KR20150077072A - 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수 개의 부유식 태양광발전장치의 부유본체들을 용이하게 결합할 수 있고 수면으로 전파되는 파동(예를 들어, 파도 등)에 대해 상기 부유본체들의 결합상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은, 태양전지모듈과 상기 태양전지모듈을 지지하며 수상에 부유하는 부유본체를 포함하는 태양광발전장치가 복수 개 결합된 부유식 결합구조체로서, 복수 개의 부유본체 각각의 모든 측면에서 상기 부유본체의 두께 방향으로 형성된 레일형 삽입홈과; 상기 복수 개의 부유본체 중 서로 인접한 두 개의 부유본체에 구비되며 대향되게 배치되는 두 개의 레일형 삽입홈에 삽입되고, 상기 두 개의 부유본체를 연결하는 복수 개의 커플링부재;를 포함하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체에 관한 것이다.

Description

복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체{FLOATING TYPE COMBINED STRUCTURE COMBINING A PLURALITY OF FLOATING TYPE SOLAR PHOTOVOLTAIC POWER GENERATORS}
본 발명은 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체에 관한 것으로서, 복수 개의 부유식 태양광발전장치의 부유본체들을 용이하게 결합할 수 있고 수면으로 전파되는 파동(예를 들어, 파도 등)에 대해 상기 부유본체들의 결합상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체에 관한 것이다.
에너지 문제와 결부되어 신재생 에너지의 개발 및 이용이 활발히 이루어지고 있다. 이 중 태양광 발전은 다른 에너지를 이용하는 발전 방법에 비해 설치 및 운영이 용이하고, 비교적 안정적인 발전전력의 확보가 가능하여 가장 많은 관심을 받고 있으며, 설치 및 운영 비중도 상대적으로 큰 편이다.
이러한 태양광 발전은 태양광을 받아 광전효과에 의해 전력을 생산하는 태양전지와 태양전지에서 생산된 발전전력을 교류전력으로 변환하거나, 변승된 직류전력으로 변환하는 변환기를 기본으로 하여 구성된다.
이 태양광 발전은 타 발전방법에 비해 상대적으로 설치 및 운영이 용이하고 빠른 설치가 가능한 장점은 있으나, 발전량이 설치 면적에 비례하기 때문에 원하는 발전량을 확보하기 위해서는 설치 및 운영을 위한 부지의 확보가 필연적이다. 하지만, 입지조건에 부합하는 부지의 확보가 용이하지 않은 실정이다.
이와 같은 어려움을 회피하여 발전부지를 확보하기 위해 건물의 벽면, 지붕 및 소규모 나대지를 이용하는 방법이 이용되고 있으며, 이를 통해 다소의 부지 확보가 가능해졌다. 그렇지만 이 역시 태양전지 구조물의 설치 및 이를 위한 설계의 어려움과 이로 인한 발전단가의 상승을 야기하고 있으며, 소규모 발전시설의 난립으로 인해 유지 관리의 어려움이 증가하는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 강, 호수, 저수지와 같은 수상과 해상에 설치하여 운영하는 방안이 모색되고 있다.
수상 및 해상 공간은 일부 공간만이 양식장 또는 레저 공간으로 이용되고 있어, 육상부지에 비해 막대한 면적의 부지를 발전설비의 운영공간으로 확보할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
하지만, 이러한 기대와는 달리 수상 및 해상 공간에 실제적으로 태양광 발전 설비가 설치되어 운영되는 비율을 매우 저조한 실정이다. 왜냐하면, 태양광 발전은 태양광의 입사량이 변동되는 요인, 즉, 입사각의 변화, 구름과 같은 음영의 발생, 공기 중의 물 또는 먼지 입자와 같은 요인에 의해 발전량이 크게 변화한다. 그런데 수상 또는 해상에서는 이와 같이 태양광의 전지면 입사량을 저해하는 요소들이 육상에 비해 많으며 특히, 태양전지가 수면 또는 해면의 파동에 따라 요동하게 되어 발전량을 최적으로 유지하는게 매우 어렵기 때문이다. 더욱이, 복수의 태양전지 구조물을 수면(이하에서는 '수면'이라 함은 '강', '호수', '하천', '저수지'와 같은 '수상' 및 '해상'의 의미도 포함하는 것으로 가정하기로 한다.)에 안정정으로 부유시키는 것 또한 해상 태양광 발전의 운영을 곤란하게 하는 한 요인으로 작용한다.
