WO2017195995A1 - 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템 - Google Patents

기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템 Download PDF

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WO2017195995A1
WO2017195995A1 PCT/KR2017/004111 KR2017004111W WO2017195995A1 WO 2017195995 A1 WO2017195995 A1 WO 2017195995A1 KR 2017004111 W KR2017004111 W KR 2017004111W WO 2017195995 A1 WO2017195995 A1 WO 2017195995A1
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WO
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mooring
ropes
fixed
connecting ropes
floating structure
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/004111
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English (en)
French (fr)
Inventor
안병준
Original Assignee
운지파워텍(주)
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a column-fixed flexible water-based photovoltaic power generation system.
  • renewable energy such as solar, wind power, tidal power, etc.
  • solar energy is distributed evenly in the inhabited place of people all over the world, and solar power is most effective because it converts solar light energy directly into electric energy, while solar light energy has a low energy density and requires a large area.
  • photovoltaic power generation facilities have been installed in salt fields, farmland, forests, etc., but in addition to the net function of using renewable energy, they cause other environmental problems such as farmland deforestation and deforestation, and have limited land resources. As they compete, they are not welcomed by local residents and face difficulties due to various complaints. Therefore, research on photovoltaic power generation in desert areas or waters that has limited land resources, does not compete with humans, and has no adverse effects on the environment such as farmland deforestation or deforestation, is being actively applied and partially applied.
  • the photovoltaic system installed on the surface of a lake, river, or sea is called a water-based photovoltaic system, which is human-friendly because it does not compete with humans and land. By suppressing the temperature rise of the water, it reduces the evaporation amount and helps to preserve the fresh water amount, and reduces the fog damage in the surrounding area. In addition, it is effective in improving water quality by promoting water convection due to the temperature difference caused by the shade of the water photovoltaic power generation system, and protecting the fish resources by providing the spawning place for the fish. It will be nurtured.
  • aquatic photovoltaic power generation system is a floating structure floating on the surface of the water, a photovoltaic device mounted on top of the floating structure to generate electrical energy by solar light, and the floating structure is horizontal in accordance with the flow of wind or water It includes a mooring device that not only prevents the movement in the direction but also moves up and down according to the water level.
  • Prior art 1 is a plurality of pontoons made of buoyancy material is arranged in the forward direction, the vertical connection frame is connected to the phones in the vertical direction and the pontoon
  • the horizontal photovoltaic power generation system in which the horizontal connecting frame is connected in the horizontal direction, the supporting frames are arranged on the horizontal connecting frame and the vertical connecting frame, and the first solar modules and the second solar modules are arranged on the supporting frames.
  • Prior art 1 is a buoyancy material pontoons can be firmly supported the first and second solar cell module is connected to the horizontal connection frame and the vertical connection frame, but when the waves are generated in the water due to storms, etc.
  • the horizontal connecting frame and the vertical connecting frame do not move flexibly according to the waves of the water, which may damage the horizontal connecting frame and the vertical connecting frame. If the cross-sectional size is increased to increase the strength of the horizontal connecting frame and the vertical connecting frame, the weight of the horizontal connecting frame and the vertical connecting frame must be increased to increase the volume of the pontoons. There is a problem that increases.
  • Korean Patent Publication No. 2016-0001106 (January 16, 2016) (hereinafter referred to as Prior Art 2) (hereinafter referred to as Prior Art 2) includes a support for supporting a plurality of solar panels on the surface by buoyancy, and the support is not separated from the set region.
  • a water-based photovoltaic device is disclosed that includes a mooring rope for mooring a support and a sinker for fixing the mooring rope to an underwater ground.
  • Prior art 2 can be moored in a region in which the support is set by the mooring rope, but when the solar panels are installed in the water on a large scale, the support can be damaged by the surface waves as well as the structure of the mooring ropes located below the support. Has the disadvantage of being complicated.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a column-fixed flexible water-based photovoltaic system in which the solar cell modules can be flexibly moved according to the waves when high waves are generated. .
  • Another object of the present invention is to provide a column-fixed flexible water-based solar power generation system that can be installed on a large scale solar cell modules in the water, as well as simple underwater structure.
  • Main connection ropes connecting the lifting mechanisms of two mooring fixing pillars adjacent to each other among the mooring fixing pillars;
  • Auxiliary connecting ropes connecting the main connecting ropes in a horizontal direction and a vertical direction;
  • a support floating structure formed on at least one unit region of the rectangular unit regions formed by the main connecting ropes and the auxiliary connecting ropes or formed by the auxiliary connecting ropes;
  • a solar cell module installed on the support floating structure;
  • a column-fixed flexible water-based photovoltaic system comprising a; unit connection mechanisms for fixing the support floating structure by connecting the supporting floating structure, the main connecting ropes and the auxiliary connecting ropes forming the unit region.
  • a plurality of mooring fixed pillars are fixed to the underwater ground to be arranged in a plurality of lattice form, each of which is provided with a lifting mechanism moving up and down according to the water level;
  • Main connection ropes connecting the lifting mechanisms of two mooring type fixing columns adjacent to each other among the mooring type fixing columns;
  • a plurality of supporting floating structures provided in at least one unit region of the rectangular unit regions formed by the main connection ropes;
  • a solar cell module installed on the support floating structure;
  • a column-type flexible water-phase photovoltaic system comprising a; connecting unit connecting the main connecting ropes and the support floating structure or the two support floating structure adjacent to each other.
  • intersection of the main connecting ropes and the auxiliary connecting ropes or the intersection of the auxiliary connecting ropes forming the rectangular unit region is preferably connected and fixed by a fixing means.
