KR102198422B1

KR102198422B1 - 태양광 패널 지지장치

Info

Publication number: KR102198422B1
Application number: KR1020190001656A
Authority: KR
Inventors: 김병미; 박봉제
Original assignee: 김병미; 박봉제
Priority date: 2019-01-07
Filing date: 2019-01-07
Publication date: 2021-01-05
Also published as: KR20200085497A

Abstract

본 발명은 태양광 패널 지지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형 가정용처럼 2mm 이하의 두께가 아닌 발전소용으로서 두께가 두껍기 때문에 형상가공이 어려운 태양광 패널 지지구조물을 최소한의 형상 가공을 통해서도 원활하고 편리하면서 정확한 각도 조절 및 높이 조절이 가능하도록 개선된 태양광 패널 지지장치에 관한 것이다.

Description

태양광 패널 지지장치{Solar panel support device}

태양광을 이용하는 발전방식은 무한한 청정에너지를 이용한 것으로 별도의 에너지나 구동원이 필요하지 않으며, 소규모에서 대규모 시스템의 시공이 간단하고, 환경문제에 따른 설치제한에 영향을 받지 않는다는 장점이 있기 때문에 그 가능성이 무한하다.

태양광 발전설비를 위해서는 태양광 패널을 설치하기 위한 지지프레임과, 지지프레임을 지면에서 지지하기 위한 지주가 필수적이다.

이러한 태양광 발전설비는 일반적으로 다수의 지주를 지면에 고정시킨 다음 지주의 상부에 지지프레임을 설치하고, 지지프레임 상에 태양광 패널을 안착시켜 시공한다.

종래의 지주는 태양광 패널을 지면과 이격된 높이에 위치시키도록 일정한 길이를 가지며 지중에 일부가 매설된다.

이러한 지지프레임은 태양광 패널이 설치될 부지를 파내고 지주의 하부 일부를 삽입하며 콘크리트를 타설하여 지중에 지지시킬 수도 있고, 별도로 지주의 하단에 콘크리트 부설물을 미리 부착하여 곧바로 매설시킬 수도 있다.

또한, 설치 부지에 콘크리트로 이루어진 기초지반을 미리 형성한 후 기초지반 상에 앵커 등을 이용하여 지주를 고정시킬 수도 있다.

상기와 같이 콘크리트를 타설하여 지주를 지지시키는 방법은 터파기, 콘크리트 모르타르 타설 및 양생 등 그 작업이 번거롭고 공사기간이 길어지는 단점이 있다.

또한, 날씨에 따른 작업기간이 연장되는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 기초파일을 땅에 매설한 후 기초파일의 상부에 지주를 결합하는 방법이 연구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0905069호에는 임야나 지반에 소정의 길이를 가지고 몸체의 외면에는 다수개의 지지날개가 형성되는 기초파일을 지중에 매설한 후 기초파일에 태양광 패널 거치대를 장착하는 기술이 개시되어 있다.

상기 기술은 콘크리트로 기초를 만들지 않고 기초파일을 지중에 박아 설치할 수 있다는 점에서 콘크리트를 이용한 종래의 문제점을 해결할 수는 있는 장점을 갖는다.

하지만, 지중에 매설된 기초파일은 높낮이를 조절할 수 없으므로 인접하는 거치대들의 높이를 모두 맞추는 작업이 매우 어렵다.

특히, 도 1의 예시와 같이, 통상 태양광 패널(10)은 연결대(20)를 통해 각파이프 형태인 지지대(30)에 고정지지될 때 연결대(20) 고정을 위해 각파이프인 지지대(30)에는 앵글(32)이 용접되어 있으며, 여기에 C형강인 연결대(20)가 볼트 고정되고, 상기 연결대(20)의 상단은 고정볼트(22)가 관통한 다음 태양광 패널(10)에 있는 설치구멍(도면번호 생략)에 체결되게 된다.

