KR101987022B1 - 태양광 발전지붕 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치되는 복수 개로 이루어지되, 각각의 후측 부위가 전측 부위에 비해 △h만큼의 수직 높이차를 가지며 설치되는 H 빔(1); 제1, 2퍼린(11, 16)으로 이루어져 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치된 상태로 단열재(3)가 안치된 공간을 구획하며 H 빔(1)의 상면에 고정결합되는 복수 개의 퍼린(10); 퍼린(10)과 직교한 상태로 상호 간에 일정 간격 이격되어 퍼린(10)의 상부에 설치되는 복수 개로 이루어지되, 각각의 상면에는 길이 방향으로 절개홈(22)이 형성되고 내부에는 유수가이드(24)가 형성되는 간격조절관(20); 상호 간에 일정 간격 이격되어 간격조절관(20)의 절개홈(22)을 따라 배치되는 복수 개의 연결브라켓(30); 각 퍼린(10)과 평형한 상태로 좌측 단부 및 우측 단부 각각이 각 연결브라켓(30)의 제1수직단(34) 중앙 부위를 경계로 좌우에 인접하여 위치하는 지지브라켓(40); 각각의 전측 부위는 인접하는 지지브라켓(40) 중의 일측 지지브라켓의 제2거치단(46)에 결합되고 후측 부위는 인접하는 지지브라켓(40) 중의 타측 지지브라켓의 제1거치단(44)에 결합되는 태양광패널(50);을 포함하여 이루어지는 태양광 발전지붕을 제공한다.

Description

태양광 발전지붕{Solar power roof}
본 발명은 태양광 발전지붕으로서, 더욱 구체적으로는 보다 간단한 구조로서 다양한 구조의 건축물에 용이한 시공이 가능함은 물론 시공 이후의 유지 관리가 편리하며 나아가 건축물 내부로의 누수 가능성을 원천적으로 방지할 수 있는 태양광 발전지붕에 관한 것이다.
태양광패널은 태양으로부터 전달되는 빛에너지를 전기에너지로 전환시키는 수단으로서 환경오염을 유발할 수 있는 탄소에너지원과 비교하여 환경 친화적임은 물론 에너지의 무한 공급이 가능하다는 이점으로 인해, 근자 공장과 같은 산업용 건축물은 물론 주택 등에 그 설치가 급증하고 있다.
건축물에 태양광패널을 설치하기 위해서는 일정 면적의 설치공간이 필요로 한데, 종래 건축물의 옥상이나 지붕에의 태양광패널 설치는 기존 옥상이나 지붕의 일부를 해체한 다음에 이루어지거나, 또는 도 7과 같이 태양광패널을 지지하기 위한 기구를 옥상이나 지붕에 별도로 설치한 이후에 이루어졌다.
하지만, 이럴 경우 전자는 인접하여 설치되는 태양광패널 사이를 통해 빗물이 유입될 수 있다는 점에서 복잡한 구조의 배수시설 설비가 필요한 문제가 대두될 수 있으며, 후자는 건축물의 옥상이나 지붕에 손상이나 변형을 발생시킬 수 있음은 물론 건축물 외관을 심대하게 훼손시키는 문제가 있었다.
