KR102141588B1 - Floating Photovoltaic Power Generation Structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수상 부유식 태양광 발전 시스템에서 태양광 모듈(Solar Module)을 지지하는 구조체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수상에 부유한 상태에서 바람과 너울 등으로 인한 태양광 모듈의 흔들림과 유동을 최소화하고, 아울러 최적의 태양광 입사각을 안정적으로 유지하여 발전효율을 향상시킬 수 있는 수상 부유식 태양광 발전 구조체에 관한 것이다.The present invention relates to a structure for supporting a solar module (Solar Module) in a floating floating solar power system, and more specifically, the shaking and flow of the solar module due to wind and swell in the floating state on the water. The present invention relates to a floating floating photovoltaic structure capable of improving power generation efficiency by minimizing and stably maintaining an optimal solar incident angle.
최근 하천, 호수, 저수지, 댐 등의 수면에 설치하는 수상 부유식 태양광 발전시스템은 유휴부지인 수면을 이용해 국토를 효율적 활용할 수 있고, 지상의 태양광 발전에 비해 경사, 음영의 제약이 적고 수면의 낮은 온도에 의해서 태양광 모듈의 과열을 방지하는 냉각효과가 있어 면적당 발전효율이 상대적으로 높은 이점이 있다.Recently, floating floating solar power systems installed on the water surface of rivers, lakes, reservoirs, dams, etc. can efficiently utilize the land by using the water surface as an idle site, and have less restrictions on slope and shade compared to the solar power on the ground. There is a cooling effect to prevent overheating of the solar module due to the low temperature of the power generation efficiency per area has a relatively high advantage.
일반적으로 수상 부유식 태양광 발전 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 부유체(104)의 부력으로 수면에 부유하는 부유구조물(102)의 위에 태양광 모듈(100)이 고정되어 있고, 이 부유구조물(102)은 계류를 위해 지면에 고정된 앵커(106)와 와이어(110)로 연결되어 있다.In general, as shown in FIG. 1, the floating solar photovoltaic power generation system is fixed with a
또한, 부유구조물(102)은 발전효율을 높이기 위해 태양의 방위각에 따라 태양광 모듈(100)의 방향을 설정 가능하도록 특정 위치에 고정되어 있다. In addition, the
그런데 이러한 부유구조물(102)은 바람(풍하중), 너울, 풍파, 파도(파랑) 등에 의한 작은 변위 및 진동에도 쉽게 흔들리거나 자유로이 움직여서 그 위에 설치된 태양광 모듈(100)의 각도가 기울어지는 등의 회전변위가 발생하고, 이렇게 되면 태양광을 최대한 많이 흡수하도록 설정된 입사각이 틀어지면서 태양광 모듈(100)의 손상 및 발전효율 저하 등의 문제가 발생할 수 있다.However, the
그뿐만 아니라 부유구조물(102)을 계류시키는 와이어(110)에 과다한 장력이 가해지면서 상호 간의 연결 부분이 쉽게 파손되는 문제점도 있다.In addition, there is a problem in that the connecting portions of the mutually damaged parts are easily damaged when excessive tension is applied to the
한편, 특허문헌 1에는 바람과 너울 등으로 인해 작용하는 지지프레임의 흔들림과 유동을 압축코일스프링이 내장된 댐퍼(damper)의 탄성력으로 완충하여 태양광 모듈의 태양광 입사각을 최적의 상태에서 안정적으로 유지할 수 있는 해상용 태양광 발전장치가 개시되어 있다.On the other hand, Patent Document 1 buffers the shaking and flow of the support frame acting due to the wind and the sun with the elastic force of the damper with a built-in compression coil spring to stably stabilize the sunlight incident angle of the solar module in an optimal state. A marine photovoltaic device that can be sustained is disclosed.
