KR102156043B1 - 수상 태양광 발전 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양광 발전 구조체에 관한 것으로서, 제1 방향으로 연장되며 양단에 높이가 다른 제1 지지부와 제2 지지부가 형성되고 상기 제1 방향을 따라 일 지점의 상부에 상기 제1 방향에 대하여 소정의 각도로 연장되는 제1 결합홈이 형성되는 제1 구조체; 및, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장되며 양단에 높이가 다른 제3 지지부와 제4 지지부가 형성되고 상기 제2 방향을 따라 일 지점의 하부에 상기 제2 방향에 대하여 소정의 각도로 연장되며 상기 제1 결합홈과 결합하기 위한 제2 결합홈이 형성되는 제2 구조체를 포함하며, 상기 제1 결합홈과 제2 결합홈의 바닥에는 각각 체결공이 형성되며 상기 체결공을 관통하는 제1 체결부재에 의해 상기 제1 구조체와 제2 구조체가 결합되는 것을 특징으로 하므로, 상기 제1 구조체와 제2 구조체가 서로 분리 가능하게 결합되므로 보관 및 취급이 용이하다는 이점이 있다.

Description

수상 태양광 발전 구조체{SOLAR POWER GENERATION STRUCTURE OF FLOATING TYPE}

본 발명은 수상 태양광 발전 구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가벼우면서도 부력 및 태양광 모듈의 냉각 효율을 극대화할 수 있는 수상 태양광 발전 구조체에 관한 것이다.

최근, 화석 연료의 고갈과 그 연료의 사용에 따른 환경오염 문제로 인해 풍력이나 태양광 등의 재생에너지를 이용한 친환경 발전설비가 각광을 받고 있다.

이러한 친환경 발전설비 중에서도 태양광 발전설비는 국가적인 차원에서 재생에너지 산업, 즉 국책 사업으로 지정하여 정부 지원 아래 급속도록 증가하고 있다.

통상적인 태양광 발전설비는 태양광 모듈을 설치하여 태양으로부터 전력을 생산하는 것으로, 수상이나 육상에 지지 구조물을 설치하여 그 지지 구조물에 태양광 모듈을 설치하거나 건축물의 외벽에 태양광 모듈을 설치하여 전력을 생산하는 발전장치를 말한다.

육상 태양광 발전 구조체의 경우, 안정적인 지지가 가능하다는 장점이 있기는 하나 태양광이 입사되는 방향을 향하도록 태양광 모듈을 설치해야 하므로 태양광 발전설비가 설치되는 지역에 대한 제약이 있을 뿐만 아니라 설치비용 및 유지 보수 비용이 많이 소요되는 등 경제성이 낮은 단점도 있다.

한편, 저수지나 해상에 설치하는 수상 태양광 발전 구조체는 설치 안정성면에서는 육상 태양광 발전 구조체에 비해 다소 떨어질 수 있으나 자유로운 수평 회전을 통해 방향 조정을 용이하게 수행할 수 있어 공간적인 제약이 적다는 장점이 있다.

그러나, 종래의 수상 태양광 발전 구조체는 안정성의 부족을 보완하기 위해 대략 사각 형상과 가까운 윤곽으로 형성하는 것이 일반적이었고, 이에 따라 동일한 두께 대비 부피와 중량이 커지고 생산 원가가 높아지는 단점이 있었다.

또한 이 경우, 수상 태양광 발전 구조체가 수면과 접하는 면적이 넓어지게 되어 태양광 모듈과 대면하는 수면의 면적을 가리게 되므로 태양광 모듈의 냉각효과가 떨어지게 되는 단점이 있었다.

이를 방지하기 위해 수상 태양광 발전 구조체를 슬림하게 구성하는 경우도 있으나, 이 경우 중량의 태양광 모듈 탑재시 안정성이 현저히 떨어지게 되고 부력도 부족하게 되어 외력에 의해 쉽게 가라앉거나 전도되는 단점이 있었다.

