KR20160018228A - 태양광 발전모듈 설치방법 - Google Patents

Abstract

태양광 발전모듈 설치장치이 개시된다. 본 발명의 태양광 발전모듈 설치장치는, 지붕 프레임에 상면에 안착되고, 각 단부가 서로 겹쳐지게 결합되는 패널 결합부를 갖는 지붕패널; 상기 지붕패널의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 중간에 하향으로 다중 절곡되어 상향으로 개구되며 길이방향으로 길게 형성되는 제1 볼트머리 수용홈과, 상기 제1 볼트머리 수용홈의 양쪽에서 폭 방향 하향으로 경사지게 각각 절곡 형성되는 하부 결합단과, 상기 하부 결합단의 각 단부가 상기 하부 결합단의 경사 반대 방향으로 절곡되어 형성되는 각각의 걸림단을 구비하여, 상기 패널 결합부에 안착된 상태에서 상기 제1 볼트머리 수용홈에서 상기 지붕패널을 관통하여 지붕 프레임에 체결되는 고정스크류에 의해 상기 지붕패널에 고정 설치되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 상기 제1 볼트머리 수용홈에 저면 일부가 삽입되고 입구에 걸림용 돌출부가 형성되도록 중간에서 하향으로 다중 절곡되어 길이방향으로 길게 형성되는 제2 볼트머리 수용홈과, 상기 제2 볼트머리 수용홈의 양쪽에 태양광 발전모듈이 안착되도록 형성되는 안착부와, 양쪽 각 상기 안착부의 끝단에서 폭 방향 하향으로 각각 경사지게 연장되어 절곡 형성되는 상부 결합단과, 상기 상부 결합단들의 각 단부가 상기 걸림단들이 걸려 결합되도록 상기 하부 결합단 쪽으로 절곡되어 형성되는 걸림부를 구비하여 상기 고정 프레임에 결합되는 설치 프레임; 상기 제2 볼트머리 수용홈에 길이방향으로 머리부가 삽입되는 고정볼트와, 상기 고정볼트를 사이에 두고 상기 안착부들에 각각 안착되는 상기 태양광 발전모듈들의 가장자리 상면을 각각 가압하기 위한 가압단이 상단에 형성되고 상기 고정볼트의 일부가 관통되도록 관통공이 형성된 가압부재와, 상기 가압단이 양쪽의 태양광 발전모듈들을 상기 지붕패널 방향으로 가압하여 고정하도록 상기 가압부재를 관통하여 노출된 상기 고정볼트에 체결되는 가압용 너트로 이루어진 가압부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 고정 프레임을 건물의 지붕을 이루는 지붕패널의 상면에 고정한 후, 설치 프레임을 고정 프레임에 끼움 결합하고, 고정 프레임에는 태양광 발전모듈을 안착시켜 가압부로 가압하여 고정 결합함으로써, 태양광 발전모듈을 지붕패널에 용이하게 고정 설치할 수 있어서 시공성이 향상될 수 있다. 또한 태양광 발전모듈 설치장치가 견고한 결합상태를 유지함으로써, 태양광 발전모듈의 안정된 설치가 가능할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

Description

태양광 발전모듈 설치장치 및 태양광 발전모듈 설치방법{FIXING STRUCTURE FOR SOLAR GENERATING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 태양광 발전모듈 설치장치 및 태양광 발전모듈 설치방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 건물의 지붕패널 위에 태양광 발전모듈을 용이하게 설치할 수 있는 태양광 발전모듈 설치장치 및 태양광 발전모듈 설치방법에 관한 것이다.

일반적으로 태양광 발전장치는, 태양광을 직접 전력으로 변환하는 발전 방식으로 기존 에너지원과는 달리 온실가스 배출 또는 환경 파괴 요인을 발생시키지 않는 무공해 에너지 원으로 최근 친환경 정책에 따라 태양광 산업이 크게 대두되고 있는 실정이며, 또한 이와 관련된 기술이 다양하게 출시되고 있다.

상기한 친환경적 태양광 발전장치는, 그 기본적 구성이 햇빛을 받아 직류전기를 생성하는 태양광 발전모듈과 이러한 전기를 제어해 주는 전력제어장치, 발생된 전력을 저장하는 축전지, 그리고 직류전기를 교류로 바꾸어 주는 인버터로 구성된다.

보다 구체적으로 설명하면, 전력을 생산하도록 태양광을 입사하는 태양광 발전모듈과, 이 태양광 발전모듈을 표면에 다수개 배열 고정하는 모듈 프레임으로 이루어지며 필요에 따라 상기 모듈 프레임을 회전시켜 태양광 이동에 따라 항상 태양광을 입사할 수 있도록 하는 추적장치가 추가로 구성될 수 있다. 상기한 구성중 태양광 발전모듈을 고정하는 설치장치와, 태양광 이동 방향에 따라 회전 또는 이동하면서 태양광을 입사하는 추적장치는, 현재 다양한 방식으로 그 구조가 출시되어 사용되고 있다.

최근에는 농지, 경사지, 도로, 건축 구조물 및 지붕 등에 설치하고자 하는 기술이 다양하게 제시되고 있는 추세이다. 이러한 친환경적 태양광 발전 장치는 전력을 안정적으로 생산하여 공급해야 하는 전제 조건에 의해 양호한 태양 빛의 일사조건이 우선되며, 태양광 모듈의 설치면적 확보 및 설치의 용이성 등의 조건을 만족하여야 한다.

