KR20200088631A - 지붕 일체형 태양광 발전장치 및 그 시공방법 - Google Patents

지붕 일체형 태양광 발전장치 및 그 시공방법 Download PDF

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KR20200088631A
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Abstract

지붕 일체형 태양광 발전장치 및 그 시공방법이 개시된다. 본 발명에 따른 지붕 일체형 태양광 발전장치는 건물의 옥상에 고정되되, 남북방향으로 길게 배치되고 동서방향으로 상호 이격된 복수의 제1 고정유닛; 제1 고정유닛에 결합되어 건물의 옥상에 설치되며, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제1 지지체; 제1 지지체의 상부에 마련되어 건물의 옥상에 형성된 배수로에 빗물 또는 눈이 흘러내리도록 하는 지붕; 제1 지지체의 상부에 설치되되, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제2 지지체; 및 제2 지지체의 상부에 상호 나란하고 이격되게 배치된 복수의 태양전지패널을 포함한다.

Description

지붕 일체형 태양광 발전장치 및 그 시공방법{ROOF INTERGRATED SOLAR PHOTOVOLTATIC POWER GENERATOR AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 지붕 일체형 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내구성과 방수성이 우수한 지붕 일체형 태양광 발전장치 및 그 시공방법에 관한 것이다.
태양전지는 태양으로부터 수광한 빛에너지를 전기에너지로 변환시켜 전기를 생산하므로, 환경오염 등을 유발하는 탄소에너지를 대체할 수 있는 신재생 에너지로 각광받고 있다.
전 세계적으로 신재생 에너지 산업이 발전하고 있고 국내에서도 신재생 에너지 산업이 확대일로에 있다. 특히, 농지나 임야 등의 일반토지에 비해 건물 위에 설치한 태양광 발전장치에 대해서는 정책적인 지원에 힘입어 수요가 크게 증가되고 있다.
종래에 건물 옥상에 태양광 발전장치를 시공하는 경우에 옥상 콘크리트 슬라브에 다수의 구멍을 내고 앵커볼트를 설치하여 옥상에 태양광 구조물을 고정하였으나 이러한 경우에 옥상 콘크리트 슬라브에 크랙이 빈번하게 발생되고 크랙으로 인해 건물의 옥상에 누수가 발생되는 문제점이 있었다.
이처럼, 종래의 건물 옥상에 태양광 구조물을 시공하는 경우에 크랙 및 누수로 인하여 건물의 옥상이 가지는 방수 및 단열기능이 상실되어 건물의 안전과 내구성에 심각한 악영향을 미쳤다. 더욱이 건물 옥상에 발생된 크랙 및 누수를 보수하기 위해 고가의 태양광 발전장치를 철거하고 재시공을 하여야 하는 경우에는 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1350505호(2014.01.17.공고)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 건물의 옥상 등에 태양광 발전장치를 설치함에 있어서 건물의 옥상 등에 크랙 등이 발생되지 않으며 아울러 태양전지패널의 하부에 지붕을 마련함으로써 빗물 등이 건물의 옥상 등을 통해 실내로 침투되는 것을 방지하고 열기와 냉기를 차단하여 건물 내의 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있는 지붕 일체형 태양광 발전장치 및 그 시공방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 건물의 옥상에 고정되되, 남북방향으로 길게 배치되고 동서방향으로 상호 이격된 복수의 제1 고정유닛; 상기 제1 고정유닛에 결합되어 건물의 옥상에 설치되며, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제1 지지체; 상기 제1 지지체의 상부에 마련되어 건물의 옥상에 형성된 배수로에 빗물 또는 눈이 흘러내리도록 하는 지붕; 상기 제1 지지체의 상부에 설치되되, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제2 지지체; 및 상기 제2 지지체의 상부에 상호 나란하고 이격되게 배치된 복수의 태양전지패널을 포함하는 지붕 일체형 태양광 발전장치가 제공될 수 있다.
상기 제1 지지체는 상기 제1 고정유닛의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되고 남쪽에서 북쪽방향으로 갈수록 높이가 증가되는 복수의 제1 수직 지지대; 및 복수의 상기 제1 수직 지지대의 상부를 동서방향으로 상호 연결하며 남북방향으로 상호 이격된 복수의 제1 수평 지지대를 포함하며, 복수의 상기 제1 수직 지지대의 하측부는 상기 제1 고정유닛의 측부에 상호 이격되게 결합될 수 있다.
상기 제1 고정유닛은 건물의 옥상에 밀착되는 하면이 파형 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제1 하우징; 및 상기 제1 하우징의 상부를 덮는 제1 커버를 포함하며, 제1 결합부재가 상기 제1 하우징의 파형 형상의 마루에 삽입되고 건물의 옥상에 고정되어 상기 제1 하우징을 건물의 옥상에 고정하며, 상기 제1 커버가 상기 제1 하우징의 상부를 덮은 상태에서, 제2 결합부재가 상기 제1 수직 지지대의 하측부와 상기 제1 커버 및 상기 제1 하우징의 측부에 관통결합되어 상기 제1 수직 지지대의 하측부를 상기 제1 커버 및 상기 제1 하우징의 측부에 고정할 수 있다.