그런데, 바닥지형에 따라 수평도가 맞지 않기 때문에 높낮이 차이가 발생할 때 지지대(30) 자체를 회동시키는 것만으로 높낮이를 맞추기 어려운 경우가 비일비재하며, 무엇보다도 앵글(32)이 이미 용접 고정된 상태를 유지하고 있는 상태이고 동시에 태양광 패널(10)에 형성된 설치구멍도 위치가 고정되어 있는 상태이므로 이들을 서로 정확하게 맞추기가 현장 시공상 매우 어렵다.

하지만, 선행기술들은 전체적인 각도나 높이 조절에 대해서만 기술을 구비하고 있을 뿐 사실상 태양광 패널(10)을 직접 고정하는 연결대(20)와 지지대(30) 간의 결합구조에 대해서는 기술의 개량이 더딘 형편이다.

대한민국 등록특허 제10-0905069호: 태양광 모듈 거치대의 기초파일 대한민국 등록특허 제10-1602953호: 높이조절이 가능한 태양광발전모듈의 지지장치 대한민국 등록특허 제10-1200244호: 태양광 발전모듈용 연결유닛, 이를 갖는 태양광 발전모듈 지지 구조체 및 이를 갖는 태양광 발전장치 대한민국 등록특허 제10-1573239호: 태양광 모듈 지지 구조체 대한민국 등록특허 제10-1919834호: 태양광발전 지지구조물용 브라켓

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 소형 가정용처럼 2mm 이하의 두께가 아닌 발전소용으로서 두께가 두껍기 때문에 형상가공이 어려운 태양광 패널 지지구조물을 최소한의 형상 가공을 통해서도 원활하고 편리하면서 정확한 각도 조절 및 높이 조절이 가능하도록 개선된 태양광 패널 지지장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 지주인 서포트(100)와; 상기 서포트(100)의 상단에 회전가능하게 힌지 고정된 지지대(200)와; 상기 지지대(200)에 간격을 두고 고정설치되는 태양광 패널(300)과; 상기 태양광 패널(300)을 고정하는 패널고정유닛(400)을 포함하는 태양광 패널 지지장치에 있어서; 상기 패널고정유닛(400)은 상기 지지대(200)의 상면에 안착되어 움직일 수 있는 패널면착대(410)와; 상기 패널면착대(410)의 상면에 고정되는 패널고정브라켓(420)과; 상기 패널면착대(410)를 상기 지지대(200) 상에 고정시키는 면착대고정브라켓(430);을 포함하고, 상기 태양광 패널(300)의 일단은 상기 패널면착대(410)의 상면과 상기 패널고정브라켓(420)의 상단 사이 공간에 끼워져 맞물리는 형태로 고정되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지장치를 제공한다.

