KR101902126B1 - 태양광 발전 설비의 패널 고정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전설비에 배수 기능을 구비하여 태양광 발전설비를 시공하는 과정에서 별도의 옥상 바닥을 방수 시공을 수행할 필요가 없도록 한 태양광 발전 설비의 패널 고정장치를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 태양열 집열판, 상기 태양열 집열판의 외곽 테두리를 따라 설치되는 프레임으로 구성한 패널부재, 상기 패널부재를 건물 지붕에 고정시키는 지지부재를 포함하여 구성한 태양광 발전 설비의 패널 고정장치에 있어서, 상기 지지부재는 상기 패널부재의 프레임이 올려진 상태로 피스 체결되어 지는 센터받침대, 상기 센터받침대의 양측에 설치되며 상기 태양열 집열판을 받쳐주는 사이드받침대 및 상기 센터받침대 및 사이드받침대 사이에 형성되며 빗물을 배수시키는 배수로로 구성한 것을 요지로 한다.

Description

태양광 발전 설비의 패널 고정장치{Solar panel mounting deviec}

본 발명은 태양광 발전 설비의 패널 고정장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 발전설비에 배수 기능을 구비하여 태양광 발전설비를 시공하는 과정에서 별도의 옥상 바닥을 방수 시공을 수행할 필요가 없도록 한 태양광 발전 설비의 패널 고정장치에 관한 것이다.

현재 인류는 주로 석유, 석탄, 원자력, 천연가스 등에서 대부분의 에너지를 얻고 있는데 이러한 화석 및 원자력 에너지원은 머지않은 미래에 고갈될 것으로 예 측되고 있다. 따라서 세계 각국은 신재생 에너지 연구개발에 박차를 가하고 있으며 그 중 태양광발전은 햇빛이 비치는 어디서나 전기를 얻을 수 있고 다른 발전방식과 달리 공해가 전혀 없어 더욱 주목받고 있다. 태양광발전을 하기 위해서는 태양에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지(태양광 모듈)를 계통연계형 인버터가 동작 할 수 있는 전압 전류 범위로 직, 병렬 구성을 하여야 한다. 이때 필요한 자재가 태양전지 계통연계형 인버터뿐만 아니라 태양광 모듈이 태양빛을 보다 효율적으로 흡수 할 수 있게 일정방향으로 일정 각도를 가지게 구조물을 설치해야 한다.

현재 태양광 발전시스템(태양광 발전설비)은 크게 2가지로 구분해서 설치 시 공이 되고 있다. 하나는 토지 위에 기초를 설치하고 상부에 구조물 및 태양광 모듈을 설치하는 방식(이하 "토지형 태양광 발전설비"라 한다)과, 다른 하나는 건물의 옥상과 벽면을 활용하여 설치하는 방식(이하 "건물형 태양광 발전설비"라 한다)으로 구분된다. 토지형 태양광 발전설비는 토지를 파고 콘크리트 등으로 기초를 형성하여 기초 상부에 구조물을 설치하는 방식으로 누수의 문제는 전혀 고려하고 있지 않다.

따라서, 태양광 발전시스템을 건물 옥상에 설치하기 위해서는 당연히 건물 옥상 바닥에 방수층을 형성한 후, 상기 방수층이 형성된 옥상에 다시 태양광 발전시스템을 설치하는 방식으로 진행되는 데, 이러한 설치 방식은 태양광 발전 시스템을 바닥에 고정하기 위해 사용되는 볼트와 같은 체결수단에 의해 방수층이 손상되어 옥상슬래브에 누수가 발생하는 경우가 다수 발생하고 있다. 특히 태양광 발전 시스템이 설치된 옥상의 방수층을 복구하기 위해서는 다시 태양광 발전 시스템 전체를 해체하는 작업이 선행되어야 함으로서 상당한 경제적 손실을 야기하는 문제점이 있다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2013-0021004 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 태양광 발전설비에 배수 기능을 구비하여 태양광 발전설비를 시공하는 과정에서 별도의 옥상 바닥을 방수 시공을 수행할 필요가 없도록 한 태양광 발전 설비의 패널 고정장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 태양열 집열판, 상기 태양열 집열판의 외곽 테두리를 따라 설치되는 프레임으로 구성한 패널부재, 상기 패널부재를 건물 지붕에 고정시키는 지지부재를 포함하여 구성한 태양광 발전 설비의 패널 고정장치에 있어서, 상기 지지부재는 상기 패널부재의 프레임이 올려진 상태로 피스 체결되어 지는 센터받침대, 상기 센터받침대의 양측에 설치되며 상기 태양열 집열판을 받쳐주는 사이드받침대 및 상기 센터받침대 및 사이드받침대 사이에 형성되며 빗물을 배수시키는 배수로로 구성함을 특징으로 한다.

