KR102140120B1 - 일체형 해양 태양광 발전 장치 - Google Patents

Abstract

본 기술은 해상 태양광 발전 플로팅 블록과 이를 이용한 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치 및 일체형 해양 태양광 발전 장치에 관한 것이다. 본 기술의 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치는, 하나 이상의 플로팅 블록; 및 상기 플로팅 블록을 지나는 유연한 구조의 하나 이상의 거치라인;을 포함한다.

Description

일체형 해양 태양광 발전 장치{integral marine photovoltaic device}

본 발명은 일체형 해양 태양광 발전 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 해상 태양광 발전 플로팅 블록과 이를 이용한 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치 및 일체형 해양 태양광 발전 장치에 관한 것이다.

도 1은 기존의 수상 태양광 발전 장치를 도시하는 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 여러 플로팅 블록(B)들이 서로 연결되어 태양광 패널을 물 위에 부유시키는 구조체 역할을 한다. 여러 플로팅 블록들은 서로 결합되기 위해 고리와 같은 어떠한 연결부위를 갖는다.

이러한 수상 태양광 발전 장치는 일반적으로 파도가 없는 호수면이나 저수지면에 설치되고 있다.

한편, 태양광 발전 장치는 해상에 설치될 수 있다. 해상은 면적이 넓어 발전 규모를 늘이는 데에 매우 유리하다.

그러나, 기존의 수상 태양광 발전 장치로는 수면이 잔잔한 호수와는 완전히 다른 척박한 환경에 대응하기 어렵다. 해상에는 파도와, 조류, 조수간만의 차 뿐만 아니라 태풍의 영향도 미치기 때문이다. 이러한 환경은 플로팅 블록들간 연결부위에 피로를 누적시키며 결국 태양광 발전 장치가 파손시키거나 멸실되는 가능성을 높인다. 이는 결국 유지보수 비용을 증가시키는 원인이 된다.

플로팅 블록들간 연결 부위를 외력에 대해 보다 견고히 버틸 수 있도록 설계함으로써 이와 같은 문제들을 해소할 수도 있겠지만, 통상적으로 수킬로와트급에서부터 메가와트급으로 설치되고 있는 태양광 발전 장치의 스케일을 고려하면, 설치 비용이 만만치 않다. 즉, 플로팅 블록에 복잡한 구조물이 더해지고, 재질이 견고해져야하는만큼 비례하여 비용이 증가한다.

본 발명의 발명자는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 실시예는 해상에 매우 효율적이고 안정적인 구조의 해상 태양광 발전 플로팅 블록과 이를 이용한 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치 및 일체형 해양 태양광 발전 장치를 제공한다.

한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치는, 하나 이상의 플로팅 블록; 및 상기 플로팅 블록을 지나는 유연한 구조의 하나 이상의 거치라인;을 포함할 수 있다.

상기 거치라인은 상기 플로팅 블록의 무게중심 아래를 지나도록 배치될 수 있다.

상기 플로팅 블록이 상기 거치라인 위에 놓여지도록 상기 플로팅 블록과 상기 거치라인을 연결하는 연결부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 플로팅 블록에 대해 전(全)방향으로 작용하는 외력은 상기 플로팅 블록, 거치라인 및 연결부재간 연결 구조에 의해 상기 플로팅 블록 아래의 상기 거치라인으로 집중될 수 있다.

상기 거치라인은 상기 연결부재에 의해 상기 플로팅 블록에 연결되어 상기 해양 발전 장치의 무게중심을 낮추고, 상기 플로팅 블록에 전방향으로 작용하는 외력이 상기 거치라인으로 전달되도록 할 수 있다.

상기 연결부재는 외력에 따른 상기 플로팅 블록 및 상기 거치라인의 거동시에도 상기 거치라인이 상기 플로팅 블록의 무게중심 아래를 지나는 배치 상태가 유지되도록 할 수 있다.

상기 거치라인 위에 놓여지는 2 이상의 상기 플로팅 블록들은 외력에 의해 거동시 상호간에 간섭하지 않도록 일정 거리 이격되어 배치될 수 있다.

