KR102668621B1 - 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치 - Google Patents

벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물 외벽 일체형으로 태양광 모듈을 쉽게 설치할 수 있고, 건물 벽에 빗물의 접촉을 차단하여 누수를 방지하여 건물의 건전성을 확보할 수 있는 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 상기 태양광모듈 조립체는 건물 외벽에 수직 방향으로 일정 간격 복수 개 설치되는 베이스모듈; 태양광모듈의 상측에 결합되어 상기 베이스모듈에 결합되는 상측결합모듈; 상기 태양광모듈의 좌측 및 우측에 설치되어 상기 베이스모듈에 결합되는 측면결합모듈; 상기 태양광모듈의 하측에 결합되고 상기 상측결합모듈에 지지되는 하측결합모듈; 및 상기 태양광모듈 사이에 끼워져 설치되는 누수방지모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치{SOLAR POWER GENERATION DEVICE INCLUDE SOLAR CELL MODULE ASSEMBLY OF INTEGRATED WALL SURFACE}
본 발명은 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물 외벽 일체형으로 태양광 모듈을 쉽게 설치할 수 있고, 건물 벽에 빗물의 접촉을 차단하여 누수를 방지하여 건물의 건전성을 확보할 수 있는 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
태양광 발전은 반도체로 만들어진 태양전지(모듈)에 빛 에너지를 조사하여 빛 에너지를 직류 전기로 변환하여 전력을 생산하는 것으로써, 무한정ㆍ무공해의 태양 에너지를 이용하므로 연료비가 들지 않고, 대기오염이나 폐기물 발생이 적은 친환경 에너지원으로 사용되고 있다.
또한, 태양광 발전은 기계적인 진동과 소음이 없고, 수명이 최소 25년 이상으로 길며, 유지보수도 용이한 장점이 있다.
일반적으로 태양광 발전은 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.
상기 구성에서 태양광 모듈은 일조량이 높은 건물의 외측 또는 건물의 상부 등에 설치되는 데, 태양광 모듈 사이로 빗물 등이 유입되어 태양광 모듈의 하부를 이용하고 하는 경우, 많은 제약을 받아 왔다.
이에, 태양광 모듈을 지붕겸용으로 사용하기 위한 건물 일체형 태양광 발전장치(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)가 개발되었다.
특히, 건물의 외벽에 설치되는 태양광 모듈은 태양광 발전의 효율은 저하되는 단점이 있으나, 건물의 외벽 마감재로 활용하면서 태양광 발전을 수행할 수 있고 미려한 건물 외관을 창출할 수 있는 장점이 있다.
이러한, 외벽에 설치되는 태양광 발전장치의 일 실시 예로서 등록특허공보 제10-1813068호에 건물 외벽 일체형 태양광 발전장치가 개시되었다,.
상기 기술은 일정 길이를 가지며 건물의 외벽 구조물과 일정 간격 이격된 상태로 상호 간에 좌우로 일정거리 떨어져 배치되는 복수 개의 제1지지프레임; 일측 부위는 건물의 외벽 구조물에 고정 결합되고 타측 부위는 제1지지프레임의 하면 중앙부위에 고정결합되는 브라켓; 상호 간에 상하로 일정거리 떨어져 배치되는 복수 개 이루어지되 각각의 양단 부위가 인접하는 제1지지프레임의 제3, 4거치단에 고정결합되는 제2지지프레임; 건물의 외벽면과 일정 간격 이격된 상태로 제1지프레임 및 제2지지프레임에 의해 구획되는 공간에 위치하는 복수 개의 단위태양광모듈; 단위태양광모듈의 상측 부위가 삽입되어 제2지지프레임의 안치홈에 안치되는 제1걸이프레임, 단위태양광모듈의 하측 부위가 삽입되어 제2지지프레임의 안치단에 밀착되는 제2걸이프레임; 단위태양광모듈 각각을 제1지지프레임에 결합되는 고정구를 포함하여 구성된다.
그러나 상기 기술은 단위태양광모듈이 지지프레임에 끼워지는 방식으로 결합됨에 따라 이탈에 의한 손실이 발생될 수 있고, 고정구가 4개의 단위태양광모듈 모서리를 고정함으로써 상기 단위태양광모듈의 개별적인 유지 보수가 어려운 단점이 있다.
또한, 등록특허공보 제10-2302062호에 건축물 마감재용 태양광모듈조립체가 개시되었다.
