KR20210040452A - 태양광 발전소 및 태양광 발전소를 설치하는 방법 - Google Patents

Abstract

태양광 발전소는 태양 전지(PV) 모듈의 가장자리에 고정된 적어도 하나의 긴 모듈 프로파일과 매트에 부착된 대응하는 긴 매트 프로파일을 포함하는 부착 어셈블리에 의해 그 위에 고정된 PV 모듈을 갖는 유연한 매트를 포함하고, 모듈 프로파일을 대응하는 매트 프로파일과 접촉시킴으로써 PV 모듈이 매트에 고정된다. 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법도 제공된다.

Description

태양광 발전소 및 태양광 발전소를 설치하는 방법

본 발명은 재생 가능한 에너지 생산에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 플렉서블 웹(web) 또는 멤브레인에 장착된 복수의 태양 전지 모듈들(photovoltaic modules)을 포함하는 부유식 태양광 발전소와 관련된 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 광범위하게 사용되지는 않지만 부유식 태양광 발전 시스템이 알려져 있다. 이러한 시스템은 일반적으로 평온한 물, 즉 호수, 수력 발전 댐, 저수지, 강 등에 배치된다. 부유식 태양광 발전 시스템과 관련된 몇 가지 문제는 파도와 해류로 인한 부하(load)에 대한 노출, 까다롭고 노동 집약적인 플랜트(또는 그 구성 요소)의 배치, 시스템 유지 보수 및 청소(예: 플랜트 표면에 쌓인 소금 또는 고체 입자의 청소)를 위한 접근과 관련된 문제를 포함한다. 현재 사용 가능한 부유식 태양광 발전 시스템들은 상대적으로 높은 비용으로 인해 제한적이다.

배경을 이해하는 데 유용할 수 있는 선행 기술의 예들은 대규모 해양 이동식 태양광 발전 시스템을 설명하는 US 2012/0242275 A1; 태양광 패널용 지지 장치를 설명하는 US 2015/0162866 A1; 태양 전지 패널을 지지하는 장치를 설명하는 US 2014/0224165 A1; 부유식 장치에 배치된 태양 전지들을 설명하는 KR 1011013316 B 및 KR 101612832 B; 사용시 수역 표면에 부유되어 있는 가요성 멤브레인 상에 복수의 강성 PV 모듈을 포함하는 태양광 발전소를 개시하는 WO2017/20962를 포함한다. 현재 부유식 PV 발전소와 관련된 기술적 및 경제적 과제가 있다. 결과적으로 다양한 응용 및 목적을 위해 그러한 재생 가능한 발전을 위한 개선된 시스템 및 방법이 필요하다. 본 발명은 알려진 시스템 및 기술과 관련된 장점 및/또는 현재의 문제점 또는 단점을 해결하는, 부유식 태양광 발전소와 관련된 개선된 장치 및 방법을 제공하는 것을 목표로 한다.

제1 측면에 따르면, 우리는 그 위에 고정된 복수의 태양 전지(PV) 모듈들을 갖는 유연한 매트를 포함하는 태양광 발전소를 제공하고, 각 모듈은 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 끼워진 태양 전지층을 포함하고, 상기 하부 플레이트가 상기 매트의 상부 표면 상에 또는 바로 인접하도록 상기 매트에 고정된다.

상기 하부 플레이트는 유리 플레이트일 수 있다.

상기 하부 플레이트는 0.5mm와 4mm 사이, 1mm와 3mm 사이, 또는 약 2.5mm의 두께를 가질 수 있다.

상기 상부 플레이트는 투명(transparent)하거나 반투명(translucent)할 수 있다. 상기 상부 플레이트는 유리 플레이트 또는 중합체 플레이트일 수 있다.

상기 상부 플레이트는 0.5mm와 4mm 사이, 1mm와 3mm 사이, 또는 약 2.5mm의 두께를 가질 수 있다.

상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트는 동일한 두께를 가질 수 있다.

상기 매트는 0.3mm와 5mm 사이, 0.5mm와 1.5mm 사이, 또는 약 1mm의 두께를 가질 수 있다.

상기 PV 모듈의 일반적으로 평행한 2개의 대향하는 가장자리들에 고정된 2개의 긴 모듈 프로파일들 및 상기 매트에 부착된 2개의 대응하는 긴 매트 프로파일들을 포함하는 부착 어셈블리에 의해 상기 PV 모듈들 중 적어도 하나는 상기 매트에 고정될 수 있다.

상기 PV 모듈들의 프로파일들을 상기 매트의 대응하는 프로파일들과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직한 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 PV 모듈은 상기 매트에 고정되도록 상기 프로파일들은 구성될 수 있다.

잠금장치가 제공될 수 있고, 체결된 때 상기 잠금장치는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 두 프로파일들의 추가적인 상대 이동을 방지할 수 있다.

상기 모듈 프로파일들은 상기 PV 모듈의 가장자리에 접착식으로 결합될 수 있다.

상기 매트 프로파일들은 상기 매트에 용접되거나 재봉될(welded or sewn) 수 있다.

상기 모듈 프로파일은 그것이 부착되는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행하게 연장되는 긴 유지 특징부(retaining feature)를 포함할 수 있다.

상기 유지 특징부는 베이스 부분에 의해 연결된 2개의 일반적으로 평행한 다리들을 갖는 긴 프레임 부분에 의해 상기 PV 모듈에 연결될 수 있다.

상기 다리들은 접착제에 의해 하부 및 상부 유리 플레이트에 고정될 수 있다.

상기 프레임 부분은 상기 유지 특징부와 통합될 수 있다.

상기 모듈 프로파일은 상기 PV 모듈의 전체 가장자리를 따라 연장될 수 있다.

상기 매트 프로파일은 모듈 프로파일의 유지 특징부와 짝을 이루도록 구성되고 웹을 사용하여 매트에 고정되는 긴 유지 특징부를 포함할 수 있다. 상기 웹은 상기 매트와 상기 유지 특징부 사이의 분리가 상기 유지 특징부의 실질적으로 전체 길이를 따라 일반적으로 일정하다는 것을 보장할 수 있다.

상기 유지 특징부들 중 하나는 다른 유지 특징부의 대응하는 암형 부분(female part)에 삽입되는 수형 부분(male part)을 가질 수 있다.

상기 수형 부분은 긴 튜브 또는로드를 포함할 수 있는 반면, 상기 암형 부분은 종축에 평행하게 연장되는 분할부(split)를 갖는 긴 튜브를 포함할 수 있다.

상기 매트는 부양 요소(floatation element)에 고정될 수 있다.

상기 부양 요소는 매트를 둘러싸는 순환의(endless) 긴 부양 요소일 수 있다.

제2 측면에 따르면, 우리는 상기 매트가 수역 상에 또는 수면에서 부유하도록 가요성 매트를 수역 상에 배치하는 단계를 포함하는, 제1 측면에 따른 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법을 제공한다.

상기 매트는 하부 유리 플레이트가 수역과 직접 접촉하도록 배치될 수 있다.

태양광 발전소를 배치하는 단계는 선박에서 수행될 수 있다.

상기 방법은 접혀서 선박에 쌓인 태양광 발전소를 운반하는 단계를 더 포함할 수 있다.

태양광 발전소를 배치하는 단계는 육상 위치에서 수행될 수 있다.

제3 측면에 따르면, 우리는 PV 모듈의 가장자리에 고정된 적어도 하나의 긴 모듈 프로파일과 상기 매트에 부착된 대응하는 긴 매트 프로파일을 포함하는 부착 어셈블리에 의해 상기 PV 모듈이 고정된 유연한 매트를 포함하는 태양광 발전소를 제공한다.

