KR101640088B1 - 태양전지모듈판의 지지다리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립 및 지지 구조가 단순하고 태양전지모듈판의 안정적 지지가 확보되며, 장치의 총 중량을 크게 낮출 수 있어 건물 지붕 등에의 설치가 용이하고, 재료비와 시공비가 절감되는 태양전지모듈판의 지지다리장치를 제공하는 데 있으며, 이를 위해 태양열을 이용해 전력을 생산하는 태양전지모듈판을 지지하는 지지다리장치가 지붕 또는 지면에 의해 지지된채 기립하여 설치되는 원형 또는 4각형의 파이프기둥부재와; 상기 파이프기둥부재의 상단의 양 측면에 파이프기둥부재보다 상부로 돌출되도록 장착되어, 간격을 두고 인접하여 나란히 설치되는 태양전지모듈판을 각각 지지하는 원형 또는 4각형의 좌우 지지부재; 및 상기 좌우 지지부재의 상부 측에 수평으로 관통되어 형성되는 핀축구멍을 포함하여 구성된다.

Description

태양전지모듈판의 지지다리장치{Supporting leg device of solar module panel}

본 발명은 태양전지모듈판을 지지하는 지지다리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양 고도의 변화에 따라 집광효율을 극대화할 수 있도록 태양전지모듈판의 경사각을 간편하게 조절하고, 각도조절장치의 부하를 감소시키면서, 태양전지모듈판의 파손을 방지할 수 있으며, 특히 하나의 지지다리장치로 양측에 연이어 위치하는 2개의 태양전지모듈판을 지지할 수 있어 장치의 구조를 단순화하고 설치 중량을 낮추어 건물 지붕 등에 설치의 자유도를 증대시킬 수 있는 태양전지모듈판의 지지다리장치에 관한 것이다.

화석연료와 같은 에너지원은 우리가 사용할 수 있도록 만들고 이용하는데 지속적으로 높은 기술력과 자본을 필요로 하기 때문에 가격상승과 자원고갈이라는 한계점을 가지고 있다.

가장 낮은 발전원가로 꼽히는 원자력발전은 높은 기술력과 안전을 담보로 하기 때문에 친환경적이고 안전한 신 재생 에너지에 대한 필요성이 늘어가고 있다.

그 중 태양광 발전은 무한한 자원으로 지속적인 이용이 가능하고, 이산화탄소를 감축할 수 있고, 화석연료에 대한 의존도를 탈피할 수 있으며, 매우 안전하고, 유지보수가 쉽고 보수비용도 거의 들지 않기 때문에 각광을 받고 있다.

일반적으로, 태양광 발전시스템은 햇빛을 받으면 광전효과(Photoelectric Effect)에 의해 전기를 발생하는 태양 전지와 전기에너지를 저장 공급하는 요소들에 의해 전력을 생산하는 시스템으로 집광판, 축전기 및 전력변환장치 등으로 구성되어 있다.

다수의 태양전지 셀들이 모듈형태로 배치되는 태양전지모듈판은 태양광선과 90도의 각도일 때 효율이 가장 좋은 데, 지구는 자전과 공전을 하기 때문에 태양의 위치가 주기적으로 변하게 되어 계절에 따라 발전 효율의 차이가 심하게 나타난다.

보통 우리 나라의 경우 각 계절별 태양의 고도를 살펴보면, 위도가 35°이므로 봄, 가을에는 태양의 고도가 35°정도이고, 겨울에는 태양의 고도가 12°정도이며, 여름에는 58°정도까지 태양의 고도가 변하게 된다.

따라서, 사계절 고정설치형의 경우 태양전지모듈판이 정남향을 향해 35°각도의 기울기로 고정되어 있기 때문에 봄, 가을을 제외하고는 최대 출력의 70％ 이상도 얻지 못하기 때문에 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 태양전지모듈판의 각도를 조절해야 하는데, 보통 여름에는 설치장소의 위도에서 15도를 뺀 각도로 설치하고, 겨울에는 설치장소의 위도에서 15도를 더한 각도로 설치하여 계절의 변화에 따라 태양전지모듈판의 발전효율을 극대화시킬 수 있게 되었다.

