KR20180126706A - 태양광 패널 지지체 - Google Patents

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KR20180126706A KR1020170061441A KR20170061441A KR20180126706A KR 20180126706 A KR20180126706 A KR 20180126706A KR 1020170061441 A KR1020170061441 A KR 1020170061441A KR 20170061441 A KR20170061441 A KR 20170061441A KR 20180126706 A KR20180126706 A KR 20180126706A
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Abstract

본 발명은 태양광 패널 지지체에 관한 것이다. 본 발명에 의한 태양광 패널 지지체는, 상기 패널의 하부에 수평으로 배치되어 상기 패널을 지지하고, 상기 패널의 너비 방향을 따라 소정 간격 이격되어 배열되는 복수의 프레임을 가지는 프레임 유닛; 상기 패널의 길이 방향을 따라 배치되어 상기 프레임들을 순차적으로 관통하여 삽입되는 토크 튜브; 상기 토크 튜브의 하부에 위치하며, 상기 토크 튜브를 축회전 가능하게 하는 연결부; 및 상기 연결부와 연결되어, 상기 연결부의 하부에 위치하며, 상기 지면으로부터 상기 패널, 상기 수평 프레임, 상기 토크 튜브, 상기 연결부를 지지하는 지지대; 를 포함한다.

Description

태양광 패널 지지체{Supporter of Solar panel}
본 발명은 태양광 패널을 지지하는 태양광 패널 지지체에 관한 것이다.
화석연료의 고갈에 따라 자연력을 이용한 동력 발생 장치들이 많이 개발되고 있고, 이러한 동력 발생 수단의 하나로 태양열을 이용한 것이 있다. 태양열을 이용한 동력 발생 장치 중에는 태양열 발전 장치가 있으며, 이러한 태양열 발전장치 중에는 접시형 반사판을 이용한 접시형 태양열 발전장치와, 헬리오스타트와 같은 태양광 패널 지지체를 이용한 타워형 태양열 발전시스템이 있다. 한편, 타워형 태양열 발전시스템은 태양광 패널 지지체로부터 반사되는 빛으로 터빈을 구동시키는 동력원으로 사용하고 있다.
도 1은 태양광 패널을 지지하는 종래의 태양광 패널 지지체(1)를 보여주는 도면이다. 도 1을 참고하면, 지면에 기둥(2)이 설치되고, 토크 튜브(3)가 기둥(2)의 상부에 수직 방향으로 지면과 평행하게 설치되며, 토크 튜브(3)의 상부에는 태양광 패널(6)의 고도각 및 방위각 조절을 위해 회전을 가능하게 하는 힌지부(4)가 설치되고, 그 위에 프레임(5)과 태양광 패널(6)이 설치된다.
이러한 태양광 패널 지지체(1)는 그 투입 자재들의 무게가 상당히 무겁고, 이에 따라 구조물의 안정성이 취약해지는 문제가 있었다. 또한, 태양광 패널 지지체(1)의 구조상, 태양광 패널(6)을 안정적으로 회전시키기 위해서는 힌지부(4)가 토크 튜브(3)의 길이 방향을 따라 복수개 설치되어야 한다. 이에 따라, 힌지부(4)의 총 무게의 증가는 전체 태양광 패널 지지체 구조물의 무게 증가로 이어지며, 이는 구조물 전체의 안정성에 영향을 주고, 제조비 및 재료비 측면에서도 부담이 되는 문제가 있다.
또한, 태양광 패널(6)의 끝단은 중력에 의해 아래로 처지게 되어 태양광 패널(6)의 손상을 가져올 수 있으며, 태양광 패널(6)의 처짐 현상에 의해 태양광 패널 지지체(1)의 구조적인 안정성에도 문제가 발생한다.
본 발명은 투입 자재의 경량화를 달성하여 제작비 및 재료비를 절감할 수 있는 태양광 패널 지지체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 패널 끝단의 처짐을 방지하고, 태양광 패널 지지체의 전체적인 구조적 안정성을 향상시킬 수 있는 태양광 패널 지지체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 태양광 패널 지지체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 태양광 패널을 지지하기 위한 태양광 패널 지지체에 있어서, 상기 패널의 하부에 수평으로 배치되어 상기 패널을 지지하고, 상기 패널의 너비 방향을 따라 소정 간격 이격되어 배열되는 복수의 프레임을 가지는 프레임 유닛; 상기 패널의 길이 방향을 따라 배치되며, 양측에 상기 프레임들이 결합되는 토크 튜브; 상기 토크 튜브의 하부에 결합하여, 상기 토크 튜브를 움직이게 하는 연결부; 및 상기 연결부의 하부에 위치하여 상기 연결부와 결합되며, 상기 지면으로부터 상기 패널, 상기 프레임, 상기 토크 튜브 및 상기 연결부를 지지하는 지지대;를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 프레임에는 일면과 타면을 관통하는 관통홀이 상기 프레임의 상하방향 및 좌우방향을 따라 복수개 배열되고, 상기 관통홀의 가장자리에는 상기 프레임의 상기 일면 또는 상기 타면을 향해 돌출되는 돌출 리브가 형성된다.
