KR102523436B1 - 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템은: 건물 외벽에 상하 및 좌우로 각각 한 쌍씩 이격되는 오픈 조인트 구조로 구비되며, 태양광에 의해 직류 전원을 생성하는 다수의 태양광 패널; 상기 태양광 패널에 연결되어 상기 태양광 패널에서 생성되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터; 및, 상기 태양광 패널과 상기 인버터의 사이에 구비되어 상기 태양광 패널에서 생성되는 직류 전원을 상기 인버터로 전달하는 접속반;을 포함하며,
상기 접속반은: 외관을 형성하며, 개폐 가능한 도어가 마련된 함체 구조의 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 하우징으로 전달되는 진동을 감지하는 진동센서; 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 하우징 내부의 온도를 감지하는 온도센서; 상기 하우징의 내부에 구비되며, 내진 내화 폼이 내부에 수용되는 폼 탱크; 상기 폼 탱크에 연결되어 상기 하우징의 내부에 지진 또는 화재 발생시 내진 내화 폼이 상기 하우징의 내부로 분사 및 팽창되도록 하는 분사부; 및, 상기 진동센서와 상기 온도센서에서 감지된 결과에 기초하여 건물에 지진이 전달되거나 화재가 발생 된 것으로 판단될 경우 상기 분사부를 통해 내진 내화 폼이 상기 하우징의 내부로 분사 및 팽창되도록 상기 분사부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 태양광 패널에서 발생되는 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속반의 화재 발생시에 순간적으로 소화가 이뤄지도록 하여 내화 기능을 가지며, 태양광 패널이 일체로 시공된 건물에 지진 등에 따른 진동 발생시 이를 효과적으로 감지하여 순간적인 진동 감쇄가 이뤄지도록 함으로써, 지진과 화재 등의 재해 상황에서도 파손과 손상이 효과적으로 방지되도록 할 수 있는 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템을 제공할 수 있다.
상기 접속반은: 외관을 형성하며, 개폐 가능한 도어가 마련된 함체 구조의 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 하우징으로 전달되는 진동을 감지하는 진동센서; 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 하우징 내부의 온도를 감지하는 온도센서; 상기 하우징의 내부에 구비되며, 내진 내화 폼이 내부에 수용되는 폼 탱크; 상기 폼 탱크에 연결되어 상기 하우징의 내부에 지진 또는 화재 발생시 내진 내화 폼이 상기 하우징의 내부로 분사 및 팽창되도록 하는 분사부; 및, 상기 진동센서와 상기 온도센서에서 감지된 결과에 기초하여 건물에 지진이 전달되거나 화재가 발생 된 것으로 판단될 경우 상기 분사부를 통해 내진 내화 폼이 상기 하우징의 내부로 분사 및 팽창되도록 상기 분사부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 태양광 패널에서 발생되는 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속반의 화재 발생시에 순간적으로 소화가 이뤄지도록 하여 내화 기능을 가지며, 태양광 패널이 일체로 시공된 건물에 지진 등에 따른 진동 발생시 이를 효과적으로 감지하여 순간적인 진동 감쇄가 이뤄지도록 함으로써, 지진과 화재 등의 재해 상황에서도 파손과 손상이 효과적으로 방지되도록 할 수 있는 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광 패널에서 발생되는 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속반의 화재 발생시에 순간적으로 소화가 이뤄지도록 하여 내화 기능을 가지며, 태양광 패널이 일체로 시공된 건물에 지진 등에 따른 진동 발생시 이를 효과적으로 감지하여 순간적인 진동 감쇄가 이뤄지도록 함으로써, 지진과 화재 등의 재해 상황에서도 파손과 손상이 효과적으로 방지되도록 할 수 있는 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템에 관한 것이다.
태양광발전은 반도체로 만들어진 태양전지에 빛 에너지를 조사하여 빛 에너지를 직류 전기로 변환하여 전력을 생산하는 것으로서, 무한 무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 들지 않고, 대기오염이나 폐기물 발생이 없으며, 또한 기계적인 진동과 소음이 없고, 수명이 최소 20년 이상으로 길며, 유지보수도 용이한 장점이 있다.
일반적으로 태양광 발전시스템은 빛 에너지를 직류의 전기 에너지로 변환하게 되는 태양광 패널과, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 인버터와, 태양광 패널에서 발생된 직류 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속반을 포함하며, 인버터에서 변환된 교류 전원은 별도의 교류 배전반에 의해 승압되어 전계 계통 시스템으로 보내거나 수용가에 공급되어 사용된다.
