KR102475751B1

KR102475751B1 - 태양광 패널용 단위구조체 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템

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Publication number: KR102475751B1
Application number: KR1020220101599A
Authority: KR
Inventors: 한상원; 김성윤; 박준현
Original assignee: 다스코 주식회사; 가스코 주식회사; 세라코 주식회사; 쏠에코 주식회사
Priority date: 2022-08-12
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2042-08-12

Abstract

본 발명은 태양광 패널용 단위구조체 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 태양광 패널용 단위구조체는 복수의 태양광 패널을 지지하도록 종방향으로 이격 배치되는 한 쌍의 횡방향 프레임과, 상기 한 쌍의 횡방향 프레임을 연결하는 하나 이상의 종방향 프레임과, 상기 종방향 프레임을 지지하도록 지면에 수직되게 설치되는 원형강관을 포함하는 지주부와, 상기 원형강관의 상단부에 결합되어 종방향 프레임의 각도 조정이 가능하도록 연결을 형성하는 브라켓과, 상기 원형강관에 가압 체결되는 하나 이상의 클램프 및 일단이 상기 클램프에 각도의 미세 조정이 가능하도록 연결되며, 타단이 각각의 횡방향프레임을 지지하도록 결속되어 횡방향 프레임의 오차나 기울기를 보정하는 복수의 사재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 설치 이후 지반의 침하나 수평변위의 발생으로 인해 태양광 패널의 경사 각도와 높이 오차가 발생하더라도, 이를 용이하게 보정할 수 있을 뿐만 아니라, 외압에 대한 구조물의 구조적 안정성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Description

태양광 패널용 단위구조체 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템 {Unit structure for solar panel and solar power generation system using the same}

본 발명은 태양광 패널용 단위구조체 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 패널 자체의 기울기를 조정할 수 있음은 물론, 지반의 부등침하와 같은 수직변위가 발생하더라도 인접한 단위구조체 사이에 높낮이와 수평도를 조절하여 오차를 효과적으로 보정할 수 있는 태양광 패널용 단위구조체 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.

영농형 태양광 발전은 농작물을 경작하는 경작지에 태양광 발전 구조물을 함께 설치하여, 해당 경작지에서 농작물의 수확과 함께 전력을 생산하는 발전방법이다. 이러한 영농형 태양광 발전은 경작지를 효율적으로 활용하여 전력을 생산할 수 있다는 점에서 경제성이 매우 높다.

다만, 경작지에서 태양광 발전을 하기 위해서는 농작물의 재배에 제약이 되지 않아야 하며, 작업 인부자의 통행이나 트랙터와 같은 농기계의 진출입을 방해하지 않도록 소정 높이 이상으로 설치하여야 한다.

또한, 일반적으로 태양광 모듈은 태양광의 입사 각도가 법선을 이루어 발전 효율이 향상되도록 경사지게 설치된다. 그런데 경작지의 지형에 따라서는 태양광의 입사량이 부족하거나 태양광의 시간에 따라 변화되는 태양광 입사 각도 변화에 대응하기 위하여 태양광 모듈들의 각도를 유연하게 조절할 필요가 있다.

이러한 경사각도를 조절할 수 있으면서, 높이조절이 가능한 태양광 발전장치와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1717262호(2017. 03. 10. 등록, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)가 제안된 바 있다.

선행기술문헌 1의 발전장치는 도 1에 도시된 바와 같이 지반에 삽입 고정되며, 전후방의 한 조로 구성되어 좌우로 연속하여 다수의 조로 설치되는 스크류 지주(1)와, 서로 이웃하는 스크류지주(1)를 연결하는 지지대(2)와, 각 조에 해당하는 스크류지주(1)의 상단을 연결하는 종형바(3)와, 종형바(3)와 스크류지주(1)를 연결하는 제1 체결수단(4)과, 태양전지판(7)이 안착되며 종형바를 연결하는 횡형바(5)와, 종형바(3)와 횡형바(5)를 연결 고정하는 제2 체결수단(6)으로 구성되었다.

