KR20240071846A - 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기설치된 지상 수직형 구축물 양면에 태양광 모듈을 설치하고, 상기 태양광 모듈 사이에 지지대 및 절연체를 부착함으로써, 하중의 균형을 통한 안정성 및 발전량을 높이고, 화재로부터 설비를 보호하기 위한 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비에 관한 것으로 기설치된 지상 수직 고정형 구조물에 태양광 모듈을 양면에 설치함으로써, 종래 기술 대비 태양광 발전량을 높일 수 있으며, 태양광 모듈 사이에 지지대 및 절연체를 설치함으로써, 하중의 균형을 맞춰 안정성을 높일 수 있으며, 화재로부터 설비를 보호할 수 있는 효과가 있다.

Description

지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비{Ground-vertical fixed two-way photovoltaic power plant}

본 발명은 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기설치된 지상 수직형 구축물 양면에 태양광 모듈을 설치하고, 상기 태양광 모듈 사이에 지지대 및 절연체를 부착함으로써, 하중의 균형을 통한 안정성 및 발전량을 높이고, 화재로부터 설비를 보호하기 위한 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비에 관한 것이다.

신재생에너지 등 기후변화 대응을 위해 태양광 발전이 공공 및 민간분야 전체로 확산 추세이나, 별도의 구축물 설비를 위한 토지확보와 생태계 파괴 등이 사회문제로 대두가 되고 있다. 이를 해소하는 방안으로 철도, 도로 등에 소음 차단과 시설물 보호 목적의 방음벽이 전국에 산재함을 착안하여, 기존 고정 구축물인 방음벽을 활용한 태양광 발전 설비가 개발되었다.

하지만 기 개발된 방음벽을 활용한 태양광 발전 설비의 경우, 방음벽의 한쪽 면만 활용하므로, 시간대에 따라 방음벽에 설치된 태양광 모듈에 들어오는 태양광의 크기가 달라지므로 태양광 발전의 효율성이 낮고, 태양광 발전 시 기상여건 및 지상물과의 마찰 등의 직간접적인 영향으로 발생 가능성이 있는 화재를 예방하기 위한 장치가 설치되지 않아 화재에 취약하다는 문제점이 있다.

한국등록특허공보 제 10-2091090호("태양광 판넬이 구비된 방음벽", 등록일 2020.03.13.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 기존 단면 방식의 효율성을 개선하고 발전량을 극대화하기 위한 기설치된 지상 수직형 구축물 양면에 태양광 모듈을 설치하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비를 제공하는 것이다.

또한, 화재로부터 설비를 보호하기 위한 절연체 및 하중의 균형을 통한 안정성을 높이기 위한 지지대를 설치하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비를 제공하는 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비는 복수개가 지면으로부터 수직으로 일정 간격 이격되어 설치되는 수직 지주 및 상기 수직 지주를 수평으로 연결하여 설치되는 수평 지주를 포함하는 지주부와 상기 수직 지주 및 수평 지주에 설치되되, 양면으로 각각 설치되는 한 쌍의 태양광 모듈 및 상기 수직 지주 및 수평 지주에 설치되며, 상기 태양광 모듈을 지지하는 지지대를 포함한다.

또한, 상기 지지대는 상기 태양광 모듈과 연결되는 부분에 절연체가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직 지주는 하부에 가림판이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수직 지주는 상부가 양단으로 각각 일정 각도 휘어져 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양광 모듈의 상태를 측정하는 측정부와 상기 측정부로부터 측정된 데이터를 토대로 상기 태양광 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 보호장치를 더 포함한다.