이때, 상기 패널면착대(410)는 '∩' 형상의 본체부(412)와, 상기 본체부(412)의 양측 하단에서 상향지게 바깥방향으로 각각 라운드 절곡된 슬라이딩가이드부(414)와, 상기 본체부(412)의 상면에 길이방향으로 긴 장공형태로 형성된 가변형고정홀(416)로 이루어지고; 상기 패널고정브라켓(420)은 '∪' 형상의 브라켓바디부(422)와, 상기 브라켓바디부(422)의 양측 상단에서 각각 바깥방향으로 수직절곡된 패널걸림부(424)와, 상기 브라켓바디부(422)의 바닥면 중심에 형성된 브라켓체결공(426)으로 이루어지며; 상기 패널고정브라켓(420)의 하단면이 상기 패널면착대(410)의 상단면에 면착된 상태에서 태양광 패널(300)의 일단을 끼운 후 브라켓고정볼트를 브라켓체결공(426)과 가변형고정홀(416)에 통과시킨 후 브라켓너트로 고정하고; 상기 지지대(200)는 '∪'형상을 갖도록 상방이 개방된 지지본체부(210)와, 상기 지지본체부(210)의 양측 상단은 각각 안쪽으로 서로 마주보게 2회 절곡되어 형성된 슬라이딩홈(220)을 포함하며; 상기 패널면착대(410)가 안착된 지점을 사이에 두고 양측에는 슬라이딩고정편(230)이 각각 구비되고, 상기 슬라이딩고정편(230)의 중심에는 볼트홀(232)이 가공되며, 상기 슬라이딩고정편(230)의 하단면에는 탄성스프링(240)의 상단이 일체로 고정되고 하단은 상기 지지본체부(210)의 바닥면에 접지되게 구성되고; 상기 면착대고정브라켓(430)은 상기 슬라이딩가이드부(414)에 끼워지는 끼움단부(432)와, 상기 끼움단부(432)로부터 상향절곡된 후 수평연장된 수평면부(434)와, 상기 수평면부(434)로부터 하향 절곡된 후 다수 수평연장되어 상기 지지본체부(210)의 상단에 안착되는 상단안착부(436)와, 상기 수평면부(434)상에 그 길이방향으로 장공형태를 갖도록 형성된 고정홀(438)을 포함하며; 상기 면착대고정브라켓(430)은 브라켓체결볼트를 고정홀(438)에 끼운 다음 슬라이딩고정편(230)의 볼트홀(232)에 체결하여 위치고정되는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 소형 가정용처럼 얇은 두께가 아닌 발전소용으로서 두께가 두껍기 때문에 형상가공이 어려운 태양광 패널 지지구조물을 최소한의 형상 가공을 통해서도 원활하고 편리하면서 정확한 각도 조절 및 높이 조절이 가능한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 태양광 패널 지지구조중 요부를 발췌하여 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 패널 지지장치의 예시도이다.
도 3은 도 2에서 패널고정유닛을 발췌하여 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광 패널 지지장치를 구성하는 패널고정유닛의 예시적인 조립 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 패널 지지장치는 지주인 서포트(100)를 포함한다.

이때, 상기 서포트(100)는 앞서 설명한 선행기술들에 개시된 지주들과 크게 다르지 않다.

그리고, 상기 서포트(100)의 상단에는 통상 각파이프 형태를 갖는 지지대(200)의 길이 중심이 회전가능하게 힌지 고정된다.

아울러, 상기 지지대(200)의 양측은 서포트(100)에 설치된 각도조절기(100)를 통해 기울어지는 각도를 조절할 수 있도록 구성된다.

이 경우, 상기 각도조절기(100)는 지지대(200)의 주된 경사각을 조절하기 위한 것이고, 태양광 패널(300) 조립시 필요한 미세 각도조절에는 사용할 수 없다.

때문에, 본 발명에 따른 패널고정유닛(400)이 필요한 것이다.

즉, 상기 지지대(200)의 상면에는 그와 평행하게 태양광 패널(300)이 고정되는데, 상기 태양광 패널(300)는 본 발명에 따라 독특하게 구현된 패널고정유닛(400)에 의해 각도조절은 물론 높낮이 조절이 가능하도록 구성되며, 무엇보다도 기존에는 태양광 패널(300)의 위치 고정을 위해 태양광 패널(300)의 배면에 설치구멍을 반드시 만들어야 했지만, 본 발명에서는 태양광 패널(300)의 둘레를 붙잡아 고정하는 방식을 취하도록 하여 설치구멍을 만들 필요가 없어 그 만큼 작업성이 좋고 우수한 특징을 갖는다.

이를 위해, 본 발명은 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같은 패널고정유닛(400)을 구비한다.

도 3 및 도 4에 따르면, 본 발명을 구성하는 패널고정유닛(400)은 일반 가정용이 아닌 발전소용이므로 통상 2mm 이하의 두께를 갖는 일반 가정용에 비해 훨씬 두꺼운 두께를 갖는 프레임을 사용해야 한다.

때문에, 프레임 가공이 쉽지 않아 일반 가정용처럼 다양한 형상으로 가공하는데 커다란 한계가 있다.