그러나, 선행기술문헌 1의 태양광 발전장치 구조에 의해서는, 발전장치가 시공된 상태에서 스크류지주(1)의 침하나 지반의 높이 차이로 인해 종형바(3)와 횡형바(5) 및 태양전지판(7)의 배열이 흐트러질 경우, 작업자 들이 구조물 상부로 올라가 태양전지판(7)의 하중이 인가된 종형바(3)와 횡형바(5)의 일단을 잡고 위로 들어올린 후, 제1,2 체결수단(4)(6)을 조절하여 종형바(3) 및 횡형바(5)의 유동조절을 수행하여야 하며, 제1 체결수단(4)과 스크류지주(1)의 체결상태를 전면적으로 해제하고, 제1 체결수단(4)의 높낮이를 조절하여야 함에 따라 작업이 어렵고 불편하며 많은 노동력이 소모되는 단점이 있다.

특히, 영농형 태양광 발전장치의 경우, 작업자의 통행이나 농작물의 생육에 간섭을 최소화하기 위하여 태양전지판(7)을 지면에서 일정 높이 이상 이격시키므로 스크류 지주(1)가 소정의 높이를 가지는 바, 설치 및 유지 보수 작업을 위해서는 크레인이나 사다리차 등의 고소작업차를 동원해야 하므로, 작업자의 안전사고 발생의 위험과 작업을 위한 비용 및 인원이 많이 소요되며 작업효율이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 영농형 태양광 발전시설의 설치용 모듈과 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1870374호(2018. 06. 21. 등록, 이하 '선행기술문헌 2'라 한다)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이 경작지에 세워져 고정되는 지지대(8a)를 포함하는 제1 유닛(8), 상기 지지대(8a)의 상단부에 고정되어 펼쳐지거나 접혀지는 제2 유닛(9), 및 상기 제2유닛(9)의 상단부에 의해 지지되는 상부골조 프레임(10a)에 행과 열을 이루도록 배치된 태양광패널(10b)이 연결되어 이를 회동시키는 회동봉(10c)을 포함한 제3 유닛(10)으로 구성되었다.

그러나 선행기술문헌 2의 태양광 발전시설의 설치용 모듈의 경우, 제2유닛(9)이 상부 골조 프레임(10a)을 받침 지지하여 펼쳐지거나 접혀지는 동작을 통해 태양광 패널의 설치 각도를 변화시키고 있으나, 기술한 구조에 따르면 지반의 침하 시 인접 설치된 태양광 발전시설의 설치용 모듈 간의 배열이 흐트러져 설치용 모듈 간의 연결부위에 굽힘 응력이 발생하여 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 국부적으로 지반의 침하가 발생되면, 인접한 제1 유닛(8)간에 수직변위가 발행하여 상부골조 프레임(10a)간에 높낮이와 수평도에 차이가 발생하므로, 제1 유닛(8) 과 제2 유닛(9) 및 제3 유닛(10)간의 연결 상태를 전체적으로 분리 및 재결합하여 오차를 보정하여야 하는 번거로움이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1717262호 (2017. 03. 10. 등록) 대한민국 등록특허 제 10-1870374호 (2018. 06. 21. 등록)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 태양광 패널을 지지하는 태양광 패널용 단위구조체 자체의 기울기를 독립적으로 조절할 수 있으며, 소정 위치에서 설치지역의 지반이 침하되더라도 높낮이와 수평도를 조절하여 인접 설치된 태양광 패널용 단위구조체 사이의 오차를 보정하여 배열을 정렬할 수 있어 구조적으로 안정적인 단위구조체를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 지주부의 강도를 보강하여 임의의 방향에서 가해지는 외압에 의해 지주부가 쉽게 전도되거나 휘어지지 않도록 함을 목적으로 한다.