종래 건축 구조물의 지붕에 설치되는 태양광 발전장치는 수평 및 수직의 형강을 격자 모양이 되게 조립한 후 설치되게 하고 있는데, 이러한 경우 작업공간이 협소하여 설치가 힘든 문제점이 있는 한편, 건물의 지붕이 샌드위치패널로 이루어지는 경우 상기 지붕에 태양광 발전장치를 설치하고 할 때 작업이 힘든 문제점이 있어왔다.

이를 해결하고자 종래 샌드위치패널의 결속부인 클립에 클램프를 설치하고 이 클램프에 태양광 발전장치를 설치하는 기술이 제시된 바 있으며, 이는 건물 지붕용 샌드위치패널 설치형 태양광 발전장치로 대한민국실용신안등록 제20-0403767호(공고일 : 2005.12.14)로 제시된 바 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 건물 지붕용 샌드위치패널 설치형 태양광 발전장치는, 인접하는 모노루프(300)의 단부를 중첩한 후 함께 둥글게 말아서 트랙 형상의 클립(310) 상태로 결속되게 하되, 상부를 향해 세워져 결속되게 하는 건물의 지붕을 이루게 되는 샌드위치패널에 있어서, 전,후방과 하부가 개방되는 사각의 통체로 형성되는 한편, 그 내부에 클립수용부(110)가 형성되고, 내부의 한 쪽면에 수평으로 클립홀더(111)가 형성되며, 그 반대편 측면에 볼트구멍(112)이 수평으로 관통되는 상부체(101)와, 직각을 이루면서 상부체(101)의 양쪽 측면 하단부에 연속하여 대칭 되게 형성되는 한편, 상부에 플랜지걸림부(120)가 형성되고, 이 플랜지 걸림부(120)에 볼트구멍(121)이 형성되는 하부체(102)로 되는 클램프(100)를 클립(310)에 설치되게 하되, 상부체(101)의 클램프수용부(110)에 클립(310)이 수용되게 하는 한편, 그 하단부가 클립홀더(111)에 걸쳐지게 하고, 볼트구멍(112)을 통해 볼트(130)가 조임되게 하여 클립(310)에 클램프(100)가 고정되게 하며, 하부체(102)의 플랜지걸림부(120)에 태양전지모듈(200)의 프레임(210) 양 측면에 연속되는 플랜지(212)가 안착되게 한 후 볼트(213)가 조임 되게 하여 고정되게 한 구성을 갖는다.

그러나, 이러한 구조의 건물 지붕용 샌드위치패널 설치형 태양광 발전장치는 태양전지모듈을 태양전지모듈을 고정하기 위한 구조가 복잡하게 구성됨으로써 제조단가가 상승하는 문제점이 있었고, 시공시 작업성이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 지붕에 고정되는 클램프의 양쪽에 한 쌍의 프레임들이 각각 배치되고, 이러한 프레임에 태양전지모듈이 고정되도록 구성됨으로써, 시공 작업성이 저하되는 문제점이 있었던 것이다.

대한민국실용신안등록 제20-0403767호(공고일 : 2005.12.14)

본 발명의 목적은, 건물의 지붕을 이루는 지붕패널의 상면에 태양광 발전모듈을 용이하게 고정 설치할 수 있는 수단을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 지붕 프레임에 상면에 안착되고, 각 단부가 서로 겹쳐지게 결합되는 패널 결합부를 갖는 지붕패널; 상기 지붕패널의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 중간에 하향으로 다중 절곡되어 상향으로 개구되며 길이방향으로 길게 형성되는 제1 볼트머리 수용홈과, 상기 제1 볼트머리 수용홈의 양쪽에서 폭 방향 하향으로 경사지게 각각 절곡 형성되는 하부 결합단과, 상기 하부 결합단의 각 단부가 상기 하부 결합단의 경사 반대 방향으로 절곡되어 형성되는 각각의 걸림단을 구비하여, 상기 패널 결합부에 안착된 상태에서 상기 제1 볼트머리 수용홈에서 상기 지붕패널을 관통하여 지붕 프레임에 체결되는 고정스크류에 의해 상기 지붕패널에 고정 설치되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 상기 제1 볼트머리 수용홈에 저면 일부가 삽입되고 입구에 걸림용 돌출부가 형성되도록 중간에서 하향으로 다중 절곡되어 길이방향으로 길게 형성되는 제2 볼트머리 수용홈과, 상기 제2 볼트머리 수용홈의 양쪽에 태양광 발전모듈이 안착되도록 형성되는 안착부와, 양쪽 각 상기 안착부의 끝단에서 폭 방향 하향으로 각각 경사지게 연장되어 절곡 형성되는 상부 결합단과, 상기 상부 결합단들의 각 단부가 상기 걸림단들이 걸려 결합되도록 상기 하부 결합단 쪽으로 절곡되어 형성되는 걸림부를 구비하여 상기 고정 프레임에 결합되는 설치 프레임; 상기 제2 볼트머리 수용홈에 길이방향으로 머리부가 삽입되는 고정볼트와, 상기 고정볼트를 사이에 두고 상기 안착부들에 각각 안착되는 상기 태양광 발전모듈들의 가장자리 상면을 각각 가압하기 위한 가압단이 상단에 형성되고 상기 고정볼트의 일부가 관통되도록 관통공이 형성된 가압부재와, 상기 가압단이 양쪽의 태양광 발전모듈들을 상기 지붕패널 방향으로 가압하여 고정하도록 상기 가압부재를 관통하여 노출된 상기 고정볼트에 체결되는 가압용 너트로 이루어진 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전모듈 설치장치에 의해 달성된다.

