KR20200046854A - Construction structure of floating type photovoltaic power generation system using barge - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a construction structure of a floating type photovoltaic power generation device using an underwater barge. The barge providing buoyance is floated at a predetermined depth from a water surface to improve durability. The photovoltaic power generation device floated through the barge can secure sufficient stability and resilience against wind, rollers, waves, and the like.

Description

수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조{CONSTRUCTION STRUCTURE OF FLOATING TYPE PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM USING BARGE}CONSTRUCTION STRUCTURE OF FLOATING TYPE PHOTOVOLTAIC POWER GENERATION SYSTEM USING BARGE}

본 발명은 바람, 너울, 파도를 포함한 환경요인과의 접촉을 줄여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고 동적 하중에 대한 동요를 감소시킬 수 있도록 수면으로부터 소정깊이의 수중에 부유되며, 집광량을 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있도록 수상에 격자 형태를 이루며 복수개로 배열설치되는 바지(BARGE)와; 상기 바지가 임의로 부상(浮上)되는 것을 방지할 수 있도록 상기 바지의 일측에 구비되는 계선줄 및 무게추와; 상기 바지의 상면에 종방향 및 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 복수개로 구비되며, 상기 바지의 상면에 수직으로 결합되어 하부는 수면 아래에 잠겨 있고 상부는 수면 위로 돌출되는 소정길이의 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상단에 횡방향을 따라 소정각도로 경사지게 결합되는 경사프레임의 외주면에 결합되어 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환시켜 저장하는 태양광 발전장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조에 관한 것이다.
The present invention can be prevented from deteriorating durability by reducing contact with environmental factors, including wind, swell, and waves, and floating in water at a predetermined depth from the water surface so as to reduce fluctuations due to dynamic loads and increase the amount of light collected. A barge (BARGE) which is arranged in a plurality of grids in a water phase so as to improve power generation efficiency; Mooring lines and weights provided on one side of the pants so as to prevent the pants from being arbitrarily injured; A plurality of support frames of a predetermined length, which are vertically coupled to the upper surface of the pants and locked at the bottom of the bottom and protruding above the surface of the pants; It is coupled to the outer circumferential surface of the inclined frame that is inclined at a predetermined angle along the lateral direction on the upper end of the support frame, a photovoltaic device that converts and stores light energy irradiated from the sun into electrical energy; It relates to the construction structure of a floating solar power device using bottom pants.

청정에너지를 이용한 발전의 형태는 발전을 거듭하여 해양환경에서 얻을 수 있는 무궁무진한 자연에너지를 이용하여 전력을 생산하는 다양한 종류의 발전 형태가 등장하였으며, 동시에 그 사용범위가 증가하고 있다. 실제로 해양에서 얻을 수 있는 에너지원을 이용한 전력생산의 예를 살펴보면, 태양광, 조류, 온도차, 파력, 풍력, 조수간만의차 등을 이용하여 전력을 생산하는 다양한 종류의 발전 형태가 이용되고 있다.As a form of power generation using clean energy, various types of power generation have been developed that generate electricity using the infinite natural energy that can be obtained from the marine environment through repeated power generation, and at the same time, the range of use is increasing. Indeed, looking at an example of power generation using an energy source that can be obtained from the ocean, various types of power generation are used to generate power by using solar, tidal current, temperature difference, wave power, wind power, and tidal difference.

이와 같은 발전의 형태는 모두 공해와는 무관한 청정에너지를 발전에 이용하는 점에서 장점이 있지만, 조력발전은 입지조건이 상당히 제한적임에 따라 보편적으로 적용되기 어려울 뿐만 아니라 막대한 건설비용 부담과 더불어 갯벌을 황폐화 및 방대한 지역의 환경에 막대한 영향을 미치는 문제점이 있으며, 파력발전 및 해수온도차발전 역시 입지조건이 상당히 제한적임에 따라 보편적으로 적용되기가 어려운 문제점이 있다.All of these types of power generation have advantages in that they use clean energy that is independent of pollution, but tidal power generation is difficult to apply universally due to limited location conditions, and tidal flats with heavy construction cost burden. There is a problem that has a huge influence on the environment of a devastated area and a vast area, and wave power generation and seawater temperature difference generation are also difficult to be universally applied due to limited location conditions.

해양환경에서 날씨의 변화와 상관없이 지속적인 발전이 가능한 것과 동시에 오염이 없는 청정에너지원을 이용한다는 측면에서 조류발전이 대안으로 부각되고 있으며, 조류발전은 임지조건의 제약이 전혀 없는 것은 아니지만 조력발전에 비해서는 폭 넓은 이용이 가능하고, 조류의 운동에너지를 적극적으로 이용한다는 측면에서 큰 관심사가 되고 있지만, 구조가 복잡하고 발전용량에 대한 한계성이 따르는 문제점이 있다.In the marine environment, algae power is emerging as an alternative in that it can continuously develop regardless of weather changes and use clean energy sources without pollution. Compared to this, it is possible to use a wide range, and it has become a great concern in terms of actively using the kinetic energy of algae, but there is a problem in that the structure is complicated and the limitations on power generation capacity follow.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 청정 에너지에 대한 개발이 다양하게 진행되고 있으며 그 중에서도 태양열 또는 태양전지를 이용한 발전 장치의 실용화 및 효율 개선을 위한 연구가 다양하게 진행되고 있다.In order to solve these problems, various clean energy developments have been conducted in various ways, and among them, various studies have been conducted to improve the practicality and efficiency of power generation devices using solar heat or solar cells.