그리고 소정 높이 이상으로 설치되는 영농형 태양광 패널용 단위구조체의 경우, 고소작업차 등을 이용할 필요 없이 지면 가까이에서 태양광 패널용 단위구조체를 조립 및 설치하여 지주부를 회전시킴으로써 지면과 수직 되게 설치할 수 있는 태양광 패널용 단위구조체 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 시스템(S)은 태양광 패널용 단위구조체(A)가 횡방향 및 종방향으로 복수 개 설치되는 것으로, 상기 태양광 패널용 단위구조체(A)는 복수의 태양광 패널(P)을 지지하도록 종방향으로 한 쌍의 횡방향 프레임(100)이 이격 배치되고, 상기 한 쌍의 횡방향 프레임(100)을 연결하도록 하나 이상의 종방향 프레임(200)이 결합되며, 지주부(300)의 원형강관(310)이 상기 종방향 프레임(200)을 지지하도록 지면(G)에 수직되게 설치되고, 상기 원형강관(310)의 상단부에는 브라켓(400)이 결합되어 종방향 프레임(200)이 각도 조정이 가능하도록 연결되며, 한 쌍의 제1 클램프(500a)와 제2 클램프(500b)를 포함하는 클램프(500)는 각각 원형강관(310)에 가압 체결되되, 각 클램프(500a)(500b)는 한 쌍의 원호형 몸체부(510)가 서로 마주보도록 구비되어 원형강관(310)의 외주면을 둘러싸도록 가압 체결되고, 각 몸체부(510)의 좌측단부와 우측단부에는 축공이 형성된 체결 플랜지(520)가 연장 형성되어 대향되게 구비되는 한 쌍의 체결 플랜지(520)에는 접속편(530)이 체결되며, 상기 접속편(530)에 사재(600)의 일단에 형성되는 체결편(610)이 회동 가능하게 축 결합됨으로써 각도의 미세 조정이 가능하고, 타단이 각각의 횡방향 프레임(100)을 지지하도록 결속되어 횡방향 프레임(100)의 오차나 기울기가 보정되되, 상기 제1 클램프(500a)에 결합되는 한 쌍의 사재(600)는 종방향 일측에 구비된 횡방향 프레임(100a)에 결합되고, 제2 클램프(500b)에 결합되는 한 쌍의 사재(600)는 종방향 타측에 구비된 횡방향 프레임(100b)에 결합되며, 횡방향으로 인접한 태양광 패널용 단위구조체(A)의 횡방향 프레임(100)이 상호 연결되도록 각 횡방향 프레임(100)의 단부에 연결프레임(700)의 양 단부가 끼움 결합되며, 종방향으로 인접한 태양광 패널용 단위구조체(A)의 브라켓(400)이 상호 연결되도록 각 브라켓(400)의 커버부재(410)에는 종방향으로 연결편(430)이 연장 형성되어 상기 연결편(430)에 연결로드(800)의 양 단부가 회동 가능하게 축 결합되는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 상기 브라켓(400)은 상기 원형강관(310)의 상단에 서로 마주보도록 체결되는 한 쌍의 커버부재(410) 및 상기 커버부재(410)의 상부에 연장 형성되어 상기 종방향 프레임(200)이 축 결합되는 힌지편(420)을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 지주부(300)는 지면(G)에 고정 설치되어 원형강관(310)의 하측단부가 사이에 구비되도록 한 쌍의 수직판(321)이 이격 형성되는 베이스 플레이트(320) 및 상기 한 쌍의 수직판(321) 사이에서 원형강관(310)의 하측단부 외주면을 부분적으로 둘러싸도록 상기 베이스 플레이트(320)와 체결되는 한 쌍의 커버편(330)을 더 포함할 수 있다.

삭제

본 발명의 실시예에 따르면, 사재에 지지된 횡방향 프레임의 각도가 조정되어 태양광 패널의 기울기도 함께 조정될 수 있을 뿐만 아니라, 횡방향 프레임의 수평도를 조절할 수 있고, 클램프의 높낮이 조절도 가능하므로 지반의 침하와 같은 수직변위가 발생하는 경우에도 인접한 단위구조체 사이에 발생되는 오차를 용이하게 보정할 수 있는 이점이 있다.

또한, 지주부가 원형강관을 포함하여 지주부의 휨 모멘트를 극대화할 수 있으며, 외압으로 인한 지주의 휨 또는 전도를 방지할 수 있다.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따르면 지주부의 회전이 가능하므로 지면에서 구조물을 조립 설치한 후, 지주부를 지면과 수직되게 구비시킬 수 있으므로 설치가 용이하며, 작업자의 안전사고를 예방할 수 있고, 비용 및 인원을 크게 절감할 수 있는 태양광 패널용 단위구조체를 제공할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명의 태양광 발전 시스템 따르면 횡방향 프레임 사이에 연결프레임을 결속함으로써 횡방향으로 인접한 단위구조체를 연속적으로 연결하여 태양광 발전 시스템을 구축할 수 있는 바, 구조적으로 안정적인 발전 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 상기연결프레임의 결합구조에 의해 복수의 태양광 패널용 단위구조체간의 연결 및 분리가 매우 용이함에 따라, 발전 시스템의 규모 확장 및 축소가 간편하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

