KR101641872B1 - 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임 - Google Patents

건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수직부, 경사부 및 경사연결부로써 삼각형을 유지되도록 측면프레임을 조립한 다음, 이 측면프레임의 경사연결부 상하부 사이에 상부연결프레임 및 하부연결프레임을 연결하고, 경사부 후면 사이에 후면연결프레임을 연결하여 거치대 프레임을 조립한 후, 수직부, 경사부 및 경사연결부의 측면에 측면 마감판을 마감하고, 연결경사부와 상부연결프레임 및 하부연결프레임의 전면에 전면 마감판을 마감한 다음, 경사부와 상부연결프레임 및 후면연결프레임 상부에 상부 마감판을 마감하여 거치대의 조립한 후, 이 거치대를 아파트 및 고층 건물의 수직벽면에 앙카 볼트 등의 체결수단으로써 설치하고, 이 상부 마감편 상부에 60°로 경사지게 태양광 모듈을 분리 가능하게 체결하되, 이 태양광 모듈의 수직 간격을 태양광 모듈 설치 간격의 5~6배를 유지시켜 상단모듈의 그림자가 하단모듈의 햇빛을 가리지 않아 효율이 우수하였으며, 또한 태양광 모듈의 크기에 따라 거치대의 측면프레임을 구성하는 경사부의 각도를 60°보다 작게 형성하여 효율을 높이는 효과가 제공된다.

Description

건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임{The Attachment-Type Solar Module Frame for Outer Wall Construction of Building}
본 발명은 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임에 관한 것으로, 상세하게는 아파트 및 고층건물 등의 수직벽면에 햇빛 조사각도 및 간격이 충분히 유지되도록 고정 프레임 설치하고, 이에 태양광 모듈을 설치하여 전기를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 빈 공간인 수직벽면을, 경제적으로 활용할 수 있도록 구성한 것이다.
오늘날 우리나라를 포함한 세계 각국에서의 에너지 소비는 매년 증가하고 있는 추세에 있고, 에너지 사용에 따른 온실가스 배출량 역시 에너지 소비에 비례하여 급격하게 증가하고 있다. 이에 친환경적인 대체에너지의 개발은 각국의 에너지 보유 정책에 있어, 주요 관심사가 된지 이미 오래 이며, 해가 갈수록 대체에너지 개발의 필요성 및 중요성은 무게를 더해가고 있는 실정에 있다. 이에 발맞추어 최근에는 대체에너지 중에서도 무공해이면서 상대적으로 에너지원을 확보하기 쉬운 태양에너지를 이용한 에너지 기술개발이 활발히 연구되고 또한 사용되고 있다.
이러한 태양에너지는 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술(광전효과)로 태양전지 모듈(solar cell module)과, 축전지(battery) 및 전력변환장치(inverter), 콘트롤러 등으로 구성되어, 태양광을 이용한 청정 에너지원을 무제한 사용할 수 있는 것이다.
이와 같이 태양광 발전을 위해서는 태양전지 모듈을 설치하기 위한 구조물과 모듈 클램프 등이 필요하고, 또한 상기한 구조물이나 모듈 클램프 등은 태양전지 모듈을 안정적으로 설치하기 위해 오랜 기간을 견뎌낼 수 있는 내구성과 견고한 결합구조가 필수적이라 할 것이다.
이와 같은 태양광 모듈을 설치하기 위하여 선행기술 등록특허 10-0841573호(발명의 명칭 : 태양전지 구조물), 공개특허 10-2009-0050527호(발명의 명칭 : 태양전지판이 결합된 갤러리 창호)가 개시되고 있다.
