KR102317635B1 - 자연환기 자연구배배수기능의 지붕 건물일체형 태양광발전장치 - Google Patents
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Abstract
지붕에 설치하는 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)로,
상기 지붕 구조물이며 건물구조기둥에 연결된 퍼린 위에 천정데크판넬을 나열하여 천정바닥을 구성하고, 상기 천정데크판넬 위에 단열재를 고정시키고,
상기 지붕에 태양광모듈 설치를 위한 지지대를 고정하기 위한 철재의 Z-bar를 설치하고,
상기 단열재 위에 방수시트를 시공하는 건축작업 위에 태양광모듈을 지붕재로 설치함에 있어서,
우천시 태양광모듈과 모듈사이의 빗물 유입을 처리하기 위해 상하로 좌우로 상하구배메인배수관과 좌우구배서브배수관을 설치하고,
상기 배수관을 고정하고 모듈을 기계적으로 고정시키기 위한 모듈지지대를 구조적으로 고정하기 위하여 Z-bar에 고정하는 지지대고정앵글을 설치하고,
상기 모듈지지대 중앙에 일반태양광모듈을 고정시키기 위한 알루미늄재질의 프로파일를 고정하고,
상기 프로파일상부에 태양광모듈 끝단을 연이어 배치하여 상부에서 모듈 탈부착이 가능한 T자 모양으로 2장의 모듈 끝단을 잡아주는 미들T클램프클립과 1장의 모듈 끝단을 잡아주는 앤드클램프클립으로 고정하고,
상기 지붕의 태양광모듈과 모듈사이로 유입되는 빗물 중 좌우 모듈틈새 빛물의 수평 물흐름에 구배를 주어 자연흐름을 유도하는 좌우구배서브배수관 구성하고, 상하 모듈틈새 빗물은 지붕구배로 상하구배메인배수관을 구성하고,
상기 각각의 상하모듈틈새에 설치된 상하구배메인배수관에 유입된 빗물은 갑자기 과다한 우수유입 외부처리를 위한 오버프로워와 이물질 방지를 위한 스크린이 장착된 지붕처마에 설치된 물받이로 보내지고, 상기 물받이의 빗물은 벽체에 설치된 선홈통을 통해 하수관으로 보내 지붕방수효과를 높이고,
상기 물받이에 연결된 상하구배메인배수관이나 배수관이외의 방수시트와 모듈사이의 공간에서 모듈틈새로 자연환기 통로가 형성되어 모듈에서 발생하는 열을 자연환기로 식혀주게 되어 태양광발전장치의 효율개선 효과를 제공하고, 건축지붕재와 태양광모듈을 일체화 하므로 장소 공간의 절약효과 등 경제적인 특징을 갖는다.
상기 지붕 구조물이며 건물구조기둥에 연결된 퍼린 위에 천정데크판넬을 나열하여 천정바닥을 구성하고, 상기 천정데크판넬 위에 단열재를 고정시키고,
상기 지붕에 태양광모듈 설치를 위한 지지대를 고정하기 위한 철재의 Z-bar를 설치하고,
상기 단열재 위에 방수시트를 시공하는 건축작업 위에 태양광모듈을 지붕재로 설치함에 있어서,
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상기 물받이에 연결된 상하구배메인배수관이나 배수관이외의 방수시트와 모듈사이의 공간에서 모듈틈새로 자연환기 통로가 형성되어 모듈에서 발생하는 열을 자연환기로 식혀주게 되어 태양광발전장치의 효율개선 효과를 제공하고, 건축지붕재와 태양광모듈을 일체화 하므로 장소 공간의 절약효과 등 경제적인 특징을 갖는다.
Description
본 발명은 건물일체형 태양광발전시스템의 지붕에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 지붕에 태양광모듈을 배치함에 있어서 빗물 등에 의한 누수차단을 위한 자연구배의 배수통로와 태양광모듈의 온도상승저하를 위한 자연환기가 가능한 건물일체형태양광발전 지붕구조에 관한 것이다.
