KR20190117993A

KR20190117993A - 태양광모듈 지지구조물

Info

Publication number: KR20190117993A
Application number: KR1020180041045A
Authority: KR
Inventors: 최혜민
Original assignee: 최혜민; (주)광일에너지
Priority date: 2018-04-09
Filing date: 2018-04-09
Publication date: 2019-10-17
Also published as: KR102044818B1

Abstract

본 발명은 태양광모듈 지지구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 콘크리트층에 수직하게 매설되며 상기 콘트리트층의 상부면에 상단부가 노출되는 복수 개의 고정지그; 상기 고정지그의 상단부에 하단부가 결합되어 상기 콘크리트층의 상부면에 수직하게 세워지는 복수 개의 지주대; 상부에 태양광모듈이 안치되며 상기 지주대의 상단부에 중심부가 회동 가능하게 연결되어 전후방향으로 각도가 조절되는 지지프레임; 및 길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍이 구비되며, 상기 지지프레임에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 상기 지주대의 일 지점에 상기 조절구멍이 분리 가능하게 연결되는 각도조절유닛;을 포함하며, 상기 지주대에 연결되는 상기 조절구멍의 위치에 따라 상기 지지프레임의 각도가 조절된다.

Description

태양광모듈 지지구조물 및 이의 시공방법{Solar Module Support Structure and Method for Constructing The Same}

본 발명은 태양광모듈 지지구조물 및 이의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계절 또는 월별로 태양광모듈의 경사 각도를 쉽게 조절할 수 있으며, 콘크리트층에 지지구조물을 수직방향으로 용이하게 설치할 수 있는 태양광모듈 지지구조물 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

태양광 발전은 무한정, 무공해의 태양빛을 전기에너지로 변환할 수 있는 기술로서, 태양광 발전에서 가장 주요한 부분인 태양광모듈은, 발전효율을 극대화하기 위하여 태양의 직사광선이 항상 태양광모듈의 전면에 수직으로 입사할 수 있도록 계절 또는 월별로 태양광모듈의 각도를 변화시켜준다.

우리나라에서의 일반적인 태양의 남중 고도와 태양광모듈의 각도를 개략적으로 살펴보면, 북위 37.5° 지역에서의 태양의 남중 고도(h)는 "(90°)-(그 지방의 위도)+(적위)"와 같으며, 적위는 하지에 +23.5°, 동지에 -23.5°이며, 춘분과 추분에는 0°이다.

즉, 위도가 37.5°인 우리나라에서 계절별 남중 고도는, 춘분(봄)과 추분(가을)에는 90°-37.5°+0=52.5°이고, 하지(여름)에는 90°-37.5°+23.5°=76°이며, 동지(겨울)에는 90°-37.5°-23.5°=29°가 된다.

따라서, 겨울철에는 태양광모듈이 지면과 대략 35°의 각도를 갖도록 설치하고, 봄 및 가을철에는 태양광모듈이 지면과 대략 30°의 각도 갖도록 설치하며, 여름철에는 태양광모듈이 지면과 대략 17°의 각도를 갖도록 설치하여, 태양의 남중 고도에 따라 태양광모듈로부터 최적의 집광이 이루어질 수 있다.

하지만, 종래에 개시되어 있는 대부분의 태양광발전시설은 전동기 및 실린더의 기계장치를 이용해 지지구조물로부터 태양광모듈의 각도를 조절하는 구성으로, 설치비용 및 고장 수리 시 큰 비용이 소모되는 문제점이 있다. 이에 따라, 최소한의 구조를 가지면서도 안정적인 구조로 태양광모듈이 경사각도를 조절할 수 있는 w지지구조물의 필요성이 대두되고 있다.

또한, 지지구조물의 시공 시 콘크리트층에 매설된 고정지그에 지주대를 설치하게 되는데, 고정지그가 콘크리트층에 매설될 시 수직방향으로 제대로 고정되지 못할 경우 고정지그에 설치되는 지주대들의 수직 정렬도 틀어지게 되므로 지주대 사이에 태양광모듈이 설치된 지지프레임이 제대로 결합되지 못하는 문제점이 발생한다.

(특허문헌 1) KR 등록실용신안공보 제20-0463729호(2012.11.15.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 계절 또는 월별로 태양광모듈의 경사 각도를 쉽게 조절할 수 있으며, 콘크리트층에 지지구조물을 수직방향으로 용이하게 설치할 수 있는 태양광모듈 지지구조물 및 이의 시공방법을 제공하는 것이다.