이러한 선행기술은 옥외 난간 외부, 즉 베란다에 경사지게 배치되는 프레임부에 경사지게 태양전지 모듈이 설치됨으로써 통풍 및 실외 조망 등이 용이하지 않아 실내 거주자들이 불편하여 아파트 등 공동 주택에서 베란다 역할을 할 수 없게 되었으며, 또한 공동주택 등에 환기, 채광을 목적으로 설치되는 갤러리 창호에 태양전지판을 결합시킴으로써 건물의 창호 기능을 하지 못하게 될 뿐만 아니라 창호틀과 상단의 태양 전지판에 의해 가려져 효율이 떨어지는 문제점이 발생 되었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공동주택 등의 수직벽면에 햇빛의 조사각도를 고려하여 각도 및 간격을 충분히 유지하여 다단 수직으로 거치대를 간편하게 설치함에 따라 수직공간을 경제적으로 활용할 수 있도록 구성한 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 건축물의 설계시 태양광 모듈의 설치 위치에 앙카볼트 등의 체결수단을 매설하여 간편하게 설치할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 과제 해결 수단은 수직벽면에 체결수단으로써 수평 간격을 유지하여 체결 고정되는 한쌍의 수직부와, 상기 수직부 상단에 수직부에 대하여 60°로 하향으로 경사지게 일체로 형성된 경사부와, 상기 수직부의 하단과 경사부 전단 사이에 경사지게 일체로 연결된 경사연결부로 이루어진 측면프레임과; 상기 측면프레임의 경사부 전면 및 후면 사이에 수평으로 연결되는 전면연결프레임 및 후면연결프레임과; 상기 측면프레임의 경사연결부 하부 사이에 수평으로 연결되는 하부연결프레임과; 상기 측면프레임의 수직부, 경사부 및 경사연결부의 측면에 마감되는 측면 마감판과; 상기 측면프레임의 경사부와 전면연결프레임 및 후면연결프레임 상부에 수직부에 대하여 60°로 하향으로 경사지게 마감되는 상부 마감판과; 상기 측면프레임의 연결경사부, 전면연결프레임 및 하부연결프레임의 전면에 마감되는 전면 마감판과; 상기 상부 마감판 사이에 분리 가능하고 60°로 경사지게 체결된 태양광 모듈 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 수직부, 경사부 및 경사연결부로써 삼각형을 유지되도록 측면프레임을 조립한 다음, 이 측면프레임의 경사부 전면 및 후면 사이에 전면연결프레임 및 후면연결프레임을 연결하고, 경사연결부의 하부 사이에 하부연결프레임을 연결하여 프레임을 조립 후, 수직부, 경사부 및 경사연결부의 측면에 측면 마감판을 마감하고, 경사부와 전면연결프레임 및 후면연결프레임 상부에 60°로 하향으로 경사지게 상부 마감판을 마감하며, 연결경사부, 전면연결프레임 및 하부연결프레임의 전면에 전면 마감판을 마감하여 거치대의 조립한 후, 이 거치대를 아파트 및 고층 건물의 수직벽면에 앙카 볼트 등의 체결수단으로써 간편하게 설치하고, 이 상부 마감편 상부에 60°로 경사지게 태양광 모듈을 분리 가능하게 체결하되, 이 태양광 모듈의 수직 간격을 태양광 모듈 설치 간격의 5~6배를 유지시켜 상단모듈의 그림자가 하단모듈의 햇빛을 가리지 않아 효율이 우수하였으며, 또한 태양광 모듈의 크기에 따라 거치대의 측면프레임을 구성하는 경사부의 각도를 60°보다 작게 형성하여 효율을 높이는 효과가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임에 설치되는 수직형 태양광 모듈 거치대의 사시도.
도 2는 도 1의 요부 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 다른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임에 설치되는 수직형 태양광 모듈 거치대의 설치상태를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임이 설치되는 수직형 태양광 모듈 거치대의 요부 측면도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임의 다른 실시예를 도시한 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면중 도 1은 본 발명에 따른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임의 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임의 설치상태를 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임의 요부 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임은 수직벽면(1)에 체결수단(2)으로써 수평 간격을 유지하여 체결 고정되는 한쌍의 수직부(13)와, 수직부(13) 상단에 수직부(13)에 대하여 60°로 하향으로 경사지게 일체로 형성된 경사부(15)와, 수직부(13)의 하단과 경사부(15) 전단 사이에 경사지게 일체로 연결된 경사연결부(17)로 이루어진 측면프레임(10)(11)과; 측면프레임(10)(11)의 경사부(15) 전면 및 후면 사이에 수평으로 연결되는 전면연결프레임(20) 및 후면연결프레임(21)과; 측면프레임(10)(11)의 경사연결부(17) 하부 사이에 수평으로 연결되는 하부연결프레임(30)과; 측면프레임(10)(11)의 수직부(13), 경사부(15) 및 경사연결부(17)의 측면에 각각 마감되는 측면 마감판(40)과; 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)와 전면연결프레임(20) 및 후면연결프레임(21) 상부에 수직부(13)에 대하여 60°로 하향으로 경사지게 마감되는 상부 마감판(50)과; 측면프레임(10)(11)의 연결경사부(17), 전면연결프레임(20) 및 하부연결프레임(30)의 전면에 마감되는 전면 마감판(60)과; 상부 마감판(50) 사이에 분리 가능하고 60°로 경사지게 체결된 태양광 모듈(70)로 이루어진다.
이때, 측면마감판(40) 및 전면 마감판(60)에는 그림, 문자 등을 그리거나 부착하여, 광고 및 장식효과를 얻을 수 있으며, 측면 마감판(40), 상부 마감판(50) 및 전면 마감판(60)으로 마감되어 공간부(3)가 형성되고, 이 공간부(3)에는 태양광 모듈의 발전에 필요한 각종 스위치 및 전선 등을 보관할 수 있게 된다.
