KR20080091352A - 단편 절첩식 ｐｖ 조립체 - Google Patents

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KR20080091352A
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지안루이지 마스콜로
토마스 엘. 딘우디
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선파워 코포레이션 시스템즈
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Abstract

절첩식 PV 조립체는 PV 모듈, 전방 지지부 및 후방 지지 조립체를 포함한다. 상기 전방 및 후방 지지부는 상기 PV 모듈의 전방 및 후방 에지에 결합된다. 상기 후방 지지 조립체는 윈드 디플렉터를 포함하는 윈드 디플렉터 조립체를 포함하며, 상기 윈드 디플렉터 조립체는 하향 및 외향으로 뻗는 사용 배향과 상기 PV 모듈의 하면을 따라서 뻗는 저장 배향으로 위치될 수 있다. 몇몇의 실시예에서 상기 윈드 디플렉터 조립체는 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결된다.
절첩식 PV 조립체, PV 모듈, 윈드 디플렉터, 전방 지지부, 후방 지지 조립체

Description

단편 절첩식 ＰＶ 조립체 {ONE PIECE, COLLAPSIBLE PV ASSEMBLY}
본 발명은 단편 절첩식 PV 조립체에 관한 것이다.
건물의 지붕 또는 다른 지지 표면에 장착된 광기전(photovoltaic(PV)) 조립체 어레이를 가로질러 이동하는 공기는 상기 PV 조립체에 바람에 의한 양력(wind uplift force)을 발생시킨다. 바람에 의한 양력을 최소화하기 위하여 PV 조립체 어레이의 설계 및 평가에 많은 시도들이 있어 왔다. 미국 특허 제5,316,592호; 제5,505,788호; 제5,746,839호; 제6,061,978호; 제6,148,570호; 제6,495,750호; 제6,534,703호; 제6,501,013호 및 제6,570,084호를 참조하라. 바람에 의한 양력을 감소시키면 몇몇의 이점이 제공된다. 첫째로, 상기 어레이의 단위 면적당 필요 무게를 감소시킨다. 이는 상기 어레이 무게를 지지하기 위한 지지 표면 강화의 필요성을 감소시키거나 제거하므로, 개장(retrofit)을 더 용이하게 하고 개장 및 신설(new construction)의 비용을 감소시킨다. 둘째로, 이는 지붕 멤브레인(또는 다른 지지 표면) 관통 체결구의 필요성을 감소시키거나 제거하여, 상기 멤브레인을 본래의 모습으로 유지하는 것을 돕는다. 셋째로, 무게 감소로 인하여 상기 조립체를 운송하고 설치하는 비용이 감소된다. 넷째로, 경량 PV 조립체는 무거운 발라스트(ballast) 무게에 의지하여 바람에 의한 양력을 상쇄시키는 조립체에 비해 설치 하기가 용이하다. 다섯째로, 적절하게 설계된 상기 조립체는 상기 지붕 멤브레인 또는 지지 표면 위에서 극한의 온도와 자외선 방사를 차폐하는 보호층으로 작용할 수 있다.
PV 조립체는 지붕 또는 다른 지지 표면에 편평하게 장착되거나 지지 표면에 대해 각을 이루면서 장착될 수 있다. PV 모듈의 후방 에지(극 에지, 즉, 북반구에서의 북측 에지)는 통상적으로 후방 지지부에 의해 상기 지지 표면 위에 지지된다. 상기 후방 지지부는 상기 PV 모듈에 회동 가능하게(pivotally) 연결될 수 있다. 예로써 미국 특허 제6,046,399호; 제6,534,703호 및 제6,809,251호를 참조하라.
절첩식 PV 조립체의 하나의 예는 PV 모듈, 전방 지지부 및 후방 지지 조립체를 포함한다. 상기 PV 모듈은 그 대향측에 전방 및 후방 에지를 포함하고, 상부면 및 하부면을 포함한다. 상기 전방 지지부는 상기 PV 모듈의 전방 에지에 결합되며 제1 지지 표면 결합면을 구비한다. 상기 후방 지지 조립체는 제1 및 제2 단부를 구비한 윈드 디플렉터(wind deflector) 조립체를 포함하며, 상기 윈드 디플렉터 조립체는 윈드 디플렉터를 포함한다. 상기 후방 지지 조립체는 또한 상기 제1 단부를 PV 조립체의 후방 에지에 결합하는 연결부를 포함하여 상기 윈드 디플렉터 조립체가 상기 후방 에지로부터 하향 및 외향으로 뻗는 사용 배향(orientation) 및 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 저장 배향으로 위치할 수 있다. 상기 윈드 디플렉터 조립체의 제2 단부는 제2 지지 표면 결합면을 포함한다. 몇몇의 실시예에서 상기 연결부는 상기 윈드 디플렉터 조립체의 제1 단부를 상기 PV 모듈의 후방 에지에 회동 가능하게 결합하는 피벗 연결부를 포함하고, 이에 따라서 상기 단편 절첩식 PV 조립체는 단편 접이식(folding) PV 조립체이다. 몇몇의 실시예에서 상기 전방 지지부는 상기 전방 에지로부터 외향으로 뻗는 사용 배향 및 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 저장 배향 사이에서 이동하도록 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 몇몇의 실시예에서 상기 PV 모듈은 주연 에지를 포함할 수 있으며, 상기 주연 에지는 상기 하부면과 PV 모듈의 내부를 특정하며, 상기 후방 지지 조립체는 상기 윈드 디플렉터 조립체가 저장 배향에 위치할 때 효과적으로 완전히 PV 모듈 내부에 있다. 몇몇의 실시예에서 PV 조립체의 열은 상기 열의 단부에 측면 윈드 디플렉터를 구비할 수 있다.
