KR20210135748A

KR20210135748A - 영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템과 이의 건설방법

Info

Publication number: KR20210135748A
Application number: KR1020200053772A
Authority: KR
Inventors: 김은일
Original assignee: 김은일
Priority date: 2020-05-06
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2021-11-16
Also published as: KR102368577B1

Abstract

본 발명은 영농경작지 등 1차용도를 갖는 토지 위에 2차용도인 전력생산이 부가되도록 ‘다용도 태양광발전시스템’을 제공하는 것이다. 최소한 두 기둥 상부에 긴 거더를 고정하고 상기 거더 자체 또는 그 위에 태양광발전패널을 적정한 향의 경사각으로 설치되도록 하여 효과적인 발전을 기대한다. 상기 거더는 그 종단면이 역삼각형(또는 일반삼각형)인 한 쌍의 수평적 상현재(또는 하현재)와 적어도 하나의 하현재(또는 상현재)에 복재를 고착하여 래티스/트러스 구조로 하거나 허니콤/일반판재를 붙인 구조로 하여 가볍고 길게 형성된다. 이에 따라 두 기둥 사이의 간격을 넓게 함으로써 당초 1차용도에 충실하고, 더 나아가 2차용도인 태양광발전 외 관수, 농약살포, 조명, 전력선 설비 등 3차용도를 부가할 수 있는 특징을 갖는다.

Description

영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템과 이의 건설방법{Multipurpose(including farming in parallel) solar PV system and construction method thereof}

본 발명은 태양광발전의 목적 외 다른 용도가 부가될 수 있는 '영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템'(이하 ’다용도태양광시스템‘이라 줄여서 병용함)에 관한 것으로, 구체적으로는 태양광발전패널의 하부를 영농이나 하천 또는 조경 등 원래 또는 다른 용도로 선용될 수 있도록 구조물 상부에 태양광발전패널을 올려 고정하여 ‘다용도태양광시스템’을 용이하게 구현하고자 한 것이다. 상기 다용도태양광시스템은 이른바 ‘덕형구조(Hanging type structure)’ 에 설치되는 태양광발전시스템이다.

또한 본 발명은 다용도태양광시스템의 구조물 자체에 영농을 위한 관수나 농약 살포를 위한 시설, 조경을 위한 넝쿨시물의 식재 또는 별도의 조명, 전력선 및 통신선 등을 부가할 수 있는 ‘다용도태양광시스템’에 관한 것이다.

태양광발전시스템은 지표면 위에 설치된 태양광발전패널에 입사되는 태양에너지를 전기로 변환하여 수확하는 발전시스템이다. 지표면 위에 입사되는 태양에너지의 크기는 수평면일사량으로 표시되므로 태양광발전패널의 하부는 이에 입사된 일사량만큼 적어지게 됨은 당연하다. 영농형 태양발전시스템의 경우는 수평면일사량의 감소에 따른 농작물의 수확의 감소를 감안하여 태양광발전패널을 배치할 필요가 있다.

태양광발전패널 하부에 입사되는 일사량을 절대적으로 100% 필요로 하지 않는 보도, 주차장이나 하천 등의 부지에는 최적의 효율을 갖도록 태양광발전시스템을 구축할 수 있다. 그럼에도 태양광발전의 목적 외 당초의 용도인 주차나 배수를 충족하며 환경 친화적인 조경이 감안되는 것이 바람직하다.

영농병행과 같은 다용도태양광시스템은 창고, 버섯재배사, 곤충양식장, 양어장, 축사 등의 1차용도를 가지는 건축물의 지붕에 태양광발전패널을 설치하여 구성하기도 하지만, 이 발명은 특별히 1차용도를 갖는 기존의 개방된 토지 위에 태양광발전이라는 2차용도를 부가하기 위한 기술적 사상을 제공하고자 하는 것이다. 이를 위해서 개방된 토지 위에 구조물을 설치하고 그 구조물 위에는 일정한 차광률을 갖도록 태양광발전패널을 올려서 태양광발전시스템을 구현하게 된다.

일반적으로 태양광발전패널 하부 공간을 다양한 용도로 활용하기 위해서는 높은 기둥(Column)과 긴 보(Beam) 또는 아주 긴 거더(Girder)의 구조(이하 단순히 ‘거더’로 통칭함)로 된 덕형구조가 요구된다. 영농형 태양광발전시스템의 경우 농기계의 운용에 지장을 주지 않을 정도의 기둥 간 거리가 필요하다. 하천 부지 위에 태양광발전시스템을 설치하고자 할 경우는 가급적 기둥을 하천둑에 위치함으로써 물의 흐름을 방해하지 않을 뿐만 아니라 태양광발전시스템 시설물의 안전도 보장되도록 하여야 한다.

태양에너지의 보급은 국가적 차원에서 권장되고 이의 촉진을 위한 다양한 연구개발과 지원정책이 시행되고 있다. 태양광발전을 위한 부지 확보를 위하여 다용도태양광시스템으로 영농형이 우선적으로 고려되고 있다. 특히 벼농사 부지는 특성상 평탄화된 지형의 입지를 갖고 있으므로 태양광발전시스템을 용이하게 설치할 수 있고, 소출의 많은 감소 없이 연중 태양광발전에 의한 전력생산이 가능하다.

태양에너지 자원은 주변 지형이나 구조물에 의한 음영이 미치지 않는 부지 어디든 동일하므로 적정하게 활용될 수 있다. 도시나 마을 내의 하천, 도로나 공원 등 빈 공간(Dead Space) 위에도 태양광발전패널을 설치하면 태양에너지를 활용하면서 원래 부지의 용도를 거의 저해하지 않거나 오히려 일면 개선하는 효과를 볼 수도 있다. 예를 들어서 공원의 경우, 산책로 위에 설치할 경우 유용한 차양 효과를 기대할 수 있으므로 한 여름 기간 내내 그 활용도를 높일 수도 있다.

기존의 영농형 태양광발전시스템은 하기 특허문헌에 게시되어 있다. 이 들은 효과적인 태양에너지의 수집을 위하여 하부 구조물이 갖는 방향에 맞추어 태양광발전패널이 태양을 향하거나 추적하도록 조절함으로써 토지의 배치와 방향에 따라 그 설치가 한정되는 문제가 있었다. 이와 같은 문제의 해결을 위하여 단일 기둥 위에 태양광발전패널을 고정하는 태양광발전시스템을 제시하고 있으나 이 또한 구조적 안정성의 유지에서 다른 문제를 야기한다.

태양광발전시스템은 설계수명이 최소한 20년 이상이므로 이를 감안하여 태양에너지 수집의 효율성은 물론이고 대설, 강풍 등 기상재해로 인한 건축구조물의 내재해성을 갖추고 있어야 한다. 농림수산식품부에서는 원예·특작시설 내재해형 기준 (농림축산식품부 고시 제2014-78호, 2014.7.24.)과 함께 비닐하우스·간이버섯재배사·인삼시설의 내재해형 규격시설 제원, 설계도·시방서를 농촌진흥청 홈페이지(http://www.rda.go.kr)에 게재하고 있다. 이 발명에서 제안하는 ‘다용도태양광시스템’은 상기의 내재해형 기준을 고려하여 설계되고 시공되어야 함은 자명하다.

0001)등록특허공보 제10-1909857호(등록일: 2018년 10월 12일) “영농형 태양광 발전시설의 설치용 조인트” 0002)등록특허공보 제10-1870374호(등록일: 2018년 06월 21일) “영농형 태양광 발전시설의 설치용 모듈” 0003)등록특허공보 제10-1988810호(등록일: 2019년 06월 05일) “지상 조립형 영농형 태양광 구조물” 0004)등록특허공보 제10-2001242호(등록일: 2019년 07월 11일) “농축산지역기반 태양광 발전장치” 0005)등록특허공보 제10-2038530호(등록일: 2019년 10월 24일) “영농형 태양광 발전구조물 및 이를 포함하는 영농형 태양광 발전시스템” 0006)등록특허공보 제10-1842066호(등록일: 2018년 03월 20일) “영농병행 태양광발전 시스템”

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 이를 통하여 해결하고자 하는 과제 중 하나는 농업 및 원예를 위한 경작과 같은 1차용도로 활용되고 있는 토지 위에 태양광발전이라는 2차용도를 위한 다용도태양광시스템을 효과적으로 구현하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 입지(방향성과 평탄성 여부와 관련한)의 제약 없이 토지 1차용도의 활용성에 대한 저해를 최소화하며, 2차용도인 태양에너지 수집의 효율성은 극대화하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 토지의 1차용도로 무리 없이 활용될 수 있도록 하부에 충분한 작업공간이 확보되도록 기둥 간 넓은 간격과 기둥 자체의 높은 높이를 갖게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 개방된 자연 토지위에 설치되는 태양광발전패널을 포함한 시설물은 대설, 강풍 등 기상재해에 대한 장기간(20년 이상)의 내재해성을 갖도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 태양빛을 100% 필요로 하지 않는 유휴지(주차장, 소공원, 하천, 보도, 차로, 건널목) 위에 태양광발전시스템의 설치가 가능하게 함으로써 태양에너지의 보급확산에 기여하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 태양광발전패널이 설치되는 구조물 내 또는 하부에 전력선 및/또는 통신선의 설치, 상기 거더 하부 또는 일정 부위에 조명, 관수 및 농약/액비살포 설비 및/또는 유해조수 방제망의 부착 또는 덩굴식물 등을 활용한 조경 등의 3차용도를 더 부가할 수 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 주요 구성품을 공장에서 사전 제작이 가능하게 함으로써 일정 규격과 품질을 유지하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 ‘다용도 태양에너지시스템’을 현장에서 용이하게 조립하여 건설하고자 하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상용제품인 전신주와 같은 최소한 두 개의 기둥을 토지에 정착하고 상기 기둥의 상부에 긴 거더(Girder) 또는 보(Beam)를 수평으로 고정하여, 상기 거더 자체 또는 그 위에 적정한 방향의 적정한 경사각(북반구 지역의 경우 남향의 북위도 경사각 또는 남반구 지역의 경우 북향의 남위도 경사각 부근에서 정해진 값, 이하 ‘적정한 향의 경사각’이라 함)으로 태양광발전패널을 포함하는 PV지지체(PV support body) 나 PV랙(PV rack)을 설치하는 것이다.

상기 거더는 한 쌍의 상현재(또는 하현재)와 하나의 하현재(또는 상현재)로 구성되어 그 횡단면이 역삼각형(또는 일반삼각형)의 형상을 가진다. 상기 거더 자체에 태양광발전패널을 이어 붙여 일체화한 PV랙(PV rack)은 그 자체가 긴 거더가 되어 양측의 보(Beam) 위에 고정될 수 있다. 물론, 상기 PV랙은 내하중 구조물로 설치된 역삼각형의 거더 위에도 얹혀 고정될 수 있다.

상기 역삼각형 횡단면을 갖는 거더의 경우, 하현재도 한 쌍으로 구성하여 그 횡단면을 직사각형으로 하거나, 또한 한 쌍의 상현재와 하나의 하현재 사이에 한 쌍의 중현재를 부가하여 그 횡단면을 오사각형으로도 할 수 있다. 물론, 상기 상현재와 하현재 사이에 다수의 중현재를 더 부가하여 확장할 수 있다. 상기 거더는 기본적으로 수평으로 위치하는 한 쌍의 상현재를 갖는다. PV랙을 이루는 일반삼각형의 횡단면을 갖는 거더는 수평으로 위치하는 한 쌍의 하현재와 그 위에 평행된 하나의 상현재를 두어, 상기 상현재와 하나의 하현재가 적정한 경사각을 갖게 되는 구조이다.

상기 역삼각형 횡단면을 갖는 거더의 두 상현재 사이는 직선의 복재(Compression Web member)로서 상부가로대(Top lateral strut)를 부착하여 사다리꼴을 이루며, 그 위에 일정한 간격으로 태양광발전패널을 포함한 PV지지체(PV support body)를 고정하여 태양광발전시스템을 형성하게 된다.

상기 PV지지체는 경사지지재(Inclined support member)를 포함하고 상기 경사지지재 위에 태양광발전패널이 고정되며, 상기 경사지지재는 상기 PV받침판(PV Pedestal plate) 위에 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)으로 고착되고, 상기 경사재는 위치하는 장소의 위도(북반구에서 북위도와 남반구에서 남위도)에 따라 ‘적정한 향의 경사각’으로 태양광발전패널이 설치되게 된다.

상기 경사지지재는 예각을 이루는 두 선분으로 받침부위와 경사부위를 포함하여 상기 받침부위는 상기 PV받침판 위에 적정한 향으로 안착하고, 상기 경사부위는 그 위에 태양광발전패널이 부착된다.

상기 상현재와 하현재(중현재가 있을 경우 이를 포함하며, 이하 특별히 거론할 필요가 있기 전까지 상현재와 하현재만 언급함) 사이에 복재(Compression Web member)로서 사재(Diagonal member)를 부가하여 고정(용착)한 래티스거더(Lattice girder) 또는 트러스거더(Truss girder) 형식의 가볍고 긴 거더를 형성한다. 트러스형(Truss type) 구조는 몇 개의 직선 부재를 한 평면 내에서 연속된 삼각형의 구조로 조립하여 모든 부재의 절점을 마찰이 없는 힌지(Hinge)로 만든 구조물로 형성하여 각 부재는 축력(인장, 압축)만 받도록 한 것이고, 래티스형(Lattice type) 구조는 각 부재의 절점이 고착되어 상기 축력 외에 모멘트도 작용하는 것으로 구분한다.

또한 상기 상현재와 하현재 사이를 허니콤 형상으로 천공된 판재를 붙여 허니콤거더(Honeycomb girder) 또는 천공 없는 판재를 붙여 박스거더(Box girder) 형식의 가볍고 긴 거더를 형성할 수 도 있다.

상기 상현재와 하현재 자체는 원형관 외에 각형관은 물론 다양한 단면 형태(ㄱ, ㄷ, I, H, T)의 형강 및 평강 또는 혼합된 형태의 자재를 선택적으로 포함하며, 상기 자재의 재질은 보통강, 특수강, 비철, 합금, 플라스틱, 목재 또는 기타 혼합된 재질을 선택적으로 포함한다.

상기 거더는 양단의 마감재를 두 기둥에 고정되는 (기둥-거더)연결수단에 연결하여 정착한다. 상기 거더의 다수의 복재인 사재 가운데 양단의 멤버를 보강마감재(Reinforced end member)로 대체하고, 상기 보강마감재는 경사각과 굵기를 상기 사재와 달리하여 상기 거더 양단의 상현재와 하현재 사이를 고정하여 상기 거더의 마구리를 형성한다.

상기 거더는 태양광발전패널을 포함한 PV지지체의 자중에 따른 휨이나 처짐이 자연 발생하므로 이를 감안하여 사전 제작 시 상기 상현재와 하현재를 반대 방향으로 미리 휜 다음, 그들 사이를 복재로 고정하여 래티스 또는 트러스 형상이나, 허니콤 또는 일반판재를 붙여서 허니콤 또는 박스 형상으로 제작한다.

상기 거더는 상현재와 하현재의 양단 중 한 부위에 길이와 장력을 조절할 수 있는 (길이-장력)조절수단(Chord tension control means)을 선택적으로 더 포함한다.

상기 거더는 두 기둥 사이에 수평으로 설치되는 것이 원칙이나, 적용 토지의 표고 차이가 있고 그 차이를 그대로 반영하고자 할 경우, 상기 거더는 두 기둥 사이에 약간의 경사각을 갖고 설치되며 상현재 위에 상기 경사각으로 고정된 PV받침판(PV Pedestal plate) 위에 고정되는 상기 경사지지재의 높이를 달리함으로써 태양광발전패널이 적정한 향의 경사각을 갖도록 고정된다.

상기 두 기둥 사이에 설치되는 거더의 중간 부위에 (거더-거더)교차연결수단을 포함하고, 이 연결 수단에 다른 거더를 고정함으로써 노드(Node)를 형성하고, 상기 기둥을 포함하여 노드를 꼭지점으로 단위 사각형구조(Rectangular structure)가 형성되며, 상기 사각형단위 사각형구조는 꼭짓점을 잇는 대각선-인장재(Diagonal tension member)를 더 포함하고, 상기대각선-인장재는 상기 노드의 하부와 기둥의 상단 사이를 연결하고, 상기대각선-인장재 일단에 장력을 조절하는 대각선-장력조절수단(Diagonal tension control means)을 더 포함한다.

상기 거더 종단면 내부에 형성되는 삼각형, 사각형 또는 오각형 등의 형상의 공간에 전력선 및/또는 통신선을 설치하거나, 상기 거더 하부 또는 일정 부위에 조명, 관수 및 농약살포 설비 및/또는 유해조수 방제망을 부가하거나, 토지에 이식한 덩굴식물이 상기 거더 하부 또는 일정 부위까지 유인되어 조경할 수 있게 한다.

상기 거더는 내재해 설계기준과 도로운송규정에 따라 설계되어 건설 전에 공장에서 모듈 형태로 제작하여 운송되고 현장에서 조립되어 상기 ‘다용도태양광시스템’을 완성한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

‘다용도태양광시스템’은 설치 공간의 확보가 용이하여 국가적 차원에서 장려되고 요구되는 태양에너지의 보급이 확대될 수 있다.

래티스(Lattice), 트러스(Truss), 허니콤(Honeycomb), 박스(Box) 형상의 가볍고 긴 거더를 형성함으로써 이에 따라 토지에 정착되는 기둥 간 간격을 크게 할 수 있으므로 하부의 충분한 작업공간을 확보할 수 있게 된다.

높은 기둥과 기둥 간 간격을 넓게 할 수 있는 긴 거더의 적용으로 당초 영농, 주차, 보도, 하천 등의 1차용도로 사용되던 원래의 토지를 그대로 사용함에 있어서 야기되는 문제를 최소화 하게 된다. 영농을 위한 경작지의 경우 상당한 크기의 농기계가 운영됨으로 충분한 ‘다용도태양광시스템‘ 하부 공간의 확보는 필수적이다.

상기 거더 위에 PV지지체가 적정한 향의 경사각을 갖도록 고정되어 설치되므로 1차용도의 토지의 모양이나 방향에 따른 영향을 최소화 하여 태양광발전시스템을 효과적으로 구현할 수 있다. 평탄치 못한 지형에서도 적정한 향의 경사각으로 태양광발전패널을 설치함으로써 입지적 제약을 해소하면서 효율적으로 태양광발전이 가능해진다.

긴 거더를 지지하는 기둥으로 상용화 규격제품인 전신주를 채용하게 되면 우선 구조적으로 검증된 제품이므로 이에 따라 고도의 품질을 유지할 수 있고, 이들 규격제품인 전신주들은 이미 송배전 시장에서 널리 사용되고 있으므로 가격 대비 성능도 최적화 되어 있으므로 결과적으로 ‘다용도태양광시스템’을 비용효과적으로 건설할 수 있게 된다.

거더의 양단에 적용되는 마감재(End member), 보강마감재(Reinforced end member)와 (길이-장력)조절수단(Chord tension control means)을 통하여 긴 거더의 구조적 안전성이 용이하게 확보하게 된다.

거더 내부의 (거더-거더)교차연결수단(Girder-girder cross connection means) 부위의 노드(Internal node)를 꼭지점으로 하는 사각형구조(Rectangular structure) 의 대각선을 대각선-인장재(Diagonal tension member)로 연결하여 대각선-장력조절수단(Diagonal tension control means)으로 꼭지점 간 장력을 유지함으로써 ‘다용도태양광시스템’의 내재해성 구조적 안전성을 용이하게 확보하게 한다.

상기 거더 종단면 내부 공간에 전력선 및/또는 통신선을 설치하거나, 외부에 조명, 관수 및 농약/액비살포 설비 및/또는 유해조수 방제망을 부가하거나, 덩굴식물 등을 활용한 조경 등을 선택적으로 적용함으로써 ‘다용도태양광시스템’의 활용도를 극대화 할 수 있다.