또한, 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)는 태양광 모듈(70)의 크기에 따라 수직벽면(1)에 대한 각도를 조절하여 태양광 모듈(70)로 조사되는 햇빛의 각도를 다르게 하게 된다.
즉, 태양광 모듈(70) 길이와 폭이 커지면 상기 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)의 각도를 60°보다 작게, 50°로 형성하여 제작한 다음, 태양광 모듈(70)을 설치함에 따라 조사각도가 조절된다. 또한, 측면프레임(10)(11)의 연결경사부(17) 사이에 경사 마감판(80)을 마감하여 측면프레임(10)(11) 사이를 마감하여 전면을 차단하게 된다.
그리고, 도 4에서와 같이 측면프레임(10)(11)의 수직부(13)에 대해 60°로 경사지게 체결되는 태양광 모듈(70)의 설치 간격은, 태양광 모듈(70)의 설치 높이의 5~6배를 유지하여 상단모듈의 그림자가 하단모듈의 햇빛을 가리지 않도록 한다.
한편, 도 5 및 도 6에서 도시된 내용은 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임의 다른 실시예를 도시한 것으로, 도 1 내지 도 4의 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임과 동일한 구성요소에 대해서는 동일 명칭과 도면 부호를 사용하기로 한다.
도 5 및 도 6에서와 같이, 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임의 다른 실시예는 측면프레임(10)(11)을 구성하는 수직부(13)의 길이를 연장하여 수직벽면(1)에 체결수단(2)으로써 체결 고정하고, 수직부(13) 상단에 수직부(13)에 대하여 60°로 하향으로 경사지게 일체로 형성된 경사부(15)의 하단과 수직부(13) 하단 사이에 경사연결부(17)를 연장되게 연결하며, 측면프레임(10)(11)의 수직부(13), 경사부(15) 및 경사연결부(17)의 측면에 측면 마감판(40)을 마감하고, 연결경사부(17), 전면연결프레임(20) 및 하부연결프레임(30)의 전면에 전면 마감판(60)을 마감하며, 상부 마감판(50) 사이에 분리 가능하고 60°로 경사지게 태양광 모듈(70)을 체결하게 된다.
이때, 상단모듈의 그림자가 하단모듈의 햇빛을 가리지 않도록 태양광 모듈(70)의 설치 간격이 5~6배로 유지되고, 이 태양광 모듈(70) 설치 간격의 양단은 측면프레임(10)(11)을 구성하는 수직부(13), 경사연결부(17)와 이에 설치되는 측면 마감판(40)과 전면 마감판(60)으로써 차단 연결된다.
즉, 설치 간격이 5~6배로 유지되는 태양광 모듈(70)의 양단은, 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임의 측면프레임(10)(11)을 구성하는 수직부(13), 경사부(15) 및 경사연결부(17) 사이에 마감되는 측면 마감판(40)과, 연결경사부(17), 전면연결프레임(20) 및 하부연결프레임(30)의 사이에 마감되는 전면 마감판(60)으로써 차단 연결되고, 측면프레임(10)(11)의 연결경사부(17) 사이에 경사 마감판(80)을 마감하여 측면프레임(10)(11)의 연결경사부(17) 사이의 전면을 차단하게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임이 설치되는 상태를 개략적으로 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3에서와 같이 동일 길이로 이루어진 한쌍의 수직부(13) 상단에, 60°로 하향으로 동일 길이로 경사지게 경사부(15)를 일체로 형성하고, 이 수직부(13)의 하단과 경사부(15) 전단 사이에 경사연결부(17)를 연결하면, 양측으로 삼각형이 형성되면서 측면프레임(10)(11)이 조립 유지된다.
이러한 상태에서 측면프레임(10)(11)의 경사부(15) 전면 및 후면 사이에 수평으로 전면연결프레임(20) 및 후면연결프레임(21)을 각각 연결한 다음, 측면프레임(10)(11)의 경사연결부(17) 하부 사이에 수평으로 하부연결프레임(30)을 연결하면, 거치대 프레임의 조립이 완료된다.
그 다음으로 측면프레임(10)(11)의 수직부(13), 경사부(15) 및 경사연결부(17)의 측면에 측면 마감판(40)을 마감하고, 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)와 전면연결프레임(20) 및 후면연결프레임(21) 상부에 수직부(13)에 대하여 60°로 하향으로 경사지게 상부 마감판(50)를 마감하며, 측면프레임(10)(11)의 연결경사부(17), 전면연결프레임(20) 및 하부연결프레임(30)의 전면에 전면 마감판(60)을 마감하면, 모듈 거치대의 조립이 완료된다.
