KR102333919B1

KR102333919B1 - 건물 일체형 태양광 발전시스템

Info

Publication number: KR102333919B1
Application number: KR1020210071869A
Authority: KR
Inventors: 김현일
Original assignee: 김현일
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2021-06-03
Publication date: 2021-12-02

Abstract

본 발명은 건물의 지붕에 전기를 생산하는 태양광패널(SP)을 일체로 설치시키는 태양광발전부(1)와, 건물의 벽체에 매립되고 상기 태양광패널(SP)의 발전전력을 수전하여 제어 및 송전하는 단자함(2)과, 상기 단자함(2)과 연결되어 생산된 전력을 한전계통(4) 연결하여 판매하거나 잉여전력을 저장하는 배터리(3)를 포함하여 이루어지는 건물 일체형 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 상기 태양광발전부(1)는, 건물벽체에 설치되는 중도리의 상단에 가로방향으로 중첩 배열되고, 서로 중첩되는 부위마다 거멀접이(11)로 연속 결합되는 금속지붕패널(10); 상기 거멀접이(11)의 양측을 감싸지게 장착되고, 상기 금속지붕패널(10)부터 태양광패널(SP)을 소정 높이로 이격되게 받쳐주는 지지부재(20); 상기 지지부재(20)의 상단에 배치되고, 상기 태양광패널(SP)의 상단 테두리를 지지부재(20)를 향해 압박시켜 고정하는 고정부재(30); 상기 지지부재(20)의 상단에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되고, 상기 지지부재(20)와 고정부재(30)를 볼트로 고정되게 연결하는 연결블록(40);으로 구성된 것을 특징한다.

Description

건물 일체형 태양광 발전시스템{Building Integrated Photovoltaic System}

본 발명은 건물 일체형 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전반적으로 콤팩트한 구조를 채택하여 저렴한 가격으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 신속 간편한 조립으로 인해 설치에 소요되는 공수를 대폭 절감할 수 있고, 지붕을 훼손시키지 않으면서도 긴밀하고 강도 높은 결합구조로 개선하고 내진 단자함을 구비함으로써, 우수한 방수성은 물론 지진에도 안전성을 보장할 수 있는 건물 일체형 태양광 발전시스템에 관한 것이다.

건물 일체형 태양광 발전시스템(BIPV)은 외벽면, 창호, 지붕 등 건물 외관에 태양광패널을 설치해서 생산된 전력을 건물에 바로 사용하고, 사용하고 남은 잉여전력을 한전에 판매하도록 하는 기술이다.

이러한 건물 일체형 태양광 발전시스템은 건물을 활용하기 때문에 따로 부지를 만들 필요가 없어 비용절감이라는 장점이 있다.

그리고 햇빛 차단 효과가 뛰어나 고층빌딩 등의 강화유리를 대체할 수도 있고, 건물과 태양광패널이 일체화되어 깔끔한 디자인을 구현해준다.

한편, 공장이나 창고, 강당, 체육관 등의 건물은 넓은 실내공간을 확보하기 위해 기둥의 수를 최소화되게 구축된다.

즉, 이러한 건물의 지붕은 경량으로 시공되어야 하므로 금속판재를 거멀접이방식으로 연속으로 이어붙인 조립식 패널로 이루어진다.

따라서 금속패널 지붕에 태양광 발전시스템을 구축하기 위해서는 비교적 경량화가 요구되는 제약이 있다.

기존에는 금속패널 지붕에 볼트나 나사로 체결하게 되므로 천공된 체결부위에서 비가 새거나 부식이 발생하는 문제가 있었다.

이를 개선하기 위해 아래의 특허문헌과 같이 거멀접이부위에 볼트나 나사로 체결하는 방식을 제안하기도 하였다.

그러나 금속패널들이 이음 연결되는 거멀접이 부위가 훼손됨에 따라 전반적인 지붕의 내구성을 저하시키는 문제가 있다.