종래에는, 한국등록특허 제10-0734217호와 같이 반원모양의 받침부(30) 위에 회전축겸용지지대(10)가 안착되고, 그 위에 반원모양의 덮개(20)를 받침부(30)와 일치시켜 조립하여 덮개(20)나 받침부(30)의 측면에 형성된 각도조절용피스홀(24)에 각도조절용피스(25)를 삽입시킴으로써 태양전지모듈판이 고정되어 태양전지모듈판의 각도를 조절하는 내용이 개시되어 있다.

그러나, 태양전지모듈판이 설치되는 대다수의 지역은 넓은 평지이기 때문에 바람에 의한 영향을 많이 받게 되므로, 상기와 같은 방법으로는 각도조절용피스(25)가 태양전지모듈판의 흔들림(떨림)에 의해 임의로 이탈되거나, 태양전지모듈판의 하중에 따른 내구도가 감소되어 파손되는 문제점이 발생되었었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 한국등록특허 제10-0734217호에서는 계절에 따라 변하는 태양의 고도에 따라 수동으로 간편하게 태양전지모듈판의 각도를 조절할 수 있고, 태양전지모듈판의 각도를 조절하는 과정 및 태풍 등으로 인해 태양전지모듈판이 지면에 떨어져 파손되는 것을 방지할 수 있는 태양전지모듈판의 각도조절장치를 제안한바 있다.

상기한 선 발명 특허는 태양열을 이용해 전력을 생산하는 태양전지모듈판의 경사각을 태양의 고도에 따라 회전시키기 위해 상기 태양전지모듈판의 후면에서 수직방향으로 설치되는 수직지지대와, 상기 태양전지모듈판의 후면에서 수평방향으로 상기 수직지지대에 설치되는 수평지지대와, 상기 태양전지모듈판이 지면에 이격하여 회전가능하도록 상기 수평지지대에 설치되는 측면지지대를 포함하고 있으며, 상기 측면지지대의 일측에 측면보다 작은 너비로 관통되는 관통부, 상기 관통부가 형성되는 면에 돌출되어 상기 관통부를 가리면서 상기 태양전지모듈판이 고정되도록 형성되는 고정지지대, 상기 고정지지대에 태양의 고도에 따라 상기 태양전지모듈판의 각도를 조절할 수 있도록 상기 수평지지대가 설치되는 방향으로 적어도 두 개 이상이 관통되는 각도조절홀, 상기 각도조절홀의 외측으로 적어도 하나가 돌출되어 상기 수평지지대가 지지되도록 형성되는 고정돌기, 상기 수평지지대에 상기 수평지지대의 측단면을 마감하면서 상기 고정돌기에 일측면이 지지되도록 형성되는 고정편, 상기 고정편에 상기 각도조절홀에 대응되는 크기로 관통되는 고정홀을 포함하며, 상기 각도조절홀과 고정홀을 관통하여 결합되는 체결부재에 의해 상기 수평지지대와 상기 측면지지대가 고정되어지되, 상기 고정편에는 상기 체결부재의 삽입을 안내하고, 상기 태양전지모듈판의 각도 조절을 위해 결합을 해제한 체결부재가 상기 태양전지모듈판의 회전에 간섭되지 않도록 지지되는 지지부재를 더 포함하고 있는 구성으로 되어 있다.

그러나 상기한 선 발명은 도 1에 나타내 보인 것에서처럼 태양전지모듈판(10)이 과도하게 회전하여 파손되거나 체결부재를 해제하는 동안 태양전지모듈판(10)이 지면으로 떨어지지 않도록 지지하기 위한 고정돌기(52)의 조립 설치 등을 포함하여 주립구조가 복잡하여 설치비용이 많이 들고, 태양전지모듈판(10)의 대략 중심점부위(고정지지점)(A)에서 접속하는 측면지지대(40)에 의해 지지되고 있어 넓은 면적의 태양전지모듈판(10)에서 고정지지점(A)으로부터 떨어진 부위에 누름력이 가해지거나 또는 태풍 등의 강한 바람이 불 경우 회전 모우먼트가 크게 작용하여 태양전지모듈판이 고정지지점(A)을 중심으로 회동해 버릴 우려가 있고, 또는 경사 위치를 조절하기 위해 볼트 체결부재를 풀 때 잘못하는 경우 태양전지모듈판(10)이 후방으로 넘어가 버리고 마는 등의 문제가 있었다.