지지 표면에 PV 조립체의 어레이를 설치하는 방법의 예는 복수의 접힌 PV 조립체를 작업 장소에서 접힌 저장 배향으로 수령하는 단계와, 적어도 하나의 상기 PV 조립체를 저장 배향에서 사용 배향으로 변형시키는 단계를 포함한다. 상기 PV 조립체 각각은 하부면, 전방 지지부 및 윈드 디플렉터를 구비한 후방 지지 조립체를 갖는 PV 모듈을 포함하며, 상기 후방 지지 조립체는 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되며 상기 저장 배향에서 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는다. 저장 배향에서 사용 배향으로의 변형은 상기 후방 지지 조립체를 상기 PV 모듈의 하부면으로부터 하향 및 외향으로 회동시키는 단계, 상기 전방 지지부가 상기 PV 모듈로부터 외향으로 뻗도록 배열하는 단계 및 상기 적어도 하나의 PV 조립체를 사용 배향으로 상기 지지 표면 상에 위치시키는 단계를 포함한다. 몇몇의 실시예에서 상기 수령하는 단계는 상기 전방 지지부가 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되고 저장 배향에서 상기 하부면을 따라 뻗는 상기 단편의 접힌 PV 조립체를 복수 개 수령하는 단계를 포함하며, 상기 변형 단계는 상기 전방 지지부를 상기 PV 모듈로부터 하향 및 외향으로 회동시키는 단계를 포함한다. 몇몇의 실시예에서 상기 수령 단계는 상기 하부면과 PV 모듈 내부를 특정하는 주연 에지를 구비한 상기 PV 모듈과 저장 배향에서 효과적으로 완전히 상기 PV 모듈 내부에 있는 상기 후방 지지 조립체로서 달성된다.
PV 조립체 어레이를 지지 표면 상에 준비하고 설치하는 방법의 일 예는 다음과 같이 진행될 수 있다. 복수의 PV 모듈이 포장되어 수송된다. 상기 PV 모듈이 포장으로부터 분리된다. 상기 PV 모듈과 윈드 디플렉터를 포함하는 후방 지지 조립체를 포함하는 PV 조립체 각각이 접힌 저장 배향으로 상기 포장에 재포장된다. 상기 후방 지지 조립체는 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되고 상기 저장 배향에서 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는다. 상기 PV 조립체는 상기 PV 모듈을 수송하는데 사용되었던 포장과 동일한 포장에 운송된다. 운송된 복수의 PV 조립체는 작업 장소에서 접힌 저장 배향으로 수령된다. 상기 PV 조립체는 상기 포장으로부터 분리된다. 상기 PV 조립체의 적어도 하나는 상기 후방 지지 조립체를 상기 PV 모듈의 하부면으로부터 하향 및 외향으로 회동하고 전방 지지부를 상기 PV 모듈로부터 외향으로 뻗도록 배열함으로써 상기 접힌 저장 배향에서 펼쳐진 사용 배향으로 변형된다. 상기 적어도 하나의 PV 조립체는 상기 지지 표면 상에 사용 배향으로 위치된다. 몇몇의 실시예에서 복수의 PV 조립체는 상기 지지 표면 상에 PV 조립체 어레이를 형성하도록 배열될 수 있다. 몇몇의 실시예에서 상기 PV 조립체 어레이의 PV 조립체들은 예를 들어 연결 요소를 사용하여 서로 간에 결합될 수 있다. 몇몇의 실시예에서 인접한 PV 조립체 사이의 측방향 분리를 방지하면서 상기 PV 조립체가 편평하지 않은 지지 표면의 외형을 따를 수 있게 하는 연결 수단이 사용될 수 있다.
단편 중첩식(nesting) PV 조립체의 일 예는 대향측에 전방 및 후방 에지를 포함하고, 상부면 및 하부면을 포함하는 PV 모듈을 포함한다. 전방 지지부가 PV 모듈의 전방 에지에 결합되며, 상기 전방 지지부는 제1 지지 표면 결합면을 구비하고, 상기 전방 지지부는 상기 전방 에지로부터 외향으로 뻗는다. 후방 지지 조립체가 제1 및 제2 단부를 구비한 임의의 윈드 디플렉터 조립체를 포함하며, 상기 윈드 디플렉터 조립체는 윈드 디플렉터를 포함한다. 상기 윈드 디플렉터 조립체의 제2 단부는 제2 지지 표면 결합면을 포함한다. 상기 제1 단부는 PV 모듈의 상기 후방 에지에 결합되며, 상기 후방 지지 조립체는 상기 후방 에지로부터 하향 및 외향으로 뻗는다. 상기 PV 조립체는 보완적이고 중첩 가능한 상부 및 하부 표면 프로파일을 구비하여서 상기 제1 및 제2 PV 조립체가 운송 모드에서 중첩 형태로 쌓일 수 있으며, 제1 PV 조립체의 PV 모듈, 전방 지지부 및 후방 지지 조립체가 제2 PV 조립체의 대응되는 구조에 인접하게 되어 패킹 밀집도가 최대화된다.