상기 플로팅 블록은, 내부에 밀폐된 빈 공간이 형성된 바디부, 및 상기 바디부의 하부에서 상기 플로팅 블록의 무게중심 아래를 따라 연장하는 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 플로팅 블록이 상기 거치라인 위에 놓여지는 것을 가이드할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치는, 하나 이상의 플로팅 블록; 상기 플로팅 블록을 지나는 유연한 구조의 하나 이상의 거치라인;을 포함하되, 상기 플로팅 블록에는 태양광 패널이 일체형으로 부착될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 발전 플로팅 블록은, 내부에 밀폐된 빈 공간이 형성된 바디부; 및 상기 바디부의 하부에서 상기 플로팅 블록의 무게중심 아래를 따라 연장하는 가이드부;를 포함할 수 있다.

본 기술은 해상에서 여러 외력을 효과적으로 상쇄시키는 매우 효율적이고 안정적인 구조의 해상 태양광 발전 플로팅 블록과 이를 이용한 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치 및 일체형 해양 태양광 발전 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 기존의 수상 태양광 발전 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치의 사시도를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치로 구성된 해양 태양광 발전 시스템의 전체적인 모습에 대한 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 해양 태양광 발전 플로팅 블록을 위에서 바라본 사시도를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 해양 태양광 발전 플로팅 블록에 대한 저면 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치가 해수면상에 부유된 상태에 관한 측면도를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해양 태양광 발전 플로팅 블록, 거치라인 및 연결부재의 결합 관계를 보다 상세하게 도시하기 위해, 하나의 거치라인에 거치된 이웃하는 플로팅 블록들을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치가 해수면에서 파도에 의해 거동하는 상태를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치의 사시도를 도시하는 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.

이하에서는, 본 발명의 가장 바람직한 실시예가 설명된다. 도면에 있어서, 두께와 간격은 설명의 편의를 위하여 표현된 것이며, 실제 물리적 두께에 비해 과장되어 도시될 수 있다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 공지의 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치(1)의 사시도를 도시하는 도면이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치(1)로 구성된 해양 태양광 발전 시스템(G)의 전체적인 모습에 대한 사시도이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 일체형 해양 태양광 발전 장치(1)는 거치라인(10)과 거치라인에 거치된 해양 태양광 발전 플로팅 블록(100)을 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해 일체형 해양 태양광 발전 장치는 간단히 해양 태양광 발전 장치 또는 해양 발전 장치로 참조될 수도 있다. 또한 해양 태양광 발전 시스템은 간단히 해양 발전 시스템으로 참조될 수도 있다. 또한 설명의 편의를 위해 해양 태양광 발전 플로팅 블록은 간단히 플로팅 블록으로 참조될 수 있다.

거치라인(10)은 로프와 같은 구조물이다. 여러 개의 줄을 꼬아서 만든 트위스트 로프일 수 있다.

해상에서 해양 태양광 발전 장치의 설치 구역(미도시)이 정해지면, 설치 구역의 일측 고정단(미도시)에 거치라인의 한 쪽 끝을 고정하고, 설치 구역의 타측 고정단(미도시)에 거치라인의 다른 쪽 끝을 고정할 수 있다. 이로써 플로팅 블록(200)의 거치를 위한 기초가 마련된다.

해양 태양광 발전 플로팅 블록(100)은 내부에 해상에서 부유할 수 있도록 하는 중공 구조를 가질 수 있다. 해상에서 높은 부력과 안정성을 유지할 수 있도록 가볍고 내구성이 우수한 재질(폴리에틸렌과 같이)로 제작될 수 있다. 플라스틱 사출 방식이 적용될 수 있다. 다만 본 발명이 재질에 한정되지 않는다.

플로팅 블록은 본 발명의 실시예에 따른 해양 태양광 발전 시스템(G)의 개별 유닛을 구성한다. 플로팅 블록은 해양 태양광 발전 장치(1)의 전체적인 외관을 결정한다. 여러 개의 거치라인들과 이들마다 거치된 여러 개의 플로팅 블록들이 전체 해양 태양광 발전 시스템을 구성한다.