그러나 이는 수면의 움직임에 의한 불안정한 지지조건을 극복하기 위해 여러 개의 단위구조물을 연결하여 구성되며, 태양광 모듈의 발전효율이 가장 큰 배치각을 설정한 상태에서 댐퍼 내 압축코일스프링의 신축 작용으로 진동 및 충격을 완화하는 구조이기 때문에 바람 또는 너울이 반복적으로 발생할 경우, 인접하는 다른 단위구조물의 댐퍼와 불균형 상태를 이루어 압축코일스프링이 원상태로 되돌아가려는 복원력(Restoring force)에 의해 주기적으로 방향이 변화하는 교란력(Disturbing force)이 생기고, 이로 인해 지지프레임의 진동 및 동요는 태양광 모듈을 지탱하고 있는 각 부분에 반복하중을 부과하여 소음이 발생하고 주요부의 연결이 풀려서 고장을 일으키는 원인이 되기도 하며, 심하면 주요부에 변형 및 파손을 초래하여 수명을 단축시키는 문제점이 있다.However, it is composed by connecting several unit structures to overcome unstable support conditions caused by water movement, and vibration is caused by the expansion and contraction of the compression coil spring in the damper while setting the placement angle with the largest power generation efficiency of the solar module. And because the structure is to mitigate the impact, if the wind or swell occurs repeatedly, the direction of the compressed coil spring is periodically changed by the restoring force to return to its original state by forming an unbalanced state with the damper of other adjacent unit structures. Disturbing force occurs, and vibration and fluctuation of the support frame imposes a repetitive load on each part supporting the photovoltaic module, causing noise and disengagement of the main parts, causing failure. If severe, there is a problem of shortening the service life by causing deformation and damage to the main part.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝히며, 아울러 종래기술에서의 도면 부호는 본 발명에서의 도면 부호와 상호 무관한 것이다.The above-described background technology or prior art is only to help the inventors understand the technical significance of the present invention as information possessed or acquired in the process of deriving the present invention, and the technology to which the present invention belongs prior to the filing of the present invention It is revealed that it does not mean a technique well-known in the field, and the reference numerals in the prior art are mutually independent of the reference numerals in the present invention.
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 기존의 수상 부유식 태양광 발전 시스템이 지닌 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상으로, 수상에 부유한 상태에서 필연적으로 발생하는 바람과 너울, 파력 등으로 인한 진동 및 동요를 약화시켜 최적의 태양광 입사각을 안정적으로 유지시키고, 아울러 전체적인 균형 및 수평 상태를 자연스럽게 유지하여 진동 및 동요에 따른 반복하중의 부과 및 소음을 줄이고 고장을 방지하는 효과를 도모할 수 있는 새로운 구조의 수상 부유식 태양광 발전용 구조체를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.Accordingly, the present inventor comprehensively considers the above-mentioned matters, and is an idea to solve the technical limitations and problems of the existing floating floating solar power system, and wind, swell, wave power, etc. that inevitably occur while floating in the floating water By reducing the vibration and fluctuations caused by this, it maintains the optimal solar incidence angle stably, and naturally maintains the overall balance and horizontal state, thereby reducing the imposition of repeated loads due to vibrations and fluctuations, noise, and preventing failure. The present invention was invented as a result of continuous research with utmost efforts to develop a floating structure for floating solar power generation with a new structure.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 바람과 너울 등으로 인한 진동 및 동요를 단계적으로 안정시킬 수 있도록 하는 수상 부유식 태양광 발전 구조체를 제공하는 데 있는 것이다.Therefore, the technical problem and object to be solved by the present invention is to provide a floating floating solar power structure that enables to stabilize the vibration and fluctuations caused by wind and sun.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제 및 목적은 전체적인 균형 및 수평 상태를 자연스럽게 유지할 수 있도록 하는 수상 부유식 태양광 발전 구조체를 제공하는 데 있는 것이다.In addition, another technical problem and object to be solved by the present invention is to provide a floating floating solar power structure that can maintain the overall balance and horizontal state naturally.