상기 모듈 프로파일들을 대응하는 상기 매트 프로파일들과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직한 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 PV 모듈이 상기 매트에 고정되도록 상기 프로파일들은 구성될 수 있다.

상기 PV 모듈은 제1 측면에 따른 태양광 발전소의 상기 PV 모듈의 특징들 또는 특징들의 조합 중 어느 하나를 가질 수 있다.

상기 PV 모듈에는 상기 PV 모듈의 일반적으로 평행한 2개의 대향하는 가장자리들에 고정된 2개의 모듈 프로파일들과 일반적으로 평행한 2개의 대응하는 매트 프로파일들이 제공될 수 있다.

잠금장치가 제공될 수 있고, 체결된 때 상기 잠금장치는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 두 프로파일들의 추가적인 상대 이동을 방지할 수 있다.

상기 모듈 프로파일들은 상기 PV 모듈의 가장자리들에 접착식으로 결합될 수 있다.

상기 매트 프로파일들은 상기 매트에 용접되거나 재봉될 수 있다.

상기 모듈 프로파일은 그것이 부착되는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행하게 연장되는 긴 유지 특징부를 포함할 수 있다.

상기 유지 특징부는 베이스 부분에 의해 연결된 2개의 일반적으로 평행한 다리들을 갖는 긴 프레임 부분에 의해 상기 PV 모듈에 연결될 수 있다.

상기 PV 모듈은 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 끼워진 태양 전지층을 포함할 수 있다.

상기 다리들은 접착제를 사용하여 하부 및 상부 플레이트에 고정될 수 있다.

상기 프레임 부분은 상기 유지 특징부와 통합될 수 있다.

상기 모듈 프로파일은 상기 PV 모듈의 전체 가장자리를 따라 연장될 수 있다.

상기 매트 프로파일은 상기 모듈 프로파일의 유지 특징부와 짝을 이루도록 구성되고 웹을 사용하여 상기 매트에 고정되는 긴 유지 특징부를 포함할 수 있다. 상기 웹은 상기 매트와 상기 유지 특징부 사이의 분리가 실질적으로 상기 유지 특징부의 전체 길이를 따라 일반적으로 일정하다는 것을 보장할 수 있다.

상기 유지 특징부들 중 하나는 다른 유지 특징부의 대응하는 암형 부분에 삽입되는 수형 부분을 가질 수 있다.

상기 수형 부분은 긴 튜브 또는로드를 포함할 수 있는 반면, 상기 암형 부분은 종축에 평행하게 연장되는 분할부를 갖는 긴 튜브를 포함한다.

상기 매트는 부양 요소에 고정될 수 있다.

상기 부양 요소는 상기 매트를 둘러싸는 순환의 긴 부양 요소일 수 있다.

제4 측면에 따르면, 우리는 상기 모듈 프로파일들을 대응하는 상기 매트 프로파일들과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직한 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 PV 모듈을 상기 매트에 고정하는 단계를 포함하는 제3 측면에 따른 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법을 제공한다.

상기 방법은 이 방법 단계를 수행한 후, 일반적으로 상기 PV 모듈의 가장자리에 평행한 두 프로파일들의 추가적인 상대 이동을 방지하기 위해 잠금장치를 작동하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 모듈 프로파일 또는 상기 매트 프로파일 중 하나는 수형 부분인 유지 특징부를 가질 수 있고, 다른 프로파일은 암형 부분인 유지 특징부를 가지고, 상기 방법은 상기 모듈 프로파일이 고정되는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 수형 부분에 대해 암형 부분을 슬라이딩시키기 전에, 상기 수형 부분이 적어도 상기 암형 부분에 의해 실질적으로 둘러싸일 때까지, 하나의 프로파일의 수형 부분을 대응하는 프로파일의 암형 부분의 단부에 삽입하는 단계를 포함한다.

상기 PV 모듈에는 상기 PV 모듈의 일반적으로 평행한 대향하는 가장자리들에 고정된 2개의 모듈 프로파일들이 제공될 수 있으며, 상기 매트에는 일반적으로 평행한 2개의 매트 프로파일이 제공될 수 있으며, 상기 방법은 동시에 또는 순차적으로 두 모듈 프로파일들을 대응하는 매트 프로파일들과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직인 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 모듈 프로파일이 고정되는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 PV 모듈을 상기 매트에 고정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 PV 모듈을 상기 매트에 고정하는 단계를 수행하기 전에 상기 매트를 수역에 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 PV 모듈이 상기 매트에 고정된 후에 수역에 상기 매트를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 PV 모듈은 상부 유리 플레이트와 하부 유리 플레이트 사이에 끼워진 태양 전지층을 포함할 수 있으며, 상기 방법은 상기 하부 유리 플레이트가 수역과 직접 접촉하도록 태양광 발전소를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.

태양광 발전소를 배치하는 단계는 선박에서 수행될 수 있다.

상기 방법은 접혀서 선박에 쌓인 태양광 발전소를 운반하는 단계를 더 포함할 수 있다.

태양광 발전소를 배치하는 단계는 육상 위치에서 수행될 수 있다.

상기 측면들 중 어느 것에서, 상기 상부 플레이트가 뻣뻣한(stiff) 플레이트이거나, 상기 하부 플레이트가 뻣뻣한 플레이트이거나, 상기 상부 및 하부 플레이트 모두가 뻣뻣한 플레이트인 것에 의해 각 모듈은 실질적으로 뻣뻣할 수 있다. 상기 모듈들은 유리하게 접히거나 구부러지지 않을 수 있다.

상기 측면들 중 어느 것에서, 상기 모듈들은 상호 연결되지 않고 상기 매트에만 고정되는 별도의 모듈일 수 있다. 각 모듈은 다른 모듈과 간격을 둘 수 있다.

상기 측면들 중 어느 것에서, 상기 모듈들은 모듈들의 행 및 열을 갖는 x-y 패턴으로 배열될 수 있으며, 각 행 및 각 열은 복수의 개별 모듈들을 포함한다.

각 모듈은 배전(electric distribution)을 위한 하나 이상의 정션 박스를 포함할 수 있다. 상기 정션 박스는 각 모듈의 상부 표면, 모듈의 측면 또는 긴 모듈 프로파일에 위치할 수 있다.

도 1은 바다에 부유되어 있는 본 발명의 제1 및 제3 측면에 따른 태양광 발전소의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 제1 측면에 따른 태양광 발전소에서 사용하기에 적합한 태양 전지(PV) 모듈의 일부를 통한 횡단면의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 제1 측면에 따른 태양광 발전소에서 사용하기에 적합한 PV 모듈의 분해도를 도시한다.
도 4는 부착 어셈블리를 사용하여 유연한 매트에 부착된 도 2 및 도 3에 설명된 PV 모듈의 가장자리의 단면을 도시한다.
도 5는 부착 어셈블리의 대안적인 실시 예를 도시한다.
도 6은 부착 어셈블리의 다른 대안적인 실시 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 제1 및 제3 측면에 따른 태양광 발전소에서 사용하기에 적합한 PV 모듈의 평면도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 제1 및 제3 측면에 따른 해양 태양광 발전소의 개략도를 도시한다.
도 9 및 도 10은 많은 정션 박스를 포함하는 모듈의 실시 예를 보여준다.