상기 태양광 발전 장치는 태양광을 이용하여 전기를 생산하는 것이기 때문에 입사되는 광량이 많을수록 발전량이 증가될 수 있으며, 이를 위하여 태양전지가 태양광을 추종하도록 다양한 시스템, 예를 들어 포토다이오드와 같은 센서를 이용하는 방법, GPS 위치 정보를 이용하는 방법, 태양의 방위각 정보를 이용한 고정값 회전 방법 등 태양광 추종을 이용하여 태양광을 추적함으로써 집광량을 증대시킬 수 있다. 그러나, 상기 태양광 발전 장치를 육상에 설치하는 경우 태양전지들이 장착된 대형 프레임을 설치해야 하며 또한 태양광 추종을 위하여 상기 프레임을 회전시키거나 각각의 태양전지들을 회전시키기 위하여 별도의 장치들을 장착해야 하므로 그 설치비용이 매우 상승될 수 있다.Since the photovoltaic device generates electricity using sunlight, the amount of power generated may increase as the amount of incident light increases, and for this purpose, various systems, such as photodiodes, are used for the solar cell to track sunlight. A method of using, a method of using GPS location information, a method of rotating a fixed value using azimuth information of the sun, and the like. However, when the photovoltaic device is installed on the ground, a large frame in which solar cells are installed must be installed, and additional devices must be mounted to rotate the frame or rotate each solar cell for solar tracking. Therefore, the installation cost can be very high.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 바다나, 강, 호수 또는 저수지 등과 같이 일조량의 확보가 용이한 장소에서 사용할 수 있는 부유식 태양광 발전장치가 다양한 형태로 보급되고 있으며, 그 예로써 출원번호 10-2011-0070074호의 "부유체 및 그것을 구비한 수면 부유식 태양광 발전시스템"이 있다. To solve this problem, in recent years, floating solar power generation devices that can be used in places where it is easy to secure sunshine, such as the sea, rivers, lakes, or reservoirs, have been distributed in various forms, for example, application number 10- 2011-0070074 "Suspended floating body and floating solar power generation system having the same".

상기의 태양광 발전시스템은 밀폐된 내부 공간을 갖는 밀폐 관과 상기 밀폐 관을 감싸는 커버 관을 포함하며, 상기 밀폐 관은 금속 재료이고, 상기 커버 관은 콘크리트를 포함하며, 상기 커버 관의 외면에 타부품이 결합되는 복수 개의 결합부재들과 복수 개의 연결부재들이 구비되고, 상기 결합부재들이 열을 이루도록 배열되고, 상기 결합부재들의 열과 연결 부재들의 열은 커버 관의 중심축을 기준으로 90°의 위상차를 갖게 된다.The photovoltaic power generation system includes a sealed tube having an enclosed inner space and a cover tube surrounding the sealed tube, the sealed tube is a metal material, the cover tube includes concrete, and is provided on an outer surface of the cover tube. A plurality of coupling members to which other parts are coupled and a plurality of coupling members are provided, the coupling members are arranged to form a row, and the rows of coupling members and rows of coupling members are 90 ° out of phase with respect to the central axis of the cover tube Will have

그런데, 상기의 태양광 발전시스템은 부유체가 금속으로된 밀폐관과 밀폐관을 감싸면서 콘크리트를 도포하여 콘크리트 층을 형성하게 되므로, 콘크리트가 장기간 수중에 배치시 오염물질이 배출될수 있고 충격등으로 인하여 콘크리트에 그랙이 발생할 수 있으며, 부분적 교체시 부력을 감소시킬 수 있는 방법이 없어 수중으로 이동이 어려워 부유체를 보수하거나 교체가 필요한 경우 모듈지지구조물 및 태양전지모듈을 육상으로 이동시키거나 해상크레인을 통해 들어올린 후 교체해야 하므로, 유지보수비용이 과도하게 발생하고 교체공정이 복잡하며 교체중에는 전력 생산이 중단되는 등의 문제점이 예상 된다.However, the above photovoltaic power generation system forms a concrete layer by applying concrete while the floating body encloses the metal sealed pipe and the sealed pipe, and contaminants may be discharged when the concrete is placed in water for a long time. Cracks may occur in the concrete, and there is no way to reduce buoyancy when partially replaced, so it is difficult to move underwater, so if a repair or floating is needed, move the module support structure and solar cell module to the ground or move the marine crane. Since it has to be lifted and replaced, it is expected that problems such as excessive maintenance costs, complicated replacement processes, and interrupted power generation during replacement are expected.

한편, 종래의 부유식 태양광 발전장치는 대부분 금속 또는 플라스틱 재질의 부력체를 사용하였는데, 금속 재질의 부력체를 사용할 경우 해풍이나 해수에 노출되어 있어서 부식이 발생되어 외관상 보기 좋지 않은 문제점이 있으며, 내구성이 저하될 수 밖에 없고, 부식으로 인한 녹이 해상에 유실되어 환경오염을 야기하는 문제점이 있었다. 또한, 플라스틱 재질의 부력체를 사용할 경우 자외선 및 열에 의한 변형이나 결빙에 의한 수축 및 팽창으로 인해 내구성의 저하되는 문제점이 발생하였고, 너울이나 파랑에 지속적으로 노출되면서 지속된 마찰로 인해 미세플라스틱이 유실되는 문제점이 발생하였다. 이와 같이 유실된 미세플라스틱이 굴, 홍합, 꽃게 등 바다 생물에서 검출되면서 식품 안정성이 심각하게 위협하였다. On the other hand, the conventional floating photovoltaic power generation device mostly uses a buoyant body made of metal or plastic. When using a buoyant body made of metal, corrosion occurs due to exposure to sea breeze or seawater, and thus has a bad appearance. There is a problem that durability is deteriorated, and rust due to corrosion is lost to the sea, causing environmental pollution. In addition, when using a buoyant body made of plastic, there was a problem of deterioration in durability due to shrinkage and expansion due to deformation and freezing due to ultraviolet rays and heat, and microplastics were lost due to continued friction while being continuously exposed to the wool or blue. The problem occurred. As these lost microplastics were detected in sea creatures such as oysters, mussels and blue crabs, food stability was seriously threatened.

