KR102608314B1 - 태양광 모듈 지지 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 모듈 지지 구조체는, 복수의 광기전 패널 각각을 지지하는 복수의 프레임을 포함하는 발전부, 발전부의 태양광 입사면에 대향하는 면에 일면이 결합되어 발전부를 지지하고, 선형으로 형성되며 복수개가 서로 평행하도록 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 모듈지지구조체, 복수의 모듈지지구조체 각각의 일면에 대향하는 면 각각에 결합되어 복수의 모듈지지구조체 각각을 지지하고, 선형으로 형성되는 복수의 종방향지지대 및 복수의 종방향지지대 각각에 상단이 결합되고 하단은 설치면에 결합되는 지지대기둥을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 태양광 모듈 및 그 지지 구조체의 일부분에 변형이 발생하거나 탈락할 가능성을 낮추기 위한 구조를 포함하는 태양광 모듈 지지 구조체를 비용 대비 효율적인 안정성을 갖도록 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

태양광 모듈 지지 구조체{OFFSHORE POWER GENERATION DEVICE USING LEVER-CRANK}

본 발명은 태양광 발전 모듈의 지지 구조에 이용될 수 있는 기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비교적 간소한 구조를 통하여 태양광 발전 모듈을 안정적으로 지지할 수 있게 하여 비용 대비 효율적인 패널 지지 구조를 포함하는 태양광 모듈 지지 구조체에 관한 것이다.

최근, 화석 연료의 고갈과 그 연료의 사용에 따른 환경오염 문제로 인해 풍력이나 태양광 등 신생에너지를 이용한 친환경 발전설비가 각광을 받고 있다.

이러한 친환경 발전설비 중에서도 태양광 발전설비는 국가적인 차원에서 신생에너지 산업, 즉 국책 사업으로 지정하여 정부 지원 아래 급속도록 증가하고 있다.

통상적인 태양광 발전설비는 대지나 수상 등 베이스 위에 지지 프레임를 설치하고 그 지지 프레임에 설치 프레임을 통해 태양광 모듈을 설치하거나, 또는 건축물의 외벽에 태양광 모듈을 설치하여 전력을 생산하도록 구성된다.

상기 태양광 모듈, 상기 태양광 모듈이 설치되는 설치 프레임 및 지지 프레임은 태양광 모듈 조립체를 구성한다.

한편, 종래 태양광 모듈 조립체를 대지 위에 설치하려면 사전에 토목공사로 대지의 바닥을 평탄화하고 콘크리트 기초를 설치하게 된다.

그러나, 태양광 모듈 조립체를 장기간 사용하게 되면, 토목공사의 부실이나 지반 침하와 같은 외부적 요인, 또는 자체 구조적 강도 저하 등 내부적 요인에 의해 태양광 모듈 조립체를 구성하는 지지 프레임, 설치 프레임 또는 태양광 모듈의 풀림이나 자체 뒤틀림 등의 변형이 발생하게 된다.

더욱이, 이러한 변형의 정도가 임계점을 넘어가게 되면 태양광 모듈에 마이크로 크랙이 발생하게 되어 태양광 발전이라는 본연의 기능이 크게 저하하거나 심지어 수행할 수 없게 되어 에너지 획득 효율이 크게 줄어들게 되는 문제점이 있었다.

특히, 대부분 판자 형태로 이루어진다는 태양광 패널의 특성상 바람에 대한 저항이 반복적으로 발생하고 설치 위치에 따라서는 태양광 패널의 일부분에 특정 방향으로 반복적인 풍압이 발생 및 작용하게 되어 태양광 패널과 그 지지 구조의 안정성에 문제가 생기는 경우가 있었다.