또 상기한 설치 구조는 한 개의 태양전지모듈판(10)에 대하여 좌우 양측으로 2개의 측면 지지대(40)가 필요한바, 태양전지모듈판(10)은 1개만 설치하는 것이 아니라 복수의 태양전지모듈판(10)들을 연이어 설치하게 되므로 측면 지지대(40)는 태양전지모듈판(10) * 2의 갯수가 필요하여, 장치의 중량이 많이 나가게 되어 공장 등의 지붕 위에 설치 시 장치하중에 따른 제한이 따르게 되고, 재료비 및 고정 설치를 위한 시공비가 많이 소요되는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0734217호 대한민국 등록특허 제10-1216444호

이에 본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안한 것으로서, 그의 목적으로 하는 것은 조립 및 지지 구조가 단순하고 태양전지모듈판의 안정적 지지가 확보되며, 장치의 총 중량을 크게 낮출 수 있어 건물 지붕 등에의 설치가 용이하고, 재료비와 시공비가 절감되는 태양전지모듈판의 지지다리장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양전지모듈판의 지지다리장치는 태양열을 이용해 전력을 생산하는 태양전지모듈판을 지지하는 지지다리장치에 있어서, 지붕 또는 지면에 의해 지지된채 기립하여 설치되는 원형 또는 4각형의 파이프기둥부재와; 상기 파이프기둥부재의 상단의 양 측면에 파이프기둥부재보다 상부로 돌출되도록 장착되어, 간격을 두고 인접하여 나란히 설치되는 태양전지모듈판을 각각 지지하는 원형 또는 4각형의 좌우 지지부재; 및 상기 좌우 지지부재의 상부 측에 수평으로 관통되어 형성되는 핀축구멍을 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 상기 좌우지지부재의 상단면에는 라운딩면 또는 상기 태양전지모듈판이 겨울철 경사각이나 여름철 경사각의 기울기를 가지도록 될 때 태양전지모듈판의 저면에 밀착하여 지지하도록 된 적어도 2단 경사면으로 형성된다.

또 본 발명에 의하면, 상기 파이프 기둥부재의 하부 양 측면에는 여름용,봄가을용 및 겨울용의 각도조절용구멍들을 가진 각도조절브라켓이 장착되는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 의하면, 상기 파이프 기둥부재의 하면에는 지붕 또는 지면에 고정시키기 위한 베이스판이 용접에 의해 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은 지지기둥부재와 각도조절용지지막대 및 제1, 제2 회동힌지축 사이가 삼각형 구조물을 형성하여 지지강도가 크게 증대되므로, 태양전지모듈판에 강한 힘이 가해지거나 태풍이 몰아쳐도 태양전지모듈판이 회전하게 되는 일이 발생하지 않으며, 조립구조가 단순하여 제작원가가 절감되고, 태양전지모듈판의 경사각 조정을 위해 고정수단의 체결 해제 시 태양전지모듈판의 낙하 위험 없이 안전하고 쉽게 작업이 가능한 장점이 있으며, 특히 연이어 나란히 설치되는 태양저지모듈판의 가장자리에 위치하는 것은 단순 지지기둥에 의해 지지시키는 반면에 나머지는 포크처럼 생긴 지지다리장치를 사용하여 한 개의 지지다리장치로서 인접한 2개의 태양전지모듈판을 동시에 지지토록 함으로써, 부재의 소요 및 장치의 총 중량이 크게 감소하므로, 설치비용의 저감과 공장 등의 건물의 지붕 위에 설치 시 무게의 감소로 설치의 자유도가 크게 증대되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술이다.
도 2는 본 발명에 의한 태양전지모듈판의 배면 형상을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 태양전지모듈판의 설치 상태를 개략적으로 보여주는 배면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 태양광발전장치의 겨울철 설치 상태를 보여주는 측면도이다.
도 5는 도 4는 본 발명에 의한 태양광발전장치의 봄철 및 가을철 설치 상태를 보여주는 측면도이다.
도 6은 도 4는 본 발명에 의한 태양광발전장치의 여름철 설치 상태를 보여주는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 태양전지모듈판의 각도 변경을 위한 각도조절용브라켓이 영접 장착된 지지기둥부재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 의한 태양전지모듈판의 가로 강도보강재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 의한 태양전지모듈판의 세로 강도보강재의 구조를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 태양전지모듈판의 설치각을 조정하기 위한 각도조절용지지막대의 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 지지다리장치를 사용하여 태양전지모듈판을 설치한 상태를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11실시예에서 사용한 지지다리장치를 나타낸 정면도 및 평면도 형상이다.
도 13은 도 11실시예에서 사용한 지지다리장치를 나타낸 측면도 및 저면도 형상이다.
도 14는 도 11실시예에서 사용한 지지다리장치의 요부를 나타낸 확대 사시도이다.