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Here, the technical problems and objects to be solved by the present invention are not limited to the technical problems and objectives mentioned above, and other technical problems and objectives not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양(aspect)에 따른 구체적 수단은, 부력체의 부력에 의해 물 위에 부유하는 베이스와, 한쪽이 상기 베이스 위에 제1힌지 어셈블리를 통하여 힌지 이음(hinged joint)으로 체결되고, 상측에 태양광 모듈이 고정된 지지프레임과, 상단이 상기 지지프레임의 다른 쪽과 제2힌지 어셈블리를 통하여 힌지 이음으로 체결되고, 하단이 상기 베이스 위에 제3힌지 어셈블리를 통하여 힌지 이음으로 체결되어 상기 베이스에 대하여 상기 지지프레임을 일정한 각도로 기울어진 상태로 지지하고 신장 및 수축 작용으로 진동 에너지를 흡수하여 상기 태양광 모듈의 경사각을 안정시키는 댐퍼 및 상기 제1힌지 어셈블리 주위의 상기 지지프레임에 장착되고, 상기 제1힌지 어셈블리의 힌지핀을 중심으로 하는 상기 지지프레임의 회전 시 탄성에 의해 상기 베이스와 탄력적으로 접촉되면서 진동을 흡수하여 상기 댐퍼의 탄성 진동 에너지를 감쇄시키는 탄발스프링을 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전 구조체를 제시한다.Specific means according to an aspect of the present invention for achieving the above object and solving the technical problem, the base floating on the water by buoyancy of the buoyancy body, and one of the first hinge assembly on the base It is fastened by a hinged joint (hinged joint), the support frame is fixed to the solar module on the upper side, the upper end is fastened by a hinge joint through the second hinge assembly and the other side of the support frame, the lower end is on the base A damper that is fastened with a hinge joint through a third hinge assembly to support the support frame in an inclined state with respect to the base, absorbs vibrational energy by extension and contraction, and stabilizes the inclination angle of the solar module and the It is mounted on the support frame around the first hinge assembly and absorbs vibration while elastically contacting the base by elasticity when the support frame is rotated around the hinge pin of the first hinge assembly, thereby absorbing vibration to the elastic vibration of the damper It proposes a floating floating solar power structure characterized in that it comprises a carbon spring to attenuate energy.
이로써 본 발명은 바람과 너울, 파력 등으로 인해 지지프레임이 위아래로 흔들리거나 자유로이 움직이는 동요를 약화시켜 수상에 부유한 상태에서 최적의 태양광 입사각을 안정적으로 유지할 수 있다.As a result, the present invention can stably maintain the optimal angle of incidence of sunlight while floating in the water by weakening the shaking of the support frame up and down or freely moving due to wind, swell and wave power.
그리고 본 발명의 다른 실시 태양(aspect)에 따른 구체적 수단은, 부력체의 부력에 의해 물 위에 부유하는 베이스와, 한쪽이 상기 베이스 위에 제1힌지 어셈블리를 통하여 힌지 이음으로 체결되고, 상측에 태양광 모듈이 고정된 지지프레임 및 상단이 상기 지지프레임의 다른 쪽과 제2힌지 어셈블리를 통하여 힌지 이음으로 체결되고, 하단이 상기 베이스 위에 제3힌지 어셈블리를 통하여 힌지 이음으로 체결되어 상기 베이스에 대하여 상기 지지프레임을 일정한 각도로 기울어진 상태로 지지하고 신장 및 수축 작용으로 진동 에너지를 흡수하여 상기 태양광 모듈의 경사각을 안정시키는 댐퍼를 포함하며, 상기 댐퍼는, 상단이 상기 제2힌지 어셈블리와 고정된 어퍼 튜브와, 하단이 상기 제3힌지 어셈블리와 고정되고, 상기 어퍼 튜브가 삽입되도록 형성된 로우 튜브와, 상기 어퍼 튜브와 상기 로우 튜브 사이에 내장된 스프링과, 상기 어퍼 튜브의 하단에 고정된 제1마그네틱 및 상기 로우 튜브에 상하로 일정한 간격을 두고 적어도 하나 이상이 고정되고, 상기 제1마그네틱과 인력이 작용하여 상기 스프링의 신축을 단계적으로 안정시키는 제2마그네틱을 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전 구조체를 제시한다.And a specific means according to another embodiment of the present invention (aspect), the base floating on the water by the buoyancy of the buoyancy body, one side is fastened by a hinge joint through the first hinge assembly on the base, the sunlight on the upper side The support frame and the upper end on which the module is fixed are fastened with a hinge joint through the second hinge assembly with the other side of the support frame, and the lower end is fastened with a hinge joint through the third hinge assembly over the base to support the base against the base A damper for supporting the frame in a tilted state at a constant angle and absorbing vibration energy by stretching and contracting to stabilize the inclination angle of the solar module, wherein the upper end of the damper is fixed to the second hinge assembly. A tube, a lower tube fixed to the third hinge assembly, a low tube formed to insert the upper tube, a spring embedded between the upper tube and the low tube, and a first magnetic fixed to the lower end of the upper tube And a second magnet fixed at regular intervals up and down in the row tube and at least one fixed therebetween, wherein the first magnet and the attractive force act to stabilize the expansion and contraction of the spring step by step. Expression solar power structure is presented.
