KR101855253B1 - 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템 - Google Patents

통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지붕용 태양전지 모듈의 발전 효율을 높이기 위하여 원활한 통풍이 되도록 하고, 아울러 지붕으로 이물질 내지 빗물 유입이 불가능하도록 통풍을 차단할 수 있는 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템에 관한 것이다.

Description

통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템{Building Integrated Photovoltaic System}
본 발명은 지붕용 태양전지 모듈의 발전 효율을 높이기 위하여 원활한 통풍이 되도록 하고, 아울러 지붕으로 이물질 내지 빗물 유입이 불가능하도록 통풍을 차단할 수 있는 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템에 관한 것이다.
근래 자원의 고갈에 따른 대체 에너지원으로서 태양광 발전에 대한 관심이 고조되고 있다. 태양광 발전은 지구로 입사하는 태양광을 전기에너지로 변환시키는 통합적인 기술로서 그 자체가 친환경적일 뿐 아니라, 장치가 일단 설치되어 작동되면 별도의 에너지 투입이 없더라도 태양만 존재하면 전기를 생산할 수 있다는 장점이 있어 점차 그 응용 범위가 확대되고 있는 추세이다.
통상적으로 태양광 발전은 복수의 태양전지셀과, 태양전지셀들을 전기적으로 연결하는 전선과, 태양전지셀들을 외부 환경으로부터 보호하는 필름 또는 보호 유리 등을 포함하는 이루어지는 단위 지붕용 태양전지 모듈(photovoltanic module)을 직렬 또는 병렬로 연결하여 운용한다. 이러한 지붕용 태양전지 모듈을 건물에 적용하기 위하여 과거부터 현재까지 가장 보편적으로 사용되고 있는 것이 기존의 건물 지붕에 지붕용 태양전지 모듈을 장착하는 방식이다.
이 방식은 지붕용 태양전지 모듈을 긴밀하게 구속하는 마감프레임을 지붕에 간단히 고정하는 것에 의해 구현할 수 있다는 점에서 기존 건물을 해체하거나, 또는 태양전지모듈 설치를 위하여 새로운 구조물을 따로 신축할 필요가 없다는 이점이 있다. 하지만, 이 방식은 기존의 건물 지붕에 지붕용 태양전지 모듈 조립체를 설치한다는 점에서 건물의 외관이 나빠지는 단점이 있다. 또한, 이 방식은 볼트와 같은 체결수단을 이용하여 마감프레임을 지붕에 고정하게 되는데, 고정과정에서 형성되는 체결수단의 관통공을 통해 건물 내부로 누수가 일어나는 문제가 있다.
한편, 상기와 같이 마감프레임을 이용하여 지붕용 태양전지 모듈을 설치하는 방식의 문제점을 해결하기 위하여 현재 폭 넓게 연구되고 있는 방식이 지붕용 태양전지 모듈 자체를 건물의 지붕으로 구성하는 건물 일체형 태양광 발전 지붕(Building Integrated Photovoltaic System, BIPV System)이다.
이 방식은 건물의 지붕 자체를 지붕용 태양전지 모듈 조립체로 구성함으로써, 지붕 건축을 위한 비용을 절감할 수 있음은 물론 건물 외관을 당초 의도한 대로 유지할 수 있다는 장점이 있다.
하지만, 이 방식은 서로 독립적으로 작동되는 지붕용 태양전지 모듈 복수 개를 상호 연결하여 지붕을 구성하고 있다는 점에서 강우에 의한 건축물 내부로의 누수 문제를 근본적으로 해결하지 못하고 있는 실정이다. 또한 태양전지 모듈은 그 작동과정에서 상당한 열이 발생하는데, 현재 제안되고 있는 이들 방식 대부분은 지붕 자체를 지붕용 태양전지 모듈로 대체하는 방향으로만 집중하고 있을 뿐 태양전지 모듈에서 발생하는 열을 적절하게 제거할 수 있는 구조는 전혀 제시하지 못하여 현실성이 매우 떨어지는 문제가 있다.
한편 지붕 등에 통공 등을 형성하여 태양전지 모듈에서 발생하는 열을 제거하고자 하는 기술이 있지만, 이 경우 다음과 같은 문제점이 있다.
