KR20110024887A

KR20110024887A - 태양광 발전장치

Info

Publication number: KR20110024887A
Application number: KR1020090083067A
Authority: KR
Inventors: 허윤성; 김도일; 박용석
Original assignee: 주식회사 디엠에스
Priority date: 2009-09-03
Filing date: 2009-09-03
Publication date: 2011-03-09
Also published as: KR101064714B1

Abstract

본 발명은 건축물의 옥상이나 제방 둑과 같은 곳에 비파괴 방식으로 설치할 수 있는 자중형 태양광 발전장치를 개시한다.

본 발명의 태양광 발전장치는, 적어도 하나 이상의 기둥이 연속해서 연결되어 이루어진 기둥부 어셈블리, 기둥부 어셈블리들의 상부에 결합되는 집광판을 포함하며, 상기 기둥은 윗면에 경사면이 제공되며 내부에 충진재가 수용되는 충진재 수용 공간이 제공된다.

태양광, 집광판, 기둥, 건축물, 옥상, 제방, 친환경, 자중형

Description

태양광 발전장치{Photo voltaic power generation system}

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건축물의 옥상이나 제방 둑과 같은 곳에 비파괴 방식으로 설치할 수 있는 자중형 태양광 발전장치에 관한 것이다.

일반적으로, 태양전지는 태양으로부터 나온 태양광선 중 일부가 전지판에 입사될 경우 전지 내부에서 홀과 전자로 분리가 일어나고 분리된 이들 전하를 전극을 통해 수집해 내는 것이다.

따라서 태양 빛을 받아 효과적으로 전류를 만들기 위해서는 태양을 향해 전지판을 견고하게 설치해야 한다. 전지의 효율에 따라 요구되는 발전 용량 대비 필요한 설치 면적이 달라질 수 있지만, 결정질 실리콘을 사용하여 전통적인 방식으로 제조한 태양 전지를 설치한 경우 1MW의 발전 용량을 위해서 태양광을 잘 받을 수 있는 약 30,000㎡의 넓은 면적을 조성하여야 한다.

따라서 발전소 건설을 위해서 임야나 농지가 무작위로 파괴되고 있는 실정이다. 이와 같이 종래의 태양광 발전장치는 친환경적인 태양광 발전장치를 설치하기 위하여 오히려 자연을 훼손하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 평면형 옥상을 비롯하여 주차장, 댐의 둑과 같이 별도의 산림 훼손이 필요하지 않은 곳에 설치하여 친환경적인 태양광 발전장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 학교의 옥상 등에 용이하게 설치할 수 있어 버려진 공간을 이용할 뿐만 아니라 신재생에너지의 학습 장소로도 이용할 수 있는 태양광 발전장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 적어도 하나 이상의 기둥이 연속해서 연결되어 이루어진 기둥부 어셈블리, 상기 기둥부 어셈블리들의 상부에 결합되는 집광판을 포함하며, 상기 기둥은 윗면에 경사면이 제공되며 내부에 충진재가 수용되는 충진재 수용 공간이 제공되는 태양광 발전장치를 제공한다.

상기 기둥은 상기 충진재를 투입할 수 있는 투입구가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 기둥은 상기 충진재 수용 공간이 인접하여 배치되는 다른 상기 기둥들과 연결되는 것이 바람직하다.

상기 기둥에는 그 내부에 수위 감지장치가 제공되는 것이 바람직하다.

상기 수위 감지장치는 상기 투입구에 관통되어 결합되는 부유체 가이드, 상기 기둥의 내부에 배치되어 상기 부유체 가이드를 따라 안내되어 이동하는 부유체 를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 기둥에는 상기 경사면에 상기 집광판을 고정하기 위한 너트가 삽입되어 배치되는 것이 바람직하다.

상기 기둥에는 측면 방향으로 관통하는 관통홀이 제공되는 것이 바람직하다.

상기 관통홀에는 인버터 고정용 브라켓이 결합되는 것이 바람직하다.

