KR102447249B1 - 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물 - Google Patents

태양광 패널 탑재용 원반형 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물에 관한 것이다. 본 발명의 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물은 지면에 설치되는 기둥, 상기 기둥에 설치되는 횡방향 중앙 지지 구조물: 및 상기 중앙 지지 구조물의 상하에 일정 간격으로 설치되는 상부 지지 구조물 및 하부 지지 구조물로 이루어진 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물로서, 상기 상부 지지 구조물, 상기 중앙 지지 구조물, 및 상기 하부 지지 구조물은 각각 상부, 중앙, 및 하부 브라켓과 상기 3개의 상부, 중앙 및 하부 브라켓에 볼트 체결되는 다수의 상부, 중앙, 및 하부 연장부로 구성되고, 상기 3개 연장부의 외측 단부는 서로 다수의 연결 지지대에 의해 고정된다.
본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물은 태양광 패널을 설치하기 위한 산림이나 유휴대지의 훼손 또는 활용성을 높임은 물론, 바람에 대한 저항성을 감소하고, 태양광의 변동에 따른 일조량 영향을 최소화 할 수 있다.

Description

태양광 패널 탑재용 원반형 구조물{Disc-Shaped Structure for Mounting Solar Panels Equipped with a Cleaning Device}
본 발명은 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(이하, '태양광 패널 탑재용 원반형 구조물'이라 하는 경우가 있음), 상세하게는 산림이나 유휴대지의 훼손 또는 활용성을 높임은 물론, 바람에 대한 저항성을 감소하고, 태양광의 변동에 따른 일조량 효율을 높이며, 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물에 관한 것이다.
태양광은 무한. 무공해 에너지원이므로, 고갈되어 가고 있는 화석연료의 대안으로 태양광 에너지의 개발과 상용화에 대한 노력이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 이유로 태양광 발전은 인류의 미래가 걸린 선택일 수 밖에 없을 것이다.
그러나, 태양광 발전의 단점으로는, 산림이나 공지 등을 이용하여 집광판(태양광 패널)을 설치해야 하므로 유휴대지를 확보하기가 어렵고, 더 나아가 태양광 패널을 설치한 장소는 햇빛이 차단되어 자연 생태환경을 훼손한다는 점, 태양광 패널이 대형인 경우 바람의 영향에 취약하다는 점, 그리고 태양광의 입사각 변동에 따라 일조량에 영향을 받는다는 점을 들 수 있다,
등록특허 제 10-0751040 호에서는, "기둥 상부 보관형 태양광 가로등"에 대해 기재하고 있는데, 이 특허의 태양광 가로등은 기둥을 이용하여 태양광 패널을 설치함으로써 상기 지적한 태양광 패널 설치 문제를 어느 정도 해소할 수 있다고 볼 수 있다. 이 특허의 태양광 가로등은 소규모 발전인 가로등 용에 국한되고, 바람 및 일조량 문제를 해소할 수 없다.
또한, 등록특허 제10-1589082호에서는 "설치 및 보수가 용이한 태양광 가로등"에 대해 기재하고 있으나, 상기 등록특허 제 10-0751040 호에서와 마찬가지로 바람에 대한 저항을 줄이고 일조량 문제를 해결하는 것을 기대할 수 없다.
상기 일조량 문제를 해결하기 위해, 등록특허 제 10-10947303 호에서는, "3차원 반사 거울형 채광장치의 태양광 자동추적 시스템"에 대해서 기재하고 있으나, 위 특허들과 마찬가지로, 소량 발전에 국한되고, 바람에 대한 저항성 및 일조량 문제를 해결하지 못하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0751040호 대한민국 등록특허 제10-1589082호 대한민국 등록특허 제10-10947303호
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 과제는 유휴대지 확보 문제 및 자연 생태환경 훼손 문제를 최소화 하고, 바람에 대한 저항을 최소화 하고, 또한 태양의 이동에 의한 일조량 집광을 극대화 할 수 있는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 과제는 지면에 설치되는 기둥, 상기 기둥에 설치되는 횡방향 중앙 지지 구조물: 및 상기 중앙 지지 구조물의 상하에 일정 간격으로 설치되는 상부 지지 구조물 및 하부 지지 구조물로 이루어진 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 원반형 구조물은 상기 상부 지지 구조물, 상기 중앙 지지 구조물, 및 상기 하부 지지 구조물은 각각 상부, 중앙, 및 하부 브라켓과 상기 3개의 상부, 중앙 및 하부 브라켓에 볼트 체결되는 다수의 상부, 중앙, 및 하부 연장부로 구성되고, 상기 3개 연장부의 외측 단부는 서로 다수의 연결 지지대에 의해 고정된다.
