KR20190001357U - 태양광 패널 지지체 - Google Patents

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안관승
원창섭
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 고안은 태양광 발전 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 발전 시스템에 적용되는 태양광 패널 지지체에 관한 것이다.
본 고안의 일 실시예에 따른 태양광 패널 지지체는 복수 개의 부력체를 연결하고 지지하는 베이스 프레임; 및 서로 소정 각도로 형성되는 제1 프레임부와 제2 프레임부를 갖고, 양단부가 상기 베이스 프레임에 결합되어 태양광 패널을 지지하는 패널 프레임;을 포함하여 구성된다.

Description

태양광 패널 지지체{Supporting Device for Solar Panel}
본 고안은 태양광 패널 지지체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 태양광 발전 시스템에 적용되는 태양광 패널 지지체에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 발전 시스템(장치)은 태양전지를 이용하여 태양광 에너지(Photovoltaic Energy)를 전기에너지(Electric energy)로 변환시켜 발전하는 장치이다.
이러한 태양광 발전 시스템은 종래 지상이나 건물 옥상에 설치되었으나, 부지 확보 및 발전장치의 효율성을 고려하여 수상에 설치되는 사례가 증가하고 있다. 태양광 발전 장치를 수상에 설치하는 경우, 부지 수용에 따른 보상 및 비용 문제 감소, 주민과의 마찰 감소, 물에 의한 냉각효과에 따른 발전 효율 상승 등의 장점이 있다.
물론, 수상 태양광 발전 장치의 경우 태양광 패널을 수상에 띄우고 지지하기 위해 부력체나 계류장치가 필요하고 이에 따른 공간 확보 및 건설 비용 증가 등의 부수적으로 풀어야 할 과제도 있으나 장점이 상대적으로 많아서 활용이 확대되는 추세에 있다.
요약하면, 수상 태양광 발전 시스템은 육상에 설치된 것보다 주변온도가 낮아 발전 효율이 높고, 친환경적이며, 주민들과의 마찰도 작은 장점이 있어서 설치가 증가하는 추세이다.
수상 태양광 발전 장치의 경우 태양광 패널을 수상에 설치하게 되므로 이를 띄우고 지지하기 위해 필연적으로 부력체가 필요하게 된다. 이러한 부력체의 유형으로 크게 기구형(프레임형) 부력체와 부력 일체형 부력체가 있다.
먼저, 기구형(프레임형) 부력체는 주로 댐이나 만 등 수심이 깊고 수위변화가 크며 풍속이 강하고 유속이 빠른 곳에 적용된다. 따라서 기구형 부력체는 강풍, 조류, 파랑에 대한 저항 및 안전성이 우수하다. 또한, 부력체가 파손될 경우 내부 충전재로 부력을 유지할 수 있다는 장점도 있다. 기구형 부력체는 구조적 안정성이 높으므로 태양광 패널의 경사각을 (30도 이상으로) 높게 유지할 수 있어 발전 효율도 상대적으로 높다. 그러나 건설비용은 상대적으로 높다는 단점이 있다. 기구형 부력체의 경우 부력체의 재질은 알루미늄-아연-마그네슘 합금 등 금속재로 제작되는 것이 일반적이다.
다음으로, 부력 일체형 부력체는 저수지나 연못 등 수위 변화나 유속 및 풍속이 약한 곳에 적용된다. 부력 일체형 부력체의 경우 신속하고 편리하게 시공할 수 있으며, 시공 단가가 작아 경제적이라는 장점이 있다. 부력 일체형 부력체의 경우 태양광 모듈 경사각이 상대적으로 낮아 발전 효율은 기구형 부력에 유형에 비해 조금 떨어진다는 단점이 있다. 부력 일체형 부력에의 경우 부력체의 재질은 PE(Polyethylene) 등 합성수지물로 제작되는 것이 일반적이다.
수상 태양광 발전 장치에서 태양광 패널을 수상에 띄우고 지지하기 위해 부력체가 필수적임은 전술한 바와 같다. 기구형 부력체에 있서서는 부력체가 구조물로 설치되어 있고 내부에 충전재가 주입되어 있으므로, 일부가 파손되더라도 상당한 시간 동안 대응 및 유지가 가능하다.
그러나, 부력 일체형 부력체에서는 태양광 패널별로 분리된 개별 부력체가 사용되거나, 부력체들이 프레임에 의해 연결되어 있더라도 부력체의 영향력이 즉각적으로 나타나므로 부력체가 파손되는 경우 즉각적인 교체 등의 유지 보수가 필요하다.
도 1에 종래기술에 따른 수상 태양광 발전 장치의 태양광 패널 지지구조가 도시되어 있다. 태양광 패널(1)은 프레임 구조물(2)에 의해 지지되고, 프레임 구조물(2) 및 태양광 패널(1)은 부력체(3)에 의해 수상에 떠 있도록 구성된다.