특히, 연결로드를 이용해 종방향으로 단위구조체 사이의 연결을 추가적으로 수행하여 영농형으로 지주부가 높게 설치되는 경우에도 구조적 안정성을 도모할 수 있으며, 브라켓과 연결로드의 각도 조정이 용이하여 일부 태양광 패널용 단위구조체에 국부적인 지반 침하로 인한 수직변위가 발생된 경우에도 연결로드의 각도가 가변될 수 있어 연결로드 간에 인가되는 굽힘 응력을 완화시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 선행기술문헌 1에 따른 높이조절이 가능한 태양광 발전장치의 형상을 도시한 사시도이다.
도 2는 선행기술문헌 2에 따른 태양광 발전시설의 설치용 모듈의 형상을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널용 단위구조체의 태양광 패널이 결합되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지주부와 종방향 프레임의 결합 상태를 도시한 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 단위구조체의 형상을 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프의 구조를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프와 사재의 결합 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프의 동작 상태에 따른 태양광 패널용 단위구조체의 형상을 도시한 정면도와 측면도이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 영농형 태양광 패널용 단위구조체의 지주부의 설치 상태를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 패널용 단위구조체를 이용한 태양광 발전 시스템을 도시한 사시도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결프레임의 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 13는 본 발명의 일 실시예에 따른 영농형 태양광 패널용 단위구조체를 이용한 태양광 발전 시스템을 도시한 사시도이다.
도 14은 도 13에 도시된 영농형 태양광 패널용 단위구조체를 이용한 태양광 발전 시스템이 설치된 상태를 도시한 측면도이다.

이하에서는 도면에 도시된 사항을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 태양광 패널용 단위구조체(A)는, 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이 태양광 패널 자체의 기울기를 유연하게 조정할 수 있음은 물론 지반 침하나 기타 수직변위가 발생한 경우에도 수평도와 높낮이를 조절할 수 있으며, 나아가서는 클램프를 회전하여 방향을 조절하여 인접한 단위구조체(A) 사이에 발생되는 오차를 용이하게 보정할 수 있도록 제안된 것이다.

이를 위하여 본 발명은 복수의 태양광 패널(P)을 지지하기 위한 한 쌍의 횡방향 프레임(100)과, 상기 횡방향 프레임(100)과 연결된 종방향 프레임(200), 지면에 설치되는 지주부(300)와, 상기 지주부(300)와 종방향 프레임(200)의 연결을 형성하는 브라켓(400)과, 지주부(300)에 체결되는 클램프(500) 및 클램프(500)에 연결되는 사재(600)를 포함하도록 구성된다.

본 발명의 사재(600)는 일단에 체결편(610)이 형성되어 상기 클램프(500)와 각도의 미세 조정이 가능하도록 연결되고, 타단이 각각의 횡방향 프레임(100)을 지지하도록 결속될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 상기 횡방향 프레임(100)은 한 쌍이 나란히 배치되며, 각각의 횡방향 프레임(100a)(100b)은 서로 다른 한 쌍의 사재(600)에 지지되므로, 어느 하나의 횡방향 프레임(100)의 높낮이가 조절되도록 사재(600)와 횡방향 프레임(100)의 각도를 조정함으로써 개녈 단위구조체(A) 자체에 구비되는 태양광 패널(P)의 기울기를 조정할 수 있다. 이로써, 태양광 패널(P)이 태양광 입사 각도 변화에 대응할 수 있다.

특히, 본 발명의 지주부(300)에 결속되는 브라켓(400)과 클램프(500)는 사재의 각도 조정이 가능함은 물론 소정 범위에서 높낮이 조절도 가능하므로 복수의 태양광 패널용 단위구조체(A)가 서로 연결되도록 설치되었을 때, 국부적으로 지반의 부등침하 등으로 수직변위가 발생하는 경우에도 인접한 단위구조체 사이에서 높낮이와 수평도 그리고 방향을 조절함으로써 오차를 용이하게 보정할 수 있도록 하는데 기술적 차별성이 있다.