특히, 수면에 부상하는 부유식 태양광발전장치의 경우 지면설치형 태양광발전장치에 비해 수면 또는 해면의 파동이나 태풍 등의 자연현상 등에 의한 외력이 작용하므로, 수면에 부상하는 부유체에 태양전지모듈을 지지하는 지지체를 고정할 때 수면 또는 해면의 파동이나 태풍 등의 자연현상 등에 의한 외력에 대해서도 지지체와 부유체를 서로 견고하게 고정할 수 있어야 한다는 문제점이 존재하여 왔다.
특히, 복수 개의 부유식 태양광발전장치를 전체적으로 결합하여 수면 상에서 보다 안정적으로 설치위치에 고정될 수 있도록 하는 방안이 모색되고 있다.
이를 위하여, 종래기술에 따른 복수 개의 부유식 태양광발전장치의 결합구조체는 복수 개의 부유본체에 브라켓 등을 이용하여 결합되도록 구성되었다.
그러나, 이렇게 브라켓 등으로 복수 개의 부유본체를 연결하는 경우, 브라켓과 같은 연결수단은 진동이나 외력을 흡수하거나 상쇄하는 감쇠기능을 전혀 구비하고 있지 않으므로, 수면을 따라 전파되는 파동이나 강풍 등의 외력으로 인해 브라켓에 주기적인 스트레스를 가하게 되어 브라켓이 쉽게 파손되는 문제점이 존재하여 왔고, 이로 인해 결합구조물의 연결이 용이하게 해제되는 문제점이 존재하여 왔다.
또한, 브라켓 등을 이용하여 복수 개의 부유본체를 연결하는 경우, 브라켓을 설치위치에 안착한 후 체결용 볼트 및 너트를 체결하거나 또는 리벳가공을 실행하여야 하는 설치상의 어려움이 존재하여 왔다. 즉, 종래기술에 따른 복수 개의 부유식 태양광발전장치의 결합구조체는 결합작업이 용이하지 않다는 문제점을 가지고 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하는 부유식 태양광발전장치를 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 복수 개의 부유식 태양광발전장치를 용이하게 결합할 수 있는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 복수 개의 부유식 태양광발전장치 사이의 결합력을 향상시킬 수 있는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 수면으로 전파되는 파동(예를 들어, 파도 등) 또는 강풍 등의 외력에 대해 상기 부유본체들의 결합상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 유지보수비용이 절감될 수 있는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 태양전지모듈과 상기 태양전지모듈을 지지하며 수상에 부유하는 부유본체를 포함하는 태양광발전장치가 복수 개 결합된 부유식 결합구조체로서, 복수 개의 부유본체 각각의 모든 측면에서 상기 부유본체의 두께 방향으로 형성된 레일형 삽입홈과; 상기 복수 개의 부유본체 중 서로 인접한 두 개의 부유본체에 구비되며 대향되게 배치되는 두 개의 레일형 삽입홈에 삽입되고, 상기 두 개의 부유본체를 연결하는 복수 개의 커플링부재;를 포함하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체를 제공할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 부유본체는 네 개의 측면을 구비하는 직육면체 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 부유본체는 정사각형 형상의 횡단면을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 레일형 삽입홈은 상기 부유본체의 상면 테두리부분에서부터 소정 깊이까지 두께방향으로 형성되고, 상기 레일형 삽입홈은, 상기 부유본체의 모서리로부터 소정 거리 이격되어 배치되고 좌우방향으로 소정 길이의 폭으로 길게 형성된 제1 삽입부와, 상기 제1 삽입부의 외측면에서부터 상기 부유본체의 모서리까지 연통되며 상기 제1 삽입부의 폭보다 작은 폭으로 형성된 제2 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 커플링부재는, 상기 레일형 삽입홈에 삽입되고, 상기 레일형 삽입홈의 형상에 대응되는 형상을 구비하며, 서로 소정거리 이격되어 대향하는 두 개의 부유본체 고정부와; 양단부에서 상기 두 개의 부유본체 고정부를 탈착가능하게 고정하는 중간연결부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 중간연결부는, 상기 두 개의 부유본체 고정부가 대향하는 방향 및 상기 대향하는 방향의 반대방향으로 소정 범위만큼 탄성변형하도록 구성된 탄성변형부와; 상기 탄성변형부의 양단부에 구비되며, 상기 부유본체 고정부를 관통하여 고정하며, 소정의 길이의 나사산이 형성된 두 개의 체결단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 중간연결부는, 상기 체결단부가 상기 부유본체 고정부를 관통한 상태에서 상기 부유본체 고정부의 내측 및 외측에서 상기 체결단부에 체결되는 내측 너트 및 외측 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 부유본체 고정부의 상부에는 손잡이가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 레일형 삽입홈은, 상기 부유본체의 모서리로부터 소정 거리 이격되어 배치되고 