KR102433542B1 - 다중 방수 구조를 겸비한 지붕일체형 태양광발전 시스템 - Google Patents

다중 방수 구조를 겸비한 지붕일체형 태양광발전 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지붕에 태양광모듈이 일체형으로 설치되는 태양광발전 시스템에 관한 것으로, 중도리(101) 상부에 고정되는 하부 지붕패널(110)과; Z바(121)가 개재되어 상기 하부 지붕패널(110)의 상부에 고정되는 단열재(120)와; 상기 단열재(120)의 상부에 부착되는 방수시트(122)와; 상기 Z바(121)의 상단에 안착되어 지붕의 경사 방향으로 서로 나란하게 고정되어 빗물을 유도하게 되는 복수 개의 메인 우수거더(130)와; 서로 이웃하는 메인 우수거더(130)에 양단이 고정되어 상기 메인 우수거더(130)와 직각으로 배치되어 빗물을 상기 메인 우수거더(130)로 유도하게 되는 복수 개의 제1보조 우수거더(140)와; 서로 이웃하는 메인 우수거더(130)에 양단이 고정되어 유입된 빗물을 하방으로 유도하게 되는 제2보조 우수거더(150)와; 상기 태양광모듈(10)의 저면에 고정되어 상기 메인 우수거더(130)와 나사 조립되는 모듈 고정 브라켓(160)과; 상기 태양광모듈(10)들 사이의 갭에 백업재를 끼워 넣고, 그 위에 충전되는 실런트(170)를 포함하며, 상기 메인 우수거더(130)는 상기 태양광모듈(10)들 사이의 종방향 갭에 배치되며, 상기 제1보조 우수거더(140)는 상기 태양광모듈(10)들 사이의 횡방향 갭에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 방수 구조를 겸비한 지붕일체형 태양광발전 시스템{Roof integrated photovoltaic power generation system}
본 발명은 다중 방수 구조를 채용하여 우수한 방수 기능을 갖는 지붕일체형 태양광발전 시스템에 관한 것이다.
화석 연료의 대안으로 신·재생 에너지의 비중이 증가하고 있으며, 그 중에서 태양광 발전은 햇빛이 비치는 어디서나 전기를 얻을 수 있고 다른 발전방식과 달리 공해가 전혀 없어 특히 주목받고 있다. 태양광 발전장치의 주요 구성은 빛 에너지를 직류의 전기 에너지로 변환하게 되는 태양광 패널과, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 인버터와, 태양광 패널에서 발생된 직류 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속함을 포함하며, 인버터에서 변환된 교류 전원은 별도의 교류 배전반에 의해 승압되어 전기 계통 시스템으로 보내거나 수용가에 공급되어 사용된다.
태양광발전은 설치장소에 따라 일반 태양광발전(PV)용과 건물일체형 태양광발전(BIPV)로 구분될 수 있으며, 기존의 전력계통 상용선로에 맞물려 계통연계형으로 주로 사용되고 있다.
시스템적으로는 설비용량에 따라 태양광모듈을 전기적으로 직병렬로 어레이하여 직류 전압과 전류을 산출하여 병렬의 전력값을 DC접속함에 각종 전력보호 계기장치와 매칭시키며, 병합된 전력값은 전력변환장치(Power Conditioner System)에서 직류를 교류로 변환되어 상용전력계통점에 연계된다.
세계기후협약과 정부의 신재생에너지 정책에 따라 건축물 부지 내에서 설치의무비율 상승으로 점차적으로 설치공간의 절대적으로 부족한 현실에 건축물의 외벽이나 지붕면에 일체형으로 설치하는 사례가 많아지고 있으며 이에 지붕면으로 유입되는 빗물을 유도하여 처리하기 위한 구조적 기술제품과 전기적 기술의 문제점을 해결해야 하는 과제가 있다.
이러한 건물일체형 태양광은 태양광모듈이 건축물 지붕면 마감자재 역할과 전력생산이 가능한 발전시스템이 병행된 성능이 가능하여야 하며, 건축비의 절감효과와 태양광발전설비 공간확보로 경제적효과가 있으나, 건축물 마감자재의 본연의 효과를 위한 누수문제, 단열성능, 건축구조와 태양광 모듈의 체결조합, 발전전력의 전기적문제점을 효율적으로 처리하여야 하는 구조적인 문제를 해결하여야 과제가 있다.