그리고 거멀접이부위가 볼트나 나사로 관통됨으로써, 시간이 경과함에 따라 거멀접이부위가 벌어지게 되어 결국 누수와 부식을 초래하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1662823호 (발명의 명칭: 지붕설치형 태양광 발전장치)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 전반적으로 콤팩트한 구조를 채택하여 저렴한 가격으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 신속 간편한 조립으로 인해 설치에 소요되는 공수를 대폭 절감할 수 있고, 지붕을 훼손시키지 않으면서도 긴밀하고 강도 높은 결합구조로 개선함으로써 우수한 방수는 물론, 내진 단자함을 구비함으로써 지진에도 안전한 건물 일체형 태양광 발전시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명은 건물의 지붕에 전기를 생산하는 태양광패널(SP)을 일체로 설치시키는 태양광발전부와, 건물의 벽체에 매립되고 상기 태양광패널(SP)의 발전전력을 수전하여 제어 및 송전하는 단자함과, 상기 단자함과 연결되어 생산된 전력을 한전계통 연결하여 판매하거나 잉여전력을 저장하는 배터리를 포함하여 이루어지는 건물 일체형 태양광 발전시스템에 있어서, 상기 태양광발전부는, 전기를 생산하는 태양광패널(SP); 건물벽체에 설치되는 중도리의 상단에 가로방향으로 중첩 배열되고, 서로 중첩되는 부위마다 거멀접이로 연속 결합되는 금속지붕패널; 상기 거멀접이의 양측을 감싸지게 장착되고, 상기 금속지붕패널부터 상기 태양광패널(SP)을 소정 높이로 이격되게 받쳐주는 지지부재; 상기 지지부재의 상단에 배치되고, 상기 태양광패널(SP)의 상단 테두리를 지지부재를 향해 압박시켜 고정하는 고정부재; 상기 지지부재의 상단에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되고, 상기 지지부재와 고정부재를 볼트로 고정되게 연결하는 연결블록; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 지지부재는, 상기 거멀접이의 일면에 밀착 배치되고, 상기 태양광패널(SP)을 받쳐주며 상단에 연결블록을 수용하는 메인브래킷; 상기 거멀접이의 타면에 밀착 배치되고, 상기 메인브래킷과 볼/너트로 결합되어 거멀접이의 양면을 압박하는 보조브래킷;으로 구성되고, 상기 고정부재는, 상기 태양광패널(SP)이 외부로 노출되는 테두리에 배치되어 압박 고정하는 외부브래킷과, 상기 태양광패널(SP)끼리 마주하는 테두리에 배치되어 압박 고정하는 중간브래킷(;으로 구성된 것을 특징으로 한다.

아울러 상기 단자함은, 상기 건물의 벽체에 매립 설치되고, 전방을 향해 내부가 노출되게 개구 형성되는 외함; 상기 외함의 내부에 장착되고, 상기 외함의 유동에도 서로 간섭되지 않는 작은 부피를 갖는 내함; 상기 내함의 전면에 장착되고, 상기 내함에 수납된 전장품들이 보호되게 내부를 개폐하는 도어; 상기 외함과 내함 사이에 서로 연결 장착되고, 상기 외함으로 전달되는 외력을 흡수하여 내함의 유동을 차단하는 내진유닛; 으로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 내진유닛은, 상기 외함의 내면 중앙에 장착되고, 상기 내함이 내장되게 지지하는 연결대; 상기 연결대의 중앙에 삽입 장착되고, 상기 외/내함이 서로 회전 가능하게 연결을 유도하는 연결허브; 상기 연결대와 연결허브 사이에 개재되고, 상기 연결대와 연결허브가 서로 회전 가능하게 지지하는 베어링; 상기 연결허브의 일면에 장착되고, 상기 연결허브로부터 베어링의 이탈이 차단되게 구속하는 고정덮개; 상기 연결대의 일단에 체결되고, 상기 연결대로부터 베어링의 이탈이 차단되게 구속하는 고정너트; 상기 내함의 외면 중앙에 장착되고, 상기 내함과 연결허브가 동심하게 연결을 유도하는 연결링; 상기 연결허브와 연결링 사이에 중심을 기점으로 방사로 개재되고, 상기 내함으로부터 외함이 다 방향으로 유동되게 연결하는 코일스프링; 상기 연결링의 외측에서 중심을 향해 방사로 체결되고, 상기 코일스프링을 구속하며 탄성을 조절하는 홀더볼트; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