통공의 크기를 키우면 통풍 능력을 키울 수 있지만 통공을 통하여 외부의 이물질이 지붕 내부로 유입될 가능성이 높아지게 된다. 특히 기상이변 등에 의하여 매우 많은 양의 비가 일시에 내릴 경우에는 작은 통공이라도 이를 통하여 매우 많은 양의 빗물이 지붕 내부로 유입될 수 있다는 문제가 있다.
반대로 통공의 크기를 매우 작게 하면 통풍 능력이 미약해지면서 태양전지 모듈에서 발생하는 열이 제대로 제거되지 못한다는 문제가 발생한다.
대한민국 등록특허 제10-1681208호 "건물 일체형 태양광 발전 지붕 및 그 시공 방법"(2016.11.24. 등록) 대한민국 등록특허 제10-1395048호 "태양광 발전설비의 효율향상 설비"(2014. 5. 8. 등록) 대한민국 등록특허 제10-0989599호 "태양전지를 포함하는 지붕"(2010.10.18. 등록) 대한민국 등록특허 제10-1348089호 "건물일체형 태양광 발전지붕"(2013.12.30. 등록) 대한민국 등록특허 제10-1543219호 "새들 결합용 클립이 새들용 강재에 고정되는 구조를 가진 건축 구조물의 지붕 구조"(2015. 8. 4. 등록)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지붕용 태양전지 모듈에 의하여 지붕을 형성한 건물 일체형 태양광 발전 지붕에서 비교적 큰 크기의 제1통풍구멍이 형성되도록 하고, 이 제1통풍구멍이 온도 변화 및 빗물 여부에 따라 개폐되도록 함으로써, 기준 온도 미만에서는 제1통풍구멍이 닫히도록 하여 외부에서 이물질이 유입되는 것을 차단하며, 기준 온도 이상에서는 제1통풍구멍이 열리도록 하여 통풍 능력을 극대화시켜 지붕용 태양전지 모듈의 발전 효율을 높일 수 있으며, 기준 온도 이상인 경우에도 빗물이 감지되면 제1통풍구멍이 닫히도록 하여 빗물이 지붕으로 유입되는 것을 차단할 수 있는 새로운 방식의 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 경사진 지붕의 형태에 대응되도록 길이방향으로 경사지게 마련되되 폭방향으로 이격되어 배치되는 복수의 메인 배수관 ; 상기 메인 배수관의 상부를 폭방향으로 가로지르도록 마련되는 횡단용 부재와, 상기 횡단용 부재의 상부에 좌우로 이격되어 마련되는 한 쌍의 모듈 고정부를 포함하여 이루어지는 복수의 모듈 고정대 ; 상기 모듈 고정대의 모듈 고정부에 단부가 고정되도록 나란히 배치되어 지붕을 형성하는 복수의 지붕용 태양전지 모듈 ; 서로 이웃한 상기 지붕용 태양전지 모듈의 사이에 수평상으로 마련되되 복수의 제1통풍구멍이 길이 방향으로 서로 이격되어 형성되는 제1통풍판과, 상기 제1통풍판의 폭방향 양측에서 하부로 나란히 연장되어 한 쌍의 상기 모듈 고정부 사이에 삽입 장착되는 한 쌍의 개폐부재 가이드를 포함하여 이루어지는 통풍용 덮개 ; 상기 제1통풍판의 하부에 수평상으로 마련되되 상기 제1통풍구멍이 열리도록 하는 복수의 제2통풍구멍과 상기 제1통풍구멍이 닫히도록 하는 제2닫힘부가 서로 교대로 형성되는 제2통풍판과, 상기 제2통풍판의 폭방향 양측에서 하부로 나란히 연장되는 한 쌍의 측벽판을 포함하여 이루어지며, 상기 통풍용 덮개에 의하여 상기 통풍용 덮개의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동되도록 안내되는 통풍구멍 개폐부재 ; 상기 통풍구멍 개폐부재의 제2통풍구멍이 상기 통풍용 덮개의 제1통풍구멍과 나란히 위치되어 상기 제1통풍구멍이 열리도록 하거나, 상기 통풍구멍 개폐부재의 제2닫힘부가 상기 통풍용 덮개의 제1통풍구멍을 막아 상기 제1통풍구멍이 닫히도록 하기 위하여, 상기 통풍구멍 개폐부재를 슬라이딩 이동시키는 개폐부재 구동원 ; 온도를 감지하는 