다음의 상세한 설명에서, 본 발명이 실시될 수 있는 특정한 실시예를 설명의 목적으로 도시하는 첨부된 도면을 참조한다.

이 실시예들은 본 기술분야에 익숙한 자가 본 발명을 실시하기에 충분히 상세하게 설명된다. 본 발명의 여러 가지 실시예들은 비록 다르더라도 반드시 상호 배제하는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 예로서, 한 실시예와 관련하여 여기에 설명되는 특정한 양상, 구조 또는 특징은 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈함이 없이 다른 실시예에 의해 실시될 수 있다.

또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 이탈함이 없이 수정될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 제한을 목적으로 하는 것이 아니고, 본 발명의 범위는 적절히 해석된 첨부된 청구범위와 이 청구범위가 관련되는 충분한 범위의 균등물에 의해서만 정의된다. 도면에서, 동일하거나 유사한 도면부호는 여러 가지 도면에서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 태양전지모듈판의 각도조절장치 및 지지다리장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 태양전지모듈판의 배면 형상을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 태양전지모듈판의 설치 상태를 개략적으로 보여주는 배면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 태양광발전장치의 겨울철 설치 상태를 보여주는 측면도이고, 도 5는 도 4는 본 발명에 의한 태양광발전장치의 봄철 및 가을철 설치 상태를 보여주는 측면도이며, 도 6은 도 4는 본 발명에 의한 태양광발전장치의 여름철 설치 상태를 보여주는 측면도이다.

도면에 있어 태양 빛을 받아 전기를 생산하는 태양전지모듈판(50)의 배면에는 태양전지모듈판(50)의 비틀림을 방지하여 강도를 높이기 위해 가로 세로로 복수개의 강도보강재(52)(54)가 덧대어져 있으며, 이들 강도보강재(52)(54)들은 단면계수를 높이기 위해 복잡한 단면 구조를 가지도록 예를 들면 도 8 및 도 9에 도시한 단면 형상을 가지고 있으며, 상기 가로 강도보강재(52)를 먼저 배면에 볼트고정수단(56)을 사용하여 장착하고, 그 위에 세로 강도보강재(54)를 직각으로 교차하도록 하되, 상기 세로 강도보강재(54)는 ㄷ 자 형상 단면의 개방부가 후방을 향하도록 하여 볼트고정수단(56)(볼트공을 포함하여 같이 부호를 사용한다)을 사용하여 체결하고 있다.

도 3은 본 발명에 의한 태양전지모듈판의 설치구조를 개략적으로 나타낸 배면도 형상으로서, 태양전지모듈판(50)의 배면으로 상기 세로 강도보강재(54) 부위에는 좌우 양측으로 각기 2개의 지지기둥부재(58)과 각도조절용지지막대(60)가 설치되어 이들 지지기둥부재(58)과 각도조절용지지막대(60)에 의해 상기 태양전지모듈판(50)이 지지됨과 동시에 그 설치각도(기울기)를 조정 가능토록 구성되어 있다.