첫째, 본 발명은 전반적으로 콤팩트한 구조를 채택하여 저렴한 가격으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 신속 간편한 조립으로 인해 설치에 소요되는 공수를 대폭 절감할 수 있고, 지붕을 훼손시키지 않으면서도 긴밀하고 강도 높은 결합구조로 개선함으로써, 우수한 방수성과 안전성은 물론 높은 수명을 보장할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 본 발명은 태양광패널들과 전기적으로 연결되어 발전전력을 제어 및 송전하는 단자함을 외함과 내함의 이중구조로 구성하는데 이어 외/내함 사이에 지진으로부터 전달되는 외력을 흡수하여 내함을 보호하는 내진유닛을 구성함으로써, 지진의 여파로 인해 단선, 단락, 쇼트 등으로 인한 각종 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 발전시스템을 전체적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광발전부를 전체적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양광발전부의 주요부를 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광발전부의 주요부를 확대하여 나타내는 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양광발전부의 주요부를 분리하여 나타내는 분해도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양광발전부의 지지부재를 확대하여 나타내는 상세도이다.
도 7은 본 발명에 따른 태양광발전부의 고정부재를 확대하여 나타내는 상세도이다.
도 8은 본 발명에 따른 태양광 발전부의 연결블록을 확대하여 나타내는 상세도이다.
도 9는 본 발명에 따른 단자함을 평면에서 절개하여 전체적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 단자함을 전체적으로 분리하여 나타내는 분해도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명에 따른 단자함의 내진유닛을 확대하여 나타내는 상세도이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 단자함의 내진유닛을 분리하여 나타내는 분해도이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 발명은 건물 일체형 태양광 발전시스템에 관한 것으로, 도 1처럼 건물의 지붕에 전기를 생산하는 태양광패널(SP)을 일체로 설치시키는 태양광발전부(1)와, 건물의 벽체에 매립되고, 상기 태양광패널(SP)과 전기적으로 연결되어 발전전력을 수전하여 제어 및 송전하는 단자함(2)과, 상기 단자함(2)과 연결되어 생산된 전력을 한전계통(4)에 연결하여 판매하거나, 잉여전력을 저장하는 배터리(3)를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 태양광발전부(1)는 도 2 및 도 3처럼 금속지붕패널(10), 지지부재(20), 고정부재(30), 연결블록(40)으로 구성된다.

금속지붕패널(10)은 건물벽체에 설치되는 중도리의 상단에 가로방향으로 중첩 배열된다.

이러한 금속지붕패널(10)들의 일단과 타단은 암수로 서로 맞물리게 상향으로 돌출 절곡되는 거멀접이(11)가 형성된다.

즉, 금속지붕패널(10)의 우측단부에는 암형의 거멀접이(11)가 형성되고, 좌측단부에는 숫형의 거멀접이(11)가 형성된다.

따라서 금속지붕패널(10)들은 거멀접이(11)끼리 암수로 맞물리게 연속 배열시킨 이후 접이장치를 통해 거멀접이(11)들이 하향 내측으로 수회 말려지게 된다.

이때, 금속지붕패널(10)은 중도리의 상단에 설치되는 것으로 도시하였지만, 건물에 따라 중도리(1)와 금속지붕패널(10) 사이에 타공판, 가이드레일, 레벨브래킷, 앵글바, 단열재, 방수시트가 구성될 수 있다.

즉, 금속지붕패널(10)은 중도리에 설치될 수도 있고, 레벨브래킷에 장착된 앵글바에 설치될 수도 있다.

