KR20120011660A - 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치에 관한 것이다.
본 발명은, 건축 구조물의 옥상 슬래브에 다수개 고정되는 앵커부재(100); 직사각 빔 형상으로 이루어지며 양단부가 각각 상기 앵커부재(100)의 수평면에 올려져 결속수단(140)을 통해 슬래브 상면에 배열되는 고정프레임(200); 상면에 태양광모듈(310)이 배열 형성된 직사각 패널 형상으로 이루어지며, 상기 고정프레임(200)과 직교되는 방향의 양쪽 단부 저면에 각각 상측 및 하측 힌지바(320)(340)가 결합되어 상기 고정프레임(200)에 올려져 다수개 배열되는 모듈프레임(300); 상기 고정프레임(200)과 상기 하측 힌지바(340)에 결합되어 힌지핀(440)을 통해 회동 가능하도록 하는 힌지브래킷(400); 상기 고정프레임(200)과 상기 상측 힌지바(320)에 결합되어 조절바(540)를 통해 각도 조절 가능하도록 하는 각도조절브래킷(500);을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은, 건축 구조물의 옥상에 설치시 유지 보수 및 설치 간편화는 물론 배수 기능 확보, 방수 기능 확보, 각도 조절 기능 확보가 가능한 효과가 있다.

Description

평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치{a horizontal type of a solar cell generating system}

본 발명은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축 구조물의 옥상 슬래브에 태양광 발전장치를 간편하게 설치 고정할 수 있도록 하는 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치에 관한 것이다.

최근 화석 연료의 사용에 따른 이산화탄소의 증가로 지구의 온난화 문제 그리고, 원자력 발전소의 핵폐기물에 대한 처리 문제 등 지구 환경에 대한 문제가 크게 대두되어 자연에서의 에너지를 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.

자연적 에너지를 살펴보면, 태양 에너지, 조력, 풍력 등이 있으며, 이는 지구의 환경을 크게 해치지 않고 얻어낼 수 있는 유일한 에너지원이다.

상기에서 태양 에너지를 이용하는 방법은, 크게 태양열을 이용하는 방법과 태양광을 이용하는 방법으로 구분될 수 있으며, 태양열을 이용하는 방법은 태양 빛에 의해 데워진 물 등을 이용하여 온수 공급 및 난방을 하게 되는 방법이고, 태양광을 이용하는 방법은 태양 빛을 이용하여 전기를 발생시키고, 이 전기를 이용하여 각종 기계 및 기구를 작동시킬 수 있도록 하는 방법으로 이를 태양광 발전 또는 태양광 발전 시스템이라고 한다.

상기 태양광 발전 시스템은, 태양광을 직접 전력으로 변환시키는 발전으로, 태양 빛에 의해 전기 에너지를 발생하는 태양광모듈로부터 전력을 공급받아 상전계통과 주택에 안정된 전력을 공급하는 발전설비로, 고품질의 전기를 정전 없이 저렴하고, 안전하게 사용할 수 있는 자연 친화적인 발전시스템이다.

이는, 기존 에너지원과는 달리 온실가스 배출 또는 환경 파괴 요인을 발생시키지 않는 무공해 에너지원으로 최근 태양광 산업이 크게 대두되고 있는 실정이며, 또한 이와 관련된 기술이 다양하게 출시되고 있다.

또한, 태양광 발전장치는, 종래 그 기본적 구성이 전력을 생산하도록 태양광을 입사하는 태양광 모듈과, 이 태양광 모듈을 표면에 다수개 배열 고정하는 모듈 플레이트, 상기 모듈 플레이트를 고정하는 프레임 및 상기 프레임을 지면으로부터 일정 높이에 위치 고정되도록 하는 지지체 및 상기 프레임을 회전시켜 태양광 이동에 따라 항상 태양광을 입사할 수 있도록 하는 추적장치 등으로 구성되어 태양광 이동시 모듈 플레이트가 태양광 이동 방향에 따라 함께 이동되면서 태양광을 입사하도록 하게 된다.