태양광발전은 반도체로 만들어진 태양전지(모듈)에 빛 에너지를 조사하여 빛 에너지를 직류 전기로 변환하여 전력을 생산하는 것으로써, 무한정ㆍ무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 들지 않고, 대기오염이나 폐기물 발생이 적으며, 또한 기계적인 진동과 소음이 없고, 수명이 최소 25년 이상으로 길며, 유지보수도 용이한 장점이 있다.
일반적으로 태양광 발전시스템은 빛 에너지를 직류의 전기 에너지로 변환하게 되는 태양광 모듈과, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 인버터와, 태양광 모듈에서 발생된 직류 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속함을 포함하며, 인버터에서 변환된 교류 전원은 별도의 교류 배전반에 의해 전력 계통 시스템으로 보내 구내 또는 수용가에 공급되어 사용된다.
단위 태양전지에서 발생되는 전기 에너지의 량은 매우 작기 때문에 통상적으로는 여러 개의 태양전지군을 모듈로 제작하며, 또한 복 수개의 태양광 모듈을 직렬로 한 그룹으로 어레이를 구성하고 이러한 그룹을 다시 병렬로 연합하여 필요한 전력을 확보하게 된다.
이러한 친환경 신재생에너지인 태양광발전에 핵심자재인 모듈의 설치는 일정한 규모의 구조물과 공간을 필요로 하고, 일반적으로 1KW의 전력 생산을 위한 모듈의 필요면적은 최소 5제곱미터의 공간이 필요하다. 도시지역에서는 공간 확보가 쉽지 않아 건축물의 외벽이나 지붕에 일체형으로 설치하는 사례가 많아지고 있다.
이러한 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)는 건물의 외관에 지장을 주지 않고 건축물의 마감재로 공용하므로 건축비도 일부 절감하는 효과를 거둘 수 있지만 누수문제, 건축구조와 태양광모듈 설치의 조합문제, 경제적인 문제를 해결해야 하는 과제가 있다.
이러한 문제점을 해결하는 지붕의 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)로 지붕구조물 퍼린(800)에 천정데크판넬(700)을 설치하고, 그 위에 외기온도 차단효과를 높이는 단열재(600)와 단열재 상이로 상부 태양광모듈 지지대고정을 위한 철재 Z-bar(650)를 설치하고, 그 위에 방수시트(500)를 시공한 후 지붕재(150)를 설치하는 것이 일반지붕시공방법인데, 본 고안은 지붕재(150) 설치 전에 태양광모듈(100)과 모듈사이의 우수처리를 위한 상하구배메인배수관(300)과 좌우구배서브배수관(350)을 모듈지지대(250)와 지지대고정앵글(370)을 더불어 설치하고, 모듈지지대(250)위에 PV태양광모듈(100)을 고정된 프로파일(220)에 상부에서 모듈 탈부착이 가능한 미들T클램프클립(200)과 앤드클램프클립(210)으로 고정시킨다. 이로서 태양광모듈(100)과 모듈사이의 우수처리를 지붕구배의 상하구배메인배수관(300)과 좌우구배서브배수관(350)으로 유도하고 갑자기 과다한 우수유입 처리를 위한 오버프로워(930)와 이물질 방지를 위한 스크린(920)이 처리된 물받이(900)로 보내고 선홈통(950)을 통해 하수관으로 보내진다. 또한 배수관과 물받이는 배수 통로 외에 자연 환기통로로 이를 통해 모듈사이의 공간으로 자연환기도 이뤄지게 된다.