또한, 상기 보호장치는 상기 측정부로부터 상기 태양광 모듈의 온도 정보, 전력 정보 중 적어도 어느 하나를 입력 받으며, 상기 온도 정보 또는 전력 정보가 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어부를 통해 상기 태양광 모듈의 전원을 끄고, 알림 신호를 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 태양광 모듈은 복수개로 구비되되, 복수개가 길이 방향 및 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비는 기설치된 지상 수직 고정형 구조물에 태양광 모듈을 양면에 설치함으로써, 종래 기술 대비 태양광 발전량을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 태양광 모듈 사이에 지지대 및 절연체를 설치함으로써, 하중의 균형을 맞춰 안정성을 높일 수 있으며, 화재로부터 설비를 보호할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 측면도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 정면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비에서 가림판을 추가한 사시도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 가림판을 추가한 측면도
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 가림판을 추가한 정면도
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 보호장치를 추가한 측면도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시된 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비에서 가림판을 추가한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 가림판을 추가한 측면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 가림판을 추가한 정면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비의 보호장치를 추가한 측면도이다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 복수개가 지면으로부터 수직으로 일정 간격 이격되어 설치되는 수직 지주(110) 및 수직 지주(110)를 수평으로 연결하여 설치되는 수평 지주(120)를 포함하는 지주부(100)와 수직 지주(110) 및 수평 지주(120)에 설치되되, 양면으로 각각 설치되는 한 쌍의 태양광 모듈(200) 및 수직 지주(110) 및 수평 지주(120)에 설치되며, 태양광 모듈(200)을 지지하는 지지대(300)를 포함한다.

지주부(100)는 수직 지주(110)와 수평 지주(120)를 포함하며, 더욱 정확하게는 방음벽, 벽, 창문, 기둥 등 모든 지상 수직형 구축물을 의미한다. 여기서, 수직 지주(110)는 지면으로부터 수직으로 설치되는 기둥을 의미하며, 복수개가 구비되어 일정 간격 이격되어 설치되며, 수평 지주(120)는 일정 간격 이격되어 설치된 수직 지주(110) 사이를 수평으로 연결하여 설치된다. 또한, 수평 지주(120) 역시 복수 개가 일정 간격 이격되어 설치된다.

태양광 모듈(200)은 태양빛을 흡수하여 전기를 생산하는 모듈을 의미하며, 수직 지주(110) 및 수평 지주(120)에 설치된다. 더욱 정확하게는 태양광 모듈(200)의 길이 부분은 수평 지주(120)에, 폭 부분은 수직 지주(110)에 설치된다는 것을 의미한다. 본 발명에서는 태양광 모듈(200)이 지주부(100)에 밀착하여 형성되지만, 이에 한정하지 않으며, 발전 효율을 더 높이기 위해 태양광 모듈(200)의 폭방향 상단보다 폭방향 하단을 높게 배치함에 따라, 태양광 모듈(200)의 설치 각도를 조절할 수 있다. 또한 본 발명에서 태양광 모듈(200)은 한 쌍이 지주부(100)의 양면에 각각 설치된다. 한 쌍의 태양광 모듈(200)은 지주부의 두께만큼 이격되어 설치될 수 있다. 따라서, 지주부(100)의 단면만 활용하던 종래 기술과 달리 본 발명은 지주부(100)의 양면에 태양광 모듈(200)을 설치함에 따라 태양광 모듈(200)의 발전량을 높일 수 있다.

지지대(300)는 태양광 모듈(200)을 지지하는 역할을 하며, 수직 지주(110) 및 수평 지주(120)에 설치된다. 본 발명에서 태양광 모듈(200)이 지주부(100)의 양면에 설치됨에 따라 지주부(100)에 가해지는 하중이 더 강해져 지주부(100)가 하중을 견디지 못할 수 있다. 따라서 태양광 모듈(200)에 지지대(300)를 설치하여 지주부(100)에 가해지는 하중을 지지대(300)로 분산시킬 수 있다.

또한, 지지대(300)는 태양광 모듈(200)과 연결되는 부분에 절연체(400)가 설치되는 것을 특징으로 한다. 절연체(400)는 전기나 열을 전달하기 어려운 성질을 가지는 물질을 총칭하여 부른다. 본 발명에서 절연체는 고무, 비닐, 합성수지, 플라스틱 등을 의미하나, 이에 한정하지 않으며 전기나 열이 전달되지 않는 모든 물질을 사용할 수 있다. 태양광 모듈(200)을 지지하는 지지대(300)에 절연체(400)가 설치됨에 따라, 태양광 모듈(200) 간 전기적 간섭으로부터 태양광 모듈(200)을 보호할 수 있으며, 태양광 모듈(200)에서 발생되는 화재로부터 태양광 발전 설비를 보호할 수 있다.

