KR102635399B1 - 강판 일체형 태양광 모듈, 이를 포함하는 태양광 시스템및 그 시공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 지붕골조를 형성하는 중도리의 상부에 교차방향으로 적층되는 하부데크, 하부데크에 안착되는 단열재, 단열재가 안착된 하부데크의 상부에 적층되는 방수시트 및 방수시트의 상부에 적층되고 하부데크의 길이방향과 수직한 방향으로 길이를 형성하며 서로 기설정 간격 이격배치되어 하부데크에 고정결합되는 서브퍼린을 포함하는 하부구조물 및 서브퍼린의 상부에 모듈단위로 적층되어 고정되고, 거멀접기방식으로 이웃하는 모듈과 결합되는 강판 일체형 태양광 모듈을 포함하고,강판 일체형 태양광 모듈은, 양끝단이 거멀접기된 지붕판넬, 지붕판넬을 지지하는 골강판, 지붕판넬의 상부에 적층되어 고정된 태양광모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 강판 일체형 태양광 모듈, 이를 포함하는 태양광 시스템 및 그 시공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강판 일체형 태양광 모듈을 지붕에 고정시켜 외부요인에 의한 태양광 모듈의 하중을 분산시키고, 모듈 단위로 태양광 모듈을 거멀접기 방식으로 결합하여 시공함으로써 누수를 방지하여 별도의 커터를 필요로 하지 않는 강판 일체형 태양광 모듈, 이를 포함하는 태양광 시스템 및 그 시공 방법에 관한 것이다.
태양광발전은 반도체로 만들어진 태양전지(모듈)에 빛 에너지를 조사하여 빛 에너지를 직류 전기로 변환하여 전력을 생산하는 것으로써, 무한정 무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 들지 않고, 대기오염이나 폐기물 발생이 적으며, 또한 기계적인 진동과 소음이 없고, 수명이 최소 25년 이상으로 길며, 유지보수도 용이한 장점이 있다.
일반적으로 태양광 발전시스템은 빛 에너지를 직류의 전기 에너지로 변환하게 되는 태양광 모듈과, 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 인버터와, 태양광 모듈에서 발생된 직류 전원을 인버터로 전달하게 되는 접속함을 포함하며, 인버터에서 변환된 교류 전원은 별도의 교류 배전반에 의해 전력 계통 시스템으로 보내 구내 또는 수용가에 공급되어 사용된다.
단위 태양전지에서 발생되는 전기 에너지의 량은 매우 작기 때문에 통상적으로는 여러 개의 태양전지군을 모듈로 제작하며, 또한 복수 개의 태양광 모듈을 직렬로 한 그룹으로 어레이를 구성하고 이러한 그룹을 다시 병렬로 연합하여 필요한 전력을 확보하게 된다.
이러한 친환경 신재생에너지인 태양광발전에 핵심자재인 모듈의 설치는 일정한 규모의 구조물과 공간을 필요로 하고, 일반적으로 1KW의 전력 생산을 위한 모듈의 필요면적은 최소 5제곱미터의 공간이 필요하다. 도시지역에서는 공간 확보가 쉽지 않아 건축물의 외벽이나 지붕에 일체형으로 설치하는 사례가 많아지고 있다.
하지만, 이러한 건물일체형태양광발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)는 건물의 외관에 지장을 주지않고 건축물의 마감재로 공용하므로 건축비도 일부 절감하는 효과를 거둘 수 있지만 빗물 등에 의한 누수문제, 태양광모듈의 고정 등의 해결해야할 문제점들이 있다.
종래에는 이를 해결하기 위한 방법 중 하나로 빗물을 배출시키는 거터구조를 이용하고 있다. 하지만 별도의 거터를 구비함으로써 비용측면에서는 효율적이지 못한 문제점이 있다.
또한, 지붕형 태양광시스템의 경우, 태양광 모듈을 고정하기 위한 구조물로 건축물에 하중을 가중시킬 수 있으며, 지붕에 태양광시스템을 시공시 작업자에 의한 하중이 발생할 수 있고, 태양광모듈 설치 후 상부에 쌓이는 눈 등에 의해 하중이 발생할 수 있다. 이때 발생된 하중은 태양광모듈을 파손시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 거터구조를 이용하지 않고도 빗물을 배출시켜 누수를 방지하고 외부요인에 의해 태양광모듈에 발생되는 하중을 분산시켜 강도를 강화시킬 수 있는 지붕형 태양광시스템이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 강판 일체형 태양광 모듈을 지붕에 고정시켜 외부요인에 의한 태양광 모듈의 하중을 분산시키고, 모듈 단위로 태양광 모듈을 거멀접기 방식으로 결합하여 시공함으로써 누수를 방지하여 별도의 커터를 필요로 하지 않는 강판 일체형 태양광 모듈, 이를 포함하는 태양광 시스템 및 그 시공 방법을 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 강판 일체형 태양광 시스템은, 지붕골조를 형성하는 중도리(10)의 상부에 교차방향으로 적층되는 하부데크(110), 상기 하부데크(110)에 안착되는 단열재(120), 상기 단열재(120)가 안착된 하부데크(110)의 상부에 적층되는 방수시트(130) 및 상기 방수시트(130)의 상부에 적층되고 상기 하부데크(110)의 길이방향과 수직한 방향으로 길이를 형성하며 서로 기설정 간격 이격배치되어 상기 하부데크(110)에 고정결합되는 서브퍼린(140)을 포함하는 하부구조물(100) 및 상기 서브퍼린(140)의 상부에 모듈단위로 적층되어 고정되고, 거멀접기방식으로 이웃하는 모듈과 결합되는 강판 일체형 태양광 모듈(200)을 포함할 수 있다.