대한민국 공개특허 제2011-0100979호
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광패널 자체가 건축물의 지붕으로 기능하면서도 누수 현상을 현저히 개선할 수 있는 태양광 발전지붕을 제공함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치되는 H 빔(1), H 빔(1) 상부로 일정간격 이격되어 설치되는 유공패널(2), 유공패널(2) 상면에 안치되는 단열재(3), 단열재(3) 상면을 밀폐하는 태양광패널을 포함하여 이루어지는 태양광 발전지붕으로서, 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치되는 복수 개로 이루어지되, 각각의 후측 부위가 전측 부위에 비해 △h만큼의 수직 높이차를 가지며 설치되는 H 빔(1); 하측 부위에는 일측 유공패널(2)의 단부 부위가 거치되는 제1거치단(12)이 마련되고 상단 부위에는 제1슬라이드단(13)이 마련되며 제1슬라이드단(13) 하측에는 일측 바깥방향으로 돌출된 제1절곡부(14)가 마련되는 제1퍼린(11), 하측 부위에 타측 유공패널(2)의 단부 부위가 거치되는 제2거치단(17)이 마련되고 상단 부위에는 제1슬라이드단(13)과 일정 간격 이격되는 제2슬라이드단(18)이 마련되며 제2슬라이드단(18) 하측에는 타측 바깥방향으로 돌출되는 제2절곡부(19)가 마련되어 중앙 부위가 제1퍼린(11)의 중앙 부위와 밀착되는 제2퍼린(16)으로 이루어져, 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치된 상태로 단열재(3)가 안치된 공간을 구획하며 H 빔(1)의 상면에 고정결합되는 복수 개의 퍼린(10); 퍼린(10)과 직교한 상태로 상호 간에 일정 간격 이격되어 퍼린(10)의 상부에 설치되는 복수 개로 이루어지되, 각각의 상면에는 길이 방향으로 절개홈(22)이 형성되고 내부에는 유수가이드(24)가 형성되는 간격조절관(20); 각각에는 지지형강(20)과 결합되는 제1수평단(32) 및 제1수평단(22)의 일측 단부에서 수직으로 돌출되는 제1수직단(34)이 마련되며, 상호 간에 일정 간격 이격되어 간격조절관(20)의 절개홈(22)을 따라 배치되는 복수 개의 연결브라켓(30); 각각에는 연결브라켓(30)의 제1수직단(34)과 결합되는 제2수직단(42)과 제1수직단(42)의 하측 단부에서 연결브라켓(30)의 제1수평단(34)과 반대 방향으로 돌출되는 제1거치단(44)과 제1수직단(42)의 상측 단부에서 제1거치단(44)과 동일한 방향으로 돌출되는 제2거치단(46)이 마련되며, 각 퍼린(10)과 평형한 상태로 좌측 단부 및 우측 단부 각각이 각 연결브라켓(30)의 제1수직단(34) 중앙 부위를 경계로 좌우에 인접하여 위치하는 지지브라켓(40); 좌측면 및 우측면 각각이 각 간격조절관(20)의 절개홈(22) 상측으로 일정 거리 떨어져 위치하는 복수 개로 이루어지되, 각각의 전측 부위는 인접하는 지지브라켓(40) 중의 일측 지지브라켓의 제2거치단(46)에 결합되고 후측 부위는 인접하는 지지브라켓(40) 중의 타측 지지브라켓의 제1거치단(44)에 결합되는 태양광패널(50);을 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
상기 각 H 빔(1) 수직 하방에는 보조 H 빔(6)이 위치하며, 상기 H 빔(1)과 보조 H 빔(6) 상호 간은 복수 개의 제1트러스부재(7)가 지그재그로 결합되되 각 제1트러스부재(7)의 일단 부위는 H 빔(1)에 결합되고 각 제1트러스부재(7)의 타단 부위는 보조 H 빔(6)에 결합되며, 상기 퍼린(10)과 보조 H 빔(6) 상호 간은 복수 개의 제2트러스부재(7)가 결합되되 각 제2트러스부재(7)의 일단 부위는 퍼린(10)의 하측 부위에 결합되고 일정 각도 경사져 연장되는 각 제2트러스부재(7)의 타단 부위는 보조 H 빔(6)에 결합될 수 있다.
본 발명은 H 빔에 의해 지지되는 퍼린의 상측 부위에 연결브라켓 및 지지브라켓을 마련하여 연속하는 복수 개의 태양광패널로서 건축물의 지붕을 구성하고, 퍼린과 연결브라켓 사이에는 빗물을 외부로 가이드하여 배출시킬 수 있는 간격조절관을 마련함으로써, 시공 자체가 매우 용이함은 물론 시공 이후에도 유지 관리가 매우 편리한 장점이 있으며 나아가 빗물에 의한 건축물 내부로의 누수 현상을 원천적으로 방지할 수 있도록 해준다.