이로써 본 발명은 바람과 너울, 파력 등으로 인해 지지프레임이 위아래로 흔들리거나 자유로이 움직이는 동요를 단계적으로 약화시켜 수상에 부유한 상태에서 최적의 태양광 입사각을 안정적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 지지프레임의 전체적인 균형 및 수평 상태를 자연스럽게 유지하여 진동 및 동요에 따른 반복하중의 부과 및 소음을 줄이고 고장을 방지할 수 있다.As a result, the present invention can not only maintain the optimal angle of incidence of sunlight while floating in the water by stably weakening the shaking of the support frame up or down or freely moving due to wind, swell, wave power, etc. By maintaining the balance and the horizontal state naturally, it is possible to reduce the imposition and noise of repeated loads caused by vibrations and fluctuations, and to prevent failures.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 태양(aspect)은, 상기 지지프레임의 상기 제1힌지 어셈블리 주위에 장착되고, 상기 제1힌지 어셈블리의 힌지핀을 중심으로 하는 상기 지지프레임의 회전 시 탄성에 의해 상기 베이스와 탄력적으로 접촉되면서 진동을 흡수하여 상기 댐퍼의 탄성 진동 에너지를 감쇄시키는 탄발스프링을 더 포함하여 구성됨으로써 지지프레임이 위아래로 흔들리거나 자유로이 움직이는 동요를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.In addition, a preferred embodiment of the present invention (aspect) is mounted around the first hinge assembly of the support frame, the base by the elasticity of the rotation of the support frame around the hinge pin of the first hinge assembly And elastically in contact with the vibration is configured to further include a carbon spring that attenuates the elastic vibration energy of the damper, so that the support frame can be more effectively suppressed by shaking up and down or moving freely.
상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양(aspect)은 바람과 너울, 파력 등으로 인해 지지프레임이 위아래로 흔들리거나 자유로이 움직이는 진동 및 동요를 댐퍼 및 탄발스프링의 완충작용(buffer action)으로 최소화하여 수상에 부유한 상태에서 최적의 태양광 입사각을 안정적으로 유지할 수 있다. 따라서 태양광 모듈의 전력생산 효율을 극대화시킬 수 있다.The aspect of the present invention with the means and configuration for achieving the above object and solving the technical problem is that the support frame is shaken up or down due to wind, swell, wave power, etc., or dampers and vibrations that move freely. Minimized by the buffer action of the carbon spring, it is possible to stably maintain the optimal sunlight incident angle while floating in the water phase. Therefore, it is possible to maximize the power generation efficiency of the solar module.
또한, 댐퍼의 제1 및 제2마그네틱 간의 인력 작용으로 종래와 달리 댐퍼의 스프링이 원상태로 되돌아가려는 복원력(Restoring force)에 의해 주기적으로 방향이 변화하는 교란력(Disturbing force)을 최대한 억제하기 때문에 바람 또는 너울이 반복적으로 발생 시 인접하는 다른 지지프레임의 진동 및 요동에 의해서 교란되는 섭동 현상을 자연스럽게 균형 및 수평 상태로 조절할 수 있다. 따라서 지지프레임의 진동 및 동요에 따른 반복하중의 부과 및 소음을 줄이고 고장을 방지할 수 있다.In addition, due to the attraction force between the first and second magnetics of the damper, unlike conventional, the spring of the damper suppresses the disturbing force that periodically changes direction due to the restoring force to return to its original state. Alternatively, when the swell occurs repeatedly, the perturbation phenomenon disturbed by vibrations and fluctuations of other adjacent support frames can be naturally adjusted to a balanced and horizontal state. Therefore, it is possible to reduce the noise and reduce the imposition of repeated loads due to vibration and fluctuation of the support frame.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Here, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 종래의 기술에 따른 수상 부유식 태양광 발전 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수상 부유식 태양광 발전 구조체를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2의 국부를 확대하여 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수상 부유식 태양광 발전 구조체를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 5는 도 4의 국부를 확대하여 나타낸 부분 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수상 부유식 태양광 발전 구조체를 개략적으로 나타낸 측면도이다.1 is a block diagram showing a floating floating solar power system according to the prior art.
2 is a side view schematically showing a floating floating solar power structure according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged side view of the local part of FIG. 2.