좌우방향으로 소정 길이의 폭으로 길게 형성된 제1 삽입부와, 상기 제1 삽입부의 외측면에서부터 상기 부유본체의 모서리까지 연통되며 상기 제1 삽입부의 폭보다 작은 폭으로 형성된 제2 삽입부를 포함하고, 상기 커플링부재는, 상기 제1 삽입부에 삽입되며 상기 제1 삽입부의 형상에 대응되는 형상을 구비하는 두 개의 부유본체 고정부와, 상기 제2 삽입부에 삽입되며 상기 두 개의 부유본체 고정부를 연결하며 소정 범위의 탄성변형하도록 구성된 중간연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 제1 삽입부의 너비는 상기 부유본체 고정부의 두께보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 커플링부재는, 상기 중간연결부에 압축 탄성복원력이 가해지는 상태로 상기 레일형 삽입홈에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 부유본체는, 각각의 측면에서 반구형상으로 돌출된 적어도 하나 이상의 위치결정돌출부와, 상기 위치결정돌출부와 대응되는 형상 및 크기를 구비하는 적어도 하나 이상의 위치결정홈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 부유본체는, 일측면의 상부에서 상기 레일형 삽입홈의 양쪽에 각각 상기 위치결정돌출부를 구비하고, 일측면의 하부에서 상기 레일형 삽입홈의 양쪽에 각각 상기 위치결정홈을 구비하고, 상기 일측면의 반대측면인 타측면의 상부에서 상기 레일형 삽입홈의 양쪽에 각각 상기 위치결정홈을 구비하고, 상기 타측면의 하부에서 상기 레일형 삽입홈의 양쪽에 각각 상기 위치결정돌기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 부유식 결합구조체는 상기 부유식 결합구조체의 측면 전체를 둘러싸는 와이어로 결합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 바람직하게는, 상기 복수 개의 부유본체 각각의 모든 측면에는, 상기 와이어의 일정부분이 수용되는 와이어홈이 상기 부유본체의 좌우 길이방향을 따라서 구비되는 것을 특징으로 한다.
전술한 과제해결수단의 의하면, 본 발명은 복수 개의 부유식 태양광발전장치를 용이하게 결합할 수 있다. 즉, 본 발명은 복수 개의 부유식 태양광발전장치의 결합작업을 용이하게 할 수 있어, 결합시간을 단축시킬 수 있으므로 작업자의 편의성을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 복수 개의 부유식 태양광발전장치 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 수면으로 전파되는 파동(예를 들어, 파도 등) 또는 강풍 등의 외력에 대해 상기 부유본체들의 결합상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 유지보수비용을 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 결합구조체에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유본체의 결합상태에 대한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유본체 및 커플링부재에 대한 개략적인 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유본체의 작동상태에 대한 개략적인 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링부재에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 도면번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때에 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다. 그러나 당업자라면 이러한 상세 사항들을 쉽게 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 결합구조체(2000)에 대한 개략적인 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부유식 결합구조물은 복수 개의 부유식 태양광발전장치(1000)를 포함하고, 상기 복수 개의 부유식 태양광발전장치(1000)는 서로 측면이 맞닿은 상태로 하나의 결합구조체(2000)로서 연결되어 있다.
우선, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광발전장치(1000)는, 수면 또는 수상에 부유하는 부유본체(200)와, 태양전지모듈(100)을 지지하는 고정부재(300)와, 상기 부유본체(200)와 상기 고정부재(300)를 고정적으로 결합시키는 결합부재를 포함한다.
상기 부유본체(200)는 내부에 부력을 증가시키는 중공공간(200a)을 포함한다. 즉, 상기 부유본체(200)는 상면과 하면 사이에서 중공(中空)공간을 구비한다.
상기 부유본체(200)는 판형의 직육면체로 구성된다.
바람직하게는, 상기 중공공간(200a) 내에는, 스티로폼 등의 발포제로 구성된 부유부재가 충진될 수 있다.
상기 고정부재(300)는 상부에서 태양전지모듈(100)을 지지하고 하부에서 상기 부유본체(200)에 고정되도록 구성된다.