이러한 이유로 인해 금속 또는 플라스틱 재질의 부력체를 사용하는 종래의 부유식 태양광 발전장치는 댐이나 저수지, 담수호 또는 배수지 등 바람이나 너울, 파랑 등의 영향을 최소화할 수 있는 장소에 설치될 수 밖에 없었으므로 시공시 공간의 제약이 동반되는 문제점이 있었다.
For this reason, conventional floating photovoltaic devices using a buoyant body made of metal or plastic have to be installed in a place that can minimize the effects of wind, swell, blue, etc., such as dams, reservoirs, freshwater lakes or drainage reservoirs. Therefore, there was a problem that the space was limited during construction.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 부력을 제공하는 부유체가 수면으로부터 소정 깊이에 부유되도록 하여 바람이나 너울, 파랑 등의 요인에 대하여 충분한 안정성을 확보할 수 있고, 부유체의 내구성을 확보하여 수명을 연장시킬 수 있으며, 시공장소의 제약을 받지 않는 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been invented in order to solve the above problems, by allowing the floating body providing buoyancy to float at a predetermined depth from the water surface, it is possible to secure sufficient stability against factors such as wind, swell, and blue, and The purpose of the construction is to provide a construction structure of a floating photovoltaic device that can secure durability and prolong its life, and is not restricted by the factory.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 바람, 너울, 파도를 포함한 환경요인과의 접촉을 줄여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고 동적 하중에 대한 동요를 감소시킬 수 있도록 수면으로부터 소정깊이의 수중에 부유되며, 집광량을 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있도록 수상에 격자 형태를 이루며 복수개로 배열설치되는 바지(BARGE)와; 상기 바지가 임의로 부상(浮上)되는 것을 방지할 수 있도록 상기 바지의 일측에 구비되는 계선줄 및 무게추와; 상기 바지의 상면에 종방향 및 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 복수개로 구비되며, 상기 바지의 상면에 수직으로 결합되어 하부는 수면 아래에 잠겨 있고 상부는 수면 위로 돌출되는 소정길이의 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상단에 횡방향을 따라 소정각도로 경사지게 결합되는 경사프레임의 외주면에 결합되어 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환시켜 저장하는 태양광 발전장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다. For the above object, the present invention can be prevented from deteriorating durability by reducing contact with environmental factors including wind, tumble, and waves, and floating in water at a predetermined depth from the water surface to reduce fluctuations in dynamic loads. And, in order to increase the amount of light collected to improve the power generation efficiency in the form of a grid on the water phase and arranged in a plurality of pants (BARGE) and; Mooring lines and weights provided on one side of the pants so as to prevent the pants from being arbitrarily injured; A plurality of support frames of a predetermined length, which are vertically coupled to the upper surface of the pants and locked at the bottom of the bottom and protruding above the surface of the pants; It is characterized in that it comprises a; a photovoltaic device coupled to the outer circumferential surface of the inclined frame which is inclined at a predetermined angle along the lateral direction at the top of the support frame to convert and store light energy irradiated from the sun into electrical energy.

또한, 본 발명에서 상기 인접한 두 바지간의 충돌로 인한 파손이나 손상을 방지할 수 있도록 그 사이에 댐퍼가 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the present invention is characterized in that a damper is provided between the two adjacent pants to prevent damage or damage due to collision.

또한, 본 발명에서 상기 댐퍼는 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 고무 재질로 형성되며 내부가 비어있는 원통형의 바디와, 상기 바디의 내부에 구비되며 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 지그재그 형태로 이루어지는 케이블을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, in the present invention, the damper is formed of a rubber material so as to be able to alleviate the impact and allow tension and contraction, and the cylindrical body having an empty interior, provided inside the body, can alleviate the impact, and allow tension and contraction. It characterized in that it comprises a cable made in a zigzag form to enable this.

또한, 본 발명에서 상기 바지는 내부에 복수의 공간부가 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the pants in the present invention is characterized in that a plurality of spaces are formed inside.

또한, 본 발명에서 상기 지지프레임의 상부 일측에는 수위를 감지하기 위한 수위레벨센서가 구비되고, 상기 바지(BARGE)의 내부에는 수위를 용이하게 조절할 수 있도록 밸러스트 워터가 채워지며, 상기 수위레벨센서를 통해 수위의 낮아짐이 감지되면 상기 바지 내부에 추가적으로 밸러스트 워터를 충전할 수 있도록 개폐밸브가 구비되는 유량조절구가 형성되고, 수위 증가시 상기 바지 내부에 채워진 밸러스트 워터를 외부로 배출하기 위한 펌프 및 배출관이 구비되는 것을 특징으로 한다.
In addition, in the present invention, a water level sensor for detecting a water level is provided at an upper side of the support frame, and a ballast water is filled in the barge to easily control the water level, and the water level sensor When the lowering of the water level is sensed through, a flow control port is provided with an opening / closing valve so as to additionally charge the ballast water inside the pants, and the pump and discharge pipe for discharging the ballast water filled in the pants to the outside when the water level increases It is characterized by being provided.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 태양광 발전장치에 부력을 제공하는 바지(BARGE)가 수면으로부터 소정 깊이에 부유되어 바람이나 너울, 파랑 등에 대하여 충분한 안정성과 복원력을 확보할 수 있고, 내구성을 증대시켜 수명을 연장할 수 있다. The present invention made as described above is a barge (BARGE) that provides buoyancy to the photovoltaic device is floating at a predetermined depth from the water surface can secure sufficient stability and resilience against wind, sun, blue, etc., increase the durability and life Can be extended.