상기 기술은 건축물의 외벽에 상하 또는 좌우로 일정간격 이격 배치되는 지지프레임에 고정되는 태양광모듈프레임에 부착되는 태양광전지판으로 이루어진 건축물 마감재용 태양광모듈조립체로 구성되고, 상기 태양광모듈프레임은 중앙에 형성된 개구부와, 상기 개구부의 둘레를 따라 형성된 안착면과, 상기 안착면의 둘레를 따라 돌출 형성된 돌출부와, 상기 돌출부의 둘레를 따라 형성된 테두리부와, 상기 테두리부 중 상부측 테두리부의 상부에 형성되는 고정부와, 상기 고정부에 일정한 간격으로 형성된 다수개의 볼트공과, 상기 테두리부 중 하부측 테두리부의 하부에 돌출 형성된 끼움돌기와, 상기 고정부와 이웃하는 상기 테두리부에 일정간격 이격되어 형성된 다수개의 끼움홈을 포함하고, 상기 태양광모듈조립체의 끼움홈에 이웃하는 태양광모듈조립체의 상기 끼움돌기가 끼워져 결합되도록 구성된다.
그러나 상기 기술은 상용화된 태양광 모듈에 별도의 프레임을 덧붙여 제작되는 것으로서, 조립된 태양광모듈조립체는 자체 중량이 증가되는 단점이 있고, 누수 방지를 위한 구성이 없다는 점에서 건물 외벽으로부터 빗물이 실측으로 유입될 수 있는 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-1813068호(2017. 12. 21.) 등록특허공보 제10-2302062호(2021. 09. 08.)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 건물의 외벽에 설치되어 빗물의 접촉을 방지하면서 시공이 간편하고 유지 보수가 편리한 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치를 제공하는 데 있다.
또한, 태양광모듈 조립체의 공기 순환을 통해 태양광발전으로부터 전력 생산의 저하를 최소화할 수 있는 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치를 제공하는 데 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 상기 태양광모듈 조립체는 건물 외벽에 수직 방향으로 일정 간격 복수 개 설치되는 베이스모듈; 태양광모듈의 상측에 결합되어 상기 베이스모듈에 결합되는 상측결합모듈; 상기 태양광모듈의 좌측 및 우측에 설치되어 상기 베이스모듈에 결합되는 측면결합모듈; 상기 태양광모듈의 하측에 결합되고 상기 상측결합모듈에 지지되는 하측결합모듈; 및 상기 태양광모듈 사이에 끼워져 설치되는 누수방지모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 상측결합모듈, 측면결합모듈 및 하측결합모듈은 동일한 구조로 이루어지고, 상기 상측결합모듈은 상기 태양광모듈에 결합되는 PV결합유닛; 및 상기 PV결합유닛에 끼움결합되고 상기 베이스모듈에 결합되는 베이스고정유닛을 포함한다.
또한, 상기 PV결합유닛은 상기 태양광모듈에 제1 결합나사로 결합되는 PV플레이트; 및 상기 PV플레이트의 일측면에 형성되고, 상기 베이스고정유닛이 끼움결합되는 브래킷홈을 포함한다.
또한, 상기 베이스고정유닛은 상기 PV결합유닛에 끼움으로 삽입되어 결합되는 끼움플레이트; 상기 베이스모듈에 제2 결합나사로 결합되는 베이스결합플레이트; 및 상기 끼움플레이트와 베이스결합플레이트를 연결하는 지지플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, 상기 베이스모듈은 상기 건물 외벽에 앵커로 고정되는 브래킷; 및 상기 브래킷에 결합되는 형강을 포함한다.
본 발명에 의하면, 건물 외벽인 구조물에 태양광모듈을 쉽게 설치할 수 있으므로 태양광 발전장치의 전체적인 공사기간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 태양광모듈의 변형없이 상용화된 태양광모듈을 직접 구조물에 설치할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 건물 외벽의 빈 공간에 태양광모듈을 설치하여 마감재로 활용하면서 태양광 발전을 통해 전기에너지를 생산할 수 있고, 건물 외벽을 단조로움을 탈피하여 미려한 건물 외관을 창출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 적용된 태양광모듈 조립체의 일부 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 적용된 태양광모듈 조립체의 베이스모듈에 대한 일 실시 예를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 태양광모듈에 상측결합모듈, 측면결합모듈 및 하측결합모듈이 결합된 상태의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 상측결합모듈, 측면결합모듈 및 하측결합모듈에 대한 각각의 분해 사시도,
도 5는 도 1의 A-A'의 단면도,
도 6은 도 1의 B-B'의 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 상측결합모듈 및 하측결합모듈에 대한 결합 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 태양광모듈이 설치된 상태에서 그 상부에 배치되는 태양광모듈을 설치하는 과정의 상태도를 나타낸 것이다.