그리고 지지부재(20)는 도 3 및 도 4처럼 거멀접이(11)의 양측을 감싸지게 장착되어 금속지붕패널(10)부터 태양광패널(SP)을 소정 높이로 이격되게 받쳐준다.

이러한 지지부재(20)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 메인브래킷(21)과 보조브래킷(22)으로 구성된다.

메인브래킷(21)은 거멀접이(11)의 좌측면에 밀착 배치되고, 태양광패널(SP)을 받쳐주며 상단에 연결블록(40)을 수용한다.

이러한 메인브래킷(21)은 메인수직편(21a), 메인다리편(21b), 메인지지편(21c), 레일편(21d), 메인고정홀(21e)이 일체로 형성된 구조를 갖는다.

메인수직편(21a)은 소정 길이로 수직하게 돌출된 것으로, 금속지붕패널(10)부터 태양광패널(SP)을 설정 높이로 이격시켜준다.

메인다리편(21b)은 메인수직편(21a)의 하단에 좌측을 향해 수평하게 돌출되어 금속지붕패널(10)부터 메인수직편(21a)을 수직자세로 안정되게 잡아준다.

메인지지편(21c)은 메인수직편(21a)의 상단에 양측을 향해 수평하게 돌출되어 태양광패널(SP)을 받쳐준다.

레일편(21d)은 메인지지편(21c)의 양단에 서로 마주하는 내측을 향해 ㄱ형으로 절곡 돌출되어 연결블록(40)을 슬라이드 이동 가능하게 구속 수용한다.

메인고정홀(21e)은 메인수직편(21a)에 좌우로 수평하게 하나 이상 관통되어 보조브래킷(22)과 볼/너트로 결합되게 해준다.

보조브래킷(22)은 거멀접이(11)의 우측면에 밀착 배치되고, 메인브래킷(21)과 볼/너트로 결합되어 거멀접이(11)의 양면을 압박한다.

이러한 보조브래킷(22)은 보조수직편(22a), 보조다리편(22b), 보조고정돌부(22c), 보조이격편(22d), 보조고정홀(22e)이 일체로 형성된 구조를 갖는다.

보조수직편(22a)은 메인브래킷(21)과 대응하는 높이로 수직하게 돌출되어 좌측에 거멀접이(11)를 수용한다.

보조다리편(22b)은 보조수직편(22a)의 하단에 우측을 향해 수평하게 돌출되어 금속지붕패널(10)부터 보조수직편(22a)을 수직자세로 안정되게 잡아준다.

보조고정돌부(22c)는 보조수직편(22a)의 하단에 좌측을 향해 돌출되어 거멀접이(11)로 인해 우측으로 말려진 돌출부위의 하단에 삽입된다.

이러한 보조고정돌부(22c)는 거멀접이(11)와 긴밀하게 맞물려 금속지붕패널(10)과 평행상태가 유지되게 고정해준다.

보조이격편(22d)은 보조수직편(22a)의 상단에 좌측을 향해 ㄴ형으로 절곡 돌출되어 메인브래킷(21)과 평행하게 밀착되게 해준다.

보조고정홀(22e)은 보조수직편(22a)에 좌우로 수평하게 하나 이상 관통되어 메인브래킷(21)과 볼/너트로 결합되게 해준다.

이어서 고정부재(30)는 도 3 및 도 4처럼 지지부재(20)의 상단에 배치되어 태양광패널(SP)의 상단 테두리를 지지부재(20)를 향해 압박시켜 고정한다.

이러한 고정부재(30)는 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 외부브래킷(31)과 중간브래킷(32)으로 구성된다.

외부브래킷(31)은 태양광패널(SP)이 외부로 노출되는 테두리에 배치되어 압박 고정한다.

이러한 외부브래킷(31)은 도 7a처럼 외부지지편(31a), 외부고정편(31b), 외부걸림편(31c), 외부고정홀(31d)이 일체로 형성된 구조를 갖는다.

외부지지편(31a)은 소정 길이로 수직하게 돌출되어 지지부재(20)의 상단에 거치되게 잡아준다.