또한, 본 발명은 상기 바지가 격자 형태를 이루며 복수개로 배열설치되어 태양광의 집광량을 현저히 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있으며, 바지와 바지 사이에 댐퍼가 구비되어 인접한 두 바지간의 충돌로 인한 파손이나 손상을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다. In addition, in the present invention, the pants are arranged in a lattice form and are arranged in a plurality to improve the power generation efficiency by significantly increasing the amount of condensing of sunlight, and a damper is provided between the pants and the pants to cause damage due to collision between two adjacent pants. There is an advantage that can prevent damage in advance.

또한, 본 발명은 상기 바지(BARGE) 내부에 복수의 공간부가 형성되어, 외부 충격으로 인해 일측 공간부가 파손되더라도 나머지 복수의 공간부를 통해 부력을 제공할 수 있으므로 수상 구조물을 안정적으로 부유시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage of stably floating the water structure because a plurality of spaces are formed inside the pants (BARGE), and even if one space is damaged due to an external impact, buoyancy can be provided through the remaining spaces. There is this.

또한, 본 발명은 수위 변화에 따라 바지(BARGE)의 내부에 밸러스트 워터를 투입하거나 투입된 밸러스트 워터를 외부로 배출되도록 구성되어 댐이나 저수지 등과 같이 수위 변화가 빈번한 장소는 물론 해상과 같이 바람이나 너울 또는 파랑 등의 영향을 받을 수 있는 해상에도 태양광 발전장치를 시공할 수 있으므로 시공장소의 제약을 받지 않고 시공할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention is configured to discharge the ballast water into the inside of the pants (BARGE) according to the change in water level or discharge the ballast water to the outside, such as dams or reservoirs, where water level changes are frequent, as well as wind or swell, such as sea or Since it is possible to construct a photovoltaic power generation device in the sea that can be affected by blue light, there is an advantage of being able to construct it without being restricted by the factory.

도 1 내지 2는 본 발명에 따른 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 나타내는 개략적인 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 바지 내부에 형성되는 공간부를 도시한 개략적인 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 바지가 수위 변화에 따라 높이 조절이 이루어지는 원리를 설명하기 위한 개략적인 예시도.
도 5는 종래 기술에 따라 부유체가 수면 상에 부유될 때 발생되는 문제점을 보여주는 사진.
도 6은 금속 재질의 부유체가 해풍이나 해수에 의해 부식된 상태를 촬영한 사진.
도 7은 플라스틱 재질이 열에 의해 변형된 상태를 촬영한 사진.
1 to 2 is a schematic illustration showing the construction structure of a floating photovoltaic power generation device using a sleeping pants according to the present invention.
Figure 3 is a schematic illustration showing a space formed inside the pants according to the present invention.
Figure 4 is a schematic illustration for explaining the principle that the pants are adjusted in height according to the water level change according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a photograph showing a problem that occurs when the floating body floating on the water according to the prior art.
6 is a photograph of a state in which a metal floating body is corroded by sea breeze or sea water.
7 is a photograph of a state in which the plastic material is deformed by heat.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in more detail with respect to the construction structure of the floating photovoltaic power generation device using a sleeping pants according to the present invention.

본 발명은 부력을 제공하는 부유체의 내구성을 확보하여 수명을 연장시킬 수 있고, 이로 인해 태양광 발전장치의 안정성을 향상시킬 수 있는 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 개시한다. The present invention discloses a construction structure of a floating photovoltaic power generation device that can secure the durability of a floating body providing buoyancy and extend its life, thereby improving the stability of the photovoltaic power generation device.

도 1은 본 발명에 따른 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조를 설명하기 위한 측면도이다. 또한, 도 2는 도 1의 평면도를 도시한 것으로 도 2에서 태양광 발전장치(30)는 생략하였다. 1 is a side view for explaining the construction structure of a floating photovoltaic power generation device using a sleeping pants according to the present invention. In addition, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and the photovoltaic device 30 in FIG. 2 is omitted.

도 1 내지 2와 같이 본 발명은 상기 태양광 발전장치가 수상에 부유되도록 부력을 제공할 수 있도록 너비가 넓고 바닥이 평평하며 내부가 비어있는 판 형의 바지(BARGE, 10)를 포함한다. 1 to 2, the present invention includes a plate-type pants (BARGE, 10) having a wide width, a flat bottom, and an empty interior so that the photovoltaic device can provide buoyancy to float on the water.

상기 바지(10)는 수면 위로의 노출을 방지하여 바람이나 파랑 또는 너울 등의 환경요인에 대한 접촉을 최소화할 수 있도록 수면으로부터 소정 깊이의 수중에 부유된다. The pants 10 are suspended in water at a predetermined depth from the water surface to prevent exposure to the water surface to minimize contact with environmental factors such as wind, blue, or wool.

예를 들어, 상기 바지(10)는 수면으로부터 적어도 3m 이하의 깊이에서 부유될 수 있으며, 상기 바지가 임의로 부상(浮上)되는 것을 방지할 수 있도록 바지의 각 모서리 저면에는 계선줄(11) 및 무게추(12)가 구비된다. For example, the pants 10 may be suspended at a depth of at least 3 m or less from the water surface, and the mooring line 11 and the weight of the bottom of each corner of the pants to prevent the pants from being arbitrarily injured Weight 12 is provided.

상기 바지는 수상 구조물의 크기나 형상의 영향을 받지 않고, 충분한 부력을 확보할 수 있도록 적절한 치수를 갖을 수 있으며, 예를 들어 길이 50m, 폭 50m, 높이 2m로 이루어질 수 있으며, 충분한 부력을 확보할 수 있다. The pants may have appropriate dimensions to ensure sufficient buoyancy without being affected by the size or shape of the water structure, for example, may be 50m long, 50m wide, 2m high, and secure sufficient buoyancy. You can.

또한, 상기 바지(10)는 제조 비용을 절감할 수 있으며, 현장 시공을 위해 운반이 용이하고, 내구성을 확보할 수 있도록 적절한 재질로 이루어질 수 있다. In addition, the pants 10 can reduce the manufacturing cost and can be made of a suitable material to ensure easy transportation and durability for on-site construction.