단위 태양전지에서 발생되는 전기 에너지의 량은 매우 작기 때문에 통상적으로는 여러 개의 태양전지를 패널(모듈)로 제작하며, 또한 복수 개의 태양광 패널은 다시 한 그룹으로 구성하고 이러한 그룹을 다시 병렬로 연결하여 태양광 어레이를 구성하여 필요한 전력을 확보하게 된다.
한편, 접속반은 입력 단자, 퓨즈, 다이오드 및 출력 단자 등을 포함하여 복수의 태양광 패널에서 발생된 직류 전원을 취합하여 인버터로 전달하는 기능을 수행하며, 특히 다이오드는 역방향으로 흐르는 전류를 차단하여 인버터를 보호해주는 기능을 하여 다량의 열을 발생시키게 되며, 이러한 열을 방출하기 위하여 다이오드는 방열판 등이 구비됨에 따라서 접속반 내부는 고온의 환경 조건에서 작동이 이루어진다.
특히, 접속반은 통상적으로 실외에 설치되며, 따라서 우천 등의 가혹한 조건과 고온 환경에서 장기간 운전이 이루어짐에 따라서 항시 화재 발생의 가능성이 높으며, 현재 운영 중인 태양광 발전시스템의 하자 상당 부분은 접속반에서 발생되고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 태양광 접속반의 일 예가 대한민국 특허등록번호 제10-1491013호(2015년02월02일자 등록, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.
상기 태양광 접속반은 누설 전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 것으로서, 아크 발생을 검출하는 아크 센서, 및 온도를 검출할 수 있는 온도센서 등을 구비하고 접속반 내에서 이상전류를 검출하여 화재 징후를 감지하도록 한다.
한편, 태양광용 접속반은 각종 전기 부품과 배선이 복잡하게 배열되어 과전류, 과열, 합선 등의 발생 위험이 높으며, 내부 발화시에 순식간에 큰 화재로 확산되기 쉽다. 또한, 태양광 패널이나 접속반은 실외에 설치되기 때문에 화재를 인지하게 되더라도 신속한 화재 진압이 용이하지 않을 수 있다는 문제점이 있다.
아울러, 최근 전세계 여러 지역에서 크고 작은 지진으로 인하여 수많은 인명 및 국가적인 피해가 발생하고 있으며, 비교적 안전지대로 분류되었던 우리나라에도 이러한 조짐이 발생하고 있으므로, 태양광 발전시스템에 대한 내진이 중요해지고 있는 실정이다.
본 발명의 목적은, 태양광 패널에서 발생되는 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속반의 화재 발생시에 순간적으로 소화가 이뤄지도록 하여 내화 기능을 가지며, 태양광 패널이 일체로 시공된 건물에 지진 등에 따른 진동 발생시 이를 효과적으로 감지하여 순간적인 진동 감쇄가 이뤄지도록 함으로써, 지진과 화재 등의 재해 상황에서도 파손과 손상이 효과적으로 방지되도록 할 수 있는 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템은: 건물 외벽에 상하 및 좌우로 각각 한 쌍씩 이격되는 오픈 조인트 구조로 구비되며, 태양광에 의해 직류 전원을 생성하는 다수의 태양광 패널; 상기 태양광 패널에 연결되어 상기 태양광 패널에서 생성되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터; 및, 상기 태양광 패널과 상기 인버터의 사이에 구비되어 상기 태양광 패널에서 생성되는 직류 전원을 상기 인버터로 전달하는 접속반;을 포함하며,
상기 접속반은: 외관을 형성하며, 개폐 가능한 도어가 마련된 함체 구조의 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 하우징으로 전달되는 진동을 감지하는 진동센서; 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 하우징 내부의 온도를 감지하는 온도센서; 상기 하우징의 내부에 구비되며, 내진 내화 폼이 내부에 수용되는 폼 탱크; 상기 폼 탱크에 연결되어 상기 하우징의 내부에 지진 또는 화재 발생시 내진 내화 폼이 상기 하우징의 내부로 분사 및 팽창되도록 하는 분사부; 및, 상기 진동센서와 상기 온도센서에서 감지된 결과에 기초하여 건물에 지진이 전달되거나 화재가 발생 된 것으로 판단될 경우 상기 분사부를 통해 내진 내화 폼이 상기 하우징의 내부로 분사 및 팽창되도록 상기 분사부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 분사부를 통해 상기 하우징의 내부로 분사 및 팽창되는 내진 내화 폼은 폴리머 스펀지와 산화 그래핀으로 산화 그래핀 구조체를 이루는 그래핀 폼을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 태양광 패널은 건물 외벽에 수직으로 설치되는 구조용 각관의 전방에 구비되며 구조용 각관의 좌우 양측에 수직으로 돌출 연장된 수직 구획 레일에 의해 태양광 발전용 전선들의 배선이 안내되도록 하거나 빗물이 차단되도록 하는 배선 가이드 드레인의 전방에 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 태양광 패널에서 발생되는 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속반의 화재 발생시에 순간적으로 소화가 이뤄지도록 하여 내화 기능을 가지며, 태양광 패널이 일체로 시공된 건물에 지진 등에 따른 진동 발생시 이를 효과적으로 감지하여 순간적인 진동 감쇄가 이뤄지도록 함으로써, 지진과 화재 등의 재해 상황에서도 파손과 손상이 효과적으로 방지되도록 할 수 있는 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템의 구성을 도시한 시스템 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 접속반의 내부 구성을 도시한 도면,