상기한 지지기둥부재(58)는 도 7에 도시하는 것처럼 상부가 개방되고 하부가 지면에 의해 고정 지지되는 베이스판(62)에 의해 막히고 지지되는 속이 빈 중공의 4각 파이프(64)로 형성되며, 이 4각파이프(64)의 상단은 태양전지모듈판(50)이 회동 시 간섭하지 않도록 둥글게 라운딩되거나 또는 도시한 실시예 구성과 같이 각기 수평면에 대해 복수단의 경사면, 예를 들면 35°와 18°의 경사각(기울기)을 가지는 2단 경사면(66)(68)(이 2단 경사면의 각도는 태양 고도를 고려한 각도이므로 설계에 따라 수치가 약간 달라질 수 있다)을 가지고 있으며, 그중 상기 35°의 기울기를 가진 경사면(66)은 태양 고도가 낮은 겨울철에 상기 태양전지모듈판(50)이 태양 고도를 향하도록 경사각을 조정할 때 태양전지모듈판(50)의 저면에 밀착하여 안정적으로 지지하게 만들며, 상기 18°의 기울기를 가진 경사면(68)은 태양고도가 가장 높은 여름철에 남중 고도를 향하도록 상기 태양전지모듈판(50)이 각도 조정될 때 그 최적의 상태 각을 안정적으로 유지토록 상기 태양전지모듈판(50)의 저면에 밀착하여 지지하기 위한 면으로, 2단으로 도시하였으나, 봄가을철의 태양 고도에도 대응하도록 3단 경사면으로 형성하는 것도 가능하며, 현재 도시한 실시예에서는 봄가을철에 태양전지모듈판(50)의 각도가 조정되면 2단 경사면의 꼭지점 부위에 얹혀져 지지되는 상태가 되며(양측 경사면으로부터는 들뜨게 된다), 그리고 상기 4각 파이프(64)의 하단에는 강도를 보강하기 위한 판상의 리브(70)가 구비되어 있고, 상기 4각 파이프(64)의 상단부 가까이에는 수평으로 벽면을 관통하는 구멍(72)이 형성되어 있으며, 상기 세로 강도보강재(54)의 개방된 ㄷ 자형 홈부에 상기 지지기둥부재(58)의 상단을 끼워 접속하고 상기 구멍(72)과 상기 세로 강도보강재(54)의 양 날개에 형성한 제1핀공(74)을 일치시켜 제1회동힌지축(76)에 의해 회동 가능한 구조로 접속하여 상기 태양전지모듈판(50)이 상기 제1회동힌지축(76)을 기점으로 회동하여 태양전지모듈판(50)의 기울기를 조정할 수 있게 구성되어 있다.

그리고 상기 지지기둥부재(58)의 하부 측에는 판상부재로 된 각도조절용브라켓(78)이 그의 몸체 일단이 기둥 밖으로 돌출하는 형태로 용접에 의해 장착되며, 상기 각도조절용브라켓(78)에는 도 7에 도시하는 것과 같이 1개 이상으로 형성되는 구멍, 바람직하기는 3개의 각도조절용구멍(80a, 80b, 80c : 대표부호는 80)을 형성하며, 바람직하기는 유격의 조정이 가능토록 상기 구멍(80)들을 장공으로 형성하고 있다.

도 10은 상기 각도조절용지지막대(60)의 구조를 나타낸 것으로, 그것의 단면 구조는 평판도 가능하나 가능하면 강도를 높이도록 ㄴ 자 앵글 또는 바깥 측이 개방된 ㄷ 자 형상의 단면부재로 형성하여 상단부에 힌지공(82)을 형성하며, 상기 세로 강도보강재(54)의 양 날개에 형성한 제1핀공(74)과 소정의 거리를 이격시켜 형성한 제2핀공(84)에 상기 힌지공(82)을 일치시켜 제2회동힌지축(86)을 사용하여 회전이 가능하게 접속하며, 상기 각도조절용지지막대(60)의 하단에는 적어도 1개 이상, 도시한 실시예에서는 3개의 구멍(88a,88b,88c:대표부호는 88)을 형성한 후 이 구멍(88)들 중 하나를 상기 각도조절용구멍(80)들 중 어느 하나에 일치시켜 고정수단, 예를 들면 분해가 가능한 볼트와 너트로 된 고정수단(90)(이 고정수단은 도 4 내지 도 6의 조립도 상에서 그 고정수단인 볼트를 끼워 장착하는 구멍을 나타내는 부호 88과 병행 표기한다)으로 고정시키며, 이 같이 하면 상기 지지기둥부재(58)와 상기 각도조절용지지막대(60) 및 상기 제1회동힌지축(76)과 제2회동힌지축(86) 사이의 간격이 삼각형 구조를 이루게 되어 상기 태양전지모듈판(50)이 설치된 상태에서 움직임을 확실하게 방지할 수 있다.

상기 실시예 설명에 있어서, 각도조절용브라켓(78)과 상기 각도조절용지지막대(60)에의 상호 결속 및 상기 태양전지모듈판(50)의 각도 조정을 가능토록 하기 위해 형성되는 각각의 구멍들(80)(88)은 일 측 부재에는 3개를, 그리고 타 측 부재에는 1개를 형성할 수 있으나, 양측 부재에 각기 3개씩의 구멍들을 형성하여 각각의 구멍들을 조정 각도 상황에 맞게 일치 조합시켜 고정수단(90)으로 체결하는 것도 가능하며, 본 발명에 있어서는 양측 부재에 각기 3개씩의 구멍(80a,80b,80c)(88a,88b,88c)을 형성한 경우를 예로 하여 설명하였다.

