KR20220136570A - 탄소섬유 복합재 기반 수상태양광 구조물 - Google Patents

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KR20220136570A
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Abstract

경량화 특성을 가지면서도 강도 및 부력 성능이 우수하고, 파도에 의한 수면 유동시에도 해상에 태양광 패널을 안정적으로 지지할 수 있는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물은, 해상에 태양광 패널을 지지하기 위한 적어도 하나의 단위 부유식 구조물을 포함하는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물에 있어서, 상기 단위 부유식 구조물은, 서로 이격되어 배열되는 다수의 부력체; 상기 다수의 부력체 상에 지지되는 태양광 패널 지지구조물; 및 상기 태양광 패널 지지구조물에 의해 지지되는 적어도 하나의 태양광 패널을 포함한다. 상기 다수의 부력체 중 적어도 하나의 부력체는, 폴리에틸렌 및 폐탄소섬유 강화플라스틱(Waste Carbon Fiber Reinforced Plastics)이 배합된 재질로 이루어진다. 안정적인 위치 및 자세 유지를 위하여, 부력체는 양 측면이 볼록하게 돌출된 형상을 가지는 원통형 몸체를 포함하고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은, 수면 아래에 위치하는 부분을 포함하는 하부 영역의 곡률반경 보다 상부 영역의 곡률 반경이 작은 형상을 갖도록 설계될 수 있다. 파도의 움직임에 대해 상기 태양광 패널을 안정적으로 지지하도록, 인접한 단위 부유식 구조물들은 상기 태양광 패널 지지구조물의 각관들의 단부에 연결되는 플라스틱 재질의 볼 조인트 링크에 의해 관절 구조로 연결될 수 있다.

Description

탄소섬유 복합재 기반 수상태양광 구조물{Floating photovoltaic pannel installation structure applying CFRP composites}
본 발명은 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경량화 특성을 가지면서도 강도 및 부력 성능이 우수하고, 파도에 의한 수면 유동시에도 해상에 태양광 패널을 안정적으로 지지할 수 있는 해상 태양광 패널 설치구조물 및 해상 태양광 패널 설치용 부력체에 관한 것이다.
최근 국제적으로 환경오염 및 온실가스에 대한 규제가 강화되는 추세에 따라, 석탄 등의 화석연료 사용을 대체할 수 있는 태양광 발전 시스템과 같은 재생 에너지 시스템에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 태양광 발전 시스템은 태양열을 이용하여 전기를 생산하는 발전 시스템으로, 설치 환경에 따라 지상 태양광 발전 시스템과, 해상 태양광 발전 시스템으로 분류할 수 있다. 해상 태양광 발전 시스템은 방조제, 바다, 하천, 강, 댐, 저수지, 담수호 등의 물 위에 태양광 패널을 부유식으로 설치하는 것으로, 지상의 공간 제약을 극복하고 농경지나 산림 훼손 없이 넓은 공간에 태양광 발전 시설을 설치할 수 있어 각광받고 있다. 또한, 해상 태양광 발전 시스템은 수면 위의 냉각효과로 발전효율을 높일 수 있으며, 수면으로 내리쬐는 직사광선을 줄여 녹조와 적조를 방지할 수 있고, 해상 태양광 발전 시스템 아래에 서식하는 어류의 개체수를 증가시키는 등의 이점도 가지고 있다.
해상 태양광 발전 시스템은 태양광 패널을 수면 위에 안정적으로 지지할 수 있을 정도의 강도 성능 및 부력 성능이 요구되지만, 강도/부력 성능을 높이기 위해서는 태양광 패널 및 지지구조물에 부력을 제공하는 부력체의 중량 및 비용이 증가하고, 태양광 발전 효율을 극대화하기 어려운 문제가 있다. 또한, 해상 태양광 발전 시스템은 물 위에 부유식으로 설치되므로, 파도 등에 의한 수면의 출렁임으로 인하여 해상 태양광 발전 시스템에 상하 및 수평 방향으로 유동이 발생할 수 있으며, 이러한 유동에 의해 인접한 태양광 패널들 간의 충돌 또는 패양광 패널을 지지하는 인접한 지지구조물들 간의 충돌이 발생하여 유지/보수 비용이 증가할 수 있다.
본 발명은 경량화 특성을 가지면서도 강도 및 부력 성능이 우수하고, 파도에 의한 수면 유동시에도 해상에 태양광 패널을 안정적으로 지지할 수 있는 해상 태양광 패널 설치구조물 및 해상 태양광 패널 설치용 부력체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물은, 해상에 태양광 패널을 지지하기 위한 적어도 하나의 단위 부유식 구조물을 포함하는 해상 태양광 패널 설치구조물에 있어서, 상기 단위 부유식 구조물은, 서로 이격되어 배열되는 다수의 부력체; 상기 다수의 부력체 상에 지지되는 태양광 패널 지지구조물; 및 상기 태양광 패널 지지구조물에 의해 지지되는 적어도 하나의 태양광 패널을 포함하고, 상기 다수의 부력체 중 적어도 하나의 부력체는, 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폐탄소섬유 강화플라스틱(Waste Carbon Fiber Reinforced Plastics)이 배합된 재질로 이루어진다.
또한, 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱은 탄소섬유 강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 생산과정에서 발생되는 폐기물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 부력체는, 상기 폴리에틸렌을 20 ~ 80 중량% 함유하고, 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱을 20 ~ 80 중량% 함유하고, 자외선 차폐제를 3 중량% 이상 함유할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 부력체는, 930 ~ 970 kg/m3 밀도를 가지는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene), 915 ~ 925 kg/m3 밀도를 가지는 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene) 및 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱을 포함하고, 상기 부력체의 중량 대비 10배 이상의 부력을 제공할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 부력체는, 상부 구조물과 하부 구조물이 융착 결합되고 제1 방향을 따라 연장되는 원통형 몸체를 포함하고, 상기 상부 구조물은, 상부가 절단된 반원통 형상을 가지고, 내부 공간이 상부 격자들에 의해 격자 구조를 가지는 상부 격실들로 구획되는 상부 몸체; 및 상기 상부 몸체의 상부에 일체로 형성되고, 상기 태양광 패널 지지구조물과 결합하기 위한 결합판을 포함하고, 상기 하부 구조물은, 하부면이 만곡되는 반원통 형상을 가지고 내부 공간이 하부 격자들에 의해 상기 격자 구조를 가지도록 하부 격실들로 구획되는 하부 몸체를 포함하고, 상기 원통형 몸체는, 상기 상부 격실들과 상기 하부 격실들에 의해 내부 공간에 상기 격자 구조를 가지는 복수개의 에어포켓이 형성될 수 있다.