플로팅 블록(100)의 상부에는 발전부(GP)가 장착될 수 있다.

발전부(GP)는 태양전지 패널일 수 있다. 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 태양전지 패널이라고 하나, 마련되는 해양 발전 장치의 전력 수집 및 전달 방식에 따라 태양전지 셀이나 모듈일 수도 있다.

태양전지 패널은 플로팅 블록에 일체형으로 부착될 수 있다. 플로팅 블록은 태양전지 패널이 플로팅 블록에 미리 부착된 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 플로팅 블록의 상부 평탄한 공간에 태양광 패널이 미리 부착된 일체형으로 제작될 수 있다. 일체형 구조는 설치를 단순화하 설치비를 절감시킨다.

플로팅 블록(100)에 태양전지 패널(GP)이 일체형으로 부착된 상태를 일체형 해양 태양광 발전 장치(1)라 하고, 이와 대비하여, 부착되기 전의 상태를 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치라 할 수 있다. 본 발명에서는 태양전지 패널이 부착된 후의 상태인 일체형 해양 태양광 발전 장치를 중심으로 설명하기로 하나, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 후술할 도 5에 도시된 바와 같이, 태양전지 패널이 부착되기 전의 상태인 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치에 대해서도 태양전지 패널이 플로팅 블록에 미리 부착되어 있는가 아닌가의 차이만 있을 뿐 동일한 설명이 적용 가능하다.

플로팅 블록(100)은 거치라인(10)에 별도의 연결부재(RI)를 이용하여 거치된다.

연결부재(RI)는 금속재 고리일 수 있다. 연결부재는 스크루 록킹 구조의 금속재 고리일 수 있다. 카라비너와 같은 구조일 수 있다. 염분이 높은 해상 환경을 고려하여 내식성이 우수한 금속재 재질로 제작될 수 있다.

본 발명에서는 설명의 편의를 위해 연결부재가 고리 형태인 것으로 가정하나 이에 한정되지 않으며, 플로팅 블록(100)을 라인 형태의 거치라인(10)에 고정할 수 있는 다양한 방식의 연결구조가 적용될 수 있다. 예를 들어, 끈 형태의 타이부재일 수도 있다.

또한 설명의 편의를 위해, 거치라인이 (후술하는 바와 같이 고리가 꿰뚫을 수 있는 구조의) 트위스트 로프인 실시예를 중심으로 살펴보나 이에 한정되지 않으며, 해상에서 부유된 상태의 플로팅 블록을 (이들간 격자 배열을 유지할 수 있을 정도로) 견고하게 지지해줄 수 있는 다양한 형태의 라인구조가 적용될 수 있다. 예를 들어, 케이블일 수도 있다. 교량에 적용되는 케이블일 수 있다.

도 3을 함께 참조하면, 하나의 거치라인(10)에는 여러 개의 플로팅 블록들(100A 내지 100D)이 거치될 수 있다. 마치 여러 개의 플로팅 블록들이 하나의 줄에 매달려 있는 것과 같은 모습을 갖는다.

도 3에서는 설명의 편의를 위해, 네 개의 거치라인들(10, 20, 30, 40)과, 각각에 네 개씩(100A 내지 100D, 200A 내지 200D, 300A 내지 300D, 400A 내지 400D) 해서 총 16개의 해양 발전 장치가 거치된 해양 발전 시스템(G)을 도시한다. 본 발명이 개수에 한정되지 않으며, 발전 전력의 필요에 따라 더 적은 수나 더 많은 수의 거치라인들과 해양 발전 장치가 마련될 수도 있다. 도면부호 20, 30 및 40은 구분을 위한 것일 뿐, 도면부호 10에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 도면부호 200, 300 및 400도 마찬가지로 도면부호 100에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.

이와 같이, 설치 구역에 복수개의 거치라인들이 설치되면, 거치라인마다 여러 개의 플로팅 블록들이 매달려 있음으로써 전체적으로 해양 발전 장치는 플로팅 블록들이 격자무늬로 배열된 형상을 갖게 된다.

