KR101650973B1 - 광전지 조립체 및 이송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프레임워크, PV 라미네이트(들) 및 강화 장치를 포함하는 PV 조립체에 관한 것이다. 프레임워크는 적어도 3.05m(10피트)의 길이와 적어도 1.52m(5피트)의 폭을 갖는 외주 프레임을 포함한다. PV 라미네이트(들)는 외주 프레임에 조립되어, 20.32㎝(8인치) 이하의 깊이를 갖는 수용 영역을 형성한다. 강화 장치는 프레임워크에 연관되고 제1 상태와 제2 상태를 제공하도록 구성된다. 제1 상태에서, 강화 장치 전체가 수용 영역 내에 유지된다. 제2 상태에서, 강화 장치의 적어도 일부가 수용 영역으로부터 돌출된다. 강화 장치는 외주 프레임의 일 평면에서 PV 조립체의 강성을 강화시키고 트러스 구조물을 형성하는 로드를 포함할 수 있다.

Description

광전지 조립체 및 이송 방법{PHOTOVOLTAIC ASSEMBLIES AND METHODS FOR TRANSPORTING}
미국 우선권 청구
본 출원은, 발명의 명칭을 "광전지 조립체 및 이송 방법"으로 하여 2009년 2월 24일 출원되었으며 그 전체 교시가 참조로써 본원에 포함된 미국 특허 가출원 제61/155,020호에 대해 35 U.S.C §19(e)(1)에 따라 우선권을 청구한다.
재정 지원 연구 또는 개발에 관한 언급
본원은 미국 에너지부(United States Department of Energy)로부터 출연된 계약 제DE-FC36-07GO17043호 하의 정부 지원으로 이루어졌다. 미국 정부는 본 출원의 소정의 권리를 갖는다.
본 출원은 지면 장착형 태양 에너지 수집기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 대규모 태양 에너지 수집 위치로의 저렴한 수송을 용이하게 하고 이러한 위치에서의 설치를 촉진하는 소형의 지면 장착식 광전지 조립체에 관한 것이다.
태양열 발전은 중요한 대체 에너지원으로서 오랫동안 주목되어 왔다. 따라서, 태양 에너지 수집 기술에 대해 상당한 노력 및 투자가 이루어져 왔다. 다수의 태양 에너지 수집기가 큰 면적[적어도 2.59㎢(1평방마일) 정도] 위에 배열되어 상당한 양의 태양 에너지(메가와트 또는 기가와트 정도)를 수집하는 대규모 설비가 특히 관심의 대상이다.
대체로 태양 광전지 기술이 대규모 태양 에너지 수집을 위한 최적의 방식으로서 간주되고 있으며, 1차 및/또는 2차 에너지원으로서 사용될 수 있다. 대체로, 태양 광전지 시스템(또는 간단하게 "광전지 시스템")은 실리콘 또는 다른 재료(예컨대, CdTe, CIGS 등)으로 이루어져 태양광을 전기로 변환하는 광전지(photovoltaic)(PV) 셀을 채용한다. 이러한 셀은 전기적으로 상호 접속되고 캡슐화된 결정질 또는 비결정질 반도체 장치의 어레이로서 대체로 형성되는 PV 라미네이트로 패키징된다. 하나 이상의 전기 전도체는 태양 발전 전류(solar-generated current)가 전도되는 PV 라미네이트에 의해 지지된다. 따라서, 단일의 PV 라미네이트가 PV 모듈을 형성하도록 지지 프레임에 조립될 수 있거나, 또는 프레임을 사용하지 않고 (단독으로 또는 하나 이상의 추가의 PV 라미네이트와 함께) 직접 지지될 수 있다. 본원의 상세한 설명 전반에 걸쳐 사용되는 용어 "PV 조립체"(또는 "광전지 조립체")는 일반적으로 하나 이상의 PV 라미네이트를 포함하거나, 또는 공통 지지 구조물에 조립되는 하나 이상의 PV 모듈을 포함한다. 이러한 구성에 있어서, 광전지 설비는 통상적으로 열(row)로 배열되는 복수의 PV 조립체를 포함하고, 이때 인접한 조립체들의 PV 라미네이트 또는 모듈은 하나 이상의 적절한 전기 구성 요소(예컨대, 스위치, 인버터, 접속 배선함 등)에 배선에 의해 상호 연결된다.
PV 조립체의 정확한 구성에 상관없이, 대부분의 대규모 PV 설비는 태양광이 쉽게 존재하는 지상 또는 지면에 PV 조립체의 어레이를 장착하는 것을 수반한다. 개방 환경에서, PV 조립체에는 종종 상당한 풍력이 가해진다. 이러한 풍력은 PV 조립체가 가능한 PV 밀도를 최대화하도록 크게 생성되는 것이 바람직한 대규모 태양 에너지 수집 용례에서 특히 문제가 된다. 따라서, 이러한 대형 PV 라미네이트 또는 모듈(또는 일련의 PV 라미네이트 또는 모듈)을 지지하는데 필요한 대응적으로 큰 지지 구조물은 풍력(또는 다른 거친 환경 조건)에 직면하여 더욱 파괴되기 쉽다. 따라서, 오랜 기간 동안 완전성을 더욱 잘 보장하기 위해, 지면 장착형 PV 조립체는 강건하고 소형이며 강성인 구성 요소 및/또는 예상되는 돌풍(wind gust)을 오프셋시키는 바람 편향기(wind deflector)를 포함할 것이다. 또한, PV 라미네이트 또는 모듈이 하늘에 대해 경사지는(즉, 수평 배향으로부터 오프셋되는) 및/또는 개별 트래킹 시스템에 의해 일광시 회전하는 설치를 위해, PV 라미네이트/지지 구조물 인터페이스의 증가된 강성 또는 보강재에 대한 수요가 커진다.
상기한 바에 비춰볼 때, 실용적인 PV 조립체 설계는 대규모 용례에 가용적인 반면에, 특정한 약점을 갖는다. 예컨대, 종래의 지면 장착 PV 조립체 구성은 통상적으로 조립되지 않은 상태로 설치 위치로 전달되고, 설치자는 PV 조립체(들) 또는 모듈(들)을 개별적인 지지 구조물 및 강화 부재에 조립하는데 상당한 작업 시간을 투자해야만 한다. 반대로, 일부 PV 조립체 설계는 미리 조립된 상태로 전달되는 반면에, 제품과 관련된 운송 점유 공간이 상대적으로 커지고 및/또는 불규칙적이되어, 당연히 운송 컨테이너 내에서 여러 PV 조립체를 조립하게 패키징하는 것을 방해한다. 대신에, 대규모 설치를 위해, 과도하게 많은 수의 운반 차량이 대응적으로 많은 수의 PV 조립체 운송 컨테이너를 전달하는데 요구되어, 운송 및 취급 비용을 증가시킨다. 대응되는 하나의 관심사는 설치 위치로부터 그리고 설치 위치로 이동하는 매우 많은 수의 트럭으로 인한 환경적이고 심미적인 충격에 관한 것이다. 명확하게도, 설치자는 가능한 비용 및 환경적 충격을 최소화하길 소망할 것이다.
상기한 바에 비춰볼 때, 감소된 운송 점유 공간 또는 인벨로프 내에서 미리 조립되어 운송될 수 있는 필수적인 구조적 완전성을 갖는 대규모 태양 에너지 수집 설비를 위한 개선된 PV 조립체에 대한 수요가 존재한다.
본 발명의 일 양태는 프레임워크, 하나 이상의 PV 라미네이트 및 강화 장치를 포함하는 PV 조립체에 관한 것이다. 프레임워크는, 길이가 적어도 3.05m(10피트)이고 폭이 적어도 1.52m(5피트)인 외주 프레임을 포함한다. 외주 프레임은 각각이 일 평면을 형성하는 제1 및 제2 PV 지지면을 갖는 PV 지지 섹션을 포함한다. PV 라미네이트(들)는 외주 프레임에 조립되고, PV 전방 표면 및 PV 후방 표면을 집합적으로 형성한다. 이와 관련하여, PV 전방 표면이 제1 PV 지지면 평면 부근에 위치되고, PV 후방 표면이 제2 PV 지지면 평면으로부터 이격되어 상기 프레임과 제2 PV 지지면 평면에 의해 경계가 형성되는 수용 영역을 형성하도록, PV 라미네이트(들)가 위치된다. 수용 영역은 20.32㎝(8인치) 이하의 깊이를 갖는다. 강화 장치는 프레임워크와 연관되고 제1 상태 및 제2 상태를 제공하도록 구성된다. 제1 상태에서는, 강화 장치 전체가 수용 영역 내에서 유지된다. 제2 상태에서는, 강화 장치의 적어도 일부가 제2 PV 지지면 평면을 넘어 수용 장치로부터 돌출하여, 제1 상태에서의 PV 조립체의 강성에 비해 외주 프레임의 평면에서 PV 조립체의 강성을 증가시킨다. 따라서, 제2 상태에서는, 프레임워크 및 강화 장치가 조합하여 지반에 PV 조립체를 장착하기 위한 지지 구조물을 형성한다. 일부 실시예에서, 강화 장치는 제2 상태에서 적어도 하나의 트러스(truss) 구조물을 형성하는 복수의 로드를 포함한다. 예컨대, 복수의 로드는 각각이 외주 프레임의 대향하는 측면 부재에 조립되는 제1 및 제2 로드 세트를 포함할 수 있으며, 이러한 로드 세트 중 적어도 하나의 선단 단부들은 제2 상태에서 서로 커플링된다. 관련 실시예에서, 로드 세트는 외주 프레임에 피벗식으로 커플링되어, 제1 상태와 제2 상태 사이에서 외주 프레임에 대해 절첩가능하다. 다른 실시예에서, 외주 프레임은 PV 지지 섹션으로부터 연장하고 전체 강도를 증가시킬 뿐만 아니라 포갬(nesting) 구성을 제공하는 스커트 섹션을 더 포함할 수 있으며, 이때, 최종적인 적층 피치는 20.32㎝(8인치) 이하이다.
본 발명에 따른 다른 양태는 예컨대, 대규모 태양 에너지 수집 용례의 수송 가능한 PV 키트에 관한 것이다. PV 키트는 복수의 PV 조립체 및 화물 운송 컨테이너를 포함한다. 각각의 PV 조립체는 상술된 바와 같이 구성되며, 화물 운송 컨테이너는 복수의 PV 조립체를 적층된 배열로 수용하는 크기를 갖는다. 일부 실시예에서, 적층된 배열은 제1 상태에서 배열된 PV 조립체의 각각을 포함하며, 이때 인접한 PV 조립체의 외주 프레임들은 인접하여 포갬식으로(nested) 접촉한다. 이러한 구조에 있어서, 화물 컨테이너는 대체로 배 또는 트럭에 의한 운송에 맞는 크기를 갖으며, 선택적으로 일부 실시예에서, 컨테이너 당 적어도 100kWp의 운송 밀도를 갖는다.