본 발명의 일 태양은, 후방 윈드 디플렉터를 포함하여 PV 조립체의 주요 부품을 조립하지 않고도 설치 장소에 수송하여 지붕 또는 다른 지지 표면에 직접 장착할 수 있고, 상기 설치는 단순한 도구를 사용하여 수월한 설치 공정으로 실행될 수 있는, 단편 절첩식 PV 조립체의 설계로부터 실질적인 이점을 얻을 수 있다는 것을 인식하는 것이다. 본 발명의 다른 태양은, 상기 PV 조립체를 밀집된 접힌 상태로 수송하는 것, 특히 상기 PV 조립체가 상기 PV 모듈과 동일한 수송 컨테이너를 통해 수송될 수 있다는 점에서 현저한 이점을 갖는다는 것을 인식하는 것이다.
본 발명의 다양한 특징 및 이점들은 참조 도면과 함께 양호한 실시예로써 이래에서 상세히 설명한다.
도1은 상호 연결된 PV 조립체의 열을 포함하는 PV 설치부의 일부를 도시한 전체도이며;
도2는 도1의 PV 설치부의 일부를 도시한 확대도이며;
도3은 도2의 구조의 측면도이며;
도4는 도2와 유사하나 상세한 도시를 위해 후방 윈드 디플렉터를 제거한 도면이며;
도5는 전방 지지부와 PV 모듈의 연결을 도시한 도2의 구조의 도면이며;
도6은 연결 요소를 사용하여 인접한 PV 모듈이 서로 결합된 도4의 구조의 일부를 도시한 확대도이며;
도7은 전방 지지부가 제거된 상태에서 후방 지지 조립체가 뒤로 접혀서 PV 모듈의 하부면을 따라 뻗는, 수송 또는 저장 배향인 도1 내지 도3의 PV 조립체 두 개를 도시하며;
도8 내지 도10은 전방 지지부가 후방 윈드 디플렉터의 하부 에지에 직접 결합된 발명의 대안적인 실시예의 일부를 도시하며;
도11은 도3의 관점과 유사한 관점에서 도시된 본 발명의 다른 대안적인 실시예의 측면도이며;
도12는 도11의 구조의 일부를 도시한 확대도이며;
도13은 도12의 구조의 일부를 도시한 부분 등각도이며;
도14는 후방 윈드 디플렉터와 PV 모듈의 하부면을 향하여 올려다본 도13의 구조의 부분 등각도이며;
도15는 도11의 전방 지지부를 올려다본 등각도이며;
도16은 PV 모듈의 내부에서 저장 배향으로 있는 도15의 전방 지지부를 올려다본 등각도이며;
도17은 PV 모듈의 내부에서 저장 배향으로 있는 도11의 후방 지지 조립체의 측면도이며;
도18은 도11의 실시예와 유사한 발명의 추가적인 대안적인 실시예의 측면도이며; 그리고
도19는 중첩식 운송 모드로 도시된 추가적인 실시예의 측면도이다.
본 발명의 후술하는 기재는 구체적인 구조적 실시예와 방법을 참조할 것이다. 본 발명을 구체적으로 개시된 실시예로 한정하려는 의도는 없으며, 본 발명은 다른 특징, 요소, 방법 및 실시예를 이용하여 실시할 수 있음이 이해될 것이다. 양호한 실시예들은 청구항에 의해 특정되는 발명의 범위를 한정하기 위해서가 아니라 본 발명을 도시하기 위해 기재된다. 당업자는 후술하는 기재의 다양한 등가의 변경예들을 인식할 수 있을 것이다. 다양한 실시예의 동일한 요소들은 동일한 참조부호에 의해 공통되게 지칭될 것이다.
도1 및 도2는 단편 절첩식 PV 조립체(12)의 어레이를 포함하는 PV 설치부(10)를 개시한다. 조립체(12) 각각은 경사진 PV 모듈(14)을 포함한다. 경사진 PV 모듈(14)은 통상적으로 태양을 향하도록 배향된다. 즉, 북반구에서 PV 모듈(14)의 하부 전방 에지(16)는 하부 남측 또는 하부 적도 에지로 고려될 수 있으며, PV 모듈(14)의 상부 후방 에지(18)는 상부 북측 또는 상부 극 에지로 고려될 수 있다. 남반구에서 하부 전방 에지(16)는 하부 북측 또는 하부 적도 에지로 고려될 수 있으며, 상부 후방 에지(18)는 상부 남측 또는 상부 극 에지로 고려될 수 있다. 경사각은 고정되거나 조정 가능할 수 있다. 본 발명의 어느 실시예들에서는 경사각이 약 1°- 35°이며, 반면에 다른 실시예들에서는 경사각이 약 1°- 20°이다.
각각의 PV 조립체(12)는 PV 모듈(14)의 상부 후방 에지(18)로부터 하향 및 외향으로 뻗는 후방 윈드 디플렉터(20)를 바람직하게 포함한다. 후방 에지(18)와 후방 윈드 디플렉터(20)의 상부 에지(24) 사이에는 갭(22)이 제공된다. 측면 윈드 디플렉터(28)들은 각각의 PV 조립체(12)의 열의 단부에서 사용된다. 측면 윈드 디플렉터(28)의 상부 에지(32)와 PV 모듈(14)의 외측 측방향 에지(34) 사이에는 바람직하게 갭(30)이 제공된다. 윈드 디플렉터(20, 28)들의 사용 및 갭(22, 30)들의 제공은 본원에서 그 개시 사항이 참조되는 미국 특허 제6,570,084호 및 2005년 3월 3일에 국제 특허 공보 제WO 2005/02090호로 공개된 국제 특허 출원 제 PCT/004/27351호에서 더욱 상세하게 논의된다.