일 실시예에 따르면, 어느 하나의 상기 관통홀에 형성된 상기 돌출 리브의 돌출 방향과, 인접한 다른 상기 관통홀에 형성된 상기 돌출 리브의 돌출 방향은 서로 반대 방향이다.
일 실시예에 따르면, 상하방향으로 배치된 각 상기 관통홀의 사이에는 상기 프레임의 좌우 방향을 따라 상기 프레임의 일면을 향해 돌출된 보강 리브가 형성된 다.
일 실시예에 따르면, 상기 프레임의 상부면 또는 하부면 중 적어도 어느 하나에는, 상기 프레임의 좌우방향에 따라 높이의 소정의 단차를 형성하는 단차 리브가 구비된다.
일 실시예에 따르면, 상기 프레임은, 서로 마주보며 결합하는 한 쌍의 수평 프레임을 포함하고, 상기 한 쌍의 수평 프레임 중 어느 하나의 일단과, 다른 하나의 수평 프레임의 일단은 그 사이에 상기 토크 튜브가 결합되는 결합홀을 형성하면서 서로 결합하되, 상기 수평 프레임들과 상기 토크 튜브는 서로 고정 결합된다.
일 실시예에 따르면, 상기 한 쌍의 수평 프레임과 상기 토크 튜브를 서로 고정 결합하는 결합부재를 더 포함하되, 상기 결합홀의 상부는 폐쇄되고, 상기 결합홀의 하부는 개방되며, 상기 결합홀은, 상기 토크 튜브의 외측면과 접하는 곡면부;상기 곡면부의 하단으로부터 상기 수평 프레임들의 하측으로 수직 연장되는 수직부를 포함하고, 상기 결합부재는, 상기 한 쌍의 수평 프레임의 상부와 상기 토크 튜브를 결합하는 제1 브라켓; 상기 한 쌍의 수평 프레임의 하부와 상기 토크 튜브를 결합하는 한 쌍의 제2 브라켓을 포함하고, 상기 제2 브라켓은, 상기 수평 프레임의 일면과 접촉하는 수평부; 상기 수평부로부터 상기 수평 프레임의 두께 방향으로 수직 연장되어, 상기 토크 튜브의 측면 및 상기 수직부와 접하여 상기 토크 튜브를 지지한다.
일 실시예에 따르면, 각 상기 수평 프레임의 타단에는 각각 경사 프레임의 일단이 결합하여, 상기 경사 프레임은 상기 패널을 지지하며, 상기 경사 프레임은,상기 경사 프레임의 일단으로부터 상기 경사 프레임의 타단으로 갈수록 그 상하방향의 높이가 점차 감소하도록 상기 경사 프레임의 하부가 상향 경사지게 형성되고,각 상기 경사 프레임의 타단에는 상기 수평 프레임을 향하여 연장되는 복수의 보강재가 결합하되, 상기 복수의 보강재들은 트러스 구조를 형성한다.
일 실시예에 따르면, 상기 지지대는 지면으로부터 연장되는 하부 지지대와, 상기 연결부와 결합하는 상부 지지대를 포함하고, 상기 상부 지지대와 상기 하부 지지대 사이에는 상기 상부 지지대를 회전시키는 웜 구동부가 구비되되, 상기 웜 구동부가 상기 상부 지지대를 지면에 대해 수직방향으로 회전시키면 상기 패널의 고도각이 조절되고, 상기 웜 구동부가 상기 상부 지지대를 지면에 대해 수평방향으로 회전시키면 상기 패널의 방위각이 조절된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 투입 자재의 경량화를 달성하여 제작비 및 재료비를 절감할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 패널 끝단의 처짐을 방지하고, 태양광 패널 지지체의 전체적인 구조적 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 태양광 패널 지지체를 보여주는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 태양광 패널 지지체를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 태양광 패널 지지체의 측면도이다.
도 4는 도 2의 태양광 패널 지지체를 다른 방향에서 바라본 측면도이다.
도 5 내지 도 7은 패널, 프레임 유닛, 토크 튜브, 연결부의 결합을 각기 다른 방향에서 보여주는 도면들이다.
도 8 내지 도 9은 수평 프레임에 형성된 리브 유닛을 각기 다른 방향에서 보여주는 도면들이다.
도 10은 수평 프레임과 토크 튜브의 결합을 보여주는 사시도이다.
도 11 내지 도 12은 토크 튜브와 결합부재를 보여주는 도면들이다.
도 13는 도 2에서 보강재가 결합한 영역을 확대해서 보여주는 사시도이다.