상기 강판 일체형 태양광 모듈(200)은, 양끝단이 거멀접기된 지붕판넬(210), 상기 지붕판넬(210)을 지지하는 골강판(220), 상기 지붕판넬(210)의 상부에 적층되어 고정된 태양광모듈(230)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지붕판넬(210)은, 판넬, 상기 판넬의 일끝단에서 접혀 돌출형성된 제1접힘부(211), 상기 제1접힘부의 끝단에서 절곡되어 일정길이 연장된 연장부(211a), 상기 판넬의 타끝단에서 접혀 돌출형된 제2접힘부(212)를 포함할 수 있다.
또한, 제1 강판 일체형 태양광 모듈(200a)은, 해당 연장부(211a) 및 상기 해당 연장부(211a)의 하부에 맞닿은 서브퍼린(140)을 관통하는 고정부재(60)에 의해 고정결합되고, 제1접힘부(211)가 이웃하는 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212) 내측으로 삽입되어 고정결합될 수 있다.
또한, 상기 서브퍼린(140)은, 상기 하부데크(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 연장형성되며, 서로 대향하는 한쌍의 수직지지부(141b,141c)와 상기 한쌍의 수직지지부(141b,141c)의 상단을 연결하는 수평지지부(141a)를 포함하는 서브 지지부(141); 및 상기 한쌍의 수직지지부(141b,141c)의 하단에서 외측으로 돌출연장 형성되어 하부데크(110)의 상단과 고정결합되는 결합부(142a,142b)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수평지지부(141a)는 상기 하부데크(110)로부터 이격배치되고, 상기 고정부재(60)에 의해 상기 강판 일체형 태양광 모듈(200)의 연장부(211a)와 고정결합될 수 있다.
또한, 상기 골강판은 물결형상의 복수 개의 골로 형성되고, 상기 골은 반원곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 골강판(220)은 상기 태양광모듈과 결합되어 표면적을 증가시켜 열을 방열시키는 히트싱크가 될 수 있다.
또한, 상기 태양광모듈(230)은 후면에 정션박스(240)를 포함하고, 상기 지붕판넬(210) 및 골강판(220)에는 상기 정션박스(240)가 관통할 수 있는 홀이 형성되며, 상기 정션박스의 커넥터는 이웃하는 모듈의 정션박스의 커넥터와 연결되고, 상기 정션박스(240)는 이격배치된 서브퍼린(140)들 사이의 이격공간에 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광 모듈 시공방법은, (a) 지붕골조를 형성하는 중도리(10)의 상부에 교차하는 방향으로 하부데크(110)를 적층시키는 단계, (b) 상기 하부데크(110)에 단열재(120)를 안착시키는 단계, (c) 상기 단열재(120)가 안착된 하부데크(110)의 상부에 방수시트(130)를 적층시키는 단계, (d) 상기 방수시트(130)의 상부에, 상기 하부데크(110)의 길이방향과 수직한 방향으로 길이를 형성하는 서브퍼린(140)을 서로 기설정 간격 이격배치하여 상기 하부데크(110)에 고정결합시키는 단계 및 (e) 상기 서브퍼린(140)의 상부에 모듈단위로 강판 일체형 태양광 모듈(200)을 적층하여 고정시키는 단계를 포함하고, 상기 강판 일체형 태양광 모듈(200)은 거멀접기방식으로 이웃하는 모듈과 결합되며, 양끝단이 거멀접기된 지붕판넬(210), 상기 지붕판넬(210)을 지지하는 골강판(220), 상기 지붕판넬(210)의 상부에 적층되어 고정된 태양광모듈(230)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 지붕판넬(210)은, 판넬, 상기 판넬의 일끝단에서 접혀 돌출형성된 제1접힘부(211), 상기 제1접힘부의 끝단에서 절곡되어 일정길이 연장된 연장부(211a), 상기 판넬의 타끝단에서 접혀 돌출형된 제2접힘부(212)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 (e)단계는, (e1) 적층되는 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)의 해당 연장부(211a) 및 상기 해당 연장부(211a)의 하부에 맞닿은 서브퍼린(140)을 고정부재(60)를 관통시켜 고정결합시키는 단계 및 (e2) 서브퍼린(140)에 고정결합된 상기 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)의 해당 제1접힘부(211)의 상부에 이웃하는 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212)가 중첩배치된 후 외부힘에 의해 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212) 내측으로 상기 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)의 해당 제1접힘부(211)가 삽입되어 고정결합되는 단계를 포함할 수 있고, 상기 (e1) 및 (e2)는 모듈단위로 반복 수행될 수 있다.