이와 같이 지붕에 건물일체형 태양광발전장치(BIPV)를 설치하여 건축 지붕마감재 역할과 지붕면의 유휴공간을 활용하여, 설치공간의 부족현상, 공사비절감의 경제적효과와 정부의 신재생에너지 정책에 부합되는 효과를 얻을 수 있다.
등록특허공보 제10-1882661호(공고일자: 2018.08.24.)
본 발명은 태양광발전 모듈을 지붕마감재로 활용하기 위하여 기존 징크형 지붕구조 규격과 일체화 구조를 이루며, 태양광모듈 사이로 유입될 수 있는 빗물을 효과적으로 배수 처리할 수 있는 지붕일체형 태양광발전 시스템을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지붕일체형 태양광발전 시스템은, 중도리 상부에 고정되는 하부 지붕패널과; Z바가 개재되어 상기 하부 지붕패널의 상부에 고정되는 단열재와; 상기 단열재의 상부에 부착되는 방수시트와; 상기 Z바의 상단에 안착되어 지붕의 경사 방향으로 서로 나란하게 고정되어 빗물을 유도하게 되는 복수 개의 메인 우수거더와; 서로 이웃하는 메인 우수거더에 양단이 고정되어 상기 메인 우수거더와 직각으로 배치되어 빗물을 상기 메인 우수거더로 유도하게 되는 복수 개의 제1보조 우수거더와; 서로 이웃하는 메인 우수거더에 양단이 고정되어 유입된 빗물을 하방으로 유도하게 되는 제2보조 우수거더와; 상기 태양광모듈의 저면에 고정되어 상기 메인 우수거더와 나사 조립되는 모듈 고정 브라켓과; 상기 태양광모듈 사이의 갭에 충전되는 실런트를 포함하며, 상기 메인 우수거더는 상기 태양광모듈 사이의 종방향 갭에 배치되며, 상기 제1보조 우수거더는 상기 태양광모듈 사이의 횡방향 갭에 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 태양광모듈의 최상단부와 최하단부에 배치되어 열을 방출하기 위한 통기모듈을 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 태양광모듈의 최하단부에 구비되어 상기 메인 우수거더와 상기 제2보조 우수거더로 유도된 빗물을 바깥으로 배수하기 위한 물받이를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 메인 우수거더는 상기 Z바에 고정되는 베이스몸체와, 상기 베이스몸체의 중앙 상단을 구성하여 태양광모듈이 안착되는 모듈 안착부와, 상기 모듈 안착부의 좌우에 대칭되게 상기 모듈 안착부 보다는 낮은 높이로 돌출 형성되어 안쪽으로 배수로를 형성하게 되는 배수벽을 포함한다.
바람직하게는, 상기 태양광모듈 사이의 갭에 상기 실런트의 하단을 지지하게 되는 백업재를 더 포함한다.
본 발명의 지붕일체형 태양광발전 시스템은, 하부 지붕패널의 상부에 구비되어 지붕의 경사 방향으로 서로 나란하게 고정되는 복수 개의 메인 우수거더와, 서로 이웃하는 메인 우수거더에 양단이 고정되어 메인 우수거더와 직각으로 배치되는 복수 개의 제1보조 우수거더와, 서로 이웃하는 메인 우수거더에 양단이 고정되어 유입된 빗물을 하방으로 유도하게 되는 제2보조 우수거더와, 태양광모듈의 저면에 고정되어 메인 우수거더와 나사 조립되는 모듈 고정 브라켓과, 태양광모듈 사이의 갭에 끼워넣은 백업재를 포함하며, 태양광모듈 사이와 백업재 위에 도포하는 실란트를 포함하고, 실런트는 태양광모듈 사이로 유입될 수 있는 빗물 유입을 차단하며, 태양광모듈 사이의 갭에 배치되는 메인 우수거더와 제1보조 우수거더로 실런트에 의해 방수한 방수층의 파괴로 인한 일부 누수된 빗물의 배수가 가능하고 제2보조 우수거더에 의해 추가적으로 누수된 빗물의 배수가 가능하다.
따라서 본 발명은 종래의 징크형 지붕구조에서 징크상부판넬을 대체하여 지붕면의 유휴공간에 태양광모듈을 설치하여 건축물의 지붕마감 구조역할을 동시에 만족시켜 설치의 용이함, 디자인, 경제성, 안정성, 효율적 측면을 높일 수 있다
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 사시 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 분해 사시 구성도이다.
도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 평면 구성도이다.
도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 평면 구성도이다.