석유 및 가스 생산 플랫폼, 시추 또는 가공 설비와 같은 많은 고정식 또는 부유식 해양 장비를 작동하려면 상당한 양의 에너지가 필요하다. 다른 까다로운 설치로는 그리드에서 멀리 떨어진 대규모 양식장이나 인구 밀도가 높은 섬(populated islands) 등이 있다. 이러한 현장의 에너지 수요는 일반적으로 디젤 또는 가스 터빈 발전기를 통해 공급된다. 화석 연료 소스에서 비롯된 높은 에너지 소비와 그에 따른 이산화탄소 방출로 인해 이 활동은 환경 운동가와 정치인 사이에서 상당한 논쟁을 불러 일으켰다. 또한 에너지 비용은 이러한 설비의 운영자 및 소유자에게 중요한 고려 사항이다.

본 명세서에 설명된 실시 예들에 따르면, 케이블을 통해 일반적인 육상 전력 그리드에 연결하거나 독립형 오프 그리드 발전에 적합한 부유식 재생 가능 발전 설비가 제공된다. 실시 예들은 원해 또는 근해 또는 내수(inland waters) 에서 사용될 수 있으며, 예를 들어 화석 연료 기반 발전기 또는 발전소를 대체하여 전력 발전의 CO₂ 발자국을 줄이도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 많은 거대 도시를 포함하여 인구 밀도가 높은 지역들이 해안 근처에 위치해 있다. 이러한 지역에서 풍력 및 태양열과 같은 기존 재생 에너지에 사용할 수 있는 지역 또는 사용 가능한 옥상은 매우 제한적이다. 본 명세서에 설명된 실시 예들에 따르면, 이러한 지역에서 적절한 비용과 높은 작동 신뢰성으로 재생 가능한 발전에 상당한 기여를 할 수 있다.

시스템의 실시 예들은 다양한 응용에 적합하며, 예를 들어 봄, 여름 및 가을의 낮 동안 에너지 수요의 상당 부분을 대체하거나 제공하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 유연한 연료 기반 발전기가 구름과 태양의 위치로 인해 태양 에너지 시스템의 출력 이동으로 발생하는 일반적인 불규칙성을 쉽게 평준화할 수 있는, 하이브리드 전력 시스템에서 PV는 잘 작동할 수 있다. 대안적으로, 배터리들이 에너지 저장에 사용될 수도 있다.

본 발명은 PV 어레이를 형성하기 위해 가요성 멤브레인 또는 웹(이하, 매트(2)라고 함) 상에 설치된 복수의 PV 모듈들(1)을 포함하는 태양광 발전소를 포함한다. PV 어레이는 부력이 있어 바다와 같은 수역에 부유되어 있어서 해상 태양광 발전소를 형성할 수 있다. 이를 달성하기 위해, 매트(2)는 적어도 부분적으로 부력 물질로 제조될 수 있고/있거나 PV 어레이는 매트(2)에 고정되거나 결합되는 부유 요소를 더 포함할 수 있다. 이 부력을 달성하는 다양한 방법들이 WO2017/209625에 설명되어 있다.

기판 매트(2)는 완전히 가요성이고, 본질적으로 바다 파도의 움직임을 따르고 일반적으로 소위 유탄성 거동(hydro-elastic behaviour)을 나타낸다. 부서진 파도와 바다 비말(sea spray)는 넓은 영역을 덮을 수 있는 매트(2)의 존재로 효과적으로 방지된다. 또한, 복수의 매트들(2)이 상호 연결될 수 있다.

매트(2)는 천공될 수도 있고 아닐 수도 있고, 오목부들, 일방향 밸브들, 펌프들 또는 매트의 최상부 표면에 축적된 물(예를 들어, 빗물)의 배수를 허용하는 다른 장치를 가질 수 있다. 매트(2)는 대안적으로 그물로 만들어 질 수 있는데, 즉 비교적 큰 개구를 가질 수 있다. 바람직하다면, 매트(2)의 부력은 매트(2)의 일부 또는 실질적으로 전체의 상부에 얇은 수막을 유지하도록 설계될 수 있다. 이것은 매트(2) 자체 및/또는 PV 모듈(1)의 냉각에 유용할 수 있다.

바람직한 실시 예들에서, 매트(2)는 0.3mm와 5mm 사이, 보다 바람직하게는 0.5mm와 1.5mm 사이, 가장 바람직하게는 약 1mm의 두께를 갖는다. 이러한 수치의 일반적인 공차는 +/- 0.2mm이다.

매트(2)는 예를 들어, 큰 부분들로 제조될 수 있는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리우레탄, EVA, 합성 고무 또는 공중합체로부터의 시트, 네트, 직물, 필름 또는 판으로 구성될 수 있다. 대안적으로, 직물은 또한 다층이고/이거나 가스, 낮은 염도를 갖는 물, 부력 고체, 오일, 젤리, 폼(foam) 또는 기타 성분을 함유하는 포켓 또는 긴 터널에 의해 부분적으로 팽창될 수 있다. 하나의 바람직한 실시 예에서, 매트(2)는 중합체 코팅된 직물 멤브레인이다. 다중 중합체가 사용될 수 있다. 예를 들어 매트(2)의 각면에 상이한 중합체들이 사용되고/되거나 중합체 코팅을 구성하는 상이한 중합체 층들이 사용될 수있다.

위에서 언급한 바와 같이, PV 어레이는 부유하기에 충분한 부력으로 설계될 수 있으며, PV 모듈들(1)의 뒷면은 부분적으로 물에 잠기고 물과 열전달이 가능하다. PV 모듈들(1)은 자체적으로 부력을 가질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 모듈 스트링(2) 또는 어레이를 형성하는 다중 스트링은 예를 들어 폴리에스테르 또는 나일론으로 만들어진 경량 로프(4)와 함께 앵커(5), 체인에 의해 해저에 정박된다. 다른 정박 수단들도 가능하고, 예를 들어 모듈 스트링(2)은 육지에 고정될 수 있다. 도 1에 예시된 실시 예에서, PV 설비가 해류 및/또는 파랑 표류력(wave drift forces)에 의해 아래로 끌리는 것을 방지하기 위해 부표들(3)이 또한 설치된다. 앵커(5) 및 부표들(3)의 수와 크기뿐만 아니라 기하학적 구조는 측면 표류력을 최소화하도록 설계될 수 있다. 정박(anchoring)을 위한 적절한 부력 및 고정 지점은 매트의 둘레를 둘러싸는 하나 또는 여러 개의 순환(endless) 관형 요소에 의해 제공될 수도 있다. 부표들(3)에는 선원들을 위한 발전소의 위치를 표시하기 위해 적절한 랜턴이 장착될 수도 있다.

이 실시 예에서 PV 모듈들(1)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부 플레이트(7)와 하부 유리 플레이트(8) 사이에 끼워진 태양 전지층(6)을 포함하는 이중 유리 모듈들이다.

상부 플레이트(7)는 바람직하게는 0.5mm와 4mm 사이, 더 바람직하게는 1mm와 3mm 사이, 훨씬 더 바람직하게는 약 2.5mm의 두께를 갖는다. 대안적으로, 상부 플레이트는 일 실시 예에서 폴리카보네이트의 투명 또는 반투명 중합체로 구성될 수 있다.

하부 플레이트(8)는 바람직하게는 0.5mm와 4mm 사이, 더 바람직하게는 1mm와 3mm 사이, 훨씬 더 바람직하게는 약 2.5mm의 두께를 갖는다.

일 실시 예에서, 상부 플레이트(7) 및 하부 플레이트(8)는 모두 유리 플레이트이다.

일 실시 예에서, 상부 플레이트(7) 및 하부 플레이트(8)는 동일한 두께를 갖는다.