또한, 상기 태양광모듈(230)은 후면에 정션박스(240)를 더 포함하고, 상기 (e)단계는, 강판 일체형 태양광모듈의 적층 전, 해당 정션박스의 커넥터를 이웃하는 타모듈의 정션박스의 커넥터와 연결하는 단계 및 상기 정션박스가, 이격배치된 서브퍼린(140)들 사이의 이격공간에 배치되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 골강판은 물결형상의 복수 개의 골로 형성되고, 상기 골은 반원곡면으로 형성될 수 있다.
또한, 골강판(220)은 상기 태양광모듈의 열을 방열시키는 히트싱크가 될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광 모듈은, 양끝단이 거멀접기된 지붕판넬, 상기 지붕판넬을 지지하는 골강판 및 상기 지붕판넬의 상부에 적층되어 고정된 태양광모듈을 포함하며, 상기 지붕판넬, 골강판 및 태양광모듈은, 구조용 접착제로 접착되어 일체형 모듈로 형성되고, 지붕골조를 형성하는 중도리의 상부에 적층고정되는 하부구조물 상부에 모듈단위로 적층되어 고정되며, 거멀접기방식으로 이웃하는 모듈과 결합될 수 있다.
또한, 상기 지붕판넬은, 판넬, 상기 판넬의 일끝단에서 접혀 돌출형성된 제1접힘부, 상기 제1접힘부의 끝단에서 절곡되어 일정길이 연장된 연장부, 상기 판넬의 타끝단에서 접혀 돌출형된 제2접힘부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 골강판은 물결형상의 복수 개의 골로 형성되고, 상기 골은 반원곡면을 형성할 수 있다. 또한, 상기 골강판은 상기 태양광모듈의 열을 방열시키는 히트싱크가 될 수 있다.
또한, 상기 태양광모듈은 후면에 정션박스를 포함하고, 상기 지붕판넬 및 골강판에는 상기 정션박스가 관통하는 홀이 형성되며, 상기 정션박스의 커넥터는 이웃하는 다른 모듈의 정션박스의 커넥터와 연결될 수 있고, 상기 지붕판넬 및 골강판은 아연도강판으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 골강판의 골 높이는 5mm가 되고, 피치 투 피치는 10mm가 될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광 모듈은 골강판, 지붕판넬 및 태양광모듈을 일체형으로 모듈화하여 형성되고, 거멀접기방식으로 결합되는 구조로 형성되어 지붕에 고정시 누수를 방지할 수 있어, 빗물 배수를 위한 별도의 커터를 필요로 하지 않아 건축비용을 줄일 수 있다.
또한, 강판 일체형 태양광 모듈의 골강판은 외부요인에 의한 태양광 모듈의 하중을 분산시켜 강도를 강화하면서, 동시에 태양광 모듈의 열을 방출시키는 히트싱크로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광시스템 및 그 시공방법은 거터의 형성 및 시공과정을 생략함으로써 시공방법을 간소화하고 건축비용을 줄일 수 있다.
특히, 모듈화된 강판 일체형 태양광 모듈을 거멀접기방식으로 간단하게 결합조립함으로써 시공을 간소화하면서 거터없이도 누수없이 빗물을 배수시키면서 골구조기반으로 강도를 강화시키고 태양광모듈의 열을 방출시킴으로써 발전효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈을 포함한 태양광 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도1의 태양광 시스템이 설치된 지붕 일면의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B' 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부데크 및 서브퍼린을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 골강판을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈의 하부면을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈의 모듈단위 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈단위 결합상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈을 포함한 태양광 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 도 11의 강판 일체형 태양광 모듈을 적층시켜 고정결합하는 단계(S150)를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 도1의 태양광 시스템이 설치된 지붕 일면의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B' 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부데크 및 서브퍼린을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 골강판을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈의 하부면을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈의 모듈단위 결합을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 모듈단위 결합상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈을 포함한 태양광 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 도 11의 강판 일체형 태양광 모듈을 적층시켜 고정결합하는 단계(S150)를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 이하의 설명에서 제1, 제2 등과 같은 서수식 표현은 서로 동등하고 독립된 객체를 설명하기 위한 것이며, 그 순서에 주(main)/부(sub) 또는 주(master)/종(slave)의 의미는 없는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈을 포함한 태양광 시스템의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도1의 태양광 시스템이 설치된 지붕 일면의 평면도이다. 도 3은 도 2의 A-A' 단면도이다. 도 4는 도 2의 B-B' 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 시스템은 지붕 일체형 태양광 시스템으로, 지붕 골조를 형성하는 중도리(10)의 상부에 하부구조물(100)을 적층하여 고정하고, 하부구조물(100) 상부에 강판 일체형 태양광모듈(200)을 모듈단위로 적층 및 고정시킬 수 있다.
