KR102529952B1 - 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 - Google Patents

태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 Download PDF

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KR102529952B1 KR1020220130178A KR20220130178A KR102529952B1 KR 102529952 B1 KR102529952 B1 KR 102529952B1 KR 1020220130178 A KR1020220130178 A KR 1020220130178A KR 20220130178 A KR20220130178 A KR 20220130178A KR 102529952 B1 KR102529952 B1 KR 102529952B1
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roof panel
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백종섭
권영주
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주식회사 흥성이엔씨
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Abstract

본 발명은 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템을 제공하며, 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 폭을 가지는 제1 거터와, 상기 제1 거터의 양측에 배치되는 제2 거터와, 상기 제2 거터를 따라 배치되는 한 쌍의 지지 레일과, 상기 지지 레일에 장착되는 서포터와, 중앙이 상기 제1 거터를 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단이 제2 거터를 따라 중첩되되 상기 서포터에 지지되는 태양광 패널, 및 서로 마주보는 서포터에 연결되되 상기 태양광 패널의 제1 방향의 양단이 지지되고, 적어도 하나 이상의 배수홀을 가지는 배수 프레임을 포함한다.

Description

태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템{Roof panel system with integrated solar power generation facilities}
본 발명은 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템과 그의 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건축물의 지붕은 다양한 형태로 만들어지고 있으며, 최근　패널을 이용한 지붕패널　조립체가 많이 사용되고 있는데, 이러한 지붕패널　조립체는　태양광을 이용하여 전기에너지를 생산할 수 있도록　태양광　모듈이 포함되어 제작되기도 한다.
태양광　패널 또는 태양광 모듈을 포함하는　지붕 패널 시스템은 하부패널과 단열보드와 상부패널이 순차적으로 결합되어 단열재 조립체를 이루고, 그러한 단열재 조립체 상에　태양광　모듈이 설치되어 구성될 수 있다.
지붕 패널 시스템은 태양광 패널이 외부에 노출되므로, 외부 환경에 따른 유지 보수가 필요하다. 예컨대, 비가 오면, 지붕 패널 시스템으로 빗물이 유입되며, 유입된 빗물이 신속하게 외부로 배출되는 기능이 필요하다. 따라서, 신속하고 다량의 배수 능력을 가지는 지붕 패널 시스템에 관한 연구 개발이 필요한다.
기존에는 완성된 지붕 위에 태양광 패널을 얹는 방식으로 태양광 패널을 지붕에 부착하였다. 즉, PV(Photovoltaic) 방식으로 건물의 지붕에 시공하였으나, 2개의 공정이 순차적으로 진행되어야 하고, 건축비 절감에 한계가 있었다. 최근 건물 일체형 태양광 발전(Building-Integrated　Photovoltaic)에 대한 연구 개발이 지속되고 있다. 건물 일체형 태양광 발전은 태양광 패널이 건물의 외장재로 사용되어, 건축비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 설치되는 건물 등에 안정적인 구조를 형성하고, 시공 및 관리가 용이한 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 배수가 원활할 구조를 가지는 지붕 패널 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면은, 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 폭을 가지는 제1 거터와, 상기 제1 거터의 양측에 배치되는 제2 거터와, 상기 제2 거터를 따라 배치되는 한 쌍의 지지 레일과, 상기 지지 레일에 장착되는 서포터와, 중앙이 상기 제1 거터를 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단이 제2 거터를 따라 중첩되되 상기 서포터에 지지되는 태양광 패널과, 서로 마주보는 서포터에 연결되되 상기 태양광 패널의 제1 방향의 양단이 지지되고, 적어도 하나 이상의 배수홀을 가지는 배수 프레임과, 상기 지지 레일을 따라 배치되되, 상기 제2 방향으로 이웃하는 상기 태양광 패널 사이에 삽입되며, 복수 개의 제1 관통홀을 가지는 제1 커버, 및 상기 배수 프레임을 따라 배치되되, 상기 제1 방향으로 이웃하는 상기 태양광 패널 사이에 삽입되며, 복수 개의 제2 관통홀을 가지는 제2 커버를 포함하며, 상기 서포터는 높이 방향으로 연장되는 베이스와, 상기 베이스의 하측에서 상기 제2 방향으로 연장되되, 상기 지지 레일에 연결되는 제1 플레이트, 및 상기 베이스의 상측에서 상기 제2 방향으로 연장되되, 상기 태양광 패널이 연결되는 제2 플레이트를 구비하고, 상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트보다 상기 베이스에서 짧게 연장되며, 상기 배수 프레임의 단부는 상기 제2 플레이트의 단부에 접촉되되, 상기 제1 플레이트의 단부와 대향하도록 배치되는 지붕 패널 시스템을 제공한다.
또한, 상기 베이스의 상부에서 돌출되어, 상기 제1 커버가 삽입되는 고정 돌기를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 배수 프레임은 상기 배수홀이 상기 제1 거터에 마주보도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 커버의 제1 관통홀로 유입되는 외부 유체는 상기 제2 거터로 안내되며, 상기 제2 커버의 제2 관통홀로 유입되는 외부 유체는 일부가 상기 배수 프레임의 배수홀을 통과하여 제1 거터로 안내되며, 다른 일부가 상기 배수 프레임의 양단으로 이동하여 상기 제2 거터로 안내될 수 있다.
또한, 상기 제1 거터와 상기 제2 거터를 연결하는 제1 브라켓, 및 상기 제1 브라켓과 상기 제2 거터에 연결되며, 상기 서포터가 장착되는 제2 브라켓을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 브라켓은 상기 제1 브라켓과 상기 제2 거터가 연결되는 부분을 커버하는 제1 연결부, 및 상기 제1 연결부에서 상기 제2 거터의 내측으로 연장되며, 상기 지지 레일이 삽입되는 삽입홈을 가지는 제2 연결부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 지지 레일은 제2 브라켓의 상기 삽입홈에 삽입되는 제1 단부와, 상기 제2 브라켓의 일측을 커버하도록 절곡되되, 상기 서포터가 장착되는 제2 단부, 및 상부로 연장되되, 상기 배수 프레임의 단부가 지지되는 돌출벽을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 기본 구조물에 단열재 조립체를 설치하는 단계와, 상기 단열재 조립체의 상부에, 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 폭을 가지는 제1 거터와, 상기 제1 거터의 양측에 제2 거터를 설치하는 단계와, 상기 제2 거터의 위에 한 쌍의 지지 레일을 설치하는 단계와, 상기 한 쌍의 지지 레일 사이에 서포터를 설치하는 단계와, 서로 마주보는 상기 서포터에 배수홀을 가지는 배수 프레임을 설치하는 단계와, 중앙이 상기 제1 거터를 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단이 제2 거터를 따라 중첩되되 상기 서포터에 지지되도록 태양광 패널을 설치하는 단계, 및 상기 태양광 패널 사이에 커버를 설치하는 단계를 포함하며, 상기 서포터는 높이 방향으로 연장되는 베이스와, 상기 베이스의 하측에서 상기 제2 방향으로 연장되되, 상기 지지 레일에 연결되는 제1 플레이트, 및 상기 베이스의 상측에서 상기 제2 방향으로 연장되되, 상기 태양광 패널이 연결되는 제2 플레이트를 구비하고, 상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트보다 상기 베이스에서 짧게 연장되며, 상기 배수 프레임의 단부는 상기 제2 플레이트의 단부에 접촉되되, 상기 제1 플레이트의 단부와 대향하도록 배치되는 지붕 패널 시스템의 설치 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 서포터는 높이 방향으로 연장되는 베이스와, 상기 베이스의 하측에서 상기 제2 방향으로 연장되되, 상기 지지 레일에 연결되는 제1 플레이트, 및 상기 베이스의 상측에서 상기 제2 방향으로 연장되되, 상기 태양광 패널이 연결되는 제2 플레이트를 구비하고, 상기 제2 플레이트는 상기 제1 플레이트보다 상기 베이스에서 짧게 연장되며, 상기 배수 프레임의 단부는 상기 제2 플레이트의 단부에 접촉되되, 상기 제1 플레이트의 단부와 대향하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 베이스의 상부에서 돌출되어, 상기 제2 커버가 삽입되는 고정 돌기를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 배수 프레임은 상기 배수홀이 상기 제1 거터에 마주보도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 커버의 제1 관통홀로 유입되는 외부 유체는 상기 제2 거터로 안내되며, 상기 제2 커버의 제2 관통홀로 유입되는 외부 유체는 일부가 상기 배수 프레임의 배수홀을 통과하여 제1 거터로 안내되며, 다른 일부가 상기 배수 프레임의 양단으로 이동하여 상기 제2 거터로 안내될 수 있다.