상기 제1 수직 지지대와 상기 제1 수평 지지대가 교차되는 위치에 배치되되 상기 제1 수평 지지대의 하면과 상기 제1 수직 지지대의 상측부에 밀착되며 일측이 개방된 "C"자형의 제1 브라켓을 더 포함하며, 제3 결합부재가 상기 지붕의 상부에서 하방으로 상기 지붕과 상기 제1 수평 지지대 및 상기 제1 브라켓에 관통결합되어 상기 지붕을 상기 제1 수평 지지대 및 상기 제1 브라켓에 고정하고, 제4 결합부재가 상기 제1 브라켓의 개방된 일측에서 상기 제1 브라켓 및 상기 제1 수직 지지대의 상측부에 관통결합되어 상기 제1 브라켓을 상기 제1 수직 지지대의 상측부에 고정할 수 있다.
상기 지붕의 상부에 마련되되, 상기 제3 결합부재에 의해 상기 지붕 및 상기 제1 수평 지지대에 고정되며 남북방향으로 길게 배치되고 동서방향으로 상호 이격된 제2 고정유닛을 더 포함하며, 상기 제2 지지체가 상기 제2 고정유닛의 측부에 결합될 수 있다.
상기 제2 지지체는 상기 제2 고정유닛의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되고 남쪽에서 북쪽방향으로 갈수록 높이가 증가되는 복수의 제2 수직 지지대; 및 복수의 상기 제2 수직 지지대의 상부를 동서방향으로 상호 연결하며 남북방향으로 상호 이격된 복수의 제2 수평 지지대를 포함하며, 복수의 상기 제2 수직 지지대의 하측부는 상기 제2 고정유닛의 측부에 상호 이격되게 결합되며, 상기 태양전지패널은 인접하게 배치된 상기 제2 수평 지지대들 사이에 안착될 수 있다.
상기 제2 수평 지지대는 "⊥"자 형상으로 형성되어 상기 태양전지패널의 남북방향 양측부가 안착되며, 상기 제2 수평 지지대가 관통되는 중공이 형성되고 상기 태양전지패널의 동서방향 양측부를 지지하는 몸체부와, 상기 몸체부의 하부에 하방으로 돌출되어 일측이 개방된 "C"자형 형상을 갖는 상기 제2 수직 지지대의 상단에 삽입되어 고정되는 하방돌기를 구비한 지지블록을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 고정유닛은 하면이 상기 지붕의 파형 형상에 대응되는 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제2 하우징; 및 상기 제2 하우징의 상부를 덮는 제2 커버를 포함하며, 상기 제3 결합부재가 상기 제2 하우징의 파형 형상의 마루에 삽입되고 상기 지붕과 상기 제1 수평 지지대 및 상기 제1 브라켓에 관통결합되어 상기 제2 하우징을 상기 지붕과 상기 제1 수평 지지대 및 상기 제1 브라켓에 고정하며, 상기 제2 커버가 상기 제2 하우징의 상부를 덮은 상태에서, 제5 결합부재가 상기 제2 수직 지지대의 하측부와 상기 제2 커버 및 상기 제2 하우징의 측부에 관통결합되어 상기 제2 수직 지지대의 하측부를 상기 제2 커버 및 상기 제2 하우징의 측부에 고정할 수 있다.
상기 제2 수직 지지대와 상기 제2 수평 지지대가 교차되는 위치에 배치되되 상기 제2 수평 지지대의 하면과 상기 제2 수직 지지대의 상측부에 밀착되며 일측이 개방된 "C"자형의 제2 브라켓을 더 포함하며, 제6 결합부재가 하방으로 상기 제2 수평 지지대 및 상기 제2 브라켓에 관통결합되어 상기 제2 수평 지지대를 상기 제2 브라켓에 고정하고, 제7 결합부재가 상기 제2 브라켓의 개방된 일측에서 상기 제2 브라켓 및 상기 제2 수직 지지대의 상측부에 관통결합되어 상기 제2 브라켓을 상기 제2 수직 지지대에 고정할 수 있다.
상기 배수로는 건물의 옥상에 설치된 남쪽 파라펫에 걸림결합되는 절곡부; 및 상기 절곡부에서 하방으로 연속되게 마련되되, 상기 지붕의 남쪽 끝단의 하부에 동서방향으로 배치되어 상기 지붕에서 흘러내리는 빗물 또는 눈을 집수되는 집수부를 포함하며, 상기 지붕의 북쪽 끝단에 결합되어 건물의 옥상에 설치된 북쪽 파라펫의 외측에 배치되는 절곡된 형상의 제3 브라켓을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 하면이 파형 형상으로 형성된 복수의 제1 고정유닛을 건물의 옥상에 남북방향으로 길게 배치하고 동서방향으로 상호 이격되게 배치하는 단계; 상기 제1 고정유닛의 파형 형상의 마루에 제1 결합부재를 삽입하여 상기 제1 고정유닛을 건물의 옥상에 고정한 후, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제1 지지체의 하측부를 상기 제1 고정유닛의 측부에 상호 이격되게 결합하는 단계; 상기 제1 지지체의 상부에 지붕을 배치하고 상기 지붕의 상부에 하면이 파형 형상으로 형성된 복수의 제2 고정유닛을 남북방향으로 길게 배치하고 동서방향으로 상호 이격되게 배치하는 단계; 상기 제2 고정유닛의 파형 형상의 마루에 제3 결합부재를 삽입하여 상기 지붕을 상기 제1 지지체에 고정한 후, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제2 지지체의 하측부를 상기 제2 고정유닛의 측부에 상호 이격되게 결합하는 단계; 및 상기 제2 지지체의 상부에 태양전지패널을 설치하는 단계를 포함하는 지붕 일체형 태양광 발전장치의 시공방법이 제공될 수 있다.
