KR102160784B1 - 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수상 태양광 발전 설비에 관한 것으로서, 상세하게는 육각형 단위 구조체 사이에 마름모형 단위 구조체를 삽입시킨 상태에서 하단에 볼트가 형성되고, 태양광 패널을 지지하는 수직 구조체를 이용하여 육각형 단위 구조체와 마름모형 단위 구조체를 일체화시키고, 마름모형 단위 구조체의 상면에 태양광 패널의 일측 단부를 고정시키기 위해 태양광 패널 단부가 안착되는 지지홈이 형성된 지지 돌기를 형성하고, 고정 브라켓을 이용하여 태양광 패널 단부를 고정시킴으로써 안정적으로 태양광 패널을 고정하도록 하는 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비에 관한 것이다.
Description
본 발명은 수상 태양광 발전 설비에 관한 것으로서, 상세하게는 육각형 단위 구조체 사이에 마름모형 단위 구조체를 삽입시킨 상태에서 하단에 볼트가 형성되고, 태양광 패널을 지지하는 수직 구조체를 이용하여 육각형 단위 구조체와 마름모형 단위 구조체를 일체화시키고, 마름모형 단위 구조체의 상면에 태양광 패널의 일측 단부를 고정시키기 위해 태양광 패널 단부가 안착되는 지지홈이 형성된 지지 돌기를 형성하고, 고정 브라켓을 이용하여 태양광 패널 단부를 고정시킴으로써 안정적으로 태양광 패널을 고정하도록 하는 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전시스템은 태양광을 이용하여 발전된 직류 전원을 인버터가 교류 전원으로 변환하여 각 수용가에 공급하게 된다. 이러한 태양광 발전 시스템은 수광된 태양광에 상응하는 직류 전원을 생산하는 태양전지셀과 이를 직렬로 연결한 태양광 어레이, 태양광 어레이와 인버터 사이에서 많은 배선의 결선을 용이하게 해주고 각종 보호 기능을 수행하는 태양광 접속반, 태양광 어레이에서 발전된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터, 상기 인버터에서 출력되는 교류 전원을 소비하는 부하로 구성된다.
태양광 발전 시스템은 풍력발전이나 수력발전, 그리고 조력 발전 등과 비교하여 발전능률이 상대적으로 낮은 단점이 있으나, 구성에 있어 기계적 작동 요소가 없어서 일정 구역만 확보되면 큰 유지비 없이도 일정 이상의 발전량을 안정적으로 얻을 수 있다는 장점이 있다.
즉, 태양광 발전 시스템의 경우 태양전지 어레이가 태양광을 조사받아야 전력을 생산할 수 있으므로, 태양전지 어레이에 충분한 양의 태양광이 입사되게 하려면, 주변 지리적 환경이나 공간적 제약에 의해 만들어지는 그림자의 영향이 최소가 되도록 넓은 면적의 공간을 확보하는 것이 필요하다.
이런 이유로 태양광 발전 시설이 육지면에 설치되려면, 주로 공터나 개활지, 농토나 임야 등 넓은 공간 등이 선호되었고, 일부 건물의 옥상이나 노상 주차장 등도 주목의 대상이 되었다.
하지만, 이와 같은 넓은 구역을 확보하기 위해서 농토나 임야 등에 태양광 발전 시스템이 설치되는 경우, 주변농가나 거주자들과 마찰이 증가하고, 농지나 거주지 주변 토지들의 무분별한 개발과 환경 오염에 대한 염려가 확대되고 있는 형편이다.
이에 태양광 발전 시스템을 설치할 수 있는 대체지로서 호수, 저수지, 댐 등 내수면이 큰 관심을 받게 되었다.
대한민국과 같이 위도 38° 부근에 위치하는 국가에서는 상기의 전력생산 효율을 극대화시키기 위하여 상기 태양광 전지 모듈을 태양광에 거의 수직으로 노출될 수 있도록 별도의 지지 구조물을 이용하여 경사지게 설치하고 있다.
이때, 상기 지지 구조물은 상기 태양광 전지 모듈이 어떤 장소에서도 다양한 구조로 설치될 수 있도록 다수의 단위체들이 서로 조립된 구조를 가질 수 있다. 여기서, 상기 단위체는 일반적으로 조립이 견고하고 용이하게 하기 위하여 이들 사이에 빈틈이 없도록 사각 블록 형태로 제작되어 왔다.
