KR102185774B1 - 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조 - Google Patents
수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 부력을 제공하는 바지(BARGE)가 수면으로부터 소정 깊이에 부유되어 내구성을 향상시킬 수 있으며, 상기 바지를 통해 부유되는 태양광 발전장치가 바람이나 너울, 파랑 등에 대하여 충분한 안정성과 복원력을 확보할 수 있는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 개시한다.
Description
본 발명은 바람, 너울, 파도를 포함한 환경요인과의 접촉을 줄여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고 동적 하중에 대한 동요를 감소시킬 수 있도록 수면으로부터 소정깊이의 수중에 부유되며, 집광량을 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있도록 수상에 격자 형태를 이루며 복수개로 배열설치되는 바지(BARGE)와; 상기 바지가 임의로 부상(浮上)되는 것을 방지할 수 있도록 상기 바지의 일측에 구비되는 계선줄 및 무게추와; 상기 바지의 상면에 종방향 및 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 복수개로 구비되며, 상기 바지의 상면에 수직으로 결합되어 하부는 수면 아래에 잠겨 있고 상부는 수면 위로 돌출되는 소정길이의 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상단에 횡방향을 따라 소정각도로 경사지게 결합되는 경사프레임의 외주면에 결합되어 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환시켜 저장하는 태양광 발전장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조에 관한 것이다.
청정에너지를 이용한 발전의 형태는 발전을 거듭하여 해양환경에서 얻을 수 있는 무궁무진한 자연에너지를 이용하여 전력을 생산하는 다양한 종류의 발전 형태가 등장하였으며, 동시에 그 사용범위가 증가하고 있다. 실제로 해양에서 얻을 수 있는 에너지원을 이용한 전력생산의 예를 살펴보면, 태양광, 조류, 온도차, 파력, 풍력, 조수간만의차 등을 이용하여 전력을 생산하는 다양한 종류의 발전 형태가 이용되고 있다.
이와 같은 발전의 형태는 모두 공해와는 무관한 청정에너지를 발전에 이용하는 점에서 장점이 있지만, 조력발전은 입지조건이 상당히 제한적임에 따라 보편적으로 적용되기 어려울 뿐만 아니라 막대한 건설비용 부담과 더불어 갯벌을 황폐화 및 방대한 지역의 환경에 막대한 영향을 미치는 문제점이 있으며, 파력발전 및 해수온도차발전 역시 입지조건이 상당히 제한적임에 따라 보편적으로 적용되기가 어려운 문제점이 있다.
해양환경에서 날씨의 변화와 상관없이 지속적인 발전이 가능한 것과 동시에 오염이 없는 청정에너지원을 이용한다는 측면에서 조류발전이 대안으로 부각되고 있으며, 조류발전은 임지조건의 제약이 전혀 없는 것은 아니지만 조력발전에 비해서는 폭 넓은 이용이 가능하고, 조류의 운동에너지를 적극적으로 이용한다는 측면에서 큰 관심사가 되고 있지만, 구조가 복잡하고 발전용량에 대한 한계성이 따르는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 청정 에너지에 대한 개발이 다양하게 진행되고 있으며 그 중에서도 태양열 또는 태양전지를 이용한 발전 장치의 실용화 및 효율 개선을 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다.
상기 태양광 발전 장치는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 것이기 때문에 입사되는 광량이 많을수록 발전량이 증가될 수 있으며, 이를 위하여 태양전지가 태양광을 추종하도록 다양한 시스템, 예를 들어 포토다이오드와 같은 센서를 이용하는 방법, GPS 위치 정보를 이용하는 방법, 태양의 방위각 정보를 이용한 고정값 회전 방법 등 태양광 추종을 이용하여 태양광을 추적함으로써 집광량을 증대시킬 수 있다. 그러나, 상기 태양광 발전 장치를 육상에 설치하는 경우 태양전지들이 장착된 대형 프레임을 설치해야 하며 또한 태양광 추종을 위하여 상기 프레임을 회전시키거나 각각의 태양전지들을 회전시키기 위하여 별도의 장치들을 장착해야 하므로 그 설치비용이 매우 상승될 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 바다나, 강, 호수 또는 저수지 등과 같이 일조량의 확보가 용이한 장소에서 사용할 수 있는 부유식 태양광 발전장치가 다양한 형태로 보급되고 있으며, 그 예로써 출원번호 10-2011-0070074호의 "부유체 및 그것을 구비한 수면 부유식 태양광 발전시스템"이 있다.