또한, 상기 태양광 패널 지지구조물은 상기 다수개의 부력체 상에 배치되는 내부식성 금속 재질로 형성되는 각관들을 포함하고, 상기 결합판은, 상기 상부 몸체의 상면 양측 모서리로부터 외부를 향하여 돌출되도록 연장되고, 상기 결합판의 상면은 평탄면으로 형성되고, 상기 상부 몸체로부터 외부로 확장된 상기 결합판의 모서리 부분에 상기 각관들 중의 적어도 하나의 각관을 결합하기 위한 결합공들이 관통 형성될 수 있다.
또한, 상기 각관들 중 적어도 하나의 각관은, 폴리에틸렌 및 폐탄소섬유 강화플라스틱이 배합된 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 단위 부유식 구조물을 복수개 포함하고, 파도의 움직임에 대해 상기 태양광 패널을 안정적으로 지지하도록, 인접한 단위 부유식 구조물들은 상기 각관들의 단부에 연결되는 플라스틱 재질의 볼 조인트 링크에 의해 관절 구조로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 방향을 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면은 상기 원통형 몸체로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가지고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되고, 상기 원통형 몸체의 양 측면 중, 수면 아래에 위치하는 부분을 포함하는 하부 영역은 제1 곡률반경을 가지는 제1 원호 형상을 가지고, 상기 양 측면 중 상기 하부 영역보다 높은 상부 영역은 상기 제1 곡률반경보다 작은 제2 곡률반경을 가지는 제2 원호 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 방향을 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면은 상기 원통형 몸체로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가지고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되고, 상기 원통형 몸체의 양 측면에는, 상기 원통형 몸체의 최하단부터 최상단까지, 제1 하부영역, 제2 하부영역, 제1 상부 영역 및 제2 상부 영역이 순서대로 배치되며, 상기 제1 하부영역 및 상기 제2 상부 영역의 곡률 반경은, 제2 하부영역 및 제1 상부 영역의 곡률반경보다 작게 형성되며, 상기 제1 하부 영역의 곡률 반경 및 상기 제2 상부 영역의 곡률 반경은 서로 동일하고, 상기 제2 하부 영역의 곡률 반경 및 상기 제1 상부 영역의 곡률 반경은 서로 동일할 수 있다.
또한, 상기 원통형 몸체의 상기 에어 포켓은 서로 다른 부피를 갖는 형성되는 제1 에어포켓, 제2 에어포켓 및 제3 에어포켓들을 포함하고, 상기 제1 에어포켓, 상기 제2 에어포켓 및 상기 제3 에어포켓 중 부피가 가장 큰 에어 포켓 및 그 다음으로 부피가 큰 에어 포켓들은 상기 제1 방향으로 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면에 배치되며, 부피가 가장 작은 에어포켓들은 상기 원통형 몸체의 중앙 측에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예의 다른 측면에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체는 해상에 태양광 패널을 지지하기 위한 해상 태양광 패널 설치용 부력체에 있어서, 제1 방향에 수직한 단면이 상부가 절단된 원형의 형상을 가지고, 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 태양광 패널을 지지하기 위한 부력을 제공하는 원통형 몸체를 포함하고, 상기 원통형 몸체는, 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폐탄소섬유 강화플라스틱(Waste Carbon Fiber Reinforced Plastics)이 배합된 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 원통형 몸체는, 930 ~ 970 kg/m3 밀도를 가지는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene), 915 ~ 925 kg/m3 밀도를 가지는 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene) 및 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene) 및 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱을 포함하고, 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱은 탄소섬유 강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 생산과정에서 발생되는 폐기물을 포함하고, 상기 원통형 몸체는, 상기 폴리에틸렌을 20 ~ 80 중량% 함유하고, 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱을 20 ~ 80 중량% 함유하고, 자외선 차폐제를 3 중량% 이상 함유하고, 상기 원통형 몸체의 중량 대비 10배 이상의 부력을 제공하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 원통형 몸체는 상부 구조물과 하부 구조물이 융착 결합된 구조를 가지고, 상기 상부 구조물은, 상부가 절단된 반원통 형상을 가지고, 내부 공간이 상부 격자들에 의해 격자 구조를 가지는 상부 격실들로 구획되는 상부 몸체; 및 상기 상부 몸체의 상부에 일체로 형성되고, 상기 태양광 패널을 지지하기 위한 태양광 패널 지지구조물과의 결합을 위한 결합판을 포함하고, 상기 하부 구조물은, 하부면이 만곡되는 반원통 형상을 가지고 내부 공간이 하부 격자들에 의해 상기 격자 구조를 가지도록 하부 격실들로 구획되는 하부 몸체를 포함하고, 상기 원통형 몸체는, 상기 상부 격실들과 상기 하부 격실들에 의해 내부 공간에 상기 격자 구조를 가지는 복수개의 에어포켓이 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 방향을 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면은 상기 원통형 몸체로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가지고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되고, 상기 원통형 몸체의 양 측면 중, 수면 아래에 위치하는 부분을 포함하는 하부 영역은 제1 곡률반경을 가지는 제1 원호 형상을 가지고, 상기 양 측면 중 상기 하부 영역보다 높은 상부 영역은 상기 제1 곡률반경보다 작은 제2 곡률반경을 가지는 제2 원호 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 방향을 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면은 상기 원통형 몸체로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가지고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되고, 상기 원통형 몸체의 양 측면에는, 상기 원통형 몸체의 최하단부터 최상단까지, 제1 하부영역, 제2 하부영역, 제1 상부 영역 및 제2 상부 영역이 순서대로 배치되며, 상기 제1 하부영역 및 상기 제2 상부 영역의 곡률 반경은, 제2 하부영역 및 제1 상부 영역의 곡률반경보다 작게 형성되며, 상기 제1 하부 영역의 곡률 반경 및 상기 제2 상부 영역의 곡률 반경은 서로 동일하고, 상기 제2 하부 영역의 곡률 반경 및 상기 제1 상부 영역의 곡률 반경은 서로 동일 할 수 있다.