이를 상세히 설명하면, 상기 횡방향 프레임(100)은 종방향으로 한 쌍이 이격 배치되고, 상기 이격 배치된 일측 및 타측 횡방향 프레임(100a)(100b)은 하나 이상의 종방향 프레임(200)에 의해 연결된다. 이러한 구조를 바탕으로 교차 배치된 횡방향 프레임(100)과 종방향 프레임(200)에 의해 상기 태양광 패널(P)의 안정적인 지지가 이루어질 수 있다.

이때, 상기 종방향 프레임(200)은 적어도 하나 이상 형성되는 것이 바람직하며, 지주부(300)의 상부에 위치되어 브라켓(500)과 체결되는 종방향 프레임(210)은 각관형 구조를 지니고, 인접한 횡방향 프레임(100a)(100b)을 상호 연결되도록 하는 보조 종방향 프레임(220)은 보다 경량화된 찬넬 프레임으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 지주부(300)는 상기 종방향 프레임(200)을 지지하도록 지면(G)에 수직되게 설치되는 원형강관(310)을 포함하므로 임의의 축방향으로 가해지는 외력에 동일한 저항력을 발휘할 수 있음에 따라, 동일한 길이와 중량의 각형강관을 사용했을 때보다 단면 2차 모멘트가 크게 확보되어 지주부(300)가 휘거나 전도되는 형상을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

그러나 상기 지주부(300)는 필요에 따라서는 지면(G)에 수직되게 설치되는 각형강관을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 지면(G)에 수직으로 박힘 고정되도록 지면(G)에 입설될 수도 있다.

한편, 상기 사재(600)는 도 3에 도시된 바와 같이 타측 단부에 상기 횡방향 프레임(100)과 연결을 형성하는 체결편(620)이 형성되어 볼트결합으로 결속될 수 있다.

또한, 상기 브라켓(400)은 상기 지주부(300)의 원형강관(310)의 상단부에 결합되는 것으로서, 지주부(300)와 종방향 프레임(200)의 각도 조정이 가능하도록 연결을 형성할 수 있다.

도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 브라켓(400)의 구조를 더욱 상세히 설명하면, 상기 브라켓(400)은 상기 원형강관(310)의 상단에 서로 마주보도록 한 쌍의 커버부재(410)가 체결되고, 상기 커버부재(410)의 상부에 힌지편(420)이 연장 형성되어 상기 종방향 프레임(200)이 힌지편(420)과 기울기 조정이 가능하도록 축 결합될 수 있다.

바람직하게는 상기 브라켓(400)이 원형강관(310)의 상단에 체결됨에 있어서 일정 범위 내에서 유연하게 높낮이 조절이 가능하도록 형성될 수 있다. 이를 위해 한 쌍의 커버부재(410)에는 원형강관(310)과의 고정 결합을 형성하는 고정부재가 관통되는 장공이 형성되며, 이때 장공은 브라켓(400)의 상하방향 높이 조절이 가능하도록 세로방향으로 연장될 수 있다. 즉, 기술한 바에 따르면 상기 브라켓(400)에 의해 지지된 종방향 프레임(200)의 높낮이에 오차가 발생된 경우에 상기 브라켓(400)의 상하이동에 의해 보정될 수 있다.

각각의 커버부재(410)의 힌지편(420)에는 상기 종방향 프레임(200)을 관통하는 핀(422)의 양단부가 끼워지는 축공(421)이 형성된다. 즉, 상기 종방향 프레임(200)은 브라켓(400)의 한 쌍의 힌지편(420) 사이에 끼워진 상태로 상기 축공(421)에 축 결합되어 회동하여 상기 종방향 프레임(200)과 연결된 횡방향 프레임(100)에 지지된 복수의 태양광 패널(P)의 기울기가 조정된다.

이하에서는 도 7내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 클램프(500)와 사재(600)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 7을 참조하면, 상기 클램프(500)는 원형강관(310)의 외주면에 가압 체결되는 한 쌍의 몸체부(510)와, 각 몸체부(510)에서 연장 형성된 체결 플랜지(520)로 구성되어 사재(600)와 연결된다.

한 쌍의 몸체부(510)는 서로 마주보도록 구비되어 원형강관(310)의 외주면을 둘러싸도록 체결되며, 한 쌍의 몸체부(510)간의 체결이 이루어지도록 조임력을 제공하는 체결수단에 의해 가압력이 인가된다.