  • the mooring fixing pillars are positioned to form a rectangle, and two or more mooring fixing pillars are arranged on one side of the quadrangle, and one side of the rectangle in which the two or more mooring fixing pillars is arranged is perpendicular to the direction of water flow. It is preferred to be located in a direction.
  • the supporting floating structure is located in plural in the rectangular unit region.
  • a plurality of solar cell modules are installed in the supporting floating structure.
  • the mooring fixing columns are preferably positioned to form a rectangle.
  • the unit connection mechanism may be a rope, a chain, a connecting rod, a hook, or a compression clamp.
  • the solar cell module (s) are each installed by a plurality of main connecting ropes and auxiliary connecting ropes, and the main connecting ropes are moored by mooring fixing columns, high waves in the water due to the storm When generated, the supporting floating structures in which the solar cell modules are installed are flexibly moved according to the waves, thereby minimizing the force acting on the supporting floating structures by the waves. This increases the stability of the overall system.
  • the present invention supports a plurality of supporting floating structures by mooring fixed pillars, main connecting ropes, auxiliary connecting ropes, and unit connecting mechanisms, thereby minimizing the installation cost required for installing a large-scale power generation system. Let's go.
  • the present invention is because the auxiliary connecting ropes and the unit connection mechanisms and the supporting floating structure is located inside the main connecting ropes connecting the plurality of mooring fixing pillars and the mooring fixing pillars, and the mooring fixing pillars are provided. Underwater systems are simplified in large systems.
  • FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention
  • Figure 2 is a side view showing a first embodiment of a columnar fixed flexible solar power system according to the present invention
  • FIG. 3 is a plan view showing that a plurality of supporting floating structures are provided in a unit region constituting the first embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention
  • FIG. 4 is a plan view showing a second embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view showing a third embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention.
  • Figure 6 is a plan view showing a fourth embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention.
  • Figure 2 is a side view showing a first embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention.
  • the first embodiment of the column-fixed flexible water-based photovoltaic power generation system according to the present invention, mooring fixed pillars 10, main connecting ropes 20, auxiliary connecting rope Field 30, a support floating structure 40, a solar cell module 50, and unit connection mechanisms 60.
  • the mooring fixed columns 10 are fixed to the underwater ground where the photovoltaic power generation system is to be installed, and includes a lifting mechanism (F).
  • the mooring fixing columns 10 is preferably arranged to form a square.
  • the mooring type fixing columns 10 includes a fixing column S fixed to the underwater ground, and a lifting mechanism F provided in the fixing column S and moving up and down according to the water level. There are a plurality of lifting mechanisms (F).
  • the lifting mechanism F includes a float which is slidably inserted up and down along the fixing column S. As shown in FIG.
  • the lifting mechanism F is provided with two guide grooves provided in the fixing pillar S in the longitudinal direction of the fixing pillar S, and two guide grooves. Rollers positioned respectively, roller shafts respectively inserted in the rollers, and connecting brackets connecting the roller shafts and connected to the ropes.
  • the lifting mechanism F may be implemented in various forms.
  • the main connecting ropes 20 connect the elevating mechanism F of two mooring fixing pillars 10 adjacent to each other among the mooring fixing pillars 10.
  • the four mooring type fixing columns 10 are referred to as first, second, third, and fourth mooring type fixing columns 11, 12, 13, and 14 in the counterclockwise direction.
  • the lifting mechanism F of the 12 is connected by the main connecting rope 21, and the lifting mechanism F of the second and third mooring fixed columns 12 and 13 is connected to the main connecting rope 22.
  • the elevating mechanism F of the third and fourth mooring type fixed columns 13 and 14 is connected by the main connecting rope 23 and the elevating device of the fourth and first type mooring type fixing columns 14 and 11.
  • the sphere F is connected by the main connecting rope 24.
  • the main connecting rope 21 connecting the elevating mechanism F of the first and second mooring type fixing columns 11 and 12 is called the first main connecting rope, and the counterclockwise direction is referred to the first main connecting rope 21. This is referred to as the second, third, fourth main connecting rope (22) (23) (24).
  • the main connecting ropes may each be a chain.
  • the auxiliary connection ropes 30 connect the main connection ropes 20 in the horizontal and vertical directions. That is, although the auxiliary connecting rope is connected to the first main connecting rope 21 and the third main connecting rope 23, the plurality of first and third main connecting ropes 21 and 23 are spaced apart in the longitudinal direction. do.
  • the auxiliary connecting rope connecting the first and third main connecting ropes 21 and 23 is referred to as a horizontal auxiliary connecting rope 31.
  • the transverse auxiliary connection ropes 31 are preferably located at uniform intervals.
  • Auxiliary connecting ropes are connected to the second and fourth main connecting ropes 22 and 24, and a plurality of second and fourth main connecting ropes 22 and 24 are spaced in the longitudinal direction of the second and fourth main connecting ropes 22 and 24.
  • the auxiliary connecting rope connecting the second and fourth main connecting ropes 22 and 24 is called a vertical auxiliary connecting rope 32.
  • the longitudinal auxiliary connection ropes 32 are preferably located at even intervals.
  • the auxiliary connecting ropes 30 may each be a chain.
  • the first, second, third and fourth main connecting ropes 21, 22, 23, 24 and the horizontal auxiliary connecting ropes 31 and the vertical auxiliary connecting ropes 32 A plurality of rectangular unit regions are formed in the main connecting ropes 21, 22, 23, and 24.
  • An intersection portion of the main connection ropes 20 and the auxiliary connection ropes 30 or an intersection portion of the auxiliary connection ropes 30 forming a rectangular unit area is connected and fixed by the fixing means 33.
