KR102237530B1 - 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구 - Google Patents

각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고정볼트에 의해 지주 중간에 결합되는 회전지지구를 슬롯을 따라 좌우로 이동하여 메인프레임을 회전시킴으로써 태양광 패널의 경사각 조절이 단순하고 신속하면서도 다지점에서 메인프레임을 지지하여 메인프레임 단면을 최소화할 수 있어 경제적인 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구에 대한 것이다.
본 발명 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구는 지반에 설치되는 지주; 상기 지주의 상단에 구비되는 힌지축에 회전 가능하게 결합되는 메인프레임; 곡률 중심이 상기 힌지축과 일치하는 호 형상으로 형성된 슬롯이 구비되고, 상기 슬롯 주변에 보강리브가 돌출 형성되는 회전지지구; 상기 회전지지구의 슬롯에 관통 결합되어 지주의 중간에 결합되는 것으로 회전지지구의 회전 각도를 고정하는 고정볼트; 일단은 회전지지구의 전방에 결합되고, 타단은 메인프레임의 힌지축 전방에 결합되는 제1지지바; 및 일단은 회전지지구의 후방에 결합되고, 타단은 메인프레임의 힌지축 후방에 결합되는 제2지지바; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구{Angle adjustable solar panel support device}
본 발명은 고정볼트에 의해 지주 중간에 결합되는 회전지지구를 슬롯을 따라 좌우로 이동하여 메인프레임을 회전시킴으로써 태양광 패널의 경사각 조절이 단순하고 신속하면서도 다지점에서 메인프레임을 지지하여 메인프레임 단면을 최소화할 수 있어 경제적인 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구에 대한 것이다.
최근 신재생 에너지에 대한 수요가 증가하면서 태양광 패널을 이용한 전력 생산 관련 기술이 꾸준히 증가하고 있다.
이러한 태양광 패널을 통하여 전력 생산 효율을 향상시키기 위해서는 태양의 일변화 또는 계절과 함께 변하는 태양 고도에 따라 태양광 패널의 경사각을 적절하게 조절할 필요가 있다. 아울러 태양광 발전의 경제성을 확보하기 위해서는 태양광 패널 지지 구조를 최대한 단순하고 경제적으로 구성하는 것이 중요하다.
종래 일반적인 태양광 패널 지지 구조는 복수 열의 태양광 패널 지지구(4)의 메인프레임(42) 상부에 횡방향으로 복수의 펄린(44, purlin)을 가로질러 설치하고, 펄린(44) 상부에 태양광 패널(1)을 거치하여 구성된다(도 1). 이때, 태양광 패널(1)의 각도 조절을 위해 지주(41) 상부에 메인프레임(42)을 회전 가능하게 설치하고, 2개의 지지바(43)를 상단은 각각 메인프레임(42)의 전방과 후방에 결합하고 하단은 지주(41) 중간에 핀 결합한다.
여기에서 지지바(43)의 하단에는 복수의 결합공(431)이 형성되어, 태양광 패널(1)의 각도를 조절하고자 하는 경우 결합공(431)에 결합된 핀(45)을 제거하고 태양광 패널(1)의 각도를 조절한 후 지지바(43)의 다른 결합공(431)에 핀(45)을 체결하여 지주(41)에 고정하는 과정을 수행하여야 한다.
이에 도 2의 (a)와 같이 제1각도로 고정된 태양광 패널(1)의 각도를 조절하기 위해서는 도 2의 (b)와 같이 각 태양광 패널(1)의 지지바(43)에 결합된 핀(45)을 모두 제거하여 지지바(43)의 고정 상태를 해제하여야 한다. 그리고 도 2의 (c)와 같이 메인프레임(42)의 각도를 제2각도로 조정한 후, 도 2의 (d)와 같이 일일이 결합공(431)의 위치를 변경하면서 핀(45)을 체결하여 지지바(43)를 고정하여야 한다. 그러므로 인력 및 각도 조절 시간이 많이 소요되어 유지 관리 부담이 크다.
뿐만 아니라 태양광 패널(1)의 조절 각도는 결합공(431)의 위치에 의해 결정되는데, 결합공(431)의 개소에 한계가 있어 다양한 각도 조절이 어렵다.
