KR101971095B1 - 에어캡(뽁뽁이)이 있는 부력체와 에어캡이 없는 부력체를 혼용한 수상태양광시스템 - Google Patents

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Abstract

공기가 일정한 공간에 포획 저장되어 밀폐되어 압축된 에어캡이 내장되어 있는 공간을 갖고, 적어도 1개 이상의 에어캡 압축판을 고정시킬 수 있는 걸림홈 또는 걸림턱을 갖으며, 부력체 외피의 홈 또는 걸림턱에 고정되면서 에어캡을 압축하는 적어도 1개 이상의의 에어캡 압축판을 갖으면서 수상에서 부력 작용으로 부상되는 다수의 제1 부력체;
외부 형상은 제1 부력체와 같으나 에어캡이 내장되지 않은 제 2 부력체;
상기 제1, 제2 부력체를 쌍을 이루어 고정하고, 보수작업 등 통로를 제공하는 통로 바닥부재을 올려 고정하면서, 태양광 모줄 거치부재를 각을 이루어 고정시키는 경사고정부재를 고정하는 역할을 하는 적어도 한 쌍 이상의 중심 지지부재;
상기 중심부재 설치방향의 직각방향으로 설치 고정되어 태양광 모줄 설치 또는 보수 시 통로를 제공하는 다수의 통로바닥부재;
다수의 태양광 수광 소자가 배열 조립되어 태양에너지를 수광하는 다수의 태양광 묘줄;
상기 태양광 모줄을 결합 거치할 수 있는 다수의 태양광 모줄 거치부재;
상기 중심 지지부재에 고정되고, 태양광 모줄 세트를 결합 거지할 수 있는 다수의 태양광 모줄 세트 거치부재를 일정한 각을 가지고 고정시키는 경사고정부재를 포함하는 수상태양광시스템이다.

Description

에어캡(뽁뽁이)이 있는 부력체와 에어캡이 없는 부력체를 혼용한 수상태양광시스템 {Floating Solar Power Plant System Mixed Floatert With AirCap(Bubble Wrap) And Floatert Without AirCap}
본 발명은 에어캡(일명 뽁뽁이)을 갖는 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상 부유식 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어캡으로 충진된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상 부유식 태양광 시스템으로, 환경변화에 강하며 부유력이 탁월하고 수질오염을 일으키지 않는 안정된 부력체 및 그를 이용한 수상 태양광 시스템에 관한 것이다.
최근 이산화탄소 배출 규제 등 환경 및 온난화로 인한 화석연료 사용이 감소하고, 친환경 에너지 생산이 급속도로 발전하면서 대체 에너지 중 태양광 또는 태양열을 이용한 태양에너지 개발이 활발하게 전개되고 있다.
그동안 태양광 발전은 지상이나 건물에 설치되는 것이 주류를 이루었으나, 지상에 설치할 경우, 대규모 지상의 토지나 건물이 필요하는 관계로, 최근 유휴 수면을 이용한 수상 부유식 태양광 발전이 도입되고 있다.
수상 부유식 태양광 발전은 기존의 태양광 발전기술과 플로팅 기술을 융합한 신개념의 발전방식으로 주요 기술 구성으로 부력체, 계류장치, 태양광발전설비, 수중케이블 등으로 구분할 수 있다.
부력체는 수상광 발전시스템을 수상에 설치하기 위한 필수적인 기술로, 부력체는 외부 기상요건에 충분히 견뎌야하는 내구성과 수질에 악 영향을 주지 않는 내오염성 및 수명위에서 안정하게 떠 있어야하는 부유성 및 태양광 시스템과 설치 연결성이 뛰어나야 한다.
또한 태양광 시스템을 고정하고 수면 위에 안정되게 유지하도록 일정한 부피를 갖도록 구성되기 때문에 강풍, 수면파, 온도변화 등에 의해서 파손되지 않아야 한다. 부력체가 파손되면 부력체 역할이 중지되고 하중으로 작용되기 때문에, 부력체가 견고해야 할 뿐 아니라 파손되었다 할지라도 일정한 부유력을 갖고 있는 부력체의 요구가 꾸준하다.