한편, 본 발명에 명시되지 않은 또 다른 목적들은 후술하는 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물은, 콘크리트층에 수직하게 매설되며 상기 콘트리트층의 상부면에 상단부가 노출되는 복수 개의 고정지그; 상기 고정지그의 상단부에 하단부가 결합되어 상기 콘크리트층의 상부면에 수직하게 세워지는 복수 개의 지주대; 상부에 태양광모듈이 안치되며 상기 지주대의 상단부에 중심부가 회동 가능하게 연결되어 전후방향으로 각도가 조절되는 지지프레임; 및 길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍이 구비되며, 상기 지지프레임에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 상기 지주대의 일 지점에 상기 조절구멍이 분리 가능하게 연결되는 각도조절유닛;을 포함하며, 상기 지주대에 연결되는 상기 조절구멍의 위치에 따라 상기 지지프레임의 각도가 조절된다.

여기서, 상기 각도조절유닛은, 길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍이 구비되며, 상기 지지프레임의 전단부에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 상기 지주대의 일 지점에 상기 조절구멍이 분리 가능하게 연결되는 제1 각도조절대; 및 길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍이 구비되며, 상기 지지프레임의 후단부에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 상기 지주대의 일 지점에 상기 조절구멍이 분리 가능하게 연결되는 제2 각도조절대;를 포함하며, 상기 제1 각도조절대의 길이가 상기 제2 각도조절대의 길이보다 더 짧게 구비된다.

여기서, 상기 고정지그는, 원형 배열되며 상단부가 상기 콘트리트층의 상부면에 노출된 복수 개의 앙카; 및 중심부가 비어 있는 평평한 판의 모양으로 상기 앙카들이 고정되며, 전후 및 좌우방향 각각에 표시부가 마련되어 있는 고정판;을 포함하며, 상기 고정판은 상기 앙카의 상하방향을 따라 복수 개가 소정거리 떨어져 배치된다.

여기서, 상하방향으로 소정거리 떨어져 있는 상기 고정판의 표시부들은 상기 앙카의 길이방향과 평행한 일직선상에 구비된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물의 시공방법은, 거푸집을 설치하는 단계; 상기 고정판의 표시부와 수직추를 이용하여 상기 거푸집 내부에 상기 고정지그를 수직하게 고정하는 단계; 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 상기 고정지그가 매설된 콘크리트층을 형성하는 단계; 및 상기 콘크리트층에 매설된 상기 고정지그의 상단부에 상기 지주대를 연결한 후, 상기 지주대에 상기 태양광모듈이 설치된 지지프레임 및 각도조절유닛을 연결시켜주는 단계;를 포함하여 시공된다.

본 발명에 따른 시공방법에 의해 시공된 태양광모듈 지지구조물은 지주대의 상단부로부터 태양광모듈이 설치된 지지프레임의 중앙부가 회동 가능하게 연결된 상태에서, 중심부 아래쪽에 다수 개의 조절구멍을 갖는 각도조절유닛을 구비한 후, 지지프레임에 각도조절유닛의 상단부를 연결해주고 지주대의 일 지점에 조절구멍의 위치를 바꾸어 볼트와 나사로 연결해줌으로써 지지프레임 및 태양광모듈의 경사 각도를 쉽고 용이하게 변경시켜줄 수 있는 장점이 있다.

또한, 고정판의 표시부와 수직추를 이용하여 콘크리트층에 고정지그가 수직하게 배치되도록 매설되므로, 고정지그의 상단부에 결합되는 지주대들의 수직 정렬이 제대로 이루어져 지주대 사이에 설치되는 지지프레임의 작동이 원활하게 이루어지는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물의 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지주대, 태양광모듈 및 각도조절유닛의 전체적인 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고정지그의 전체적인 모습을 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물에 의해 태양광모듈의 각도가 변화되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물의 시공방법의 단계도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물(100)은 콘크리트층(C)에 수직하게 매설되는 복수 개의 고정지그(110)와, 고정지그(110)에 연결되어 수직하게 세워지는 복수 개의 지주대(120)와, 지주대(120)의 상단부에 회동 가능하게 설치되며 상부에 태양광모듈(10)이 안치되는 지지프레임(130)과, 길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 다수의 조절구멍(141)이 구비되며, 지지프레임(130)에 상단부가 회동 가능하게 연결된 상태에서 지주대(120)의 일 지점에 연결되는 조절구멍의 위치에 따라 지지프레임(130)의 각도를 조절하는 각도조절유닛(140)을 포함하여 구성된다.