상기 패널 결합부는, 표면에서 상향으로 돌출 형성되어 패널 경사면이 양쪽에 각각 형성되고, 상기 고정 프레임은, 양쪽 상기 하부 결합단의 끝부분만 상기 패널 결합부의 경사면을 탄력적으로 가압하면서 밀착되도록 하향으로 경사지게 절곡되어 형성될 수 있다.

상기 걸림단은, 상기 하부 결합단에 대하여 95 - 110°로 경사지게 절곡될 수 있다.

상기 걸림부는, 상기 상부 결합단에 대하여 85 - 95°로 절곡되고, 상기 걸림단의 길이보다 짧거나 같은 길이로 형성되며, 상기 상부 결합단과의 사이에 걸림홈을 형성하여, 상기 고정 프레임이 상기 패널 결합부에 고정 설치된 상태에서, 상기 설치 프레임을 상기 지붕패널의 표면에 대하여 직각방향으로 가압할 때, 양쪽의 상기 걸림부가 양쪽의 상기 걸림단을 따라 하향으로 경사지게 이동하면서 상기 상부 결합단이 서로 반대 방향으로 탄력적으로 변형된 후 탄성에 의해 원위치로 복귀하면서 상기 걸림단이 상기 걸림홈에 각각 삽입되어 결합될 수 있다.

상기 걸림부는, 상기 상부 결합단에 대하여 85 - 95°로 절곡되고, 상기 걸림단의 길이보다 짧거나 같은 길이로 형성되며, 상기 상부 결합단과의 사이에 걸림홈을 형성하여, 상기 고정 프레임이 상기 패널 결합부에 고정 설치된 상태에서, 상기 설치 프레임의 길이방향 단부쪽의 걸림홈에 상기 걸림단을 삽입시킨 후 상기 설치 프레임을 고정 프레임의 길이방향으로 이동시켜 양쪽의 상기 걸림단이 양쪽의 상기 걸림홈에 각각 삽입되어 결합될 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 지붕 프레임에 상면에 안착되고, 각 단부가 서로 겹쳐지게 결합되는 패널 결합부를 갖는 지붕패널; 상기 지붕패널의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 중간에 하향으로 다중 절곡되어 상향으로 개구되며 길이방향으로 길게 형성되는 제1 볼트머리 수용홈과, 상기 제1 볼트머리 수용홈의 양쪽에서 폭 방향 하향으로 하향 경사지게 각각 절곡 형성되는 하부 결합단과, 상기 하부 결합단의 각 단부가 상기 하부 결합단의 경사 반대 방향으로 하향 경사지게 절곡되어 형성되는 각각의 걸림단을 구비하여, 상기 패널 결합부에 안착된 상태에서 상기 제1 볼트머리 수용홈에서 상기 지붕패널을 관통하여 지붕 프레임에 체결되는 고정스크류에 의해 상기 지붕패널에 고정 설치되는 고정 프레임; 상기 고정 프레임의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 상기 제1 볼트머리 수용홈에 저면 일부가 삽입되고 입구에 걸림용 돌출부가 형성되도록 중간에 하향으로 다중 절곡되어 길이방향으로 길게 형성되는 제2 볼트머리 수용홈과, 상기 제2 볼트머리 수용홈의 양쪽에 태양광 발전모듈이 안착되도록 형성되는 안착부와, 양쪽 각 상기 안착부의 끝단에서 폭 방향 하향으로 각각 경사지게 연장되어 절곡 형성되는 상부 결합단과, 상기 상부 결합단들의 각 단부가 상기 걸림단들이 걸려 결합되도록 상기 하부 결합단 쪽으로 절곡되어 형성되는 걸림부를 구비하여 상기 고정 프레임에 결합되는 설치 프레임; 상기 제2 볼트머리 수용홈에 길이방향으로 머리부가 삽입되는 고정볼트와, 상기 고정볼트를 사이에 두고 상기 안착부들에 각각 안착되는 상기 태양광 발전모듈들의 가장자리 상면을 각각 가압하기 위한 가압단이 상단에 형성되고 상기 고정볼트의 일부가 관통되도록 관통공이 형성된 가압부재와, 상기 가압단이 양쪽의 태양광 발전모듈들을 상기 지붕패널 방향으로 가압하여 고정하도록 상기 가압부재를 관통하여 노출된 상기 고정볼트에 체결되는 가압용 너트로 이루어진 가압부를 포함하는 태양광 발전모듈 설치장치를 이용하여 태양광 발전모듈을 지붕패널의 상면에 설치하는 방법으로서, a) 상기 고정 프레임의 제1 볼트머리 수용홈 저면을 상기 패널 결합부의 상면에 안착시킨 후 , 상기 고정스크류를 상기 제1 볼트머리 수용홈에서 상기 지붕패널을 관통하여 상기 지붕 프레임에 체결하여 상기 하부 결합단의 각 단부가 상기 패널 결합부의 경사면에 탄력적으로 가압하면서 밀착되도록 상기 고정 프레임을 지붕패널에 고정 결합하는 단계; b) 상기 설치 프레임의 제2 볼트머리 수용홈에 상기 고정볼트의 머리를 상기 설치 프레임의 길이방향으로 삽입한 후, 상기 하부 결합단의 단부에 절곡 형성된 걸림단을 상기 상부 결합단의 걸림부에 의해 형성된 걸림홈에 삽입시켜 상기 설치 프레임을 상기 고정 프레임에 결합하는 단계; c) 상기 제2 볼트머리 수용홈 양쪽의 안착부에 태양광 발전모듈을 각각 안착시키는 단계; 및 d) 상기 태양광 발전모듈이 안착부에 각각 안착되면, 상기 가압부재를 고정볼트에 결합한 후 상기 가압용 너트를 상기 고정볼트에 체결하여 상기 가압단으로 양쪽의 태양광 발전모듈을 가압하여 상기 설치 프레임에 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전모듈 설치방법에 의해 달성된다.