본 발명에 따른 주요 구성품은 사전에 품질관리가 가능한 공장에서 내재해 설계기준을 충족하도록 제작되고 검증된 다음, 현장으로 운송되어 조립 설치되는 공정을 거치게 되므로 보다 체계적인 시공은 물론 고도의 숙련 작업자를 요구하지 않으면서도 ‘다용도태양광시스템’의 내재해성 구조적 안전성을 확보할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 주요 구성품은 현장에서의 건설여건과 도로운송규정을 감안하여 기획되고 설계되어 모듈별로 제작될 수 있으므로 현장까지 운송된 상기 구성품을 현장에서 최소한의 시공장비나 인력의 도움으로 용이하게 조립할 수 있게 되어 체계적이고 저렴한 비용으로 ‘다용도태양광시스템’을 설치할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 한 실시예를 나타낸 ‘다용도태양광시스템’의 개념적(Conceptual) 사시도
도 2는 본 발명의 ‘다용도태양광시스템’의 주요부를 보여주는 것으로 (A)에서 한 실시예에 따른 거더(Girder)와 그 위에 설치되는 PV지지체를, 그리고 (B)에서 다른 실시예에 따른 거더 자체에 설치되는 태양광발전패널을 포함하는 PV랙(PV rack)을 보여주는 일부 사시도
도 3은 본 발명에 따라 (A)에서 상기 PV지지체의, 그리고 (B)에서 상기 PV랙의 뒷부분을 각각 보여주기 위한 배면 사시도
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 (A)는 한 (기둥-거더)연결수단 부위를 보여주는 도 1의 I 부분 확대 사시도이고, (B)는 대각선-인장재(Diagonal tension member)의 대각선-장력조절수단(Diagonal tension control means)의 확대 사시도
도 5는 도 4의 상기 (기둥-거더)연결수단을 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 한 (거더-거더)교차연결수단(Girder-girder cross connection means)을 보여 주기 위한 것으로, 도 1의 II 부분 확대 사시도
도 7은 도 6에서 보여주는 상기 (거더-거더)교차연결수단을 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 3방향으로 직교 형성된 (기둥-거더)연결수단을 보여 주기 위한 것으로, 도 1에서 III 부분 확대 사시도
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따라 거더의 중간 부위 양측으로 교차 형성된 (거더-거더)교차연결수단을 보여주는 것으로, 도 1에서의 IV 부분 확대 사시도
도 10은 도 9에서 보여주는 (거더-거더)교차연결수단에 대한 일부 분해 확대 사시도
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따라 4방향으로 직교 형성된 (기둥-거더)연결수단을 보여주는 것으로, 도 1에서 V 부분 확대 사시도
도 12는 도 5에서 보여주는 (기둥-거더)연결수단의 다른 실시예로 플랜지연결을 보여주는 일부 분해 사시도
도 13은 원통형 기둥에 (기둥-거더)연결수단으로 힌지연결의 다른 실시예를 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도
도 14는 트러스형 기둥에 적용된 (기둥-거더)연결수단의 한 실시예로 도 13에서 보여준 바와 같은 힌지연결을 보여주는 일부 분해 사시도
도 15는 (거더-거더)교차연결수단으로 플랜지연결의 본 발명의 다른 한 실시예를 보여주는 일부 분해 사시도
도 16은 (거더-거더)교차연결수단으로 힌지연결의 본 발명의 또 다른 한 실시예를 보여주는 일부 분해 사시도
도 17은 토지 경계둑 내부의 유휴부지를 가로질러 활용하는 본 발명의 다양한 실시예를 보여주는 개념적 사시도
도 18은 횡단보도 위의 공간을 활용한 본 발명의 한 실시예를 보여주는 개념적 사시도
도 19는 경계둑을 따라 본 발명의 한 실시예를 일부 보여주는 개념적 사시도
도 20은 경계둑을 따라 본 발명의 다른 실시예로 편심형 (기둥-거더)연결수단의 활용상태를 보여주는 확대 사시도
도 21은 도 20의 편심형 (기둥-거더)연결수단(340)을 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도
도 22는 경계둑을 따라 그 위 공간을 활용하는 본 발명의 다른 한 실시예의 일부를 보여주는 개념적 사시도
도 23은 원심형 (기둥-거더)연결수단을 적용하여 거더를 기둥에 고정한 구조의 형태에서 거더에 다양한 부가설비를 붙여 활용하는 본 발명의 다른 한 실시예의 일부를 보여주는 사시도
도 24는 본 발명의 다른 한 실시예로서 (기둥-거더)연결수단에 거더를 수평이 아닌 상태로 고정한 형상의 일부를 보여주는 정면도
도 25는 본 발명의 다른 한 실시예로서 가새 구조(Bracing structure)의 형상을 갖는 마감재의 거더를 (기둥-거더)연결수단에 고정된 상태를 보여주는 사시도
도 26은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 받침-핀연결로 고정되는 원심형 (기둥-거더)교차연결수단의 형상을 보여주는 사시도
도 27은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 힌지로 고정되는 원심형 (기둥-거더)교차연결수단의 형상을 보여주는 사시도
도 28은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 받침으로 고정되는 편심형 (기둥-거더)교차연결수단의 형상을 보여주는 사시도
도 29는 본 발명의 한 실시예로서 사각형의 종단면 형상을 갖는 거더의 적용을 보여주는 사시도
도 30은 본 발명의 다른 한 실시예로서 오각형의 종단면 형상을 갖는 거더의 적용을 보여주는 사시도
도 31은 본 발명의 한 실시예로서 (기둥-거더)연결수단의 일부 용착연결(Welding connection)의 고정을 보여주는 사시도
도 32는 본 발명의 한 실시예로서 (거더-거더)교차연결수단의 일부 용착연결의 고정을 보여주는 사시도
도 33은 본 발명의 한 실시예로서 거더 사이와 거더 위 PV랙의 클램프 고정을 보여주는 사시도
도 34는 본 발명의 한 실시예로서 기둥의 상단부위에 받침-핀연결로 고정되는 원심형 (기둥-거더)연결수단을 중심으로 두 거더가 직교하여 힌지로 조립되는 형상을 보여주는 사시도
도 35는 본 발명의 한 실시예로서 경첩방식의 원심형 (기둥-거더)연결수단을 보여주는 사시도
도 36은 본 발명의 다른 한 실시예로서 경첩방식의 편심형 (기둥-거더)연결수단을 보여주는 사시도
도 37은 본 발명의 한 실시예로서 (길이-장력)조절수단이 적용된 거더를 보여주는 일부 분해 사시도
도 38은 본 발명의 한 실시예로서 미리 위로 원호 형태로 휜 거더의 기하학적(Geometric) 형상을 보여주는 사시도
도 39는 본 발명의 한 실시예로서 구성 자재의 단면형상을 달리한 트러스거더(Truss girder) 또는 래티스거더(Lattice girder)를 보여주는 일부 사시도
도 40은 본 발명의 한 실시예로서 (A)는 허니콤거더(Honeycomb girder)를, (B)는 박스거더(Box girder)를 보여주는 일부 사시도

첨부된 도면을 토대로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 발명의 사상은 다양한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 여기서 사용되는 전문용어들은 본 발명의 기능과 작동을 고려하여 정의되어 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것들이고, 본 발명의 사상을 의도적으로 한정하고자 하는 것은 아니지만, 이는 독자의 의도 또는 관례에 따라 달리 이해 될 수 있으므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도면에 도시된 형상은 원래 대략적인 것에 불과하며, 이는 기술사상의 영역에 대한 정확한 형태를 도시하도록 의도된 것이 아니고, 본 발명의 범위를 좁히려고 의도된 것도 아니다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시예에 관한 것이므로 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 독자의 의도 또는 관례에 따라 달리 이해 될 수 있으나, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

이 명세서에서 본 발명에 따른 실시예의 구성품들이 단수 형태인 것들은 관련 문구에서 명시적으로 단수로 정의하지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.

또한, 청구항 등의 서술에서 미리 정의되어 인용되는 구성품은 ‘상기’의 단어를 전관사와 같은 형식으로 사용함에 있어서, 직전에 언급된 사물에 대하여는 지시대명사로 대신하거나, ‘상기 구성품 내 상기 멤버’는 ‘상기 구성품 내 멤버’ 또는 단순히 ‘상기 멤버’, ‘상기 구성품A와/및/또는 상기 구성품B’는 ‘상기 구성품 A와/및/또는 B’로 간략하게 표시하기도 하였다.

또한, 본 발명의 구성요소에서 ‘상부~’, ‘중부~’ 및 ‘하부~’ 접두어는 도면에 도시된 육면체형 목적물이나 공간의 상대적 상하 위치를 나타내고, ‘가로~’ 및 ‘세로~’ 는 도시된 육면체형 공간에서 좌우 방향의 길이를 가로로, 그리고 전후 방향의 길이를 세로로 하였으며, ‘수평~’ 및 ‘수직~’의 접두어도 도시된 육면체형 공간을 기준으로 하였다.

또한, ‘포함하다(comprising)’와 ‘가지다(having)’의 의미는 특정한 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하는 것이지 다른 상기의 것들 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

또한, ‘구성하다(consisting of)’의 의미는 한정된 멤버로 한 구성품을 만들거나 형성하는 것이다.

또한, ‘되다(being resulted in)’, ‘형성하다(forming)’의 의미는 인과관계로 그 무엇이 되거나 어느 특정한 형상의 구조로 만들어지는 것이다.

또한, ‘위치하다(being positioned in)’의 의미는 어느 구성품의 특정 부위에 올려놓거나 옆에 두는 것이다.

또한, ‘고정하다(being fixed to, 부착하다 being attached to)’의 의미는 어느 멤버를 다른 멤버나 어느 구성품의 한 부위에 붙여 영구적인 구조로 형상화하는 것이다. 상기 ‘고정하다’의 행위는 공장에서 용접 등과 같은 방법으로 어느 멤버 간을 거의 영구적으로 일체화하는 작업이 되는 것이다.

또한, ‘연결수단(by means of connection)으로 연결되다(being directly connected to, being coupled with)’의 의미는 관련 수단으로 사물과 사물이 서로 이어져 고정되는 것이다.

또한, ‘정착수단(by means of settlement)으로 정착되다(being settled in)’의 의미는 관련 수단으로 어느 구성품이 일정한 장소나 물건에 붙박이로 견고하게 붙어 있게 되는 것이다.

또한, ‘고착수단(by means of installation)으로 고착되다(being mounted on)’의 의미는 관련 수단으로 어느 구성품을 다른 구성품에 들러 붙여 반영구적으로 일체화하는 것이다.

관련수단을 갖는 상기 ‘연결되다’, ‘정착되다’ 그리고 ‘고착하다’는 유사한 의미로 사용되는 데, 본 발명의 구성품에 부위에 특정하여 사용되고, 그 행위는 현장에서 용접, 리벳, 볼트·너트 등의 수단으로 반영구적으로 일체화하는 조립작업이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기능과 작동 원리를 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자의 관점에서 본 발명이 해결하고자 하는 과제나 해결수단 및 그리고 그 효과까지를 포함하여 전개한다.

도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소나 부품들은 구분하여 표시하기보다는 가능한 동일한 참조부호로 표시하였고, 하기 설명에서 그 대상이 인접하여 반복될 경우에는 그 참조부호를 생략하기도 하였으며, 관련된 공지기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 한 실시예를 나타낸 ‘다용도태양광시스템’의 개념적(Conceptual) 사시도이고, 도 2는 본 발명의 ‘다용도태양광시스템’의 주요부를 보여주는 것으로 (A)에서 한 실시예에 따른 거더(Girder)와 그 위에 설치되는 PV지지체를, 그리고 (B)에서 다른 실시예에 따른 거더 자체에 설치되는 태양광발전패널을 포함하는 PV랙(PV rack)을 보여주는 일부 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따라 (A)에서 상기 PV지지체의, 그리고 (B)에서 상기 PV랙의 뒷부분을 각각 보여주기 위한 배면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 (A)는 한 (기둥-거더)연결수단 부위를 보여주는 도 1의 I 부분 확대 사시도이고, (B)는 대각선-인장재(Diagonal tension member)의 대각선-장력조절수단(Diagonal tension control means)의 확대 사시도이며, 도 5는 도 4의 상기 (기둥-거더)연결수단을 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 한 (거더-거더)교차연결수단(Girder-girder cross connection means)을 보여 주기 위한 것으로, 도 1의 II 부분 확대 사시도이며, 도 7은 도 6에서 보여주는 상기 (거더-거더)교차연결수단을 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도이고, 도 8은 본 발명의 한 실시예에 따라 3방향으로 직교 형성된 (기둥-거더)연결수단을 보여 주기 위한 것으로, 도 1에서 III 부분 확대 사시도이며, 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따라 거더의 중간 부위 양측으로 교차 형성된 (거더-거더)교차연결수단을 보여주는 것으로, 도 1에서의 IV 부분 확대 사시도이고, 도 10은 도 9에서 보여주는 (거더-거더)교차연결수단에 대한 일부 분해 확대 사시도이며, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따라 4방향으로 직교 형성된 (기둥-거더)연결수단을 보여주는 것으로, 도 1에서 V 부분 확대 사시도이고, 도 12는 도 5에서 보여주는 (기둥-거더)연결수단의 다른 실시예로 플랜지연결을 보여주는 일부 분해 사시도이며, 도 13은 원통형 기둥에 (기둥-거더)연결수단으로 힌지연결의 다른 실시예를 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도이고, 도 14는 트러스형 기둥에 적용된 (기둥-거더)연결수단의 한 실시예로 도 13에서 보여준 바와 같은 힌지연결을 보여주는 일부 분해 사시도이며, 도 15는 (거더-거더)교차연결수단으로 플랜지연결의 본 발명의 다른 한 실시예를 보여주는 일부 분해 사시도이고, 도 16은 (거더-거더)교차연결수단으로 힌지연결의 본 발명의 또 다른 한 실시예를 보여주는 일부 분해 사시도이며, 도 17은 토지 경계둑 내부의 유휴부지를 가로질러 활용하는 본 발명의 다양한 실시예를 보여주는 개념적 사시도이고, 도 18은 횡단보도 위의 공간을 활용한 본 발명의 한 실시예를 보여주는 개념적 사시도이며, 도 19는 경계둑을 따라 본 발명의 한 실시예를 일부 보여주는 개념적 사시도이고, 도 20은 경계둑을 따라 본 발명의 다른 실시예로 편심형 (기둥-거더)연결수단의 활용상태를 보여주는 확대 사시도이며, 도 21은 도 20의 편심형 (기둥-거더)연결수단(340)을 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도이고, 도 22는 경계둑을 따라 그 위 공간을 활용하는 본 발명의 다른 한 실시예의 일부를 보여주는 개념적 사시도이며, 도 23은 원심형 (기둥-거더)연결수단을 적용하여 거더를 기둥에 고정한 구조의 형태에서 거더에 다양한 부가설비를 붙여 활용하는 본 발명의 다른 한 실시예의 일부를 보여주는 사시도이고, 도 24는 본 발명의 다른 한 실시예로서 (기둥-거더)연결수단에 거더를 수평이 아닌 상태로 고정한 형상의 일부를 보여주는 정면도이며, 도 25는 본 발명의 다른 한 실시예로서 가새 구조(Bracing structure)의 형상을 갖는 마감재의 거더를 (기둥-거더)연결수단에 고정된 상태를 보여주는 사시도이고, 도 26은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 받침-핀연결로 고정되는 원심형 (기둥-거더)교차연결수단의 형상을 보여주는 사시도이며, 도 27은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 힌지로 고정되는 원심형 (기둥-거더)교차연결수단의 형상을 보여주는 사시도이고, 도 28은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 받침으로 고정되는 편심형 (기둥-거더)교차연결수단의 형상을 보여주는 사시도이며, 도 29는 본 발명의 한 실시예로서 사각형의 종단면 형상을 갖는 거더의 적용을 보여주는 사시도이고, 도 30은 본 발명의 다른 한 실시예로서 오각형의 종단면 형상을 갖는 거더의 적용을 보여주는 사시도이며, 도 31은 본 발명의 한 실시예로서 (기둥-거더)연결수단의 일부 용착연결의 고정을 보여주는 사시도이고, 도 32는 본 발명의 한 실시예로서 (거더-거더)교차연결수단의 일부 용착연결의 고정을 보여주는 사시도이며, 도 33은 본 발명의 한 실시예로서 거더 사이와 거더 위 PV랙의 클램프 고정을 보여주는 사시도이고, 도 34는 본 발명의 한 실시예로서 기둥의 상단부위에 받침-핀연결로 고정되는 원심형 (기둥-거더)연결수단을 중심으로 두 거더가 직교하여 힌지로 조립되는 형상을 보여주는 사시도이며, 도 35는 본 발명의 한 실시예로서 경첩방식의 원심형 (기둥-거더)연결수단을 보여주는 사시도이고, 도 36은 본 발명의 다른 한 실시예로서 경첩방식의 편심형 (기둥-거더)연결수단을 보여주는 사시도이며, 도 37은 본 발명의 한 실시예로서 (길이-장력)조절수단이 적용된 거더를 보여주는 일부 분해 사시도이고, 도 38은 본 발명의 한 실시예로서 미리 위로 원호 형태로 휜 거더의 기하학적(Geometric) 형상을 보여주는 사시도이며, 도 39는 본 발명의 한 실시예로서 구성 자재의 단면형상을 달리한 트러스거더(Truss girder) 또는 래티스거더(Lattice girder)를 보여주는 일부 사시도이고, 도 40은 본 발명의 한 실시예로서 (A)는 허니콤거더(Honeycomb girder)를, (B)는 박스거더(Box girder)를 보여주는 일부 사시도이다.

도 1에 도시된 바는, 토지(100)가 가로둑(110)과 세로둑(120)으로 구획된 농업 경작용 지면 위에 적용되는 본 발명의 한 실시예를 개념적으로 보여주는 것이다.

하부의 토지(100) 공간을 영농병행 등의 다양한 용도로 활용하고 이를 위한 구조물의 상부에 태양광발전패널(770)을 설치하는 태양광발전시스템에 있어서, 토지에 정착되는 최소한 두 기둥(Column; 300), 상기 두 기둥의 상부에 고정되는 긴(Long) 거더(Girder; 500, 502, 504, 506)를 포함하고, 상기 기둥(300)은 임의로 설정한 간격으로 수직방향으로 토지(100, 110, 120)에 정착되고, 상기 기둥(300)은 상단부위(Top part)에 상기 거더를 연결하기 위한 (기둥-거더)연결수단(Column-girder connection means)을 포함한다.

행정당국은 농지를 효율적으로 이용하고 보전하기 위하여 농업진흥지역을 지정한다.(「농지법」 제28조제1항) 농업진흥지역에서 구획된 경작지는 일반적으로 직사각형으로 경지정리된다.(국가건설기준 설계기준, Korean Design Standard, KDS 67 50 10, ‘2018 경지정리 계획’, 2018년 4월 24일 제정, 농림축산식품부) 상기 ‘2018 경지정리 계획’에 의하면 평탄지(1/200 이하)의 경우 경작지의 한 구획은 면적 30~90a로 단변 30~60m이고 장변은 100~150m인 직사각형 구조이다.

본 발명에 따른 한 실시예로서 도 1은 복수의 기둥(300)은 상기 경작지(토지, 100)의 장변인 세로둑(120)에 단변인 가로둑(110)에 평행되게 일정간격으로 배치하여 매트릭스(Matrix) 분포가 되도록 정착하여, 지표면 위 일정한 높이에서 인접한 기둥(300) 사이를 가로 및 세로방향으로 거더(500)를 (기둥-거더)연결수단(Connection means; I, III, V)으로 결합한 상태를 보여주는 것이다.

상기 기둥(300)은 트러스형, 각주형, 원통형 기둥 또는 (한국전력공사 등의)상용규격품인 직선형 및 곡선형 콘크리트 또는 강관 전봇대를 포함한다.

도 1에서 보여준 본 발명에 따른 상기 기둥(300)으로 활용될 수 있는 한국전력공사가 제공하고 있는 전주 관련 구매규격은 다음 [표 1]과 같다. (KEPCO 전자조달시스템, http://srm.kepco.net/)

한전 전주 관련 구매규격

규격번호	규격명	제(개)정일자
ES-5680-0001	콘크리트 전주	2017. 6. 28
ES-5680-0005	배전용 곡선형 강관전주	2016. 8. 2
GS-5680-0011	칼라 콘크리트전주	2009. 11
GS-5680-0013	배전용 FRP경량전주	2010. 10. 07
GS-5680-0015	슬림형 저압 콘크리트 전주	2014. 10
GS-5680-0019	Y형 강관전주	2011. 11
GS-5680-0024	강관전주	2019. 2. 15
GS-5680-0029	조립형 콘크리트 전주	2019. 6

상기 한전 사내구매규격은 표준구매규격과 일반구매규격으로 구분되며, 이들 규격제품은 시장에서 널리 보급되고 있어 시장경쟁력을 갖추고 있다. 상기 한전 사내구매규격 등의 기성규격품 또는 국제규격품(이하 ‘상용규격품’이라 함)은 한국 외 다른 나라에서도 갖고 있을 수 있으므로 본 발명을 구성하는 주요 멤버가 현지에서 상용규격품으로 가용하다면 이를 활용하는 것이 바람직하다.

상기 거더(500)는 장거더(Long girder; 502), 중거더(Medium girder; 504), 단거더(Short girder; 506)를 포함하며, 장거더는 기둥 간 가로방향으로 연결하고 중거더는 기둥 간 세로방향으로 연결하며, 거더 중간 부위에 (거더-거더)교차연결수단(Girder-girder cross connection means; II, IV)을 두고 다른 거더를 연결하여 넓은 기둥 간 간격을 유지하면서 지표면 위 상부에 사각형구조(Rectangular structure; 600)를 형성하여 사각형 모서리 위에 태양광발전패널(770)이 설치되는 PV지지체(PV support body; 700)를 배치하여 ‘다용도태양광시스템’을 구현한다.

상기 (거더-거더)교차연결수단에 다른 거더의 한 끝을 직각으로 더 연결하여 노드(Node; 630)를 형성하고, 이에 따라 상기 기둥(300)을 포함하여 인접한 상기 노드(630)로 단위 사각형구조(Rectangular structure; 600)가 형성된다.

상기 (기둥-거더)연결수단과 (거더-거더)교차연결수단 부위에서 형성되는 노드(630)를 꼭지점으로 하는 다수의 사각형구조(600)의 구조적 안정을 위하여 꼭지점 간 대각선-인장재(Diagonal tension member; 650)를 부가할 수 있다. 상기 대각선-인장재는 상기 노드의 하부 사이 또는 기둥의 상단부를 포함하여 선택적으로 연결한다.