상기 프레임은 상기 지지부재의 센터받침대에 올려지는 바닥판, 상기 바닥판의 상면에 수직으로 세워진 상태로 서로 일정거리 떨어지게 구비되는 제 1수직판, 상기 제 1수직판의 상단 내면에 상, 하로 일정거리 떨어진 상태로 수평 연장 형성되는 제 1, 2수평판 및 상기 제 1수직판의 외면에 연장 형성되며 상기 지지부재의 센터받침대에 올려진 상태에서 피스 체결되는 수평연장판으로 구성함이 바람직하다.

상기 제 1수직판의 하단 내면에는 제 3수평판이 연장 형성되고, 상기 제 3수평판과 상기 제 2수평판 사이에는 단열재 충진공간이 구획 형성되도록 함이 바람직하다.

상기 태양열 집열판의 하면에는 열교환판이 설치되도록 구성함이 바람직하다.

본 발명은 건물의 지붕에 방수공사를 수행하고, 여기에 다시 외장재를 시공하는 공정을 수행한 후, 태양열 발전 설비를 설치하는 것이 아니라 태양열 발전 설비를 구성하는 태양열 패널 자체에 배수로 및 마감재로서의 기능성을 함께 가지도록 제작하여 건물의 지붕에 방수 및 외장재 시공 공정을 수행할 필요없이 태양열 발전 설비를 설치하는 것만으로 방수 및 외장 마감 기능이 동시에 구현될 수 있도록 한 작용 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 설비의 패널 고정장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면.
도 3은 도 1의 다른 실시 예의 단면을 도시한 도면.
도 4는 도 3에서 도시하고 있는 프레임의 수평연장판의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 패널부재의 단면을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 패널부재의 단면을 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 두 개의 실시 예를 대표하여 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 건물의 지붕에 방수공사를 수행하고, 여기에 다시 외장재를 시공하는 공정을 수행한 후, 태양열 발전 설비를 설치하는 것이 아니라 태양열 발전 설비를 구성하는 태양열 패널 자체에 배수로 및 마감재로서의 기능성을 함께 가지도록 제작하여 건물의 지붕에 방수 및 외장재 시공 공정을 수행할 필요없이 태양열 발전 설비를 설치하는 것만으로 방수 및 외장 마감 기능이 동시에 구현될 수 있도록 한 태양광 발전 설비의 패널 고정장치를 구현하고자 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전 설비의 패널 고정장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 태양광 발전 설비는 적어도 하나 이상의 패널부재(10) 및 상기 패널부재(10)를 건물의 지붕에 고정시키는 지지부재(30)를 포함하여 구성한다.

상기 패널부재(10)는 태양열을 집열할 목적으로 제공되는 부재로서, 평판 형태로 제작되어 태양열을 집열하게 되는 태양열 집열판(12), 상기 태양열 집열판(12)의 외곽 테두리에 설치되며 상기 태양열 집열판(12)을 보호하는 프레임(14)으로 구성한다.

상기 프레임(14)은 지지부재(30)의 센터받침대(32)에 올려지는 바닥판(16)과, 상기 바닥판(16)의 상면에 수직으로 세워진 상태로 서로 일정거리 떨어지게 설치되는 수직판(18), 상기 제 1수직판(18)의 상단 내면에 상, 하로 공간(24)을 사이에 두고 일정거리 떨어진 상태로 수평 연장 형성되는 제 1, 2수평판(20, 22)으로 구성한다.

상기 패널부재(10)의 제 1, 2수평판(20, 22) 사이에 형성된 공간(24)으로 상기 태양열 집열판(10)의 테두리가 끼워지게 된다.