또한, 상기 원통형 몸체의 상기 에어 포켓은 서로 다른 부피를 갖는 형성되는 제1 에어포켓, 제2 에어포켓 및 제3 에어포켓들을 포함하고, 상기 제1 에어포켓, 상기 제2 에어포켓 및 상기 제3 에어포켓 중 부피가 가장 큰 에어 포켓 및 그 다음으로 부피가 큰 에어 포켓들은 상기 제1 방향으로 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면에 배치되며, 부피가 가장 작은 에어포켓들은 상기 원통형 몸체의 중앙 측에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 경량화 특성을 가지면서도 강도 및 부력 성능이 우수하고, 파도에 의한 수면 유동시에도 해상에 태양광 패널을 안정적으로 지지할 수 있는 해상 태양광 패널 설치구조물 및 해상 태양광 패널 설치용 부력체가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 단위 부유식 구조물의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 다수의 부력체 및 태양광 패널 지지구조물을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물의 일부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 부력체의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 부력체의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체를 구성하는 상부 구조물의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 측면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 볼 조인트 링크의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 볼 조인트 링크의 부분 사시도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 볼 조인트 링크의 동작을 설명하기 위한 측면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 사시도이다.
도 15는 도 14의 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 측면도이다.
도 16은 도 14의 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 정면도이다.
도 17 및 도 18은 도 14의 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 분해 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물의 평면도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물(10)은 새만금 등의 내수면, 바다, 하천, 강, 댐, 저수지, 담수호 등의 물 위에 다수의 태양광 패널(160)을 부유식으로 설치하기 위해 제공될 수 있다. 해상 태양광 패널 설치구조물(10)은 해상에 부유식으로 설치되는 복수개의 단위 부유식 구조물(100, 100')을 포함할 수 있다. 각각의 단위 부유식 구조물(100, 100')은 해상에 적어도 하나의 태양광 패널(160)을 지지하기 위해 제공된다.
도 1의 실시예에서는 각각의 단위 부유식 구조물(100, 100')이 2개의 태양광 패널(160)을 지지하도록 구성되어 있으나, 각각의 단위 부유식 구조물(100, 100')은 1개의 태양광 패널(160) 또는 3개 이상의 태양광 패널(160)을 지지하도록 구성될 수도 있다. 복수개의 단위 부유식 구조물(100, 100')은 다수의 행과 열을 이루어 배열될 수 있다. 도 1에는 2개의 단위 부유식 구조물(100, 100')이 상호 연결된 것으로 도시되었으나, 해상 태양광 패널 설치구조물(10)은 3개 이상의 단위 부유식 구조물들(100, 100')이 상호 연결되어 구성될 수 있음은 물론이다.
복수개의 단위 부유식 구조물(100, 100')은 복수개의 볼 조인트 링크(ball joint link)(180)에 의해 서로 연결될 수 있다. 단위 부유식 구조물들(100, 100')은 파도 등에 의해 수면에 유동 발생시 볼 조인트 링크들(180)을 매개로 상호 간에 각도 조절이 원활하게 이루어질 수 있으며, 이에 따라 태양광 패널(160)의 안정적인 지지 상태를 유지할 수 있다. 볼 조인트 링크(180)에 대하여는 이후 도 10 내지 도 13을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 단위 부유식 구조물의 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 단위 부유식 구조물(100)은 부력을 제공하기 위한 다수의 부력체(120)와, 다수의 부력체(120) 상에 지지되어 수면 상에 부유하는 태양광 패널 지지구조물(140) 및 태양광 패널 지지구조물(140)에 의해 지지되는 적어도 하나의 태양광 패널(160)을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 다수의 부력체와 태양광 패널 지지구조물을 나타낸 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 다수의 부력체(120)는 태양광 패널 지지구조물(140)의 하부에 서로 이격되어 배열될 수 있다. 다수의 부력체(120)는 태양광 패널 지지구조물(140) 및 태양광 패널(160)을 부유시키기에 충분한 부력을 제공할 수 있도록 적절한 개수 및 간격으로 배열될 수 있으며, 단위 부유식 구조물(100) 마다 4개 이상 마련되는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서는 각 단위 부유식 구조물(100)이 3×2 배열구조로 6개의 부력체(120)를 포함하고 있으나, 단위 부유식 구조물(100)의 부력체(120)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
다수의 부력체(120) 중 적어도 하나의 부력체(120)는 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 첨단복합재인 폐탄소섬유 강화플라스틱(WCFRP; Waste Carbon Fiber Reinforced Plastics)이 배합된 재질로 이루어질 수 있다. 폐탄소섬유 강화플라스틱은 탄소섬유와 플라스틱의 복합 고분자 소재인 탄소섬유 강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 생산과정에서 발생되는 폐기물(예를 들어, 미리 설정된 기준에 미달하는 저급의 탄소섬유 강화플라스틱) 또는 짧아진 탄소섬유 길이 등의 이유로 폐기된 탄소섬유 강화플라스틱을 포함할 수 있다. 폴리에틸렌과 폐탄소섬유 강화플라스틱이 배합된 부력체(120)는 비용이 저렴하고, 부력체(120)의 중량을 경량화하면서도 태양광 패널 지지구조물(140) 및 태양광 패널(160)을 지지할 수 있는 충분한 강도 및 강성을 가짐과 동시에, 태양광 패널 지지구조물(140) 및 태양광 패널(160)을 해상에 부유시키기에 충분한 부력을 제공할 수 있다.
실시예에서, 부력체(120)는 자외선 차폐제를 3 중량% 이상 함유하고, 폴리에틸렌과 폐탄소섬유 강화플라스틱을 0 초과 97 중량% 이하로 함유할 수 있다. 경량성, 강도/강성 및 부력 성능을 확보하기 위하여, 부력체(120)는 930 ~ 970 kg/m3 밀도를 가지는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene)과, 915 ~ 925 kg/m3 밀도를 가지는 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 직쇄상(선형) 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene) 및 폐탄소섬유 강화플라스틱을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 부력체(120)의 무게를 최소화하면서 태양광 패널 지지구조물(140) 및 태양광 패널(160)을 지지하기 위한 강성을 확보할 수 있다. 또한, 부력체(120)에 의해 부력체(120)의 중량 대비 약 10배 이상의 부력을 제공할 수 있다. 실시예에서, 부력체(120)는 약 10 내지 30 kg 중량(예를 들어, 약 20 kg)을 가지고, 약 200 내지 300 kg (예를 들어, 약 260 kg) 혹은 그 이상의 부력을 제공하도록 설계될 수 있다.