이 같은 구조의 본 발명의 태양전지모듈판(50)을 설치하는 과정 및 각도 조정 방법을 설명하면 다음과 같다.

지지기둥부재(50)의 베이스판(62)을 지면에 고정 설치한 후 태양전지모듈판(50)을 제1회동힌지축(76)을 사용하여 지지기둥부재(50) 상단에 조립하며, 동시에 각도조절용지지막대(60)의 상단부에 형성한 힌지공(82)을 세로 강도보강재(54)의 제2핀공(84)에 일치시켜 제2회동힌지축(86)으로 결속하며, 이때 겨울철이라면 태양의 고도가 연중 가장 낮을 때이므로, 태양전지모듈판(50)이 태양을 향하도록 지지기둥부재(50)의 각도조절용브라켓(78)의 3개의 구멍들 중 최상부의 각도조절용구멍(80a)에 역시 각도조절용지지막대(60)의 3개의 구멍(88)들 중 최상부에 형성한 구멍(88a)을 일치시켜 고정수단(90), 예를 들면 볼트 너트를 사용하여 조립하여 고정하게 되는 데, 이 상태에서는 미리 설계된 대로 태양전지모듈판(50)은 겨울철 평균 고도에 가장 적합한 대면각도인 35°기울기(수평면에 대한 기울기이다)를 가지도록 설치되며, 이때 태양전지모듈판(50)의 저면은 1단경사면(66)에 얹혀져 안정적으로 지지되어지게 된다(도 4 참조).

그러다 춘분이 지나 봄이 되면 태양고도가 높아져 태양전지모듈판(50)의 대향각도도 그에 따라 조정되어져야 하는 데, 이를 위해 고정수단(90)을 풀고, 각도조절용지지막대(60)의 3개의 구멍(88)들 중 가운데 구멍(88b)과 각도조절용브라켓(78)의 3개의 구멍들 중 가장 아래에 마련된 각도조절용구멍(80c)에 일치시킨 후 고정수단(90)으로 체결하면 이때의 태양전지모듈판(50)의 경사각은 봄철의 태양 평균고도에 최적으로 대향하는 각도인 25°기울기를 가지도록 경사각이 변경된다(도 5 참조).

다음에 태양의 연중 고도가 가장 높은 여름철이 되면 다시 그 고도에 맞도록 태양전지모듈판(50)의 경사각을 조정하게 되며, 앞서와 같은 방법으로 고정수단(90)을 분해한 후 각도조절용지지막대(60)의 3개의 구멍(88)들 중 맨 아래에 위치하는 구멍(88c)과 각도조절용브라켓(78)의 3개의 구멍들 중 가운데 위치에 마련된 각도조절용구멍(80b)에 일치시킨 후 고정수단(90)으로 체결하면 이때의 태양전지모듈판(50)의 경사각은 여름철의 태양 평균고도에 최적으로 대향하는 각도인 18°기울기를 가지도록 경사각이 변경되는 것이며, 이때 태양전지모듈판(50)의 저면은 2단경사면(68)에 얹혀져 안정적으로 지지되어지게 된다(도 6 참조).

다시 가을이 되면 앞서 봄과 같이 조정하면 되는 것이며, 이로써 태양의 연중 고도를 반영하여 태양전지모듈판(50)의 경사각을 최적으로 조정하게 되므로 발전 효율이 높아지게 되며, 삼각형 지지구조의 채택으로 태양전지모듈판(50)에 힘이 가해지거나 또는 태풍 등이 몰아쳐 강한 회전 모우먼트를 태양전지모듈판(50)에 가하게 되더라도 태양전지모듈판(50)이 움직이거나 경사각이 임의로 변경되는 일이 없다.

한편, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 지지다리장치를 사용하여 태양전지모듈판을 설치한 상태를 보여주는 도면으로서, 동 실시예 발명이 가지는 의의는 태양전지모듈판(50)을 복수개를 설치할 때 매우 효율성 좋게 적용할 수 있는 것으로, 도시한 것 같이 태양전지모듈판(50)을 3개 설치하는 경우 설명의 편의를 위해 부호 50에 첨자 a,b,c를 붙여 구분하였다.