이럴 경우, 상기 사각 블록 형태의 단위체들이 조립된 지지 구조물에 외부로부터 충격이 가해지거나 외부의 온도 변화에 따른 팽창 및 수축이 발생될 경우, 이로부터 발생된 응력이 상기 단위체들 사이에 그대로 집중됨에 따라 상기 단위체들이 파손될 수 있는 우려가 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 국내 등록특허 제10-1642218호인 태양광 전지 모듈 지지용 단위 구조체 및 이를 포함하는 조립체가 개시되었다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 태양광 전지 모듈 지지용 단위 구조체 및 이를 포함하는 조립체(100)는 제1 단위 구조체(200), 제2 단위 구조체(300), 체결 부재(400) 및 경사 지지체(500)를 포함한다.
상기 제1 및 제2 단위 구조체(200, 300)들은 서로 동일한 구조를 가지며, 각각은 육각면부들(210), 지지부(220), 제1 결합부(230), 제2 결합부(240) 및 체결 돌기(250)를 포함한다.
상기 육각면부들(210)은 중앙에 상하로 관통된 중공(211)이 형성되도록 수직 방향으로 여섯개의 서로 연결되는 수직 평탄면들(212. 213. 214, 215, 216, 217)을 구비한다. 구체적으로, 상기 육각면부들(210)은 6각 기둥을 이룬다. 이에, 상기 제1 및 제2 단위 구조체(200, 300)들은 상기 수직 평탄면들(212. 213. 214, 215, 216, 217) 중 어느 하나가 서로 면접한 상태에서 조립되는 구조를 갖는다.
또한, 상기 육각면부들(210)은 물에 부유 가능하도록 내부에 공기와 같이 물에 부유 가능한 물질에 채워진 자켓부(218)를 가질 수 있다.
상기 지지부(220)는 상기 육각면부들(210)의 상부에 형성되어 상기 태양광 전지 모듈(10)을 지지한다. 이때, 상기 지지부(220)는 상기 태양광 전지 모듈(10)을 경사지게 지지하기 위하여 이하에서 구체적으로 설명할 경사 지지체(500)를 지지한다. 이에, 상기 지지부(220)는 상기 경사 지지체(500)의 위치가 가이드되면서 인정하게 지지할 수 있도록 가이드 홈(222)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 가이드 홈(222)은 일 예로 도 3에서와 같이 원형으로 이루어질 수 있다.
상기 제1 결합부(230)는 상기 육각면부들(210)의 상부에 홈 형상으로 형성된다. 이럴 경우, 상기 제1 결합부(230)는 실질적인 구조 상 상기 지지부(220)의 가이드 홈(222)일 수 있다. 이와 달리, 상기 제1 결합부(230)는 상기 육각면부들(210)의 상부로부터 돌출된 돌기 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2 결합부(240)는 상기 육각면부들(210)의 하부에 상기 제1 결합부(230)와 결합 가능하도록 상기 제1 결합부(230)와 반대 형상, 구체적으로 상기 제1 결합부(230)가 홈 또는 돌기 형상으로 형성됨에 따라 반대로 돌기 또는 홈 형상으로 형성될 수 있다. 이러면, 상기 제1 및 제2 결합부(230, 240)들의 결합을 통해서 복수의 상기 제1 단위 구조체(200)들을 안정하게 적층할 수 있음에 따라 상기 조립체(100)의 높이를 조절할 수 있으면서, 보관 및 운반도 보다 안전하고 용이하게 진행할 수 있다.
상기 체결 돌기(250)들은 상기 육각면부들(210)로부터 상기 수직 방향에 대하여 수직한 수평 방향으로 돌출되도록 구비된다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 단위 구조체(200, 300)들이 각각의 수직 평탄면들(212. 213. 214, 215, 216, 217) 중 어느 하나가 서로 면접하면서 서로 조립되는 구조를 가지므로, 상기 체결 돌기(250)들은 실질적으로 상기 면접하는 수직 평탄면(212)에 간섭되지 않도록 상기 육각면부들(210)의 모서리들로부터 돌출되도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 육각면부들(210)의 모서리들에는 상기 체결 돌기(250)들의 사이즈로 인하여 간섭되는 것도 방지하기 위해 안쪽으로 소정 함몰된 리세스 홈(219)이 형성될 수 있다. 이와 같은 체결 돌기(250)들의 구조에 따라, 상기 제1 및 제2 단위 구조체(200, 300)들이 조립된 상태에서는 상기 면접하는 수직 평탄면(212)의 양쪽 모서리에서 각각의 체결 돌기(250)들이 서로 결합된 구조를 가지게 된다. 이때, 상기 서로 결합되는 체결 돌기(250)들은 상기 조립된 제1 및 제2 단위 구조체(200, 300)들의 높이가 일정하게 유지되도록 상기 제1 또는 제2 단위 구조체(200, 300)들의 임의의 높이에 어느 하나는 상면이 일치하고, 다른 하나는 하면이 일치하도록 돌출될 수 있다. 이러한 체결 돌기(250)들 각각에는 수직 방향으로 관통된 체결홈(252)이 형성된다.
