KR200430242Y1 - 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물에 관한 것으로, 상세하게는 프레임 구조물을 구성하는 프레임들의 결합구조를 견고하게 하여 프레임 구조물의 뒤틀림과 이탈을 방지하는 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물에 관한 것이다.

이를 위해, 다수의 프레임에 다수의 다른 프레임 단부를 접촉시킨 상태에서 프레임들을 서로 유기적으로 결합하여, 그 위에 태양전지 모듈을 설치하는 프레임 구조물에 있어서, 프레임과 다른 프레임을 접촉 구비하는 경우, 평면을 이루게 되는 프레임 양면과 다른 프레임 양면 일부를 커버할 수 있게 양면에 링크플레이트를 각각 구비하고, 상기 양면의 링크플레이트와 그 사이의 프레임을 결합수단에 의해 서로 연결 결합하여 프레임과 다른 프레임을 서로 고정하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 따라, 각각의 프레임을 링크플레이트와 볼트 및 너트를 이용하여 결합하여, 악천후 및 충격 등에도 프레임 구조물이 뒤틀리는 것을 차단할 수 있고, 볼트 및 너트 결합구조에 의해 프레임 구조물의 설치가 용이하여 설치 시간 및 설치 비용을 최소화할 수 있는 효과도 있으며, 철재로 이루어진 사각의 프레임으로 인해 프레임이 휘거나 변형되는 것을 방지할 수 있는 효과도 있는 것이다.

태양전지 모듈, 프레임, 링크플레이트, 볼트, 너트.

Description

태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물{Structure in frame for installing solar cell module}

도 1은 종래 기술에 의한 프레임 구조물을 도시한 사시도,

도 2는 종래 기술에 의한 프레임들의 결합 구조를 확대 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 프레임 구조물을 도시한 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 프레임 구조물의 측면 형상을 도시한 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 프레임들의 결합 상태를 확대 도시한 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 링크플레이트와 결합수단을 이용하여 프레임을 결합하는 구조를 도시한 단면도.

도 7은 본 발명에 의한 프레임 중 지면에 지지되는 프레임 단부를 확대 도시한 사시도.

*도면중 주요 부호에 대한 설명*

10, 10' : 프레임 12 : 서포트플레이트

13 : 리브 20 : 링크플레이트

22 : 결합구멍 B : 볼트

N : 너트

본 고안은 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레임 구조물을 구성하는 프레임들의 결합구조를 견고하게 하여 프레임 구조물의 뒤틀림과 프레임 이탈을 차단하는 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물에 관한 것이다.

오늘날, 우리나라를 포함한 세계 각국에서의 에너지 소비는 매년 증가하고 있는 추세에 있고, 에너지 사용에 따른 온실가스 배출량 역시 에너지 소비에 비례하여 급격한 증가량을 기록하고 있다.

이에, 친환경적인 대체에너지의 개발은 각국의 에너지 보유 정책에 있어, 주요 관심사가 된지 이미 오래 이며, 해가 갈수록 대체에너지 개발의 필요성 및 중요성은 무게를 더해가고 있는 실정에 있다.

이에 발맞추어 최근에는 상기한 대체에너지 중에서도 무공해이면서 상대적으로 그 에너지원을 확보하기 용이한 태양에너지를 이용한 에너지 기술개발이 활발히 연구되고 또한 사용되고 있다.

이러한, 태양에너지는 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술(광전효과)로 태양전지 모듈(solar cell module)과, 축전지(battery) 및 전력변환장치(inverter)로 구성된다. 즉, 상기한 구성을 통해 태양광을 이용한 청정 에너지원을 무제한 사용할 수 있는 것이다.

한편, 우리나라는 1993년 12월에 브라질 리우데자네이루에서 열린 '기후변화 에 관한 유엔 기본협약(United Nations Framework Convention on Climate Change)'에서 47번째로 가입함으로써, 온실가스배출량 억제에 대한 의무국으로 지정되었다.

상기한 기후변화에 관한 유엔 기본협약의 주된 목적은 당사국 국가들이 지구의 온난화를 규제 및 방지하기 위해 노력을 하겠다는 것에 있고, 이를 이행하기 위한 당사국들의 온실가스 배출량 제어기준을 결정하기 위해 채택한 것이 '교토의정서'이다.