도 11에서 태양전지모듈판(50a)과 태양전지모듈판(50c)의 가장 바깥 단부는 도 7과 같은 구조의 지지기둥부재(58)를 사용하는 반면, 안쪽에 위치하여 지지하는 것들, 즉 나란히 이웃하여 연이어 설치된 태양전지모듈판(50a)과 태양전지모듈판(50b) 및 태양전지모듈판(50b)과 태양전지모듈판(50c) 사이의 부위들에는 도 12와 도 14에서 보여지고 있는 것 같은 마치 2가닥 포크 형상의 지지다리장치(92)를 사용하여 지지하게 되는 데, 이는 1개의 지지다리장치(92)로 2개의 태양전지모듈판(50a와 50b, 및 50b와 50c)을 동시에 지지할 수 있게 구성되어 있다.

상기 지지다리장치(92)는 요부를 사시도 형태로 도시한 도 14에서 보여지고 있듯이, 지붕 또는 지면에 의해 지지된 채 수직으로 기립하여 설치되는 원형 또는 4각형, 바람직하기는 4각형의 파이프기둥부재(94)와, 그 파이프기둥부재(94)의 상단의 양 측벽으로 상부로 돌출하도록 원형 또는 4각형, 바람직하기는 4각형의 좌우 지지부재(96a, 96b: 대표부호로는 96을 사용)가 용접 장착되고, 도 13에서 보여지듯이, 저면에는 4각형의 파이프기둥부재(94)의 단면적보다 넓은 면적을 가진 판상의 베이스판(62)이 용접 장착되며, 또 하단의 양 측벽에는 각기 1개씩 총 2개의 각도조절용브라켓(78a,78b)이 장착되는바, 도 4에 도시한 실시예와 다른 점은 도 4 실시예의 경우 각도조절용브라켓(78)이 1개가 장착되는 데 비해 도 11의 실시예에서는 가장 바깥 쪽의 것을 제외한 중간 부위에 위치하는 포크 형상의 지지다리장치(92)들은 2개(78a와 78b)가 장착된다는 점에 있으며, 그 밖의 구체적 구성들과 기능은 앞서 설명한 실시예의 경우와 동일하므로 반복하는 설명은 생략한다.

상세 사시도인 도 14에서 보여지고 있는 것 같이 상기 지지다리장치(92)의 좌우 지지부재(96)의 상단부에는 수평으로 핀축구멍(98)이 형성되어 있고, 상기 좌우 지지부재(96a, 96b)의 상단면에는 태양전지모듈판(50)이 회동 시 간섭하지 않도록 둥글게 라운딩되거나 또는 앞서 설명한 실시예 구성과 같이 각기 수평면에 대해 35°와 18°의 경사각(기울기)을 가지는 2단 경사면(66)(68)(이 2단 경사면의 각도는 태양 고도를 고려한 각도이므로 설계에 따라 수치가 약간 달라질 수 있다)을 형성하고 있으며, 그중 상기 35°의 기울기를 가진 경사면(66)은 태양 고도가 낮은 겨울철에 상기 태양전지모듈판(50)이 태양 고도를 향하도록 경사각을 조정할 때 태양전지모듈판(50)의 저면에 밀착하여 안정적으로 지지하게 만들며, 상기 18°의 기울기를 가진 경사면(68)은 태양고도가 가장 높은 여름철에 남중 고도를 향하도록 상기 태양전지모듈판(50)이 각도 조정될 때 그 최적의 상태 각을 안정적으로 유지토록 상기 태양전지모듈판(50)의 저면에 밀착하여 지지하기 위한 면으로, 2단으로 도시하였으나, 봄가을철의 태양 고도에도 대응하도록 3단 경사면으로 형성하는 것도 가능하며, 현재 도시한 실시예에서는 봄가을철에 태양전지모듈판(50)의 각도가 조정되면 2단 경사면의 꼭지점 부위에 얹혀져 지지되는 상태가 되도록 구성하고 있으며(즉, 양측 경사면으로부터는 들뜨게 된다), 그리고 상기 베이스판(62)에는 강도를 보강하기 위한 복수의 강도보강리브(70)가 구비되어 있다.