온도 감지부 ; 빗물을 감지하는 빗물 감지부 ; 상기 온도 감지부에서 기준 온도 이상의 온도값이 감지되고 상기 빗물 감지부에 빗물이 감지되지 않을 때만 상기 제1통풍구멍이 열리도록 상기 개폐부재 구동원을 제어하는 제어부 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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상기와 같이 본 발명은, 지붕용 태양전지 모듈에 의하여 지붕을 형성한 건물 일체형 태양광 발전 지붕에서 비교적 큰 크기의 제1통풍구멍이 형성되도록 하고, 이 제1통풍구멍이 온도 변화 및 빗물 여부에 따라 개폐되도록 함으로써, 기준 온도 미만에서는 제1통풍구멍이 닫히도록 하여 외부에서 이물질이 유입되는 것을 차단하며, 기준 온도 이상에서는 제1통풍구멍이 열리도록 하여 통풍 능력을 극대화시켜 지붕용 태양전지 모듈의 발전 효율을 높일 수 있으며, 기준 온도 이상인 경우에도 빗물이 감지되면 제1통풍구멍이 닫히도록 하여 빗물이 지붕으로 유입되는 것을 차단할 수 있는 새로운 방식의 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템을 제공하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템의 개념도,
도 2는 도 1의 건물 일체형 태양광 발전 지붕의 구조를 보이는 일부 절개 사시도,
도 3은 도 2의 주요 구성을 분리하여 도시한 사시도,
도 4는 도 2의 모듈 고정대에 통풍용 덮개, 통풍구멍 개폐부재, 개폐부재 구동원이 장착된 상태를 개념적으로 도시한 사시도,
도 5는 도 4의 정면 개념 단면도,
도 6은 도 4의 통풍용 덮개, 통풍구멍 개폐부재, 개폐부재 구동원을 분리하여 도시한 분리 사시도,
도 7은 통풍용 덮개의 제1통풍구멍이 열린 상태를 표현한 측면 개념 단면도,
도 8은 통풍용 덮개의 제1통풍구멍이 닫힌 상태를 표현한 측면 개념 단면도,
도 9는 도 4의 다른 변형예,
도 10은 도 9의 정면 개념 단면도,
도 11은 도 9의 통풍용 덮개와 개폐부재 구동원과 통풍구멍 개폐부재를 분리하여 도시한 분리 사시도,
도 12는 본 발명이 적용된 다른 실시예인 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕의 모식도.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템의 개념도이며, 도 2는 도 1의 건물 일체형 태양광 발전 지붕의 구조를 보이는 일부 절개 사시도이며, 도 3은 도 2의 주요 구성을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 4는 도 2의 모듈 고정대에 통풍용 덮개, 통풍구멍 개폐부재, 개폐부재 구동원이 장착된 상태를 개념적으로 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 정면 개념 단면도이며, 도 6은 도 4의 통풍용 덮개, 통풍구멍 개폐부재, 개폐부재 구동원을 분리하여 도시한 분리 사시도이며, 도 7은 통풍용 덮개의 제1통풍구멍이 열린 상태를 표현한 측면 개념 단면도이며, 도 8은 통풍용 덮개의 제1통풍구멍이 닫힌 상태를 표현한 측면 개념 단면도이다.
도 1과 같이, 지붕용 태양전지 모듈(310)에 의하여 건물의 지붕을 형성하고, 지붕용 태양전지 모듈(310) 주변에 온도를 감지하는 온도 감지부(321) 및 빗물을 감지하는 빗물 감지부(322)가 마련된다.
또한 제어부(323)는, 온도 감지부(321) 및 빗물 감지부(322)의 감지 신호에 의하여 개폐부재 구동원(230)을 제어하여 지붕의 통풍을 제어하게 된다.