도 14는 도 2의 본 발명에 의한 태양광 패널 지지체의 저면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장된 것이다.
이하, 도 2 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 일 예를 상세히 설명한다.
도 2 및 도 4는 본 발명에 의한 태양광 패널 지지체를 보여주는 도면이다. 도 2는 본 발명에 의한 태양광 패널 지지체의 사시도이며, 도 3 내지 도 4는 도 2를 각기 다른 방향에서 바라본 측면도이다.
도 5 내지 도 7은 태양광 패널, 프레임 유닛, 토크 튜브, 연결부의 결합을 보여주는 도면이고, 도 8 내지 도 9는 수평 프레임에 형성된 리브 유닛을 보여주는 도면이고, 도 10은 수평 프레임과 토크 튜브의 결합을 보여주는 도면이다. 도 11 내지 도 12는 토크 튜브와 결합부재를 보여주는 도면들이고, 도 13 내지 도 14는 보강재를 보여주는 도면들이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 태양광 패널 지지체(10)는 태양광 패널(100)을 지지하며, 프레임 유닛(200), 토크 튜브(300), 보강재(400), 연결부(500), 지지대(600) 그리고 웜 구동부(700)를 포함한다.
태양광 패널(100)은 태양광을 반사하는 반사판의 역할을 한다. 태양광 패널(100)은 이하 패널(100)이라 한다. 패널(100)은 태양광의 입사각에 따라 고도각 또는 방위각이 조절되며 움직일 수 있다. 패널(100)이 움직이는 과정은 구동 실린더(640) 및 웜 구동부(700)와 관련하여 상세히 후술한다.
프레임 유닛(200)은 패널(100) 하부에 위치하여 패널(100)을 지지한다. 프레임 유닛(200)은 복수의 프레임(210)을 포함한다.
프레임(210)은 수평 프레임(220), 경사 프레임(230) 그리고 보조 프레임(240)을 포함한다. 각 프레임(210)들은 패널(100)의 하부면에 수평으로 배치되어 패널(100)을 하부면에서 지지한다.
아래에서, 패널(100)의 너비 방향이란 도 2에서 X축 방향을 의미하며, 패널(100)의 길이 방향이란, 도 2에서 Y축 방향을 의미한다.
수평 프레임(220)과 경사 프레임(230)은 그 길이방향이 일치하도록 각 단부가 결합하여 일렬로 배치될 수 있다. 또한, 수평 프레임(220)과 경사 프레임(230)은 패널(100)의 길이 방향을 따라 소정 간격 이격되어 배열된다. 즉, 패널(100)의 길이 방향을 따라서, 소정 간격마다 수평 프레임(220)과 경사 프레임(230)을 결합하여 배치함으로써 패널(100)을 지지한다.
토크 튜브(300)는 프레임 유닛(200)과 결합한다. 토크 튜브(300)는 후술하는 웜 구동부(700)가 제공하는 동력에 의해 움직여, 패널(100)의 방위각을 조절할 수 있는데, 이와 관련하여서는 웜 구동부(700)에 관한 설명과 함께 상세히 후술한다.
도 5 내지 도 7은 패널, 프레임 유닛, 토크 튜브, 연결부의 결합을 각기 다른 방향에서 보여주는 도면들이다.
수평 프레임(220)은 패널(100)의 너비 방향을 따라 한 쌍이 구비될 수 있다. 도 5 내지 도 6을 참조하면, 한 쌍의 수평 프레임(220)은 서로 마주보며 결합할 수 있다. 한 쌍의 수평 프레임(220) 중 어느 하나의 일단과, 다른 하나의 수평 프레임(220)의 일단이 결합할 수 있다. 그리고 그 결합하는 사이에는 결합홀(260)이 형성된다(도 8 내지 도 9 참조). 결합홀(260)에는 토크 튜브(300)가 위치한다(도 10 참조).
도 8 내지 도 9은 수평 프레임(220)에 형성된 리브 유닛(250)을 보여준다. 도 8 내지 도 9를 참조하면, 수평 프레임(220)에는 리브 유닛(250)이 구비된다. 리브 유닛(250)은 수평 프레임(220) 뿐 아니라, 경사 프레임(230)에도 동일하게 구비된다. 편의상, 리브 유닛(250)은 수평 프레임(220)과 관련하여 설명하고, 이는 경사 프레임(230)에도 동일하게 구비되어 동일한 역할을 하는 것으로 설명한다.
리브 유닛(250)은 수평 프레임(220)의 강성을 높여 전체적인 구조물의 안정성을 향상시킨다. 리브 유닛(250)은 관통홀(252), 돌출 리브(254), 보강 리브(256), 그리고 단차 리브(258)를 포함한다.