상기 제1 고정유닛은 건물의 옥상에 밀착되는 하면이 파형 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제1 하우징; 및 상기 제1 하우징의 상부를 덮는 제1 커버를 포함하며, 상기 제1 결합부재가 상기 제1 하우징의 파형 형상의 마루에 삽입되고 건물의 옥상에 고정되어 상기 제1 하우징을 건물의 옥상에 고정하며, 상기 제1 커버가 상기 제1 하우징의 상부를 덮은 상태에서, 제2 결합부재가 상기 제1 지지체의 하측부와 상기 제1 커버 및 상기 제1 하우징의 측부에 관통결합되어 상기 제1 지지체의 하측부를 상기 제1 커버 및 상기 제1 하우징의 측부에 고정할 수 있다.
상기 제2 고정유닛은 하면이 상기 지붕의 파형 형상에 대응되는 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제2 하우징; 및 상기 제2 하우징의 상부를 덮는 제2 커버를 포함하며, 상기 제3 결합부재가 상기 제2 하우징의 파형 형상의 마루에 삽입되고 상기 지붕과 상기 제1 지지체에 관통결합되어 상기 제2 하우징을 상기 지붕과 상기 제1 지지체에 고정하며, 상기 제2 커버가 상기 제2 하우징의 상부를 덮은 상태에서, 제5 결합부재가 상기 제2 지지체의 하측부와 상기 제2 커버 및 상기 제2 하우징의 측부에 관통결합되어 상기 제2 지지체의 하측부를 상기 제2 커버 및 상기 제2 하우징의 측부에 고정할 수 있다.
본 발명의 실시예는 건물의 옥상 등에 상호 이격되게 복수의 제1 고정유닛을 설치하여 건물의 옥상 등에 크랙 등이 발생되는 것을 방지하고 제1 고정유닛에 결합된 제1 지지체의 상부에 지붕을 마련함으로써 빗물 등이 건물의 옥상 등을 통해 실내로 침투되는 것을 방지함과 동시에 열기와 냉기를 차단할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 건물의 옥상 등에 빗물 등이 침투되는 것을 방지할 수 있으므로 건물의 옥상 등이 본래의 방수 및 내구성을 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 건물의 옥상 등에 태양광 발전장치를 용이하게 설치할 수 있으며 태양광 발전장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 건물의 옥상에 설치된 지붕 일체형 태양광 발전장치를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 지붕 일체형 태양광 발전장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 단면도로서, 본 발명에 따른 지붕 일체형 태양광 발전장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1 및 제2 고정유닛을 나타내는 분해사시도이다.
도 5는 본 발명에 따라 지붕의 상부에 설치된 제2 고정유닛을 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제2 수직 지지대와 제2 수평 지지대와 지지블록의 결합 전 상태를 나타내는 분해사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제2 수직 지지대와 제2 수평 지지대와 지지블록의 결합 후 상태를 나타내는 사시도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따라 건물의 옥상에 설치된 지붕 일체형 태양광 발전장치를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 지붕 일체형 태양광 발전장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도로서, 본 발명에 따른 지붕 일체형 태양광 발전장치를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 제1 및 제2 고정유닛을 나타내는 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 따라 지붕의 상부에 설치된 제2 고정유닛을 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 제2 수직 지지대와 제2 수평 지지대와 지지블록의 결합 전 상태를 나타내는 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 제2 수직 지지대와 제2 수평 지지대와 지지블록의 결합 후 상태를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 지붕 일체형 태양광 발전장치(100)는 건물의 옥상(10)에 고정되는 복수의 제1 고정유닛(110)과, 제1 고정유닛(110)에 결합되어 건물의 옥상(10)에 설치되는 제1 지지체(120)와, 제1 지지체(120)의 상부에 마련되는 지붕(130)과, 지붕(130) 및 제1 지지체(120)에 고정되는 복수의 제2 고정유닛(140)과, 제2 고정유닛(140)에 결합되어 제1 지지체(120)의 상부에 설치되는 제2 지지체(150)와, 제2 지지체(150)의 상부에 설치되는 복수의 태양전지패널(160)을 포함한다.
본 발명에 따른 지붕 일체형 태양광 발전장치(100)는 건물의 옥상(10)에 제1 고정유닛(110)을 설치하여 건물의 옥상(10) 등에 크랙 등이 발생되는 것을 방지하며, 제1 지지체(120)의 상부에 지붕(130)을 설치하여 제1 고정유닛(110) 설치에 따른 빗물 또는 눈이 건물의 옥상(10) 등을 통해 실내로 유입되는 것을 차단한다. 또한 제1 지지체(120)의 상부에 지붕(130)이 설치되므로 열기와 냉기를 차단할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 지붕 일체형 태양광 발전장치(100)는 건물의 옥상(10) 등에 제1 고정유닛(110), 제1 지지체(120), 지붕(130), 제2 고정유닛(140), 제2 지지체(150) 및 태양전지패널(160)을 순차로 적층되게 설치할 수 있어 태양광 발전장치(100)를 용이하게 설치할 수 있으며, 건물의 옥상(10) 등에 빗물 등이 잔존하지 않도록 하므로 태양광 발전장치(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 제1 고정유닛(110)은 건물의 옥상(10) 등에 설치되어 건물의 옥상(10) 등에 제1 지지체(120)를 지지하는 역할을 한다.
제1 고정유닛(110)은 건물의 옥상(10) 등에 고정되며 남북방향으로 길게 배치되고 동서방향으로 상호 이격되게 마련된다.
도 4에서 도시한 바와 같이, 제1 고정유닛(110)은 건물의 옥상(10) 등에 밀착되는 하면이 파형 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제1 하우징(111)과, 제1 하우징(111)의 상부를 덮는 제1 커버(113)를 포함한다.