상기 체결 부재(400)는 상기 제1 및 제2 단위 구조체(200, 300)들을 어느 하나의 수직 평탄면(212)이 면접한 상태에서 이들이 조립되도록 상기 면접한 수직 평탄면(212)의 양쪽 모서리들에서 결합된 체결 돌기(250)들을 체결시킨다. 구체적으로, 상기 체결 부재(400)는 상기 결합된 체결 돌기(250)들에 형성된 체결홈(252)을 관통하여 이들을 체결시킨다.
상기 경사 지지체(500)는 상기 제1 단위 구조체(200)의 지지부(220) 상부에 형성된 가이드 홈(222)에 조립되고, 상부에 상기 태양광 패널(10)의 단부에 체결된 클립(12)이 결합 고정되어 상기 태양광 패널(10)을 경사된 상태로 고정하는 고정부(510)를 포함할 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 태양광 전지 모듈 지지용 단위 구조체 및 이를 포함하는 조립체는 경사 지지체는 태양광 패널을 경사 지지체의 고정부에 거치시킨 후 클립으로 고정시키는 구조이기 때문에 상대적으로 체결력이 약하고, 고정부에 의해 경사 지지체의 높이가 높아지기 때문에 부피가 커져 운반에 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 육각형 단위 구조체 사이에 마름모형 단위 구조체를 삽입시킨 상태에서 하단에 볼트가 형성되고, 태양광 패널을 지지하는 수직 구조체를 이용하여 육각형 단위 구조체와 마름모형 단위 구조체를 일체화시키고, 마름모형 단위 구조체의 상면에 태양광 패널의 일측 단부를 고정시키기 위해 태양광 패널 단부가 안착되는 지지홈이 형성된 지지 돌기를 형성하고, 고정 브라켓을 이용하여 태양광 패널 단부를 고정시킴으로써 안정적으로 태양광 패널을 고정하도록 하는 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 단위 구조체를 고정하도록 수중 바닥에 상호 이격된 구조체를 설치하고, 구조체 상부에 "역 U"자형 가이드 고리를 형성한 상태에서 단위 구조체와 "역 V"자로 연결된 계류 와이어를 가이드 고리를 관통시켜 수중 부력체와 연결시킴으로써 수위에 따라 수중 부력체의 높낮이가 조절되도록 하고, 가이드 고리와 수중 부력체 사이의 계류 와이어에 스토퍼를 설치하여 태풍 등에 의해 파도가 높을 시 수직 운동의 폭을 제한하여 수상 태양광 발전 설비가 수위 변동 및 파도에도 안정적으로 높이를 유지할 수 있도록 하는 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 1자켓부가 형성되고, 평면 형상이 정육각형으로 형성되며, 각각의 모서리에 안쪽으로 함몰되게 형성된 제 1오목홈이 형성되고, 상기 각각의 제 1오목홈에서 수평 방향으로 돌출된 제 1체결 돌기가 형성되며, 상호 이웃하여 1열 이상으로 연속 설치되는 육각형 단위 구조체와; 부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 2자켓부가 형성되고, 평면 형상이 직사각형으로 형성되되, 길이 방향 양단이 상기 육각형 단위 구조체와 상기 육각형 단위 구조체 사이에 삽입되도록 삼각형으로 형성되며, 각각의 모서리에 안쪽으로 함몰되게 형성된 제 2오목홈이 형성되고, 상기 제 1체결 돌기와 겹쳐지도록 상기 각각의 제 2오목홈에서 수평 방향으로 돌출되어 수평 방향으로 돌출된 제 2체결 돌기가 형성되어 상기 육각형 단위 구조체가 연속으로 연결된 어느 하나의 열과 이격되어 설치되는 이웃하는 열 사이에 설치되는 마름모형 단위 구조체와; 부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 3자켓부가 형성되고, 평면 형상이 직사각형으로 형성되며, 저면 양단에 체결 볼트가 형성되어 각각의 상기 마름모형 단위 구조체의 일측 단부 상부에 수직으로 설치된 상태에서 상기 체결 볼트를 상기 육각형 단위 구조체의 제 1체결 돌기와 마름모형 단위 구조체의 제 2체결 돌기에 삽입하여 일체화시키는 수직 구조체; 및 각각의 일측 단부가 각각의 상기 수직 구조체에 고정되고, 각각의 타측 단부가 각각의 상기 마름모형 단위 구조체의 상면에 고정되어 경사지게 설치되는 태양광 패널로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비는 상기 육각형 단위 구조체의 제 1체결 돌기 또는 마름모형 단위 구조체의 제 2체결 돌기에 연결되어 계류시키는 계류 장치를 더 포함한다.
