KR101682856B1 - 플렉서블 수상태양광발전시스템 - Google Patents

플렉서블 수상태양광발전시스템 Download PDF

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안병준
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운지파워텍(주)
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Abstract

본 발명은 플렉서블 수상태양광발전시스템에 관한 것으로, 본 발명은 수면에 부유하는 복수 개의 계류용 부유구조체들; 상기 부유구조체들 중 서로 인접하는 두 개의 부유구조체들을 연결하는 메인연결로프들; 상기 메인연결로프들을 가로방향과 세로방향으로 연결하는 보조연결로프들; 상기 메인연결로프들과 보조연결로프들 또는 보조연결로프들에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하는 지지용 부유구조체; 상기 지지용 부유구조체 위에 설치되는 태양전지모듈; 상기 지지용 부유구조체와 상기 단위영역을 형성하는 메인연결로프들과 보조연결로프들 또는 보조연결로프들를 연결하여 상기 지지용 부유구조체를 고정하는 단위연결기구들; 상기 계류용 부유구조체를 계류시키는 계류장치;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 높은 파도가 발생될 경우 파도에 따라 태양전지모듈들이 유연성있게 움직이게 된다. 또한, 본 발명은 대규모로 태양전지모듈들을 수상에 설치할 수 있을 뿐만 아니라 수중의 구조가 간단하게 된다.

Description

플렉서블 수상태양광발전시스템{FLEXIBLE TYPE FLOATING SOLAR POWER GENERATING SYSTEM}
본 발명은 플렉서블 수상태양광발전시스템에 관한 것이다.
현재 탄화수소계 화석에너지자원의 유한성에 의한 자원고갈 문제와 함께 그것의 사용으로 인해 배출되는 온실가스의 증가로 지구환경에 미치는 나쁜 영향이 점점 커지고 있고 나아가 인류의 생존을 위협할 지경에 이르렀다. 또한 원자력발전 역시 자원의 고갈 문제와 함께 체르노빌원전과 후쿠시마원전의 경우에서 보듯이 만약의 사고시 지구환경에 미치는 영향과 인류의 생존에 미치는 위협이 크다.
위와 같은 이유로 전세계적으로 환경오염이 없고 지속기간이 무한한 태양광,풍력,조력발전등 재생에너지의 이용이 점점 증대되고 있다. 재생에너지 중에서도 태양에너지는 전 지구상의 사람이 거주하는 곳에 고르게 분포하고 있고 태양의 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸므로 태양광발전이 가장 효과적인 반면, 태양의 빛에너지는 에너지밀도가 낮아 넓은 면적이 필요하다.
지금까지의 태양광발전설비는 염전, 농지, 임야 등에 설치되고 있으나, 이것들은 재생에너지의 이용이라는 순기능 이외에 농지전용, 산림파괴라는 또 다른 환경문제를 야기하고 있으며, 한정된 토지자원을 가지고 인간생활과 경합하므로 지역주민들에게 환영받지 못하고 각종 민원 제기 등으로 난관에 봉착해 있다. 그래서 한정된 토지자원을 가지고 인간과 경합하지 않으며 농지전용이나 산림파괴 같은 환경에의 악영향이 없는 사막지역이나 수상에서의 태양광발전에 대한 연구가 활발하고 일부 적용되고 있다.
호수나 강 또는 바다의 수면에 설치한 태양광발전설비를 수상태양광발전시스템이라고 하는데 이것은 사람과 토지를 경합하지 않아 친인간적이며, 호수나 강에 설치시 태양에너지가 수중으로 입사되는 것을 제한함으로써 물의 온도상승을 억제하여 증발량을 줄여 담수량을 보전하는데 도움이 되며 주변지역의 안개피해를 줄이게 된다. 또한, 수상태양광발전시스템의 음영에 의한 온도차로 물의 대류를 촉진하여 녹조를 방지하는 등 수질개선에 효과가 있고 수상태양광발전시스템에 의한 그늘이 어류에게 산란장소를 제공함으로써 어족자원을 보호,육성하게 된다.