다음으로, 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서 동일한 기능을 하는 기술요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고, 중복 설명을 피하기 위하여 반복되는 상세한 설명은 생략한다.
또한, 이하에 설명하는 실시 예는 본 발명의 바람직한 실시 예를 효과적으로 보여주기 위하여 예시적으로 나타내는 것으로, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위하여 해석되어서는 안 된다.
본 발명은 건물 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건물 외벽에 건물 외벽과 일체형으로 태양광 모듈을 쉽게 설치할 수 있고, 태양광 모듈에서 발생되는 열을 배출하여 발전효율을 높일 수 있으면서, 누수를 방지하여 건물의 건전성을 확보할 수 있는 건물 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 관한 것이다.
태양광 발전장치(발전시스템)는 태양전지 모듈에서 태양광을 이용해 발생된 전기(DC)를 인버터에서 직류(AC)로 변환하고, 교류배전반에서 승압(380V ~ 22.9kV)하여 한국전력 배전계통(KEPCO)을 통해 전력계통으로 전량 역송하고 있다
이러한 태양광 발전장치의 구성을 보면, 태양광을 이용하여 전기에너지를 생산하는 태양광모듈, 상기 태양광모듈에 연결된 접속반 및 상기 접속반에 연결된 인버터를 포함한다.
상기에서 태양광모듈은 적어도 하나의 PV모듈이 PV 어레이 형태로 형성될 수 있고, PV 어레이는 적어도 하나의 PV 모듈들이 직렬로 스트링에 연결되고, 스트링들은 병렬로 연결되는 구조를 가질 수 있다.
이때, 태양광 발전장치에서 태양광모듈이 차지하는 면적이 다른 구성에 비하여 상대적으로 매우 넓기 때문에 태양광 발전장치의 설비를 구성하는 데 상당한 애로사항이 발생되고 있으며, 이에 근래에는 태양광모듈을 건물과 일체형으로 설치하는 BIPV(Building Integrated Photovoltaic, BIPV)가 각광받고 있다.
본 발명은 이러한 추세에 따라 태양광모듈을 건물 벽면에 일체형으로 설비할 수 있는 태양광모듈 조립체를 제공하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 적용된 태양광모듈 조립체의 일부 분해 사시도이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 적용된 태양광모듈 조립체는 태양광모듈(PV)을 포함하여 베이스모듈(10), 상측결합모듈(20), 측면결합모듈(30) 및 하측결합모듈(40)을 포함하여 구성된다.
태양광모듈(PV)은 태양광을 이용하여 전기에너지를 출력하는 것으로서, 외측 테두리를 형성하는 외측 테두리(프레임)와 상기 외측 테두리의 내측에 구성되는 전지판으로 구성된다. 여기서 상기 전지판은 하부에서 상부측으로 압착 후면시트(Back Sheet), 전지셀, 보호필름(EVA) 및 표면유리 순으로 적층된 구조를 갖으며, 압착 후면시트의 하부측에는 정션박스가 설치된다.
베이스모듈(10)은 건물 외벽에 고정 설치되는 것으로서, 건물 외벽에 수직 방향으로 설치되고, 일정간격 이격되어 복수 개 설치된다.
도 2는 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 적용된 태양광모듈 조립체의 베이스모듈에 대한 일 실시 예를 나타낸 것이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 베이스모듈(10)은 건물 외벽에 앵커(anchor, 13)로 고정되는 베이스브래킷(11)과 상기 베이스브래킷(11)에 결합되는 형강(12)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 베이스브래킷(11)과 형강(12)의 결합은 볼트 또는 용접 등 다양한 방식으로 결합될 수 있다.
건물 벽은 다양한 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 콘크리트, 금속, 목재, 샌드위치 패널, 경량기포콘크리트(ALC) 및 황토벽돌 등 다양한 소재를 이용하여 건물 벽체를 구성할 수 있다.