이 같은 지지다리장치(92)를 설치하는 과정은 앞선 실시예와 기본 원리는 동일하며, 다만 지지다리장치(92)는 그의 파이프기둥부재(94)가 태양전지모듈판 50a와 50b, 또한 50b와 50c 사이의 경계에 위치하도록 지면 또는 건물 지붕에 고정 설치하게 되며, 이 같은 상태에서 포크처럼 양측으로 뻣어 올라가 있는 좌우 지지부재(96a)(96b)가 각기 이웃한 태양전지모듈판, 즉 좌측 지지부재(96a)는 태양전지모듈판 50a를 지지하게 되고, 우측 지지부재(96b)는 태양전지모듈판 50b를 지지하게 되는 것인데, 이를 위해 좌측 지지부재(96a)는 태양전지모듈판 50a의 저면의 세로 강도보강재(54a)에 접속하여 제1회동힌지축(76a)으로 체결하고, 우측 지지부재(96b)는 태양전지모듈판 50b의 저면의 세로 강도보강재(54b)에 접속하여 제1회동힌지축(76b)으로 체결하여 지지토록 한다.

이 같은 지지구조에 의하면, 도 3 실시예 발명에 있어서 나란히 3개의 태양전지모듈판이 설치되는 경우 총 6개의 지지다리가 소요되는 반면, 동 실시예 발명은 4개의 지지다리만이 요구되므로, 그만큼 구조가 단순하고 자료가 적게 소요되어 중량이 감소하며, 특히 지붕에 지지다리장치의 설치를 위하여 요구되는 불필요하게 많은 볼트구멍의 형성이 필요 없게 되고, 지붕이 감당하는 하중이 크게 감소되므로 설치의 자유도가 크게 증대되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들이 본 명세서에 설명되었으며, 이는 본 발명을 수행하는 데 있어 발명자에게 알려진 최선의 모드이다. 이러한 바람직한 실시예들의 변형예들이 이상의 설명으로부터 실시 가능하다는 것은 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 발명자들은 숙련된 기술자들이 이러한 변형예를 채용할 것을 예상하며, 발명자들도 본 발명을 이상에서 특별히 설명한 것 외에도 실시하고자 한다. 따라서, 본 발명은 적용 가능한 법에 의해 허용되는 바에 따라 첨부된 청구범위에 언급된 주제와 균등한 모든 변형예를 포함한다. 또한, 전술한 요소들의 가능한 모든 조합은 본 명세서 내에서 특별히 언급하거나 배제하지 않은 이상 본 발명에 포함될 것이다.

50,50a,50b,50c: 태양전지모듈판 52: 가로 강도보강재
54,54a,54b: 세로 강도보강재 56: 볼트고정수단
58: 지지기둥부재 60: 각도조절용지지막대
62: 베이스판 64: 4각 파이프
66: 1단 경사면 68: 2단 경사면
70: 강도보강리브 72: 구멍
74: 제1핀공 76,76a,76b: 제1회동힌지축
78,78a,78b: 각도조절용브라켓 80(a,b,c): 각도조절용구멍
82: 힌지공 84: 제2핀공
86: 제2회동힌지축 88(a,b,c): 구멍
90: 고정수단 92: 지지다리장치
94: 파이프 기둥부재 96(a,b): 좌우 지지부재
98: 핀축구멍

Claims (4)

1. 태양열을 이용해 전력을 생산하는 태양전지모듈판을 지지하는 지지다리장치에 있어서, 지붕 또는 지면에 의해 지지된채 기립하여 설치되는 4각형의 파이프기둥부재와; 상기 파이프기둥부재의 상단의 양 측면에 파이프기둥부재보다 상부로 돌출되도록 용접에 의해 장착되어, 간격을 두고 인접하여 나란히 설치되는 태양전지모듈판을 각각 지지하는 4각형의 좌우 지지부재; 및 상기 좌우 지지부재의 상부 측에 수평으로 관통되어 형성되는 핀축구멍을 포함하며, 상기 좌우지지부재의 상단면에는 상기 태양전지모듈판이 겨울철 경사각, 봄가을철 경사각 또는 여름철 경사각의 기울기를 가지도록 조정될 때 태양전지모듈판의 저면에 밀착하여 지지하도록 각 계절별 태양고도에 대응되는 기울기를 가지도록 형성된 복수단의 경사면으로 형성된 것을 특징으로 하는 태양전지모듈판의 지지다리장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 파이프 기둥부재의 하부 양 측면에는 여름용,봄가을용 및 겨울용의 각도조절용구멍들을 가진 각도조절브라켓이 장착되는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈판의 지지다리장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 파이프 기둥부재의 하면에는 지붕 또는 지면에 고정시키기 위한 베이스판이 용접에 의해 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지모듈판의 지지다리장치.
   

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