도 2에는 종래기술에 따른 수상 태양광 발전 장치의 태양광 패널 지지구조의 측면도가 도시되어 있다. 프레임 구조물(2)은 부력체(3)를 연결하는 베이스 프레임(4), 태양광 패널(1)을 지지하는 패널 프레임(5), 베이스 프레임(4)으로부터 패널 프레임(5)의 경사를 유지하는 경사 프레임(6), 횡으로 배열된 복수의 태양광 패널(1)을 지지하는 횡 프레임(7), 그리고, 각 프레임 사이를 연결 및 고정하는 연결 부재(8,9) 등으로 구성되어 있다.
그런데, 종래기술에 따른 태양광 패널 지지구조의 프레임 구조물(2)은 베이스 프레임(4), 패널 프레임(5), 경사 프레임(6) 등 주요한 부품들이 모두 일자형 프레임으로 구성되어 있고, 이러한 일자형 프레임들을 다수 복잡하게 연결하여 제작하므로 작업 공정이 증대하고 작업 시간이 오래 소요된다. 또한, 입체적 구조물이 없으므로 횡방향의 외력에 대한 저항력이 떨어진다. 따라서, 안정성이 저해된다.
본 고안은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 안정성이 강화되고 유지보수가 용이한 프레임을 갖는 태양광 패널 지지체를 제공하는 것이다.
본 고안의 일 실시예에 따른 태양광 패널 지지체는 복수 개의 부력체를 연결하고 지지하는 베이스 프레임; 및 서로 소정 각도로 형성되는 제1 프레임부와 제2 프레임부를 갖고, 양단부가 상기 베이스 프레임에 결합되어 태양광 패널을 지지하는 패널 프레임;을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제1 프레임부와 제2 프레임부 사이에 개재되는 연결부를 더 포함하고, 상기 제1 프레임부, 제2 프레임부 및 연결부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 프레임부, 제2 프레임부, 연결부는 단면이 'ㄷ'자형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결부는 측면이 'U자형 또는 'V자형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 프레임부는 상기 제1 프레임부보다 길이가 짧게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 프레임부와 제2 프레임부의 내부 폭은 상기 베이스 프레임의 외부 폭과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 프레임부와 제2 프레임부의 단부에는 양 측면이 연장되어 상기 베이스 프레임에 결합되는 결합부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합부에는 길이 방향을 따라 복수 개의 체결홀이 이격 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합부에는 장공이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패널 프레임의 내면에는 보강 부재가 결합되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 패널 프레임의 폭은 병렬로 이격 배치되는 상기 베이스 프레임 2개의 폭과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 각 실시예에 따른 태양광 패널 지지체 의하면 측면도 상에서 U자형이나 V자형으로 형성되는 패널 프레임이 제공되어 작업 공정이 단순해지고 안정성이 강화된다. 특히, 수직방향의 하중에 대한 지지력이 우수해지고 더불어 수평방향의 하중에 대한 지지력도 증가한다.
또한 패널 프레임이 경사부를 갖고 있으므로 별도로 경사 유지를 위한 부품이 필요 없으므로 부품수가 감소하고 유지보수가 용이하다.
또한, 결합홀이 복수 개로 형성되어 베이스 프레임에 패널 프레임을 결합시키는 위치에 따라 경사각이 조절된다.
도 1은 종래기술에 따른 태양광 패널 지지체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 측면도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 태양광 패널 지지체의 사시도이다.
도 4는 도 3의 부분 상세도이다. 태양광 패널은 제거된 상태이다.
도 5는 도 3의 측면도이다.
도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 태양광 패널 지지체에 적용되는 패널 프레임의 사시도이다.
도 7은 본 고안의 다른 실시예에 따른 태양광 패널 지지체에 적용되는 패널 프레임의 사시도이다.
도 8은 본 고안의 다른 실시예에 따른 태양광 패널 지지체에 적용되는 패널 프레임의 사시도이다.
도 9는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 태양광 패널 지지체의 사시도이다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 태양광 패널 지지체의 사시도, 도 4는 도 3의 부분 상세도, 도 5는 측면도, 도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 태양광 패널 지지체에 적용되는 패널 프레임의 사시도이다. 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 태양광 패널 지지체에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 고안의 일 실시예에 따른 태양광 패널 지지체는 종횡으로 배치되는 복수 개의 부력체(10)를 연결하고 지지하는 베이스 프레임(20); 및 서로 소정 각도로 형성되는 제1 프레임부(31)와 제2 프레임부(32)를 갖고, 양단부가 상기 베이스 프레임(20)에 결합되어 태양광 패널(15)을 지지하는 패널 프레임(30);을 포함하여 구성된다.