따라서, 상기 건물 외벽에 베이스브래킷(11)을 고정하는 방식은 앵커(13)에 한정되는 것이 아니고 건물 벽의 재료에 따라 다양한 결합부재(용접, 결합나사 등)가 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 상기에서 형강(12)은 사각형강, C형강, ㄷ형강 등 다양한 형상이 적용될 수 있고, 건물 벽의 소재에 따라 금속 또는 방부목 등 다양한 재질이 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 태양광모듈에 상측결합모듈, 측면결합모듈 및 하측결합모듈이 결합된 상태의 사시도를 나타낸 것이다.
상기 상측결합모듈(20)은 태양광모듈(PV)의 상측에 결합되어 상기 베이스모듈에 결합되고, 측면결합모듈(30)은 상기 태양광모듈(PV)의 좌측 및 우측에 설치되어 상기 베이스모듈(10)에 결합되며, 하측결합모듈(40)은 상기 태양광모듈(PV)의 하측에 결합되고 상기 상측결합모듈(20)에 지지된다.
도 4는 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 상측결합모듈, 측면결합모듈 및 하측결합모듈에 대한 각각의 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
첨부된 도 4를 참조하여 각각의 결합모듈을 설명한다.
상측결합모듈(20)은 상기 태양광모듈(PV)에 결합되는 PV결합유닛(21)과 상기 PV결합유닛(21)에 끼움결합되고 상기 베이스모듈(10)에 결합되는 베이스고정유닛(25)을 포함한다.
측면결합모듈(30)은 상기 태양광모듈(PV)에 결합되는 PV결합유닛(31)과 상기 PV결합유닛(31)에 끼움결합되고 상기 베이스모듈(10)에 결합되는 베이스고정유닛(35)을 포함한다.
하측결합모듈(40)은 상기 태양광모듈(PV)에 결합되는 PV결합유닛(41)과 상기 PV결합유닛(41)에 끼움결합되고 상기 상측결합모듈(20)에 받쳐져 지지된다.
여기서, 상기 상측결합모듈(20), 측면결합모듈(30) 및 하측결합모듈(40)은 상기 태양광모듈(PV)에 연결되는 위치에 따라 결합 방향이 변경되어 결합되게 되는 것으로서, 각각의 상기 상측결합모듈(20), 측면결합모듈(30) 및 하측결합모듈(40)은 동일한 구조로 이루어진다.
또한, 베이스고정유닛(25, 35, 45)이 PV결합유닛(21, 31, 41)에 결합되는 방향은 좌에서 우, 우에서 좌, 상에서 하, 하에서 상 방향 등 어느 방향으로도 결합가능하게 구성된다.
상기 상측결합모듈(20), 측면결합모듈(30) 및 하측결합모듈(40)이 서로 동일한 구조로 구성되기 때문에, 상기 상측결합모듈(20)의 구성에 대한 설명을 통하여 상기 측면결합모듈(30) 및 하측결합모듈(40)의 구성에 대한 설명은 생략한다.
첨부된 도 4의 (a)를 참조하면, 상기 PV결합유닛(21)은 상기 태양광모듈에 제1 결합나사로 결합되는 PV플레이트(22);와 상기 PV플레이트(22)의 일측면에 형성되고 상기 베이스고정유닛(25)이 끼움결합되는 브래킷홈(23)을 포함한다.
여기서, 상기 PV플레이트(22)는 제1 결합나사를 통해 태양광모듈(PV)의 외측 테두리(프레임)에 결합된다.
또한, 상기 베이스고정유닛(25)은 상기 PV결합유닛(21)에 끼움으로 삽입되어 결합되는 끼움플레이트(26)와, 상기 베이스모듈(10)에 제2 결합나사로 결합되는 베이스결합플레이트(27) 및 상기 끼움플레이트(26)와 베이스결합플레이트(27)를 연결하는 지지플레이트(28)를 포함한다.
즉, 상기 끼움플레이트(26)는 상기 PV결합유닛(21)의 브래킷홈(23)에 슬라이드되어 끼움결합되고, 제2 결합나사를 이용하여 베이스결합플레이트(27)에 고정 설치되게 된다.
상기 측면결합모듈(30) 및 하측결합모듈(40)도 상기 상측결합모듈(20)의 구조와 결합방식이 동일하여, 이에 대한 설명은 생략한다.