상기 기둥에는 저면에 경사진 계단 형상의 홈들이 연속적으로 제공되고, 상기 홈들에 대응하는 또 다른 홈들이 연속적으로 제공되는 수평조절부재가 저면에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 충진재는 유체 또는 모래로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 기둥은 서로 일부가 겹쳐져 체결부재로 고정되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명은 학교 옥상 등의 빈 공간에 건축물을 손상시키지 않으면서 태양광 발전장치를 쉽게 설치할 수 있음은 물론 주차장, 댐의 둑과 같은 장소에 태양광 발전장치를 용이하게 설치할 수 있어 산림 훼손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 학교의 옥상 등에 설치하는 경우에 학생들에게 신재생에너지의 학습 장소로 활용할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 사시도로, 태양광 발전장치를 도시하고 있다. 태양광 발전장치는 연속해서 결합되는 다수의 기둥(1, 3, 5, 7, 편의상 일부만 부호를 부여하여 도시함)으로 이루어진 기둥부 어셈블리(11, 13, 15, 17, 19), 기둥부 어셈블리(11, 13, 15, 17, 19)의 윗면에 결합되는 다수의 집광판(21, 편의상 일부에만 부호를 부여함)을 포함한다.

기둥부 어셈블리(11, 13, 15, 17, 19)들은 서로 나란하게 다수가 배치되어 그 상부에 집광판(21)이 결합된다.

이러한 기둥부 어셈블리(11, 13, 15, 17, 19)들을 이루는 기둥(1, 편의상 하나만을 예로 들어 설명함)은 내부에 충진재 수용공간이 제공되고 상면이 경사면(11a, 도 4에 표시하고 있음)을 이루고 있다. 기둥(1)들은 내열성 및 내구성이 우수한 합성수지재로 이루어지는 것이 바람직하다. 기둥(1)들의 내부에 채워지는 충진재는 물이나 기름 등의 유체 또는 모래 등으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 충진재가 물과 같은 유체로 이루어지는 것에 대하여 상세하게 설명하기로 한다. 그리고 기둥부 어셈블리(11, 13, 15, 17)는 모두 동일한 구조로 이루어지며 나란하게 배치되므로 편의상 하나만을 예로 들어 설명하기로 한다. 기둥부 어셈블리(11)는 기둥(1, 3, 5)들이 서로 겹쳐진 상태로 연결되어 고정된다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ부를 잘라서 본 단면도로, 기둥(1, 3)들이 서로 결합된 상태를 도시하고 있다. 기둥(1, 3)들은 하나의 기둥(1) 일부가 또 다른 기둥(3)의 일부와 겹쳐진 상태로 체결부재(31)로 체결된다. 체결부재(31)는 통상의 유볼트(U type bolt)로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 기둥(1)의 상부를 유볼트로 감싸고 또 다른 기둥(3)의 일부를 브라켓(33)이 관통하도록 하여 이 브라켓(33)과 유볼트(31)를 너트(35)들로 체결하여 기둥부(1, 3)들을 서로 연속적으로 결합할 수 있다.

그러나 체결부재(31)는 단지 기둥(1, 3, 5)들을 서로 연속해서 연결할 수 있는 구조면 어느 것이나 적용이 가능하다.

한편, 기둥(1)에는 유체로 이루어지는 충진재를 투입하기 위한 투입구(37)가 제공되고, 이 투입구(37)에는, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 수위 감지장치(39)가 제공된다. 즉, 수위 감지 장치(39)는 기둥(1)의 내부에 수용된 유체 등의 충진재가 적정하게 존재하는지를 확인하기 위한 것으로 기둥(1)의 내부에 배치되는 것이다.

상기 수위 감지장치(39)는 투입구(37)에 관통되어 결합되는 부유체 가이드(41), 그리고 기둥(1)의 내부에 배치되어 부유체 가이드(41)를 따라 안내되어 이동하는 부유체(43)를 포함한다. 부유체 가이드(41)는 부유체(43)가 투입구(37)를 통하여 외부로 이탈되지 않으면서 부유체(43)가 일정한 구간을 상, 하 방향으로 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.

부유체(43)는 뜨게 역할을 하는 것으로 기둥(1)의 내부에 유체로 이루어진 충진재가가 적으면 가라앉고 이 충진재가 많으면 투입구(37) 위쪽으로 돌출될 수 있는 것이다.