본 발명에 따른 다른 양태는 대규모 태양 에너지 수집 위치와 같은 설치 위치에 PV 조립체를 전달하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 상술된 바와 같은 복수의 PV 조립체를 제공하는 단계를 포함한다. 복수의 PV 조립체는 제1 상태로 배열되고 적층된 배열로 화물 운송 컨테이너에 적재된다. 적재된 컨테이너는 복수의 PV 조립체가 용기로부터 적재 해제하여 적층된 배열로부터 개별적으로 제거되는 설치 위치로 운반된다.
도 1a는 전개된 상태의 강화 장치를 포함하는, 본 발명의 원리에 따른 광전지 조립체의 저면 사시도이다.
도 1b는 강화 장치가 운송 상태인, 도 1a의 광전지 조립체의 상부 사시도이다.
도 2는 강화 장치가 제거된, 도 1a의 광전지 조립체의 일부의 확대 단면도이다.
도 3은 적층된 배열 상태인, 도 1a의 광전지 조립체 중 3개의 프레임 부재의 개략적 단면도이다.
도 4는 도 1a의 광전지 조립체의 단순화된 측면도이다.
도 5a는 운송 상태인, 도 1b의 광전지 조립체의 일부의 확대 사시도이다.
도 5b는 강화 장치의 일부를 포함하는, 도 1a의 광전지 조립체의 일부의 확대 단면도이다.
도 5c 및 도 5d는 전개된 상태로 도 1a의 광전지 조립체의 전이를 도시한다.
도 6a는 화물 운송 컨테이너에 적재된, 도 1a 및 도 1b의 광전지 조립체의 적층된 배열의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 적층된 배열의 사시도로서, 적층된 배열로부터의 최상위 광전지 조립체의 제거를 추가로 도시한다.
도 6c는 전개된 상태로 전이된 최상위 광전지 조립체를 포함하는, 최상위 광전지 조립체와 도 6b의 적층된 배열의 사시도이다.
도 7a는 고정 배열로 지면에 장착된, 도 1a의 광전지 조립체의 후방 사시도이다.
도 7b는 수평 트래킹 배열로 지면에 장착된, 도 1a의 복수의 광전지 조립체의 사시도이다.
도 7c는 경사진 트래킹 배열로 지면에 장착된, 도 1a의 광전지 조립체의 사시도이다.
도 7d는 다른 경사진 트래킹 배열로 지면에 장착된, 도 1a의 광전지 조립체의 사시도이다.
도 8a는 전개된 상태인 강화 장치를 포함하는 본 발명의 원리에 따른 다른 광전지 조립체의 상부 사시도이다.
도 8b는 강화 장치가 운송 상태인, 도 8a의 광전지 조립체의 저면 사시도이다.
도 9는 강화 장치가 제거된, 도 8a의 광전지 조립체의 일부의 확대 단면도이다.
도 10은 강화 장치가 부분적으로 전개된, 도 8a 및 도 8b의 광전지 조립체의 일부의 저면 사시도이다.
도 11은 운송 상태인 도 8b의 광전지 조립체의 확대된 후방 사시도이다.
도 12a는 화물 운송 컨테이너에 적재된, 도 8a 및 도 8b의 광전지 조립체의 적층된 배열의 사시도이다.
도 12b는 도 12a의 적층된 배열의 사시도로서, 적층된 배열로부터의 최상위 광전지 조립체의 제거를 추가로 도시한다.
도 13은 도 8a의 광전지 조립체의 일부의 확대된 저면 사시도로서, 전개된 상태를 추가로 도시한다.
도 14는 지면에 장착된, 본 발명에 따른 다른 광전지 조립체의 사시도이다.
도 15는 전개된 상태의 강화 장치를 포함하는, 본 발명의 원리에 따른 다른 광전지 조립체의 상부 사시도이다.
도 16a는 운송 상태인 강화 장치를 포함하는, 도 15의 광전지 조립체의 일부의 확대된 후방 사시도이다.
도 16b는 전개된 상태인 강화 장치를 포함하는, 도 15의 광전지 조립체의 일부의 확대된 후방 사시도이다.
도 17은 본 발명의 원리에 따른 다른 광전지 조립체의 후방 사시도이다.
본 발명의 원리에 따른 광전지(PV) 조립체(20)의 일 실시예는 예컨대, 도 1a 및 도 1b에 도시된 대규모 태양 에너지 수집 설비에 유용하다. PV 조립체(20)는 하나 이상의 PV 라미네이트(22), 프레임워크(24) 및 강화 장치(26)를 포함한다. 다양한 구성 요소에 대한 세부 사항은 아래 제공된다. 하지만, 일반적으로 PV 라미네이트(22)는 프레임워크(24)의 외주 프레임(30)에 조립되고 외주 프레임(30)에 의해 수납된다. 강화 장치(26)는 프레임워크(24)와 연관되고, 적어도 도 1a의 전개된 상태에서 외주 프레임(30)에 커플링된다. 또한, 강화 장치(26)는 도 1b의 운송 상태로 전이 가능한데, 이 상태에서, 강화 장치(26)의 전체가 외주 프레임(30)의 피치의 영역 내에 배치된다. 이러한 운송 상태에서, PV 조립체(20)는 매우 소형이며 다른 유사한 PV 조립체에 또는 다른 유사한 PV 조립체와 함께 쉽게 적층되어 높은 컨테이너 운송 밀도를 달성한다. 또한, 설치 위치로 운반될 때, PV 조립체(20)는 도 1b의 운송 상태로부터 지면과 같은 소정의 구조에 장착하기 위한 도 1a의 전개된 상태로 용이하게 전이된다. 전개된 상태에서, 강화 장치(26)는 반복되는 돌풍에 직면하여 오랜 기간 동안의 구조적 완전성에 충분한 수준으로 외주 프레임(30)의 평면 내의 PV 조립체(20)의 강도 및 강성을 강화시킨다.
PV 라미네이트(들)(22)는 도 1a 및 도 1b에 포함되거나 또는 포함되지 않을 수 있는 다양한 형태를 취할 수 있다. 예컨대, PV 라미네이트(22)는 현재 공지되었거나 또는 태양 광전지 장치로 사용하기에 적절한 미래에 개발될 임의의 형태를 가질 수 있다. 또한, PV 조립체(20)는 단일의 대형 PV 라미네이트(22) 또는 대형 PV 라미네이트 배열체를 형성하도록 조합되는 복수의 PV 라미네이트(22)로 구성될 수 있다. 일반적으로, PV 라미네이트(22)는 광전지 셀의 어레이로 구성된다. 유리 라미네이트가 환경 보호를 위해 광전지 셀 위에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 광전지 셀은 미국 캘리포니아주 산 호세에 소재한 선파워 코프.로부터 구입 가능한 유형과 같은 이면 접촉 셀을 포함하는 것이 유리하다. 기준으로서, 이면 접촉 셀 내에서는 외부 전기 회로로 연장되는 배선이 증가된 태양 에너지 수집 면적을 위해 셀의 이면(즉, 설치시 태양으로부터 멀어지는 방향을 향하는 면)에 커플링된다. 이면 접촉 셀은 또한 전체가 본원에 참조로서 포함되는 미국 특허 제5,053,083호 및 제4,927,770호에 개시된다. 다른 유형의 광전지 셀도 본 발명의 장점으로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 예컨대, 광전지 셀은 실리콘 박막, 비실리콘 장치(non-silicon devices)(예컨대, GaAs를 포함하는 III-V 셀) 등과 같은 박막 기술을 포함할 수 있다. 또한, PV 라미네이트(22)는 양면 가공될 수 있다.
도면에는 도시되지 않았지만, 배선 또는 다른 전기 구성 요소와 같은 추가의 구성 요소가 각각의 PV 라미네이트(22)를 구비할 수 있다. 또한, PV 라미네이트(22)는 프레임워크(24)로부터 분리된 구성 요소를 구성함으로써 장착 또는 유지될 수 있다. 따라서, 예컨대 PV 라미네이트(22) 중 하나 이상은 (그 용어가 통상적으로 채용되었던 것과 같이) 자체 작동 PV 모듈(standalone PV module)로서 제공될 수 있으며 프레임워크(24)에 후속하여 조립될 수 있다.
정확한 구조와 상관없이, PV 라미네이트(22)는 PV 전방 표면(40) 및 PV 후방 표면(42)(도 2에 가장 잘 도시됨)을 형성한다. 기준으로서, PV 라미네이트(22)와 연관된 추가의 구성 요소(제공되는 경우)는 PV 후방 표면(42)에서 또는 PV 후방 표면(42)을 따라 종래와 같이 위치되거나, 도시되지 않는다. 또한, PV 조립체(20)가 둘 이상의 PV 라미네이트(22)를 포함하는 경우, PV 라미네이트(22)들은 조합되어 집합적으로 PV 전방 표면(40) 및 PV 후방 표면(42)을 형성한다[즉, PV 라미네이트(22)는 서로 동일 평면을 이룬다].
PV 라미네이트(들)(22)의 상술한 이해를 참조하면, 프레임워크(24)는 대체로 PV 라미네이트(들)(22)의 주연부를 유지 및 둘러싸도록 구성되는 외주 프레임(30)을 포함한다. 외주 프레임(30)은 다양한 형상을 형성할 수 있으며, 일부 실시예에서는 직사각형이 되는 PV 조립체(20)를 형성한다. 따라서, 외주 프레임(30)은 대향하는 제1 및 제2 측면 프레임 부재(50, 52)와, 대향하는 제1 및 제2 단부 프레임 부재(54, 56)를 포함할 수 있다. 외주 프레임(30)이 직사각형인 실시예에 있어서, 측면 프레임 부재(50, 52)는 동일하며, 도 1b에 반영된 PV 조립체(20)의 길이(L)를 형성한다. 유사하게, 단부 부재(54, 56)는 동일하며, PV 조립체(20)의 폭(W)을 형성한다. 외주 프레임(30)에 의해 보유되는 길이(L) 및 폭(W) 치수과 그에 따른 PV 라미네이트(들)(22)의 크기/면적(출력 용량과 관련됨)은 상대적으로 크다. 예컨대, 일부 구성에서, 길이(L)는 3.05m(10피트) 이상이고, 대안적으로는 3.66m(12피트) 미만이고, 다른 구성에서는 4.57m(15피트) 이상이다. 폭(W)은 1.52m(5피트) 이상이며, 대안적으로는 1.83m(6피트) 이상이다. 하지만, 일부 실시예에서는 길이(L) 및 폭(W) 치수는 (선박, 기차, 트럭 등에 의한 물품 수송에 사용될 수도 있는) 종래의 화물 운송 컨테이너와 관련된 길이 및 폭 치수를 초과하지 않도록 선택된다.
상술된 가변 치수와 별개로, 외주 프레임 부재(50 내지 56)는 동일할 수 있다. 예컨대, 프레임 부재(50 내지 56)는 강하고 단단한 재료(예컨대, 스틸 또는 알루미늄 비임 또는 관)으로 형성된다. 제1 측면 프레임 부재(50)는 도 2에 단면도로 도시되고, PV 지지 섹션(60) 및 선택적인 스커트 섹션(62)을 포함 또는 형성한다. 상세하게 후술되는 바와 같이, PV 지지 섹션(60)은 PV 라미네이트(들)(22)와 강화 장치(26)(도 2에서는 생략되었지만 도 1a 및 도 1b에는 도시됨)를 유지하는 역할을 한다. 스커트 섹션(62)은 제공되면 외주 프레임(30)의 전체 강성을 강화하는 역할을 하며 적층 구성을 제공한다.