일반적으로, 수상태양광발전시스템은 수면에 떠있는 부유구조체와, 그 부유구조체의 상부에 탑재되어 태양 빛에 의해 전기에너지를 발생시키는 태양광발전장치와, 바람이나 물의 유동에 따라 부유구조체가 수평방향으로 움직이는 것을 방지할 뿐만 아니라 수위에 따라 상하로 움직이도록 하는 계류장치를 포함한다.
대한민국등록특허 제10-1134289호(2012. 04. 06. 공고일)(이하, 선행기술 1이라 함)에는 부력재로 이루어진 다수 개의 폰툰들이 정방향으로 배열되고 폰들들을 세로 방향으로 세로연결프레임이 연결하고 폰툰들을 가로 방향으로 가로연결프레임이 연결하고 가로연결프레임 및 세로연결프레임의 상부에 지지프레임들이 배열되고 지지프레임들에 제1태양전지모듈들과 제2태양전지모듈들이 배열된 수상 태양광 발전시스템이 개시되어 있다. 선행기술 1은 부력재인 폰툰들을 가로연결프레임과 세로연결프레임이 연결되어 제1,2태양전지모듈들을 견고하게 지지할 수 있으나, 폭풍우 등으로 인하여 수면에 파도가 크게 발생하게 될 경우 부유체인 폰툰들을 연결하는 가로연결프레임과 세로연결프레임이 수면의 파도에 따라 유연성있게 움직이지 못하게 되어 가로연결프레임과 세로연결프레임이 파손될 우려가 있다. 만일, 가로연결프레임과 세로연결프레임의 강도를 높이기 위하여 단면 크기를 크게 할 경우 가로연결프레임과 세로연결프레임의 무게가 증가하여 폰툰들의 부피를 크게 하여야 하므로 전체적인 크기가 커지게 될 뿐만 아니라 설치 비용이 증가하게 되는 문제점이 발생된다.
대한민국공개특허 제2016-0001106호(2016. 01. 06. 공개일)(이하, 선행기술 2이라 함)에는 다수 개의 태양전지판들을 부력에 의해 수면에 지지하는 지지체와, 지지체가 설정된 영역에서 이탈되지 않도록 지지체를 계류시키는 계류로프와, 계류로프를 수중 지반에 고정시키는 싱커를 포함하는 수상태양광발전장치가 개시되어 있다. 선행기술 2는 계류로프에 의해 지지체가 설정된 영역에 계류될 수 있으나, 대규모로 태양전지판들을 수상에 설치하게 될 경우 수면 파도에 의해 지지체가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 지지체의 하부에 위치하는 계류로프들의 구조가 복잡해지게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 높은 파도가 발생될 경우 파도에 따라 태양전지모듈들이 유연성있게 움직이는 것이 가능한 플렉서블 수상태양광발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대규모로 태양전지모듈들을 수상에 설치할 수 있을 뿐만 아니라 수중의 구조가 간단한 플렉서블 수상태양광발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 수면에 부유하는 복수 개의 계류용 부유구조체들; 상기 계류형 부유구조체들 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 부유구조체들을 연결하는 메인연결로프들; 상기 메인연결로프들을 가로방향과 세로방향으로 연결하는 보조연결로프들; 상기 메인연결로프들과 보조연결로프들에 의해 형성되거나 또는 보조연결로프들에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하는 지지용 부유구조체; 상기 지지용 부유구조체 위에 설치되는 태양전지모듈; 상기 지지용 부유구조체와 상기 단위영역을 형성하는 메인연결로프들과 보조연결로프들을 연결하여 상기 지지용 부유구조체를 고정하는 단위연결기구들; 상기 계류용 부유구조체를 계류시키는 계류장치;를 포함하는 플렉서블 수상태양광발전시스템이 제공된다.
상기 사각형의 단위영역을 형성하는 상기 메인연결로프들과 보조연결로프들의 교차 부분 또는 보조연결로프들의 교차 부분은 고정수단에 의해 연결 고정되는 것이 바람직하다.
상기 계류용 부유구조체들은 사각형을 이루도록 위치하되, 사각형의 한쪽 변에 두 개 이상의 계류용 부유구조체들이 배열되고, 상기 두 개 이상의 계류용 부유구조체들이 배열된 사각형의 한쪽 변은 물이 흐르는 방향과 수직 방향을 이루도록 위치하는 것이 바람직하다.
상기 지지용 부유구조체는 상기 사각형의 단위영역에 복수 개 위치하는 것이 바람직하다.