여기에서 또한, 상기 계류 장치는 상기 육각형 단위 구조체의 제 1체결 돌기 또는 마름모형 단위 구조체의 제 2체결 돌기에 일단이 연결되는 계류 와이어와; 상기 계류 와이어를 연결시키기 위해 수중 바닥에 설치되고, 상면에 상기 계류 와이어가 관통되는 "역 U"자 형태의 가이드 고리가 형성되는 수중 구조물과; 상기 계류 와이어의 텐션을 유지하도록 각각의 상기 계류 와이어의 타단에 설치되는 수중 부력체; 및 상기 계류 와이어의 상승을 제한하도록 상기 수중 구조물의 가이드 고리와 수중 부력체 사이에서 상기 계류 와이어에 설치되는 스토퍼로 이루어진다.
여기에서 또, 상기 제 1체결 돌기는 시계 방향으로 A, B, C 3개가 한 세트로 정의되고, 한 세트 내에서 수직 방향으로 순차적으로 높아지는 계단식으로 형성된다.
여기에서 또, 상기 제 2체결 돌기는 상기 제 1체결 돌기의 B와 동일 높이로 중앙부에 D, 상기 제 1체결 돌기의 A와 동일 높이로 양단에 E가 한 세트로 정의되고, D가 상기 제 1체결 돌기의 A의 상부에 위치하여 결합되고, E가 상기 제 1체결 돌기의 B와 이웃하는 제 1체결 돌기의 C의 하부 또는 상기 제 1체결 돌기의 C와 이웃하는 제 1체결 돌기의 B의 하부에 위치하여 결합된다.
여기에서 또, 상기 마름모형 단위 구조체는 상면 일측에 상기 수직 구조체의 저면이 안착되는 안착홈이 형성되고, 상면 타측에 상기 태양광 패널 일측 단부가 안착되도록 "V"자 형태의 지지홈이 형성된 지지 돌기를 형성하고, 상기 지지 돌기 전방에 인서트된 제 1너트에 제 1고정 브라켓을 볼트로 체결하여 상기 태양광 패널 일측 단부를 고정시킨다.
여기에서 또, 상기 지지홈은 일측면에 반구 형태의 고정 돌기가 돌출 형성되고, 상기 태양광 패널의 프레임에 상기 고정 돌기가 삽입되는 고정 돌기홀이 형성된다.