상기한 구성중 태양광 모듈을 고정하여 태양광을 발전하는 모듈 플레이트와, 태양광 이동 방향에 따라 회전 또는 이동하면서 태양광을 입사하는 추적장치는 현재 다양한 방식으로 그 구조가 출시되어 사용되고 있다.

이러한 환경 친화적 태양광 발전시스템은 전력을 안정적으로 생산하여 공급해야 하는 전제 조건에 의해 양호한 태양 빛의 일사조건이 우선되며, 태양광 모듈의 설치 면적 확보 및 설치의 용이성, 간섭 정도 등의 조건을 만족하여야 하며, 종래에는 태양광 발전을 위한 태양광 모듈을 지붕 또는 옥상에 부착하는 형태로 설치하게 됨에 따라 태양광 입사 효율이 저하되고 또한 설치후 유지 보수가 힘든 문제점이 있었다.

또한, 최근에는 건축 구조물의 옥상 슬래브에 녹지 환경과 더불어 자가 동력을 위한 태양광 발전장치가 설치되고 있지만 태양광 발전장치의 경우 다수의 지지대를 통해 경사 각도로 설치해야 함에 따라 설치 비용이 많이 들어 원가가 손실되는 등의 문제점이 있어왔다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로,

본 발명의 목적은,

건축 구조물의 옥상 슬래브 즉, 슬래브 평면에 태양광 발전장치가 간편하고 안정되게 설치 될 수 있도록 함과 아울러 유지 보수가 간편하도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

건축 구조물의 옥상 슬래브에 다수개 고정되는 것이며, 중간 수평면과 양쪽 절곡단부에 형성되는 밀착면으로 이루어져 상기 밀착면이 슬래브 상면에 밀착되어 앵커볼트로 고정되는 앵커부재; 직사각 빔 형상으로 이루어지며 양단부가 각각 상기 앵커부재의 수평면에 올려져 결속수단을 통해 고정 결합되어 슬래브 상면에 배열되는 고정프레임; 상면에 태양광모듈이 배열 형성된 직사각 패널 형상으로 이루어지며, 상기 고정프레임과 직교되는 방향의 양쪽 단부 저면에 각각 상측 및 하측 힌지바가 결합되어 상기 고정프레임에 올려져 다수개 배열되는 모듈프레임; 상기 고정프레임을 감싸는 형태로 슬라이드 가능하게 결합되며 상측에 힌지홀이 형성되는 결속편과, 일단이 상기 하측 힌지바에 결합되고 타단에 힌지홀이 형성된 고정편과, 상기 결속편의 힌지홀과 상기 고정편의 힌지홀에 결합되는 힌지핀으로 이루어지는 힌지브래킷; 상기 고정프레임을 감싸는 형태로 슬라이드 가능하게 결합되는 이동편과, 일단이 상기 상측 힌지바에 결합되고 타단에 힌지홀이 형성된 고정편과, 일단이 상기 이동편에 힌지핀으로 결합되고 타단이 상기 고정편에 힌지핀으로 결합되어 상기 모듈프레임의 각도를 조절하는 조절바로 이루어지는 각도조절브래킷;을 포함하여 구성한다.

상기 결속수단은, 상기 앵커부재의 수평면 상면에 형성된 4개의 걸림홀을 통해 전후 또는 좌우 한 쌍으로 세워지도록 하되 중간 수평 절곡부가 상기 수평면의 저면에 걸림되며 양쪽 나사부가 상기 수평면에 형성되는 걸림홀 중 2개의 걸림홀을 통과하여 세워지는 "U" 형상의 체결볼트와, 상기 체결볼트의 나사부가 끼워지도록 양쪽에 나사홀이 형성되며 상기 나사부의 너트 조임시 상기 고정프레임을 상기 수평면에 고정되는 결속편으로 이루어진다.

또한, 상기 앵커부재의 수평면 중앙부분에 상하 관통되게 결합홀을 형성함이 바람직 할 것이다.

