KR102283693B1 - 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 해상에서 부유한 상태로 태양광 발전할 수 있는 해상 구조물에 있어서, 연결부로 베이스 프레임을 횡방향 혹은 종방향으로 복수 개 상호 연결될 수 있게 됨으로써, 상기 태양광 패널에서 전기를 수득하는 효율을 증가시킬 수 있는 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈에 관한 것이다.

Description

알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈 {Floating solar photovoltaic power generation module having aluminum structure}

본 발명은 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해상에서 부유한 상태에서 태양광으로 전기를 수득할 수 있는 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈에 관한 것이다.

지구 온난화 및 환경오염이 심화되고 있는 가운데, 친환경 에너지를 이용하여 전기를 수득할 수 있도록 하는 친환경 발전시설의 개발에 많은 연구가 이루어지고 있다.

보다 구체적으로는 태양광 발전, 풍력 발전, 지열 발전 등으로부터 소량의 전기를 수득하는 수준을 넘어서서 종래의 발전시설이 생산하던 전기를 대체할 수 있도록 하는 방향으로 연구가 이루어지고 있다.

그중에서도 태양광 발전은 광기전 효과(photovolaic effect)를 이용하여, 태양으로부터 오는 빛을 전기 에너지로 바꾸어 주는 발전 방법을 지칭하며, 태양광 발전은 최근에 널리 보급되고 있다.

다만, 이러한 태양광 발전은 대규모로 설치해야 하는 단점이 있으며, 이를 위해서는 넓은 평지가 필요하다는 문제점이 있다.

따라서, 발전 부지를 확보하기 위하여 해상에서 설치할 수 있는 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈을 제안한다.

한편, 대한민국등록특허 제10-1775635호에는 “부유식 태양광 발전 시스템” 에 관한 기술이 공개된 바 있다.

대한민국등록특허 제10-1775635호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 해상에서 부유한 상태로 태양광 발전할 수 있는 해상 구조물에 있어서, 연결부로 베이스 프레임을 횡방향 혹은 종방향으로 복수 개 상호 연결될 수 있게 됨으로써, 상기 태양광 패널에서 전기를 수득하는 효율을 증가시킬 수 있는 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈은 사람이 지나다닐 수 있도록 형성되는 베이스 프레임, 상기 베이스 프레임의 하부로 돌출되는 부력재, 상기 베이스 프레임의 상부에 설치되는 복수 개의 지지대, 상기 복수 개의 지지대에 연결되는 거치대 및 태양광을 전력으로 변환할 수 있도록 상기 거치대에 설치되는 태양광 패널를 포함하고, 상기 베이스 프레임은, 상기 베이스 프레임의 측면에 복수 개로 구비되는 연결부를 포함하고, 상기 연결부로 인하여, 상기 베이스 프레임은 횡방향 혹은 종방향으로 복수 개 상호 연결될 수 있게 됨으로써, 상기 태양광 패널에서 전기를 수득하는 효율을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 프레임, 부력재, 지지대 및 거치대는, 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 베이스 프레임, 부력재 및 지지대는, 상기 베이스 프레임, 부력재 및 지지대의 틈사이로 해수가 유입되어 부식 및 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 일체형 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 프레임은, 상기 태양광을 반사할 수 있는 반사식 페인트가 도포됨으로써, 상기 태양광 패널의 양면에서 상기 태양광으로 전력을 변환할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 거치대는, 상기 지지대에 반원으로 회전할 수 있도록 연결됨으로써, 계절마다 상이한 태양의 위치에 따라 상기 태양광 패널의 각도가 조절될 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 프레임의 해상 위치를 고정하기 위해 상기 베이스 프레임의 하부와 연결되는 싱커를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈은 베이스 프레임을 복수 개로 상호 연결함으로써, 태양광 패널로 전기를 수득하는 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 베이스 프레임, 부력재, 지지대 및 거치대가 알루미늄 재질로 형성되어, 충격과 부식에 강하다는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 베이스 프레임, 부력재, 지지대는 일체형 구조로 형성됨으로써, 틈사이로 해수가 유입되지 않아 부식 및 변형이 발생하지 않는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 베이스 프레임은 반사식 페인트를 도포함으로써, 태양광 패널의 양면으로 전력을 변환할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈의 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈이 복수 개로 상호 연결된 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈의 연결부로 베이스 프레임이 연결된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈의 거치대를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈이 복수 개로 상호 연결된 상태에서 프레임 연결판이 설치된 모습을 나타내는 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함” 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈의 전체 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈이 복수 개로 상호 연결된 모습을 나타내는 도면, 도 3은 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈의 연결부로 베이스 프레임이 연결된 모습을 나타낸 도면, 도 4는 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈의 거치대를 나타낸 도면, 도 5는 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈이 복수 개로 상호 연결된 상태에서 프레임 연결판이 설치된 모습을 나타내는 도면이다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈(10)를 상세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면 본 발명에 따른 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈(10)는 해상에서 부유한 상태로 태양광 발전할 수 있는 해상 구조물로서, 사람이 지나다닐 수 있도록 형성되는 베이스 프레임(100), 상기 베이스 프레임(100)의 하부로 돌출되는 부력재(200), 상기 베이스 프레임(100)의 상부에 설치되는 복수 개의 지지대(300), 상기 복수 개의 지지대(300)에 연결되는 거치대(400) 및 태양광을 전력으로 변환할 수 있도록 상기 거치대(400)에 설치되는 태양광 패널(500)을 포함한다.