선행문헌 1 : 한국등록특허공보 제10-2017295호 (2019.08.27)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 가벼우면서도 부력이 커서 태양광 모듈 탑재시 외력에 대한 안정성을 유지할 수 있으며 태양광 모듈의 냉각 효율을 극대화할 수 있는 수상 태양광 발전 구조체를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 수상 태양광 발전 구조체는,

일방향으로 연장 형성되는 연결부재;

상기 연결부재의 일방향 일측에 형성되며 상부에 제1 패널 고정부재가 설치되는 제1 구조체; 및,

상기 연결부재의 일방향 타측에 형성되며 상부에 제2 패널 고정부재가 설치되는 제2 구조체를 포함하되,

상기 일방향과 직교하는 폭방향으로 상기 제1 구조체의 길이는 제2 구조체의 길이보다 길고, 상기 폭방향으로 상기 연결부재의 길이는 상기 제2 구조체의 길이보다 짧게 형성되며,

상기 제1 구조체는 위쪽으로 돌출되는 설치 기둥부를 포함하고,

상기 설치 기둥부의 상면에는 상기 제1 패널 고정부재가 설치되며 저면에는 에어포켓 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 설치 기둥부의 외측면은 위쪽을 향해 안쪽으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 패널 고정부재는,

상기 설치 기둥부의 상단에 고정 설치되는 레일;

상기 레일을 따라 상기 제2 구조체를 향해 접근하거나 멀어지도록 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동 지지편; 및,

상기 이동 지지편을 설치 기둥부에 고정하기 위한 체결부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 설치 기둥부의 상단에는 상기 일방향을 따라 연장되는 설치 채널이 형성되고, 상기 설치 채널의 내측면에는 상기 레일의 외측면이 밀착되게 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 레일을 횡단면에서 바라볼 때, 상기 레일의 양측 상부는 안쪽으로 절곡되어 중앙에 슬릿이 형성되고, 상기 체결부재는 상기 슬릿을 통과하여 상기 레일의 바닥과 설치홈의 바닥을 관통하면서 체결되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결부재를 횡단면에서 바라볼 때, 양측면은 위쪽을 향해 폭이 점차 줄어드는 형상을 가지는 바람 안내면을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 바람 안내면은 원호형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 일방향으로 연장 형성되는 연결부재, 상기 연결부재의 일방향 일측에 형성되며 상부에 제1 패널 고정부재가 설치되는 제1 구조체 및, 상기 연결부재의 일방향 타측에 형성되며 상부에 제2 패널 고정부재가 설치되는 제2 구조체를 포함하되, 상기 일방향과 직교하는 폭방향으로 상기 제1 구조체의 길이는 제2 구조체의 길이보다 길고, 상기 폭방향으로 상기 연결부재의 길이는 상기 제2 구조체의 길이보다 짧게 형성되므로, 종래의 대략 4각형의 평면 구조에 비해 매우 슬림하게 형성되어 무게와 부피를 크게 줄일 수 있고 생산 원가를 감축시킬 수 있다.

또한, 상부에 설치되는 태양광 모듈이 수면과 대면하는 면적이 커지게 되므로 수면에 의한 냉각효과를 극대화할 수 있다.

또한, 상기 제1 구조체는 위쪽으로 돌출되는 설치 기둥부를 포함하고, 상기 설치 기둥부의 상면에는 상기 제1 패널 고정부재가 설치되며 저면에는 에어포켓 홈이 형성되어 수면과의 사이에 에어포켓을 형성할 수 있으므로 부력이 한층 커지게 되고, 이에 따라 중량의 태양광 모듈이 적재되는 경우에도 안정적인 지지가 가능하게 되며 부분적인 파손이 있는 경우에도 급격한 침수를 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 설치 기둥부의 외측면은 위쪽을 향해 안쪽으로 경사지게 형성되어 있어, 다수의 수상 태양광 발전 구조체를 적재하여 보관할 때 상기 설치 기둥부를 상기 에어포켓 홈에 끼울 수 있어 한층 콤팩트하고 부피가 작게 할 수 있다는 장점도 있다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 연결부재를 횡단면에서 바라볼 때, 위쪽을 향해 폭이 점차 줄어드는 형상을 가지는 바람 안내면이 형성되어 있어, 상기 태양광 모듈과 연결부재의 상면 사이의 공간을 통해 측방향으로 통풍될 때 바람의 일부가 상기 바람 안내면을 타고 상승하면서 측방향으로 통과하는 바람과 충돌하게 되어 난류 및 와류가 발생하므로 태양광 모듈에 대한 냉각 효과가 한층 커지게 된다.