이에, 상기한 교토의정서의 내용에 따라 우리나라는 2012년까지 온실가스 배출량을 1990년 기준 5.2%를 감축해야 하고, 이에 따라 온실가스 배출량을 줄이기 위한 일환으로 주택용 태양광 발전장치를 10만 가구를 목표로 하고 있다.

이와 같은, 주택용 태양광 발전을 위해서는 태양전지 모듈을 설치하기 위한 구조물과 모듈 클램프 등이 필요하고, 또한 상기한 구조물이나 모듈 클램프 등은 태양전지 모듈을 안정적으로 설치하기 위해 20~30년 정도의 오랜 기간을 견뎌낼 수 있는 내구성과 견고한 결합구조가 필수적이라 할 것이다.

도 1은 상기한 태양광 발전 장치를 옥상에 설치하기 위한 종래의 프레임 구조물을 도시한 것으로, 프레임(1) 일면에 다른 프레임(1') 단부를 접촉시킨 상태에서 상기 프레임(1)과 다른 프레임(1')을 서로 결합하여 프레임 구조물을 설치하고, 상기 프레임 구조물 위에 태양전지 모듈을 약 30°가량 경사지게 설치한다.

보다 상세하게 설명하면, 프레임 구조물을 설치할 수 있게 어느 프레임(1) 일면에 소정의 각도로 경사지게 다른 프레임(1') 단부를 접촉 및 결합하고, 상기 프레임(1)이나 다른 프레임(1')에 또 다른 프레임(1')을 접촉 및 결합하기도 한다. 이때, 상기와 같이 사용되는 프레임(1)(1') 모두는 알루미늄 프로파일 또는 파이프, 앵글을 사용하게 된다.

상기와 같이, 어느 하나의 프레임(1)이 다른 프레임(1')에 접촉됨으로써, 프레임(1') 일면과 다른 프레임(1') 양면 사이에는 각각 소정의 각이 조성된다. 즉, 프레임(1') 일면에 60°각도로 다른 프레임(1')을 접촉시키게 되는 경우에, 상기 프레임(1) 일면과 다른 프레임(1') 양면 사이에는 각각 120°와 60°의 각이 조성되는 것이다.

이처럼, 각이 조성되는 부분에는 브래킷(2)을 이용하여 프레임(1')과 다른 프레임(1')을 서로 결합하게 된다. 여기서, 상기 브래킷(2)은 프레임(1)과 다른 프레임(1')에 의해 조성되는 각에 따라, 중앙 부분을 절첩 형성한 것과, 양단을 소정 간격만큼 절첩 형성한 것을 각각 사용할 수 있게 되는데, 양자 모두 브래킷(2) 양단에 나사(3)를 결합하여 프레임(1)과 다른 프레임(1')을 서로 결합하게 된다.

그리고, 도 2와 같이 상기 프레임 중에 지면에 수직 상태로 지지되는 프레임(1) 단부에는 네 면에 다른 브래킷(2')을 각각 결합하고, 앵커볼트를 이용해 다른 브래킷(2')을 관통함으로써, 프레임 구조물을 지면에 고정시킬 수 있게 된다.

그러나, 상기한 종래의 프레임 구조물은 브래킷을 이용하여 프레임과 다른 프레임을 서로 결합하는 구조 특성상, 강한 바람이 불거나 큰 충격이 가해지는 경우에는 브래킷을 고정하는 나사가 헐거워지거나 브래킷이 휘어지게 됨으로써, 프레임 구조물이 뒤틀리게 되고, 심하게는 프레임이 떨어져 나가 태양전지 모듈이 파손되는 폐단이 있었다.

더욱이, 상기한 종래의 프레임 구조물은 다른 브래킷을 이용하여 프레임을 지면에 고정시키게 됨으로써, 상기한 바와 같이 브래킷의 손상에 의해 프레임 구조물을 지면에 견고하게 지탱시킬 수 없는 단점도 있었다.

뿐만 아니라, 상기한 종래의 프레임 구조물은, 구조물 설치에 사용되는 프레임이 알루미늄 프로파일 또는 파이프 앵글로써, 그 구조가 취약하여 강한 바람에 의해 휘어지거나 쉽게 변형이 되는 문제도 있었다.

