KR20150004038U - 태양광발전장치 설치대용 기초지주 - Google Patents

Abstract

본 고안은 태양광발전장치 설치대용 기초지주에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본체의 외주연 상단부에서 하단부까지 나선부가 돌출 형성되고 내측이 빈 중공형으로 이루어져 지표면을 뚫고 지하로 일정깊이 박혀 고정되되, 본체의 상단 내측에는 주변 지반에 본체 상단부를 견고하게 고정시킬 수 있도록 하향 경사진 방향으로 상호 엇갈리면서 그 하단부가 본체를 관통하여 외측으로 돌출되어 지반에 박히는 복수개의 보조스크류바가 설치되고, 본체의 내측 빈 중공부에는 타설콘크리트가 충진되어 성형된 후 지표면 상부로 돌출된 상단부에 태양광발전장치 설치대가 고정될 수 있도록 구성되는 것을 태양광발전장치 설치대용 기초지주에 관한 것이다.

Description

태양광발전장치 설치대용 기초지주{Basic prop for the solar-power system}

본 고안은 태양광발전장치 설치대용 기초지주에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지상에 설치되는 태양광발전장치 설치대의 견고한 지지와 지반 상태에 의해 크게 영향을 받지 않으면서 태양광발전장치의 설치에 따른 토목작업을 최소화하여 공사기간을 최대한 단축시킬 수 있도록 하는 태양광발전장치 설치대용 기초지주에 관한 것이다.

화석에너지의 사용에 따른 각종 환경오염발생 및 지구온난화, 환경파괴 등으로 인해 대체에너지원의 개발에 많은 연구가 진행되고 있으며, 근래에서는 청정 에너지원이라 할 수 있는 태양광, 태양열, 풍력, 조력 등의 자연에너지를 이용한 발전장치 및 그 설비들의 시공과 이용이 점진적으로 확대되고 있는 추세에 있다.

이러한 다양한 청정에너지원 중 태양광을 이용한 발전장치는 다수의 태양전지를 어레이 시켜 태양광을 수광하여 전기를 생산하는 설비로, 특히 국토면적이 좁으면서 지하자원이 부족한 국내에서의 이용은 향후에도 더욱 증가할 것으로 예상되고 있다.

태양광발전장치는 다수의 태양광모듈을 발전용량에 따라 직렬로 배치하여 시공하게 되는데, 통상 지면에서 일정 높이 설치되는 태양광발전설치대에 가로 설치되는 가로대에 고정 설치된다.

태양광모듈을 일정 높이로 고정 지지하는 태양광발전장치 설치대는 설치될 태양모듈만큼 일정 간격으로 다수개가 지면에 고정설치되는데, 이러한 태양광발전장치 설치대를 고정하기 위해 지면에 기초 콘크리트물이 시공되어 태양광발전장치 설치대의 하부가 기초 콘크리트물에 고정된 앙카볼트에 체결 고정된다.

따라서, 태양광발전장치의 시공시 태양광모듈을 고정 지지하는 태양광발전장치 설치대들을 설치하는 작업이 무엇보다도 중요하고, 이러한 태양광발전장치 설치대들을 설치하기 위한 준비 공정으로 터파기를 한 후 콘크리트를 타설하여 기초 콘크리트물을 완성하고, 콘크리트 타설 전에 앙카볼트 등을 사전에 필요한 갯수만큼 설치하여 콘크리트 성형시 앙카볼트도 콘크리트와 일체로 성형되도록 하여 콘크리트 성형 후 앙카볼트에 태양광발전장치 설치대의 하단부를 고정 결합시킨다.

이와 같이 다수개의 태양광발전장치 설치대를 설치하기 위한 기초적인 토목공사에 많은 시간과 비용이 소요되고, 콘크리트 타설시 앙카볼트 등이 흔들려서 제대로 제위치를 잡지 못하는 문제점 등이 발생되었다.

또한, 지반을 일정 깊이로 굴착하여 태양광발전장치 설치대 또는 기초지주를 매립 설치하는 경우, 설치 후 지반의 상태나 주변 환경여건에 따라 지반에 매립된 태양광발전장치 설치대의 하단이나 기초지주가 흔들려 본래 위치에서 이탈되어 태양광모듈을 고정하는 상부측이 기울어지거나 흔들리게 되어 태풍이나 강풍시에 파손되는 문제점 등이 발생되고, 이로 인해 막대한 경제적 피해가 발생할 확률이 높았다.

