거치대 조립용 앵커(Anchor)볼트인 거치앵커(38)를 콘크리트 부유체(30) 상부 콘크리트에 매설하는 것으로, 콘크리트 부유체(30)의 상면에 태양전지 모듈(21)의 전지판거치부(22) 등의 거치용 구조물을 용이하게 설치할 수 있게 한다.
또한 콘크리트 부유체(30)가 태양전지 모듈(21)의 거치용 구조물의 기초(Foundation)의 기능을 직접 수행하여, 콘크리트 부유체(30)와 태양전지 모듈(21)의 거치용 구조물 사이를 연결하는 별도의 구조물이 필요하지 않게 되는 것이다.
또는 일 실시예로써 콘크리트 부유체(30)와 콘크리트 부유체 사이에는 태양전지 모듈(21) 거치용 구조물을 설치하며, 태양전지 모듈(21) 거치용 구조물들이 태양전지 모듈(21)을 안정적으로 지지하면서도 콘크리트 부유체들을 서로 연결하는 연결재로도 사용될 수 있게 하는 역할을 하게 된다.
아울러 콘크리트 부유체와 콘크리트 부유체 사이의 태양전지 모듈(21) 거치용 구조물 양단에 각각 힌지구조의 회동부재들을 구비함으로써, 파도 등에 의해 콘크리트 부유체들이 서로 각자 다르게 상하운동 할 수 있도록 하여 콘크리트 부유체들의 움직임을 자유롭게 하는 구조를 갖는 것이다.
그리고 수직방향으로 서로 다른 운동을 하는 콘크리트 부유체들 사이에 발생할 수 있는 외력을 없앰으로써 콘크리트 부유체나 태양전지 모듈의 거치용 구조물의 변형 및 파손 등을 예방할 수 있는 것이다.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면 고정용 볼트를 콘크리트 부유체의 콘크리트 측면 부분이나 상면 부분에 매설하고 양측 콘크리트 부유체들을 연결하고, 태양전지 모듈(21)을 고정시키는 거치용 구조물을 별도로 구비하도록 실시될 수도 있다.
그리고 일 실시예에서는 태양전지 모듈 거치용 구조물 대신에 태양전지 모듈 거치 기능을 수행하는 콘크리트 기둥이 콘크리트 부유체와 일체화된 구조로도 실시될 수도 있을 것이다.
이에 본 발명에서는 ELP전선관 등의 신호선이나 전원선 등을 길이 방향이나 폭방향으로 콘크리트에 함께 매설하도록 실시할 수 있으며, 그리하여 태양전지 모듈 어레이들의 전기적 결선 통로를 확보할 수 있는 것이다. 기타 전선 등을 다양한 방식으로 배선하거나 연결할 수도 있을 것이다.
이에 더하여 도 6 내지 도 7에서의 예에서처럼 다수의 태양전지 모듈(21)이 다수의 콘크리트 부유체(30) 사이에 설치되며, 다수 태양전지 모듈(21)들 사이에서 경사지게 설치되는 반사판(50)을 더 포함하는 것이다. 이로써 반사판(50)에 의하여 태양광이 태양전지 모듈(21)로 잘 집중되어 발전효율을 향상시키는 것이다. 특히 이러한 본 발명에 따른 반사판(50)은 본 출원인이 선출하여 등록한 등록특허 10-1502084호를 이용할 수 있을 것이다.
이처럼 본 발명에 따른 수상태양광발전장치(20)에 있어서, 다수 개의 콘크리트 부유체(30)들이 연결되고, 다수 콘크리트 부유체(30) 사이사이의 물 위로 태양전지 모듈(21)이 설치되는 것이며, 남쪽 방향을 향하도록 설치된 태양전지 모듈(21)들 사이사이에 반사판(50)을 설치한 것으로, 반사판(50)의 남쪽에 설치된 태양전지 모듈의 위쪽과, 북쪽에 설치된 태양전지 모듈의 아래 사이에 반사판(50)을 설치함으로써, 태양전지 모듈(21)로 더 많은 양의 광이 집중되게 하는 것이다.
다음으로 도 11 내지 도 19 등에서와 같이 본 발명에 따른 수상태양광발전장치(20)에 있어서, 다수 콘크리트 부유체(30) 및 태양전지 모듈(21)을 연결하여 설치하는 다양한 실시예에 대해서 살펴보기로 한다.