도 7의 (a)(b)(c)는 본 발명의 실시예에 따른 메인 우수거더의 바람직한 실시예를 보여주는 사시 구성도이다.
도 8의 (a)(b)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 제1보조 우수거더와 제2보조 우수거더의 바람직한 실시예를 보여주는 사시 구성도이다.
도 9는 도 1의 A-A 선의 단면에 대한 일부 확대된 단면 구성도이다.
도 10의 (a)(b)는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 백업재의 기능을 보여주는 단면 구성도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 측면 구성도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 통기모듈의 일부 확대 구성도이다.
도 13의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 설치 순서를 간략히 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 태양광발전 시스템의 계통도를 예시한 도면이다.
본 발명의 실시예에서 제시되는 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 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기
위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 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. 또한, 방향과 관련하여 태양광모듈이 설치되는 지붕의 경사 방향을 기준으로 하며, 상부(또는 상단)는 태양광모듈이 설치되는 지붕의 경사면의 윗방향을 가리키는 것이며, 하부(또는 하단)은 경사면의 아랫방향을 가리는 것으로 이해될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적인 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 사시 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 분해 사시 구성도이며, 도 3은 도 2의 A 부분의 확대도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 평면 구성도이며, 도 5는 도 4의 B 부분의 확대도이다. 도 1 및 도 4에서 화살표의 방향은 지붕의 경사 방향을 나타낸다.
도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예의 태양광발전 시스템(100)은, 중도리(101) 상부에 고정되는 하부 지붕패널(110)과, Z바(121)가 개재되어 하부 지붕패널(110)의 상부에 고정되는 단열재(120)와, 단열재(120)의 상부에 부착되는 방수시트(122)와, Z바(121) 상단에 안착되어 지붕의 경사 방향으로 나란하게 고정되는 복수 개의 메인 우수거더(130)와, 메인 우수거더(130)와 직각으로 배칭되어 서로 이웃하는 메인 우수거더(130)에 양단이 고정되는 복수 개의 제1보조 우수거더(140)와, 서로 이웃하는 메인 우수거더(130)에 양단이 고정되는 제2보조 우수거더(150)와, 태양광모듈(10)을 지지하여 메인 우수거더(130)에 나사 조립되는 모듈 고정 브라켓(160)과, 태양광모듈(10)들 사이의 갭에 주입되는 실런트를 포함한다.
하부 지붕패널(110)은 건축 구조물 중도리(101)에 볼트 등의 체결부재에 의해 고정되며, 하부 지붕패널(110)의 상부에 Z바(121)가 개재되어 단열재(120)가 설치된다. 본 실시예에서 Z바(121)는 각 중도리(101)와 대응되는 위치에 구비되어 복수 개로 구성되며, Z바(121) 사이에 지역별 단열규정에 따른 단열재(120)가 삽입되어 고정된다. 각 단열재(120)의 상부면은 방수시트(122)가 부착된다.
메인 우수거더(130)는 Z바(121)의 상단에 안착되어 지붕의 경사 방향으로 서로 나란하게 나사 고정되어 빗물을 유도하며, 태양광모듈(10)이 안착 위치하여 태양광모듈(10)을 지지한다. 이러한 메인 우수거더(130)의 구체적인 실시예는 관련 도면에서 다시 상세히 설명한다. 각 태양광모듈(10)은 각 코너의 하부면에 모듈 고정 브라켓(160)이 구비되며, 이 모듈 고정 브라켓(160)에 의해 메인 우수거더(130)에 나사 조립되어 고정된다. 바람직하게는, 태양광 모듈(10)에 구비되는 복수의 모듈 고정 브라켓(160)은 태양광 모듈(10)에 대해 좌우가 비대칭된 위치에 고정된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 태양광 모듈의 평면 구성도로서, 태양광 모듈(10)은 좌우 측의 각 코너에 4개의 모듈 고정 브라켓(160)이 구비된 것을 보여주고 있으며, 이해를 돕기 위하여 확대도에서 태양광 모듈(10)의 우측과 좌측의 각 모듈 고정 브라켓(160A)(160B)의 도면부호의 말미에 'A'와 'B'를 병기하여 제1모듈 고정 브라켓(160A)과 제2모듈 고정 브라켓(160B)으로 구분한다. 일정 폭(d1)을 갖는 제1모듈 고정 브라켓(160A)은 태양광 모듈(10)의 우측 상단에 고정되며, 반면에 제2모듈 고정 브라켓(160B)은 태양광 모듈(10)의 좌측 상단으로부터 일정 높이(d2)(d1 < d2) 이하에 고정된다. 바람직하게는, 제1모듈 고정 브라켓(160A)과 제2모듈 고정 브라켓(160B)은 태양광 모듈(10)의 좌우 측에 비대칭되어 적어도 상하 방향으로 고정 브라켓의 폭(d1) 이상으로 서로 오프셋(off-set)된 위치에 구비된다.