  • the fixing means 33 is preferably a wire.
  • the supporting floating structure 40 is located in at least one unit region of the rectangular unit regions formed by the main connecting ropes 20 and the auxiliary connecting ropes 30 or the auxiliary connecting ropes 30. Is rich in.
  • the supporting floating structure 40 includes a plurality of floating members 41 floating in the water phase, and a base frame 42 connecting the plurality of floating members 41. do.
  • the solar cell module 50 is installed on the support floating structure 40. It is preferable that the support frame is installed on the support floating structure 40 and the solar cell module 50 is installed on the support frame.
  • the solar cell module 50 receives solar light and generates electric energy.
  • a plurality of solar cell modules 50 may be installed in the support floating structure 40.
  • the unit coupling mechanism 60 connects the supporting floating structure 40 and the main connecting ropes 20 and the auxiliary connecting ropes 30 forming the unit area or connects the auxiliary connecting ropes 30. Fix the floating structure 40 for support.
  • Unit connection mechanism 60 is preferably located at a uniform interval.
  • the unit connection mechanism 60 may be a rope, a chain, a connecting rod, a hook, or a crimping clamp, respectively.
  • a plurality of supporting floating structures 40 are positioned in the unit region, and the plurality of supporting floating structures 40 are connected to each other by the unit connection mechanisms 60, and a plurality of supporting floating structures 40 are positioned.
  • the floating structures 40 are connected to the main connecting ropes 20 and the auxiliary connecting ropes 30 forming the rectangular unit area by the unit connecting mechanisms 60 or to the auxiliary connecting ropes 30. do. It is preferable that the plurality of supporting floating structures 40 are arranged in a square in a rectangular unit area.
  • the solar cell modules 50 are installed in the plurality of supporting floating structures 40 positioned in the rectangular unit areas, respectively.
  • the fixed stake (s) 75 are fixed to the underwater ground so as to be positioned adjacent to the mooring fixed column 10, and the support wires 76 connect the fixed stake 75 and the mooring fixed column 10 to be moored. It is preferable to support the mold fixing column 10.
  • Figure 4 is a plan view showing a second embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention.
  • the second embodiment of the columnar fixed flexible solar photovoltaic power generation system includes: mooring fixed pillars 10, main connecting ropes 20, and auxiliary connecting ropes ( 30), including the supporting floating structure 40, the solar cell module 50, the unit connecting mechanism 60, the mooring fixed pillars 10 are arranged in a plurality of rows to form a plurality of squares.
  • the mooring fixed columns 10 are fixed to the underwater ground where the photovoltaic power generation system is to be installed, and includes a lifting mechanism (F).
  • the mooring fixing columns 10 are arranged in a plurality of rows to form a plurality of squares. When the mooring columns 10 form two squares, the mooring columns 10 are arranged in three rows (based on FIG. 4), and the mooring columns 10 are six. .
  • the mooring type fixing columns 10 includes a fixing column S fixed to the underwater ground, and a lifting mechanism F provided in the fixing column S and moving up and down according to the water level. There are a plurality of lifting mechanisms (F).
  • the lifting mechanism F has the same structure as the lifting mechanism F of the first embodiment.
  • the lifting mechanism F may be implemented in various forms.
  • the main connecting ropes 20 connect the lifting mechanisms of two mooring fixing pillars 10 adjacent to each other among the mooring fixing pillars 10.
  • the main connecting ropes 20 connect the lifting mechanisms of two mooring fixing pillars 10 adjacent to each other among the mooring fixing pillars 10.
  • Three rows of mooring floating structures 10 are referred to as first, second, and third rows from the left.
  • the auxiliary connection ropes 30 connect the main connection ropes 20 in the horizontal and vertical directions.
  • the auxiliary connecting rope connecting two main connecting ropes 20 facing each other and positioned in the horizontal direction is referred to as a vertical auxiliary connecting rope, and the plurality of vertical auxiliary connecting ropes are provided with a plurality of longitudinal auxiliary connecting ropes. The spacing of these is preferably uniform.
  • the auxiliary connection rope connecting two main connecting ropes 20 facing each other in the vertical direction is called a horizontal auxiliary connection rope, and a plurality of horizontal auxiliary connection ropes are provided with a plurality of horizontal auxiliary connection ropes. The spacing of these is preferably uniform.
  • the auxiliary connecting ropes 30 may each be a chain.
  • the main connecting ropes 20 and the auxiliary connecting ropes 30 (horizontal auxiliary connecting ropes and longitudinal auxiliary connecting ropes) and auxiliary connecting ropes 30 (horizontal auxiliary connecting ropes). And vertical auxiliary connection ropes) form a plurality of rectangular unit regions.
  • An intersection portion of the main connection ropes 20 and the auxiliary connection ropes 30 or an intersection portion of the auxiliary connection ropes 30 forming a rectangular unit area is connected and fixed by the fixing means 33.
  • the fixing means 33 is preferably a wire.
  • one or two or more mooring fixing columns 10 are arranged in three rows of the mooring fixing columns 10. It is preferable that the mooring type fixing columns 10 arranged in each column have the same number.
  • the mooring type fixing column (s) 10 additionally arranged in each column of the mooring type fixing column 10 is preferably located at a portion where the main connecting rope 20 and the cross auxiliary connecting rope 30 meet each other. Meanwhile, the mooring type fixing column (s) additionally arranged in each column of the mooring type fixing column 10 may be located next to a portion where the main connecting rope 20 and the horizontal auxiliary connecting rope 30 meet each other.