우선 간단한 구조로써 도 11에서의 일측지지실시예 구성을 보면, 태양전지 모듈(21)을 콘크리트 부유체(30)에 고정시키는 전지판거치부(22); 및 복수 개의 상기 콘크리트 부유체(30)를 연결하기 위한 부유체연결부재(40)를 구비한 것이다.
그리고 이러한 상기 전지판거치부(22)는 일측 콘크리트 부유체(30)에 고정된 단일수직기둥(22a1)을 구비하였고, 경사진 태양전지 모듈(21) 아래를 지지하는 모듈지지프레임(22a2)으로 이루어지는 것이다.
그리하여 상기 단일수직기둥(22a1)의 상부와 경사진 모듈지지프레임(22a2)의 아래가 고정되는 것으로, 결국 태양전지 모듈(21)은 일측 콘크리트 부유체(30)에 단일의 짧고 굵은 형태의 기둥 형태의 전지판거치부에 의해 지지되는 것이다.
물론 두 콘크리트 부유체 사이에는 부유체연결부재(40)에 의해 연결되고, 두 콘크리트 부유체 사이의 빈 공간의 물 위로 태양전지 모듈(21)이 위치되어 콘크리트 부유체에서 태양열로 가열된 열기가 미치지 않고 반면 물의 찬 기온의 영향으로 온도 안정환경에서 발전이 이루어질 수 있다.
다음으로 상기 도 11에서 제시된 일측지지실시예에서 좀더 응용된 형태로써, 도 12에 제시된 연결프레임일측지지실시예를 보면, 태양전지 모듈(21)을 콘크리트 부유체(30)에 고정시키는 전지판거치부(22); 및 복수 개의 상기 콘크리트 부유체(30)를 연결하기 위한 부유체연결부재(40)를 구비한 것이다.
그리고 상기 모듈베이스프레임(22b1) 일측에 고정된 연결프레임수직기둥(22b2)과, 상기 연결프레임수직기둥(22b2) 상측에서 경사를 이루어 태양전지 모듈(21) 아래를 지지하는 부유연결모듈프레임(22b3)을 포함하여, 하나의 연결프레임수직기둥(22b2)이 태양전지 모듈(21)의 배면 프레임인 부유연결모듈프레임(22b3)과 연결되어 결국 굵고 짧은 튼튼한 하나의 기둥으로 고정되는 것이다.
특히 도 12의 예에서는 양측 콘크리트 부유체(30)(30') 상면에 회동가능하게 결합된 모듈베이스프레임(22b1)을 더 구비하는 것이다. 이러한 모듈베이스프레임(22b1)의 형태는 양측 콘크리트 부유체(30)(30')를 연결하면서 상부의 연결프레임수직기둥(22b2)이 제대로 태양전지 모듈(21)을 고정하기 위한 구조로 마련될 것이다. 또는 개별 긴 막대 두개로 양측 콘크리트 부유체를 연결하고 그 막대 상부로 연결프레임수직기둥(22b2)이 세워지게 실시될 수도 있을 것이다.
다음으로 도 13에서의 부유체연결부재설치실시예에서는, 하나 이상의 기둥으로 구성될 수 있는 전지판거치부(22)에 의해 태양전지 모듈(21)이 설치되는 형태로써, 태양전지 모듈(21)을 지지하는 전지판거치부(22); 및 복수 개의 상기 콘크리트 부유체(30)를 연결하기 위한 부유체연결부재(40)를 구비하며, 상기 전지판거치부(22)는 부유체연결부재(40)에 고정설치되는 것이다.
이처럼 태양전지 모듈(21) 및 이를 고정시키는 전지판거치부(22) 등이 모두 양측 콘크리트 부유체를 연결하는 부유체연결부재(40) 위로 마련되기 때문에, 물에 의한 냉각의 효과를 안정적으로 받을 수 있으면서, 또한 양측 콘크리트 부유체 상부로는 빈 공간을 형성하므로, 콘크리트 부유체 상부를 이동통로나 다른 장치의 설치를 할 수 있어 공간활용이 월등하게 된다. 아울러 사용하지 않는 콘크리트 부유체의 경우 그 크기를 줄일 수 있으므로 제작 재료를 덜 소모하여도 될 것이다.
다음으로 도 14에서의 거치부유일체실시예에 의하면, 태양전지 모듈(21)을 거치하는 구성과 두 콘크리트 부유체를 연결하는 구성을 하나의 부재로 만든 것이다.