이때, 거치라인들(10)은 그 자체의 형상으로 인해 본질적으로 유연하고, 이 유연한 거치라인들에 플로팅 블록들(100)이 별도의 연결부재(RI)를 통해 매달려 있음으로써, 본 발명의 실시예에 따른 해양 발전 장치(1)로 구성된 해양 발전 시스템은 전체적으로 유연한 구조를 갖는다. 외력에 대해 저항하지 않고 순응할 수 있다. 거치라인, 플로팅 블록 및 이들을 연결하는 연결부재가 모두 외력에 순응하여 유동할 수 있다. 이는 해양 발전 장치의 여러 연결 부위들에 가해지는 피로를 줄인다. 파도와 함께 움직일 수 있음으로써 해상 환경에서 보다 효율적이고 안정적인 구조를 제공한다. 파도가 칠 때 줄에 매달린 플로팅 블록들이 함께 출렁이는 모습을 고려할 수 있다(도 7 참조). 즉, 로프와 같은 유연한 거치라인으로 연결된 플로팅 블록들은 파도에 부서지지 않아서 파도에 대한 안정성을 제공한다.

이하 도 4 내지 도 7을 참조하여 일체형 해양 태양광 발전 장치 및 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치에 관한 구성을 보다 상세히 살펴본다.

도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 해양 태양광 발전 플로팅 블록(100)을 위에서 바라본 사시도를 도시한다.

그리고 도 4b는 저면 사시도이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 해양 태양광 발전 플로팅 블록(100)은 바디부(110), 가이드부(120) 및 한 쌍의 결합부(130)를 포함한다.

바디부(110)는 내부에 부유를 위한 빈 공간(미도시)을 가지며, 상부에 발전부(GP)의 장착을 위한 평탄한 공간을 제공한다. 빈 공간은 부유를 위해 밀폐 구조를 갖는 것이 바람직하다.

평탄한 공간은 최상부면(114)으로 참조될 수 있다. 최상부면에 형성되는 가로 홈들(112)은 플로팅 블록의 전체적인 강성을 확보한다. 가로 홈들은 바디부의 길이 방향을 따라 연장할 수 있다. 길이 방향이 도면에서 I방향으로, 폭 방향이 도면에서 I방향으로, 그리고, 높이 방향이 도면에서 III방향으로 참조된다.

바디부는 해상에서 부유에 유리하도록 가볍고 내구성이 우수한 재질로 제작될 수 있다. 플라스틱 사출 방식이 적용될 수 있다. 이는 내부에 중공 구조를 형성하고, 동시에 상부에 홈들(112)과 하부에 가이드부(120)를 갖는 바디부를 형성하기에 유리하다. 또한 양측면에 한 쌍의 결합부(130)를 갖는 바디부를 형성하기에 유리하다. 일례로, 바디부, 가이드부 및 한 쌍의 결합부는 플라스틱 사출로 일체로 성형될 수 있다.

가이드부(120)는 바디부의 하부에서 바디부의 길이 방향을 따라 연장한다. 바디부의 길이 방향이 I방향인 경우, 가이드부도 I방향을 따라 연장할 수 있다.

가이드부(120)는 플로팅 블록의 무게중심 아래를 따라 연장하도록 마련되는 것이 바람직하다. 이는 거치라인이 플로팅 블록의 무게중심 아래를 지나도록 배치되는 것을 더욱 용이하게 가이드 할 수 있도록 한다.

보다 상세하게, 본 발명의 실시예에 따른 가이드부(120)는 그루브 형상을 갖고서 연장하며, 바디부의 하부에서 바디부의 길이 방향 전체를 따라 연장 형성된다. 그 단면이 반원 형상일 수 있다. 단속적이지 않고 연속적으로 바디부의 길이 방향을 따라 연장한다. 따라서, 바디부의 길이 방향을 따라 거치라인이 가이드부에 쉽게 수용될 수 있도록 함으로써, 거치라인상 바디부의 안착을 가이드할 수 있다.