이하, 설명의 편의를 위하여, 도 3에 도시된 X, Y, Z 좌표를 이용하여 X 방향을 전후방향으로, Y 방향을 좌우방향으로, Z 방향을 상하방향으로 정의하여 설명하고, 수직방향은 중력의 방향 즉, 연직방향을 나타내는 것으로 정의하여 설명하며, 이는 특허청구범위 및 명세서 전반에 걸쳐 동일하게 적용되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

도 2, 도 3 및 도 5를 참조하여 살펴보면, 고정지그(110)는 콘크리트층(C)에 수직하게 매설된다. 이때, 거푸집에 타설되어 경화되는 콘크리트는 중력에 의해 상부면이 평평한 수평면을 형성하게 되므로, 고정지그(110)는 콘크리트층(C)의 상부면 또는 수평면에 대하여 수직하게 매설되는 것이다. 고정지그(110)가 매설된 콘크리트층(C)은 소정의 크기를 갖도록 구비된다. 이때, 콘크리트층(C)은 지면(G)에 소정의 규모를 갖는 거푸집을 설치한 뒤 거푸집에 콘크리트를 직접 타설하여 양생하는 방법 및 별도의 장소에서 소정의 규모를 갖는 거푸집을 제작·설치한 후 거푸집에 콘크리트를 타설하여 양생하는 방법 중 어느 하나의 방법을 사용하여 제작될 수 있다.

고정지그(110)는 콘크리트층(C)에 복수 개가 구비된다. 이때, 고정지그(110)는 하나의 콘크리트층(C)에 복수 개의 나란히 배치되도록 제작될 수도 있으며, 하나의 콘크리트층(C)에 고정지그(110)가 하나씩 배치되도록 제작될 수도 있다. 본 실시예에서는 두 개의 고정지그(110)가 하나의 콘크리트층(C)에 수평방향을 따라 나란히 배치되어 매설되는 것으로 설명하나 이를 한정하는 것은 아니다. 콘크리트층(C)에 매설되는 한 쌍의 고정지그(110)는 좌우방향을 따라 일직선상에 배치되며, 서로 수직 정렬되게 마련된다.

고정지그(110)는 거푸집 내부에 수직하게 배치된 상태에서, 거푸집 내부에 설치된 철근에 용접되어 위치가 고정된다. 이때, 거푸집 내부에서 고정지그(110)의 수직 배치 작업은 후술하는 수직추 및 고정지그(110)의 표시부(117)에 의해 이루어진다. 거푸집 내부에 고정지그(110)의 위치가 고정되면 거푸집에 콘크리트를 타설한 후 콘크리트를 경화하여 고정지그(110)가 매설된 콘크리트층(C)을 제작한다. 한편, 거푸집에 고정지그(110)를 배치할 경우 고정지그(110)의 상단부 즉, 앙카(114)의 상단부인 볼트부(113)를 거푸집의 상단부로부터 돌출되게 배치함으로써, 거푸집에 콘크리트가 타설되어 경화되더라도 콘크리트층(C)의 상부면에 고정지그(110)의 상단부 즉, 앙카(113)의 상단부인 볼트부(113)가 돌출된 상태로 구비된다.

고정지그(110)는 원형 배열되는 복수 개의 앙카(114)와, 앙카(114)들이 고정되며 전후 및 좌우방향 각각에 표시부(117)가 마련되어 있는 고정판(116)을 포함하여 구성된다.

앙카(114)는 중심점으로부터 복수 개가 원형 배열된다. 한편, 콘크리트층(C)에 고정지그(110)가 매설된 상태에서 콘크리트층(C)의 상부면에 돌출된 앙카(114)의 볼트부(113)에 지주대(120)의 하단부가 삽입되어 체결되므로, 본 실시예에서는 앙카(114)에 지주대(120)를 가장 안정적이며 견고하게 체결할 수 있도록 네 개의 앙카(114)가 같은 간격으로 원형 배열되는 것으로 설명하나, 이는 하나의 실시예로 이를 한정하는 것은 아니다.

앙카(114)는 하단이 휘어져 전체적으로 'L'자 모양을 갖도록 제작된다. 앙카(114)의 상단부에는 나사산이 마련되어 있는 볼트부(113)가 구비된다. 앙카(114)의 상단부에 형성된 볼트부(113)는 콘크리트층(C)의 상부면으로부터 돌출된다. 네 개의 앙카(114)는 상하방향을 따라 소정거리 떨어져 배치되는 복수 개의 고정판(116)에 고정된다.