  • FIG. 4 there are three mooring fixing columns 10 arranged in each column, and the three additional mooring fixing columns 10 each have a portion where the main connecting rope 20 and the horizontal auxiliary connecting rope 30 meet each other. It is located in the.
  • the supporting floating structure 40 is located in at least one unit region of the rectangular unit regions formed by the main connecting ropes 20 and the auxiliary connecting ropes 30 or the auxiliary connecting ropes 30. Is rich in.
  • the supporting floating structure 40 is preferably formed in a rectangular shape.
  • the supporting floating structure 40 includes a plurality of floating members 41 floating in the water phase, and a base frame 42 connecting the plurality of floating members 41. do.
  • the solar cell module 50 is installed on the support floating structure 40. It is preferable that the support frame is installed on the support floating structure 40 and the solar cell module 50 is installed on the support frame.
  • the solar cell module 50 receives solar light and generates electric energy.
  • a plurality of solar cell modules 50 may be installed in the support floating structure 40.
  • the unit coupling mechanism 60 connects the supporting floating structure 40 and the main connecting ropes 20 and the auxiliary connecting ropes 30 forming the unit area or the auxiliary connecting ropes 30 to each other. Fix the floating structure 40 for support.
  • Unit connection mechanism 60 is preferably located at a uniform interval.
  • the unit connection mechanisms 60 may each be a rope, a chain, a connecting rod, a hook, or a crimping clamp.
  • the plurality of supporting floating structures 40 may be located in a rectangular unit region.
  • the fixed stake (s) 75 are fixed to the underwater ground so as to be positioned adjacent to the mooring fixed column 10, and the support wires 76 connect the fixed stake 75 and the mooring fixed column 10 to be moored. It is preferable to support the mold clamping column 10 (see Fig. 2). Fixing pile and the support wire is preferably provided in each of the mooring fixed pillars 10 located in the corner portion.
  • the second embodiment of the column-fixed flexible water-based photovoltaic system according to the present invention is preferably installed in a steel having a weak flow rate.
  • the two or more mooring fixing columns 10 are installed in the water phase so that the heat in which two or more columns are arranged is located in a vertical direction in which water flows.
  • Figure 5 is a plan view showing a third embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention.
  • the third embodiment of the columnar fixed flexible solar photovoltaic power generation system includes: mooring fixed pillars 10, main connecting ropes 20, and supporting floating structure ( 40), the solar cell module 50, the unit connection mechanism 60.
  • the mooring fixed columns 10 are fixed to the underwater ground where the photovoltaic power generation system is to be installed, and includes a lifting mechanism (F).
  • the mooring type fixing columns 10 are arranged in a plurality of rows, and the same number of mooring type fixing columns 10 are arranged in each row.
  • the mooring fixing columns 10 are arranged in three rows, with each row four mooring fixing columns 10 arranged.
  • the floating mooring floats of each row are sequentially arranged in the first, second, third, and fourth mooring columns (15, 16, 17, 18).
  • the first, second, third and fourth mooring type fixing columns 15, 16, 17 and 18 in each row are preferably located on the same straight line.
  • the mooring type fixing columns 10 includes a fixing column S fixed to the underwater ground, and a lifting mechanism F provided in the fixing column S and moving up and down according to the water level. There are a plurality of lifting mechanisms (F).
  • the lifting mechanism F has the same structure as the lifting mechanism F of the first embodiment.
  • the lifting mechanism F may be implemented in various forms.
  • the main connecting ropes 20 connect the elevating mechanism F of the mooring type fixing columns 10 between two rows adjacent to each other among the mooring type fixing columns 10 in a one-to-one manner.
  • the first mooring fixing pillars 15 and the second row of the first row are arranged.
  • the first mooring type fixed column 15 is connected by the main connecting rope, and the first mooring type fixing column 15 in the second row and the first mooring type fixed column 15 in the third row are connected by the main connecting rope.
  • the two main connecting ropes are preferably located on the same line.
  • the second, third and fourth mooring floating structures 16, 17 and 18 in each row are connected to the main connecting ropes 20 in the same manner.
  • the main connecting ropes 20 may each be a chain.
  • the supporting floating structure 40 is positioned between two main connecting ropes 20 adjacent to each other to float in the water phase.
  • the supporting floating structure 40 is provided in plural at intervals between two main connecting ropes 20 adjacent to each other.
  • the plurality of supporting floating structures 40 positioned between the two main connecting ropes 20 may be arranged in a row or in a plurality of rows along the main connecting ropes 20.
  • the supporting floating structure 40 is preferably formed in a rectangular shape.
  • the supporting floating structure 40 includes a plurality of floating members 41 floating in the water phase, and a base frame 42 connecting the plurality of floating members 41. do.
  • the solar cell module 50 is installed on the support floating structure 40. It is preferable that the support frame is installed on the support floating structure 40 and the solar cell module 50 is installed on the support frame.
  • the solar cell module 50 receives solar light and generates electric energy.
  • a plurality of solar cell modules 50 may be installed in the support floating structure 40.
  • the unit coupling mechanism 60 connects the supporting floating structure 40 and the main connecting ropes 20 positioned between the two main connecting ropes 20 to fix the supporting floating structure 40.
  • Unit connection mechanism 60 is preferably located at a uniform interval. When the supporting floating structures 40 are arranged in a row or arranged in a plurality of rows between the two main connecting ropes 60, the two supporting floating structures 40 adjacent to each other are connected to the unit connecting mechanisms 60. It is preferred to be connected by.
  • the unit connection mechanisms 60 may each be a rope, a chain, a connecting rod, a hook, or a crimping clamp.