여기에서 또, 상기 수직 구조체는 정면 상단에 경사면이 구비되어 상기 태양광 패널을 경사지게 고정시키고, 배면에 인서트된 제 2너트에 제 2고정 브라켓을 볼트로 체결하여 상기 태양광 패널 타측 단부를 고정시킨다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비에 따르면, 육각형 단위 구조체 사이에 마름모형 단위 구조체를 삽입시킨 상태에서 하단에 볼트가 형성되고, 태양광 패널을 지지하는 수직 구조체를 이용하여 육각형 단위 구조체와 마름모형 단위 구조체를 일체화시키고, 마름모형 단위 구조체의 상면에 태양광 패널의 일측 단부를 고정시키기 위해 태양광 패널 단부가 안착되는 지지홈이 형성된 지지 돌기를 형성하고, 고정 브라켓을 이용하여 태양광 패널 단부를 고정시킴으로써 안정적으로 태양광 패널을 고정할 수 있고, 마름모형 단위 구조체가 평면 형태로 형성되어 있기 때문에 부피가 상대적으로 적어 운반 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 단위 구조체를 고정하도록 수중 바닥에 상호 이격된 구조체를 설치하고, 구조체 상부에 "역 U"자형 가이드 고리를 형성한 상태에서 단위 구조체와 "역 V"자로 연결된 계류 와이어를 가이드 고리를 관통시켜 수중 부력체와 연결시킴으로써 수위에 따라 수중 부력체의 높낮이가 조절되도록 하고, 가이드 고리와 수중 부력체 사이의 계류 와이어에 스토퍼를 설치하여 태풍 등에 의해 파도가 높을 시 수직 운동의 폭을 제한하여 수상 태양광 발전 설비가 수위 변동 및 파도에도 안정적으로 높이를 유지할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 종래의 태양광 전지 모듈 지지용 단위 구조체 및 이를 포함하는 조립체의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 육각형 단위 구조체의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6의 정면도이다.
도 9는 도 6의 단면도이다.
도 10은 도 6의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 마름모형 단위 구조체의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 11의 평면도이다.
도 13은 도 11의 정면도이다.
도 14는 도 11의 측면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 수직 구조체의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 16은 도 15의 정면도이다.
도 17은 도 15의 측면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 계류 장치의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 19 및 도 20는 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 계류 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
도 4는 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4의 측면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 육각형 단위 구조체의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 평면도이다.
도 8은 도 6의 정면도이다.
도 9는 도 6의 단면도이다.
도 10은 도 6의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 마름모형 단위 구조체의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 11의 평면도이다.
도 13은 도 11의 정면도이다.
도 14는 도 11의 측면도이다.
도 15는 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 수직 구조체의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 16은 도 15의 정면도이다.
도 17은 도 15의 측면도이다.
도 18은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 계류 장치의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 19 및 도 20는 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 계류 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비의 구성을 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 측면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 육각형 단위 구조체의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 7은 도 6의 평면도이며, 도 8은 도 6의 정면도이고, 도 9는 도 6의 단면도이며, 도 10은 도 6의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 11은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 마름모형 단위 구조체의 구성을 나타낸 사시도이며, 도 12는 도 11의 평면도이며, 도 13은 도 11의 정면도이고, 도 14는 도 11의 측면도이며, 도 15는 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 수직 구조체의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 16은 도 15의 정면도이며, 도 17은 도 15의 측면도이고, 도 18은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 계류 장치의 구성을 나타낸 측면도이다.
도 4 내지 도 18을 참조하면, 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비(1)는 육각형 단위 구조체(10)와, 마름모형 단위 구조체(20)와, 수직 구조체(30)와, 태양광 패널(40) 및 계류 장치(50)로 구성된다.
먼저, 육각형 단위 구조체(10)는 도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이 부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 1자켓부(11)가 형성되고, 평면 형상이 정육각형으로 형성되며, 각각의 모서리에 안쪽으로 함몰되게 형성된 제 1오목홈(13)이 형성되고, 각각의 제 1오목홈(13)에서 수평 방향으로 돌출된 제 1체결 돌기(15)가 형성되며, 상호 이웃하여 1열 이상으로 연속 설치된다.
그리고, 제 1체결 돌기(15)는 시계 방향으로 A, B, C 3개가 한 세트로 정의되고, 한 세트 내에서 수직 방향으로 순차적으로 높아지는 계단식으로 형성된다.
또한, 육각형 단위 구조체(10)는 메인 워터 스프링(16)과, 수평 격벽(17) 및 서브 워터 스프링(18)을 구비할 수 있다.
메인 워터 스프링(16)은 물과 접촉 면적을 줄이고, 물이 통과되면서 저항을 감소하여 파도에 의해 충격을 흡수하도록 평면 형상이 원형, 삼각, 사각 및 다각형중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성되고, 육각형 단위 구조체(10)의 중앙부에서 수직으로 관통하여 형성된다.
또한, 수평 격벽(17)은 메인 워터 스프링(16) 내부에서 수평으로 육각형 단위 구조체(10)와 일체로 형성된다.