또한, 본 발명은 태양광 발전지붕이 하측 부위에 별도의 트러스 구조물을 배치하는 구성을 제안함으로써, 다양한 형태나 크기를 가지는 건축물에도 매우 용이하게 적용할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전지붕의 개략적인 결합구성도.
도 2는 도 1에 있어 A-A′라인의 개략적인 단면구성도.
도 3은 도 1에 있어 B-B′라인의 개략적인 단면구성도.
도 4는 본 발명에 있어 퍼린, 간격조절관, 연결브라켓, 지지브라켓 상호 간의 개략적인 결합구성도.
도 5는 본 발명에 따른 태양광 발전지붕에 있어 하측 부위의 구조물에 대한 개략적인 일측면 결합구성도.
도 6은 본 발명에 따른 태양광 발전지붕에 있어 하측 부위의 구조물에 대한 개략적인 타측면 결합구성도.
도 7은 종래 태양광 발전지붕의 일 구성도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전지붕의 개략적인 결합구성도로서, 본 발명은 도면에 개시된 것과 같이, H 빔(1), 유공패널(2), 단열재(3), 퍼린(10), 간격조절관(20), 연결브라켓(30), 지지브라켓(40) 그리고 태양광패널(50)을 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.
H 빔(1)은 일정한 길이를 가지며, 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치되는 복수 개로 이루어지되, H 빔(1) 각각의 후측 부위는 전측 부위에 비해 △h만큼의 수직 높이 차를 가지도록 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 건축물의 지붕에 있어 용마루 부근이 처마 부근에 비해 일정 수직 높이를 가지도록 배치하는 것인데, 이는 후술할 간격조절관(20)을 통해 빗물을 건축물의 처마로 유도하기 위함이다.
유공패널(2)은 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치되는 복수 개로 이루어지며, H 빔(1) 상부로 일정간격 이격되어 설치된다. 유공패널(2)의 구체적인 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 단열재(3)는 유공패널(2) 상면에 안치된다. 단열재의 폭 및 종류는 건축물의 구조 및 용도에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
퍼린(10)은 유공패널(2)을 지지함과 동시에 단열재(3)를 구획하는 수단으로 제1, 2퍼린(11, 16)으로 이루어지며, 도면과 같이 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치된 상태로 H 빔(1)의 상면에 고정결합된다.
도 4와 같이, 제1퍼린(11)에는 제1거치단(12) 및 제1슬라이드단(13), 그리고 제1절곡부(14)가 마련된다. 제1거치단(12)은 제1퍼린(11)의 하측 부위에 마련되며, 제1거치단(12)에는 도 2와 같이 일측에 위치하는 유공패널(2)의 단부 부위가 거치된다. 제1슬라이드단(13)은 제1퍼린(11)의 상단 부위에 마련된다. 제1절곡부(13)는 제1슬라이드단(13) 하측으로 일정 간격 이격되어 마련되며, 도면과 같이 일측의 바깥 방향으로 돌출된다.
제2퍼린(16)에는 제2거치단(17) 및 제2슬라이드단(18), 제2절곡부(19)가 마련되며, 그 중앙 부위는 제1퍼린(11)의 중앙 부위와 밀착된다. 제2거치단(17)은 제2퍼린(16)의 하측 부위에 마련되며, 제2거치단(17)에는 도 2와 같이 타측에 위치하는 유공패널(2)의 단부 부위가 거치된다. 제2슬라이드단(18)은 제2퍼린(16)의 상단 부위에 마련된다. 제2절곡부(19)는 제2슬라이드단(18) 하측으로 일정 간격 이격되어 마련되며, 제1절곡부(14)와는 반대로 타측 바깥 방향으로 돌출된다. 이에 따라, 제1, 2절곡부(14, 19) 사이에는 일정 내부 공간이 형성된다.