다시 도 1 내지 도 5를 참고하면, 제1보조 우수거더(140)는 메인 우수거더(130)와 직각 방향으로 배치되며, 서로 이웃하는 메인 우수거더(130)에 양단이 고정되어 빗물을 메인 우수거더(130)로 유도한다. 제2보조 우수거더(150)는 서로 이웃하는 메인 우수거더(130)에 양단이 고정되어 유입된 빗물을 아래로 유도한다. 본 발명에서 메인 우수거더(130)와 제1보조 우수거더(140)는 우천 시에 빗물을 1차 배수 처리하기 위한 역할을 하며, 제2보조 우수거더(140)는 1차 배수 처리에서 누수된 빗물을 2차 배수 처리하는 역할을 하여 하부 지붕패널 내부로 빗물이 유입되는 것을 보다 효과적으로 예방할 수 있다.
바람직하게는, 태양광모듈(10)의 최상단부와 최하단부에는 열을 방출하기 위한 통기모듈(180)이 마련되며, 통기모듈(180)은 표면에 다수의 통기홀이 형성된 열전도성이 우수한 금속 소재의 하부가 개방된 함체 구조를 갖는다. 통기모듈(180)은 태양광모듈(10)과 밀착되어 메인 우수거더(130)에 고정되어 태양광모듈(100)의 내부열과 외부기온에 의해 발생된 지붕면의 열을 자연통기시켜 외부로 방출하여 태양광모듈(100)의 발전 효율을 높일 수 있다. 바람직하게는, 일단에 케이블을 인출하기 위한 케이블 인출용 커텍터를 포함한다.
바람직하게는, 태양광모듈(10)의 최하단부에 구비되어 메인 우수거더(130)와 제2보조 우수거더(150)로 유도된 빗물을 바깥으로 배수하기 위한 물받이(190)를 더 포함하며, 본 실시예에서 물받이(190)는 Z바(121)에 고정되는 것을 예시하고 있으나 설치 위치는 적절히 변경될 수 있다.
도 5를 참고하면, 본 발명에서 복수의 태양광모듈(10)은 서로 일정한 갭(G1)(G2)을 갖고 설치되며, 상하 방향으로 배치되는 태양광모듈(10) 사이의 갭(이하, "종방향 갭"이라고 함)(G1)에 메인 우수거더(130)가 배치되며, 좌우 방향으로 배치되는 태양광모듈(10) 사이의 갭(이하, "횡방향 갭"이라고 함)(G2)에 제1보조 우수거더(140)가 배치된다. 우천 시에 빗물은 태양광모듈(10)의 테두리에 배치된 종방향과 횡방향으로 구비된 메인 우수거더(130)와 제1보조 우수거더(140)로 유입되며, 제1보조 우수거더(140)로 유입된 빗물은 메인 우수거더(130)로 유도되며, 메인 우수거더(130)에 모인 빗물은 지붕의 경사 방향을 따라서 아래로 흘려서 바깥으로 배수가 이루어진다.
도면부호 161과 162는 각 태양광모듈(10)에 고정된 모듈 고정 브라켓이며, 서로 이웃하는 두 개의 태양광모듈(10)은 종방향 갭(G1) 상에 나란하게 배치될 수 있도록 각 태양광모듈(10)의 저면에 고정된다.
도 7의 (a)(b)(c)는 본 발명의 실시예에 따른 메인 우수거더의 바람직한 실시예를 보여주는 사시 구성도로서, (a)는 메인 우수거더이며, (b)는 우마감 메인 우수거더이며, (c)는 좌마감 메인 우수거더이다.
도 7의 (a)를 참고하면, 메인 우수거더(130)는 Z바에 고정되는 베이스몸체(131)와, 베이스몸체(131)의 중앙 상단을 구성하여 태양광모듈이 안착되는 모듈 안착부(132)와, 모듈 안착부(132)의 좌우에 대칭되게 모듈 안착부(132) 보다는 낮은 높이로 돌출 형성되어 안쪽으로 배수로(133a)를 형성하게 되는 배수벽(133)을 포함한다. 배수벽(133)에는 제2보조 우수거더의 일측 단부가 고정된다.