서브 워터 스프링(18)은 물과 접촉 면적을 줄이고, 물이 통과되면서 저항을 감소하여 파도에 의해 충격을 흡수하도록 평면 형상이 원형, 삼각, 사각 및 다각형중 선택된 어느 하나의 형상으로 수평 격벽(17)에 관통 형성된다.
한편, 육각형 단위 구조체(10)는 도 10에 도시된 바와 같이 형성될 수도 있다.
또한, 마름모형 단위 구조체(20)는 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이 부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 2자켓부(21)가 형성되고, 평면 형상이 직사각형으로 형성되되, 길이 방향 양단이 육각형 단위 구조체(10)와 육각형 단위 구조체(10) 사이에 삽입되도록 삼각형으로 형성되며, 각각의 모서리에 안쪽으로 함몰되게 형성된 제 2오목홈(23)이 형성되고, 제 1체결 돌기(15)와 겹쳐지도록 각각의 제 2오목홈(23)에서 수평 방향으로 돌출되어 수평 방향으로 돌출된 제 2체결 돌기(25)가 형성되어 육각형 단위 구조체(10)가 연속으로 연결된 어느 하나의 열과 이격되어 설치되는 이웃하는 열 사이에 설치된다.
또, 제 2체결 돌기(25)는 제 1체결 돌기(15)의 B와 동일 높이로 중앙부에 D, 제 1체결 돌기(15)의 A와 동일 높이로 양단에 E가 한 세트로 정의되고, D가 제 1체결 돌기(15)의 A의 상부에 위치하여 결합되고, E가 제 1체결 돌기(15)의 B와 이웃하는 제 1체결 돌기(15)의 C의 하부 또는 제 1체결 돌기(15)의 C와 이웃하는 제 1체결 돌기(15)의 B의 하부에 위치하여 결합된다. 이때, 제 2체결 돌기(25)와 제 1체결 돌기(15)에는 고정봉(60)이 삽입된다.
또, 마름모형 단위 구조체(20)는 상면 일측에 수직 구조체(30)의 저면이 안착되는 안착홈(27)이 형성되고, 상면 타측에 태양광 패널(40) 일측 단부가 안착되도록 "V"자 형태의 지지홈(28)이 형성된 지지 돌기(29)를 형성하고, 지지 돌기(29) 전방에 인서트된 제 1너트(N1)에 제 1고정 브라켓(B1)을 볼트로 체결하여 태양광 패널(40) 일측 단부를 고정시킨다. 이때, 지지홈(28)은 일측면에 반구 형태의 고정 돌기(28a)가 돌출 형성된다.
이어서, 수직 구조체(30)는 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이 부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 3자켓부(31)가 형성되고, 평면 형상이 직사각형으로 형성되며, 저면 양단에 체결 볼트(33)가 형성되어 각각의 마름모형 단위 구조체(20)의 일측 단부 상부에 수직으로 설치된 상태에서 체결 볼트(33)를 육각형 단위 구조체(10)의 제 1체결 돌기(15)와 마름모형 단위 구조체(20)의 제 2체결 돌기(25)에 삽입시킨 다음 너트를 체결하여 일체화시킨다.
그리고, 수직 구조체(30)는 정면 상단에 경사면(35)이 구비되어 태양광 패널(40)을 경사지게 고정시키고, 배면에 인서트된 제 2너트(N2)에 제 2고정 브라켓(B2)을 볼트로 체결하여 태양광 패널(40) 타측 단부를 고정시킨다.
계속해서, 태양광 패널(40)은 각각의 하측 단부가 각각의 마름모형 단위 구조체(20)의 지지홈(28)에 삽입되어 제 1고정 브라켓(B1)에 의해 고정되고, 각각의 상측 단부가 각각의 수직 구조체(30)에 제 2고정 브라켓(B2)에 의해 고정되어 경사지게 설치된다. 이때, 태양광 패널(40)의 프레임에 고정 돌기(28a)가 삽입되는 고정 돌기홀(40a)이 형성된다.
한편, 계류 장치(50)는 도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이 계류 와이어(51)와, 수중 구조물(53)과, 수중 부력체(55) 및 스토퍼(57)로 구성된다.
계류 와이어(51)는 밧줄, 금속 체인, 금속 와이어 등으로서, 육각형 단위 구조체(10)의 제 1체결 돌기(15) 또는 마름모형 단위 구조체(20)의 제 2체결 돌기(25)에 일단이 연결된다.