본 발명에 따라서, 상기 상부 지지 구조물, 상기 중앙 지지 구조물, 및 상기 하부 지지 구조물은, 각각 상기 기둥에 볼트 고정하기 위한 다수의 구멍이 형성되어 있는 3개의 원통부 및 상기 원통부의 외주면으로부터 방사 방향으로 연장된 다수의 날개부로 이루어진 3개의 브라켓을 갖는다.
상기 중앙 지지 구조물의 중앙 브라켓의 중앙 원통부 높이는 상기 상부 지지 구조물 및 상기 하부 지지 구조물의 상부 및 하부 원통부 높이보다 더 높다.
상기 중앙 지지 구조물의 중앙 연장부 길이는 상기 상부 지지 구조물 및 상기 하부 지지 구조물의 상부 연장부 및 하부 연장부 길이보다 더 길다.
상기 중앙 연장부의 외측 단부로부터 상부 연장부의 외측 단부로, 및 상기 중앙 연장부의 외측 단부로부터 하부 연장부의 외측 단부로 각각 연결 지지대가 볼트 고정된다.
횡단 지지대는 상부 연장부의 내측 단부로부터 중앙 연장부의 거의 중앙 부분에, 상부 연장부의 외측 단부로부터 중앙 연장부의 내측 단부에, 상기 중앙 연장부의 내측 단부로부터 하부 연장부의 외측 단부에, 상기 중앙 연장부의 거의 중간 부분으로부터 하부 연장부의 내측 단부에 각각 대각선으로 볼트 체결된다.
본 발명의 바람직한 실시형태로서, 상기 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물의 2 또는 3개가 상기 기둥에 수직 방향으로 설치될 수 있다.
상기 다수의 태양광 패널은 상기 다수의 상부 연결 지지대들 및 상부 연장부들 사이에 장착된다.
본 발명의 바람직한 다른 실시형태로서, 상기 다수의 중앙 연장부 상에는 전자 기기를 수납하기 위하여 하부에 끼움홈이 형성되어 있는 다수의 굴곡형 거치봉이 제공되어 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태로서, 상기 다수의 하부 연장부들 사이에는 다수의 LED 등이 설치되어 가로등 등으로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태로서, 상기 상부 연장부들의 외측 단부 및 상기 하부 연장부들의 외측 단부를 따라 각각 깔때기형 커버가 설치될 수 있다.
본 발명에 따라 탑재용 원반형 구조물은 태양광 패널을 설치하기 위한 산림이나 유휴대지의 훼손 또는 활용성을 높임은 물론, 바람에 대한 저항성을 감소하고, 태양광의 변동에 따른 일조량 집광 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물에 태양광 패널이 탑재된 상태를 나타낸 사시도로서, (a)는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물이 1개 설치되고 커버가 설치된 상태, (b)는 원반형 구조물이 2개 설치되고 커버가 없는 상태, 및 (c)는 원반형 구조물이 3개 설치되고 커버가 없는 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물의 내부를 이해하기 쉽게 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에서 횡단 지지대를 제외한 상태를 나타낸 도면이다.
도 4은 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물의 저면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물에 있어서, 상부 지지 구조물의 브라켓, 상하 연결부, 및 연장부의 결합상태를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물의 중간 지지 구조물에 적재 선반이 구비된 중간 지지 구조물의 평면도이다.