구체적으로, 도 1을 살펴보면 하부구조물(100)은 하부데크(110), 단열재(120), 방수시트(130), 서브퍼린(140)을 포함할 수 있고, 강판 일체형 태양광 모듈(200)은 지붕판넬(210), 골강판(220) 및 태양광모듈(230)을 포함할 수 있다.
본 발명의 시스템은 도 1과 같이 각 구성별로 적층 및 고정하여 시공할 수 있으며. 지붕에 일체형으로 시공시 도 2와 같이 도시될 수 있다. 본 발명의 태양광 시스템은 도 1 내지 도 10과 함께 도 11 및 도 12의 태양광 시스템 시공방법과 함께 설명할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈을 포함한 태양광 시스템의 시공방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 12는 도 11의 강판 일체형 태양광 모듈을 적층시켜 고정결합하는 단계(S150)를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참고하면, 먼저 지붕골조를 형성하는 중도리(10)의 상부에 교차하는 방향으로 하부데크(110)를 적층할 수 있다(S110). 하부데크(110)는 시스템의 길이에 맞게 현장에서 아연도강판을 롤성형하여 형성할 수 있다. 또는 도 1과 같이 단위길이로 형성되어 적층될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부데크 및 서브퍼린을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a)를 참고하면, 하부데크(110)는 판상의 하부면(111), 하부면(111) 양끝단에서 일정길이 상승연장된 측부면, 양 측부면의 끝단에서 수직으로 일방향으로 절곡되어 돌출형성된 돌출면을 포함할 수 있으며, 중도리(10)의 상부에 교차방향으로 적층시 이웃하는 하부데크(110)의 돌출면과 중첩되도록 높이를 다르게 형성할 수 있다.
다음으로, 하부데크(110)에 단열재(120)를 안착시킬 수 있다(S120). 단열재(120)는 하부데크(110)의 하부면과 양 측부면에 의해 형성된 공간에 안착될 수 있으며, 발수성 글라스울로 열의 이동경로를 차단하여 단열성이 우수하고, 이음매없는 시공이 가능하다.
다음으로, 단열재(120)가 안착된 하부데크(110)의 상부에 방수시트(130)를 적층시킬 수 있다(S130). 즉, 방수시트(130)는 하부데크의 돌출면과 단열재(120)와 맞닿게 적층될 수 있다.
다음으로, 방수시트(130)의 상부에, 하부데크(110)의 길이방향과 수직한 방향으로 길이를 형성하는 서브퍼린(140)을 서로 기설정 간격 이격배치하여 하부데크(110)에 고정결합시킬 수 있다(S140).
도 5의 (b)를 참고하면, 서브퍼린(140)은 하부데크(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 연장형성되며, 서로 대향하는 한쌍의 수직지지부(141b,141c)와 한쌍의 수직지지부(141b,141c)의 상단을 연결하는 수평지지부(141a)를 포함하는 서브 지지부(141), 한쌍의 수직지지부(141b,141c)의 하단에서 외측으로 돌출연장 형성되어 하부데크(110)의 상단과 고정결합되는 결합부(142a,142b)를 포함할 수 있다.
다음으로, 서브퍼린(140)의 상부에 모듈단위로 강판 일체형 태양광 모듈(200)을 적층하여 고정시킬 수 있다(S150).
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈의 분해 사시도이다. 강판 일체형 태양광모듈(200)은 강판 일체형 태양광 모듈(200)은 거멀접기방식으로 이웃하는 모듈과 결합되며, 양끝단이 거멀접기된 지붕판넬(210), 지붕판넬(210)을 지지하는 골강판(220), 지붕판넬(210)의 상부에 적층되어 고정된 태양광모듈(230)을 포함할 수 있으며, 일체형으로 모듈화될 수 있다.
지붕판넬(210)은 0.5T 아연도강판으로 형성될 수 있으며, 판넬, 판넬의 일끝단에서 접혀 돌출형성된 제1접힘부(211), 제1접힘부(211)의 끝단에서 절곡되어 일정길이 연장된 연장부(211a), 판넬의 타끝단에서 접혀 돌출형된 제2접힘부(212)를 포함할 수 있다. 이때 제1접힘부(211)는 암부, 제2접힘부(212)가 수부로 형성될 수 있으며 거멀접기방식으로 이음될 수 있다. 한편, 본 발명에서 지붕판넬(210)의 거멀접기 구조는 하나의 일 실시 예이며, 다양한 형태로 변형되어 이음될 수 있다.
골강판(220)은 지붕판넬(210)에 구조용 실리콘 접착제 등을 이용하여 지붕판넬(210) 하부에 접착될 수 있으며, 0.3T 아연도강판으로 형성될 수 있다.
도 7은 도 6의 골강판을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 골강판(220)은 물결형상의 복수 개의 골로 형성되고, 골은 반원곡면을 형성할 수 있다. 골강판(220) 구조를 통해 지붕판넬(210) 상부에 적층되는 태양광모듈(230)에 외부요인(쌓이는 눈, 시공시 작업자)에 의한 힘이 가해질 때, 태양광모듈(230)의 하중을 분산시켜 강도를 높일 수 있다.