바디부는 그 길이 방향을 따라 상술한 거치라인에 거치되므로, 거치라인이 I방향을 따라 설치되면, 바디부는 가이드부의 가이드 역할에 의해 I방향으로 안착될 수 있다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 바디부를 위에서 바라보면 가이드부(120)는 위로 오목한 구조를 갖는다.

가이드부는 거치라인에 잘 안착될 수 있도록 거치라인의 크기를 고려하여 설계될 수 있다. 거치라인보다 상대적으로 너무 작은 경우에는 거치라인을 수용할 수 없어 안착을 가이드하기 어렵고, 거치라인보다 너무 큰 경우에는 내부 중공 구조가 축소되어 부유에 불리해지므로, 거치라인의 크기를 고려하여 적절한 크기를 갖는 것이 바람직하다. 대체로, 거치라인의 직경에 대해 2/3~4/3의 직경을 갖도록 설계될 수 있다.

한 쌍의 결합부(130)는 바디부의 양측에 마련된다. 바디부와 거치라인 사이에 이들간 연결을 매개한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 결합부(130)는 상술한 연결부재(RI)가 결합될 수 있는 연결 부위를 제공한다.

한 쌍의 결합부는 도면에 도시된 바와 같이, 바디부의 양측으로부터 외부로 돌출된 원형 고리 구조를 가질 수 있다. 물론 이에 한정되지 않으며, 바디부와 거치라인 사이에 연결을 매개할 수 있는 다양한 형상의 연결 구조가 적용될 수 있다.

한 쌍의 결합부의 원형 고리에 마련된 홀(h)이 연결부재(RI)가 결합될 수 있는 연결 부위를 제공한다. 한편, 연결부재는 거치라인에 제공된 연결 부위(로프의 꼬인 가닥들 사이 공간(갭)과 같이, 도 6에서 도면부호 g 참조)에 다시 결합됨으로써, 바디부와 거치라인 간 연결을 매개할 수 있다. 즉, 연결부재(RI)는 홀(h)과 갭(g)에 끼워짐으로써 바디부와 거치라인간 연결을 매개할 수 있다.

더욱 상세하게 도 5 내지 도 7을 참조한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치가 해수면상에 부유된 상태에 관한 측면도를 개략적으로 도시한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치를 구성하는 해양 태양광 발전 플로팅 블록, 거치라인 및 연결부재의 연결 관계가 보다 상세하게 도시되며, 연결부재(RI)는 플로팅 블록(100)이 거치라인(10) 위에 놓여지도록 플로팅 블록과 거치라인을 연결한다.

연결부재는 플로팅 블록의 바디부(110)의 측면으로부터 외측으로 돌출 형성된 한 쌍의 결합부(130)에 마련된 홀(h)을 통해 플로팅 블록과 거치라인을 연결할 수 있다.

거치라인(10)은 플로팅 블록의 바디부의 아래를 지나도록 배치된다. 구체적으로 바디부의 아래에 마련된 가이드부를 지나도록 배치된다. 이때, 가이드부는 플로팅 블록의 무게중심 아래를 따라 연장하도록 마련되므로, 거치라인은 플로팅 블록의 무게중심 아래를 지나도록 배치된다. 결과적으로 이러한 구조는 해양 발전 장치의 전체 무게중심을 낮추어 외력이 블록 아래의 거치라인으로 집중시키는 역할을 한다. 거치라인은 유연하므로 외력을 흡수할 수 있다. 해상에 존재하는 여러 외력에 대한 내구성을 높여 안정적인 전력 공급을 가능하게 한다.

보다 구체적으로, 플로팅 블록(100)은 그 구조상 본질적으로 해수면(SW)상에 부유한다. 그리고 플로팅 블록의 아래를 지나는 거치라인(10)은 플로팅 블록의 무게중심 아래를 지나도록 배치되어, 플로팅 블록에 대해 상하좌우앞뒤 전방향으로 작용하는 외력이 거치라인으로 전달될 수 있도록 한다. 즉, 전방향으로 작용하는 외력이 거치라인으로 집중되도록 한다.