외부고정편(31b)은 외부지지편(31a)의 상단에 우측을 향해 수평하게 돌출되어 연결블록(40)과의 결합자리를 마련해준다.

외부걸림편(31c)은 외부고정편(31b)의 일단에 우측을 향해 ㄱ형으로 절곡 돌출되어 태양광패널(SP)의 상단 테두리가 구속되게 감싸준다.

외부고정홀(31d)은 외부고정편(31b)에 상하로 수직하게 관통되어 연결블록(40)과 볼트로 결합되게 해준다.

중간브래킷(32)은 태양광패널(SP)끼리 마주하는 테두리에 배치되어 압박 고정한다.

이러한 중간브래킷(32)은 도 7b처럼 중간고정편(32a), 중간걸림편(32b), 중간고정홀(32c)이 일체로 형성된 구조를 갖는다.

중간고정편(32a)은 소정 폭으로 수평하게 돌출되어 태양광패널(SP)들을 이격시키며 연결블록(40)과의 결합자리를 마련해준다.

중간걸림편(32b)은 중간고정편(31a)의 양단에 서로 반대되는 외측을 향해 ㄱ형으로 절곡 돌출되어 태양광패널(SP)의 상단 테두리가 구속되게 감싸준다.

중간고정홀(32c)은 중간고정편(32a)에 상하로 수직하게 관통되어 연결블록(40)과 볼트로 결합되게 해준다.

마지막으로 연결블록(40)은 도 3 및 도 4처럼 지지부재(20)의 상단에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되어 지지부재(20)와 고정부재(30)를 볼트로 고정되게 연결한다.

이러한 연결블록(40)은 도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이 연결몸체(41), 연결편(42), 나사홀(43)이 일체로 형성된 구조를 갖는다.

연결몸체(41)는 소정 두께와 폭으로 수평하게 돌출되어 지지부재(20)의 상단에 삽입되며 고정부재(30)와의 결합자리를 마련해준다.

연결편(42)은 연결몸체(41)의 양측 하단에 외측을 향해 수평하게 돌출되어 지지부재(20)의 상단에 슬라이드 이동 가능하게 구속해준다.

나사홀(43)은 연결몸체(41)의 중앙에 상하로 수직하게 관통되어 고정부재(30)와 볼트로 체결되게 해준다.

한편, 본 발명에 따른 단자함(2)은 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 외함(51)과 내함(52) 및 도어(53)와 내진유닛(54)으로 이루어진다.

외함(51)은 건물의 벽체에 매립 설치되어 지진으로부터 내함(52)을 보호한다.

이러한 외함(51)은 내함(52)의 부피보다 큰 부피를 가진 상자형태로 형성되되, 내함(52)이 내장되도록 전방이 노출된 상태로 개구 형성된다.

내함(52)은 외함(51)의 내부에 장착되어 각종 전장품들을 수납해주는 것으로, 지진에 의해 유동하는 외함(51)과 서로 간섭되지 않도록 외함(51) 보다 작은 부피를 갖는 상자형태로 형성된다.

이러한 내함(52)의 전면에는 외함(51)의 유동을 유도하는 내부의 빈 공간을 외부로부터 은폐시키는 가림판(52a)이 장착된다.

도어(53)는 내함(52)의 전면에 장착되어 내함(52)의 내부를 개폐시켜 수납된 전장품들을 보호해준다.

이러한 도어(53)는 도 9와 같이 경첩에 장착되는 여닫이방식으로 구성할 수도 있고, 도 10과 같이 레일에 장착되는 미닫이방식으로도 구성할 수가 있다.

내진유닛(54)은 외함(51)과 내함(52) 사이에 서로 연결 장착되고, 외함(51)으로 전달되는 외력을 흡수하여 내함(52)의 유동을 차단한다.

이러한 내진유닛(50)은 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이 연결대(54a), 연결허브(54b), 베어링(54c), 고정덮개(54d), 고정너트(54e), 연결링(54f), 코일스프링(54g), 홀더볼트(54h)로 구성된다.