본 고안은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 프레임 구조물을 구성하는 프레임과 다른 프레임의 결합 구조를 견고하게 하여 프레임 구조물의 뒤틀림과 프레임의 이탈을 방지할 수 있도록 한 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물을 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 지면에 지탱되는 프레임 단부의 보강 구조를 통해 프레임 구조물을 지면에 견고하게 고정시킬 수 있도록 한 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물을 제공하는 데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 프레임 구조물을 구성하는 프레임의 구조를 강화시켜 프레임이 휘어지거나 변형되는 것을 방지할 수 있도록 한 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성은, 프레임에 다른 프레임 단부를 접촉시킨 상태에서 서로 결합하여, 그 위에 태양전지 모듈을 설치하는 프레 임 구조물에 있어서, 상기 프레임 양면과 다른 프레임 양면이 서로 평행하게 될 수 있게 접촉시키되, 상기 프레임과 다른 프레임 일부를 동시에 커버할 수 있게 양면에 링크플레이트를 각각 접촉 구비하고, 상기 각각의 링크플레이트는 결합수단에 의해 접촉된 프레임과 서로 연결 결합하여 프레임과 다른 프레임을 서로 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 7은 본 고안의 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물에 대한 것으로, 다수의 프레임과 링크플레이트(20)와 결합수단에 의해 구성된다.

도 3과 도 4를 통해 상세하게 설명하면, 먼저 프레임(10)(10')은 본 고안의 프레임 구조물의 골격이 되는 것으로, 길이를 다르게 하여 다수 구비한다. 이러한, 상기 프레임(10)(10')은 내부가 중공된 사각의 관 형태로써, 철재(SS41)로 성형되고, 그 외측에 용융아연이 도금된다.

그리고, 상기 프레임(10)(10') 중 다른 프레임(10')에 경사지게 결합되는 프레임(10)의 단부는 빗면을 갖도록 형성하여 다른 프레임(10') 일면에 안정적으로 접촉될 수 있게 구성한다. 또한, 도 7과 같이 상기 프레임 중 지면에 고정되는 프레임(10)의 단부에는 프레임(10)의 단면적보다 넓게 사각판 형상의 서포트플레이트(12)를 일체로 성형하고, 상기 서포트플레이트(12) 상면에는 리브(13)를 일체로 형성하여 프레임(10)을 보다 견고하게 지탱할 수 있게 구성한다.

계속해서, 도 4 내지 도 6과 같이 링크플레이트(20)는 상기 프레임(10)과 다 른 프레임(10') 양면에 각각 구비되는 것으로, 프레임(10)과 다른 프레임(10')을 접촉 구비하는 경우 평면을 이루게 되는 프레임(10) 양면과 다른 프레임(10') 양면 일부를 커버할 수 있게 각각 구비된다.

이러한, 상기 링크플레이트(20)에는 후술되는 볼트(B)를 결합할 수 있게 다수의 결합구멍(22)을 형성한다. 그리고, 상기 링크플레이트(20)는 프레임(10)과 다른 프레임(10')의 결합 구조에 따라 다른 형상의 것을 사용하게 되는데, 프레임(10)과 다른 프레임(10')이 십자(+)형태를 이루는 경우에는 그 외형을 '

'형상으로 형성하고, 프레임(10)과 다른 프레임(10')이 대략 티자(T)형태를 이루는 경우에는 그 외형을 '

'형상으로 형성한다.

여기서, 상기 티자 형태의 링크플레이트(20)의 경우에는 프레임(10)과 다른 프레임(10')이 접촉되는 각도에 따라 결합구멍(22)의 위치를 다르게 형성하게 된다.

다음으로, 결합수단은 상기 양측의 링크플레이트(20)와 그 사이에 위치한 프레임(10)(10')을 서로 결합시키는 역할을 하는 것으로, 도 6과 같이 볼트(B)와 너트(N)를 이용하여 서로 결합한다.

즉, 일면의 링크플레이트(20)에 성형된 결합구멍(22)을 통해 볼트(B)를 결합하여 해당 프레임(10)(10')을 관통시키고, 상기 프레임(10)(10')을 관통한 볼트(B)를 타면의 링크플레이트(20)에 성형된 결합구멍(22)을 통해 돌출시키게 됨으로써, 상기 돌출된 볼트(B) 단부에 너트(N)를 결합하여 프레임(10)과 다른 프레임(10')을 서로 결합하게 되는 것이다.