먼저 지붕의 구체적인 구조를 도 2 등을 참고하여 설명한다.
퍼린(미도시)의 상부에 베이스 패널(110)이 마련된다.
퍼린(퍼린)은, 건물의 조립식 지붕에서 가로 바의 형태로 설치되어 지붕 자체의 하부 횡방향 지지력을 보강시키기 위하여 마련된다.
본 실시예에서 베이스 패널(110)은 성형 강판의 일종으로서 하부 수평면, 경사면, 상부 수평면, 경사면, 하부 수평면의 구조가 반복되는 구조이다.
즉 베이스 패널(110)의 하부 수평면은 퍼린의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장되며 하부 수평면의 하면이 퍼린과 접촉된다.
베이스 패널(110)은, 그 단면 구조가 상부로 돌출된 사다리꼴과 하부로 돌출된 사다리꼴이 서로 반복되는 형태이며, 그 단면 구조는 퍼린의 길이 방향과 직교하는 방향으로 연장된다.
상기와 같은 베이스 패널(110)은, 실시예에 따라서는 그 상부 수평면에 복수의 통기공이 형성되거나 형성되지 않을 수 있으며, 이는 설계에 따라 얼마든지 변경될 수 있는 부분이다.
상기와 같은 베이스 패널(110)의 상부에 단열 및 흡음 기능을 수행하기 위한 폴리에스터 울 또는 글라스울 등으로 이루어지는 흡음단열재(120)가 마련된다.
아울러 베이스 패널(110)의 상부 및 흡음단열재(120) 사이에는 서로 이격되게 나란히 배치되는 새들용 강재(130)가 마련된다.
새들용 강재(130)는 베이스 패널(120)의 상부에 마련되며, 크게 하부 수평 절곡부(131)와, 수직 절곡부(132)와, 상부 수평 절곡부(133)로 이루어져 Z자 단면 구조를 이루며, 그 Z자 단면 구조가 퍼린과 평행을 이루면서 길게 연장된다.
본 실시예에서 새들용 강재(130)의 하부 수평 절곡부(131)는 수평상으로 배치되어 베이스 패널(110)의 상부 수평면의 상면과 접촉하게 된다.
아울러 새들용 강재(130)의 하부 수평 절곡부(131)와, 베이스 패널(120)의 하부 수평면과, 퍼린이 결합 볼트(미도시) 등에 의하여 결합된다.
새들용 강재(130)의 길이 방향은 베이스 패널(110)의 상부 수평면의 연장 방향에 대하여 직교하는 형태를 이루게 된다.
하부 수평 절곡부(131)의 일단으로부터 절곡되어 상방향으로 연장되면서 수직 절곡부(132)가 형성되며, 수직 절곡부(132)의 상단으로부터 절곡되어 수평방향으로 연장되면서 상부 수평 절곡부(133)가 형성된다.
새들용 강재(130) 및 흡음단열재(120)의 상부에 방수 시트지(140)가 깔린다.
방수 시트지(140)의 상부에 메인 배수관(150)이 마련된다.
메인 배수관(150)은 방수 시트지(140)를 사이에 두고 새들용 강재(130)의 상부 수평 절곡부(133)에 볼트 결합된다. 메인 배수관(150)의 고정 방식은 다양한 형태가 고려될 수 있다. 볼트 결합은 그 도시를 생략하였다.
메인 배수관(150)은 새들용 강재(130)의 길이 방향과 직교하는 형태로 서로 이격되어 나란히 배치된다.
메인 배수관(150)들은 서로 이격하여 배치되므로 메인 배수관(150)들이 서로 이격된 공간은, 다른 구조물이 없다면 빈 공간이 된다.
한편 메인 배수관(150)은 경사진 지붕에 대응하여 길이 방향으로 경사진 상태일 것이지만, 실시예에 따라서는 메인 배수관(150)이 수평 상태로 배치될 수도 있다.
메인 배수관(150)으로 빗물이 유입되면 빗물은 메인 배수관(150)을 따라 메인 배수관(150)의 일측으로 유동하여 흘러나가게 된다.