대한민국 등록특허 제10-2409193호( 명칭: 스트링 상태감시, 이상 진동 및 누설 전류 감지 기능을 구비한 태양광 발전 시스템, 등록일: 2022년 6월 10일 ) 대한민국 등록특허 제10-2167376호( 명칭: 이상 감지장치를 포함하는 태양광 모듈 조립체, 등록일: 2020년 10월 13일 ) 대한민국 등록특허 제10-1914125호( 명칭: 태양광 모니터링 기반 이상상황 알고리즘별 측정 장치, 등록일: 2017년 10월 30일 ) 대한민국 등록특허 제10-1558106호( 명칭: 태양광모듈 진동감지 기능을 가지는 태양광 발전장치, 등록일: 2015년 9월 30일 )

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 태양광 모듈 및 그 지지 구조체의 일부분에 변형이 발생할 가능성을 낮추기 위한 구조를 포함하는 태양광 모듈 지지 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 비교적 간단한 구조를 통하여 태양광 모듈 지지 구조체의 일부 변형 발생 가능성을 낮출 수 있도록 지지 구조체를 구성함으로써, 비용 효율적으로 태양광 모듈 지지 구조체의 안정성을 향상시킬 수 있는 태양광 모듈 지지 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여 안출된, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 모듈 지지 구조체는, 복수의 광기전 패널 각각을 지지하는 복수의 프레임을 포함하는 발전부, 발전부의 태양광 입사면에 대향하는 면에 일면이 결합되어 발전부를 지지하고, 선형으로 형성되며 복수개가 서로 평행하도록 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 모듈지지구조체, 복수의 모듈지지구조체 각각의 일면에 대향하는 면 각각에 결합되어 복수의 모듈지지구조체 각각을 지지하고, 선형으로 형성되는 복수의 종방향지지대 및 복수의 종방향지지대 각각에 상단이 결합되고 하단은 설치면에 결합되는 지지대기둥을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 모듈 지지 구조체의 모듈지지구조체는, 일정한 단면 형상을 갖고 선형으로 연장되는 횡방향지지대, 횡방향지지대의 총 연장보다는 짧은 길이를 갖되 횡방향지지대에 결합되는 어느 하나의 종방향지지대의 일면으로부터 그에 대향하는 다른 종방향지지대의 일면에 이르는 길이를 갖는 횡와이어, 횡와이어의 양 단부를 각각 종방향지지대의 일면에 결합시키는 종방향지지대접속클램프, 횡와이어의 중간에 일단부가 횡와이어의 일부를 둘러싸는 형태로 결합되고, 타단부에 좌우로 연장되도록 형성되는 결합부위로 발전부의 프레임의 측면에 결합되는 모듈보강클립1안, 모듈보강클립1안과 일정 거리 이격되도록 횡와이어의 중간에 삽입되고, 외주면의 일부에 와이어의 일단을 삽입시켜 고정할 수 있는 와이어 삽입고정구가 형성되는 T형클램프, T형클램프의 위치에 대응되는 횡방향지지대의 표면에 일단이 결합되고, 타단에 와이어의 타단을 삽입시켜 결합을 유지할 수 있는 와이어 삽입결합구가 형성되는 횡방향지지대접속클램프 및 와이어 삽입고정구에 일단이 삽입되고, 삽입결합구에 타단이 삽입되는 종와이어를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 모듈 지지 구조체의 모듈지지구조체는, 일정한 단면 형상을 갖고 선형으로 연장되는 횡방향지지대 및 일단부가 횡방향지지대의 일면에 결합되고, 타단부에 좌우로 연장되도록 형성되는 결합부위로 발전부의 프레임의 측면에 결합되는 모듈보강클립2안을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 태양광 모듈 지지 구조체는, 종방향지지대의 중간에 일단이 결합되고, 지지대기둥의 중간에 타단이 결합되는 선형의 지지대보강대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 태양광 모듈 및 그 지지 구조체의 일부분에 변형이 발생할 가능성을 낮추기 위한 구조를 포함하는 태양광 모듈 지지 구조체를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비교적 간단한 구조를 통하여 태양광 모듈 지지 구조체의 일부 변형 발생 가능성을 낮출 수 있도록 지지 구조체를 구성함으로써, 비용 효율적으로 태양광 모듈 지지 구조체의 안정성을 향상시킬 수 있는 태양광 모듈 지지 구조체를 제공할 수 있게 되는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)에서 모듈지지구조체1안(20-1)을 이용한 구성요소의 결합을 보여주는 상세도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)에 포함되는 모듈보강클립1안(RC1)을 각 방향에서 바라본 경우를 나타내는 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)에 포함되는 모듈보강클립1안(RC1)의 구조 및 구성요소를 상세히 보여주기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제2 실시예(200)를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제2 실시예(200)에 포함되는 모듈보강클립2안(RC2)의 구조 및 구성요소를 상세히 보여주기 위한 사시도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)를 나타내는 사시도이다.