또한, 상기 제1 거터와 상기 제2 거터를 연결하는 제1 브라켓, 및 상기 제1 브라켓과 상기 제2 거터에 연결되며, 상기 서포터가 장착되는 제2 브라켓을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 브라켓은 상기 제1 브라켓과 상기 제2 거터가 연결되는 부분을 커버하는 제1 연결부, 및 상기 제1 연결부에서 상기 제2 거터의 내측으로 연장되며, 상기 지지 레일이 삽입되는 삽입홈을 가지는 제2 연결부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 지지 레일은 제2 브라켓의 삽입홈에 삽입되는 제1 단부와, 상기 제2 브라켓의 일측을 커버하도록 절곡되되, 상기 서포터가 장착되는 제2 단부, 및 상부로 연장되되, 상기 배수 프레임의 단부가 지지되는 돌출벽을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 기본 구조물에 베이스 패널 조립체를 설치하는 단계와, 상기 베이스 패널 조립체의 상부에, 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 폭을 가지는 제1 거터와, 상기 제1 거터의 양측에 제2 거터를 설치하는 단계와, 상기 제2 거터의 위에 한 쌍의 지지 레일을 설치하는 단계와, 상기 한 쌍의 지지 레일 사이에 서포터를 설치하는 단계와, 서로 마주보는 상기 서포터에 배수홀을 가지는 배수 프레임을 설치하는 단계와, 중앙이 상기 제1 거터를 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단이 제2 거터를 따라 중첩되되 상기 서포터에 지지되도록 태양광 패널을 설치하는 단계, 및 상기 태양광 패널 사이에 커버를 설치하는 단계를 포함하는 태양광 패널 조립체의 설치 방법을 제공한다.
또한, 상기 제1 거터와 상기 제2 거터를 설치하는 단계는, 상기 베이스 패널 조립체에 설치된 제1 브라켓이 상기 제1 거터와 상기 제2 거터를 연결할 수 있다.
또한, 상기 지지 레일을 설치하는 단계는 상기 제2 거터에 설치된 제2 브라켓의 삽입홈에 상기 지지 레일이 삽입될 수 있다.
또한, 상기 서포터를 설치하는 단계는 상기 서포터가 상기 지지 레일을 따라 복수 개가 배치되되, 상기 제2 거터에서 이격되게 상기 지지 레일에 지지될 수 있다.
또한, 상기 배수 프레임을 설치하는 단계는 상기 배수 프레임의 배수홀이 상기 제1 거터에 마주보도록 배치되고, 상기 배수 프레임의 양단이 상기 지지 레일에 지지되게 배치되되, 상기 서포터의 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이의 공간으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 커버를 설치하는 단계는, 복수 개의 제1 관통홀을 가지는 제1 커버를 상기 배수 프레임을 따라 설치하고, 복수 개의 제2 관통홀을 가지는 제2 커버를 상기 서포터를 따라 설치할 수 있다.
또한, 상기 제1 커버의 제1 관통홀로 유입되는 외부 유체는 상기 제2 거터로 안내되며, 상기 제2 커버의 제2 관통홀로 유입되는 외부 유체는 일부가 상기 배수 프레임의 배수홀을 통과하여 제1 거터로 안내되며, 다른 일부가 상기 배수 프레임의 양단으로 이동하여 상기 제2 거터로 안내될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 및 그의 설치 방법은 건물의 외장재로 태양광 발전 설비 또는 태양광 패널을 사용하므로 건축비를 절감하고, 시공 시간을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 및 그의 설치 방법은 설치되는 건물 등에 안정적인 구조를 형성하고, 지붕 패널 시스템은 시공 및 관리가 용이하다. 지붕 패널 시스템은 단열재 조립체에 쉽고 간단하게 설치할 수 있다. 또한, 지붕 패널 시스템은 브라켓 유닛, 지지 레일, 서포터가 지지구조를 형성하여, 안정적인 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 및 그의 설치 방법은 공기가 태양광 패널의 4면에 설치된 관통홀을 따라 이동하여, 지붕 패널 시스템의 환기기능을 강화하고, 태양광 패널에서 발생되는 온도 상승을 최소화하므로 지붕 패널 시스템의 발전 효율을 높일 수 있다. 태양광 패널의 이격된 공간으로 공기의 유동이 형성될 수 있다. 서로 마주보는 한 쌍의 제1 커버에 복수개로 배치된 제1 관통홀과 서로 마주 보는 한쌍의 제2 커버에 복수개로 배치된 제2 관통홀은 내부에서 발생하는 열과 외부 공기가 태양광 패널의 하부 공간 및 외부 공간으로 상호 이동되도록 안내할 수 있다. 즉, 태양광 패널의 4개면에 설치된 관통홀을 따라 공기가 순환하여, 태양광 모듈의 온도 상승을 최소화하여 지붕 패널 시스템의 발전 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 및 그의 설치 방법은 태양광 패널에서 발생되는 열을 신속하게 제거하여, 지붕 패널 시스템의 발전 효율을 높일 수 있다. 태양광 패널의 이격된 공간으로 공기의 유동이 형성될 수 있다. 제1 커버의 제1 관통홀과 제2 커버의 제2 관통홀은 외부 공기가 태양광 패널의 하부 공간으로 이동되도록 안내하여, 태양광 패널의 하부 온도를 신속하게 낮출 수 있어, 지붕 패널 시스템의 발전 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 및 그의 설치 방법은 배수가 원활한 구조를 가질 수 있다. 지붕 패널 시스템은 태양광 패널을 따라 배치되는 제1 거터와, 양측에 배치되는 한 쌍의 제2 거터로 빗물이 분산된다. 배수 프레임은 한 쌍의 제2 거터로 빗물을 분산하여, 안정적인 배수를 유도할 수 있다. 즉, 지붕 패널 시스템은 태양광 패널의 아래에 배치된 3개의 거터로 빗물이 분산되어, 배수량이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 서포터를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 1의 지붕 패널 시스템의 일부 구성을 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ을 따라 배수 프레임의 일부 절단한 단면도이다.
도 7은 도 1의 제1 커버를 도시하는 사시도이다.
도 8은 도 1의 제2 커버를 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸ-Ⅸ을 따라 취한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템의 설치 방법을 도시하는 순서도이다.
도 11은 도 10의 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 B영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 12는 도 10의 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 확대도이다.
도 13은 도 10의 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 C영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 14는 도 10의 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 D영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 15는 도 10의 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 E영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 16은 도 10의 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 F영역과 G영역을 확대하여 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템을 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 ±-±을 따라 취한 단면도이며, 도 3은 도 2의 A영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템(100)는 외부에 설치되어, 전기를 생산할 수 있다. 예컨대, 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템(100)는 건물의 지붕이나 벽에 설치되거나, 태양광 발전을 위한 지지 구조물에 설치될 수 있다.