상기 패널부재(10)의 제 1수직판(18) 외면에는 수평연장판(26)이 더 연장 형성된다. 상기 수평연장판(26)은 상기 패널부재(10)를 지지부재(30) 위에 고정하고자 할 때, 상기 지지부재(30)의 센터받침대(32) 위에 올려진 상태에서 피스(34) 체결되도록 하여 패널부재(10)를 지지부재(30)에 고정시킬 목적으로 연장 형성된 판이다.

상기 수평연장판(26)의 위치는 도 2와 도 3에서와 같이 상기 제 1수직판(18)의 상단이나 하단 혹은 중간에 선택적으로 형성될 수 있으며, 이는 지지부재(30)의 센터받침대(32)의 높이에 대응하는 위치에 형성될 수 있도록 한다.

또한, 상기 수평연장판(26)은 도 4에서와 같이 그 단부가 요철(26a) 형태를 가지도록 성형할 수 있고, 이는 반대편에 위치하는 다른 패널부재(10)의 프레임(14)에 형성되어 있는 수평연장판(26)과 서로 맞물리도록 하여 두 개의 패널부재(10)간의 유동을 잡아줄 수 있도록 한다.

상기 제 1수직판(18)의 상단은 내측으로 절곡시켜 걸림턱(18a)을 형성하고, 상기 걸림턱(18a)에는 두껑(28)의 내면이 걸려지도록 한다.

즉, 두 개의 패널부재(10)를 지지부재(30)에 올린 상태로 고정하게 되면 각 패널부재(10)의 프레임(14) 외측에 형성된 수평연장편(26)이 가진 폭만큼 두 개의 패널부재(10) 사이에는 간격이 벌어지는 데, 이때 패널부재(10)의 사이로 빗물이 침투할 수 있는 바, 패널부재(10)의 프레임(14)을 구성하는 제 1수직판의 상단에 걸림턱을 형성하고, 상기 패너부재(10)의 사이에 두껑(28)을 덮은 상태에서 상기 두껑(28)의 내면이 상기 걸림턱(18a)에 걸려지도록 함으로서 빗물이 침투하는 것을 차단할 수 있다.

상기 지지부재(30)는 언급한 바와 같이 패널부재(10)를 건물 지붕에 고정시킬 목적으로 제공되는 프레임으로서 소정의 길이를 가지며 그 상면 중앙에는 센터받침대(32)가 돌출 형성되고, 상기 센터받침대(32)의 양측에는 사이드 받침대(34)가 각각 돌출 형성된다.

상기 지지부재(30)의 센터받침대(32)와 사이드 받침대(34)의 사이에는 배수로(36)가 형성된다. 상기 배수로(36)는 우천시 빗물을 배수시켜 건물 지붕에 빗물이 침투하는 것을 미연에 방지시켜 별도의 방수층을 형성하지 않더라도 누수와 같은 문제점을 미연에 방지할 수 있도록 한다.

상기 지지부재(30)의 센터받침대(32)의 높이는 전술한 패널부재(10)의 프레임(14)에 형성된 연장수평판(26)의 위치를 좌우한다. 즉, 센터받침대(32)를 높게 형성하면 그 높이에 맞추어 연장수평판(26) 역시 위쪽에 위치하게 되고, 반대로 센터받침대(32)를 낮게 형성하면 그에 맞추어 연장수평판(26) 역시 아래쪽에 위치하게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 태양광 발전 설비는 건물 지붕에 시공시, 건물 지붕에 별도의 방수 및 외장재 마감 시공을 행하지 않고, 건물 지붕에 일정간격마다 지지부재(30)를 설치한 다음, 상기 지지부재(30) 사이 사이에 패널부재(10)를 조립하는 방식으로 건물 지붕을 패널부재(10)로 덮어주도록 하여 한 번의 시공(즉, 태양열 설비 시공)만으로 태양열을 에너지화하는 것은 물론, 배수 기능 및 외장재의 기능까지 함께 구현할 수 있다.

한편, 첨부된 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 패널부재의 단면을 도시한 도면이다.