보다 상세하게는 상기 몸체부(510)의 양측단부에는 조임력을 제공하는 체결수단이 관통되는 체결공(511)이 구비될 수 있으며, 필요에 따라서는 조임력을 해제하여 상기 클램프(500)의 높낮이와 방향을 조절할 수 있음에 따라, 지반의 침하와 같은 수직변위가 발생한 경우에도 인접한 단위구조체(A)간에 발생되는 높낮이와 수평도를 조절할 수 있고, 미세하게 방향을 조절하여 오차를 용이하게 보정할 수 있는 이점이 있다.

이때, 상기 몸체부(510)는 서로 대칭되는 형상을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 체결 플랜지(520)는 몸체부(510)의 좌측단부와 우측단부에서 각각 연장 형성되어 각각의 사재(600)가 회동 가능하게 축 결합되는 축공이 형성된 것으로서, 각도의 미세 조정이 가능하도록 연결되어진다. 이때 상기 사재(600)는 일단이 클램프(500)에 연결되며, 타단이 각각의 횡방향 프레임(100)을 지지하도록 결속되어 횡방향 프레임(100)의 높낮이나 수평도를 조절할 수 있다.

나아가, 일 실시예에 따르면, 상기 클램프(500)는 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 종방향으로 서로 마주보도록 구비된 제1 클램프(500a)와, 제2 클램프(500b)로 구성될 수 있다. 이때 상기 제1 클램프(500a)는 종방향 일측에 구비된 횡방향 프레임(100a)에 결합되는 한 쌍의 사재(600)가 연결되며, 제2 클램프(500b)에는 종방향 타측에 구비된 횡방향 프레임(100b)에 결합되는 한 쌍의 사재(600)가 연결될 수 있다.

나아가, 실시형태에 따라서는 도 8에 도시된 바와 같이 대향되게 구비되는 한 쌍의 체결 플랜지(520)에 접속편(530)이 추가적으로 체결되어 상기 접속편(530)에 사재(600)의 단부에 형성되는 체결편(610)이 회동 가능하게 체결되도록 하여 체결편(610)과 지주부(300)의 간섭을 방지하고, 설치 및 각도 조정의 편리성을 도모할 수 있다.

상기 접속편(530)은 한 쌍의 체결 플랜지(520) 사이에 구비될 수도 있으나, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 접속편(530)이 상기 체결 플랜지(520) 외측에 구비될 수 있으며, 이에 접속편(30)의 외측에 사재(600)의 체결편(610)이 체결된 상태로 회동하여, 회동시 상기 체결 플랜지(520)에 의한 간섭을 최소화할 수 있다.

즉, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 사재(600)의 각도조정에 따라 복수의 태양광 패널(P)의 수평도 및 방향을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 클램프(500)의 높낮이를 조절하여 클램프(500)에 연결된 사재(600)가 함께 수직이동됨에 따라, 복수의 태양광 패널(P)의 높낮이를 조절할 수 있음은 물론이다. 나아가서는 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 클램프를 회전하여 클램프(500)에 연결된 사재(600)가 함께 회전함에 따라 복수의 태양광 패널(P)의 방향을 조절할 수 있다.

이하에서는 도 10의 (a)와 (b)를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 지주부(300)를 설명한다. 상기 지주부(300)는 원형강관(310), 베이스 플레이트(320) 및 상기 베이스 플레이트(320)와 체결되는 한 쌍의 커버편(330)으로 구성될 수 있다.

상기 베이스 플레이트(320)는 지면에 고정 설치되는 것으로 원형강관(310)의 하측단부가 그 사이에 구비되도록 한 쌍의 수직판(321)이 이격 형성될 수 있다. 또한, 상기 커버편(330)은 한 쌍의 수직판(321) 사이에서 노출된 원형강관(310)의 하측단부 외주면을 부분적으로 둘러싸도록 상기 베이스 플레이트(320)와 체결된다.

이때, 한 쌍의 수직판(321)에는 원형강관(310)의 하단부가 축 결합되도록 지주결합공(321a)이 관통 형성되며, 상기 원형강관(310)은 베이스 플레이트(320)와 커버편(330)이 체결되기 전에 미리 한 쌍의 수직판(321) 사이에 회전 가능하도록 구비된다. 또한, 실시형태에 따라서는 상기 한 쌍의 수직판(321)에는 상기 축 결합되어 회전된 원형강관(310)을 고정하기 위한 지주고정공(321b)이 관통 형성될 수 있다.