이에, 본 발명에서는 단순하고 간단한 포밍 및 라운딩 처리만으로도 태양광 패널(300)을 쉽고 용이하게 조립설치할 수 있을 뿐만 아니라, 경사도에 따른 높낮이 조절을 용이하게 구성한다.

즉, 패널고정유닛(400)은 패널면착대(410)를 포함한다.

상기 패널면착대(410)는 '∩' 형상의 본체부(412)와, 상기 본체부(412)의 양측 하단에서 상향지게 바깥방향으로 각각 라운드 절곡된 슬라이딩가이드부(414)와, 상기 본체부(412)의 상면에 길이방향으로 긴 장공형태로 형성된 가변형고정홀(416)로 이루어진다.

그리고, 상기 패널면착대(410)의 상면, 더 정확하게는 본체부(412)의 상면에는 패널고정브라켓(420)이 고정된다.

이 경우, 상기 패널고정브라켓(420)은 '∪' 형상의 브라켓바디부(422)와, 상기 브라켓바디부(422)의 양측 상단에서 각각 바깥방향으로 수직절곡된 패널걸림부(424)와, 상기 브라켓바디부(422)의 바닥면 중심에 형성된 브라켓체결공(426)으로 이루어진다.

그리하여, 상기 패널고정브라켓(420)의 하단면이 상기 패널면착대(410)의 상단면에 면착된 상태에서 도시하지 않은 브라켓고정볼트(미도시)를 브라켓체결공(426)과 가변형고정홀(416)에 통과시킨 후 브라켓너트(미도시)로 임시 고정, 즉 가고정한다.

그런 다음, 태양광 패널(300)의 일단은 상기 본체부(412)의 상면과 상기 패널고정브라켓(420)의 패널걸림부(424) 사이의 공간에 끼워진다.

이때, 상기 패널고정브라켓(420)은 가고정된 상태이므로 태양광 패널(300)을 고정하기 위해 끼워넣기 쉽고 위치 이동도 쉽다.

이 상태에서, 태양광 패널(300)의 고정위치가 확정되면 브라켓고정볼트를 조여 너트로 고정함으로써 상기 태양광 패널(300)의 단부를 꽉 무는 형태로 고정하게 된다.

때문에, 기존처럼 태양광 패널(300)에 위치고정용 구멍(홀)을 낼 필요도 없어 작업성이 매우 좋고, 태양광 패널(300)의 파손 위험도 없으며, 바이팅(Biting)되는 부위는 태양광 패널(300)의 둘레 프레임이기 때문에 손상의 우려도 없다.

더구나, 상기 본체부(412)의 상면 양단부는 라운드 가공되어 있기 때문에 태양광 패널(300)의 끼움단부를 끼워 넣기 쉽고, 움직여 각도를 조절하기도 쉬우며, 이와 같은 방식으로 일정간격을 두고 연속하여 설치되므로 시공작업성이 편리하고 우수하다.

한편, 본 발명에서는 상기 패널면착대(410)의 설치를 위해 지지대(200)의 형상이 기존과 달리 개량된다.

본 발명에 따라 개량된 지지대(200)는 기존 각파이프 구조에서 '∪'을 갖도록 상방이 개방된 지지본체부(210)로 형상이 바뀌며, 상기 지지본체부(210)의 양측 상단은 각각 안쪽으로 서로 마주보게 2회 절곡되어 슬라이딩홈(220)이 형성된 구조를 갖는다.

그리고, 상기 지지본체부(210)의 양측면은 강도 보강을 위해 서로 마주보는 방향, 즉 안쪽으로 사다리꼴 형상으로 포밍된 포밍부(212)를 더 포함하며, 상기 포밍부(212)에는 다수의 체결홀(214)이 더 형성되어 기구물 조립시 사용되도록 안내하게 된다.

또한, 상기 패널면착대(410)가 안착된 지점을 사이에 두고 양측에는 슬라이딩고정편(230)이 각각 구비되고, 상기 슬라이딩고정편(230)의 중심에는 볼트홀(232)이 가공된다.