4 is a side view schematically showing a floating floating solar power structure according to another embodiment of the present invention.
5 is a partial cross-sectional view showing an enlarged portion of FIG. 4.
6 is a side view schematically showing a floating floating solar power structure according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.Prior to this, terms to be described later are defined in consideration of the functions in the present invention, which clearly indicates that they should be interpreted in terms of concepts consistent with the technical spirit of the present invention and commonly recognized or commonly recognized in the art.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, if it is determined that a detailed description of known functions or configurations related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과, 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.Here, the attached drawings are exaggerated or simplified for explaining the structure and operation of the technology and for convenience and clarity of understanding, and it is revealed that each component does not exactly match the actual size and shape.
아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, the term and/or in the present specification is meant to include a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items, and when a part includes a certain component, this is a particularly opposite description. It does not mean that other components are excluded as long as there is no other component.
즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.That is, it means that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the present specification exists, and one or more other features or number, step operation component, part, or combination thereof. It should be understood that it does not exclude the possibility of the existence or addition of things.
아울러 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In addition, each step may take place differently from the specified order, unless a specific order is explicitly stated in the context. That is, each step may occur in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the reverse order.
이외에도 "부" 및 "유닛"의 용어에 대한 의미는 시스템에서 목적하는 적어도 하나의 기능이나 어느 일정한 동작을 처리하는 단위 또는 역할을 하는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합 등을 통한 수단이나 독립적인 동작을 수행할 수 있는 디바이스 또는 어셈블리 등으로 구현할 수 있다.In addition, the meanings of the terms "unit" and "unit" mean a module type that serves as a unit or role for processing at least one function or a certain operation desired in the system, which is hardware or software or a combination of hardware and software. It can be implemented as a device or an assembly capable of performing an independent operation or a means through the back.
그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측, 전후, 좌우 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명하거나 지칭하고, 길이 방향을 전후 방향으로, 폭 방향을 좌우 방향으로 명명하거나 지칭할 수 있다.And terms such as top, bottom, top, bottom, or top, bottom, top, bottom, front and rear, left and right are used for convenience to distinguish the relative position of each component. For example, the upper side of the drawing may be named or referred to as the upper portion and the lower portion as the lower portion, and the longitudinal direction may be referred to or referred to as the front-rear direction and the width direction as the left-right direction.