이로써, 상기 원형강관(310)은 지주결합공(321a)에 끼워진 축을 중심으로 회전하여 지면과 수직이 되도록 구비된 상태에서 고정수단이 상기 원형강관(310)을 관통하도록 상기 지주고정공(321b)에 삽입되어 원형강관(310)을 완전히 고정할 수 있다.

특히, 영농형 태양광 패널용 단위구조체(A)는 사람의 통행이나 농작물의 생육에 간섭을 최소화하기 위하여 지주부(300)가 소정의 높이를 가지므로, 상기에서 기술한 실시예의 구조에 따르면 지면 가까이에서 지주부(300)의 상부에 태양광 패널(P) 등의 구조물의 조립 및 설치를 수행한 이후, 축 결합된 지주부(300)를 회전시켜 지면과 수직이 되도록 구비할 수 있음에 따라, 설치 및 유지 보수 작업이 매우 용이한 이점이 있다.

이때, 상기 지주부(300)의 고정은 상기 고정수단을 지주고정공(321b)에 체결함과 동시에 상기 베이스 플레이트(320)와 커버편(330)의 체결을 수행하여 이루어질 수 있다.

이하에서는 도 11 내지 도 14을 참조하여, 상기에서 설명한 구조를 갖는 태양광 패널용 단위구조체(A)가 횡방향 및 종방향으로 복수 개 설치되는 태양광 발전 시스템(S)을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 태양광 발전 시스템(S)은, 도 11 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 횡방향으로 인접한 태양광 패널용 단위구조체(A)의 횡방향 프레임(100)이 상호 연결되도록 각 횡방향 프레임(100)의 단부에 연결프레임(700)의 양 단부가 끼움 결합될 수 있다.

즉, 기술한 구조에 따르면 서로 인접 배치된 단위구조체(A)간의 연결이 신속 용이하게 형성될 수 있음에 따라, 발전 시스템의 규모 확장 및 축소가 간편하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

이때, 상기 횡방향 프레임(100)은 도 12에 도시된 바와 같이 일측이 개방된 ㄷ자 형상의 찬넬 프레임이고, 상기 연결프레임(700)은 상기 횡방향 프레임(100)의 내측에 끼움 결합되는 구조를 가질 수 있다. 나아가 상기 연결프레임(700)의 이탈을 방지하기 위해 상기 횡방향 프레임(100)은 개방된 일측면에 구비된 양 단부가 내측방향을 향해 추가적으로 절곡되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도 13 내지 도 14을 참조하여, 태양광 패널용 단위구조체간의 보강이 이루어진, 높이가 확보된 영농형 태양광 패널용 단위구조체를 이용한 태양광 발전 시스템을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 높이가 확보된 영농형 태양광 패널용 단위구조체를 이용한 태양광 발전 시스템은, 종방향으로 인접한 태양광 패널용 단위구조체(A)의 브라켓(400)이 상호 연결되도록 각 브라켓(400)에 연결로드(800)의 양 단부가 결속되어 형성된다. 이로써, 종방향으로 인접한 단위구조체(A)간의 결속을 보강할 수 있을 뿐만 아니라, 상대적으로 높게 설치되어 지주부(300)의 상단에 비교적 강하게 가해지는 풍압 등의 외압에도 저항력이 확보되어 지주부(300)의 전도를 효과적으로 방지할 수 있다.

이때, 상기 브라켓(400)에는 커버부재(410)에서 종방향으로 연결편(430)이 연장 형성되며, 상기 연결로드(800)에 인가되는 굽힘 응력으로 인한 파손을 방지하기 위해 상기 연결편(430)에는 연결로드(800)가 회동 가능하게 축 결합되는 연결공(431)이 형성될 수 있다.