도 4는 도 3의 접속반 내부에서 분사부에 의해 내진 내화 폼이 분사 및 팽창된 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 태양광 패널이 시공된 일 예를 도시한 사시도,
도 6은 도 5의 “A”영역을 확대 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템의 일 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 접속반의 내부 구성을 도시한 도면,
도 4는 도 3의 접속반 내부에서 분사부에 의해 내진 내화 폼이 분사 및 팽창된 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 태양광 패널이 시공된 일 예를 도시한 사시도,
도 6은 도 5의 “A”영역을 확대 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 건물 외벽에 상하 및 좌우로 각각 한 쌍씩 이격되는 오픈 조인트 구조로 구비되며 태양광에 의해 직류 전원을 생성하는 다수의 태양광 패널(100)과, 태양광 패널(100)에 연결되어 태양광 패널(100)에서 생성되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(200)와, 태양광 패널(100) 및 인버터(200)의 사이에 구비되어 태양광 패널(100)에서 생성되는 직류 전원을 인버터(200)로 전달하는 접속반(300)을 포함한다.
태양광 패널(100)은 다수의 태양전지가 연결되어 구성된 모듈일 수 있으며, 또는 이와 같이 구성된 모듈이 다시 그룹으로 구성된 어레이일 수 있다.
접속반(300)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 외관을 형성하며 개폐 가능한 도어가 마련된 함체 구조의 하우징(310)과, 하우징(310)의 내부에 구비되어 하우징(310)으로 전달되는 진동을 감지하는 진동센서(320)와, 하우징(310)의 내부에 구비되어 하우징(310) 내부의 온도를 감지하는 온도센서(330)와, 하우징(310)의 내부에 구비되며 내진 내화 폼이 내부에 수용되는 폼 탱크(340)와, 폼 탱크(340)에 연결되어 하우징(310)의 내부에 지진 또는 화재 발생시 내진 내화 폼이 하우징(310)의 내부로 분사 및 팽창되도록 하는 분사부(350)와, 진동센서(320) 및 온도센서(330)에서 감지된 결과에 기초하여 건물에 지진이 전달되거나 화재가 발생 된 것으로 판단될 경우 분사부(350)를 통해 내진 내화 폼이 하우징(310)의 내부로 분사 및 팽창되도록 분사부(350)를 제어하는 제어부(360)를 포함한다.
이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(100)에서 발생되는 전원을 인버터(200)로 전달하게 되는 접속반(300)의 화재 발생시에 순간적으로 내진 내화 폼의 분사 및 팽창에 의해 소화가 이뤄지도록 하여 내화 기능을 가지며, 태양광 패널(100)이 일체로 시공된 건물에 지진 등에 따른 진동 발생시 이를 효과적으로 감지하여 내진 내화 폼의 분사 및 팽창에 의해 순간적인 진동 감쇄가 이뤄지도록 함으로써, 지진과 화재 등의 재해 상황에서도 파손과 손상이 효과적으로 방지되도록 할 수 있는 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템을 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 접속반(300)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(100)의 각 출력단과 직렬 연결되는 퓨즈(301)와, 각 퓨즈(301)와 직렬로 연결되어 역전압을 방지하는 역전압 방지부(302)와, 역전압 방지부(302) 및 인버터(200) 사이의 폐회로를 온/오프하게 되는 스위치(303)와, 퓨즈(301) 및 역전압 방지부(302) 사이의 전압을 측정하는 전압측정부(304)와, 역전압 방지부(302) 출력단의 전류를 측정하는 전류측정부(305)와, 하우징(310) 내에 발생된 가스(연기)를 검출할 수 있는 가스센서(306)와, 하우징(310)의 내부 공기와 외부 공기를 환기시키게 되는 쿨링팬(307)과, 주변에 경고음을 출력하는 스피커(308)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
퓨즈(301)는 각각의 태양광 패널(100)의 출력단에 직렬로 연결되어 규정 값을 초과한 직류 전류가 인가될 경우에 단락이 이루어져 과전류로부터 접속반(300)의 전기적 회로를 보호한다.