앵커볼트 등과 같은 제1 결합부재(B1)가 제1 하우징(111)의 파형 형상의 마루에 삽입되고 건물의 옥상(10) 등에 고정되어 제1 하우징(111)을 건물의 옥상(10) 등에 고정한다. 제1 결합부재(B1)는 제1 하우징(111)의 길이방향을 따라 소정간격 이격되게 설치되어 제1 하우징(111)을 건물의 옥상(10) 등에 고정한다. 그리고 제1 커버(113)는 개방된 제1 하우징(111)의 상부를 덮는다. 이때 제1 커버(113)는 제1 하우징(111)의 상부를 덮는 "ㄷ"자 형상으로 형성될 수 있다.
종래에는 건물의 옥상(10) 등에 앵커볼트를 고정하여 태양광 구조물을 설치하였으며, 앵커볼트의 주위에 충진재를 도포하였다. 그러나 충진재는 시간이 지남에 따라 충진재에 틈이 생겨 건물의 옥상(10) 등으로 빗물 등이 스며들게 되는 문제점이 있었다. 이에 본 실시예에서는 앵커볼트 등과 같은 제1 결합부재(B1)가 체결되는 건물 등의 옥상(10)영역을 제1 하우징(111)으로 덮는 구조를 가지므로 별도의 충진재를 도포할 필요가 없으며, 이와 더불어 제1 하우징(111)의 내부로 빗물 등이 스며들고 제1 결합부재(B1)를 따라 빗물 등이 건물의 옥상(10) 등으로 직접 유입되는 것을 차단하기 위해 제1 커버(113)로 제1 하우징(111)의 상부를 덮는다.
그리고 제1 결합부재(B1)를 제1 하우징(111)의 하면에 형성된 파형형상의 마루에 삽입하여 건물의 옥상(10) 등에 고정하므로, 제1 하우징(111)의 하면이 자체 탄성으로 스프링 와셔와 같은 기능을 가지게 되어 시간이 지나는 경우에도 제1 결합부재(B1)가 풀리거나 느슨해지는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같이 건물의 옥상(10) 등에 제1 고정유닛(110)을 설치한 후 건물의 옥상(10) 등에 제1 지지체(120)를 설치한다.
제1 지지체(120)는 건물의 옥상(10) 등에 설치되어 상부에 안착된 지붕(130) 및 제2 지지체(150)를 지지하는 역할을 한다. 제1 지지체(120)의 하부는 제1 고정유닛(110)의 측부에 결합되며, 제1 지지체(120)는 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된다.
도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 제1 지지체(120)는 제1 고정유닛(110)의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되고 남쪽에서 북쪽방향으로 갈수록 높이가 증가되는 복수의 제1 수직 지지대(121)와, 복수의 제1 수직 지지대(121)의 상부를 동서방향으로 상호 연결하며 남북방향으로 상호 이격된 복수의 제1 수평 지지대(123)와, 인접하는 제1 수직 지지대(121)들을 상호 연결하는 복수의 제1 경사 지지대(125)를 포함한다.
본 실시예에서 제1 수직 지지대(121)와 제1 경사 지지대(125)는 아연용융된 경량철재를 사용하여 하중을 최소화하며, 제1 수직 지지대(121)와 제1 경사 지지대(125)는 일측이 개방된 "C"자형 빔을 사용할 수 있다. 그리고 제1 수평 지지대(123)는 목재로 구성될 수 있으나 본 발명의 권리범위가 이에 의해 한정되는 것은 아니며 일측이 개방된 "C"자형의 아연용융된 경량철재를 사용할 수도 있다.
복수의 제1 수직 지지대(121)의 하측부는 제1 고정유닛(110)의 측부에 상호 이격되게 결합된다. 제1 수직 지지대(121)와 제1 고정유닛(110)의 결합을 살펴보면, 앵커볼트와 같은 제1 결합부재(B1)로 제1 하우징(111)을 건물의 옥상(10) 등에 고정한 후 제1 하우징(111)의 상부를 제1 커버(113)로 덮는다. 그리고 스크류볼트 등과 같은 제2 결합부재(B2)를 제1 수직 지지대(121)의 하측부와 제1 커버(113) 및 제1 하우징(111)의 측부에 관통결합하여 제1 수직 지지대(121)의 하측부를 제1 커버(113) 및 제1 하우징(111)의 측부에 고정한다. 이처럼, 동서방향으로 이격되게 건물의 옥상(10) 등에 고정된 복수의 제1 고정유닛(110)의 길이방향을 따라 남쪽에서 북쪽방향으로 갈수록 높이가 증가되는 복수의 제1 수직 지지대(121)를 복수의 제1 고정유닛(110)에 결합한다.
제1 고정유닛(110)에 제1 수직 지지대(121)를 결합한 상태에서 인접한 제1 수직 지지대(121)들 사이에 제1 경사 지지대(125)를 설치하고, 복수의 제1 수직 지지대(121)의 상부에 제1 수평 지지대(123)를 설치하여 동서방향으로 인접하게 배치된 제1 수직 지지대(121)들을 상호 연결한다. 전술한 바와 같이 제1 수평 지지대(123)는 퍼린방식으로 제1 수직 지지대(121)의 상부에 설치되며, 목재로 구성될 수 있다.
그리고, 빗물 등이 건물의 옥상(10) 등으로 직접 낙하되는 것을 방지하기 위해 복수의 제1 수평 지지대(123)의 상부에 지붕(130)이 설치된다. 지붕(130)은 아연용융 칼라강판을 사용할 수 있다. 본 실시예에서 지붕(130)은 단면이 파형 형상을 갖는다.