또한, 수면에 부유하는 복수 개의 계류용 부유구조체들; 상기 계류용 부유구조체들 중 서로 인접하는 두 개의 계류용 부유구조체를 연결하되, 인접하는 두 개가 서로 나란하게 위치하는 메인연결로프들; 상기 메인연결로프들 중 서로 인접하는 두 개의 메인연결로프들 사이에 위치하는 지지용 부유구조체들; 상기 지지용 부유구조체 위에 설치되는 태양전지모듈; 상기 지지용 부유구조체와 메인연결로프들을 연결하여 상기 지지용 부유구조체를 메인연결로프들에 고정하는 단위연결기구들; 상기 계류용 부유구조체를 계류시키는 계류장치;를 포함하는 플렉서블 수상태양광발전시스템이 제공된다.
또한, 다수 개의 격자 형태로 배열되는 계류용 부유구조체들; 상기 계류용 부유구조체들 중 서로 인접하는 두 개의 계류용 부유구조체를 연결하는 메인연결로프들; 상기 메인연결로프들에 의해 형성되는 사각형의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 구비되는 복수 개의 지지용 부유구조체들; 상기 지지용 부유구조체에 설치되는 태양전지모듈; 상기 메인연결로프들과 지지용 부유구조체를 연결하거나 또는 상기 서로 인접하는 두 개의 지지용 부유구조체를 연결하는 단위연결기구들; 상기 계류용 부유구조체를 계류시키는 계류장치;를 포함하는 플렉서블 수상태양광발전시스템이 제공된다.
상기 지지용 부유구조체에 설치되는 태양전지모듈은 복수 개인 것이 바람직하다.
상기 계류용 부유구조체들은 사각형을 이루도록 위치하는 것이 바람직하다.
상기 단위연결기구는 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프인 것이 바람직하다.
본 발명은 태양전지모듈(들)이 각각 설치되는 다수 개의 메인연결로프들과, 보조연결로프들에 의해 연결되고 메인연결로프들이 계류용 부유구조체들에 의해 계류되므로 폭풍우로 인하여 수상에 높은 파도가 발생될 경우 파도에 따라 태양전지모듈이 설치된 지지용 부유구조체들이 파도에 따라 유연성있게 움직이게 되어 파도에 의해 지지용 부유구조체들에 작용하는 힘을 최소화시키게 된다. 이로 인하여, 전체 시스템의 안정성을 높이게 된다.
또한, 본 발명은 계류용 부유구조체들과 메인연결로프들과 보조연결로프들 그리고 단위연결기구들에 의해 다수 개의 지지용 부유구조체들을 지지하게 되므로 대규모의 발전시스템을 설치하는데 소요되는 설치 비용을 최소화시키게 된다.
또한, 본 발명은 복수 개의 계류용 부유구조체들과 그 계류용 부유구조체들을 연결하는 메인연결로프들 내측으로 보조연결로프들과 단위연결기구들과 지지용 부유구조체들이 위치하고 계류용 부유구조체들 중 외측에 위치하는 계류용 부유구조체들에 계류장치가 구비되므로 대규모의 시스템에서 수중의 구조가 간단하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 구성하는 단위영역에 다수 개의 지지용 부유구조체들이 구비된 것을 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제2 실시예를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제3 실시예를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제4 실시예를 도시한 평면도.
이하, 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 도시한 평면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 도시한 측면도이다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 일실시예는, 계류용 부유구조체들(10), 메인연결로프들(20), 보조연결로프들(30), 지지용 부유구조체(40), 태양전지모듈(50), 단위연결기구들(60), 계류장치(70)를 포함한다.
계류용 부유구조체들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수상에 부유한다. 계류용 부유구조체들(10)은 사각형을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다. 계류용 부유구조체들은 각각 부유부재와, 부유부재에 구비되어 메인연결로프들(20)이 연결되는 연결수단을 포함한다.