- 한국특허등록 제10-1108269호(등록일: 2012.01.13, 발명의 명칭: 앙카볼트 고정용 지그 및 이를 이용한 태양광 발전모듈 지지용 지주의 시공방법) - 한국특허등록 제10-1109137호(등록일: 2012.01.17, 발명의 명칭: 태양광 발전장치 및 이의 시공방법) - 한국특허등록 제10-1026347호(등록일: 2011.03.25, 발명의 명칭: 태양광 발전 모듈의 설치대)

본 고안은 종래의 태양광 발전장치의 설치대 설치시 발생되었던 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 태양광발전장치 설치대를 견고하게 받쳐주면서 지반의 형상이나 주변여건에 크게 좌우되지 않으면서 수직지주를 안정되게 지지하도록 하고, 토목공사기간을 단축시켜 태양광발전장치의 시공성을 높일 수 있도록 하는 태양광발전장치 설치대용 기초지주를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

또한, 태양광발전장치의 설치 후 태풍이나 강풍이 불어 설치대에 큰 횡압력이 작용하는 경우에도 지상의 태양광설치대가 지면에서 쉽게 흔들리지 않도록 하여 자연재해에 따른 피해 발생을 최소화하도록 하는 태양광발전장치 설치대용 기초지주를 제공하고자 하는데 또 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 따른 태양광발전장치 설치대용 기초지주는 본체의 외주연 상단부에서 하단부까지 나선부가 돌출 형성되고 내측이 빈 중공형으로 이루어져 지표면을 뚫고 지하로 일정깊이 박혀 고정되되, 본체의 상단 내측에는 주변 지반에 본체 상단부를 견고하게 고정시킬 수 있도록 하향 경사진 방향으로 상호 엇갈리면서 그 하단부가 본체를 관통하여 외측으로 돌출되어 지반에 박히는 복수개의 보조스크류바가 설치되고, 본체의 내측 빈 중공부에는 타설콘크리트가 충진되어 성형된 후 지표면 상부로 돌출된 상단부에 태양광발전장치 설치대가 고정될 수 있도록 구성된다.

특히, 상기 본체는 상단부에서 하단부로 그 내경이 점점 줄어드는 원추형 콘 형상으로 이루어지고, 본체의 외주연에 돌출 형성된 상기 나선부 사이에는 본체의 내부로 투입되는 타설콘크리트가 외부로 유출되어 본체의 외측에서 양생이 이루어짐으로써 본체가 지표면의 수직방향에 대한 저항력을 증대시킬 수 있도록 복수개의 관통부가 형성된 구조로 이루어진다.

또한, 상기 본체의 상단 내측으로 서로 엇갈리게 설치되는 복수개의 보조스크류바의 외주연에는 상하 양단이 기초지주의 상단과 측벽에 고정 또는 관통되어 고정 설치되어 상기 보조스크류바가 그 내측을 관통하여 끼움 설치된 구조로 이루어진다.

또한, 상기 본체의 외주연 나선부 사이에 형성된 관통부 하단측에는 기초지주의 내부로 투입되는 타설콘크리트가 관통부를 통해 기초지주의 외측 상방으로 유출되도록 하는 파단돌기가 상기 관통부의 외측으로 형성된 구조로 이루어진다.

상술한 본 고안에 따른 태양광발전장치 설치대용 기초지주는 본체의 외주면에 나선형 스크류가 일체로 형성되어 있어서 지반굴착작업이 필요없이 곧바로 태양광발전장치를 설치하고자 하는 지점에 별도의 회전장치를 이용하여 지반에 박아 태양광발전장치의 설치대를 설치할 수 있어 태양광발전장치를 설치하기 위해 실시하는 대규모의 토목공사를 간소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체적인 작업기간을 단축시켜 경제적인 시공이 가능하도록 한다.

또한, 설치된 기초지주의 내부로 콘크리트를 타설하여 지반내에서 기초지주가 안정되게 중심을 잡을 수 있도록 구성됨은 물론 외주연에 복수개의 형성된 관통공을 통해서 타설콘크리트가 기초지주 외측으로 유출되어 경화되면서 기초지주의 수직방향으로 작용하는 외력에 충분히 견딜 수 있도록 하여 태양광발전장치의 설치대를 견고하게 지지할 수 있도록 한다.

또한, 본 고안의 기초지주는 그 상단부에서 서로 다른 방향으로 경사지게 복수개의 보조스크류바가 설치되어 기초지주 상단측이 지반에 대해 안정되게 고정될 수 있도록 하여 태양광발전장치 설치대의 횡방향으로 작용하는 각종 횡압력에 의한 외력작용시에도 본래 위치를 견고하게 유지될 수 있도록 한다.