다음으로 도 7의 (b)(c)는 각각 메인 우수거더의 우마감과 좌마감을 위한 메인 우수거더(130A)(130B)를 보여주고 있다.
도 8의 (a)(b)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 제1보조 우수거더와 제2보조 우수거더의 바람직한 실시예를 보여주는 사시 구성도이다.
도 8의 (a)를 참고하면, 제1보조 우수거더(140)는 양단에 고정단(141)이 형성되는 배수 몸체부(142)를 포함하며, 두 고정단(141)은 서로 이웃하는 메인 우수거더에 각각 나사 조립된다. 바람직하게는, 제1보조 우수거더(140)의 폭(w1)은 적어도 횡방향 갭(G2)(도 5 참고)과 같거나 크며, 따라서 횡방향 갭을 따라서 유입되는 빗물은 제1보조 우수거더(140)로 유입된다.
도 8의 (b)를 참고하면, 제2보조 우수거더(150)는, 양단에 상방으로 돌출 형성되어 절곡된 걸림턱(151)을 갖는 배수 트레이(152)를 포함하며, 각 걸림턱(151)은 서로 이웃하는 두 개의 메인 우수거더의 각 배수벽(133)(도 6 참고)에 끼워져서 고정된다. 이러한 제2보조 우수거더(150)는 메인 우수거더와 제1보조 우수거더에서 1차적 바깥으로 배수가 되지 못하고 일부 누수된 빗물이 모여서 2차 배수 처리가 이루어진다.
도 9는 도 1의 A-A 선의 단면에 대한 일부 확대된 단면 구성도이며, 도 10의 (a)(b)는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 백업재의 기능을 보여주는 단면 구성도이며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 측면 구성도이다. 본 발명의 태양광발전 시스템은 지붕의 경사면을 따라서 일정 각도(Θ)의 경사를 갖고 설치된다.
도 8 내지 도 11을 참고하면, 두 개의 태양광모듈(10)의 각 하부에 고정된 모듈 고정 브라켓(160)은 메인 우수거더(130)의 모듈 안착부(132)에 위치한 상태에서 두 개의 태양광모듈(10) 사이의 종방향 갭(G1)(도 5 참고)을 통해 삽입되는 직결나사(134)에 의해 고정된다. 다음으로 태양광모듈(10) 사이의 갭에는 실런트(170)가 충전되어 마감이 이루어지며, 바람직하게는, 실런트(170)의 하단에 백업재(175)가 추가된다.
백업재(175)는 실런트(170)에 충전 전에 태양광모듈(10) 사이의 갭에 삽입되어 실런트(170)가 외부 온도에 따라 반복적인 수축/팽창에 의해 태양광모듈(10)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 백업재(175)는 예를 들어, 발포 PE가 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 도 10을 참고하면, 태양광모듈(10) 사이의 갭에 직결나사(134)의 상단에 백업재(175)가 구비되어 실런트(170)의 하단을 지지한다. 한편, 백업재(175)가 없는 경우에 실런트(170)는 주변 온도에 따라서 상하, 좌우 방향으로 수축/팽창이 이루어질 수 있으며, 이러한 실런트(170)의 반복적인 상하, 좌우 방향의 수축/팽창이 발생되면서 태양광모듈(10) 사이에서 실런트(170)가 이탈될 수 있다. 본 실시예에서 백업재(175)는 태양광모듈(10) 사이의 갭에 삽입되어 실런트(170)의 하단을 지지하게 되어 실런트(170)의 기온 변화에 따른 변형을 최소화하여 실런트(170)가 이탈되거나 기밀성이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
이러한 본 발명의 태양광발전 시스템은 태양광모듈(10) 사이의 갭은 실런트(170)에 의해 빗물 유입이 차단되며, 혹시 실런트의 손상에 따른 일부 틈새 사이로 누수된 빗물은 횡방향으로 배치된 제1보조 우수거더(140)에 의해 빗물이 메인 우수거더(130)의 배수로(133a)로 유도되고 종방향으로 배치된 메인 우수거더(130)의 경사 방향을 배수로(133a)의 빗물은 물받이(190)로 흘려서 외부로 배수된다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 통기모듈의 일부 확대 구성도이다.