빗물 등이 지붕(130)으로 낙하되면 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사진 지붕(130)을 따라 빗물 등이 흘러 내려 건물의 옥상(10) 등에 형성된 배수로(20)에 집수되어 건물의 외부로 배출된다. 본 실시예에서 지붕(130)은 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 배치되나, 바람직하게는 지붕(130)의 경사각은 최소 15도(°) 이상이 되도록 할 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 건물의 옥상(10)에 설치된 배수로(20)는 건물의 옥상(10)에 설치된 남쪽 파라펫(11)에 걸림결합되는 제1 절곡부(21)와, 제1 절곡부(21)에서 하방으로 연속되게 마련되되 지붕(130)의 남쪽 끝단의 하부에 동서방향으로 배치되어 지붕(130)에서 흘러내리는 빗물 또는 눈을 집수되는 집수부(23)를 포함한다. 그리고 본 실시예에서는 지붕(130)의 북쪽 끝단에 결합되어 건물의 옥상(10)에 설치된 북쪽 파라펫(13)의 외측에 배치되는 절곡된 형상의 제3 브라켓(175)을 더 포함한다.
그리고, 지붕(130)을 제1 지지체(120)의 상부, 즉 복수의 제1 수평 지지대(123)의 상부에 고정한다. 이를 위해 본 실시예에서는 지붕(130)의 상부에 제2 고정유닛(140)을 설치한다.
제2 고정유닛(140)은 지붕(130)의 상부에 설치되어 지붕(130)을 제1 수평 지지대(123)에 고정하는 역할을 한다. 또한 제2 고정유닛(140)은 후술할 제2 지지체(150)를 지지한다.
제2 고정유닛(140)은 지붕(130)의 상부에 남북방향으로 길게 배치되고 동서방향으로 상호 이격되게 마련된다. 그리고 제2 고정유닛(140)은 지붕(130) 및 제1 수평 지지대(123)에 고정된다.
도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이, 제2 고정유닛(140)은 하면이 지붕(130)의 파형 형상에 대응되는 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제2 하우징(141)과, 제2 하우징(141)의 상부를 덮는 제2 커버(143)를 포함한다.
스크류볼트 등과 같은 제3 결합부재(B3)가 제2 하우징(141)의 파형 형상의 마루에 삽입되고 지붕(130)과 제1 수평 지지대(123)에 관통결합되어 제2 하우징(141)을 지붕(130)과 제1 수평 지지대(123)에 고정한다. 제3 결합부재(B3)는 제2 하우징(141)의 길이방향을 따라 소정간격 이격되게 설치되어 제2 하우징(141)을 지붕(130)과 제1 수평 지지대(123)에 고정한다. 상기와 같이 제2 하우징(141)의 하면이 지붕(130)을 가압하므로 강한 바람 등에 의해 지붕(130)이 들리는 것을 방지할 수 있다.
제3 결합부재(B3)를 제2 하우징(141)의 하면에 형성된 파형형상의 마루에 삽입하여 지붕(130) 및 제1 수평 지지대(123)에 고정하므로, 제2 하우징(141)의 하면이 자체 탄성으로 스프링 와셔와 같은 기능을 가지게 되어 시간이 지나는 경우에도 제3 결합부재(B3)가 풀리거나 느슨해지는 것을 방지할 수 있다.
그리고 제2 커버(143)는 개방된 제2 하우징(141)의 상부를 덮는다. 이때 제2 커버(143)는 제2 하우징(141)의 상부를 덮는 "ㄷ"자 형상으로 형성될 수 있다. 제2 커버(143)가 제2 하우징(141)의 상부를 덮는 구조를 가지므로 빗물 등이 제2 하우징(141)의 내부로 빗물 등이 유입되는 것을 차단할 수 있으며 아울러 빗물 등이 지붕(130)의 하부로 낙하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 제1 수직 지지대(121)와 제1 수평 지지대(123)를 상호 연결하기 위해 제1 수직 지지대(121)와 제1 수평 지지대(123)가 교차되는 위치에 제1 브라켓(171)을 설치한다. 제1 브라켓(171)은 제1 수평 지지대(123)의 하면과 제1 수직 지지대(121)의 상측부에 밀착되며 일측이 개방된 "C"자 형상으로 형성된다.
제1 수직 지지대(121) 및 제1 수평 지지대(123)와 제1 브라켓(171)의 결합을 살펴보면, 전술한 스크류볼트 등과 같은 제3 결합부재(B3)를 제2 하우징(141)과 지붕(130)과 제1 수평 지지대(123) 및 제1 브라켓(171)의 상부에 관통결합하여 제2 하우징(141)과 지붕(130)과 제1 수평 지지대(123) 및 제1 브라켓(171)을 고정한다.
그리고 스크류볼트 등과 같은 제4 결합부재(B4)를 제1 브라켓(171)의 개방된 일측에서 제1 브라켓(171) 및 제1 수직 지지대(121)의 상측부에 관통결합하여 제1 브라켓(171)을 제1 수직 지지대(121)의 상측부에 고정한다.
한편, 제2 고정유닛(140)을 지붕(130)의 상부에 고정한 후, 제1 지지체(120)의 상부에 제2 지지체(150)를 설치한다.