즉, 기술한 구조에 따르면 도 14에 도시된 바와 같이, 일부 태양광 패널용 단위구조체(A)가 설치된 설치위치에서 지반의 침하와 같은 수직변위가 발생하더라도, 연결로드(800)의 각도가 가변될 수 있으므로, 연결로드(800)에 인가되는 굽힘 응력을 효과적으로 상쇄할 수 있으므로 태양광 패널용 단위구조체(A)간의 연결이 안정적으로 유지될 수 있으며, 내구성을 높일 수 있는 이점이 있다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 태양광 패널용 단위구조체(A) 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템(S)은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 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 것으로 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

A : 태양광 단위구조체 G : 지면
S : 태양광 발전 시스템 100 : 횡방향 프레임
200 : 종방향 프레임 300 : 지주부
310 : 원형강관 320 : 베이스 플레이트
321 : 수직판 330 : 커버편
400 : 브라켓 410 : 커버부재
420 : 힌지편 430 : 연결편
500 : 클램프 500a : 제1 클램프
500b : 제2 클램프 510 : 몸체부
520 : 체결 플랜지 530 : 접속편
600 : 사재 610 : 체결편
700 : 연결프레임 800 : 연결로드

Claims

태양광 패널용 단위구조체(A)가 횡방향 및 종방향으로 복수 개 설치되는 태양광 발전 시스템(S)에 있어서,
상기 태양광 패널용 단위구조체(A)는 복수의 태양광 패널(P)을 지지하도록 종방향으로 한 쌍의 횡방향 프레임(100)이 이격 배치되고, 상기 한 쌍의 횡방향 프레임(100)을 연결하도록 하나 이상의 종방향 프레임(200)이 결합되며, 지주부(300)의 원형강관(310)이 상기 종방향 프레임(200)을 지지하도록 지면(G)에 수직되게 설치되고, 상기 원형강관(310)의 상단부에는 브라켓(400)이 결합되어 종방향 프레임(200)이 각도 조정이 가능하도록 연결되며, 한 쌍의 제1 클램프(500a)와 제2 클램프(500b)는 각각 원형강관(310)에 가압 체결되되, 각 클램프(500a)(500b)는 한 쌍의 원호형 몸체부(510)가 서로 마주보도록 구비되어 원형강관(310)의 외주면을 둘러싸도록 가압 체결되고, 각 몸체부(510)의 좌측단부와 우측단부에는 축공이 형성된 체결 플랜지(520)가 연장 형성되어 대향되게 구비되는 한 쌍의 체결 플랜지(520)에는 접속편(530)이 체결되며, 상기 접속편(530)에 사재(600)의 일단에 형성되는 체결편(610)이 회동 가능하게 축 결합됨으로써 각도의 미세 조정이 가능하고, 타단이 각각의 횡방향 프레임(100)을 지지하도록 결속되어 횡방향 프레임(100)의 오차나 기울기가 보정되되, 상기 제1 클램프(500a)에 결합되는 한 쌍의 사재(600)는 종방향 일측에 구비된 횡방향 프레임(100a)에 결합되고, 제2 클램프(500b)에 결합되는 한 쌍의 사재(600)는 종방향 타측에 구비된 횡방향 프레임(100b)에 결합되며,
횡방향으로 인접한 태양광 패널용 단위구조체(A)의 횡방향 프레임(100)이 상호 연결되도록 각 횡방향 프레임(100)의 단부에 연결프레임(700)의 양 단부가 끼움 결합되며,
종방향으로 인접한 태양광 패널용 단위구조체(A)의 브라켓(400)이 상호 연결되도록 각 브라켓(400)의 커버부재(410)에는 종방향으로 연결편(430)이 연장 형성되어 상기 연결편(430)에 연결로드(800)의 양 단부가 회동 가능하게 축 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
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제 1항에 있어서,
상기 브라켓(400)은
상기 원형강관(310)의 상단에 서로 마주보도록 체결되는 한 쌍의 커버부재(410); 및
상기 커버부재(410)의 상부에 연장 형성되어 상기 종방향 프레임(200)이 축 결합되는 힌지편(420);
을 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 지주부(300)는
지면(G)에 고정 설치되어 원형강관(310)의 하측단부가 사이에 구비되도록 한 쌍의 수직판(321)이 이격 형성되는 베이스 플레이트(320); 및
상기 한 쌍의 수직판(321) 사이에서 원형강관(310)의 하측단부 외주면을 부분적으로 둘러싸도록 상기 베이스 플레이트(320)와 체결되는 한 쌍의 커버편(330);
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전 시스템.
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