지붕 패널 시스템(100)는 단열재 조립체(10)의 위에 설치되며, 태양광 패널(170)이 외부로 노출될 수 있다. 단열재 조립체(10)는 건물 등과 같은 기본 구조물(1)에 설치된다. 그리하여, 지붕 패널 시스템(100)는 기본 구조물(1)의 외부를 커버하도록 배치될 수 있다.
일 실시예로, 기본 구조물(1)은 지붕 패널 시스템(100)가 설치되는 구조물로 정의될 수 있다. 예컨대, 기본 구조물(1)은 건물의 지붕에 설치된 프레임일 수 있다.
일 실시예로, 단열재 조립체(10)는 복수개의 패널이 연결된 구조를 가질 수 있다. 단열재 조립체(10)는 단열재(11), 하부 데크(12), 방수층(13)을 가질 수 있다.
단열재(11)은 기 설정된 두께를 가지며, 단열 및 보온 기능을 가질 수 있다. 하부 데크(12)는 단열재(11)의 아래에 배치되며, 기본 구조물(1)과 연결될 수 있다.
방수층(13)은 단열재(11)의 상부에 형성되며, 빗물 등이 단열재(11)로 스며드는 것을 방지할 수 있다. 방수층(13)은 단열재(11)의 일면을 방수 재료로 도포하여 형성될 수 있다.
단열재 조립체(10)는 단열재(11)의 사이에 배치되는 Z-바(15)를 가질 수 있다. Z-바(15)는 일부가 단열재의 상부로 노출되며, 후술하는 제1 브라켓(131)이 설치될 수 있다.
지붕 패널 시스템(100)는 단열재 조립체(10)의 상부에 고정될 수 있다. 지붕 패널 시스템(100)는 제1 거터(110), 제2 거터(120), 브라켓 유닛(130), 지지 레일(140), 서포터(150), 배수 프레임(160), 태양광 패널(170), 커버 유닛(180) 및 사이드 커버(190)를 구비할 수 있다.
이하에서 제1 방향은 도면에서 X축 방향으로 정의하고, 제2 방향은 도면에서 Y축 방향으로 정의하기로 한다.
제1 거터(110)은 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 폭을 가질 수 있다.
예컨대, 제1 거터(110)은 복수개로 배치되며, 단열재(11)의 상부에 서로 이격되게 배치될 수 있다. 제1 거터(110)은 양측에 제2 거터(120)이 이격되게 배치될 수 있다.
도 10을 참고하면, 제1 거터(110)은 상측으로 돌출된 제1 팁(110T)을 가질 수 있다. 제1 팁(110T)은 제1 브라켓(131)과 연결되어, 제1 거터(110)이 브라켓 유닛(130)에 의해서 견고하게 단열재 조립체(10)에 고정될 수 있다.
제2 거터(120)은 제1 방향으로 연장되고, 제2 방향으로 폭을 가질 수 있다. 제2 거터(120)은 제1 거터(110)과 실질적으로 동일할 수 있으며, 제1 거터(110)의 양측에 배치될 수 있다.
예컨대, 제2 거터(120)은 복수개로 배치되며, 단열재(11)의 상부에 서로 이격되게 배치될 수 있다. 제2 거터(120)은 양측에 제1 거터(110)이 이격되게 배치될 수 있다.
도 10을 참조하면, 제2 거터(120)은 상측으로 돌출된 제2 팁(120T)을 가질 수 있다. 제2 팁(120T)은 제1 브라켓(131)과 연결되어, 제2 거터(120)이 브라켓 유닛(130)에 의해서 견고하게 단열재 조립체(10)에 고정될 수 있다.
제1 거터(110)과 제2 거터(120)은 지붕 패널 시스템(100)의 배수 통로로 형성될 수 있다. 배수 프레임(160)과 커버 유닛(180)을 통과한 빗물은 제1 거터(110)과 제2 거터(120)을 통해서 외부로 배출될 수 있다.
브라켓 유닛(130)은 제1 거터(110) 및 제2 거터(120)의 위에 설치될 수 있다. 브라켓 유닛(130)은 제1 브라켓(131)과 제2 브라켓(132)을 가질 수 있다.
제1 브라켓(131)은 제1 거터(110)과 제2 거터(120)을 연결하도록 설치될 수 있다. 제1 브라켓(131)은 Z-바(15)에 설치되며, 제1 거터(110)과 제2 거터(120)을 연결 및 고정할 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 브라켓(131)은 단열재 조립체(10)에 장착되는 조인트 판(131A), 제1 거터(110)의 제1 팁(110T)과 연결되는 제1 윙(131B), 제2 거터(120)의 제2 팁(120T)과 연결되는 제2 윙(131C)을 가질 수 있다.
제2 브라켓(132)은 제1 브라켓(131)에 연결되며, 서포터(150)가 설치될 수 있다. 제2 브라켓(132)은 제1 브라켓(131)과 제2 거터(120)에 연결되며, 상부에 서포터(150)가 장착될 수 있다.
도 11을 참조하면, 제2 브라켓(132)은 제1 연결부(132A)와 제2 연결부(132B)를 구비할 수 있으며, 제2 브라켓(132)의 일단은 제1 브라켓(131)의 조인트 판(131A)에 고정되고, 타단은 제2 거터(120)에 지지될 수 있다.
제1 연결부(132A)는 제1 브라켓(131)과 제2 거터(120)이 연결되는 부분을 커버할 수 있다. 제1 브라켓(131)의 제2 윙(131C)은 제2 거터(120)의 제2 팁(120T)에 조립되며, 제1 연결부(132A)는 조립된 부분의 상부를 커버하도록 설치된다. 제2 브라켓(132)은 제1 브라켓(131)과 제2 거터(120)이 조립되는 부분의 상부를 커버하여, 연결된 부분이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
제2 연결부(132B)는 제1 연결부(132A)에서 제2 거터(120)의 내측으로 연장될 수 있다. 제2 연결부(132B)는 제1 연결부(132A)와 단차를 가질 수 있으며, 제2 연결부(132B)에는 지지 레일(140)이 삽입되는 삽입홈(132C)을 가질 수 있다.
지지 레일(140)은 제2 거터를 따라 배치될 수 있다. 한 쌍의 지지 레일(140)이 서로 나란하게 배치되며, 한 쌍의 지지 레일(140)의 위에 서포터(150)가 설치될 수 있다. 지지 레일(140)에 의해서, 서포터(150)는 제2 거터(120)의 상면에서 이격될 수 있다.
도 12를 참조하면, 지지 레일(140)은 돌출벽(141), 제1 단부(142) 및 제2 단부(143)를 구비할 수 있다.
돌출벽(141)은 상부로 연장되어, 배수 프레임(160)의 양단 중 일단이 지지될 수 있다. 돌출벽(141)은 제2 브라켓(132)의 제1 연결부(132A)보다 높게 설치되며, 지지 레일(140)이 간섭없이 배수 프레임(160)을 고정할 수 있다.
제1 단부(142)는 제2 브라켓(132)의 삽입홈(132C)에 삽입될 수 있다. 제1 단부(142)는 돌출벽(141)의 일측으로 연장되되, 삽입홈(132C)에 삽입되어, 지지 레일(140)이 제2 브라켓(132)에 지지될 수 있다.
제2 단부(143)는 제2 브라켓(132)의 일측을 커버하도록 절곡될 수 있다. 제2 단부(143)는 돌출벽(141)의 타측으로 연장되되, 제2 연결부(132B)의 측벽을 커버하도록 절곡될 수 있다.
제2 단부(143)는 서포터(150)가 장착될 수 있다. 제2 단부(143)의 상면에 서포터(150)의 제1 플레이트(152)가 지지되어, 서포터(150)의 위치가 고정될 수 있다. 서포터(150)가 장착되는 제2 단부(143)의 상면이 돌출벽(141) 보다 낮은 위치에 배치되므로, 배수 프레임(160)을 따라 이동하는 물이 서포터(150)를 통해서 제2 거터(120)로 유입될 수 있다.