메인연결로프들(20)은 계류용 부유구조체들(10) 중 서로 인접하는 두 개의 계류용 부유구조체들(10)을 연결한다. 네 개의 계류용 부유구조체들(10)을 반시계 방향으로 제1,2,3,4 부유구조체(11)(12)(13)(14)라 하면 제1,2 부유구조체(11)(12)가 메인연결로프(21)에 의해 연결되고 제2,3 부유구조체(12)(13)가 메인연결로프(22)에 의해 연결되고 제3,4 부유구조체(13)(14)가 메인연결로프(23)에 의해 연결되고 제4,1 부유구조체(14)(11)가 메인연결로프(24)에 의해 연결된다. 제1,2 부유구조체(11)(12)를 연결하는 메인연결로프(21)를 제1 메인연결로프라 하고 제1 메인연결로프(21)를 기준으로 반시계 방향으로 제2,3,4 메인연결로프(22)(23)(24)라 한다. 메인연결로프들은 각각 체인이 될 수도 있다.
보조연결로프들(30)은 메인연결로프들(20)을 가로방향과 세로방향으로 연결한다. 즉, 제1 메인연결로프(21)와 제3 메인연결로프(23)를 보조연결로프가 연결하되, 제1,3 메인연결로프(21)(23)의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 개 연결된다. 제1,3 메인연결로프(21)(23)를 연결하는 보조연결로프를 가로보조연결로프(31)라 한다. 가로보조연결로프(31)들은 균일한 간격으로 위치하는 것이 바람직하다. 제2,4 메인연결로프(22)(24)를 보조연결로프가 연결하되, 제2,4 메인연결로프(22)(24)의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 개 연결된다. 제2,4 메인연결로프(22)(24)를 연결하는 보조연결로프를 세로보조연결로프(32)라 한다. 세로보조연결로프(32)들은 균인한 간격으로 위치하는 것이 바람직하다. 보조연결로프들(30)은 각각 체인이 될 수도 있다.
제1,2,3,4 메인연결로프(21)(22)(23)(24)과 가로보조연결로프(31)들과 세로보조연결로프(32)들에 의해 제1,2,3,4 메인연결로프(21)(22)(23)(24) 내부에 사각형의 단위영역들이 다수 개 형성된다. 사각형의 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30)의 교차 부분 또는 보조연결로프들(30)의 교차 부분은 고정수단(33)에 의해 연결 고정된다. 고정수단(33)은 와이어인 것이 바람직하다.
지지용 부유구조체(40)는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30) 또는 보조연결로프들(30)에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하여 수상에 부유한다. 지지용 부유구조체(40)의 일예로, 지지용 부유구조체(40)는 수상에 부유하는 복수 개의 부유부재(41)들과, 복수 개의 부유부재(41)들을 연결하는 베이스프레임(42)을 포함한다.
태양전지모듈(50)은 지지용 부유구조체(40) 위에 설치된다. 지지용 부유구조체(40)에 지지프레임이 설치되고 그 지지프레임에 태양전지모듈(50)이 설치되는 것이 바람직하다. 태양전지모듈(50)은 태양 빛을 받아 전기에너지를 발전시킨다. 지지용 부유구조체(40)에 복수 개의 태양전지모듈(50)들이 설치될 수 있다.
단위연결기구들(60)은 지지용 부유구조체(40)와 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20) 및 보조연결로프들(30)을 연결하거나 또는 보조연결로프들(30)를 연결하여 지지용 부유구조체(40)를 고정한다. 단위연결기구들(60)은 균일한 간격을 두고 위치하는 것이 바람직하다. 단위연결기구들(60)은 각각 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프 등이 될 수 있다.
한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 단위영역에 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들이 위치하고 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들은 단위연결기구들(60)에 의해 서로 연결되며 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들은 단위연결기구들(60)에 의해 사각형의 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30)에 연결되거나 또는 보조연결로프들(30)에 연결된다. 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들은 사각형의 단위영역 내에 정방형으로 배열됨이 바람직하다. 사각형의 단위영역에 위치하는 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들에 각각 태양전지모듈(50)이 설치된다.