본 실시예에서 PV 모듈(14)은 주연 에지(38)로 둘러싸인 본체(36)를 포함한다. 주연 에지(38)는 통상적으로는 압출된 알루미늄이지만, 다른 금속 또는 적절한 비금속 재료로 만들어질 수도 있다. 주연 에지(38)는 본체(36)를 보호하도록 돕고, PV 모듈(14)에 구조 강도를 제공한다. 또한, 후술하는 PV 조립체(12)의 전방 및 후방 지지 구조를 직접 PV 모듈(14)의 본체(36)에 결합하지 않기 위해, 상기 전방 및 후방 지지 구조는 주연 에지(38)에 결합된다.
PV 조립체(12)는 또한 전방 에지(16)의 각 단부에서 주연 에지(38)에 결합되고 그로부터 뻗는 전방 지지부(40)를 포함한다. 이는 도3 및 도5에 도시된 바와 같이 통상적으로 스크류(42)를 사용하여 달성되며, 다른 적절한 체결구도 사용할 수 있다. 또한, 전방 지지부(40)와 주연 에지(38)는 전방 에지(40)가 도구의 사용 없이 주연 에지에 결합될 수 있도록 형성될 수 있다. 전방 지지부(40)는, 그 하부면에 패드(46)를 구비한 베이스(44)를 포함하며, 패드(46)는 PV 설치부(10)가 지지되는 지붕 또는 다른 지지 표면(48) 상에 놓인다. 통상적으로 지지 표면(48)은 수평이지만 경사질 수도 있다. 전방 지지부(40)는 또한 도3에 도시된 바와 같이 주연 에지(38)에 결합되며 상향으로 뻗는 아암부(50)를 포함한다. 베이스(44)는 인접한 PV 조립체(12)의 후방 지지 구조와 결합하도록 형성된 오프셋형(offset) 말단부(52)를 포함한다.
PV 조립체(12)는 또한 후방 에지(18)의 각 단부에서 주연 에지(38)에 결합된 후방 지지 조립체(56)를 포함한다. 후방 지지 조립체(56)는 레그(60)들에 결합된 후방 윈드 디플렉터(20)를 포함하는 윈드 디플렉터 조립체(58)를 포함한다. 후방 지지 조립체(56)는 또한 주연 에지(38)로부터 뻗는 연결부(62)를 포함한다. 연결부(62)는 피벗(66) 주위로 회동하도록 레그(60)들의 상측 단부(64)를 PV 조립체(12)에 회동 가능하게 연결한다. 각 레그(16)의 하측 단부(68)는 도4에 도시된 바와 같이 패드(72)가 그 아래에 결합되는 풋(70)을 포함한다. 패드(72)는 지지 표면(48) 상에 놓인다. 도5에 도시된 바와 같이, 나사산이 형성된 스터드(74)가 풋(70)으로부터 외향으로 뻗어서 인접한 PV 조립체(12)의 전방 지지부(40)의 오프셋형 말단부(52)에 있는 구멍(76)을 관통하도록 사용된다. 도3 및 도6에 도시된 바와 같은 너트(78)를 스터드(74)에 사용하여 전방 지지부(40)를 후방 지지 조립체(56)에 결합시킨다.
PV 조립체를 제 위치에 유지하고 설치부(10)가 바람에 의한 양력을 상쇄시키는 것을 돕기 위하여 연결 요소(80)를 사용하여 인접한 PV 조립체(12)를 그들의 인접한 모서리에서 서로 간에 결합시킨다. 인접한 PV 조립체를 서로 연결하는 것과 관련된 이점들은 본원에서 그 개시 사항이 참조되는 미국 특허 제6,570,084호 및 2005년 3월 3일에 국제 특허 공보 제WO 2005/02090호로 공개된 국제 특허 출원 제PCT/004/27351호에서 더욱 상세하게 논의된다. 연결 요소(80)는 바람직하게는 인접한 PV 조립체(12)의 측방향 분리를 방지하도록 구성되나, PV 조립체가 편평하지 않은 지지 표면의 외형을 따를 수 있을 정도로 충분히 가요성이다.
도1 내지 도6은 PV 모듈(14)의 후방 에지(18)로부터 하향 및 외향으로 뻗는 후방 윈드 디플렉터(20)를 갖는 사용 배치(configuration)에서의 PV 조립체(12)를 도시한다. 상기 연결부(62)의 사용은 레그(60)와 후방 윈드 디플렉터(20)를 포함하는 후방 지지 조립체(56)가 저장 배향에서 PV 모듈(14)의 하부면(82)을 따라서 뻗도록(도3 및 도16 참조) 조립체(56)를 뒤로 접힐 수 있게 한다. 도7에 도시된 바와 같이, 접히게 되는 저장 배향은 PV 조립체(12)를 효과적이고 공간 절약적으로 저장하고 수송하는 방법을 제공한다. 도1 내지 도6의 실시예에서 전방 지지부는(40) 수송 및 저장을 위하여 주연 에지(38)에 결합되며; 전방 지지부(40)는 또한 수송 및 저장을 위하여 주연 에지(38)로부터 탈착될 수 있다.