상기 d) 단계는, 상기 고정 프레임이 상기 패널 결합부에 고정 설치된 상태에서, 상기 설치 프레임을 상기 지붕패널의 표면에 대하여 직각방향으로 가압하여 양쪽의 상기 걸림부가 양쪽의 상기 걸림단을 따라 하향으로 경사지게 이동하면서 상기 상부 결합단이 서로 반대 방향으로 변형되어 상기 걸림단이 상기 걸림홈에 각각 삽입되어 결합되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 d) 단계는, 상기 고정 프레임이 상기 패널 결합부에 고정 설치된 상태에서, 상기 설치 프레임의 길이방향 단부쪽의 걸림홈에 상기 걸림단을 삽입시킨 후 상기 설치 프레임을 고정 프레임의 길이방향으로 이동시켜 양쪽의 상기 걸림단이 양쪽의 상기 걸림홈에 각각 삽입되어 결합되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 고정 프레임을 건물의 지붕을 이루는 지붕패널의 상면에 고정한 후, 설치 프레임을 고정 프레임에 끼움 결합하고, 고정 프레임에는 태양광 발전모듈을 안착시켜 가압부로 가압하여 고정 결합함으로써, 태양광 발전모듈을 지붕패널에 용이하게 고정 설치할 수 있어서 시공성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라, 견고한 결합상태를 유지함으로써, 태양광 발전모듈의 안정된 설치가 가능할 수 있는 효과를 제공할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 의한 태양광 발전모듈 설치구조를 도시한 일부확대 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전모듈 설치장치를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 태양광 발전모듈 설치장치를 이용하여 태양광 발전모듈을 설치한 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 태양광 발전모듈 설치장치에 의해 태양광 발전모듈이 설치된 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 태양광 발전모듈 설치장치를 이용하여 태양광 발전모듈을 설치하는 과정을 설명하기 위한 개략적 순서도이다.
도 6은 도 2에 도시된 태양광 발전모듈 설치장치를 이용하여 태양광 발전모듈을 설치하는 과정의 다른 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

첨부된 도면 중에서, 도 2는 본 발명에 따른 태양광 발전모듈 설치장치를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 태양광 발전모듈 설치장치를 이용하여 태양광 발전모듈을 설치한 상태를 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 태양광 발전모듈 설치장치에 의해 태양광 발전모듈이 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 태양광 발전모듈 설치장치는, 태양광 발전모듈(70)을 건물의 지붕패널(20)에 신속하고 간편하게 고정 결합하기 위한 것으로, 지붕패널(20)의 패널 결합부(22)에 안착되어 결합되는 고정 프레임(30)과, 이 고정 프레임(30)에 끼움 결합되는 설치 프레임(40)과, 설치 프레임(40)에 안착되는 양쪽의 태양광 발전모듈(70)을 가압하면서 설치 프레임(40)에 고정하는 가압부(50)를 포함하여 구성된다.

이를 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.

건물의 지붕을 이루는 지붕패널(20)(일명 샌드위치패널 또는 샌드위치패널과 유사한 구조를 갖는 패널임)은, 지붕 프레임(10)의 상면에 안착된 상태로 고정 설치되는 것으로, 각각의 지붕패널(20)의 연결부위는 도 3에 도시된 바와 같이 표면에서 상향으로 돌출된 패널 결합부(22)가 형성된다. 즉, 패널 결합부(22)는 양쪽 지붕패널(20)의 각 단부가 만나는 연결부위로 빗물이 유입되지 않도록 그 연결부위가 상향으로 돌출 형성된 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 양쪽에는 경사면(26)이 형성된다. 그리고, 패널 결합부(22)는 지붕패널(20)의 외피를 이루는 금속판이 서로 겹쳐지게 결합된 구조를 갖고, 상향으로 돌출 형성되므로 빗물이 그 사이로 유입되지 않게 된다.

고정 프레임(30)은, 패널 결합부(22)에 고정 설치되어 설치 프레임(40)을 지지하기 위한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 지붕패널(20)의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 중간에 하향으로 다중 절곡되어 상향으로 개구되며 길이방향으로 길게 형성되는 제1 볼트머리 수용홈(38)과, 제1 볼트머리 수용홈(38)의 양쪽에서 폭 방향 하향으로 경사지게 각각 절곡 형성되는 하부 결합단(32)과, 하부 결합단(32)의 각 단부가 하부 결합단(32)의 경사 반대 방향으로 절곡되어 형성되는 각각의 걸림단(34)을 구비한다. 이러한 고정 프레임(30)은 제1 볼트머리 수용홈(38)을 기준으로 양쪽이 대칭 구조를 갖는다.

특히 고정 프레임(30)은, 양쪽의 하부 결합단(32) 끝부분만 패널 결합부(22)의 경사면(26)을 탄력적으로 가압하면서 밀착되도록 하향으로 경사지게 절곡되어 형성되는 것이다. 즉, 패널 결합부(22)의 상면(27)을 기준으로 경사면(26)이 이루는 각도(A1)보다 고정 프레임(30)의 상면(37)을 기준으로 하부 결합단(32)이 이루는 각도(A2)가 작게 형성되도록 하여 서로 겹쳐지지 않도록 한다. 이는 고정 프레임(30)이 고정스크류(60)에 의해 지붕패널(20)에 결합될 때, 양쪽의 하부 결합단(32)이 탄력적으로 경사면(26)을 가압하도록 함으로써 결합력을 높이기 위한 것이다.