고정판(116)은 내부가 천공되어 있는 평평한 판의 형태로 제작된다. 고정판(116)은 원형 또는 다각형의 형상으로 제작될 수 있으며, 본 실시예에서는 네 개의 앙카(114)가 네 모서리에 각각 배치되도록 사각형의 형상으로 제작되는 것으로 설명한다. 앙카(114)는 고정판(116)의 네 모서리에서 고정판(116)의 수평면에 대하여 길이방향이 수직을 이루도록 연결된다. 앙카(114)는 고정판(116)에 용접을 통해 고정된다.

고정판(116)의 전후 및 좌우방향에는 표시부(117)가 구비된다. 표시부(117)는 음각 또는 양각으로 표시된 형태일 수도 있으며, 본 실시예와 같이 고정판(116)의 전후 및 좌우 변의 중심부가 소정의 모양으로 절단된 형태로 마련될 수도 있다. 본 실시예에서는 표시부(117)가 고정판(116)의 전후 및 좌우 변의 중심부로부터 삼각형의 모양으로 절단되어 있는 것으로 설명한다.

고정판(116)은 앙카(114)의 길이방향을 따라 복수 개가 설치될 수 있으나, 본 실시예에서는 두 개의 고정판(116)이 구비되는 것으로 설명한다. 두 개의 고정판(116)은 서로의 수평면이 평행을 유지하도록 소정거리 떨어져 배치된다. 또한, 소정거리 떨어져 배치된 고정판(116)들의 표시부(117)는 상하방향을 따라 일직선상에 배치되며, 표시부(117)들의 일직선상은 앙카(114)의 길이방향과 평행하게 구비된다.

이에 따라, 거푸집 내부에 고정지그(110)를 설치할 시 고정지그(110)의 위치를 조절하여 수직추(공중의 한 점에서 늘어뜨린 가는 줄에 매단 작은 추)에 의해 수직방향으로 연장된 줄의 연직선상에 소정거리 이격된 고정판(116)의 표시부(117)들이 나란히 배치하게 되면, 고정판(116)의 수평면에 대하여 앙카(114)가 수직하게 설치됨으로써 고정지그(110)가 거푸집 내부에 수직하게 배치된다. 또한, 좌우방향을 따라 연장되는 기준선(줄)을 마련한 뒤 좌우에 배치되는 고정판(116)의 좌, 우측 변에 마련된 표시부(117)를 기준선과 나란히 배치되도록 조절함으로써 한 쌍의 고정지그(110)가 좌우방향을 따라 일직선 상에 나란히 배치된다.

콘크리트층(C)의 상부면에 돌출되어 있는 앙카(114)의 상단부 즉, 볼트부(113)는 지주대(120)의 하단부에 마련된 구멍(H5)을 통과하여 너트(N5)와 나사 결합됨으로써, 고정지그(110)에 지주대(120)가 설치되며, 지주대(120)는 콘크리트층(C)에 수직하게 매설된 고정지그(110)에 의해 콘크리트층(C)의 상부면에 수직하게 세워져 설치된다.

도 1 내지 도 5를 참고하면, 지주대(120)는 상기한 바와 같이, 고정지그(110)의 상단부 즉, 앙카(114)의 볼트부(113)에 체결됨으로써, 고정지그(110) 및 콘크리트층(C)에 수직하게 설치된다. 지주대(120)는 콘크리트층(C)의 좌우방향을 따라 소정거리 이격되어 있는 두 개의 고정지그(110)에 각각 하나씩 한 쌍으로 설치된다. 지주대(120)는 상하방향을 따라 연장되어 있는 기둥부(122)와, 기둥부(122)의 하단부에 연결되며 네 모서리에 각각 하나씩의 구멍(H5)이 마련되어 있는 받침부(124)와, 기둥부(122)의 상단부에 연결되며 지지프레임(130)이 회동 가능하게 연결되는 체결부(126)를 포함한다.