물을 머금어 무거운 상태의 거치라인은 가벼운 플로팅 블록에 연결부재에 의해 연결되어 전체적으로 낮은 무게중심을 형성하고, 이러한 거치라인에 플로팅 블록이 매달린 채로 해수면 위에 부유해 있으므로, 전방향에서 작용하는 외력은 효율적으로 플로팅 블록의 아래의 거치라인으로 전달 및 유연한 구조의 거치라인에 의해 해소될 수 있다.

즉, 거치라인이 플로팅 블록의 아래를 지나도록 배치되면, 가벼운 플로팅 블록이 위에 있고, 이 블록 아래에 물기를 흡수하여 무거워진 거치라인에 의해 발전 시스템의 무게중심이 플로팅 블록 아래쪽에 위치하게 되어, 플로팅 블록이 파도에 전도되지 않고 안정적으로 거동할 수 있으며, 만약 전도된다고 하더라도 다시 원상태로 복구될 수 있다.

연결부재(RI)가 한 쌍의 결합부(130)와 거치라인(10)을 서로 연결함으로써 플로팅 블록이 거치라인 위에 매달린 형상을 갖는다. 파도와 같은 외력이 존재하는 상황에서도 상술한 구조에 의해 매달린 상태를 안정적으로 유지할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 결합부(130)는 가이드부(120)의 상부에 배치될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 바디부의 측면에 위치하되, 가이드부의 직상방에 배치될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 III방향으로 가이드부로부터 이격된 위치에 한 쌍의 결합부가 배치될 수 있다.

또한, 가운데 홈(112)과 가이드부(120) 사이에 한 쌍의 결합부(130)가 배치될 수 있다. 이러한 배치는 거치라인을 따라 바디부의 정렬을 더욱 잘 유도할 수 있도록 한다.

바디부(110)에서 발전부의 장착을 위한 평탄한 공간을 제공하는 최상부면(114)은 바닥부(116)와 소정의 각도(α)를 갖는데, 이러한 구조는 태양광의 입사면적을 넓히는 역할과 동시에 바디부의 뒤쪽으로 완곡부(118)를 형성함으로써 내부 중공 크기를 증가시킬 수 있도록 한다. 부유에 유리한 구조이다. 완곡부의 완만한 경사 또한 부유에 유리한 구조이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해양 태양광 발전 플로팅 블록, 거치라인 및 연결부재의 연결 관계를 보다 상세하게 도시하기 위해, 하나의 거치라인에 거치된 이웃하는 플로팅 블록들을 도시하는 도면이다. 도 5와 대비하여 태양전지 패널이 부착된 상태인 일체형 해양 태양광 발전 장치가 도시된다 .

그리고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치가 해수면에서 파도에 의해 거동하는 상태를 모식적으로 도시한 도면이다.

먼저, 도 6을 참조하면, 한 쌍의 결합부의 홀과 거치라인의 가닥들 사이의 갭을 관통하는 연결부재를 이용하여 거치라인에 플로팅 블록들을 각각 고정할 수 있다.

예를 들어, 작업자는 스크루 록킹 구조의 연결부재에서 록킹부를 풀어서 열린 상태가 된 고리를 결합부의 홀(h)에 걸고, 한편으로는 거치라인에 마련된 꼬인 가닥들 사이의 갭(g)에 걸어 주며, 이후 록킹부를 잠궈줌으로써 플로팅 블록을 거치라인에 고정할 수 있다. 다른 플로팅 블록들에 대해서도 동일한 설명이 적용될 수 있다.

하나의 거치라인(10)에 연결된 이웃하는 플로팅 블록들(100A, 100B)은 서로 일정 이격 거리(d)를 유지하도록 배치되는 것이 바람직하다. 이는 상술한 바와 같이, 외력에 의해 플로팅 블록들이 거치라인과 함께 거동하는 상황에서 플로팅 블록들간 간섭이 발생하지 않도록 하는 안전 거리에 해당한다. 플로팅 블록의 높이와 길이를 고려하여 이격 거리가 설정될 수 있다.