이와 같이 지붕에 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)를 설치하므로 지붕의 건축적 역할과 무궁한 친환경 신재생에너지인 태양광발전을 동시에 구현하면서 건축적 방수처리, 미관처리와 비싼 강화유리의 BIPV모듈보다 저렴한 일반 PV태양광모듈로 지붕재를 사용한 공사비절감과 지붕공간에 모듈을 설치하므로 별도의 태양광모듈 설치장소 마련비용을 절감할 수 있는 경제적효과를 거둘 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 지붕구조에 태양광모듈 설치시 조화로운 결합으로 건축공학적 문제, 용이하고 완전한 우수처리문제, 모듈 발생열처리로 필요한 자연환기문제 등을 해결하기 위하여 고안된 지붕건물일체형 태양광발전장치를 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
지붕에 설치하는 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)로,
상기 지붕 구조물이며 건물구조기둥에 연결된 C형강 모양의 퍼린(800) 위에 천정데크판넬(700)을 나열하여 천정바닥을 구성하고,
상기 천정데크판넬(700)위에 외부와 실내의 대류, 전도, 복사에 의한 열의 이동을 막아 건물에서 빠져나가는 열 차단효과를 높이는 스티로폼 또는 압출보호판 또는 그라스울 또는 미네랄울 등의 단열재(600)를 고정시키고,
상기 지붕에 태양광모듈 설치를 위한 지지대를 고정하고 단열재를 나누기위한 단열재두께만한 철재의 Z-bar(650)를 설치하고,
상기 단열재 위에 단열재에 수분 침투나 단열재 분산을 막기 위한 수mm 두께의 아스팔트에 PE 표면처리한 제품이나 기타의 방수시트(500)를 시공하고,
상기 장치 설치에 있어서 우천시 태양광모듈(100)과 모듈사이의 빗물 유입을 처리하기 위해 상하로 좌우로 상하구배메인배수관(300)과 좌우구배서브배수관(350)을 설치하고,
상기 배수관을 고정하고 모듈을 기계적으로 고정시키기 위한 모듈지지대(250)를 구조적으로 고정하기 위하여 Z-bar(650)에 고정하는 지지대고정앵글(370)을 설치하고,
상기 모듈지지대(250) 중앙에 일반태양광모듈(100)을 고정시키기 위한 알루미늄재질의 프로파일(220)를 고정하고,
상기 프로파일(220)상부에 태양광모듈(100) 끝단을 연이어 배치하여 상부에서 모듈 탈부착이 가능한 T자 모양으로 2장의 모듈 끝단을 잡아주는 미들T클램프클립(200)과 1장의 모듈 끝단을 잡아주는 앤드클램프클립(210)으로 고정하고,
상기 지붕의 태양광모듈(100)과 모듈사이로 유입되는 빗물 중 좌우 모듈틈새 빛물의 수평 물흐름에 구배를 주어 자연흐름을 유도하는 좌우구배서브배수관(350) 구성하고, 상하 모듈틈새 빗물은 지붕구배로 상하구배메인배수관(300)을 구성하고,
상기 각각의 상하모듈틈새에 설치된 상하구배메인배수관(300)에 유입된 빗물은 갑자기 과다한 우수유입 외부처리를 위한 오버프로워(930)와 이물질 방지를 위한 스크린(920)이 장착된 지붕처마에 설치된 물받이(900)로 보내지고, 상기 물받이(900)의 빗물은 벽체에 설치된 선홈통(950)을 통해 하수관으로 보내진다.
상기 물받이(900)에 연결된 상하구배메인배수관(300)이나 배수관이외의 방수시트와 모듈사이의 공간에서 모듈틈새로 자연환기 통로가 형성되어 모듈에서 발생하는 열을 자연환기로 식혀주게 된다.
상기와 같이 본 발명은,
지붕에 설치하는 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)로, 모듈 틈새를 통해 건축물로 침입하는 빗물을 상하 좌우배수관으로 유도하여 처리하여 지붕방수효과를 올리고 단열재와 태양광모듈사이의 배수로 및 빈 공간에서 태양광모듈 틈새로 자연환기를 유도하여 모듈 열을 냉각하는 효과를 발휘하여 지붕마감재와 태양광발전장치의 동시구현과 태양광발전장치의 효율개선 효과를 제공한다.
또한 태양광모듈을 상부에서 철거 및 설치가 가능한 구조로 발명되어 유지보수를 용이한 효과를 거둘 수 있다.