미설명 도면부호 112, 114 각각은 결합편 및 체결볼트이다. 결합편(112)는 도 2와 같이 유공패널(2)과의 결합을 매개하는 부분이며, 체결볼트(114)는 퍼린(10)을 H 빔(1)에 고정결합하는 수단이다.
간격조절관(20)은 후술할 다양한 폭(너비)을 가지는 태양광패널(50)의 폭을 조절함과 동시에 인접하는 태양광패널(50) 사이 간극을 통해 건축물 내부로 유입되는 빗물을 가이드하여 외부로 배출시키는 수단이다. H 빔(1) 각각의 후측 부위가 전측 부위에 비해 △h만큼의 수직 높이 차를 가지도록 설치되어 있기 때문에, 도 2와 같이 간격조절판(20) 역시 각각의 후측 부위가 전측 부위에 비해 △h만큼의 수직 높이 차를 가지도록 설치된다.
간격조절관(20)은 도 1과 같이 각 퍼린(10)과 직교한 상태로 상호 간에 일정 간격 이격되어 퍼린(10)의 상부에 설치되는 복수 개로 이루어지되, 각각의 상면에는 도 4와 같이 길이 방향으로 일정 폭을 가지며 형성되는 절개홈(22)이 마련되고, 그 내부에는 유수가이드(24)가 형성된다.
절개홈(22)은 인접하여 설치되는 태양광패널(50) 사이 간극을 통해 유입되는 빗물이 낙하하는 부분이며, 또한 후술할 간격조절볼트(31)가 결합되어 고정되는 부분이다. 유수가이드(24)는 절개홈(22)을 통해 낙하한 빗물의 이동 통로로서, 유수가이드(24)를 통한 빗물은 도 2와 같이 건축물의 처마로 배수된다. 간격조절관은 C 형강으로 이루어질 수 있다.
연결브라켓(30)은 상호 간에 일정 간격 이격되어 간격조절관(20)의 절개홈(22)을 따라 배치되는 복수 개로 이루어지며, 각각은 직각으로 절곡된
Figure 112017072926514-pat00001
자 구조로 이룬다. 즉, 각 연결브라켓(30)에는 하측 부위를 이루는 제1수평단(32), 그리고 제1수평단(22)의 일측 단부에서 수직으로 돌출되는 제1수직단(34)이 마련될 수 있다.
연결브라켓(30)은 도 4에 개시된 것과 같이, 제1수평단(32)이 간격조절볼트(31)에 의해 지지형강(20)의 절개홈(22)을 통해 결합되며, 설치되는 태양광패널(50)의 폭에 따라 지지형강(20)의 절개홈(22)을 따라 좌우로 일정거리 이동한 상태에서 고정 결합된다.
지지브라켓(40)은 태양광패널(50)을 지지하는 수단으로, 도 4와 같이 각 퍼린(10)과 평형한 상태로 좌측 단부 및 우측 단부 각각이 각 연결브라켓(30)의 제1수직단(34) 중앙 부위를 경계로 좌우에 인접하여 위치한다. 각 지지브라켓(40)은
Figure 112017072926514-pat00002
자 구조로 이루어질 수 있다.
즉, 일정 수직 높이를 가지며 연결브라켓(30)의 제1수직단(34)과 결합되는 제2수직단(42)과, 제1수직단(42)의 하측 단부에서 연결브라켓(30)의 제1수평단(34)과 반대 방향으로 돌출되는 제1거치단(44)과, 제1수직단(42)의 상측 단부에서 제1거치단(44)과 동일한 방향으로 돌출되는 제2거치단(46)이 마련될 수 있다.
제2수직단(42)의 좌측 단부 및 우측 단부 각각은 별도의 체결볼트(35)에 의해 연결브라켓(30)의 제1수직단(34)과 결합된다. 제2거치단(46)은
Figure 112017072926514-pat00003
자 구조로 이루어질 수 있다. 미설명 도면부호 43은 일측이 개구된 거치공간이다.