수중 구조물(53)은 콘크리트 구조체로서 계류 와이어(51)를 연결시키기 위해 수중 바닥에 근입 설치되고, 상면에 계류 와이어(51)가 관통되면서도 내부에서 이동할 수 있도록 "역 U"자 형태의 가이드 고리(53a)가 형성된다.
수중 부력체(55)는 스티로폼과 같이 부력을 가지는 구조로서, 계류 와이어(51)의 텐션을 유지하도록 각각의 계류 와이어(51)의 타단에 설치된다.
스토퍼(57)는 태풍이나 풍량 경보시 높은 파도에 의한 수직 운동 폭을 제한하여 파손을 방지하도록 계류 와이어(51)의 상승을 제한하도록 수중 구조물(53)의 가이드 고리(53a)와 수중 부력체(55) 사이에서 계류 와이어(51)에 고정 설치된다.
이하, 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비의 설치 과정 및 계류 장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 19 및 도 20은 본 발명에 따른 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비중 계류 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 설명도이다.
먼저, 복수의 육각형 단위 구조체(10)의 제 1체결 돌기(15) A, B, C를 이용하여 상호 이웃하여 1열 이상으로 연속 설치시키고, 각 열을 연결시켜 사각 프레임 형태로 설치한다.
그리고, 다시 사각 프레임 형태 내부에 횡방향 또는 종방향 등간격으로 1열 이상의 육각형 단위 구조체(10)를 설치한다.
이어서, 육각형 단위 구조체(10)와 육각형 단위 구조체(10) 사이에 도 4에 도시된 바와 같이 등간격으로 각각의 마름모형 단위 구조체(20)를 고정 설치한다.
그런 다음, 계류 장치(50)중 기설치된 수중 구조물(53)에 계류 와이어(51)를 이용하여 육각형 단위 구조체(10)의 제 1체결 돌기(15) 또는 마름모형 단위 구조체(20)의 제 2체결 돌기(25)와 연결시킨다. 이때, 계류 와이어(51)는 수중 구조물(53)가이드 고리(53a)를 관통하고, 타단에 수중 부력체(55)가 고정 설치되며, 스토퍼(57)가 설치된다.
계류가 완료된 상태에서, 수직 구조체(30)의 저면을 마름모형 단위 구조체(20)의 안착홈(27)에 삽입하고, 수직 구조체(30)의 저면 양단에 형성된 체결 볼트(33)를 육각형 단위 구조체(10)의 제 1체결 돌기(15)와 마름모형 단위 구조체(20)의 제 2체결 돌기(25)에 삽입시킨 다음 너트를 체결하여 일체화시킨다.
수직 구조체(30)의 설치가 완료되면, 태양광 패널(40)을 제 1고정 브라켓(B1)과 제 2고정 브라켓(B2)을 이용하여 설치한다. 이때, 지역에 따라 태양광 패널(40)의 각도 조정이 필요한 데, 각도를 높이고자 하는 경우 수직 구조체(30)의 체결 볼트(33)에 링 형태의 고무 패킹을 1개 이상 결합하여 태양광 패널(40)의 후방을 높여 각도를 높일 수도 있고, 각도를 낮추고자 하는 경우 마름모형 단위 구조체(20)의 지지홈(28)에 판형상의 고무 패킹을 1개 이상 적층하여 태양광 패널(40)의 전방을 높여 각도를 낮출 수도 있다.