상기의 태양광 발전시스템은 밀폐된 내부 공간을 갖는 밀폐 관과 상기 밀폐 관을 감싸는 커버 관을 포함하며, 상기 밀폐 관은 금속 재료이고, 상기 커버 관은 콘크리트를 포함하며, 상기 커버 관의 외면에 타부품이 결합되는 복수 개의 결합부재들과 복수 개의 연결부재들이 구비되고, 상기 결합부재들이 열을 이루도록 배열되고, 상기 결합부재들의 열과 연결 부재들의 열은 커버 관의 중심축을 기준으로 90°의 위상차를 갖게 된다.
그런데, 상기의 태양광 발전시스템은 부유체가 금속으로된 밀폐관과 밀폐관을 감싸면서 콘크리트를 도포하여 콘크리트 층을 형성하게 되므로, 콘크리트가 장기간 수중에 배치시 오염물질이 배출될수 있고 충격등으로 인하여 콘크리트에 그랙이 발생할 수 있으며, 부분적 교체시 부력을 감소시킬 수 있는 방법이 없어 수중으로 이동이 어려워 부유체를 보수하거나 교체가 필요한 경우 모듈지지구조물 및 태양전지모듈을 육상으로 이동시키거나 해상크레인을 통해 들어올린 후 교체해야 하므로, 유지보수비용이 과도하게 발생하고 교체공정이 복잡하며 교체중에는 전력 생산이 중단되는 등의 문제점이 예상 된다.
한편, 종래의 부유식 태양광 발전장치는 대부분 금속 또는 플라스틱 재질의 부력체를 사용하였는데, 금속 재질의 부력체를 사용할 경우 해풍이나 해수에 노출되어 있어서 부식이 발생되어 외관상 보기 좋지 않은 문제점이 있으며, 내구성이 저하될 수 밖에 없고, 부식으로 인한 녹이 해상에 유실되어 환경오염을 야기하는 문제점이 있었다. 또한, 플라스틱 재질의 부력체를 사용할 경우 자외선 및 열에 의한 변형이나 결빙에 의한 수축 및 팽창으로 인해 내구성의 저하되는 문제점이 발생하였고, 너울이나 파랑에 지속적으로 노출되면서 지속된 마찰로 인해 미세플라스틱이 유실되는 문제점이 발생하였다. 이와 같이 유실된 미세플라스틱이 굴, 홍합, 꽃게 등 바다 생물에서 검출되면서 식품 안정성이 심각하게 위협하였다.
이러한 이유로 인해 금속 또는 플라스틱 재질의 부력체를 사용하는 종래의 부유식 태양광 발전장치는 댐이나 저수지, 담수호 또는 배수지 등 바람이나 너울, 파랑 등의 영향을 최소화할 수 있는 장소에 설치될 수 밖에 없었으므로 시공시 공간의 제약이 동반되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 부력을 제공하는 부유체가 수면으로부터 소정 깊이에 부유되도록 하여 바람이나 너울, 파랑 등의 요인에 대하여 충분한 안정성을 확보할 수 있고, 부유체의 내구성을 확보하여 수명을 연장시킬 수 있으며, 시공장소의 제약을 받지 않는 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 바람, 너울, 파도를 포함한 환경요인과의 접촉을 줄여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고 동적 하중에 대한 동요를 감소시킬 수 있도록 수면으로부터 소정깊이의 수중에 부유되며, 집광량을 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있도록 수상에 격자 형태를 이루며 복수개로 배열설치되는 바지(BARGE)와; 상기 바지가 임의로 부상(浮上)되는 것을 방지할 수 있도록 상기 바지의 일측에 구비되는 계선줄 및 무게추와; 상기 바지의 상면에 종방향 및 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 복수개로 구비되며, 상기 바지의 상면에 수직으로 결합되어 하부는 수면 아래에 잠겨 있고 상부는 수면 위로 돌출되는 소정길이의 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상단에 횡방향을 따라 소정각도로 경사지게 결합되는 경사프레임의 외주면에 결합되어 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환시켜 저장하는 태양광 발전장치;를 포함하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조에 있어서, 상기 인접한 두 바지간의 충돌로 인한 파손이나 손상을 방지할 수 있도록 그 사이에 댐퍼가 구비되되, 상기 댐퍼는 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 고무 재질로 형성되며 내부가 비어있는 원통형의 바디와, 상기 바디의 내부에 구비되며 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 지그재그 형태로 이루어지는 케이블을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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또한, 본 발명에서 상기 바지는 내부에 복수의 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 