KR101637038B1 - 확장형 태양광 모듈 고정체 - Google Patents

확장형 태양광 모듈 고정체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 확장형 태양광 모듈 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 모듈을 설치 가능한 고정체에 접이식과 슬라이드식으로 다수 개의 태양광 모듈을 확장할 수 있도록 하기 위하여, 상면에서 상향 돌출된 다수 개의 지지부(11) 상에 태양광 발전용 제1모듈(1)이 고정되고 일측 외면에서 내측 방향으로 형성된 내입공간(14)에 태양광 발전용 제3모듈(3)이 서랍 방식으로 슬라이딩 가능하게 마련된 본체(10)와; 상기 본체(10)의 상부 일측에 형성된 힌지부(20)와; 일측이 상기 힌지부(20)를 매개로 본체(10)에 대해 회동 가능하게 연결되고 하단면의 모듈 지지홈(31)에 태양광 발전용 제2모듈(2)이 고정된 보조체(30); 를 포함하고, 상기 보조체(30)가 상기 본체(10) 상측에 위치할 때 상기 제1모듈(1) 및 제2모듈(2)이 상호 대면하게 되고, 상기 보조체(30)가 힌지부(20)를 축으로 회동하여 본체(10) 상에서 펼쳐졌을 때 또는 상기 제3모듈(3)이 내입공간(14)에서 외측으로 꺼내졌을 때 각 모듈이 발전 가능한 상태인 확장형 태양광 모듈 고정체가 제공된다.

Description

확장형 태양광 모듈 고정체{EXPENDED SOLAR CELL INSTALLATION UNIT}
본 발명은 확장형 태양광 모듈 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 모듈을 설치 가능한 고정체에 접이식과 슬라이드식으로 다수 개의 태양광 모듈을 확장할 수 있게 하는 확장형 태양광 모듈 고정체에 관한 것이다.
일반적으로 태양에너지를 이용하는 방법은 태양에 의해 데워진 물을 이용하여 난방 및 발전을 하는 태양열을 이용하는 방법과 태양의 빛을 이용하여 전기를 발생시킴으로써 전기로 각종 기계 및 기구를 작동하는 태양광을 이용하는 방법으로 구분된다.
태양광을 이용하는 방법을 태양광 발전이라 부르며 태양광 발전설비는 독립형 태양광 발전설비와 계통 연계형 태양광 발전설비로 구분된다.
독립형 태양광 발전설비는 태양의 빛을 이용하여 발전하는 태양전지로 구성되는 태양전지 모듈을 복수개로 결합하여 구성한 태양전지 어레이(태양전지판)와, 태양전지판에서 발생된 전기를 저장하는 축전지와, 태양전지판에서 발생된 전기가 일정한 수준으로 축전지에 저장되거나 외부 부하로 공급되도록 하는 전력조절장치와, 축전기 및 전력조절장치에서 공급되는 직류를 교류로 변환시키는 인버터 및 보조발전기로 구성된다.
이러한 태양광 발전은 에너지 밀도가 낮아 넓은 설치면적을 필요로 하고, 설치장소가 한정적이므로 태양전지판을 설치하기 위한 공간을 확보하는 것이 태양광 발전의 난제라 할 수 있다.
태양광용 모듈 설치 면적을 확보하는 방안으로 일조량이 풍부하고 개방된 넓은 면적을 쉽게 확보할 수 있는 하천, 호수, 저수지, 댐 등의 수면에 설치하는 것을 고려할 수 있고, 이 경우 태양광용 수면에 설치하거나 유지 보수시 배를 이용해야 하는 등 기동성에 있어서 제한이 따르는 단점이 있다.
본 출원인은 이러한 태양광 발전 장치와 관련하여 특허문헌 1 및 특허문헌 2와 같이 태양광 모듈을 고정한 고정체를 수상에 설치하거나 육상에 설치할 수 있도록 하는 고정체를 제안한 바 있다.