역전압 방지부(302)는 각 퓨즈(301)의 출력단에 직렬로 연결되어 비정상적인 전류가 태양광 패널(100)로 인입되는 것을 방지하여 태양광 패널(100)을 보호하는 역할을 한다.
여기서, 퓨즈(301)와 역전압 방지부(302)는 주지의 방열판이 구비될 수 있으며, 방열판은 퓨즈(301) 또는 역전압 방지부(302)의 작동 중에 발생되는 열을 주변으로 발산하여 소자의 열화 현상을 방지한다.
전압측정부(304)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 퓨즈(301)의 출력단에 연결되어 출력단 전압을 측정하게 되며, 검출된 전압 값은 제어부(360)로 전달되어 각 태양광 패널(100)의 발전량 모니터링 정보로 활용되거나 퓨즈(301)의 단락 여부 또는 역전압 방지부(302)의 이상 여부 판정에 사용될 수 있다.
전류측정부(305)는 역전압 방지부(302)의 출력단에 연결되어 출력단 전류를 측정하며, 측정된 전류 값은 제어부(360)로 전달되어 태양광발전시스템의 실시간 발전량 모니터링 정보로 사용될 수 있다.
여기서, 제어부(360)는 전압측정부(304)와 역전압 방지부(302)에서 검출된 신호를 수신하여 이를 유선망 또는 무선망을 통해 원격지의 모니터링 시스템(361)으로 전달할 수 있으며, 모니터링 시스템(361)은 전달된 모니터링 정보로부터 태양광발전시스템의 실시간 발전량, 누계 발전량 또는 소자의 이상 여부에 대한 확인이 가능하다.
가스센서(306)는 접속반(300) 내에서 화재 시에 발생되는 가스(또는 연기)를 검출하여 전기적인 신호를 출력하게 되며, 이러한 가스센서(306)는 가스와 접촉 시에 전기전도도의 변화를 이용하여 가스를 검출하게 되는 반도체식 가스센서, 또는 가연성 가스와 산소와의 반응열(연소열)을 전기신호로 변환하는 방식으로 가연성 가스의 검출이 이루어지는 접촉연소식 가스센서에 의해 제공될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 가스센서(306)는 실외에서 설치되는 접속반(300)의 특성상, 수증기나 온도, 습도 및 다른 잡 가스의 영향을 적게 받는 접촉연소식 가스센서가 사용되며, 상대적으로 온도와 습도에 민감한 반도체식 가스센서는 잡 가스나 수증기(습도)로 인한 오동작을 방지할 수 있는 보상회로가 부가될 수 있다.
쿨링팬(307)은 제어부(360)에 의해 구동 제어가 이루어지며, 제어부(360)는 온도센서(330)와 가스센서(306)의 검출 값을 비교 판단하여 쿨링팬(307)의 구동을 제어한다.
진동센서(320)는, 압전소자를 포함하며, 지진 등에 의해 하우징(310)의 내부로 전달되는 진동을 감지하여 전기적인 신호를 출력하게 되며 이를 제어부(360)로 전달하게 된다.
온도센서(330)는 접속반(300) 내부의 온도를 검출하기 위한 단일 센서일 수 있으며, 또는 둘 이상의 다수 개로 구성되어 접속반(300) 내부의 온도와 개별 소자에 대한 직접적인 온도 검출이 이루어지도록 할 수 있다.
이러한 온도센서(330)는 소자와 직접 접촉하여 열평형 상태에서 온도 검출이 이루어지는 접촉식 온도센서일 수 있으며, 또는 자외선이나 적외선을 이용하여 소자에서 발생되는 열을 검출하게 되는 비접촉 온도센서에 의해 제공될 수 있다.
폼 탱크(340)는, 통상의 압력용기를 포함하며, 내부에는 내진 내화 폼이 수용되어 저장된다.