계류장치(70)는 계류용 부유구조체가 설정된 영역 내에서 위치하도록 계류시킨다. 계류장치(70)는 계류용 부유구조체들(10)에 각각 구비됨이 바람직하다. 계류장치(70)의 일예로, 수중 지반에 고정된 앵커(71)와, 한쪽이 앵커(71)에 고정되고 다른 쪽이 계류용 부유구조체에 걸쳐지는 와이어(72)와, 와이어(72)의 다른 한쪽 단부에 연결되는 무게추(73)를 포함한다. 계류장치(70)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제2 실시예를 도시한 평면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제2 일실시예는, 계류용 부유구조체들(10), 메인연결로프들(20), 보조연결로프들(30), 지지용 부유구조체(40), 태양전지모듈(50), 단위연결기구들(60), 계류장치(70)를 포함하되, 계류용 부유구조체들(10)이 복수 개의 사각형을 이루도록 복수 개의 열로 배열된다.
계류용 부유구조체들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수상에 부유한다. 계류용 부유구조체들(10)은 복수 개의 사각형을 이루도록 복수 개의 열로 배열된다. 계류용 부유구조체들(10)이 두 개의 사각형을 이루게 될 경우 계류용 부유구조체들(10)은 세 개의 열로 배열되며(도 4를 기준으로 하되, 도 4를 90도 회전시켜 본 상태를 기준으로 함), 계류용 부유구조체들(10)은 여섯 개이다.
메인연결로프들(20)은 계류용 부유구조체들(10) 중 서로 인접하는 두 개의 계류용 부유구조체들(10)을 연결한다. 계류용 부유구조체들(10)의 열이 세 개가 배열되는 경우 열과 열 사이를 연결하는 메인연결로프(20)가 두 개가 되며 그 두 개의 메인연결로프들(20)은 직선상으로 위치한다. 계류 부유구조체(10)들의 세 개의 열을 왼쪽부터 제1,2,3 열이라 한다.
보조연결로프들(30)은 메인연결로프들(20)을 가로방향과 세로방향으로 연결한다. 가로 방향으로 위치하며 서로 대면되는 두 개의 메인연결로프들(20)을 연결하는 보조연결로프를 세로보조연결로프라 하고 그 세로보조연결로프는 서로 간격을 두고 복수 개 구비되며 그 복수 개의 세로보조연결로프들의 간격은 균일한 것이 바람직하다. 세로 방향으로 위치하며 서로 대면되는 두 개의 메인연결로프들(20)을 연결하는 보조연결로프를 가로보조연결로프라 하고 그 가로보조연결로프는 서로 간격을 두고 복수 개 구비되며 그 복수 개의 가로보조연결로프들의 간격은 균일한 것이 바람직하다. 보조연결로프들(30)은 각각 체인이 될 수도 있다.
메인연결로프들(20) 내측으로 메인연결로프들(20)와 보조연결로프들(30)(가로보조연결로프들과 세로보조연결로프들) 그리고 보조연결로프들(30)(가로보조연결로프들과 세로보조연결로프들)에 의해 사각형의 단위영역들이 다수 개 형성된다. 사각형의 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30)의 교차 부분 또는 보조연결로프들(30)의 교차 부분은 고정수단(33)에 의해 연결 고정된다. 고정수단(33)은 와이어인 것이 바람직하다.
계류용 부유구조체(10)들의 세 개의 열에 각각 한 개 또는 두 개 이상의 계류용 부유구조체들(10)이 추가 배열되는 것이 바람직하다. 각 열에 추가 배열되는 계류용 부유구조체들(10)은 서로 같은 개수인 것이 바람직하다. 계류용 부유구조체(10)의 각 열에 추가 배열되는 계류용 부유구조체(들)(10)는 메인연결로프(20)와 가로보조연결로프(30)가 만나는 부분에 위치하는 것이 바람직하다. 한편, 계류용 부유구조체(10)의 각 열에 추가 배열되는 계류용 부유구조체(들)는 메인연결로프(20)와 가로보조연결로프(30)가 만나는 부분 옆에 위치할 수도 있다. 도 4에는 각 열에 추가 배열되는 계류용 부유구조체(10)들이 세 개이며, 그 세 개의 추가 계류용 부유구조체(10)들이 각각 메인연결로프(20)와 가로보조연결로프(30)가 만나는 부분에 위치하는 것을 도시한 것이다.
지지용 부유구조체(40)는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30) 또는 보조연결로프들(30)에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하여 수상에 부유한다. 지지용 부유구조체(40)는 사각 형태로 형성됨이 바람직하다. 지지용 부유구조체(40)의 일예로, 지지용 부유구조체(40)는 수상에 부유하는 복수 개의 부유부재(41)들과, 복수 개의 부유부재(41)들을 연결하는 베이스프레임(42)을 포함한다.