지지프레임의 상부 일측에는 수위를 감지하기 위한 수위레벨센서가 구비되고, 상기 바지(BARGE)의 내부에는 수위를 용이하게 조절할 수 있도록 밸러스트 워터가 채워지며, 상기 수위레벨센서를 통해 수위의 낮아짐이 감지되면 상기 바지 내부에 추가적으로 밸러스트 워터를 충전할 수 있도록 개폐밸브가 구비되는 유량조절구가 형성되고, 수위 증가시 상기 바지 내부에 채워진 밸러스트 워터를 외부로 배출하기 위한 펌프 및 배출관이 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 태양광 발전장치에 부력을 제공하는 바지(BARGE)가 수면으로부터 소정 깊이에 부유되어 바람이나 너울, 파랑 등에 대하여 충분한 안정성과 복원력을 확보할 수 있고, 내구성을 증대시켜 수명을 연장할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 바지가 격자 형태를 이루며 복수개로 배열설치되어 태양광의 집광량을 현저히 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있으며, 바지와 바지 사이에 댐퍼가 구비되어 인접한 두 바지간의 충돌로 인한 파손이나 손상을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 상기 바지(BARGE) 내부에 복수의 공간부가 형성되어, 외부 충격으로 인해 일측 공간부가 파손되더라도 나머지 복수의 공간부를 통해 부력을 제공할 수 있으므로 수상 구조물을 안정적으로 부유시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 수위 변화에 따라 바지(BARGE)의 내부에 밸러스트 워터를 투입하거나 투입된 밸러스트 워터를 외부로 배출되도록 구성되어 댐이나 저수지 등과 같이 수위 변화가 빈번한 장소는 물론 해상과 같이 바람이나 너울 또는 파랑 등의 영향을 받을 수 있는 해상에도 태양광 발전장치를 시공할 수 있으므로 시공장소의 제약을 받지 않고 시공할 수 있는 장점이 있다.
도 1 내지 2는 본 발명에 따른 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 나타내는 개략적인 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 바지 내부에 형성되는 공간부를 도시한 개략적인 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 바지가 수위 변화에 따라 높이 조절이 이루어지는 원리를 설명하기 위한 개략적인 예시도.
도 5는 종래 기술에 따라 부유체가 수면 상에 부유될 때 발생되는 문제점을 보여주는 사진.
도 6은 금속 재질의 부유체가 해풍이나 해수에 의해 부식된 상태를 촬영한 사진.
도 7은 플라스틱 재질이 열에 의해 변형된 상태를 촬영한 사진.
도 3은 본 발명에 따른 바지 내부에 형성되는 공간부를 도시한 개략적인 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 바지가 수위 변화에 따라 높이 조절이 이루어지는 원리를 설명하기 위한 개략적인 예시도.
도 5는 종래 기술에 따라 부유체가 수면 상에 부유될 때 발생되는 문제점을 보여주는 사진.
도 6은 금속 재질의 부유체가 해풍이나 해수에 의해 부식된 상태를 촬영한 사진.
도 7은 플라스틱 재질이 열에 의해 변형된 상태를 촬영한 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
본 발명은 부력을 제공하는 부유체의 내구성을 확보하여 수명을 연장시킬 수 있고, 이로 인해 태양광 발전장치의 안정성을 향상시킬 수 있는 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 개시한다.
도 1은 본 발명에 따른 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 설명하기 위한 측면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 평면도를 도시한 것으로 도 2에서 태양광 발전장치(30)는 생략하였다.
도 1 내지 2와 같이 본 발명은 상기 태양광 발전장치가 수상에 부유되도록 부력을 제공할 수 있도록 너비가 넓고 바닥이 평평하며 내부가 비어있는 판 형의 바지(BARGE, 10)를 포함한다.
상기 바지(10)는 수면 위로의 노출을 방지하여 바람이나 파랑 또는 너울 등의 환경요인에 대한 접촉을 최소화할 수 있도록 수면으로부터 소정 깊이의 수중에 부유된다.
예를 들어, 상기 바지(10)는 수면으로부터 적어도 3m 이하의 깊이에서 부유될 수 있으며, 상기 바지가 임의로 부상(浮上)되는 것을 방지할 수 있도록 바지의 각 모서리 저면에는 계선줄(11) 및 무게추(12)가 구비된다.