상기에서, 제1 결합나사는 결합모듈과 태양광모듈을 결합하는 데 사용되는 나사를 통칭하고, 제2 결합나사는 결합모듈과 베이스모듈을 결합하는 데 사용되는 나사를 통칭한다.
도 5는 도 1의 A-A'의 단면도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 베이스모듈(10)의 형강(12)과 태양광모듈(PV) 사이에는 측면결합모듈(30)이 배치되고, 상기 측면결합모듈(30)에 의해 상기 형강(12)과 태양광모듈(PV)을 결합시키게 된다.
구체적으로, 상기 측면결합모듈(30)에서 PV결합유닛(31)의 PV플레이트(32)는 제1 결합나사(N1)에 의해 상기 태양광모듈(PV)에 결합되고, 상기 PV결합유닛(31)의 브래킷홈(33)에 베이스고정유닛(35)의 끼움플레이트(36)가 끼움결합된 상태에서 베이스결합플레이트(37)가 제2 결합나사(N2)에 의해 형강(12)에 고정 설치되게 된다.
즉, 태양광모듈(PV)의 좌측 및 우측이 측면결합모듈(30)에 의해 형강(12)에 고정 설치되고, 상기 형강(12)에는 이웃하는 태양광모듈(PV)이 측면결합모듈(30)에 의해 고정 설치되게 된다.
이때, 상기 태양광모듈(PV)과 이웃하는 태양광모듈 사이는 소정의 간격이 형성되게 되며, 형성된 상기 간격에는 누수방지모듈(50)이 끼워져 설치된다.
상기의 구성에 따르면, 태양광모듈(PV)에 측면결합모듈(30)이 결합된 상태에서 벽면에 고정 설치된 형강(12)에 결합되기 때문에 설치가 용이하고, 태양광모듈 사이에는 누수방지모듈(50)이 끼움되어 설치됨에 따라 빗물이 벽면측으로의 유입을 방지할 수 있게 된다.
도 6은 도 1의 B-B'의 단면도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 6을 참조하면, 태양광모듈(PV1)의 상부측은 상측결합모듈(20)에 의해 형강(12)에 결합되고, 태양광모듈(PV1)의 상부측에 배치되는 태양광모듈(PV2)의 하부측은 하측결합모듈(40)이 결합된 상태에서 상기 상측결합모듈(20)에 지지되며, 상기 태양광모듈(PV2)의 상부측은 상측결합모듈(20)에 의해 형강(12)에 결합되게 된다.
도 7은 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 상측결합모듈 및 하측결합모듈에 대한 결합 구성을 나타낸 도면이다.
첨부된 도 6 및 도 7을 참조하면, 하측에 배치된 태양광모듈(PV1)의 상부측에는 상측결합모듈(20)이 결합되고, 태양광모듈(PV1)의 상측에 배치되는 태양광모듈(PV2)의 하부측에는 하측결합모듈(40)이 결합된다.
구체적으로, 상측결합모듈(20)에서 PV결합유닛(21)의 PV플레이트(22)는 제1 결합나사(N1)에 의해 태양광모듈(PV1)의 외측 프레임에 결합되고, 상기 PV결합유닛(21)의 브래킷홈(23)에 베이스고정유닛(25)의 끼움플레이트(26)가 끼워지며, 상기 베이스고정유닛(25)의 베이스결합플레이트(27)가 제2 결합나사(N2)에 의해 형강(12)에 고정되게 된다.
태양광모듈(PV1)의 상부에 배치되는 태양광모듈(PV2)는 그 하부에 하측결합모듈(40)이 결합된다.
구체적으로, 상기 하측결합모듈(40)에서 PV결합유닛(41)의 PV플레이트(42)는 제1 결합나사(N1)에 의해 태양광모듈(PV2)의 외측 프레임에 결합되고, 상기 PV결합유닛(41)의 브래킷홈(43)에 베이스고정유닛(45)의 끼움플레이트(46)가 끼워지며, 상기 베이스고정유닛(45)의 베이스결합플레이트(47)가 그 하부에 결합된 상측결합모듈(20)의 지지플레이트(28)에 받쳐져 지지되게 된다.
여기서, 베이스모듈(10)의 최 하단에 배치되는 태양광모듈(PV)의 경우, 태양광모듈의 하부측은 하측결합모듈(40)이 결합된 상태에서 제2 결합나사(N2)에 의해 상기 베이스모듈(10)이 형강(12)에 결합되어 고정된다.