즉, 특허문헌 1은 하천, 호수, 저수지, 댐 등의 수면에는 태양광셀 모듈을 상면에 결합한 부력체를 일렬 또는 전ㆍ후ㆍ좌ㆍ우로 배열하여 서로 연결한 다음 가장자리에 있는 부력체를 고정지주에 고정하면 수위 변화에 따라 가변적으로 높이를 조절하면 부상한 상태를 유지하여 태양광을 집광하여 발전하고, 부력체에 형성된 간격 유지 돌기에 의해 간격을 유지하여 태양광 셀 모듈에 그늘지는 것을 방지하는 수상 태양광 모듈 일체형 부력체에 관한 것이고, 특허문헌 2는 상면에 태양광셀 모듈을 경사지게 설치 가능한 고정체와, 일측에 상기 고정체의 하부 측면에 접하여 고정되도록 제1홀이 형성되는 동시에 타측에는 지면에 접하여 고정되도록 제2홀이 형성된 지지대와, 상기 제2홀을 관통하여 지면으로부터 지하 측으로 매설되도록 일정 길이를 가지는 앵커파일로 이루어진 육상 태양광용 모듈 고정구조에 관한 것이다.
그러나 특허문헌 1 및 특허문헌 2의 태양광 모듈 고정체는 하나의 고정체 유닛에 대하여 하나의 태양광 모듈을 고정하는 구조이므로 다수 개의 태양광모듈 설치시 점유 공간상 제약이 따르고, 단일 고정체에서의 전력 생산량이 제한적이라는 문제점이 있다.
1. 한국 등록특허 제 10-1339358호(2013.12.9 공고) 2. 한국 등록특허 제 10-1312027호(2013.9.26 공고)
상기 종래 기술이 내포한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 하나의 고정체에 대하여 다수 개의 태양광 모듈을 설치할 수 있는 동시에 각 태양광 모듈을 접이식 및 슬라이드식으로 연결하여 태양광 모듈을 확장시킬 수 있도록 하는 확장형 태양광 모듈 고정체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 확장형 태양광 모듈 고정체는, 상면에서 상향 돌출된 다수 개의 지지부 상에 태양광 발전용 제1모듈이 고정되고, 일측 외면에서 내측 방향으로 형성된 내입공간에 태양광 발전용 제3모듈이 서랍 방식으로 슬라이딩 가능하게 마련된 본체와; 상기 본체의 상부 일측에 형성된 힌지부와; 일측이 상기 힌지부를 매개로 본체에 대해 회동 가능하게 연결되고 하단면의 모듈 지지홈에 태양광 발전용 제2모듈이 고정된 보조체; 를 포함하고, 상기 보조체가 상기 본체 상측에 위치할 때 상기 제1모듈 및 제2모듈이 상호 대면하게 되고, 상기 보조체가 힌지부를 축으로 회동하여 본체 상에서 펼쳐졌을 때 또는 상기 제3모듈이 내입공간에서 외측으로 꺼내졌을 때 각 모듈이 발전 가능한 상태인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고정체의 상부 일측이 태양광 모듈의 일단과 접이식으로 연결되는 동시에 고정체 내부에 태양광 모듈을 슬라이드식으로 설치함으로써 하나의 고정체에 다수 개의 태양광 모듈을 설치 가능한 동시에 필요시 확장 가능하므로 운송과 설치가 용이하면서도 점유 공간을 최소화할 수 있고, 그만큼 고정체 제조비용을 감소시킬 수 있으므로 경제적이면서도 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 전개 상태의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 미전개 상태의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 분리 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 요부 분리 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체를 연결 설치한 상태의 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈(제3모듈) 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 분해 사시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 미전개 상태의 사시도.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 구조도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 보인 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 첨부된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 일 실시예이므로 본 발명을 한정하는 것으로 의도되지 않으며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 기술이거나 용이하게 도출되는 정도의 기술에 대해서는 그에 관한 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 전개 상태의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 미전개 상태의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 분리 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하는 바와 같이 본 발명의 확장형 태양광 모듈 고정체는, 본체(10), 힌지부(20) 및 보조체(30)를 포함하고, 이들 요소에 의해 태양광을 이용한 발전(發電) 설비인 제1모듈(1), 제2모듈(2) 및 제3모듈(3)이 설치된다.
상기 본체(10)는 예를 들면 합성수지로 제조될 수 있고, 내부에 공간이 형성되어 부력체로 사용될 수 있으며, 상면에는 상부 방향으로 돌출된 다수 개의 지지부(11)가 형성된다. 상기 지지부(11)들 상에는 상기 제1모듈(1)을 안착시킬 수 있는 모듈 지지턱(12)이 형성되어서 상기 제1모듈(1)이 모듈 지지턱(12) 상에 안착시 나사 등으로 고정할 수 있다.