도1은 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치를 상부에서 본 평면도(상하 긴방향으로 세로형모듈배치시)
도2는 도1의 경우 측면에서 바라본 측면도
도3은 도1의 경우 단면도의 예
도4는 도1의 경우 측면단면도의 예
도5는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치를 상부에서 본 평면도(상하 짧은방향으로 가로형모듈 배치시)
도6은 도5의 경우 측면에서 바라본 측면도
도7은 도5의 경우 단면도의 예
도8는 도5의 경우 측면단면도의 예
도9는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품체결상세도(AB)
도10는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품체결상세도(CDE)
도11는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 모듈지지대상세도
도12는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품상세도
도13은 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 구성결선도
도2는 도1의 경우 측면에서 바라본 측면도
도3은 도1의 경우 단면도의 예
도4는 도1의 경우 측면단면도의 예
도5는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치를 상부에서 본 평면도(상하 짧은방향으로 가로형모듈 배치시)
도6은 도5의 경우 측면에서 바라본 측면도
도7은 도5의 경우 단면도의 예
도8는 도5의 경우 측면단면도의 예
도9는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품체결상세도(AB)
도10는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품체결상세도(CDE)
도11는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 모듈지지대상세도
도12는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품상세도
도13은 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 구성결선도
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
아울러, 본 발명의 실시 예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본명세서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치를 상부에서 본 평면도로 대략 가로:세로의 비가 1:2, 1:1.6로 대량생산되는 규격품인 PV태양광모듈(100)을, 도면 상부는 지붕 용마루인 높은 위치에서 아래는 지붕의 낮은 위치로 상하로 긴방향 세로형으로 모듈 4장을 배치한 경우의 평면도로 각태양광모듈(100) 좌우 알미늄 테두리의 상하방향으로 1/4지점과 3/4지점에, 한 태양광모듈(100)에 4군데씩 미들T클램프클립(200)과, 일반지붕(150)과 태양광모듈(100)이 연결되는 끝단은 앤드클램프클립(210)로 모듈지지대(250)에 고정 시킨다.
이때 좌우 모듈사이로 클램프클립이 지나가게 되어 15mm∼30mm의 간격이 생기게 되어 비가 오면 빗물이 아래로 흐르게 되어 모듈지지대(250)가 배치된 상하로 지붕기울기로 설치하는 배수구인 상하구배메인배수관(300)과 상하 모듈사이의 미소 간격으로 유입되는 빗물도 상하구배메인배수관(300)으로 약한 경사를 주어 물흐름을 유도하는 좌우구배서브배수관(350)으로 구성한다.
도2는 도1의 일실시 예를 측면에서 바라본 측면도로 우측의 높은 위치인 상에서 낮은 위치인 좌측 하로 구성된 지붕일체형으로 도1의 태양광모듈(100)을 배치한 건물일체형태양광발전장치로서 지붕 구조물이며 건물구조기둥에 연결된 C형강 모양의 퍼린(800) 위에 천정데크판넬(700)을 나열하여 천정바닥을 구성하고, 상기 천정데크판넬(700)위에 외부와 실내의 대류, 전도, 복사에 의한 열의 이동을 막아 건물에서 빠져나가는 열 차단효과를 높이는 스티로폼 또는 압출보호판 또는 그라스울 또는 미네랄울 등의 단열재(600)를 고정시키고, 상기 지붕에 태양광모듈(100) 설치를 위한 지지대를 고정하고 단열재 고정을 위한 단열재두께만한 철재의 Z-bar(650)를 복수로 설치하고,
상기 단열재 위에 단열재에 수분 침투나 단열재 분산을 막기 위한 수mm 두께의 아스팔트에 PE 표면처리한 제품이나 기타 재료의 방수시트(500)를 포설하고,
상기 장치 설치에 있어서 우천시 태양광모듈(100)과 모듈사이의 빗물 유입을 처리하기 위해 상하로 좌우로 상하구배메인배수관(300)과 좌우구배서브배수관(350)을 설치하고,
상기 배수관을 고정하고 모듈을 기계적으로 고정시키기 위한 모듈지지대(250)를 구조적으로 고정하기 위하여 Z-bar(650)에 고정하는 지지대고정앵글(370)을 설치하고,
상기 모듈지지대(250) 중앙에 일반태양광모듈(100)을 고정시키기 위한 알루미늄재질의 프로파일(220)를 고정하고,
상기 프로파일(220)상부에 태양광모듈(100) 끝단을 연이어 배치하여 상부에서 모듈 탈부착이 가능한 T자 모양으로 2장의 모듈 끝단을 잡아주는 미들T클램프클립(200)과 1장의 모듈 끝단을 잡아주는 앤드클램프클립(210)으로 고정하고,
상기 지붕의 태양광모듈(100)과 모듈사이로 유입되는 빗물 중 좌우 모듈틈새 빛물의 수평 물흐름에 구배를 주어 자연흐름을 유도하는 좌우구배서브배수관(350) 구성하고, 상하 모듈틈새 빗물은 지붕구배인 상하구배메인배수관(300)을 구성하고,
상기 각각의 상하모듈틈새에 설치된 상하구배메인배수관(300)에 유입된 빗물은 갑자기 과다한 빗물유입시 외부처리를 위한 오버프로워(930)와 이물질 방지를 위한 스크린(920)이 장착된 지붕처마에 설치된 물받이(900)로 보내지고, 상기 물받이(900)의 빗물은 벽체에 설치된 선홈통(950)을 통해 하수관으로 보내진다.