여기서, 폼 탱크(340)에는 내부 압력이 일정 압력으로 유지되도록 안전밸브와 내부 압력을 차압시키기 위한 차압밸브가 구비될 수 있다.
분사부(350)는 폼 탱크(340)에 연결되어 하우징(310)의 내부에 지진 또는 화재 발생시 내진 내화 폼이 하우징(310)의 내부로 분사 및 팽창되도록 내진 내화 폼의 분사를 단속하는 분사 노즐과 내진 내화 폼의 역류방지를 위한 체크밸브를 포함한다.
제어부(360)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 진동센서(320) 및 온도센서(330)에서 감지된 결과에 기초하여 건물에 지진이 전달되거나 화재가 발생 된 것으로 판단될 경우 분사부(350)를 통해 내진 내화 폼이 하우징(310)의 내부로 분사 및 팽창되도록 분사부(350)를 제어하며, 전압측정부(304) 및 전류측정부(305)에서 검출된 전압 및 전류 값과, 온도센서(330) 및 가스센서(306)에서 검출된 값이 기준값 이상으로 검출된 경우에는 스위치(303)를 오프(Off) 제어하여 접속반(300)과 인버터(200)의 전기적 연결을 단절하게 되고, 특히 온도센서(330)와 가스센서(306)의 검출 신호가 기준값 이상으로 검출된 경우에는 스위치(303)를 오프 제어함과 동시에 모니터링 시스템(361)에 화재 징후 경보를 전달한다.
또한, 제어부(360)는 온도센서(330)와 가스센서(306)의 검출 신호가 기준값 이상으로 검출된 경우에 이를 화재 징후로 판단하여 스피커(308)를 통해 경고음의 출력이 이루어지도록 할 수 있다.
여기서, 분사부(350)를 통해 하우징(310)의 내부로 분사 및 팽창되는 내진 내화 폼은 폴리머 스펀지와 산화 그래핀으로 산화 그래핀 구조체를 이루는 그래핀 폼을 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 분사부(350)에서 분사되는 내진 내화 폼이 그래핀 성분을 포함하도록 함으로써, 높은 탄성에 의해 내진 효과가 향상되도록 할 수 있고, 높은 난연성에 의해 내화 성능도 향상되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 내진 내화 폼은 그래핀 폼 37 ~49 중량%에 알루미늄 7 ~ 13 중량%, 펄라이트(Pearlite) 5 ~ 8 중량%가 더 첨가되어 마련될 수도 있다.
이에 따라, 알루미늄 성분에 의해 내진 내화 폼에 의한 진동 감쇄 효과가 더욱 향상되며, 펄라이트 성분에 의해 내진 내화 폼에 의한 소화성능이 더욱 향상되도록 할 수 있다.
여기서, 그래핀 폼 성분이 37 중량% 미만이면 진동 감쇄 성능이 다소 저하될 수 있고, 49 중량% 초과면 내진 내화 폼의 분사 속도가 다소 저하될 수 있으며, 알루미늄 성분이 7 중량% 미만이면 탄성과 내화 성능이 다소 저하될 수 있고, 13 중량% 초과면 내진 내화 폼의 분사가 원활하지 못하게 될 수 있으며, 펄라이트 성분이 5 중량% 미만이면 소화 성능이 다소 저하될 수 있고, 8 중량% 초과면 내진 내화 폼의 분사 속도가 다소 저하될 수도 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(100)은 건물 외벽에 수직으로 설치되는 구조용 각관(400)의 전방에 구비되며 구조용 각관(400)의 좌우 양측에 수직으로 돌출 연장된 수직 구획 레일(510)에 의해 태양광 발전용 전선들의 배선이 안내되도록 하거나 빗물이 차단되도록 하는 배선 가이드 드레인(500)의 전방에 구비된다.
이에 따라, 외부 마감용 패널이 태양광 패널(100)로 마련되면서 태양광 발전 기능도 갖도록 함으로써, 건물 일체형 태양광발전시스템(BIPV System)에 용이하게 적용되도록 할 수 있고, 조인트 부분이 오픈 조인트 구조를 이루도록 함과 동시에 태양광 발전 효율이 상승 되게 할 수 있으며, 패널의 지지 구조가 통기성을 갖도록 하고 내진성이 확보되도록 마련되게 함으로써, 건물 일체형 태양광발전시스템에 적용시 환기, 내진 및 불연 성능이 복합적으로 달성되도록 할 수 있다.