상기 본체(10)의 일측 외면에는 내입공간(14)의 입구가 형성되고, 상기 내입공간(14)은 입구로부터 본체(10)의 내측 방향으로 형성되며, 상기 내입공간(14)에는 태양광을 이용한 발전 설비인 제3모듈(3)이 서랍 방식으로 슬라이딩 가능하게 마련된다. 즉 제3모듈(3)은 도 1과 같이 본체(10)에서 꺼내질 수도 있고 도 2와 같이 본체(10) 내의 내입공간(14)으로 내입되어 보관될 수도 있다.
상기 힌지부(20)는 예를 들면 경첩과 같이 2개의 요소를 축으로 회동시킬 수 있게 하는 것으로서 그 형태와 구조는 도시한 예로 한정되는 것은 아니다.
상기 보조체(30)는 상기 본체와 마찬가지로 합성수지로 제조될 수 있고, 내부에 공간이 형성되어 부력체로 사용될 수 있는데 본 발명은 보조체(30)의 재질이나 형태에 제한을 두지 않는다는 것을 밝혀둔다.
상기 보조체(30)의 일측은 상기 힌지부(20)를 매개로 본체(10)에 대해 회동 가능하게 연결되고, 보조체(30)의 하단면[하단면은 보조체(30)가 본체(10) 상에 위치하는 도 2의 상태를 기준으로 지칭된 것임]에는 모듈 지지홈(31)이 형성되며, 상기 모듈 지지홈(31)에는 태양광을 이용한 발전 설비인 제3모듈(3)이 안착된 상태에서 나사 등으로 고정된다.
상기 보조체(30)는 힌지부(20)를 축으로 하여 회동 가능하므로 도 2와 같이 본체(10)의 상부에 위치하여 본체(10) 상부를 덮는 상태가 될 수도 있고, 도 1과 같이 본체(10)에서 펼쳐질 수도 있다.
여기서 상기 보조체(30)가 상기 본체(10) 상측에 위치할 때 상기 제1모듈(1) 및 제2모듈(2)은 상호 대면하게 되고, 외부 요인으로부터 보호될 수 있다.
반면 상기 보조체(30)가 힌지부(20)를 축으로 회동하여 본체(10) 상에서 펼쳐졌을 때 제1모듈(1)과 제2모듈(2)은 태양광에 의해서 발전을 할 수 있는 상태가 된다. 또한 상기 제3모듈(3)이 내입공간(14)에서 외측으로 꺼내졌을 때 역시 제3모듈(3)에 의해 발전을 할 수 있다.
따라서 도 2의 상태(미전개 상태)는 태양광 모듈을 설치 장소까지 운반하거나 보관할 때 적합하고, 도 1의 상태(전개 상태)는 설치 후 태양광 발전을 수행하는 상태이다.
한편, 상기 본체(10)의 일측 외면에는 위에서 관측시 'T'형 연결홈(13)이 형성될 수 있으며, 이에 관해서는 도 5를 참조하여 후술하여 상세히 설명하기로 한다.
상기 보조체(30)가 펼쳐졌을 때 보조체(30)의 자유측 단부, 즉 힌지부(20)와 연결되지 않은 반대쪽 부분이 보조체(30) 하중에 의해 기울어지거나 처질 수 있으므로 보조체(30)의 자유측 단부를 받쳐서 지지하기 위한 지지다리(40)를 설치하는 것이 바람직하며, 이때 상기 지지다리(40)는 예를 들면 안테나 구조 혹은 낚싯대 구조와 같이 길이를 가변시킬 수 있는 것을 적용할 수 있다.
상기 지지다리(40)를 안정적으로 설치하기 위해 상기 보조체(30)의 자유측 단부에 상기 지지다리(40)의 일측 단부를 끼워서 결속하기 위한 지지다리 결속홈(33)이 형성될 수 있다. 물론 상기 지지다리 결속홈(33)의 위치는 도시된 형태로 한정되는 것은 아니며, 지지다리(40)를 고정 가능한 것이면 그 형태를 다양하게 변형할 수 있다.