상기 물받이(900)에 연결된 상하구배메인배수관(300)이나 배수관이외의 방수시트와 모듈사이의 공간에서 모듈틈새로 자연환기 통로가 형성되어 모듈에서 발생하는 열을 자연환기로 식혀주게 된다.
도3은 도1의 경우 단면도의 예로서 단면 A-A의 경우는 상기 Z-bar(650)에 고정된 지지대고정앵글(370)에 모듈지지대(250)를 설치하고 모듈지지대(250)안에 상하구배메인배수관(300) 배치하고, 상기 모듈지지대(250) 중앙에 PV태양광모듈(100)을 고정시키기 위한 알루미늄재질의 프로파일(220)를 고정하고, 상기 프로파일(220)상부에 태양광모듈(100) 끝단을 연이어 배치하여 상부에서 모듈 탈부착이 가능한 T자 모양으로 2장의 모듈 끝단을 잡아주는 미들T클램프클립(200)과 1장의 모듈 끝단을 잡아주는 앤드클램프클립(210)으로 고정하는 도시이다.
단면 B-B의 경우는 상기 지붕 태양광모듈(100)의 상하 모듈사이의 미소 간격으로 유입되는 빗물을 상하구배메인배수관(300)으로 양쪽 위치차로 약한 경사를 주어 물흐름을 유도하는 좌우구배서브배수관(350)으로 구성한 단면도이다.
도4는 도1의 경우 측면단면도의 예로서 위쪽 그림은 단면 C-C로
상기 태양광모듈(100)과 모듈사이의 빗물 유입을 처리하기 위해 상하로 좌우로 상하구배메인배수관(300)과 좌우구배서브배수관(350)을 설치하고,
상기 모듈지지대(250)에 일반태양광모듈(100)을 고정시고 좌우구배서브배수관(350)과 상하구배메인배수관(300)을 구성한 단면도이고 아래그림은 도3의 단면 A-A와 B-B를 겹친 도면으로 이해를 돕기 위한 단면도이다.
도5은 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치를 상부에서 본 평면도로 보통 가로:세로의 비가 1:2, 1:1.6인 PV태양광모듈(100)을 도면 상단이 지붕용마루인 높은 위치에서 아래는 지붕의 낮은 위치로 상하로 짧은방향 가로형으로 모듈 4장을 배치한 경우의 평면도로 각태양광모듈(100) 좌우 알미늄 테두리의 상하방향으로 대략 1/6지점과 5/6지점에, 한 태양광모듈(100)에 4군데씩 미들T클램프클립(200)과, 일반지붕(150)과 태양광모듈(100)이 연결되는 끝단은 앤드클램프클립(210)로 모듈지지대(250)에 고정 시킨다.
이때 좌우 모듈사이로 클램프클립이 지나가게 되어 15mm∼30mm의 간격이 생기게 되어 비가 오면 빗물이 아래로 흐르게 되어 모듈지지대(250)가 배치된 상하로 지붕기울기로 설치하는 배수구인 상하구배메인배수관(300)과 상하 모듈사이의 미소 간격으로 유입되는 빗물도 상하구배메인배수관(300)으로 약한 경사를 주어 물흐름을 유도하는 좌우구배서브배수관(350)으로 구성한다. 이때 모듈지지대(250)는 세로형배치때보다 크기가 크며 2개의 클램프클립(200)을 배치하고 가운데부분으로는 상하구배메인배수관(300)가 지나가며 좌우구배서브배수관(350)도 연결되게 된다.