플로팅 블록들이 높은 자유도를 갖고서 거치라인과 함께 움직일 수 있도록 배치함으로써 외력에 대해 보다 안정적인 구조를 갖도록 한다.

뿐만 아니라, 도 7을 참조하면, 행이나 열 방향으로 다른 이웃하는 블록들 간에도 이와 같은 높은 자유도를 보장할 수 있는 안전 거리를 유지하도록 배치될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 플로팅 블록은 플로팅 블록, 거치라인 및 연결부재간 연결 구조를 통해 효과적으로 해상에 존재하는 외력을 상쇄시킨다. 유연한 거치라인으로 무게중심을 낮은 곳으로 옮기고 플로팅 블록에 가해지는 외력을 거치라인으로 집중시킴으로써 강한 파도 태양광 패널이나 부유체가 부서지지 않고 견딜수 있는 내구성을 높여 어떠한 상황에서도 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.

또한, 거치라인마다 연결된 여러 플로팅 블록들이 열과 행을 이루고 이들간 높은 자유도로 거동할 수 있는 안전거리를 확보함으로써 해양 발전 장치에 존재하는 여러 연결 부위에 가해지는 피로를 효과적으로 감소시킨다. 이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 해상에 부유 형태로 설치되는 태양광 발전 장치를 설치 및 유지보수함에 있어서 비용을 크게 절감할 수 있다.

또한, 플로팅 블록과 태양광 패널을 일체형으로 제작할 수 있으므로, 설치를 간소화하고 설치비를 절감할 수 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 해양 태양광 발전 장치의 사시도를 도시하는 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 가이드부(120')는 상술한 그루브 형상 대신 홀 형상을 갖고서 연장할 수도 있다. 홀 형상의 가이드부(120')가 바디부의 하부에서 바디부(110)의 길이 방향 전체를 따라 연장 형성될 수 있다. 그 단면이 반원이 아닌 원 형상일 수 있다. 단속적이지 않고 연속적으로 바디부의 길이 방향을 따라 연장할 수 있다. 따라서, 바디부의 길이 방향을 따라 거치라인이 가이드부를 관통하여 지나가도록 함으로써, 거치라인상 바디부의 배치를 가이드할 수 있다.

거치라인(10)은 홀 형상의 가이드부(120')를 관통하도록 배치되고, 따라서, 바디부는 그 길이 방향을 따라 거치라인에 의해 관통되므로, 거치라인이 I방향을 따라 설치되면, 바디부도 I방향으로 배치될 수 있다.

한편, 거치라인상 플로팅 블록의 고정을 위해 (해상에서 부유된 상태의 플로팅 블록들이 격자 배열을 유지할 수 있도록) 상술한 바와 같은 연결부재가 개입될 수도 있다. 즉, 도 5 내지 도 6에서 상술한 바와 같은 연결부재가 적용되어 플로팅 블록과 거치라인을 서로 연결할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시되지는 않았으나, 연결부재가 바디부의 측면으로부터 외측으로 돌출 형성된 한 쌍의 결합부에 마련된 홀과 거치라인에 마련된 꼬인 가닥들 사이의 갭을 통해 이들을 서로 연결할 수 있다.

또는 해상에 설치된 거치라인은 물을 머금어 부피가 부푼 상태가 되므로, 가이드부의 홀 형상의 크기에 꼭맞게 설계된 거치라인이 해상에 설치된 이후 부피가 증가됨으로써 가이드부 내부에 단단히 끼워지는 방식으로(가이드부 내부에서 부피가 증가된 거치라인이 단단히 조여지는 방식으로) 거치라인상 플로팅 블록이 고정될 수도 있다.

이에 설치 구역에 복수개의 거치라인들이 설치되면, 설치라인마다 여러 개의 플로팅 블록들이 매달려 있을 수 있게 되고 따라서 전체적으로 해양 발전 장치는 플로팅 블록들이 격자무늬로 배열된 형상을 갖게 된다.