또한, 상기 바지(10)는 시공되는 장소의 수위 변동, 유동의 변화, 바람의 영향 등의 요인에 대하여 수면으로부터 적절한 간격을 유지하면서 수면 아래에서 부유되도록 계선줄의 장력을 조절하는 장력조절용 윈치(18)가 구비될 수 있다. 상기 윈치의 작동원리나 작용효과는 후술한다. In addition, the pants 10 is a tension control winch that adjusts the tension of the mooring line so that it floats below the water surface while maintaining an appropriate distance from the water surface for factors such as water level fluctuations, changes in flow, and wind effects. 18) may be provided. The operation principle or effect of the winch will be described later.

상기 바지(10)의 상면에는 상기 태양광 모듈을 지지하기 위한 지지프레임(20)이 수직으로 결합된다. The support frame 20 for supporting the solar module is vertically coupled to the upper surface of the pants 10.

상기 지지프레임(20)은 물 속에 잠기는 면적과 외부로 노출되는 면적이 3:2의 비율이 되도록 소정 길이로 형성되며, 태양광 발전장치가 안정적으로 고정설치될 수 있도록 상기 바지의 상면에 격자 형태를 이루며 복수개로 구비된다. The support frame 20 is formed in a predetermined length so that the area immersed in water and the area exposed to the outside are in a ratio of 3: 2, and a grid is formed on the top surface of the pants so that the photovoltaic device can be stably fixed. It is provided with a plurality.

또한, 상기 지지프레임(20)의 상부에는 동일한 행 또는 동일한 열을 이루는 복수의 지지프레임을 종방향 또는 횡방향으로 연결하는 별도의 보조프레임(미도시)이 구비될 수 있다. In addition, a separate auxiliary frame (not shown) for connecting a plurality of support frames forming the same row or the same column in the longitudinal or transverse direction may be provided on the support frame 20.

도 5는 종래 기술에 따라 부력을 제공하는 부유체가 수면 상에 부유되어 수면 위로 노출된 부위가 바람, 너울, 파도를 포함한 환경요인에 노출되면서 발생되는 문제점을 보여주는 사진으로서, 본 발명은 계선줄(11)과 무게추(12)를 매개로 하여 상기 바지(10)가 수면으로부터 소정깊이의 수중에 부유되도록 하여 상기의 환경요인에 대한 노출을 최소화함으로써 바지(10)의 내구성을 확보할 수 있고, 태양광 발전장치가 보다 안정적으로 부유되도록 할 수 있다. FIG. 5 is a photograph showing a problem caused when a floating body providing buoyancy according to the prior art is floated on the water surface and the exposed portion of the water surface is exposed to environmental factors including wind, swell, and waves. 11) and the weight (12) as a medium to ensure that the pants 10 are suspended in the water at a predetermined depth from the surface to minimize the exposure to the environmental factors, thereby ensuring the durability of the pants 10, It is possible to make the solar power generation device float more stably.

또한, 이러한 작용효과를 통해 바람이나 너울 또는 파도 등의 환경요인의 영향을 받을 수 있는 해상에도 태양광 발전장치를 시공할 수 있으므로 방대한 면적의 수면을 활용할 수 있는 현저한 효과가 있다. In addition, the solar power generation device can be installed even in the sea where the environmental effects such as wind, tide, or waves can be affected through these effects, and thus there is a remarkable effect of utilizing a vast surface of water.

또한, 본 발명에 따른 상기 지지프레임(20)은 내구성을 확보할 수 있도록 강도가 우수하고, 부식을 방지할 수 있도록 내부식성이 우수하며, 운반이나 현장 시공이 용이하도록 적절한 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 포스맥(POSMAC), 스테인레스(SUS), 탄소섬유, 탄소강 등의 재질로 형성될 수 있다. In addition, the support frame 20 according to the present invention has excellent strength to ensure durability, excellent corrosion resistance to prevent corrosion, and can be made of a suitable material to facilitate transport or field construction, For example, it may be formed of a material such as POSSMAC, stainless steel (SUS), carbon fiber, or carbon steel.

여기에서, 포스맥(POSMAC)은 일반 강판에 알루미늄, 망간, 아연을 도금하여 구성되는 내부식용 철판으로서,아연도 강판대비 5배 내지 10배의 내부식 성능을 지니며, 해안가 또는 습기가 많은 곳에 사용되고 있는 것으로, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다. Here, Posmac (POSMAC) is a corrosion-resistant iron plate composed of aluminum, manganese, and zinc plated on a general steel plate, and has a corrosion resistance of 5 to 10 times that of a zinc steel plate. It is used, and a detailed description will be omitted below.

또한, 상기 지지프레임(20)은 해상에 시공될 경우 해풍 또는 해수에 의한 부식을 방지할 수 있도록 방식처리되는 것이 좋다. In addition, the support frame 20 is preferably anticorrosive to prevent corrosion by sea breeze or sea water when installed on the sea.

다음으로, 본 발명은 집광량을 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있도록 수상에 상기 바지(10)가 격자 형태로 복수개로 배열설치될 수 있으며, 상기 바지와 바지 사이에는 인접한 두 바지간의 충돌로 인한 파손이나 손상을 방지할 수 있도록 댐퍼(40)가 구비될 수 있다. Next, the present invention can be arranged in a plurality of the pants 10 in a grid form to increase the light collection amount to improve the power generation efficiency, due to the collision between the pants and two adjacent pants between the pants A damper 40 may be provided to prevent breakage or damage.

도 2를 참조하면, 상기 댐퍼(40)는 외관을 담당하는 원통형의 바디(41)와, 상기 바디 내부에 구비되는 케이블(42)로 구성된다. Referring to FIG. 2, the damper 40 is composed of a cylindrical body 41 in charge of appearance and a cable 42 provided inside the body.