제2 지지체(150)는 제1 지지체(120)의 상부에 설치되어 태양전지패널(160)을 지지하는 역할을 한다. 그리고 제2 지지체(150)는 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된다. 본 실시예에서 제2 지지체(150)의 경사각은 바람직하게는 태양의 남중고도를 고려하여 23도(°)이상이 되도록 한다.
도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 제2 지지체(150)는 제2 고정유닛(140)의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되고 남쪽에서 북쪽방향으로 갈수록 높이가 증가되는 복수의 제2 수직 지지대(151)와, 복수의 제2 수직 지지대(151)의 상부를 동서방향으로 상호 연결하며 남북방향으로 상호 이격된 복수의 제2 수평 지지대(153)와, 인접하는 제2 수직 지지대(151)들을 상호 연결하는 복수의 제2 경사 지지대(155)를 포함한다.
본 실시예에서 제2 수직 지지대(151)와 제2 수평 지지대(153) 및 제2 경사 지지대(155)는 아연용융된 경량철재를 사용하여 하중을 최소화하며, 제2 수직 지지대(151)와 제2 경사 지지대(155)는 일측이 개방된 "C"자형 빔을 사용할 수 있다. 그리고 제2 수평 지지대(153)는 태양전지패널(160)의 남북방향 양측부가 안착되도록 "⊥"자 형상으로 형성될 수 있다.
복수의 제2 수직 지지대(151)의 하측부는 제2 고정유닛(140)의 측부에 상호 이격되게 결합된다. 제2 수직 지지대(151)와 제2 고정유닛(140)의 결합을 살펴보면, 스크류볼트 등과 같은 제5 결합부재(B5)를 제2 수직 지지대(151)의 하측부와 제2 커버(143) 및 제2 하우징(141)의 측부에 관통결합하여 제2 수직 지지대(151)의 하측부를 제2 커버(143) 및 제2 하우징(141)의 측부에 고정한다. 이처럼, 동서방향으로 이격되게 지붕(130)의 상부에 고정된 복수의 제2 고정유닛(140)의 길이방향을 따라 남쪽에서 북쪽방향으로 갈수록 높이가 증가되는 복수의 제2 수직 지지대(151)를 복수의 제2 고정유닛(140)에 결합한다.
제2 고정유닛(140)에 제2 수직 지지대(151)를 결합한 상태에서 인접한 제2 수직 지지대(151)들 사이에 제2 경사 지지대(155)를 설치하고, 복수의 제2 수직 지지대(151)의 상부에 제2 수평 지지대(153)를 설치하여 동서방향으로 인접하게 배치된 제2 수직 지지대(151)들을 상호 연결한다.
한편, 본 실시예에서는 제2 수직 지지대(151)와 제2 수평 지지대(153)를 상호 연결하기 위해 제2 수직 지지대(151)와 제2 수평 지지대(153)가 교차되는 위치에 제2 브라켓(173)을 설치한다. 제2 브라켓(173)은 제2 수평 지지대(153)의 하면과 제2 수직 지지대(151)의 상측부에 밀착되며 일측이 개방된 "C"자 형상으로 형성된다.
제2 수직 지지대(151) 및 제2 수평 지지대(153)와 제2 브라켓(173)의 결합을 살펴보면, 스크류볼트 등과 같은 제6 결합부재(B6)를 제2 수평 지지대(153) 및 제2 브라켓(173)의 상부에 관통결합하여 제2 수평 지지대(153) 및 제2 브라켓(173)을 고정한다.
그리고 스크류볼트 등과 같은 제7 결합부재(B7)를 제2 브라켓(173)의 개방된 일측에서 제2 브라켓(173) 및 제2 수직 지지대(151)의 상측부에 관통결합하여 제2 브라켓(173)을 제2 수직 지지대(151)의 상측부에 고정한다.
그리고, 태양전지패널(160)은 태양전지패널(160)은 복수의 태양전지 셀이 가로 및 세로방향으로 배치되고 상호 전기적으로 연결된 하나의 단위체를 의미한다. 태양전지패널(160)의 개수는 설치되는 면적 및 환경 등을 고려하여 변경가능하다. 그리고 도 2에서 도시한 바와 같이, 태양전지패널(160)은 제2 수평 지지대(153)의 상부에 남북방향 및 동서방향으로 상호 이격되고 나란하게 배치된다.
태양전지패널(160)은 전술한 바와 같이 제2 지지체(150)의 상부에 설치된다. 구체적으로 태양전지패널(160)의 남북방향 양측부가 제2 수평 지지대(153)에 안착된다. 이를 위해 제2 수평 지지대(153)는 "⊥"자 형상으로 형성되며 태양전지패널(160)의 남북방향 양측부가 제2 수평 지지대(153)에 안착된다.
그리고 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이 본 실시예에서는 제2 수평 지지대(153)의 길이방향 양측에 각각 제2 수평 지지대(153)의 길이방향을 따라 이동가능하게 마련되되 하부가 돌출되어 일측이 개방된 "C"자형 형상을 갖는 제2 수직 지지대(151)의 상단에 삽입고정되어 제2 수평 지지대(153)로 하여금 제2 수직 지지대(151)들을 연결하게 하며 양측이 돌출되어 태양전지패널(160)의 동서방향 양측부를 지지하는 지지블록(180)을 더 포함한다.
지지블록(180)은 제2 수평 지지대(153)가 관통되는 중공이 형성되고 태양전지패널(160)의 동서방향 양측부를 지지하는 몸체부(181)와, 몸체부(181)의 하부에 하방으로 돌출된 하방돌기(183)를 포함한다.