도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예의 패널부재(10)는 태양열 집열판(12)의 외곽 테두리를 따라 프레임(114)을 설치하되, 상기 프레임(114)은 센터받침대(32)에 올려지는 바닥판(116)과, 상기 바닥판(116)의 상면에 수직으로 세워진 상태로 구비되는 수직판(118), 상기 수직판(118)의 상단 내면에 상, 하로 공간(124)을 사이에 두고 일정거리 떨어진 상태로 수평 연장 형성되는 제 1, 2수평판(120, 122) 그리고 상기 제 1수직판의 외면에 수평연장판(126)이 형성되도록 구성하되, 상기 바닥판(116)의 아래에 베이스판(117)을 구비하고, 상기 베이스판(117)과 상기 바닥판(116) 사이에는 단열재(150)가 충진되도록 구성한 것에 특징을 가진다.

즉, 상기한 구조의 패널부재(110)는 건물 지붕에 시공시, 건축법에 맞추어 건물 지붕에 별도의 단열시공을 행하지 않더라도 상기 패널부재(110)를 설치하는 것만으로 패널부재(110)에 내설된 단열재(150)를 통해 건물 지붕의 단열시공이 동시에 이루어질 수 있어 시공의 편리함을 구현할 수 있다.

한편, 첨부된 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 패널부재의 단면을 도시한 도면이다.

도 6에서와 같이 상기 패널부재(110)를 구성하는 제 1, 2수평판(120, 122)의 사이 공간(124)에는 상기 태양열집열판(112)에서 태양열을 집열하는 과정에서 태양열집열판(112)에서 발생한 열을 냉각시키는 열교환판(220)이 더 설치되도록 구성할 수 있다. 상기 열교환판(220)은 내부에 냉각수순환관(222)이 설치되어, 상기 냉각수순환관(222)을 순환하는 냉각수가 태양열 집열판(112)에서 발생한 열을 냉각시키게 되고, 이 과정에서 열교환된 냉각수는 온수를 사용하는 곳으로 보내져 사용토록 한다.

특히, 상기 열교환판(220)의 구성으로 패널부재(110)의 태양열 집열판(112) 자체의 열을 낮출 수 있게 됨으로서 집열판의 에너지 획득 효율을 높일 수 있다.

10: 패널부재 12: 태양열집열판
14: 프레임 30: 지지부재
32: 센터받침대 34: 사이드받침대
36: 배수로

Claims (4)

1. 태양열 집열판, 상기 태양열 집열판의 외곽 테두리를 따라 설치되는 프레임으로 구성한 패널부재, 상기 패널부재를 건물 지붕에 고정시키는 지지부재를 포함하여 구성한 태양광 발전 설비의 패널 고정장치에 있어서,
   상기 지지부재는;
   상기 패널부재의 프레임이 올려진 상태로 피스 체결되어 지는 센터받침대;
   상기 센터받침대의 양측에 설치되며 상기 태양열 집열판을 받쳐주는 사이드받침대 및 ;
   상기 센터받침대 및 사이드받침대 사이에 형성되며 빗물을 배수시키는 배수로로 구성하며;
   상기 프레임은;
   상기 지지부재의 센터받침대에 올려지는 바닥판;
   상기 바닥판의 상면에 수직으로 세워진 상태로 서로 일정거리 떨어지게 구비되는 제 1수직판;
   상기 제 1수직판의 상단 내면에 상, 하로 일정거리 떨어진 상태로 수평 연장 형성되는 제 1, 2수평판 및 ;
   상기 제 1수직판의 외면에 연장 형성되며 상기 지지부재의 센터받침대에 올려진 상태에서 피스 체결되는 수평연장판으로 구성하며;
   상기 바닥판의 아래에는 베이스판이 구비되고, 구비하고, 상기 베이스판과 상기 바닥판 사이에는 단열재가 충진되도록 구성하며;
   상기 제 1수직판의 상단은 내측으로 절곡시켜 걸림턱을 형성하고, 상기 걸림턱에는 두껑의 내면이 걸려지도록 구성하며;
   상기 수평연장판은 단부는 요철 형태로 성형하여, 반대편에 위치하는 다른 패널부재의 프레임에 형성되어 있는 수평연장판과 서로 맞물리도록 하여 두 개의 패널부재 간의 유동을 잡아주도록 구성함을 특징으로 하는 태양광 발전 설비의 패널 고정장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
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