KR101575785B1 - 수면 부상형 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 태양전지모듈유닛을 포함하는 태양광 발전 설비; 및 일정각도로 경사진 상단에 상기 태양전지모듈유닛이 안착 지지되고, 중심으로 상하부가 천공된 천공부가 형성되며, 가장자리 측으로 상기 천공부와 구획되고 부력 제어되는 부력공간부가 형성된 부력체;를 포함하는 수면 부상형 태양광 발전장치가 제공된다.
이에 의하면, 부력체를 일체형으로 개량하여 구조의 단순화를 이루며, 경제성 및 조립생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

Description

수면 부상형 태양광 발전장치 {WATER SURFACE FLOATING TYPE SOLAR PHOTOVOLTAIC POWER GENERATOR}

본 발명은 수상에 부상 가능하게 설치되는 수면 부상형 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전 장치는 빛이 조사(照射)되면 광전 효과에 의해 광 기전력을 발생하는 태양 전지를 이용하여 전기를 생산하는 방식이다.

이러한 태양광 발전 장치는 통상 지상에 넓은 면적으로 설치되는바, 가용 토지의 선택에 있어 많은 제약이 있으며, 지열에 의해 태양전지모듈의 성능저하가 발생하여 별도의 냉각수단을 갖추어야 하는 기술적 문제가 발생된다.

최근에는 이러한 문제점을 해소하기 위해 강이나 저수지 또는 수심이 깊지 않은 수상에 태양광 발전 장치를 설치하려는 시도가 이어지고 있다.

그 예로서 공개번호 10-2012-0026924호(2012.03.20, 수면부상식 태양광 발 전장치)에는 수상에 설치될 수 있는 태양광 발전장치가 개시되어 있다.

그런데, 이와 같은 종래의 수면부상형 태양광 발전장치는 강풍에 의해 높은 물결이 일거나, 혹은 해상에서의 큰 파도에 의해 태양전지모듈을 포함하는 발전설비가 파손되기 쉬워 수상에서의 정상적인 운영이 어려운 문제가 있다.

아울러, 발전수단을 지지하기 위해 발전 지지체와 부력체가 별도의 구성으로 제작 조립되어 경제성 및 조립생산성이 떨어지는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 수상의 높은 물결 또는 큰 파도로부터 태양전지모듈을 안전하게 보호하며, 경제성 및 조립생산성을 높일 수 있는 수면 부상형 태양광 발전장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 수면 부상형 태양광 발전장치는,

태양전지모듈유닛(110)을 포함하는 태양광 발전 설비; 및

일정각도로 경사진 상단에 상기 태양전지모듈유닛(110)이 안착 지지되고, 중심으로 상하부가 천공된 천공부(120a)가 형성되며, 가장자리 측으로 상기 천공부(120a)와 구획되고 부력 제어되는 부력공간부(120b)가 형성된 부력체(120);

를 포함하여 구성된다.

상기 태양전지모듈유닛(110)은,

일정각도 경사지게 설치되는 판상의 태양전지모듈(111)과, 상기 태양전지모듈(111)의 가장자리 하측으로 하향 절곡되며 길이방향으로 복수의 볼트공(112a)이 형성된 체결부(112)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 부력체(120)의 상단 가장자리에는,

상향 연장되어 상기 체결부(112)와 대응하며 길이방향으로 상기 체결부(112)의 볼트공(112a)들과 각각 연통되는 복수의 연통공(121a)이 형성된 플렌지부(121)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 체결부(112)의 상면에는, 제1절취부(112b)가 형성되고, 그 하면에는 제2절취부(112c)가 형성되며,

상기 플렌지부(121)에는, 상기 제1절취부(112b)와 접하는 부분에 습기배출구(121b)가 형성되고, 상기 제2절취부(112c)와 접하는 부분에 유수구(121c)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은,

상기 부력체(120)를 횡 방향으로 관통하여 나란히 배치되는 복수의 횡 파이프(131)와, 상기 복수의 횡 파이프(131)에 수직 결합되는 복수의 종 파이프(132)를 포함하는 부력체 연결수단(130)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은,

상기 복수의 종 파이프(132)의 상부에 직교하게 설치되는 발판(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은,