제2 수평 지지대(153)는 몸체부(181)의 중공에 삽입되며, 몸체부(181)는 제2 수평 지지대(153)의 길이방향을 따라 이동가능하다. 또한 제2 수평 지지대(153)의 길이방향을 따라 다수의 태양전지패널(160)이 안착되는 경우에 지지블록(180)은 각각의 태양전지패널(160)의 동서방향 양측부를 지지할 수 있다. 몸체부(181)는 스크류볼트 등을 이용하여 제2 수평 지지대(153)에 고정될 수 있다.
그리고 몸체부(181)는 태양전지패널(160)의 이동을 제한하도록 태양전지패널(160)의 동서방향 양측부에 밀착된다.
하방돌기(183)는 "C"자형 형상의 제2 수직 지지대(151)의 상단에 삽입된다. 제2 브라켓(173)을 이용하여 제2 수평 지지대(153)와 제2 수직 지지대(151)를 상호 연결 및 고정하기 전에 하방돌기(185)를 제2 수직 지지대(151)의 상단에 삽입하여 제2 브라켓(173)의 설치를 용이하게 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 지붕 일체형 태양광 발전장치 110: 제1 고정유닛
111: 제1 하우징 113: 제1 커버
120: 제1 지지체 121: 제1 수직 지지대
123: 제1 수평 지지대 125: 제1 경사 지지대
130: 지붕 140: 제2 고정유닛
141: 제2 하우징 143: 제2 커버
150: 제2 지지체 151: 제2 수직 지지대
153: 제2 수평 지지대 155: 제2 경사 지지대
160: 태양전지패널 171: 제1 브라켓
173: 제2 브라켓 175: 제3 브라켓
180: 지지블록 181: 몸체부
183: 하방돌기

Claims (13)

  1. 건물의 옥상에 고정되되, 남북방향으로 길게 배치되고 동서방향으로 상호 이격된 복수의 제1 고정유닛;
    상기 제1 고정유닛에 결합되어 건물의 옥상에 설치되며, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제1 지지체;
    상기 제1 지지체의 상부에 마련되어 건물의 옥상에 형성된 배수로에 빗물 또는 눈이 흘러내리도록 하는 지붕;
    상기 제1 지지체의 상부에 설치되되, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제2 지지체; 및
    상기 제2 지지체의 상부에 상호 나란하고 이격되게 배치된 복수의 태양전지패널을 포함하는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지체는,
    상기 제1 고정유닛의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되고 남쪽에서 북쪽방향으로 갈수록 높이가 증가되는 복수의 제1 수직 지지대; 및
    복수의 상기 제1 수직 지지대의 상부를 동서방향으로 상호 연결하며 남북방향으로 상호 이격된 복수의 제1 수평 지지대를 포함하며,
    복수의 상기 제1 수직 지지대의 하측부는 상기 제1 고정유닛의 측부에 상호 이격되게 결합되는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 고정유닛은,
    건물의 옥상에 밀착되는 하면이 파형 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제1 하우징; 및
    상기 제1 하우징의 상부를 덮는 제1 커버를 포함하며,
    제1 결합부재가 상기 제1 하우징의 파형 형상의 마루에 삽입되고 건물의 옥상에 고정되어 상기 제1 하우징을 건물의 옥상에 고정하며,
    상기 제1 커버가 상기 제1 하우징의 상부를 덮은 상태에서, 제2 결합부재가 상기 제1 수직 지지대의 하측부와 상기 제1 커버 및 상기 제1 하우징의 측부에 관통결합되어 상기 제1 수직 지지대의 하측부를 상기 제1 커버 및 상기 제1 하우징의 측부에 고정하는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 수직 지지대와 상기 제1 수평 지지대가 교차되는 위치에 배치되되 상기 제1 수평 지지대의 하면과 상기 제1 수직 지지대의 상측부에 밀착되며 일측이 개방된 "C"자형의 제1 브라켓을 더 포함하며,
    제3 결합부재가 상기 지붕의 상부에서 하방으로 상기 지붕과 상기 제1 수평 지지대 및 상기 제1 브라켓에 관통결합되어 상기 지붕을 상기 제1 수평 지지대 및 상기 제1 브라켓에 고정하고,
    제4 결합부재가 상기 제1 브라켓의 개방된 일측에서 상기 제1 브라켓 및 상기 제1 수직 지지대의 상측부에 관통결합되어 상기 제1 브라켓을 상기 제1 수직 지지대의 상측부에 고정하는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지붕의 상부에 마련되되, 상기 제3 결합부재에 의해 상기 지붕 및 상기 제1 수평 지지대에 고정되며 남북방향으로 길게 배치되고 동서방향으로 상호 이격된 제2 고정유닛을 더 포함하며,
    상기 제2 지지체가 상기 제2 고정유닛의 측부에 결합되는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 지지체는,
    상기 제2 고정유닛의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치되고 남쪽에서 북쪽방향으로 갈수록 높이가 증가되는 복수의 제2 수직 지지대; 및
    복수의 상기 제2 수직 지지대의 상부를 동서방향으로 상호 연결하며 남북방향으로 상호 이격된 복수의 제2 수평 지지대를 포함하며,
    복수의 상기 제2 수직 지지대의 하측부는 상기 제2 고정유닛의 측부에 상호 이격되게 결합되며,