도8 내지 도10은 동일한 요소를 동일한 참조 부호로 지칭하며 본 발명의 대안적인 실시예의 일부를 도시한다. 본 실시예에서 풋(70)은 후방 윈드 디플렉터(20)의 하부 에지(84)로부터 뻗는다. 전방 지지부(40)의 오프셋형 말단부(52) 는 하부 에지(84)에 직접 끼워지고 연결 요소(80)와 스크류(86)를 사용하여 제 위치에 결합된다.
도11 내지 도17은 동일한 요소를 동일한 참조 부호로 지칭하며 본 발명의 추가적인 실시예를 도시한다. PV 조립체(12)는 저장 배향에서 지지 조립체(56)가 PV 모듈(14)의 내부에 중첩되도록 형성된다.
도11 내지 도13의 후방 지지 조립체(56)는 윈드 디플렉터 조립체(58)와 연결부(62)를 포함한다. 윈드 디플렉터 조립체(58)는 후방 윈드 디플렉터(20)와 브래킷(90)을 포함한다. 연결부(62)는 브래킷(90)의 상측 단부(92)에 형성된다. 후방 윈드 디플렉터(20)는 피벗(96)에서 브래킷(90)의 하측 단부(94)에 회동 가능하게 결합된다. 풋(70)은 후방 윈드 디플렉터(20)의 하부 에지(84)로부터 뻗는다. 도9 에 도시된 바와 같이, 오프셋형 말단부(52)는 연결 요소(80)와 스크류(86)를 사용하여 하부 에지(84)에 결합될 수 있다.
도11 내지 도13은 사용 배향에서의 PV 조립체(12)를 도시한다. PV 모듈(14)의 하부면(82)과 주연 에지(38)는 PV 모듈 내부(98)를 특정한다. 도17은 저장 배향에서 PV 모듈(14)을 향하여 접힌 후방 지지 조립체(56)를 도시한다. 도17에 어느 정도 개략적으로 도시된 바와 같이 후방 지지 조립체(56)는 저장 배향에서 효과적으로 완전히 PV 모듈 내부(98)에 있다.
도11 및 도15는 사용 배향에서의 전방 지지부(40)를 도시한다. 전방 지지부(40)의 베이스(44)는 피벗(102)에서 전방 지지부(40)의 링크(100)에 회동 가능하게 연결된다. 링크(100)는 도11 및 도16에 도시된 피벗(104)에서 주연 에지(38)에 회동 가능하게 연결된다. 멈춤 요소(106)는 링크(100)로부터 측방향으로 뻗고 주연 에지(38)의 하부면(108)(도15 및 도16 참조)과 결합하여 사용 배향에서의 상기 링크의 회동을 제한한다. 도16에 도시된 바와 같이, 전방 지지부(40)는 저장 배향에서도 효과적으로 완전히 PV 모듈 내부(98)에 있다.
도18은 동일한 요소를 동일한 참조 부호로 지칭하며 본 발명의 추가적인 실시예를 도시한다. PV 조립체(12)는 도11의 실시예와 유사하며 한 가지 중요한 차이를 갖는다. 피벗(96)은 후방 윈드 디플렉터(20)를 따라서 중간에 위치하며 전방 지지부(40)의 베이스(44)의 오프셋형 말단부(52)는 풋(70) 위에 위치한다. 이는 PV 모듈(14)의 하부 전방 에지(16)의 높이를 상승시켜서 그 각을 변화시킨다. 따라서, 오프셋형 말단부(52)가 후방 윈드 디플렉터(20)에 결합된 위치를 조정하여 PV 모듈(14)의 경사각을 용이하게 변화시킬 수 있다.
도11 내지 도18의 실시예들은 사용자에게 몇몇의 이점을 제공한다. 하나의 이점은 PV 조립체(12)의 모든 부품이 서로 연결되어 수송될 수 있다는 점이다. 유일한 가외의 부품들은 연결 요소(80) 및 스크류(86) 등과 같이 PV 조립체(12)를 서로 간에 결합시키기 위하여 사용되는 상호 연결 구조이다. 사용자가 전방 지지부(40)와 후방 지지 조립체(56)를 펼쳐서 조립체(12)를 지지 표면 상에 위치시키기만 하면 되므로 수송 및 현장 조립이 매우 단순화된다. 다른 이점은, PV 조립체(12)가 저장 배향에 있을 때 상기 PV 조립체가 효과적으로 PV 모듈(14)과 동일한 부피를 차지한다는 것이다. 저장과 운송 시에 PV 조립체(12)의 패킹 효율이 증가되는 것에 더하여, PV 조립체(12)는 전방 지지부(40) 또는 후방 지지 조립체(56) 없이 PV 모듈(14)을 수송하기 위해 사용되었던 것과 동일한 포장에 저장되고 수송될 수 있다. 이는 포장 폐기물을 감소시키고 제품의 최종 비용이 감소되도록 돕는다.