상기 바디(41)는 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 고무 재질로 형성되며, 상기 케이블이 내삽될 수 있도록 내부가 비어있다. The body 41 is formed of a rubber material to alleviate the impact and allow tension and contraction, and the inside is empty so that the cable can be interpolated.

상기 케이블(42)은 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 지그재그 형태로 이루어지며, 소정길이로 형성되고, 인접한 두 바지(10)의 충돌시 충격을 완화시키고 충격으로 인한 파손을 방지할 수 있도록 강도를 갖는 재질(예를 들어 스틸)로 이루어지는 것이 바림직하다. The cable 42 is made of a zigzag form to alleviate the impact and allow tension and contraction, and is formed to a predetermined length, to mitigate the impact when two adjacent pants 10 collide and prevent damage due to the impact. It is preferred that the material is made of a material having strength (for example, steel).

종래에는 외측으로 돌출형성되는 금속 재질의 브라켓을 볼트로 체결하거나 소정 길이를 갖는 금속 재질의 프레임을 용접결합하여 복수의 태양광 발전장치를 종방향 또는 횡방향을 따라 순차적으로 고정하였다. Conventionally, a plurality of photovoltaic devices were sequentially fixed along a longitudinal or transverse direction by fastening a bracket made of a metal material protruding outward with a bolt or by welding a metal material frame having a predetermined length.

그런데, 브라켓에 볼트를 체결하는 형태의 시공구조는 바람이나 파도 등의 환경요인으로 인해 장기간 사용시 볼트, 너트의 체결력이 점차 저하되는 문제점이 발생하게 되고, 해풍이나 해수에 노출되어 부식으로 인해 내구성이 저하될 수 밖에 없다. 또한, 금속 재질의 프레임을 용접결합하는 형태의 시공구조는 태양광 발전장치의 설치 규모에 따라 프레임을 다량으로 사용하게 되므로 제조단가가 상승할 수 밖에 없다. However, the construction structure in the form of fastening bolts to the bracket causes a problem that the fastening force of bolts and nuts gradually decreases when used for a long time due to environmental factors such as wind or waves, and is exposed to sea wind or sea water and is durable due to corrosion. It must be degraded. In addition, the construction structure in the form of welding the metal frame by welding is used in large quantities depending on the installation scale of the photovoltaic device, so the manufacturing cost is inevitably increased.

본 발명에 따른 댐퍼는 완충 효과와 강도 확보를 위해 구비되는 스틸 재질의 케이블을 고무 재질의 바디로 감싸는 형태로 이루어져, 외부 요인에 대한 내구성의 저하나 환경오염을 방지할 수 있으며, 인장이나 수축 작용을 통해 충분한 완충효과를 제공하여 바지(BARGE)가 임의로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. The damper according to the present invention is formed in a form of wrapping a steel-made cable provided with a rubber body to provide a cushioning effect and strength, and it is possible to prevent a decrease in durability or environmental pollution against external factors, and a tensile or shrinking action. By providing a sufficient buffering effect through it can prevent the pants (BARGE) is randomly separated.

다음으로, 본 발명에서 상기 바지(10) 내부에는 복수의 공간부(13)가 형성될 수 있다. Next, in the present invention, a plurality of spaces 13 may be formed inside the pants 10.

예를 들어, 상기 바지(10) 내부가 단일 공간부로 이루어지면 외부 충격으로 인해 바닥면이나 측벽 일부가 파손될 경우 공간부 내로 물이 유입되어 침몰될 수 있고, 또는 수위 조절을 위해 채워진 밸러스트 워터가 외부로 유실될 수 있으며, 이로 인해 부유체로서의 기능이 즉시 상실되는 문제점이 발생된다. For example, when the inside of the pants 10 is made of a single space part, when a part of the bottom surface or side wall is damaged due to an external impact, water may flow into the space part and sink, or the ballast water filled to adjust the water level may be outside. It may be lost, thereby causing a problem that the function as a floating body is immediately lost.

하지만, 상기 바지(10) 내부에 복수개의 공간부(13)가 형성되면 외부 충격으로 인해 일측의 공간부가 파손되더라도 나머지 복수의 공간부가 부유체로서의 역할을 수행하여 수상 구조물을 보호할 수 있는 장점이 있다. However, when a plurality of spaces 13 are formed inside the pants 10, even if the spaces on one side are damaged due to external impact, the remaining plurality of spaces act as floating bodies to protect the water structure. have.

상기 바지(10)의 내부 공간을 복수개로 분할하는 방법은 다양하게 이루어질 수 있으며, 예를 들어 격자 형태의 격벽(14)을 구비하여 바지(10) 내부에 복수의 공간부(13)가 격자 행태로 배열형성되도록 할 수 있다. The method of dividing the inner space of the pants 10 into a plurality may be variously made, for example, by providing a partition wall 14 in the form of a lattice, a plurality of spaces 13 inside the pants 10 are lattice behavior. It can be arranged in.

다음으로, 본 발명에 따른 상기 바지(10)는 수위 변화에 따라 높이 조절이 가능하도록 구성될 수 있다. Next, the pants 10 according to the present invention may be configured to allow height adjustment according to changes in water level.

예를 들어, 본 발명은 태양광 발전장치가 시공된 장소의 수위변화에 따라 상기 바지(10) 내부에 밸러스트 워터(W)를 투입하거나, 투입된 밸러스트 워터를 외부로 배출하여 바지(10)의 높이가 가변되도록 하여 태양광 발전장치의 안정성을 확보할 수 있다. For example, according to the present invention, the ballast water (W) is added to the inside of the pants (10) according to the change in the water level in the place where the photovoltaic device is installed, or the discharged ballast water is discharged to the outside to increase the height of the pants (10). It is possible to ensure the stability of the photovoltaic device by making it variable.