관통홀(252)은 수평 프레임(220)의 일면과 타면을 관통한다. 관통홀(252)이 형성됨으로써, 수평 프레임(220)의 중량을 감소시키고, 재료비를 절감하면서도, 강성을 증가시킬 수 있도록 한다.
관통홀(252)은 복수개 형성될 수 있다. 관통홀(252)은 수평 프레임(220)의 길이방향, 즉 좌우방향으로 복수개 배열될 수 있다. 여기서, 수평 프레임(220)의 길이 방향이란, 도 2에서의 X축 방향 및 패널(100)의 너비 방향과 동일한 방향이다. 또한, 관통홀(252)은 수평 프레임(220)의 너비방향, 즉 상하방향으로도 복수개 배열될 수 있다.
관통홀(252)의 가장자리에는 돌출 리브(254)가 형성된다. 돌출 리브(254)는 관통홀(252)의 가장자리로부터, 외측으로 돌출된다.
돌출 리브(254)는 수평 프레임(220)의 일면 또는 타면으로부터 외측으로 돌출된다. 이 때, 돌출 리브(254)의 반대측에는 돌출 리브(254)가 형성되지 않고, 내측으로 삽입되는 형태의 오목 형상이 형성될 수 있다.
일 예로, 돌출 리브(254)가 수평 프레임(220)의 일면을 향해 돌출되는 경우, 관통홀(252)의 타면 가장자리는 수평 프레임(220)의 내측으로 오목하게 형성될 수 있다.
구체적으로, 돌출 리브(254)는 인접한 관통홀(252)끼리 교대로 일면 또는 타면에 돌출되도록 방향을 달리하여 반복적으로 형성된다. 일 예로, 수평 프레임(220)의 좌우 방향을 따라 형성되는 복수개의 관통홀(252)에 있어서, 어느 하나의 관통홀(252)에 형성된 돌출 리브(254)가 수평 프레임(220)의 일면으로부터 외측으로 돌출된 경우, 그와 인접한 다른 관통홀(252)의 돌출 리브(254)는 수평 프레임의 타면으로부터 외측으로 돌출된다.
즉, 돌출 리브(254)가 돌출된 방향이 다르게, 반복적으로 형성되어, 양측의 균형을 맞추면서 수평 프레임(220)의 전체적인 강성 및 안정성을 향상시킨다.
또한, 수평 프레임(220)의 상하 방향을 따라 형성되는 복수개의 관통홀(252)에 있어서도, 서로 인접한 관통홀(252)끼리는 돌출 리브(254)가 서로 다른 방향으로 돌출되도록 형성됨으로써, 양 방향에의 균형을 맞추면서 수평 프레임(220)의 강성을 크게 향상시킬 수 있다.
보강 리브(256)는 관통홀(252)과 그와 인접한 다른 관통홀(252) 사이에 형성된다. 일 예로, 상하방향으로 배치된 관통홀(252) 사이에 형성될 수 있다. 보강 리브(256)는 수평 프레임(220)의 일면 또는 타면으로부터 외측으로 돌출될 수 있다. 보강 리브(256)는 수평 프레임(220)의 길이 방향, 즉 좌우 방향을 따라서 형성될 수 있다. 보강 리브(256)의 단면은 반원 형태가 되도록 형성될 수 있다. 보강 리브(256)가 돌출된 측의 반대편은 오목하게 삽입되는 형태가 될 수 있다. 일 예로, 보강 리브(256)가 수평 프레임(220)의 일면을 향해 돌출되면, 수평 프레임(220)의 타면 측의 보강 리브(256)에 대응되는 영역에는 함몰되도록 함몰부(257)가 형성된다.
단차 리브(258)는 수평 프레임(220)의 길이 방향을 따라, 수평 프레임(220)의 상면 또는 하면에 형성된다. 즉, 수평 프레임(220)의 좌우 방향을 따라, 수평 프레임(220)의 높이에 소정의 단차가 생긴다. 단차 리브(258)는 반복적으로 형성될 수 있다. 단차 리브(258)는 수평 프레임(220)의 상면 또는 하면에 돌출 또는 함몰되는 형태로 반복적으로 형성될 수 있다.
단차 리브(258)가 형성됨으로써, 수평 프레임(220)의 강성과 구조적 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 수평 프레임(220)의 상면에서 토크 튜브(300)가 결합하는 영역과 대응되는 영역에는 상부로 돌출된 형태의 단차 리브(258)가 형성된다. 이것은 수평 프레임(220) 상부에 안착하는 패널(100)과 직접적으로 접촉하고 결합되기 위함으로써, 수평 프레임(220) 간의 결합과 관련하여 후술한다.
아래에서는 도 5 내지 도 12를 참조하여, 프레임 유닛(200)과 토크 튜브(300)의 결합구조에 대하여 설명한다.