이러한 고정 프레임(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 패널 결합부(22)의 상면에 제1 볼트머리 수용홈(38)의 저면이 안착된 상태에서 제1 볼트머리 수용홈(38)에서 지붕패널(20)을 관통하여 지붕 프레임(10)에 체결되는 고정스크류(60)에 의해 지붕패널(20)에 고정 설치된다.

양쪽 하부 결합단(32)의 각 단부가 절곡되어 형성된 각각의 걸림단(34)은, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 하부 결합단(32)의 경사 반대 방향 하향으로 경사지게 절곡되어 형성되는 것으로, 하부 결합단(32)을 기준으로 95 - 110°의 각도(A4)로 경사지게 절곡되는 것이다. 이와 같이 걸림단(34)이 95 - 110°로 경사지게 절곡되는 것은, 걸림부(44)가 형성하는 걸림홈(45)에 걸려, 설치 프레임(40)이 고정 프레임(30)에 끼움 결합되도록 하기 위한 것이다. 즉, 고정 프레임(30)의 각 걸림단(34)이 설치 프레임(40)의 각 걸림홈(45)에 삽입되어 걸림으로써, 설치 프레임(40)이 고정 프레임(30)에 결합될 수 있는 것이다.

설치 프레임(40)은, 지붕패널(20)에 고정 결합된 고정 프레임(30)에 끼움 결합되고, 태양광 발전모듈(70)을 안정되게 지지하기 위한 것으로, 고정 프레임(30)의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 제1 볼트머리 수용홈(38)에 저면 일부가 삽입되고 입구에 걸림용 돌출부(49)가 형성되도록 중간에서 하향으로 다중 절곡되어 길이방향으로 길게 형성되는 제2 볼트머리 수용홈(48)과, 제2 볼트머리 수용홈(48)의 양쪽에 태양광 발전모듈(70)이 안착되도록 형성되는 안착부(46)와, 양쪽 각 안착부(46)의 끝단에서 폭 방향 하향으로 각각 경사지게 연장되어 절곡 형성되는 상부 결합단(42)과, 상부 결합단(42)들의 각 단부가 걸림단(34)들이 걸려 결합되도록 하부 결합단(32) 쪽으로 절곡되어 형성되는 걸림부(44)를 구비하여 구성된다.

걸림용 돌출부(49)는, 제2 볼트머리 수용홈(38)의 입구 양쪽에 돌출 형성되는 것으로, 고정볼트(56)의 머리부가 설치 프레임(40)의 길이방향으로 삽입된 후 이탈되지 안도록 하는 기능을 한다.

상부 결합단(42)은, 양쪽의 안착부(46)에서 각각 설치 프레임(40)의 폭방향으로 하향 경사지게 절곡되어 연장되는 것으로, 설치 프레임(40)이 고정 프레임(30)의 상면에 안착되었 때, 서로 밀착되어 겹쳐지지 않도록 안착부(46)의 표면을 기준으로, 안착부(46)의 표면과 상부 결합단(42)이 이루는 각도(A3)는 전술한 고정 프레임(30)의 하부 결합단(32)의 각도(A2)보다 작도록 절곡 형성되는 것이다.

걸림부(44)는, 양쪽 상부 결합단(42)의 단부가 서로 마주보는 방향으로 소정의 각도로 절곡되어 형성되는 것으로, 걸림부(44)가 절곡되어 형성됨으로써, 걸림부(44)과 상부 결합단(42) 사이에 걸림단(34)이 삽입되어 걸리는 걸림홈(45)이 형성되는 것이다.

이때, 걸림부(44)는, 도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 상부 결합단(42)에 대하여 85 - 95°의 각도(A5)로 절곡되고, 걸림단(34)의 길이보다 짧거나 같은 길이로 형성된다. 만약, 85°보다 작을 경우에 걸림단(34)의 삽입이 용이하게 이루어지지 않고, 95°보다 클 경우에는 걸림단(34)의 이탈이 쉽게 이루어져 결합력이 저하되므로, 85 - 95°의 각도(A5)로 절곡되는 것이 바람직하고, 걸림부(44)의 길이가 걸림단(34)보다 길게 형성될 경우에, 걸림단(34)이 걸림홈(45)에 삽입되지 않는 상태가 되어 결합력이 약해질 우려가 있으므로, 걸림부(44)의 길이는 걸림단(34)과 같거나 걸림단(34)보다 짧게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 도면에 도시되지 않았으나, 걸림단(34)과 걸림부(44)가 다중절곡되어 서로 맞물리게 결합될 수도 있다. 이러한 구조는 고정 프레임(30)과 설치 프레임(40)의 결합력을 향상시키기 위한 것이다.

가압부(50)는, 안착부(46)에 각각 안착된 양쪽의 태양광 발전모듈(70)을 가압하여 고정 프레임(30)에 결합된 설치 프레임(40)에 안정되고 견고하게 결합시키기 위한 것으로, 제2 볼트머리 수용홈(48)에 길이방향으로 머리부가 삽입되는 고정볼트(56)와, 고정볼트(56)를 사이에 두고 안착부(46)들에 각각 안착되는 태양광 발전모듈(70)들의 가장자리 상면을 각각 가압하기 위한 가압단(52A)이 상단에 형성되고 고정볼트(56)의 일부가 관통되도록 관통공(52B)이 형성된 가압부재(52)와, 가압단(52A)이 양쪽의 태양광 발전모듈(70)들을 지붕패널(20) 방향으로 가압하여 고정하도록 가압부재(52)를 관통하여 노출된 고정볼트(56)에 체결되는 가압용 너트(54)로 이루어진다.