또한, 수직 지주(110)는 하부에 가림판(500)이 설치되는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 방음벽, 벽, 창문, 기둥 등 지상 수직형 구축물 주변에 수목 등이 설치되어 있다. 또한, 이러한 수목과 태양광 모듈(200)이 마찰을 일으키면 태양광 모듈(200)이 망가질 수 있다. 따라서 수직 지주(110)의 하부에 가림판(500)을 설치함으로써, 지상 수직형 구축물 주변에 설치된 수목과의 마찰이나 강풍, 강우, 강설과 같은 기후 요인으로부터 태양광 모듈(200)을 보호할 수 있다. 여기서, 가림판(500)에 의해 태양광 모듈(200)이 태양광을 흡수하는 것을 방해받으면 태양광 모듈(200)의 발전 효율이 떨어질 수 있기에, 가림판(500)은 투명한 형상으로 구성될 수 있다.

또한, 수직 지주(110)는 상부가 양단으로 각각 일정 각도 휘어져 연장되어 형성되는 것을 특징으로 한다. 더욱 정확하게는 수직 지주(110)의 상부가 'Y'자 형상으로 이루어진다는 것을 의미한다. 또한, 'Y'자 형상의 수직 지주(110)의 상부에도 수평 지주(120)가 연결되어 상부에도 태양광 모듈(200)을 설치할 수 있다. 이에 따라 양단으로 설치되는 태양광 모듈(200)에서 부가되는 하중 부담을 분산시켜 안정성을 높일 수 있으며, 상부에도 태양광 모듈(200)을 설치함에 따라 태양광 발전량을 증대시킬 수 있다.

또한, 태양광 모듈(200)의 상태를 측정하는 측정부와 상기 측정부로부터 측정된 데이터를 토대로 태양광 모듈(200)을 제어하는 제어부를 포함하는 보호장치(600)를 더 포함한다.

보호장치(600)는 태양광 모듈(200)의 상태를 측정하여 태양광 모듈(200)에 이상이 있을 경우 태양광 모듈(200) 및 태양광 발전 설비를 보호할 수 있다. 이러한 보호장치(600)는 태양광 모듈(200)의 상태를 측정하는 측정부 및 상기 측정부로부터 측정된 데이터를 토대로 태양광 모듈(200)을 제어하는 제어부로 구성된다. 이러한 보호장치(600)는 상기 측정부로부터 태양광 모듈(200)의 온도 정보, 전력 정보 중 적어도 어느 하나를 입력 받으며, 상기 온도 정보 또는 전력 정보가 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어부를 통해 태양광 모듈(200)의 전원을 끄고, 알림 신호를 송신한다. 더욱 상세하게는, 보호장치(600)에 포함된 측정부로부터 태양광 모듈(200) 각각의 온도 정보 혹은 전력 정보를 제어부에 입력 받으며, 제어부는 상기 온도 정보 혹은 전력 정보가 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 문제가 발생된 태양광 모듈(200)의 위치를 확인하고 해당 태양광 모듈(200)의 전원을 끔으로써 그 외 태양광 모듈(200)을 보호하고, 동시에 태양광 발전 설비의 관리자(사용자, 제어자 등)에게 알림 신호를 송신한다. 여기서, 상기 알림 신호는 태양광 발전 설비의 관리자(사용자, 제어자 등)에게 송신되어, 알림 신호에 포함되어 있는 태양광 모듈(200)의 현재 온도 정보 또는 전력 정보를 신속하게 인지할 수 있도록 하며, 소리로도 알림 신호를 나타낼 수 있다. 이를 통해서 관리자가 긴급 상황에 대한 빠른 대응이 이루어질 수 있도록 한다.