PV 지지 섹션(60)은 제1 및 제2 PV 지지면(64, 66)과 내부면(68)을 형성 또는 규정한다. 일부 구조에서, PV 지지면(64, 66)은 평행한 방식으로 배열되고, 내부면(68)은 그에 수직하게 연장된다. 어떠한 경우에도, 프레임 부재(50 내지 56)는 서로 공간적으로 정렬되어, 대응하는 제1 PV 지지면(64)들은 조합하여 공통의 제1 PV 지지면 평면(A1)을 형성하고, 제2 PV 지지면(66)들은 조합하여 공통의 제2 PV 지지면 평면(A2)을 형성한다. 또한, 제1 높이(H1)는 PV 지지면들(64, 66) 사이[및 그에 따라 PV 지지면 평면들(A1, A2) 사이]의 선형 거리 또는 치수에 의해 규정된다.
선택적인 스커트 섹션(62)은 내부면(68)에 대해 PV 지지 섹션(60)으로부터 외측으로 돌출되고, 대향하는 제1 및 제2 보강면(70, 72)과 외부면(74)을 형성한다. 일부 실시예에서, 제1 보강면(70)은 제1 및 제2 PV 지지면(64, 66)에 대해 평행하게 배열되고 제1 및 제2 PV 지지면 평면들(A1, A2) 사이에 위치된다. 제2 보강면(72)은 제1 PV 지지면(64)의 반대 방향[즉, 도 2의 배향에 대해 제2 PV 지지면(66) 아래]으로 제2 PV 지지면(66)으로부터 이격된다. 제2 높이(H2)는 보강면들(70, 72) 사이의 선형 거리에 의해 규정된다. 이러한 구조에 있어서, PV 지지 섹션(60) 및 스커트 섹션(62)은 조합하여 프레임 부재(50 내지 56)의 전체 높이(OH)를 형성하며, 그에 따라 전체적으로 외주 프레임(30)의 전체 높이(OH)를 형성한다. 특히, 전체 높이(OH)는 제2 보강면(72)과 제1 PV 지지면(64)[또는 제1 지지면 평면(A1)] 사이의 선형 거리로서 형성된다. 따라서, 도 2의 일 구조에 있어서, 전체 높이(OH)는 PV 지지 섹션(60)의 높이(H1)보다 크다. 그로 인해, 상기 구조는 [전체 높이(OH)가 PV 지지 섹션 높이(H1)에 완전히 한정되는 구조에 비해] 2차 모멘트를 증가시킴으로써 추가적인 굽힘 모멘트를 통해 외주 프레임(30)의 전체 강성을 증가시킨다. 사실상, 본 발명과 관련된 대안적 구성에 있어서, 스커트 섹션(62)은 강화 장치(26)가 더 이상 필요하지 않으며 제거될 수 있는 수준으로 외주 프레임(30)을 충분히 강화하도록 크게 확대될 수 있다. 하지만, 후술되는 다른 실시예에서, 프레임 부재(50 내지 56)는 PV 지지 섹션 높이(H1) 및 전체 높이(OH)가 동일하도록 구성될 수도 있다.
프레임 부재(50 내지 56)는 동일하게 형성된 다른 외주 프레임에 외주 프레임(30)을 포개거나 또는 적층하는 것을 용이하게 하는 구성을 더 포함할 수 있다. 특히, PV 지지 섹션(60)은 제1 포갬면(76)을 포함 또는 형성할 수 있는 반면에, 스커트 섹션(62)은 제2 포갬면(78)을 형성한다. 제1 포갬면(76)은 제1 PV 지지면(64)과 제1 보강면(70) 사이에서 각도 방식(angular fashion)으로 연장한다. 제2 포갬면(78)은 제2 보강면(72)과 제2 PV 지지면(66) 사이에서 유사한 각도 방식으로 연장한다. 또한, 포갬면(76, 78)은 전체적으로 중첩되는 방식으로 공간 배열된다. 선택적인 포갬면(76, 78)의 형상 및/또는 형태와 무관하게, 외주 프레임(30)은 동일하게 형성된 별개의 외주 프레임(30) 상에 적층될 수 있으며, 이때 외주 프레임(30)의 유효한 적층 높이는 피치(P)를 특징으로 한다. 적층된 배열은 상세하게 후술된다. 하지만, 일반적으로 피치(P)는 적층되었을 때 외주 프레임(30)에 의해 제공되는 대향하는 하중 지지면들 사이의 선형 거리이며, 부하 지지면은 외주 프레임(30) 상에 적층된 광전지 조립체의 하중이 대부분 지지되는 외주 프레임(30)의 최상위면과, 외주 프레임(30)이 적층되는 광전지조립체에 의해 주로 지지되는 외주 프레임(30)의 최하위면으로 정의된다. 예컨대, 도 2의 일 구조에 있어서, 스커트 섹션(62)의 높이(H2)는 PV 지지 섹션(60)의 높이(H1)보다 커서, 스커트 섹션 높이(H2)도 피치(P)가 되고, 보강면(70, 72)은 명확하게 후술되는 바와 같이 하중 지지면으로 작용한다. 대안적으로, 외주 프레임(30)은 PV 지지 섹션 높이(H1)가 스커트 섹션 높이(H2)보다 크도록 구성될 수 있다. 이러한 구조에 있어서, 피치(P)는 PV 지지 섹션 높이(H1)이며, 이때 PV 지지면(64, 66)은 하중 지지면으로 작용한다. 또 다른 구조에 있어서, 외주 프레임(30)은 제1 PV 지지면(64) 및 제2 보강면(72)이 대향하는 하중 지지면으로 작용하도록 구성되며, 이때 피치(P)는 전체 높이(OH)가 된다.
피치(P)의 상술된 설명을 참조하면, 피치(P)는 운송 도중 PV 조립체(20)를 위한 적층 깊이를 설정하며(도 1A), 이 피치는 일부 구성에 있어서 20.32㎝(8인치) 이하이다. 대안적으로, 피치(P)는 12.70㎝(5인치) 이하, 또는 10.16㎝(4인치) 이하이다. 또 다른 실시예에서, 피치(P)는 7.62㎝(3인치) 정도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 개별 외주 프레임(30) 및 그에 따른 대응하는 PV 조립체(20)(도 1A)는 서로 용이하게 적층 또는 포개진다. 예컨대, 도 3은 제1 내지 제3 외주 프레임(30 내지 30")의 대응하는 프레임 부재의 적층된 배열을 도시한다. 제2 외주 프레임(30')은 제1 외주 프레임(30) 상에 포개지며, 이때 제1 외주 프레임(30)의 제1 보강면(70)은 제2 외주 프레임(30')의 제2 보강면(72')과 인접하여 제2 보강면을 지지한다. 제2 외주 프레임(30')의 하중은 제1 보강면(70)/제2 보강면(72') 인터페이스에서 제1 외주 프레임(30)에 의해 주로 지지되어, 보강면들(70, 72')은 하중 지지면으로 작용한다. 또한, 제1 외주 프레임(30)의 제1 포갬면(76)은 제2 외주 프레임(30')의 제2 포갬면(78')과 정렬하고 제2 포갬면에 대해 포개진다. 유사한 적층된 또는 포개진 인접 관계가 각각 제3 외주 프레임(30")의 제2 포갬면(78")과 제2 보강면(72")에 대해 제2 외주 프레임(30')의 제1 포갬면(76')과 제1 보강면(70') 사이에 제공된다. 환언하면, 제3 외주 프레임(30")의 하중은 제1 보강면(70')/제2 보강면(72") 인터페이스에서 제2 외주 프레임(30')에 의해 주로 지지되어, 보강면들(70', 72")은 하중 지지면으로 작용한다. 개별 외주 프레임 각각[예컨대, 제2 외주 프레임(30')]에 비해, PV 지지면들[예컨대, PV 지지면들(64', 66')] 사이의 선형 거리가 보강면들[예컨대, 보강면들(70', 72')] 사이의 거리보다 짧기 때문에, 적층된 배열 내의 인접한 외주 프레임들의 PV 지지면들 사이에 간극이 형성된다[예컨대, 간극(79)이 제2 외주 프레임(30')의 제2 PV 지지면(66')과 제1 외주 프레임(30)의 제1 PV 지지면(64) 사이에 형성된다].
상술한 배열에 있어서, 각각의 적층된 외주 프레임(30 내지 30")에 의해 점유되는 유효한 수직 공간은 대응하는 피치(P)로 제한된다. 즉, 외주 프레임(30 내지 30")은 상술된 바와 같이 상승된 전체 높이(OH)(도 2)로 인해 강화된 강성 특징을 포함하지만, 적층된 배열 내에서 감소된 양의 수직 공간[즉, 전체 높이(OH)보다 작은 수직 공간]을 요구한다. 그 결과, 포갬 구성을 포함하지 않는 구성에 비해 더 많은 수의 외주 프레임(30)[및 그에 따라 더 많은 수의 PV 조립체(20)]이 제한된 공간에 보관된다.
상술된 바와 같이, 외주 프레임(30 내지 30")은 PV 지지면들(62, 64)이 하중 지지면으로 작용하도록 대안적으로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 외주 프레임(30)에 비해, PV 지지면들(62, 64) 사이의 선형 거리가 보강면들(70, 72) 사이의 선형 거리보다 클 수 있다. 따라서, 외주 프레임(30)의 피치(P)는 PV 지지들(62, 64) 사이의 거리[즉, 도 2의 PV 지지 섹션 높이(H1)]이지만, 상술된 바와 동일한 이점(예컨대, 강성의 증가 및 적층 높이의 감소)이 충족된다.
도 1a 및 도 1b를 다시 참조하면, 외주 프레임(30)은 PV 라미네이트(들)(22)를 위한 주 지지 구조물로 작용한다. 선택적으로, 하나 이상의 중간 크로스 비임(80)이 [예컨대, 단부 프레임 부재들(54, 56)에 평행한] 측면 프레임 부재들(50, 52) 사이에서 이들을 상호 연결하도록 연장하는 프레임워크(24)를 구비할 수 있다. 예컨대, 후술되는 지지 구조 및/또는 트래킹 시스템에 PV 조립체(20)의 장착을 용이하게 하며 단부 프레임 부재(54, 56)로부터 각각 돌출하는 샤프트(82a, 82b)를 포함하는 추가의 구성도 제공될 수 있다. 다른 추가의 프레임워크 구성 요소가 제공될 수 있으며 그리고/또는 샤프트(82a, 82b) 중 하나 또는 양자 모두가 생략될 수도 있다.