또한, 부유체(43)의 외주면에는 형광체 또는 발광 또는 야광물질 층이 제공 되어 야간이나 먼 곳에서도 식별이 용이하게 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 부유체(43)는 다수로 이루어지는 기둥들의 내부에 충진재가 채워져 있는 상태를 작업자가 용이하게 판별하여 관리를 하는데 매우 유용하다.

도 4는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도시한 도면으로, 기둥(1, 3, 5)들을 도시하고 있다. 기둥(1, 3, 5)들에는 충진재를 투입하기 위한 투입구(37, 51, 53)가 제공된다. 그리고 기둥(1, 3)에는 연결구(55, 57)가 제공된다. 그리고 이들 연결구(55, 57)들은 각각 투입구(51, 53)에 끼워져 결합될 수 있다.

따라서 기둥(1, 3, 5)들의 충진재 수용 공간은 모두 연결되어 있으므로 투입구(37)에서 유체 등의 충진재를 투입하면 기둥(1, 3, 5)의 충진재 수용 공간에 모두 충진재가 채워질 수 있다.

그리고 기둥(1, 3, 5)들에는 각각 배기홀(61, 63, 65)들과 이들 배기홀(61, 63, 65)들을 막을 수 있는 뚜껑(도시생략)들이 결합될 수 있다.

기둥(1, 3, 5)의 경사면(11a)에는 집광판(21)을 고정하기 위한 고정너트(67)들이 삽입되어 있다(도 5에 도시하고 있음). 고정너트(67)들은 기둥(1)을 성형할 때 고정너트(67)를 일체로 성형하여 이루어지는 것이 바람직하다.

도 6은 고정너트(67)에 집광판(21)들이 결합된 예시를 도시하고 있다. 기둥(1)에 집광판(21)을 올려놓고 집광판 고정브라켓(69)으로 집광판(21)을 고정한 후에 볼트(71)를 이용하여 고정너트(67)에 체결하면 집광판(21)이 기둥(1)에 고정되는 것이다. 본 발명의 실시 예에서는 하나의 기둥(1)을 예로 설명하였으나 다른 기둥들도 동일한 구조가 적용될 수 있다.

한편, 기둥(1)에는 다목적으로 활용될 수 있는 관통홀(73, 도 5 및 도 7에 도시하고 있음)이 제공된다. 관통홀(73)은 인버터 고정용 플레이트(75, 도 7에 도시하고 있음)가 끼워져 고정될 수 있다. 그리고 인버터 고정용 플레이트(75)에는 태양광 발전장치에 필요한 인버터(또는 제어장치)가 결합된다. 이와 같이 관통홀(73)은 태양광 발전장치에 필요한 인버터를 고정하는데 뿐만 아니라 다양한 용도로 활용할 수 있는 것이다.

기둥(1)의 하부에는 경사진 방향으로 다수의 걸림홈(91)들이 연속적으로 제공된다. 그리고 이 걸림홈(91)에 대응하는 또 다른 걸림홈(93)들이 연속적으로 제공된 수평조절부재(95)가 기둥(1)의 하부에 배치된다.

이러한 수평조절부재(95)는, 도 8에 도시하고 있는 바와 같이, 기둥(1)들이 설치되는 바닥면이 고르지 못한 경우에 기둥(1)의 수평을 맞추는데 매우 유용하다. 즉, 기둥(1)이 설치되는 바닥면이 고르지 못한 경우에는 기둥(1)의 하부에 수평조절부재(95)를 배치하여 기둥(1)의 수평을 조절할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 태양광 발전장치를 학교 옥상 등에 설치하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 기둥(1, 3, 5)들을 설치 장소에 옮긴다. 그리고 이 기둥(1, 3, 5)들이 서로 연속해서 배치되도록 유볼트 등의 체결부재(31)로 고정한다. 이때 작업자는 기둥(1, 3)들에 제공된 연결구(55, 57)들이 각각 기둥(3, 5)의 투입구(51, 53)에 끼워 결합한다.

이와 같이 기둥(1, 3, 5)들이 연결된 기둥부 어셈블리(11)를 인접하여 배치 되는 다른 기둥부 어셈블리(13, 15, 17, 19)들과 나란하게 배치한다.