지표면에 떨어지는 태양에너지의 총량은 수평면일사량으로 표시된다. 그리고 태양광발전시스템을 설치하기 위한 입지는 단순히 토지나 건물의 확보만으로 한정되지 않고, 주변의 사물에 의한 영향을 받을 수 있을 뿐만 아니라, 주변에 다양한 영향을 줄 수도 있다. 태양광발전패널 위에 입사되는 일사량에 영향을 주는 가장 큰 요소는 주변 사물에 의한 그늘이다. 입지 내 설치되는 상기 태양광발전패널 자체 또는 주변 사물에 의한 그늘은 태양광발전시스템의 설계단계부터 감안되어야 해결될 수 있다. 태양광발전시스템이 입지 외부에 미치는 다양한 영향도 반드시 고려되어야 한다. 외부에 위치하는 토지나 시설물의 소유자도 동일한 일조권을 갖고 있기 때문이다. 본 발명에서는 우선적으로 상기 입지 내외부에 따른 영향을 최소화하기 위한 시설물을 제공한다. 하부공간을 원래의 1차용도로 사용할 수 있도록 하고 상기 상부에 태양광발전패널을 평면적으로 배치하여 전력생산이라는 2차용도를 충족하도록 하며, 특히 1차용도의 활용에서 태양에너지를 100% 필요로 하지 않는 유휴지(주차장, 소공원, 하천, 보도, 차로, 건널목) 위에 태양광발전시스템의 설치가 가능하게 함으로써 태양에너지의 보급 확산에 기여하는 것이다.

본 발명의 ‘다용도태양광시스템’의 주요부로서 도 2에서 (A)는 한 실시예에 따른 거더(Girder; 500)와 그 위에 설치되는 PV지지체(PV support body; 700)를, (B)는 다른 실시예에 따른 거더 자체에 설치되는 태양광발전패널((Solar PV panel; 870)을 포함하는 PV랙(PV rack; 800)을 보여주는 것이다.

도 2 (A)에 도시한 상기 거더(500)는 최소한 한 쌍의 상현재(Upper chord; 520, 530), 하나 이상의 하현재(Lower chord; 550), 다수의 복재(Web member; 552, 553)와 양단의 마감재(End member; 582, 584)를 포함하고, 상기 두 상현재(520, 530)는 평행되게 수평방향으로 상부에 위치하며, 상기 하현재(550)는 상기 상현재와 평행되게 하부 중앙에 두고, 이에 따라 상기 거더의 횡단면은 ‘역삼각형’이 되고, 상기 상현재 사이는 복재로서 상부가로대(Top lateral strut; 523)를 일정 간격의 사다리꼴로 배열하여 고정하며, 상기 상부가로대는 사각형의 PV받침판(PV Pedestal plate; 790)을 포함하고, 상기 PV받침판은 일정 간격으로 상기 상현재 위에 배열되며, 상기 상현재(520, 530)와 하현재(550) 사이는 일정 간격으로 다수의 복재(Compression Web member; 523)로 연결되고, 상기 복재는 경사진 사재(Diagonal member)를 포함하고, 이에 따라 상기 거더는 래티스구조(Lattice structure)를 이룬다.

상기 거더는 수평으로 상부에 한 쌍의 상현재(520, 530)와 그 아래 중심에 하나의 하현재(550)를 평행되게 두어 그 횡단면이 역삼각형이 되도록 하여, 그 사이를 일정한 간격으로 복재(Compression Web member)로 고정한다. 상기 복재로서 두 상현재(520, 530)를 일정 간격의 사다리꼴로 배열하여 고정하는 상부가로대(Top lateral strut; 523)를 두고, 하부의 하현재(550)와 상부의 두 상현재(520, 530) 사이를 고정하는 사재(Diagonal member; 552)를 두어 상기 거더를 형성한다.

상기 상부가로대(523)는 PV받침판(PV Pedestal plate; 790)을 포함하고, 상기 PV받침판은 일정 간격으로 상기 양 상현재 위에 고정되고, 그 중앙에 PV지지체(PV support body; 700)를 적정한 방향으로 고정하여 태양광발전패널(Solar PV panel; 770)을 정해진 적정한 경사각(북반구 지역의 경우 남향의 북위도 경사각 또는 남반구 지역의 경우 북향의 남위도 경사각 부근에서 정해진 값, 이하 ‘적정한 향의 경사각’이라 함)으로 설치한다.

상기 거더의 양단을 마감재(End member)로 대칭적으로 형성하며, 본 발명의 한 실시예로서, 두 상현재(520, 530)의 끝을 마구리바(End Bar)(582)로 마감하여 고정하고, 하현재(550)의 끝은 마구리핀구멍(End pin hole)(584)을 두어, 이들 끝은 상기 (기둥-거더)연결수단 및/또는 (거더-거더)교차연결수단에 연결된다. 상기 마구리핀구멍(584)을 갖는 하현재(550)의 끝은 수톨쩌귀의 형태가 되고, 이에 상응하는 상기 (기둥-거더)연결수단과 (거더-거더)교차연결수단은 암톨쩌귀 형태가 되어 두 돌쩌귀를 끼워 맞추고 핀을 삽입하여 고정한다.

상기 거더의 양단에는 상기 마감재로서 선택적으로 V형의 마구리사재(End web member; 588)을 둠으로써 구조적 안정성을 도모할 수 있다.

도 2 (B)에 도시한 상기 PV랙(800)은 상기 거더(500)와 같은 형식으로 구성되지만, 그 상하를 바꾸어 횡단면이 ‘일반삼각형’인 구조가 된다. 상기 삼각형의 한 변을 포함하고 태양을 향하는 경사면(이하 ‘향일경사면’이라 함)은 태양광발전패널이(870)을 이어 붙여 설치된다. 상기 향일경사면의 경사각은 본 발명의 적용처에 따른 설계요구에 따르고, 나머지 변의 길이와 나머지 삼각형의 내각의 크기는 구조적 안정성을 고려하여 책정된다. 상기 향일경사면의 폭은 상용 태양광발전패널(870)의 설치에 문제가 없으면 되므로 상용 태양광발전패널의 규격에 따라 정해질 수 있다.

상기 PV랙(800)은 상기 거더(500)와 같은 형식으로 하나의 상현재(Upper chord; 820), 한 쌍의 하현재(Bottom chord; 840, 860), 다수의 복재(Web member; 842, 846), 양단의 마감재(End member; 880)와 태양광발전패널(Solar PV panel)를 포함하고, 상기 두 하현재(840, 860)는 평행되게 수평방향으로 하부에 위치하며, 상기 상현재(820)는 상기 하현재(840, 860)와 평행되게 상부 한 측에 두고, 이에 따라 상기 PV랙의 횡단면은 일반삼각형(813)의 형상이 되고, 상기 일반삼각형(813)의 한 변을 포함하여 태양을 향하는 경사면(이하 ‘향일경사면‘이라 함)은 예각의 미리 정해진 경사각을 가진다.

상기 하현재(840, 860) 사이는 복재로서 하부가로대(Bottom lateral strut; 846)를 일정 간격의 사다리꼴로 배열하여 고정하며, 상기 하현재(840, 860)와 상현재(820) 사이는 일정 간격으로 다수의 복재(Compression web member)로 연결되고, 상기 복재는 경사진 사재(Diagonal member; 842)를 포함하고, 이에 따라 상기 PV랙(800)은 래티스구조(Lattice structure)를 이루며, 상기 한 하현재(840)와 상현재(820)를 포함하는 상기 경사면에는 상기 태양광발전패널(870)이 부착되고, 상기 PV랙(800)은, 결과적으로, 상기 거더 또는 보 위에 얹혀 동서방향으로 놓여 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)으로 고정되어 미리 정해진 경사각을 가진다.

상기 PV랙(800)은 하나 이상의 가로도리(850)를 선택적으로 더 포함하고, 상기 가로도리(850)는 상기 향일경사면에 수평으로 부착되고, 그 위에 태양광발전패널이 설치됨으로써 상기 PV랙(800)의 구조적 안정성을 높이게 된다.

도 3은 본 발명에 따라 (A)에서 상기 PV지지체(PV support body; 700)의, 그리고 (B)에서 상기 PV랙(PV rack; 800)의 뒷부분을 각각 보여주기 위한 배면 사시도이다.

도 3 (A)에 도시한 상기 PV지지체(700)는 PV받침판(PV Pedestal plate; 790), 하나 이상의 경사지지재(Inclined support member; 730)와 태양광발전패널(Solar PV panel; 770)을 포함하고, 상기 PV받침판(790)은 상기 거더 두 상현재에 위에 고정된다.

상기 경사지지재(730)는 예각을 이루는

형(이탤릭 L자 형태)의 받침부위(732)와 경사부위(734)를 포함하여, 상기 받침부위(732)는 상기 PV받침판(790) 위에 미리 정해진 방향으로 고착되고, 상기 경사부위(734)는 미리 정해진 경사각을 가지며, 이 위에 상기 태양광발전패널(770)이 부착되어 설치되며, 이에 따라 결과적으로 상기 태양광발전패널(770)은 동서방향으로 놓이고 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)의 미리 정해진 경사각을 가진다.

상기 경사지지재(730)는 상기 PV받침판(790) 위에 고착되고, 상기 태양광발전패널(770)은 상기 경사지지재(730) 위에 설치된다.

상기 경사지지재(730)는 하나의 부재를 굽힘(Bending) 또는 이음(Connection)의 수단으로 받침부위(732)와 경사부위(734)의 사이에 특정한 예각을 이루는

형(이택릭 L자형)으로 성형된다. 상기 예각의 변경 없이 상기 받침부위(732)로부터 상기 경사부위(734) 중앙부까지의 높이는 상기 예각을 이루는 둥근모서리(Rounded conner)의 원호길이(Arc length)와 원호반경을 조정하는 등의 방법으로 조절될 수 있다. 상기 예각은 본 발명에 따른 ‘다용도태양광시스템’을 적용하고자 하는 위치의 위도와 연중 태양광발전단가를 고려하여 최적화되어 결정 된다.

상기 태양광발전패널(770)은 상기 경사부위(734)에 고정되어 설치됨으로써, 상기 PV지지체(700)는 상기 태양광발전패널(770)이 동서방향으로 놓이고, 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)의 경사각을 가지도록 상기 받침부위(732)는 상기 PV받침판(790) 위에 고착된다.

상기 PV지지체(700)를 상기 거더에 고정함에 있어서 상기 PV받침판(790)이 반드시 필요한 것은 아니고, 필요에 따라 경사지지재(730)를 상기 거더 위에 직접 부착할 수도 있다. 상기 PV받침판(790)은 상기 거더를 형성하는 양 상현재를 사다리꼴로 연결하는 상부가로대로서의 기능을 갖는 하나의 부재이다.

상기 태양광발전패널(770)은 가로도리(Lengthwise Purlin; 750)의 부재를 선택적으로 포함함으로써 상기 경사지지재(730) 위에 상기 태양광발전패널(770)이 용이하게 고정되고, 상기 PV받침판(790) 위에 경사지지재(730)의 상기 받침부위가 적정한 방향으로 정착함으로써 상기 태양광발전패널(770)은 상기 ‘적정한 향의 경사각’을 갖게 된다.

도 3 (B)에 도시한 상기 PV랙(800)은 두 하현재(840, 860)를 수평으로 두고 그 사이를 하부가로대(846)로 사다리꼴로 배치하여 밑면을 형성하고, 한 하현재(840)를 기준으로 그 위에 한 상현재(820)를 두고 그 사이를 사재(842)로서 연결하여 태양을 향하는 경사면(이하 ‘향일경사면’이라 함)을 형성하며, 상기 PV랙의 횡단면(810)을 이루는 일반삼각형(813)의 나머지 변을 포함하는 면은 다른 한 하현재(860)과 상현재(820) 사이를 사재(842)로 연결하여 형성한다. 전술한 바와 같이, 상기 향일경사면에 하나 이상의 가로도리(850)을 선택적으로 둠으로써 태양광발전패널(870)을 용이하게 부착할 수 있고 상기 PV랙(800)도 구조적 안정성을 갖게 된다.

상기 PV랙(800)은 상기 거더로 형성된 구조체 위나, 그 양단이 보(Beam)에 얹혀 고정되어 상기 향일경사면이 북반구 지역의 경우 남으로 그리고 남반구 지역의 경우 북으로 향하도록 설치된다. 상기 PV지지체(700)은 거더 위의 점(Point) 상에서, 이와는 달리 PV랙(800)은 선(Line) 상에서 적정한 향을 갖도록 발명된 것이다.

도 4의 (A)는 본 발명의 한 실시예에 따른 ‘다용도태양광시스템’에서 기둥(300)의 상부에 위치하는 (기둥-거더)연결수단(Column-Girder Connection means; 340)을 보여주는 것이다. 이는 도 1에서 I 부분을 확대하여 보여주는 사시도이다. 도 4의 (B)는 (A)에서 기둥캡(320) 상단부에 고정되는 대각선-인장재(Diagonal tension member; 650)의 대각선-장력조절수단(Diagonal tension control means; 655)으로 턴버클(Turnbuckle; 655)을 보여주는 것이다.

상기 기둥(300)의 상단부위(Top part)에 위치하는 상기 (기둥-거더)연결수단(340)은 상기 상단부위 자체 또는 슬리브(Sleeve; 342)와 하나 이상의 상부브라켓(Upper bracket; 344)과 하부브라켓(Lower bracket; 345), 그리고 고정수단(Fixing means; 346, 349)을 포함하고, 상기 슬리브(342)는 상기 기둥(300)의 상단부위에 고착되고, 상기 상부브라켓(344)은 상기 슬리브(342)의 상부에서, 그리고 상기 하부브라켓(345)은 상기 슬리브(342)의 하부에서 각각 기둥을 중심으로 바깥 직각 방향으로 돌출 고정되며, 복수의 상기 상부브라켓과 하부브라켓에 있어서 상부브라켓(344)은 상부브라켓과, 그리고 하부브라켓(345)은 하부브라켓과 각각 같은 수평높이로 형성되고, 상기 고정수단(346, 349)은 상기 상부브라켓과 하부브라켓의 자체 또는 외측에 각각 형성되며, 상기 고정수단이 상기 마감재(582) 정면방향으로 적용되어 상기 거더의 길이방향의 중심선이 기둥의 중심을 지나도록 원심형(기둥-거더)연결수단을 형성하거나, 상기 고정수단이 상기 마감재 측면방향으로 적용되어 상기 거더의 길이방향의 중심선이 기둥의 중심을 벗어나 지나도록 편심형(기둥-거더)연결수단을 형성하고, 상기 고정수단은 용착연결, 받침고정(Support fixation), 핀연결(Pin connection), 힌지연결(Hinge Connection), 플랜지연결(Flange Connection) 또는 혼합된 상기 수단을 선택적으로 포함하며, 상기 고정수단에 상기 거더의 한 끝에 위치하는 상기 마감재(End member)가 연결된다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)은 상기 기둥(300)의 상단부위(Top part; 342)에 위치하고, 상부브라켓(Upper bracket; 344), 하부브라켓(Lower bracket; 345)과 고정수단(Fixing Means)을 포함하며, 상기 상단부위(342)는 슬리브(Sleeve)의 형상(이하 ‘슬리브’ 형상으로 구성된 ‘상단부위’의 경우 동일한 지시번호를 병용함)으로 구성되어 상기 기둥(300)의 일정 높이에 고착된다.

상기 상부브라켓(344)은 슬리브(342)의 상부에, 상기 하부브라켓(345)은 슬리브(342)의 하부에서 각각 기둥을 중심으로 바깥 직각 방향으로 돌출 고정되며, 상기 고정수단으로 상부브라켓의 끝에 U형받침고정(Support Fixation)을 형성하고, 하부브라켓(345)의 형태는 암톨쩌귀(Female hinge)와 같이 핀구멍(Pin hole)이 형성되도록 하여, 상기 고정수단에 상기 거더(502, 503)의 한 끝에 위치하는 상기 마감재(End member; 582)가 연결된다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)은 슬리브(342) 없이 다양한 형태나 형식으로 된 기둥(300)의 상단부위에 직접 형성될 수도 있다. 상기 슬리브(342)는 이미 성형된 상용화 규격의 기둥을 활용하거나 현장에서의 조립 또는 시공을 용이하기 위하여 선택적으로 적용된다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)에는 장(Long)거더(502)와 중(Medium)거더(504)의 마감재가 고정된다. 상기 거더(502, 504)는 도 2에서와 같이 형성된다. 상기 두 거더는 각각 수평의 두 상현재(520, 530)와 하나의 하현재(550)를 그 횡단면이 역삼각형(513)이 되도록 하여 두 상현재 사이는 일정 간격으로 상부가로대(Top lateral strut; 523)를 직각으로 고정하고, 상기 상부가로대를 대체하거나 함께 PV받침판(PV Pedestal plate; 790)을 고정하며, 상기 상현재와 하현재 사이는 복재(Compression Web member)로서 사재(Diagonal member; 552)로 고정하여 상기 거더는 래티스구조(Lattice structure)를 이룬다.

상기 PV받침판(790) 중앙 부위에는 PV지지체(PV support body; 700)를 고착하고, 그 PV지지체에 태양광발전패널(770)이 적정한 향의 경사각으로 설치된다. 상기 장(Long)거더(502)의 구조적 안정성을 위하여 마구리사재(End web member; 588)이 형성된 것을 보여준다.

도 5는 도 4에서 보여주는 (기둥-거더)연결수단(340)을 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도이다. 상기 상단부위(342)를 구성하는 슬리브 상부에는 U형받침(346)이 부착된 상부브라켓(344)이 고정되고, 상기 슬리브 하부에는 핀구멍(348)이 형성된 하부브라켓(345)이 고정된다.

상기 거더(502, 504)의 마감재는 한 쌍의 상현재 양단을 잇는 마구리바(End Bar; 582)와 하현재 끝에 마구리핀구멍(End pin hole; 584), 또는 상·하현재 각각의 끝에 거더힌지(Girder hinge) 또는 거더플랜지(Girder flange)를 선택적으로 포함하고, 상기 마구리바(582)는 상기 받침고정으로 고착되며 상기 마구리핀구멍은 상기 핀연결로 고정된다.

상기 거더(502, 504)의 양 끝은 마감재(End member)로 마무리 되며, 상기 마감재는 두 상현재(520, 530)를 직각으로 고정하는 마구리바(End Bar; 582)와 하현재(550) 끝에 형성되는 마구리핀구멍(End pin hole; 584)을 갖는다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 상기 거더(502, 504)는 상부가로대(523)와 사재(552)로 래티스구조를 이루며, 선택적으로 V형의 마구리사재(End web member; 588)가 부가된 것을 보여 준다.

상기 U형받침(346)에는 상기 마감재인 마구리바(End Bar; 582)를 얹어 고정하고, 암톨쩌귀 형태의 상기 하부브라켓(345)에는 마구리핀구멍(End pin hole; 584)을 맞추어 핀(349)을 삽입하여 고정하게 된다.

본 발명은 상기 거더(502, 504)의 상기 마감재(582, 584)가 상기 (기둥-거더)연결수단(340)에 연결되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 ‘다용도태양광시스템’에서 상기 거더의 중간 부위에서 한 측에 형성된 (거더-거더)교차연결수단(Girder-girder cross connection means; 610)을 보여주는 것이다. 이는 도 1에서 II 부분을 보여주는 확대 사시도이다.

거더는 중간 부위에 일정 간격으로 (거더-거더)교차연결수단(610)을 더 포함하고, 상기 (거더-거더)교차연결수단에 다른 거더의 한 끝을 직각으로 더 연결하여 노드(Node)를 형성한다.

한 거더(504) 중간 부위에 형성된 (거더-거더)교차연결수단(610)에 다른 거더(502)의 한 끝을 직각으로 더 연결하여 형성된 노드(Node)와 기둥을 포함하여 이 들을 꼭지점으로 하는 사각형구조(Rectangular structure)에서 상기 꼭지점을 잇는 대각선-인장재(Diagonal tension member; 650)를 고정함으로써 ‘다용도태양광시스템’의 구조적 안정성을 높이게 된다.

상기 (거더-거더)교차연결수단(610)은 상현재와 하현재 한 부위에 각각 위치하고, 상현재를 반원형 판재로 감싸는 상현보강재(Upper chord hardening member; 612), 상기 상현보강재로부터 직각으로 돌출되는 상부브라켓(Upper bracket; 614), 상기 상부브라켓 끝에 부착되는 U형받침(U type support; 616)을 포함하며, 하현재를 J형 판재로 감싸는 하현보강재(Lower chord hardening member; 617), 상기 하현보강재로부터 돌출되는 하부브라켓(Lower bracket; 615), 상기 하부브라켓 끝은 핀구멍(618)을 포함하여 암톨쩌귀의 구조를 갖는다. 상기 (거더-거더)교차연결수단(610)을 형성함에 있어서, 상기 상현보강재(612)와 상부브라켓(614)을 포함하지 않고 U형받침(616)을 직접 상현재(520)에 고정할 수 있고, 또한 상기 하현보강재(614)를 포함하지 않고 핀구멍(618)을 포함하는 하부브라켓(615)을 직접 하현재(550)에 고정 할 수 있다. 후술하는 상기 (거더-거더)교차연결수단(610)과 관련한 구성의 경우도 동일하게 적용된다.