연결대(54a)는 정면을 기준으로 외함(51)의 내부 중앙부위에 밀착 장착되어 내함(52)이 내장되게 지지한다.

이러한 연결대(54a)는 연결원판(54a-1)과 연결샤프트(54a-2) 및 연결대홀(54a-3)과 연결나사(54a-4)가 일체로 형성된 구조를 갖는다.

연결원판(54a-1)은 소정 직경을 가진 원형의 판으로써, 외함(51)에 내부 전면에 장착된다.

연결샤프트(54a-2)는 연결원판(54a-1)의 중앙에 소정 길이로 돌출 형성되어 베어링(54c)을 회전 가능하게 지지한다.

연결대홀(54a-3)은 연결원판(54a-1)의 외측에 중심축 방향을 향해 관통 배열되어 외함(51)과 체결되게 볼트를 수용한다.

연결나사(54a-4)는 연결샤프트(54a-2)의 일단 외면에 마련되어 고정너트(54e)의 체결을 유도한다.

연결허브(54b)는 연결대(54a)의 중앙에 삽입 장착되어 외/내함(51)(52)이 서로 회전 가능하게 연결을 유도한다.

이러한 연결허브(54b)는 중공의 원통형으로 형성되되, 일측 내부에는 베어링(54c)을 삽입 구속하는 단턱이 형성된다.

베어링(54c)은 연결허브(54b)내에 삽입된 상태에서 중앙으로 연결대(54a)를 관통 수용한다.

즉, 베어링(54c)의 내륜은 연결샤프트(54a-2)에 밀착 고정되고, 외륜은 연결허브(54b)에 밀착 고정되어 연결대(54a)와 연결허브(54b)가 서로 회전 가능하게 연결해준다.

고정덮개(54d)는 연결허브(54b)의 일면에 장착되어 연결허브(54b)에 삽입된 베어링(54c)의 이탈이 차단되게 구속한다.

고정너트(54e)는 연결대(54a)의 일단에 체결되어 연결대(54a)로부터 베어링(54c)의 이탈이 차단되게 구속한다.

즉, 고정덮개(54d)는 연결허브(54b)에 장착되어 베어링(54c)의 외륜을 가압하고, 고정너트(54e)는 연결나사(54a-4)에 체결되어 내륜을 가압한다.

연결링(54f)은 내함(52)의 후면 중앙 부위에 장착되어 내함(52)과 연결허브(54b)가 동심하게 연결해준다.

이러한 연결링(54f)은 연결링판(54f-1)과 연결보스(54f-2) 및 연결링홀(54f-3)과 홀더홀(54f-4)이 일체로 형성된 구조를 갖는다.

연결링판(54f-1)은 연결허브(54b)를 감싸는 도넛형으로 형성된 것으로, 내함(52)의 후면에 장착된다.

연결보스(54f-2)는 연결링판(54f-1)의 내측에 수직하게 돌출 형성되어 코일스프링(54g)이 장착될 자리를 마련해준다.

연결링홀(54f-3)은 연결링판(54f-1)의 외측에 중심축 방향으로 관통 배열되어 내함(52)과 체결되게 볼트를 수용한다.

홀더홀(54f-4)은 연결보스(54f-2)상에서 중심을 향해 방사로 관통 배열되어 코일스프링(54g)의 삽입과 홀더볼트(54h)의 체결을 유도한다.

코일스프링(54g)은 압축탄성을 지닌 것으로, 연결허브(54b)와 연결링(54f) 사이에 중심을 기점으로 방사로 개재된다.

이러한 코일스프링(54g)들은 내함(52)으로부터 외함(51)이 다 방향으로 유동이 가능하게 연결해준다.

홀더볼트(54h)는 연결링(54f)의 홀더홀(54f-4)마다 체결되어 삽입 개재된 코일스프링(54g)들을 구속한다.

여기서 내함(52)은 전장품의 수용과 함께 후면부위의 편향된 장착으로 인해 자중에 의해 전방으로 처지게 된다.