도 4는 도 1의 서포터를 도시하는 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 서포터(150)는 지지 레일(140)에 장착될 수 있다. 서포터(150)는 제2 거터(120)의 상부에 배치되되, 브라켓 유닛(130)과 지지 레일(140)에 의해서 제2 거터(120)에서 이격되게 배치될 수 있다. 서포터(150)는 복수 개로 구비되어, 한 쌍의 지지 레일(140)에 설치될 수 있다.
일 실시예로, 서포터(150)는 베이스(151), 제1 플레이트(152) 및 제2 플레이트(153)를 구비할 수 있다. 또한, 선택적인 실시예로, 서포터(150)는 고정 돌기(154)를 더 포함할 수 있다.
베이스(151)는 높이 방향으로 연장되며, 양측에 제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153)가 연장될 수 있다.
제1 플레이트(152)는 베이스(151)의 하측에서 제2 방향으로 연장되되, 지지 레일(140)에 연결될 수 있다. 제1 플레이트(152)는 베이스(151)의 양측에서 제2 방향으로 연장되며, 끝단에 절곡된 제3 팁(152T)을 가질 수 있다.
제1 플레이트(152)는 지지 레일(140)의 제2 단부(143)에 장착되어, 제2 브라켓(132)에 고정될 수 있다. 제3 팁(152T)은 지지 레일(140)의 돌출벽(141)에 지지되어, 서포터(150)가 안정적으로 지지 레일(140)에 고정될 수 있다.
제2 플레이트(153)는 베이스(151)의 상측에서 제2 방향으로 연장되며, 태양광 패널(170)이 연결될 수 있다. 제2 플레이트(153)는 베이스(151)의 양측에서 제2 방향으로 연장되며, 제2 플레이트(153)에 태양광 패널(170)의 가장자리가 지지될 수 있다.
제2 플레이트(153)는 베이스(151)의 상단에서 단차를 가질 수 있다. 상기 단차에 의해서, 태양광 패널(170)은 서포터(150)의 설정된 위치에 배치될 수 있다.
제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153)는 제2 방향으로의 연장 길이가 다르게 설정될 수 있다. 제1 플레이트(152)는 베이스(151)에서 제2 방향으로 제1 길이(D1)를 가지고, 제2 플레이트(153)는 베이스(151)에서 제2 방향으로 제2 길이(D2)를 가질 수 있다. 제2 플레이트(153)는 제1 플레이트(152)보다 베이스(151)에서 짧게 연장되므로, 제1 길이(D1)가 제2 길이(D2)보다 길게 설정될 수 있다. 제1 길이(D1)와 제2 길이(D2)의 차이에 의해서, 배수 프레임(160)의 단부는 서포터(150)에 삽입되게 배치될 수 있다.
제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153)는 높이 방향으로 기 설정된 높이(D3)로 이격되게 배치될 수 있다. 제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153) 사이의 공간으로 배수 프레임(160)의 단부가 삽입되며, 배수 프레임(160)을 따라 이동하는 물은 서포터(150)의 제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153) 사이의 공간으로 이동하여 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
고정 돌기(154)는 제1 커버(181)가 삽입될 수 있다. 고정 돌기(154)는 베이스(151)의 상부에서 돌출되어, 제1 커버(181)가 삽입될 수 있다. 고정 돌기(154)는 제1 커버(181)의 양측이 지지되도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.
도 5는 도 1의 지붕 패널 시스템의 일부 구성을 도시하는 평면도이고, 도 6은 도 5의 μ-μ을 따라 배수 프레임의 일부 절단한 단면도이다.
도 3, 도 5 및 도 6을 참조하면, 배수 프레임(160)은 서로 마주보는 서포터(150)에 설치될 수 있다.
배수 프레임(160)은 제1 방향으로 서로 이웃하는 태양광 패널(170)의 사이에 배치되어, 태양광 패널(170) 사이로 유입되는 빗물 등을 안내할 수 있다. 배수 프레임(160)은 태양광 패널(170)의 제1 방향의 양단이 지지될 수 있다.
배수 프레임(160)은 적어도 하나 이상의 배수홀(160H)을 가질 수 있다. 도 5에서는 배수 프레임(160)이 4개의 배수홀(160H)을 가지는 실시예를 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 지붕 패널 시스템(100)로 유입되는 빗물의 양 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
배수 프레임(160)은 배수홀(160H)이 제1 거터(110)에 마주보도록 배치될 수 있다. 그리하여, 배수 프레임(160)의 배수홀(160H)을 통과한 빗물은 제1 거터(110)로 배출되며, 배수 프레임(160)의 양단으로 이동하는 빗물은 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
배수 프레임(160)의 단부는 제2 플레이트(153)에 접촉되며, 제1 플레이트(152)의 단부와 대향하도록 배치될 수 있다. 도 3을 보면, 배수 프레임(160)의 하부는 지지 레일(140)의 돌출벽(141)에 지지되고, 배수 프레임(160)의 단부는 제2 플레이트(153)의 끝단에 접촉되어, 배수 프레임(160)의 단부는 제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153)의 사이의 공간으로 삽입될 수 있다.
선택적인 실시예로, 도 6을 참조하면 배수 프레임(160)은 가이드 돌기(161)을 더 포함할 수 있다.
가이드 돌기(161)는 배수홀(160H)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 가이드 돌기(161)는 배수 프레임(160)의 하면에 배치되며, 배수홀(160H)로 빗물이나 공기가 이동하는 것을 안내할 수 있다.
가이드 돌기(161)는 소정의 돌출높이를 가질 수 있다. 일 예로, 가이드 돌기(161)는 배수홀(160H)을 따라 환형을 가질 수 있다. 다른 예로, 가이드 돌기는 복수개로 구비되고, 배수홀을 따라 소정간격 이격되게 배치될 수 있다.
가이드 돌기(161)는 배수홀(160H)의 가장자리 하부에 위치하며, 배수홀(160H)을 통과하는 빗물이 제1 거터(110)로만 배출되도록 안내할 수 있다. 배수홀(160)은 가이드 돌기(160)을 따라 아래 방향으로만 이동하며, 배수 프레임(160)의 바닥면을 따라 옆으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 가이드 돌기(161)에 의해서 배수홀(160H)을 통과하는 빗물은 제1 거터(110)로만 배출되어, 안정적인 배수 기능을 구현할 수 있다. 또한, 배수홀(160H)을 통과하는 빗물은 제1 거터(110)로만 배출되며, 제1 거터(110)의 양측으로 빗물이 누수되지 않으므로 제1 거터(110)의 옆에 설치되는 전기부품이 누전 및 침수되는 것을 방지할 수 있다.
태양광 패널(170)은 지붕 패널 시스템(100)의 상측에 배치되어, 외부에 노출될 수 있다. 태양광 패널(170)은 복수개가 나란하게 배치되며, 이웃하는 태양광 패널(170)의 사이에는 커버 유닛(180)이 배치될 수 있다.
태양광 패널(170)은 중앙 부분이 제1 거터(110)을 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단 부분이 제2 거터(120)을 따라 중첩될 수 있다.