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 보호범위를 벗어나지 않는 한에서 제2 구성요소로 명명할 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명할 수도 있다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components. That is, terms such as first and second may be used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of protection of the present invention, and the second component may also be referred to as a first component.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 수상 부유식 태양광 발전 구조체는 크게 베이스(10), 지지프레임(20), 댐퍼(30) 및 탄발스프링(40)을 포함하고 있다.2 and 3, the floating floating solar power structure according to an embodiment of the present invention largely includes a
베이스(10)는 수면 위에 둥둥 떠서 재하되는 하중을 지지하는 부력체(11)에 의해 물 위에 부유하는 것으로, 그 위에는 다수 개의 태양광 모듈(21) 및 지지프레임(20)을 설치하기 위해 일정한 면적과 안정성을 확보하는 구조로 이루어져 있다.The
예를 들면, 베이스(10)는 단면이 사각관 또는 원형관 형상인 여러 개의 트러스나 프레임을 힌지 이음으로 연결 및 조립하여 일정한 면적과 안정성을 확보하고, 그 아래에는 다수 개의 부력체(11)를 일정한 간격을 두고 결속밴드 또는 클램프 등으로 고정한 구조일 수 있고, 이외에 목재, 강철재, 폴리에틸렌 등의 합성수지나 철근콘크리트로 만들어진 바닥이 평평하고 상자형인 폰툰으로 이루어질 수도 있다.For example, the
지지프레임(20)은 상측에 태양광을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양광 모듈(21)을 장착한 채 베이스(10) 위에 일정한 각도로 기울어진 상태로 일정한 간격을 두고 설치되는 것으로, 한쪽이 베이스(10) 위에 제1힌지 어셈블리(H1)를 통하여 힌지 이음(hinged joint)으로 체결되어 있다.The
여기서 지지프레임(20)은 전체적으로 견고하고 내구성이 우수한 구조용 강관(steel pipe)이나 형강(shape steel), 채널 형재(channel bar) 등으로 이루어질 수 있고, 태양광 모듈(21)은 하나의 지지프레임(20) 상에 복수 개로 배열될 수 있다.Here, the
또한, 지지프레임(20)은 내구성이 우수하고, 수변 및 해양 환경에서 내부식성이 뛰어난 섬유강화플라스틱으로 형성될 수 있다.In addition, the
댐퍼(30)는 베이스(10)에 대하여 지지프레임(20)을 일정한 각도로 기울어진 상태로 지지하고, 신장 및 수축으로 진동을 흡수하는 완충작용을 통해 태양광 모듈(21)의 경사각을 안정시키는 것으로, 상단이 지지프레임(20)의 다른 쪽과 제2힌지 어셈블리(H2)를 통하여 힌지 이음으로 체결되어 있고, 하단이 베이스(10) 위에 제3힌지 어셈블리(H3)를 통하여 힌지 이음으로 체결되어 있다.The
탄발스프링(40)은 완충작용으로 지지프레임(20)의 진동을 흡수하여 댐퍼(30)의 탄성 진동 에너지를 감쇄시키는 것으로, 지지프레임(20)의 제1힌지 어셈블리(H1) 주위에 장착되어 있고, 지지프레임(20)이 제1힌지 어셈블리(H1)의 힌지핀을 중심으로 하는 회전 시 탄성에 의해 베이스(10)와 탄력적으로 접촉되도록 구비되어 있다.The
즉, 탄발스프링(40)은 지지프레임(20)에 전달되는 충격에 의한 에너지를 일시적으로 흡수하여 이것을 다른 에너지로 변환하거나 또는 그 후 서서히 방출하게 하여 충격 효과를 완화시키는 작용을 한다.That is, the
여기서 탄발스프링(40)은 외부에서 작용하는 힘과 대향하는 방향으로 복원력을 발생하는 비틀림 코일스프링 또는 토션스프링 혹은 강선을 굽힘 가공하여 마치 클립과 같은 형태로 형성한 이형스프링을 사용하는 것이 바람직하나, 이와 동일한 작용효과를 가진 것이라면 어떠한 탄성체를 사용하여도 무방할 것이다.
바람직하게는 도 2에 도시된 바와같이 제1힌지 어셈블리(H1)를 중심으로 하여 전후 양쪽으로 전개되는 탄성 날개편(41)(42)을 갖는 탄발스프링(40)을 설치하여 진동에너지 발생시 전방 및 후방에 설치된 탄성 날개편(41)(42)을 통해 회동에 따른 진동에너지를 흡수하도록 할 수 있다. Here, the
Preferably, as shown in Figure 2, the first hinge assembly (H1) is provided with a center spring (40) having an elastic wing piece (41, 42) that is deployed on both sides of the front and rear when vibration energy is generated. It is possible to absorb the vibration energy due to the rotation through the elastic blade pieces (41, 42) installed at the rear.
더불어, 상기 지지프레임(20)의 상기 제1힌지 어셈블리(H1)에, 상하 유동시 상기 베이스(10)에 대해 완충력을 발생하는 완충부(80)를 더 제공할 수 있다.In addition, the first hinge assembly H1 of the
상기 완충부(80)는, 힌지핀을 중심으로 회전하도록 된 상기 제1힌지 어셈블리(H1)에서 상기 베이스(10)와 지지프레임(20)을 연결하는 연결부위에 스프링, 유압 등을 제공하여 충격을 흡수할 수 있도록 하면 된다. The
이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 수상 부유식 태양광 발전 구조체는 바람과 너울, 파력 등으로 인해 베이스(10) 및 지지프레임(20)이 위아래로 흔들리거나 자유로이 움직이는 진동 및 동요가 발생하면, 이를 댐퍼(30) 및 탄발스프링(40)의 완충작용(buffer action)으로 최소화하여 최적의 태양광 입사각을 안정적으로 유지할 수 있다.The floating floating solar power structure according to the embodiment of the present invention configured as described above, when the