즉, 상/하측에 위치하는 홀더볼트(54h)들의 체결을 통해 코일스프링(54g)의 탄성을 적절하게 조절하여 외/내함(51)(52)이 평행하게 유지시키는 것이 바람직하다.

이때, 연결허브(54b)와 홀더볼트(54h)들은 코일스프링(54g)의 일단과 타단에 각각 삽입 수용되는 안내보스(54b-1)(54h-1)가 돌출 형성된다.

이러한 안내보스(54b-1)(54h-1)는 코일스프링(54g)의 이탈을 차단해줌과 함께 상시 정 위치에 있도록 잡아주는 역할을 한다.

한편, 연결대(54a)와 연결링(54f)은 각각 외함(51)과 내함(52)에 장착되는 것으로 설명하였으나 반대로 장착하여도 무방하다.

즉, 외함(51)에 연결링(54f)이 장착되고, 내함(52)에 연결대(54a)가 장착되게 구성할 수도 있다.

이하, 내진유닛(54)이 취하는 동작을 토대로 지진으로부터 내함(52)을 보호하는 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 외함(51)에 장착되는 연결대(54a)와, 내함(52)에 장착되는 연결링(54f)은 베어링(54c)에 의해 중심축을 기점으로 좌우방향으로 회전이 가능하다.

그리고 연결대(54a)는 코일스프링(54g)들의 신축성으로 인해 연결링(54f)으로부터 좌우방향으로 편심회전이 가능하다.

마찬가지로 연결대(54a)는 코일스프링(54g)들의 신축성으로 인해 연결링(54f)으로부터 전후방향으로 이동이 가능하다.

또한, 연결대(54a)는 코일스프링(54g)들의 신축성으로 연결링(54f)으로부터 상하좌우방향으로 틸팅이 가능하다.

이러한 연결대(54a)의 동작은 이해를 돕기 위해 개별적으로 설명하였지만, 실질적으로 복합적으로 동작된다.

결과적으로 지진으로부터 발생한 외력이 외함(51)에 도달되면, 외함(51)은 지진의 외력에 대응하는 다양한 동작을 취하면서 소멸시킨다.

이와 같이 내진유닛(54)이 내함(52)으로부터 외함(51)을 좌우방향으로의 회전과 함께 편심공전과 전후이동 및 상하좌우방향으로 틸팅 동작을 구현해줌에 따라 지진파 중 S파에 의한 수직외력은 물론 P파와 L파의 수평외력과 더불어 R파의 역회전 원운동외력까지 모두 흡수할 수가 있으므로 내함(52)에 수납된 전장품을 안전하게 보호하여 각종 사고를 예방할 수가 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

SP: 태양광패널 1: 태양광발전부
2: 단자함 3: 배터리
4: 한전계통 10: 금속지붕패널
11: 거멀접이 20: 지지부재
21: 메인브래킷 21a: 메인수직편
21b: 메인다리편 21c: 메인지지편
21d: 레일편 21e: 메인고정홀
22: 보조브래킷 22a: 보조수직편
22b: 보조다리편 22c: 보조고정돌부
22d: 보조이격편 22e: 보조고정홀
30: 고정부재 31: 외부브래킷
31a: 외부지지편 31b: 외부고정편
31c: 외부걸림편 31d: 외부고정홀
32: 중간브래킷 32a: 중간고정편
32b: 중간걸림편 32c: 중간고정홀
40: 연결블록 41: 연결몸체
42: 연결편 43: 나사홀
51: 외함 52: 내함
52a: 가림판
53: 도어 54: 내진유닛
54a: 연결대 54a-1: 연결원판
54a-2: 연결샤프트 54a-3: 연결대홀
54a-4: 연결나사 54b: 연결허브
54b-1, 54h-1: 안내보스 54c: 베어링
54d: 고정덮개 54e: 고정너트
54f: 연결링 54f-1: 연결링판
54f-2: 연결보스 54f-3: 연결링홀
54f-4: 홀더홀 54g: 코일스프링
54h: 홀더볼트