기둥부(122)는 사각기둥의 형태이며, 상하방향을 따라 소정의 길이로 연장된다. 기둥부(122)의 하단부 일 지점에는 좌우방향으로 천공된 구멍(H4)이 구비된다. 기둥부(122)의 하단부에 연결되는 받침부(124)는 기둥부(122)의 하단보다 단면적이 넓은 판의 형태이며 네 모서리에는 각각 하나씩의 구멍(H5)이 천공된다. 받침부(124)의 구멍(H5)에는 콘크리트층(C)의 상부면에 돌출되어 있는 앙카(114)의 볼트부(113)가 통과되며, 받침부(124)의 구멍(H5)을 통과한 앙카(114)의 볼트부(113)에는 너트(N5)가 체결됨으로써 콘크리트층(C)에 매설되어 있는 고정지그(110)에 지주대(120)가 견고히 결합된다. 이때, 콘크리트층(C)에 고정지그(110)가 수직하게 매설되므로, 고정지그(110)의 상단부에 연결된 지주대(120)도 고정지그(110)를 따라 콘크리트층(C)에 수직하게 세워진다.

기둥부(122)의 상단부에는 지지프레임(130)의 세로지지대(132)가 회동 가능하게 연결되는 체결부(126)가 마련된다. 체결부(126)는 기둥부(122)의 좌, 우측으로부터 연장되어 있는 한 쌍의 판의 형태로 내부에 세로지지대(132)가 회동 가능하게 설치된다. 체결부(126)에는 볼트(B1)가 통과하는 구멍(H1)이 천공된다.

도 1, 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면, 지지프레임(130)은 상부에 태양광모듈(10)이 설치된 상태에서, 콘크리트층(C)의 상부면에 수직하게 설치된 한 쌍의 지주대(120)에 회동 가능하게 설치된다. 한편, 지지프레임(130)의 상부에 연결되는 태양광모듈(10)은 다수의 태양전지판(12)이 상하 및 좌우방향으로 나란히 배치되어 있는 구성으로 태양으로부터 조사된 태양빛을 집광하여 전기에너지로 변환하는 장치이다. 이와 같은 태양광모듈(10)의 구성 및 작용은 본 발명의 특징이 아니며 종래에 이미 공지되어 있는 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

지지프레임(130)은 한 쌍의 지주대(120) 상단부에 각각 회동 가능하게 결합되는 한 쌍의 세로지지대(132)와, 세로지지대(132)의 전후방향을 따라 설치되며 상부에 태양광모듈(10)이 안치되는 복수 개의 가로지지대(134)와, 세로지지대(132)와 가로지지대(134)를 체결하는 체결부재(136)를 포함한다.

세로지지대(132)는 전후방향을 따라 연장되어 있는 사각파이프의 형태로 구비된다. 세로지지대(132)는 지주대(120)의 상단부 즉, 체결부(126)에 중앙부가 회동 가능하게 결합된다. 구체적으로, 세로지지대(132)의 중앙부에는 좌우방향으로 천공된 구멍(H1)이 마련되며, 지주대(120)의 상단부에 세로지지대(132)가 체결되어 세로지지대(132)의 구멍(H1)과 지주대(120) 구멍(H1)의 천공 위치가 서로 정합된 상태에서, 세로지지대(132)의 구멍(H1)과 지주대(120)의 구멍(H1)에 볼트(B1)의 일단부가 통과된 후 통과된 볼트(B1)의 일단부에 너트(N1)가 체결됨으로써, 지주대(120)의 상단부로부터 세로지지대(132)의 중심부가 전후방향으로 회동 가능하게 연결된다. 덧붙여, 세로지지대(132)의 전단부와 후단부에는 좌우방향으로 천공된 구멍(H2,H3)이 각각 하나씩 구비된다.

지주대(120)에 연결되어 있는 한 쌍의 세로지지대(132)는 복수 개의 가로지지대(134)에 의해 연결된다. 가로지지대(134)는 단면이 'C'자 형상으로 이루어지며, 한 쌍의 세로지지대(132)를 연결하도록 좌우방향으로 연장된다. 가로지지대(134)는 세로지지대(132)의 길이방향을 따라 소정의 간격을 두고 세로지지대(132)의 상부에 배치되며, 체결부재(136)에 의해 세로지지대(132)에 고정·설치된다.

체결부재(136)는 '∩'의 형상이며, 세로지지대(132)와 가로지지대(134)가 교차되는 부분에서, 내부에 가로지지대(134)를 감싼 상태로 양단부가 세로지지대(132)를 통과한다. 체결부재(136)의 양단부에는 너트(N6)가 나사 결합방식으로 체결되어 세로지지대(132)와 가로지지대(134)를 견고히 결합시켜준다.

태양광모듈(10)이 설치되어 있는 지지프레임(130)은 지주대(120)로부터 전후방향으로 회동함으로써, 계절 또는 월별로 태양광모듈(10)의 설치각도를 조절할 수 있다. 이때, 지주대(120)로부터 지지프레임(130)의 회동 각도는 지지프레임(130)과 지주대(120) 사이에 구비되는 각도조절유닛(140)에 의해 이루어진다.