도1을 참조하면, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)는, 복수의 광기전 패널 각각을 지지하는 복수의 프레임을 포함하는 발전부(10), 발전부(10)의 태양광 입사면에 대향하는 면에 일면이 결합되어 발전부(10)를 지지하고, 선형으로 형성되며 복수개가 서로 평행하도록 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 모듈지지구조체(20-1), 복수의 모듈지지구조체(20-1) 각각의 일면에 대향하는 면 각각에 결합되어 복수의 모듈지지구조체(20-1) 각각을 지지하고, 선형으로 형성되는 복수의 종방향지지대(40) 및 복수의 종방향지지대(40) 각각에 상단이 결합되고 하단은 설치면(지면(G))에 결합되는 지지대기둥(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

모듈지지구조체1안(20-1)에 대해서는 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)에서 모듈지지구조체1안(20-1)을 이용한 구성요소의 결합을 보여주는 상세도이다.

도 2에서 “A1”은 횡와이어(WH)와 모듈보강클립1안(RC1), T형클램프(TC)와 종와이어(WV) 및 횡방향지지대접속클램프(SMC)를 이용한 횡방향지지대(30)와 종방향지지대(40)의 체결구조, “A1 단면”은 “A1”의 체결구조를 횡방향지지대(30)의 단면 방향에서 본 체결구조, “B”는 종방향지지대접속클램프(BC)를 이용하여 횡와이어(WH)의 단부를 종방향지지대(40)에 체결하는 형태를 각각 보여준다.

도 2의 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)에 포함되는 모듈지지구조체1안(20-1)은, 일정한 단면 형상을 갖고 선형으로 연장되는 횡방향지지대(30), 횡방향지지대(30)의 총 연장보다는 짧은 길이를 갖되 횡방향지지대(30)에 결합되는 어느 하나의 종방향지지대(40)의 일면으로부터 그에 대향하는 다른 종방향지지대(40)의 일면에 이르는 길이를 갖는 횡와이어(WH), 횡와이어(WH)의 양 단부를 각각 종방향지지대(40)의 일면에 결합시키는 종방향지지대접속클램프(BC), 횡와이어(WH)의 중간에 일단부가 횡와이어(WH)의 일부를 둘러싸는 형태로 결합되고, 타단부에 좌우로 연장되도록 형성되는 결합부위로 발전부(10)의 프레임의 측면에 결합되는 모듈보강클립1안(RC1), 모듈보강클립1안(RC1)과 일정 거리 이격되도록 횡와이어(WH)의 중간에 삽입되고, 외주면의 일부에 와이어(종와이어(WV))의 일단을 삽입시켜 고정할 수 있는 와이어 삽입고정구가 형성되는 T형클램프(TC), T형클램프(TC)의 위치에 대응되는 횡방향지지대(30)의 표면에 일단이 결합되고, 타단에 와이어(종와이어(WV))의 타단을 삽입시켜 결합을 유지할 수 있는 와이어 삽입결합구가 형성되는 횡방향지지대접속클램프(SMC) 및 와이어 삽입고정구에 일단이 삽입되고, 삽입결합구에 타단이 삽입되는 종와이어(WV)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)에 포함되는 모듈보강클립1안(RC1)을 각 방향에서 바라본 경우를 나타내는 측면도이다.