또한, 상기 앵커부재의 양쪽 밀착면에, 상기 앵커볼트의 외부 노출을 방지하도록 보호캡이 결합되며; 상기 보호캡은, 합성수지 소재로 이루어지고, 상기 앵커볼트가 통과되어 머리부가 걸림되도록 볼트홀이 형성되며, 상면에는 와셔 안내홈이 상향 개방되게 형성되고, 저면에는 패드 고정홈이 하향 개방되게 형성되는 고정부, 상기 앵커볼트의 머리부를 커버하게 되며 내벽 하단에 걸림돌기가 둘레를 따라 형성되어 상기 고정부의 외벽에 돌출 형성된 결합돌기에 걸림 고정되는 커버부, 일단이 상기 고정부의 하단에 연결되고 타단이 상기 커버부의 하단에 연결되어 상기 커버부(186)의 이탈을 방지하는 연결띠로 구성될 수 있다.

본 발명은,

첫째; 앵커부재, 고정프레임, 모듈프레임, 힌지브래킷, 각도조절브래킷을 통해 건축 구조물의 슬래브 평면에 태양광 발전장치를 간편하고 빠르게 설치할 수 있음은 물론 유지 보수 작업이 편리한 효과가 있다.

둘째; 각도조절브래킷을 통해 옥상 슬래브의 수평면에 대해 수평상태에서 45도 이상 선택적으로 각도를 조절하며 설치할 수 있어 태풍 등 풍압이 크게 발생되는 경우에는 수평상태로 하여 장치를 보호하고 또한 태양광 발전을 위한 경우에는 일정각도 경사지게 설치할 수 있는 효과가 있다.

셋째; 각도 조절을 통해 태양광의 집광 효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

넷째; 보호캡을 통해 앵커볼트가 노출되지 않도록 하여 구조물을 오랜기간 안전하게 보호할 수 있음은 물론 방수 기능을 갖는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치의 측면 구성도.
도 2는 도 1에서 일부분 확대시켜 도시한 확대도.
도 3은 도 1에서 "C" 부 확대 사시도.
도 4는 도 3에서 앵커부재의 평면도 및 앵커부재에 체결볼트가 결합된 상태의 일 실시예로서 도 4a는 앵커부재의 평면도, 도 4b는 체결볼트가 결합된 상태도.
도 5는 도 3에서 앵커부재의 평면도 및 앵커부재에 체결볼트가 결합된 상태의 다른 실시예로서 도 5a는 앵커부재의 평면도, 도 5b는 체결볼트가 결합된 상태도.
도 6은 도 4 또는 도 5에서 보호캡의 결합 및 분리 과정을 보인 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 설치 상태로서 옥상 슬래브의 평면에 모듈 플레임이 수평상태로 설치된 상태의 조립 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 설치 상태로서 옥상 슬래브의 평면에 대해 모듈 프레임이 경사각을 가지며 설치된 상태의 조립 구성도.
도 9는 도 3의 다른 실시예.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하며 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등은 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명은, 건축 구조물의 옥상 슬래브 수평면에 태양광 발전장치를 설치하기 위한 것이다.

본 발명은, 도 1 내지 도 8의 도시에 의하여 옥상 슬래브의 수평면에 다수개 고정되는 앵커부재(100)와, 직사각 빔 형상으로 이루어지며 상기 앵커부재(100)의 수평면에 올려져 고정되는 고정프레임(200)과, 태양광모듈(310)이 배열 형성되며 배열된 상기 고정프레임(200)의 상면에 올려져 배열되는 모듈프레임(300)과, 상기 고정프레임(200)에 대해 상기 모듈프레임(300)이 수평 또는 일정각도 경사지게 설치될 수 있도록 하는 힌지브래킷(400) 및 각도조절브래킷(500)을 포함하여 구성된다.