상술한 대로 상기 바지(10)는 계선줄(11)과 무게추(12)를 매개로 수면으로부터 소정 깊이에 고정된 상태이기 때문에 수위 변화에 대응하여 상승되거나 하강되지 않으면 태양광 발전장치가 물 속에 잠기거나, 또는 바지(10)의 일부가 외부로 노출되면서 바람, 너울, 파랑 등의 환경요인에 노출되어 내구성이 저하되고 수류의 저항 증가로 인해 전복되는 문제점이 발생할 수 있다. As described above, the pants 10 are in a state fixed to a predetermined depth from the water surface through the mooring line 11 and the weight 12, so that the solar power generation device is not in the water unless it is raised or lowered in response to a change in water level. As it is locked or a part of the pants 10 is exposed to the outside, it may be exposed to environmental factors such as wind, wool, blue, etc., thereby deteriorating durability and overturning due to an increase in water resistance.

이러한 문제점을 방지하기 위하여, 본 발명은 수위를 감지하는 수위레벨센서(14)가 수면 위로 돌출된 지지프레임(20)의 상부 일측에 설치되고, 상기 바지(10)의 일측에는 밸러스트 워터(W)를 충전하기 위한 개폐밸브가 구비되는 유량조절구(15)가 형성되며, 수위 증가시 상기 바지 내부에 채워진 밸러스트 워터를 외부로 배출하기 위한 펌프(16) 및 배출관(17)이 구비될 수 있다. In order to prevent this problem, the present invention is installed on the upper side of the support frame 20 protruding above the water level sensor 14 for detecting the water level, the ballast water (W) on one side of the pants 10 Flow control port 15 is provided with an opening and closing valve for filling the, and when the water level increases, a pump 16 and a discharge pipe 17 for discharging the ballast water filled in the pants to the outside may be provided.

이와 함께, 상기 수위레벨센서(14)의 측정 결과가 전송되며 측정값에 따라 상기 윈치(18)의 모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 제어부(미도시)가 구비될 수 있다. In addition, a measurement result of the water level sensor 14 is transmitted, and a control unit (not shown) for rotating the motor of the winch 18 in the forward or reverse direction according to the measured value may be provided.

상기와 같은 본 발명은 수위가 높아지면 수위레벨센서(14)가 이를 감지하여 제어부에 검출값을 전달하고, 제어부는 검출값을 토대로 윈치(18)의 모터를 구동시켜 계선줄이 풀리도록 하여 바지(10)가 소정 높이만큼 상승되도록 하거나 또는 펌프를 구동시켜 바지(10) 내부의 밸러스트 워터(W)가 배출관(17)을 통해 외부로 배출되도록 하여 바지(10)가 소정 높이만큼 상승되도록 할 수 있다. In the present invention as described above, when the water level increases, the water level sensor 14 detects this and transmits the detected value to the control unit, and the control unit drives the motor of the winch 18 based on the detected value to loosen the mooring line. (10) by raising the predetermined height or by driving the pump to allow the ballast water (W) inside the pants (10) to be discharged to the outside through the discharge pipe (17) so that the pants (10) can be raised by a predetermined height. have.

반대로, 수위가 낮아지면 제어부는 윈치(18)의 모터를 역방향으로 구동시켜 계선줄이 감기도록 하여 바지(10)가 소정 깊이만큼 하강되도록 하거나 또는 개폐밸브를 통해 유량조절구(15)를 개방하여 상기 바지(10) 내부에 추가적으로 밸러스트 워터(W)를 충전함으로써 바지(10)가 소정 깊이만큼 하강되도록 할 수 있다. Conversely, when the water level is lowered, the control unit drives the motor of the winch 18 in the reverse direction so that the mooring line is wound so that the pants 10 descend by a predetermined depth or the flow rate adjusting device 15 is opened through an opening / closing valve. By filling the ballast water (W) additionally inside the pants 10, the pants 10 can be lowered by a predetermined depth.

상기 윈치(18)의 모터 또는 펌프(16)가 구동되는 순서는 상기 태양광 발전장치(30)가 시공되는 장소의 여러 요건들을 고려하여 제어부를 통해 설정될 수 있으며, 순차적으로 윈치의 모터 또는 펌프가 구동되거나 동시에 구동될 수 있다. The order in which the motor or pump 16 of the winch 18 is driven may be set through a control unit in consideration of various requirements of the place where the photovoltaic device 30 is constructed, and sequentially the motor or pump of the winch. Can be driven or driven simultaneously.

이러한 구성을 통해 본 발명은 댐이나 저수지, 담수호 또는 배수지 등과 같이 해상에 비해 수위 변화가 빈번하게 발생되는 장소에 태양광 발전장치를 시공하였을 때 수위 변화로 인한 전복 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
Through this configuration, the present invention can effectively prevent a rollover accident caused by a change in water level when a solar power generation device is installed in a place where a change in water level occurs more frequently than in the sea, such as a dam or reservoir, a fresh water lake, or a reservoir. Can be expected.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따르면 부력을 제공하는 바지(10)가 수면으로부터 소정 깊이에 부유되어 바람이나 너울, 파랑 등의 환경요인에 대한 노출을 최소화하여 내구성을 현저히 증대시켜 수명을 연장할 수 있으며, 댐이나 저수지, 담수호 또는 배수지는 물론 풍속과 유속이 빠르며 바람이나 너울 또는 파도가 빈번하게 발생되는 바다에도 태양광 발전장치와 같은 수상 구조물을 안정적으로 시공할 수 있다.
According to the present invention made as described above, the pants 10 providing buoyancy are suspended at a predetermined depth from the surface of the water, thereby minimizing exposure to environmental factors such as wind, swell, and blue, thereby significantly increasing durability and extending life. , Water structures such as solar power generation devices can be stably installed in dams, reservoirs, freshwater lakes, or drainage reservoirs, as well as in the sea where winds and tides or waves are frequent.