태양광 패널(170)은 제1 방향의 양단은 배수 프레임(160)에 지지되도록 설치될 수 있다. 그리하여, 제1 방향으로 이웃한 태양광 패널(170)의 사이의 공간으로 이동한 빗물은 배수 프레임(160)으로 유입되며, 빗물 중 일부는 배수 프레임(160)의 배수홀(160H)을 따라 제1 거터(110)로 배출되고, 다른 일부는 배수 프레임(160)의 양단을 따라 이동하여 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
태양광 패널(170)은 제2 방향의 양단은 서포터(150)에 지지되도록 설치될 수 있다. 서포터(150)의 제2 플레이트(153)에 태양광 패널(170)의 가장자리가 안착되므로, 태양광 패널(170)은 안정적으로 서포터(150)에 고정될 수 있다. 또한, 제2 방향으로 이웃한 태양광 패널(170)의 사이의 공간으로 이동한 빗물은 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
도 7은 도 1의 제1 커버를 도시하는 사시도이고, 도 8은 도 1의 제2 커버를 도시하는 사시도이며, 도 9은 도 8의 *-*을 따라 취한 단면도이다.
도 3, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 커버 유닛(180)은 이웃하는 태양광 패널(170)의 사이에 배치되며, 지붕 패널 시스템(100)로 유입되는 빗물을 배출할 수 있다. 또한, 커버 유닛(180)은 공기가 이동할 수 있는 통로를 형성하여, 발전시에 생성되는 열을 제거하고, 발전 효율을 높일 수 있다.
일 실시예로, 커버 유닛(180)은 제1 커버(181)와 제2 커버(182)를 구비할 수 있다.
제1 커버(181)는 지지 레일(140)을 따라 배치되되, 제2 방향으로 이웃하는 태양광 패널(170) 사이에 삽입될 수 있다. 제1 커버(181)는 복수 개의 제1 관통홀(1813)을 가질 수 있다.
일 실시예로, 제1 커버(181)는 제1 베이스 바디(1811), 리브(1812) 및 제1 관통홀(1813)을 가질 수 있다.
제1 베이스 바디(1811)는 제1 방향으로 연장되며, 서포터(150)에 장착될 수 있다. 제1 베이스 바디(1811)는 서포터(150)의 고정 돌기(154)에 삽입될 수 있다. 제1 베이스 바디(1811)에는 복수개의 제1 관통홀(1813)이 배치될 수 있다.
리브(1812)는 제1 베이스 바디(1811)의 외측으로 연장되며, 태양광 패널(170)의 가장자리를 커버할 수 있다. 리브(1812)는 태양광 패널(170)의 가장자리를 지지하여, 태양광 패널(170)이 안정적으로 위치가 고정될 수 있다.
리브(1812)는 제1 베이스 바디(1811)의 표면에서 단차를 가질 수 있다. 상기 단차에 의해서, 유입되는 빗물은 제1 베이스 바디(1811)를 따라 이동하고, 제1 베이스 바디(1811)에 배치된 제1 배수홀(160H)로 배출될 수 있다.
제2 커버(182)는 배수 프레임(160)을 따라 배치되되, 제1 방향으로 이웃하는 태양광 패널(170) 사이에 삽입될 수 있다. 제2 커버(182)는 복수 개의 제2 관통홀을 가지질 수 있다.
일 실시예로, 제2 커버(182)는 제2 베이스 바디(1821)와 제2 관통홀(1822)을 가질 수 있다.
제2 베이스 바디(1821)는 양측이 아래방향으로 절곡되며, 양측이 이웃하는 태양광 패널(170)에 삽입될 수 있다. 복수개의 제2 관통홀(1822)은 제2 베이스 바디(1821)에 배치될 수 있다.
선택적인 실시예로, 제2 커버(182)는 형상 유지 부재(1823)를 더 구비할 수 있다. 형상 유지 부재(1823)는 제2 베이스 바디(1821)에 삽입되며, 제2 베이스 바디(1821)의 강성 또는 형상을 유지할 수 있다.
형상 유지 부재(1823)는 제2 베이스 바디(1821)의 내부에 삽입되는 인서트부(1823A)와 제2 베이스 바디(1821)의 양측에 삽입되는 클립(1823B)을 가질 수 있다.
인서트부(1823A)는 제2 베이스 바디(1821)에 삽입되어, 제2 베이스 바디(1821)의 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있다. 인서트부(1823A)는 제2 베이스 바디(1821)를 보강하므로, 이웃하는 태양광 패널(170)에 안정적으로 고정될 수 있다.
도면에서는 인서트부(1823A)가 원형 형상인 실시예를 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 절곡되어 형성되는 다각 형상 등 다양하게 형성될 수 있다. 예컨대, 인서트부는 "ㄷ"형상으로 절곡될 수 있다. 또한, 인서트부(1823A)는 개구가 형성되어, 제2 커버(182)의 제2 관통홀(1822)을 통과하여 유입된 빗물이나 공기 등이 통과할 수 있다.
클립(1823B)은 인서트부(1823A)의 양단에 배치되고, 제2 베이스 바디(1821)에 삽입될 수 있다. 클립(1823B)은 제2 베이스 바디(1821)의 측벽에 삽입되어, 형상 유지 부재(1823)가 위치가 고정될 수 있다.
선택적인 실시예로, 제1 커버(181) 및 제2 커버(182) 중 적어도 하나는 방염 처리 또는 불연 처리될 수 있다. 방염 처리나 불연 처리는 통상적으로 사용되는 방염 또는 불연 처리 방식이 적용될 수 있다. 제1 커버(181)나 제2 커버(182)는 적어도 일부 표면에 방염 처리나 불연 처리가 되어, 일부 태양광 패널에서 화재 발생시에 다른 태양광 패널로 화재가 확산되는 것을 방지할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 사이드 커버(190)는 지붕 패널 시스템(100)의 가장자리에 선택적으로 설치될 수 있다. 사이드 커버(190)는 지붕 패널 시스템(100)의 외측에 배치되어, 외부 이물질이 지붕 패널 시스템(100)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
지붕 패널 시스템은 태양광 패널이 외부에 노출되므로, 외부 환경(특히, 일기)에 따른 유지 보수가 필요하다. 예컨대, 비가 오면, 지붕 패널 시스템으로 빗물이 유입되며, 유입된 빗물이 신속하게 외부로 배출되는 기능이 필요하다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 지붕 패널 시스템(100)는 유입된 빗물의 이동경로를 분산하여, 대용량의 배수 기능을 가질 수 있다.
제1 커버(181)의 제1 관통홀(1813)로 유입되는 외부 유체는 제2 거터(120)로 안내된다. 제1 커버(181)의 아래에는 제2 거터(120)이 배치되어, 제1 커버(181)를 통해 유입된 유체는 직접 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
제2 커버(182)의 제2 관통홀(1822)로 유입되는 외부 유체는 일부가 배수 프레임(160)의 배수홀(160H)을 통과하여 제1 거터(110)로 안내되며, 다른 일부가 배수 프레임(160)의 양단으로 이동하여 제2 거터(120)로 안내될 수 있다.
지붕 패널 시스템(100)가 지붕 등에 경사진 상태로 설치되면, 제2 커버(182)로 다량의 빗물이 유입된다. 제1 방향을 따라 경사지게 지붕 패널 시스템(100)가 설치되면, 태양광 패널(170)의 상면을 따라 흐른 빗물은 제2 커버(182)로 유입된다. 순식간에 대량의 빗물이 유입되더라도, 배수 프레임(160)에 의해서 빗물의 일부는 제1 거터(110)로 분배되며, 다른 일부는 배수 프레임(160)을 따라 이동하여 한 쌍의 제2 거터(120)로 이동하므로, 지붕 패널 시스템(100)는 대량의 빗물을 배출할 수 있다.