    상기 태양전지패널은 인접하게 배치된 상기 제2 수평 지지대들 사이에 안착되는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 수평 지지대는 "⊥"자 형상으로 형성되어 상기 태양전지패널의 남북방향 양측부가 안착되며,
    상기 제2 수평 지지대가 관통되는 중공이 형성되고 상기 태양전지패널의 동서방향 양측부를 지지하는 몸체부와, 상기 몸체부의 하부에 하방으로 돌출되어 일측이 개방된 "C"자형 형상을 갖는 상기 제2 수직 지지대의 상단에 삽입되어 고정되는 하방돌기를 구비한 지지블록을 더 포함하는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 고정유닛은,
    하면이 상기 지붕의 파형 형상에 대응되는 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제2 하우징; 및
    상기 제2 하우징의 상부를 덮는 제2 커버를 포함하며,
    상기 제3 결합부재가 상기 제2 하우징의 파형 형상의 마루에 삽입되고 상기 지붕과 상기 제1 수평 지지대 및 상기 제1 브라켓에 관통결합되어 상기 제2 하우징을 상기 지붕과 상기 제1 수평 지지대 및 상기 제1 브라켓에 고정하며,
    상기 제2 커버가 상기 제2 하우징의 상부를 덮은 상태에서, 제5 결합부재가 상기 제2 수직 지지대의 하측부와 상기 제2 커버 및 상기 제2 하우징의 측부에 관통결합되어 상기 제2 수직 지지대의 하측부를 상기 제2 커버 및 상기 제2 하우징의 측부에 고정하는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 수직 지지대와 상기 제2 수평 지지대가 교차되는 위치에 배치되되 상기 제2 수평 지지대의 하면과 상기 제2 수직 지지대의 상측부에 밀착되며 일측이 개방된 "C"자형의 제2 브라켓을 더 포함하며,
    제6 결합부재가 하방으로 상기 제2 수평 지지대 및 상기 제2 브라켓에 관통결합되어 상기 제2 수평 지지대를 상기 제2 브라켓에 고정하고,
    제7 결합부재가 상기 제2 브라켓의 개방된 일측에서 상기 제2 브라켓 및 상기 제2 수직 지지대의 상측부에 관통결합되어 상기 제2 브라켓을 상기 제2 수직 지지대에 고정하는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 배수로는,
    건물의 옥상에 설치된 남쪽 파라펫에 걸림결합되는 절곡부; 및
    상기 절곡부에서 하방으로 연속되게 마련되되, 상기 지붕의 남쪽 끝단의 하부에 동서방향으로 배치되어 상기 지붕에서 흘러내리는 빗물 또는 눈을 집수되는 집수부를 포함하며,
    상기 지붕의 북쪽 끝단에 결합되어 건물의 옥상에 설치된 북쪽 파라펫의 외측에 배치되는 절곡된 형상의 제3 브라켓을 더 포함하는 지붕 일체형 태양광 발전장치.
  11. 하면이 파형 형상으로 형성된 복수의 제1 고정유닛을 건물의 옥상에 남북방향으로 길게 배치하고 동서방향으로 상호 이격되게 배치하는 단계;
    상기 제1 고정유닛의 파형 형상의 마루에 제1 결합부재를 삽입하여 상기 제1 고정유닛을 건물의 옥상에 고정한 후, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제1 지지체의 하측부를 상기 제1 고정유닛의 측부에 상호 이격되게 결합하는 단계;
    상기 제1 지지체의 상부에 지붕을 배치하고 상기 지붕의 상부에 하면이 파형 형상으로 형성된 복수의 제2 고정유닛을 남북방향으로 길게 배치하고 동서방향으로 상호 이격되게 배치하는 단계;
    상기 제2 고정유닛의 파형 형상의 마루에 제3 결합부재를 삽입하여 상기 지붕을 상기 제1 지지체에 고정한 후, 상부가 북쪽에서 남쪽방향으로 하방 경사지게 형성된 제2 지지체의 하측부를 상기 제2 고정유닛의 측부에 상호 이격되게 결합하는 단계; 및
    상기 제2 지지체의 상부에 태양전지패널을 설치하는 단계를 포함하는 지붕 일체형 태양광 발전장치의 시공방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 고정유닛은,
    건물의 옥상에 밀착되는 하면이 파형 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제1 하우징; 및
    상기 제1 하우징의 상부를 덮는 제1 커버를 포함하며,
    상기 제1 결합부재가 상기 제1 하우징의 파형 형상의 마루에 삽입되고 건물의 옥상에 고정되어 상기 제1 하우징을 건물의 옥상에 고정하며,
    상기 제1 커버가 상기 제1 하우징의 상부를 덮은 상태에서, 제2 결합부재가 상기 제1 지지체의 하측부와 상기 제1 커버 및 상기 제1 하우징의 측부에 관통결합되어 상기 제1 지지체의 하측부를 상기 제1 커버 및 상기 제1 하우징의 측부에 고정하는 지붕 일체형 태양광 발전장치의 시공방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 고정유닛은,
    하면이 상기 지붕의 파형 형상에 대응되는 형상으로 형성되며 상부가 개방된 제2 하우징; 및
    상기 제2 하우징의 상부를 덮는 제2 커버를 포함하며,
    상기 제3 결합부재가 상기 제2 하우징의 파형 형상의 마루에 삽입되고 상기 지붕과 상기 제1 지지체에 관통결합되어 상기 제2 하우징을 상기 지붕과 상기 제1 지지체에 고정하며,
    상기 제2 커버가 상기 제2 하우징의 상부를 덮은 상태에서, 제5 결합부재가 상기 제2 지지체의 하측부와 상기 제2 커버 및 상기 제2 하우징의 측부에 관통결합되어 상기 제2 지지체의 하측부를 상기 제2 커버 및 상기 제2 하우징의 측부에 고정하는 지붕 일체형 태양광 발전장치의 시공방법.
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