상기 부력체(120)의 일측에 배치되는 펌프부(151)와, 상기 부력체(120)의 타측에 배치되는 컴프레셔부(152)와, 일단이 상기 펌프부(151)의 일측에 연결되며 타단이 상기 부력체(120)의 부력공간부(120b)와 연통되는 제1 유로관(153)과, 일단이 상기 펌프부(151)의 타측에 연결되며 타단이 수상에 배치되는 제2 유로관(154)과, 일단이 상기 컴프레셔부(152)와 연결되며 타단이 상기 부력체(120)의 부력공간부(120b)와 연통되는 공기 유출입관(155)으로 이루어진 부력조절수단(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 수면 부상형 태양광 발전장치에 의하면, 수상의 높은 물결 또는 큰 파도로부터의 충격을 효과적으로 방지하여 태양전지모듈 및 구조물을 안전하게 보호할 수 있으며, 수상에서도 안정적인 운영이 가능하게 된다.

아울러, 부력체를 일체형으로 개량하여 구조의 단순화를 이루며, 경제성 및 조립생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 천공부를 통해 유동되는 수면의 냉기는 태양열로 가열된 상기 태양전지모듈을 적절한 온도로 냉각시키는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 부상형 태양광 발전장치를 조립도,
도 2는 도 1의 설치예를 보인 평면도,
도 3은 도 1의 결합도로서 부력체를 일정깊이로 잠수시키는 작동도, 및
도 4는 도 1의 결합도로서 부력체를 일정높이로 부상시키는 작동도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 부상형 태양광 발전장치에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 수면 부상형 태양광 발전장치는, 태양전지모듈유닛(110)을 포함하는 태양광 발전 설비; 및 외곽에 배치되어 부력을 제공하는 밀폐된 부력공간부(120b)와, 상기 부력공간부(120b)와 구획된 상태로 상기 부력공간부(120b)의 내측에 배치되며 상하부가 개방되어 수면의 냉기가 상하 유동될 수 있는 단일의 천공부(120a)를 포함하며, 상기 천공부(120a)의 개방된 상부를 덮도록 상기 태양전지모듈유닛(110)이 안착된 부력체(120);를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기한 태양광 발전 설비로는 도면에서 태양전지모듈유닛(111)만을 도시하였으나, 전력 변환 장치 및 축전지 등과 같은 공지된 다양한 설비가 설치될 수 있다. 상기 태양전지모듈유닛(110)은, 일정각도 경사지게 설치되는 판상의 태양전지모듈(111)과, 상기 태양전지모듈(111)의 가장자리 하측으로 하향 절곡되며 길이방향으로 복수의 볼트공(112a)이 형성된 체결부(112)로 구성된다.

상기 체결부(112)와 대응하여 상기 부력체(120)의 상단 가장자리에는, 상향 연장되어 상기 체결부(112)와 대응하며 길이방향으로 상기 체결부(112)의 볼트공(112a)들과 각각 연통되는 복수의 연통공(121a)이 형성된 플렌지부(121)가 설치되어 이루어진다. 이러한 상기 부력체(120)는 물에 뜰 수 있는 가벼운 소재의 재질로 이루어짐이 바람직하며, 상기 천공부(120a)와 연통되며 서로 대향되는 복수의 바람구멍(120c)을 형성하여 강풍이 불때 상기 부력체(120)의 유동을 최소화할 수 있다.

이와 아울러, 상기 체결부(112)의 상면 모서리측 인근에는 제1절취부(112b)가 각각 형성되고, 그 하면 모서리측 인근에는 제2절취부(112c)가 각각 형성되며, 상기 플렌지부(121)에는 상기 제1절취부(112b)와 접하는 부분에 습기배출구(121b)가 형성되고, 상기 제2절취부(112c)와 접하는 부분에 유수구(121c)가 형성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 수면으로부터 올라오는 습기는 습기배출구(121b)를 통해 배출되며, 상기 태양전지모듈유닛(111)의 뒷면에 생성된 물은 판면을 따라 흘러내려 유수구(121c)를 통해 배출될 수 있다.