도 1은 본 고안에 따른 태양광발전장치 설치대용 기초지주의 외관사시도,
도 2는 본 고안에 따른 태양광발전장치 설치대용 기초지주의 분리사시도,
도 3은 도 1의 A-A선에 따른 수직 절단단면도,
도 4 및 도 5는 본 고안에 따른 태양광발전장치 설치대용 기초지주가 지반에 매립 설치된 상태의 측단면도와 평면도,
도 6은 지반에 매립 설치된 본 고안의 기초지주 내부에 콘크리트가 타설된 상태도,
도 7은 본 고안의 기초지주가 설치된 상면에 수직지주가 설치된 상태도이다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하면서 본 고안의 구체적인 실시예에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 태양광발전장치 설치대용 기초지주(10)의 외관상태를 도시하고 있으며, 도 2는 도 1의 기초지주(10)에 구비되는 일부 구성을 분리 도시하고 있다.

본 고안에 따른 태양광발전장치 설치대용 기초지주(10)는 별도의 회전동력장치를 이용하여 태양광모듈이 설치될 장소에 별도의 지하굴착작업이 필요없이 곧바로 지표면에서 지하로 박아넣어 고정시킨 후에 지표면 상부로 노출된 상단부에 태양광모듈이 설치될 태양광발전장치 설치대를 고정시킬 수 있도록 하는 것이다.

즉, 본 고안에 따른 기초지주(10)는 도면에 도시된 바와 같이 본체(11)의 전체적인 형상이 상부에서 하부측으로 그 내경이 점점 줄어드는 상광하협 구조로 이루어지면서, 그 내측이 빈 중공 형상으로 이루어지고, 본체(11)의 외주면에는 상단부에서 하단부까지 일정 높이와 피치를 갖는 나선부(12)가 연속 형성된 스크류 형상으로 이루어져 있다.

또한, 본 고안의 기초지주(10)는 그 본체(11)의 상단부 내측에 하향 경사진 방향으로 상호 엇갈리면서 복수개의 보조스크류바(20)가 설치되되, 상기 보조스크류바(20)는 그 하단부가 본체(11)를 관통하여 외부로 일정길이 돌출되는 길이를 갖도록 구성되어 기초지주(10)의 주변 지반에 박힘으로써 기초지주(10)의 상단부측에 작용하는 각종 횡압력에 충분히 견딜 수 있는 구조로 이루어진다.

즉, 상기 보조스크류바(20)는 기초지주(10)의 상단부가 지반에 매립 고정된 상태에서 외력에 의해 그 상단부가 유동되는 것을 견고하게 지지할 수 있도록 하기 위해 설치되는 것으로, 그 상단부는 본체(11)의 상부로 일정 길이 돌출되어 별도의 가로대에 의해 상호간에 결합되는 구조로 이루어지고, 그 하단부는 본체(11)를 관통하여 본체(11)의 외측으로 일정길이 돌출되어 본체(11)의 주변 지반에 박혀 본체(11)의 상단부에 설치되는 태양광발전장치에 각종 횡압력이 작용하더라도 견고하게 지지할 수 있는 구조를 제공하게 된다.

한편, 상기 본체(11)의 내측 상단에서 복수개의 보조스크류바(20)가 상호 엇갈리게 설치될 때, 일정 길이를 갖는 상기 보조스크류바(20)의 설치 편리를 위해 본체(11)의 내측으로 상기 보조스크류바(20)를 감싸는 안내파이프(22)가 설치된다.

즉, 상기 안내파이프(22)는 본체(11)의 제작과정에서 본체(11)의 상단 내측 부위에 일정 각도로 상호 엇갈리게 고정 설치된 후에 현장에서 본체(11)를 지반에 박은 후에 보조스크류바(20)를 안내파이프(22)에 끼워 넣은 후에 본체(11)의 외측으로 돌출되는 하단부만이 지반에 박혀 고정될 수 있도록 구성된다.

물론, 현장에서 본체(11)의 설치 편리를 위해 상기 안내파이프(22)를 본체(11)에 결합시키지 않고 안내파이프(22)가 설치될 위치에 설치공을 관통시킨 후에 현장에서 본체(11)를 지반에 박음 설치한 후에 안내파이프(22)를 결합시키고 보조스크류바(20)를 고정 설치할 수도 있다.

그리고, 상기 본체(11)의 외주연에 형성된 나선부(12) 사이에는 일정 간격으로 관통부(14)가 형성되며, 상기 관통부(14)는 그 방향이 기초지주(10)의 외측 상방을 향하도록 개구된 구조로 이루어진다.