한편, 본 고안에서는 결합수단의 일실시예로, 볼트(B)와 너트(N)를 사용하는 것을 기재 및 도시하였으나, 상기한 볼트(B) 및 너트(N) 이 외에도 링크플레이트(20)와 프레임(10)(10')을 고정할 수 있는 다른 결합수단을 사용하는 구성 또한 본 고안의 구성에 포함됨은 자명하다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 태양전지 모듈을 거치하기 위한 프레임 구조물의 일례를 도시한 것으로, 도시된 바와 같은 프레임 구조물은, 지면에 수직 상태로 고정되는 프레임(10) 상면에 다른 프레임(10') 배면을 접촉 및 결합시키되, 상기 다른 프레임(10')은 하방을 향하여 60°만큼 경사지게 구비한다.

그리고, 상기 수직 상태의 프레임(10) 하부 전면에는 또 다른 프레임(10')을 상방을 향하여 60°경사지게 설치하되, 상기 또 다른 프레임(10')은 상기 다른 프레임(10')의 중간에 결합하여, 프레임(10)과, 두 개의 다른 프레임(10')이 이루는 각이 측면에서 보았을 때, 삼각형의 형상을 이룰 수 있도록 구성한다.

또한, 상기 또 다른 프레임(10') 하부 배면에는 수직 상태의 프레임(10)을 결합하여 상기와 같이 결합된 프레임(10)을 지탱하게 된다. 여기서, 상기한 바와 같은 프레임(10)(10') 간의 결합은 링크플레이트(20)와 결합수단에 의해 이루어진다.

즉, 도 6과 같이 평면을 이루는 두 개의 프레임(10)(10') 양면에 링크플레이 트(20)가 각각 구비되고, 상기 링크플레이트(20)와 그 사이의 프레임(10)(10')을 관통하여 볼트(B) 및 너트(N)가 결합됨으로써, 각각의 프레임(10)(10')을 서로 결합시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기와 같이 프레임(10)(10')들을 결합한 이 후에는, 수직 상태의 프레임과 다른 수직 상태의 프레임 사이에 또 다른 프레임(10')을 링크플레이트(20)와 결합수단에 의해 결합함으로써, 1단의 프레임 구조물을 완성하게 된다.

즉, 상기와 같은 결합을 통해 하단의 네 모서리를 지탱하게 됨으로써, 프레임 구조물을 설치할 수 있고, 설치된 프레임 구조물은 앵커볼트 등을 이용하여 지면에 고정시킨다. 그리고, 상기 프레임 구조물 위에 다수의 태양전지 모듈을 거치시켜 사용을 하게 된다.

여기서, 본 고안의 첨부 도면 도 3에서는 프레임 구조물이 좌, 우 2개의 단으로 이루어진 것을 도시하였으나, 프레임 구조물을 설치하기 위한 환경 및 조건 등에 따라 좌, 우로 연장하여 2개 이상 다단으로 구비할 수 있음은 자명한 사항에 해당된다.

전술한 바와 같이, 본 고안의 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물은 각각의 프레임(10)(10')을 링크플레이트(20)와 결합수단을 통해 각각 결합하여 프레임 구조물을 완성하게 된다.

즉, 프레임(10)과 다른 프레임(10')을 링크플레이트(20)에 의해 연결하고, 상기 링크플레이트(20)와 프레임(10)(10')을 다수의 볼트(B) 및 너트(N)를 이용하여 견고하게 결합함으로써, 프레임 구조물의 결합 구조를 보강시킬 수 있고, 이에 따라 악천후 또는 강한 충격 등이 프레임 구조물에 가해지는 경우에도 프레임 구조물이 뒤틀리게 되는 것을 방지할 수 있고, 또한 프레임(10)(10')이 떨어지는 것을 방지하여 태양전지 모듈 파손의 우려를 해소할 수 있는 것이다.

특히, 본 고안의 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물은 전술한 바와 같이 링크플레이트(20)와 프레임(10)(10')의 결합이 그 체결 작용이 용이하고 비전문인도 손쉽게 작업할 수 있는 볼트(B) 및 너트(N)를 통하여 이루어지게 됨으로써, 전반적인 프레임 구조물의 설치가 용이하다. 따라서, 설치 시간을 단축할 수 있고, 설치 비용을 획기적으로 절감할 수 있게 되며, 또한 용접과 같은 별도의 접합작업 역시 불필요한 것이다.