한편, 태양광 패널이 전력을 생성하면, 태양열에 의해서 주변 온도가 상승된다. 온도 상승은 전압 저하를 초래하여 전체 시스템의 발전 효율이 저하될 수 있다. 본 발명에 따른 지붕 패널 시스템(100)는 태양광 패널(170)에서 발생되는 열을 신속하게 제거하여, 지붕 패널 시스템(100)의 발전 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템(100)은 건물의 외장재로 태양광 발전 설비 또는 태양광 패널을 사용하므로 건축비를 절감하고, 시공 시간을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템(100)는 공기가 태양광 패널(170)의 4면에 설치된 관통홀을 따라 이동하여, 지붕 패널 시스템(100)의 환기기능을 강화하고, 태양광 패널(170)에서 발생되는 온도 상승을 최소화하므로 지붕 패널 시스템(100)의 발전 효율을 높일 수 있다. 태양광 패널(170)의 이격된 공간으로 공기의 유동이 형성될 수 있다. 제1 커버(181)의 제1 관통홀(1813)과 제2 커버(182)의 제2 관통홀(1822)은 내부에서 발생하는 열과 외부 공기가 태양광 패널(170)의 하부 공간 및 외부 공간으로 상호 이동되도록 안내하여, 태양광 패널(170)의 온도상승을 최소화하여 지붕 패널 시스템(100)의 발전 효율을 높일 수 있다. 즉, 태양광 패널의 4개면에 설치된 관통홀을 따라 공기가 순환하여, 태양광 모듈의 온도 상승을 최소화하여 지붕 패널 시스템의 발전 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템(100)은 설치되는 건물 등에 안정적인 구조를 형성하고, 지붕 패널 시스템(100)는 시공 및 관리가 용이하다. 지붕 패널 시스템(100)는 단열재 조립체(10)에 쉽고 간단하게 설치할 수 있다. 또한, 지붕 패널 시스템(100)는 브라켓 유닛(130), 지지 레일(140), 서포터(150)가 지지구조를 형성하여, 안정적인 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템(100)은 배수가 원활한 구조를 가질 수 있다. 지붕 패널 시스템(100)은 태양광 패널을 따라 배치되는 제1 거터와, 양측에 배치되는 한 쌍의 제2 거터로 빗물이 분산된다. 배수 프레임은 한 쌍의 제2 거터로 빗물을 분산하여, 안정적인 배수를 유도할 수 있다. 즉, 지붕 패널 시스템은 태양광 패널의 아래에 배치된 3개의 거터로 빗물이 분산되어, 배수량이 향상될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 지붕 패널 시스템의 설치 방법을 도시하는 순서도이며, 도 11 내지 도 16는 도 10의 단계를 도시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 지붕 패널 시스템의 설치 방법은, 기본 구조물에 단열재 조립체를 설치하는 단계(S10)와, 상기 단열재 조립체의 상부에, 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 폭을 가지는 제1 거터와, 상기 제1 거터의 양측에 제2 거터를 설치하는 단계(S20)와, 상기 제2 거터의 위에 한 쌍의 지지 레일을 설치하는 단계(S30)와, 상기 한 쌍의 지지 레일 사이에 서포터를 설치하는 단계(S40)와, 서로 마주보는 상기 서포터에 배수홀을 가지는 배수 프레임을 설치하는 단계(S50)와, 중앙이 상기 제1 거터를 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단이 제2 거터를 따라 중첩되되 상기 서포터에 지지되도록 태양광 패널을 설치하는 단계(S60), 및 상기 태양광 패널 사이에 커버를 설치하는 단계(S70)를 포함할 수 있다.
기본 구조물에 단열재 조립체를 설치하는 단계(S10)에서는, 기본 구조물(1)에 단열재 조립체(10)를 고정한다.
일 실시예로, 단열재 조립체(10)는 단열재(11), 하부 데크(12), 방수층(13)을 가질 수 있다. 기본 구조물(1)에 단열재(11) 또는 하부 데크(12)를 장착하고, 단열재(11)의 표면에 방수층(13)을 형성할 수 있다.
도 11은 도 10의 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 B영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 상기 단열재 조립체의 상부에, 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 폭을 가지는 제1 거터와, 상기 제1 거터의 양측에 제2 거터를 설치하는 단계(S20)에서는, 단열재 조립체(10)에 제1 거터(110)과 제2 거터(120)을 고정할 수 있다.
S20 단계에서는, 상기 단열재 조립체에 설치된 제1 브라켓이 상기 제1 거터와 상기 제2 거터를 연결할 수 있다. 상세하게, 단열재 조립체(10)에서 노출되는 Z-바(15)에 제1 브라켓(131)을 장착한다. 제1 브라켓(131)은 제1 거터(110)과 제2 거터(120)의 사이를 지지하며, 복수 개가 서로 이격되게 배치될 수 있다.
제1 거터(110)과 제2 거터(120)은 제1 방향으로 연장되며, 제2 방향으로 기 설정된 폭을 가진다. 제1 거터(110)과 제2 거터(120)은 지붕 패널 시스템(100)로 유입되는 빗물이 배출될 수 있다.
제1 거터(110)과 제2 거터(120)은 제1 브라켓(131)을 통해서 단열재 조립체(10)에 고정되며, 기 설정된 간격을 유지할 수 있다. 제1 거터(110)의 양단에는 제1 팁(110T)을 가지고, 제2 거터(120)의 양단에는 제2 팁(120T)을 가진다.
제1 브라켓(131)은 단열재 조립체(10)에 장착되는 조인트 판(131A), 제1 팁(110T)이 조립되는 제1 윙(131B)과, 제2 팁(120T)이 조립되는 제2 윙(131C)을 가질 수 있다. 제1 팁(110T)과 제2 팁(120T)은 제1 브라켓(131)에 조립되고, 나사, 볼트 등의 고정부재로 연결될 수 있다.
도 12는 도 10의 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 확대도이다.
도 12를 참조하면, 제2 브라켓(132)은 제1 브라켓(131)에 연결되며, 서포터(150)가 설치되는 공간을 제공할 수 있다.
제2 브라켓(132)은 제1 연결부(132A)와 제2 연결부(132B)를 구비할 수 있으며, 제2 브라켓(132)의 일단은 제1 브라켓(131)의 조인트 판(131A)에 고정되고, 타단은 제2 거터(120)에 지지될 수 있다.
제1 연결부(132A)는 제1 브라켓(131)과 제2 거터(120)이 연결되는 부분을 커버할 수 있다. 제1 브라켓(131)의 제2 윙(131C)은 제2 거터(120)의 제2 팁(120T)에 조립되며, 제1 연결부(132A)는 조립된 부분의 상부를 커버하도록 설치된다. 제2 브라켓(132)은 제1 브라켓(131)과 제2 거터(120)이 조립되는 부분의 상부를 커버하여, 연결된 부분이 분리되는 것을 방지할 수 있다.
제2 연결부(132B)는 제1 연결부(132A)에서 제2 거터(120)의 내측으로 연장될 수 있다. 제2 연결부(132B)는 제1 연결부(132A)와 단차를 가질 수 있으며, 제2 연결부(132B)에는 지지 레일(140)이 삽입되는 삽입홈(132C)을 가질 수 있다.
도 13은 도 10의 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 C영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 상기 제2 거터의 위에 한 쌍의 지지 레일을 설치하는 단계(S30)에서는, 지지 레일(140)을 제2 거터(120)을 따라 설치할 수 있다.
지지 레일(140)은 제2 거터를 따라 배치될 수 있다. 한 쌍의 지지 레일(140)이 서로 나란하게 배치되며, 한 쌍의 지지 레일(140)의 위에 서포터(150)가 설치될 수 있다. 지지 레일(140)에 의해서, 서포터(150)는 제2 거터(120)의 상면에서 이격될 수 있다.
S30 단계 에서는, 제2 거터(120)에 설치된 제2 브라켓(132)의 삽입홈(132C)에 지지 레일(140)이 삽입될 수 있다.
일 실시예로, 지지 레일(140)은 돌출벽(141), 제1 단부(142) 및 제2 단부(143)를 구비할 수 있다.
돌출벽(141)은 상부로 연장되어, 배수 프레임(160)의 양단 중 일단이 지지될 수 있다. 돌출벽(141)은 제2 브라켓(132)의 제1 연결부(132A)보다 높게 설치되며, 지지 레일(140)이 간섭없이 배수 프레임(160)을 고정할 수 있다.