발명자는 이러한 구성과 두께를 가진 설계가 해양에서 사용될 때 PV 모듈의 특히 유리한 성능을 제공하는 동시에 구조적 신뢰성과 긴 수명을 보장한다는 것을 발견했다.

태양 전지층(6)은 전형적으로 전지의 전면 및 후면에 용접된 금속 전도체에 의해 직렬로 연결된 다수의 태양 전지들로 구성된다. 예를 들어, 표준 6 x 6 인치 태양 전지들의 여러 스트링이 6 x 10 또는 6 x 12 전지들의 어레이로 배열된 다음 상호 연결될 수 있다.

이 예에서, 태양 전지들은 EVA(에틸렌 비닐 아세테이트)(9)의 두 층 사이에 적층되고, 적층된 태양 전지들은 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 끼워져 있다.

물의 침투로부터 태양 전지층을 보호하기 위해, 일반적으로 EVA인 실런트 층이 PV 모듈들(1)의 전체 둘레에 있는 가장자리(1a)에 적용된다.

PV 모듈들(1)은 침수 가능한 고품질의 분해 불가능한 접점을 사용하여 전기적으로 상호 연결됩니다. 각각의 PV 모듈(1)은 플러스 및 마이너스 컨덕터를 위한 하나 또는 여러 개의 작은 정션 박스(JB)와 개별 전지 스트링을 분리하는 다이오드를 장착할 수 있다. 또한, 일반 정션 박스 단자가 제공하는 것 이상의 응력 완화 특성을 강화하기 위해 전기 케이블을 PV 모듈(1)에 기계적으로 부착할 수 있다.

PV 어레이의 크기, PV 모듈들(1)의 수, 설계된 피크 와트 등에 따라 PV 어레이는 의도된 육상 또는 해상 소비자에게 전력을 변환할 수 있는 인버터들에 연결된다. 인버터들과 변압기들이 최종 사용자의 해양 시설에 직접 설치되지 않은 경우, 그들은 캡슐화되고 부력을 갖게 될 수 있다. 후자(the latter)는 예를 들어, 여러 스트링 인버터들을 가지고, 주전원 케이블을 통해 최종 사용자에게 전력이 공급되는는 대면적 설비에 관련된다.

정션 박스들을 고려하지 않은 이중 유리 모듈의 크기는 일반적으로 두께 4 ~ 8mm, 너비 0.9 ~ 1m, 길이 1.6 ~ 1.7m이다.

최대 효율로 작동하려면 PV 모듈들(1)의 과열을 피해야 한다. 통상적으로 이것은 PV 모듈(1)의 후면에 단열재를 두지 않음으로써, 예를 들어 공기 순환을 위해 개방된 상태로 둠으로써, 달성된다. 전술한 바와 같이 플로팅 PV 어레이에서 사용될 때, 하부 플레이트(8)는 매트(2)와 직접 접촉하고, 매트는 어레이가 부유되는 수역 상에 다시 배치된다. 이와 같이, 모듈(1)은 수역에 의해 냉각된다. PV 모듈(1)의 이러한 안정적이고 효과적인 냉각은 그러한 PV 어레이를 이용하는 태양광 발전소의 효율을 향상시킬 수 있다. PV 모듈(1)의 냉각을 더욱 향상시키기 위해, 매트(2)는 소량의 물이 그 표면에 흐르고 유지되거나, 또는 물 표면 바로 아래에 부유되도록 배치될 수 있고, 하부 플레이트(8)는 수역과 직접 접촉한다.

본 발명은 유연한 매트(2) 상에 PV 모듈(1)을 평평하게 설치하는 새로운 방법을 이용할 수 있다.

부착 어셈블리의 일 실시 예가 도 4에 예시되어 있다. 이 경우, 2개의 긴 프로파일들(10)은 PV 모듈(1)의 일반적으로 평행한 2개의 대향하는 가장자리들(1a)에 고정되고, 매트(2)에 PV 모듈(1)을 고정하기 위해 매트(2)에 부착된 대응하는 긴 프로파일들(11)과 결합하도록 설계된다. PV 모듈의 프로파일들(10)을 매트(2)의 대응하는 프로파일(11)과 접촉시키고, PV 모듈(1)의 가장자리(1a)에 일반적으로 수직인 힘의 인가에 의한 2개의 프로파일들(10, 11)의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할때까지 프로파일(10)이 고정된 PV 모듈(1)의 가장자리(1a)에 일반적으로 평행한 방향으로 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩함으로써 PV 모듈(1)이 매트(2)에 고정되도록 프로파일들(10, 11)은 설계되었다. 그 다음, PV 모듈(1)의 가장자리(1a)에 일반적으로 평행한 두 프로파일의 추가적인 상대 이동을 방지하기 위해 잠금장치(fastener)가 적용될 수 있으며, 이때 PV 모듈(1)은 매트(2)에 고정된다. 이러한 장치 덕분에 PV 모듈(1)을 매트(2)에 고정하는 것은 비교적 빠르고 간단한 프로세스라는 것을 이해할 것이다.

PV 모듈(1)을 교체해야 하는 경우 이 프로세스를 반대로 하여 매트(2)에서 PV 모듈(1)을 빠르고 쉽게 제거할 수 있다. 더욱이, PV 모듈(1)은 쌓을 수 있고, 이러한 퀵 릴리스 부착 어셈블리를 사용하여 악천후 시 쉽게 전개 또는 후퇴할 수 있다.

이 실시 예에서, 긴 프로파일들(10)은 PV 모듈의 가장자리(1a)에 접착식으로 결합되는 반면, 긴 프로파일들(11)은 매트(2)에 용접되거나 재봉된다.

PV 모듈(1)에 고정된 프로파일(10)은 아노다이징된 알루미늄 또는 스테인리스 스틸과 같은 내식성 금속으로 만들어 질 수 있는 반면, 매트(2)에 고정된 프로파일은 PVC 또는 복합 재료와 같은 중합체로 만들어 질 수 있다.

이 실시 예에서, PV 모듈(1)에 부착된 프로파일(10)은 부착되는 PV 모듈(1)의 가장자리(1a)에 일반적으로 평행하게 연장되는 유지 특징부(12)를 포함한다. 도 4에 도시된 실시 예에서, 유지 특징부(12)는 베이스 부분(10c)에 의해 연결된 2개의 일반적으로 평행한 다리들(10a, 10b)을 갖는 긴 프레임 부분에 의해 PV 모듈(2)에 연결된다. 상기 프레임 부분은 PV 모듈(1)의 가장자리(1a) 위에 끼워져 PV 모듈(1)의 가장자리(1a)가 2개의 다리들(10a, 10b) 사이에 끼워지고 EVA 씰(seal)이 베이스(10c)와 PV 모듈(1)의 가장자리(1a) 사이에 끼워진다. 다리들(10a, 10b)은 실리콘 접착제와 같은 접착제 층에 의해 하부 및 상부 유리 플레이트(7, 8)에 고정된다. 이 실시 예에서, 상기 프레임 부분은 유지 특징부(12)와 통합된다.

유리하게는, 프로파일(10)은 PV 모듈(1)의 가장자리(1a)의 전체 길이를 따라 연장되지만, 그럴 필요는 없다. 동일하게, 복수의 더 짧은 프로파일(10)이 가장자리(1a) 각각 또는 일부에 장착될 수 있다. 한 쌍 또는 여러 쌍의 프로파일들(10)은 모듈(1)의 대향하는 측면들(1a)에서 모듈(1)에 고정될 수 있다. 이것은 도 7에 개략적으로 도시되어 있다.