이때, 골강판의 골 높이는 5~10mm가 되고, 피치 투 피치는 10~20mm로 형성하여 강도를 높일 수 있다. 바람직하게는, 반원곡면 형상에 가까울수록 강도를 높일 수 있다.
보다 구체적으로, 골 높이를 5mm보다 작게하는 것은 성형하는데 어려움이 있고 성형기 제작 및 수치 세밀함을 위해 비용이 높아질 수 있다. 또한, 골 높이가 10mm보다 크면 강도가 저하될 수 있다. 또한, 피치 투 피치가 10mm보다 작게하는 것은 성형하는데 어려움이 있고 성형기 제작 및 수치 세밀함을 위해 비용이 높아질 수 있다. 또한, 피치 투 피치가 20mm보다 크면 강도가 저하될 수 있다.
태양광모듈(230)은 지붕판넬(210)의 상부에 적층되어 구조용 실리콘 접착제 등으로 결합될 수 있다. 태양광모듈(230)은 H5mm로 409*2280 사이즈를 단위사이즈로 형성될 수 있으나, 다양한 사이즈로 변경 적용될 수도 있다.
일반적으로, 태양광모듈(230)은 평판형상으로 된 베이스판의 상면에 다수의 솔라셀(solar cell)이 설치되고, 솔라셀의 상부에는 투명한 재질로 된 커버판이 설치될 수 있다. 또한, 태양광모듈(230)의 후면 즉, 하부면에는 생산된 전기를 접속함, 인버터 및 축전지 등으로 공급하기 위한 정션박스(140)가 구비될 수 있고, 태양광 모듈(230)로의 역전류를 방지하기 위한 바이패스 다이오드(Bypass Diode)를 내부에 밀폐시키거나 보호하는 역할을 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈의 하부면을 설명하기 위한 도면이다. 정션박스(140)는 태양광모듈의 하부면, 즉 후면에 도 6 및 도 8와 같이 결합될 수 있으며, 지붕패널(210) 및 골강판(220)에는 정션박스(140)가 관통하여 결합될 수 있도록 홀(210h,220h)이 형성될 수 있다.
이때, 정션박스(140)의 커넥터(242,243)는 이웃하는 태양광모듈(230)의 커넥터(242,243)와 연결될 수 있으며, 이를 통해 각 태양광모듈(230)에서 생산된 전기를 인버터 등으로 제공할 수 있다.
한편, 태양광모듈(230)은 태양광 등에 의해 태양전지 온도가 상승될 수 있고, 태양전지가 태양광을 전기에너지로 변환하는 과정에서도 태양전지 자체의 온도가 상승된다. 또한, 음영으로 인한 태양광 모듈 사이의 발전 전압간 전위차가 발생시 정션박스(140)의 바이패스 기능으로 다이오드에서 열이 발생되어 태양광모듈(230)의 효율저하 및 고장이나 화재가 발생할 수 있다.
본 발명에서 골강판(220)은 태양광모듈(230) 및 정션박스(140)에서 발생되는 열을 전도시켜 방열하는 히트싱크로 이용될 수 있다. 또한, 골강판(220) 하부의 서브퍼린(140)의 수평지지부(141a)는 하부데크(110)로부터 이격된 공간을 형성하며, 서브퍼린(140)간 이격공간을 형성하고 있어 열을 방출시킬 수 있다.
즉, S150단계에 따르면 본 발명의 일 실시 예에 따른 강판 일체형 태양광모듈은 S140단계에서 서로 이격배치되어 방수시트(130) 상부에 적층된 서브퍼린(140)과 교차하는 방향으로, 모듈단위로 적층 및 고정결합될 수 있다.
이때, 서로 이웃하는 강판 일체형 태양광모듈은 거멀접기방식으로 이음될 수 있으며, 이에 따른 시공방법은 도 12를 통해 보다 구체적으로 설명할 수 있다.
먼저, 시스템이 형성되는 길이방향을 따라 시스템의 일측 또는 타측(일예로, 도 2의 좌측 또는 우측)에서부터 일방향을 따라 이웃하는 모듈간 거멀접기 이음될 수 있다. 이때, 지붕 길이와 강판 일체형 태양광모듈(200)의 단위 너비(일예로, 490mm)에 따라 지붕 양끝에는 시공현장에서 실측된 현장치수(도2에서 d1,d2)로 도 3의 (b)와 같이, 태양광모듈(230)이 포함되지 않은 지붕패널(210) 하부에 골강판(220)이 결합된 연장판(1)이 이웃하는 강판 일체형 태양광 모듈(200)과 거멀접기 이음될 수 있다. 즉, 연장판(1)은 현장에서 현장치수에 맞게 일단이 커팅되어 시공될 수 있고 타단은 강판 일체형 태양광 모듈(200)과 거멀접기 이음되는 것으로, 연장판(1)은 강판 일체형 태양광 모듈(200)에서 태양광 모듈만 포함되지 않은 구조를 가질 수 있다.