상기 바지는 수상 구조물의 크기나 형상의 영향을 받지 않고, 충분한 부력을 확보할 수 있도록 적절한 치수를 갖을 수 있으며, 예를 들어 길이 50m, 폭 50m, 높이 2m로 이루어질 수 있으며, 충분한 부력을 확보할 수 있다.
또한, 상기 바지(10)는 제조 비용을 절감할 수 있으며, 현장 시공을 위해 운반이 용이하고, 내구성을 확보할 수 있도록 적절한 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 바지(10)는 시공되는 장소의 수위 변동, 유동의 변화, 바람의 영향 등의 요인에 대하여 수면으로부터 적절한 간격을 유지하면서 수면 아래에서 부유되도록 계선줄의 장력을 조절하는 장력조절용 윈치(18)가 구비될 수 있다. 상기 윈치의 작동원리나 작용효과는 후술한다.
상기 바지(10)의 상면에는 상기 태양광 모듈을 지지하기 위한 지지프레임(20)이 수직으로 결합된다.
상기 지지프레임(20)은 물 속에 잠기는 면적과 외부로 노출되는 면적이 3:2의 비율이 되도록 소정 길이로 형성되며, 태양광 발전장치가 안정적으로 고정설치될 수 있도록 상기 바지의 상면에 격자 형태를 이루며 복수개로 구비된다.
또한, 상기 지지프레임(20)의 상부에는 동일한 행 또는 동일한 열을 이루는 복수의 지지프레임을 종방향 또는 횡방향으로 연결하는 별도의 보조프레임(미도시)이 구비될 수 있다.
도 5는 종래 기술에 따라 부력을 제공하는 부유체가 수면 상에 부유되어 수면 위로 노출된 부위가 바람, 너울, 파도를 포함한 환경요인에 노출되면서 발생되는 문제점을 보여주는 사진으로서, 본 발명은 계선줄(11)과 무게추(12)를 매개로 하여 상기 바지(10)가 수면으로부터 소정깊이의 수중에 부유되도록 하여 상기의 환경요인에 대한 노출을 최소화함으로써 바지(10)의 내구성을 확보할 수 있고, 태양광 발전장치가 보다 안정적으로 부유되도록 할 수 있다.
또한, 이러한 작용효과를 통해 바람이나 너울 또는 파도 등의 환경요인의 영향을 받을 수 있는 해상에도 태양광 발전장치를 시공할 수 있으므로 방대한 면적의 수면을 활용할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 지지프레임(20)은 내구성을 확보할 수 있도록 강도가 우수하고, 부식을 방지할 수 있도록 내부식성이 우수하며, 운반이나 현장 시공이 용이하도록 적절한 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 포스맥(POSMAC), 스테인레스(SUS), 탄소섬유, 탄소강 등의 재질로 형성될 수 있다.
여기에서, 포스맥(POSMAC)은 일반 강판에 알루미늄, 망간, 아연을 도금하여 구성되는 내부식용 철판으로서,아연도 강판대비 5배 내지 10배의 내부식 성능을 지니며, 해안가 또는 습기가 많은 곳에 사용되고 있는 것으로, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
또한, 상기 지지프레임(20)은 해상에 시공될 경우 해풍 또는 해수에 의한 부식을 방지할 수 있도록 방식처리되는 것이 좋다.
다음으로, 본 발명은 집광량을 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있도록 수상에 상기 바지(10)가 격자 형태로 복수개로 배열설치될 수 있으며, 상기 바지와 바지 사이에는 인접한 두 바지간의 충돌로 인한 파손이나 손상을 방지할 수 있도록 댐퍼(40)가 구비될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 댐퍼(40)는 외관을 담당하는 원통형의 바디(41)와, 상기 바디 내부에 구비되는 케이블(42)로 구성된다.
상기 바디(41)는 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 고무 재질로 형성되며, 상기 케이블이 내삽될 수 있도록 내부가 비어있다.
상기 케이블(42)은 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 지그재그 형태로 이루어지며, 소정길이로 형성되고, 인접한 두 바지(10)의 충돌시 충격을 완화시키고 충격으로 인한 파손을 방지할 수 있도록 강도를 갖는 재질(예를 들어 스틸)로 이루어지는 것이 바림직하다.
종래에는 외측으로 돌출형성되는 금속 재질의 브라켓을 볼트로 체결하거나 소정 길이를 갖는 금속 재질의 프레임을 용접결합하여 복수의 태양광 발전장치를 종방향 또는 횡방향을 따라 순차적으로 고정하였다.