바람직한 실시 예에서, 각각의 프로파일(10)은 가장자리(1a) 길이의 적어도 40 %, 적어도 50 %, 적어도 60 %, 또는 적어도 70 %의 길이를 갖는다. 모듈(1)은 대향하는 가장자리들(1a)에 배치된 정확히 2개의 그러한 프로파일(10)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 모듈(1)은 대향하는 가장자리들(1a)에 배치된 정확히 4개의 프로파일들(10)을 포함할 수 있으며, 두 프로파일들(10)의 조합된 길이는 가장자리(1a) 길이의 적어도 40 %, 적어도 50 %, 적어도 60 % 또는 적어도 70 %이다.

매트(2)에 고정된 프로파일(11)은 매트(2)와 유지 특징부(13) 사이의 분리가 실질적으로 유지 특징부의 전체 길이를 따라 일정하다는 것을 보장하는 웹(14)을 사용하여 매트(2)에 고정되는 대응하는 유지 특징부(13)를 포함한다. 유지 특징부(12) 중 하나는 다른 유지 특징부(13)의 대응하는 암형 부분(female part)에 삽입되는 수형 부분(male part)일 수 있다.

예를 들어, 수형 부분은 그 종축이 PV 모듈(1)의 가장자리(1a)에 일반적으로 평행하게 연장되는 긴 튜브 또는 로드를 포함할 수 있는 반면, 암형 부분은 그 종축에 평행하게 연장되는 분할부(split)를 갖는 긴 튜브를 포함한다. 상기 분할부는 튜브 또는 로드의 너비보다 작은 개구부를 가질 수 있다.

이것은 암형 부분이 PV 모듈(1)에 고정되는 프로파일(10)의 일부를 형성하는 반면, 수형 부분은 매트(2)에 고정되는 프로파일(11)의 일부를 형성하는 도 4에 예시된 실시 예의 경우이다. PV 모듈(1)을 매트(2)에 고정하기 위해, 각각의 프로파일(11)의 수형 부분(13)은 분할부를 통해 연장되는 웹(14)과 함께 각각의 대응하는 프로파일(10)의 암형 부분(12)의 단부에 삽입된다.

또한, 도 4에 도시된 실시 예에서, 수형 부분(13)은 일반적으로 환형 횡단면을 갖는 튜브인 반면, 암형 부분(12)은 일반적으로 C- 형 단면을 갖는 분할 튜브이다. 그러나, 도 5 및 도 6에 예시된 것과 같이 부분들의 다양한 구성이 동등하게 효과적이라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 수형 부분은 정사각형, 직사각형 또는 삼각형 횡단면이 있는 튜브 또는로드일 수 있고, 암형 부분은 대응하는 모양의 횡단면이 있는 분할 튜브일 수 있다. 대안적으로, 수형 부분은 일반적으로 T자형 횡단면을 가질 수 있는 반면, 암형 부분은 일반적으로 직사각형 단면을 가진 분할 튜브다. 도 6에 예시된 예에서와 같이 암형 부분은 매트(2)에 고정되는 동안 수형 부분은 PV 모듈(1)에 동일하게 고정될 수 있음을 인식해야 한다.

위에서 언급한 바와 같이, 일단 암형 부분이 수형 부분에서 원하는 위치에 배치되면, 바람직하게는 수형 부분에 의해 완전히 둘러싸이게 된다. 그런 다음 클립, 나사 또는 기타 잠금장치를 적용하여 파도, 해류 또는 매트 위를 걷는 설치 인력으로 인해 매트가 움직일 때 암형 부분이 수형 부분에서 미끄러지는 것을 방지한다. 그런 다음 PV 모듈(1)을 매트(2)에 완전히 고정하기 위해 PV 모듈(1)의 반대쪽 가장자리(1a)에 있는 프로파일들(10, 11)을 사용하여 이 프로세스를 반복한다.

전술한 실시 예에서, 유지 특징부(13)는 가요성 웹(14)에 의해 매트(2)에 고정된다. 유리하게는, PV 모듈(1)의 설치 용이성을 개선하기 위해, 웹(14)에 약간의 느슨함이 있으므로, PV 모듈 1이 설치된 경우, 설치된 PV 모듈(1)과 매트(2) 사이의 제한된 양의 이동이 허용된다. 그러나 이것은 가요성 웹에 의해 유지 특징부(12)를 PV 모듈(1)에 연결함으로써 동일하게 달성될 수 있는 반면, 유지 특징부(13)와 매트(2) 사이의 연결은 단단하다는 것을 이해할 것이다.

대안적인 실시 예에서, 이중 유리 PV 모듈에는 하나 또는 여러 개의 브래킷이 장착되어 있다. 브래킷에는 중합체 밴드 또는 로프를 모듈에 묶거나 접거나 감싸기 위한 고정 지점 역할을 할 수 있는 슬릿, 구멍 또는 유사한 특징부가 있을 수 있다.

다른 대안적인 실시 예에서, PV 모듈은 매트 자체의 특징부들을 이용하여 있는 그대로 고정된다. 이들은 열가소성 용접(welding), 접착 본딩 또는 재봉에 의해 매트 표면에 통합되는 포켓, 벨크로 스트랩, 지퍼 등이 될 수 있다.

유리하게는, 전술한 실시 예에 따른 고정 장치(fixation arrangement)는 PV 모듈의 보다 쉽고 안전한 설치 및/또는 회수를 제공할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프로파일들(10) 및 그들의 배치는 예를 들어, 모듈(1)에 가해지는 구조적 부하를 감소시킨다. 따라서, 예를 들어 유리/유리 조합의 사용과 같이 그렇지 않으면 가능하지 않은 상부 및 하부 플레이트(7, 8)에 대한 재료 조합 및/또는 두께의 사용을 허용할 수 있다. 프로파일들(10)은 직접적인 금속 접촉을 피하기 위해 고무 라이닝으로 장착될 수 있다. 전반적으로, 여기에 설명된 실시 예는 모듈(1)의 상대적으로 부서지기 쉬운 구성 요소들의 파단 및 기타 기계적 손상 또는 피로의 위험을 감소시킨다.

태양광 발전소는 각각의 PV 어레이를 바다와 같은 수역에 배치함으로써 설치되고, 수역에 또는 수면에 부유되어 있다. 이 단계는 선박 또는 해안에서 수행할 수 있다. 일단 원하는 위치에 설치되면, 매트(2)는 위에서 설명한 바와 같이 플로팅 요소를 통해 해저에 고정될 수 있다.

PV 모듈들은 전술한 바와 같이 매트(2)가 수역에 배치되기 전에 매트(2)에 고정되거나, 또는 매트(2)가 수역의 표면에 부유되어 있을 때 매트로부터 제거될 수 있다.

PV 어레이가 선박에서 배치되거나 선박으로 회수되는 경우, 선박에 운반되고 접혀지고 쌓일 수 있다.

도 8은 해상 태양광 발전소(100)의 일 실시 예를 도시한다. 발전소(100)는 도시와 같이 인구 밀집된 지역(102)에 가까운 해안에 배치된다. 발전소(100)는 전술한 바와 같이 복수의 PV 어레이들을 포함하며,이 실시 예에서 원형 매트(2)에 장착된다. 도 8에 도시된 실시 예에서, 6 개의 유닛들이 해안 근처에 계류된다. 발전소(100)는 생산된 전력을 육상 그리드(도시되지 않음)를 통해 도시(102) 및/또는 다른 육상 소비자에게 분배하기 위해 육상 발전소(101)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 도 8에 도시된 것과 같은 실시 예는 예를 들어, 인구 밀도가 높은 지역 근처의 일반적으로 제한된 토지 면적을 고려하면 육상 태양광 발전소에서 이용할 수 있는 것보다 훨씬 더 많은 전력을 제공할 수 있다.