상기 지지다리(40)의 분실을 방지하기 위해 상기 보조체(30)의 상단면[상단면은 보조체(30)가 본체(10) 상부에 덮인 도 2의 상태에서 지칭된 것임]에는 상기 지지다리(40)를 내입하여 보관하기 위한 지지다리 보관홈(32)이 형성될 수 있으며, 도시하지는 않았지만 상기 보관홈(32)에는 지지다리(40)의 이탈을 방지하기 위해 커버가 더 마련될 수 있다.
본 발명의 태양광 모듈 고정체는 도시한 것과 같이 상면이 경사질 수 있으며, 이때 경사진 부분이 남쪽을 향해야 하는데, 고정체 설치시 방향을 용이하게 설정할 수 있도록 하기 위해 상기 본체(10)의 상면 일측에는 나침반(60)이 설치될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 요부 분리 사시도로서 제3모듈의 가이드바(15)를 분해한 상태를 나타낸다.
도 4를 참조하는 바와 같이 상기 내입공간(14)은 정면 관측시 가로 방향으로 길이가 긴 직사각형 형태일 수 있고, 이때 내입공간(14)의 길이방향의 양쪽 단부에는 각각 상기 제3모듈(3)의 양쪽 단부와 접하여 제3모듈(3)의 슬라이딩 동작을 안내하는 가이드바(15)가 구비될 수 있다.
상기 가이드바(15)는 확대도와 같이 단면이 'ㄷ'자형으로서 일정 길이를 가지며, 한 쌍의 가이드바(15)가 내입공간(14)의 양쪽 단부에 설치될 때 각 가이드바(15)의 개구부가 서로 마주보게 설치된다. 상기 가이드바(15)는 금속 소재로 제조되며, 이 경우 제3모듈(3)과 슬라이딩 될 때 마찰에 의한 마모를 감소시킬 수 있고 부드럽게 슬라이드 된다.
도 5는 본 발명에 따른 확장 태양광 모듈 고정체를 연결 설치한 상태의 사시도이다.
앞서 언급한 바와 같이 상기 본체(10)의 일측 외면에는 상면이 개방된 'T'형 연결홈(13)이 형성될 수 있고, 이 경우 단면이 'エ'형인 연결구(60)를 통해 다수 개의 본체(10)를 상호 연결시킬 수 있다. 즉 예시한 바와 같이 2개의 본체(10)가 서로 접할 때 각 본체(10)의 연결홈(13)이 서로 마주하게 되며, 이때 연결구(60)를 마주한 각 연결홈(13)에 삽입하면 2개의 본체(10)를 고정시킬 수 있는데, 이러한 방식으로 다수 개의 본체(10)로 연이어 설치할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 모듈(제3모듈) 사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 분해 사시도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 미전개 상태의 사시도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하는 바와 같이 서랍 식으로 슬라이딩 되는 상기 제3모듈(3)의 일측에는 접이식 보조다리(3')가 구비되어 상기 제3모듈(3)을 본체(10)에서 꺼냈을 때 보조다리(3')를 펴서 자유측 단부를 지지할 수 있고, 반대로 제3모듈(3)을 내입공간(14)으로 넣을 때에는 보조다리(3')를 접은 상태로 넣을 수 있다.
이때 가이드바(15)의 하부에는 상기 접이식 보조다리(3')가 접혀진 상태에서 내입될 수 있도록 하기 위해 '∪'자형 다리 내입공간(16)이 더 형성될 수 있다.
상기 내입공간(14)의 입구 상측과 하측에 각각 상하 방향으로 홀(17')이 천공된 돌출부(17)가 구비되고, 상기 홀(17')에는 'T'자형이나 'ㄱ'자형 등의 고정핀(18)이 삽입되게 한다. 이 경우 상기 내입공간(14)에 보관되는 제3모듈(3)이 상기 고정핀(18)에 의해 내입공간(14)에서 이탈하는 것을 방지하게 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 확장 태양광 모듈 고정체의 구조도.
도 9를 참조하는 바와 같이 본체(10)에는 상기 제1, 제2, 제3모듈부(1)(2)(3)에서 생산된 전력을 배터리 방식으로 저장할 수 있도록 하는 에너지 저장 시스템(ESS; Energy Storage System)(71) 및 인버터(72)가 설치된다.