가압부재(52)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 소정의 길이로 형성되는 것으로, 태양광 발전모듈(70)의 길이에 대응되는 다양한 길이로 형성될 수 있는 것이고, 관통공(52B)은 원형 또는 장공 형태로 형성될 수 있다.

그리고, 가압단(52A)은 태양광 발전모듈(70)을 보다 효율적으로 가압할 수 있도록 저면에 밀착회피홈(52C)이 형성된다. 이 밀착회피홈(52C)은 가압단(52A)의 저면 전체가 태양광 발전모듈(70)의 상면에 가압되지 않고, 저면 가장자리 영역만 밀착되어 가압하도록 하여 가압력과 고정력을 향상시키기 위한 것이다.

전술한 고정 프레임(30)과 설치 프레임(40)은 롤포밍 공법으로 절곡 형성된다. 즉, 일정폭의 강철판을 다단의 로울러로 통과시켜 롤포밍 성형하는 것이다.

이와 같이 구성된 태양광 발전모듈 설치장치를 이용하여 태양광 발전모듈(70)을 지붕패널(20)에 설치하는 방법을 첨부된 도면 중에서 도 5를 토대로 설명하기로 한다.

a) 단계

먼저, 고정 프레임(30)의 제1 볼트머리 수용홈(38) 저면을 패널 결합부(22)의 상면에 안착시킨 후, 고정스크류(60)를 제1 볼트머리 수용홈(38)에서 지붕패널(20), 즉 패널 결합부(22)을 관통하여 지붕 프레임(10)에 체결한다.

이와 같이 고정스크류(60)를 제1 볼트머리 수용홈(38)에서 지붕패널(20)을 관통하여 체결함으로써, 하부 결합단(32)의 각 단부가 도 5에 도시된 바와 같이 패널 결합부(22)의 경사면(26)에 탄력적으로 가압하면서 밀착된다.

이 과정으로 고정 프레임(30)은 지붕패널(20)에 견고하게 고정 결합된다.

b) 단계

전술한 a) 단계를 수행한 후, 설치 프레임(40)의 제2 볼트머리 수용홈(48)에 고정볼트(56)의 머리를 설치 프레임(40)의 길이방향으로 삽입한다. 그리고, 하부 결합단(32)의 단부에 절곡 형성된 걸림단(34)을 상부 결합단(42)의 걸림부(44)에 의해 형성된 걸림홈(45)에 삽입시켜 설치 프레임(40)을 고정 프레임(30)에 결합한다.

즉, 도 5의 (b) 단계 도면에 도시된 바와 같이, 고정 프레임(30)이 패널 결합부(22)에 고정 설치된 상태에서, 설치 프레임(40)을 지붕패널(20)의 표면에 대하여 직각방향으로 가압하면, 양쪽의 걸림부(44)가 양쪽의 경사진 걸림단(34)을 따라 하향으로 경사지게 이동하면서 양쪽의 상부 결합단(42)이 서로 반대 방향으로 탄성을 발생시키면서 변형된 후, 각 걸림부(44)가 각 걸림단(34)을 벗어나는 위치에서 자체 탄성에 의해 원상태로 복귀할 때 걸림단(34)이 걸림홈(45)에 각각 삽입되어 결합되는 것이다.

이와 같이, 설치 프레임(40)을 고정 프레임(30)의 상면에 위치시킨 후, 지붕패널(20) 방향으로 가압하는 작업만으로 고정 프레임(30)의 각 걸림단(34)들이 설치 프레임(40)의 각 걸림홈(45)에 삽입되어 걸림으로써, 설치 프레임(40)이 고정 프레임(30)에 견고하게 고정 결합될 수 있는 것이다.

c) 단계

전술한 b) 단계에 의해 설치 프레임(40)이 고정 프레임(30)에 결합되면, 제2 볼트머리 수용홈(48) 양쪽의 안착부(46)에 태양광 발전모듈(70)들을 각각 안착시킨다.

d) 단계

전술한 과정으로 태양광 발전모듈(70)들이 안착부(46)에 각각 안착되면, 가압부재(52)의 관통공(52B)에 고정볼트(56)을 끼운 후 관통공(52B) 외부로 노출된 고정볼트(56)에 가압용 너트(54)를 체결한다. 이 과정으로, 양쪽의 가압단(52A)이 각 태양광 발전모듈(70)들이 상면 가장자리를 가압하게 되므로, 각 태양광 발전모듈(70)들은 설치 프레임(40)에 견고하게 결합될 수 있는 것이다.

이때, 양쪽의 가압단(52A) 저면에 밀착회피홈(52C)이 길이방향으로 길게 형성됨으로써, 양쪽의 가압단(52A)은 들뜸없이 양쪽의 태양광 발전모듈(70)을 견고하게 가압할 수 있게 된다.

한편, 첨부된 도면 중에서, 도 6은 도 2에 도시된 태양광 발전모듈 설치장치를 이용하여 태양광 발전모듈을 설치하는 과정의 다른 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.

다른 실시예에 따른 태양광 발전모듈 설치방법은, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 고정 프레임(30)이 패널 결합부(22)에 고정 설치된 상태에서, 설치 프레임(40)의 길이방향 단부쪽의 양쪽 걸림홈(45)에 양쪽의 걸림단(34)을 삽입시킨 후 설치 프레임(40)을 고정 프레임(30)의 길이방향(도 6의 (b)에 도시된 화살표 방향으로 )으로 이동시켜 양쪽의 걸림단(34)이 양쪽의 걸림홈(45)에 각각 삽입되어 결합되도록 하는 단계를 포함하는 것을 제외하고는 전술한 실시예와 같다.