PV 발전소는 또한 배터리와 결합될 수 있으며 바람직하게는 저에너지 밀도 레독스 흐름 배터리 기술과 결합하여 사용될 수 있다.

본 명세서에 설명된 실시 예들에 따른 PV 발전소는 유리하게는 풍력 터빈 발전기와 같은 다른 해상 재생 가능 발전기와 결합될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 거친 바다에서 풍차로의 접근이 어려울 수 있는 해상 풍력 단지와 함께 잘 작동할 수 있다. 위에서 설명한대로 여러 개의 대형 PV 어레이가 존재하면 해양 시설 근처의 바다에 진정 효과가 있을 수 있다. 예를 들어, 이는 파도, 잔물결 및 고르지 못한 바다의 바람의 의한 파괴를 방지할 수있는 반면, 개별 PV 모듈(1)은 큰 팽창에 노출될 때 느린 상승 움직임을 경험할 것이다. 문제가 있는 해역에 기름이 미치는 영향 또는 예를 들어 그리스 얼음(grease ice)으로 인한 파도가 감쇠하는 것과 유사한 파도의 감쇠는 작업 환경 및/또는 해양 구조물의 전반적인 피로 수명에 큰 영향을 미칠 수 있다. 이는 풍력 발전기의 서비스 수명을 개선하고 점검 및 유지 보수 필요성을 줄이는 동시에 풍력 발전기에 대한 접근을 용이하게 한다. 태양전지PV는 또한 발전 기상 조건(낮은 바람 및 높은 일사량 그리고, 그 반대의 경우)이 겹치기 때문에 풍력과 함께 잘 작동한다. 또한, 이러한 응용 분야의 경우 부유식 태양광 PV와 해상 풍차는 지상에 전력 케이블 인프라를 공유할 수 있다.

예를 들어, WO2017/209625에 기술된 바와 같이, 전술한 실시 예들에 따른 PV 발전소는 양어장에 전력을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 실시 예들은 신규하고 개선된 해양 태양광 발전소 및 관련 방법을 제공한다. 일부 실시 예들에 따르면, 열악한 해양 환경에 그러한 발전소를 설치하는 것이 감소된 설치 비용으로 더 쉽고 더 안전하게 이루어질 수 있다.

일부 실시 예들에서, 태양 전지의 가열에 의해 야기되는 전력 생산 감소 문제가 감소될 수 있고 낮은 전지 작동 온도가 가능하게 되어 에너지 효율이 증가될 수 있다. 발전소의 설치, 운영 및 구조적 무결성에 대한 파도의 영향은 알려진 솔루션들보다 낮을 수 있으므로, 따라서 안정적이고 긴 수명의 작동을 보장한다.

특허 보호가 요구되는 본 개시의 발명적 측면을 각각 구성하는 추가 실시 예들에서, 다음이 제공된다:

1. 수역에 부유되어 있는 유연한 매트를 포함하는 태양광 발전소로서, 상기 매트는 그 위에 고정된 복수의 태양 전지(PV) 모듈들을 갖고, 각각의 모듈은 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 끼워진 태양 전지층을 포함하고, 상기 하부 플레이트가 상기 매트의 상부 표면 상에 또는 바로 인접하도록 상기 매트에 고정된다.

2. 실시 예 1에 따른 태양광 발전소로서, 상기 하부 플레이트는 유리 플레이트이다.

3. 실시 예 2에 따른 태양광 발전소로서, 상기 하부 플레이트는 0.5mm와 4mm 사이, 1mm와 3mm 사이, 또는 약 2.5mm의 두께를 갖는다.

4. 임의의 선행하는 실시 예에 따른 태양광 발전소로서, 상기 상부 플레이트는 유리 플레이트 또는 중합체 플레이트이다.

5. 실시 예 4에 따른 태양광 발전소로서, 상기 상부 플레이트는 0.5mm와 4mm 사이, 1mm와 3mm 사이, 또는 약 2.5mm의 두께를 갖는다.

6. 임의의 선행하는 실시 예에 따른 태양광 발전소로서, 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트는 동일한 두께를 갖는다.

7. 임의의 선행하는 실시 예에 따른 태양광 발전소로서, 상기 매트는 0.3mm와 5mm 사이, 0.5mm와 1.5mm 사이, 또는 약 1mm의 두께를 갖는다.

8. 임의의 선행하는 실시 예에 따른 태양광 발전소로서, 상기 PV 모듈의 가장자리에 고정된 긴 모듈 프로파일, 및 상기 매트에 부착된 대응하는 긴 매트 프로파일을 포함하는 부착 조립체에 의해 PV 모듈들 중 적어도 하나는 상기 매트에 고정된다.

9. 실시 예8에 따른 태양광 발전소로서, PV 모듈에는 상기 PV 모듈의 일반적으로 평행한 2개의 대향하는 가장자리들에 고정된 2개의 모듈 프로파일들 및 2개의 대응하는 일반적으로 평행한 매트 프로파일들이 제공된다.

10. 실시 예 8 또는 9에 따른 태양광 발전소로서, 상기 PV 모듈의 프로파일을 상기 매트의 대응하는 프로파일과 접촉시키고, PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직인 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 프로파일들을 서로에 대해 상대적으로 슬라이딩시킴으로써 상기 PV 모듈이 상기 매트에 고정되도록 상기 프로파일들은 구성된다.

11. 실시 예 10에 따른 태양광 발전소로서, 잠금장치가 제공되고, 체결될 때, 상기 잠금장치는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 두 프로파일들의 추가적인 상대 이동을 방지한다.

12. 실시 예 8 내지 11 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 모듈 프로파일들은 상기 PV 모듈의 가장자리에 접착식으로 결합된다.

13. 실시 예 8 내지 12 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 매트 프로파일이 상기 매트에 용접되거나 재봉된다.

14. 실시 예 8 내지 13 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 모듈 프로파일은 그것이 부착되는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행하게 연장하는 긴 유지 특징부를 포함한다.

15. 실시 예 14에 따른 태양광 발전소로서, 상기 유지 특징부는 베이스 부분에 의해 연결된 2개의 일반적으로 평행한 다리들을 갖는 긴 프레임 부분에 의해 상기 PV 모듈에 연결된다.

16. 실시 예 15에 따른 태양광 발전소로서, 상기 다리들은 접착제에 의해 하부 및 상부 유리 플레이트에 고정된다.

17. 실시 예 15 또는 16에 따른 태양광 발전소로서, 상기 프레임 부분은 상기 유지 특징부와 일체형이다.

18. 실시 예 8 내지 17 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 모듈 프로파일은 상기 PV 모듈의 전체 가장자리를 따라 연장된다.

19. 실시 예 15 내지 18 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 매트 프로파일은 상기 모듈 프로파일의 유지 특징부와 짝을 이루도록 구성되고, 웹을 사용하여 상기 매트에 고정되는 긴 유지 특징부를 포함하며, 상기 웹은 매트와 유지 특징부 사이의 분리가 일반적으로 유지 특징부의 전체 길이를 따라 일정한 것을 보장한다.

20. 실시 예 19에 따른 태양광 발전소에서, 상기 유지 특징부 중 하나는 다른 유지 특징부의 대응하는 암형 부분에 삽입되는 수형 부분을 갖는다.