Claims

건물의 지붕에 전기를 생산하는 태양광패널(SP)을 일체로 설치시키는 태양광발전부(1)와, 건물의 벽체에 매립되고 상기 태양광패널(SP)의 발전전력을 수전하여 제어 및 송전하는 단자함(2)을 포함하여 이루어지는 건물 일체형 태양광 발전시스템에 있어서,
상기 태양광발전부(1)는,
전기를 생산하는 태양광패널(SP);
건물벽체에 설치되는 중도리의 상단에 가로방향으로 중첩 배열되고, 서로 중첩되는 부위마다 거멀접이(11)로 연속 결합되는 금속지붕패널(10);
상기 거멀접이(11)의 양측을 감싸지게 장착되고, 상기 금속지붕패널(10)로부터 상기 태양광패널(SP)을 소정 높이로 이격되게 받쳐주는 지지부재(20);
상기 지지부재(20)의 상단에 배치되고, 상기 태양광패널(SP)의 상단 테두리를 지지부재(20)를 향해 압박시켜 고정하는 고정부재(30);
상기 지지부재(20)의 상단에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되고, 상기 지지부재(20)와 고정부재(30)를 볼트로 고정되게 연결하는 연결블록(40);으로 구성되며,
상기 단자함(2)은,
상기 건물의 벽체에 매립 설치되고, 전방을 향해 내부가 노출되게 개구 형성되는 외함(51);
상기 외함(51)의 내부에 장착되고, 상기 외함(51)의 유동에도 서로 간섭되지 않는 작은 부피를 갖는 내함(52);
상기 외함(51)과 내함(52) 사이에 서로 연결 장착되고, 상기 외함(51)으로 전달되는 외력을 흡수하여 내함의 유동을 차단하는 내진유닛(54);으로 구성되되,
상기 내진유닛(54)은,
상기 외함(51)의 내면 중앙에 장착되고, 상기 내함(52)이 내장되게 지지하는 연결대(54a);
상기 연결대(54a)의 중앙에 삽입 장착되고, 상기 외/내함(51)(52)이 서로 회전 가능하게 연결을 유도하는 연결허브(54b);
상기 연결대(54a)와 연결허브(54b) 사이에 개재되고, 상기 연결대(54a)와 연결허브(54b)가 서로 회전 가능하게 지지하는 베어링(54c);
상기 연결허브(54b)의 일면에 장착되고, 상기 연결허브(54b)로부터 베어링(54c)의 이탈이 차단되게 구속하는 고정덮개(54d);
상기 연결대(54a)의 일단에 체결되고, 상기 연결대(54a)로부터 베어링(54d)의 이탈이 차단되게 구속하는 고정너트(54e);
상기 내함(52)의 외면 중앙에 장착되고, 상기 내함(52)과 연결허브(54b)가 동심하게 연결을 유도하는 연결링(54f);
상기 연결허브(54b)와 연결링(54f) 사이에 중심을 기점으로 방사로 개재되는 코일스프링(54g);으로 구성된 것을 특징으로 하는 건물 일체형 태양광 발전시스템.
제1항에 있어서,
상기 지지부재(20)는,
상기 거멀접이(11)의 일면에 밀착 배치되고, 상기 태양광패널(SP)을 받쳐주며 상단에 연결블록(40)을 수용하는 메인브래킷(21); 상기 거멀접이(11)의 타면에 밀착 배치되고, 상기 메인브래킷(21)과 볼/너트로 결합되어 거멀접이(11)의 양면을 압박하는 보조브래킷(22);으로 구성되고,
상기 고정부재(30)는,
상기 태양광패널(SP)이 외부로 노출되는 테두리에 배치되어 압박 고정하는 외부브래킷(31)과, 상기 태양광패널(SP)끼리 마주하는 테두리에 배치되어 압박 고정하는 중간브래킷(32);으로 구성된 것을 특징으로 하는 건물 일체형 태양광 발전시스템.
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