이상에서와 같이, 건물의 지붕패널(20)에 고정 프레임(30)을 먼저 고정 결합한 후, 설치 프레임(40)을 억지끼움이나 길이방향 끼움으로 고정 프레임(30)에 결합으로 결합한 후, 각 태양광 발전모듈(70)들을 안착부(46)에 안착시키고 가압부재(52)로 각 태양광 발전모듈(70)을 설치 프레임(40)에 고정 결합함으로써, 단순한 구조로 태양광 발전모듈(70)을 신속하고 용이하게 설치할 수 있게 되고, 이로 인하여 태양광 발전모듈(70)들의 설치 시공성이 향상될 수 있게 된다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 지붕 프레임 20 : 지붕패널
22 : 패널 결합부 30 : 고정 프레임
32 : 하부 결합단 34 : 걸림단
40 : 설치 프레임 42 : 상부 결합단
44 : 걸림부 50 : 가압부
52 : 가압부재 54 : 가압용 너트
56 : 고정볼트 60 : 고정스크류
70 : 태양광 발전모듈

Claims (8)

1. 지붕 프레임에 상면에 안착되고, 각 단부가 서로 겹쳐지게 결합되는 패널 결합부를 갖는 지붕패널;
   상기 지붕패널의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 중간에 하향으로 다중 절곡되어 상향으로 개구되며 길이방향으로 길게 형성되는 제1 볼트머리 수용홈과, 상기 제1 볼트머리 수용홈의 양쪽에서 폭 방향 하향으로 경사지게 각각 절곡 형성되는 하부 결합단과, 상기 하부 결합단의 각 단부가 상기 하부 결합단의 경사 반대 방향으로 절곡되어 형성되는 각각의 걸림단을 구비하여, 상기 패널 결합부에 안착된 상태에서 상기 제1 볼트머리 수용홈에서 상기 지붕패널을 관통하여 지붕 프레임에 체결되는 고정스크류에 의해 상기 지붕패널에 고정 설치되는 고정 프레임;
   상기 고정 프레임의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 상기 제1 볼트머리 수용홈에 저면 일부가 삽입되고 입구에 걸림용 돌출부가 형성되도록 중간에서 하향으로 다중 절곡되어 길이방향으로 길게 형성되는 제2 볼트머리 수용홈과, 상기 제2 볼트머리 수용홈의 양쪽에 태양광 발전모듈이 안착되도록 형성되는 안착부와, 양쪽 각 상기 안착부의 끝단에서 폭 방향 하향으로 각각 경사지게 연장되어 절곡 형성되는 상부 결합단과, 상기 상부 결합단들의 각 단부가 상기 걸림단들이 걸려 결합되도록 상기 하부 결합단 쪽으로 절곡되어 형성되는 걸림부를 구비하여 상기 고정 프레임에 결합되는 설치 프레임;
   상기 제2 볼트머리 수용홈에 길이방향으로 머리부가 삽입되는 고정볼트와, 상기 고정볼트를 사이에 두고 상기 안착부들에 각각 안착되는 상기 태양광 발전모듈들의 가장자리 상면을 각각 가압하기 위한 가압단이 상단에 형성되고 상기 고정볼트의 일부가 관통되도록 관통공이 형성된 가압부재와, 상기 가압단이 양쪽의 태양광 발전모듈들을 상기 지붕패널 방향으로 가압하여 고정하도록 상기 가압부재를 관통하여 노출된 상기 고정볼트에 체결되는 가압용 너트로 이루어진 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   태양광 발전모듈 설치장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 패널 결합부는, 표면에서 상향으로 돌출 형성되어 패널 경사면이 양쪽에 각각 형성되고,
   상기 고정 프레임은,
   양쪽 상기 하부 결합단의 끝부분만 상기 패널 결합부의 경사면을 탄력적으로 가압하면서 밀착되도록 하향으로 경사지게 절곡되어 형성되는 것을 특징으로 하는,
   태양광 발전모듈 설치장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 걸림단은,
   상기 하부 결합단에 대하여 95 - 110°로 경사지게 절곡되는 것을 특징으로 하는,
   태양광 발전모듈 설치장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 걸림부는,
   상기 상부 결합단에 대하여 85 - 95°로 절곡되고, 상기 걸림단의 길이보다 짧거나 같은 길이로 형성되며, 상기 상부 결합단과의 사이에 걸림홈을 형성하여,
   상기 고정 프레임이 상기 패널 결합부에 고정 설치된 상태에서, 상기 설치 프레임을 상기 지붕패널의 표면에 대하여 직각방향으로 가압할 때, 양쪽의 상기 걸림부가 양쪽의 상기 걸림단을 따라 하향으로 경사지게 이동하면서 상기 상부 결합단이 서로 반대 방향으로 탄력적으로 변형된 후 탄성에 의해 원위치로 복귀하면서 상기 걸림단이 상기 걸림홈에 각각 삽입되어 결합되는 것을 특징으로 하는,
   태양광 발전모듈 설치장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 걸림부는,
   상기 상부 결합단에 대하여 85 - 95°로 절곡되고, 상기 걸림단의 길이보다 짧거나 같은 길이로 형성되며, 상기 상부 결합단과의 사이에 걸림홈을 형성하여,