21. 실시 예 20에 따른 태양광 발전소로서, 상기 수형 부분은 긴 튜브 또는로드를 포함하는 반면, 상기 암형 부분은 종축에 평행하게 연장하는 분할부를 갖는 긴 튜브를 포함한다.

22. 임의의 선행하는 실시 예에 따른 태양광 발전소로서, 상기 매트는 부유 요소에 고정된다.

23. 실시 예 22에 따른 태양광 발전소로서, 상기 부유 요소는 상기 매트를 둘러싸는 순환의(endless) 긴 부유 요소이다.

24. 실시 예 1 내지 23 중 어느 하나에 따른 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법으로서, 상기 매트가 수면 위 또는 수면에 부유되도록 가요성 매트를 수역에 배치하는 단계를 포함한다.

25. 실시 예 24에 따른 방법으로서, 상기 매트는 상기 하부 플레이트가 수역과 직접 접촉하도록 배치된다.

26. 실시 예 24또는 25에 따른 방법으로서, 상기 매트는 상기 하부 플레이트가 수역과 직접 접촉하도록 배치된다.

27. 실시 예 26의 방법으로서, 상기 방법은 접혀지고 선박에 쌓인 태양광 발전소를 수송하는 단계를 더 포함한다.

28. 실시 예 24 또는 25의 방법으로서, 상기 태양광 발전소를 배치하는 단계가 육상 위치에서 수행된다.

29. 태양 전지(PV) 모듈이 고정된 유연한 매트를 포함하는 태양광 발전소로서, 상기 PV 모듈의 가장자리에 고정된 적어도 하나의 긴 모듈 프로파일과 상기 매트에 부착된 대응하는 긴 매트 프로파일을 포함하는 부착 어셈블리에 의해 상기 PV 모듈은 상기 매트에 고정되고, 상기 모듈 프로파일을 대응하는 상기 매트 프로파일과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직인 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 PV 모듈이 상기 매트에 고정되도록 상기 프로파일들이 구성된다.

30. 실시 예 29에 따른 태양광 발전소로서, 상기 PV 모듈의 일반적으로 평행한 2개의 대향하는 가장자리들에 고정된 2개의 모듈 프로파일들 및 2개의 대응하는 일반적으로 평행한 매트 프로파일들이 상기 PV 모듈에 제공된다.

31. 실시 예 29 또는 30에 따른 태양광 발전소로서, 체결된 때에 상기 PV 모듈의 가장자리에 대해 일반적으로 평행한 두 프로파일들의 추가적인 상대 이동을 방지하는 잠금장치가 제공된다.

32. 실시 예 29 내지 31 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 각각의 모듈 프로파일은 상기 PV 모듈의 가장자리에 접착식으로 결합된다.

33. 실시 예 29 내지 32 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 각각의 매트 프로파일은 상기 매트에 용접되거나 재봉된다.

34. 실시 예 29 내지 33 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 모듈 프로파일은 그것이 부착되는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행하게 연장되는 긴 유지 특징부를 포함한다.

35. 실시 예 34에 따른 태양광 발전소로서, 베이스 부분에 의해 연결된 2개의 일반적으로 평행한 다리들을 갖는 긴 프레임 부분에 의해 상기 유지 특징부는 상기 PV 모듈에 연결된다.

36. 실시 예 29 내지 36 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 각각의 PV 모듈은 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 끼워진 태양 전지층을 포함한다.

37. 실시 예 36에 따른 태양광 발전소로서, 상기 다리들은 접착제에 의해 하부 및 상부 플레이트에 고정된다.

38. 실시 예 35에 따른 태양광 발전소에서, 상기 프레임 부분은 상기 유지 특징부와 일체형이다.

39. 실시 예 29 내지 38 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 모듈 프로파일은 상기 PV 모듈의 전체 가장자리를 따라 연장된다.

40. 실시 예 34 내지 39 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 매트 프로파일은 상기 모듈 프로파일의 유지 특징부와 짝을 이루도록 구성되고, 상기 매트와 상기 유지 특징부 사이의 분리가 실질적으로 상기 유지 특징부의 전체 길이를 따라 일반적으로 일정하다는 것을 보장하는 웹을 사용하여 상기 매트에 고정되는 긴 유지 특징부를 포함한다.

41. 실시 예 34 내지 40 중 어느 하나에 따른 태양광 발전소로서, 상기 유지 특징부들 중 하나는 다른 유지 특징부의 대응하는 암형 부분에 삽입되는 수형 부분을 갖는다.

42. 실시 예 41에 따른 태양광 발전소로서, 상기 수형 부분은 긴 튜브 또는로드를 포함하고, 상기 암형 부분은 종축에 평행하게 연장되는 분할부를 갖는 긴 튜브를 포함한다.

43. 실시 예 29 내지 42 중 어느 하나에 따른 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법으로서, 상기 모듈 프로파일을 대응하는 상기 매트 프로파일과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직인 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 PV 모듈을 상기 매트에 고정하는 단계를 포함한다.

44. 실시 예 43에 따른 방법으로서, 실시 예 43의 방법을 수행한 후, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 두 프로파일들의 임의의 추가적인 상대 이동을 방지하기 위해 잠금장치를 작동시키는 단계를 더 포함한다.

45. 실시 예 43 또는 44에 따른 방법으로서, 상기 모듈 프로파일 또는 상기 매트 프로파일 중 하나가 수형 부분인 유지 특징부를 가지고 다른 프로파일은 암형 부분인 유지 특징부를 가지며, 상기 방법은 상기 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 상기 수형 부분에 대해 상기 암형 부분을 슬라이딩시키기 전에, 상기 수형 부분이 상기 암형 부분에 의해 적어도 실질적으로 둘러싸일 때까지 하나의 프로파일의 상기 수형 부분을 대응하는 프로파일의 상기 암형 부분에 삽입하는 단계를 포함한다.

46. 실시 예 43 내지 45 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 상기 PV 모듈에는 상기 PV 모듈의 일반적으로 평행한 대향하는 가장자리에 고정된 2개의 모듈 프로파일들이 제공되고, 상기 매트에는 2개의 대응하는 일반적으로 평행한 매트 프로파일들이 제공되고, 상기 방법은 동시에 또는 순차적으로 두 모듈 프로파일들을 대응하는 매트 프로파일들과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직인 힘의 적용에 의한 상기 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 각 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 모듈 프로파일을 상기 패트에 고정하는 단계를 포함한다.

47. 실시 예 43 내지 46 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 상기 PV 모듈을 상기 매트에 고정하는 단계를 수행하기 전에 상기 매트를 수역 상에 배치하는 단계를 추가로 포함한다.

48. 실시 예 43 내지 46 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 상기 PV 모듈이 상기 매트에 고정된 후 수역 상에 상기 매트를 배치하는 단계를 더 포함한다.

49. 실시 예 47 또는 48 중 어느 하나에 따른 방법으로서, 상기 PV 모듈이 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 끼워진 태양 전지층을 포함하고, 상기 방법은 하부 플레이트가 수역과 직접 접촉하도록 상기 발전소를 배치하는 것을 포함한다.

위의 임의의 실시 예들에서, 각 모듈(1)은 상부 플레이트(7)가 뻣뻣한(stiff) 플레이트, 하부 플레이트(8)가 뻣뻣한 플레이트, 또는 상부 및 하부 플레이트 모두가 뻣뻣한 플레이트인 것에 의해 실질적으로 뻣뻣할 수 있다. 실질적으로 뻣뻣하기 때문에 상기 모듈은 접히거나 구부러지지 않습니다.