강화 장치(26)의 실시예가 더욱 상세하게 후술된다. 하지만, 일반적으로는 강화 장치(25)의 구성은 전개된 상태에서의 PV 조립체(20)의 필요한 강화 및 운송 상태에서의 외주 프레임(30)의 깊이 내에서의 강화 장치(26)의 전체의 선택적 배열을 기초로 한다. 예컨대, 도 2는 외주 프레임(30)에 대한, 특히 제1 측면 프레임 부재(50)의 일 구조에 대한 PV 라미네이트(들)(22)의 조립을 도시한다. PV 라미네이트(들)(22)는 외주 프레임(30)에 조립되어, PV 전방 표면(40)은 제1 PV 지지면(64)[및 그에 따라 제1 PV 지지면 평면(A1)]에 또는 그에 바로 인접하여 존재한다. PV 후방 표면(42)은 제1 PV 지지면(64)에 대향하지만, 제2 PV 지지면(66)[및 그에 따라 제2 PV 지지면 평면(A2)으로부터 이격된다. 그 결과, 외주 프레임(30) 및 PV 라미네이트(들)(22)는 조합하여, 외주 프레임 부재(50 내지 56)에 의해 측방향으로 경계를 이루며 제2 PV 지지면 평면(A2)에서 종단되는 수용 영역(90)을 형성한다. 수용 영역(90)은 PV 후방 표면(42)으로 연장하는 것으로 설명될 수 있다. 대안적으로, 수용 영역(90)은 예컨대, PV 라미네이트(22)를 수용하도록 외주 프레임 부재(50 내지 56)과 함께 형성되는 장착 선반부(86)와 같은 정도로 위치될 수도 있는 크로스 비임(80)(도 1a)을 통해 PV 후방 표면(42)으로부터 이격되어 형성될 수 있다(예컨대, 도 2는 장착 선반부(86)를 포함하는 것과 같이 제1 단부 프레임 부재(54)를 포함한다). 어떠한 경우에도, 수용 영역(90)은 강화 장치(26)(도 1a)가 PV 조립체(20)의 운송 상태에서 완전히 보관되는 깊이(D)를 갖는 개방 체적을 제공한다.
수용 영역(90)의 깊이(D)는 외주 프레임(30)의 피치(P) 이하이며 정상상태에서는 그 미만이다[피치(P)는 프레임 부재(50 내지 56)의 형상의 함수이며, 도 2의 구조에 있어서 스커트 세그먼트 높이(H2)는 피치(P)로 작용하지만 다른 예에서는 PV 지지 세그먼트 높이(H1)에 의해 형성될 수 있다]. 이러한 피치(P)와 마찬가지로, 수용 영역(90)의 깊이(D)는 상대적으로 작아서 높은 운송 밀도를 증진한다. 예컨대, 일부 실시예에서, 깊이(D)는 20.32㎝(8인치) 이하이다. 대안적으로 깊이(D)는 12.70㎝(5인치) 이하, 또는 10.16㎝(4인치) 이하이다. 또 다른 실시예에서, 깊이(D)는 7.62㎝(3인치) 정도이다.
상기 이해를 참조하고 도 1a를 다시 참조하면, 본 발명의 일부 실시예에서 강화 장치(26)는 적어도 도 1a의 전개된 상태에서 하나 이상의 트러스 구조물(102)(전체적으로 참조됨)을 형성하도록 조합하는 복수의 로드(100)를 포함한다. 또한, 로드(100)는 예컨대, 절첩식 배열에 의해 수용 영역(90)(도 2) 내에서의 배치를 위해 배열 및 크기가 결정된다.
일부 실시예에서, 복수의 로드(100)는 제1 및 제2 로드 세트(104, 106)와 같이 서로에 대해 분할되거나 커플링된다. 도 1a의 전개된 상태에서, 로드 세트(104, 106)는 서로 부착되어, 후술되는 바와 같이 PV 조립체(20)의 전체 강성을 강화한다. 로드 세트(104, 106)는 동일할 수 있으며, 제1 로드 세트(104)는 도 4에 상세하게 도시된다. 제1 로드 세트(104)는 서로 조합하거나 또는 외주 프레임(30)과 조합하여 트러스 구조물(102) 중 적어도 하나를 형성하는 둘 이상의 로드(100)를 포함한다. 예컨대, 제1 로드 세트(104)는 제1 및 제2 로드(108, 110)를 포함한다. 제1 로드(108)는 적어도 도 4의 전개된 상태에서 제1 측면 프레임 부재(50)에 커플링되는 베이스 단부(112)와, 베이스 단부(112)에 대향하는 선단 단부(114)를 갖는다. 또한, 제2 로드(110)는 베이스 단부(116) 및 선단 단부(118)에 의해 형성되고, 베이스 단부(116)는 제1 로드(108)의 베이스 단부(112)로부터 이격된 위치에서 제1 측면 프레임 부재(50)에 커플링된다. 로드(108, 110)는 제1 측면 프레임 부재(50)의 평면에 대해 수직하지 않은 방식으로 연장하고, 선단 단부(114, 118)는 정점을 형성함에 있어서 서로 커플링된다. 후술되는 바와 같이, 베이스 단부(112, 116)는 제1 측면 프레임 부재(50)에 피벗식으로 연결될 수 있거나 또는 외주 프레임(30)에 회전 가능하거나 피벗식으로 연결될 수도 있는 커플링 로드에 공통적으로 부착될 수 있다[즉, 커플링 로드는 제1 측면 프레임 부재(50)에 대해 회전할 수 있다]. 어떠한 경우에도, 삼각형 트러스 구조물(도 4에서 도면 부호 102a로 표시됨)이 형성된다.
제2 트러스 구조물(102b)은 예컨대, 제3 및 제4 로드(120, 122)를 통해 추가적으로 제공될 수 있다. 제3 로드(120)의 베이스 단부(124)는 예컨대, 피벗 가능한 커플링을 통해 제2 로드(110)의 베이스 단부(116)에 매우 인접하여 적어도 전개된 상태에서 제1 측면 프레임 부재(50)에 커플링된다. 제3 로드(120)의 선단 단부(126)는 제4 로드(122)의 선단 단부(128)에 연결되고, 제4 로드(122)의 베이스 단부(130)는 유사하게 적어도 전개된 상태에서 제1 측면 프레임 부재(50)에 피벗식으로 커플링된다. 추가적인 트러스 구조물(102)은 둘 이상의 추가적인 로드에 의해 추가로 형성될 수 있다. 또한, 지지 로드(132)는 트러스 구조물들(102a, 102b)의 정점들 사이에서 연장하여 이러한 정점들을 상호 연결한다[지지 로드(132)는 각각의 선단 단부(114, 118, 126 및 128)에서 제1, 제2, 제3 및 제4 로드(108, 110, 120 및 122)에 커플링된다]. 따라서, 효과적으로는 지지 로드(132)는 제2 및 제3 로드(110, 120)와 조합하여, 제3 트러스 구조물(102c)을 형성한다. 제1 로드 세트(104)의 길이에 비해, 지지 로드(132)는 둘 이상의 개별 로드 세그먼트로 구성될 수 있거나, 또는 단일의 연속된 로드일 수도 있다. 또한, 지지 로드(132)는 제2 로드 세트(106)(도 1a) 또는 제공된 추가적인 지지 로드(또는 로드들)에 공통적으로 링크될 수 있다.
제1 로드 세트(104)[및 제2 로드 세트(106)]는 도 4에 도시된 것과 다른 다양한 형태를 취할 수 있다. 예컨대, 트러스 구조물(102)은 추가의 로드로 강화될 수 있다.
로드 세트(104, 106)의 정확한 구성과 관계없이, 개별 로드(100)의 각각은 수용 영역(90) 내에 완전히 수용되는 크기를 갖는다(도 2). 예컨대, 일부 실시예에서, 어떠한 로드(90)로 외주 프레임(30)의 길이(L)(도 1b)보다 큰 길이를 갖지 않거나, 또는 수용 영역(90)의 깊이(D)(도 2)보다 큰 두께/직경을 갖지 않는다. 따라서, 로드 세트(104, 106)의 로드(100)는 서로로부터 조립 해제될 수 있으며, 운송 상태로 수용 영역(90) 내에서 임시로 보관될 수 있다. 다른 실시예에서, 그리고 상술된 바와 같이, 로드 세트(104, 106)의 로드(100)는 서로에 대해 더욱 영구적으로 조립되고, 외주 프레임(30)에 대한 대응하는 커플링은 후술되는 바와 같이 전개된 상태와 운송 상태 사이에서 로드 세트(104, 106)의 로드(100)의 신속한 전이와 그에 따른 강화 장치(26)의 신속한 전이를 촉진한다. 로드 세트(104, 106)가 영구적으로 상호 연결되는 이러한 구성에 있어서, 각 로드 세트(104, 106)와 관련된 개별 로드(100)의 각각은 수용 영역(90) 내에 완전히 배치되도록 크기를 가지며 배향된다. 예컨대, 로드(100)의 몇몇은 외주 프레임(30)의 폭(W)(도 1b)보다 큰 선형 길이를 가질 수 있다[예컨대, 제1 내지 제4 로드(108, 110, 120 및 122)가 폭(W)보다 큰 선형 길이를 가질 수 있다]. 하지만, 이러한 소위 치수화된 로드들은 단부 프레임 부재(54, 56)의 방향에 대해 평행하지 않도록 공간적으로 배열되어, 대응하는 로드 세트(104, 106)가 운송 상태로 전이될 때, 로드(100)는 수용 영역(90) 내에서 용이하게 포개진다. 또한, 종방향 지지 로드(들)(132)의 길이는 외주 프레임(30)의 길이(L)보다 작아서, 종방향 지지 로드(들)(132)도 수용 영역(90) 내에 완전히 포개진다.
운송 상태의 강화 장치(26)의 절첩된 배열이 도 5a에 상세하게 도시된다. 이러한 하나의 가능한 구조에 있어서, 제1 로드 세트(104)는 제1 측면 프레임 부재(50)에 피벗식으로 커플링되고, 수용 영역(90)으로 절첩 또는 피벗된다. 제2 로드 세트(106)는 제1 로드 세트(104)에 피벗식으로 연결되고, 제2 측면 프레임 부재(52)로부터 커플링 해제된다. 특히, 제2 로드 세트(106)는 수용 영역(90) 내에서 절첩 또는 피벗되고, 제1 로드 세트(104) 내에서 포개진다.
설명 기준으로서, 제1 로드 세트(104)의 제1 내지 제4 로드(108, 110, 120, 122)가 도 5a에 도시되어 있으며, 제2 로드 세트(106)의 제1 내지 제4 로드(134 내지 140)도 도시되어 있다. 제1 측부 프레임 부재(50)는 제1 로드 세트(104)의 로드(100)가 피벗식으로 연결되는 복수의 결합체(142)를 형성하거나 포함한다. 예로서, 제2 로드(110)의 베이스 단부(116) 및 제3 로드(120)의 베이스 단부(124)는 도 5a의 도면에서 볼 수 있는 결합체(142)에 피벗식으로 연결된다[예를 들어, 핀(미도시)에 의해 결합체(142)에 연결된다]. 유사한 피벗 연결부가 결합체(142)의 대응하는 결합체에 대해 제1 로드 구조체(104)의 나머지 로드(100)의 베이스 단부 사이에 형성된다.