상기 앵커부재(100)는, 건축 구조물의 옥상 슬래브에 다수개 고정되는 것이며, 중간 수평면(110)을 기준으로 하여 양쪽이 절곡되며 절곡된 단부에 상기 슬래브의 수평면에 밀착되는 밀착면(120)이 형성되어 상기 밀착면(120)이 슬래브 상면에 앵커볼트(130)로 고정 결합된다.

상기 앵커부재(100)는 상기 옥상 슬래브의 수평면에 등간격으로 배열되며 상기 수평면(110)들에 상기 고정프레임(200)이 올려져 결합되게 된다.

상기 고정프레임(200)은, 직사각 빔 형상으로 이루어지며 양단부가 각각 상기 앵커부재(100)의 수평면에 올려져 결속수단(140)을 통해 고정 결합되어 슬래브 상면에 배열된다.

상기 결속수단(140)은, 상기 앵커부재(100)의 수평면(110) 상면에 형성된 4개의 걸림홀(114)을 통해 전후 또는 좌우 한 쌍으로 세워지도록 하되 중간 수평 절곡부가 상기 수평면의 저면에 걸림되며 양쪽 나사부가 상기 수평면(110)에 형성되는 걸림홀(114)들 중 양쪽 2개의 걸림홀을 통과하여 세워지는 "U" 형상의 체결볼트(142)와, 상기 체결볼트(142)의 나사부가 끼워지도록 양쪽에 나사홀이 형성되며 상기 나사부의 너트(146) 조임시 상기 고정프레임(200)을 상기 수평면(110)에 고정되는 결속편(44)으로 이루어진다.

이는, 상기 앵커부재(100)의 밀착면(120)에 결합 위치에 대해 간섭이 발생되는 경우 상기 체결볼트(142)의 방향 전환을 통해 상기 체결볼트(142)로 상기 고정프레임(200)을 결속시키도록 하기 위함이다.

다시말해, 상기 앵커부재(100)의 수평면(110)에 중간 결합홀(112)을 중심으로 전후 및 좌우 위치에 걸림홀(114)을 형성시키는 것은 상기 체결볼트(142)가 전후 또는 좌우에 형성된 걸림홀(114)에 선택적으로 결합 즉, 상기 고정프레임(200)의 방향에 대해 동일 방향 또는 직교되는 방향으로 설치되도록 하여 옥상 슬래브의 수평면에 간섭이 발생되는 경우 이를 피하며 고정될 수 있도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 앵커부재(100)의 수평면 중앙부분에는 상하 관통되게 형성된 결합홀(112)이 더 형성되도록 함이 가능하며, 상기 결합홀(112)은 상기 고정프레임(200)에 결합되는 너트에 도 9에 도시된 바와같이 직접 조임볼트(149)를 결합시키기 위한 것이다. 즉, 상기 결합홀(112)을 통해서만 상기 앵커부재(100)에 상기 고정프레임(200)을 조임볼트를 통해 고정시킬 수 있다.

상기 모듈프레임(300)은, 상면에 태양광모듈(310)이 배열 형성된 직사각 패널 형상으로 이루어지며, 상기 고정프레임(200)과 직교되는 방향의 양쪽 단부 저면에 각각 상측 및 하측 힌지바(320)(340)가 결합되어 상기 고정프레임(200)에 올려져 다수개 배열된다.

상기 상측 및 하측 힌지바(320)(340)는 그 외형이 상기 고정프레임(200)과 동일한 형상을 취하며 그 크기만 작게 형성될 수 있다. 그리고 각각 일측이 상기 고정프레임(200)에 용접 또는 체결구를 통해 결합 고정될 수 있고, 타측에 각각 후술될 고정편(430)(530)이 너트 결합 위치에서 볼트를 통해 결합된다.

상기 힌지브래킷(400)은, 상기 고정프레임(200)을 감싸는 형태로 슬라이드 가능하게 결합되며 상측에 힌지홀이 형성되는 결속편(420)과, 일단이 상기 하측 힌지바(340)에 결합되고 타단에 힌지홀이 형성된 고정편(430)과, 상기 결속편(420)의 힌지홀과 상기 고정편(430)의 힌지홀에 결합되는 힌지핀(440)으로 이루어진다.