한편, 도 3에는 지주(41)와 메인프레임(42)을 연결하여 지지하는 경사조절프레임(47)의 길이를 조절함으로써, 태양광 패널(1)의 각도를 조절하는 종래 기술이 도시된다. 그러나 상기 기술의 경우 경사조절프레임(47)에 의해 지지되지 않는 측의 메인프레임(42)은 캔틸레버 구조로 하중을 지지해야 하므로, 메인프레임(42)의 단면을 증가시켜야 하는 문제가 있다.
또한, 공개실용신안 제20-2010-0002091호 등에서와 같이, 지주 전후에서 각각 경사조절프레임을 설치하는 경우에는 2개의 경사조절프레임의 길이를 동시에 조절해야 하는 번거로움이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 태양광 패널의 경사 조절 작업이 매우 단순하고 신속하여 유지 관리가 용이하면서도 다지점에서 메인프레임을 지지하여 메인프레임의 단면을 최소화함으로써 경제성 향상이 가능한 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구를 제공하고자 한다.
바람직한 실시예에 따른 본 발명은 지반에 설치되는 지주; 상기 지주의 상단에 구비되는 힌지축에 회전 가능하게 결합되는 메인프레임; 곡률 중심이 상기 힌지축과 일치하는 호 형상으로 형성된 슬롯이 구비되고, 상기 슬롯 주변에 보강리브가 돌출 형성되는 회전지지구; 상기 회전지지구의 슬롯에 관통 결합되어 지주의 중간에 결합되는 것으로 회전지지구의 회전 각도를 고정하는 고정볼트; 일단은 회전지지구의 전방에 결합되고, 타단은 메인프레임의 힌지축 전방에 결합되는 제1지지바; 일단은 회전지지구의 후방에 결합되고, 타단은 메인프레임의 힌지축 후방에 결합되는 제2지지바; 및 상기 고정볼트의 헤드부 또는 고정볼트에 체결되는 너트와 보강리브 사이에 구비되어 고정볼트가 관통 결합되는 것으로, 일측면의 상하부에 상기 슬롯 상하부의 보강리브 외측에 걸려 지지되는 걸림부가 각각 돌출 형성되는 와셔부재; 로 구성되는 것을 특징으로 하는 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구를 제공한다.
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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 와셔부재의 타측면에는 고정볼트의 헤드부 또는 고정볼트에 체결되는 너트의 회전을 방지하는 스토퍼가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구를 제공한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 지주 상단의 회전축에 회전 가능하게 결합되는 메인프레임의 전방 및 후방에 각각 상단이 결합되는 제1, 2지지바의 하단이 고정볼트에 의해 지주 중간에 결합되는 회전지지구의 전방 및 후방에 각각 결합되어 구성이 단순한 태양광 패널 지지구를 제공할 수 있다. 특히, 회전지지구에 형성된 슬롯의 곡률 중심이 힌지축과 일치하므로, 고정볼트가 체결된 상태에서 회전지지구를 좌우로 이동시켜 메인프레임을 회전시킴으로써 부재의 해체 없이 태양광 패널의 경사각을 간단하고 신속하게 조절할 수 있다.
둘째, 메인프레임이 지주와 전후방을 지지하는 제1, 2지지바에 의하여 다지점에서 지지되므로, 메인프레임의 단면 크기를 최소화할 수 있어 경제적이다.
도 1 및 도 2는 종래 지지바에 의한 각도 조절 태양광 패널 지지구를 도시하는 측면도.
도 3은 종래 경사조절프레임에 의한 각도 조절 태양광 패널 지지구를 도시하는 측면도.
도 4는 본 발명 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구를 도시하는 측면도.
도 5는 본 발명 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구를 도시하는 사시도.
도 6은 회전지지구의 실시예를 도시하는 사시도.
도 7은 회전지지구의 결합 상세를 도시하는 측면도.
도 8은 메인프레임의 회전 상태를 도시하는 도면.
도 9는 와셔부재의 실시예를 도시하는 사시도.
도 10은 와셔부재의 결합 상태를 도시하는 도면.