부력체(10)는 평판, 경사판, 디스크 판, 원판, 박스형으로 형성될 수 있다. 부력체(10)의 주변부는 모따기나 라운딩 처리 등 매끄럽게 처리될 수 있다. 부력체(10)는 PE (Polyethylene), LDPE (Low Density Polyethylene), HDPE (High Density Polyethylene) 등의 합성수지물로 형성될 수 있다. 부력체(10)는 사출 성형(injection molding)이나 취입 성형(blow molding)등의 성형 기법에 의해 제작될 수 있다.
복수 개의 부력체(10)를 연결하기 위하여 베이스 프레임(20)이 마련된다. 베이스 프레임(20)은 일자형으로 형성될 수 있다. 베이스 프레임(20)은 철재나 강 등 등의 금속재로 구성될 수 있다. 베이스 프레임(20)의 빔이나 중공바 등으로 제작될 수 있다. 베이스 프레임(20)은 부력체(10)에 나사 결합 등에 의해 고정될 수 있다. 베이스 프레임(20)은 복수 개가 병렬로 설치될 수 있다.
태양광 패널(15)을 경사각을 유지한 채 지지하기 위해서 패널 프레임(30)이 마련된다. 패널 프레임(30)은 철이나 강 등 금속재로 구성될 수 있다.
패널 프레임(30)은 'ㄱ'자 형으로 형성된다. 따라서, 패널 프레임(30)은 서로 소정 각도를 갖는 제1 프레임부(31)와 제2 프레임부(32)를 갖는다.
제1 프레임부(31)와 제2 프레임부(32)는 각각 일자형으로 길게 형성될 수 있다. 제1 프레임부(31)와 제2 프레임부(32)는 각각 단면이 'ㄷ'자형으로 형성될 수 있다(도 6 참조). 즉, 제1 프레임부(31)를 예로 들면, 양 측면(31a,31b)과 상기 양 측면 사이를 연결하는 중간면(31c)으로 구성된다. 이때, 양 측면(31a,31b)과 중간면(31c)은 동일한 두께로 형성될 수 있다. 또한, 중간면(31c)은 베이스 프레임(20)의 폭과 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 프레임부(31)와 제2 프레임부(32)의 내부 폭은 베이스 프레임(20)의 외부 폭과 동일한 폭으로 형성될 수 있다
제2 프레임부(32)는 제1 프레임부(31)보다 길이가 짧게 형성된다. 이에 따라, 패널 프레임(30)이 베이스 프레임(20)에 결합되었을 때, 제1 프레임부(31)는 베이스 프레임(20)으로부터 45도 이하의 경사각을 갖게 된다.
제1 프레임부(31)와 제2 프레임부(32)를 연결하는 연결부(33)는 측면상에서 볼 때 'U'자형 또는 'V'자형으로 형성된다. 연결부(33)도 제1 프레임부(31)와 마찬가지로 단면이 'ㄷ'자형으로 형성된다.
제1 프레임부(31), 제2 프레임부(32), 연결부(33)는 단면이 동일한 두께와 폭으로 형성되는 'ㄷ'자형으로 형성될 수 있다.
제1 프레임부(31), 제2 프레임부(32), 연결부(33)는 일체로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 프레임부(31), 제2 프레임부(32), 연결부(33)는 'ㄷ'자형 단면을 갖는 빔을 구부려서 제작할 수 있다.
제1 프레임부(31)와 제2 프레임부(32)에는 각각 단부에 결합부(34)가 형성된다. 제1 프레임부(31)의 예를 들면, 결합부(34)는 제1 프레임부(31)의 양 측면(31a,31b)이 연장되어 형성될 수 있다. 또는 결합부(34)는 제1 프레임부(31)의 중간면(31c)이 제거되어 형성될 수 있다.
결합부(34)에는 체결홀(35)이 형성된다. 여기서, 체결홀(35)은 길이방향을 따라 복수 개가 이격 형성될 수 있다. 이에 따라, 패널 프레임(30)이 베이스 프레임(20)에 결합되는 위치를 조정하여 제1 프레임부(31) 혹은 제2 프레임부(32)의 경사각을 조절할 수 있다.
별도로 도시하지는 않았지만, 상기 결합부(34)에는 장공이 형성되어 패널 프레임(30)이 베이스 프레임(20)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다. 이 경우에도 제1 프레임부(31) 혹은 제2 프레임부(32)의 경사각을 조절할 수 있음은 물론이다.
제1 프레임부(31)의 상면에는 태양광 패널(15)을 지지하는 횡 프레임(40)이 결합된다. 별도로 도시하지는 않았지만, 횡 프레임(40)은 제1 프레임부(31)에 나사 결합, 용접결합, 클램프 결합 등에 의해 결합될 수 있다.