그리고 상기 힌지브래킷(400)을 이루는 상기 결속편(420)은 고정볼트(460)를 통해 상기 고정프레임(200)에 임의의 위치에서 고정 결합된다.

상기 각도조절브래킷(500)은, 상기 고정프레임(200)을 감싸는 형태로 슬라이드 가능하게 결합되는 이동편(520)과, 일단이 상기 상측 힌지바(320)에 결합되고 타단에 힌지홀이 형성된 고정편(530)과, 일단이 상기 이동편(520)에 힌지핀(521)으로 결합되고 타단이 상기 고정편(530)에 힌지핀(531)으로 결합되어 상기 모듈프레임(300)의 각도를 조절하는 조절바(540)로 이루어진다.

그리고, 상기 각도조절브래킷(500)의 이동편(520)은 고정볼트(560)를 통해 상기 고정프레임(200)에 선택적으로 고정 결합되어 상기 조절바(540)의 이동을 제어할 수 있게 된다.

상기 힌지브래킷(400)의 고정편(430)과 상기 각도조절브래킷(500)의 고정편(530)은 동일한 것이며, 일측 양단부에 각각 걸림턱(555)이 돌출 형성되어 상기 걸림턱(555) 사이에 상기 상측 및 하측 힌지바(320)(340)가 각각 끼워져 밀착되게 되며 이때, 고정편을 볼트를 통해 상기 상측 및 하측 힌지바(320)(340)에 삽입된 너트에 결합된다.

다른 예로서, 상기 앵커부재(100)의 양쪽 밀착면(120)에, 상기 앵커볼트(130)의 외부 노출을 방지 및 부식이 방지될 수 있도록 보호캡(180)이 결합된다.

상기 보호캡(180)은, 합성수지 소재로 이루어지고, 상기 앵커볼트(130)가 통과되어 머리부가 걸림되도록 볼트홀(181)이 형성되며, 상면에는 와셔 안내홈(182)이 상향 개방되게 형성되고, 저면에는 패드 고정홈(183)이 하향 개방되게 형성되는 고정부(184)와, 상기 앵커볼트(130)의 머리부를 커버하게 되며 내벽 하단에 걸림돌기(187)가 둘레를 따라 형성되어 상기 고정부(184)의 외벽에 돌출 형성된 결합돌기(189)에 걸림 고정되는 커버부(186), 및 일단이 상기 고정부(184)의 하단에 연결되고 타단이 상기 커버부(186)의 하단에 연결되어 상기 커버부(186)의 이탈을 방지하는 연결띠(188)로 구성된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치는 건축 구조물의 옥상 평면에 설치시 먼저, 앵커부재(100)를 배열 고정시킨 상태에서 상기 앵커부재(100)의 상측에 고정프레임(200)을 결속수단(140)인 체결볼트(142)로 고정시킨다. 그런다음 모듈프레임(300)의 일측에 제공된 하측 힌지바(340)를 힌지브래킷(400)으로 힌지핀(440)을 통해 회전 가능하게 결합시키고 연속해서 상측 힌지바(320)에 조절바(540)를 힌지 결합시킨 다음 하측 각도조절 브래킷(500)을 이동편(520)을 통해 슬라이드 이동시킨 후 적정 각도에서 고정볼트(560)를 조임시키면 설치가 완료된다.