이미 전술한 바와 같이, 상기 두 상현재(520, 530) 사이를 상부가로대(523)와 PV받침판(790)로 직각으로 연결하여 고정하고, 상기 하현재(550)으로부터 상기 두 상현재(520, 530)까지 경사지게 사재(552)로 연결하여 고정함으로써 래티스구조의 거더(502, 504)가 각각 형성된다. 상기 PV받침판(790) 위에는 태양광발전패널(770)이 부착된 PV지지체가 설치된다.

도 7은 도 6에서 보여주는 (거더-거더)교차연결수단(610)을 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도이다.

상기 상현재의 보강재(이하 ‘상현보강재(612)’라 함)는 반원형 실린더 형태로 상기 사각형구조의 내측을 구성하는 상현재(530)에 부착 고정되고, 상기 하현재의 보강재(이하 ‘하현보강재(617)’라 함)는 J형 또는 U형의 판재형태로 상기 하현재(550)에 부착 고정되며, U형받침(616)은 상기 상현보강재(612)에 수평으로 돌출 부착되어 형성되고, 핀구멍(618)은 상기 하현보강재(617)에 암톨쩌귀 또는 수톨쩌귀 형태로 부착되어 형성되며, 상기 고정수단(610)에 상기 거더의 한 끝에 위치하는 상기 마감재(582, 584)가 연결되어 고정된다.

상기 (거더-거더)교차연결수단(610)는 반원형 판재로 된 상현보강재(612)에 직각으로 돌출되는 상부브라켓(614)을 갖고 그 끝에 U형받침(616)을 부착하여 한 상현재(504)의 한 부위에 상기 상현보강재(612)를 부착 고정하고, J형 판재로 된 하현보강재(617)에 직각으로 돌출되고 그 끝에 핀구멍(618)을 갖는 하부브라켓(615)로서 암톨쩌귀 형태가 되도록 하여 상기 하현보강재(617)를 상기 상현재 직하의 하현재에 부착 고정하여 형성된다.

다른 거더(502)의 한 끝은 마감재(End member)로 마무리 되며, 상기 마감재는 두 상현재(520, 530)를 직각으로 고정하는 마구리바(582)와 하현재(550) 끝에 형성되는 마구리핀구멍(584)을 갖는다. 상기 마감재 중 하나인 마구리바(582)는 상기 U형받침(616)에 올려지고, 상기 마감재의 다른 하나인 마구리핀구멍(584)은 수톨쩌귀 형태가 되어 상기 암톨쩌귀 형태의 하부브라켓(615) 내 핀구멍(618)에 맞추어 하나의 핀(349)을 삽입하여 상기 거더(502)는 직각으로 고정된다.

도 6에서 설명한 바와 같이, 도 7에서도 상부가로대(523)와 사재(552)를 두 상현재(520, 530)와 한 하현재(550) 사이를 연결하여 래티스구조가 형성된다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 ‘다용도태양광시스템’에서 세로방향으로 기둥(300)을 배치할 경우, 기둥 상부에 90도 간격으로 3방향으로 형성된 (기둥-거더)연결수단(Connection means; 340)을 보여주는 사시도이다. 도 1에서 III 부분을 보여주는 확대 사시도이다.

상기 기둥(300) 위에 설치된 기둥캡(320)의 상단부를 꼭지점으로 하고 상기 사각형구조의 대각선 방향의 노드 하부를 꼭지점으로 하여, 이 두 꼭지점을 대각선-장력조절수단(655)을 포함한 대각선인장재(650)로 고정하여 연결함으로써 ‘다용도태양광시스템’의 구조적 안정성을 높이게 된다.

이 외에, 도 4와 도 5에서 상술한 바와 같이, 도 8은 상기 (기둥-거더)연결수단(340)에 90도 간격의 3방향으로 3개의 거더(504, 502, 504)가 연결되어 고정된 것을 보여 주고 있는 것이다.

도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 ‘다용도태양광시스템’에서 상기 거더의 중간 부위 양측으로 교차 형성된 (거더-거더)교차연결수단(610)을 보여주는 것으로, 이는 도 1에서의 IV 부분을 보여주는 확대 사시도이다.

상기 (거더-거더)교차연결수단(610)은, 도 6에서와 유사한 방식으로, 한 끝에 U형받침(616)을 갖고 있는 상부브라켓(614)이 돌출된 상현보강재(612)는 두 상현재(520, 530)의 한 부위 양측에 부착 고정되고, 암톨쩌귀 형태로 핀구멍을 갖는 하부브라켓(615)이 돌출된 하현보강재(617)는 상기 상현재(520, 530) 직하의 하현재(550)에 부착 고정된다.

장(Long)거더(502)의 일정 부위에 상기 (거더-거더)교차연결수단(610)이 고정 설치되고, 여기에 단(Short)거더(502)의 마감재(End member)가 부착 고정된다.

상기 상현재(520, 530)와 하현재(550) 사이는 사재(552)와 상부가로대(523)으로 상호 연결하여 래티스구조를 이루고, 상기 상현 위의 PV받침판(790)에 태양광발전패널(770)이 적정각으로 설치된 PV지지체가 고착된다.

한 거더(502) 중간 부위 양측에 형성된 (거더-거더)교차연결수단(610)에 다른 두 거더(506)의 한 끝을 직각으로 연결하여 노드(Node)를 형성하고, 기둥을 포함하여 노드를 꼭지점으로 하는 사각형구조(Rectangular structure)에서 상기 꼭지점을 잇는 대각선-인장재(Diagonal tension member; 650)를 고정함으로써 ‘다용도태양광시스템’의 구조적 안정성을 높이게 된다.

상기 (거더-거더)교차연결수단(610)은 상현재에 부착되는 반원형 판재로 된 상현보강재(612), 상기 상현보강재로부터 직각으로 돌출되는 상부브라켓(614), 상기 상부브라켓 끝에 부착되는 U형받침(616)을 포함하고, 하현재에 부착되는 J형 판재로 된 하현보강재(617), 상기 하현보강재로부터 돌출되는 하부브라켓(615), 상기 하부브라켓 끝은 핀구멍(618)으로 되어 암톨쩌귀의 형태가 된다.

이 외에, 도 6 및 도 7에서 상술한 바와 같은 형식으로, 도 9는 한 거더(502)의 중간 부위에 양측에 형성된 (거더-거더)교차연결수단(610)에 양측에 직각으로 2개의 거더(506, 506)를 연결하여 고정된 것을 보여 주고 있는 것이다.

도 10은 도 9에서 보여주는 (거더-거더)교차연결수단(610)을 일부를 확대하여 보여주는 분해 사시도이다.

도 7에서 설명한 바와 같은 방식으로, (거더-거더)교차연결수단(610)은 반원형 판재로 된 상현보강재(612) 부위는 두 상현재(520, 530) 각각의 양측에 직각으로 부착되어 고정되고, J형 판재로 된 하현보강재(617) 부위는 한 하현재(550)의 양측에 맞대어 부착 고정된다.

도 1의 IV와 도 9에서 보여주는 바와 같이, 한 거더(502)의 길이 방향으로 어느 한 부위에서 양측에 다른 두 거더(506, 506)를 (거더-거더)교차연결수단(610)으로 연결하여 한 노드를 형성하고, 상기 노드와 인접하거나 맞은편의 다른 노드 또는 기둥캡을 꼭지점으로 하는 사각형구조가 만들어진다. 상기 (거더-거더)교차연결수단(610)의 하부에 위치하는 꼭지점과 상기 사각형구조의 대각선 방향의 꼭지점 사이를 대각선인장재(650)로 고정하여 연결함으로써 ‘다용도태양광시스템’의 구조적 안정성을 높이게 된다.

상기 (거더-거더)교차연결수단(610)에 직각으로 부착되는 두 거더(506,506)의 끝은 마감재(End member)로 마무리 되며, 상기 마감재는 도 7에서 전술한 바와 같이, 마구리바(582)와 마구리핀구멍(584)으로 구성되며, 상기 마구리바(582)는 U형받침(616)에 올려지고, 상기 마구리핀구멍(584)은 하부브라켓(615) 내 핀구멍(618)에 맞추어 하나의 핀(619)을 삽입하여 고정된다.

전술한 바와 같이, 도 11에서도 거더(502, 506)의 횡단면이 역삼각형이 되도록 하여 두 상현재(520, 530) 사이를 사다리 형태로 상부가로대(523)로 고정하고, 두 상현재(520, 530)와 한 하현재(550) 사이를 사재(552)로 연결하여 래티스구조를 형성한다. 또한 U형받침(616)을 직접 상현재(520, 530)에 고정하고, 핀구멍(618)을 포함하는 하부브라켓(615)을 직접 하현재(550)에 고정하여 상기 (거더-거더)교차연결수단(610)을 형성할 수 있다.

도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 ‘다용도태양광시스템’에서 세로 및 가로방향으로 기둥을 배치하기 위하여 기둥 상부에 90도 간격으로 4방향으로 형성된 (기둥-거더)연결수단(Connection means)을 보여주는 것으로, 도 1에서의 V 부분을 보여주는 일부 확대 사시도이다.

상기 기둥(300) 위에 설치된 기둥캡(320)의 상단부를 꼭지점으로 하고 상기 사각형구조의 대각선 방향의 노드 하부를 꼭지점으로 하여, 이 두 꼭지점을 대각선인장재(650)로 고정하여 연결함으로써 ‘다용도태양광시스템’의 구조적 안정성을 높이게 된다.

이 외에, 도 4, 도 5 및 도 8에서 설명한 바와 같은 형식으로, 도 10은 (기둥-거더)연결수단에 90도 간격의 4방향으로 4개의 거더(502, 506, 502, 506)가 연결되어 고정된 것을 보여 주고 있는 것이다. 상기 (기둥-거더)연결수단은 기둥(300) 상부에 고착되는 상단부위(342)를 구성하는 슬리브를 포함하고, U형받침을 갖는 상부브라켓(344)과 핀구멍을 갖는 하부브라켓(345)이 상기 슬리브로부터 4방향으로 수평으로 돌출되어 형성된다.

이미 전술한 바와 같이, 두 상현재(520, 530) 사이를 상부가로대(523)와 함께 고정하는 PV받침판(790) 위에 고착되는 PV지지체에 적정한 향의 경사각으로 태양광발전패널(770)이 설치된다. 상기 상현재(520, 530)와 하현재(550) 사이는 사재(552)로 연결하여 래티스구조의 거더(502, 506)가 된다.

도 12는 (A)에서 (기둥-거더)연결수단과, 그리고 (B)에서 (거더-거더)이음연결수단의 한 실시예로 플랜지연결(Flange connection)을 각각 보여주는 일부 분해 사시도이다.

도 12의 (A)는 도 5에서 보여주는 (기둥-거더)연결수단의 다른 실시예로, 기둥의 상단부위에 고착되는 슬리브(342) 상부에는 기둥플랜지(343)가 형성된 상부브라켓(344)이 고정되고, 상기 슬리브 하부에도 기둥플랜지(343)가 형성된 하부브라켓(345)이 고정된다.

거더(502, 504)의 마감재로 상현재(520, 530)와 하현재(550)의 끝에 거더플랜지(581)를 형성하여 상기 (기둥-거더)연결수단에 플랜지연결수단으로 연결하여 고정한다. 여기서 플랜지연결은 통상적인 방식인 볼트로 체결된다.

도 12의 (B)는 복수의 모듈로 제작된 거더(500)를 플랜지연결의 (거더-거더)이음연결수단으로 체결된 형상을 보여주는 것으로, 한 모듈 거더의 상현재(520, 530)와 하현재(550)의 끝에 각각 형성된 플랜지(581)를 다른 모듈 거더의 상응하는 현재의 끝에 형성된 플랜지에 각각 맞대어 붙여 고정된다.

상기 거더(500) 또는 상기 PV랙은 상현재와 하현재 중간 부위에 (거더-거더)이음연결수단(Girder-girder lengthwise connection means)을 더 포함함으로써 복수의 모듈로 일체화되고, 상기 모듈의 한 끝 또는 양 끝은 상기 (거더-거더)이음연결수단의 고정수단을 포함하고, 상기 (거더-거더)이음연결수단의 고정수단으로 용착연결, 힌지연결, 플랜지연결(581), 클램프연결, 부싱연결(Bushing connection) 또는 혼합된 상기 수단을 선택적으로 포함하며, 이에 따라 상기 거더 또는 상기 PV랙은 모듈로 구성되어 길이의 제한 없이 조립된다.

도 13은 (A)에서 (기둥-거더)연결수단과, 그리고 (B)에서 (거더-거더)이음연결수단의 한 실시예로 힌지연결(Hinge connection)을 각각 보여주는 일부 분해 사시도이다.

도 13의 (A)에서 원통형기둥(300, 306) 상단부위(342) 상부에 기둥힌지(347)가 형성된 상부브라켓(344)이 고정되고, 상기 상단부위(342) 하부에도 기둥힌지(347)가 형성된 하부브라켓(345)이 고정된다. 이 실시예는 기둥(300) 자체에 (기둥-거더) 연결수단을 형성된 것을 보여주는 것이다.

거더(502, 504)의 마감재로 상현재(520, 530)와 하현재(550)의 끝에 거더힌지(585)를 형성하여 상기 (기둥-거더)연결수단에 힌지연결수단으로 연결하여 고정한다. 여기서 힌지연결은 통상적인 방식인 핀(349)으로 체결된다. 여기서 상기 기둥힌지(347)는 암톨쩌귀의 형상을 갖고, 상기 거더힌지(585)은 수톨쩌귀의 형상을 가진다. 하지만, 이와 같은 형상의 배치는 편의에 따라 달리할 수 있다.

도 13의 (B)는 복수의 모듈로 제작된 거더(500)를 힌지연결의 (거더-거더)이음연결수단으로 체결된 형상을 보여주는 것으로, 한 모듈 거더의 상현재(520, 530)와 하현재(550)의 끝에 각각 형성된 힌지(585)를 다른 모듈 거더의 상응하는 현재의 끝에 형성된 힌지에 각각 맞대어 붙여 고정된다. 상기 힌지(587)도 한 측은 암톨쩌귀의 형상이면 대응하는 다른 측은 수톨쩌귀의 형상을 갖는다.

도 14는 트러스형기둥(300)에 적용된 (기둥-거더)연결수단의 한 실시예로 도 13에서 보여준 바와 같은 힌지연결을 보여주는 일부 분해 사시도이다. 기둥의 상단부위(342) 상부 가로대에는 상부브라켓(344)에 기둥힌지(347)를 형성하여 고정하고, 하부 가로대에도 하부브라켓(345)에 기둥힌지(347)를 형성하여 고정한다.

거더(502, 504)의 마감재로 상현재(520, 530)와 하현재(550)의 끝에 거더힌지(585)를 형성하여 상기 (기둥-거더)연결수단에 핀(349)으로 연결하여 고정한다. 이 실시예에서도 상기 기둥힌지(347)는 암톨쩌귀 형상을 갖게 되고 거더힌지(585)는 수톨쩌귀의 형상을 가진다. 이 경우에도 암톨쩌귀와 수톨쩌귀의 배치는 편의에 따라 달라질 수 있다. 그리고 힌지의 연결은 물론 통상적인 핀(349)에 의한 것이다.

도 15는 (거더-거더)교차연결수단으로 플랜지연결의 본 발명의 다른 한 실시예를 보여주는 일부 분해 사시도이다.

중거더(504) 상현재(520, 530) 중앙부위에 플랜지(613)가 형성된 두 상현보강재(612)와 하현재(550) 중간부위에 플랜지(613)가 형성된 한 하현보강재(617)가 부착되어 (거더-거더)교차연결수단이 형성된다.

장거더(502)의 상현재(520, 530)와 하현재(550) 양단에 형성된 거더플랜지(581)를 상기 (거더-거더)교차연결수단의 플랜지(613)에 붙여서 연결한다. 여기서의 연결은 통상적인 볼트(586)에 의한 것을 보여준다.

상기 플랜지연결은 원형플랜지의 상·하단을 절단한 형상을 포함하여, 상기 상현재(520, 530) 위로 플랜지가 돌출되지 않은 상태에서 결합됨으로써 상기 거더(502, 504)의 위에 PV지지체(PV support body)나 PV랙(PV rack)이 안착될 수 있게 된다.

도 16은 (거더-거더)교차연결수단으로 힌지연결의 본 발명의 또 다른 한 실시예를 보여주는 일부 분해 사시도이다.

도 15에서 보여 준 바의 플랜지 형성 위치에 힌지를 대체한 것으로, 중거더(504) 상현재(520, 530) 중앙부위에 힌지(611)가 형성된 두 상부브라켓(614)과 하현재(550) 중간부위에 힌지(611)가 형성된 한 하부브라켓(615)이 부착되어 (거더-거더)교차연결수단이 형성된다. 상기 (거더-거더)교차연결수단으로서 힌지(611)는 암톨쩌귀의 형상을 가진다.

상기 (거더-거더)교차연결수단에 상응하여 장거더(502)의 상현재(520, 530)와 하현재(550) 양단에 형성된 거더힌지(585)를 상기 (거더-거더)교차연결수단의 힌지(611)에 끼워 고정하여 연결한다. 여기서의 연결은 통상적인 핀(349)에 의한 것을 보여준다. 상기 거더힌지(585)는 수톨쩌귀의 형상을 가지나, 이 또한 편의에 따라 달리 할 수 있다.

도 17에 도시된 바는, 토지(100)의 경계둑(130)을 갖는 내부의 유휴부지를 가로질러 활용하는 본 발명의 다양한 실시예를 보여주는 사시도이다.

도 17의 (A)에 도시된 바는 상기 경계둑(130)에 기둥(300)으로서 원통형전주(302)와 곡형전주(304)를 정착하고 그 사이를 장거더(502)로 양 기둥 상단부위에 형성된 (기둥-거더)연결수단(340)에 고정하고 거더(500) 위에 태양광발전패널(770)을 포함하는 PV지지체(700)가 설치된 것을 개략적으로 보여주는 것이다. 상기 원통형전주(302)와 곡형전주(304)는 선택적 구성품에 지나지 않고, 이 들은 원통형, 트러스형, 각형 기둥 등 다른 유형의 기둥으로 대체될 수 있다.

인접하여 연속적으로 배열된 두 쌍의 기둥(302, 304)에 토지(100)을 가로 질러 상기 장거더(502) 양 끝을 (기둥-거더)연결수단(340)으로 고정하고, 상기 기둥(304) 밖으로 상기 장거더(502) 끝에 부가거더(508)을 더하여 경계둑(130) 방향으로 단거더(506)를 (기둥-거더) 또는 (거더-거더)교차연결수단으로 고정하며, 상기 양측의 단거더(506) 사이에 장거더(503)를 (거더-거더)교차연결수단으로 고정하여, 상기 거더(502, 506, 508) 위에 PV지지체(700)를 설치한다.

도 17의 (A)에서 I와 II는 장거더(502)의 끝을 (기둥-거더)연결수단(340)에 고정하고 상기 장거더(502)에 길이방향으로 부가거더(508)을 더 연결한 상태를 보여주는 것으로, I는 단거더(506)를 상기 (기둥-거더)연결수단(340)에 직각으로 연결한 상태를 보여주는 것이고, II는 단순히 연결된 장거더(502)와 부가거더(508)가 상기 (기둥-거더)연결수단(340)을 관통하여 고정되는 것을 보여준다.

도 17의 (B)에 도시된 바는 인접하여 연속적으로 배열된 두 쌍의 상기 장거더(502) 사이를 단거더(506)으로 연결하여 그 위에 태양광발전패널(870)을 포함하는 PV랙(800)이 얹혀 설치되는 것을 보여주는 것이다. 상기 장거더(502)의 양단은 두 기둥(302, 304) 상단부위의 (기둥-거더)연결수단(340)에 먼저 고정된다.

도 17의 (C)에 도시된 바는 원통형전주(302)로 된 두 기둥(300) 상단부위에 (기둥-거더)연결수단(340)으로 고정된 장거더(502) 위에 태양광발전패널(770)을 포함하는 PV지지체(700)가 설치된 것을 보여주는 것이다.

도 17의 (D)에 도시된 바는 양측 복수의 원통형기둥(306)을 세우고 그 상단부에 원통보(Cylindrical beam; 503)와 트러스보(Truss beam; 505)를 각각 고정하고, 두 보(503, 505) 위에 태양광발전패널(870)을 포함하는 PV랙(800)의 다수가 설치되는 것을 보여주는 것이다. 상기 상이한 두 보(503, 505)를 보여주는 것은 본 발명의 기술사상에 따른 선택적 사항임을 보여 주기 위함이다.

도 17의 (E)에 도시된 바는 경계둑(130) 양측에 각각 하나의 원통기둥(306)을 두고, 그 상단부위에 (기둥-거더)연결수단(340)을 고착하여 그 사이를 태양광발전패널(870)을 포함하는 PV랙(800)이 연결된 것을 보여주는 것이다. 이와 같이 PV랙(800)이 기둥(300)에 고정되어 연결되기 위해서는 경계둑(130)을 갖는 토지(100)의 입지가 북반구 지역에서는 남향(남반구 지역에서는 북향)이어야 하는 제약을 갖는다. 그럼에도 본 발명의 기술사상은 이를 포함하여 선택적으로 적용할 수 있다.