도 12에서 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)은 순서적으로 먼저 서브퍼린 상부에 적층 및 고정되는 모듈이 되고, 제2 강판 일체형 태양광모듈(200b)은 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)에 이웃하여 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a) 다음순으로 서브퍼린 상부에 적층 및 고정되는 모듈로, 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)과 거멀접기 방식으로 이음되는 모듈이 될 수 있다. 2개의 강판 일체형 태양광모듈의 거멀접기 이음은 도 9 및 도 10과 함께 설명할 수 있다.
먼저, 연장판(1)의 제1접힘부(211)에 연장된 연장부에는 고정부재를 통해 서브퍼린과 고정결합될 수 있으며, 서브퍼린에 고정결합된 연장판(1)의 제1접힘부(211)에 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)이 적층되어 거멀접기 이음 결합될 수 있다.
구체적으로, 적층될 제1 강판 일체형 태양광 모듈(200a)의 정션박스(140)의 한쪽 커넥터를 연결하고(도 12의 S151단계, 지붕 일측에 연결되는 경우 인버터에 연결된 접속함 등에 연결되고, 이웃하는 강판 일체형 모듈이 있는 경우 이웃하는 강판 일체형 모듈의 정션박스의 타쪽 커넥터에 연결)할 수 있다.
다음으로, 도 9와 같이, 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)을 서브퍼린에 상부에 적층시킨 후(S152), 해당 연장부(211a) 및 상기 해당 연장부(211a)의 하부에 맞닿은 서브퍼린(140)을 고정부재(60)를 관통시켜 고정결합시킬 수 있다(S153).
이때, 고정부재(60)는 서브퍼린(140)의 수평지지부(141a)를 관통하여 고정될 수 있다. 즉, 수평지지부(141a)는 하부데크(110)로부터 이격배치되고, 고정부재(60)에 의해 강판 일체형 태양광 모듈의 연장부(211a)와 고정결합된다.
다음으로, 제2 강판 일체형 태양광모듈(200b)의 정션박스(140)의 일측 커넥터(일예로 수커넥터(242)를 제1강판 일체형 태양광모듈(200a)의 타측 커넥터(일예로 암커넥터(243)에 연결하고(S154), 제1 강판 일체형 태양광 모듈(200a)의 제1접힘부(211) 상부로 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212)가 중첩되어 삽입 고정될 수 있다(S155).
구체적으로, 서브퍼린(140)에 고정결합된 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)의 해당 제1접힘부(211)의 상부에 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212)가 중첩배치된 후 외부힘(작업자가 힘으로 가압)에 의해 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212) 내측으로 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)의 해당 제1접힘부(211)가 삽입되어 고정결합될 수 있다.
도 12의 모듈 결합과정은 지붕 길이에 따라 반복 수행될 수 있으며, 현장치수(d1)에 따라 연장판의 길이를 컷팅하여 시공할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 따른 강판 일체형 태양광시스템은 거멀접기방식으로 결합되는 구조로 형성되어 누수를 방지하고, 골 구조를 형성함으로써 지붕에 고정시 외부요인에 의한 태양광 모듈의 하중을 분산시켜 강도를 높이는 동시에 태양광 모듈의 열을 방출시키는 히트싱크로 이용될 수 있다.
또한, 강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광시스템의 시공방법은 거터의 형성 및 시공과정을 생략함으로써 시공방법을 간소화하고 건축비용을 줄일 수 있다. 특히, 모듈화된 강판 일체형 태양광 모듈을 거멀접기방식으로 간단하게 결합조립함으로써 시공을 간소화하면서 거터없이도 누수없이 빗물을 배수시키는 구조를 제공하면서 골구조에 의한 강도 강화 및 태양광 모듈의 열을 방출시킴으로써 태양광 발전 효율을 높일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 하부구조물
110 : 하부데크 120 : 단열재
130 : 방수시트 140 : 서브퍼린
200 : 강판 일체형 태양광모듈
210 : 지붕판넬 220 : 골강판
230 : 태양광모듈 240 : 정션박스
241, 242 : 커넥터
10 : 중도리(C형강)
110 : 하부데크 120 : 단열재
130 : 방수시트 140 : 서브퍼린
200 : 강판 일체형 태양광모듈
210 : 지붕판넬 220 : 골강판
230 : 태양광모듈 240 : 정션박스
241, 242 : 커넥터
10 : 중도리(C형강)
Claims (20)
- 지붕골조를 형성하는 중도리(10)의 상부에 교차방향으로 적층되는 하부데크(110), 상기 하부데크(110)에 안착되는 단열재(120), 상기 단열재(120)가 안착된 하부데크(110)의 상부에 적층되는 방수시트(130) 및 상기 방수시트(130)의 상부에 적층되고 상기 하부데크(110)의 길이방향과 수직한 방향으로 길이를 형성하며 서로 기설정 간격 이격배치되어 상기 하부데크(110)에 고정결합되는 서브퍼린(140)을 포함하는 하부구조물(100); 및
이격배치된 서브퍼린(140)의 길이방향을 따라 서브퍼린(140) 상부에 모듈단위로 적층고정되고, 거멀접기방식으로 이웃하는 모듈과 결합되는 강판 일체형 태양광 모듈(200);을 포함하고,
상기 강판 일체형 태양광 모듈(200)은,
판넬, 상기 판넬의 일끝단에서 접혀 돌출형성된 제1접힘부(211), 상기 제1접힘부의 끝단에서 절곡되어 일정길이 연장된 연장부(211a), 상기 판넬의 타끝단에서 접혀 돌출형된 제2접힘부(212)를 포함하며, 양끝단이 거멀접기된 지붕판넬(210); 상기 지붕판넬(210)을 직접 지지하는 골강판(220); 및 상기 지붕판넬(210)의 상부에 맞닿아 적층되어 고정되는 태양광모듈(230);을 포함하며,
상기 골강판(220)은 물결형상의 복수 개의 골로 형성되고 상기 골은 반원곡면으로 형성되어, 상기 태양광모듈(230)의 하중을 분산시키면서 상기 태양광모듈(230)의 열을 상기 이격배치된 서브퍼린(140)들 사이의 이격공간으로 방열시키는 히트싱크가 되는,
강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
제1 강판 일체형 태양광 모듈(200a)은, 해당 연장부(211a) 및 상기 해당 연장부(211a)의 하부에 맞닿은 서브퍼린(140)을 관통하는 고정부재(60)에 의해 고정결합되고, 제1접힘부(211)가 이웃하는 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212) 내측으로 삽입되어 고정결합된,
강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광 시스템.