100: 앵커부재
110: 수평면 112: 결합홀
114: 걸림홀 120: 밀착면
130: 앵커볼트 140: 결속수단
142: 체결볼트 144: 결속편
146: 너트 180: 보호캡
184: 고정부 186: 커버부
188: 연결띠
200: 고정프레임
300: 모듈프레임 310: 태양광모듈
320: 상측 힌지바 340: 하측 힌지바
400: 힌지브래킷 420: 결속편
430: 고정편 440: 힌지핀
500: 각도조절브래킷
520: 이동편 521: 힌지핀
530: 고정편 531: 힌지핀
540: 조절바

Claims (4)

1. 건축 구조물의 옥상 슬래브에 다수개 고정되는 것이며, 중간 수평면(110)과 양쪽 절곡단부에 형성되는 밀착면(120)으로 이루어져 상기 밀착면(120)이 슬래브 상면에 밀착되어 앵커볼트(130)로 고정되는 앵커부재(100);
   직사각 빔 형상으로 이루어지며 양단부가 각각 상기 앵커부재(100)의 수평면에 올려져 결속수단(140)을 통해 고정 결합되어 슬래브 상면에 배열되는 고정프레임(200);
   상면에 태양광모듈(310)이 배열 형성된 직사각 패널 형상으로 이루어지며, 상기 고정프레임(200)과 직교되는 방향의 양쪽 단부 저면에 각각 상측 및 하측 힌지바(320)(340)가 결합되어 상기 고정프레임(200)에 올려져 다수개 배열되는 모듈프레임(300);
   상기 고정프레임(200)을 감싸는 형태로 슬라이드 가능하게 결합되며 상측에 힌지홀이 형성되는 결속편(420)과, 일단이 상기 하측 힌지바(340)에 결합되고 타단에 힌지홀이 형성된 고정편(430)과, 상기 결속편(420)의 힌지홀과 상기 고정편(430)의 힌지홀에 결합되는 힌지핀(440)으로 이루어지는 힌지브래킷(400);
   상기 고정프레임(200)을 감싸는 형태로 슬라이드 가능하게 결합되는 이동편(520)과, 일단이 상기 상측 힌지바(320)에 결합되고 타단에 힌지홀이 형성된 고정편(530)과, 일단이 상기 이동편(520)에 힌지핀(521)으로 결합되고 타단이 상기 고정편(530)에 힌지핀(531)으로 결합되어 상기 모듈프레임(300)의 각도를 조절하는 조절바(540)로 이루어지는 각도조절브래킷(500);
   을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 결속수단(140)은,
   상기 앵커부재(100)의 수평면(110) 상면에 형성된 4개의 걸림홀(114)을 통해 전후 또는 좌우 한 쌍으로 세워지도록 하되 중간 수평 절곡부가 상기 수평면의 저면에 걸림되며 양쪽 나사부가 상기 수평면에 형성되는 걸림홀 중 2개의 걸림홀을 통과하여 세워지는 "U" 형상의 체결볼트(142)와,
   상기 체결볼트(142)의 나사부가 끼워지도록 양쪽에 나사홀이 형성되며 상기 나사부의 너트(146) 조임시 상기 고정프레임(200)을 상기 수평면(110)에 고정되는 결속편(144)으로 이루어짐을 특징으로 하는 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 앵커부재(100)의 수평면 중앙부분에 상하 관통되게 형성된 결합홀(112)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 앵커부재(100)의 양쪽 밀착면(120)에,
   상기 앵커볼트(130)의 외부 노출을 방지하도록 보호캡(180)이 결합되며;
   상기 보호캡(180)은,
   합성수지 소재로 이루어지고, 상기 앵커볼트(130)가 통과되어 머리부가 걸림되도록 볼트홀이 형성되며, 상면에는 와셔 안내홈이 상향 개방되게 형성되고, 저면에는 패드 고정홈이 하향 개방되게 형성되는 고정부(184),
   상기 앵커볼트(130)의 머리부를 커버하게 되며 내벽 하단에 걸림돌기가 둘레를 따라 형성되어 상기 고정부(184)의 외벽에 돌출 형성된 결합돌기에 걸림 고정되는 커버부(186),
   일단이 상기 고정부(184)의 하단에 연결되고 타단이 상기 커버부(186)의 하단에 연결되어 상기 커버부(186)의 이탈을 방지하는 연결띠(188),
   로 구성됨을 특징으로 하는 평 지붕 각도조절식 태양광 발전장치.
   

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