한편, 본 발명은, 상기 부력체(120)를 횡 방향으로 관통하여 나란히 배치되는 복수의 횡 파이프(131)와, 상기 복수의 횡 파이프(131)의 상부에 수직 결합(용접, 볼트 결합 등)하여 부력체(120)를 보다 견고히 지지하는 복수의 종 파이프(132)를 포함하는 부력체 연결수단(130)을 더 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 각각의 부력체(120)들은 복수의 횡 파이프(131)와 복수의 종 파이프(132)에 의해 하나의 단위체로 구속되며, 복수의 횡 파이프(131)와 복수의 종 파이프(132)의 단부들은 사각틀 형상으로 배치된 철골구조물(135)에 의해 더욱 견고하게 결속될 수 있다. 아울러, 상기 횡 파이프(131) 및 상기 종 파이프(132)는 상기 부력체(120)와 고무패킹(P)으로 연결되어 상기 부력공간부(120b)가 완전히 밀폐될 수 있도록 설치된다.

또한, 상기 복수의 종 파이프(132)의 상부에 직교하게 설치되어 사용자가 이동할 수 있는 발판(140)을 더 포함할 수 있다.

아울러, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 상기 부력체(120)의 일측 발판(140) 상에 배치되는 펌프부(151)와, 상기 부력체(120)의 타측 발판(140) 상에 배치되는 컴프레셔부(152)와, 일단이 상기 펌프부(151)의 일측에 연결되며 타단이 상기 부력체(120)의 부력공간부(120b)와 연통되는 제1 유로관(153)과, 일단이 상기 펌프부(151)의 타측에 연결되며 타단이 수상에 배치되는 제2 유로관(154)과, 일단이 상기 컴프레셔부(152)와 연결되며 타단이 상기 부력체(120)의 부력공간부(120b)와 연통되는 공기 유출입관(155)으로 이루어진 부력조절수단(150)을 더 포함할 수 있다.

여기서, 부력조절수단(150)이 상기 부력체(120)에 착탈가능하게 연결되도록 상기 부력체(120)에는 상기 제1 유로관(153)과 상기 공기 유출입관(155)이 각각 결합되는 커넥터(C)가 한 쌍으로 설치될 수 있다. 상기 제1 유로관(153)의 타단은 상기 부력체(120)의 부력공간부(120b)의 아래 부분(유입된 물이 있는 부분)에 배치됨이 바람직하며, 상기 부력공간부(120b)의 내측에 위치하는 제1 유로관(153)은 상기 커넥터(C)와 상시 연결된 상태로 별도의 부재로 설치될 수도 있다. 또한, 상기 제1 유로관(153)과 상기 공기 유출입관(155)에는 각각 오픈 및 클로즈 될 수 있는 제1,2밸브(153-1)(155-1)가 설치된다.

이하, 도 3 및 도 4을 참조하여 상술한 본 발명 수면 부상형 태양광 발전장치의 작용에 대해 살펴본다.

도 3에 도시된 바와 같이, 파도가 심할 경우에는 부력체(120)의 부력공간부(120b)에 물을 주입하여 부력을 낮추게 된다.

먼저, 각 부력체(120)의 커넥터(C)에 제1 유로관(153)과 공기 유출입관(155)을 각각 연결하여 펌프부(151)와 컴프레셔부(152)를 부력체(120)와 연결시킨다.

이후, 제1밸브(153-1)는 닫고 제2밸브(155-1)는 개방한 상태에서 사용자가 펌프부(151)를 일정시간 동안 가동시키게 되면, 제2 유로관(154)으로 물이 유입되어 제1 유로관(153)을 통해 부력체(120)의 부력공간부(120b)로 물이 서서히 차게 되어 부력체(120)가 하강하게 된다.

이때, 부력체(120)의 부력공간부(120b)에 들어차 있던 공기는 공기 유출입관(155)으로 유동되어 개방된 제2밸브(155-1)를 통해 외부로 배출됨으로써 부력체(120)의 내부는 적절한 압력을 유지하면서 물이 원활하게 유입될 수 있다. 부력체(120)의 잠수가 이루어지면, 사용자는 펌프부(151)를 가동 중단시키며 제2밸브(155-1)를 클로즈한다.