즉 태양전지 모듈(21)을 지지하는 전지판거치부(22)는, 일측 콘크리트 부유체(30)에 회동가능하게 결합되는 하수직기둥(22d1)과, 타측 콘크리트 부유체(30')에 회동가능하게 결합되는 상측기둥(22d2)에 의해 양측 콘크리트 부유체(30)(30')에 회동가능하게 구비한다.
아울러 경사진 태양전지 모듈(21)의 아래를 지지하며 경사진 아래부분이 하수직기둥(22d1)에 고정되고 경사진 상부부분이 상측기둥(22d2)에 고정되는 일체모듈프레임(22d3)을 포함하는 것이다.
이로써 상기 하수직기둥(22d1), 상측기둥(22d2) 및 일체모듈프레임(22d3)이 일체로 연결되어, 양측 콘크리트 부유체(30)(30')를 연결하면서 태양전지 모듈(21)이 지지되게 설치되는 것이다.
따라서 별도의 콘크리트 부유체들을 연결하는 부재를 마련하지 않아도 되므로 전체 수상태양광발전장치(20)의 조립과정을 줄일 수 있는 것이다.
다음으로 도 15에서의 연결앵커지지실시예에 대한 것으로, 태양전지 모듈(21)을 지지하는 전지판거치부(22); 및 양측 콘크리트 부유체(30)를 연결하기 위한 부유체연결부재(40)를 구비한다.
이에 상기 전지판거치부(22)는, 양측 콘크리트 부유체(30)에 부유체연결부재(40)를 회동가능하게 결합하며 양측 콘크리트 부유체(30)에 고정된 연결회동앵커(22e1)에 직립되게 설치된 앵커하수직기둥(22e2) 및 앵커상수직기둥(22e3)을 포함하는 것이다.
그리고 상기 앵커하수직기둥(22e2)은 경사진 태양전지 모듈(21)의 아래쪽에 회동가능하게 결합된다.
또한 상기 태양전지 모듈(21) 후면방향으로 긴홈을 형성하여 태양전지 모듈 상측 후면에 구비된 장홈프레임(22e4)에 상기 앵커상수직기둥(22e3)이 회동가능하게 결합되는 것이다. 특히 장홈프레임(22e4)의 장홈을 따라 앵커상수직기둥(22e3)의 상부가 이동을 할 수 있으며, 이로써 태양전지 모듈(21)을 처음 설치시 태양의 높이와 맞추도록 경사각도를 조절하거나 또는 여름이나 겨울처럼 태양 높이가 달라지면서 태양전지 모듈(21)의 경사 기울기를 조절하기가 용이하게 된다.
다음으로 도 16 및 도 17에서의 중앙수직기둥설치실시예를 살펴보면, 태양전지 모듈(21)을 지지하는 전지판거치부(22); 및 양측 콘크리트 부유체(30)를 연결하기 위한 부유체연결부재(40)를 구비한 것이다.
그리고 태양전지 모듈(21)을 지지하는 부재로써 상기 전지판거치부(22)는, 두 개의 부유체연결부재(40) 중앙에서 직립된 두 개의 중앙수직기둥(22f1)과, 두 개의 중앙수직기둥(22f1)을 연결하는 수평기둥(22f2)을 구비한다.
또한 상기 수평기둥(22f2)의 두 곳에 회동가능하게 결합되어 경사진 경사회동기둥(22f3)과 함께, 상기 경사회동기둥(22f3)의 아래와 회동가능하게 결합되고 콘크리트 부유체(30)에 고정된 후면회동부(22f4)를 포함하는 것이다.
수평기둥(22f2)과 경사회동기둥(22f3)이 회동가능하게 결합되고 경사회동기둥(22f3)과 후면회동부(22f4)가 회동가능하므로 물결이 일더라도 태양전지 모듈의 회동이 가능하게 된다. 아울러 수평기둥(22f2)과 경사회동기둥(22f3) 사이의 거리를 조정하면 태양전지 모듈의 경사각을 조정할 수 있다.
다음으로 도 18 내지 도 20 등은 각 콘크리트 부유체들이 부유체연결부재(40)에 의해 연결되면서 앞서 설명한 바와 다르게 힌지 구성이 없이 서로 회동되지 않도록 하는 구성이다. 이러한 경우 다수 콘크리트 부유체들을 하나의 거대한 크기의 콘크리트 부유체그룹을 이루어 태양전지 모듈(21)을 넓은 영역에 걸쳐 설치가 가능하도록 마련할 수 있는 것이다.