또한 자연 환경에 대한 관심과 건강에 관한 관심의 고조로, 수상에 설치되었을 시 수질오염이 없어야 한다는 요구는 날로 커지고 있다.
이러한 요구에 맞추어 다양한 부력체가 만들어져 있지만 부력체 내부가 비어있다거나, 부력체 내부에 충진하는 재료가 환경에 영향을 주거나, 충분한 부력 발생을 하지 않는 경우, 외부 충격이나 환경변화에 부력체가 파손을 일으키는 경우, 부유력이 없어지고 특히 환경에 영향을 주는 물질(우레탄 등)이 내장되어 있는 경우 수질환경을 나쁘게 하는 요인이 발생한다.
또한 부력체 내부를 채우는 물질이나 방법에 있어서 경제성이 있어야 대량의 부력체 생산에 있어서 경쟁력이 있다. 이러한 값싸고 질 좋은 부력체의 요구는 수상태양광시스템이 앞으로 풀어야 할 과제로, 다양한 아이디어로 물질이나 방법 등이 연구되고 있으며 현재 시공되는 수상태양광 발전시스템에서 볼 수 있다.
한국특허 10-1739065 한국특허 10-1710132 한국특허 10-1670119 한국특허 10-1685787 한국특허 1543727
본 발명은 상기와 같은 문제점 및 요구를 해결하기 위하여 발상된 것으로, 에어캡을 갖는 제1 부력체와, 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상 태양광 시스템을 제공하여, 열악한 환경에도 부유력을 유지하는 안정된 부력체 및 그를 이용한 열악한 환경에도 안정되고 수질환경에 영향이 없고, 설치비용을 줄이는, 수상태양광시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로,
내부에 에어캡 압축판을 고정시킬 걸림홈이나 걸림턱이 있는 제1 부력체 외피를 준비하는 단계;
상기 제1 부력체 외피 내부를 에어캡으로 충진하는 단계;
상기 제1 부력체 외피 내부에 채워진 에어캡을 압축하고 에어캡 압축판을 고정시키는 단계;
상기 제1 부력체 외피 내부에 채워진 에어캡을 압축하고 에어캡 압축판을 고정시켜 만든 한 쌍의 제1 부력체 외피 일부를 열을 가하여 결합하여 에어캡이 압축 밀폐 내장된 제1 부력체를 만드는 수단을 포함한다.
상기 제1 부력체 외피를 준비하는 단계는
상기 제1 부력체의 모형을 뜰 수 있는 금형에 부력체 외부가 되는 물질를 넣어서 찍어내는 성형사출 단계를 포함한다.
상기 제1 부력체 외피에 사용되는 물질은 공업용플라스틱, 열가소성수지인 폴리에틸렌 등 열가소성 물질을 포함한다.
상기 에어캡은 비닐류를 사용하는 것을 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로,
제2 부력체 외피를 준비하는 단계;
상기 한 쌍 제2 부력체 외피 일부를 열을 가하여 결합하여 제2 부력체를 만드는 수단을 포함한다.
상기 제 2부력체 외피를 준비하는 단계는 제2 부력체의 모형을 뜰 수 있는 금형에 부력체 외부가 되는 물질를 넣어서 찍어내는 성형사출 단계를 포함한다.
상기 제2 부력체 외피에 사용되는 물질은 공업용플라스틱, 열가소성수지인 폴리에틸렌 등 열가소성 물질을 포함한다.
상기한 목적 달성을 위한 수단으로 만든 제1 부력체는,
제1 부력체 내부 일부에 있으면서 공기가 다수의 분리 공간에 포획 저장되어 밀폐되어 압축된 에어캡;
상기 공기가 일정한 공간에 포획 저장되어 밀폐되어 압축된 에어캡을 내장할 수 있는 공간을 갖고, 적어도 1개 이상의 에어캡 압축판을 고정시킬 수 있는 걸림홈 또는 걸림턱을 갖는 제1 부력체 외피;
상기 제1 부력체 외피 걸림홈 또는 걸림턱에 고정되면서 에어캡을 압축하는 적어도 1개 이상의 에어캡 압축판을 갖는 제1 부력체를 포함한다.