도 3을 참조하면, 모듈보강클립1안(RC1)을 6개 방향에서 바라보았을 경우에 대한 각각의 측면도가 포함되어 있다.

모듈보강클립1안(RC1)의 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제1 실시예(100)에 포함되는 모듈보강클립1안(RC1)의 구조 및 구성요소를 상세히 보여주기 위한 사시도이다.

도 4를 참조하면, 모듈보강클립1안(RC1)은 크게 보강클립바디(Rcb)와 와이어연결클램프(WC) 및 체결용구성요소로 이루어지며 각각은 아래와 같이 설명할 수 있다.

보강클립바디(Rcb)는, 횡와이어(WH)를 횡방향지지대(30)에 고정하기 위한 주요구성요소로서, 횡와이어(WH)의 일부를 감싸 고정시키는 상태로 보강클립바디(Rcb)에 체결되는 와이어연결클램프(WC)를 고정하는 한편, 약간의 회동도 가능하게 하는 구조를 택한다.

또한, 보강클립바디(Rcb)의 일면에는 접지용본딩점퍼(Gbi)가 부착된다. 본 발명의 태양광 모듈 지지 구조체는 전류를 생산하기 위한 것이므로, 접지용 구성을 포함하여 누설 전류로 인한 사고 발생 가능성을 줄여야 할 필요가 있다.

여기에서, 체결용구성요소는 일단이 회전공구를 삽입할 수 있도록 형성되고 외주면에 나사산이 형성되는 볼트(B), 볼트(B) 타단의 나사산에 회전 나사 결합되고 회전됨에 따라 일단과 타단 사이에 삽입된 부재의 표면을 가압하여 해당 부재를 고정시키는 기능을 갖는 너트(N), 볼트(B)의 일단과 너트(N) 사이에 삽입되어 완충 기능을 하여 볼트(B)와 너트(N) 및 삽입된 부재 사이에 작용하는 마찰력에 따른 응력집중 현상과 그에 따른 각 부재들의 마모발생 가능성을 줄여주는 와셔(W)를 포함한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제2 실시예(200)를 나타내는 사시도이다.

도 5를 참조하면, 태양광 모듈 지지 구조체의 제2 실시예(200)에 포함되는 모듈지지구조체2안(20-2)은, 일정한 단면 형상을 갖고 선형으로 연장되는 횡방향지지대(30) 및 일단부가 횡방향지지대(40)의 일면에 결합되고, 타단부에 좌우로 연장되도록 형성되는 결합부위로 발전부(10)의 프레임의 측면에 결합되는 모듈보강클립2안(RC2)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 제2 실시예(200)가 제1 실시예(100)에 포함되는 횡와이어(WH) 및 종와이어(WH)를 포함하지 않는 이유로는, 조립성 향상과 부품 비용 절감 및 유지보수 비용 절감에 있다.

부품 점수가 늘어나게 되면 그에 따른 조립 시간/비용 상승, 부품 비용 상승, 유지보수 비용 상승의 사유가 될 가능성이 높아지게 되므로, 본 발명의 태양광 모듈 지지 구조체가 설치되는 장소의 지반이 매우 안정하고 자연환경적 요소에 따라 진동, 바람 등에 의한 외력 발생 가능성 또한 낮다면, 보다 간소화된 구조로도 충분하게 되므로, 본 발명에 따른 태양광 모듈 지지 구조체 설치시 제2 실시예(200)를 선택할 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른, 태양광 모듈 지지 구조체의 제2 실시예(200)에 포함되는 모듈보강클립2안(RC2)의 구조 및 구성요소를 상세히 보여주기 위한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 모듈보강클립2안(RC2)은, 모듈보강클립1안(RC1)과 같은 형상의 보강클립바디(RCB) 및 체결용구성요소를 포함하여 이루어지며, 모듈보강클립1안(RC1)에서와 같은 횡와이어(WH) 체결용 와이어연결클램프(WC)는 포함하지 않는다.