또한, 최 하단에 배치되는 태양광모듈(PV)을 제외하고, 그 상부측에 배치되는 태양광모듈(PV)의 하부측은 하측결합모듈(40)이 결합된 상태에서 고정된 상기 상측결합모듈(20)에 지지되게 된다.
부연하면, 최 하단에 배치되는 태양광모듈(PV)은 형강(12)에 결합나사를 이용하여 고정되게 되고, 그 상부측으로 배치되는 태양광모듈(PV)은 하측결합모듈(40)이 결합된 상태에서 상측결합모듈(20)에 끼워진 후에 직립되어 설치되게 된다.
상기의 구성에 따르면, 하측결합모듈(40)의 베이스결합플레이트(47)가 상측결합모듈(20)의 지지플레이트(28)에 받쳐지게 되는 것으로서, 상기 베이스결합플레이트(47)의 높이(또는 길이)(47h)가 베이스결합플레이트(27)의 높이(또는 길이)(27h)보다 상대적으로 높게 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에서 태양광모듈이 설치된 상태에서 그 상부에 배치되는 태양광모듈을 설치하는 과정의 상태도를 나타낸 것이다.
첨부된 도 8을 참조하면, 하부에 배치되는 태양광모듈(PV1)이 형강(12)에 고정된 상태에서 상부에 태양광모듈(PV2)이 배치되게 되며, 상기 태양광모듈(PV2)은 하측결합모듈(40)이 결합된 상태에서 그 하부에 고정된 상측결합모듈(20)의 지지플레이트(28)에 지지된 상태로 받쳐지고, 태양광모듈(PV2)의 상부를 형강(12)측으로 회전시켜 밀착시킨 후, 상기 태양광모듈(PV2)의 상측결합모듈(20)이 제2 결합나사(N2)에 의해 고정되게 된다.
이와 같은 방식으로, 벽면에 세로축으로 태양광 모듈이 설치되게 된다.
벽면에 설치되는 태양광모듈(PV)이 높은 위치에 배치될수록 작업자가 태양광모듈의 무게와 크기를 부담해야 하는데, 태양광모듈을 형강에 밀착시킨 상태에서 결합나사를 이용한 결합이 난해할 수 있다.
그러나 본 발명에 따르면, 하부결합모듈이 상부결합모듈에 끼워져 받쳐진 상태에서 그 위에 배치되는 태양광모듈을 설치할 수 있기 때문에 안정성이 향상되고, 작업자의 안전도 확보할 수 있게 된다.
상기 구성에 따른 본 발명에 따른 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 적용된 태양광모듈 조립체를 설치하는 과정에 대해서 설명한다.
1. 태양광모듈 조립체가 설치되는 벽면 영역에는 베이스모듈(10)이 태양광모듈(PV)의 폭과 태양광모듈에 결합되는 결합모듈에 기초하여 일정 간격으로 설치한다.
2. 태양광모듈에는 각 결합모듈의 PV결합유닛이 제1 결합나사를 이용하여 결합시키고, 상기 PC결합유닛에 베이스고정유닛이 끼움 설치한다.
3. 최 하단의 태양광모듈은 제2 결합나사를 이용하여 상기 베이스모듈에 고정시킨다.
4. 2번째 배열부터 설치되는 태양광모듈은 태양광모듈의 하부측이 그 하단에 설치된 상부결합모듈에 지지되어 받쳐진 상태에서 세워지고, 세워진 태양광모듈의 상단측에 제2 결합나사를 이용하여 상기 베이스모듈에 결합된다.
5. 세워져 설치된 태양광모듈의 측면을 제2 결합나가를 이용히여 측면결합모듈과 베이스모듈을 결합시킨다.
상기의 과정에서 4 및 5를 반복하여 베이스모듈에 태양광모듈이 설치되게 된다.
이때, 상기 태양광모듈 사이에는 간격이 발생된다.
이 간격을 메꿈하여 빗물 등의 침투를 방지하기 위해 본 발명에서는 누수방지모듈(50)이 설치된다.
상기 누수방지모듈(50)은 상기 태양광모듈(PV) 사이에 끼워져 설치되어, 벽면 측으로 빗물 등의 침투를 방지하기 위한 것이다.