상기 제1 부력체 내부는 에어캡이 충진되지 않는 일부 공간을 갖는 것을 포함한다.
상기 제1 부력체 외부는 수상태양광시스템과 연결 고정되는 구조 공간을 갖는 것을 포함한다.
상기한 목적 달성을 위한 수단으로 만든 제2 부력체는,
제2 부력체 외피;
상기 한 쌍의 제2 부력체 외피를 결합한 제2 부력체를 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 부유식 수상태양광시스템은;
공기가 일정한 공간에 포획 저장되어 밀폐되어 압축된 에어캡이 내장되어 있는 공간을 갖고, 적어도 1개 이상의 에어캡 압축판을 고정시킬 수 있는 걸림홈 또는 걸림턱을 갖으며, 부력체 외피의 걸림홈 또는 걸림턱에 고정되면서 에어캡을 압축하는 적어도 1개 이상의의 에어캡 압축판을 갖으면서 수상에서 부력 작용으로 부상되는 다수의 제1 부력체;
외부 형상은 제1 부력체와 같으나 에어캡이 내장되지 않은 제 2 부력체;
상기 제1 또는 제2 부력체를 쌍을 이루어 고정하고, 보수작업 등 통로를 제공하는 통로 바닥부재을 올려 고정하면서, 태양광 모줄 거치부재를 각을 이루어 고정시키는 경사고정부재를 고정하는 역할을 하는 적어도 한 쌍 이상의 중심 지지부재;
상기 중심부재 설치방향의 직각방향으로 설치 고정되어 태양광 모줄 설치 또는 보수 시 통로를 제공하는 다수의 통로바닥부재;
다수의 태양광 수광 소자가 배열 조립되어 태양에너지를 수광하는 다수의 태양광 묘줄;
상기 태양광 모줄을 결합 거치할 수 있는 다수의 태양광모줄 거치부재;
상기 중심 지지부재에 고정되고, 태양광 모줄 세트를 결합 거지할 수 있는 다수의 태양광모줄 거치부재를 일정한 각을 가지고 고정시키는 다수의 경사고정부재를 포함한다.
상기 통로바닥부재는 FRP(Fiber Reinforced Polymeric Plastic: 섬유강화복합재)를 포함 한다.
상기 제1, 제2 부력체 외피에 사용되는 물질은 공업용플라스틱, 열가소성수지, 비닐 등을 포함한다.
상기 제1 부력체 내의 에어캡은 비닐류를 사용하는 것을 포함한다.
상기 제1, 제2 부력체는 번갈아가는 메트릭스 분포로 배열 연결되는 것을 포함한다.
상기 제1, 제2 부력체의 배열은 파도 바람 등 환경이나 수상태양광시스템의 형태에 유동적인 매트릭스 배열을 하는 것을 특징으로 하는 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상태양광시스템을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 에어캡을 갖는 제1 부유체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상 태양광시스템을 제공하여, 열악한 환경에도 부유력을 유지하면서 수질환경에 영향이 없는, 환경변화에 안정하고 수질오염을 일으키지 않는 제1, 제2 부유체 및 그를 이용한 안정되면서 설치 시공비용이 경제적인 수상태양광시스템 쉽게 얻을 수 있다.
또한 에어캡을 갖는 제1 부유체 및 에어캡이 없는 제2 부유체를 값싸고 손쉽게 제작하여 다양한 수상 설비나 구조물에 응용하여 환경변화에 안정하고 수질오염을 일으키지 않는 수상시스템을 얻을 수 있다.
도 1 및 도 5는 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체를 만드는 공정을 보여주는 단면 도면이다.
도 6은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체 외피를 결합 접합하는 공정을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체의 완성체를 보여주는 사진이다.
도 8 및 도 10은 본 발명의 에어캡이 없는 제2 부력체를 만드는 공정을 보여주는 단면 도면이다.
도 11은 본 발명의 에어캡이 없는 제2 부력체 외피를 결합 접합하는 공정을 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명의 에어캡이 없는 제2 부력체의 완성체를 보여주는 사진이다.