각도조절유닛(140)은 길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍(141)이 구비되며, 지지프레임(130)에 상단부가 회동 가능하게 체결된 상태에서, 지주대(120)의 일 지점에 연결되는 조절구멍(141)의 위치에 따라 지주대(120)로부터 지지프레임(130)의 설치 각도를 조절한다.

각도조절유닛(140)은 길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍(141)이 구비되며, 지지프레임(130)의 전단부에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 지주대(120)의 일 지점에 조절구멍(141)이 분리 가능하게 연결되는 제1 각도조절대(142)와, 길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍(141)이 구비되며, 지지프레임(130)의 후단부에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 지주대(120)의 일 지점에 조절구멍(141)이 분리 가능하게 연결되는 제2 각도조절대(144)를 포함한다.

한편, 제1 각도조절대(142)와 제2 각도조절대(144)는 단면이 'L'자 모양으로 구비되며, 소정의 길이를 갖도록 연장된다. 이때, 태양광모듈(10)이 전방을 향하여 각도가 조절되므로 지지프레임(130)의 전단부에 연결되는 제1 각도조절대(142)가 지지프레임(130)의 후단부에 연결되는 제2 각도조절대(144)에 비해 짧게 제작되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 각도조절대(142)와 제2 각도조절대(144)에는 각각 네 개씩의 조절구멍(141)이 마련되며, 조절구멍(141)들의 간격은 모두 동일하지 않은 소정의 간격을 갖는다. 구체적으로, 제1 각도조절대(142)의 조절구멍(141)들은 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 점차 간격이 넓어지고, 제2 각도조절대(144)의 조절구멍(141)들은 위쪽에서 아래쪽으로 갈수록 점차 간격이 좁아지도록 제작된다.

제1 각도조절대(142)의 상단부에는 천공된 형태의 구멍(H2)이 마련되며, 제1 각도조절대(142)의 상단부에 천공된 구멍(H2)과 세로지지대(120)의 전단부에 천공된 구멍(H2)이 정합되도록 배치된 상태에서, 세로지지대(132)의 구멍(H2)과 제1 각도조절대(142) 상단부의 구멍(H2)에 볼트(B2)를 통과시킨 후, 통과된 볼트(B2)의 일단부에 너트(N2)를 체결함으로써 세로지지대(132)의 전단부로부터 제1 각도조절대(142)가 회동 가능하게 연결된다.

세로지지대(132)의 전단부에 제1 각도조절대(142)의 상단부가 연결된 상태에서, 제1 각도조절대(142)의 조절구멍(141)과 지주대(120)의 하단부 일 지점에 마련된 구멍(H4)의 천공 위치를 정합시켜준다. 그리고 제1 각도조절대(142)의 조절구멍(141)과 지주대(120)의 구멍(H4)에 볼트(B4)의 일단부를 통과시킨 뒤 통과된 볼트(B4)의 일단부에 너트(N4)를 체결해줌으로써 지주대(120)의 일측에 제1 각도조절대(142)가 연결된다. 이때, 지주대(120)의 다른 일측에는 제1 각도조절대(142)와 동일한 볼트(B4)와 너트(N4)를 통해 지주대(120)의 구멍(H4)에 조절구멍(141)이 연결된 제2 각도조절대(144)가 구비된다.

제2 각도조절대(144) 상단부에는 천공된 형태의 구멍(H3)이 마련되며, 제2 각도조절대(144)의 상단부에 천공된 구멍(H3)과 세로지지대(120)의 후단부에 천공된 구멍(H3)이 천공 위치가 정합되도록 배치된 상태에서, 세로지지대(132)의 구멍(H3)과 제2 각도조절대(144) 상단부의 구멍(H3)에 볼트(B3)를 통과시킨 후, 통과된 볼트(B3)의 일단부에 너트(N3)를 체결함으로써 세로지지대(132)의 후단부로부터 제2 각도조절대(144)가 회동 가능하게 연결된다.

도 6을 참조하여 살펴보면, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물(100)은, 지주대(120)의 일 지점에 위치하는 구멍(H4)과 볼트(B4) 및 너트(N4)를 통해 연결되는 제1 각도조절대(142) 및 제2 각도조절대(144)의 조절구멍(141)의 위치를 변화시켜줌으로써 지지프레임(130) 및 태양광모듈(10)의 경사 각도가 조절하도록 작동한다.