따라서, 상기 관통부(14)가 형성되면서 파단된 상부가 본체(11)의 외측으로 돌출되는 파단돌기(16)가 형성되도록 구성되어 기초지주(10)의 내부로 타설콘크리트가 충진될 때 본체(11)의 내부에 충진되는 일부 타설콘크리트가 상기 관통부(14)를 통해 본체(11)의 외부로 빠져나가 경화된 후에 본체(11)를 추가로 잡아주는 보조 지지대 역할을 하도록 구성된다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안에 따른 기초지주(10)의 결합상태 단면이 도 3에 도시되어 있고, 도 4 및 도 5에는 본 고안에 따른 기초지주가 지반에 매립 설치된 지반(E)의 측단면도와 평면도를 각각 도시하고 있으며, 도 6은 지반에 매립 설치된 기초지주의 본체 내부에 타설콘크리트(C′)가 충진된 상태를 각각 도시하고 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 기초지주(10)는 지반에 본체(11)가 스크류방식으로 박힌 상태에서 그 내측 상단부에 서로 교차되는 방향으로 복수개의 보조스크류바(20)가 결합된 후 본체(11)의 외측으로 돌출된 보조스크류바의 말단이 주변 지반에 박혀 고정상태가 유지되며, 이러한 상태에서 본체(11)의 내측으로 타설콘크리트(C′)가 충진되어 경화됨으로써 기초지주(10)가 지하에서 일정한 중량감을 갖고 고정될 수 있도록 한다.

그리고, 도 6과 같이 기초지주(10)가 설치된 후, 기초지주(10)의 본체(11) 내부의 타설콘크리트(C′)가 양생된 후에 지반(E) 상부로 노출된 보조스크류바(20)에는 별도의 가로대(35)와 앵커볼트(37) 등이 결합된 후에 콘크리트가 타설되어 콘크리트기초물(C)을 성형시킨 후에 태양광발전장치 설치대(40)가 설치되고, 태양광발전장치설치대(40)의 상부에 태양광모듈(50)이 고정 설치되는 것으로, 이의 설치상태에 따른 측면도가 도 7에 간략하게 도시되어 있다.

10 : 기초지주 11 : 본체
12 : 나선부 14 : 관통부
16 : 파단돌기 20 : 보조스크류바
22 : 안내파이프 35 : 가로대
37 : 앵커볼트 40 : 태양광발전장치 설치대
50 : 태양광모듈 C : 콘크리트기초물
C′: 타설 콘트리트 E : 지반

Claims (4)

1. 본체의 외주연 상단부에서 하단부까지 나선부가 돌출 형성되고 내측이 빈 중공형으로 이루어져 지표면을 뚫고 지하로 일정깊이 박혀 고정되되.
   본체의 상단 내측에는 주변 지반에 본체 상단부를 견고하게 고정시킬 수 있도록 하향 경사진 방향으로 상호 엇갈리면서 그 하단부가 본체를 관통하여 외측으로 돌출되어 지반에 박히는 복수개의 보조스크류바가 설치되고,
   본체의 내측 빈 중공부에는 타설콘크리트가 충진되어 성형된 후 지표면 상부로 돌출된 상단부에 태양광발전장치 설치대가 고정될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치 설치대용 기초지주.
2. 제1항에 있어서,
   상기 본체는 상단부에서 하단부로 그 내경이 점점 줄어드는 원추형 콘 형상으로 이루어지고,
   본체의 외주연에 돌출 형성된 상기 나선부 사이에는 본체의 내부로 투입되는 타설콘크리트가 외부로 유출되어 본체의 외측에서 양생이 이루어짐으로써 본체가 지표면의 수직방향에 대한 저항력을 증대시킬 수 있도록 복수개의 관통부가 형성된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치 설치대용 기초지주.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 본체의 상단 내측으로 서로 엇갈리게 설치되는 복수개의 보조스크류바의 외주연에는 상하 양단이 기초지주의 상단과 측벽에 고정 또는 관통되어 고정 설치되어 상기 보조스크류바가 그 내측을 관통하여 끼움 설치된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치 설치대용 기초지주.
4. 제2항에 있어서,
   상기 본체의 외주연 나선부 사이에 형성된 관통부 하단측에는 기초지주의 내부로 투입되는 타설콘크리트가 관통부를 통해 기초지주의 외측 상방으로 유출되도록 하는 파단돌기가 상기 관통부의 외측으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양광발전장치 설치대용 기초지주.

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