도6는 도5의 일실시 예를 측면에서 바라본 측면도로 우측의 높은 위치인 상에서 낮은 위치인 좌측 하로 구성된 지붕일체형으로 도5의 태양광모듈(100)을 배치한 건물일체형태양광발전장치로서 지붕 구조물이며 건물구조기둥에 연결된 C형강 모양의 퍼린(800) 위에 천정데크판넬(700)을 나열하여 천정바닥을 구성하고, 상기 천정데크판넬(700)위에 외부와 실내의 대류, 전도, 복사에 의한 열의 이동을 막아 건물에서 빠져나가는 열 차단효과를 높이는 스티로폼 또는 압출보호판 또는 그라스울 또는 미네랄울 등의 단열재(600)를 고정시키고, 상기 지붕에 태양광모듈(100) 설치를 위한 지지대를 고정하고 단열재 고정을 위한 단열재두께만한 철재의 Z-bar(650)를 군데 군데 설치하고,
상기 단열재 위에 단열재에 수분 침투나 단열재 분산을 막기 위한 수mm 두께의 아스팔트에 PE 표면처리한 제품이나 기타 재료의 방수시트(500)를 포설하고,
상기 장치 설치에 있어서 우천시 태양광모듈(100)과 모듈사이의 빗물 유입을 처리하기 위해 상하로 좌우로 상하구배메인배수관(300)과 좌우구배서브배수관(350)을 설치하고,
상기 배수관을 고정하고 모듈을 기계적으로 고정시키기 위한 모듈지지대(250)를 구조적으로 고정하기 위하여 Z-bar(650)에 고정하는 지지대고정앵글(370)을 설치하고,
상기 모듈지지대(250) 중앙에 일반태양광모듈(100)을 고정시키기 위한 알루미늄재질의 프로파일(220)를 고정하고,
상기 프로파일(220)상부에 태양광모듈(100) 끝단을 연이어 배치하여 상부에서 모듈 탈부착이 가능한 T자 모양으로 2장의 모듈 끝단을 잡아주는 미들T클램프클립(200)과 1장의 모듈 끝단을 잡아주는 앤드클램프클립(210)으로 고정하고,
상기 지붕의 태양광모듈(100)과 모듈사이로 유입되는 빗물 중 좌우 모듈틈새 빛물의 수평 물흐름에 구배를 주어 자연흐름을 유도하는 좌우구배서브배수관(350) 구성하고, 상하 모듈틈새 빗물은 지붕구배인 상하구배메인배수관(300)을 구성하고,
상기 각각의 상하모듈틈새에 설치된 상하구배메인배수관(300)에 유입된 빗물은 갑자기 과다한 빗물유입시 외부처리를 위한 오버프로워(930)와 이물질 방지를 위한 스크린(920)이 장착된 지붕처마에 설치된 물받이(900)로 보내지고, 상기 물받이(900)의 빗물은 벽체에 설치된 선홈통(950)을 통해 하수관으로 보내진다.
상기 물받이(900)에 연결된 상하구배메인배수관(300)이나 배수관이외의 방수시트와 모듈사이의 공간에서 모듈틈새로 자연환기 통로가 형성되어 모듈에서 발생하는 열을 자연환기로 식혀주게 된다.
도7은 도5의 경우 단면도의 예로서 단면 A-A의 경우는 상기 Z-bar(650)에 고정된 지지대고정앵글(370)에 모듈지지대(250)를 설치하고 모듈지지대(250)안에 상하구배메인배수관(300) 배치하고, 상기 모듈지지대(250) 중앙에 PV태양광모듈(100)을 고정시키기 위한 알루미늄재질의 프로파일(220)를 고정하고, 상기 프로파일(220)상부에 태양광모듈(100) 끝단을 연이어 배치하여 상부에서 모듈 탈부착이 가능한 T자 모양으로 2장의 모듈 끝단을 잡아주는 미들T클램프클립(200)과 1장의 모듈 끝단을 잡아주는 앤드클램프클립(210)으로 고정하는 도시이다.