도 1은 태양광 모듈이 설치된 상태의 본 발명의 실시예에 따른 수상 태양광 발전 구조체를 나타내는 상면 사시도이다.
도 2는 도 2의 일부분을 확대하여 나타내는 상면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수상 태양광 발전 구조체를 나타내는 상면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수상 태양광 발전 구조체를 나타내는 저면 사시도이다.
도 5는 태양광 모듈이 설치된 상태의 본 발명의 실시예에 따른 수상 태양광 발전 구조체를 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 5에서 A-A에 따른 횡단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 수상 태양광 발전 구조체(1000)는, 일방향으로 연장 형성되는 연결부재(100), 상기 연결부재(100)의 일방향 일측에 형성되며 상부에 제1 패널 고정부재(210)가 설치되는 제1 구조체(200) 및, 상기 연결부재(100)의 일방향 타측에 형성되며 상부에 제2 패널 고정부재(310)가 설치되는 제2 구조체(300)를 포함하되, 상기 일방향과 직교하는 폭방향으로 상기 제1 구조체(200)의 길이는 제2 구조체(300)의 길이보다 길고, 상기 폭방향으로 상기 연결부재(100)의 길이는 상기 제2 구조체(300)의 길이보다 짧게 형성된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 수상 태양광 발전 구조체(1000)는 종래의 대략 4각형의 평면 구조에 비해 매우 슬림하게 형성되므로 무게와 부피를 크게 줄일 수 있고 생산 원가를 감축시킬 수 있다.

또한, 상부에 설치되는 태양광 모듈(900)이 수면과 대면하는 면적이 커지게 되므로 수면에 의한 냉각효과를 극대화할 수 있다.

특히 본 발명에 따르면, 상기 제1 구조체(200)는 위쪽으로 돌출되는 설치 기둥부(220)를 포함하며 상기 설치 기둥부(220)의 상면에는 제1 패널 고정부재(210)가 설치되므로 상기 태양광 모듈(900)을 태양을 향해 경사지게 형성할 수 있다.

또한, 상기 설치 기둥부(220)의 저면에는 에어포켓 홈(230)이 형성되어 있어 물에 띄웠을 때 수면과의 사이에 에어포켓을 형성할 수 있다.

상기 에어포켓 홈(230)에 의해 수상 태양광 발전 구조체(1000)의 부력을 한층 크게 할 수 있으며 수상 태양광 발전 구조체(1000)가 부분적으로 파손되는 경우에도 급격한 침수를 방지할 수 있다.

또한, 상기 설치 기둥부(220)의 외측면은 위쪽을 향해 안쪽으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 다수의 수상 태양광 발전 구조체(1000)를 적재하여 보관할 때 상기 설치 기둥부(220)를 상기 에어포켓 홈(230)에 끼울 수 있어 한층 콤팩트하고 부피가 작게 할 수 있다.

상기 에어포켓 홈(230) 역시 위쪽을 향해 안쪽으로 경사지는 내측면을 형성하여 상기 설치 기둥부(220)와 밀접하게 결합되도록 하면 적재 보관시 외력에 의해 흔들리는 경우를 피할 수 있다.

특히, 상기 에어포켓 홈(230)의 내측면은 상기 설치 기둥부(220)의 외측면과 상보적인 형상으로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1 패널 고정부재(210)는, 상기 설치 기둥부(220)의 상단에 고정 설치되는 레일(211), 상기 제2 구조체(300)를 향해 접근하거나 멀어지도록 상기 레일(211)을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동 지지편(212), 및 상기 이동 지지편(212)을 설치 기둥부(220)에 고정하기 위한 체결부재(213)를 포함할 수 있다.

이에 따라, 상기 이동 지지편(212)을 이동시켜서 수상 태양광 발전 구조체(1000)에 상기 일방향으로 길이가 다양한 태양광 모듈(900)을 설치하는 것이 가능하다.

예컨대, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 설치 기둥부(220)의 상단에는 상기 일방향을 따라 연장되는 설치 채널(270)이 형성되고, 상기 설치 채널(270)의 내측면에는 상기 레일(211)의 외측면이 밀착되게 결합될 수 있다.

이 경우, 상기 레일(211)은 나사(215) 등에 의해 설치 채널(270)에 미리 견고하게 고정될 수 있다.

도면에서는 모서리가 직각인 사각 채널로 도시되어 있으나 그 단면 형상을 특별히 한정할 필요는 없다.

또한, 상기 레일(211)을 횡단면에서 바라볼 때, 상기 레일(211)의 양측 상부는 안쪽으로 절곡되어 중앙에 슬릿(214)이 형성되고, 상기 체결부재(213)는 상기 슬릿(214)을 통과하여 상기 레일(211)의 바닥과 설치홈(270)의 바닥을 관통하면서 체결될 수 있다.