도시 근교나 마을 인근에는 소공원, 하천, 주차장 등 유휴부지 등이 있으나 그 토지 위에 태양광발전패널을 설치하여 2차용도인 전력생산을 하더라도 원래의 유휴부지의 1차용도를 저해하지 않거나 오히려 긍정적 효과를 가져다 줄 수 있다. 이 경우 거더를 잇는 두 기둥사이의 거리는 1차용도를 저해하지 않는 범위이어야 한다. 하천과 같은 부지의 경우는 양 하천둑에 기둥을 세우고 하천을 가로질러 거더를 설치할 필요가 있다. 하천 내에 기둥의 설치는 가급적 피하는 것이 바람직하다. 유수에 방해가 되고 시설물의 안전에 지장을 줄 수 있기 때문이다. 본 발명의 기술적 사상은 이와 같이 두 기둥 사이가 긴 경우를 고려하여 그 해결책을 제시하는 것이다.

도 18에 도시된 바는, 횡단보도 위의 공간을 활용한 본 발명의 한 실시예를 보여주는 사시도이다.

토지(100) 내 자동차도로(140)의 횡단보도(150) 위에 도로경계(142) 양측에 각각 한 쌍의 기둥(302)을 세우고 네 기둥 상단부위의 (기둥-거더)연결수단(340) 사이를 거더(502, 506)로 고정한 다음 단거더(506) 중간부위에 장거더(502)를 더 연결하여 횡단보도(150) 위에 평면 공간을 확보하고, 상기 장거더(502)의 끝에 부가거더(508)을 더 연결하여 오버행 구조를 형성하여 그 위에 태양광발전패널(770)을 설치한다. 상기 오버행 구조를 형성하기 위한 (기둥-거더)연결수단의 형상은 후술한다.

상기 기둥(302)이나 보도(150) 위에 형성되는 장거더(502)에는 토로교통신호등(152)와 같은 안전시설이 설치된다.

이와 같이 보도(150) 위를 활용한 태양광발전시스템은 2차용도인 전력생산 이전에 보행자의 1차용도에 안락함(차양)과 안전(신호등; 152)을 더하는 효과를 가져다준다. 이 예에서는 황단보도(150) 바로 위 공간을 활용하는 것을 보여 주었지만, 물론 연결된 보도 위는 물론 차도까지 확장도 가능하다.

도 19에 도시된 바는, 길가, 호반, 수변과 같은 경계둑 위의 공간을 활용한 본 발명의 한 실시예를 개념적으로 일부 보여주는 것이다.

경계둑(130)을 따라 일정 간격으로 기둥(300, 302)을 정착하고 그 상단부위에 형성된 (기둥-거더)연결수단(340) 사이를 거더(500)로 연결하며, 상기 거더(500) 위에 고정된 PV받침판(790) 위에 태양광발전패널(770)이 장착된 PV지지체가 고정된다. 상기 기둥(300, 302) 상단에 형성된 기둥캡(cap; 320)에는 부가설비로 가로등(595)이 부착되어 고정된다.

거더(500)의 길이방향의 중심선이 기둥(302)의 중심을 지나며 경계둑(130)을 따라 상기 거더(500)가 배열되고 이에 따라 적정각으로 설치된 태양광발전패널(770)도 상기 거더(500) 위에 고정되어 경계둑(130) 위 공간을 활용한 태양광발전이 가능해진다.

도 20은 경계둑 위 공간을 활용하기 위한 본 발명의 다른 실시예로 다른 형상의 (기둥-거더)연결수단의 활용상태를 확대하여 보여주는 일부 사시도로서, 거더(500)를 길이 방향으로 배열할 때 길이방향의 중심선이 기둥(300, 302)의 중심을 지나지 않고 일정한 간격을 두고 떨어져서 인접한 거더가 연결되는 (기둥-거더)연결수단(340)이 형성된다.

상기 거더의 길이방향의 중심선이 기둥의 중심을 지나도록 된 (기둥-거더)연결수단을 ‘원심형’이라 하고, 기둥의 중심에서 떨어져 지나도록 된 (기둥-거더)연결수단을 ‘편심형’이라 명명한다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)의 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345)은 외팔형상(Arm type)을 포함하고, 상기 외팔형상의 상부브라켓은 상기 마구리바구멍을 관통하고 상기 외팔형상의 하부브라켓은 상기 마구리핀구멍에 삽입되어 고착된다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)은 기둥(302)의 상단부위(342)를 형성하는 슬리브의 상부에는 상부브라켓(344)이, 그리고 상기 슬리브 하부에는 하부브라켓(345)이 기둥(300, 302)의 중심으로부터 바깥쪽으로 외팔형상으로 돌출 고정되고, 상기 상부브라켓(344)은 거더(500)의 마감재인 마구리바(582)를, 상기 하부브라켓(345)은 마구리핀구멍(584)을 각각 관통하여 고정된다. 상기 기둥(300, 302) 상단에 형성된 기둥캡(cap; 320)에는 부가설비로 가로등(595)이 선택적으로 부착되어 상기 경계둑(130) 주변을 밝히는 조명 기능을 가질 수 있다.

상기 거더(500) 위에 고정된 PV받침판(790)에 적정각으로 배열된 태양광발전패널(770)이 설치된다. 상기 거더(500)의 길이 방향의 중심선이 기둥(300, 302)의 중심을 지나지 않게 함으로써 거더(500)의 횡단면 삼각형의 공간을 전기용 또는 통신용 가공선의 설치 등 다른 1차용도로 활용함이 용이해지는 효과가 있다. 이와 관련한 상세한 설명은 후술한다.

도 21은 도 20에서 보여주는 편심형 (기둥-거더)연결수단(340)의 주요 부위를 확대하여 보여주는 일부 분해 사시도이다.

거더(500)의 마감재인 마구리바(582)는 두 상현재(520, 530)의 양단을 연결하여 형성되고, 마구리핀구멍(584)은 하현재(550) 끝에 형성된다. 상기 마구리바(582)의 마구리바구멍(583)과 마구리핀구멍(584)은 (기둥-거더)연결수단(340)을 형성하는 외팔형상(Arm type)의 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345)에 각각 삽입되어 고정된다.

상기 상현재(520, 530)와 하현재(550)는 동일한 길이를 가지고, 이에 따라 상기 마구리바(582)와 마구리핀구멍(584)은 거더(500)의 길이방향에 대하여 직각으로 형성되어, 상기 마구리바(582)와 마구리핀구멍(584)은 인접한 두 (기둥-거더)연결수단(340)의 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345)에 측면으로 각각 삽입 고정된다.

도 22는 길가, 호반, 수변과 같은 경계둑을 따라 그 위 공간을 활용하는 본 발명의 다른 한 실시예의 일부를 보여주는 사시도이다.

경계둑(130)에 기둥(300, 302)을 정착하고 그 상단부위에 고정된 편심형 (기둥-거더)연결수단(340)에 거더(500)를 설치하여 일렬로 배치된다. 상기 거더(500) 위가 개방된 공간일 경우, 상기 거더(500) 위 PV받침판(790)에 적정각으로 조절된 태양광발전패널이 설치된다. 상기 경계둑에 가로수(599)와 같은 장애물이 있을 경우 거더(500) 위 공간은 더 이상 태양광발전에 활용될 수 없다. 상기 경계둑(130)에 조명이 필요할 경우 상기 기둥(300, 302) 상단에 형성된 기둥캡(cap; 320)에 가로등(595)을 부착하여 고정한다.

도 19에서 보여주는 원심형 (기둥-거더)연결수단을 적용하여 경계둑 위에 거더를 배열하는 것에 비하여, 이 도 22에서 보여주는 편심형 (기둥-거더)연결수단을 적용하게 되면 거더 횡단면 삼각형(513)의 내부공간에 연속적인 전력선 및/또는 통신선(591)을 넣기가 용이해진다. 즉, 기둥의 중심에 걸리지 않고 가공의 전력선 및/또는 통신선을 설치할 수 있다.

상기 편심형 (기둥-거더)연결수단(340)을 이용하여 거더(500)를 경계둑(130)을 따라 배열하고 그 내부 공간에 전력선 및/또는 통신선(591)을 넣어 가공선로를 형성하면 입지에 따라 가로수 조경 또는 태양광발전을 선택적으로 할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 23은 원심형 (기둥-거더)연결수단을 적용하여 거더를 기둥에 고정한 구조의 형태에서 거더에 다양한 부가설비를 붙여 활용하는 본 발명의 다른 한 실시예의 일부를 보여주는 사시도이다.

상기 거더(500) 종단면 내부에 전력선 및/또는 통신선(591)을 설치하거나, 상기 기둥이나 거더 하부 또는 일정 부위에 조명(595), 관수 및 농약/액비살포 설비(593) 및/또는 유해조수 방제망을 부가하거나, 상기 거더 하부 또는 일정 부위까지 덩굴식물이 유인되어 조경을 할 수도 있다.

PV받침판(790) 위에 태양광발전패널(770)이 설치되는 거더(500)의 횡단면 내부에 전력선 또는 통신선(591)을 설치하거나, 상기 거더 하부에 관수 또는 농약살포관(593)이 부착된다.

또한 기둥캡(320)에 가로등(595)을 부착하여 하부의 조명 효과를 얻을 수도 있다.

상기 거더(500)는 원통형전주(302)로 된 기둥(300) 상부에 부착된 (기둥-거더)연결수단(340)에 고정된 것을 보여 준다.

본 발명의 한 실시예로서 ‘다용도태양광시스템’에는 필요에 따라 다양한 장치가 부가되어 하부공간의 1차용도, 즉 일례로 경작의 경우 관수나 농약살포 설비 또는 유해 조수 방제망을 거더의 내부나 하부에 설치함으로써 보다 효과적으로 농작물을 관리할 수 있게 된다.

도 24는 본 발명의 다른 한 실시예로서 (기둥-거더)연결수단에 거더를 수평이 아닌 상태로 고정한 형상의 일부를 정면에서 어느 정도 과장되게 보여주는 것이다.

거더(500)은 두 상현재(520)가 종단면에서 같은 높이가 되도록 하면서 경사지게 (기둥-거더)연결수단(340)에 고정된다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)은 슬리브(342)로부터 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345)이 돌출되어 그 끝에 U형받침(346) 또는 핀구멍이 형성되어, 거더(500)의 마감재(580)인 마구리바(582)는 상기 받침(346)에 얹히고, 하현재(580) 끝의 마구리핀구멍(584)은 상기 하부브라켓(345)의 상기 핀구멍에 맞추어 핀(349)이 삽입되어 고정된다.

상기 상현재(520, 530)에 부착된 PV받침판(790) 위에 PV지지체의 두 경사지지재(730)가 적정한 방향으로 고정되고, 상기 경사지지재(730) 위에 태양광발전패널(770)이 적정각으로 설치된다. 도 3에서 보여주는 바와 같이, 상기 두 경사지지재(730)의 경사부위는 같은 높이로 경사지게 형성되어 상기 태양광발전패널(770)이 적정한 향의 경사각을 갖게 된다. 상기 경사지지재(730)의 받침부위가 경사진 PV받침판(790)에 부착되고 경사부위를 같은 높이로 유지하기 위한 형상은 받침부위와 경사부위 상의의 예각은 유지하면서 둥근모서리(Rounded conner)의 원호길이(Arc length)와 원호반경을 조정하는 등의 방법으로 조절될 수 있다.

본 발명에 따라 도 24는 토지가 평평해야 되거나 기둥에 설치되는 (기둥-거더)연결수단의 높이도 동일하여 거더가 완벽한 수평으로 설치되는 것을 한정하지 않음을 보여 주고 있는 것이다.

도 25는 본 발명의 다른 한 실시예로서 가새 구조(Bracing structure)의 형상을 갖는 마감재의 거더를 (기둥-거더)연결수단에 고정된 상태를 보여주는 것이다.

상기 거더(500)의 마감재(580)는 마구리사재(Reinforced end member; 588)와 마구리가새(End brace member; 587)를 더 포함하고, 상기 마구리사재(588)는 상기 하현재(550)와 상현재(520, 530)의 끝을 연결하여 고정하고, 상기 마구리가새(587)는 상기 하현재(550) 끝으로부터 하향으로 길게 형성되어, 그 하단이 상기 (기둥-거더)연결수단(340)의 하단에 형성된 하부브라켓(345)의 연결수단(349)에 고정된다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)은, 도 5에서 보여주는 바와 같이, 슬리브(342)로부터 상부브라켓(344)이 돌출되어 그 끝에 U형받침(346)이 형성되어, 거더(500)의 마감재(580)인 마구리바(582)는 상기 받침(346)에 얹히고, 상기 거더(580)의 하현재(550) 끝에 마구리가새(587)가 사재로서 하향으로 길게 형성되어, 그 하단이 상기 슬리브(342)로부터 돌출된 하부브라켓(345)의 핀구멍에 맞추어 핀(349)이 삽입되어 고정된다.

상기 거더(500)의 마구리사재(588)와 더불어 상기 하현재(550) 끝에 마구리가새(587)가 사재로서 길게 형성되어 (기둥-거더)연결수단(340)에 고정됨으로써 구조적 안정성의 보장이 용이해진다.

도 26은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 받침-핀연결로 고정되는 원심형 (기둥-거더)교차연결수단의 형상을 보여주는 것이다.

상기 거더(500)는 양 마감재 사이에 중간재(Medium member)를 포함하고, 상기 중간재(570)는 상기 기둥을 교차하여 연결되는 고정수단(574)을 포함한다.

상기 상부브라켓(364)과 하부브라켓(365)이 기둥(300, 302)을 중심으로 양측 직각방향으로 돌출되어 (기둥-거더)교차연결수단(Column-girder cross connection means; 360)을 형성하여 상기 거더(500)의 중간재(570)에 형성된 고정수단(574)과 연결된다.

상기 (기둥-거더)교차연결수단(360)은 슬리브(362)로부터 거더(500)의 종방향 양측으로 돌출되고 그 끝에 U형받침(366)을 갖는 상부브라켓(364)과 상기 거더(500)의 횡방향으로 돌출되고 그 끝에 핀구멍을 갖는 하부브라켓(365)으로 형성된다.

상기 슬리브(362)는 원통형전주(302)로 된 기둥(300)의 상단부위에 고착되고, 거더(500)의 두 상현재(520, 530)는 각각 상기 U형받침(366) 위에 얹혀 고정되며, 하현재(550)의 중간핀구멍(574)은 상기 하부브라켓(365)의 끝에 형성된 핀구멍에 맞추어 핀(369)으로 고정된다. 즉 상기 거더가 기둥의 중심을 지나 받침 위에 고착되므로 이는 받침식(Support type) 원심형 (기둥-거더)교차연결수단으로 부를 수 있다.

상기 (기둥-거더)교차연결수단(360)으로 고정된 거더(500)의 두 상현재(520, 530) 위 PV받침판(790)에 태양광발전패널(770)이 설치되어 본 발명에 따른 ‘다용도태양광시스템’의 한 실시예를 보여주는 것이다.

도 27은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 힌지로 고정되는 원심형 (기둥-거더)교차연결수단의 다른 형상을 보여주는 것이다.

상기 다른 (기둥-거더)교차연결수단(360)은 슬리브(362)로부터 거더(500)의 종방향 양측으로 돌출되는 기둥힌지(367) 형태의 상부브라켓(364)과 상기 거더(500)의 횡방향으로 돌출되는 기둥힌지(367) 형태의 하부브라켓(365)으로 형성된다.

거더(500)의 두 상현재(520, 530)는 각각 슬리브(362) 방향으로 형성된 거더힌지(571)는 상기 상부브라켓(364)에 고정되고, 하현재(550)의 중간재(570)인 중간힌지(575)는 상기 하부브라켓(365)에 핀(369)으로 고정된다. 상기 거더는 기둥의 중심을 지나 힌지로 고착되므로 이는 힌지식(Hinge type) 원심형 (기둥-거더)교차연결수단으로 부를 수 있다.

상기 (기둥-거더)교차연결수단은 거더의 일부가 기둥을 지나 외팔보(Cantilever) 구조를 형성함에 유용하고 ‘다용도태양광시스템“의 오버행(Overhang) 구조 형성에 용이해진다.

도 28은 본 발명의 다른 한 실시예로서 거더가 기둥을 교차하여 고정되는 편심형 (기둥-거더)교차연결수단의 또 다른 형상을 보여주는 것이다.

상기 또 다른 (기둥-거더)교차연결수단(360)은 슬리브(362)로부터 거더(500)의 종방향 한 방향으로 돌출되는 상부브라켓(364)과 하부브라켓(365)을 포함하고, 상기 상부브라켓(364)은 두 상현재(520, 530) 폭의 간격으로 형성된 U형받침(366)을 갖고, 상기 하부브라켓(365)은 하현재(550)의 위치에 U형받침(366)을 갖는다.

상기 거더(500)의 두 상현재(520, 530)와 하현재(550)은 각각 상기 U형받침(366) 위에 얹혀 고정된다. 상기 거더는 기둥의 중심에서 벗어나 받침 위에 고착되므로 이는 받침식 편심형 (기둥-거더)교차연결수단으로 부를 수 있다.

본 발명에 따른 상기 (기둥-거더)교차연결수단(360)은 슬리브(362)를 기초로 형성된 것이지만, 이에 한정하지 않고 기둥 자체에 상부브라켓(364), 하부브라켓(365)과 고정수단(366, 367, 369)을 포함하여 형성될 수 있다.

도 29는 본 발명의 한 실시예로서 사각형의 종단면 형상을 갖는 거더의 적용을 보여주는 것이다.

상기 거더(500)는 하현재 하나를 더 포함하여 한 쌍의 하현재(540, 560)를 형성하고, 상기 한 쌍의 하현재를 한 쌍의 상현재(520, 530)와 평행되게 하부에 두어, 이에 따라 상기 거더의 횡단면은 사각형(514)이 되도록 하여, 그 사이를 일정한 간격으로 복재(Compression Web member; 523, 552)로 고정한다.

상기 상현재(520, 530)는 상부가로대(Top lateral strut; 523)로, 그리고 상기 하현재(540, 560)는 하부가로대(Bottom lateral strut; 526)로 각각 일정 간격의 사다리꼴로 배열하여 고정하고, 상기 상현재와 하현재 사이는 사재(Diagonal member; 552)로 연결하여 종단면이 사각형(514)인 래티스 구조의 거더(500)를 형성하게 된다.

태양광발전패널(770)은, 도 4에서 전술한 바와 같이, 상기 상현재(520, 530) 위 PV받침판(790)에 고착되고, 상기 거더(500)의 마감재로 수평되게 상현재와 하현재 각각의 마구리바(582)가 형성되어 (기둥-거더)연결수단(340)에 고정된다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)은 그 끝에 U형받침(346)을 갖는 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345)이 슬리브(342)로부터 돌출되어 형성되고, 상기 U형받침(346)에 상기 거더(500)의 마감재인 마구리바(582)가 얹혀 고정된다.

도 30은 본 발명의 한 실시예로서 오각형의 종단면 형상을 갖는 거더의 적용을 보여주는 것이다.

상기 거더(500)는

상기 한 쌍의 상현재(520, 530)와 하나의 하현재(550) 사이에 한 쌍의 중현재(Middle chord; 540, 560)를 상기 상현재와 평행되게 두어, 이에 따라 상기 거더의 횡단면은 오각형이 되도록 하여, 그 사이를 일정한 간격으로 복재(Compression Web member)로 고정한다.

상기 복재로서 두 쌍의 상현재(520, 530)와 중현재(540, 560) 사이를 일정 간격의 사다리꼴로 배열하여 수평으로 고정하는 상부가로대(Top lateral strut; 523)와 하부가로대(526)를 각각 두고, 상기 상현재(520, 530), 중현재(540, 460)와 하현재(550) 530) 사이를 상하방향으로 고정하는 사재(Diagonal member; 552)로 연결하여 종단면이 오각형(515)인 래티스 구조의 거더(500)를 형성하게 된다.

이 또한 태양광발전패널(770)은, 도 30에서 전술한 바와 같이, 상기 상현재(520, 530) 위 PV받침판(790)에 고착되고, 상기 거더(500)의 마감재로 수평되게 상기 상현재와 중현재(540, 560) 각각의 마구리바(582)가 형성되고, 하현재(550)의 끝에는 마구리핀구멍(584)이 형성되어 (기둥-거더)연결수단(340)에 고정된다.

상기 (기둥-거더)연결수단(340)은 슬리브(342)로부터 돌출되어 형성되는 그 끝에 U형받침(346)을 갖는 상부브라켓(344)과 중부브라켓(401)과, 그 끝에 핀구멍을 갖는 하부브라켓(345)을 포함한다.

상기 거더(500)의 마감재의 마구리바(582)는 상기 U형받침(346)에 얹혀 고정되고, 상기 마구리핀구멍(584)은 상기 하부브라켓(345)의 핀구멍에 맞추어 핀(349)으로 고정된다.

도 31은 (A)에서 (기둥-거더)연결수단과, 그리고 (B)에서 (거더-거더)이음연결수단의 한 실시예로 용착연결(Welding connection)의 고정을 각각 보여주는 일부 분해 사시도이다.