한 쌍의 수평 프레임(220)은 서로 마주보며 결합한다. 한 쌍의 수평 프레임(220)은 각 수평 프레임(220)의 일단끼리 결합한다. 각 수평 프레임(220)의 일단은 결합하면서 그 사이에 결합홀(260)을 형성한다. 결합홀(260)에는 토크 튜브(300)가 위치한다. 일 예로, 결합홀(260)은 토크 튜브(300)에 대응되는 형상으로 형성되고, 각 수평 프레임(220)들은 토크 튜브(300)에 조립될 수 있다.
도 8 내지 도 9를 참조하면, 한 쌍의 수평 프레임(220)이 결합될 때 형성되는 결합홀(260)은 곡면부(262)와 수직부(264)를 포함한다.
곡면부(262)는 각 수평 프레임(220)이 결합하는 일단의 상부에 형성된다. 각 수평 프레임(220)의 상부 간의 결합은 후술하는 제1 브라켓(382)에 의해 이루어진다(도 5 내지 도 6참조).
곡면부(262)는 토크 튜브(300)의 외측면과 대응되는 형상으로 형성된다(도 10 참조). 곡면부(262)는 원형으로 형성될 수 있다. 곡면부(262)의 내측면은 토크 튜브(300)의 외측면과 접할 수 있다.
곡면부(262)의 상부는 폐쇄된다. 즉, 곡면부(262)의 상부는 어느 하나의 수평 프레임(220)의 상부와 다른 하나의 수평 프레임(220)의 상부가 서로 만나 결합하는 영역을 이룬다. 또한, 곡면부(262)의 상부가 폐쇄됨으로써, 패널(100)이 직접적으로 접촉하여 결합할 수 있다. 이 때 결합은 다양한 방식일 수 있으며, 볼트 체결일 수 있다.
즉, 종래에는 패널(100)이 연결부(500)에 결합하였으나, 이 경우, 종래 태양광 패널 지지체 구조상 연결부(500)가 다수개 필요하여 문제가 발생함에 대해서는 이미 상술하였다. 그러나, 본 발명은 연결부(500)를 토크 튜브(300)의 하부에 배치함으로써, 연결부(500)의 갯수를 대폭 감소 내지 1개만 구비하는 것이 가능하여, 종래의 문제점을 해결하였다.
따라서, 상술한 단차 리브(258)의 경우, 곡면부(262)의 상부에는 상측으로 돌출되도록 형성된다. 따라서, 돌출된 단차 리브(258)와 패널(100)이 직접적으로 접촉하여 맞닿으면서, 볼트 체결의 방식으로 패널(100)과 수평 프레임(220)이 직접적으로 고정 결합된다.
수직부(264)는 각 수평 프레임(220)이 서로 결합하는 일단의 하부에 형성된다. 수직부(264)는 곡면부(262)의 하단으로부터 수평 프레임(220)의 하측으로 수직으로 연장형성된다. 수직부(264)의 하부는 개방된다.
도 11 내지 도 12은 토크 튜브와 결합부재를 보여주는 도면들이다.
도 10 내지 도 12을 참조하면, 결합부재(380)는 한 쌍의 수평 프레임(220)과 토크 튜브(300)를 결합한다. 결합부재(380)는 토크 튜브(300)의 외주면에 용접되어 토크 튜브(300)와 일체형으로 구성될 수 있다. 그리고, 결합부재(380)는 수평 프레임(200)과 볼트 체결되어, 결과적으로 토크 튜브(300)와 수평 프레임(200)이 결합할 수 있다.
결합부재(380)는 제1 브라켓(382)과 제2 브라켓(384)을 포함한다.
제1 브라켓(382)은 각 수평 프레임(220)의 상부와 토크 튜브(300)를 서로 고정결합한다. 제1 브라켓(382)에 의해 결합하는 수평 프레임(220)의 상부 영역은 곡면부(262)의 상측에 폐쇄된 영역이다.
제1 브라켓(382)의 양단은 각 수평 프레임(220)의 일단 상부와 볼트체결되고, 제1 브라켓(382)의 하부는 토크 튜브(300)와 결합한다(도 11 내지 도 12 참조). 일 예로, 토크 튜브(300)와의 결합은 용접 결합일 수 있다. 따라서, 제1 브라켓(382)에 의해, 각 수평 프레임(220)의 상부와 토크 튜브(300)가 고정 결합할 수 있다.
제2 브라켓(384)은 각 수평 프레임(220)의 하부와 토크 튜브(300)를 서로 고정결합한다. 제2 브라켓(384)은 한쌍이 구비될 수 있다. 어느 하나의 제2 브라켓(384)은 수평 프레임(220)의 하부 일단과 토크 튜브(300)를 결합하고, 다른 하나의 제2 브라켓(384)은 다른 수평 프레임(220)의 하부 일단과 토크 튜브(300)를 결합한다. 이때의 결합은 볼트 체결일 수 있다.