상기 인버터(72)는 상기 제1, 제2, 제3모듈(1)(2)(3)로부터 생산되는 전력량과 수요 전력량을 비교하여 잉여 전력을 상기 에너지 저장 시스템(61)으로 저장하는 한편 생산 전력량보다 수요 전력량이 많은 경우 에너지 저장 시스템(61)에 저장된 전력을 수요 전력으로 사용하도록 제어하도록 할 수 있다.
이상의 설명은 비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허청구범위에 속함은 자명하다.
1: 제1모듈
2: 제2모듈
3: 제3모듈 3': 보조다리
10: 본체 11: 지지부
12: 모듈 지지턱 13: 연결홈
14: 내입공간 15: 가이드바
16: 다리 내입공간 17: 돌출부
17': 홀 18: 고정핀
20: 힌지부
30: 보조체 31: 모듈 지지홈
32: 결속홈 33: 다리 고정홈
40: 지지다리
50: 나침반
60: 연결구
71: 에너지 저장 시스템(ESS)
72: 인버터

Claims (10)

  1. 상면에서 상향 돌출된 다수 개의 지지부 상에 태양광 발전용 제1모듈이 고정되고 일측 외면에서 내측 방향으로 형성된 내입공간에 태양광 발전용 제3모듈이 서랍 방식으로 슬라이딩 가능하게 마련된 본체와;
    상기 본체의 상부 일측에 형성된 힌지부와;
    일측이 상기 힌지부를 매개로 본체에 대해 회동 가능하게 연결되고 하단면의 모듈 지지홈에 태양광 발전용 제2모듈이 고정된 보조체;
    를 포함하고, 상기 보조체가 상기 본체 상측에 위치할 때 상기 제1모듈 및 제2모듈이 상호 대면하게 되고, 상기 보조체가 힌지부를 축으로 회동하여 본체 상에서 펼쳐졌을 때 또는 상기 제3모듈이 내입공간에서 외측으로 꺼내졌을 때 각 모듈이 발전 가능한 상태로 구성되되,
    상기 본체의 일측 외면에 상면이 개방된 'T'형 연결홈이 형성됨으로써 단면이 'エ'형 연결구를 통해 다수 개의 본체를 상호 연결 가능하게 되고,
    상기 내입공간은 정면 관측시 가로 방향으로 길이가 긴 직사각형 형태이고, 길이방향의 양쪽 단부에는 각각 상기 제3모듈의 양쪽 단부와 접하여 안내하는 'ㄷ'자형 가이드바가 구비되되 상기 각 가이드바는 개구부가 상호 마주보게 되며,
    상기 내입공간의 입구 상측과 하측에 각각 상하 방향으로 홀이 천공된 돌출부가 구비되고, 상기 홀에는 제3모듈의 이탈을 방지하는 고정핀이 삽입 가능하게 된 것을 특징으로 하는 확장형 태양광 모듈 고정체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보조체가 펼쳐졌을 때 보조체의 자유측 단부를 지지하는 지지다리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 확장형 태양광 모듈 고정체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보조체의 자유측 단부에 상기 지지다리의 일측 단부가 결속되는 지지다리 결속홈이 형성된 것을 특징으로 하는 확장형 태양광 모듈 고정체.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 보조체의 상단면에 상기 지지다리를 보관하기 위한 지지다리 보관홈이 형성된 것을 특징으로 하는 확장형 태양광 모듈 고정체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 본체의 상면 일측에 나침반이 구비된 것을 특징으로 하는 확장형 태양광 모듈 고정체.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제3모듈의 전개시 자유단 측을 지지하도록 상기 제3모듈의 일측에 접이식 보조다리가 구비되고, 상기 가이드바의 하부에는 상기 접이식 보조다리가 접혀진 상태에서 내입 가능하도록 '∪'자형 다리 내입공간이 더 형성된 것을 특징으로 하는 확장형 태양광 모듈 고정체.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 본체에는 제1, 제2, 제3모듈로부터 생산되는 잉여 전력을 저장하는 에너지 저장 시스템 및 에너지 저장 시스템으로의 전력을 저장하거나 저장된 전력을 사용하도록 제어하는 인버터가 구비된 것을 특징으로 하는 확장형 태양광 모듈 고정체.
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