도 11은 와셔부재와 보강리브의 결합 관계를 도시하는 단면도.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구를 도시하는 측면도이고, 도 5는 본 발명 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구를 도시하는 사시도이다. 그리고 도 6은 회전지지구의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 7은 회전지지구의 결합 상세를 도시하는 측면도이며, 도 8은 메인프레임의 회전 상태를 도시하는 도면이다.
도 4, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구는 지반에 설치되는 지주(21); 상기 지주(21)의 상단에 구비되는 힌지축(221)에 회전 가능하게 결합되는 메인프레임(22); 곡률 중심이 상기 힌지축(221)과 일치하는 호 형상으로 형성된 슬롯(231)이 구비되는 회전지지구(23); 상기 회전지지구(23)의 슬롯(231)에 관통 결합되어 지주(21)의 중간에 결합되는 것으로 회전지지구(23)의 회전 각도를 고정하는 고정볼트(24); 일단은 회전지지구(23)의 전방에 결합되고, 타단은 메인프레임(22)의 힌지축(221) 전방에 결합되는 제1지지바(25); 및 일단은 회전지지구(23)의 후방에 결합되고, 타단은 메인프레임(22)의 힌지축(221) 후방에 결합되는 제2지지바(26); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 태양광 패널(1)의 경사 조절 작업이 매우 단순하고 신속하면서도 다지점에서 메인프레임(22)을 지지하여 메인프레임(22)의 단면을 최소화함으로써 경제적인 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구를 제공하기 위한 것이다.
본 발명 태양광 패널 지지구(2)는 복수 개가 횡방향으로 상호 이격되도록 설치된다.
복수 개의 태양광 패널 지지구(2)의 상부에는 펄린(28)이 횡방향으로 가로지르도록 설치될 수 있다.
상기 펄린(28)의 상부에 태양광 패널(1)이 거치된다.
상기 태양광 패널 지지구(2)에서는 지반에 설치되는 지주(21)의 상단에 메인프레임(22)이 상하로 회전 가능하게 힌지축(221)에 의해 결합된다.
상기 메인프레임(22)의 전방과 후방에는 각각 제1지지바(25)와 제2지지바(26)의 상단이 결합된다.
상기 지주(21)의 중간 일측에는 회전지지구(23)가 결합되고, 상기 제1지지바(25)와 제2지지바(26)의 하단은 각각 회전지지구(23)의 전방과 후방에 고정 결합된다.
상기 회전지지구(23)는 고정볼트(24)에 의해 지주(21)에 고정된다.
도 6에서와 같이, 상기 회전지지구(23)에는 고정볼트(24)에 체결된 상태에서 좌우 이동이 가능하도록 좌우로 길이가 긴 슬롯(231)이 형성되고, 상기 고정볼트(24)는 슬롯(231)을 관통하여 결합된다.
이때, 상기 회전지지구(23)를 좌우로 이동시켜 메인프레임(22)을 회전시키기 위해서는 회전지지구(23)가 메인프레임(22)과 지주(21)가 만나는 힌지축(221)을 중심으로 회전되어야 한다. 그러므로 상기 슬롯(231)은 곡률 중심이 힌지축(221)과 일치하는 호 형상으로 형성된다(도 7).
상기 메인프레임(22)의 각도가 고정된 상태에서는 고정볼트(24)를 조여 회전지지구(23)를 지주(21)에 밀착 고정되도록 함으로써 회전지지구(23)가 회전하지 않도록 고정한다.
반대로 상기 메인프레임(22)의 각도를 변경하고자 하는 경우에는 고정볼트(24)에 체결된 너트를 약간만 풀어 회전지지구(23)를 회전시킨 후 다시 고정볼트(24)를 조여 고정한다.
종래 도 1에 도시된 지지바에 의한 각도 조절 장치는 메인프레임(42)과 한 쌍의 지지바(43)로 구성되는 3개의 부재가 삼각형 형상으로 결합된다. 이에 지지바(43)가 지주(41)와 결합되는 거리, 즉 삼각형의 변의 길이를 조절함으로써 메인프레임(42)이 회전하도록 구성된다. 이에 따라 각도 조절을 위해서는 각 지지바(43)를 지주(41)로부터 해체하여야 하였다.