위의 임의의 실시 예들에서, 상기 모듈들은 상호 연결되지 않고 매트(2)에만 고정되는 개별 모듈일 수 있다. 따라서 각 모듈(1)은 다른 모듈로부터 이격될 수 있다. 서로 간격을 두어 모듈(1) 자체가 물리적으로 연결되지 않다. 이것은 예를 들어, 모듈들(1)에 대한 손상 또는 모듈들 내에 배열된 PV 전지들에 대한 손상 위험을 감소시킬 수 있다.

모듈들(1)은 예를 들어, 모듈들의 행 및 열을 갖는 x-y 패턴으로 배열될 수 있으며, 각 행 및 각 열은 복수의 개별 모듈들(1)을 포함한다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 위의 임의의 실시 예들에서, 각 모듈(1)은 배전을 위한 하나 이상의 정션 박스(21a-c, 22a-c)를 포함할 수 있다. 정션 박스들(21a-c)을 갖는 도 9에 도시된 바와 같이 정션 박스들은 모듈(1)의 상부 표면, 즉 위쪽을 향하는 표면에 위치할 수 있다. 대안적으로, 정션 박스들(22a-c)을 갖는 도 10에 도시된 바와 같이 정션 박스들은 모듈(1)의 측면에 위치될 수 있다. 대안적으로, 정션 박스들은 프로파일들(10)에 위치할 수 있다(이 경우는 도시되지 않음).

유리하게는, 정션 박스들을 이러한 구성 중 하나로 배치함으로써 모듈(1)과 매트(2) 사이에 중단없는 평평한 표면을 얻을 수 있다. 정션 박스들(22a-c, 23a-c)는 바람직하게는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 태양광 패널 모듈(1)의 측면 가장자리 또는 전면(front face) 상에 또는 인접하게 배치될 수 있다.

Claims (21)

1. 태양 전지(PV) 모듈이 고정된 유연한 매트를 포함하는 태양광 발전소로서, 상기 PV 모듈의 가장자리에 고정된 적어도 하나의 긴 모듈 프로파일과 상기 매트에 부착된 대응하는 긴 매트 프로파일을 포함하는 부착 어셈블리에 의해 상기 PV 모듈은 상기 매트에 고정되고,
   상기 모듈 프로파일을 대응하는 상기 매트 프로파일과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직인 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 PV 모듈이 상기 매트에 고정되도록 상기 프로파일들이 구성된, 태양광 발전소.
2. 제1항에 있어서, 상기 PV 모듈에 상기 PV 모듈의 일반적으로 평행한 2개의 대향하는 가장자리들에 고정된 2개의 모듈 프로파일들 및 2개의 대응하는 일반적으로 평행한 매트 프로파일들이 제공되는, 태양광 발전소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 체결된 때 상기 PV 모듈의 가장자리에 대해 일반적으로 평행한 두 프로파일들의 추가적인 상대 이동을 방지하는 잠금장치가 제공되는, 태양광 발전소.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 모듈 프로파일은 상기 PV 모듈의 가장자리에 접착식으로 결합되는, 태양광 발전소.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 매트 프로파일은 상기 매트에 용접되거나 재봉되는(welded or sewn), 태양광 발전소.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈 프로파일은 그것이 부착되는 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행하게 연장되는 긴 유지 특징부를 포함하는, 태양광 발전소.
7. 제6항에 있어서, 베이스 부분에 의해 연결된 2개의 일반적으로 평행한 다리들을 갖는 긴 프레임 부분에 의해 상기 유지 특징부는 상기 PV 모듈에 연결되는, 태양광 발전소.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 PV 모듈은 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 끼워진 태양 전지층을 포함하는, 태양광 발전소.
9. 제8항에 있어서, 상기 다리들은 접착제에 의해 하부 및 상부 플레이트에 고정되는, 태양광 발전소.
10. 제7항에 있어서, 상기 프레임 부분은 상기 유지 특징부와 일체형인, 태양광 발전소.
11. 제1항 내지 제10항에 있어서, 상기 모듈 프로파일은 상기 PV 모듈의 전체 가장자리를 따라 연장되는, 태양광 발전소.
12. 제6항 내지 제11항에 있어서, 상기 매트 프로파일은 상기 모듈 프로파일의 유지 특징부와 짝을 이루도록 구성되고, 상기 매트와 상기 유지 특징부 사이의 분리가 실질적으로 상기 유지 특징부의 전체 길이를 따라 일반적으로 일정하다는 것을 보장하는 웹을 사용하여 상기 매트에 고정되는 긴 유지 특징부를 포함하는, 태양광 발전소.
13. 제6항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유지 특징부들 중 하나는 다른 유지 특징부의 대응하는 암형 부분에 삽입되는 수형 부분을 갖는, 태양광 발전소.
14. 제13항에 있어서, 상기 수형 부분은 긴 튜브 또는로드를 포함하고, 상기 암형 부분은 종축에 평행하게 연장되는 분할부를 갖는 긴 튜브를 포함하는, 태양광 발전소.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법으로서,
    상기 모듈 프로파일을 대응하는 상기 매트 프로파일과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직인 힘의 적용에 의한 두 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 PV 모듈을 상기 매트에 고정하는 단계를 포함하는, 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법.
16. 제15항에 있어서, 제15항의 방법을 수행한 후, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 두 프로파일들의 임의의 추가적인 상대 이동을 방지하기 위해 잠금장치를 작동시키는 단계를 더 포함하는, 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 모듈 프로파일 또는 상기 매트 프로파일 중 하나가 수형 부분인 유지 특징부를 가지고 다른 프로파일은 암형 부분인 유지 특징부를 가지며, 상기 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 상기 수형 부분에 대해 상기 암형 부분을 슬라이딩하기 전에, 상기 수형 부분이 상기 암형 부분에 의해 적어도 실질적으로 둘러싸일 때까지 하나의 프로파일의 상기 수형 부분을 대응하는 프로파일의 상기 암형 부분에 삽입하는 단계를 포함하는, 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PV 모듈에는 상기 PV 모듈의 일반적으로 평행한 대향하는 가장자리에 고정된 2개의 모듈 프로파일들이 제공되고, 상기 매트에는 2개의 대응하는 일반적으로 평행한 매트 프로파일들이 제공되고, 동시에 또는 순차적으로 두 모듈 프로파일들을 대응하는 매트 프로파일들과 접촉시키고, 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 수직인 힘의 적용에 의한 상기 프로파일들의 분리가 실질적으로 방지되는 원하는 끝 위치에 도달할 때까지 각 모듈 프로파일이 고정된 상기 PV 모듈의 가장자리에 일반적으로 평행한 방향으로 상기 프로파일들을 서로에 대해 슬라이딩시킴으로써, 상기 모듈 프로파일을 상기 매트에 고정하는 단계를 포함하는, 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PV 모듈을 상기 매트에 고정하는 단계를 수행하기 전에 상기 매트를 수역 상에 배치하는 단계를 추가로 포함하는, 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법.
20. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PV 모듈이 상기 매트에 고정된 후 수역 상에 상기 매트를 배치하는 단계를 더 포함하는, 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법.
21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 PV 모듈이 상부 플레이트와 하부 플레이트 사이에 끼워진 태양 전지층을 포함하고, 하부 플레이트가 수역과 직접 접촉하도록 상기 발전소를 배치하는 것을 포함하는, 부유식 태양광 발전소를 설치하는 방법.
    

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