태양광 패널 지지구조물(140)은 다수의 부력체(120)의 상부에 배치될 수 있다. 태양광 패널 지지구조물(140)은 다수개의 부력체(120) 상에 배치되는 내부식성 금속 재질로 형성되는 각관들(142, 144)과, 각관들(142, 144) 상에 지지되어 태양광 패널(160)을 지지하는 태양광 패널 지지대(146)를 포함할 수 있다. 각관들(142, 144)은 다수개의 부력체(120) 상에 제1 방향(X)에 수직한 제2 방향(Y)으로 결합되는 제1 각관들(142)과, 제1 각관들(142) 상에 제1 방향(X)으로 결합되는 제2 각관들(144)을 포함할 수 있다. 제1 각관들(142) 및 제2 각관들(144)의 고정 방식으로는 볼팅 체결이나 용접 체결 등이 사용될 수 있으나, 이러한 체결 방식으로 제한되는 것은 아니다.
실시예에서, 제1 각관들(142)은 제2 방향(Y)을 따라서 배열된 부유체들(120) 상에 제2 방향(Y)으로 배열되어 부유체들(120) 상에 결합될 수 있다. 제2 각관들(144)은 제1 방향(X)을 따라서 배열된 부유체들(120) 상에 제1 방향(X)으로 배열되어 제1 각관들(142) 상에 결합될 수 있다. 도시된 실시예에서는 각각의 부유체(120) 상에 2개의 제1 각관(142)과 2개의 제2 각관(144)이 결합되어 있으나, 부유체(120) 상에 결합되는 각관들(142, 144)의 개수가 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예에서, 각관들(142, 144) 중의 일부는 고내식 도금 강판(예를 들어, PosMAC)으로 제작된 각관으로 제공되고, 각관들(142, 144) 중의 다른 일부는 폴리에틸렌 및 폐탄소섬유 강화플라스틱이 배합된 재질로 이루어질 수 있다. 태양광 패널 지지를 위한 강도/강성 확보, 경량화를 위하여, 폴리에틸렌과 폐탄소섬유 강화플라스틱의 배합 비율은 20:80 내지 80:20 범위로 설계될 수 있다. 이종의 각관들(142, 144)이 병용됨으로써 태양광 패널(160)을 충분한 강도 및 강성으로 지지함과 동시에 태양광 패널 지지구조물(140)을 경량화하고, 제조비용을 절감할 수 있다.
실시예에서, 하나의 부력체(120) 상에 결합된 2개 이상의 제1 각관들(142) 중의 일부는 PosMAC 각관으로 제공되고, 제1 각관들(142) 중의 다른 일부는 폴리에틸렌 및 폐탄소섬유 강화플라스틱이 배합된 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 하나의 부력체(120) 상에 결합된 2개 이상의 제2 각관들(144) 중의 일부는 PosMAC 각관으로 제공되고, 제2 각관들(144) 중의 다른 일부는 폴리에틸렌 및 폐탄소섬유 강화플라스틱이 배합된 재질로 이루어질 수 있다.
실시예에서, 제2 각관들(144) 상에는 태양광 패널들(160) 사이에 유지보수용 발판(190)이 고정될 수 있다. 유지보수용 발판(190)은 작업자가 해상 태양광 패널 설치구조물의 유지/보수 작업을 위한 이동 경로를 제공할 수 있다. 유지보수 발판(190)은 태양광 패널(160)과 나란하게 설치될 수 있으며, 제1 방향(X) 또는 제2 방향(Y)으로 배열될 수 있다. 유지보수용 발판(190)은 폴리에틸렌 및 폐탄소섬유 강화플라스틱이 배합된 재질로 이루어질 수 있다. 실시예에서, 강도/강성 성능 확보, 경량화를 위하여, 유지보수용 발판(190)을 구성하는 폴리에틸렌과 폐탄소섬유 강화플라스틱의 배합 비율은 20:80 내지 80:20 범위로 설계될 수 있다. 유지보수용 발판(190)은 경량화를 위해 다수의 구멍이 천공된 천공판으로 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, 유지보수용 발판(190)은 제2 각관들(144) 상에 설치되어 있으나, 제1 각관들(142) 상에 설치되는 것도 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물의 일부를 나타낸 사시도이다. 도 4를 참조하면, 태양광 패널 지지대(146)는 태양광 패널(160)의 중량을 지지할 수 있도록 충분한 강도 및 강성을 가지도록 제공될 수 있다. 태양광 패널 지지대(146)는 C형강, H형강, 각관 등으로 설계될 수 있다. 태양광 패널 지지대(146)는 폴리에틸렌과 폐탄소섬유 강화플라스틱이 20:80 내지 80:20 비율로 배합된 재질로 제작될 수 있다. 실시예에서, 태양광 패널 지지대(146)는 하부 지지대(146a), 상부 지지대(146b), 수직 지지대들(146c) 및 경사 지지대들(146d)을 포함할 수 있다.
하부 지지대(146a)는 제2 각관들(142) 상에 제2 방향(Y)으로 결합될 수 있다. 수직 지지대들(146c)은 하부 지지대(146a)로부터 제1 방향(X)으로 이격된 위치에서 제2 각관들(142) 상에 수직으로 결합될 수 있다. 상부 지지대(146b)는 수직 지지대들(146c)의 상단에 제2 방향(Y)으로 결합될 수 있다. 경사 지지대들(146d)은 일단은 하부 지지대(146a)에 결합되고 타단은 상부 지지대(146b)에 결합될 수 있다.
태양광 패널(160)은 하부 지지대(146a), 상부 지지대(146b) 및 경사 지지대들(146d) 상에 결합됨으로써, 태양광 패널 지지대(146)에 의해 주로 태양을 향하는 경사진 방향으로 지지될 수 있다. 태양광 패널(160)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 다수의 태양광 셀들이 배열된 구조로 설치될 수 있다. 도시된 실시예에서는 단위 부유식 구조물(100)에 제1 방향(X)을 따라 2개의 태양광 패널 지지대(146)가 설치되어 있으나, 태양광 패널 지지대(146)의 개수 및 배열 구조는 태양광 패널(160)의 설치개수, 크기 등에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 부력체의 사시도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 부력체의 분해 사시도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체를 구성하는 상부 구조물의 사시도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 측면도이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 정면도이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 부력체(120)는 제1 방향(X)을 따라 연장되는 원통형 몸체(200)를 포함할 수 있다. 원통형 몸체(200)는 태양광 패널 지지구조물(140) 및 태양광 패널(160)을 지지하기 위한 부력을 제공할 수 있다. 원통형 몸체(200)의 제1 방향(X)에 수직한 방향으로의 단면 형상은 상부가 절단된 원형으로 제공될 수 있다. 실시예에서, 원통형 몸체(200)의 단면 형상은 상부가 원형 단면 지름의 약 1/5 만큼 절단된 형상으로 제공될 수 있다.