태양전지모듈(50)은 지지용 부유구조체(40) 위에 설치된다. 지지용 부유구조체(40)에 지지프레임이 설치되고 그 지지프레임에 태양전지모듈(50)이 설치되는 것이 바람직하다. 태양전지모듈(50)은 태양 빛을 받아 전기에너지를 발전시킨다. 지지용 부유구조체(40)에 복수 개의 태양전지모듈(50)들이 설치될 수 있다.
단위연결기구들(60)은 지지용 부유구조체(40)와 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30)을 연결하거나 또는 보조연결로프들(30)를 연결하여 지지용 부유구조체(40)를 고정한다. 단위연결기구들(60)은 균일한 간격을 두고 위치하는 것이 바람직하다. 단위연결기구들(60)은 각각 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프 등이 될 수도 있다.
사각형의 단위영역에 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들이 위치할 수도 있다.
계류장치(70)는 계류용 부유구조체가 설정된 영역 내에서 위치하도록 계류시킨다. 계류장치(70)는 모서리 부분에 위치하는 계류용 부유구조체들(10)에 각각 구비됨이 바람직하다. 계류장치(70)의 일예로, 제1 실시예의 계류장치와 동일하게 구성된다. 계류장치(70)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제2 실시예는 약한 유속이 있는 강에 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 계류용 부유구조체들(10)이 두 개 이상 배열되는 열이 물 흐르는 수직 방향으로 위치하도록 수상에 설치된다.
도 5는 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제3 실시예를 도시한 평면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제3 일실시예는, 계류용 부유구조체들(10), 메인연결로프들(20), 지지용 부유구조체(40), 태양전지모듈(50), 단위연결기구들(60), 계류장치(70)를 포함한다.
계류용 부유구조체들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수상에 부유한다. 계류용 부유구조체들(10)은 복수 개의 열로 배열되되, 각 열에 같은 수의 계류용 부유구조체들(10)이 배열된다. 일예로, 계류용 부유구조체들(10)이 세 개의 열로 배열되되, 각 열은 네 개의 계류용 부유구조체들(10)이 배열된다. 세 개의 열을 왼쪽부터 제1,2,3 열이라 할 때 각 열의 계류용 부유체들을 순서적으로 제1,2,3,4 계류용 부유구조체(15)(16)(17)(18)라고 각 열의 제1,2,3,4 계류용 부유구조체(15)(16)(17)(18)는 동일 직선상에 위치하는 것이 바람직하다.
메인연결로프들(20)은 계류용 부유구조체들(10) 중 서로 인접하는 두 개의 열과 열 사이의 계류용 부유구조체들(10)을 일대일로 연결한다. 예를 들면, 계류용 부유구조체들(10)이 세 개의 열로 배열되고 각 열에 네 개의 계류용 부유구조체들(10)이 배열된 경우 제1 열의 제1 계류용 부유구조체(15)와 제2 열의 제1 계류용 부유구조체(15)가 메인연결로프에 의해 연결되고, 제2 열의 제1 계류용 부유구조체(15)와 제3 열의 제1 계류용 부유구조체(15)가 메인연결로프에 의해 연결되고, 그 두 개의 메인연결로프들은 동일 선상에 위치하는 것이 바람직하다. 각 열의 제2,3,4 계류형 부유구조체(16)(17)(18)도 같은 방식으로 메인연결로프들(20)이 연결된다. 메인연결로프들(20)은 각각 체인이 될 수도 있다.
지지용 부유구조체(40)는 서로 인접하는 두 개의 메인연결로프들(20) 사이에 위치하여 수상에 부유한다. 지지용 부유구조체(40)는 서로 인접하는 두 개의 메인연결로프들(20) 사이에 서로 간격을 두고 복수 개 구비된다. 두 개의 메인연결로프들(20) 사이에 위치하는 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들은 메인연결로프들(20)을 따라 일렬로 배열되거나 복수 개의 열로 배열되는 것이 바람직하다. 지지용 부유구조체(40)는 사각 형태로 형성됨이 바람직하다. 지지용 부유구조체(40)의 일예로, 지지용 부유구조체(40)는 수상에 부유하는 복수 개의 부유부재(41)들과, 복수 개의 부유부재(41)들을 연결하는 베이스프레임(42)을 포함한다.