도 13은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상태양광 시스템 개념을 보여주는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상태양광 시스템 개념을 보여주는 평면도이다.
도 15은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상태양광 시스템 개념을 보여주는 측면도이다.
도 16은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상태양광 시스템에 결합된 상태를 보여주는 확대 측면도이다.
본문에 게시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(說示)된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1 및 도 5는 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체를 만드는 공정을 보여주는 단면 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 제1 부력체 외피(10)는 에어캡 압축판(도시되지 않음)을 걸리도록 하는 걸림턱(20)이나, 넣어서 고정시킬 수 있는 걸림홈(25)이 형성되도록 디자인하고 한 면이 오픈되어 있는 형태로 성형사출 제작한다. 본 발명은 편의상 사각기둥형태로 되었으나 원기둥 형태 등 다양한 모양으로 제작 가능하다.
상기 제1 부력체 외피에 사용되는 물질은 열가소성이 있는 공업용플라스틱, 열가소성수지, 폴리에틸렌 등을 포함한다. 또한 다양한 재료로 제작 가능하나 수질환경에 영향을 주어서는 안 되는 물질이여야 한다.
상기 제1 부력체 외피(10)는 부력체의 모형을 뜰 수 있는 금형에 부력체 외부가 되는 물질를 넣어서 찍어내는 성형사출 형태로 제작한다.
도 2를 참조하여 설명하면, 상기 제1 부력체 외피(10) 내에 공기가 다수의 분리 공간에 포획 저장되어 밀폐되어 압축된 에어캡(30)으로 충진한다. 상기 에어캡(30)은 비닐류를 사용하여 만든 것으로 시중에 뽁뽁이로 불리며 완충 포장용이나, 단열용으로 많이 사용하는 에어캡(30)이다.
상기 에어캡(30) 충진은 빈공간이 없도록 압축하여 충진한다. 그래야 부력체 외피(10)가 외부환경에 파손되었다 할지라도 물이 침투되지 않고, 에어캡 내의 공기로 채워진 형태가 유지되어 부력체 역할을 수행 할 수 있다.
실험 결과 에어캡(30)으로 충진하여 압축을 주면 물은 침투되지 않았고 물이 조금 침투되었다 할지라도 소량으로 부력에 큰 영향을 주지 않았다.
또한 다른 물질로 만든 부력체 내부를 채우는 물질이나 방법과 비교 시 경제성이 있어서 비닐 에어캡을 사용하는 경우 값싸고 손쉽게 제작할 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 상기 제1 부력체 외피(10)의 에어캡 압축판(35)을 걸리도록 하는 걸림턱(20), 넣어서 고정시킬 수 있는 홈(25)에 에어캡 압축판(35)을 고정시켜 에어캡(30)이 압축된 상태로 유지 될 수 있게 한다. 압축이 없는 경우 제1 부유체 외부가 파손 시 물이 들어와 부유력을 떨어뜨린다. 또한 압축으로 얻는 에어캡 압력은 부력을 향상시킨다.
상기 에어캡 압축판(35)의 재질은 제1 부력체 외피(10)과 같은 공업용플라스틱, 열가소성수지, 폴리에틸렌, 비닐 등을 포함 할 수 있고, 기타 부력성이 있는 물질로 만들 수 있다. 형태는 제1 부력체 외피의 모양에 따라 만들며, 위치는 본 발명에서는 두개의 대칭적인 제1 부력체 외피를 만들어 결합하는 형태를 이루도록 하기 위해서 제1 부력체 외피(10)의 오픈 된 영역에 일정한 거리에 두고 고정되었으나 대칭을 이루고자 하지 않는 경우 다양한 위치에 고정될 수 있다.
도4 및 도5를 참조하여 설명하면, 도3 까지 단계로 만들어진 제1 부력체 외피(10)를 서로 쌍을 이루어 결합시킨다. 상기 제1 부력체 외피(10)를 서로 결합시키는 방법은, 제1 부력체 외피(10)의 오픈 된 끝 부위를 열을 가하여 유압시스템으로 압축 결합한다.