보다 상세하게는, 상기 보호장치(600)는 상기 온도 정보 또는, 전력 정보의 범위에 따라 미리 설정되어 있는 대응 매뉴얼에 따라, 입력되는 상기 온도 정보 또는, 전력 정보가 해당하는 범위를 분석하여, 이에 따른 대응 매뉴얼을 수행하고, 이와 함께, 알림 신호를 생성하여 외부(태양광 구조물의 관리자, 사용자, 제어자 등)로 전송하며 이 때, 상기 대응 매뉴얼은 말 그대로 이상 상황에 신속 대응하기 위한 1차적인 임시 대응 매뉴얼인 것이 바람직하며, 반드시 외부로 현재 태양광 모듈(200)의 점검 정보를 전송하는 것이 바람직하다.

더불어, 안전과 직결될 수 있는 문제인 만큼 점검 수단에 의해 알림 신호가 발생할 경우, 태양광 구조물의 관리자로부터 알림 신호에 따른 대응 신호가 입력되어야만 정상적인 동작으로 복귀할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 단순히 알림 신호만을 제공할 경우, 이에 따른 대응이 이루어지지 않아 2차 사고로 이어질 수 있기 때문에, 대응 신호의 입력을 통해 정상 복귀를 제어하는 것이 바람직하다.

따라서 보호장치(600)의 존재로 태양광 모듈(200)의 불량 유무 혹은 이상 유무를 신속하게 파악할 수 있으며, 이를 관리자에게 신속하게 인지시킴에 따라 태양광 발전 설비에 발생되는 긴급 상황에 대한 빠른 대응을 할 수 있도록 한다.

또한, 태양광 모듈(200)은 복수개로 구비되되, 복수개가 길이 방향 및 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 복수개의 태양광 모듈(200) 중 하나의 태양광 모듈(200)에 화재나 오류와 같은 이상이 생길 경우 다른 태양광 모듈(200)로 전이되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 기설치된 지상 수직 고정형 구조물에 태양광 모듈을 양면에 설치함으로써, 종래 기술 대비 태양광 발전량을 높일 수 있으며, 태양광 모듈 사이에 지지대 및 절연체를 설치함으로써, 하중의 균형을 맞춰 안정성을 높일 수 있으며, 화재로부터 설비를 보호할 수 있다.

100 : 지지부
110 : 수직 지주
120 : 수평 지주
200 : 태양광 모듈
300 : 지지대
400 : 절연체
500 : 가림판
600 : 보호장치

Claims (7)

1. 복수개가 지면으로부터 수직으로 일정 간격 이격되어 설치되는 수직 지주 및 상기 수직 지주를 수평으로 연결하여 설치되는 수평 지주를 포함하는 지주부;
   상기 수직 지주 및 수평 지주에 설치되되, 양면으로 각각 설치되는 한 쌍의 태양광 모듈; 및
   상기 수직 지주 및 수평 지주에 설치되며, 상기 태양광 모듈을 지지하는 지지대;
   를 포함하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 지지대는
   상기 태양광 모듈과 연결되는 부분에 절연체가 설치되는 것을 특징으로 하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 수직 지주는
   하부에 가림판이 설치되는 것을 특징으로 하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 수직 지주는
   상부가 양단으로 각각 일정 각도 휘어져 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 태양광 모듈의 상태를 측정하는 측정부와 상기 측정부로부터 측정된 데이터를 토대로 상기 태양광 모듈을 제어하는 제어부를 포함하는 보호장치;를 더 포함하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 보호장치는
   상기 측정부로부터 상기 태양광 모듈의 온도 정보, 전력 정보 중 적어도 어느 하나를 입력 받으며, 상기 온도 정보 또는 전력 정보가 기설정된 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어부를 통해 상기 태양광 모듈의 전원을 끄고, 알림 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 태양광 모듈은
   복수개로 구비되되, 복수개가 길이 방향 및 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 지상 수직 고정형 양방향 태양광 발전 설비.

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