도 31의 (A)에서 기둥의 상단부위에 고착되는 (기둥-거더)연결수단(340)은 슬리브(342)로부터 돌출된 상부브라켓(344)에 거더(502, 504)의 상현재(520, 530)의 끝이, 그리고 하부브라켓(345)에 하현재(550)의 끝이 용접수단(402)에 의하여 각각 용착되어 고정된다.

상기 거더(502, 504)와 (기둥-거더)연결수단(340)의 고정을 용이하게 하기 위하여 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345) 끝에 돌출부위를 두어 상기 상현재(520, 530)와 하현재(550)의 끝을 각각 끼워 용접수단(402)으로 용착한다.

도 31의 (B)는 복수의 모듈로 제작된 거더(500)를 (거더-거더)이음연결수단으로 체결된 형상을 보여주는 것으로, 한 모듈 거더의 상현재(520, 530)와 하현재(550)의 끝을 다른 모듈 거더의 상응하는 현재의 끝에 각각 맞대어 용접수단(402)으로 용착연결하여 고정하는 것이다. 이와 같은 용착고정의 편의를 위하여 이음부에 부싱(Bushing)을 삽입한 후 용접작업을 수행할 수 있다. 물론, 부싱연결(Bushing connection)은, 도면에 구체적으로 도시하지는 않았지만, (거더-거더)이음연결수단의 다른 한 예가 될 수 있다. 상기 부싱연결은 원통형 현재에 부싱을 끼워 넣고 상기 현재와 상기 부싱을 고정하는 것이다.

도 32는 본 발명의 한 실시예로서 (거더-거더)교차연결수단의 일부 용착 고정을 보여주는 것이다.

도 9와 도 11에서 상술한 바와 같이, 장거더(502)에 형성된 상기 (거더-거더)교차연결수단(610)에서 상현재(530)에 형성된 U형받침(610)을 갖는 상부브라켓(614)에는 중거더(504)의 상현재(520, 530)의 끝을 잇는 마구리바(582)가 얹혀 고정되고, 하현재(550)에 형성된 핀구멍(618)은 중거더(504)의 마구리핀구멍(584)에 맞추어 핀으로 고정된다.

상기 (거더-거더)교차연결수단(610)에 의한 고정은 단거더(506)의 상현재(520, 530)와 하현재(550)의 끝을 상응하는 장거더(502)의 상현재(520)와 하현재(550)에 직접적인 용접수단(620)으로 대체될 수 있다.

장거더(502) 임의 위치에 용접수단(620)으로 다른 단거더(506)를 고정하여 일체화함으로써 구조적 안정성 있는 외팔보(Cantilever) 구조, 즉 오버행(Overhang)을 갖는 ‘다용도태양광시스템’을 건설할 수 있다.

도 33은 본 발명의 한 실시예로서 거더와 거더 사이, 그리고 거더 위 PV랙의 클램프 고정을 보여주는 것이다.

상기 거더(506) 또는 PV랙(800)은 다른 거더(502) 또는 보(Beam) 위에 얹혀 임의의 교차각으로 계층화 된 프레임(Layered framing)의 형식으로 상호 용착연결, 관통하는 볼트와 너트(Bolt & nut), 밴드 클램프(Band clamp)를 포함하는 체결수단으로 고정되기도 한다.

장거더(502)의 두 상현재(520, 530)와 하현재(550) 위에 다른 단거더(506)의 두 상현재(520, 530)와 하현재(550)를 각각 얹고, 현재 간 접촉되는 부분에 클램프(625)로 체결한다.

상기 장거더(502)의 현재 위에 상응하는 다른 단거더(506)의 현재를 얹어 클램프로 고정하는 (거더-거더)교차연결수단은 두 거더가 교차하는 각도에 제약을 받지 않는 이점이 있는 반면에, 상기 장거더와 다른 단거더의 높이가 동일하지 않은 단점도 갖고 있다. 이와 같은 계층화 된 프레임(Layered framing) 형태의 체결은 상기 클램프(625) 외에 접촉하는 현재를 관통하는 볼트와 너트, 직접 용접 등 다양한 고정수단으로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시에로서, 장거더(502) 위에 PV랙(800)을 얹혀 상기 장거더의 상현재(520, 530)와 상기 PV랙의 하현재(840, 860)가 교차하는 점을 클램프(625)로 고정하는 (거더-PV랙)연결수단을 보여준다. 상기 PV랙(800)은, 도 2의 B와 도 3의 B에서 보여 준 바와 같이, 하나의 상현재(820)와 그 아래 수평으로 한 쌍의 하현재(840, 860)를 두어 상호 복재로서 연결하고, 그 양단에 마감재(880)을 두며 그 횡단면이 일반삼각형(813)을 이루는 래티스구조의 형상을 가진다. 상기 PV랙(800)의 향일경사면에는 선택적으로 하나 이상의 가로도리(850)을 부착하여 그 위에 태양광발전패널(870)이 용이하게 설치되도록 한다.

상기 장거더(502)와 단거더(506)는 편의상 거더를 구분하기 위한 것으로, 클램프(625)로 고정하는 상기 (거더-거더)교차연결수단과 상기 (거더-PV랙)연결수단의 적용을 한정하는 것은 아니다. 상기 PV랙(800)의 고정도 상기 클램프(625) 외 볼트-너트 체결과 직접 용접 등 다양한 수단이 적용될 수 있다. 이와 같은 PV랙(800)의 계층화 된 프레임 형태의 고정은 상기 장거더(502) 뿐만 아니라 원통보나 트러스보에도 통상적인 수단으로 이루어질 수 있다.

도 34는 본 발명의 한 실시예로서 기둥의 상단부위에 받침-핀연결로 고정되는 원심형 (기둥-거더)연결수단을 중심으로 두 거더가 직교하여 힌지로 조립되는 형상을 보여주는 것이다.

도 26에서 보여준 바와 같이, 장거더(502)의 두상현재(520, 530)가 (기둥-거더)연결수단의 U형받침(346)에 앉혀 고정되고, 하현재(550)의 마감재(580)인 마구리핀구멍(584)은 그 끝에 핀구멍을 갖는 하부브라켓(345)에 핀으로 고정된다.

상기 장거더(502)의 상현재(520, 530)에는 (거더-거더)교차연결수단인 암톨쩌귀의 기능을 갖는 두 쌍의 힌지(611)가 형성되고 여기에 다른 두 거더(504, 506) 상현재(520, 530)의 마감재(580)로 수톨쩌귀 기능을 갖는 힌지(585)가 끼워져 고정되고, 슬리브(342) 하부에 형성된 암톨쩌귀 힌지(347)에는 다른 두 거더(504, 506) 하현재(550)의 마감재(580)인 수톨쩌귀 힌지(585)가 끼워져 고정된다.

도 35는 본 발명의 한 실시예로서 경첩식(기둥-거더)연결수단을 보여주는 것으로, 거더의 길이 방향의 중심선이 기둥의 중심을 지나는 원심형 (기둥-거더)연결수단에 관한 것이다.

상기 원심형 경첩식(기둥-거더)연결수단(340)은 기둥의 상단부위에 고착되는 슬리브(342)를 셋으로 나누어 경첩과 같이 기능하도록 된 것이다. 상기 셋으로 분할된 슬리브는 상부슬리브(408), 중부슬리브(410)와 하부슬리브(405)로 형성되며, 상기 중부슬리브(410)는 한 방향의 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345)을 포함하고, 상기 하부슬리브(405)와 상기 상부슬리브(408)는 다른 한 방향의 하부브라켓(345)과 상부브라켓(344)을 각각 포함하며, 상기 두 방향의 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345)은 각각 같은 높이의 고정수단(346, 348)을 포함하도록 형성되고, 이에 따라 상기 고정수단(346, 348)에 두 방향의 거더(502, 504)가 같은 높이로 연결된다.

두 거더(502, 504)의 마감재인 두 상현재(520, 530)의 끝을 잇는 마구리바(582)는 슬리브(342)로부터 돌출된 상부브라켓(344) 끝에 형성된 U형받침(346)에 얹히고, 한 하현재(550)의 마감재인 마구리핀구멍(584)는 하부브라켓(345) 끝에 형성된 핀구멍(348)에 맞추어 핀(349)을 삽입하여 고정된다.

상기 슬리브(342)는 원통회전축(Rotating axis; 409)이 중앙에 위치하여 한 거더(504)의 하현재 마감재인 마구리핀구멍이 고정되는 상기 하부브라켓(345)이 돌출된 하부슬리브(405), 다른 거더(502)의 마감재인 마구리바(582)가 거치되는 U형받침(346)을 갖는 상부브라켓(344)과 마구리핀구멍(584)이 고정되는 다른 하부브라켓(345)이 돌출되는 한 중부슬리브(410)와 상기 거더(504)의 상부브라켓(344)이 돌출된 상부슬리브(408)로 분리되어 결합된다. 상기 하부슬리브(405)는 내측에 원통회전축(409)을 삽입하여 고정하며, 상기 원통회전축(409)에 나머지 분할된 슬리브(410, 408)가 삽입된다.

상기 스토퍼(Stopper; 404)는 상기 기둥의 상단부위에 고정되어 그 위에 상기 하부슬리브(405)가 안착되며, 상기 축파스너(419)로 상기 분할 된 슬리브를 관통한 상기 원통회전축(409)을 고정하여 경첩식(기둥-거더)연결수단(340)을 형성하고, 상기 플러그(403)는 상기 원통회전축(409)이 상기 기둥에 꽉 끼도록 상기 축파스너(419)에 고정된다.

상기 스토퍼(404)는 기둥을 조임으로서 고정되며, 그 위에 얹히는 상기 하부슬리브(405)와 견고하게 밀착하여 고정되고, 상기 하부슬리브(405)와 일체화 된 상기 원통회전축(409)에 상기 중부슬리브(410)와 상부슬리브(408)를 삽입하여 축파스너(Axis fastener; 419)로 슬리브(342) 몸체가 일체화되도록 조립된다.

이에 따라 상기 경첩식(기둥-거더)연결수단(342)은 상기 스토퍼(404)와 플러그(403)로 기둥에 고착되고, 경첩기능을 갖는 상기 (기둥-거더)연결수단(340)에 따라 상기 두 거더(502, 504)가 이루는 실제 각이 설계와 다르더라도 시공이 용이해지는 효과를 기대할 수 있다.

도 36은 본 발명의 다른 한 실시예로서 경첩식(기둥-거더)연결수단을 보여주는 것으로, 거더의 길이 방향의 중심선이 기둥의 중심에서 벗어난 편심형 (기둥-거더)연결수단에 관한 것이다.

상기 편심형 경첩식(기둥-거더)연결수단(340)은 기둥의 상단부위에 고착되는 슬리브(342)를 넷으로 분할하여 경첩과 같이 기능하도록 된 것이다. 상기 넷으로 분할된 슬리브는 하부슬리브(405), 하중슬리브(406), 중상슬리브(407)와 상부슬리브(408)로 형성되며, 상기 하부슬리브(405)에는 한 방향의 하부브라켓(345)을 포함하고, 상기 하중슬리브(406)에는 다른 한 방향의 하부브라켓(345)을 포함하며, 상기 중상슬리브(407)에는 상기 한 방향의 상부브라켓(344)을 포함하고, 상기 상부슬리브(408)에는 상기 다른 한 방향의 상부브라켓(344)을 포함하며, 상기 두 방향의 상부브라켓(344)과 하부브라켓(345)은 각각 같은 높이의 고정수단을 포함하도록 형성되고, 이에 따라 상기 고정수단에 두 방향의 거더(502, 504)가 같은 높이로 연결된다.

상기 하부슬리브(405)는 내측에 원통회전축(409)을 삽입하여 고정하며, 상기 원통회전축(409)에 나머지 분할된 슬리브(406, 407, 408)가 삽입된다.

두 거더(502, 504)의 마감재인 두 상현재(520, 530)의 끝을 잇는 마구리바구멍(583)은 각각 슬리브(342)로부터 돌출된 브라켓 형태의 상부팔(Upper arm; 344)에 끼우고, 한 하현재(550) 끝에 형성된 마구리핀구멍(584)은 각각 슬리브(342)로부터 돌출된 브라켓 형태의 하부팔(Lower arm; 345)에 끼워 고착된다.

한 거더(502)의 마구리핀구멍(584)을 고정하는 상기 하부팔(345)이 돌출된 하부슬리브(405)와 원통회전축(Rotating axis; 409)을 일체화하고, 다른 거더(504)의 마구리핀구멍(584)을 고정하는 다른 하부팔(345)이 돌출된 중상슬리브(407)를 상기 회전축(409)에 삽입하며, 두 거더(502, 504) 각각의 두 마구리바구멍(583)을 삽입하여 고정하는 각각의 상부팔(344)이 돌출된 두 상부슬리브(408)를 상기 원통회전축(409)에 삽입하여 슬리브(342) 하단에는 스토퍼(Stopper; 404)를 두어 기둥에 고정하고 슬리브(342) 상단에는 축파스너(Axis fastener; 419)를 두어 원통회전축(409)을 고정하며 최상단에 플러그(Plug; 403)를 두어 슬리브(342) 전체가 기둥에 고착된다. 상기 플러그(403)와 축파스너(419), 그리고 상기 스토퍼(404)와 하부슬리브(405)는 상호 고정될 수 있다.

기둥의 상단부위에 스토퍼(404)로 높이를 조정하여 고정하고, 상기 슬리브(342)를 그 위에 두어 두 거더(502, 504)의 마감재(583, 584)를 상응하는 상부팔(344)과 하부팔(345)에 삽입하여 고정하고 축파스너(419)와 플러그(403)로 마무리 할 경우, 상기 두 거더가 이루는 실제 각이 설계와 다르더라도 (기둥-거더)연결수단의 기능을 다하게 된다.

도 37은 본 발명의 한 실시예로서 (길이-장력)조절수단이 적용된 거더를 일부 분해하여 보여주는 것이다.

상기 거더(500)는 상현재와 하현재의 양단 중 한 부위에 길이와 장력을 조절할 수 있는 (길이-장력)조절수단(Chord tension control means; 560)을 더 포함하며, 상기 (길이-장력)조절수단(Chord tension control means)은 클램프 수단을 포함하고, 상기 클램프 수단의 인출 조임 기능으로 상기 거더의 길이와 장력이 조절된다.

상기 거더(500)의 현재(520, 530, 550)를 현재종부(Chord end part; 501)와 나머지 현재주부(Chord major part; 509) 나누어 이들 사이를 상기 (길이-장력)조절수단의 하나인 죔쇠(560)로 연결하는 것을 보여주는 상기 (길이-장력)조절수단의 한 예로 상기 현재종부(501)가 나머지 현재주부(509)에 일정한 길이로 삽입되고, 상기 현재주부(509) 끝에 형성된 현재홈(Chord groove; 567) 부위에 끼워진 죔쇠(Clamp; 560)로 조여져 상기거더(500)의 길이가 조절된다.

상기 죔쇠(560)는 원통형의 죔쇠몸체부(565)의 한 측에 형성된 한 쌍의 죔쇠조임부(564)가 볼트(563)로 관통되어 너트(566)로 조여짐으로써 현재홈(567)이 내측으로 수축되어 현재주부(509)와 현재종부(501)가 꽉 끼어 고정된다.

상기 (길이-장력)조절수단을 상기 거더의 한 측에 둠으로써 ‘다용도태양광시스템’의 시공과정에서 발생되는 착오를 수정하는 효과를 기대할 수 있다. 즉, 시공과정에서 고도의 정밀도를 완화함으로써 건설이 용이해지고 비용을 절감하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 대지의 침하나 움직임으로 인한 변동도 어느 정도 흡수할 수 있게 된다.

도 38은 본 발명의 한 실시예로서 미리 위로 원호 형태로 휜 거더의 기하학적(Geometric) 형상을 보여주는 것이다.

긴 거더(500)은 자중에 의하여 자연발생적 처짐에 의한 아래로 오목변형(Convex transform)이 생기다. 이와 같은 상기 오목변형의 문제는 상기 거더를 위로 볼록변형(Concave transform)의 원호 형상으로 설계하여 제작함으로써 어느 정도 해결될 수 있다.

상기 거더(500)의 횡중심선이 원호를 형성하고, 상기 거더(500)의 마감재(End member) 양단을 잇는 각을 원호의 각(

: The central angle of the arc in degrees, 이하 ‘원호각’이라 함)이라 하면 아크길이(

: Arc length)는 곡률반경(

)에 원호각(

)을 곱한 값

(여기서

의 단위 도)으로 표시되며, 원호각의 단위를 라디안(Radian)으로 할 경우

(여기서

의 단위 라디안)이 되며, 상기 마감재 양단 간 수평선길이(

: Horizontal length)는

(여기서

의 단위 라디안)이 된다. 상기 원호각은 10도 이하의 범위에서 그 효과를 예상할 수 있고, 설계단계에서 거더의 구성품의 형상이나 재질에 따라 시행오차(Try and error) 방법으로 특정 원호각의 값을 정할 수 있다.

도 39는 본 발명의 한 실시예로서 구성 자재의 단면형상을 달리한 트러스거더(Truss girder) 또는 래티스거더(Lattice girder)를 일부 보여주는 것이다.

상기 거더(500)의 하현재(550)은 T형바(T type bar)로 하고 그 양끝은 마감재로 마구리핀구멍(584)을 형성하고, 두 상현재(520, 530)는 L형바(L type bar)로 하여 그 사이를 각형의 상부가로대(523)으로 사다리형태로 배열하고 그 양끝을 연결하는 마감재로 마구리바(582)를 형성하며, 상기 하현재(550)와 상기 두 상현재(520, 530)를 경사진 사재(552)로 용접, 리벳팅과 볼트너트 체결을 포함하는 연결수단으로 고정하여 상기 트러스거더 또는 래티스거더를 형성한다. 상기 두 상현재(520, 530)에 PV받침판을 고정하고 그 위에 태양광발전패널(770)을 적정각으로 설치하게 된다.

상기 거더 또는 PV랙의 현재, 복재, 가로대, 사재, 마감재 및 마구리사재를 포함하여 각 구조물은 특정한 단면 형태(ㄱ, ㄷ, C, I, H, L, T)의 형강, 평강, 각관, 원형관 또는 기타 혼합된 자재를 선택적으로 포함하고, 상기 현재 사이는 일정 간격으로 다수의 복재로 연결되어 래티스거더(Lattice girder) 또는 트러스거더(Truss girder)를 형성한다.

상기 자재의 재질은 보통강, 특수강, 비철, 합금, 플라스틱, 목재 또는 기타 혼합된 재질을 선택적으로 포함한다.

도 40은 본 발명의 한 실시예로서 (A)는 허니콤거더(Honeycomb girder)를, (B)는 박스거더(Box girder)를 일부 보여주는 것이다.

상기 거더(500)의 하현재(550)와 두 상현재(520, 530)를 원형 파이프(Round pipe)로 하고, 마감재로 두 상현재(520, 530) 양단을 잇는 마구리바(582)와 하현재(550) 끝에 마구리핀구멍(584)이 형성되고, 상기 현재(520, 530, 550) 양끝 부위에 V형으로 마구리사재(588)을 선택적으로 부가한다.

도 40의 (A)에서 상기 현재(520, 530, 550)의 외곽 면을 다수의 다양한 육각형의 구멍(521)을 낸 판재로 상부판(Top plate; 522)과 양 측부판(Side plate; 524)을 부착하여 상기 허니콤거더를 형성한다. 상기 두 상현재(520, 530)를 덮는 상부판(Top plate; 522)에 PV받침판(790)을 고정하고 그 위에 태양광발전패널(770)을 적정각으로 설치한다.

도 40의 (B)에서 상기 현재(520, 530, 550)의 외곽 면을 일반판재로 된 상부판(Top plate; 522)과 양 측부판(Side plate; 524)을 부착하여 상기 박스거더를 형성하고, 상기 두 상현재(520, 530)를 덮는 상부판(522) 위에 태양광발전패널을 설치하기 위한 PV받침판(790)을 고정한다.

상기 현재(520, 530, 550) 사이를 허니콤이 있거나 없는 판재를 붙여서 허니콤거더(Honeycomb girder) 또는 박스거더(Box girder)를 형성하게 된다. 상기 허니콤거더와 박스거더의 상현재를 덮는 상부판(522)에 PV받침판(790)을 덧대지 않고 PV지지체를 직접 고정할 수 있다. 상기 허니콤거더와 박스거더는 상기 트러스거더나 래티스거더에 비하여 풍하중은 크게 작용할 수 있으나, 제작 공정이 단순하여 상대적으로 비용효과의 이점이 있다.

정리하자면, 본 발명에 따라, 하부의 토지 공간을 영농병행 등의 다양한 용도로 활용하고 이를 위한 구조물의 상부에 태양광발전패널을 설치하는 태양광발전시스템에 있어서, 토지에 정착되는 최소한 두 기둥(Column), 상기 두 기둥의 상부에 고정되는 긴(Long) 거더(Girder) 또는 보(Beam)를 포함하고, 상기 기둥은 임의 간격으로 수직방향으로 토지에 정착되고, 상기 기둥은 상단부위(Top part)에 상기 거더를 연결하기 위한 (기둥-거더)연결수단(Column-girder connection means)을 포함하거나, 상기 보는 상기 상단부위에 용착연결을 포함한 연결수단으로 고정된다.