한편, 파도가 잔잔하거나 임의로 부력체(120)를 상승시키고자 할 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자는 각 부력체(120)의 커넥터(C)에 제1 유로관(153)과 공기 유출입관(155)을 각각 연결하여 펌프부(151)와 컴프레셔부(152)를 부력체(120)와 연결시킨 후, 제2밸브(155-1)는 닫고 제1밸브(153-1)를 개방한 상태에서 컴프레셔부(152)를 작동시킨다. 이에 따라서 공기 유출입관(155)을 통해 유입된 공기가 강한 압력으로 부력공간부(120b)에 유입되면서 내부에 차 있던 물이 제1 유로관(153)을 거쳐 제1밸브(153-1)를 통해 외부로 배출된다. 이와 동시에 부력체(120)가 도시된 화살표 방향으로 부상하게 되면 사용자는 컴프레셔부(152)를 가동 중단시키며 제1밸브(153-1)를 클로즈한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 수면 부상형 태양광 발전장치에 의하면, 수상의 높은 물결 또는 큰 파도로부터의 충격을 효과적으로 방지하여 태양전지모듈 및 구조물을 안전하게 보호할 수 있으며, 수상에서도 안정적인 운영이 가능하게 된다.

아울러, 부력체를 일체형으로 개량하여 구조의 단순화를 이루며, 경제성 및 조립생산성을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기한 천공부(120a)를 통해 유동되는 수면의 냉기는 태양열로 가열된 상기 태양전지모듈(111)을 적절한 온도로 냉각시키는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (7)

1. 태양전지모듈유닛(110)을 포함하는 태양광 발전 설비; 및
   외곽에 배치되어 부력을 제공하는 밀폐된 부력공간부(120b)와, 상기 부력공간부(120b)와 구획된 상태로 상기 부력공간부(120b)의 내측에 배치되며 상하부가 개방된 단일의 천공부(120a)를 포함하며, 상기 천공부(120a)의 개방된 상부를 덮도록 상기 태양전지모듈유닛(110)이 안착된 부력체(120);
   를 포함하는 수면 부상형 태양광 발전장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 태양전지모듈유닛(110)은,
   일정각도 경사지게 설치되는 판상의 태양전지모듈(111)과, 상기 태양전지모듈(111)의 가장자리 하측으로 하향 절곡되며 길이방향으로 복수의 볼트공(112a)이 형성된 체결부(112)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수면 부상형 태양광 발전장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 부력체(120)의 상단 가장자리에는,
   상향 연장되어 상기 체결부(112)와 대응하며 길이방향으로 상기 체결부(112)의 볼트공(112a)들과 각각 연통되는 복수의 연통공(121a)이 형성된 플렌지부(121)가 설치되는 것을 특징으로 하는 수면 부상형 태양광 발전장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 체결부(112)의 상면에는, 제1절취부(112b)가 형성되고, 그 하면에는 제2절취부(112c)가 형성되며,
   상기 플렌지부(121)에는, 상기 제1절취부(112b)와 접하는 부분에 습기배출구(121b)가 형성되고, 상기 제2절취부(112c)와 접하는 부분에 유수구(121c)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수면 부상형 태양광 발전장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 부력체(120)를 횡 방향으로 관통하여 나란히 배치되는 복수의 횡 파이프(131)와, 상기 복수의 횡 파이프(131)에 수직 결합되는 복수의 종 파이프(132)를 포함하는 부력체 연결수단(130)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 부상형 태양광 발전장치.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 복수의 종 파이프(132)의 상부에 직교하게 설치되는 발판(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 부상형 태양광 발전장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 부력체(120)의 일측에 배치되는 펌프부(151)와, 상기 부력체(120)의 타측에 배치되는 컴프레셔부(152)와, 일단이 상기 펌프부(151)의 일측에 연결되며 타단이 상기 부력체(120)의 부력공간부(120b)와 연통되는 제1 유로관(153)과, 일단이 상기 펌프부(151)의 타측에 연결되며 타단이 수상에 배치되는 제2 유로관(154)과, 일단이 상기 컴프레셔부(152)와 연결되며 타단이 상기 부력체(120)의 부력공간부(120b)와 연통되는 공기 유출입관(155)으로 이루어진 부력조절수단(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수면 부상형 태양광 발전장치.

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