도면에서는, 상기 이동 지지편(212)의 횡단면 형상은 "

"로 되어 있어 바닥 부분에 상기 체결부재(213)가 관통되고 상단 부분은 태양광 모듈(900)을 고정하는 구조로 되어 있으나, 상기 이동 지지편(212)의 단면은 적절한 다른 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 패널 고정부재(210)와 상기 제2 패널 고정부재(310)가 각각 설치되는 설치 기둥부(220)의 상면과 제2 구조체(300)의 상면은 상기 태양광 모듈(900)이 경사지게 형성되도록 동일한 각도로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연결부재(100)를 횡단면에서 바라볼 때, 연결부재(100)의 양측면은 위쪽을 향해 폭이 점차 줄어드는 형상을 가지는 바람 안내면(130)을 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 태양광 모듈(900)과 연결부재(100)의 상면 사이의 공간을 통해 측방향으로 통풍될 때 바람의 일부가 상기 바람 안내면(130)을 타고 상승하게 된다.

상승하는 기류는 측방향으로 통과하는 바람과 충돌하게 되어 바람의 방향을 변화시키면서 난류 및 와류를 발생시키게 되므로 태양광 모듈(900)에 대한 냉각 효과가 커지게 된다.

상기 바람 안내면(130)의 단면 형상은 특별히 제한될 필요는 없으나, 하부에서 상부를 향해 접선 기울기의 절대값이 점차 커지도록, 예컨대 상단 부분이 연결부재(100)의 상단과 대략 직각에 가깝도록 원호형으로 구성하면 좀 더 충격적으로 바람의 방향을 변화시킬 수 있어 냉각효율이 높아지게 된다.

한편, 상기 제1 구조체(200)의 폭방향 양측에는 제1 연결공(251)이 상기 일방향으로 형성되는 제1 체결용 러그(250)가 형성되어 있고 상기 일방향 일측에는 제2 연결공(261)이 상기 폭방향으로 형성되는 제2 체결용 러그(260)가 형성되며, 상기 제2 구조체(300)의 상기 일방향 타측에는 제3 연결공(351)이 폭방향으로 형성되는 제3 체결용 러그(350)가 각각 형성되어 있다.

상기 제1 체결용 러그(250), 제2 체결용 러그(260) 및 제3 체결용 러그(350)를 통해 강선 등 와이어가 관통하여 다수의 태양광 발전 구조체(1000)를 종방향 및 횡방향으로 서로 연결함으로써 태양광 발전 구조체의 조립체를 형성할 수 있다.

본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

100... 연결부재
130... 바람 안내면
200... 제1 구조체
210... 제1 패널 고정부재
211... 레일
212... 이동 지지편
213... 체결부재
220... 설치 기둥부
230... 에어포켓 홈
250... 제1 체결용 러그
251... 제1 연결공
260... 제2 체결용 러그
261... 제2 연결공
300... 제2 구조체
310... 제2 패널 고정부재
350... 제3 체결용 러그
351... 제3 연결공
900... 태양광 모듈
1000... 태양광 발전 구조체

Claims (7)

1. 일방향으로 연장 형성되는 연결부재;
   상기 연결부재의 일방향 일측에 형성되며 상부에 제1 패널 고정부재가 설치되는 제1 구조체; 및,
   상기 연결부재의 일방향 타측에 형성되며 상부에 제2 패널 고정부재가 설치되는 제2 구조체를 포함하되,
   상기 제1 구조체는 위쪽으로 돌출되는 설치 기둥부를 포함하고,
   상기 설치 기둥부의 상면에는 상기 제1 패널 고정부재가 설치되며 저면에는 에어포켓 홈이 형성되고,
   상기 제1 패널 고정부재는,
   상기 설치 기둥부의 상단에 고정 설치되는 레일;
   상기 레일을 따라 상기 제2 구조체를 향해 접근하거나 멀어지도록 왕복 이동 가능하게 설치되는 이동 지지편; 및,
   상기 이동 지지편을 설치 기둥부에 고정하기 위한 체결부재로 이루어지고,
   상기 설치 기둥부의 상단에는 상기 일방향을 따라 연장되는 설치 채널이 형성되며, 상기 설치 채널의 내측면에는 상기 레일의 외측면이 밀착되게 결합되고,
   상기 레일을 횡단면에서 바라볼 때, 상기 레일의 양측 상부는 안쪽으로 절곡되어 중앙에 슬릿이 형성되며, 상기 체결부재는 상기 슬릿을 통과하여 상기 레일의 바닥과 설치홈의 바닥을 관통하면서 체결되고,
   상기 연결부재를 횡단면에서 바라볼 때, 양측면은 위쪽을 향해 폭이 점차 줄어드는 형상을 가지며, 하부에서 상부를 향해 접선 기울기의 절대값이 점차 커지는 원호형의 바람 안내면을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상 태양광 발전 구조체.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제

Images