유사하게, 제2 측부 프레임 부재(52)는 제2 로드 세트(106)의 대응 로드(100)의 베이스 단부에 대한 피벗식 연결을 위한 결합체(144)를 형성하거나 포함한다. 그러나, 도 5a의 운송 상태에서, 제2 로드 세트(106)는 제2 측부 프레임 부재(52)의 결합체(144)로부터 분리된다. 대신, 제2 로드 세트(106)의 로드(100)는 제1 로드 세트(104) "내에" 절첩된다. 도 5a는 제2 로드(136)의 베이스 단부(146) 및 선단 단부(148)와, 제3 로드(138)[제2 로드 세트(106)의]의 베이스 단부(150) 및 선단 단부(152)를 예시한다. 선단 단부(148, 152)는 지지 로드(132)에 피벗식으로 연결되고, 제1 로드 세트(104)의 로드(100)의 선단 단부도 마찬가지이다. 특히, 도 5a는 일부 실시예에서, 지지 로드(132)가 복수의 별개의 세그먼트[예를 들어, 지지 로드 세그먼트(132a, 132b)]로서 또는 그들에 의해 형성될 수 있다는 것을 반영한다. 따라서, 예로서, 제2 로드(110, 136)의 선단 단부(118, 148)는 공통 연결 지점에서 제1 지지 로드 세그먼트(132a)에 피벗식으로 연결된다[제1 로드(108, 134)의 선단 단부도 마찬가지이다]. 유사하게, 제3 로드(120, 138)의 선단 단부(126, 152)는 공통 연결 지점 및 제2 지지 로드 세그먼트(132b)에서 제1 지지 로드 세그먼트(132a)에 피벗식으로 연결된다[제4 로드(122, 140)의 선단 단부도 마찬가지이다]. 이에 관하여, 제2 로드 세트(106)의 로드(100)가 제1 로드 세트(104)의 대응 로드(100)의 각진 연장부와 같은 정도의 각도로 지지로드(132)로부터 연장하지만, 제2 로드 세트(106)의 로드(100)는 제1 로드 세트(104)의 대응 로드(100)보다 미소하게 더 짧다. 이 구성은 제2 로드 세트(106)가 운송 상태에서 쉽게 제1 로드 세트(104) 내에 포개어질 수 있게 한다. 따라서, 절첩 또는 운송 상태에서, [제2 로드 세트(106)의] 제2 및 제3 로드(136, 138)의 베이스 단부(146, 150)가 제1 측부 프레임 부재(50)를 구비한 대응 결합체(142)에 인접하게, 그러나, 약간 이격되어 종결한다. 또한, 제2 로드 세트(106)의 로드(100) 각각은 제1 로드 세트(104)의 대응 로드(100)에 대해 포개어진다[예를 들어, 도 5a의 도면에서, 제2 로드 세트(106)의 제1 로드(134)는 제1 로드 세트(104)의 제1 로드(108)에 대해 포개어지고, 제2 로드 세트(106)의 제2 로드(136)는 제1 로드 세트(104)의 제2 로드(110)에 대해 포개어지는 등]. 따라서, 도 5a의 운송 상태에서, 로드(100) 모두는 로드(100)중 어떠한 것도 수용 영역(90)을 초과하여 돌출하지 않도록 공간적으로 정렬된다.
운송 상태에서 강화 장치(26)의 축소적 특성이 도 5b에 추가로 반영되어 있다. 특히, 도 5b는 제1 측부 프레임 부재(50)를 내부면(68)으로부터 연장하거나 내부면에 부착되는 결합체(142) 중 하나를 포함하는 것으로서 예시하고 있다. 또한, 강화 장치(26)의 로드(100) 중 하나가 도시되어 있으며, 이는 제1 로드 세트(104)의 일부로서 제공되어 있다(도 1a). 로드(100)는 결합체(142)에 피벗식으로 연결되고, 수용 영역(90) 내에 전체적으로 피벗 또는 절첩될 수 있다. 이 일 예시적 실시예에서, 로드(100)는 예로서, 크로스 비임(80)(도 5a에 가장 잘 도시됨) 중 각각의 하나에 대해 지탱되는 지지 로드(132)(도 5a)를 통해 프레임워크(24)에 대해 지지된다. 로드(100) 각각은 동일 또는 거의 동일한 두께(또는 직경)(T)로 형성될 수 있으며, 이 두께(T)는 수용 영역(90)의 깊이(D) 미만이다. 따라서, 도 5b의 운송 상태에서, 로드(100) 중 각각의 하나, 그리고, 모두의 전체가 수용 영역(90) "내에" 존재하고, 제2 PV 지지면 평면(A2)을 초과하여 외향 돌출하지 않는다.
운송 상태로부터 전개 상태로의 강화 장치(26)의 전이가 도 5c 및 도 5d에 예시되어 있다. 도 5c는 부분적 전개를 반영하며, 여기서, 지지 로드(132)는 제1 측부 프레임 부재(50)에 대한 제1 로드 세트(104)의 피벗을 통해 PV 라미네이트(들)(22)로부터 이격 방향으로 이동된다. 그후, 제2 로드 세트(106)의 베이스 단부가 제1 로드 세트(104)의 베이스 단부로부터 이격 방향으로 피벗되고[지지 로드(132)를 피벗시킴], 도 5d에 도시된 바와 같이 제2 측부 프레임 부재(52)에 결합된다[결합 본체(144)(도 5a)에 의해]. 제2 로드 세트(106)를 제2 측부 프레임 부재(52)에 결합시키는 것은 예로서, 원하는 연결을 실행하기 위해 핀을 사용하여, 설치자에 의해 다양한 형태로 달성될 수 있다.
강화 장치(26)의 운송 상태에서의 PV 조립체(20)의 매우 축소적인 특성은 제조자로부터 설치 위치로의 현재까지는 불가능하였던 운송 밀도를 가능하게 한다. 특히, 도 6a에 도시된 바와 같이, 비교적 많은 수의 PV 조립체(20)가 적층된 배열(160)로 배치되어 종래의 화물 운송 컨테이너(162) 내에 보관될 수 있다. 적층된 배열(160)에서, 개별 PV 조립체(20)는 서로 상하로 적층되고[대응 강화 장치(26)(도 1a)가 운송 상태에 있는 상태로], 그래서, 인접 PV 조립체(20)의 외주 프레임(30)이 도 3에 관하여 상술된 바와 같이 서로에 대해 포개어지거나 지탱될 수 있다. 이 적층된 배열은 PV 라미네이트(들)(22)에 대한 손상을 방지하고, 예로서, 바퀴달린 팔레트(미도시)에 의해 화물 운송 컨테이너(162) 내로 편리하게 적재될 수 있게 한다. 화물 운송 컨테이너(162)가 다양한 치수를 취할 수 있지만, 종래의 화물 운송 컨테이너는 3.05m(10피트) 내지 12.19m(40피트) 외부 길이, 1.52m(5피트) 내지 2.74m(9피트) 외부 폭 및 1.52m(5피트) 내지 2.74m(9피트) 높이 정도의 내부 치수를 갖는다. 더 큰 치수의 화물 운송 컨테이너도 일반적으로 사용된다. 12.19m(40피트) 길이(외부 치수) 화물 운송 컨테이너에서, 놀랍게도 충분한 수의 본 발명에 따른 PV 조립체(20)가 로딩될 수 있어서, 종래의 컨테이너를 사용한 운송 밀도를 초과하는 컨테이너 운송을 제공할 수 있다는 것이 발견되었다. 설명 기준으로서, 운송 밀도는 사용되는 PV 라미네이트(22)의 포맷 및 효율의 함수이다. 이를 고려하여, 본 발명의 PV 조립체(20)는 예로서, 외주 프레임(30)이 7.62㎝(3인치) 정도의 피치(P)(도 2)를 갖는 실시예에서, 약 10% 효율을 갖는 박막 PV 기술을 사용하는 PV 라미네이트(22)에서 적어도 60kWp의 컨테이너 운송 밀도를 제공할 수 있고, 약 18% 효율을 갖는 고효율 실리콘 PV 기술을 사용하는 PV 라미네이트에서 적어도 100kWp의 운송 밀도를 제공할 수 있다. PV 라미네이트(22)의 효율 및 포맷과 화물 운송 컨테이너(162)의 크기에 따라서 더 크거나, 더 작은 다른 운송 밀도도 달성될 수 있다.
높은 운송 밀도를 촉진하는 것에 추가로, 본 발명의 PV 조립체(20)는 쉽게 적재 해제 및 설치된다. 예로서, 도 6b를 참조하면, 적재된 화물 운송 컨테이너(162)의 설치 위치로의 운송 및 전달에 후속하여, 개별 PV 조립체(20)가 적층된 배열(160)로부터 쉽게 제거된다. 적층된 배열(160)은 최상부 PV 조립체(20a)를 갖는 것으로 설명될 수 있다[적층된 배열(160)로부터 부분적으로 제거된 상태로 도 6b에 반영되어 있음]. 적층된 배열(160)로부터 들어올려지고 나면, 최상부 PV 조립체(20a)는 도 6c에 도시 및 설명된 바와 같이 전개 상태로 전이된다.
제2 로드 세트(106) 결합 절차 및 관련 구성요소(예를 들어, 핀)를 제외하면, 일부 실시예에서 전개 상태로 강화 장치(26)를 즉시 완전히 전이시키는데에 어떠한 다른 조립 또는 조작자 인터페이스도 요구되지 않는다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 로드(100)가 운송 상태에서 프레임워크(24)로부터, 그리고, 서로로부터 결합해제되고, 따라서, 프레임워크(24)/전개 상태로 수동 조립된다. 결과적인 트러스 구조체(102)의 크기는 설치 위치에서 예상되는 환경적 조건을 충족시키기 위해 필요한 정도로 PV 조립체(20)를 강인하게 지지 또는 강화한다. 즉, 전개된 강화 장치(26)는 PV 조립체(20), 특히, 외주 프레임(30)의 구조적 완전성을 보강하고, 그래서, 4.57m(15피트)보다 큰 외주 프레임 길이에서도 PV 조립체(20)는 90 mile/hour까지의 돌풍의 존재시에도 파괴되지 않거나, 다른 방식으로 그에 의해 손상되지 않는다.
전개 상태가 되고 나면, PV 조립체(20)는 지지 구조체, 그리고, 선택적으로, 추적 시스템에 의해 설치 위치에서 즉시 최종 장착될 수 있다. PV 조립체(20)의 한가지 가능한 고정 설치예가 도 7a에 도시되어 있다. 하나 이상의 지면 장착 지지 구조체(170)(예를 들어, 시멘트 기부)가 지면(172)에 대해 PV 조립체(20)를 고정하고, 전개 상태의 강화 장치(26)는 장착을 위한 베이스로서 기능한다. 예로서, 후방 지지 구조체(170a, 170b)가 강화 장치(26)에 장착되고, 외주 프레임(30)이 전방 지지 구조체(170c, 170d)에 장착되어 PV 라미네이트(들)(22)의 경사 배향을 도출한다. 비록, 도시되어 있지는 않지만, 일련의 유사하게 구성 및 장착된 PV 조립체(20)가 나란히 장착될 수 있으며, 대응 PV 라미네이트(22)는 대규모 태양광 에너지 수집 현장의 일부로서 전기적으로 연결된다.