단면 B-B의 경우는 상기 지붕 태양광모듈(100)의 상하 모듈사이의 미소 간격으로 유입되는 빗물을 상하구배메인배수관(300)으로 양쪽 위치차로 약한 경사를 주어 물흐름을 유도하는 좌우구배서브배수관(350)으로 구성한 단면도이다.
도8는 도5의 경우 측면단면도의 예로서 위쪽 그림은 단면 C-C로
상기 태양광모듈(100)과 모듈사이의 빗물 유입을 처리하기 위해 상하로 좌우로 상하구배메인배수관(300)과 좌우구배서브배수관(350)을 설치하고,
상기 모듈지지대(250)에 일반태양광모듈(100)을 고정시고 좌우구배서브배수관(350)과 상하구배메인배수관(300)을 구성한 단면도이고 아래그림은 도3의 단면 A-A와 B-B를 겹친 도면으로 이해를 돕기 위한 단면도이다.
도9는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품체결상세도로 상세도 A는
상기 Z-bar(650)에 고정된 지지대고정앵글(370)과 모듈지지대(250)를 지지대고정볼트(380)로 체결하는 상세도이고, 상세도 B는 2개의 양쪽 태양광모듈(100)을 고정시키는 내용으로
모듈지지대(250)에 프로파일고정볼트(230)으로 프로파일(220)을 고정하고 태양광모듈(100)을
상부에서 체결하는 미들T클램프클립(200)으로 고정시키는 상세도이다.
도10는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품체결상세도로서 상세도 C D는
상기 모듈지지대(250) 또는 상하구배메인배수관(300)과 좌우구배서브배수관(350)을 체결하는 상세도로 서브지지대(260)를 이용하여 지지대고정볼트(380)로 고정하고, 상세도 E는
상기 모듈지지대(250)에 태양광모듈(100)를 상하로 연이어 배치시 모듈받침대(270)를 모듈지지대(250)에 지지대고정볼트(380)로 고정하여 모듈이 진동이나 바람에 의한 위치변동을 막아주게 된다.
도11는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 모듈지지대상세도로서 태양광모듈(100) 상하로 길게 세로형으로 배치시 사용하는 모듈지지대(250)와 태양광모듈(100) 상하로 짧게 가로형으로 배치시 사용하는 모듈지지대(250) 상세도이다.
도12는 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 부품상세도로서 상하구배메인배수관(300), 좌우구배서브배수관(350), 좌 우 서브지지대(260), 프로파일(220), 모듈받침대(270), 앤드클램프클립(210), 미들 T 클램프클립(200)의 상세도이다.
도13은 본 발명에 의한 일실시 예에 따른 지붕 건물일체형태양광발전장치의 구성결선도로 건물일체로 시설하는 모듈, 접속함, 인버터, 모니터링으로 구성되어 계통연계 된다.
이상과 같은 예로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 예들에 국한되는 것이 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 발명에 게시된 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : PV태양광모듈 150 : 일반지붕재
200 : 미들 T 클램프클립 210 : 앤드클램프클립
220 : 프로파일 230 : 프로파일 고정볼트
250 : 모듈지지대 260 : 서브지지대
270 : 모듈받침대 300 : 상하구배메인배수관
350 : 좌우구배서브배수관 380 : 지지대 고정볼트
370 : 지지대고정앵글 500 : 방수시트
600 : 단열재 650 : Z-bar
700 : 천정 데크판넬 deck panel 800 : 지붕구조 퍼린
900 : 물받이 920 : 스크린
930 : 오버프로워 950 : 선홈통
200 : 미들 T 클램프클립 210 : 앤드클램프클립
220 : 프로파일 230 : 프로파일 고정볼트
250 : 모듈지지대 260 : 서브지지대
270 : 모듈받침대 300 : 상하구배메인배수관
350 : 좌우구배서브배수관 380 : 지지대 고정볼트