도 12를 참고하면, 태양광모듈(10)의 최상단부에 구비된 통기모듈(180)은 일단에 케이블을 인출하기 위한 케이블 인출포트(181)를 포함한다. 태양광모듈 어레이간 전력선은 바닥면에서 직병렬로 결선되며, 결선된 전력선과 접지선은 통기모듈(180)의 방수 커넥터(181)를 통해 외부로 인출된다.
도 13의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 실시예에 따른 지붕일체형 태양광발전 시스템의 설치 순서를 간략히 보여주는 도면이다.
도 13에 예시된 것과 같이, 중도리(101)의 상부에 하부 지붕패널(110)을 설치하고 하부 지붕패널(110)에 상부에 일정 간격으로 설치되는 Z바(121)를 나사 조립하여 단열재(120)를 고정한다(a). 단열재(120)의 상부에는 누수와 방습 기능을 갖는 방수시트가 부착된다.
다음으로 하부 지붕패널(110)의 상부에는 일정 간격으로 나란하게 복수 개의 메인 우수거더(130)가 설치되며, 메인 우수거더(130)는 체결부재(나사)에 의해 Z바(121)에 고정된다(b).
메인 우수거더(130)를 설치한 후에 메인 우수거더(130) 사이에 제2보조 우수거더(150)를 위치하여 체결부재(나사)를 이용하여 제2보조 우수거더(150)를 메인 우수거더(130)에 고정한다(c).
다음으로 메인 우수거더(130)에 제1보조 우수거더(140)를 설치하고, 태양광모듈(10)과 메인 우수거더(130)를 조립하며(d). 이후 통기모듈(180)과 물받이(190)를 설치하여 태양광발전 시스템(100)의 조립이 완료된다(e)(f).
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 태양광발전 시스템의 계통도를 예시한 도면이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10 : 태양광모듈 110 : 하부 지붕모듈
120 : 단열재 121 : Z바
122 : 방수시트 130 : 메인 우수거더
140 : 제1보조 우수거더 150 : 제2보조 우수거더
160 : 모듈 고정 브라켓 170 : 실런트
175 : 백업재 180 : 통기 모듈
190 : 물받이

Claims (5)

  1. 지붕에 태양광모듈이 일체형으로 설치되는 태양광발전 시스템에 있어서,
    중도리 상부에 고정되는 하부 지붕패널과;
    Z바가 개재되어 상기 하부 지붕패널의 상부에 고정되는 단열재와;
    상기 단열재의 상부에 부착되는 방수시트와;
    상기 Z바의 상단에 안착되어 상기 Z바에 고정되는 베이스몸체와, 상기 베이스몸체의 중앙 상단을 구성하여 태양광모듈이 안착되는 모듈 안착부와, 상기 모듈 안착부의 좌우에 대칭되게 상기 모듈 안착부 보다는 낮은 높이로 돌출 형성되어 안쪽으로 배수로를 형성하게 되는 배수벽을 포함하여 지붕의 경사 방향으로 서로 나란하게 고정되어 빗물을 유도하게 되는 복수 개의 메인 우수거더와;
    서로 이웃하는 메인 우수거더에 양단이 고정되어 상기 메인 우수거더와 직각으로 배치되어 빗물을 상기 메인 우수거더로 유도하게 되는 복수 개의 제1보조 우수거더와;
    서로 이웃하는 메인 우수거더에 양단이 고정되어 유입된 빗물을 하방으로 유도하게 되는 제2보조 우수거더와;
    상기 태양광모듈의 저면의 복수 위치에 고정되어 상기 메인 우수거더와 나사 조립되되, 상기 태양광모듈의 좌우 측에 비대칭되어 적어도 상하 방향으로 폭 이상으로 오프셋된 위치에 구비되는 복수의 모듈 고정 브라켓과;
    상기 태양광모듈 사이의 갭에 충전되는 실런트와;
    상기 태양광모듈의 최상단부와 최하단부에 배치되어 열을 방출하기 위한 통기모듈과;
    상기 태양광모듈의 최하단부에 구비되어 상기 메인 우수거더와 상기 제2보조 우수거더로 유도된 빗물을 바깥으로 배수하기 위한 물받이를 포함하며,
    상기 메인 우수거더는 상기 태양광모듈 사이의 종방향 갭에 배치되며, 상기 제1보조 우수거더는 상기 태양광모듈 사이의 횡방향 갭에 배치되는 것을 특징으로 하는 지붕일체형 태양광발전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 태양광모듈 사이의 갭에 상기 실런트의 하단을 지지하게 되는 백업재를 더 포함하는 지붕일체형 태양광발전 시스템.
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