제2 브라켓(384)은 곡면 브라켓(384a)과 수직 브라켓(384b)를 포함할 수 있다. 곡면 브라켓(384a)은 결합홀(260)의 곡면부(262)에 대응되어 결합하고, 수직 브라켓(384b)은 결합홀(260)의 수직부(264)에 대응되어, 수평 프레임(220)의 두께 방향으로 연장되어 결합한다. 한 쌍의 제2 브라켓(384)의 이러한 형상으로 인하여, 토크 튜브(300)를 받치게 되어, 토크 튜브(300)가 아래로 처지지 않고, 수평 프레임(220)에 단단히 고정될 수 있도록 한다.
결합부재(380)는 토크 튜브(300)에 용접방식으로 결합하여 일체형으로 구비될 수 있다. 그리고, 토크 튜브(300)의 양측에서 한 쌍의 수평 프레임(210)을 볼트체결 방식으로 결합할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 태양광 패널 지지체(10)를 더욱 용이하게 제작 가능하다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 경사 프레임(230)은 수평 프레임(220)의 타단에 결합된다. 경사 프레임(230)은 한 쌍으로 구비될 수 있다. 각 경사 프레임(230)의 일단은 각 수평 프레임(220)의 타단에 각각 결합하여, 패널(100)의 가장자리를 향해 연장된다. 수평 프레임(220)의 길이가 경사 프레임(230)의 길이보다 길도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 수평 프레임(220)의 길이와 경사 프레임(230)의 길이의 비는 3:2로 형성될 수 있다.
경사 프레임(230)은 패널(100)의 하부에 위치하여 결합함으로써, 패널(100)을 지지한다. 경사 프레임(230)은 그 길이 방향을 따라서 상하방향의 높이가 다르도록 형성된다. 즉, 경사 프레임(230)의 일단으로부터 경사 프레임(230)의 타단으로 갈수록 상하방향의 높이가 감소하도록, 경사 프레임(230)의 하부면은 상향 경사지게 형성된다.
상술한 바와 같이, 경사 프레임(230)에도 관통홀(252) 및 리브 유닛(250)이 형성되고, 이러한 구성들은 경사 프레임(230)의 구조적 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 13 는 도 2의 S영역을 확대해서 보여주는 사시도이고, 도 14은 도 2의 저면도이다. 아래에서는 도 13 및 도 14를 참조하여 보조 프레임(240)과 보강재(400)를 설명한다.
보조 프레임(240)은 수평 프레임(220) 또는 경사 프레임(230) 중 적어도 어느 하나의 하부에 위치할 수 있다. 보조 프레임(240)은 프레임 유닛(200)의 안전성을 더욱 향상시킨다. 보조 프레임(240)은 수평 프레임(220) 및 경사 프레임(230)의 길이방향과 수직이 되는 방향으로 직교하도록 배치될 수 있다.
보조 프레임(240)은 제1 보조 프레임(242)과 제2 보조 프레임(244)을 포함할 수 있다. 제1 보조 프레임(242)과 제2 보조 프레임(244)는 패널(100)의 너비 방향, 즉 도 2의 X축 방향으로 소정 간격을 두고 이격되어 배치된다.
일 예로, 제1 보조 프레임(242)은 수평 프레임(220)의 하부에 위치할 수 있다. 제2 보조 프레임(244)은 경사 프레임(230) 타단의 하부에 위치할 수 있다.
각 보조 프레임(240)들은 수평 프레임(220) 및 경사 프레임(230)들의 하부를 지지함으로써, 구조적 안전성을 향상시킬 수 있다.
보강재(400)는 패널(100)의 가장자리 영역의 처짐현상을 방지한다. 또한, 태양광 패널 지지체(10)의 구조적 안정성을 보강하여 향상시킨다. 보강재(400)의 일단은 경사 프레임(230)의 타단에 결합되어, 수평 프레임(220) 또는 제1 보조 프레임(242)을 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 보강재(400)의 일단은 제2 보조 프레임(244)과 인접할 수 있다. 보강재(400)의 타단은 제1 보조 프레임(242)과 인접할 수 있다. 보강재(400)는 제1 보조 프레임(242)과 제2 보조 프레임(244) 사이 공간에 배치될 수 있다.
보강재(400)는 복수개 구비될 수 있다. 각 보강재(400)는 수평 프레임(220)과 경사 프레임(230)과 소정 각도를 이루면서 배치될 수 있다. 각 보강재(400)의 배치는 서로 트러스(truss) 구조를 형성할 수 있다. 트러스 구조로 인해, 패널(100) 처짐 현상 방지, 프레임 유닛(200)의 안전성 보강 등 전체적인 구조적 안전성을 보강할 수 있다. 이러한 보강재(400)의 트러스 구조 배치는 제1 보조 프레임(242)과 제2 보조 프레임(244)의 사이 공간에서 형성될 수 있다.