보강클립바디(RCB) 및 체결용구성요소에 대해서는 모듈보강클립1안(RC1)에서 설명하였으므로, 다시 설명하지는 않는다.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 발전부
20-1 : 모듈지지구조체1안 20-2 : 모듈지지구조체2안
30 : 횡방향지지대 40 : 종방향지지대
50 : 지지대기둥 60 : 지지대보강대
B : 볼트 N : 너트
RC1 : 모듈보강클립1안 RC2 : 모듈보강클립2안
HC : 횡방향지지대접속클램프 VC : 종방향지지대접속클램프
TC : T형클램프
W : 와셔
WH : 횡와이어 WV : 종와이어

Claims (4)

1. 복수의 광기전 패널 각각을 지지하는 복수의 프레임을 포함하는 발전부;
   상기 발전부의 태양광 입사면에 대향하는 면에 일면이 결합되어 상기 발전부를 지지하고, 선형으로 형성되며 복수개가 서로 평행하도록 일정 간격 이격되어 배치되는 복수의 모듈지지구조체;
   상기 복수의 모듈지지구조체 각각의 상기 일면에 대향하는 면 각각에 결합되어 상기 복수의 모듈지지구조체 각각을 지지하고, 선형으로 형성되는 복수의 종방향지지대; 및
   상기 복수의 종방향지지대 각각에 상단이 결합되고 하단은 설치면에 결합되는 지지대기둥;을 포함하고,
   상기 모듈지지구조체는,
   일정한 단면 형상을 갖고 선형으로 연장되는 횡방향지지대;
   상기 횡방향지지대의 총 연장보다는 짧은 길이를 갖되 상기 횡방향지지대에 결합되는 어느 하나의 상기 종방향지지대의 일면으로부터 그에 대향하는 다른 상기 종방향지지대의 일면에 이르는 길이를 갖는 횡와이어;
   상기 횡와이어의 양 단부를 각각 상기 종방향지지대의 일면에 결합시키는 종방향지지대접속클램프;
   상기 횡와이어의 중간에 일단부가 상기 횡와이어의 일부를 둘러싸는 형태로 결합되고, 타단부에 좌우로 연장되도록 형성되는 결합부위로 상기 발전부의 프레임의 측면에 결합되는 모듈보강클립1안;
   상기 모듈보강클립1안과 일정 거리 이격되도록 상기 횡와이어의 중간에 삽입되고, 외주면의 일부에 와이어의 일단을 삽입시켜 고정할 수 있는 상기 와이어의 삽입고정구가 형성되는 T형클램프;
   상기 T형클램프의 위치에 대응되는 횡방향지지대의 표면에 일단이 결합되고, 타단에 상기 와이어의 타단을 삽입시켜 결합을 유지할 수 있는 상기 와이어의 삽입결합구가 형성되는 횡방향지지대접속클램프; 및
   상기 삽입고정구에 일단이 삽입되고, 상기 삽입결합구에 타단이 삽입되는 종와이어;를 포함하며,
   상기 모듈보강클립1안은,
   상기 횡와이어를 상기 횡방향지지대에 고정하기 위한 보강클립바디;
   상기 보강클립바디의 일면에 부착되어 누설 전류로 인한 사고 발생 가능성을 줄여주는 접지용본딩점퍼;
   상기 횡와이어의 일부를 감싸 고정하는 상태로 상기 보강클립바디에 체결되는 와이어연결클램프; 및
   볼트와 너트, 와셔를 포함하는 체결용구성요소;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 모듈 지지 구조체.
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