상기 제1 부력체 외피(10)의 물질이 열가소성 성질을 가지고 있기 때문에 일정부위에 열을 가하여 압축하면 쉽게 결합될 수 있다.
도 6은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체 외피를 결합 접합하는 공정을 보여주는 사진이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 한 쌍의 에어캡이 내장된 제1 부력체 외피 끝 부위를 열을 가하여 성형할 수 있도록 처리한 다음 상하로 결합하여 유압을 이용하여 압축 결합 시킨다. 열가소성을 갖는 상기 제1 부유체 외피(10)는 열을 받은 부위가 가소성이 있어 압력을 주어 밀착시키면 두 개의 외피는 하나로 결합되어 에어캡이 내장된 제1 부력체(40)가 된다.
도 7은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체의 완성체를 보여주는 사진이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 에어캡이 내장된 제1 부력체(40)는 외형이 직사각육면체를 이루지만 일부 측면에 사각형태의 그루브(groove)를 갖게 디자인 되어있다. 그루브 중앙에 연결구조 홈(45)이 있어 수상태양광시스템(도시되지 않음)과 나사형태로 쉽게 연결될 수 있도록 설계되어있다.
도 8 및 도 10은 본 발명의 에어캡이 없는 제2 부력체를 만드는 공정을 보여주는 단면 도면이다.
도 11은 본 발명의 에어캡이 없는 제2 부력체 외피를 결합 접합하는 공정을 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명의 에어캡이 없는 제2 부력체의 완성체를 보여주는 사진이다.
제2 부력체는 제1 부력체와는 달리 에어캡이 없고 나머지 공정이나 형태는 동일하다. 제2 부력체가 필요한 경우는, 수상태양광시스템은 대단위 면적에 설치할 수 있다. 수상에 설치하는 관계로 부력체의 역할이 매우 크다. 모든 시스템에 에어캡이 있는 제1 부력체로 시공하는 경우 제일 안정적으로 수상태양광시스템을 설치할 수 있지만 대단위 면적에서는 제1 부력체만으로 시공하는 경우 설치비용이 과다 발생할 수 있다.
이러한 경우 외부 충격이 심하지 않는 곳이나, 또는 제1 부력체와 제2 부력체를 매트리스 형태로 번갈아 배치하는 경우, 보다 효율적인 비용으로 수상태양광시스템를 설치할 수 있고, 제2 부력체가 파손되는 경우라 할지라도 주변에 에어캡이 있는 제1 부력체가 있기 때문 응급 처치할 수 있는 시간이 있어 효율적인 관리가 가능하다.
도 8 내지 도 12를 참조하여 설명하면, 제2 부력체(15)는 에어캡이 필요 없기 때문에 압축판을 걸리도록 하는 걸림턱이나, 넣어서 고정시킬 수 있는 걸림홈이 형성되지 않고 한 면이 오픈되어 있는 형태로 성형사출 제작한다. 본 발명은 편의상 사각기둥형태로 되었으나 원기둥 형태 등 다양한 모양으로 제작 가능하다.
상기 제2 부력체에 사용되는 물질은 열가소성이 있는 공업용플라스틱, 열가소성수지, 폴리에틸렌 등을 포함한다. 또한 다양한 재료로 제작 가능하나 수질환경에 영향을 주어서는 안 되는 물질이여야 한다.
상기 제2 부력체(15)는 부력체의 모형을 뜰 수 있는 금형에 부력체 외부가 되는 물질를 넣어서 찍어내는 성형사출 형태로 제작한다.
추후 공정이나 사진은 제1 부력체 제작이나 형상과 같기 때문 반복설명하지 않는다. 단지 추후 제1 부력체(40)과 제2 부력체(15)를 구분하여 설치해야하는 필요성 때문에 부력체 표면에 A, B 또는 1, 2로 구분하여 제작 가능하다.