이에 힌지가 없는 예로써, 도 18에서처럼 콘크리트 부유체들을 연결하는 부유체연결부재(40)를 길이가 긴 형태로 하여 다수 콘크리트 부유체들을 하나로 연결하게 한다. 그리고 각 콘크리트 부유체들 사이로 물이 보이도록 하여 태양전지 모듈을 설치한다.
또는 도 19, 도 20에서처럼 두 개의 콘크리트 부유체들이 결합되게 비교적 짧은 부유체연결부재(20)를 마련함으로써, 다수 콘크리트 부유체들이 서로 개별적으로 부유체연결부재들로 연결되게 한다.
이와 같이 마련되는 실시예들에 대해서 좀더 상세한 구성들을 살펴보면 다음과 같다.
즉 도 18 내지 도 20 등의 실시예의 경우, 두 개 또는 세 개 이상의 콘크리트 부유체(30)를 연결하는 부유체연결부재(40)를 구비하는 것이다.
이에 도 18에서의 장봉연결실시예의 경우, 긴 길이의 부유체연결부재(40)로 다수 콘크리트 부유체들을 연결하는 것이다. 그리고 태양전지 모듈(21)을 고정시키는 전지판거치부(22)의 장봉설치구성으로써, 두 개의 콘크리트 부유체(30) 사이 공간상에 설치되는 태양전지 모듈(21)의 아래가 일측 콘크리트 부유체(30)에 고정되고, 타측 콘크리트 부유체에 세워진 경사기둥(22g1)으로 이루어지는 것이며, 경사기둥(22g1)의 상부에 태양전지 모듈(21)이 결합된다. 그리하여 태양전지 모듈(21)의 경사각이 소정 각도를 유지하도록 마련된다.
그리고 도 19 및 도 22의 예에서는 두 콘크리트 부유체들을 부유체연결부재(40)로 연결하되, 부유체연결부재(40)로 연결된 두 콘크리트 부유체(30) 사이의 간격 조절이 가능한 간격조절설치구성으로 실시될 수 있고, 또한 양측 콘크리트 부유체(30) 또는 부유체연결부재(40)에 설치된 태양전지 모듈(21)의 경사각도의 조절이 가능한 경사각조절설치구성으로 실시될 수도 있을 것이다.
이에 도 19에서는 하절기사용상태실시예의 경우로, 하절기에는 태양의 높이가 높기 때문에 태양전지 모듈(21)을 완경사로 눕혀 설치하게 된다. 그리하여 태양전지 모듈(21)의 아래 부분이 일측 콘크리트 부유체에 회동되게 하고, 경사진 태양전지 모듈(21)의 상부측은 별도의 경사기둥(22g1)을 타측 콘크리트 부유체 측으로 길게 기울여 태양전지 모듈(21)의 경사가 완만하게 한다.
아울러 도 19의 경우 두 콘크리트 부유체 사이의 간격을 줄이는 것을 보이고 있다.
또한 도 20에서의 동절기사용상태실시예의 경우로, 두 콘크리트 부유체들을 부유체연결부재(40)로 연결하며, 동절기에는 태양이 낮게 떠있기 때문에 태양전지 모듈(21)도 좀더 세우게 된다. 그리하여 태양전지 모듈(21)의 아래 부분이 일측 콘크리트 부유체에 회동되게 하고, 경사진 태양전지 모듈(21)의 상측 부분을 지지하는 경사기둥(22g1)을 좀더 세워 태양전지 모듈(21)이 세워진 상태가 되도록 한다.
아울러 도 20에서는 두 콘크리트 부유체 사이의 간격을 넓게 설치한 예를 보이고 있다.
도 21과 도 22는 도 19 및 도 20와는 다른 방법을 사용한 것으로, 이단 장홈프레임으로 구성된 태양전지 모듈 경사각조절장치의 실시예를 보인 것이며, 도 21은 여름철에 이용될 수 있고, 도 22는 겨울철에 이용될 수 있을 것이다.