다시 도 5 내지 도 7을 참조하여, 연결부(500)에 대하여 설명한다.
연결부(500)는 토크 튜브(300)의 하부에 위치한다. 연결부(500)는 균형을 위해 토크 튜브(300)의 길이 방향에 대한 중심부에 결합될 수 있다.
연결부(500)는 그 상측에는 토크 튜브(300)와 결합되며, 그 하측에는 후술하는 상부 지지대(610)와 결합될 수 있다. 따라서, 웜 구동부(700)에 의해 상부 지지대(610)가 회전하면, 연결부(500)도 회전하고, 그에 따라 토크 튜브(300)도 회전이 가능하다.
연결부(500)는 별도의 연결 브라켓(510)에 의해 토크 튜브(300)와 결합될 수 있다. 패널(100)의 방위각을 조정할 필요가 있는 경우, 웜 구동부(700)에 의해 연결부(500)를 움직이면, 토크 튜브(300) 및 패널(100)도 움직이므로, 패널(100)의 방위각을 조절할 수 있다. 따라서, 종전과 같이 연결부(500)를 토크 튜브(300)의 길이 방향에 따라 다수개 보유할 필요가 없으며, 연결부(500)의 갯수를 줄일 수 있다. 이에 의해, 구조물 전체의 중량 감소에 따른 구조적 안전성 향상 및 자재비 절감이 가능하다.
따라서, 연결부(500)가 지지대(600)와 토크 튜브(300) 사이에 위치하게 됨으로서, 이 연결부(500)가 회전하면 패널(100) 전체가 움직일 수 있다. 또한, 패널(100)은 프레임 유닛(200)에 의해 안정적으로 지지되고 있으므로, 태양광 패널 지지체(10)의 구조적 안정성에도 문제가 발생하지 않는다.
연결부(500)는 1개가 구비될 수도 있으나, 도 7과 같이, 양측에 장착되어 한 쌍이 구비되고, 각 연결부(500)가 토크 튜브(300)에 결합할 수도 있다.
지지대(600)는 지면으로부터 수직 방향으로 연장되는 기둥으로 제공될 수 있다. 지지대(600)는 패널(100), 프레임 유닛(200), 보강재(400), 연결부(500)를 지지한다. 지지대(600)는 상부 지지대(610)와 하부 지지대(620), 보조 지지대(630), 구동 실린더(640)를 포함한다(도 2 내지 도 4 참조).
하부 지지대(620)는 지면에 고정되어 수직으로 연장된다. 상부 지지대(610)는 하부 지지대의 상측에 위치한다. 상부 지지대(610)와 하부 지지대(620) 사이에는 웜 구동부(700)가 위치한다. 상부 지지대는 웜 구동부(700)에 의해 지면에 대해 수평 방향으로 회전이 가능하다.
보조 지지대(630)는 제1 보조 지지대(632)와 제2 보조 지지대(634)를 포함한다. 제1 보조 지지대(632)는 상부 지지대(610)의 상측으로부터 지면과 나란한 방향으로 연장된다. 제1 보조 지지대(632)는 상부 지지대(630)의 하측과 힌지 방식으로 연결된다.
제2 보조 지지대(634)는 토크 튜브(300)의 하측에 연결된다. 제2 보조 지지대(634)는 제1 보조 지지대(632)와 상하방향으로 마주보도록 배치된다. 제2 보조 지지대(634)가 움직이면, 토크 튜브(300) 및 패널(100)이 움직여, 패널(100)의 고도각 조절이 가능하다.
구동 실린더(640)는 제1 보조 지지대(632)와 제2 보조 지지대(634) 사이를 연결한다. 제2 보조 지지대(634)는 구동 실린더(640)에 의해 상하방향으로 움직이고, 이로써 패널(100)의 고도각 조절이 가능하다.
상부 지지대(610)가 수평 방향으로 회전하면 패널(100)의 방위각 조절이 가능하다. 이 경우, 연결부(500) 및 토크 튜브(300)도 지면에 대해 수평 방향으로 회전하여 패널(100)도 지면에 대해 수평 방향으로 회전하므로 패널(100)의 방위각이 조절된다.
웜 구동부(700)는 패널(100)의 고도각 또는 방위각을 조절할 수 있도록 동력을 제공한다. 웜 구동부(700)는 상부 지지대(610)와 하부 지지대(620) 사이에 위치한다.
일 예로, 패널(100)의 방위각을 조절하고자 하는 경우에는, 패널(100)을 지면에 대하여 수평방향으로 회전시킬 수 있도록, 웜 구동부(700)를 구동한다. 이로써, 상부 지지대(610)를 지면에 대하여 수평방향으로 회전시킨다. 이 과정에서 상부 지지대(610) 및 그와 연결된 연결부(500)에 의해 패널(100)의 방위각이 조절된다.