도 13은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상태양광 시스템 개념을 보여주는 사시도이다
도 13을 참조하여 설명하면, 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상태양광시스템은, 에어캡이 내장된 제1 부력체(40)와 에어캡이 없는 제 2 부력체(15)가 번갈아 가면서 매트릭수(matrix)를 이루어 수상태양광시스템을 부유시키도록 일정한 간격을 두고 설치되어 있다.
수상에 설치되는 관계로 평형을 이루어 설치된 한 쌍의 중심지지부재(50)가 중심이 되어 다수의 제1, 제2 부력체(40, 15)를 부력체 연결부재(48)를 이용하여 고정하고, 수상태양광시스템 규모에 따라, 또는 작업 효율성을 고려하여 한 쌍의 중심지지부재(50)를 규모에 맞게 다수 배치하는 형태로 설계되어 있다.
상기 제1, 제2 부력체(40,15)의 배열은 번갈아가면서 배치되어 있으나 상황에 따라서 유동적으로 배치할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 대단위 수상태양광시스템이 설치되는 경우 외부에서 환경변화가 많은 곳(시스템 외각에는 바람이나 파도의 영향으로 부력체 파손이 쉬운 위치)에는 에어캡이 있는 제1 부력체를 많이 배치하고, 시스템 중앙은 바람이나 파도의 피해가 약하기 때문 에어캡이 없는 제2 부력체를 많이 배치하는 매트릭스(matrix) 형태로 제1, 제 2 부력체를 배치할 수 있다.
또한 수상태양광시스템 형태가 사각형이나 둥근 원형이냐에 따라서 바람이나 파도의 피해를 고려하여 매트릭스(matrix) 형태로 제1, 제 2 부력체를 배치할 수 있다. 수상태양광시스템 형태가 원형인 경우 원형 중심부에는 제2 부력체를 집중배치하고, 원형 외곽부는 제1 부력체를 집중 배치할 수 있다.
또한 지형이나 물의 흐름 등 수상태양광시스템를 설치하는 장소를 감안하여 형태가 다양하게 제1부력체와 제2 부력체를 배치할 수 있다.
이러한 매트릭스(matrix) 형태로 제1, 제 2 부력체를 배치하면, 에어캡이 있는 제 1 부력체로만 가지고 수상태양광시스템를 설치하는 것과 같은 효과를 얻으면서 설치비용이 줄어드는 경제적인 효과가 있다.
상기 다수 개 배치된 중심지지부재(50)에 직각방향으로, 태양광 모줄(80)을 설치하거나, 관리 보수할 때 사람이 이동할 수 있는 통로바닥부재(70) 들이 설치되어 있고, 태양광모줄(80)을 거치할 수 있도록 하는 태양광모줄거치부재(60)가 통로바닥부재(70)와 같은 방향으로, 중심지지부재(50) 바닥에서 일정한 높이를 갖고, 경사고정부재(55)에 지지되어 일정한 각을 유지하며 배치되어 있다.
상기 경사고정부재(55)는 태양광모줄(80)이 태양의 방향에 일정한 각도를 갖고 고정될 수 있도록 지지해주는 역할을 한다.
도 14는 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상태양광 시스템 개념을 보여주는 평면도이다.
도 14를 참조하여 설명하면, 쌍을 이루어 중심지지부재(50)가 제1 부력체(40) 또는 제2 부력체(15), 통로바닥부재(70)와 연결되어 있다. 중심지지부재(50)는 수면에서 부식이 없고, 일정한 강도를 갖고, 여러 부재들과 연결성이 우수한 구조를 갖아야 한다. 재질로는 부식환경에서 우수한 내부식성 성질을 갖고, 환경에 영향을 주지 않는 FRP(Fiber Reinforced Polymeric Plastic: 섬유강화복합체)를 사용한다.
상기 중심지지부재(50)의 형상은 제한을 두지 않으나 설치되는 부재들과 나사결합이 쉽도록 상하좌우에 연결공간을 갖는 구조로 工 자 형태가 바람직하다.
통로바닥부재(70)는 태양광모줄(80)을 설치하거나, 관리보수 할 때 쓰는 통로 역할 및 중심지지부재(50)와 직각방향으로 설치되어 수상태양광시스템 틀을 잡는 역할을 하기 때문에 설치되는 개수 및 형태는 수상태양광시스템의 규모에 따라서 달리 설치할 수 있다.