구조용 각관(400)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 건물 외벽에 수직으로 설치되며, 수직으로 관통되게 형성되어 빗물이 배출되도록 한다.
배선 가이드 드레인(500)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 구조용 각관(400)의 전방에서 좌우 양측에 수직으로 돌출 연장된 수직 구획 레일(510)에 의해 태양광 발전용 전선들의 배선이 안내되도록 하거나 빗물이 차단되도록 구비된다.
본 발명의 일실시예로서, 배선 가이드 드레인(500)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 알루미늄과 같은 금속재질로 압출 성형 방식에 의해 긴 부재로 형성되게 마련되며, 건물 외벽에 대해 수직으로 이격되게 설치되고, 전방 중심부에는 구조용 각관(400)의 전방을 감싸도록 하지 물림부가 후방을 향해 개방되게 형성되며, 하지 물림부의 좌우 양측에는 수직으로 돌출 연장된 수직 구획 레일(510)에 의해 복수의 배선 통로가 형성되며 우수가 차단되는 오버드레인 배수구조를 이루도록 구비된다.
한편, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 태양광 패널(100)과 배선 가이드 드레인(500)의 사이에는 태양광 패널(100)의 테두리를 따라서 각관의 형태로 마련된 내진 패널 좌대(600)가 구비된 것이 바람직하다.
내진 패널 좌대(600)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 내 풍압 구조로 외기와 내기가 서로 통하도록 하는 벤트 홀(610)이 형성되고, 배선 가이드 드레인(500)에 대하여 태양광 패널(100)이 유동적으로 고정되게 구비된다.
본 발명의 일실시예로서, 내진 패널 좌대(600)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 단부가 ‘ㄱ’자의 형상을 이루도록 형성되어 일측의 평평한 부분은 태양광 패널(100)에 맞닿아 결합되고, 타측의 수직한 부분에는 복수의 중공공간이 형성되며, 배선 가이드 드레인(500)의 전방 중심부를 기준으로 상호 대칭 배향되게 한 쌍씩 구비된다.
이에 따라, 내진 패널 좌대(600)에 의해 태양광 패널(100)들이 배선 가이드 드레인(500)을 기준으로 서로 이격되게 배선 가이드 드레인(500)의 전방에 유동적으로 고정되게 함으로써, 오픈 조인트 구조로 벤트 홀(610)과 함께 태양광 패널(100) 내외의 공기순환이 원활히 이뤄지도록 하며 외부로부터 빗물 유입도 차단 및 빗물이 배수되도록 하고 패널 안쪽에 공기층이 형성되어 단열성능이 향상되도록 할 수 있다.
이를 확인해 보기 위해 본 발명에 따른 태양광 패널(100)의 오픈 조인트 구조와 종래의 클로즈드 조인트 구조를 비교하여 반복적으로 실험해본 결과, 본 발명에 따른 태양광 패널(100)의 오픈 조인트 구조에 의하면 실내와 실외 간 대략 2℃ 정도의 온도차가 발생 됨을 확인할 수 있었다.
한편, 내진 패널 좌대(600)와 태양광 패널(100)의 사이에는 내진 패널 좌대(600)와 함께 이중 체결 구조가 이뤄지도록 하는 경량 프레임 부재가 구비된 것이 바람직하다.
이에 따라, 내진 패널 좌대(600)와 태양광 패널(100)의 사이에 경량 프레임 부재가 구비되도록 함으로써, 내진 패널 좌대(600)와 함께 이중 체결 구조를 이루어 내진 성능과 내구성이 더욱 향상되도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 경량 프레임 부재는, 알루미늄 재질로 평면상 납작한 형상을 이루도록 압출 성형에 의해 마련되며, 내부는 다수의 구획 공간부로 구획된 단면을 갖도록 형성되고, 중간 부분의 구획 공간부로는 내진 패널 좌대(600)와 태양광 패널(100)이 서로 고정되도록 하는 T형 체결볼트가 슬라이딩 방식으로 체결되어 질 수 있도록 형성된 것이 바람직하다.
이에 따라, 다수의 구획 공간부에 의해 경량 프레임 부재의 내구성이 확보되면서 경량 구조를 유지하도록 할 수 있고, 통기성도 보강되어 단열성도 향상되며, 태양광 패널(100)과 내진 패널 좌대(600)의 사이에서 납작하게 개재된 경량 프레임 부재가 구획 공간부에 의해 두께 방향으로 탄성이 부가되어 내진 성능이 더욱 향상되도록 할 수 있고, T형 체결볼트가 슬라이딩 방식으로 간편하게 체결되도록 하여 내진복합패널조립체의 조립도 용이하게 이뤄지도록 할 수 있다.