실시예에서, 원통형 몸체(200)는 상부 구조물(220)과 하부 구조물(240)이 상호 융착되어 결합되어 제작될 수 있다. 실시예에 있어서, 상부 구조물(220)과 하부 구조물(240)의 원활한 융착 결합을 위하여, 상부 구조물(220)과 하부 구조물(240)은 폴리에틸렌을 약 20 ~ 80 중량 % 함유할 수 있으며, 경량화 및 강도/강성 확보를 위해 폐탄소섬유 강화플라스틱을 약 20 ~ 80 중량 % 함유할 수 있다.
상부 구조물(220)은 상부가 절단된 반원형 단면 형상을 가지는 상부 몸체(222)와, 태양광 패널 지지구조물(140)이 안정적으로 고정될 수 있도록 상부 몸체(222)의 상부에 일체형으로 형성되는 사각 평판 형상의 결합판(228)을 포함할 수 있다. 상부 몸체(222)는 내부 공간이 상부 격자들(224)에 의해 상부 격실들(226)로 구획될 수 있다. 상부 격자들(224)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 복수개 형성될 수 있다.
결합판(228) 상에 제1 각관들(142)이 견고하고 용이하게 결합될 수 있도록, 결합판(228)의 상면은 평탄면으로 제공될 수 있다. 실시예에서, 결합판(228)은 상부 몸체(222)의 상면양측 모서리로부터 제2 방향(Y)을 따라 외부를 향하여 돌출 거리(A) 만큼 연장하고, 상부 몸체(222)로부터 외부로 확장된 결합판(228)의 두 모서리 부근에 제1 각관들(142)의 결합을 위한 결합공들(228a)이 수직 방향인 제3 방향(Z)으로 관통 형성될 수 있다. 제1 각관들(142)은 결합공들(228a)에 체결되는 볼트 등의 체결수단에 의해 결합판(228)에 결합될 수 있다.
하부 구조물(240)은 반원형 단면 형상을 가지는 하부 몸체(242)를 포함할 수 있다. 하부 몸체(242)는 하부면이 반원 형상으로 만곡된 형태로 제공되고, 내부 공간이 하부 격자들(244)에 의해 하부 격실들(246)로 구획될 수 있다. 하부 격자들(244)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)으로 복수개 형성될 수 있다. 원통형 몸체(200)는 상부 격실들(226)과 하부 격실들(246)에 의해 격자 구조로 형성되는 복수개의 에어포켓(air pockets)을 내부에 구비할 수 있다. 도시된 예에서는 원통형 몸체(200)의 내부에 24개의 에어포켓이 형성되어 있으나, 에어포켓의 개수와 형상 등은 다양하게 변형될 수 있다.
상부 구조물(220)과 하부 구조물(240)은 각각 프레스 사출물로 제작된 후 상호 융착되어 결합될 수 있다. 제1 방향(X)을 기준으로 원통형 몸체(200)의 양 측면(202, 204)은 원통형 몸체(200)로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가질 수 있다. 원통형 몸체(200)의 양 측면(202, 204)은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되도록 설계될 수 있다. 원통형 몸체(200)의 양 측면(202, 204)은 수면 아래에 위치하는 부분을 포함하는 하부 영역(206)이 제1 곡률반경(Arc1)을 가지는 제1 원호 형상을 가지고, 하부 영역(206)보다 높은 상부 영역(208)은 하부 영역(206)의 제1 곡률반경(Arc1)보다 작은 제2 곡률반경(Arc3)을 가지는 제2 원호 형상을 가질 수 있다.
원통형 몸체(200)의 양 측면(202, 204)의 상부 영역(208)과 하부 영역(206) 사이에는 중간 영역(207)이 형성될 수 있다. 중간 영역(207)의 곡률반경(Arc2)은 상부 영역(208)의 제2 곡률반경(Arc3)보다 클 수 있다. 중간 영역(207)의 곡률반경(Arc2)은 하부 영역(206)의 제1 곡률반경(Arc1)과 같을 수도 있고 하부 영역(206)의 제1 곡률반경(Arc1)보다 크거나 작을 수도 있다. 본 발명의 실시예에 의하면, 수면 위쪽에 있는 원통형 몸체(200)의 상부 영역(208)은 작은 곡률을 가지도록 설계되고 주로 수면 아랫쪽에 있는 하부 영역(206)이 보다 완만하게 물과 접촉되어, 부력체(120)의 위치 및 자세가 안정적으로 유지될 수 있다.
이하에서, 새만금 방조제 부근의 내수면에 최적화 설계된 부력체(120)에 대해 설명한다. 부력체(120)는 약 600 ~ 700 mm 높이(예를 들어, 약 665 mm)를 가지고, 제1 방향(X)으로 결합판(228)의 길이가 약 1000 ~ 1200 mm (예를 들어, 약 1100 mm), 제2 방향(Y)으로 결합판(228)의 길이가 약 800 ~ 1000 mm (예를 들어, 약 890 mm) 로 설계되고, 결합판(228)의 두께는 약 50 mm 로 설계될 수 있다. 부력체(120)의 제2 방향(Y)으로의 폭(원통형 몸체의 지름)은 약 700 ~ 900 mm (예를 들어, 800 mm) 로 설계될 수 있다.
부력체(120)의 원통형 몸체(200)의 양 측면은 결합판(228)의 단부를 기준으로 약 100 ~ 200 mm (예를 들어, 약 150 mm) 돌출되도록 설계될 수 있다. 원통형 몸체(200) 내부의 격자들의 두께는 약 4 ~ 5 mm (예를 들어, 약 4.5 mm) 로 설계될 수 있다. 제1 곡률반경(Arc1)을 가지는 하부 영역(206)의 높이는 부력체(120)의 높이의 1/2 이상으로 설계될 수 있다. 제2 곡률반경(Arc3)을 가지는 상부 영역(208)과, 중간 영역(207)의 높이는 각각 부력체(120)의 높이의 약 1/3 ~ 1/6 로 설계될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 볼 조인트 링크의 사시도이다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 볼 조인트 링크의 부분 사시도이다. 도 12 및 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치구조물을 구성하는 볼 조인트 링크의 동작을 설명하기 위한 측면도이다.