도 15은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 부유식 수상태양광 시스템 개념을 보여주는 측면도이다.
도 15을 참조하여 설명하면, 중심지지부재(50)는 제1 부력체(40), 제2부력체, 통로바닥부재(70), 경사고정부재(55), 태양광모줄(80)이 설치되는 중심축이다. 수상태양광시스템은 대단위로 수상에 설치되기 때문 설치의 용이성이 있어야 함으로 단위 세트로 만들어 결합하는 형식이 된다. 그러므로 중심지지부재(50)는 양 끝면에 서로간 연결장치(도시되지 않음)가 있다.
앞에서도 언급하였지만 외부에서 환경변화가 많은 곳(시스템 외각에는 바람이나 파도의 영향으로 부력체 파손이 쉬운 위치)에는 에어캡이 있는 제1 부력체(40)를 배치하고, 시스템 중앙은 바람이나 파도의 피해가 약하기 때문 에어캡이 없는 제2 부력체(15)를 배치하는 매트릭스(matrix) 형태로 제1, 제 2 부력체를 배치할 수 있다.
상기 제1 부력체와 제2 부력체를 매트릭스(matrix) 형태로 배치할 때는 설치하고자하는 장소의 지형, 풍향, 물의 흐름, 파도, 시스템 형태 등을 설치전에 조사하여 최적의 설치배열을 수상태양광시스템 설계에 넣는다.
태양광모줄(80)은 태양광을 가장 잘 받도록 일정한 각을 갖는 것이 좋다. 경사각은 우리나라 위도상 20도-50도 사이를 유지했을 때 수광되는 빛의 양을 최대화하고, 설치면적을 적적히 사용할 수 있다. 이러한 각도를 고려하여 경사고정부재(55)는 일정한 각을 갖도록 설계 제작되었다.
상기 경사고정부재(55)는 일면이 중심지지부재(50)에 고정되고, 경사면의 끝은 태양광모줄거치부재(60)와 결합되어 태양광모줄(80)을 고정시킨다.
상기 통로바닥부재(70)는, 중심지지부재(50)에 직각 방향으로 고정되고, 태양광모줄(80)과 맞닿아 고정된다.
도 16은 본 발명의 에어캡이 내장된 제1 부력체와 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상태양광 시스템에 결합된 상태를 보여주는 확대 측면도이다.
도16를 참조하여 설명하면, 앞에서도 언급하였듯이 에어캡이 내장된 제1부력체(40)는 부력체 외피 내에 공기가 다수의 분리 공간에 포획 저장되어 밀폐되어 압축된 에어캡(30)으로 충진되어 있다. 또한 제2 부력체(15)는 에어캡이 없는 부력체이다.
중심지지부재(50)의 工 자 형태에서 밑 면에 홈을 형성하고, 제1, 제2 부력체 외피 그루브 중앙에 연결구조 홈과 일치시켜 부력체 연결부재(48)로 연결 결합되어 있다. 이러한 연결 구조는 매우 간단하게 중심지지부재(50)와 제1, 제2 부력체(40, 15)를 결합시켜 설치 조립이 쉽다.
상기 부력체 연결부재(48)는 나사형태이며 수질의 오염이나 환경에 영향을 받지 않는 공업용플라스틱 재료로 만든 암나사와 숫나사로 구성되어있다. 나사 형태로 연결 시 조립 및 해체가 다른 부력체 연결부재보다 쉽다.
상술한 것과 같이 에어캡이 내장된 제1 부력체(40), 에어캡이 없는 제2 부력체(15)를 혼용한 수상태양광시스템은 열악한 환경에도, 부유력을 유지하는 안정된 시스템으로 환경에도 안정되고 수질환경에 영향이 없으며 설치비용이 경제적인 수상태양광시스템을 제공한다.
상술한 에어캡이 내장된 제1부력체(40), 에어캡이 없는 제2 부력체(15)를 혼용한 경우는 기존의 부력체보다 열악한 환경에서도 부유력을 유지할 수 있어 다양한 수상시설의 부력체로 사용 가능하다.