  • the fixed stake (s) 75 are fixed to the underwater ground so as to be positioned adjacent to the mooring fixed column 10, and the support wires 76 connect the fixed stake 75 and the mooring fixed column 10 to be moored. It is preferable to support the mold clamping column 10 (see Fig. 2). Fixing pile and the support wire is preferably connected to each of the mooring fixed pillars 10 located in the corner portion.
  • the third embodiment of the present invention has a simpler structure than the first and second embodiments of the present invention by eliminating auxiliary connecting ropes.
  • FIG. 6 is a plan view showing a fourth embodiment of a columnar fixed flexible water photovoltaic system according to the present invention.
  • the third embodiment of the column fixed flexible water-based photovoltaic power generation system As shown in Figure 6, the third embodiment of the column fixed flexible water-based photovoltaic power generation system according to the present invention, the mooring fixed pillars 10, the main connecting ropes 20, support floating structures 40, a solar cell module 50, and unit connection mechanisms 60.
  • the mooring fixed columns 10 are fixed to the underwater ground where the photovoltaic power generation system is to be installed, and includes a lifting mechanism (F).
  • the mooring stationary columns 10 are suspended in the water phase in which the photovoltaic system is to be installed.
  • the mooring fixing columns 10 are arranged in a plurality of lattice shapes like a checkerboard.
  • the mooring type fixing columns 10 includes a fixing column S fixed to the underwater ground, and a lifting mechanism F provided in the fixing column S and moving up and down according to the water level. There are a plurality of lifting mechanisms (F).
  • the lifting mechanism F has the same structure as the lifting mechanism F of the first embodiment.
  • the lifting mechanism F may be implemented in various forms.
  • the main connecting ropes 20 connect two mooring fixing columns 10 adjacent to each other among the mooring fixing columns 10.
  • the mooring type fixing columns 10 are formed with a plurality of rectangular unit regions by the main connecting ropes 20 connected thereto.
  • the main connecting rope may be a chain.
  • the supporting floating structures 40 are provided in at least one unit region of the rectangular unit regions formed by the main connecting ropes 20.
  • the supporting floating structure 40 is the same as the supporting floating structure of the third embodiment.
  • a plurality of solar cell modules 50 are respectively installed in the supporting floating structures 40.
  • the unit connection mechanisms 60 respectively connect the main connecting ropes 20 and the support floating structure 40 or two support floating structures 40 adjacent to each other.
  • the unit connection mechanism 60 may be a rope, a chain, a connecting rod, a hook, or a crimping clamp.
  • the fixed stake (s) 75 are fixed to the underwater ground so as to be positioned adjacent to the mooring fixed column 10, and the support wires 76 connect the fixed stake 75 and the mooring fixed column 10 to be moored. It is preferable to support the mold clamping column 10 (see Fig. 2). Fixing pile and the support wire is preferably provided in each of the mooring type fixing columns (10) located on the outside.
  • the pillar-fixed flexible water-based photovoltaic power generation system according to the present invention is installed in a river, a lake, a dam, a coastal sea (for example, Gwangyang Bay, etc.).
  • the solar cell module 50 installed in each of the supporting floating structures 40 generates electrical energy with solar light.
  • a plurality of mooring fixing pillars 10 are fixed to the underwater ground, and a plurality of mooring fixing pillars 10 are connected by the main connecting ropes 20 and into the main connecting ropes 20.
  • the auxiliary connecting ropes 30 are connected in the horizontal and vertical directions, respectively, for supporting the unit regions formed by the main connecting ropes 20 and the auxiliary connecting ropes 30 or the auxiliary connecting ropes 30, respectively. Since the floating structure (s) 40 are connected by the unit connection mechanisms 60 and the solar cell module 50 is installed on the supporting floating structure 40, the plurality of solar cell modules 50 are stably received on the water. It is possible to install and install the solar cell modules 50 on a large scale.
  • the present invention is connected by a plurality of main connection ropes 20, the auxiliary connection ropes 30 and the unit connection mechanisms 60, each of which is installed solar cell module (s) 50, the main Since the connection ropes 20 are moored by the mooring type fixed pillars 10, when the high waves are generated in the water due to the storm, the supporting floating structures 40 in which the solar cell modules 50 are installed are installed according to the waves. It is flexible to move up and down according to the wave to minimize the force acting on the supporting floating structures 40 by the wave. This increases the stability of the overall system.
  • the present invention provides a plurality of supporting floating structures 40 by the mooring fixed pillars 10, the main connecting ropes 20, the auxiliary connecting ropes 30 and the unit connecting mechanism (60). This will minimize the installation cost of installing a large-scale power generation system.
  • auxiliary connection ropes 30 and the unit connection mechanisms to the inside of the main connection ropes 20 for connecting the plurality of mooring fixed pillars 10 and the mooring fixed pillars 10. 60 and supporting floating structures 40 are located, which simplifies the underwater structure in large scale systems.

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Abstract

본 발명은 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템에 관한 것으로, 본 발명은 수중 지반에 고정되며, 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구가 각각 구비된 복수 개의 계류형 고정기둥들; 상기 계류형 고정기둥들 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 고정기둥들의 승강기구를 연결하는 메인연결로프들; 상기 메인연결로프들을 가로방향과 세로방향으로 연결하는 보조연결로프들; 상기 메인연결로프들과 보조연결로프들에 의해 형성되거나 또는 보조연결로프들에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하는 지지용 부유구조체; 상기 지지용 부유구조체 위에 설치되는 태양전지모듈; 상기 지지용 부유구조체와 상기 단위영역을 형성하는 메인연결로프들과 보조연결로프들을 연결하여 상기 지지용 부유구조체를 고정하는 단위연결기구들;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 높은 파도가 발생될 경우 파도에 따라 태양전지모듈들이 유연성있게 움직이게 된다. 또한, 본 발명은 대규모로 태양전지모듈들을 수상에 설치할 수 있을 뿐만 아니라 수중의 구조가 간단하게 된다.