PV 조립체(20)는 마찬가지로 추적형 설비에도 유용하다. 설명 기준으로서, 추적기 구동 시스템은 다양한 형태를 취할 수 있으며, 일반적으로 가능한 태양에 대해 사각형으로서 패널을 유지하기 위해 PV 패널의 열을 회전 또는 요동시키도록 동작한다. 통상적으로, 열은 그 축이 북-남 방향으로 배치된 상태로 배열되고, 추적기 구동 시스템은 아치의 동향 방향으로부터 오후의 서향 방향까지 하루 내내 패널의 열을 점진적으로 회전시킨다. 패널의 열은 다음 날의 동향 배향으로 복귀된다. 단일 축 또는 이중 축 추적기 구동 시스템이 공지되어 있으며, 그 일부 유용한 예는 본 명세서에 그 교지가 참조로 통합되어 있는 미국 특허 제6,058,930호에 개시되어 있다. 추적기 구동 시스템의 이러한 일반적 이해를 고려하여, 도 7b는 본 발명에 따른 복수의 PV 조립체(20)의 대안적 장착 배열을 예시한다. 도시된 바와 같이, PV 조립체(20)는 대응 샤프트(82a, 82b)에서(전체적으로 설명되며, 도 1a에 가장 잘 도시됨)에서 PV 조립체(20)를 지지하는 지면 장착 지지 구조체(174)(예를 들어, 시멘트 기부로부터 연장하는 수직 샤프트)에 의해 열로 지면(172)에 장착된다. 비록 도시되어 있지는 않지만, 도 7b의 설비는 상술한 바와 같이 PV 조립체(20)를 회전시키도록 동작하는 추적기 구동 시스템을 더 포함한다.
본 발명의 PV 조립체(20)에 의해 얻을 수 있는 또 다른 설치 배열이 도 7c에 반영되어 있다. 제1 지면 장착 지지 구조체(180)(예를 들어, 시멘트 기부)는 강화 장치(26)의 일 단부를 지면(172)에 장착하고, 제2 지면 장착 지지 구조체(182)(예를 들어, 시멘트 기부로부터 연장하는 금속 바아)는 프레임워크(24)의 대향 단부를 지지한다. 예로서, 제2 지면 장착 지지 구조체(182)는 프레임워크(24)를 구비한 제2 샤프트(82b)에 장착된다. 이 배열에서, PV 라미네이트(들)(22)는 지면(172)(및 하늘)에 대해 경사진 배향을 가지며, 추적기 구동 시스템(미도시)에 의해 지면 장착 구조체들(180, 182)의 부착 지점들 사이에 형성된 추적 축을 중심으로 구동 또는 추적될 수 있다. 다른 관련 설치 배열이 도 7d에 도시되어 있다. 제1 및 제2 지면 장착 구조체(190, 192)는 [예를 들어, 그 일 단부를 도 7d에서 볼 수 있는 샤프트들(82a, 82b) 중의 각각의 샤프트에 연결된] 프레임워크(24)의 대향 단부들을 지지한다. 제2 지면 장착 구조체(192)의 높이는 제1 지면 장착 구조체(190의 높이 보다 높아서 도시된 경사 배향을 초래한다. 이 장착 접근법에서, PV 조립체(20)의 추적 축은 PV 라미네이트(들)(22)의 평면을 통과하거나 그와 평행하다. 매우 다양한 다른 설치 배열도 가능하다.
제조자로부터의 효율적 운송 및 설치자에 의한 조립/설치에 추가로 본 발명의 PV 조립체(20)는 제2 설치 위치에서의 그 사용을 쉽게 촉진한다. 예로서, 소정 시간 기간(예를 들어, 수년) 이후, PV 조립체(20)의 최초 설치자는 PV 조립체(20)를 다른 설치 위치로 이동시키기를 희망할 수 있다[PV 조립체(20)의 판매의 일부로서]. 이들 상황들에서, PV 조립체(20)는 지면 장착 지지 구조체(들)로부터 간단히 제거되고, 강화 장치(26)가 운송 상태로 전이된다. 그후, 이렇게 배열된 PV 조립체(20)는 예로서, 화물 운송 컨테이너에 배치하도록 다수의 PV 조립체(20)를 적층시킴으로써, 상술한 바와 같이 편리하게 제2 설치 위치로 운송될 수 있다.
본 발명에 따른 PV 조립체(200)의 다른 실시예가 도 8a 및 도 8b에 도시되어 있다. PV 조립체(200)는 상술한 PV 조립체(20)(도 1a)와 유사하며, PV 라미네이트(들)(22), 프레임워크(202) 및 강화 장치(204)를 포함한다. PV 조립체(20)에서와 같이, PV 라미네이트(22)는 프레임워크(202)의 외주 프레임(206)에 조립되고, 그에 의해 수납된다. 강화 장치(204)는 프레임워크(202)와 연결되고, 적어도 도 8a의 전개 상태에서 외주 프레임(206)에 결합된다. 또한, 강화 장치(204)는 강화 장치(26) 전체가 외주 프레임(206)의 피치의 한계 내에 배치되어 있는 도 8b의 운송 상태로 전이될 수 있다. 전개 상태에서, 강화 장치(204)는 반복적 돌풍의 존재시 장기적 구조적 완전성을 위해 충분한 수준으로 외주 프레임(206)의 평면 내에 PV 조립체(200)의 강성도(stiffness) 및 강도(regidity)를 향상시킨다.
외주 프레임(206)은 일부 구성에서 직사각형 형상을 갖도록 PV 조립체(200)를 형성하며, 대향하는 제1 및 제2 측부 프레임 부재(210, 212)와 대향하는 제1 및 제2 단부 프레임 부재(214, 216)를 포함한다. 역시, 측부 프레임 부재(210, 212)는 적어도 3.05m(10피트) 정도의 전체 길이(L)를 형성하고, 단부 프레임 부재(214, 216)는 적어도 1.52m(5피트)인 PV 조립체(200)의 폭(W)을 형성한다.
프레임 부재(210 내지 216)는 일부 구성에서, 예로서, 도 9에 도시된 동일한 단면 형상을 갖는다. 프레임 부재(210 내지 216)는 본질적으로 관형이며, PV 지지 섹션(218)을 형성한다. 상술한 프레임 부재(50 내지 56)와는 대조적으로(도 2), 프레임 부재(210 내지 216)는 선택적 스커트 섹션(62)(도 2)을 포함하지 않는다. 도 9의 구성에서, 이때, 프레임 부재(214)는 대향 제1 및 제2 PV 지지면(220, 222)을 형성하거나 한정하며, 이들 각각은 대응 PV 지지면 평면(A1, A2)을 형성한다. 운송 동안의 적층된 배열에 비해, PV 지지면(220, 222)은 또한 외주 프레임(206)의 부하 지지 표면으로서 기능하며, 그래서, PV 지지 섹션(218)[그리고, 따라서, 프레임(206)의 외주]의 높이(H)도 PV 지지면(220, 222) 사이[그리고, 이에 따라, PV 지지면 평면(A1, A2) 사이]의 거리 또는 치수로서 규정된 외주 프레임(206)의 피치(P)이다. 피치(P)는 운송 동안 PV 조립체(200)를 위한 적층 깊이를 형성하고, 일부 구성에서 20.32㎝(8인치) 이하이다. 대안적으로, 피치(P)는 12.70㎝(5인치) 이하, 대안적으로, 10.16㎝(4인치) 이하이다. 또 다른 실시예에서, 피치(P)는 7.62㎝(3인치) 정도이다.
도 9는 프레임 부재(210)에 대한 PV 라미네이트(22)의 장착을 추가로 예시한다. PV 라미네이트(들)(22)는 PV 전방 표면(40)이 제1 PV 지지면(220)[그리고, 따라서, 제1 PV 지지면 평면(A1)] 에 있거나 그에 바로 인접하도록 외주 프레임(206)에 조립된다. PV 후방 표면(42)은 제1 PV 지지면(220)에 대향하지만, 제2 PV 지지면(222)[그리고, 따라서, 제2 PV 지지면 평면(A2)]으로부터 이격된다. 결과적으로, 외주 프레임(206) 및 PV 라미네이트(들)(22)는 외주 프레임 부재(210 내지 216)에 의해 측방향으로 인접되고 제2 PV 지지면 평면(A2)을 공간적으로 종결시키는 수용 용역(224)을 형성하도록 조합된다. 수용 영역(224)은 PV 후방 표면(42)까지 연장하는 것으로 설명될 수 있다. 대안적으로, 수용 영역(224)은 예로서, 프레임워크(202)를 구비하면서 외주 프레임 부재(210 내지 216)로 또는 그에 의해 형성된 장착 리지(228)와 같은 정도로 위치되어 있는 크로스 비임(226)(그 중 하나가 도 9에 도시됨)을 통해 PV 후방 표면(42)으로부터 이격 형성될 수 있다(예를 들어, 도 9는 장착 리지(228)를 포함하는 제1 단부 프레임 부재(214)를 반영하고 있다). 어쨌든, 수용 영역(224)은 깊이(D)를 포함하는 개방 체적을 제공하며, PV 조립체(200)의 운송 상태에서 그 내부에 강화 장치(204)(도 8a)가 완전히 보관된다. 깊이(D)는 피치(P) 미만이며, 20.32㎝(8인치) 이하이고, 대안적으로, 12.70㎝(5인치) 이하, 대안적으로, 10.16㎝(4인치) 이하이다. 또 다른 실시예에서, 깊이(D)는 7.62㎝(3인치) 정도이다.
도 8a로 돌아가서, 강화 장치(204)는 적어도 전개 상태에서 하나 이상의 트러스 구조체(232)(전체적으로 설명됨)를 형성하도록 조합되는 복수의 로드(230)를 포함한다. 로드(230)는 예로서, 절첩가능한 배열을 통해 수용 영역(224)(도 9) 내에 배치되도록 크기설정 및 배열된다.