또한 외부 기상요건에 충분히 견디는 내구성과 수질에 악 영향을 주지 않는 내오염성 및 수명위에서 안정하게 떠 있는 부유성 및 시스템과 설치 연결성이 뛰어나서 수상태양광시스템 제작 및 유지 관리가 뛰어나다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예에서 제1, 제2 부력체(40,15)는 사각 형상에 한정하지 않고 다양한 형태를 만들 수 있고, 그를 이용한 수상태양광시스템만 설명하였지만, 다양한 수상시설에도 사용가능하며, 여러 형상 및 만드는 재료에 따라 다양하게 제작할 수 있다.
본 발명은 에어캡이 내장된 제1 부력체, 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상태양광시스템에 관하여 기술하였지만, 에어캡이 내장된 제1 부력체, 에어캡이 없는 제2 부력체를 다양하게 응용하여 다양한 기능이 있는 수상관련 구조물 또는 시스템을 제작할 수 있다.
10: 제1 부력체 외피 15: 제2 부력체
20: 걸림턱 25: 걸림홈
30: 에어캡 35: 에어캡 압축판
40: 에어캡이 내장 된 제1 부력체
45: 연결홈 48: 연결부재
50:중심지지부재 55:경사고정부재
60: 태양광 모줄 거치부재 70: 통로바닥부재
80: 태양광 모줄

Claims (5)

  1. 공기가 일정한 공간에 포획 저장되어 밀폐되어 압축된 비닐로 만들어진 에어캡이 내장되어 있는 쌍을 이룬 제1 공간을 갖고, 적어도 1개 이상의 에어캡 압축판을 고정시킬 수 있는 걸림홈 또는 걸림턱을 갖으며, 부력체 외피의 홈 또는 걸림턱에 고정되면서 비닐로 만들어진 에어캡을 압축하는 2개의 압축판이 에어캡을 압축하면서 만든 에어캡이 없는 제2 공간을 갖으면서 수상에서 부력 작용으로 부상되는 다수의 제1 부력체;
    외부 형상은 제1 부력체와 같으나 에어캡이 내장되지 않은 제 2 부력체;
    상기 제1부력체, 또는 제2 부력체를 쌍을 이루어 고정하고, 보수작업 통로를 제공하는 통로 바닥부재를 올려 고정하면서, 태양광 모줄 거치부재를 각을 이루어 고정시키는 경사고정부재를 고정하는 역할을 하는 적어도 한 쌍 이상의 중심 지지부재;
    상기 중심 지지부재 설치방향의 직각방향으로 설치 고정되어 태양광 모줄 설치 또는 보수 시 통로를 제공하는 다수의 통로바닥부재;
    다수의 태양광 수광 소자가 배열 조립되어 태양에너지를 수광하는 다수의 태양광 모줄;
    상기 태양광 모줄을 결합 거치할 수 있는 다수의 태양광 모줄 거치부재;
    상기 중심 지지부재에 고정되고, 태양광 모줄 세트를 결합 거지할 수 있는 다수의 태양광 모줄 세트 거치부재를 일정한 각을 가지고 고정시키는 경사고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐로 만들어진 에어캡이 내장된 제1 부력체와 비닐로 만들어진 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상태양광시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 통로바닥부재는 FRP(Fiber Reinforced Polymeric Plastic: 섬유강화복합재)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐로 만들어진 에어캡이 내장된 제1 부력체와 비닐로 만들어진 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상태양광시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1 부력체, 제2 부력체의 배열은 서로 어긋나는 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 비닐로 만들어진 에어캡이 내장된 제1 부력체와 비닐로 만들어진 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상태양광시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제1 부력체, 제2 부력체의 배열은 파도 바람 환경이나 수상태양광시스템의 형태에 유동적인 매트릭스 배열을 하는 것을 특징으로 하는 비닐로 만들어진 에어캡이 내장된 제1 부력체와 비닐로 만들어진 에어캡이 없는 제2 부력체를 혼용한 수상태양광시스템.
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