이와 달리, 본 발명은 메인프레임(22)과 제1, 2지지바(25, 26) 및 회전지지구(23)로 이루어진 4개의 부재가 4각형 형상으로 결합된다. 이에 각 부재가 만나는 지점의 거리는 변화없이 회전지지구(23)가 지주(21)와 고정되는 위치만을 변경하여 메인프레임(22)의 회전이 이루어진다. 즉, 메인프레임(22), 제1, 2지지바(25, 26) 및 회전지지구(23)가 동시에 회전한다. 따라서 각 부재의 결합 지점을 해체하지 않고 간단하게 각도 조절 가능하다.
또한, 도 1과 같은 종래 기술은 한 쌍의 지지바(43)가 지주(41)에 힌지 결합되어야 하므로, 지주(41)의 동일면에 지지바(43)를 결합할 수 없고 지주(41)의 양측에 결합할 수밖에 없다. 이에 따라 메인프레임(42)과 지주(41)의 폭을 동일하게 구성해야 하는 한계가 있다.
이와 달리, 본 발명은 제1, 2지지바(25, 26)가 지주(21)에 직접 고정되는 것이 아니라 회전지지구(23)에 고정된다. 그리고 상기 회전지지구(23)가 지주(21)의 일측면에 고정되므로, 메인프레임(22)과 지주(21)의 단면을 자유롭게 선택 가능하다.
도 8은 메인프레임(22)의 회전 상태를 도시하는 도면으로, 도 8의 (a)와 (b)에는 각각 메인프레임(22)의 경사각이 증가된 상태와 감소된 상태가 도시된다.
도 6 등에 도시된 바와 같이, 상기 회전지지구(23)의 슬롯(231) 주변에는 보강리브(232)가 돌출 형성될 수 있다.
상기 슬롯(231)은 좌우로 길이가 길게 형성된 장공으로, 회전지지구(23)의 단면 손실부를 이룬다. 이에 상기 제1, 2지지바(25, 26)에 의해 회전지지구(23)에 하중이 전달될 때, 고정볼트(24) 주변에서 응력 집중 발생시 슬롯(231) 주변의 변형 가능성이 있다.
따라서 상기 고정볼트(24)와 회전지지구(23) 간 응력 전달을 안정적이고 원활하게 할 수 있도록 슬롯(231) 주변에 보강리브(232)를 돌출 형성할 수 있다.
도 9는 와셔부재의 실시예를 도시하는 사시도이고, 도 10은 와셔부재의 결합 상태를 도시하는 도면이다.
도 9, 도 10 등에 도시된 바와 같이, 상기 고정볼트(24)의 헤드부(241) 또는 고정볼트(24)에 체결되는 너트와 보강리브(232) 사이에는 고정볼트(24)가 관통 결합되는 와셔부재(27)가 구비될 수 있다.
상기 고정볼트(24)의 지압력을 분산시켜 응력 전달을 원활하게 함으로써 회전지지구(23)를 지주(21)에 견고하게 고정하도록 하기 위해, 고정볼트(24)의 헤드부(241) 또는 고정볼트(24)에 체결되는 너트와 회전지지구(23)의 보강리브(232) 사이에는 고정볼트(24)가 관통 결합되는 와셔부재(27)가 구비될 수 있다.
상기 고정볼트(24)에 체결되는 너트가 와셔부재(27) 측에 위치하는 경우, 와셔부재(27)는 너트의 풀림을 방지한다.
도 11은 와셔부재와 보강리브의 결합 관계를 도시하는 단면도이다.
도 9, 도 11 등에 도시된 바와 같이, 상기 와셔부재(27)의 일측면의 상하부에는 상기 슬롯(231) 상하부의 보강리브(232) 외측에 걸려 지지되는 걸림부(271)가 각각 돌출 형성될 수 있다.
상기 제1, 2지지바(25, 26)에 압축력이 작용하여 제1, 2지지바(25, 26)가 회전지지구(23)를 하향으로 가압하면, 회전지지구(23)의 슬롯(231) 상부 부분이 고정볼트(24)를 가압하게 된다. 이에 회전지지구(23)의 슬롯(231) 상부 부분만 응력을 분담하게 된다.