도 1, 도 2 및 도 10 내지 도 13을 참조하면, 파도에 의한 움직임 발생시 태양광 패널을 안정적으로 지지하도록, 인접한 단위 부유식 구조물들(100, 100')은 각관들(142, 144)의 단부에 연결되는 플라스틱 재질의 볼 조인트 링크들(180)에 의해 관절 구조로 상호 연결될 수 있다. 실시예에서, 볼 조인트 링크(180)는 인접한 단위 부유식 구조물들(100, 100') 중 어느 하나의 각관에 결합되는 제1 조인트 부재(182)와, 인접한 단위 부유식 구조물들(100, 100') 중 다른 하나의 각관에 결합되는 제2 조인트 부재(184)를 포함할 수 있다. 제1 조인트 부재(182)와 제2 조인트 부재(184)에는 각관들(142, 144)의 단부가 결합될 수 있는 결합홈(도시생략)이 형성될 수 있다.
제1 조인트 부재(182)는 반구형의 홈(182b)을 가지는 링크 결합부(182b)를 구비할 수 있다. 제2 조인트 부재(184)의 말단부에 형성된 구형의 볼 부재(184a)는 제1 조인트 부재(182)의 홈(182b)에 수용될 수 있다. 볼 부재(184a)는 홈(182b)에 수용된 상태에서 링크 결합부(182b)에 체결되는 체결부(182a)에 의해 홈(182b)에서 이탈하지 않도록 수용될 수 있다. 실시예에서, 볼 조인트 링크(180)는 폴리마이드(Polyamide) 또는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMW-PE; Ultra High Molecular Weight Polyethylene) 등의 플라스틱 재질의 관절 형태 연결부로 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 파도에 의한 움직임 발생시에 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 볼 조인트 링크들(180)의 제1 조인트 부재(182)와 제2 조인트 부재(184) 간의 각도가 자유롭고 매끄럽게 조절되어, 단위 부유식 구조물들(100, 100') 간의 각도가 유동적으로 조절됨에 따라 태양광 패널 지지구조물(140) 및 태양광 패널(160)의 안정적인 지지 상태가 유지될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 사시도이다. 그리고, 도 15는 도 14의 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 측면도이며, 도 16은 도 14의 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 정면도이다. 그리고, 도 17 및 도 18은 도 14의 해상 태양광 패널 설치용 부력체의 분해 사시도이다.
본 실시예는 부력체의 형상에 있어서 차이가 있을 뿐, 다른 구성은 도 1 내지 도 14의 부력체의 구성과 동일하므로, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분을 중심으로 설명한다.
도 14 내지 도 18을 참조하면, 부력체(120)는 라운드지게 형성되는 원통형 몸체(300)를 포함하며, 몸체(300)는 상부 구조물(320)과 하부 구조물(340)을 포함한다.
몸체(300)의 양 측면(302)은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되며, 양 측면(302)에는 하측에서 상측 방향으로 제1 하부 영역(305), 제2 하부 영역(306), 제1 상부 영역(307) 및 제2 상부 영역(308)이 순서대로 형성된다.
제1 하부 영역(305)은 제1 하부 곡률반경(Arc11)을 가지는 원호 형상으로 형성되며, 제2 하부 영역(306)은 제2 하부 곡률반경(Arc12)을 가지는 원호 형상으로 형성된다. 그리고, 제1 상부 영역(307)은 제1 상부 곡률반경(Arc21)을 가지는 원호 형상으로 형성되며, 제2 상부 영역(308)은 제2 상부 곡률반경(Arc22)을 가지는 원호 형상으로 형성된다.
이때, 제1 하부 영역(305) 및 제2 하부 영역(306)은 하부 구조물(340)에 형성되며, 제1 상부 영역(307) 및 제2 상부 영역(307)은 상부 구조물(320)에 형성된다.
제1 하부 곡률반경(Arc11) 및 제2 상부 곡률반경(Arc22)은 동일하게 형성되며, 제2 하부 곡률반경(Arc12) 및 제1 상부 곡률반경(Arc21)은 서로 동일하게 형성된다. 그리고, 제1 하부 곡률반경(Arc11) 및 제2 상부 곡률반경(Arc22)은 제2 하부 곡률반경(Arc12) 및 제1 상부 곡률반경(Arc21)보다 작게 형성된다. 즉, 몸체(300)의 양 측면(302, 304)의 최하단 측에 위치되는 제1 하부 영역(305) 및 최상단 측에 위치되는 제2 상부 영역(308)은 양 측면(302, 304)의 중앙측에 위치되는 제2 하부 영역(306) 및 제1 상부 영역(307)에 비하여 더 라운드지게 형성될 수 있다. 또한, 이러한 형상에 의하여, 상부 구조물(320) 및 하부 구조물(340)은 상호 대칭되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 하나의 몰드를 이용하여 상부 구조물(320) 및 하부 구조물(340)을 제조함으로써, 제조 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 상부 구조물(320)의 상측에는 한 쌍의 결합판(328)이 배치된다. 한 쌍의 결합판(328)은 제1 방향(X)으로 상호 이격되며, 결합판(328) 사이에는 이격 공간(329)이 형성된다.
결합판(328)은 제1 방향(X)과 직교하는 방향으로 길게 연장 형성되며, 결합판(328)의 양단에는 태양광 패널 지지 구조물(140)이 안정적으로 고정되기 위한 결합공(328a)들이 관통 형성된다.
그리고, 결합판(328)의 양 단부는 몸체(300)의 곡률에 의하여 몸체(300)의 외주면과 이격되며, 결합판(328)의 양 단부 하측에는 몸체(300)의 상기 외주면과 결합판(328)을 연결시켜, 결합판(328)이 보다 견고하게 몸체(300)에 고정되도록 하기 위한 고정 강화부(327)들이 형성된다.
본 실시예에서는 결합판(328)이 한 쌍으로 마련되어, 태양광 패널 지지구조물(140)과의 결합 위치에만 결합판(328)이 제공됨으로써, 부유체(120)의 전체적인 무게를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 상부 구조물(320)의 내부에는 상부 격자들(324)에 의하여 구획되는 복수의 상부 격실들(326)이 형성되며, 하부 구조물(340)의 내부에는 하부 격자들(344)에 의하여 구획되는 복수의 하부 격실들(346)이 형성된다.