메인 배수관(150)의 단면 형태는 다양한 형태가 응용될 수 있지만, 적어도 메인 배수관(150)의 폭방향 양단부는 물이 폭방향으로 배출되는 것을 막는 구조, 즉 물이 길이방향으로만 흐르도록 안내하는 구조를 가져야 한다.
메인 배수관(150)이 설치된 후, 새들용 강재(130)의 상부에 복수의 모듈 고정대(160)와 복수의 모듈 고정대 안내바(170)와 복수의 틈새용 보조 배수관(180)을 설치한다.
모듈 고정대(160)는, 도 4 등에 도시된 바와 같이 횡단용 부재(161)와, 모듈 고정부(162) 등으로 이루어진다.
횡단용 부재(161)는 메인 배수관(150)의 상부를 폭방향으로 가로지르도록 배치되며, 횡단용 부재(161)의 양단부 하부 각각에는 수평방향으로 절곡된 바닥 지지부(161a)가 형성된다. 바닥 지지부(161a)는 방수 시트지(140)의 상부에 접촉된 상태가 된다.
아울러 모듈 고정대(160)의 바닥 지지부(161a)가 상부로 이탈되는 것을 방지하기 위하여, 모듈 고정대 안내바(170)가 방수 시트지(140)를 사이에 두고 새들용 강재(130)의 상부 수평 절곡부(133)에 볼트 결합된다. 볼트 결합은 그 도시를 생략하였다.
모듈 고정대 안내바(170)는, 폭방향 일측에 형성되어 새들용 강재(130)와 결합되기 위한 새들용 강재 결합부(171)와, 폭방향 타측에 형성되어 모듈 고정대(160)의 바닥 지지부(161a)가 길이 방향으로만 이동하도록 안내하는 바닥 지지부용 안내레일부(172)로 이루어진다.
새들용 강재 결합부(171)는 방수 시트지(140)를 사이에 두고 새들용 강재(130)에 볼트 결합된다.
바닥 지지부용 안내레일부(172)는 방수 시트지(140)와의 사이에 길이방향으로 연장되는 이동 허용 공간을 형성하고 그 이동 허용 공간에 모듈 고정대(160)의 바닥 지지부(161a)가 삽입되어 모듈 고정대(160)의 바닥 지지부(161a)가 그 이동 허용 공간을 따라 이동하도록 안내한다.
한편 횡단용 부재(161)의 상부 좌우에 서로 이격되면서 한 쌍의 모듈 고정부(162)가 마련된다. 각각의 모듈 고정부(162)에는 상하로 서로 이격된 모듈 지지턱(162a)이 형성되어 있다.
상하로 서로 이격된 모듈 지지턱(162a)에는 후술하는 지붕용 태양전지 모듈(310)의 단부가 삽입되어 결합된다.
지붕용 태양전지 모듈(310)의 설치 이전에 복수의 틈새용 보조 배수관(180)을 설치하지만, 설명의 편의를 위하여 먼저 지붕용 태양전지 모듈(310)을 설명한다.
복수의 지붕용 태양전지 모듈(310)은, 폭방향 양단부가 모듈 고정대(160)의 모듈 고정부(162)에 의하여 고정되면서 지붕을 형성하게 된다(도 2 참조).
즉 지붕용 태양전지 모듈(310)의 폭방향 일단부는 어느 하나의 모듈 고정대(160)의 좌측에 마련된 모듈 고정부(162)에 고정되며, 지붕용 태양전지 모듈(310)의 폭방향 타단부는 다른 하나의 모듈 고정대(160)의 우측에 마련된 모듈 고정부(162)에 고정된다.
이와 같은 구조로 복수의 지붕용 태양전지 모듈(310)에 의하여 지붕을 형성할 수 있다.
이와 같은 구조에서 지붕용 태양전지 모듈(310)의 폭방향 단부는 메인 배수관(150)의 상부에 위치되므로 폭방향 단부를 따라 빗물이 침투하여도 이 빗물은 메인 배수관(150)을 통하여 외부로 배추될 수 있다.
그러나 지붕용 태양전지 모듈(310)의 길이방향 단부는 메인 배수관(150)이 서로 이격된 공간의 상부에 위치하게 된다.