이러한 누수방지모듈(50)은 플렉서블 재질로 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 건물 외벽인 구조물에 태양광모듈을 쉽게 설치할 수 있으므로 태양광 발전장치의 전체적인 공사기간을 단축할 수 있고, 태양광모듈의 변형없이 상용화된 태양광모듈을 직접 구조물에 설치할 수 있으며, 건물 외벽의 빈 공간에 태양광모듈을 설치하여 마감재로 활용하면서 태양광 발전을 통해 전기에너지를 생산할 수 있고, 건물 외벽을 단조로움을 탈피하여 미려한 건물 외관을 창출할 수 있는 장점이 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 지붕 겸용 태양광 발전장치의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위 및 발명의 설명, 첨부한 도면의 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속한다.
10: 베이스모듈 11: 브래킷
12: 형강 20: 상측결합모듈
21: PV결합유닛 22: PV플레이트
23: 브래킷홈 25: 베이스고정유닛
26: 끼움플레이트 27: 베이스결합플레이트
28: 지지플레이트 30: 측면결합모듈
40: 하측결합모듈 50: 누수방지모듈
PV: 태양광모듈

Claims (5)

  1. 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치에 있어서,
    상기 태양광모듈 조립체는,
    건물 외벽에 수직 방향으로 일정 간격 복수 개 설치되는 베이스모듈(10);
    태양광모듈(PV)의 상측에 결합되어 상기 베이스모듈(10)에 결합되는 상측결합모듈(20);
    상기 태양광모듈(PV)의 좌측 및 우측에 설치되어 상기 베이스모듈(10)에 결합되는 측면결합모듈(30);
    상기 태양광모듈(PV)의 하측에 결합되고 상기 상측결합모듈(20)에 지지되는 하측결합모듈(40); 및
    상기 태양광모듈(PV) 사이에 끼워져 설치되는 누수방지모듈(50);
    을 포함하고,
    상기 상측결합모듈(20), 측면결합모듈(30) 및 하측결합모듈(40)은 동일한 구조로 이루어지고,
    상기 상측결합모듈(20)은,
    상기 태양광모듈(PV)에 결합되는 PV결합유닛(21); 및
    상기 PV결합유닛(21)에 끼움결합되고 상기 베이스모듈(10)에 결합되는 베이스고정유닛(25);로 구성되되
    상기 PV결합유닛(21)은,
    상기 태양광모듈에 제1 결합나사로 결합되는 PV플레이트(22); 및
    상기 PV플레이트(22)의 일측면에 형성되고, 상기 베이스고정유닛(25)이 끼움결합되는 브래킷홈(23);
    을 포함하고,
    상기 베이스고정유닛(25)은,
    상기 PV결합유닛(21)에 끼움으로 삽입되어 결합되는 끼움플레이트(26);
    상기 베이스모듈(10)에 제2 결합나사로 결합되는 베이스결합플레이트(27); 및
    상기 끼움플레이트(26)와 베이스결합플레이트(27)를 연결하는 지지플레이트(28);
    를 포함하며,
    상기 베이스고정유닛(25)이 상기 PV결합유닛(21)에 결합되는 방향은 좌에서 우, 우에서 좌, 상에서 하, 하에서 상 방향 중에서 선택된 어느 하나로 구성되고,
    상기 하측결합모듈(40)에서 PV결합유닛(41)의 PV플레이트(42)는 제1 결합나사(N1)에 의해 태양광모듈(PV2)의 외측 프레임에 결합되고, 상기 PV결합유닛(41)의 브래킷홈(43)에 베이스고정유닛(45)의 끼움플레이트(46)가 끼워지며, 상기 베이스고정유닛(45)의 베이스결합플레이트(47)가 그 하부에 결합된 상기 상측결합모듈(20)의 지지플레이트(28)에 받쳐져 지지되며,
    상기 베이스결합플레이트(47)의 높이(47h)가 상기 베이스결합플레이트(27)의 높이(27h)보다 상대적으로 높게 구성되는 것을 특징으로 하는 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 베이스모듈(10)은,
    상기 건물 외벽에 앵커로 고정되는 브래킷(11); 및
    상기 브래킷(11)에 결합되는 형강(12);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 벽면 일체형 태양광모듈 조립체를 포함하는 태양광 발전장치.
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KR20100130707A (ko) * 2009-06-04 2010-12-14 (주)엘지하우시스 건물 일체형 태양광발전 모듈을 위한 평지붕형 커튼 월 마운트 조립체
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