후방 윈드 디플렉터(20)의 각을 조정 가능하게 할 수도 있지만, 양호한 실시예는 고정된 각을 사용하며, 상기 각도는 지지 표면(48)이 경사졌다면 그 경사도 및 장소의 위도에 따라서 선택된다. PV 조립체(12)는 지지 표면을 관통하는 스크류, 네일 등을 사용하지 않고 장착하는 것이 바람직하다. 필요하거나 바람직한 경우에는 바람에 의한 양력을 상쇄시키는 것을 돕기 위해 발라스트가 사용될 수 있다. 하나의 방법은 상기 후방 윈드 디플렉터에 또는 그 밑에 페이버(paver) 또는 다른 발라스트가 장착 가능하도록 후방 윈드 디플렉터(20)의 밑면에 L-모양 클립을 제공하는 것이다. 발라스트를 포함한 PV 조립체(12)의 무게는 바람직하게는 단위 제곱미터당 144 N(단위 제곱피트당 3 파운드) 미만이다. 예상 최대 풍속, 규제 요구사항 및 지붕 또는 다른 지지 표면의 배치 등과 같은 다양한 요소에 따라서, 다양한 실시예에서의 상기 PV 조립체(12)의 무게는 단위 제곱미터당 144 N(단위 제곱피트당 3 파운드) 미만이거나, 단위 제곱미터당 239 N(단위 제곱피트당 5 파운드) 미만이거나, 단위 제곱미터당 479 N(단위 제곱피트당 10 파운드) 미만이거나, 또는 단위 제곱미터당 718 N (단위 제곱피트당 15 파운드) 미만일 수 있다.
PV 조립체(12)의 스택은 바람직하게는 접힌 상태의 단편 조립체로 작업 장소에 이송되어 사용된다. PV 조립체(12)가 그 포장에서 제거된 후에, 후방 지지 조립체(56) 및 전방 지지부(40)는 그들의 저장 배향에서 사용 배향으로 이동된다. 지지 표면(48) 상에 적절히 위치된 후에, 인접한 PV 조립체(12)는 예를 들어 연결 요소(80)와 스크류(86)를 사용하여 서로 간에 결합될 수 있다. PV 조립체(12) 간에 전기적 연결이 이루어지고 측면 윈드 디플렉터(28)가 설치되어 설치부가 완성된다.
도19에 도시된 추가적인 실시예에서, PV 조립체(12)는 반드시 접을 수 있는 것은 아니며 단편 중첩식(nesting) PV 조립체로 구성된다. 도19의 제1 상측 및 제2 하측 PV 조립체(12)는 중첩식 운송 모드로 도시된다. 이와 같은 밀집된 패킹 밀집도(packing density)는 도19 실시예의 PV 조립체(12)가 보완적인 상부 및 하부 표면 프로파일(120, 122)을 구비하기 때문에 가능하다. 이와 같은 방법으로 중첩식 운송 모드에서 인접한 PV 조립체(12)의 후방 지지 조립체(56), PV 모듈(14) 및 전방 지지부(40)가 서로 인접하게 위치할 수 있다. 도19에 도시된 바와 같이, 일 실시예의 중첩식 운송 모드에서 PV 모듈(14)은 서로 접하게 되므로 상기 PV 모듈의 높이가 패킹 밀집도를 결정한다. 다른 실시예들에서는 인접한 PV 모듈(14)의 사이와 같은 인접한 PV 조립체(12)의 일부분 사이에 작은 스페이서를 사용하는 것이 요구될 수도 있다.
상술한 기재는 위에, 아래에, 상부, 하부, 위로, 밑으로 등의 용어를 사용했을 수 있다. 이와 같은 용어들은 발명의 이해를 돕기 위한 것이며 발명을 한정하기 위한 것이 아니다.
상술한 기재와 같이 첨부된 도면에서 도시되고 후술하는 청구항에서 특정되는 본 발명의 범위 내에서, 개시된 실시예들에 대한 변경 및 수정이 가능하다. 예를 들어, 어느 실시예에서는 후방 지지 조립체(56) 및 전방 지지부(40) 중의 하나 또는 양쪽은, 툴레스 클립(tool-less clip) 또는 스냅 인 플레이스(snap in place) 연결부 등과 같이 피벗 연결부와는 다른 연결부를 사용하여 PV 모듈(14)에 결합될 수 있으며, 이 같은 경우에도 수송 및 저장 중에 후방 지지 조립체(56) 및 전방 지지부(40)는 바람직하게 상기 PV 모듈의 하부면(82)에 따라 놓이고, 내부(98)에 놓일 수 있도록 PV 모듈(14)에 결합될 수 있다. 또한, 후방 윈드 디플렉터(20)가 상기 조립체의 나머지 부분에 현장에서 부착되는 PV 조립체(12)의 실시예가 구성되는 것이 요구될 수 있다. 예를 들어 도1 내지 도7의 실시예에서 후방 윈드 디플렉터(20)는 현장에서 레그(60)에 부착되도록 구성될 수 있다.
앞서 언급한 모든 특허, 특허 출원 및 공개 공보들은 본원에서 참조된다.