제1 단부(142)는 제2 브라켓(132)의 삽입홈(132C)에 삽입될 수 있다. 제1 단부(142)는 돌출벽(141)의 일측으로 연장되되, 삽입홈(132C)에 삽입되어, 지지 레일(140)이 제2 브라켓(132)에 지지될 수 있다.
제2 단부(143)는 제2 브라켓(132)의 일측을 커버하도록 절곡될 수 있다. 제2 단부(143)는 돌출벽(141)의 타측으로 연장되되, 제2 연결부(132B)의 측벽을 커버하도록 절곡될 수 있다.
도 14는 도 10의 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 D영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 상기 한 쌍의 지지 레일 사이에 서포터를 설치하는 단계(S40)에서는, 서포터(150)가 제2 거터(120)의 상부에 배치되되, 브라켓 유닛(130)과 지지 레일(140)에 의해서 제2 거터(120)에서 이격되게 배치될 수 있다. 서포터(150)는 복수 개로 구비되어, 한 쌍의 지지 레일(140)에 설치될 수 있다.
S40 단계 에서는, 서포터(150)가 지지 레일(140)을 따라 복수 개가 배치되되, 제2 거터(120)에서 이격되게 지지 레일(140)에 지지될 수 있다.
복수개의 서포터(150) 중 일부는 후술하는 배수 프레임(160)이 설치되고, 다른 일부는 제1 방향으로 이격되게 배치되어 태양광 패널(170)을 지지하고 제1 커버(181)가 장착될 수 있다.
일 실시예로, 서포터(150)는 베이스(151), 제1 플레이트(152) 및 제2 플레이트(153)를 구비할 수 있다. 또한, 선택적인 실시예로, 서포터(150)는 고정 돌기(154)를 더 포함할 수 있다.
베이스(151)는 높이 방향으로 연장되며, 양측에 제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153)가 연장될 수 있다.
제1 플레이트(152)는 지지 레일(140)의 제2 단부(143)에 장착되어, 제2 브라켓(132)에 고정될 수 있다. 제3 팁(152T)은 지지 레일(140)의 돌출벽(141)에 지지되어, 서포터(150)가 안정적으로 지지 레일(140)에 고정될 수 있다.
제2 플레이트(153)는 베이스(151)의 상측에서 제2 방향으로 연장되며, 태양광 패널(170)이 연결될 수 있다. 제2 플레이트(153)는 베이스(151)의 양측에서 제2 방향으로 연장되며, 제2 플레이트(153)에 태양광 패널(170)의 가장자리가 지지될 수 있다.
제2 플레이트(153)는 베이스(151)의 상단에서 단차를 가질 수 있다. 상기 단차에 의해서, 태양광 패널(170)은 서포터(150)의 설정된 위치에 배치될 수 있다.
제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153)는 제2 방향으로의 연장 길이가 다르게 설정될 수 있다. 제1 플레이트(152)는 베이스(151)에서 제2 방향으로 제1 길이(D1)를 가지고, 제2 플레이트(153)는 베이스(151)에서 제2 방향으로 제2 길이(D2)를 가질 수 있다. 제2 플레이트(153)는 제1 플레이트(152)보다 베이스(151)에서 짧게 연장되므로, 제1 길이(D1)가 제2 길이(D2)보다 길게 설정될 수 있다. 제1 길이(D1)와 제2 길이(D2)의 차이에 의해서, 배수 프레임(160)의 단부는 서포터(150)에 삽입되게 배치될 수 있다.
도 15는 도 10의 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 E영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 서로 마주보는 상기 서포터에 배수홀을 가지는 배수 프레임을 설치하는 단계(S50)에서는, 배수 프레임(160)이 서로 마주보는 서포터(150)에 설치될 수 있다.
S50 단계 에서는, 배수 프레임(160)의 배수홀(160H)이 제1 거터(110)에 마주보도록 배치되고, 배수 프레임(160)의 양단이 지지 레일(140)에 지지되게 배치되되, 서포터(150)의 제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153) 사이의 공간으로 연결될 수 있다.
배수 프레임(160)은 제1 방향으로 서로 이웃하는 태양광 패널(170)의 사이에 배치되어, 태양광 패널(170) 사이로 유입되는 빗물 등을 안내할 수 있다. 배수 프레임(160)은 태양광 패널(170)의 제1 방향의 양단이 지지될 수 있다.
배수 프레임(160)은 적어도 하나 이상의 배수홀(160H)을 가질 수 있다. 배수 프레임(160)은 배수홀(160H)이 제1 거터(110)에 마주보도록 배치될 수 있다. 그리하여, 배수 프레임(160)의 배수홀(160H)을 통과한 빗물은 제1 거터(110)로 배출되며, 배수 프레임(160)의 양단으로 이동하는 빗물은 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
배수 프레임(160)의 단부는 제2 플레이트(153)에 접촉되며, 제1 플레이트(152)의 단부와 대향하도록 배치될 수 있다. 도 3을 보면, 배수 프레임(160)의 하부는 지지 레일(140)의 돌출벽(141)에 지지되고, 배수 프레임(160)의 단부는 제2 플레이트(153)의 끝단에 접촉되어, 배수 프레임(160)의 단부는 제1 플레이트(152)와 제2 플레이트(153)의 사이의 공간으로 삽입될 수 있다.
도 16은 도 10의 지붕 패널 시스템 설치 방법 중 일부 단계를 도시하는 사시도와 F영역과 G영역을 확대하여 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 중앙이 상기 제1 거터를 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단이 제2 거터를 따라 중첩되되 상기 서포터에 지지되도록 태양광 패널을 설치하는 단계(S60)에서는, 태양광 패널(170)이 지붕 패널 시스템(100)의 상측에 배치되어, 외부에 노출될 수 있다.
태양광 패널(170)은 중앙 부분이 제1 거터(110)을 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단 부분이 제2 거터(120)을 따라 중첩될 수 있다.
태양광 패널(170)은 제1 방향의 양단은 배수 프레임(160)에 지지되도록 설치될 수 있다. 그리하여, 제1 방향으로 이웃한 태양광 패널(170)의 사이의 공간으로 이동한 빗물은 배수 프레임(160)으로 유입되며, 빗물 중 일부는 배수 프레임(160)의 배수홀(160H)을 따라 제1 거터(110)로 배출되고, 다른 일부는 배수 프레임(160)의 양단을 따라 이동하여 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
태양광 패널(170)은 제2 방향의 양단은 서포터(150)에 지지되도록 설치될 수 있다. 서포터(150)의 제2 플레이트(153)에 태양광 패널(170)의 가장자리가 안착되므로, 태양광 패널(170)은 안정적으로 서포터(150)에 고정될 수 있다. 또한, 제2 방향으로 이웃한 태양광 패널(170)의 사이의 공간으로 이동한 빗물은 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
상기 태양광 패널 사이에 커버를 설치하는 단계(S70)에서는, 이웃하는 태양광 패널(170)의 사이에는 커버 유닛(180)이 배치될 수 있다. 커버 유닛(180)은 이웃하는 태양광 패널(170)의 사이에 배치되며, 지붕 패널 시스템(100)로 유입되는 빗물을 배출할 수 있다.
S70 단계 에서는, 복수 개의 제1 관통홀(1813)을 가지는 제1 커버(181)를 배수 프레임(160)을 따라 설치하고, 복수 개의 제2 관통홀(1822)을 가지는 제2 커버(182)를 서포터(150)를 따라 설치할 수 있다.
일 실시예로, 커버 유닛(180)은 제1 커버(181)와 제2 커버(182)를 구비할 수 있다.