- 제3항에 있어서,
상기 서브퍼린(140)은,
상기 하부데크(110)의 길이방향과 직교하는 방향으로 연장형성되며,
서로 대향하는 한쌍의 수직지지부(141b,141c)와 상기 한쌍의 수직지지부(141b,141c)의 상단을 연결하는 수평지지부(141a)를 포함하는 서브 지지부(141); 및 상기 한쌍의 수직지지부(141b,141c)의 하단에서 외측으로 돌출연장 형성되어 하부데크(110)의 상단과 고정결합되는 결합부(142a,142b)를 포함하고,
상기 수평지지부(141a)는 상기 하부데크(110)로부터 이격배치되고, 상기 고정부재(60)에 의해 상기 강판 일체형 태양광 모듈(200)의 연장부(211a)와 고정결합되는,
강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 태양광모듈(230)은 후면에 정션박스(240)를 포함하고,
상기 지붕판넬(210) 및 골강판(220)에는 상기 정션박스(240)가 관통할 수 있는 홀이 형성되며, 상기 정션박스의 커넥터는 이웃하는 모듈의 정션박스의 커넥터와 연결되는,
상기 정션박스(240)는 이격배치된 서브퍼린(140)들 사이의 이격공간에 배치되는,
강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광 시스템.
- (a) 지붕골조를 형성하는 중도리(10)의 상부에 교차하는 방향으로 하부데크(110)를 적층시키는 단계;
(b) 상기 하부데크(110)에 단열재(120)를 안착시키는 단계;
(c) 상기 단열재(120)가 안착된 하부데크(110)의 상부에 방수시트(130)를 적층시키는 단계;
(d) 상기 방수시트(130)의 상부에, 상기 하부데크(110)의 길이방향과 수직한 방향으로 길이를 형성하는 서브퍼린(140)을 서로 기설정 간격 이격배치하여 상기 하부데크(110)에 고정결합시키는 단계; 및
(e) 이격배치된 상기 서브퍼린(140)의 길이방향을 따라 상기 서브퍼린(140)의 상부에, 모듈단위로 강판 일체형 태양광 모듈(200)을 적층하여 고정시키는 단계;를 포함하고,
상기 강판 일체형 태양광 모듈(200)은 판넬, 상기 판넬의 일끝단에서 접혀 돌출형성된 제1접힘부(211), 상기 제1접힘부의 끝단에서 절곡되어 일정길이 연장된 연장부(211a), 상기 판넬의 타끝단에서 접혀 돌출형된 제2접힘부(212)를 포함하며, 양끝단이 거멀접기된 지붕판넬(210), 상기 지붕판넬(210)을 직접 지지하는 골강판(220), 상기 지붕판넬(210)의 상부에 맞닿아 적층고정된 태양광모듈(230)을 포함하며,
상기 골강판(220)은 물결형상의 복수 개의 골로 형성되고 상기 골은 반원곡면으로 형성되어, 상기 태양광모듈(230)의 하중을 분산시키면서 상기 태양광모듈(230)의 열을 상기 이격배치된 서브퍼린(140)들 사이의 이격공간으로 방열시키는 히트싱크가 되는,
강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광 시스템 시공방법.
- 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 (e)단계는,
(e1) 적층되는 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)의 해당 연장부(211a) 및 상기 해당 연장부(211a)의 하부에 맞닿은 서브퍼린(140)을 고정부재(60)를 관통시켜 고정결합시키는 단계; 및
(e2) 서브퍼린(140)에 고정결합된 상기 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)의 해당 제1접힘부(211)의 상부에 이웃하는 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212)가 중첩배치된 후 외부힘에 의해 제2 강판 일체형 태양광 모듈(200b)의 제2접힘부(212) 내측으로 상기 제1 강판 일체형 태양광모듈(200a)의 해당 제1접힘부(211)가 삽입되어 고정결합되는 단계;를 포함하며,
상기 (e1) 및 (e2)는 모듈단위로 반복 수행되는,
강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광 시스템 시공방법.