상기 거더는 최소한 한 쌍의 상현재(Upper chord), 하나 이상의 하현재(Lower chord), 다수의 복재(Web member)와 양단의 마감재(End member)를 포함하고, 상기 거더 또는 보는 그 위에 선택적으로 PV지지체(PV support body) 또는 PV랙(PV rack)을 포함한다.

상기 PV지지체는 PV받침판(PV pedestal plate), 경사지지재(Inclined support member)와 태양광발전패널(Solar PV panel)을 포함하고, 상기 태양광발전패널은 동서방향으로 놓이고 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)의 미리 정해진 경사각을 가지며, 상기 PV랙은 상기 거더와 같은 형식으로 하나의 상현재(Upper chord), 한 쌍의 하현재(Bottom chord), 다수의 복재(Web member), 양단의 마감재(End member)와 태양광발전패널을 포함하고, 상기 PV랙은 상기 거더 또는 보 위에 얹혀 동서방향으로 놓여 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)으로 고정되어 미리 정해진 경사각을 가진다.

상기 거더는 상기 (기둥-거더)연결수단에 상기 마감재가 연결되어 고정됨에 따라 다용도태양광시스템을 완성한다.

본 발명에 따른 하기 단계들을 포함하여 이루어지는 공정에 따라 건설되는 영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템(이하 ‘다용도태양광시스템’라 함)의 건설방법은 다음과 같다.

1단계로서 본 발명에 따른 다용도태양광시스템의 건설을 위한 현장준비단계는 다음과 같다.

(1) 영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템(이하 ‘다용도태양광시스템’라 함)을 설치할 상기 기둥을 정착하기 위하여 준비하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 현장준비단계:

(a) 상기 기둥을 정착할 후보 지점에 대한 지반조사를 수행하고,

(b) 상기 지반조사를 통한 상기 기둥의 정착수단을 결정하며,

(c) 상기 기둥의 상단부위가 일정 높이가 되어 태양광발전패널이 적정한 향의 경사각이 되는 조건을 충족하도록 GPS(Global Positioning System)을 활용하는 설계공정에서 하기 단계를 더 포함하는 계획단계;

1) 태양광발전패널은 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)의 경사각을 가지며, 상기 경사각은 소재지의 위도에서 지구의 자전축 기울기(Obliquity )를 뺀 값에서 더한 값까지의 범위 이내로 하거나, 연간 또는 특정 기간 동안 최대 전력생산이 되는 경사각 값으로 미리 결정되고,

2) 상기 태양광발전패널의 상기 정남향(또는 정북향)으로의 간격은 전후의 태양광발전패널이 미치는 그늘 현상을 고려하여 다용도태양광시스템의 레이아웃을 확정하는 단계;

본 발명에 따른 다용도태양광시스템의 건설은 규격화된 입지는 물론 자연상태의 토지에도 적용되고, 전력생산량은 태양광발전패널의 방향각과 경사각에 따라 크게 좌우되므로 설치위치에 대한 GPS 정보에 따른 상세설계는 불가피하다.

상기 상세설계는 자연상태의 토지에 적용되는 상기 기둥과 거더의 연결을 위한 상기 (기둥-거더)연결수단의 제작에도 적용되며, 특히 두 거더의 연결을 위한 상부브라켓과 하부브라켓의 돌출방향을 고정하여야 하기 때문이다.

연중 최대의 전력을 생산하기 위해서는 상기 태양광발전패널은 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)의 경사각을 가지며, 상기 경사각은 태양광발전시스템 소재지의 위도에서 지구의 자전축 기울기(Obliquity

)를 뺀 값에서 더한 값까지의 범위로 결정될 수 있다. 상기 경사각을 상기 소재지의 위도보다 크게 할 경우는 동절기에, 그리고 작게 할 경우는 하절기에 태양광발전량의 효과를 크게 하기 위함이다.

상기 태양광발전량의 효과를 극대화를 위해서는 에너지의 수요(판매)와 연동하여 연중 또는 특정 기간 동안 최대 태양광발전량이 되는 경사각의 값을 시뮬레이션을 통하여 결정하면 된다.

2단계로서 본 발명에 따른 상기 다용도태양광시스템의 구성품과 관련 부품을 공장에서 제작하는 공장제작단계는 하기와 같다.

(2) 상기 거더, PV지지체, PV랙 등 상기 다용도태양광시스템의 구성요소를 공장에서 제작하는 공정에서 하기 단계를 더 포함하는 공장제작단계:

(a) 상기 거더 또는 PV랙은 도로교통법에서 정한 운송제한과, 공장에서 현장까지의 운송여건을 조사하여 이에 따라 모듈제작 여부를 결정하고,

(b) 현장에서 조립되거나 결속되는 수단을 포함하여 상기 구성요소를 제작하며,

(c) 상기 (기둥-거더)연결수단이 경첩식일 경우 가조립하며,

(d) 상기 거더에 PV받침판을 부착하는 단계;

상기 공장에서 현장까지의 운송여건조사에는 도로상황 조사과정과 운송 시뮬레이션 시행과정이 포함된다.

상기 다용도태양광시스템의 구성요소는 화물차 적재함의 규격과 법령(도로법 시행령 제79조, 2019. 3. 19)에 따른 차량의 운행제한을 고려하여 그 폭과 길이가 결정 된다.

상기 화물차 적재함의 규격은 화물차 중 가장 큰 차종인 트레일러의 경우 가로(폭) 240cm, 세로(길이) 1,200cm, 적재높이 250cm이므로, 실제 설치하고자 하는 거더나 PV랙의 길이가 길 경우 모듈로 제작하여 현장에서 조립하면 된다. 상기 모듈의 가로(폭)는 240cm 이내로 하고, 모듈의 길이는 트레일러의 세로(길이) 1,200cm 이내로 하며, 세로폭은 트레일러의 적재높이 250cm 이내로 한다. 물론, 상기 운송여건조사에서 운송제한의 예외를 적용 받는다면 이에 따라 다용도태양광시스템의 구성요소를 제작하면 된다.

3단계로서 본 발명에 따라 상기 2단계에서 공장에서 제작된 상기 다용도태양광시스템의 구성품과 관련 부품을 현장까지 이송하는 현장이송단계는 하기와 같다.

(3) 상기 공장제작단계에서 제작된 다용도태양광시스템의 상기 구성요소를 현장으로 이송하는 현장이송단계;

상기 현장이송단계에서, 필요한 경우 운송신고 및 허가과정을 거쳐, 공장에서 상기 다용도태양광시스템의 구성요소를 상차하고 상기 태양에너지건축물 건설현장까지 이송된다.

4단계로서, 본 발명에 따라 상기 기둥을 토지에 정착하고, 모듈로 되거나 지상에서 조립되어야하는 상기 다용도태양광시스템의 구성요소의 현장조립단계는 하기와 같다.

(4) 상기 현장이송단계에서 이송된 상기 다용도태양광시스템의 구성요소를 정착하여 조립하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 현장조립단계:

(a) 고소하중작업과 토지굴착작업에서 요구되는 시공수단을 적용하여,

(b) 상기 현장준비단계에서 결정된 토지의 설계위치에 상기 토지굴착시공수단으로 상기 기둥을 정착하고,

(c) 상기 경첩식(기둥-거더)연결수단은 조립되어,

(d) 상기 기둥의 상단부위에 상기 (기둥-거더)연결수단을 고착하며,

(e) 상기 구성요소가 복수의 모듈을 포함할 경우, 상기 모듈을 연결수단으로 연결하여 상기 구성요소를 일체화하며;

(f) 상기 PV지지체와 상기 PV랙이 포함하는 태양광발전패널을 설치하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 태양광발전패널설치단계:

1) 상기 PV받침판에 경사지지재를 고정하고 상기 경사지지재에 태양광발전패널을 설치하거나,

2) 상기 PV랙의 태양을 향할 경사면(북반구 지역에서는 남향이고 남반구 지역에서는 북향으로, 이하 ‘향일경사면’이라 함)에 태양광발전패널을 설치하는 단계,

(g) 상기 거더나 보를 상기 기둥의 (기둥-거더)연결수단에 고정하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 거더설치단계:

1) 상기 거더나 보를 연결할 두 기둥 사이의 간격과 장력을 조절할 윈치수단(Winch means)을 설치하고,

2) 상기 고소하중시공수단으로 상기 거더나 보의 한 측을 한 기둥의 상단부위에 위치하는 (기둥-거더)연결수단에 고정하고 상기 윈치수단으로 상기 두 기둥 사이의 간격과 장력을 조절하면서 다른 측을 다른 기둥의 상단부위에 위치하는 (기둥-거더)연결수단에 고정하는 단계,

(h) 상기 PV지지체를 포함하지 않는 단순 거더나 보위에 상기 PV랙을 설치하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 PV랙설치단계:

1) 상기 PV랙은 상기 고소하중시공수단으로 상기 단순 거더나 보의 위로 올려 향일경사면이 북반구 지역에서는 남향으로 또는 남반구 지역에서는 북향으로 위치하여 일정 간격으로 배치하고,

2) 상기 PV랙의 양 하현재를 상기 단순 거더나 보에 고착수단으로 안착하는 단계;

상기 기둥은 토지굴착시공수단으로 설계지점의 토지에 정착되고, 상기 공장제작단계에서 가조립된 경첩식(기둥-거더)연결수단은 상기 설계지점에 부합되도록 결합된다.

상기 거더 또는 PV랙이 복수의 모듈로 공장에서 제작되어 운송되었을 경우 현장에서 (거더-거더)이음연결수단을 고정하여 일체화 작업을 하고, 가조립된 경첩식(기둥-거더)연결수단은

상기 거더 위에 태양광발전패널을 부착하여 PV지지체를 지상에서 완성하고, 상기 거더를 상기 기둥의 (기둥-거더)연결수단 또는 다른 거더의 (거더-거더)연결수단에 고정한다. 상기 (기둥-거더)연결수단과 (거더-거더)연결수단에 거더를 연결할 경우 시공의 부정확성으로 발생하는 간극의 문제는 윈치수단을 적용하여 해결한다.

상기 향일경사면에 태양광발전패널을 지상에서 부착하여 PV랙을 완성하고, 상기 PV랙을 상기 기둥이나 다른 거더 또는 보위에 얹혀 고착한다.

상기 현장조립단계에서 지상에서의 조립 후 고소시공과정에는 상기 고소하중시공수단인 현장용 크레인(Crane)이 활용되며 최소한의 작업이 되도록 한다.

5단계로서, 본 발명에 따라 구조적 안정성을 도모하고, 발전전력의 거래를 위한 전기설비의 설치를 포함하여 다용도태양광시스템을 완성하는 단계는 하기와 같다.

(5) 상기 현장조립단계의 공정에서 하기 단계를 더 포함하는 다용도태양광시스템의 완성단계:

(a) 상기 (거더-거더)교차연결수단을 포함하는 거더에 다른 거더를 상기 윈치수단으로 간격과 장력을 조절하여 설치하고,

(b) 상기 대각선인장재의 연결을 시공할 경우 상기 윈치수단의 도움과 자체 대각선-장력조절수단으로 간격과 장력을 조절하여 설치하며,

(c) 전기사업법 등 관련 법규에 따른 전력거래에서 요구하는 전력선을 연결하고 소요 전기설비를 설치하며,

(d) 현장 작업에서 사용된 상기 시공수단을 현장에서 철수하고 상기 다용도태양광시스템 현장을 정리하고 시공을 완료하는 단계.

상기 다용도태양광시스템의 건설방법은 본 발명에 따른 관련 구성품을 공장에서 제작하여 현장까지 운송한 다음, 현장에서 조립하여 건설이 가능해지도록 한다.

현장에서의 시공은 단순 조립과정이므로 결과적으로 고도의 건설 숙련공이 요구되지 않아 건축비용의 저감은 물론, 견고한 고품질 태양에너지건축물이 제공될 수 있다.

상기 바람직한 다양한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였지만, 발명의 요지와 기술사상 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하고, 이러한 수정 및 변형은 제안된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

본 발명의 기술적 사상이 적용되는 산업은 한국표준산업분류 체계(제10차, 통계분류포털, https://kssc.kostat.go.kr:8443/, 2020)에 의하면 대분류 코드 D의 전기, 가스, 증기 및 공기 조절 공급업(35)>전기업(351)>발전업(3511)>태양력발전업(35114)이다. 상기 태양력발전업(Solar and sunlight power generation)은 태양 빛 또는 광을 에너지원으로 하여 전기를 직접 생산하는 산업활동을 의미하는 것으로 정의된다. 색인어로 ‘태양광발전’, ‘태양력발전’, ‘태양열발전’이 적용된다. 또한 태양광발전에 의한 전력생산은 결국 국가전력망을 통하여 유통이 되므로, 상기 전기, 가스, 증기 및 공기 조절 공급업(35)>전기업(351)>전기판매업(3513)>전기판매업(35130)에도 적용된다. 상기 전기판매업(Trade of electricity)은 가정, 산업 및 상업 이용자에게 전기를 공급 및 판매하거나 전기 판매를 중개하는 산업활동으로 정의된다.

100: 토지
110: 가로둑; 120: 세로둑; 130: 경계둑
140: 자동차도로; 142: 도로경계
150: 횡단보도; 152: 교통신호등
300: 기둥(Column)
302: 원통형전주; 304: 곡형전주; 306: 원통형기둥; 308: 트러스형기둥
320: 기둥캡(cap)
340: (기둥-거더)연결수단(Column-girder connection means)
342: 상단부위(Top part)/슬리브(Sleeve)
343: 기둥플랜지(Column Flange); 344: 상부브라켓(Upper bracket)/상부팔(Upper arm)
401: 중부브라켓(Central bracket); 345: 하부브라켓(Lower bracket)/하부팔(Lower arm)
346: U형받침(U type support)
347: 기둥힌지(Column hinge)/암톨쩌귀(the female joint of a hinge, a gudgeon)
348: 핀구멍(Pin hole); 349: 핀(Pin)
402: 용접수단(Welding)/용착연결(Welding connection)
403: 플러그(Plug); 404: 스토퍼(Stopper)
405; 하부슬리브; 406: 하중슬리브; 407: 중상슬리브; 408: 상부슬리브; 410: 중부슬리브
409: 회전축(Rotating axis); 419: 축파스너(Axis fastener)
360: (기둥-거더)교차연결수단(Column-girder cross connection means)
362: 슬리브(Sleeve); 364: 상부브라켓(Upper bracket); 365: 하부브라켓(Lower bracket)
366: U형받침(U type support); 367: 기둥힌지(Column hinge); 369: 핀(Pin)
500: 거더(Girder)/보(Beam)
502; 504; 506: 장(Long)거더/중(Medium)거더/단(Short)거더
503: 원통보(Cylindrical beam); 505: 트러스보(Truss beam); 508: 부가거더(Additional girder)
501: 현재종부(Chord end part); 509: 현재주부(Chord major part)
510; 거더의 횡단면; 513: 삼각형; 514: 사각형; 515: 오각형
520; 530: 상현재(Upper chord)/Upper secondary chord
540; 560: 중현재(Middle chord)
550: 하현재(Lower chord); (Lower secondary chord)
521: 허니콤구멍(Honeycomb hole)
522: 상부판(Top plate); 524: 측부판(Side plate)
523: 상부가로대(Top lateral strut); 526: 하부가로대(Bottom lateral strut)
552: 사재(Diagonal member)
560: 현재-길이조절수단(Chord tension control means)/죔쇠(Clamp)
563: 볼트(Bolt); 566: 너트(Nut)
564: 죔쇠조임부(Clamp fastener); 565: 죔쇠몸체부(Clamp body); 567: 현재홈(Chord groove)
570: 중간재(Medium member)
571: 거더힌지(Girder hinge);
574: 중간핀구멍(Medium pin hole); 575: 중간힌지(Medium hinge)
580: 마감재(End member)
581: 거더플랜지(Girder flange); 586: 플랜지볼트
582: 마구리바(End Bar); 583: 마구리바구멍(End Bar hole)
584: 마구리핀구멍(End pin hole)
585: 거더힌지(Girder hinge)/수톨쩌귀(the pintle of a hinge)
587: 마구리가새(End brace); 588: 보강마감재(Reinforced end member)
590: 부가설비
591: 전력선/통신선; 593: 관수/농약살포 설비; 595: 가로등; 599: 가로수
600: 사각형구조(Rectangular structure)
610: (거더-거더)교차연결수단(Girder-girder cross connection means)
611: 거더힌지(Girder hinge)/암톨쩌귀; 612: 상현보강재(Upper chord hardening member)
613: 거더플랜지(Girder flange);
614: 상부브라켓(Upper bracket); 615: 하부브라켓(Lower bracket)
616: U형받침(U type support); 617: 하현보강재(Lower chord hardening member)
618: 핀구멍(Pin hole); 619: 힌지핀(Hinge pin)
620: 용착연결(Welding connection)/용접(Welding); 625: 클램프(Clamp)
630: 노드(Node)
650: 대각선-인장재(Diagonal tension member)
655: 대각선-장력조절수단(Diagonal tension control means)
700: PV지지체(PV support body)
730: 경사지지재(Inclined support member)/730: 경사재(Inclined member)
732: 받침부위(Pedestal member); 734: 경사부위(Inclined member)
750: 가로도리(Lengthwise Purlin)
770: 태양광발전패널(Solar PV panel A)
790: PV받침판(PV Pedestal plate)
800: PV랙(PV rack)
810; 거더의 횡단면; 813: 삼각형
820: 상현재(Upper chord); 840, 860: 하현재(Bottom chord)
842: 사재(Diagonal member); 846: 하부가로대(Bottom lateral strut)
850: 가로도리(Lengthwise Purlin)
870: 태양광발전패널(Solar PV panel B)
880: 마감재(End member)