복수의 로드(230)는 구획화될 수 있거나, 제1 및 제2 로드 세트(234, 236)로서 서로 결합될 수 있다. 도 8a의 전개 상태에서, 로드 세트(234, 236)는 서로 부착됨으로써 후술될 바와 같이 PV 조립체(200)의 전체 강성도를 향상시킨다. 로드 세트(234, 236)는 도 10에 더 상세히 도시된 제1 로드 세트(234)와 동일할 수 있다[설명 기준으로서, 제2 로드 세트(236)는 실질적으로 도 10의 수용 영역(224) 내로 전이 또는 절첩된다]. 제1 로드 세트(234)는 트러스 구조체(232) 중 적어도 하나를 형성하도록 서로 및/또는 외주 프레임(206)과 조합되는 둘 이상의 로드(230)를 포함한다. 예로서, 제1 로드 세트(234)는 제1 및 제2 로드(238, 240)를 포함한다. 제1 로드(238)는 적어도 도 10의 전개 상태에서 제1 측부 프레임 부재(210)에 결합되는 베이스 단부(242)와, 베이스 단부(242)에 대향한 선단 단부(244)를 갖는다. 또한, 제2 로드(240)는 베이스 단부(246) 및 선단 단부(248)에 의해 형성되고, 베이스 단부(246)는 제1 로드(238)의 베이스 단부(242)로부터 이격된 위치에서 제1 측부 프레임 부재(210)에 결합되어 있다. 로드(238, 240)는 제1 측부 프레임 부재(210)의 평면에 대해 비 수직 형태로 연장하고, 선단 단부(244, 248)는 서로 결합되어 정점을 형성한다. 베이스 단부(242, 246)는 외주 프레임(206)에 다른 방식으로 회전가능하게 또는 피벗식으로 결합되어 있는 공통 결합 로드(250)를 통해 제1 측부 프레임 부재(210)에 피벗식으로 부착된다[즉, 결합 로드(250)는 제1 측부 프레임 부재(210)에 대해 회전할 수 있다]. 대안적으로, 베이스 단부(242, 246)는 제1 측부 프레임 부재(210)에 직접적으로 부착된다. 어쨌든, 삼각형 트러스 구조체가 형성된다(도 10에 232a로 표시됨). 추가적 트러스 구조체(232)는 제1 로드 세트(234)의 로드(230)에 의해 추가로 형성되며, 그 다양한 선단 단부(그리고, 대응하는 트러스 구조체 정점)은 공통 지지 로드(252)(또는 지지 로드 세그먼트)에 의해 상호연결된다. 예로서, 트러스 구조체(232b, 232c)가 도 10에 나타나 있다. 전술된 강화 장치(26)(도 1a)에 비해, 도 10의 로드 세트(234, 236)는 선택적 보강 로드(253)를 더 포함한다. 일부 구성에서, 보강 로드(253)의 공간적 위치는 선택적 크로스 비임(226)의 위치와 대응한다.
제1 로드 세트(234)[그리고, 제2 로드 세트(236)]는 도 10에 반영된 것들과는 다른 다양한 형태를 취할 수 있다. 어쨌든, 개별 로드(230)는 수용 영역(224)(전체적으로 설명됨) 내에 전체적으로 수용되도록 크기설정된다. 예로서, 도 10의 배열에서, 제2 로드 세트(236)는 수용 영역(244) 내에 대응 로드(230)가 전체적으로 수용 또는 배치되어 있는 운송 상태로 거의 전이되어 있다.
강화 장치(204)의 운송 상태로의 최종 전이는 도 8b에 도시되어 있다. 제2 로드 세트(236)가 먼저 수용 영역(224) 내로 절첩 또는 피벗되고, 이어서, 제1 로드 세트(236)는 제2 로드 세트(236) 상으로 절첩 또는 피벗된다. 인접 관계가 도 11에 더 상세히 도시되어 있다. 이 일 예시적 실시예에서, 제2 로드 세트(236)는 예로서, 크로스 비임(226) 중 각각의 크로스 비임 상에 배설된 제2 로드 세트(236)의 보강 로드(254)를 통해 프레임워크(202)에 대해 지지되어 있다. 제1 로드 세트(234)는 예로서, 제1 로드 세트(234)의 보강 로드(254)가 제2 로드 세트(236)의 대응 보강 로드(254)에 대해 또는 그 위에 배설된 상태로 제2 로드 세트(236)에 대해 지탱된다. 로드(230)가 동일하거나 거의 동일한 직경으로 형성되는 실시예에서, 제1 로드 세트(234)의 로드 중 추가적 로드가 제2 로드 세트(236)의 로드에 대해 지탱될 수 있다. 예로서, 제1 로드 세트(234)의 제1 로드(238)는 제2 로드 세트(236)의 제1 로드(238)와 접촉한다. 이 배열에서, 로드(230) 중 두 개의 조합 두께는 수용 영역(224)의 깊이(D)(도 10) 미만이다. 즉, 제1 로드 세트(234)의 제1 로드(238)가 제2 로드 세트(236)의 제1 로드(238) 위에 있지만(도 11의 배향에 대해), 제1 로드 세트(234) 전체는 수용 영역(224) "내에" 있다. 따라서, 도 11의 운송 상태에서, 외주 프레임(206)의 제2 PV 지지면(62)[그리고, 이에 따라, 제2 PV 지지면 평면(A2)(도 10)]은 PV 조립체(200)의 최상부 표면(도 11의 배향에 관해)을 형성한다.
PV 조립체(20)(도 1a)와 같이, 강화 장치(204)의 운송 상태에서의 PV 조립체(200)의 매우 축소적인 특성은 현재까지 가능하지 않았던 제조자로부터 설치 위치로의 운송 밀도를 가능하게 한다. 특히, 도 12a에 도시된 바와 같이, 비교적 많은 수의 PV 조립체(200)가 적층된 배열(260)로 배치될 수 있으며, 상술한 바와 같이 종래의 화물 운송 컨테이너(162) 내에 보관될 수 있다. 설치 위치로의 적재된 화물 운송 컨테이너(162)의 운송 및 배송에 이어, PV 조립체(200) 중 개별 PV 조립체는 도 12b에 도시된 바와 같이 적층된 배열(260)로부터 쉽게 제거된다. 적층된 배열(260)은 최상부 PV 조립체(200a)를 갖는 것으로 설명될 수 있다[적층된 배열(260)로부터 부분적으로 제거되어 있는 상태로 도 12b에 반영되어 있음]. 적층된 배열(260)로부터의 제거 이전에, 최상부 PV 조립체(200a)의 강화 장치(204)는 전개 상태로 전이되고, 적절한 장치(예를 들어, 크레인)로 최상부 PV 조립체(200a)를 들어올리기 위한 편리한 표면을 제공한다. 예로서, PV 조립체(200)가 강화 장치(204)로서 피벗가능한 로드 세트(234, 236)를 포함하는 경우, 로드 세트(234, 236)는 전개 상태로 절첩 해제 또는 전이되고, 대응 종방향 지지 로드(252)는 적층된 배열(260)로부터 최상부 PV 조립체(200a)를 들어올리기 위해 사용된다. 적층된 배열(260)의 PV 조립체(200) 중 나머지 PV 조립체는 순차적으로 유사한 형태로 제거된다.
강화 장치(204)의 전개 상태로의 조립이 도 13에 추가로 반영되어 있다. 로드 세트(234, 236)는 수용 영역(224)으로부터 전개 상태로 절첩 해제되고, 대응 종방향 지지 로드(252)는 기계적으로 서로 결합되거나 다른 방식으로 서로 부착된다. 예로서, 지지 로드(252)를 결합하는 피닝(pinning) 구조체(미도시)가 제공될 수 있고, 지지 로드(252)는 자체결합(예를 들어, 편향 볼 및 소켓 배열에 의해)하도록 구성될 수 있고, 지지 로드(252)가 서로 용접될 수 있는 등이다. 이렇게 구성되고 나면, 로드 세트(234, 236)는 서로 결합되어 추가적으로 공간적 트러스 구조체(232)를 도출한다[예를 들어, 제1 로드 세트(234)의 제1 로드(238)와 제2 로드 세트(236)의 제1 로드(238)는 조합되어 트러스 구조체(232d)를 형성한다].
전개 상태가 되고 나면, PV 조립체(200)는 전술한 바와 같이 지지 구조체 및 선택적으로 추적 시스템에 의해 설치 위치에서 즉시 장착될 수 있다.
또 다른, 관련 실시예의 PV 조립체(270)가 도 14에 최종 설치시의 전개 상태로 도시되어 있다. PV 조립체(270)는 강화 장치(272)와 함께 전술한 바와 같이 PV 라미네이트(22) 및 프레임워크(24)를 포함한다. 프레임워크(24)는 전술한 임의의 형태를 취할 수 있으며, PV 라미네이트(22) 및 강화 장치(272)를 유지하는 외주 프레임(310)을 포함한다. 또한, 강화 장치(272)는 전술된 강화 장치와 유사하며, 다수의 트러스 구조체(276)(총체적으로 언급됨)를 형성하도록 조합되는 복수의 로드(274)를 포함한다. 그러나, 도 14의 구성에서, 강화 장치(272)는 외주 프레임(30)의 길이의 단지 일부를 따라 연장한다. 예로서, 강화 장치(272)는 외주 프레임(30)의 길이에 대해 중심설정될 수 있다.
강화 장치(272)는 도 14의 전개 상태와 전술된 임의의 방식의 운송 상태(미도시) 사이에서 전이될 수 있다. 최종 설치시, 지면 장착 구조체(290, 292)는 강화 장치(272)로부터 종방향으로 이격된 위치에서 프레임워크(24)에 직접적으로 부착된다. 따라서, 도 14의 PV 조립체(270)에서, 강화 장치(272)는 내부 지지부를 제공하고, 지면 장착 구조체(290, 292)는 PV 조립체(270)의 외부 부분을 지지한다. 도시되어 있지는 않지만, 추적을 용이하게 하도록 기능하는 별개의 토크 아암이 프레임워크(24) 및/또는 지면 장착 구조체(290, 292)와 함께 제공될 수 있다.
강화 장치(26, 204, 272)가 트러스 구조체 형성 로드를 채용하는 것으로서 설명하였지만, 축소적 운송 상태 및 보강 전개 상태를 갖는 다른 구성도 고려할 수 있다. 예로서, 도 15는 본 발명의 양태에 따른 다른 PV 조립체(300)를 예시한다. PV 조립체(300)는 상술한 PV 조립체(20)(도 1a)와 유사하며, PV 라미네이트(들)(22)와 프레임워크(24)를 포함한다. 추가로, PV 조립체(300)는 도 15의 전개 상태와 후술될 바와 같은 축소적 운송 상태 사이에서 전이가능한 강화 장치(302)를 포함한다.
강화 장치(302)는 하나 이상의 케이블(310)과 하나 이상의 컬럼(312)을 포함한다. 일반적으로 말하면, 케이블(들)(310)은 외주 프레임(30)의 길이(L)(도 1b)에 걸쳐지고, 컬럼(들)(312)은 전개 상태에서 케이블(들)(31))을 긴장시킨다.
도 15의 일 구성에서, 두 개의 케이블(310a, 310b)이 제공되어 있다. 제1 케이블(310a)은 제1 측부 프레임 부재(50)와 제2 단부 프레임 부재(56)에 의해 형성된 코너(314)와 제2 측부 프레임 부재(52)와 제1 단부 프레임 부재(54)에 의해 형성된 코너(316)에 부착되며 그 사이에서 연장한다. 제2 케이블(310b)은 대향 코너들(318, 320)에 부착되어 그들 사이에서 연장한다. 케이블(310a, 310b)은 종방향으로 비신장성이다(예를 들어, 금속 와이어). 이 구성에서, 도 15의 전개 상태에서 긴장되었을 때, 케이블(310a, 310b)은 외주 프레임(30)의 강성도를 보강한다.
컬럼(312)은 도 16a에 더 상세히 도시되어 있으며, 일부 실시예에서, 제1 컬럼(312a)과 제2 컬럼(312b)을 포함한다. 컬럼(312a, 312b)은 예로서, 중앙 크로스 비임(330)을 따라 프레임워크(24)에 피벗식으로 결합된다. 컬럼(312a, 312b)은 다양한 형태를 취할 수 있으며, 피벗 단부(340)와 자유 단부(342)를 형성한다. 피벗 단부(340)는 크로스 비임(330)에 결합되고, 자유 단부(342)는 케이블(310a, 310b) 중 대응하는 하나를 수용하도록 구성된다. 예로서, 자유 단부(342)는 대응 케이블(310a, 310b)의 직경에 따라 치수설정된 절결부를 형성할 수 있다.