상기 복수 개의 부유식 태양광발전장치(1000)는 각각의 부유본체(200)의 측면을 통하여 서로 연결되어 있다. 구체적으로, 상기 복수 개의 부유식 태양광발전장치(1000)는 각각의 부유본체(200)의 측면이 서로 맞닿아 있고, 이렇게 서로 맞닿아 있는 부유본체(200)들의 측면에는 커플링부재(500)가 결합되어 상기 서로 맞닿아 있는 (즉, 이웃한) 부유본체(200)들을 결합한다.
바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 부유식 결합구조체(2000)는 상기 부유식 결합구조체(2000)의 측면 전체를 둘러싸는 와이어(w)로 추가로 결합될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 부유본체(200) 중 상기 부유식 결합구조체(2000)의 테두리영역에 배치되는 부유본체(200)들의 외측면들 전체를 와이어(w)로 둘러싼 후 와이어(w)에 인장력을 가하여 부유본체(200)들 사이의 상호 결합력을 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 부유식 결합구조체(2000)에서 부유본체(200)들의 결합방식에 대하여 보다 구체적으로 기술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유본체(200)의 결합상태에 대한 개략적인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부유본체(200) 및 커플링부재(500)에 대한 개략적인 사시도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부유본체(200)의 작동상태에 대한 개략적인 종단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부유본체(200)는 레일형 삽입홈(210)을 포함하고, 서로 이웃하여 측면이 맞닿아 있는 두 개의 부유본체(200)의 레일형 삽입홈(210)들은 서로 맞닿아 후술할 커플링부재(500)가 삽입될 수 있는 삽입공간을 형성하고, 상기 커플링부재(500)가 이웃하여 측면이 맞닿아 있는 두 개의 부유본체(200)의 레일형 삽입홈(210)들이 형성하는 삽입공간에 삽입됨으로써 상기 두 개의 부유본체(200)를 결합한다. 이러한 방식으로, 나머지 다른 복수 개의 부유본체(200)들은 레일형 삽입홈(210)과 상기 레일형 삽입홈(210)에 삽입방식으로 장착되는 커플링부재(500)로 인해 서로 결합되어, 전체 복수 개의 부유본체(200)가 결합되는 부유식 결합구조체(2000)를 형성하게 된다.
커플링부재(500)에 대해서는 이하에서 기술하겠지만, 이후의 도 4에 대한 설명시 보다 구체적으로 기술하기로 한다.
상기 부유본체(200)는 상기 부유본체(200)는 네 개의 측면을 구비하는 직육면체 형상으로 형성된다. 이는, 복수 개의 부유본체(200)의 측면들을 서로 맞닿도록 하기 위함이다.
그리고, 상기 부유본체(200)는 정사각형 형상의 횡단면을 구비한다. 즉, 상기 부유본체(200)는 평면도를 기준으로 정사각형 형상을 구비한다. 이로 인해, 부유식 결합구조체(2000)에서의 부유본체(200)의 위치에 무관하게 부유본체(200)를 동일한 형상으로 제조할 수 있으므로, 부유본체(200)의 제조속도 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 부유본체(200)는 네 개의 측면 각각에서 레일형 삽입홈(210)과, 상기 부유본체(200)를 상하로 관통하는 소정 넓이의 관통개구부(230)를 포함한다.
상기 레일형 삽입홈(210)은 상기 부유본체(200)의 모든 측면에서 상기 부유본체(200)의 두께 방향으로 소정 깊이까지 형성된다.
구체적으로, 상기 레일형 삽입홈(210)은 상기 부유본체(200)의 상면 테두리부분에서부터 소정 깊이까지 두께방향으로 형성되며, 제1 삽입부(211)와 제2 삽입부(213)를 포함한다.
상기 제1 삽입부(211)는, 상기 부유본체(200)의 모서리로부터 상기 부유본체(200)의 중심쪽으로 소정 거리 이격되어 배치되어 형성되고, 좌우방향으로 소정 길이의 폭(w1)으로 길게 형성된다. 상기 제1 삽입부(211)는 후술할 커플링부재(500)의 부유본체 고정부(510)가 삽입되는 부분이다.
상기 제2 삽입부(213)는, 상기 제1 삽입부(211)의 외측면에서부터 상기 부유본체(200)의 모서리까지 연통되며 상기 제1 삽입부(211)의 폭(w1)보다 작은 폭(w2)으로 형성된다. 상기 제2 삽입부(213)는 후술할 커플링부재(500)의 중간연결부(520)가 삽입되는 부분이다.