태양전지모듈(50)은 지지용 부유구조체(40) 위에 설치된다. 지지용 부유구조체(40)에 지지프레임이 설치되고 그 지지프레임에 태양전지모듈(50)이 설치되는 것이 바람직하다. 태양전지모듈(50)은 태양 빛을 받아 전기에너지를 발전시킨다. 지지용 부유구조체(40)에 복수 개의 태양전지모듈(50)들이 설치될 수 있다.
단위연결기구들(60)은 두 개의 메인연결로프들(20) 사이에 위치하는 지지용 부유구조체(40)와 메인연결로프들(20) 연결하여 지지용 부유구조체(40)를 고정한다. 단위연결기구들(60)은 균일한 간격을 두고 위치하는 것이 바람직하다. 두 개의 메인연결로프들(60) 사이에 지지용 부유구조체(40)가 일렬로 배열되거나 복수 개의 열로 배열될 경우 서로 인접하는 두 개의 지지용 부유구조체(40)들은 단위연결기구들(60)에 의해 연결됨이 바람직하다. 단위연결기구들(60)은 각각 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프 등이 될 수도 있다.
계류장치(70)는 계류용 부유구조체들(10)이 설정된 영역 내에서 위치하도록 계류시킨다. 계류장치(70)는 모서리 부분에 위치하는 계류용 부유구조체들(10)에 각각 구비됨이 바람직하다. 계류장치(70)의 일예로, 제1 실시예의 계류장치와 동일하게 구성된다. 계류장치(70)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예는 보조연결로프들이 배제되어 본 발명의 제1,2 실시예보다 구조가 간단하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제4 실시예를 도시한 평면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제3 일실시예는, 계류용 부유구조체들(10), 메인연결로프들(20), 지지용 부유구조체들(40), 태양전지모듈(50), 단위연결기구들(60), 계류장치(70)을 포함한다. 계류용 부유구조체들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수상에 부유한다. 계류용 부유구조체들(10)은 바둑판과 같이 다수 개의 격자 형태로 배열된다.
메인연결로프들(20)은 각각 계류용 부유구조체들(10) 중 서로 인접하는 두 개의 계류용 부유구조체들(10)을 연결한다. 계류용 부유구조체들(10)은 연결한 메인연결로프들(20)에 의해 사각형의 다수 개 단위영역들이 형성된다. 메인연결로프는 체인이 될 수도 있다.
지지용 부유구조체들(40)은 메인연결로프들(20)에 의해 형성되는 사각형의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 구비된다. 지지용 부유구조체(40)는 제3 실시예의 지지용 부유구조체와 같다.
태양전지모듈(50)은 지지용 부유구조체들(40)에 각각 복수 개 설치된다.
단위연결기구들(60)은 각각 메인연결로프들(20)과 지지용 부유구조체(40) 또는 서로 인접하는 두 개의 지지용 부유구조체들을(40) 연결한다. 단위연결기구(60)는 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프 등이 될 수 있다.
계류장치(70)는 계류용 부유구조체들(10)이 설정된 영역 내에서 위치하도록 계류시킨다. 계류장치(70)는 외곽에 위치하는 계류용 부유구조체들(10)에 각각 구비됨이 바람직하다. 계류장치(70)의 일예로, 제1 실시예의 계류장치와 동일하게 구성된다. 계류장치(70)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 플렉서블 수상태양광발전시스템의 작용과 효과를 설명한다.
본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템은 강, 호수, 댐, 연안바다(예를 들면, 광양만 등) 등의 수상에 설치된다. 본 발명에 따른 플렉서블 수상태양광발전시스템이 수상에 설치된 상태에서 지지용 부유구조체들(40)의 각각에 설치된 태양전지모듈(50)에서 태양 빛으로 전기에너지를 발생시킨다.