Description

기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템
본 발명은 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템에 관한 것이다.
현재 탄화수소계 화석에너지자원의 유한성에 의한 자원고갈 문제와 함께 그것의 사용으로 인해 배출되는 온실가스의 증가로 지구환경에 미치는 나쁜 영향이 점점 커지고 있고 나아가 인류의 생존을 위협할 지경에 이르렀다. 또한 원자력발전 역시 자원의 고갈 문제와 함께 체르노빌원전과 후쿠시마원전의 경우에서 보듯이 만약의 사고시 지구환경에 미치는 영향과 인류의 생존에 미치는 위협이 크다.
위와 같은 이유로 전세계적으로 환경오염이 없고 지속기간이 무한한 태양광,풍력,조력발전등 재생에너지의 이용이 점점 증대되고 있다. 재생에너지 중에서도 태양에너지는 전 지구상의 사람이 거주하는 곳에 고르게 분포하고 있고 태양의 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸므로 태양광발전이 가장 효과적인 반면, 태양의 빛에너지는 에너지밀도가 낮아 넓은 면적이 필요하다.
지금까지의 태양광발전설비는 염전, 농지, 임야 등에 설치되고 있으나, 이것들은 재생에너지의 이용이라는 순기능 이외에 농지전용, 산림파괴라는 또 다른 환경문제를 야기하고 있으며, 한정된 토지자원을 가지고 인간생활과 경합하므로 지역주민들에게 환영받지 못하고 각종 민원 제기 등으로 난관에 봉착해 있다. 그래서 한정된 토지자원을 가지고 인간과 경합하지 않으며 농지전용이나 산림파괴 같은 환경에의 악영향이 없는 사막지역이나 수상에서의 태양광발전에 대한 연구가 활발하고 일부 적용되고 있다.
호수나 강 또는 바다의 수면에 설치한 태양광발전설비를 수상태양광발전시스템이라고 하는데 이것은 사람과 토지를 경합하지 않아 친인간적이며, 호수나 강에 설치시 태양에너지가 수중으로 입사되는 것을 제한함으로써 물의 온도상승을 억제하여 증발량을 줄여 담수량을 보전하는데 도움이 되며 주변지역의 안개피해를 줄이게 된다. 또한, 수상태양광발전시스템의 음영에 의한 온도차로 물의 대류를 촉진하여 녹조를 방지하는 등 수질개선에 효과가 있고 수상태양광발전시스템에 의한 그늘이 어류에게 산란장소를 제공함으로써 어족자원을 보호,육성하게 된다.
일반적으로, 수상태양광발전시스템은 수면에 떠있는 부유구조체와, 그 부유구조체의 상부에 탑재되어 태양 빛에 의해 전기에너지를 발생시키는 태양광발전장치와, 바람이나 물의 유동에 따라 부유구조체가 수평방향으로 움직이는 것을 방지할 뿐만 아니라 수위에 따라 상하로 움직이도록 하는 계류장치를 포함한다.
대한민국등록특허 제10-1134289호(2012. 04. 06. 공고일)(이하, 선행기술 1이라 함)에는 부력재로 이루어진 다수 개의 폰툰들이 정방향으로 배열되고 폰들들을 세로 방향으로 세로연결프레임이 연결하고 폰툰들을 가로 방향으로 가로연결프레임이 연결하고 가로연결프레임 및 세로연결프레임의 상부에 지지프레임들이 배열되고 지지프레임들에 제1태양전지모듈들과 제2태양전지모듈들이 배열된 수상 태양광 발전시스템이 개시되어 있다. 선행기술 1은 부력재인 폰툰들을 가로연결프레임과 세로연결프레임이 연결되어 제1,2태양전지모듈들을 견고하게 지지할 수 있으나, 폭풍우 등으로 인하여 수면에 파도가 크게 발생하게 될 경우 부유체인 폰툰들을 연결하는 가로연결프레임과 세로연결프레임이 수면의 파도에 따라 유연성있게 움직이지 못하게 되어 가로연결프레임과 세로연결프레임이 파손될 우려가 있다. 만일, 가로연결프레임과 세로연결프레임의 강도를 높이기 위하여 단면 크기를 크게 할 경우 가로연결프레임과 세로연결프레임의 무게가 증가하여 폰툰들의 부피를 크게 하여야 하므로 전체적인 크기가 커지게 될 뿐만 아니라 설치 비용이 증가하게 되는 문제점이 발생된다.
대한민국공개특허 제2016-0001106호(2016. 01. 06. 공개일)(이하, 선행기술 2이라 함)에는 다수 개의 태양전지판들을 부력에 의해 수면에 지지하는 지지체와, 지지체가 설정된 영역에서 이탈되지 않도록 지지체를 계류시키는 계류로프와, 계류로프를 수중 지반에 고정시키는 싱커를 포함하는 수상태양광발전장치가 개시되어 있다. 선행기술 2는 계류로프에 의해 지지체가 설정된 영역에 계류될 수 있으나, 대규모로 태양전지판들을 수상에 설치하게 될 경우 수면 파도에 의해 지지체가 파손될 수 있을 뿐만 아니라 지지체의 하부에 위치하는 계류로프들의 구조가 복잡해지게 되는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 높은 파도가 발생될 경우 파도에 따라 태양전지모듈들이 유연성있게 움직이는 것이 가능한 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대규모로 태양전지모듈들을 수상에 설치할 수 있을 뿐만 아니라 수중의 구조가 간단한 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 수중 지반에 고정되며, 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구가 각각 구비된 복수 개의 계류형 고정기둥들; 상기 계류형 고정기둥들 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 고정기둥들의 승강기구를 연결하는 메인연결로프들; 상기 메인연결로프들을 가로방향과 세로방향으로 연결하는 보조연결로프들; 상기 메인연결로프들과 보조연결로프들에 의해 형성되거나 또는 보조연결로프들에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하는 지지용 부유구조체; 상기 지지용 부유구조체 위에 설치되는 태양전지모듈; 상기 지지용 부유구조체와 상기 단위영역을 형성하는 메인연결로프들과 보조연결로프들을 연결하여 상기 지지용 부유구조체를 고정하는 단위연결기구들;을 포함하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템이 제공된다.