이에 간격이 넓은 경우에는 파도가 잔잔한 경우에 유용하여 전체 콘크리트 부유체 수를 줄일 수 있으며, 반면 파도가 자주 일렁이는 환경에서는 콘크리트 부유체 간격을 좀더 좁게 하여 전체적으로 안정된 시설물을 이루도록 한다.
태양전지 모듈의 경사각과 관계없이 파도가 잔잔한 계절에는 간격이 넓게 부유체를 배치함으로써 그림자 영향을 최소로 하여 발전량 증대를 기대할 수 있고, 반대로 바람이 세게 부는 계절이나 태풍의 영향 하에 놓이는 경우에는 부유체의 배치 간격을 좁게 함으로써 전체적으로 안정된 시설물을 이루도록 한다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.
20 : 수상태양광발전장치 21 : 태양전지 모듈
22 : 전지판거치부 30 : 콘크리트 부유체
33 : 부유함체부 34 : 베이스발포부
35 : 발포보강부 36 : 콘크리트캡
37 : 콘크리트용 보강재 38 : 거치앵커
40 : 부유체연결부재 50 : 반사판

Claims (14)

  1. 상부로 수상태양광발전장치가 결합되는 부유상층부; 및
    상기 부유상층부의 저부에 위치되고 수상의 부력체를 이루는 부유하부베이스를 포함하며,
    상기 부유하부베이스는,
    상부가 개방된 함체 형상의 부력함체부; 및
    상기 부력함체부 내부에 위치되어 발포소재로 이루어진 베이스발포부를 포함하고,
    상기 부유상층부는,
    상기 베이스발포부 상부에 위치되고 발포소재로 이루어진 다수 개의 발포보강부; 및
    다수의 발포보강부 사이사이 및 발포보강부들의 외부를 감싸는 콘크리트캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치용 콘크리트 부유체.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 콘크리트캡은 콘크리트재를 포함하고,
    상기 콘크리트캡은 다수의 발포보강부 사이사이 및 발포보강부 외부에 걸쳐 감싸는 콘크리트용 보강재가 콘크리트재와 함께 구비되며,
    상기 콘크리트용 보강재는,
    용융아연도금된 와이어 메쉬;
    스테인레스 스틸봉으로 이루어진 스테인레스근(stainless steel rebar);
    탄소섬유로 이루어진 탄소섬유근(carbon fiber rebar);
    탄소섬유 테이프를 가로, 세로로 직조한 그물망 형태의 탄소섬유프레임; 및
    유리섬유;
    중 어느 하나 이상을 포함하고,
    상기 콘크리트캡은, 콘크리트캡의 상부와 연결되며 다수 개의 발포보강부 사이사이 틈새로 연장된 콘크리트틈새기둥부; 및
    콘크리트틈새기둥부 내에 포함된 틈새보강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치용 콘크리트 부유체.
  4. 제 1항 또는 제 3항 중 어느 한 항의 다수 개의 콘크리트 부유체;
    다수 개의 콘크리트 부유체 상부로 결합된 태양전지 모듈; 및
    상기 태양전지 모듈을 콘크리트 부유체에 고정시키는 전지판거치부를 포함하고,
    상기 콘크리트 부유체 상면에는 전지판거치부를 고정시키기 위해 매설된 거치앵커를 구비하며,
    전지판거치부에 의해 콘크리트 부유체에 설치된 태양전지 모듈은 다수 콘크리트 부유체들 사이의 공간 상에 위치되고,
    상기 콘크리트 부유체는:
    상부로 수상태양광발전장치가 결합되는 부유상층부; 및
    상기 부유상층부의 저부에 위치되고 수상의 부력체를 이루는 부유하부베이스를 포함하며,
    상기 부유상층부는,
    상기 베이스발포부 상부에 위치되고 발포소재로 이루어진 다수 개의 발포보강부; 및
    다수의 발포보강부 사이사이 및 발포보강부들의 외부를 감싸는 콘크리트캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    하나의 태양전지 모듈 일측을 지지하는 일측 전지판거치부가 한쪽 콘크리트 부유체에 설치되고, 상기 태양전지 모듈 타측을 지지하는 타측 전지판거치부가 다른 콘크리트 부유체에 설치되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    복수 개의 상기 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며,
    상기 부유체연결부재는,
    서로 마주하는 양측 콘크리트 부유체 측면에 회동가능하게 결합;
    양측 콘크리트 부유체 사이의 근접된 상면에 회동가능하게 결합;
    양측 콘크리트 부유체에 설치된 전지판거치부의 아래측에 회동가능하게 결합; 및
    양측 콘크리트 부유체가 유동되지 않도록 결합;