그런데, 브라켓에 볼트를 체결하는 형태의 시공구조는 바람이나 파도 등의 환경요인으로 인해 장기간 사용시 볼트, 너트의 체결력이 점차 저하되는 문제점이 발생하게 되고, 해풍이나 해수에 노출되어 부식으로 인해 내구성이 저하될 수 밖에 없다. 또한, 금속 재질의 프레임을 용접결합하는 형태의 시공구조는 태양광 발전장치의 설치 규모에 따라 프레임을 다량으로 사용하게 되므로 제조단가가 상승할 수 밖에 없다.
본 발명에 따른 댐퍼는 완충 효과와 강도 확보를 위해 구비되는 스틸 재질의 케이블을 고무 재질의 바디로 감싸는 형태로 이루어져, 외부 요인에 대한 내구성의 저하나 환경오염을 방지할 수 있으며, 인장이나 수축 작용을 통해 충분한 완충효과를 제공하여 바지(BARGE)가 임의로 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명에서 상기 바지(10) 내부에는 복수의 공간부(13)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 바지(10) 내부가 단일 공간부로 이루어지면 외부 충격으로 인해 바닥면이나 측벽 일부가 파손될 경우 공간부 내로 물이 유입되어 침몰될 수 있고, 또는 수위 조절을 위해 채워진 밸러스트 워터가 외부로 유실될 수 있으며, 이로 인해 부유체로서의 기능이 즉시 상실되는 문제점이 발생된다.
하지만, 상기 바지(10) 내부에 복수개의 공간부(13)가 형성되면 외부 충격으로 인해 일측의 공간부가 파손되더라도 나머지 복수의 공간부가 부유체로서의 역할을 수행하여 수상 구조물을 보호할 수 있는 장점이 있다.
상기 바지(10)의 내부 공간을 복수개로 분할하는 방법은 다양하게 이루어질 수 있으며, 예를 들어 격자 형태의 격벽(14)을 구비하여 바지(10) 내부에 복수의 공간부(13)가 격자 행태로 배열형성되도록 할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 상기 바지(10)는 수위 변화에 따라 높이 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 본 발명은 태양광 발전장치가 시공된 장소의 수위변화에 따라 상기 바지(10) 내부에 밸러스트 워터(W)를 투입하거나, 투입된 밸러스트 워터를 외부로 배출하여 바지(10)의 높이가 가변되도록 하여 태양광 발전장치의 안정성을 확보할 수 있다.
상술한 대로 상기 바지(10)는 계선줄(11)과 무게추(12)를 매개로 수면으로부터 소정 깊이에 고정된 상태이기 때문에 수위 변화에 대응하여 상승되거나 하강되지 않으면 태양광 발전장치가 물 속에 잠기거나, 또는 바지(10)의 일부가 외부로 노출되면서 바람, 너울, 파랑 등의 환경요인에 노출되어 내구성이 저하되고 수류의 저항 증가로 인해 전복되는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 방지하기 위하여, 본 발명은 수위를 감지하는 수위레벨센서(14)가 수면 위로 돌출된 지지프레임(20)의 상부 일측에 설치되고, 상기 바지(10)의 일측에는 밸러스트 워터(W)를 충전하기 위한 개폐밸브가 구비되는 유량조절구(15)가 형성되며, 수위 증가시 상기 바지 내부에 채워진 밸러스트 워터를 외부로 배출하기 위한 펌프(16) 및 배출관(17)이 구비될 수 있다.
이와 함께, 상기 수위레벨센서(14)의 측정 결과가 전송되며 측정값에 따라 상기 윈치(18)의 모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 제어부(미도시)가 구비될 수 있다.
상기와 같은 본 발명은 수위가 높아지면 수위레벨센서(14)가 이를 감지하여 제어부에 검출값을 전달하고, 제어부는 검출값을 토대로 윈치(18)의 모터를 구동시켜 계선줄이 풀리도록 하여 바지(10)가 소정 높이만큼 상승되도록 하거나 또는 펌프를 구동시켜 바지(10) 내부의 밸러스트 워터(W)가 배출관(17)을 통해 외부로 배출되도록 하여 바지(10)가 소정 높이만큼 상승되도록 할 수 있다.
반대로, 수위가 낮아지면 제어부는 윈치(18)의 모터를 역방향으로 구동시켜 계선줄이 감기도록 하여 바지(10)가 소정 깊이만큼 하강되도록 하거나 또는 개폐밸브를 통해 유량조절구(15)를 개방하여 상기 바지(10) 내부에 추가적으로 밸러스트 워터(W)를 충전함으로써 바지(10)가 소정 깊이만큼 하강되도록 할 수 있다.