   상기 고정 프레임이 상기 패널 결합부에 고정 설치된 상태에서, 상기 설치 프레임의 길이방향 단부쪽의 걸림홈에 상기 걸림단을 삽입시킨 후 상기 설치 프레임을 고정 프레임의 길이방향으로 이동시켜 양쪽의 상기 걸림단이 양쪽의 상기 걸림홈에 각각 삽입되어 결합되도록 된 것을 특징으로 하는,
   태양광 발전모듈 설치장치.
6. 지붕 프레임에 상면에 안착되고, 각 단부가 서로 겹쳐지게 결합되는 패널 결합부를 갖는 지붕패널;
   상기 지붕패널의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 중간에 하향으로 다중 절곡되어 상향으로 개구되며 길이방향으로 길게 형성되는 제1 볼트머리 수용홈과, 상기 제1 볼트머리 수용홈의 양쪽에서 폭 방향 하향으로 하향 경사지게 각각 절곡 형성되는 하부 결합단과, 상기 하부 결합단의 각 단부가 상기 하부 결합단의 경사 반대 방향으로 하향 경사지게 절곡되어 형성되는 각각의 걸림단을 구비하여, 상기 패널 결합부에 안착된 상태에서 상기 제1 볼트머리 수용홈에서 상기 지붕패널을 관통하여 지붕 프레임에 체결되는 고정스크류에 의해 상기 지붕패널에 고정 설치되는 고정 프레임;
   상기 고정 프레임의 길이와 대응되는 길이로 형성되고, 상기 제1 볼트머리 수용홈에 저면 일부가 삽입되고 입구에 걸림용 돌출부가 형성되도록 중간에서 하향으로 다중 절곡되어 길이방향으로 길게 형성되는 제2 볼트머리 수용홈과, 상기 제2 볼트머리 수용홈의 양쪽에 태양광 발전모듈이 안착되도록 형성되는 안착부와, 양쪽 각 상기 안착부의 끝단에서 폭 방향 하향으로 각각 경사지게 연장되어 절곡 형성되는 상부 결합단과, 상기 상부 결합단들의 각 단부가 상기 걸림단들이 걸려 결합되도록 상기 하부 결합단 쪽으로 절곡되어 형성되는 걸림부를 구비하여 상기 고정 프레임에 결합되는 설치 프레임;
   상기 제2 볼트머리 수용홈에 길이방향으로 머리부가 삽입되는 고정볼트와, 상기 고정볼트를 사이에 두고 상기 안착부들에 각각 안착되는 상기 태양광 발전모듈들의 가장자리 상면을 각각 가압하기 위한 가압단이 상단에 형성되고 상기 고정볼트의 일부가 관통되도록 관통공이 형성된 가압부재와, 상기 가압단이 양쪽의 태양광 발전모듈들을 상기 지붕패널 방향으로 가압하여 고정하도록 상기 가압부재를 관통하여 노출된 상기 고정볼트에 체결되는 가압용 너트로 이루어진 가압부를 포함하는 태양광 발전모듈 설치장치를 이용하여 태양광 발전모듈을 지붕패널의 상면에 설치하는 방법으로서,
   a) 상기 고정 프레임의 제1 볼트머리 수용홈 저면을 상기 패널 결합부의 상면에 안착시킨 후 , 상기 고정스크류를 상기 제1 볼트머리 수용홈에서 상기 지붕패널을 관통하여 상기 지붕 프레임에 체결하여 상기 하부 결합단의 각 단부가 상기 패널 결합부의 경사면에 탄력적으로 가압하면서 밀착되도록 상기 고정 프레임을 지붕패널에 고정 결합하는 단계;
   b) 상기 설치 프레임의 제2 볼트머리 수용홈에 상기 고정볼트의 머리를 상기 설치 프레임의 길이방향으로 삽입한 후, 상기 하부 결합단의 단부에 절곡 형성된 걸림단을 상기 상부 결합단의 걸림부에 의해 형성된 걸림홈에 삽입시켜 상기 설치 프레임을 상기 고정 프레임에 결합하는 단계;
   c) 상기 제2 볼트머리 수용홈 양쪽의 안착부에 태양광 발전모듈을 각각 안착시키는 단계; 및
   d) 상기 태양광 발전모듈이 안착부에 각각 안착되면, 상기 가압부재를 고정볼트에 결합한 후 상기 가압용 너트를 상기 고정볼트에 체결하여 상기 가압단으로 양쪽의 태양광 발전모듈을 가압하여 상기 설치 프레임에 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   태양광 발전모듈 설치방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 d) 단계는,
   상기 고정 프레임이 상기 패널 결합부에 고정 설치된 상태에서, 상기 설치 프레임을 상기 지붕패널의 표면에 대하여 직각방향으로 가압하여 양쪽의 상기 걸림부가 양쪽의 상기 걸림단을 따라 하향으로 경사지게 이동하면서 상기 상부 결합단이 서로 반대 방향으로 변형되어 상기 걸림단이 상기 걸림홈에 각각 삽입되어 결합되도록 하는 단계를 더 포함하는 하는 것을 특징으로 하는,
   태양광 발전모듈 설치방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 d) 단계는,
   상기 고정 프레임이 상기 패널 결합부에 고정 설치된 상태에서, 상기 설치 프레임의 길이방향 단부쪽의 걸림홈에 상기 걸림단을 삽입시킨 후 상기 설치 프레임을 고정 프레임의 길이방향으로 이동시켜 양쪽의 상기 걸림단이 양쪽의 상기 걸림홈에 각각 삽입되어 결합되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
   태양광 발전모듈 설치방법.
   
   

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