상부 격실(326)은 몸체(300)의 양 측면(302, 304) 측에 인접하는 제1 상부 격실(326A)들 및 제3 하부 격실(326C)들과, 인접하는 제1 상부 격실(326A)들 및 제3 하부 격실(326C)들 사이, 즉 상부 격실(326)의 중앙측에 배치되는 제2 하부 격실(326B)들을 포함한다. 이때, 제1 상부 격실(326A)들을 상부 구조물(320)의 바깥쪽에 위치되며 제3 하부 격실(326C)들은 상대적으로 상부 구조물(320)의 내측에 위치된다. 양 측면(302, 304)의 곡률 형상에 의하여, 제1 상부 격실(326A)들 및 제3 하부 격실(326C)은 일측이 라운드지게 형성될 수 있으며, 제3 상부 격실(326C)의 부피가 가장 크며, 제2 하부 격실(326B)의 부피가 가장 작게 형성된다.
마찬가지로, 하부 구조물(340)의 내부에는 하부 격자들(344)에 의하여 구획되는 하부 격실들(326)들이 형성되며, 하부 격실들(326)은 제1 상부 격실들(326A), 제2 상부 격실들(326B) 및 제3 상부 격실들(326C)에 대응되어 서로 맞닿는 제1 하부 격실들(346A), 제2 하부 격실들(346B) 및 제3 하부 격실들(346C)을 포함한다.
본 실시예에서는 제1 방향(X)을 기준으로 상대적으로 부피가 큰 제1 격실들(326A, 346A)에 의한 제1 에어포켓 및 제3 격실들(326C, 346C)에 의한 제3 에어포켓이 몸체(300)의 양 측면에 배치되며, 상기 제2 격실들(326B, 326C)에 의한 제2 에어포켓 사이이 그 사이에 배치되 보다 안정적인 부력을 제공할 수 있는 장점이 있다. 또한, 제2 방향(Y)을 기준으로 상대적으로 부피가 큰 제3 격실들(326C, 346C)에 의한 상기 제3 에어포켓이 상대적으로 부피가 작은 제1 격실들(326A, 346A)에 의한 상기 제1 에어포켓 사이에 배치되어 부력이 보다 안정적으로 몸체(300)에 제공될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 해상 태양광 패널 설치구조물
100, 100': 단위 부유식 구조물
120: 부력체
140: 태양광 패널 지지구조물
142: 제1 각관
144: 제2 각관
146: 태양광 패널 지지대
160: 태양광 패널
180: 볼 조인트 링크
190: 유지보수용 발판
200: 원통형 몸체
202, 204: 측면
206: 하부 영역
207: 중간 영역
208: 상부 영역
220: 상부 구조물
222: 상부 몸체
224: 상부 격자
226: 상부 격실
228: 결합판
240: 하부 구조물
242: 하부 몸체
244: 하부 격자
246: 하부 격실

Claims (17)

  1. 해상에 태양광 패널을 지지하기 위한 적어도 하나의 단위 부유식 구조물을 포함하는 해상 태양광 패널 설치구조물에 있어서,
    상기 단위 부유식 구조물은,
    서로 이격되어 배열되는 다수의 부력체;
    상기 다수의 부력체 상에 지지되는 태양광 패널 지지구조물; 및
    상기 태양광 패널 지지구조물에 의해 지지되는 적어도 하나의 태양광 패널을 포함하고,
    상기 다수의 부력체 중 적어도 하나의 부력체는, 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폐탄소섬유 강화플라스틱(Waste Carbon Fiber Reinforced Plastics)이 배합된 재질로 이루어지는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폐탄소섬유 강화플라스틱은 탄소섬유 강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 생산과정에서 발생되는 폐기물을 포함하는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부력체는, 상기 폴리에틸렌을 20 ~ 80 중량% 함유하고, 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱을 20 ~ 80 중량% 함유하고, 자외선 차폐제를 3 중량% 이상 함유하는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부력체는, 930 ~ 970 kg/m3 밀도를 가지는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene), 915 ~ 925 kg/m3 밀도를 가지는 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene), 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene) 및 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱을 포함하고, 상기 부력체의 중량 대비 10배 이상의 부력을 제공하는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 부력체는, 상부 구조물과 하부 구조물이 융착 결합되고 제1 방향을 따라 연장되는 원통형 몸체를 포함하고,
    상기 상부 구조물은,
    상부가 절단된 반원통 형상을 가지고, 내부 공간이 상부 격자들에 의해 격자 구조를 가지는 상부 격실들로 구획되는 상부 몸체; 및
    상기 상부 몸체의 상부에 일체로 형성되고, 상기 태양광 패널 지지구조물과 결합하기 위한 결합판을 포함하고,
    상기 하부 구조물은, 하부면이 만곡되는 반원통 형상을 가지고 내부 공간이 하부 격자들에 의해 상기 격자 구조를 가지도록 하부 격실들로 구획되는 하부 몸체를 포함하고,
    상기 원통형 몸체는, 상기 상부 격실들과 상기 하부 격실들에 의해 내부 공간에 상기 격자 구조를 가지는 복수개의 에어포켓이 형성되는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 태양광 패널 지지구조물은 상기 다수개의 부력체 상에 배치되는 내부식성 금속 재질로 형성되는 각관들을 포함하고,
    상기 결합판은, 상기 상부 몸체의 상면 양측 모서리로부터 외부를 향하여 돌출되도록 연장되고, 상기 결합판의 상면은 평탄면으로 형성되고,
    상기 상부 몸체로부터 외부로 확장된 상기 결합판의 모서리 부분에 상기 각관들 중의 적어도 하나의 각관을 결합하기 위한 결합공들이 관통 형성되는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 각관들 중 적어도 하나의 각관은, 폴리에틸렌 및 폐탄소섬유 강화플라스틱이 배합된 재질로 이루어지는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단위 부유식 구조물을 복수개 포함하고,
    파도의 움직임에 대해 상기 태양광 패널을 안정적으로 지지하도록, 인접한 단위 부유식 구조물들은 상기 각관들의 단부에 연결되는 플라스틱 재질의 볼 조인트 링크에 의해 관절 구조로 연결되는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 방향을 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면은 상기 원통형 몸체로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가지고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되고,
    상기 원통형 몸체의 양 측면 중, 수면 아래에 위치하는 부분을 포함하는 하부 영역은 제1 곡률반경을 가지는 제1 원호 형상을 가지고, 상기 양 측면 중 상기 하부 영역보다 높은 상부 영역은 상기 제1 곡률반경보다 작은 제2 곡률반경을 가지는 제2 원호 형상을 가지는 탄소섬유 복합재를 적용한 해상태양광 설치 구조물.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1 방향을 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면은 상기 원통형 몸체로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가지고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되고,
    상기 원통형 몸체의 양 측면에는, 상기 원통형 몸체의 최하단부터 최상단까지, 제1 하부영역, 제2 하부영역, 제1 상부 영역 및 제2 상부 영역이 순서대로 배치되며,
    상기 제1 하부영역 및 상기 제2 상부 영역의 곡률 반경은, 제2 하부영역 및 제1 상부 영역의 곡률반경보다 작게 형성되며,
    상기 제1 하부 영역의 곡률 반경 및 상기 제2 상부 영역의 곡률 반경은 서로 동일하고,
    상기 제2 하부 영역의 곡률 반경 및 상기 제1 상부 영역의 곡률 반경은 서로 동일한 해상 태양광 패널 설치 구조물.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 원통형 몸체의 상기 에어 포켓은 서로 다른 부피를 갖는 형성되는 제1 에어포켓, 제2 에어포켓 및 제3 에어포켓들을 포함하고,
    상기 제1 에어포켓, 상기 제2 에어포켓 및 상기 제3 에어포켓 중 부피가 가장 큰 에어 포켓 및 그 다음으로 부피가 큰 에어 포켓들은 상기 제1 방향으로 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면에 배치되며, 부피가 가장 작은 에어포켓들은 상기 원통형 몸체의 중앙 측에 배치되는 해상 태양광 패널 설치 구조물.