Claims

하부의 토지 공간을 영농병행 등의 다양한 용도로 활용하고 이를 위한 구조물의 상부에 태양광발전패널을 설치하는 태양광발전시스템에 있어서,
토지에 정착되는 최소한 두 기둥(Column), 상기 두 기둥의 상부에 고정되는 긴(Long) 거더(Girder) 또는 보(Beam)를 포함하고,
상기 기둥은 임의 간격으로 수직방향으로 토지에 정착되고,
상기 기둥은 상단부위(Top part)에 상기 거더를 연결하기 위한 (기둥-거더)연결수단(Column-girder connection means)을 포함하거나, 상기 보는 상기 상단부위에 용착연결(Welding connection)을 포함한 연결수단으로 고정되며;
상기 거더는 최소한 한 쌍의 상현재(Upper chord), 하나 이상의 하현재(Lower chord), 다수의 복재(Web member)와 양단의 마감재(End member)를 포함하고,
상기 두 상현재는 평행되게 수평방향으로 상부에 위치하며,
상기 하현재는 상기 상현재와 평행되게 하부 중앙에 두고,
이에 따라 상기 거더의 횡단면은 역삼각형이 되고,
상기 상현재 사이는 복재로서 상부가로대(Top lateral strut)를 일정 간격의 사다리꼴로 배열하여 고정하며,
상기 상현재와 하현재 사이는 일정 간격으로 다수의 복재로 연결되고,
상기 복재는 경사진 사재(Diagonal member)를 포함하고,
이에 따라 상기 거더는 래티스구조(Lattice structure)를 이루며;
상기 거더 또는 보는 그 위에 선택적으로 PV지지체(PV support body) 또는 PV랙(PV rack)을 포함하며,
상기 PV지지체는 PV받침판(PV Pedestal plate), 하나 이상의 경사지지재(Inclined support member)와 태양광발전패널(Solar PV panel)을 포함하고,
상기 PV받침판은 상기 거더 두 상현재에 위에 고정되고,
상기 경사지지재는 예각을 이루는
형(이탤릭 L자 형태)의 받침부위와 경사부위를 포함하여,
상기 받침부위는 상기 PV받침판 위에 미리 정해진 방향으로 고착되고,
상기 경사부위는 미리 정해진 경사각을 가지며, 이 위에 상기 태양광발전패널이 부착되어 설치되며,
이에 따라 결과적으로 상기 태양광발전패널은 동서방향으로 놓이고 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)의 미리 정해진 경사각을 가지며,
상기 PV랙은 상기 거더와 같은 형식으로 하나의 상현재(Upper chord), 한 쌍의 하현재(Bottom chord), 다수의 복재(Web member), 양단의 마감재(End member)와 태양광발전패널(Solar PV panel)을 포함하고,
상기 두 하현재는 평행되게 수평방향으로 하부에 위치하며,
상기 상현재는 상기 하현재와 평행되게 상부 한 측에 두고,
이에 따라 상기 PV랙의 횡단면은 일반삼각형의 형상이 되고,
상기 일반삼각형의 한 변을 포함하여 태양을 향하는 경사면(이하 ‘향일경사면‘이라 함)은 예각의 미리 정해진 경사각을 가지며,
상기 하현재 사이는 복재로서 하부가로대(Bottom lateral strut)를 일정 간격의 사다리꼴로 배열하여 고정하며,
상기 하현재와 상현재 사이는 일정 간격으로 다수의 복재로 연결되고,
상기 복재는 경사진 사재(Diagonal member)를 포함하고,
이에 따라 상기 PV랙은 래티스구조(Lattice structure)를 이루며,
상기 한 하현재와 상현재를 포함하는 상기 경사면에는 상기 태양광발전패널이 부착되고,
상기 PV랙은, 결과적으로, 상기 거더 또는 보 위에 얹혀 동서방향으로 놓여 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)으로 고정되어 미리 정해진 경사각을 가지며;
상기 거더는 상기 (기둥-거더)연결수단에 상기 마감재(End member)가 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 ‘영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템’.
청구항 1에 있어서, 상기 기둥은 트러스형, 각주형, 원통형 기둥 또는 (한국전력공사 등의)상용규격품인 직선형 및 곡선형 콘크리트 또는 강관 전봇대를 포함하고;
상기 거더는 양 마감재 사이에 중간재(Medium member)를 포함하고,
상기 중간재는 상기 기둥을 교차하여 연결되는 고정수단을 포함하며,
상기 PV지지체는 하나 이상의 가로도리(Lengthwise purlin)를 선택적으로 더 포함하며,
상기 가로도리는 상기 경사지지재의 경사부위에 평행되게 부착되고, 그 위에 태양광발전패널이 설치되며;
상기 기둥의 상단부위(Top part)에 위치하는 상기 (기둥-거더)연결수단은 상기 상단부위 자체 또는 슬리브(Sleeve)와 하나 이상의 상부브라켓(Upper bracket)과 하부브라켓(Lower bracket), 그리고 고정수단(Fixing means)을 포함하고,
상기 슬리브는 상기 기둥의 상단부위에 고착되고,
상기 상부브라켓은 상기 슬리브의 상부에서, 그리고 상기 하부브라켓은 상기 슬리브의 하부에서 각각 기둥을 중심으로 바깥 수평방향으로 돌출 고정됨에 있어서,
상기 상부브라켓과 하부브라켓은 동일방향으로 돌출되어 상기 거더의 마감재와 연결되거나,
상기 상부브라켓과 하부브라켓이 기둥을 중심으로 양측 직각방향으로 돌출되어 (기둥-거더)교차연결수단(Column-girder cross connection means)을 형성하여 상기 거더의 중간재에 형성된 고정수단과 연결되며,
복수의 상기 상부브라켓과 하부브라켓에 있어서 상부브라켓은 상부브라켓과, 그리고 하부브라켓은 하부브라켓과 각각 같은 수평높이로 형성되고,
상기 고정수단은 상기 상부브라켓과 하부브라켓의 자체 또는 외측에 각각 형성되며,
상기 고정수단이 상기 마감재 정면방향으로 적용되어 상기 거더의 길이방향의 중심선이 기둥의 중심을 지나도록 원심형(기둥-거더)연결수단을 형성하거나,
상기 고정수단이 상기 마감재 측면방향으로 적용되어 상기 거더의 길이방향의 중심선이 기둥의 중심을 벗어나 지나도록 편심형(기둥-거더)연결수단을 형성하고,
상기 고정수단은 용착연결, 받침고정(Support fixation), 핀연결(Pin connection), 힌지연결(Hinge Connection), 플랜지연결(Flange Connection) 또는 혼합된 상기 수단을 선택적으로 포함하며,
상기 고정수단에 상기 거더의 한 끝에 위치하는 상기 마감재(End member)가 연결되고;
상기 거더의 마감재는 한 쌍의 상현재 양단을 잇는 마구리바구멍을 갖는 마구리바(End Bar), 하현재 끝에 마구리핀구멍(End pin hole), 또는 상·하현재 각각의 끝에 거더힌지(Girder hinge) 또는 거더플랜지(Girder flange)를 선택적으로 포함하고,
상기 마구리바는 상기 받침고정으로 고착되며 상기 마구리핀구멍은 상기 핀연결로 고정되거나,
상기 상부브라켓과 하부브라켓은 외팔형상(Arm type)을 포함하고,
상기 외팔형상의 상부브라켓은 상기 마구리바구멍을 관통하고 상기 외팔형상의 하부브라켓은 상기 마구리핀구멍에 삽입되어 고착되거나,
상기 상부브라켓과 하부브라켓의 힌지연결은 상기 거더힌지에, 그리고 플랜지연결은 상기 거더플랜지에 고정수단으로 고착되는 것을 특징으로 하는 ‘영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템’.
청구항 2에 있어서, 상기 (기둥-거더)연결수단을 형성함에 있어서 수직의 상기 슬리브는 셋 또는 넷으로 수평 분할되고, 스토퍼(Stopper), 축파스너(Axis fastener)와 플러그(Plug)를 포함하며,
상기 셋으로 분할된 슬리브는 상부슬리브, 중부슬리브와 하부슬리브로 형성되며,
상기 중부슬리브는 한 방향의 상부브라켓과 하부브라켓을 포함하고,
상기 하부슬리브와 상기 상부슬리브는 다른 한 방향의 하부브라켓과 상부브라켓을 각각 포함하며,
상기 두 방향의 상부브라켓과 하부브라켓에 있어서 상부브라켓은 상부브라켓과, 그리고 하부브라켓은 하부브라켓과 각각 같은 높이의 고정수단을 포함하도록 형성되고,
이에 따라 상기 고정수단에 두 방향의 거더가 같은 높이로 연결되며,
상기 넷으로 분할된 슬리브는 하부슬리브, 하중슬리브, 중상슬리브와 상부슬리브로 형성되고,
상기 하부슬리브에는 한 방향의 하부브라켓을 포함하며,
상기 하중슬리브에는 다른 한 방향의 하부브라켓을 포함하고,
상기 중상슬리브에는 상기 한 방향의 상부브라켓을 포함하며,
상기 상부슬리브에는 상기 다른 한 방향의 상부브라켓을 포함하고,
상기 두 방향의 상부브라켓과 하부브라켓에 있어서 상부브라켓은 상부브라켓과, 그리고 하부브라켓은 하부브라켓과 각각 같은 높이의 고정수단을 포함하도록 형성되며,
이에 따라 상기 고정수단에 두 방향의 거더가 같은 높이로 연결되고,
상기 하부슬리브 각각은 내측에 원통회전축을 삽입하여 고정하며,
상기 원통회전축에 나머지 분할된 슬리브가 삽입되고,
상기 스토퍼는 상기 기둥의 상단부위에 고정되어 그 위에 상기 하부슬리브가 안착되며,
상기 축파스너로 상기 분할 된 슬리브를 관통한 상기 원통회전축을 고정하여 경첩식(기둥-거더)연결수단을 형성하고,
상기 플러그는 상기 원통회전축이 상기 기둥에 꽉 끼도록 상기 축파스너에 고정되며,
이에 따라 상기 경첩식(기둥-거더)연결수단은 상기 스토퍼와 플러그로 기둥에 고착되고;
상기 거더는 중간 부위에 일정 간격으로 (거더-거더)교차연결수단(Girder-girder cross connection means)을 더 포함하고,
상기 (거더-거더)교차연결수단에 다른 거더의 한 끝을 직각으로 더 연결하여 노드(Node)를 형성하고,
이에 따라 상기 기둥을 포함하여 인접한 상기 노드로 단위 사각형구조(Rectangular structure)가 형성되며,
상기 (거더-거더)교차연결수단은 보강재(Hardening member)와 고정수단(Fixing means)을 포함하고,
상기 고정수단은 상기 보강재 자체 또는 상기 보강재에서 돌출되며,
상기 고정수단은 용착연결, 받침고정, 핀연결, 힌지연결, 플랜지연결, 클램프연결(Clamp connection) 또는 혼합된 상기 수단을 선택적으로 포함하며,
상기 받침고정은 U형받침(U type Support)을 포함하고
상기 핀연결은 힌지와 핀구멍(Pin hole)을 포함하며,
상기 힌지연결은 암톨쩌귀 또는 수톨쩌귀 형태를 포함하고,
상기 플랜지연결은 원형플랜지의 상·하단을 절단한 형상을 포함하며,
상기 클램프연결은 밴드형을 포함하고,
상기 상현재의 보강재(이하 ‘상현보강재’라 함)는 반원형 실린더 형태로 상기 사각형구조의 내측을 구성하는 상현재에 부착 고정되고,
상기 하현재의 보강재(이하 ‘하현보강재’라 함)는 J형 또는 U형의 판재형태로 상기 하현재에 부착 고정되며,
상기 U형받침은 상기 상현보강재에 수평으로 돌출 부착되어 형성되고,
상기 핀구멍은 상기 하현보강재에 암톨쩌귀 또는 수톨쩌귀 형태로 부착되어 형성되며,
상기 고정수단에 상기 거더의 한 끝에 위치하는 상기 마감재가 연결되어 고정되고,
상기 (거더-거더)교차연결수단에 다른 거더를 더 연결하여 노드(Node)를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 ‘영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템’.
청구항 3에 있어서, 상기 거더를 구성하는 상현재(Upper chord)와 하현재(Lower chord)는 각각 위로 볼록한 원호의 형태를 포함하고,
상기 마감재(End member) 양단을 잇는 상기 원호의 각(
: The central angle of the arc in degrees, 이하 ‘원호각’이라 함)는 10도 이내이고, 이에 따른 아크길이(
: Arc length)는 곡률반경(
)에 원호각(
)을 곱한 값
(여기서
의 단위 도)으로 표시되며, 원호각의 단위를 라디안(Radian)으로 할 경우
(여기서
의 단위 라디안)이 되며, 상기 마감재 양단 간 수평선길이(
: Horizontal length)는
(여기서
의 단위 라디안)이 되고,
상기 상현재 사이는 복재로서 상부가로대(Top lateral strut)를 일정 간격의 사다리꼴로 배열하여 고정하며,
상기 상현재와 하현재 사이는 일정 간격으로 다수의 복재로 연결되고,
상기 복재는 사재(Diagonal member)를 포함하고, 이에 따라 상기 거더는 래티스구조(Lattice structure)를 이루거나,
상기 상현재와 하현재 사이를 허니콤 판재를 붙여서 고정하고, 이에 따라 상기 거더는 허니콤구조(Honeycomb structure)를 이루며,
상기 거더는 상기 마감재와 상기 (기둥-거더)연결수단이 연결되어 고정되는 것을 특징으로 하는 ‘영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템’.
청구항 4에 있어서, 상기 거더의 마감재는 마구리사재(Reinforced end member)와 마구리가새(End brace member)를 더 포함하고,
상기 마구리사재는 상기 하현재와 상현재의 끝을 연결하여 고정하고,
상기 마구리가새는 상기 하현재 끝으로부터 하향으로 길게 형성되어, 그 하단이 상기 (기둥-거더)연결수단의 하단에 형성된 하부브라켓의 연결수단에 고정되며;
상기 거더 또는 PV랙은 다른 거더 또는 보(Beam) 위에 얹혀 임의의 교차각으로 계층화 된 프레임(Layered framing)의 형식으로 상호 용착연결, 관통하는 볼트와 너트(Bolt & nut), 밴드 클램프(Band clamp)를 포함하는 체결수단으로 고정되며;
상기 거더는 하현재 하나를 더 포함하여 한 쌍의 하현재를 형성하고,
상기 한 쌍의 하현재를 한 쌍의 상현재와 평행되게 하부에 두어,
이에 따라 상기 거더의 횡단면은 사각형이 되거나,
상기 한 쌍의 상현재와 하나의 하현재 사이에 한 쌍의 중현재(Middle chord)를 상기 상현재와 평행되게 두어,
이에 따라 상기 거더의 횡단면은 오각형이 되며;
상기 거더 또는 PV랙의 현재, 복재, 가로대, 사재, 마감재 및 보강마감재를 포함하여 각 구조물은 특정한 단면 형태(ㄱ, ㄷ, C, I, H, L, T)의 형강, 평강, 각관, 원형관 또는 기타 혼합된 자재를 선택적으로 포함하고;
상기 현재 사이는 일정 간격으로 다수의 복재로 연결되어 래티스거더(Lattice girder) 또는 트러스거더(Truss girder)를 형성하거나,
상기 현재 사이를 허니콤이 있거나 없는 판재를 붙여서 허니콤거더(Honeycomb girder) 또는 박스거더(Box girder)를 형성하며;
상기 자재의 재질은 보통강, 특수강, 비철, 합금, 플라스틱, 목재 또는 기타 혼합된 재질을 선택적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 ‘영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템’.
청구항 5에 있어서, 상기 (거더-거더)교차연결수단을 포함하여 형성된 상기 단위 사각형구조는 꼭짓점을 잇는 대각선-인장재(Diagonal tension member)를 더 포함하고,
상기 대각선-인장재 일단에 장력을 조절하는 대각선-장력조절수단(Tension control means)을 포함하고,
상기 대각선-인장재는 상기 노드의 하부와 기둥의 상단 사이를 연결하여,
상기 대각선-장력조절수단의 조정으로 대각선-인장재의 장력이 조절되고;
상기 거더 또는 상기 PV랙은 상현재와 하현재 중간 부위에 (거더-거더)이음연결수단(Girder-girder lengthwise connection means)을 더 포함함으로써 복수의 모듈로 일체화되고,
상기 모듈의 한 끝 또는 양 끝은 상기 (거더-거더)이음연결수단의 고정수단을 포함하고,
상기 (거더-거더)이음연결수단의 고정수단으로 용착연결, 힌지연결, 플랜지연결, 클램프연결, 부싱연결(Bushing connection) 또는 혼합된 상기 수단을 선택적으로 포함하며,
이에 따라 상기 거더 또는 상기 PV랙은 모듈로 구성되어 길이의 제한 없이 조립되고;
상기 거더는 상현재와 하현재의 양단 중 한 부위에 길이와 장력을 조절할 수 있는 (길이-장력)조절수단(Chord tension control means)을 더 포함하며,
상기 (길이-장력)조절수단(Chord tension control means)은 클램프 수단을 포함하고,
상기 클램프 수단의 인출 조임 기능으로 상기 거더의 길이와 장력이 조절되고;
상기 거더 종단면 내부에 전력선 및/또는 통신선을 설치하거나,
상기 기둥이나 거더 하부 또는 일정 부위에 조명, 관수 및 농약/액비살포 설비 및/또는 유해조수 방제망을 부가하거나,
상기 거더 하부 또는 일정 부위까지 덩굴식물이 유인되어 조경되는 것을 특징으로 하는 ‘영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템’.
하부의 토지 공간을 영농병행 등의 다양한 용도로 활용하고 이를 위한 구조물의 상부에 태양광발전패널을 설치하는 태양광발전시스템에 있어서,
토지에 정착되는 최소한 두 기둥(Column), 상기 두 기둥의 상부에 고정되는 긴(Long) 거더(Girder) 또는 보(Beam)를 포함하고,
상기 기둥은 임의 간격으로 수직방향으로 토지에 정착되고,
상기 기둥은 상단부위(Top part)에 상기 거더를 연결하기 위한 (기둥-거더)연결수단(Column-girder connection means)을 포함하거나, 상기 보는 상기 상단부위에 용착연결을 포함한 연결수단으로 고정되며;
상기 거더는 최소한 한 쌍의 상현재(Upper chord), 하나 이상의 하현재(Lower chord), 다수의 복재(Web member)와 양단의 마감재(End member)를 포함하고;
상기 거더 또는 보는 그 위에 선택적으로 PV지지체(PV support body) 또는 PV랙(PV rack)을 포함하며,
상기 PV지지체는 PV받침판(PV pedestal plate), 경사지지재(Inclined support member)와 태양광발전패널(Solar PV panel)을 포함하고,
상기 태양광발전패널은 동서방향으로 놓이고 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)의 미리 정해진 경사각을 가지며,
상기 PV랙은 상기 거더와 같은 형식으로 하나의 상현재(Upper chord), 한 쌍의 하현재(Bottom chord), 다수의 복재(Web member), 양단의 마감재(End member)와 태양광발전패널을 포함하고,
상기 PV랙은 상기 거더 또는 보 위에 얹혀 동서방향으로 놓여 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)으로 고정되어 미리 정해진 경사각을 가지며;
상기 거더는 상기 (기둥-거더)연결수단에 상기 마감재가 연결되어 고정되고;
하기 단계들을 포함하여 이루어지는 공정에 따라 건설되는 영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템의 건설방법:
(1) 영농병행 등의 다용도 태양광발전시스템(이하 ‘다용도태양광시스템’라 함)을 설치할 상기 기둥을 정착하기 위하여 준비하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 현장준비단계:
(a) 상기 기둥을 정착할 후보 지점에 대한 지반조사를 수행하고,
(b) 상기 지반조사를 통한 상기 기둥의 정착수단을 결정하며,
(c) 상기 기둥의 상단부위가 일정 높이가 되어 태양광발전패널이 적정한 향의 경사각이 되는 조건을 충족하도록 GPS(Global Positioning System)을 활용하는 설계공정에서 하기 단계를 더 포함하는 계획단계;
1) 태양광발전패널은 북반구에서 정남향(또는 남반구에서 정북향)의 경사각을 가지며, 상기 경사각은 소재지의 위도에서 지구의 자전축 기울기(Obliquity )를 뺀 값에서 더한 값까지의 범위 이내로 하거나, 연간 또는 특정 기간 동안 최대 전력생산이 되는 경사각 값으로 미리 결정되고,
2) 상기 태양광발전패널의 상기 정남향(또는 정북향)으로의 간격은 전후의 태양광발전패널이 미치는 그늘 현상을 고려하여 다용도태양광시스템의 레이아웃을 확정하는 단계;
(2) 상기 거더, PV지지체, PV랙 등 상기 다용도태양광시스템의 구성요소를 공장에서 제작하는 공정에서 하기 단계를 더 포함하는 공장제작단계:
(a) 상기 거더 또는 PV랙은 도로교통법에서 정한 운송제한과, 공장에서 현장까지의 운송여건을 조사하여 이에 따라 모듈제작 여부를 결정하고,
(b) 현장에서 조립되거나 결속되는 수단을 포함하여 상기 구성요소를 제작하며,
(c) 상기 (기둥-거더)연결수단이 경첩식일 경우 가조립하며,
(d) 상기 거더에 PV받침판을 부착하는 단계;
(3) 상기 공장제작단계에서 제작된 다용도태양광시스템의 상기 구성요소를 현장으로 이송하는 현장이송단계;
(4) 상기 현장이송단계에서 이송된 상기 다용도태양광시스템의 구성요소를 정착하여 조립하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 현장조립단계:
(a) 고소하중작업과 토지굴착작업에서 요구되는 시공수단을 적용하여,
(b) 상기 현장준비단계에서 결정된 토지의 설계위치에 상기 토지굴착시공수단으로 상기 기둥을 정착하고,
(c) 상기 경첩식(기둥-거더)연결수단은 조립되어,
(d) 상기 기둥의 상단부위에 상기 (기둥-거더)연결수단을 고착하며,
(e) 상기 구성요소가 복수의 모듈을 포함할 경우, 상기 모듈을 연결수단으로 연결하여 상기 구성요소를 일체화하며;
(f) 상기 PV지지체와 상기 PV랙이 포함하는 태양광발전패널을 설치하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 태양광발전패널설치단계:
1) 상기 PV받침판에 경사지지재를 고정하고 상기 경사지지재에 태양광발전패널을 설치하거나,
2) 상기 PV랙의 태양을 향할 경사면(북반구 지역에서는 남향이고 남반구 지역에서는 북향으로, 이하 ‘향일경사면’이라 함)에 태양광발전패널을 설치하는 단계,
(g) 상기 거더나 보를 상기 기둥의 (기둥-거더)연결수단에 고정하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 거더설치단계:
1) 상기 거더나 보를 연결할 두 기둥 사이의 간격과 장력을 조절할 윈치수단(Winch means)을 설치하고,
2) 상기 고소하중시공수단으로 상기 거더나 보의 한 측을 한 기둥의 상단부위에 위치하는 (기둥-거더)연결수단에 고정하고 상기 윈치수단으로 상기 두 기둥 사이의 간격과 장력을 조절하면서 다른 측을 다른 기둥의 상단부위에 위치하는 (기둥-거더)연결수단에 고정하는 단계,
(h) 상기 PV지지체를 포함하지 않는 단순 거더나 보위에 상기 PV랙을 설치하는 공정에서 하기 단계를 포함하는 PV랙설치단계:
1) 상기 PV랙은 상기 고소하중시공수단으로 상기 단순 거더나 보의 위로 올려 향일경사면이 북반구 지역에서는 남향으로 또는 남반구 지역에서는 북향으로 위치하여 일정 간격으로 배치하고,
2) 상기 PV랙의 양 하현재를 상기 단순 거더나 보에 고착수단으로 안착하는 단계;
(5) 상기 현장조립단계의 공정에서 하기 단계를 더 포함하는 다용도태양광시스템의 완성단계:
(a) 상기 (거더-거더)교차연결수단을 포함하는 거더에 다른 거더를 상기 윈치수단으로 간격과 장력을 조절하여 설치하고,
(b) 상기 대각선인장재의 연결을 시공할 경우 상기 윈치수단의 도움과 자체 대각선-장력조절수단으로 간격과 장력을 조절하여 설치하며,
(c) 전기사업법 등 관련 법규에 따른 전력거래에서 요구하는 전력선을 연결하고 소요 전기설비를 설치하며,
(d) 현장 작업에서 사용된 상기 시공수단을 현장에서 철수하고 상기 다용도태양광시스템 현장을 정리하고 시공을 완료하는 단계.