- 제10항에 있어서,
상기 태양광모듈(230)은 후면에 정션박스(240)를 더 포함하고,
상기 (e)단계는,
강판 일체형 태양광모듈의 적층 전, 해당 정션박스의 커넥터를 이웃하는 타모듈의 정션박스의 커넥터와 연결하는 단계; 및
상기 정션박스가, 이격배치된 서브퍼린(140)들 사이의 이격공간에 배치되는 단계;를 더 포함하고,
강판 일체형 태양광 모듈을 포함한 태양광 시스템 시공방법.
- 삭제
- 삭제
- 판넬, 상기 판넬의 일끝단에서 접혀 돌출형성된 제1접힘부(211), 상기 제1접힘부의 끝단에서 절곡되어 일정길이 연장된 연장부(211a), 상기 판넬의 타끝단에서 접혀 돌출형된 제2접힘부(212)를 포함하며, 양끝단이 거멀접기된 지붕판넬;
상기 지붕판넬을 직접 지지하는 골강판; 및
상기 지붕판넬의 상부에 맞닿아 적층 고정된 태양광모듈을 포함하며,
상기 지붕판넬, 골강판 및 태양광모듈은, 구조용 접착제로 접착되어 일체형 모듈로 형성되고, 지붕골조를 형성하는 중도리의 상부에 적층고정되는 하부구조물 상부에 모듈단위로 적층되어 고정되며, 거멀접기방식으로 이웃하는 모듈과 결합되고,
상기 하부구조물은, 지붕골조를 형성하는 중도리(10)의 상부에 교차방향으로 적층되는 하부데크(110), 상기 하부데크(110)에 안착되는 단열재(120), 상기 단열재(120)가 안착된 하부데크(110)의 상부에 적층되는 방수시트(130) 및 상기 방수시트(130)의 상부에 적층되고 상기 하부데크(110)의 길이방향과 수직한 방향으로 길이를 형성하며 서로 기설정 간격 이격배치되어 상기 하부데크(110)에 고정결합되는 서브퍼린(140)을 포함하며,
상기 골강판(220)은 물결형상의 복수 개의 골로 형성되고 상기 골은 반원곡면으로 형성되어, 상기 태양광모듈(230)의 하중을 분산시키면서 상기 태양광모듈(230)의 열을 상기 이격배치된 서브퍼린(140)들 사이의 이격공간으로 방열시키는 히트싱크가 되는,
강판 일체형 태양광 모듈.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제14항에 있어서,
상기 태양광모듈은 후면에 정션박스를 포함하고,
상기 지붕판넬 및 골강판에는 상기 정션박스가 관통하는 홀이 형성되며, 상기 정션박스의 커넥터는 이웃하는 다른 모듈의 정션박스의 커넥터와 연결되는,
강판 일체형 태양광 모듈.
- 제14항에 있어서,
상기 지붕판넬 및 골강판은 아연도강판으로 형성된,
강판 일체형 태양광 모듈.
- 제14항에 있어서,
상기 골강판의 골 높이는 5mm가 되고, 피치 투 피치는 10mm가 되는,
강판 일체형 태양광 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230104696A KR102635399B1 (ko) | 2023-08-10 | 2023-08-10 | 강판 일체형 태양광 모듈, 이를 포함하는 태양광 시스템및 그 시공 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020230104696A KR102635399B1 (ko) | 2023-08-10 | 2023-08-10 | 강판 일체형 태양광 모듈, 이를 포함하는 태양광 시스템및 그 시공 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102635399B1 true KR102635399B1 (ko) | 2024-02-08 |
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ID=89899876
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020230104696A KR102635399B1 (ko) | 2023-08-10 | 2023-08-10 | 강판 일체형 태양광 모듈, 이를 포함하는 태양광 시스템및 그 시공 방법 |
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| KR (1) | KR102635399B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101529257B1 (ko) * | 2014-12-29 | 2015-06-17 | 스카이패널 주식회사 | 지붕판넬용 마감부재 |
| KR101569653B1 (ko) * | 2015-05-19 | 2015-11-16 | (주) 명성중공업 | 태양광 모듈 설치용 강판 지붕 구조물 |
| KR102462624B1 (ko) * | 2022-05-23 | 2022-11-03 | 엑스파워 주식회사 | 지붕 일체형 태양광 시스템 및 그 시공방법 |
| KR102529952B1 (ko) | 2022-07-06 | 2023-05-09 | 주식회사 흥성이엔씨 | 태양광 발전 설비가 일체화된 지붕 패널 시스템 |
| KR20230083442A (ko) * | 2021-12-03 | 2023-06-12 | 한국생산기술연구원 | Bipv 적용 가능한 고출력 슁글드 태양광 모듈 및 그 제조 방법 |
-
2023
- 2023-08-10 KR KR1020230104696A patent/KR102635399B1/ko active IP Right Grant
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