또한, 다수 개의 격자 형태로 배열되도록 수중 지반에 고정되며, 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구가 각각 구비된 복수 개의 계류형 고정기둥들; 상기 계류형 고정기둥들 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 고정기둥의 승강기구를 연결하는 메인연결로프들; 상기 메인연결로프들에 의해 형성되는 사각형의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 구비되는 복수 개의 지지용 부유구조체들; 상기 지지용 부유구조체에 설치되는 태양전지모듈; 상기 메인연결로프들과 지지용 부유구조체를 연결하거나 또는 상기 서로 인접하는 두 개의 지지용 부유구조체를 연결하는 단위연결기구들;을 포함하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템이 제공된다.
상기 사각형의 단위영역을 형성하는 상기 메인연결로프들과 보조연결로프들의 교차 부분 또는 보조연결로프들의 교차 부분은 고정수단에 의해 연결 고정되는 것이 바람직하다.
상기 계류형 고정기둥들은 사각형을 이루도록 위치하되, 사각형의 한쪽 변에 두 개 이상의 계류형 고정기둥들이 배열되고, 상기 두 개 이상의 계류형 고정기둥들이 배열된 사각형의 한쪽 변은 물이 흐르는 방향과 수직 방향을 이루도록 위치하는 것이 바람직하다.
상기 지지용 부유구조체는 상기 사각형의 단위영역에 복수 개 위치하는 것이 바람직하다.
상기 지지용 부유구조체에 설치되는 태양전지모듈은 복수 개인 것이 바람직하다.
상기 계류형 고정기둥들은 사각형을 이루도록 위치하는 것이 바람직하다.
상기 단위연결기구는 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프이 될 수 있다.
본 발명은 태양전지모듈(들)이 각각 설치되는 다수 개의 메인연결로프들과, 보조연결로프들에 의해 연결되고 메인연결로프들이 계류형 고정기둥들에 의해 계류되므로 폭풍우로 인하여 수상에 높은 파도가 발생될 경우 파도에 따라 태양전지모듈이 설치된 지지용 부유구조체들이 파도에 따라 유연성있게 움직이게 되어 파도에 의해 지지용 부유구조체들에 작용하는 힘을 최소화시키게 된다. 이로 인하여, 전체 시스템의 안정성을 높이게 된다.
또한, 본 발명은 계류형 고정기둥들과 메인연결로프들과 보조연결로프들 그리고 단위연결기구들에 의해 다수 개의 지지용 부유구조체들을 지지하게 되므로 대규모의 발전시스템을 설치하는데 소요되는 설치 비용을 최소화시키게 된다.
또한, 본 발명은 복수 개의 계류형 고정기둥들과 그 계류형 고정기둥들을 연결하는 메인연결로프들 내측으로 보조연결로프들과 단위연결기구들과 지지용 부유구조체들이 위치하고 계류형 고정기둥들이 구비되므로 대규모의 시스템에서 수중의 구조가 간단하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 도시한 평면도,
도 2는 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 도시한 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 구성하는 단위영역에 다수 개의 지지용 부유구조체들이 구비된 것을 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제2 실시예를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제3 실시예를 도시한 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제4 실시예를 도시한 평면도.
이하, 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 도시한 평면도이다. 도 2는 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 실시예를 도시한 측면도이다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제1 일실시예는, 계류형 고정기둥들(10), 메인연결로프들(20), 보조연결로프들(30), 지지용 부유구조체(40), 태양전지모듈(50), 단위연결기구들(60)을 포함한다.
계류형 고정기둥들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수중 지반에 고정되며, 승강기구(F)를 포함한다. 계류형 고정기둥들(10)은 사각형을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다. 계류형 고정기둥들(10)은 수중 지반에 고정되는 고정기둥(S)과, 그 고정기둥(S)에 구비되어 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구(F)를 포함한다. 승강기구(F)는 복수 개이다. 승강기구(F)의 일예로, 승강기구(F)는 고정기둥(S)을 따라 상하로 슬라이딩 가능하게 삽입되는 플로우트를 포함한다. 승강기구(F)의 다른 일예(미도시)로, 승강기구(F)는 고정기둥(S)의 길이 방향으로 고정기둥(S)에 구비되는 두 개의 가이드홈들과, 두 개의 가이드홈들에 각각 위치하는 롤러들과, 롤러들에 각각 삽입되는 롤러축들과, 롤러축들을 연결하며 로프가 연결되는 연결브라켓을 포함한다. 승강기구(F)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
메인연결로프들(20)은 계류형 고정기둥들(10) 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 고정기둥들(10)의 승강기구(F)을 연결한다. 네 개의 계류형 고정기둥들(10)을 반시계 방향으로 제1,2,3,4 계류형 고정기둥(11)(12)(13)(14)라 하면 제1,2 계류형 고정기둥(11)(12)의 승강기구(F)가 메인연결로프(21)에 의해 연결되고 제2,3 계류형 고정기둥(12)(13)의 승강기구(F)가 메인연결로프(22)에 의해 연결되고 제3,4 계류형 고정기둥(13)(14)의 승강기구(F)가 메인연결로프(23)에 의해 연결되고 제4,1 계류형 고정기둥(14)(11)의 승강기구(F)가 메인연결로프(24)에 의해 연결된다. 제1,2 계류형 고정기둥(11)(12)의 승강기구(F)를 연결하는 메인연결로프(21)를 제1 메인연결로프라 하고 제1 메인연결로프(21)를 기준으로 반시계 방향으로 제2,3,4 메인연결로프(22)(23)(24)라 한다. 메인연결로프들은 각각 체인이 될 수도 있다.