즉, 상기 레일형 삽입홈(210)은 평면도를 기준으로 할 때 전체적으로 'T'형상을 구비하며, 서로 이웃하는 부유본체(200)의 측면이 서로 맞닿을 때 상기 이웃하는 부유본체(200)의 레일형 삽입홈(210)들은 서로 맞닿아 평면도를 기준으로 전체적으로 '工'형상을 형성한다. 후술하겠지만, 커플링부재(500)는 서로 맞닿아 있는 레일형 삽입홈(210)들의 형상에 대응되게 평면도를 기준으로 전체적으로 '工'형상을 구비한다.
바람직하게는, 상기 레일형 삽입홈(210)은, 상기 제1 삽입부(211)의 너비(d)가 상기 부유본체 고정부(510)의 두께(t)보다 크게 구성될 수 있다. 이는 후술하겠지만, 상기 커플링부재(500)가 상기 커플링부재(500)에 압축 탄성복원력이 가해지는 상태로 상기 레일형 삽입홈(210)에 삽입되어 이웃하는 부유본체(200)의 측면들을 서로 대향되게 잡아당기게 하므로, 상기 커플링부재(500)의 레일형 삽입홈(210)에의 삽입시 삽입과정을 용이하게 하고, 동시에 후술하겠지만 커플링부재(500)의 전체길이를 조절하기 위해 내측 너트(531)와 외측 너트(533)를 회전시킬 수 있는 공간을 형성하기 위함이다.
상기 부유본체(200)는, 각각의 측면에서 반구형상으로 돌출된 적어도 하나 이상의 위치결정돌출부와, 상기 위치결정돌출부와 대응되는 형상 및 크기를 구비하는 적어도 하나 이상의 위치결정홈(250)을 구비한다.
구체적으로, 도 2 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 부유본체(200)는, 일측면의 상부에서 상기 레일형 삽입홈(210)의 양쪽에 각각 상기 위치결정돌출부를 구비하고, 일측면의 하부에서 상기 레일형 삽입홈(210)의 양쪽에 각각 상기 위치결정홈(250)을 구비하고, 상기 일측면의 반대측면인 타측면의 상부에서 상기 레일형 삽입홈(210)의 양쪽에 각각 상기 위치결정홈(250)을 구비하고, 상기 타측면의 하부에서 상기 레일형 삽입홈(210)의 양쪽에 각각 상기 위치결정돌기(240)를 구비한다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 위치결정돌기(240)와 상기 위치결정홈(250)을 서로 맞물리도록 구성되어, 상기 복수 개의 부유본체(200)의 결합작업을 실시할 때 서로 맞닿는 레일형 삽입홈(210)이 서로 정확하게 대향되도록 할 수 있어 결합작업(예를 들어, 부유본체(200) 정렬작업)을 용이하게 할 수 있고, 상기 위치결정돌기(240)와 상기 위치결정홈(250)이 서로 이웃하는 부유본체(200)들 사이에서 측방향(즉, 좌우방향) 이탈에 대해 구속하고 및/또는 상하방향에 대한 소정의 범위로 구속하므로 커플링부재(500)에 집중되는 결합력을 완화하여 커플링부재(500)의 수명을 향상시키면서 복수 개의 부유본체(200) 전체의 결합력도 향상시킬 수 있다.
또한, 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 수면으로 전파되는 파동(예를 들어, 파도 등) 또는 강풍 등의 외력에 대해 부유본체(200)들이 상하로 요동칠 때도 반구형 형상의 특성상 복수 개의 부유본체(200)가 소정 범위 내에서 상하로 진동한 후 다시 부유본체(200)의 수평위치로 유도할 수 있으므로 부유본체(200)들이 부유식 결합구조체(2000)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있어 결합상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 그 결과 위치 이탈로 인한 부유본체(200) 파손이 방지되어 유지보수비용을 할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 부유본체(200) 각각의 모든 측면에는, 와이어(w)의 일정부분이 수용되는 와이어홈(260)이 상기 부유본체(200)의 좌우 길이방향을 따라서 구비된다. 이는, 전술한 바와 같이, 상기 부유식 결합구조체(2000)의 측면 전체를 둘러싸는 와이어(w)가 수용되는 홈으로서 수면으로 전파되는 파동(예를 들어, 파도 등) 또는 강풍 등의 외력이 부유식 결합구조체(2000)에 작용하더라도 와이어(w)가 부유본체(200)의 측면에서 이탈되는 것을 방지할 수 있어, 부유식 결합구조체(2000)의 결합력을 보다 더 향상시킬 수 있다.