여기서, T형 체결볼트는 경량 프레임 부재와 내진 패널 좌대(600)에 느슨하게 유동성을 갖도록 체결되어 태양광 패널(100)의 전체적인 내진 성능이 향상되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)가 상호 마주보는 측면에는 후술할 고정 클립(700)이 끼워져 맞물리게 되는 클립 끼움 홈(620)이 함몰 형성된다.
즉, 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)가 상호 마주보는 측면에 형성된 클립 끼움 홈(620)에는 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)가 배선 가이드 드레인(500)에 결합되도록 하는 고정 클립(700)이 끼워져 체결 부재에 의해 결합된다.
이에 따라, 어느 한 쌍의 태양광 패널(100) 사이에 형성되는 조인트 부분에 고정 클립(700)의 일측과 타측이 서로 마주보게 되는 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)의 어느 하나와 다른 하나에 각각 끼워지며 태양광 패널(100)의 후방에 결합된 내진 패널 좌대(600)가 배선 가이드 드레인(500)에 고정되도록 함으로써, 본 발명에 따른 태양광 패널(100)의 시공상태가 견고하게 유지되도록 할 수 있다.
고정 클립(700)은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 탄성이 부여되는 알루미늄과 같은 금속재질로 마련되고, 배선 가이드 드레인(500)의 전방 중심부에 스크류 볼트나 피스 등과 같은 체결 부재로 결합 되며, 배선 가이드 드레인(500)의 전방 중심부에서 상하 또는 좌우로 상호 대칭 배향되게 구비된 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)가 맞물리도록 하여 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)가 고정 설치되도록 한다.
여기서, 고정 클립(700)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 수평 또는 수직으로 배치되어 상하좌우로 이격 구비된 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)와 배선 가이드 드레인(500)의 사이에 구비되며, 어느 일측과 타측은 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)에 각각 맞물리고 그 중간 부분은 배선 가이드 드레인(500)에 면 접촉 및 체결부재로 결합 되게 여러 번 절곡 된 단면 형상을 갖도록 마련된다.
이에 따라, 배선 가이드 드레인(500)의 전방에서 상하 또는 좌우로 이격 구비되는 한 쌍의 태양광 패널(100)과 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)의 사이에 고정 클립(700)이 구비되도록 함으로써, 수평 하지틀이 생략되도록 할 수 있고, 고정 클립(700)에 의해 내진 패널 좌대(600) 및 태양광 패널(100)이 배선 가이드 드레인(500)의 전방에 견고하게 시공되도록 할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 내진 패널 좌대(600)의 일측의 평평한 부분에는 패킹 수용 홈이 형성되고, 패킹 수용 홈에는 구조용 실리콘이 끼워져 내진 패널 좌대(600)와 경량 프레임 부재의 사이에 구조용 실리콘으로 밀봉이 이뤄지도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 한 쌍의 내진 패널 좌대(600)가 상호 마주보는 측면에 형성된 클립 끼움 홈(620)에서 고정 클립(700)의 전방에는 실리콘 재질로 된 코킹부가 구비되어 클립 끼움 홈(620)의 틈새를 메우도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 화재시 열이 전달되면 코킹부가 스스로 발포 및 팽창되어 화재의 확산이 차단되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 태양광발전시스템은 구조용 각관(400)의 후방에 결합 되어 구조용 각관(400)이 건물 외벽에 견고하게 설치되도록 하는 고정지지대를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 종래의 하지를 사용하지 않고 볼트 체결 방식에 의해 무 용접 구조로 시공되어 하지를 이용한 시공시에 뒤따르게 되는 용접작업이 생략되도록 함으로써, 화재의 발생을 미연에 예방하도록 할 수 있고, 구조용 각관(400)을 건물 외벽에 고정하기 위한 L형 파스너(fastener)로서 고정지지대가 사용되도록 함으로써 시공비용이 절감되며 시공도 간편하게 이뤄지도록 할 수 있다.