이러한 상태에서 측면프레임(10)(11)의 수직부(13), 경사부(15) 및 경사연결부(17)의 측면에 측면 마감판(40)을 마감하고, 측면프레임(10)(11)의 연결경사부(17)와 상부연결프레임(20) 및 하부연결프레임(21)의 전면에 전면 마감판(50)을 마감한 다음, 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)와 상부연결프레임(17) 및 후면연결프레임(30) 상부에 60°로 하향으로 경사지게 상부 마감판(60)을 마감하면 거치대의 조립이 완료된다.
그 다음으로 아파트 등의 공동주택에 수직벽면(1)에 앙카볼트 등의 체결수단(2)으로써 측면프레임(10)(11)의 수직부(13)를 체결 고정한 다음, 상부 마감판(44) 상부에 60°로 경사지게 태양광 모듈(70)을 체결 고정하게 된다.
이때, 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)는 태양광 모듈(70)의 크기에 따라 수직벽면(1)에 대한 각도를 조절하여 태양광 모듈(70)로 조사되는 햇빛의 각도가 다르게 하게 된다.
즉, 태양광 모듈(70)의 길이와 폭이 커지면 상기 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)의 각도를 60°보다 작게 50°로 제작한 다음, 태양광 모듈(70)을 설치함에 따라 조사각도가 조절된다.
또한, 도 4에서와 같이 수직벽면(1)에 60°로 경사지게 체결 고정되는 태양광 모듈(70)은 그 간격을 태양광 모듈(70)의 설치 높이의 5~6배를 유지하여 상단모듈의 그림자가 하단모듈의 햇빛을 가리지 않도록 한다.
이때, 태양광 모듈(70)의 설치 간격은 위도 37°에서의 태양의 남중고도 67°(년평균 남중고도는 53°임)를 기준으로 상단모듈과 하단모듈 사이의 간격을 조절하였다.
한편, 건축물의 설계시 수직형 태양광 모듈 거치대가 설치될 위치를 설정하여 앙카 볼트 등의 체결수단(2)을 미리 매설한 다음, 미리 조립된 태양광 모듈 거치대를 체결하여 태양광 모듈을 간편하게 설치하게 된다.
상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시한 예를 위주로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.
1 : 수직벽면 2 : 체결수단
10,11 : 측면프레임 13 : 수직부
15 : 경사부 17 : 경사연결부
20,21 : 전,후면연결프레임 30 : 하부연결프레임
40 : 측면 마감판 50 : 상부 마감판
60 : 전면 마감판 70 : 태양광 모듈
80 : 경사 마감판

Claims (6)

  1. 수직벽면(1)에 체결수단(2)으로써 수평 간격을 유지하여 체결 고정되는 한쌍의 수직부(13)와, 수직부(13) 상단에 수직부(13)에 대하여 60°로 하향으로 경사지게 일체로 형성된 경사부(15)와, 수직부(13)의 하단과 경사부(15) 전단 사이에 경사지게 일체로 연결된 경사연결부(17)로 이루어진 측면프레임(10)(11)과;
    상기 측면프레임(10)(11)의 경사부(15) 전면 및 후면 사이에 수평으로 연결되는 전면연결프레임(20) 및 후면연결프레임(21)과;
    상기 측면프레임(10)(11)의 경사연결부(17) 하부 사이에 수평으로 연결되는 하부연결프레임(30)과;
    상기 측면프레임(10)(11)의 수직부(13), 경사부(15) 및 경사연결부(17)의 측면에 마감되는 측면 마감판(40)과;
    상기 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)와 전면연결프레임(20) 및 후면연결프레임(21) 상부에 수직부(13)에 대하여 60°로 하향으로 경사지게 마감되는 상부 마감판(50)과;
    상기 측면프레임(10)(11)의 연결경사부(17), 전면연결프레임(20) 및 하부연결프레임(30)의 전면에 마감되는 전면 마감판(60)과;
    상기 상부 마감판(50) 사이에 분리 가능하고 60°로 경사지게 체결되고, 상단모듈의 그림자가 하단모듈의 햇빛을 가리지 않도록 설치 높이의 5~6배가 유지되는 태양광 모듈(70)로 구성된 특징으로 하는 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 측면 마감판(40) 및 전면 마감판(60)에는 그림, 문자를 부착 또는 그려 넣어 광고 및 장식효과를 얻을 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임.
  4. 제1항에 있어서, 상기 측면프레임(10)(11)의 경사부(15)는
    태양광 모듈(70)의 길이와 폭이 커지면 경사 각도를 50°로 형성하여, 태양광 모듈(70)의 설치 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 태양광 모듈(70) 설치 간격의 양단은,
    상기 측면프레임(10)(11)의 수직부(13), 경사연결부(17)와 측면 마감판(40) 및 전면 마감판(60)으로써 차단 연결되고,
    상기 측면프레임(10)(11)의 연결경사부(17) 사이의 전면에, 경사 마감판(80)을 마감하여 차단한 것을 특징으로 하는 건물 부착형 태양광 모듈 고정 프레임.
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