그리고, 부유본체(200)는 상기 부유본체(200)의 상면 및 하면을 관통하도록 구성된 관통개구부(230)를 구비한다. 상기 관통개구부(230)는 소정의 넓이(즉, 소정의 표면적)을 구비하도록 구성된다. 상기 관통개구부(230)는 상기 부유본체(200)에 복수 개 구비될 수도 있다.
종래기술에 따른 부유식 태양광발전장치(1000)의 부유본체(200)는 관통개구부(230)가 구비되어 있지 않아, 수면을 따라 전달되는 수면파동을 저감시키지 못하고 그대로 전달받아 수면파동 등이 발생하는 경우 부유본체(200)의 부유상태가 안정화되지 못하고, 부유본체(200) 전체가 수면을 모두 덮고 있어 부유본체(200) 하부에 위치하는 수면 및 수중에는 산소공급면적이 전혀 존재하지 않아 이렇나 부유본체(200)가 수면 상에 상당히 많은 수 설치되는 경우 심각한 수중오염이 야기되는 문제점을 가지고 있다.
그러나, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부유식 태양광발전장치(1000)의 부유본체(200)는 관통개구를 구비하고 있으므로, 수면을 따라 전달되는 수면파동이 관통개구에서 저감되어 부유본체(200)의 부유상태를 지속적으로 안정화시킬 수 있고, 동시에 부유본체(200)가 수면 상에 여러대 설치되더라도 관통개구를 통하여 수면 및 수중에 산소공급면적이 확보될 수 있으므로 수중오염을 상당히 감소시킬 수 있다.
즉, 관통개구부(230)로 인해, 본 발명은 부유본체(200)에 외력으로 작용하는 수면의 파동저항을 저감시킬 수 있어 부유본체(200)의 부유상태를 보다 안정화시킬 수 있고, 동시에 수면이 대기와 접촉할 수 있도록 수면을 대기 중에 노출시키는 수면 노출표면적을 증가시킬 수 있어 수면에 산소 공급 부족으로 인한 수상 오염을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커플링부재(500)에 대한 개략적인 분해 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 커플링부재(500)는 상기 복수 개의 부유본체(200) 중 서로 인접한 두 개의 부유본체(200)에 구비되며 대향되게 배치되는 두 개의 레일형 삽입홈(210)에 삽입되어 상기 두 개의 부유본체(200)를 연결한다.
구체적으로, 상기 커플링부재(500)는, 서로 소정 거리 이격되어 대향되게 배치되는 두 개의 부유본체 고정부(510)와, 상기 두 개의 부유본체 고정부(510)를 연결하는 중간연결부(520)를 포함한다. 그리고, 상기 커플링부재(500)는 전체적으로 '工'형상을 구비한다.
상기 부유본체 고정부(510)는 상기 레일형 삽입홈(210)에 삽입되고, 상기 레일형 삽입홈(210)(즉, 제1 삽입부(211))의 형상에 대응되는 형상을 구비한다. 상기 부유본체 고정부(510)는 직사각형 금속블록으로 구성된다.
상기 부유본체 고정부(510)의 상부에는 손잡이(513)가 구비된다. 이로 인해, 작업자가 부유본체 고정부(510)의 레일형 삽입홈(210)에의 삽입과정을 보다 용이하고 안전하게 수행할 수 있도록 할 수 있다.
상기 부유본체 고정부(510)의 양면 중에서 상기 중간연결부에 가까이 위치하는 일측면(즉, 양면 중 내측면)에는, 마찰력 증대부(515)가 구비된다. 이렇게 마찰력 증대부(515)를 구비함으로써, 상기 일측면은 레일형 삽입홈을 가압하는 부분이고 마찰력 증대부로 인해 부유본체 고정부와 레일형 삽입홈 사이에 마찰력이 상당히 증가되므로, 부유본체에 파도 등의 외력이 가해질 때 상기 부유본체 고정부가 레일형 삽입홈에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 마찰력 증대부(515)는 고무패드로 구성될 수 있다. 이렇게, 마찰력 증대부를 고무패드로 구성함으로써, 상기 부유본체 고정부가 레일형 삽입홈에서 이탈되는 것을 방지하면서, 동시에 상기 부유본체 고정부의 일측면과 레일형 삽입홈 사이에 충격이나 충돌을 완충하여 부유본체 고정부 및/또는 레일형 삽입홈이 서로 손상되는 것을 방지할 수 있다. 상기 마찰력 증대부는 상기 부유본체의 일측면에 고정방식으로 결합되어 있을 수 있고, 또는 상기 부유본체 고정부를 레일형 삽입홈에 삽입 후 상기 부유본체 고정부의 일측면과 레일형 삽입홈 사이에 별도로 삽입될 수도 있다.