상기 윈치(18)의 모터 또는 펌프(16)가 구동되는 순서는 상기 태양광 발전장치(30)가 시공되는 장소의 여러 요건들을 고려하여 제어부를 통해 설정될 수 있으며, 순차적으로 윈치의 모터 또는 펌프가 구동되거나 동시에 구동될 수 있다.
이러한 구성을 통해 본 발명은 댐이나 저수지, 담수호 또는 배수지 등과 같이 해상에 비해 수위 변화가 빈번하게 발생되는 장소에 태양광 발전장치를 시공하였을 때 수위 변화로 인한 전복 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따르면 부력을 제공하는 바지(10)가 수면으로부터 소정 깊이에 부유되어 바람이나 너울, 파랑 등의 환경요인에 대한 노출을 최소화하여 내구성을 현저히 증대시켜 수명을 연장할 수 있으며, 댐이나 저수지, 담수호 또는 배수지는 물론 풍속과 유속이 빠르며 바람이나 너울 또는 파도가 빈번하게 발생되는 바다에도 태양광 발전장치와 같은 수상 구조물을 안정적으로 시공할 수 있다.
한편, 본 발명의 태양광 발전장치는 인공식물섬이나, 부교, 수상 태양광발전소, 수질정화장치 등과 같이 부력을 이용하여 수상에 부유되는 수상 구조물로 치환할 수 있다.
10 : 바지(BARGE) 11 : 계선줄
12 : 무게추 13 : 공간부
14 : 수위레벨센서 15 : 유량조절구
16 : 펌프 17 : 배출관
18 : 윈치
20 : 지지프레임
30 : 태양광 발전장치
32 : 보조프레임
40 : 댐퍼 41 : 바디
42 : 케이블
W : 밸러스트 워터
12 : 무게추 13 : 공간부
14 : 수위레벨센서 15 : 유량조절구
16 : 펌프 17 : 배출관
18 : 윈치
20 : 지지프레임
30 : 태양광 발전장치
32 : 보조프레임
40 : 댐퍼 41 : 바디
42 : 케이블
W : 밸러스트 워터
Claims (5)
- 바람, 너울, 파도를 포함한 환경요인과의 접촉을 줄여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고 동적 하중에 대한 동요를 감소시킬 수 있도록 수면으로부터 소정깊이의 수중에 부유되며, 집광량을 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있도록 수상에 격자 형태를 이루며 복수개로 배열설치되는 바지(BARGE,10)와;
상기 바지가 임의로 부상(浮上)되는 것을 방지할 수 있도록 상기 바지의 일측에 구비되는 계선줄(11) 및 무게추(12)와;
상기 바지의 상면에 종방향 및 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 복수개로 구비되며, 상기 바지의 상면에 수직으로 결합되어 하부는 수면 아래에 잠겨 있고 상부는 수면 위로 돌출되는 소정길이의 지지프레임(20)과;
상기 지지프레임의 상단에 횡방향을 따라 소정각도로 경사지게 결합되는 경사프레임의 외주면에 결합되어 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환시켜 저장하는 태양광 발전장치(30);를 포함하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조에 있어서,
상기 인접한 두 바지간의 충돌로 인한 파손이나 손상을 방지할 수 있도록 그 사이에 댐퍼(40)가 구비되되,
상기 댐퍼(40)는 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 고무 재질로 형성되며 내부가 비어있는 원통형의 바디(41)와, 상기 바디의 내부에 구비되며 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 지그재그 형태로 이루어지는 케이블(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조.
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- 제1항에 있어서, 상기 바지(10)는 내부에 복수의 공간부(13)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조.
- 제1항에 있어서, 상기 지지프레임의 상부 일측에는 수위를 감지하기 위한 수위레벨센서(14)가 구비되고,
상기 바지(BARGE)의 내부에는 수위를 용이하게 조절할 수 있도록 밸러스트 워터(W)가 채워지며, 상기 수위레벨센서를 통해 수위의 낮아짐이 감지되면 상기 바지 내부에 추가적으로 밸러스트 워터를 충전할 수 있도록 개폐밸브가 구비되는 유량조절구(15)가 형성되고, 수위 증가시 상기 바지 내부에 채워진 밸러스트 워터를 외부로 배출하기 위한 펌프(16) 및 배출관(17)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조.
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