역으로 제1, 2지지바(25, 26)에 인장력이 작용하는 경우에는 회전지지구(23)의 슬롯(231) 하부 부분만 응력을 분담하게 된다.
즉, 상기 회전지지구(23)의 슬롯(231)은 좌우로 길이가 길게 형성되므로, 회전지지구(23) 전체가 동시에 응력을 분담하지 못하여 응력 지지를 위해서는 회전지지구(23)의 크기를 크게 해야 한다.
그러므로 상기 제1, 2지지바(25, 26)의 하중에 대해 회전지지구(23)의 전체 면적이 응력을 분담할 수 있도록 와셔부재(27)의 일측면에 슬롯(231) 상부의 보강리브(232) 상부와 슬롯(231) 하부의 보강리브(232) 하부에 각각 걸려 지지되도록 걸림부(271)를 돌출 형성할 수 있다.
다시 말하면, 상기 와셔부재(27)의 상하부에 걸림부(271)를 돌출 형성하여 전체적으로 와셔부재(27)를 ㄷ자 형상으로 형성함으로써, 상하부 보강리브(232)를 감싸 회전지지구(23)의 슬롯(231) 상하부 부분을 일체화할 수 있다.
이에 따라 고력볼트 또는 제1, 2지지바(25, 26)의 상부 가압 또는 하부 가압에 대해 회전지지구(23)의 전체 면적이 응력을 지지 가능하다.
도 9, 도 11 등에 도시된 바와 같이, 상기 와셔부재(27)의 타측면에는 고정볼트(24)의 헤드부(241) 또는 고정볼트(24)에 체결되는 너트의 회전을 방지하는 스토퍼(272)가 돌출 형성될 수 있다.
일측에서 고정볼트(24)를 풀거나 조일 수 있도록 고정볼트(24)의 헤드부(241) 또는 고정볼트(24)에 체결되는 너트를 고정하여 헛돌지 않게 하는 스토퍼(272)를 와셔부재(27)의 타측면에 돌출 형성 가능하다.
상기 스토퍼(272)에 의하여 고정볼트(24)를 풀거나 조이는 작업을 용이하게 할 수 있으므로, 작업 속도를 단축할 수 있다.
1: 태양광 패널
2: 태양광 패널 지지구
21: 지주
22: 메인프레임
221: 힌지축
23: 회전지지구
231: 슬롯
232: 보강리브
24: 고정볼트
241: 헤드부
25: 제1지지바
26: 제2지지바
27: 와셔부재
271: 걸림부
272: 스토퍼
28: 펄린

Claims (5)

  1. 지반에 설치되는 지주(21);
    상기 지주(21)의 상단에 구비되는 힌지축(221)에 회전 가능하게 결합되는 메인프레임(22);
    곡률 중심이 상기 힌지축(221)과 일치하는 호 형상으로 형성된 슬롯(231)이 구비되고, 상기 슬롯(231) 주변에 보강리브(232)가 돌출 형성되는 회전지지구(23);
    상기 회전지지구(23)의 슬롯(231)에 관통 결합되어 지주(21)의 중간에 결합되는 것으로 회전지지구(23)의 회전 각도를 고정하는 고정볼트(24);
    일단은 회전지지구(23)의 전방에 결합되고, 타단은 메인프레임(22)의 힌지축(221) 전방에 결합되는 제1지지바(25);
    일단은 회전지지구(23)의 후방에 결합되고, 타단은 메인프레임(22)의 힌지축(221) 후방에 결합되는 제2지지바(26); 및
    상기 고정볼트(24)의 헤드부(241) 또는 고정볼트(24)에 체결되는 너트와 보강리브(232) 사이에 구비되어 고정볼트(24)가 관통 결합되는 것으로, 일측면의 상하부에 상기 슬롯(231) 상하부의 보강리브(232) 외측에 걸려 지지되는 걸림부(271)가 각각 돌출 형성되는 와셔부재(27); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 와셔부재(27)의 타측면에는 고정볼트(24)의 헤드부(241) 또는 고정볼트(24)에 체결되는 너트의 회전을 방지하는 스토퍼(272)가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구.
KR1020200084209A 2020-07-08 2020-07-08 각도 조절이 가능한 태양광 패널 지지구 KR102237530B1 (ko)

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