이와 같이 메인 배수관(150)의 길이 방향을 따라 서로 인접한 한 쌍의 지붕용 태양전지 모듈(310) 사이의 하부로 빗물이 침투하는 것에 대응하기 위하여 복수의 틈새용 보조 배수관(180)이 마련된다.
틈새용 보조 배수관(180)은 메인 배수관(150)의 길이 방향과 직교하는 형태로 메인 배수관(150)의 상부에 고정되어, 한 쌍의 지붕용 태양전지 모듈(310) 사이로 유입되는 빗물을 받아 이 빗물이 메인 배수관(150)으로 배출되도록 유도한다.
이와 같은 틈새용 보조 배수관(180)의 구조 내지 결합 구조는 종래의 기술들에 이미 알려져 있으므로 상세한 설명을 생략한다.
한편 모듈 고정대(160)의 한 쌍의 모듈 고정부(162)에 통풍용 덮개(210)가 결합되어 고정된다. 따라서 서로 이웃한 지붕용 태양전지 모듈(310) 사이마다 통풍용 덮개(210)가 마련된다.
본 실시예에서 통풍용 덮개(210)는 상부에 형성되는 제1통풍판(211)과, 상기 제1통풍판(211)의 하부에 마련되는 개폐부재 가이드부(212)로 이루어진다.
제1통풍판(211)은 그 폭방향 양측이 모듈 고정부(162)의 상부에 형성된 모듈 지지턱(162a)에 밀착 결합되며, 복수의 제1통풍구멍(211a)이 길이방향으로 서로 이격되어 형성되어 있다.
제1통풍구멍(211a)은 후술하는 통풍구멍 개폐부재(220)에 의하여 열리고 닫힐 수 있으므로, 비교적 큰 크기로 형성된다.
한편 통풍용 덮개(210)는 한 쌍의 모듈 고정부(162)에 결합되므로, 통풍용 덮개(210)의 하부에는 통풍용 덮개(210)와 평행하게 메인 배수관(150)이 마련되며, 제1통풍구멍(211a)을 통하여 빗물이 유입되어도 이는 메인 배수관(150)을 통하여 외부로 배출된다.
이와 같은 제1통풍구멍(211a)을 개폐하기 위한 통풍구멍 개폐부재(220)와, 통풍구멍 개폐부재(220)를 구동시키는 개폐부재 구동원(230)이 마련된다.
본 실시예에서 통풍구멍 개폐부재(220)는 중앙에 배치된 제2통풍판(221)과 제2통풍판(221)의 폭방향 양측에서 하부로 연장되는 한 쌍의 측벽판(222)을 포함하여 이루어진다.
제2통풍판(221)에는, 제1통풍판(211)의 제1통풍구멍(211a)이 열리도록 하는 제2통풍구멍(221a)과, 제1통풍구멍(211a)이 닫히도록 하는 제2닫힘부(221b)가 서로 교대로 형성된다.
따라서 제2통풍구멍(221a)간의 간격 및 제2닫힘부(221b)간의 간격은, 제1통풍구멍(211a)간의 간격과 동일하게 형성된다.
측벽판(222)은 통풍용 덮개(210)의 개폐부재 가이드부(212)에 의하여 통풍용 덮개(210)의 길이방향을 따라 슬라이딩 이동되도록 안내된다.
이와 같은 제2통풍판(221)은 개폐부재 구동원(230)에 의하여 슬라이딩 왕복 이동된다.
개폐부재 구동원(230)은 어느 하나의 모듈 고정대(160)의 횡단용 부재(161)에 고정 배치되는 모터이다.
개폐부재 구동원(230)의 구동축(231)은 통풍용 덮개(210)의 개폐부재 가이드부(212)에 형성된 슬롯 형태의 관통구(212a)를 관통하여 통풍구멍 개폐부재(220)의 측벽판(222)에 결합된다.