횡 프레임(40)은 패널 프레임(30)을 횡 방향(수평 방향)으로 고정하는 역할을 하므로 수평 방향의 외력에 대해 저항력을 갖게 한다. 따라서, 패널 프레임(30)은 형상에 의해 종 방향(수직 방향)의 외력에 저항력이 강해질 뿐만 아니라 횡 프레임(40)에 의해 횡 방향의 외력에 대한 저항력도 우수해진다.
도 7에는 본 고안의 다른 실시예에 따른 태양광 패널 지지체에 적용되는 패널 프레임의 단면도가 도시되어 있다. 이 실시예에서 패널 프레임(30)은 이전 실시예의 패널 프레임(30)과 동일하다. 다만, 패널 프레임(30)의 내면(또는, 중간면(31c)의 내측면)에는 보강부재(35)가 마련된다. 보강부재(36)에 의해 패널 프레임(30)의 지지력은 보다 증대된다.
도 8에는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 태양광 패널 지지체에 적용되는 패널 프레임의 단면도가 도시되어 있다.
이 실시예에서 패널 프레임(30A)의 전체적인 구조는 처음 실시예와 동일하다. 다만, 이 실시예에서는 프레임의 단면이 원형으로 형성된다. 즉 원형 중공바로 제작될 수 있다. 이에 따라 지지력이 보다 강화될 수 있다.
도 9에는 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 태양광 패널 지지체가 도시되어 있다. 이 실시예에서 패널 프레임(30B)은 광폭으로 형성된다. 즉, 패널 프레임(30)의 중간면(30Bc)은 광폭으로 형성된다. 예를 들어, 패널 프레임(30)의 중간면(30Bc)은 병렬로 이격 배치되는 베이스 프레임(20) 2개의 폭과 동일한 폭으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 단 하나의 패널 프레임(30B)으로 태양광 패널(15)을 지지할 수 있으며 횡 프레임 없이 독자적으로 태양광 패널을 지지할 수 있다.
본 고안의 각 실시예에 따른 태양광 패널 지지체 의하면 측면도 상에서 U자형이나 V자형으로 형성되는 패널 프레임이 제공되어 작업 공정이 단순해지고 안정성이 강화된다. 특히, 수직방향의 하중에 대한 지지력이 우수해지고 더불어 수평방향의 하중에 대한 지지력도 증가한다.
또한 패널 프레임이 경사부를 갖고 있으므로 별도로 경사 유지를 위한 부품이 필요 없으므로 부품수가 감소하고 유지보수가 용이하다.
또한, 결합홀이 복수 개로 형성되어 베이스 프레임에 패널 프레임을 결합시키는 위치에 따라 경사각이 조절된다. 따라서, 길이가 다른 경사 프레임을 다수 개 별도로 구비할 필요성이 없다.
이상에서 설명한 실시예들은 본 고안을 구현하는 실시예들로서, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 고안에 개시된 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 부력체 15 태양광 패널
20 베이스 프레임 30 패널 프레임
31 제1 프레임부 31a,31b 양 측면
31c 중간면 32 제2 프레임부
33 연결부 34 결합부
35 체결홀 36 보강부재
40 횡 프레임

Claims (11)

  1. 복수 개의 부력체를 연결하고 지지하는 베이스 프레임; 및
    서로 소정 각도로 형성되는 제1 프레임부와 제2 프레임부를 갖고, 양단부가 상기 베이스 프레임에 결합되어 태양광 패널을 지지하는 패널 프레임;을 포함하는 태양광 패널 지지체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 프레임부와 제2 프레임부 사이에 개재되는 연결부를 더 포함하고, 상기 제1 프레임부, 제2 프레임부 및 연결부는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 프레임부, 제2 프레임부, 연결부는 단면이 'ㄷ'자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  4. 제2항에 있어서, 상기 연결부는 측면이 'U자형 또는 'V자형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 프레임부는 상기 제1 프레임부보다 길이가 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제1 프레임부와 제2 프레임부의 내부 폭은 상기 베이스 프레임의 외부 폭과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 프레임부와 제2 프레임부의 단부에는 양 측면이 연장되어 상기 베이스 프레임에 결합되는 결합부를 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  8. 제7항에 있어서, 상기 결합부에는 길이 방향을 따라 복수 개의 체결홀이 이격 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  9. 제7항에 있어서, 상기 결합부에는 장공이 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 패널 프레임의 내면에는 보강 부재가 결합되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 패널 프레임의 폭은 병렬로 이격 배치되는 상기 베이스 프레임 2개의 폭과 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 태양광 패널 지지체.
KR2020170006150U 2017-11-30 2017-11-30 태양광 패널 지지체 KR20190001357U (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102318201B1 (ko) * 2021-03-25 2021-10-27 주식회사 케이디파워솔루션 수상태양광 발전장치

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