가이드부는 도 2 내지 도 7에서 상술한 거치라인을 완전히 수용할 수 있도록, 즉, 거치라인이 그 내부를 관통할 수 있도록 형성되어야 하므로, 상술한 그루브 형상의 가이드부 대비, 거치라인을 수용할 수 있을만큼의 큰 크기로 형성된다는 점을 제외하고는 도 2 내지 도 7에서 상술한 설명이 대체로 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 거치라인은 플로팅 블록의 무게중심 아래를 지나도록 배치되고, 해상에서 물을 머금어 무거운 상태의 거치라인이 가벼운 플로팅 블록에 연결되어 전체적으로 낮은 무게중심을 형성하고(즉, 해양 발전 장치의 무게중심을 낮추고) 따라서 이러한 거치라인에 플로팅 블록이 매달린 채로 해수면 위에 부유해 있으므로, 전방향에서 작용하는 외력이 효율적으로 플로팅 블록의 하부 거치라인으로 전달 및 유연한 구조의 거치라인에 의해 해소될 수 있다. 보다 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예들에 따라 구체적으로 기록되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상 범위내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

G : 해양 태양광 발전 시스템
1 : 일체형 해양 태양광 발전 장치
10 : 거치라인
100 : 해상 태양광 발전 플로팅 블록
110 : 바디부
112 : 홈들
114 : 최상부면
116 : 최하부면
118 : 완곡부
120 : 가이드부
130 : 한 쌍의 결합부
RI : 연결부재
GP : 발전부, 태양광 패널
h : 홀
g : 갭

Claims (10)

1. 하나 이상의 플로팅 블록;
   상기 플로팅 블록을 지나는 유연한 구조의 하나 이상의 거치라인; 및
   상기 플로팅 블록이 상기 거치라인 위에 놓여지도록 상기 플로팅 블록과 상기 거치라인을 연결하는 연결부재;를 포함하되,
   상기 플로팅 블록의 상부 평평한 공간에 태양광 패널이 일체형으로 부착되고,
   상기 플로팅 블록은, 내부에 밀폐된 빈 공간이 형성된 바디부, 및 상기 바디부의 하부에서 상기 플로팅 블록의 무게중심 아래를 따라 연장하는 가이드부를 포함하고,
   상기 가이드부는 상기 플로팅 블록이 상기 거치라인 위에 놓여지는 것을 가이드함으로써, 상기 거치라인이 상기 플로팅 블록의 무게중심 아래를 지나도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 일체형 해양 태양광 발전 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플로팅 블록에 대해 전(全)방향으로 작용하는 외력은 상기 플로팅 블록, 거치라인 및 연결부재간 연결 구조에 의해 상기 플로팅 블록 아래의 상기 거치라인으로 집중되는, 일체형 해양 태양광 발전 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 거치라인은 상기 연결부재에 의해 상기 플로팅 블록에 연결되어 일체형 해양 태양광 발전 부유 장치의 무게중심을 낮추고, 상기 플로팅 블록에 전방향으로 작용하는 외력이 상기 거치라인으로 전달되도록 하는, 일체형 해양 태양광 발전 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 연결부재는 외력에 따른 상기 플로팅 블록 및 상기 거치라인의 거동시에도 상기 거치라인이 상기 플로팅 블록의 무게중심 아래를 지나는 배치 상태가 유지되도록 하는, 일체형 해양 태양광 발전 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 거치라인 위에 놓여지는 2 이상의 상기 플로팅 블록들은 외력에 의해 거동시 상호간에 간섭하지 않도록 일정 거리 이격되어 배치되는, 일체형 해양 태양광 발전 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 플로팅 블록은, 내부에 밀폐된 빈 공간이 형성된 바디부, 및 상기 바디부의 하부에서 상기 플로팅 블록의 무게중심 아래를 따라 연장하는 가이드부를 포함하고,
   상기 가이드부는 상기 플로팅 블록이 상기 거치라인 위에 놓여지는 것을 가이드하는, 일체형 해양 태양광 발전 장치.
   
   
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