제1 커버(181)는 배수 프레임(160)을 따라 배치되되, 제1 방향으로 이웃하는 태양광 패널(170) 사이에 삽입될 수 있다. 제1 커버(181)는 복수 개의 제1 관통홀(1813)을 가질 수 있다.
제2 커버(182)는 지지 레일(140)을 따라 배치되되, 제2 방향으로 이웃하는 태양광 패널(170) 사이에 삽입될 수 있다. 제2 커버(182)는 복수 개의 제2 관통홀을 가지질 수 있다.
본 발명에 따른 설치 방법으로 설치된 지붕 패널 시스템(100)는 유입된 빗물의 이동경로를 분산하여, 대용량의 배수 기능을 가질 수 있다.
제1 커버(181)의 제1 관통홀(1813)로 유입되는 외부 유체는 제2 거터(120)로 안내된다. 제1 커버(181)의 아래에는 제2 거터(120)이 배치되어, 제1 커버(181)를 통해 유입된 유체는 직접 제2 거터(120)로 배출될 수 있다.
제2 커버(182)의 제2 관통홀(1822)로 유입되는 외부 유체는 일부가 배수 프레임(160)의 배수홀(160H)을 통과하여 제1 거터(110)로 안내되며, 다른 일부가 배수 프레임(160)의 양단으로 이동하여 제2 거터(120)로 안내될 수 있다.
지붕 패널 시스템(100)가 지붕 등에 경사진 상태로 설치되면, 제2 커버(182)로 다량의 빗물이 유입된다. 제1 방향을 따라 경사지게 지붕 패널 시스템(100)가 설치되면, 태양광 패널(170)의 상면을 따라 흐른 빗물은 제2 커버(182)로 유입된다. 순식간에 대량의 빗물이 유입되더라도, 배수 프레임(160)에 의해서 빗물의 일부는 제1 거터(110)로 분배되며, 다른 일부는 배수 프레임(160)을 따라 이동하여 제2 거터(120)로 이동하므로, 지붕 패널 시스템(100)는 대량의 빗물을 배출할 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템의 설치 방법은 건물의 외장재로 태양광 발전 설비 또는 태양광 패널을 사용하므로 건축비를 절감하고, 시공 시간을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템의 설치 방법으로 시공된 지붕 패널 시스템(100)는 공기가 태양광 패널(170)의 4면에 설치된 관통홀을 따라 이동하여, 지붕 패널 시스템(100)의 환기기능을 강화하고, 태양광 패널(170)에서 발생되는 온도 상승을 최소화하므로 지붕 패널 시스템(100)의 발전 효율을 높일 수 있다. 태양광 패널(170)의 이격된 공간으로 공기의 유동이 형성될 수 있다. 제1 커버(181)의 제1 관통홀(1813)과 제2 커버(182)의 제2 관통홀(1822)은 내부에서 발생하는 열과 외부 공기가 태양광 패널(170)의 하부 공간 및 외부 공간으로 상호 이동되도록 안내하여, 태양광 패널(170)의 온도상승을 최소화하여 지붕 패널 시스템(100)의 발전 효율을 높일 수 있다. 즉, 태양광 패널의 4개면에 설치된 관통홀을 따라 공기가 순환하여, 태양광 모듈의 온도 상승을 최소화하여 지붕 패널 시스템의 발전 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템의 설치 방법은 설치되는 건물 등에 안정적인 구조를 형성하고, 지붕 패널 시스템(100)는 시공 및 관리가 용이하다. 지붕 패널 시스템(100)는 단열재 조립체(10)에 쉽고 간단하게 설치할 수 있다. 또한, 지붕 패널 시스템(100)는 브라켓 유닛(130), 지지 레일(140), 서포터(150)가 지지구조를 형성하여, 안정적인 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템의 설치 방법은 배수가 원활한 구조를 가질 수 있다. 지붕 패널 시스템은 태양광 패널을 따라 배치되는 제1 거터와, 양측에 배치되는 한 쌍의 제2 거터로 빗물이 분산된다. 배수 프레임은 한 쌍의 제2 거터로 빗물을 분산하여, 안정적인 배수를 유도할 수 있다. 즉, 지붕 패널 시스템은 태양광 패널의 아래에 배치된 3개의 거터로 빗물이 분산되어, 배수량이 향상될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
실시예에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 실시 예의 범위를 한정하는 것은 아니다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
실시예의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 실시 예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시 예들이 한정되는 것은 아니다. 실시 예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시 예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시 예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
100: 지붕 패널 시스템
110: 제1 거터
120: 제2 거터
130: 브라켓 유닛
140: 지지 레일
150: 서포터
160: 배수 프레임
170: 태양광 패널
180: 커버 유닛

Claims (7)

  1. 제1 방향으로 연장되고 제2 방향으로 폭을 가지는 제1 거터;
    상기 제1 거터의 양측에 배치되는 제2 거터;
    상기 제2 거터를 따라 배치되는 한 쌍의 지지 레일;
    상기 지지 레일에 장착되는 서포터;
    중앙이 상기 제1 거터를 따라 중첩되게 배치되고, 제2 방향의 양단이 제2 거터를 따라 중첩되되 상기 서포터에 지지되는 태양광 패널;
    서로 마주보는 서포터에 연결되되 상기 태양광 패널의 제1 방향의 양단이 지지되고, 적어도 하나 이상의 배수홀을 가지는 배수 프레임;
    상기 지지 레일을 따라 배치되되, 상기 제2 방향으로 이웃하는 상기 태양광 패널 사이에 삽입되며, 복수 개의 제1 관통홀을 가지는 제1 커버;
    상기 배수 프레임을 따라 배치되되, 상기 제1 방향으로 이웃하는 상기 태양 광 패널 사이에 삽입되며, 복수 개의 제2 관통홀을 가지는 제2 커버; 및
    상기 제1 커버 및 상기 제2 커버 중 적어도 하나에 삽입되고, 개구를 가지는 형상 유지 부재;를 포함하며,을 포함하는, 지붕 패널 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 서포터는
    높이 방향으로 연장되는 베이스;
    상기 베이스의 하측에서 상기 제2 방향으로 연장되되, 상기 지지 레일에 연결되는 제1 플레이트; 및
    상기 베이스의 상측에서 상기 제2 방향으로 연장되되, 상기 태양광 패널이 연결되는 제2 플레이트;를 구비하고,
    상기 제2 플레이트는
    상기 제1 플레이트보다 상기 베이스에서 짧게 연장되며,
    상기 배수 프레임의 단부는
    상기 제2 플레이트의 단부에 접촉되되, 상기 제1 플레이트의 단부와 대향하도록 배치되는, 지붕 패널 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 베이스의 상부에서 돌출되어, 상기 제1 커버가 삽입되는 고정 돌기;를 더 구비하는, 지붕 패널 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 배수 프레임은
    상기 배수홀이 상기 제1 거터에 마주보도록 배치되는, 지붕 패널 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 거터와 상기 제2 거터를 연결하는 제1 브라켓; 및
    상기 제1 브라켓과 상기 제2 거터에 연결되며, 상기 서포터가 장착되는 제2 브라켓;을 더 포함하는, 지붕 패널 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 브라켓은
    상기 제1 브라켓과 상기 제2 거터가 연결되는 부분을 커버하는 제1 연결부; 및
    상기 제1 연결부에서 상기 제2 거터의 내측으로 연장되며, 상기 지지 레일이 삽입되는 삽입홈을 가지는 제2 연결부;를 구비하는, 지붕 패널 시스템
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 지지 레일은
    제2 브라켓의 삽입홈에 삽입되는 제1 단부;
    상기 제2 브라켓의 일측을 커버하도록 절곡되되, 상기 서포터가 장착되는 제2 단부; 및
    상부로 연장되되, 상기 배수 프레임의 단부가 지지되는 돌출벽;을 가지는, 지붕 패널 시스템.
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