예를 들어, 도 6의 (a)와 같이, 제1 각도조절대(142)의 가장 아래쪽 조절구멍(141)과 제2 각도조절대(144)의 맨 위쪽 조절구멍(141)을 지주대(120)의 일 지점 구멍(H4)에 연결하게 되면, 태양광모듈(10)이 설치되어 있는 지지프레임(130)은 지면으로부터 수평한 상태인 0°로 배치된다.

또한, 도 6의 (b)와 같이, 제1 각도조절대(142)의 위에서 세 번째 위치하는 조절구멍(141)과 제2 각도조절대(144)의 위에서 두 번째에 위치하는 조절구멍(141)을 지주대(120)의 일 지점 구멍(H4)에 연결하게 되면, 태양광모듈(10)이 설치되어 있는 지지프레임(130)은 지면으로부터 대략 15°의 경사를 갖도록 배치된다.

또한, 도 6의 (c)와 같이, 제1 각도조절대(142)의 위에서 두 번째에 위치하는 조절구멍(141)과 제2 각도조절대(144)의 위에서 세 번째에 위치하는 조절구멍(141)을 지주대(120)의 일 지점 구멍(H4)에 연결하게 되면, 태양광모듈(10)이 설치되어 있는 지지프레임(130)은 지면으로부터 대략 30°의 경사를 갖도록 배치된다.

또한, 도 6의 (d)와 같이, 제1 각도조절대(142)의 맨 위쪽에 위치하는 조절구멍(141)과 제2 각도조절대(144)의 맨 아래쪽에 위치하는 조절구멍(141)을 지주대(120)의 일 지점 구멍(H4)에 연결하게 되면, 태양광모듈(10)이 설치되어 있는 지지프레임(130)은 지면으로부터 대략 35°의 경사를 갖도록 배치된다.

지금부터는 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물이 시공방법에 대해 상세히 설명한다.

도 7을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광모듈 지지구조물의 시공방법은, 거푸집을 설치하는 단계(S10)와, 고정판(116)의 표시부(117)와 수직추를 이용하여 거푸집 내부에 고정지그(110)를 수직하게 고정하는 단계(S20)와, 거푸집에 콘크리트를 타설하여 고정지그(110)가 매설된 콘크리트층(C)을 형성하는 단계(S30)와, 콘크리트층(C)에 매설된 고정지그(110)의 상단부에 지주대(120)를 연결한 후, 지주대(120)에 태양광모듈(10)이 설치된 지지프레임(130) 및 각도조절유닛(140)을 연결시켜주는 단계(S40)를 포함하여 시공된다.

먼저, 소정의 크기를 갖는 거푸집을 설치한다(S10). 이때, 거푸집은 상술한 바와 같이 지면(G)에 터 파기를 한 후 굴착된 터에 직접 설치될 수도 있으며, 별도의 외부 공간에 설치될 수도 있다. 본 실시예에서는 지면(G)에 터 파기를 한 후, 굴착된 터에 거푸집을 설치하는 것으로 설명하기도 한다. 터에 소정의 크기를 갖도록 설치된 거푸집의 내부에 철근을 배치하여 거푸집의 설치를 완료한다.

고정판(116)의 표시부(117)와 수직추를 이용하여 설치가 완료된 거푸집 내부에 고정지그(110)를 수직방향으로 고정한다(S20). 구체적으로, 수직추(공중의 한 점에서 늘어뜨린 가는 줄에 매단 작은 추)를 이용해 수직추에 연결되어 있는 줄을 수직방향으로 늘어트려 준다. 그리고 난 후, 고정지그(110)의 위치를 조절하여 수직방향으로 연장된 줄의 연직선상에 소정거리 이격된 고정판(116)의 표시부(117)들이 나란히 배치해줌으로써 고정지그(110)의 수직을 맞춰준다. 고정지그(110)의 수직배치가 완료되면 거푸집 내부의 철근에 고정지그(110)를 용접시켜줌으로써 고정지그(110)의 위치를 고정한다. 이때, 고정지그(110)의 상단부 즉, 앙카(114)이 볼트부(113)는 거푸집의 상단부보다 더 돌출되도록 고정지그(110)의 위치를 잡아준다.

거푸집 내부에 고정지그(110)가 수직하게 배치된 상태에서 고정지그(110)의 상단부 즉, 앙카(114)의 볼트부(113)가 노출되도록 거푸집에 콘크리트를 타설하여 고정지그(110)가 매설된 콘크리트층(C)을 형성한다(S30). 콘크리트가 경화되면 콘크리트층(C)의 상부면에는 앙카(114)의 상단부인 볼트부(113)가 노출된다.