Claims (24)

  1. 단편 절첩식 PV 조립체이며,
    대향측에 전방 및 후방 에지를 포함하고 상부면과 하부면을 포함하는 PV 모듈과,
    상기 전방 에지에서 PV 모듈에 결합되고 제1 지지 표면 결합면을 구비한 전방 지지부와,
    제1 및 제2 단부를 구비하고 윈드 디플렉터를 포함하는 윈드 디플렉터 조립체와, 상기 윈드 디플렉터 조립체가 상기 후방 에지로부터 하향 및 외향으로 뻗는 사용 배향 및 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 저장 배향에 놓일 수 있도록 제1 단부를 상기 후방 에지에서 상기 PV 모듈에 결합시키는 연결부를 포함하는 후방 지지 조립체를 포함하고,
    상기 윈드 디플렉터 조립체의 제2 단부는 제2 지지 표면 결합면을 포함하는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 윈드 디플렉터 조립체는 브래킷을 포함하며, 상기 브래킷은 상기 윈드 디플렉터의 제1 단부를 상기 PV 모듈에 결합하는 연결부를 포함하고, 상기 브래킷은 상기 윈드 디플렉터에 결합되고 그로부터 뻗는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 윈드 디플렉터 조립체는 레그들을 포함하고, 상기 윈드 디플렉터는 현장에서 상기 레그들에 장착 가능한, 단편 절첩식 PV 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 연결부는 상기 윈드 디플렉터 조립체의 제1 단부를 상기 후방 에지에서 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 결합하는 피벗 연결부를 포함하고, 이에 따라서 상기 단편 절첩식 PV 조립체가 단편 접이식 PV 조립체인, 단편 절첩식 PV 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전방 지지부는 상기 전방 에지로부터 외향으로 뻗는 사용 배향 및 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 저장 배향 사이에서 이동하도록 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 PV 모듈은 주연 에지를 포함하며, 상기 주연 에지는 상기 하부면과 함께 PV 모듈의 내부를 특정하며, 상기 후방 지지 조립체는 윈드 디플렉터가 저장 배향에 놓일 때 효과적으로 완전히 상기 PV 모듈 내부에 있는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  7. 제7항에 있어서, 상기 전방 지지부는 상기 전방 에지로부터 외향으로 뻗는 사용 배향 및 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 저장 배향 사이에서 이동하도록 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되고, 상기 전방 지지부는 저장 배향일 때 효과적으로 완전히 상기 PV 모듈 내부에 있는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  8. 재1항에 있어서, 상기 윈드 디플렉터 조립체가 사용 배향일 때 상기 PV 모듈은 약 1°와 35°사이의 경사각을 갖는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 윈드 디플렉터 조립체가 사용 배향일 때 상기 PV 모듈은 고정된 경사각을 갖는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  10. PV 설치부이며,
    지지 표면과,
    상기 지지 표면 상에 서로 인접하게 배치된, 제1항에 따라 만들어진 복수의 PV 조립체와, 그리고
    인접한 PV 조립체를 서로 간에 결합시키는 연결 요소들을 포함하는, PV 설치부.
  11. 제10항에 있어서, 상기 PV 조립체들은 PV 조립체 어레이를 포함하고, 상기 어레이는 PV 조립체의 열을 포함하고, 상기 열은 단부를 구비하고,
    상기 PV 조립체 각각은 적어도 하나의 다른 PV 조립체에 결합되며,
    상기 PV 조립체 열의 단부에 측면 윈드 디플렉터를 더 포함하는, PV 설치부.
  12. 제1항에 있어서, 상기 PV 조립체는 단위 제곱미터당 718 N 미만의 무게를 갖는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 PV 조립체는 단위 제곱미터당 144 N 미만의 무게를 갖는, 단편 절첩식 PV 조립체.
  14. 단편 접이식 PV 조립체이며,
    대향측에 전방 및 후방 에지를 포함하는 주연 에지, 상부면 및 하부면을 포함하고 상기 주연 에지 및 상기 하부면에 의하여 그 내부가 특정되는 PV 모듈과,
    상기 전방 에지에서 상기 PV 모듈에 결합되고 제1 지지 표면 결합면을 구비하고, 상기 전방 에지로부터 외향으로 뻗는 사용 배향 및 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 저장 배향 사이에서 이동하도록 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되고, 저장 배향일 때 효과적으로 완전히 상기 PV 모듈 내부에 있는 전방 지지부와,
    제1 단부 및 제2 지지 표면 결합면을 포함하는 제2 단부를 구비하는 윈드 디플렉터 조립체와, 상기 윈드 디플렉터 조립체가 상기 후방 에지로부터 하향 및 외향으로 뻗는 사용 배향 및 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 저장 배향에 놓일 수 있도록 상기 제1 단부를 상기 후방 에지에서 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 결합시키는 피벗 연결부를 포함하고 상기 윈드 디플렉터 조립체가 저장 배향에 놓일 때 효과적으로 완전히 상기 PV 모듈 내부에 있는 후방 지지 조립체를 포함하는, 단편 접이식 PV 조립체.
  15. 지지 표면 상에 PV 조립체 어레이를 설치하는 방법이며,
    하부면을 구비한 PV 모듈과, 전방 지지부와, 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되며 저장 배향에서 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗고 윈드 디플렉터를 포함하는 후방 지지 조립체를 각각 포함하는 복수의 접힌 PV 조립체를 작업 장소에서 접힌 저장 배향으로 수령하는 단계와,
    상기 후방 지지 조립체를 상기 PV 모듈의 하부면으로부터 하향 및 외향으로 회동시키고, 상기 전방 지지부를 상기 PV 모듈로부터 외향으로 뻗도록 배열함으로써 상기 적어도 하나의 PV 조립체를 저장 배향에서 사용 배향으로 변형시키는 단계와,
    상기 적어도 하나의 PV 조립체를 사용 배향으로 상기 지지 표면 상에 위치시키는 단계를 포함하는, 지지 표면 상에 PV 조립체 어레이를 설치하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 수령하는 단계는 상기 전방 지지부가 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되고 저장 배향에서 상기 하부면을 따라 뻗는 상태로 상기 단편의 접힌 PV 조립체를 복수 개 수령하는 단계를 포함하고,
    상기 변형 단계는 상기 전방 지지부를 상기 PV 모듈로부터 하향 및 외향으로 회동시키는 단계를 포함하는, 지지 표면 상에 PV 조립체 어레이를 설치하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 수령하는 단계는 주연 에지를 구비한 PV 모듈로서 수 행되고, 상기 주연 에지는 상기 하부면과 PV 모듈 내부를 특정하고, 상기 전방 지지부 및 상기 후방 지지 조립체는 저장 배향에서 효과적으로 완전히 상기 PV 모듈 내에 있는, 지지 표면 상에 PV 조립체 어레이를 설치하는 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 수령하는 단계는 주연 에지를 구비한 PV 모듈로서 수행되고, 상기 주연 에지는 상기 하부면과 PV 모듈 내부를 특정하고, 상기 후방 지지 조립체는 저장 배향에서 효과적으로 완전히 상기 PV 모듈 내에 있는, 지지 표면 상에 PV 조립체 어레이를 설치하는 방법.