본 발명은 복수 개의 계류용 부유구조체들(10)이 수상에 위치하고 복수 개의 계류용 부유구조체들(10)이 메인연결로프들(20)에 의해 연결되며 메인연결로프들(20) 내측으로 보조연결로프들(30)이 가로 방향과 세로 방향으로 연결되며 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30) 또는 보조연결로프들(30)에 의해 형성되는 단위영역들에 각각 지지용 부유구조체(들)(40)이 단위연결기구들(60)에 의해 연결되고 지지용 부유구조체(40)에 태양전지모듈(50)이 설치되므로 다수 개의 태양전지모듈(50)들을 수상에 안정적으로 설치하고 태양전지모듈(50)들을 대규모로 설치할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈(들)(50)이 각각 설치되는 다수 개의 메인연결로프들(20)과, 보조연결로프들(30)과, 단위연결기구들(60)에 의해 연결되고 메인연결로프들(20)이 계류용 부유구조체들(10)에 의해 계류되므로 폭풍우로 인하여 수상에 높은 파도가 발생될 경우 파도에 따라 태양전지모듈(50)이 설치된 지지용 부유구조체들(40)이 파도에 따라 상하로 유연성있게 움직이게 되어 파도에 의해 지지용 부유구조체들(40)에 작용하는 힘을 최소화시키게 된다. 이로 인하여, 전체 시스템의 안정성을 높이게 된다.
또한, 본 발명은 계류용 부유구조체들(10)과 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30) 그리고 단위연결기구들(60)에 의해 다수 개의 지지용 부유구조체들(40)을 지지하게 되므로 대규모의 발전시스템을 설치하는데 소요되는 설치 비용을 최소화시키게 된다.
또한, 본 발명은 복수 개의 계류용 부유구조체들(10)과 그 계류용 부유구조체들(10)을 연결하는 메인연결로프들(20)의 내측으로 보조연결로프들(30)과 단위연결기구들(60)과 지지용 부유구조체들(40)이 위치하고 계류용 부유구조체들(10) 중 외측에 위치하는 계류용 부유구조체들(10)에 계류장치(70)가 구비되므로 대규모의 시스템에서 수중의 구조가 간단하게 된다.
10; 계류용 부유구조체들 20; 메인연결로프들
30; 보조연결로프들리 40; 지지용 부유구조체
50; 태양전지모듈 60; 단위연결기구들
70; 계류장치

Claims (9)

  1. 수면에 부유하는 복수 개의 계류용 부유구조체들;와, 상기 계류용 부유구조체들 중 서로 인접하는 두 개의 계류용 부유구조체들을 연결하는 메인연결로프들;과, 상기 메인연결로프들을 가로방향과 세로방향으로 연결하는 보조연결로프들;과, 상기 메인연결로프들과 보조연결로프들에 의해 형성되거나 또는 보조연결로프들에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하는 지지용 부유구조체;와, 상기 지지용 부유구조체 위에 설치되는 태양전지모듈;과, 상기 지지용 부유구조체와 상기 단위영역을 형성하는 메인연결로프들과 보조연결로프들을 연결하여 상기 지지용 부유구조체를 고정하는 단위연결기구들; 및 상기 계류용 부유구조체를 계류시키는 계류장치;를 포함하고,
    상기 메인연결로프들과 보조연결로프들의 교차 부분 또는 보조연결로프들의 교차 부분은 고정수단에 의해 고정되며,
    상기 지지용 부유구조체는 사각형의 단위영역에 복수 개 위치하며,
    상기 보조연결로프는 가로보조연결로프와 세로보조연결로프로 구분되고 이들 각 보조연결로프는 균일한 간격으로 위치하며,
    상기 단위연결기구들은 균일한 간격을 위치하고,
    지지용 부유구조체와 메인연결로프 또는 지지용 부유구조체와 보조연결로프 상호간 연결은 복수 개의 단위연결기구들을 통해 연결되는 구성을 더 포함하는 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 계류용 부유구조체들은 사각형을 이루도록 위치하되, 사각형의 한쪽 변에 두 개 이상의 계류용 부유구조체들이 배열되고, 상기 두 개 이상의 계류용 부유구조체들이 배열된 사각형의 한쪽 변은 물이 흐르는 방향과 수직 방향을 이루도록 위치하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 지지용 부유구조체에 설치되는 태양전지모듈은 복수 개인 것을 특징으로 하는 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 계류용 부유구조체들은 사각형을 이루도록 위치하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 단위연결기구는 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프인 것을 특징으로 하는 플렉서블 수상태양광발전시스템.
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