  12. 해상에 태양광 패널을 지지하기 위한 해상 태양광 패널 설치용 부력체에 있어서,
    제1 방향에 수직한 단면이 상부가 절단된 원형의 형상을 가지고, 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 상기 태양광 패널을 지지하기 위한 부력을 제공하는 원통형 몸체를 포함하고,
    상기 원통형 몸체는, 폴리에틸렌(Polyethylene) 및 폐탄소섬유 강화플라스틱(Waste Carbon Fiber Reinforced Plastics)이 배합된 재질로 이루어지는 해상 태양광 패널 설치용 부력체.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 원통형 몸체는, 930 ~ 970 kg/m3 밀도를 가지는 고밀도 폴리에틸렌(High Density Polyethylene), 915 ~ 925 kg/m3 밀도를 가지는 저밀도 폴리에틸렌(Low Density Polyethylene) 및 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌(Linear Low Density Polyethylene) 및 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱을 포함하고,
    상기 폐탄소섬유 강화플라스틱은 탄소섬유 강화플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)의 생산과정에서 발생되는 폐기물을 포함하고,
    상기 원통형 몸체는, 상기 폴리에틸렌을 20 ~ 80 중량% 함유하고, 상기 폐탄소섬유 강화플라스틱을 20 ~ 80 중량% 함유하고, 자외선 차폐제를 3 중량% 이상 함유하고, 상기 원통형 몸체의 중량 대비 10배 이상의 부력을 제공하도록 구성되는 해상 태양광 패널 설치용 부력체.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 원통형 몸체는 상부 구조물과 하부 구조물이 융착 결합된 구조를 가지고,
    상기 상부 구조물은,
    상부가 절단된 반원통 형상을 가지고, 내부 공간이 상부 격자들에 의해 격자 구조를 가지는 상부 격실들로 구획되는 상부 몸체; 및
    상기 상부 몸체의 상부에 일체로 형성되고, 상기 태양광 패널을 지지하기 위한 태양광 패널 지지구조물과의 결합을 위한 결합판을 포함하고,
    상기 하부 구조물은, 하부면이 만곡되는 반원통 형상을 가지고 내부 공간이 하부 격자들에 의해 상기 격자 구조를 가지도록 하부 격실들로 구획되는 하부 몸체를 포함하고,
    상기 원통형 몸체는, 상기 상부 격실들과 상기 하부 격실들에 의해 내부 공간에 상기 격자 구조를 가지는 복수개의 에어포켓이 형성되는 해상 태양광 패널 설치용 부력체.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 방향을 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면은 상기 원통형 몸체로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가지고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되고,
    상기 원통형 몸체의 양 측면 중, 수면 아래에 위치하는 부분을 포함하는 하부 영역은 제1 곡률반경을 가지는 제1 원호 형상을 가지고, 상기 양 측면 중 상기 하부 영역보다 높은 상부 영역은 상기 제1 곡률반경보다 작은 제2 곡률반경을 가지는 제2 원호 형상을 가지는 해상 태양광 패널 설치용 부력체.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 방향을 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면은 상기 원통형 몸체로부터 외부로 돌출된 볼록한 형상을 가지고, 상기 원통형 몸체의 양 측면은 높이에 따라 곡률 반경이 변화되고,
    상기 원통형 몸체의 양 측면에는, 상기 원통형 몸체의 최하단부터 최상단까지, 제1 하부영역, 제2 하부영역, 제1 상부 영역 및 제2 상부 영역이 순서대로 배치되며,
    상기 제1 하부영역 및 상기 제2 상부 영역의 곡률 반경은, 제2 하부영역 및 제1 상부 영역의 곡률반경보다 작게 형성되며,
    상기 제1 하부 영역의 곡률 반경 및 상기 제2 상부 영역의 곡률 반경은 서로 동일하고,
    상기 제2 하부 영역의 곡률 반경 및 상기 제1 상부 영역의 곡률 반경은 서로 동일한 해상 태양광 패널 설치용 부력체.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 원통형 몸체의 상기 에어 포켓은 서로 다른 부피를 갖는 형성되는 제1 에어포켓, 제2 에어포켓 및 제3 에어포켓들을 포함하고,
    상기 제1 에어포켓, 상기 제2 에어포켓 및 상기 제3 에어포켓 중 부피가 가장 큰 에어 포켓 및 그 다음으로 부피가 큰 에어 포켓들은 상기 제1 방향으로 기준으로 상기 원통형 몸체의 양 측면에 배치되며, 부피가 가장 작은 에어포켓들은 상기 원통형 몸체의 중앙 측에 배치되는 해상 태양광 패널 설치용 부력체.
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