한편, 본 발명의 태양광 발전장치는 인공식물섬이나, 부교, 수상 태양광발전소, 수질정화장치 등과 같이 부력을 이용하여 수상에 부유되는 수상 구조물로 치환할 수 있다.
On the other hand, the photovoltaic device of the present invention can be replaced with a floating structure that floats on the water using buoyancy, such as an artificial plant island, a bridge, a water photovoltaic power plant, or a water purification device.

10 : 바지(BARGE) 11 : 계선줄
12 : 무게추 13 : 공간부
14 : 수위레벨센서 15 : 유량조절구
16 : 펌프 17 : 배출관
18 : 윈치
20 : 지지프레임
30 : 태양광 발전장치
32 : 보조프레임
40 : 댐퍼 41 : 바디
42 : 케이블
W : 밸러스트 워터
10: pants (BARGE) 11: mooring line
12: weight 13: space
14: water level sensor 15: flow control
16: pump 17: discharge pipe
18: winch
20: support frame
30: solar power generation device
32: auxiliary frame
40: damper 41: body
42: cable
W: Ballast water

Claims (5)

바람, 너울, 파도를 포함한 환경요인과의 접촉을 줄여 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있고 동적 하중에 대한 동요를 감소시킬 수 있도록 수면으로부터 소정깊이의 수중에 부유되며, 집광량을 증대시켜 발전 효율성을 향상시킬 수 있도록 수상에 격자 형태를 이루며 복수개로 배열설치되는 바지(BARGE,10)와;
상기 바지가 임의로 부상(浮上)되는 것을 방지할 수 있도록 상기 바지의 일측에 구비되는 계선줄(11) 및 무게추(12)와;
상기 바지의 상면에 종방향 및 횡방향을 따라 일정 간격을 두고 복수개로 구비되며, 상기 바지의 상면에 수직으로 결합되어 하부는 수면 아래에 잠겨 있고 상부는 수면 위로 돌출되는 소정길이의 지지프레임(20)과;
상기 지지프레임의 상단에 횡방향을 따라 소정각도로 경사지게 결합되는 경사프레임의 외주면에 결합되어 태양으로부터 조사되는 빛 에너지를 전기에너지로 변환시켜 저장하는 태양광 발전장치(30);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조.
It is suspended in the water at a certain depth from the water surface to reduce durability by reducing contact with environmental factors including wind, swell, and waves, and reduces fluctuations in dynamic loads. Pants that are arranged in a plurality of grids and arranged in a water phase to improve the (BARGE, 10) and;
A mooring line 11 and a weight 12 provided on one side of the pants to prevent the pants from being arbitrarily injured;
The upper surface of the pants is provided in a plurality at regular intervals along the longitudinal and transverse directions, and is vertically coupled to the upper surface of the pants, the lower part being locked below the water surface and the upper part protruding above the water surface (20) )and;
A photovoltaic power generation device 30 coupled to an outer circumferential surface of the inclined frame which is inclined at a predetermined angle along the lateral direction at the top of the support frame to convert and store light energy irradiated from the sun into electrical energy;
Construction structure of a floating photovoltaic device using a sleeping pants, characterized in that it comprises a.
제1항에 있어서, 상기 인접한 두 바지간의 충돌로 인한 파손이나 손상을 방지할 수 있도록 그 사이에 댐퍼(40)가 구비되는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조.
The construction structure of a floating photovoltaic device using sub-surface pants, according to claim 1, wherein a damper (40) is provided between them to prevent damage or damage due to collision between the two adjacent pants. .
제2항에 있어서, 상기 댐퍼(40)는 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 고무 재질로 형성되며 내부가 비어있는 원통형의 바디(41)와, 상기 바디의 내부에 구비되며 충격을 완화할 수 있고 인장과 수축이 가능하도록 지그재그 형태로 이루어지는 케이블(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조.
The method of claim 2, wherein the damper 40 is formed of a rubber material so as to be able to alleviate the impact and allow tension and contraction, and has a hollow cylindrical body (41), and is provided inside the body to provide shock. Construction structure of a floating photovoltaic device using a sub-pants, characterized in that it comprises a cable (42) made of a zigzag form so as to be able to relax and stretch and contract.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 바지(10)는 내부에 복수의 공간부(13)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조.
According to claim 1 or claim 2, The pants 10 is a construction structure of a floating photovoltaic device using a sub-surface pants, characterized in that a plurality of spaces 13 are formed therein.
제1항에 있어서, 상기 지지프레임의 상부 일측에는 수위를 감지하기 위한 수위레벨센서(14)가 구비되고,
상기 바지(BARGE)의 내부에는 수위를 용이하게 조절할 수 있도록 밸러스트 워터(W)가 채워지며, 상기 수위레벨센서를 통해 수위의 낮아짐이 감지되면 상기 바지 내부에 추가적으로 밸러스트 워터를 충전할 수 있도록 개폐밸브가 구비되는 유량조절구(15)가 형성되고, 수위 증가시 상기 바지 내부에 채워진 밸러스트 워터를 외부로 배출하기 위한 펌프(16) 및 배출관(17)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수면하 바지를 이용한 부유식 태양광 발전장치의 시공구조.
According to claim 1, The upper side of the support frame is provided with a water level sensor 14 for detecting the water level,
Inside the barge (BARGE) is filled with a ballast water (W) to easily adjust the water level, and when the water level is sensed through the water level sensor, the opening and closing valve to charge the ballast water additionally inside the pants The flow control port 15 is provided, and when the water level is increased, the pump 16 for discharging the ballast water filled in the pants to the outside and the discharge pipe 17 are provided. Construction structure of floating solar power generation device.
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