상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 태양광 패널 200 : 인버터
300 : 접속반 310 : 하우징
320 : 진동센서 330 : 온도센서
340 : 폼 탱크 350 : 분사부
360 : 제어부 400 : 구조용 각관
500 : 배선 가이드 드레인 510 : 수직 구획 레일
600 : 내진 패널 좌대 610 : 벤트 홀
700 : 고정 클립
300 : 접속반 310 : 하우징
320 : 진동센서 330 : 온도센서
340 : 폼 탱크 350 : 분사부
360 : 제어부 400 : 구조용 각관
500 : 배선 가이드 드레인 510 : 수직 구획 레일
600 : 내진 패널 좌대 610 : 벤트 홀
700 : 고정 클립
Claims (3)
- 건물 외벽에 상하 및 좌우로 각각 한 쌍씩 이격되는 오픈 조인트 구조로 구비되며, 태양광에 의해 직류 전원을 생성하는 다수의 태양광 패널(100);
상기 태양광 패널(100)에 연결되어 상기 태양광 패널(100)에서 생성되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터(200); 및
상기 태양광 패널(100)과 상기 인버터(200)의 사이에 구비되어 상기 태양광 패널(100)에서 생성되는 직류 전원을 상기 인버터(200)로 전달하는 접속반(300);
을 포함하며,
상기 접속반(300)은: 외관을 형성하며, 개폐 가능한 도어가 마련된 함체 구조의 하우징(310); 상기 하우징(310)의 내부에 구비되어 상기 하우징(310)으로 전달되는 진동을 감지하는 진동센서(320); 상기 하우징(310)의 내부에 구비되어 상기 하우징(310) 내부의 온도를 감지하는 온도센서(330); 상기 하우징(310)의 내부에 구비되며, 내진 내화 폼이 내부에 수용되는 폼 탱크(340); 상기 폼 탱크(340)에 연결되어 상기 하우징(310)의 내부에 지진 또는 화재 발생시 내진 내화 폼이 상기 하우징(310)의 내부로 분사 및 팽창되도록 하는 분사부(350); 및, 상기 진동센서(320)와 상기 온도센서(330)에서 감지된 결과에 기초하여 건물에 지진이 전달되거나 화재가 발생 된 것으로 판단될 경우 상기 분사부(350)를 통해 내진 내화 폼이 상기 하우징(310)의 내부로 분사 및 팽창되도록 상기 분사부(350)를 제어하는 제어부(360);를 포함하고,
상기 분사부(350)를 통해 상기 하우징(310)의 내부로 분사 및 팽창되는 내진 내화 폼은 폴리머 스펀지와 산화 그래핀으로 산화 그래핀 구조체를 이루는 그래핀 폼을 포함하는 것을 특징으로 하는 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 태양광 패널(100)은 건물 외벽에 수직으로 설치되는 구조용 각관(400)의 전방에 구비되며 구조용 각관(400)의 좌우 양측에 수직으로 돌출 연장된 수직 구획 레일(510)에 의해 태양광 발전용 전선들의 배선이 안내되도록 하거나 빗물이 차단되도록 하는 배선 가이드 드레인(500)의 전방에 구비되는 것을 특징으로 하는 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220166242A KR102523436B1 (ko) | 2022-12-02 | 2022-12-02 | 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220166242A KR102523436B1 (ko) | 2022-12-02 | 2022-12-02 | 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102523436B1 true KR102523436B1 (ko) | 2023-04-19 |
Family
ID=86142264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220166242A KR102523436B1 (ko) | 2022-12-02 | 2022-12-02 | 내진 내화 기능을 갖는 건물일체형 태양광발전시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102523436B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101491013B1 (ko) | 2014-05-12 | 2015-02-09 | (주)우진기전 | 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템 |
| KR101813068B1 (ko) * | 2017-09-28 | 2017-12-28 | (주)에이비엠그린텍 | 건물 외벽 일체형 태양광 발전장치 |
| KR102075860B1 (ko) * | 2019-04-17 | 2020-02-10 | 해드림에너지(주) | 태양광 발전 시스템용 내진 방열 접속반 |
-
2022
- 2022-12-02 KR KR1020220166242A patent/KR102523436B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101491013B1 (ko) | 2014-05-12 | 2015-02-09 | (주)우진기전 | 누설전류 및 화재 징후 감시 기능을 갖는 태양광 접속반을 포함하는 태양광 발전 시스템 |
| KR101813068B1 (ko) * | 2017-09-28 | 2017-12-28 | (주)에이비엠그린텍 | 건물 외벽 일체형 태양광 발전장치 |
| KR102075860B1 (ko) * | 2019-04-17 | 2020-02-10 | 해드림에너지(주) | 태양광 발전 시스템용 내진 방열 접속반 |
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