이와 같은 상태에서 개폐부재 구동원(230)은, 통풍구멍 개폐부재(220)를 슬라이딩 이동시켜, 통풍구멍 개폐부재(220)의 제2통풍구멍(221a)이 통풍용 덮개(210)의 제1통풍구멍(211a)과 나란히 위치되어 제1통풍구멍(211a)이 열리도록 하거나(도 7 참조), 통풍구멍 개폐부재(220)의 제2닫힘부(221b)가 통풍용 덮개(210)의 제1통풍구멍(211a)을 막아 제1통풍구멍(211a)이 닫히도록 할 수 있다(도 8 참조).
이와 같은 지붕 구조의 통풍 제어 방식을 설명한다.
도 1에서와 같이 지붕용 태양전지 모듈(310) 주변에 온도를 감지하는 온도 감지부(321) 및 빗물을 감지하는 빗물 감지부(322)가 마련되며, 또한 온도 감지부(321) 및 빗물 감지부(322)의 감지 신호에 의하여 개폐부재 구동원(230)을 제어하는 제어부(323)가 마련된다.
온도 감지부(321)는 그 배치되는 장소에 따라 외기의 온도를 감지하거나, 지붕용 태양전지 모듈(310) 하부의 온도를 감지하거나, 지붕용 태양전지 모듈(310) 상부의 온도를 감지하도록 할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 개폐부재 구동원(230)은 복수개 마련된다.
제어부(323)의 구체적인 제어 방식을 설명한다.
겨울 등과 같이 온도가 낮은 계절에 통풍용 덮개(210)의 제1통풍구멍(211a)은 통풍구멍 개폐부재(220)에 의하여 닫힌 상태를 유지한다. 즉 특별한 이유가 없다면 제1통풍구멍(211a)은 닫힌 상태를 유지한다. 이에 의하여 제1통풍구멍(211a)을 통하여 이물질 내지 빗물이 지붕으로 유입되는 것을 확실히 방지할 수 있다.
그러나 여름 등의 낮시간에 온도 감지부(321)를 통하여 기준 온도 이상의 온도값을 감지하게 되면 제어부(323)는, 통풍구멍 개폐부재(220)의 제2통풍구멍(221a)이 통풍용 덮개(210)의 제1통풍구멍(211a)과 나란히 위치되어 제1통풍구멍(211a)이 열리도록, 개폐부재 구동원(230)을 제어한다.
이에 의하여 지붕용 태양전지 모듈(310) 하부 공간의 통풍이 원활하게 되어, 고열로 인한 지붕용 태양전지 모듈(310)의 발전 효율 저하를 방지할 수 있다.
또한 온도 감지부(321)를 통하여 기준 온도 미만의 온도값을 감지하게 되면 제어부(323)는, 통풍구멍 개폐부재(220)의 제2닫힘부(221b)가 통풍용 덮개(210)의 제1통풍구멍(211a)을 막도록, 개폐부재 구동원(230)을 제어한다.
한편 온도 감지부(321)를 통하여 기준 온도 이상의 온도값을 감지한 경우에도 빗물 감지부(322)를 통하여 빗물을 감지하게 되면, 제어부(323)는, 통풍구멍 개폐부재(220)의 제2닫힘부(221b)가 통풍용 덮개(210)의 제1통풍구멍(211a)을 막도록, 개폐부재 구동원(230)을 제어한다. 이에 의하여 빗물이 제1통풍구멍(211a)을 통하여 유입되는 것을 차단하게 된다.
즉 제어부(323)는 기준 온도 이상이면서 빗물이 감지되지 않은 경우에만 제1통풍구멍(211a)이 열리도록 하며, 나머지 상태에서는 제1통풍구멍(211a)이 닫히도록 개폐부재 구동원(230)을 제어한다.
이에 의하여 본 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템은, 더운 여름철에도 지붕용 태양전지 모듈의 발전 효율을 높일 수 있으며, 나아가 빗물 또는 이물질 등이 지붕으로 유입되는 것을 확실히 차단할 수 있게 된다.
도 9는 도 4의 다른 변형예이며, 도 10은 도 9의 정면 개념 단면도이며, 도 11은 도 9의 통풍용 덮개와 개폐부재 구동원과 통풍구멍 개폐부재를 분리하여 도시한 분리 사시도이다.