그리고 투입구(37)에 물 등과 같은 유체로 이루어지는 충진재를 투입하면 기둥(1)의 내부에 제공된 충진재 수용 공간이 채워진다. 이때 배기홀(61, 63, 65)들을 오픈시킨 상태에서 충진재가 채워지는 정도에 따라 순차적으로 뚜껑을 이용하여 폐쇄한다.

충진재가 모래로 이루어진 경우에는 먼저 모래를 기둥(1, 3, 5, 7,...)들에 채운 후에 서로 연결하여 기둥부 어셈블리(11, 13, 15, 17, 19)를 만들 수 있다.

그리고 기둥부 어셈블리(11, 13, 15, 17, 19)의 경사면(상면)에 집광판(21)을 결합한다. 이때 집광판(21)은, 도 6에 도시하고 있는 바와 같이, 집광판 고정브라켓(69)에 의하여 고정되고, 이 집광판 고정브라켓(69)은 볼트(71)에 의하여 고정너트(67)에 고정된다.

그리고 기둥부 어셈블리(11, 13, 15, 17, 19)의 수평이 맞지 않는 경우에는 도 8에 도시하고 있는 바와 같이 수평조절부재(95)를 기둥(1, 3, 5, 편의상 일부만 예를 들어 설명함)들의 바닥면 일측 모서리측에 삽입하여 끼워 넣는다. 이때 수평 조절부재(95)는 경사진 걸림홈(93)이 기둥(1)의 걸림홈(91)에 밀착되어 견고한 고정 상태가 유지될 수 있다.

이러한 본 발명의 실시 예는 학교 옥상 등 장소에 구애받지 않고 태양광 발전장치를 용이하게 설치할 수 있고 또한 설치 작업이 편리한 이점이 있다.

본 발명의 실시 예는 산림을 훼손하지 않으면서 태양광 발전장치를 설치할 수 있으므로 유휴 공간을 활용할 수 있어 매우 친환경적인 장점이 있다.

특히, 학교 옥상에 설치되는 경우 학생들의 학습장으로 이용할 수 있어 매우 교육적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 태양광 발전장치의 전체적인 형상을 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ부를 잘라서 본 단면도이다.

도 3은 도 1의 A부의 내부를 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 기둥부 어셈블리를 이루는 기둥들을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명에 적용되는 기둥의 주요 특징을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ부를 잘라서 본 단면도이다.

도 7은 본 발명의 기둥에 제공된 관통홀의 사용 예시를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 본 발명의 실시 예의 기둥의 받침 부분을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.

Claims

하나 이상의 기둥이 연속해서 연결된 기둥부 어셈블리,

상기 기둥부 어셈블리들의 상부에 결합되는 집광판을 포함하며,

상기 기둥은

윗면에 경사면이 제공되며 내부에 충진재가 수용되는 충진재 수용 공간과 투입구가 제공되는 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 기둥들은

상기 충진재 수용 공간의 체적이 서로 다르게 형성되는 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 기둥은

상기 충진재 수용 공간이 인접하여 배치되는 다른 상기 기둥들과 연결되는 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 기둥들에는

각각 수위 감지장치가 제공되는 태양광 발전장치.
청구항 4에 있어서,

상기 수위 감지장치는

상기 투입구에 관통되어 결합되는 부유체 가이드,

상기 기둥의 내부에 배치되어 상기 부유체 가이드를 따라 안내되어 이동하는 부유체,

를 포함하는 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 기둥에는

상기 경사면에 상기 집광판을 고정하기 위한 너트가 삽입되어 배치되는 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 기둥에는

측면 방향으로 관통하는 관통홀이 제공되는 태양광 발전장치.
청구항 7에 있어서,

상기 관통홀에는

인버터 고정용 브라켓이 결합되는 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 기둥에는

저면에 경사진 계단 형상의 걸림홈들이 연속적으로 제공되고, 상기 걸림홈들에 대응하는 또 다른 걸림홈들이 연속적으로 제공되는 수평조절부재가 저면에 배치되는 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 충진재는 유체 또는 모래, 이들의 혼합물 중 하나로 이루어지는 태양광 발전장치.
청구항 1에 있어서,

상기 기둥은 서로 일부가 겹쳐져 체결부재로 고정되는 태양광 발전장치.