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시 예에 따른 수상 부유식 태양광 발전 구조체의 구성요소 중 댐퍼(30)는 베이스(10)와 지지프레임(20)의 진동 및 동요에 따른 반복하중의 부과 및 소음을 줄이고 고장을 방지하며, 아울러 바람 또는 너울이 반복적으로 발생 시 인접하는 다른 지지프레임의 진동 및 요동에 의해서 교란되는 섭동 현상을 자연스럽게 균형 및 수평 상태로 조절할 수 있도록 구비되어 있다.On the other hand, as shown in Figures 4 and 5, among the components of the floating floating solar power structure according to another embodiment of the present invention, the
즉, 댐퍼(30)는 상단이 제2힌지 어셈블리(H2)와 고정된 어퍼 튜브(31)와, 하단이 제3힌지 어셈블리(H3)와 고정되고, 어퍼 튜브(31)가 삽입되도록 형성된 로우 튜브(32)와, 어퍼 튜브(31)와 로우 튜브(32) 사이에 내장된 스프링(33)과, 어퍼 튜브(31)의 하단에 고정된 제1마그네틱(34)과, 이 제1마그네틱(34)과 인력이 작용하여 스프링(33)의 신축을 단계적으로 안정시키고, 로우 튜브(32)에 상하로 일정한 간격을 두고 적어도 하나 이상이 고정된 제2마그네틱(35)을 포함하고 있다.That is, the
따라서 베이스(10) 및 지지프레임(20)이 위아래로 흔들리거나 자유로이 움직이는 진동 및 동요가 발생하면, 이를 댐퍼(30)의 완충작용(buffer action)으로 흡수하며, 이 과정에서 제1 및 제2마그네틱(34)(35) 간의 인력(자기장) 작용으로 스프링(33)이 원상태로 되돌아가려는 복원력(Restoring force)에 의해 주기적으로 방향이 변화하는 교란력(Disturbing force)을 단계적으로 안정시키고 최대한 억제하여 바람 또는 너울이 반복적으로 발생하더라도 인근의 다른 지지프레임과 자연스럽게 균형 및 수평 상태를 이룰 수 있다.Therefore, when the
여기서 스프링(33)은 스테인리스 재질로 이루어진 압축코일스프링을 사용하는 것이 바람직하나, 이와 동일한 작용효과를 가진 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방할 것이다.Here, as for the
또한, 제1마그네틱(34) 및 제2마그네틱(35)은 내부식성이 우수한 네오디움 자석 등과 같은 영구자석으로 이루어질 수 있다.Further, the first magnetic 34 and the second magnetic 35 may be made of permanent magnets such as neodymium magnets having excellent corrosion resistance.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 수상 부유식 태양광 발전 구조체와 관련한 구성요소 중 상술한 실시 예와 동일 또는 유사한 작용효과를 갖는 구성요소는 상술한 실시 예와 동일한 참조부호를 사용하며, 그에 대한 반복적이고 구체적인 설명은 생략한다.Among the components related to the floating floating photovoltaic structure according to another embodiment of the present invention, the components having the same or similar action effect to the above-described embodiment use the same reference numerals as the above-described embodiment, and are repeated therefor. The detailed description is omitted.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 수상 부유식 태양광 발전 구조체는 탄발스프링(40)과 자기력이 작용하는 댐퍼(30)를 함께 갖는 구조로 이루어질 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 6, the floating floating solar power structure according to another embodiment of the present invention may be made of a structure having a
즉, 수상에 부유한 상태에서 바람과 너울 등으로 인한 지지프레임(20)의 흔들림이나 유동을 최소화하고, 최적의 태양광 입사각을 더욱 안정적으로 유지하여 발전효율을 향상시킬 수 있다.That is, it is possible to minimize the shaking or flow of the
한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하다.On the other hand, the present invention is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and can be variously modified and applied in various ways that are not exemplified without departing from the scope of the technical spirit of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that the invention may be broadly applied by changing to other equivalent embodiments.
그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.Therefore, contents related to modifying and applying the technical features of the present invention should be interpreted as being included within the technical spirit and scope of the present invention.