상기와 같이 설치가 완료되어 운영되는 상태에서 도 18과 같이 수위가 낮아지면, 수중 부력체(55)가 상승되면서 계류 와이어(51)의 텐션을 유지하고, 반대로 도 19과 같이 태풍이나 풍량 경보시 높은 파도가 발생하여 스토퍼(57)가 수중 구조물(53)의 가이드 고리(53a)에 의해 이동이 제한되면서 계류 와이어(51)의 상승을 제한하여 파손을 방지한다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 육각형 단위 구조체 20 : 마름모형 단위 구조체
30 : 수직 구조체 40 : 태양광 패널
50 : 계류 장치
30 : 수직 구조체 40 : 태양광 패널
50 : 계류 장치
Claims (8)
- 부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 1자켓부가 형성되고, 평면 형상이 정육각형으로 형성되며, 각각의 모서리에 안쪽으로 함몰되게 형성된 제 1오목홈이 형성되고, 상기 각각의 제 1오목홈에서 수평 방향으로 돌출되는 데, 시계 방향으로 A, B, C 3개가 한 세트로 정의되고, 한 세트 내에서 수직 방향으로 순차적으로 높아지는 계단식으로 형성되는 제 1체결 돌기가 형성되며, 상호 이웃하여 1열 이상으로 연속 설치되는 육각형 단위 구조체와;
부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 2자켓부가 형성되고, 평면 형상이 직사각형으로 형성되되, 길이 방향 양단이 상기 육각형 단위 구조체와 상기 육각형 단위 구조체 사이에 삽입되도록 삼각형으로 형성되며, 각각의 모서리에 안쪽으로 함몰되게 형성된 제 2오목홈이 형성되고, 상기 제 1체결 돌기와 겹쳐지도록 상기 각각의 제 2오목홈에서 수평 방향으로 돌출되어 수평 방향으로 돌출되는 데, 상기 제 1체결 돌기의 B와 동일 높이로 중앙부에 D, 상기 제 1체결 돌기의 A와 동일 높이로 양단에 E가 한 세트로 정의되고, D가 상기 제 1체결 돌기의 A의 상부에 위치하여 결합되고, E가 상기 제 1체결 돌기의 B와 이웃하는 제 1체결 돌기의 C의 하부 또는 상기 제 1체결 돌기의 C와 이웃하는 제 1체결 돌기의 B의 하부에 위치하여 결합되는 제 2체결 돌기가 형성되어 상기 육각형 단위 구조체가 연속으로 연결된 어느 하나의 열과 이격되어 설치되는 이웃하는 열 사이에 설치되는 마름모형 단위 구조체와;
부력을 가지도록 내부에 공간을 가지는 제 3자켓부가 형성되고, 평면 형상이 직사각형으로 형성되며, 저면 양단에 체결 볼트가 형성되어 각각의 상기 마름모형 단위 구조체의 일측 단부 상부에 수직으로 설치된 상태에서 상기 체결 볼트를 상기 육각형 단위 구조체의 제 1체결 돌기와 마름모형 단위 구조체의 제 2체결 돌기에 삽입하여 일체화시키는 수직 구조체와;
각각의 일측 단부가 각각의 상기 수직 구조체에 고정되고, 타측 단부가 각각의 상기 마름모형 단위 구조체의 상면에 고정되어 경사지게 설치되는 태양광 패널; 및
상기 육각형 단위 구조체의 제 1체결 돌기 또는 마름모형 단위 구조체의 제 2체결 돌기에 연결되어 계류시키는 계류 장치로 이루어지며,
상기 수직 구조체는,
정면 상단에 경사면이 구비되어 상기 태양광 패널을 경사지게 고정시키고, 배면에 인서트된 제 2너트에 제 2고정 브라켓을 볼트로 체결하여 상기 태양광 패널 타측 단부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 계류 장치는,
상기 육각형 단위 구조체의 제 1체결 돌기 또는 마름모형 단위 구조체의 제 2체결 돌기에 일단이 연결되는 계류 와이어와;
상기 계류 와이어를 연결시키기 위해 수중 바닥에 설치되고, 상면에 상기 계류 와이어가 관통되는"역 U"자 형태의 가이드 고리가 형성되는 수중 구조물과;
상기 계류 와이어의 텐션을 유지하도록 각각의 상기 계류 와이어의 타단에 설치되는 수중 부력체; 및
상기 계류 와이어의 상승을 제한하도록 상기 수중 구조물의 가이드 고리와 수중 부력체 사이에서 상기 계류 와이어에 설치되는 스토퍼로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 마름모형 단위 구조체는,
상면 일측에 상기 수직 구조체의 저면이 안착되는 안착홈이 형성되고, 상면 타측에 상기 태양광 패널 일측 단부가 안착되도록 "V"자 형태의 지지홈이 형성된 지지 돌기를 형성하고, 상기 지지 돌기 전방에 인서트된 제 1너트에 제 1고정 브라켓을 볼트로 체결하여 상기 태양광 패널 일측 단부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비. - 제 6 항에 있어서,
상기 지지홈은,
일측면에 반구 형태의 고정 돌기가 돌출 형성되고, 상기 태양광 패널의 프레임에 상기 고정 돌기가 삽입되는 고정 돌기홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 단위 구조체를 이용한 수상 태양광 발전 설비. - 삭제
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