태양광패널(50)은 지지브라켓(40)에 의해 지지되는 복수 개로 이루어진다. 보다 구체적으로는, 도 2와 같이 각 태양광패널(50)의 전측 부위는 인접하는 지지브라켓(40) 중의 일측에 설치되는 지지브라켓의 제2거치단(46)에 안치되어 결합되고, 후측 부위는 인접하는 지지브라켓(40) 중의 타측에 설치되는 지지브라켓의 제1거치단(44)에 안치되어 결합된다.
미설명 도면부호 35는 태양광패널(50)의 후측 부위를 지지브라켓(40)의 제1거치단(44) 및 연결브라켓(30)의 제1수직단(34) 각각에 결합되는 수단이며, 미설명 도면부호 45는 태양광패널(50)의 전측 부위를 지지브라켓(40)의 제2거치단(46)에 결합하는 수단이다.
그리고, 각 태양광패널(50)의 좌측면 및 우측면 각각은 도 2 및 도 3 각각에 개시된 것과 같이, 각 간격조절관(20)의 절개홈(22) 상측으로 일정 거리 떨어져 위치한다. 이에 따라, 인접하는 태양광패널(50) 사이 간극을 통해 유입되는 빗물은 각 간격조절관(20)의 절개홈(22)을 통해 간격조절관(20) 내부로 이동한 다음, 간격조절관(20)의 유수가이드(24)를 통해 외부로 배출된다.
한편, 본 발명은 이러한 태양광 발전지붕의 하측 부위에 도 5 및 도 6 각각에 개시된 것과 같은 구조물이 마련되는 경우를 배제하지 않는다. 즉, 각 H 빔(1)의 수직 하부에 보조 H 빔(6)을 설치하고, H 빔(1)과 보조 H 빔(6) 상호 간은 제1트러스부재(7)로 연결하고, 퍼린(10)과 보조 H 빔(6) 상호 간은 제2트러스부재(8)로 연결하는 구조물이 바로 그것이다.
이때, 제1트러스부재(7)는 도면과 같이 H 빔(1)과 보조 H 빔(6) 사이에 지그재그로 복수 개가 배치되며, 각 제1트러스부재(7)의 일단 부위는 H 빔(1)에 고정 결합되고, 각 제1트러스부재(7)의 타단 부위는 보조 H 빔(6)에 고정 결합된다. 또한, 제2트러스부재(8)는 퍼린(10)과 보조 H 빔(6) 사이에 일정 간격 이격되어 위치하는 복수 개로 이루어지며, 각 제2트러스부재(7)의 일단 부위는 퍼린(10)의 하측 부위에 고정 결합되고, 일정 각도 경사져 연장되는 각 제2트러스부재(7)의 타단 부위는 보조 H 빔(6)에 고정 결합된다.