설명 기준으로서, 도 16a는 수축 또는 운송 상태의 강화 장치(302)를 반영한다. 컬럼(312a, 312b)은 하향 피벗 또는 절첩되어(도 15의 전개 상태에 대해) 케이블(310a, 310b)을 외주 프레임(30)의 수용 영역(90) 내에 체류하도록 안내 또는 허용한다. 케이블(310a, 310b)은 크로스 비임(330)의 상단에 배치될 수 있고 및/또는 크로스 비임(330)은 운송 상태에서 케이블(310a, 310b)이 내부에 수용되는 슬롯 또는 유사 개구를 형성할 수 있다. 어쨌든, 운송 상태에서, 강화 장치(302) 전체가 수용 영역(90) 내에 배치된다. 이때, 운송 상태에서, PV 조립체(300)는 종래의 화물 운송 컨테이너에 관하여 상술한 축소적인 고밀도 운송 용례들에 매우 순응적이다.
도 16b는 전개 상태에 관해 더욱 상세히 강화 장치(302)의 일부를 예시한다. 컬럼(312a, 312b)은 절첩 해제되고[예를 들어, 대응 자유 단부(342)가 크로스 비임(330)으로부터 이격 조작되고], 그에 의해, 케이블(310a, 310b)에 장력을 부여한다. 이 장력은, 순차적으로 외주 프레임(30)의 평면에서 PV 조립체(300)를 보강한다. 이 구성에서, PV 조립체(300)는 상술한 바와 같이 설치 위치에서 최종 장착을 위해 즉시 사용될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명의 양태에 따른 PV 조립체(400)가 도 17에 도시되어 있으며, 상술한 바와 같이 PV 라미네이트(들)(22) 및 프레임워크(24)를 포함한다. 또한, PV 조립체(400)는 예시된 바와 같은 전개 상태와 후술된 바와 같은 운송 상태 사이에서 외주 프레임(30)에 결합되어 그에 대해 긴장될 수 있는 강화 장치(402)를 포함한다.
강화 장치(402)는 외주 프레임 부재(50 내지 56) 중 각각의 하나에 피벗식으로 결합된 복수의 강화 부재(예를 들어, 판)(404)를 포함한다. 도 17의 전개 상태에서, 강화 부재(404)는 서로 상호연결되며, 외주 프레임(30)에 대한 강체 지지부를 형성한다. 반대로, 강화 부재(404)는 외주 프레임(30)에 대해 내향 피벗되며, 전체적으로 수용 영역(90) 내에 위치된다. 따라서, 운송 상태에서, PV 조립체(400)는 상술한 축소적 고밀도 운송 배열에 대해 매우 순종적이며, 종래의 화물 운송 컨테이너와 함께 사용될 수 있다. 설치 위치로의 전달에 이어, PV 조립체(400)는 쉽게 전개 상태로 전이되며, 상술한 바와 같이, 지면 장착 설치를 위해 실질적으로 즉시 사용될 수 있다.
본 발명의 PV 조립체 및 관련 화물 운송 컨테이너 배열은 기존 디자인에 비해 현저한 개선을 제공한다. PV 셀의 비교적 큰 스팬이 단일 PV 조립체에 통합되며, 따라서, 대규모 태양광 수집 설비를 위해 매우 적합하다. 이에 관하여, 운송 상태에서의 PV 조립체와 연계된 작고 비교적 균일한 점유면적은 종래의 화물 운송 컨테이너를 통한 설치 위치로의 저비용 수송을 촉진하고 설치자가 필요로하는 운송 차량의 수를 크게 최소화시킨다. 또한, PV 조립체는 전개 상태로 신속히 전이되며, 지면 장착 설치를 위해 즉시 사용될 수 있다.
비록, 본 발명의 내용을 양호한 실시예를 참조로 설명하였지만, 본 기술 분야의 숙련자는 본 발명의 개념 및 범주로부터 벗어나지 않고 형태 및 세부사항에 변경이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (34)

  1. 광전지 조립체이며,
    적어도 3.05m(10피트)의 길이, 적어도 1.52m(5피트)의 폭, 및 높이를 형성하고, 각각 일 평면을 형성하는 대향하는 제1 PV 지지면 및 제2 PV 지지면을 갖는 PV 지지 섹션을 포함하는 외주 프레임을 포함하는 프레임워크와,
    PV 전방 표면과 PV 후방 표면을 집합적으로(collectively) 형성하도록 외주 프레임에 조립되는 하나 이상의 PV 라미네이트로서, PV 후방 표면은 제2 PV 지지면 평면으로부터 이격되어 외주 프레임과 제2 PV 지지면 평면에 의해 경계를 이루는 수용 영역을 형성하고, 수용 영역은 20.32㎝(8인치) 이하인 높이 방향으로의 깊이를 형성하는, 하나 이상의 PV 라미네이트와,
    프레임워크와 연관된 강화 장치를 포함하고,
    상기 강화 장치는,
    강화 장치 전체가 수용 영역 내에서 유지되는 제1 상태와,
    강화 장치의 적어도 일부가 제2 지지면 평면을 넘어 수용 영역으로부터 돌출하는 제2 상태를 제공하도록 구성되고,
    강화 장치의 제2 상태는 제1 상태에서의 강성과 비교하여 외주 프레임의 평면에서 광전지 조립체의 강성을 강화시키고,
    강화 장치는 적어도 제2 상태에서 적어도 하나의 트러스(truss) 구조물을 형성하는 복수의 로드(rod)를 포함하고,
    외주 프레임은 길이를 규정하는 대향하는 제1 및 제2 측면 프레임 부재, 및 폭을 규정하는 대향하는 제1 및 제2 단부 프레임 부재를 포함하고,
    복수의 로드는
    각각이 베이스 단부와 선단 단부를 갖는 제1 및 제2 로드를 포함하는 제1 로드 세트로서, 베이스 단부는 적어도 제2 상태에서 이격되는 방식으로 제1 측면 프레임 부재에 커플링되는, 제1 로드 세트와,
    각각이 베이스 단부와 선단 단부를 갖는 제1 및 제2 로드를 포함하는 제2 로드 세트로서, 제2 로드 세트의 로드의 베이스 단부는 적어도 제2 상태에서 이격되는 방식으로 제2 측면 프레임 부재에 커플링되는, 제2 로드 세트를 포함하고,
    제2 상태에서, 제1 및 제2 로드 세트의 로드의 선단 단부들은 서로 커플링되는
    광전지 조립체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    제1 로드 세트는
    선단 단부와, 제1 로드의 베이스 단부와 대향하는 방향으로 제2 로드의 베이스 단부로부터 이격된 위치에서 적어도 제2 상태로 제1 측면 프레임 부재에 커플링되는 베이스 단부를 갖는 제3 로드와,
    제3 로드의 선단 단부와 제1 및 제2 로드의 선단 단부들을 상호 연결하는 지지 로드를 더 포함하는
    광전지 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    제1 로드 세트는 베이스 단부와 선단 단부를 갖는 제4 로드를 더 포함하고,
    적어도 제2 상태에서, 제4 로드의 베이스 단부는 제3 로드의 베이스 단부에 바로 인접하여 제1 측면 프레임 부재에 커플링되고, 제4 로드의 선단 단부는 제1 및 제2 로드의 선단 단부에 바로 인접하여 지지 로드에 커플링되는
    광전지 조립체.
  6. 제4항에 있어서,
    제2 로드 세트는
    선단 단부와, 제2 로드 세트의 제1 로드의 베이스 단부에 대향하는 방향으로 제2 로드 세트의 제2 로드의 베이스 단부로부터 이격되는 위치에서 적어도 제2 상태로 제2 측면 프레임 부재에 커플링되는 베이스 단부를 갖는 제3 로드와,
    제2 로드 세트의 제3 로드의 선단 단부와 제2 로드 세트의 제1 및 제2 로드를 상호 연결하는 지지 로드를 더 포함하는
    광전지 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    베이스 단부 중 적어도 일부는 제1 측면 프레임 부재에 피벗식으로 커플링되어, 로드 세트들은 제1 상태와 제2 상태 사이에서 프레임워크에 대해 절첩 가능한
    광전지 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    제2 로드 세트는 제1 상태에서 제1 로드 세트 내에 포개지고(nested), 제2 측면 프레임 부재는 제2 상태에서 제2 로드 세트의 베이스 단부를 수용하기 위한 커플링 본체를 포함하는
    광전지 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    복수의 로드는 제1 상태에서 프레임워크로부터 커플링 해제되는
    광전지 조립체.
  10. 복수의 광전지 조립체, 및 복수의 광전지 조립체를 적층된 배열로 수용하도록 크기가 결정된 화물 운송 컨테이너를 포함하는 운송 가능한 광전지 키트이며,
    상기 복수의 광전지 조립체는,
    각각 일 평면을 형성하는 대향하는 제1 PV 지지면 및 제2 PV 지지면을 갖는 지지 섹션을 포함하는 외주 프레임을 포함하는 프레임워크와,
    PV 전방 표면과 PV 후방 표면을 집합적으로 형성하도록 외주 프레임에 조립되는 하나 이상의 PV 라미네이트로서, PV 후방 표면은 제2 PV 지지면 평면으로부터 이격되어 외주 프레임과 제2 PV 지지면 평면에 의해 경계를 이루는 수용 영역을 형성하는, 하나 이상의 PV 라미네이트와,
    프레임워크에 절첩식으로 커플링되고 복수의 로드를 포함하는 강화 장치를 각각 포함하고,
    상기 강화 장치는,
    강화 장치 전체가 수용 영역 내에서 유지되는 제1 상태와,
    강화 장치의 적어도 일부가 제2 PV 지지면 평면을 넘어 수용 영역으로부터 돌출하는 제2 상태를 제공하도록 구성되고,
    강화 장치의 제2 상태는 제1 상태에 비해 외주 프레임의 평면에서 PV 조립체의 강성을 강화시키고,
    강화 장치는 적어도 제2 상태에서 적어도 하나의 트러스(truss) 구조물을 형성하는 복수의 로드를 포함하고,
    외주 프레임은 길이를 규정하는 대향하는 제1 및 제2 측면 프레임 부재, 및 폭을 규정하는 대향하는 제1 및 제2 단부 프레임 부재를 포함하고,
    복수의 로드는
    각각이 베이스 단부와 선단 단부를 갖는 제1 및 제2 로드를 포함하는 제1 로드 세트로서, 베이스 단부는 적어도 제2 상태에서 이격되는 방식으로 제1 측면 프레임 부재에 커플링되는, 제1 로드 세트와,
    각각이 베이스 단부와 선단 단부를 갖는 제1 및 제2 로드를 포함하는 제2 로드 세트로서, 제2 로드 세트의 로드의 베이스 단부는 적어도 제2 상태에서 이격되는 방식으로 제2 측면 프레임 부재에 커플링되는, 제2 로드 세트를 포함하고,
    제2 상태에서, 제1 및 제2 로드 세트의 로드의 선단 단부들은 서로 커플링되는
    운송 가능한 광전지 키트.
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