10: 베이스 11: 부력체
20: 지지프레임 21: 태양광 모듈
30: 댐퍼 31: 어퍼 튜브
32: 로우 튜브 33: 스프링
34: 제1마그네틱 35: 제2마그네틱
40: 탄발스프링 10: base 11: buoyancy
20: support frame 21: solar module
30: damper 31: upper tube
32: low tube 33: spring
34: first magnetic 35: second magnetic
40: bullet spring
Claims (4)
상기 댐퍼(30)가, 상단이 상기 제2힌지 어셈블리(H2)와 고정된 어퍼 튜브(31); 하단이 상기 제3힌지 어셈블리(H3)와 고정되고, 상기 어퍼 튜브(31)가 삽입되도록 형성된 로우 튜브(32); 상기 어퍼 튜브(31)와 상기 로우 튜브(32) 사이에 내장된 스프링(33); 상기 어퍼 튜브(31)의 하단에 고정된 제1마그네틱(34); 및 상기 로우 튜브(32)에 상하로 일정한 간격을 두고 적어도 하나 이상이 고정되고, 상기 제1마그네틱(34)과 인력이 작용하여 상기 스프링(33)의 신축을 단계적으로 안정시키는 제2마그네틱(35)을 포함하여 신장 및 수축 작용으로 진동을 흡수하여 상기 태양광 모듈(21)의 경사각을 안정시키도록 하고;
상기 지지프레임(20)의 상기 제1힌지 어셈블리(H1) 주위에,
상기 제1힌지 어셈블리(H1)의 힌지핀을 중심으로 하여 전후방 양쪽으로 전개된 탄성 날개편(41)(42)이 상기 베이스(10)에 탄력적으로 접촉 지지되어 상기 지지프레임(20)의 힌지핀을 중심으로 한 회전시 탄성에 의해 진동을 흡수하여 상기 댐퍼(30)와 함께 탄성 진동 에너지를 감쇄시키는 탄발스프링(40) 및, 상기 탄발스프링(40)이 설치된 상기 제1힌지 어셈블리(H1)의 중심에, 상하 유동시 스프링 또는 유압력을 통해 상기 베이스(10)에 대해 상하 완충력을 발생하는 완충부(80)를 설치하여,
상기 부력체(11)의 요동현상 발생시 상하 요동에 대해서는 상기 제1힌지 어셈블리(H1)의 완충부(80)와 상기 댐퍼(30)를 통해 충격력을 흡수하도록 하고;
상기 부력체(11)의 기울기에 대해서는, 상기 제1힌지 어셈블리(H1)를 중심으로 전후에 지지되는 탄발스프링(40)의 전후방 탄성 날개편(41)(42)이 탄성력을 통해 탄성 지지하면서 충격력을 흡수하는 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전 구조체.
The base 10 floating on the water by the buoyancy of the buoyancy body 11, and one side is fastened by a hinge joint through the first hinge assembly H1 on the base 10, and the solar module 21 on the upper side The fixed support frame 20 and the upper end are fastened by a hinge joint through the second hinge assembly H2 with the other side of the support frame 20, and the lower end has a third hinge assembly H3 on the base 10. In the floating floating photovoltaic structure consisting of a damper 30 that is fastened by a hinge joint through) to support the support frame 20 in an inclined state with respect to the base 10,
The upper tube 31 is fixed to the damper 30, the upper end of the second hinge assembly (H2); A lower tube 32 having a lower end fixed to the third hinge assembly H3 and inserting the upper tube 31; A spring 33 embedded between the upper tube 31 and the low tube 32; A first magnetic 34 fixed to the lower end of the upper tube 31; And a second magnetic (35) which stabilizes the expansion and contraction of the spring (33) step by step by at least one or more being fixed at regular intervals in the row tube (32), and the first magnetic (34). ) To absorb vibration by the stretching and contracting action to stabilize the inclination angle of the solar module 21;
Around the first hinge assembly (H1) of the support frame 20,
The hinge pins of the support frame 20 are elastically contacted and supported by the base 10 with elastic wing pieces 41 and 42 deployed in both front and rear sides with the hinge pin of the first hinge assembly H1 as the center. The rotation of the center of the elastic spring absorbs vibration by the damper 30 with the elastic spring to attenuate the elastic vibration energy, and the elastic spring 40 of the first hinge assembly (H1) is installed In the center, by installing a shock absorber 80 for generating up and down buffer force with respect to the base 10 through a spring or hydraulic force during the up and down flow,
When the fluctuation phenomenon of the buoyancy body 11 occurs, to absorb the impact force through the shock absorber 80 and the damper 30 of the first hinge assembly (H1) for up and down fluctuations;
With respect to the inclination of the buoyancy body 11, the front and rear elastic wing pieces 41 and 42 of the ball spring 40 supported before and after the first hinge assembly H1 elastically support the impact force while supporting elastically through the elastic force. Floating floating solar power structure characterized in that it absorbs.
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X091 | Application refused [patent] | ||
AMND | Amendment | ||
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GRNT | Written decision to grant |