뿐만 아니라, 상기 슬라이딩고정편(230)은 도시상 생략되어 있지만, 양단이 상기 슬라이딩홈(220)에 끼워진 상태에서 이를 따라 움직일 수 있도록 구성되며, 특히 슬라이딩고정편(230)의 하단면에는 숨은선(파선)으로 도시한 탄성스프링(240)의 상단이 일체로 고정되고 하단은 상기 지지본체부(210)의 바닥면에 접지되게 구성되어 있어 자유롭게 슬립되지는 않지만 작업자가 일정한 힘을 가해 좌우로 움직일 수 있는 구조를 갖춘다.

이를 통해, 고정성을 좋게 하면서 고정능력도 높이도록 구성된다.

이 경우, 상기 탄성스프링(240)의 하단도 별도의 편부재에 고정되게 하고, 이 편부재가 상기 지지본체부(210)의 바닥면에 접지된 상태로 움직일 수 있게 구성하면 더욱 더 원활한 조립 구조를 이룰 수 있게 된다.

덧붙여, 상기 패널면착대(410)의 양측 슬라이딩가이드부(414)에는 면착대고정브라켓(430)이 안착된다.

상기 면착대고정브라켓(430)은 상기 슬라이딩가이드부(414)에 끼워지는 끼움단부(432)와, 상기 끼움단부(432)로부터 상향절곡된 후 수평연장된 수평면부(434)와, 상기 수평면부(434)로부터 하향 절곡된 후 다수 수평연장되어 상기 지지본체부(210)의 상단에 안착되는 상단안착부(436)와, 상기 수평면부(434)상에 그 길이방향으로 장공형태를 갖도록 형성된 고정홀(438)을 포함한다.

그리하여, 상기 면착대고정브라켓(430)은 도시와 같이 위치시킨 상태에서 브라켓체결볼트(미도시)를 고정홀(438)에 끼운 다음 슬라이딩고정편(230)의 볼트홀(232)에 체결함으로써 상기 면착대고정브라켓(430)을 위치고정할 수 있게 된다.

이렇게 면착대고정브라켓(430)이 위치고정되게 되면 자연스럽게 이에 의해 눌린 패널면착대(410)도 위치 고정되게 되므로 설치바닥의 경사나 굴곡이 균일하지 못할 경우라도 패널면착대(410)를 상하좌우로 밀거나 당겨 위치를 맞춘 후 단순히 볼트만 조여주면 끼워진 태양광 패널(300)을 아주 쉽고 빠르게 고정설치할 수 있게 된다.

이에 더하여, 기존에는 이들 구조물들이 아연도금강판으로 제조되었기 때문에 장시간 사용시 도금이 벗겨지면서 부식되는 문제가 야기되어 수명단축 현상도 있었지만, 본 발명에서는 마그네슘과 알루미늉이 조합된 고내식성 강재를 사용함으로써 그러한 문제까지 일소하였다.

예컨대, 본 발명에 따른 고내식성 강재는 알루미늄 6-10중량% 및 마그네슘 0.1-1중량%의 범위로 포함되는 알루미늄-마그네슘 합금 강재를 사용함으로써 고내식성 기능을 달성하도록 구성된다.

이를 위한 알루미늄-마그네슘 합금 강재의 제조는 마그네슘을 포함하는 알루미늄 용탕을 준비하는 단계와; 상기 알루미늄 용탕을 주조하여 강재로 만드는 단계로 이루어진다.

그리고, 상기 알루미늄 용탕은 마그네슘 모합금을 알루미늄과 같이 용해하여 제조되며, 합금의 성분은 통상의 알루미늄-마그네슘 합금 성분과 같되, 다만 알루미늄 6-10중량% 및 마그네슘 0.1-1중량%의 함량범위를 유지해야 한다는 것이다.