도 9 내지 도 11은 통풍용 덮개(210)와 통풍구멍 개폐부재(220)의 구조가 도 4 등과 상이하다. 그러나 기본적인 작동 구조는 도 4 등과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
도 12는 본 발명이 적용된 다른 실시예인 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕의 모식도이다. 도 12에서는 통풍용 덮개(210)와 통풍구멍 개폐부재(220)를 분리 도시하여 열리고 닫힐 수 있다는 의미를 강조하여 도시하였다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 베이스 패널
120 : 흡음단열재
130 : 새들용 강재 131 : 하부 수평 절곡부
132 : 수직 절곡부 133 : 상부 수평 절곡부
140 : 방수 시트지
150 : 메인 배수관
160 : 모듈 고정대
161 : 횡단용 부재 161a : 바닥 지지부
162 : 모듈 고정부 162a : 모듈 지지턱
170 : 모듈 고정대 안내바 171 : 새들용 강재 결합부
172 : 바닥 지지부용 안내레일부
180 : 틈새용 보조 배수관
210 : 통풍용 덮개
211 : 제1통풍판 211a : 제1통풍구멍
212 : 개폐부재 가이드부
220 : 통풍구멍 개폐부재 221 : 제2통풍판
221a : 제2통풍구멍 221b : 제2닫힘부
222 : 측벽판
230 : 개폐부재 구동원 231 : 구동축
310 : 지붕용 태양전지 모듈
321 : 온도 감지부
322 : 빗물 감지부
323 : 제어부

Claims (3)

  1. 경사진 지붕의 형태에 대응되도록 길이방향으로 경사지게 마련되되 폭방향으로 이격되어 배치되는 복수의 메인 배수관 ;
    상기 메인 배수관의 상부를 폭방향으로 가로지르도록 마련되는 횡단용 부재와, 상기 횡단용 부재의 상부에 좌우로 이격되어 마련되는 한 쌍의 모듈 고정부를 포함하여 이루어지는 복수의 모듈 고정대 ;
    상기 모듈 고정대의 모듈 고정부에 단부가 고정되도록 나란히 배치되어 지붕을 형성하는 복수의 지붕용 태양전지 모듈 ;
    서로 이웃한 상기 지붕용 태양전지 모듈의 사이에 수평상으로 마련되되 복수의 제1통풍구멍이 길이 방향으로 서로 이격되어 형성되는 제1통풍판과, 상기 제1통풍판의 폭방향 양측에서 하부로 나란히 연장되어 한 쌍의 상기 모듈 고정부 사이에 삽입 장착되는 한 쌍의 개폐부재 가이드를 포함하여 이루어지는 통풍용 덮개 ;
    상기 제1통풍판의 하부에 수평상으로 마련되되 상기 제1통풍구멍이 열리도록 하는 복수의 제2통풍구멍과 상기 제1통풍구멍이 닫히도록 하는 제2닫힘부가 서로 교대로 형성되는 제2통풍판과, 상기 제2통풍판의 폭방향 양측에서 하부로 나란히 연장되는 한 쌍의 측벽판을 포함하여 이루어지며, 상기 통풍용 덮개에 의하여 상기 통풍용 덮개의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동되도록 안내되는 통풍구멍 개폐부재 ;
    상기 통풍구멍 개폐부재의 제2통풍구멍이 상기 통풍용 덮개의 제1통풍구멍과 나란히 위치되어 상기 제1통풍구멍이 열리도록 하거나, 상기 통풍구멍 개폐부재의 제2닫힘부가 상기 통풍용 덮개의 제1통풍구멍을 막아 상기 제1통풍구멍이 닫히도록 하기 위하여, 상기 통풍구멍 개폐부재를 슬라이딩 이동시키는 개폐부재 구동원 ;
    온도를 감지하는 온도 감지부 ;
    빗물을 감지하는 빗물 감지부 ;
    상기 온도 감지부에서 기준 온도 이상의 온도값이 감지되고 상기 빗물 감지부에 빗물이 감지되지 않을 때만 상기 제1통풍구멍이 열리도록 상기 개폐부재 구동원을 제어하는 제어부 ;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통풍 제어가 가능한 건물 일체형 태양광 발전 지붕 시스템.
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