더욱이, 본 고안의 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물은 지면에 닿게 되는 프레임(10) 단부에 넓게 성형 구비된 서포트플레이트(12)를 일체로 성형하고, 상기 서포트플레이트(12) 상면에 리브(13)를 일체로 더 성형함으로써, 상기 프레임 구조물을 지면에 보다 견고하고 안정적으로 고정시킬 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 본 고안의 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물은 각각의 프레임(10)(10')들을 철재로 이루어진 사각의 관 형태로 성형 제조함으로써, 종래의 알루미늄 재질의 프레임에 비해 그 강도가 더욱 우수하여 강풍이나 강한 충격에도 프레임(10)(10')이 휘거나 변형되는 것을 방지할 수 있고 이에 따라 한층 더 견고하고 안전한 프레임 구조물을 구축할 수 있는 것이다.

한편, 본 고안은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 고안의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명 백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 실용신안등록청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상에서와 같이 본 고안은, 각각의 프레임을 링크플레이트에 의해 연결하고, 상기 링크플레이트와 프레임을 다수의 볼트 및 너트를 이용하여 결합함으로써, 프레임 구조물의 결합 구조를 보강시킬 수 있게 된다. 따라서, 악천후 또는 강한 충격 등이 프레임 구조물에 가해지는 경우에도 프레임 구조물이 뒤틀리거나 전도되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있고, 또한 프레임이 떨어지는 것을 예방하여 태양전지 모듈 파손의 우려를 해소할 수 있는 효과도 있다.

게다가, 링크플레이트와 프레임의 결합이 볼트 및 너트를 통하여 이루어지게 됨으로써, 전반적인 프레임 구조물의 설치가 용이하다. 따라서, 설치 시간을 단축할 수 있고, 설치 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 효과도 있다.

더욱이, 지면에 닿게 되는 프레임 단부에 넓게 성형 구비된 서포트플레이트를 일체로 성형하고, 상기 서포트플레이트 상면에 리브를 일체로 더 성형함으로써, 프레임 구조물을 지면에 보다 견고하고 안정적으로 고정시킬 수 있는 효과도 있다.

뿐만 아니라, 각각의 프레임들을 철재로 이루어진 사각의 관 형태로 성형 제조함으로써, 그 강도 및 구조가 우수하여 강풍이나 강한 충격에도 프레임이 휘거나 변형되는 것을 방지할 수 있고 이에 따라 한층 더 견고하고 안전한 프레임 구조물을 구축할 수 있는 효과도 있는 것이다.

Claims (6)

1. 다수의 프레임에 다수의 다른 프레임 단부를 접촉시킨 상태에서 프레임들을 서로 유기적으로 결합하여, 그 위에 태양전지 모듈을 설치하는 프레임 구조물에 있어서,

   프레임(10)과 다른 프레임(10')을 접촉 구비하는 경우, 평면을 이루게 되는 프레임(10) 양면과 다른 프레임(10') 양면 일부를 커버할 수 있게 양면에 링크플레이트(20)를 각각 구비하고, 상기 양면의 링크플레이트(20)와 그 사이의 프레임(10)(10')을 결합수단에 의해 서로 결합하여 프레임(10)과 다른 프레임(10')을 서로 연결 결합하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 결합수단은 일면의 링크플레이트(20)와, 해당 프레임(10)(10')과, 타면의 링크플레이트(20)에 다수의 볼트(B)를 관통시키고, 타면의 링크플레이트(20) 방향으로 돌출된 볼트(B) 단부에는 너트(N)를 결합하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 링크플레이트(20)에는 볼트(B)를 끼울 수 있는 다수의 결합구멍(22)을 성형 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물.
4. 제 3항에 있어서, 상기 링크플레이트(20)는 '

   

   '형상과, '

   

   '형상으로 성형하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 프레임(10)(10')은 내부가 관통된 사각의 관 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물.
6. 제 1항에 있어서, 상기 프레임(10)(10') 중 지면에 지지되는 프레임(10) 단부에는 서포트플레이트(12)를 일체로 성형하고, 상기 서포트플레이트(12) 상면에는 리브(13)를 성형하는 것을 특징으로 하는 태양전지 모듈 설치용 프레임 구조물.

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