도 8 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물의 브라켓 및 그에 연결되는 구성 부품들을 나타낸 면도면으로서, (a)는 상부 또는 하부 브라켓, (b)는 중양 브라켓, (c)는 상부 또는 하부 연장부, (d)는 횡단 지지대, (e)는 연결 지지대, 및 (f)는 중앙 연장부를 각각 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물에 있어서, (a) 태양광 패널의 유닛, (b) 하부 패널의 유닛, 및 (c) 상부 또는 하부 커버를 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참고로 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 이러한 설명은 어디까지나 예시적인 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1(a)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1)이 기둥(2)에 설치되고, 태양광 패널(3) 및 커버(5)가 장착된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 1(b) 및 (c)는 본 발명의 또 다른 실시형태로서, 기둥(2)에 수직 방향으로 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1)이 각각 2개 및 3개 설치되고, 커버가 제거된 상태를 나타낸다.
따라서, 본 발명에서는 필요에 따라 원반형 구조물(1)이 4개 이상도 설치 가능함을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 이하에서는 원반형 구조물(1)이 1개만이 설치된 1(a)를 참고로 하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1)은 지면에 고정되는 기둥(2)에 설치되며, 그 골격 구조로서 횡방향으로 배치되는 중앙 지지 구조물(20) 및 상기 중앙 지지 구조물(20)의 상하에 상부 지지 구조물(10)과 하부 지지 구조물(30)이 각각 일정 간격으로 설치된다.
상부 지지 구조물(10)은 상부 브라켓(11)과 상부 연장부(15)로 구성되고, 중앙 지지 구조물(20)은 중앙 브라켓(21)과 중앙 연장부(25)로 구성되고, 그리고 하부 지지 구조물(30)은 하부 브라켓(31)과 하부 연장부(35)로 구성된다.
그리고 이들 3개의 지지 구조물(10,20,30)은 각각 기둥(2)을 중심으로 브라켓(11,21,31)의 날개부(13,23,33)의 수만큼 결합된다. 본 도면에서는 브라켓(11,21,31) 각각의 날개부(13,23,33)의 수를 각각 8개로 도시하였다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 상부 지지 구조물(10), 상기 중앙 지지 구조물(20), 및 상기 하부 지지 구조물(30)은 각각 그에 상응하는 3개의 브라켓(도 8(a,b) 참조), 즉 상부 브라켓(11), 중앙 브라켓(21), 및 하부 브라켓(31)을 갖는다. 상기 브라켓들(11,21,31)은 기둥(2)에 삽입 설치된다. 그러나, 도면에서는 도시하지 않았지만, 브라켓들(11,21,31)을 각각 절반부로 나누어 볼트로 체결되는 형태를 가질 수도 있다.
본 발명에서, 상부 지지 구조물(10)과 하부 지지 구조물(30)은 형상과 치수가 동일하다. 또한, 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 상부 브라켓(11) 및 하부 브라켓(31)도 형상과 치수가 동일하다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 3개의 브라켓, 즉 상부 브라켓(11), 중앙 브라켓(21) 및 하부 브라켓(31)에는 각각 좌우 대칭으로 3개의 연장부, 즉 상부 연장부(15), 중앙 연장부(25) 및 하부 연장부(35)가 볼트 체결되도록 다수의 구멍(14)이 형성되어 있는 다수의 날개부(13,23,33)를 구비하고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 3개의 연장부, 즉 상부 연장부(15), 중앙 연장부(25) 및 하부 연장부(35)의 외측 단부는 서로 다수의 연결 지지대(40)에 의해 구멍들(14)을 통해 볼트 고정된다. 참고로, 본 도면에서 구멍은 모두 일정 크기이므로 동일하게 "14"로 표시하였다.
상기 3개의 브라켓(11,21,31), 즉 상부 브라켓(11), 중앙 브라켓(21), 및 하부 브라켓(31)은 각각 원통부(12,22,32)와 그 외주면으로부터 방사 방향으로 연장된 다수의 날개부(13,23,33)를 갖는다, 본 명세서에서는, 도 8(a) 및 (b)에서 상세히 도시한 바와 같이, 날개부(13,23,33)가 각각 8개로 표시하였지만, 필요에 따라 그 수를 가감할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 상부 원통부(12), 중앙 원통부(22), 및 하부 원통부(32)에는 각각 상기 기둥(2)에 볼트 고정하기 위한 다수의 구멍(14)이 형성되어 있다.