상기 부유본체 고정부(510)의 일측면이 레일형 삽입홈(210) 내에서 상기 레일형 삽입홈(210)을 상기 두 개의 부유본체 고정부(510)가 서로 대향하는 방향으로 가압할 때
상기 중간연결부(520)는, 양단부에서 상기 두 개의 부유본체 고정부(510)를 탈착가능하게 고정한다. 상기 중간연결부(520)는 상기 레일형 삽입홈(210)의 제2 삽입부(213)에 삽입된다.
구체적으로, 상기 중간연결부(520)는, 탄성변형부(521)와, 상기 탄성변형부(521)의 양단부에 구비되는 두 개의 체결단부(523)를 포함한다.
상기 탄성변형부(521)는 상기 두 개의 부유본체 고정부(510)가 대향하는 방향 및 상기 대향하는 방향의 반대방향으로 소정 범위(즉, 길이)만큼 탄성변형하도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 탄성변형부(521)는 인장스프링으로 구성될 수 있다.
상기 두 개의 체결단부(523)는 상기 탄성변형부(521)의 양단부에 구비되며, 상기 부유본체 고정부(510)를 관통하여 고정하며, 소정의 길이만큼 나사산이 형성된다.
상기 체결단부(523)에는 상기 체결단부(523)가 상기 부유본체 고정부(510)를 관통한 상태를 기준으로 상기 부유본체 고정부(510)의 내측에 체결되는 내측 너트(531)와, 상기 부유본체 고정부(510)의 외측에 체결되는 외측 너트(533)가 구비된다.
상기 내측 내트와 상기 외측 너트(533)를 체결단부(523)에 체결하여 상기 내측 너트(531)의 체결위치와 상기 외측 너트(533)의 체결위치를 조절하여 두 개의 부유본체 고정부(510) 사이의 거리를 조절할 수 있고, 그 결과 복수 개의 부유본체(200) 사이의 결합력을 보다 더 향상시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 커플링부재(500)는, 상기 중간연결부(520)에 압축방향(즉, 상기 두 개의 부유본체 고정부(510)가 서로 대향하는 방향)의 탄성복원력이 가해지는 상태로 상기 레일형 삽입홈(210)에 삽입될 수 있다. 이로 인해, 상기 부유본체 고정부(510)의 일측면이 레일형 삽입홈(210) 내에서 상기 레일형 삽입홈(210)을 상기 두 개의 부유본체 고정부(510)가 서로 대향하는 방향으로 가압할 수 있으므로, 복수 개의 부유본체(200) 사이의 결합력을 보다 더 향상시킬 수 있다.
이렇게, 중간연결부(520)를 탄성변형부(521)로 구성함으로써, 수면으로 전파되는 파동(예를 들어, 파도 등) 또는 강풍 등의 외력에 대해 부유본체(200)들이 상하로 또는 좌우로 요동칠 때 상기 중간연결부(520)가 상기 외력을 소정 범위 상쇄하거나 제거하여 부유식 결합구조체(2000)에 미치는 외력의 영향력을 상당히 감소시킬 수 있고, 결합력이 집중되는 중간연결부(520)에서 외력에 의한 파손이 발생하는 것을 방지할 수 있어 중간연결부(520)의 수명을 향상시킬 수 있다.