먼저, 사람이 지나다닐 수 있도록 형성되는 베이스 프레임(100)이 마련된다. 상기 베이스 프레임(100)은 상기 태양광 발전소 모듈(10)의 본체로 구성되며, 현지 상황과 지형에 맞게 다양한 크기와 형태로 제작될 수 있다. 그리고, 상기 베이스 프레임(100)은 알루미늄 재질로 형성될 수 있어, 충격과 부식에 강하다. 또한, 상기 베이스 프레임(100)은 후술할 부력재(200) 및 지지대(300)와 일체형 구조로 형성된다. 즉, 상기 베이스 프레임(100)은 후술할 부력재(200) 및 지지대(300)와 용접으로 접합되므로, 서로 분리되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 프레임(100)은 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 베이스 프레임(100), 부력재(200) 및 지지대(300)의 틈사이로 해수가 유입되어 부식 및 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 베이스 프레임(100)은 태양광을 반사할 수 있는 반사식 페인트로 도포될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 베이스 프레임(100)의 바닥면에 상기 반사식 페인트가 도포될 수 있고, 상기 태양광이 상기 베이스 프레임(100)로부터 반사되면서 후술할 태양광 패널(500)로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 베이스 프레임(100)은 후술할 태양광 패널(500)의 전후 양면에 상기 태양광을 전달할 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 2를 참조하면 상기 베이스 프레임(100)은 상기 베이스 프레임(100)의 측면에 복수 개로 구비되는 연결부(110)를 포함한다. 상기 연결부(110)는 상기 베이스 프레임(100)의 측면을 둘러서 일정간격으로 복수 개로 구비되며, ‘ㄱ’ 자형과 ‘ㄴ’ 자형으로 나뉠 수 있다. 또한, 상기 연결부(110)는 일측에 원형의 연결홀(111)이 형성된다. 즉, 상기 연결부(110)는 ‘ㄱ’ 자형의 상기 연결부(110)와 ‘ㄴ’ 자형의 상기 연결부(110)가 결합될 수 있고, 상기 연결홀(111)이 겹치게 된 상태에서 별도로 구비되는 고정장치(도면 미도시)로 상기 베이스 프레임(100)을 서로 고정될 수 있도록 한다.