마지막으로, 상기와 같이 콘크리트층(C)의 상부면에 노출된 고정지그(110)의 상단부에 지주대(120)를 연결한 후, 지주대(120)에 태양광모듈(10)이 설치된 지지프레임(130) 및 각도조절유닛(140)을 연결한다(S40). 구체적으로, 콘크리트층(C)의 상부면으로부터 돌출된 앙카(114)의 볼트부(113)를 지주대(120) 받침부(124)의 구멍(H5)에 통과시킨 후, 통과된 앙카(114)의 볼트부(113)에 너트(N5)를 체결해줌으로써 고정지그(110)에 지주대(120)를 견고히 체결시켜준다. 고정지그(110)에 결합된 지주재(120)는 콘크리트층(C)에 연직방향으로 매설된 고정지그(110)에 의해 콘크리트층(C)에 수직하게 세워져 설치된다.

지주대(120)의 설치가 완료되면, 지주대(120)에 태양광모듈(10)이 설치된 지지프레임(130) 및 각도조절유닛(140)을 체결하여 태양광모듈 지지구조물의 시공을 완료한다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10:태양광모듈 100:태양광모듈 지지구조물
110:고정지그 114:앙카
116:고정판 117:표시부
120:지주대 130:지지프레임
132:세로지지대 134:가로지지대
140:각도조절유닛 142:조절구멍
142:제1 각도조절대 144:제2 각도조절대

Claims

콘크리트층에 수직하게 매설되며 상기 콘트리트층의 상부면에 상단부가 노출되는 복수 개의 고정지그;
상기 고정지그의 상단부에 하단부가 결합되어 상기 콘크리트층의 상부면에 수직하게 세워지는 복수 개의 지주대;
상부에 태양광모듈이 안치되며 상기 지주대의 상단부에 중심부가 회동 가능하게 연결되어 전후방향으로 각도가 조절되는 지지프레임; 및
길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍이 구비되며, 상기 지지프레임에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 상기 지주대의 일 지점에 상기 조절구멍이 분리 가능하게 연결되는 각도조절유닛;을 포함하며,
상기 지주대에 연결되는 상기 조절구멍의 위치에 따라 상기 지지프레임의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하는 태양광모듈 지지구조물.
제1항에 있어서,
상기 각도조절유닛은,
길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍이 구비되며, 상기 지지프레임의 전단부에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 상기 지주대의 일 지점에 상기 조절구멍이 분리 가능하게 연결되는 제1 각도조절대; 및
길이방향을 따라 중심부 아래쪽에 복수 개의 조절구멍이 구비되며, 상기 지지프레임의 후단부에 상단부가 회동 가능하게 체결되고 상기 지주대의 일 지점에 상기 조절구멍이 분리 가능하게 연결되는 제2 각도조절대;를 포함하며,
상기 제1 각도조절대의 길이가 상기 제2 각도조절대의 길이보다 더 짧게 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광모듈 지지구조물.
제1항에 있어서,
상기 고정지그는,
원형 배열되며 상단부가 상기 콘트리트층의 상부면에 노출된 복수 개의 앙카; 및
중심부가 비어 있는 평평한 판의 모양으로 상기 앙카들이 고정되며, 전후 및 좌우방향 각각에 표시부가 마련되어 있는 고정판;을 포함하며,
상기 고정판은 상기 앙카의 상하방향을 따라 복수 개가 소정거리 떨어져 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광모듈 지지구조물.
제3항에 있어서,
상하방향으로 소정거리 떨어져 있는 상기 고정판의 표시부들은 상기 앙카의 길이방향과 평행한 일직선상에 구비되는 것을 특징으로 하는 태양광모듈 지지구조물.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 기재된 태양광모듈 지지구조물의 시공방법에 있어서,
거푸집을 설치하는 단계;
상기 고정판의 표시부와 수직추를 이용하여 상기 거푸집 내부에 상기 고정지그를 수직하게 고정하는 단계;
상기 거푸집에 콘크리트를 타설하여 상기 고정지그가 매설된 콘크리트층을 형성하는 단계; 및
상기 콘크리트층에 매설된 상기 고정지그의 상단부에 상기 지주대를 연결한 후, 상기 지주대에 상기 태양광모듈이 설치된 지지프레임 및 각도조절유닛을 연결시켜주는 단계;를 포함하는 태양광모듈 지지구조물의 시공방법.