전술한 바에 의하면, 본 발명은 복수 개의 부유식 태양광발전장치를 용이하게 결합할 수 있다. 즉, 본 발명은 복수 개의 부유식 태양광발전장치의 결합작업을 용이하게 할 수 있어, 결합시간을 단축시킬 수 있으므로 작업자의 편의성을 현저히 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 복수 개의 부유식 태양광발전장치 사이의 결합력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 수면으로 전파되는 파동(예를 들어, 파도 등) 또는 강풍 등의 외력에 대해 상기 부유본체들의 결합상태를 안정적으로 유지할 수 있고, 유지보수비용을 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
2000 : 부유식 결합구조체
1000 : 부유식 태양광발전장치
100 : 태양전지모듈
200 : 부유본체
300 : 고정부재

Claims (15)

  1. 태양전지모듈과 상기 태양전지모듈을 지지하며 수상에 부유하는 부유본체를 포함하는 태양광발전장치가 복수 개 결합된 부유식 결합구조체로서,
    복수 개의 부유본체 각각의 모든 측면에서 상기 부유본체의 두께 방향으로 형성된 레일형 삽입홈과;
    상기 복수 개의 부유본체 중 서로 인접한 두 개의 부유본체에 구비되며 대향되게 배치되는 두 개의 레일형 삽입홈에 삽입되고, 상기 두 개의 부유본체를 연결하는 복수 개의 커플링부재;를 포함하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부유본체는 네 개의 측면을 구비하는 직육면체 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 부유본체는 정사각형 형상의 횡단면을 구비하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레일형 삽입홈은 상기 부유본체의 상면 테두리부분에서부터 소정 깊이까지 두께방향으로 형성되고,
    상기 레일형 삽입홈은, 상기 부유본체의 모서리로부터 소정 거리 이격되어 배치되고 좌우방향으로 소정 길이의 폭으로 길게 형성된 제1 삽입부와, 상기 제1 삽입부의 외측면에서부터 상기 부유본체의 모서리까지 연통되며 상기 제1 삽입부의 폭보다 작은 폭으로 형성된 제2 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 커플링부재는,
    상기 레일형 삽입홈에 삽입되고, 상기 레일형 삽입홈의 형상에 대응되는 형상을 구비하며, 서로 소정거리 이격되어 대향하는 두 개의 부유본체 고정부와;
    양단부에서 상기 두 개의 부유본체 고정부를 탈착가능하게 고정하는 중간연결부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중간연결부는,
    상기 두 개의 부유본체 고정부가 대향하는 방향 및 상기 대향하는 방향의 반대방향으로 소정 범위만큼 탄성변형하도록 구성된 탄성변형부와;
    상기 탄성변형부의 양단부에 구비되며, 상기 부유본체 고정부를 관통하여 고정하며, 소정의 길이의 나사산이 형성된 두 개의 체결단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중간연결부는, 상기 체결단부가 상기 부유본체 고정부를 관통한 상태에서 상기 부유본체 고정부의 내측 및 외측에서 상기 체결단부에 체결되는 내측 너트 및 외측 너트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 부유본체 고정부의 상부에는 손잡이가 구비되는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 레일형 삽입홈은, 상기 부유본체의 모서리로부터 소정 거리 이격되어 배치되고 좌우방향으로 소정 길이의 폭으로 길게 형성된 제1 삽입부와, 상기 제1 삽입부의 외측면에서부터 상기 부유본체의 모서리까지 연통되며 상기 제1 삽입부의 폭보다 작은 폭으로 형성된 제2 삽입부를 포함하고,
    상기 커플링부재는, 상기 제1 삽입부에 삽입되며 상기 제1 삽입부의 형상에 대응되는 형상을 구비하는 두 개의 부유본체 고정부와, 상기 제2 삽입부에 삽입되며 상기 두 개의 부유본체 고정부를 연결하며 소정 범위의 탄성변형하도록 구성된 중간연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 삽입부의 너비는 상기 부유본체 고정부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 커플링부재는, 상기 중간연결부에 압축 탄성복원력이 가해지는 상태로 상기 레일형 삽입홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 부유본체는, 각각의 측면에서 반구형상으로 돌출된 적어도 하나 이상의 위치결정돌출부와, 상기 위치결정돌출부와 대응되는 형상 및 크기를 구비하는 적어도 하나 이상의 위치결정홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 부유본체는, 일측면의 상부에서 상기 레일형 삽입홈의 양쪽에 각각 상기 위치결정돌출부를 구비하고, 일측면의 하부에서 상기 레일형 삽입홈의 양쪽에 각각 상기 위치결정홈을 구비하고, 상기 일측면의 반대측면인 타측면의 상부에서 상기 레일형 삽입홈의 양쪽에 각각 상기 위치결정홈을 구비하고, 상기 타측면의 하부에서 상기 레일형 삽입홈의 양쪽에 각각 상기 위치결정돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 부유식 결합구조체는 상기 부유식 결합구조체의 측면 전체를 둘러싸는 와이어로 결합되는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수 개의 부유본체 각각의 모든 측면에는, 상기 와이어의 일정부분이 수용되는 와이어홈이 상기 부유본체의 좌우 길이방향을 따라서 구비되는 것을 특징으로 하는 복수 개의 부유식 태양광발전장치가 결합된 부유식 결합구조체.
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