370 : 지지대고정앵글 500 : 방수시트
600 : 단열재 650 : Z-bar
700 : 천정 데크판넬 deck panel 800 : 지붕구조 퍼린
900 : 물받이 920 : 스크린
930 : 오버프로워 950 : 선홈통
Claims (4)
- 건물지붕부분에 태양광발전을 위해 모듈지지대(250)위의 프로파일(220)에 미들T클램프클립(200)와 앤드클램프클립(210)으로 고정 설치되는 태양에너지의 전력생산주체인 복수의 PV태양광모듈(100); 모듈지지대(250)사이에 상하로 배치하고 좌우의 PV태양광모듈(100)과 모듈(100)사이의 빗물 유입 물받이로 처리하기 위해 지붕기울기로 설치되는 철재 또는 프라스틱의 복수 상하구배메인배수관(300);
또한 상하의 태양광모듈(100)과 모듈사이의 빗물 유입을 상하구배메인배수관(300)로 보내기 위해 일정기울기로 배치하여 자연흐름이 가능한 철재 또는 프라스틱의 복수 좌우구배서브배수관(350);을 포함하는
건물일체형 태양광발전지붕에 있어서,
건물구조기둥에 연결된 구조체 퍼린(800)에 태양광모듈(100) 고정을 위해 필요한 철재 복수의 Z-bar(650)를 설치하고, 모듈지지대(250) 설치를 위해 Z-bar(650)에 연결되는 상하로 배치된 복수의 고정철물인 지지대고정앵글(370);
상기 지지대고정앵글(370)에 고정하여 모듈(100) 고정을 위한 받침과 클램프클립(200) 고정과 배수관(300) 정치를 위한 철재 복수의 모듈지지대(250);
상기 모듈지지대(250) 중앙에 위치하여 PV태양광모듈(100)을 고정시키기 위한 받침의 알루미늄재질의 복수 프로파일(220);
상기 프로파일(220)상부에 태양광모듈(100) 테두리를 연이어 배치하여 모듈상부에서 탈부착이 가능한 T자 모양으로 2장의 모듈 끝단을 잡아주는 복수의 미들T클램프클립(200);
상기 프로파일(220)상부에 모듈(100)배열 끝단을 잡아주고 모듈상부에서 탈부착이 가능한 복수의 앤드클램프클립(210);과
접속함, 인버터와 더불어 계통연계로 이뤄져 지붕에서 태양광발전전력을 발생 공급하는 것을 특징으로 하는 지붕의 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV).
- 제1 항에 있어서,
상기 지붕의 태양광모듈(100)과 모듈사이로 유입되는 빗물 중 좌우로 흐르게 되는 모듈틈새 빛물의 물 흐름을 상하구배메인배수관(300)로 보내기위하여 시작과 끝의 고정 높이를 차이를 두어 일정기울기를 주어 구배를 형성하여 자연흐름으로 흐르게 하는 좌우구배서브배수관(350);
좌우구배서브배수관(350)과 상하구배메인배수관(300)로 상기 각각 모듈(100)틈새로 유입되어 형성된 빗물과, 태양광모듈(100)과 일반지붕(150)으로 떨어지는 빗물을 처리하기 위해 지붕처마 끝에 일렬 사각 또는 원형의 일정모양으로 설치한 플라스틱이나 철재의 물받이(900);
상기 물받이(900)의 빗물을 자연스럽게 하수관으로 보내지기 위해 벽체에 상하로 설치되는 선홈통(950);과
상기 태양광모듈(100) 및 지붕의 빗물을 받아내는 물받이(900)로 연결된 상하구배메인배수관(300)이나 방수시트(500)면과 PV태양광모듈(100)사이의 공간에서 각각의 모듈틈새로 형성된 공기통로로 모듈에서 발생하는 열을 자연냉각 효과로 처리하는 자연환기통로를 포함하는 공지의 건물일체형 태양광발전지붕에 있어서,
상기 태양광모듈(100) 및 지붕의 빗물을 받아내는 물받이(900) 상부에 외부의 낙엽 등 오물 유입은 막고 빗물은 자연통과 하는 구조의 스크린(920);
상기 물받이(900)에 폭우 폭설 등 갑자기 과다한 빗물 유입으로 물받이(900)내에 일정수위 이상시, 이외 외부처리를 위한 선홈통과 연결부 물받이의 상부에 위치한 외부 방출구인 오버프로워(930);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕의 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV).
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