상술한 실시예에서는 태양광 패널을 지지하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 반드시 이에 한하는 것은 아니고, 태양 에너지를 이용하여 발전할 수 있는 발전 장치라면 무엇이든 무방하며, 태양광 패널 뿐 아니라, 태양열 패널을 지지할 수 있는 구조물이라면 어느 것에나 적용될 수 있음은 당연하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 태양광 패널 지지체 100 : 패널
200 : 프레임 유닛 220 : 수평 프레임
230 : 경사 프레임 240 : 보조 프레임
380 : 결합부재 300 : 토크 튜브
400 : 보강재 500 : 연결부
600 : 지지대 700 : 웜 구동부

Claims (7)

  1. 태양광 패널을 지지하기 위한 태양광 패널 지지체에 있어서,
    상기 패널의 하부에 수평으로 배치되어 상기 패널을 지지하고, 상기 패널의 너비 방향을 따라 소정 간격 이격되어 배열되는 복수의 프레임을 가지는 프레임 유닛;
    상기 패널의 길이 방향을 따라 배치되며, 양측에 상기 프레임들이 결합되는 토크 튜브;
    상기 토크 튜브의 하부에 결합하여, 상기 토크 튜브를 움직이게 하는 연결부; 및
    상기 연결부의 하부에 위치하여 상기 연결부와 결합되며, 상기 지면으로부터 상기 패널, 상기 프레임, 상기 토크 튜브 및 상기 연결부를 지지하는 지지대;
    를 포함하는 태양광 패널 지지체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레임에는 일면과 타면을 관통하는 관통홀이 상기 프레임의 상하방향 및 좌우방향을 따라 복수개 배열되고, 상기 관통홀의 가장자리에는 상기 프레임의 상기 일면 또는 상기 타면을 향해 돌출되는 돌출 리브가 형성된 태양광 패널 지지체.
  3. 제2항에 있어서,
    어느 하나의 상기 관통홀에 형성된 상기 돌출 리브의 돌출 방향과, 인접한 다른 상기 관통홀에 형성된 상기 돌출 리브의 돌출 방향은 서로 반대 방향인 태양광 패널 지지체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은,
    서로 마주보며 결합하는 한 쌍의 수평 프레임을 포함하고,
    상기 한 쌍의 수평 프레임 중 어느 하나의 일단과, 다른 하나의 수평 프레임의 일단은 그 사이에 상기 토크 튜브가 결합되는 결합홀을 형성하면서 서로 결합하되,
    상기 수평 프레임들과 상기 토크 튜브는 서로 고정 결합되는 태양광 패널 지지체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프레임 유닛은, 상기 한 쌍의 수평 프레임과 상기 토크 튜브를 서로 고정 결합하는 결합부재를 더 포함하되,
    상기 결합홀의 상부는 폐쇄되고, 상기 결합홀의 하부는 개방되며,
    상기 결합홀은,
    상기 토크 튜브의 외측면과 접하는 곡면부;
    상기 곡면부의 하단으로부터 상기 수평 프레임들의 하측으로 수직 연장되는 수직부를 포함하고,
    상기 결합부재는,
    상기 한 쌍의 수평 프레임의 상부와 상기 토크 튜브를 결합하는 제1 브라켓; 및
    상기 한 쌍의 수평 프레임의 하부와 상기 토크 튜브를 결합하는 한 쌍의 제2 브라켓을 포함하며,
    상기 제2 브라켓은,
    상기 수평 프레임의 일면과 접촉하는 수평부; 및
    상기 수평부로부터 상기 수평 프레임의 두께 방향으로 수직 연장되어, 상기 토크 튜브의 측면 및 상기 수직부와 접하여 상기 토크 튜브를 지지하는 태양광 패널 지지체.
  6. 제4항에 있어서,
    각 상기 수평 프레임의 타단에는 각각 경사 프레임의 일단이 결합하여, 상기 경사 프레임은 상기 패널을 지지하며,
    상기 경사 프레임은,
    상기 경사 프레임의 일단으로부터 상기 경사 프레임의 타단으로 갈수록 그 상하방향의 높이가 점차 감소하도록 상기 경사 프레임의 하부가 상향 경사지게 형성되고,
    각 상기 경사 프레임의 타단에는 상기 수평 프레임을 향하여 연장되는 복수의 보강재가 결합하되,
    상기 복수의 보강재들은 트러스 구조를 형성하는 태양광 패널 지지체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지지대는 지면으로부터 연장되는 하부 지지대와, 상기 연결부와 결합하는 상부 지지대를 포함하고,
    상기 상부 지지대와 상기 하부 지지대 사이에는 상기 상부 지지대를 회전시키는 동력을 제공하는 웜 구동부가 구비되되,
    상기 웜 구동부가 상기 상부 지지대를 지면에 대해 수평방향으로 회전시키면 상기 패널의 방위각이 조절되는 태양광 패널 지지체.
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