  19. PV 조립체를 지지 표면 상에 준비하고 설치하는 방법이며,
    하부면을 구비하는 복수의 PV 모듈의 포장을 수송하는 단계와,
    상기 PV 모듈을 포장으로부터 분리하는 단계와,
    상기 PV 모듈과 상기 PV 모듈에 회동 가능하게 연결되고 저장 배향에서 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗고 윈드 디플렉터를 포함하는 후방 지지 조립체를 포함하는 각각의 PV 조립체들을 접힌 저장 배향으로 재포장하는 단계와,
    상기 PV 조립체를 상기 PV 모듈을 수송하는데 사용되었던 포장과 동일한 포장으로 운송하는 단계와,
    상기 운송된 복수의 PV 조립체를 작업 장소에서 접힌 저장 배향으로 수령하는 단계와,
    상기 PV 조립체를 상기 포장으로부터 분리하는 단계와,
    상기 후방 지지 조립체를 상기 PV 모듈의 하부면으로부터 하향 및 외향으로 회동시키고, 상기 전방 지지부를 상기 PV 모듈로부터 외향으로 뻗도록 배열함으로써 상기 적어도 하나의 PV 조립체를 접힌 저장 배향에서 펼쳐진 사용 배향으로 변형시키는 단계와,
    상기 적어도 하나의 PV 조립체를 사용 배향으로 상기 지지 표면 상에 위치시키는 단계를 포함하는, PV 조립체를 지지 표면 상에 준비하고 설치하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 지지 표면 상에 PV 조립체 어레이를 형성하도록 복수의 상기 PV 조립체에 대해 상기 변형시키는 단계와 위치시키는 단계를 반복하는 단계와,
    인접한 PV 조립체 사이의 측방향 분리를 방지하면서 상기 PV 조립체가 편평하지 않은 지지 표면의 외형을 따를 수 있도록 상기 PV 조립체 어레이의 상기 PV 조립체를 연결 수단으로 서로 간에 결합시키는 단계를 더 포함하는, PV 조립체를 지지 표면 상에 준비하고 설치하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 재포장하는 단계는 상기 전방 지지부가 PV 모듈에 회동 가능하게 결합되고 저장 배향에서 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 상태로 수행되고, 상기 전방 지지부를 배열하는 단계는 상기 전방 지지부를 상기 PV 모듈의 하부면으로부터 하향 및 외향으로 회동시키는 것으로 수행되는, PV 조립체를 지지 표면 상에 준비하고 설치하는 방법.
  22. 제19항에 있어서, 상기 재포장하는 단계는 상기 전방 지지부가 PV 모듈에 회동 가능하게 결합되고 저장 배향에서 상기 PV 모듈의 하부면을 따라서 뻗는 것으로 수행되고, 상기 전방 지지부를 배열하는 단계는 상기 전방 지지부를 상기 PV 모듈의 하부면으로부터 하향 및 외향으로 회동시키는 것으로 수행되는, PV 조립체를 지지 표면 상에 준비하고 설치하는 방법.
  23. 단편 중첩식 PV 조립체이며,
    대향측에 전방 및 후방 에지를 포함하고 상부면과 하부면을 포함하는 PV 모듈과,
    상기 전방 에지에서 PV 모듈에 결합되고 제1 지지 표면 결합면을 구비하고 상기 전방 에지로부터 외향으로 뻗는 전방 지지부와,
    상기 후방 에지에서 상기 PV 모듈에 결합된 제1 단부 및 제2 지지 표면 결합면을 포함하는 제2 단부를 구비하고 윈드 디플렉터를 포함하는 윈드 디플렉터 조립체를 포함하고, 상기 후방 에지로부터 하향 및 외향으로 뻗는 후방 지지 조립체를 포함하고,
    상기 PV 조립체는 보완적이고 중첩 가능한 상부 및 하부 표면 프로파일을 구비하여서 상기 제1 및 제2 PV 조립체가 운송 모드에서 중첩식 형태로 쌓일 수 있고, 제1 PV 조립체의 PV 모듈, 전방 지지부 및 후방 지지 조립체가 제2 PV 조립체의 대응되는 구조에 인접하게 되어 패킹 밀집도가 최대화되는, 단편 중첩식 PV 조 립체.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1 및 제2 PV 조립체의 상기 PV 모듈들은 운송 모드에서 서로 접하는, 단편 중첩식 PV 조립체.
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