도 2 및 도 3, 도 8(a,b)에 도시된 바와 같이, 상기 중앙 브라켓(21)의 중앙 원통부(22)의 높이는 상기 상부 원통부(12) 및 하부 원통부(12,32)의 높이보다 더 높다. 그리고 상기 중앙 연장부(25)의 길이는 상기 상부 연장부(15) 및 하부 연장부(35) 길이보다 더 길도록 구성되어 있어, 측면에서 볼 때 전체적으로 원반형을 이루고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1)은 바람에 대한 저항을 덜 받을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3개의 연장부, 즉 상부 연장부(15), 중앙 연장부(25) 및 하부 연장부(35)는 그 외측 단부에서 연결 지지대(40)로 서로 연결 및 고정된다. 구체적으로 설명하면, 상기 중앙 연장부(25)의 외측 단부로부터 상부 연장부(15)의 외측 단부로, 및 상기 중앙 연장부(25)의 외측 단부로부터 하부 연장부(35)의 외측 단부로 각각 연결 지지대(40)가 볼트 고정된다.
또한, 본 발명에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 지지 구조물(10), 중앙 지지 구조물(20) 및 하부 지지 구조물(30)의 고정을 확실하게 하기 위해서 횡단 지지대(41)로 3개 구조물들(10,20,30)을 좌우 양측에서 X-자 형으로 상호 볼트 체결한다.
도 2를 참고로 하여 상세히 설명하면, 횡단 지지대(41)는 상부 연장부(15)의 내측 단부로부터 중앙 연장부(25)의 거의 중앙 부분에 볼트 체결되고, 또한 상부 연장부(15)의 외측 단부로부터 중앙 연장부(25)의 내측 단부에 볼트 체결된다. 마찬가지로, 횡단 지지대(41)는 상기 중앙 연장부(25)의 내측 단부로부터 하부 연장부(35)의 외측 단부에 볼트 체결되고, 상기 중앙 연장부(25)의 거의 중간 부분으로부터 하부 연장부(35)의 내측 단부에 체결된다. 따라서 횡단 지지대들(41)은 대각선으로 X-자형을 이루면서 볼트 체결된다.
도 6은 상부 지지 구조물(10)에서, 상부 브라켓(11), 상부 연장부(15) 및 횡단 지지대(41)이 결합된 상태를 위에서 본 평면도를 나타낸다. 중앙 지지 구조물(20)은 크기만 다르고, 하부 지지 구조물(30)은 상부 지지 구조물(10)과 동일하므로, 이들의 평면도는 생략하였다.
본 발명에 따라서, 도 1 및 도 4에 상세히 도시된 바와 같이, 상기 다수의 연결 지지대들(40) 및 상부 연장부들(15,25,35) 사이에는 다수의 태양광 패널(3)이 장착된다. 도 9(a)는 도 4의 태양광 패널들(3)의 한 섹트(유닛)만을 나타내고 있다. 태양광 패널들(3)을 장착하는 수단은 공지 방법에 의한 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명에서는, 바람직한 실시형태로서, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 다수의 중앙 연장부(25) 상에 태양광 발전에 필요한 축전기 등과 같은 각종 전자 기기(도시하지 않음)를 수납하기 위하여 다수의 굴곡형 거치봉(42)이 제공된다. 도 7의 원 안의 부분 확대도에서 도시한 바와 같이, 상기 굴곡형 거치봉(42)의 하면에는 끼움홈(43)을 통해 중앙 연장부(25)에 끼움 삽입된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 하부 연장부들(15) 사이에 일반 패널(44)을 설치하고, 그 패널(44)에 다수의 LED 등(4)을 설치하여 가로등으로 사용하거나 그 밖의 용도로 조명할 수도 있다. 도 9(b)는 패널(44)의 한 섹트(유닛)에서 LED 등(4)이 장착된 상태를 나타낸다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시형태로서, 도 1(a) 및 도 9(c)에 도시한 바와 같이, 조류의 출입을 방지하고 외부 미관을 위해서 깔때기형 커버(5)를 본 발명에 따른 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1)의 상하에 장착할 수 있다. 상하의 커버(5)는 대칭이다.