이에 따라, 본 발명은 작업 편의성은 물론 구조물의 고내식성까지 달성할 수 있게 되었다.

100: 서포트
200: 지지대
300: 태양광 패널
400: 패널고정유닛

Claims

삭제
지주인 서포트(100)와; 상기 서포트(100)의 상단에 회전가능하게 힌지 고정된 지지대(200)와; 상기 지지대(200)에 간격을 두고 고정설치되는 태양광 패널(300)과; 상기 태양광 패널(300)을 고정하는 패널고정유닛(400)을 포함하되,
상기 패널고정유닛(400)은 상기 지지대(200)의 상면에 안착되어 움직일 수 있는 패널면착대(410)와; 상기 패널면착대(410)의 상면에 고정되는 패널고정브라켓(420)과; 상기 패널면착대(410)를 상기 지지대(200) 상에 고정시키는 면착대고정브라켓(430);을 포함하고, 상기 태양광 패널(300)의 일단은 상기 패널면착대(410)의 상면과 상기 패널고정브라켓(420)의 상단 사이 공간에 끼워져 맞물리는 형태로 고정되는 태양광 패널 지지장치에 있어서;
상기 패널면착대(410)는 '∩' 형상의 본체부(412)와, 상기 본체부(412)의 양측 하단에서 상향지게 바깥방향으로 각각 라운드 절곡된 슬라이딩가이드부(414)와, 상기 본체부(412)의 상면에 길이방향으로 긴 장공형태로 형성된 가변형고정홀(416)로 이루어지고;
상기 패널고정브라켓(420)은 '∪' 형상의 브라켓바디부(422)와, 상기 브라켓바디부(422)의 양측 상단에서 각각 바깥방향으로 수직절곡된 패널걸림부(424)와, 상기 브라켓바디부(422)의 바닥면 중심에 형성된 브라켓체결공(426)으로 이루어지며;
상기 패널고정브라켓(420)의 하단면이 상기 패널면착대(410)의 상단면에 면착된 상태에서 태양광 패널(300)의 일단을 끼운 후 브라켓고정볼트를 브라켓체결공(426)과 가변형고정홀(416)에 통과시킨 후 브라켓너트로 고정하고;
상기 지지대(200)는 '∪'형상을 갖도록 상방이 개방된 지지본체부(210)와, 상기 지지본체부(210)의 양측 상단은 각각 안쪽으로 서로 마주보게 2회 절곡되어 형성된 슬라이딩홈(220)을 포함하며; 상기 패널면착대(410)가 안착된 지점을 사이에 두고 양측에는 슬라이딩고정편(230)이 각각 구비되고, 상기 슬라이딩고정편(230)의 중심에는 볼트홀(232)이 가공되며, 상기 슬라이딩고정편(230)의 하단면에는 탄성스프링(240)의 상단이 일체로 고정되고 하단은 상기 지지본체부(210)의 바닥면에 접지되게 구성되고;
상기 면착대고정브라켓(430)은 상기 슬라이딩가이드부(414)에 끼워지는 끼움단부(432)와, 상기 끼움단부(432)로부터 상향절곡된 후 수평연장된 수평면부(434)와, 상기 수평면부(434)로부터 하향 절곡된 후 다수 수평연장되어 상기 지지본체부(210)의 상단에 안착되는 상단안착부(436)와, 상기 수평면부(434)상에 그 길이방향으로 장공형태를 갖도록 형성된 고정홀(438)을 포함하며;
상기 면착대고정브라켓(430)은 브라켓체결볼트를 고정홀(438)에 끼운 다음 슬라이딩고정편(230)의 볼트홀(232)에 체결하여 위치고정되고;
상기 지지대(200)와, 패널면착대(410)와, 패널고정브라켓(420)과, 면착대고정브라켓(430)은 고내식성 강재로 성형되되, 상기 고내식성 강재는 알루미늄 6-10중량%과 마그네슘 0.1-1중량%가 포함된 알루미늄-마그네슘 합금 강재인 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지장치.