따라서, 도 3를 참조하면 상기 연결부(110)는 상기 베이스 프레임(100)을 횡방향 및 종방향으로 복수 개 상호 연결될 수 있게 한다. 다시 말하면, 상기 연결부(110)는 상기 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈(10)을 복수 개로 상호 연결할 수 있는 것이다. 따라서, 상기 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈(10)이 상호 연결됨으로써, 후술할 태양광 패널(500)에서 전기를 수득하는 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

다음으로, 상기 베이스 프레임(100)의 하부로 돌출되는 부력재(200)가 마련된다. 상기 부력재(200)는 상기 베이스 프레임(100)을 해수면에 부유시키기 위한 부력을 제공한다. 상기 부력재(200)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있어, 충격과 부식이 강하다. 또한, 상기 부력재(200)는 사각형의 모양으로 형성될 수 있으며, 크기와 형태는 상기 베이스 프레임(100)을 부유시킬 수 있는 부력에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

다음으로, 상기 베이스 프레임(100)의 상부에 설치되는 복수 개의 지지대(300)가 마련된다. 상기 지지대(300)는 후술할 거치대(400)의 양단부를 연결할 수 있도록 복수 개로 구비된다. 상기 지지대(300)는 알루미늄 재질로 형성되어, 충격 및 부식에 강하다. 상기 지지대(300)는 하부는 사각형의 모양으로 형성되고, 상부로 갈수록 완만한 곡선을 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 지지대(300)의 하단 중심부에는 고정홀(310)이 형성되고, 상부에는 연결홀(320)이 형성된다.

상기 고정홀(310)은 후술할 거치대(400)를 상기 지지대(300)에 고정시킬 수 있도록 형성되고, 상기 연결홀(320)은 후술할 거치대(400)를 상기 지지대(300)에 연결될 수 있도록 형성된다.

다음으로, 도 4를 참조하면 상기 복수 개의 지지대(300)에 연결되는 거치대(400)가 마련된다. 상기 거치대(400)는 후술할 태양광 패널(500)이 거치될 수 있도록 복수 개의 구조체가 복합적으로 연결된 형태로 형성된다. 상기 거치대(400)는 알루미늄 재질로 형성되어, 충격 및 부식에 강하다. 상기 거치대(400)는 전체적으로 사각형의 모양으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 거치대(400)는 상기 거치대(400)의 양단부에서 반원 모양으로 돌출되는 각도 조절부(401)를 포함하며, 상기 각도 조절부(410)에는 일정 간격으로 복수 개의 결합홀(410)이 형성된다.

상기 거치대(400)는, 상기 복수 개의 결합홀(410) 중에 어느 하나가 상기 고정홀(310)에 선택적으로 결합되는 방식으로 계절마다 상이한 태양의 위치에 따라 상기 태양광 패널의 각도가 조절되거나 완전히 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 지지대(400)는 상기 복수 개의 결합홀(410) 및 상기 고정홀(310)의 결합으로 인하여 후술할 태양광 패널(500)을 지지할 수 있는 구조적 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.

다음으로, 태양광을 전력으로 변환할 수 있도록 상기 거치대(400)에 설치되는 태양광 패널(500)이 마련된다. 상기 태양광 패널(500)은 태양빛을 이용하여, 직접 전기에너지로 변환시키는 발전 모듈로 구성되며, 상기 거치대(400)에 장착된다. 상기 태양광 패널(500)은 사각형의 모양으로 형성될 수 있고, 상기 거치대(400)의 크기 및 형태에 따라 달리 구성될 수 있다. 또한, 상기 태양광 패널(500)는 양면으로 상기 태양빛을 받아들일 수 있도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 베이스 프레임(100)의 바닥면에서 반사된 상기 태양빛도 받아들일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈(10)은 상기 베이스 프레임(100)의 위치를 고정하기 위해 상기 베이스 프레임의 하부와 연결되는 싱커(600)를 더 포함한다. 상기 싱커(600)는 상기 베이스 프레임(100)을 부력과 흐름에 저항하기 위하여 해저에 설치하는 중량물 구조물로, 연결줄을 포함하는 구성이다. 다시 말하면, 상기 싱커(600)는 해저지반에 위치하여, 무게추와 같은 역할을 하며, 상기 연결줄은 파도로 인한 움직임을 제어하기 위해 상기 베이스 프레임(100)의 하부와 연결된다. 이에 따라, 상기 싱커(600)는 상기 베이스 프레임(100)를 파도에 떠내려가지 않고 지정된 위치에 고정시킬 수 있다.