    중 어느 하나의 결합으로 양측 콘크리트 부유체를 연결하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    다수의 태양전지 모듈이 다수의 콘크리트 부유체 사이에 설치되며,
    다수 태양전지 모듈들 사이에서 경사지게 설치되는 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    태양전지 모듈을 콘크리트 부유체에 고정시키는 전지판거치부; 및
    복수 개의 상기 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며,
    상기 전지판거치부는 일측 콘크리트 부유체에 고정된 단일수직기둥; 및
    경사진 태양전지 모듈 아래를 지지하는 모듈지지프레임으로 이루어지고,
    상기 단일수직기둥의 상부와 경사진 모듈지지프레임의 아래가 고정되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  9. 제 4항에 있어서,
    태양전지 모듈을 콘크리트 부유체에 고정시키는 전지판거치부; 및
    복수 개의 상기 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며,
    양측 콘크리트 부유체 상면에 회동가능하게 결합된 모듈베이스프레임;
    상기 모듈베이스프레임 일측에 고정된 연결프레임수직기둥; 및
    상기 연결프레임수직기둥 상측에서 경사를 이루어 태양전지 모듈 아래를 지지하는 부유연결모듈프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  10. 제 4항에 있어서,
    태양전지 모듈을 지지하는 전지판거치부; 및
    복수 개의 상기 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며,
    상기 전지판거치부는 부유체연결부재에 고정설치되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 전지판거치부는,
    일측 콘크리트 부유체에 회동가능하게 결합되는 하수직기둥;
    타측 콘크리트 부유체에 회동가능하게 결합되는 상측기둥; 및
    경사진 태양전지 모듈의 아래를 지지하며 경사진 아래부분이 하수직기둥에 고정되고 경사진 상부부분이 상측기둥에 고정되는 일체모듈프레임을 포함하며,
    상기 하수직기둥, 상측기둥 및 일체모듈프레임이 일체로 연결되어, 양측 콘크리트 부유체를 연결하면서 태양전지 모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  12. 제 4항에 있어서,
    태양전지 모듈을 지지하는 전지판거치부; 및
    양측 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며,
    상기 전지판거치부는, 양측 콘크리트 부유체에 부유체연결부재를 회동가능하게 결합하는 연결회동앵커에 직립되게 설치된 앵커하수직기둥 및 앵커상수직기둥을 포함하고,
    상기 앵커하수직기둥은 경사진 태양전지 모듈의 아래쪽에 회동가능하게 결합되며,
    상기 태양전지 모듈 후면방향으로 긴홈을 형성하여 태양전지 모듈 상측 후면에 구비된 장홈프레임에 상기 앵커상수직기둥이 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  13. 제 4항에 있어서,
    태양전지 모듈을 지지하는 전지판거치부; 및
    양측 콘크리트 부유체를 연결하기 위한 부유체연결부재를 구비하며,
    상기 전지판거치부는,
    두 개의 부유체연결부재 중앙에서 직립된 두 개의 중앙수직기둥;
    두 개의 중앙수직기둥을 연결하는 수평기둥;
    상기 수평기둥의 두 곳에 회동가능하게 결합되어 경사진 경사회동기둥; 및
    상기 경사회동기둥의 아래와 회동가능하게 결합되고 콘크리트 부유체에 고정된 후면회동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
  14. 제 4항에 있어서,
    두 개 또는 세 개 이상의 콘크리트 부유체를 연결하는 부유체연결부재를 구비하고,
    두 개의 콘크리트 부유체 사이 공간상에 설치되는 태양전지 모듈의 아래가 일측 콘크리트 부유체에 고정되고, 타측 콘크리트 부유체에 세워진 경사기둥에 태양전지 모듈이 결합되며, 태양전지 모듈의 경사각이 소정 각도를 유지하는 장봉설치구성;
    부유체연결부재로 연결된 두 콘크리트 부유체 사이의 간격 조절이 가능한 간격조절설치구성; 및
    양측 콘크리트 부유체 또는 부유체연결부재에 설치된 태양전지 모듈의 경사각도의 조절이 가능한 경사각조절설치구성;
    중 어느 하나의 설치구성으로 구비되는 것을 특징으로 하는 수상태양광발전장치.
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