1: 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물
2: 기둥 3: 태양광 패널
4: LED 등 5: 커버
6: 전자 기기 받침판
10: 상부 지지 구조물 11: 상부 브라켓
12: 상부 원통부 13: 상부 날개부
14: 구멍 15: 상부 연장부
20: 중앙 지지 구조물 21: 중앙 브라켓
22: 중앙 원통부 23: 중앙 날개부
25: 중앙 연장부
30: 하부 지지 구조물
31: 하부 브라켓 32: 하부 원통부
33: 하부 날개부 35: 하부 연장부
40: 연결 지지대 41: 횡단 지지대
42: 굴곡형 거치봉 43: 까움홈
44: 패널

Claims (7)

  1. 지면에 설치되는 기둥(2), 상기 기둥(2)에 설치되는 횡방향 중앙 지지 구조물(20): 및 상기 중앙 지지 구조물(20)의 상하에 일정 간격으로 설치되는 상부 지지 구조물(10) 및 하부 지지 구조물(30)에서, 상기 상부 지지 구조물(10), 상기 중앙 지지 구조물(20), 및 상기 하부 지지 구조물(30)은 각각 상부 브라켓(11), 중앙 브라켓(21), 및 하부 브라켓(31)을 갖고, 상기 상부 브라켓(11), 중앙 브라켓(21) 및 하부 브라켓(31)에는 다수의 상부 연장부(15), 중앙 연장부(25), 및 하부 연장부(35)가 볼트 체결되되고, 상기 상부 연장부(15), 중앙 연장부(25), 및 하부 연장부(35)의 외측 단부는 서로 다수의 연결 지지대(40)에 의해 고정되는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1)로서,
    상기 상부 지지 구조물(10), 상기 중앙 지지 구조물(20), 및 상기 하부 지지 구조물(30)은, 각각 상기 기둥(2)에 볼트 고정하기 위한 다수의 구멍(14)이 형성되어 있는 상부 원통부(12), 중앙 원통부(22), 및 하부 원통부(32), 및 상기 상부 원통부(12), 중앙 원통부(22), 및 하부 원통부(32)의 외주면으로부터 각각 방사 방향으로 연장된 다수의 상부 날개부(13), 중앙 날개부(23), 및 하부 날개부(33)로 이루어진 상부 브라켓(11), 중앙 브라켓(21), 및 하부 브라켓(31)을 갖고;
    상기 중앙 지지 구조물(20)의 중앙 브라켓(21)의 중앙 원통부(22) 높이는 상기 상부 지지 구조물(10) 및 상기 하부 지지 구조물(30)의 상부 및 하부 원통부(12,32)의 높이보다 더 높고;
    상기 중앙 지지 구조물(20)의 중앙 연장부(25)의 길이는 상기 상부 지지 구조물(10) 및 상기 하부 지지 구조물(30)의 상부 및 하부 연장부(15,35) 길이보다 더 길고;
    상기 중앙 연장부(25)의 외측 단부로부터 상부 연장부(15)의 외측 단부로, 및 상기 중앙 연장부(25)의 외측 단부로부터 하부 연장부(35)의 외측 단부로 각각 연결 지지대(40)가 볼트 고정되고; 그리고
    횡단 지지대(41)가 상부 연장부(15)의 내측 단부로부터 중앙 연장부(25)의 거의 중앙 부분에, 상부 연장부(15)의 외측 단부로부터 중앙 연장부(25)의 내측 단부에, 상기 중앙 연장부(25)의 내측 단부로부터 하부 연장부(35)의 외측 단부에, 그리고 상기 중앙 연장부(25)의 거의 중간 부분으로부터 하부 연장부(35)의 내측 단부에 각각 대각선으로 볼트 체결되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1)의 2개 또는 3개가 상기 기둥(2)에 수직 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 태양광 패널(3)이 상기 다수의 상부 연결 지지대들(40) 및 상부 연장부들(15) 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 중앙 연장부(25) 상에 전자 기기를 수납하기 위하여 하부에 끼움홈(43)이 형성되어 있는 다수의 굴곡형 거치봉(42)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 하부 연장부들(35) 사이에 설치되는 다수의 패널(44)에 다수의 LED 등(4)이 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부 연장부들(15)의 외측 단부 및 상기 하부 연장부들(35)의 외측 단부를 따라 각각 깔때기형 커버(5)가 상하에 설치되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 탑재용 원반형 구조물(1).
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