이럴 경우, H 빔(1)은 복수 개의 제1트러스부재(7)에 의해 보조 H 빔(6)과 연결되고, 퍼린(10)은 복수 개의 제2트러스부재(8)에 의해 보조 H 빔(6)과 연결됨에 따라 태양광 발전지붕은 트러스 구조로 더욱 안정적으로 지지될 수 있다는 점에서 대형 건축물에도 본 발명의 적용이 가능하다. 제1, 2트러스부재 각각은 각관 또는 원형관으로 이루어질 수 있으며, 각각의 양측 단부에는 H 빔, 보조 H 빔, 그리고 퍼린 각각과의 결합을 위한 결합단이 마련되는 것이 바람직하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
1 : H 빔 2 : 유공패널
3 : 단열재 10 : 퍼린
20 : 간격조절관 30 : 연결브라켓
40 : 지지브라켓 50 : 태양광패널

Claims (2)

  1. 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치되는 H 빔(1), H 빔(1) 상부로 일정간격 이격되어 설치되는 유공패널(2), 유공패널(2) 상면에 안치되는 단열재(3), 단열재(3) 상면을 밀폐하는 태양광패널을 포함하여 이루어지는 태양광 발전지붕으로서,
    상호 간에 일정 간격 이격되어 배치되는 복수 개로 이루어지되, 각각의 후측 부위가 전측 부위에 비해 △h만큼의 수직 높이차를 가지며 설치되는 H 빔(1);
    하측 부위에는 일측 유공패널(2)의 단부 부위가 거치되는 제1거치단(12)이 마련되고 상단 부위에는 제1슬라이드단(13)이 마련되며 제1슬라이드단(13) 하측에는 일측 바깥방향으로 돌출된 제1절곡부(14)가 마련되는 제1퍼린(11), 하측 부위에 타측 유공패널(2)의 단부 부위가 거치되는 제2거치단(17)이 마련되고 상단 부위에는 제1슬라이드단(13)과 일정 간격 이격되는 제2슬라이드단(18)이 마련되며 제2슬라이드단(18) 하측에는 타측 바깥방향으로 돌출되는 제2절곡부(19)가 마련되어 중앙 부위가 제1퍼린(11)의 중앙 부위와 밀착되는 제2퍼린(16)으로 이루어져, 상호 간에 일정 간격 이격되어 배치된 상태로 단열재(3)가 안치된 공간을 구획하며 H 빔(1)의 상면에 고정결합되는 복수 개의 퍼린(10);
    퍼린(10)과 직교한 상태로 상호 간에 일정 간격 이격되어 퍼린(10)의 상부에 설치되는 복수 개로 이루어지되, 각각의 상면에는 길이 방향으로 절개홈(22)이 형성되고 내부에는 유수가이드(24)가 형성되는 간격조절관(20);
    각각에는 지지형강(20)과 결합되는 제1수평단(32) 및 제1수평단(22)의 일측 단부에서 수직으로 돌출되는 제1수직단(34)이 마련되며, 상호 간에 일정 간격 이격되어 간격조절관(20)의 절개홈(22)을 따라 배치되는 복수 개의 연결브라켓(30);
    각각에는 연결브라켓(30)의 제1수직단(34)과 결합되는 제2수직단(42)과 제1수직단(42)의 하측 단부에서 연결브라켓(30)의 제1수평단(34)과 반대 방향으로 돌출되는 제1거치단(44)과 제1수직단(42)의 상측 단부에서 제1거치단(44)과 동일한 방향으로 돌출되는 제2거치단(46)이 마련되며, 각 퍼린(10)과 평형한 상태로 좌측 단부 및 우측 단부 각각이 각 연결브라켓(30)의 제1수직단(34) 중앙 부위를 경계로 좌우에 인접하여 위치하는 지지브라켓(40);
    좌측면 및 우측면 각각이 각 간격조절관(20)의 절개홈(22) 상측으로 일정 거리 떨어져 위치하는 복수 개로 이루어지되, 각각의 전측 부위는 인접하는 지지브라켓(40) 중의 일측 지지브라켓의 제2거치단(46)에 결합되고 후측 부위는 인접하는 지지브라켓(40) 중의 타측 지지브라켓의 제1거치단(44)에 결합되는 태양광패널(50);을
    포함하여 이루어지는 태양광 발전지붕.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 H 빔(1) 수직 하방에는 보조 H 빔(6)이 위치하며, 상기 H 빔(1)과 보조 H 빔(6) 상호 간은 복수 개의 제1트러스부재(7)가 지그재그로 결합되되 각 제1트러스부재(7)의 일단 부위는 H 빔(1)에 결합되고 각 제1트러스부재(7)의 타단 부위는 보조 H 빔(6)에 결합되며, 상기 퍼린(10)과 보조 H 빔(6) 상호 간은 복수 개의 제2트러스부재(7)가 결합되되 각 제2트러스부재(7)의 일단 부위는 퍼린(10)의 하측 부위에 결합되고 일정 각도 경사져 연장되는 각 제2트러스부재(7)의 타단 부위는 보조 H 빔(6)에 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전지붕.
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