또한, 도 5를 참조하면 상기 태양광 발전소 모듈(10)은 프레임 연결판(700)을 더 포함한다. 상기 프레임 연결판(700)은 사람의 하중을 지탱할 수 있도록 강성이 높은 재질로 형성된다. 또한, 상기 프레임 연결판(700)은 예를 들면 종방향 및 횡방향으로 일정한 배열을 가지는 그레이팅(Grating)과 같은 플랫폼의 형태로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 프레임 연결판(700)은 상기 연결부(110)의 상부에 위치하되, 상호 연결된 상기 베이스 프레임(100)의 상단부 가장자리에 서로 걸쳐지도록 설치된다. 물론, 상기 프레임 연결판(700)은 상기 베이프 프레임(100)이 연결되는 방향에 따라 횡방향 혹은 종방향으로 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 프레임 연결판(700)은 상기 연결부(110)와 함께 상기 베이스 프레임(100)을 고정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 베이스 프레임(100)의 사이로 사람이 지나다닐 수 있도록 할 수 있다.

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈
100 : 베이스 프레임
110 : 연결부
111 : 연결홀
200 : 부력재
300 : 지지대
310 : 고정홀
320 : 조립홀
400 : 거치대
401 : 각도 조절부
410 : 결합홀
500 : 태양광 패널
600 : 싱커
700 : 프레임 연결판

Claims (5)

1. 해상에서 부유한 상태로 태양광 발전할 수 있는 해상 구조물에 있어서,
   사람이 지나다닐 수 있도록 형성되는 베이스 프레임;
   상기 베이스 프레임의 하부로 돌출되는 부력재;
   상기 베이스 프레임의 상부에 설치되는 복수 개의 지지대;
   상기 복수 개의 지지대에 연결되는 거치대;
   태양광을 전력으로 변환할 수 있도록 상기 거치대에 설치되는 태양광 패널;
   상기 베이스 프레임의 해상 위치를 고정하기 위해 상기 베이스 프레임의 하부와 연결되는 싱커; 및
   상기 베이스 프레임의 상단부 사이로 설치되는 프레임 연결판;을 포함하고,
   상기 지지대는,
   상기 지지대의 하단 중심부에 형성되는 고정홀;을 포함하고,
   상기 거치대는,
   상기 거치대의 양단부에서 반원 모양으로 돌출되는 각도 조절부; 및
   상기 각도 조절부에서 일정 간격으로 형성되는 복수 개의 결합홀;을 포함하고,
   상기 베이스 프레임은,
   상기 베이스 프레임의 측면에 복수 개로 구비되는 연결부;를 포함하고,
   상기 베이스 프레임, 부력재, 지지대 및 거치대는, 알루미늄 재질로 형성되고,
   상기 베이스 프레임, 부력재 및 지지대는,
   상기 베이스 프레임, 부력재 및 지지대의 틈사이로 해수가 유입되어 부식 및 변형이 발생되는 것을 방지할 수 있도록 일체형 구조로 형성되고,
   상기 거치대는, 상기 복수 개의 결합홀 중에 어느 하나가 상기 고정홀에 선택적으로 결합되는 방식으로 계절마다 상이한 태양의 위치에 따라 상기 태양광 패널의 각도가 조절되거나 완전히 고정시킬 수 있고,
   상기 프레임 연결판은, 사람의 하중을 지탱할 수 있도록 강성이 높은 재질로 형성되어, 상기 연결부로 상호 연결된 복수 개의 상기 베이스 프레임 사이로 사람이 지나다닐 수 있고,
   상기 연결부로 인하여, 상기 베이스 프레임은 횡방향 혹은 종방향으로 복수 개 상호 연결될 수 있게 됨으로써, 상기 태양광 패널에서 전기를 수득하는 효율을 증가시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈.
   
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스 프레임은,
   상기 태양광을 반사할 수 있는 반사식 페인트가 도포됨으로써, 상기 태양광 패널의 양면에서 상기 태양광으로 전력을 변환할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 구조를 갖는 부유식 태양광 발전소 모듈.
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