보조연결로프들(30)은 메인연결로프들(20)을 가로방향과 세로방향으로 연결한다. 즉, 제1 메인연결로프(21)와 제3 메인연결로프(23)를 보조연결로프가 연결하되, 제1,3 메인연결로프(21)(23)의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 개 연결된다. 제1,3 메인연결로프(21)(23)를 연결하는 보조연결로프를 가로보조연결로프(31)라 한다. 가로보조연결로프(31)들은 균일한 간격으로 위치하는 것이 바람직하다. 제2,4 메인연결로프(22)(24)를 보조연결로프가 연결하되, 제2,4 메인연결로프(22)(24)의 길이 방향으로 간격을 두고 다수 개 연결된다. 제2,4 메인연결로프(22)(24)를 연결하는 보조연결로프를 세로보조연결로프(32)라 한다. 세로보조연결로프(32)들은 균인한 간격으로 위치하는 것이 바람직하다. 보조연결로프들(30)은 각각 체인이 될 수도 있다.
제1,2,3,4 메인연결로프(21)(22)(23)(24)들과 가로보조연결로프(31)들과 세로보조연결로프(32)들에 의해 제1,2,3,4 메인연결로프(21)(22)(23)(24) 내부에 사각형의 단위영역들이 다수 개 형성된다. 사각형의 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30)의 교차 부분 또는 보조연결로프들(30)의 교차 부분은 고정수단(33)에 의해 연결 고정된다. 고정수단(33)은 와이어인 것이 바람직하다.
지지용 부유구조체(40)는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30) 또는 보조연결로프들(30)에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하여 수상에 부유한다. 지지용 부유구조체(40)의 일예로, 지지용 부유구조체(40)는 수상에 부유하는 복수 개의 부유부재(41)들과, 복수 개의 부유부재(41)들을 연결하는 베이스프레임(42)을 포함한다.
태양전지모듈(50)은 지지용 부유구조체(40) 위에 설치된다. 지지용 부유구조체(40)에 지지프레임이 설치되고 그 지지프레임에 태양전지모듈(50)이 설치되는 것이 바람직하다. 태양전지모듈(50)은 태양 빛을 받아 전기에너지를 발전시킨다. 지지용 부유구조체(40)에 복수 개의 태양전지모듈(50)들이 설치될 수 있다.
단위연결기구들(60)은 지지용 부유구조체(40)와 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20) 및 보조연결로프들(30)을 연결하거나 또는 보조연결로프들(30)를 연결하여 지지용 부유구조체(40)를 고정한다. 단위연결기구들(60)은 균일한 간격을 두고 위치하는 것이 바람직하다. 단위연결기구들(60)은 각각 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프 등이 될 수 있다.
한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 단위영역에 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들이 위치하고 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들은 단위연결기구들(60)에 의해 서로 연결되며 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들은 단위연결기구들(60)에 의해 사각형의 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30)에 연결되거나 또는 보조연결로프들(30)에 연결된다. 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들은 사각형의 단위영역 내에 정방형으로 배열됨이 바람직하다. 사각형의 단위영역에 위치하는 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들에 각각 태양전지모듈(50)이 설치된다.
계류형 고정기둥(10)에 인접하게 위치하도록 수중 지반에 고정말뚝(들)(75)이 고정되고, 고정말뚝(75)과 계류형 고정기둥(10)을 지지와이어(76)가 연결하여 계류형 고정기둥(10)을 지지하는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제2 실시예를 도시한 평면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제2 일실시예는, 계류형 고정기둥들(10), 메인연결로프들(20), 보조연결로프들(30), 지지용 부유구조체(40), 태양전지모듈(50), 단위연결기구들(60)을 포함하되, 계류형 고정기둥들(10)이 복수 개의 사각형을 이루도록 복수 개의 열로 배열된다.
계류형 고정기둥들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수중 지반에 고정되며, 승강기구(F)를 포함한다. 계류형 고정기둥들(10)은 복수 개의 사각형을 이루도록 복수 개의 열로 배열된다. 계류형 고정기둥들(10)이 두 개의 사각형을 이루게 될 경우 계류형 고정기둥들(10)은 세 개의 열로 배열되며(도 4를 기준으로 함), 계류형 고정기둥들(10)은 여섯 개이다. 계류형 고정기둥들(10)은 수중 지반에 고정되는 고정기둥(S)과, 그 고정기둥(S)에 구비되어 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구(F)를 포함한다. 승강기구(F)는 복수 개이다. 승강기구(F)는 제1 실시예의 승강기구(F)와 구성이 같다. 승강기구(F)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
메인연결로프들(20)은 계류형 고정기둥들(10) 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 고정기둥들(10)의 승강기구를 연결한다. 계류형 고정기둥들(10)의 열이 세 개가 배열되는 경우 열과 열 사이를 연결하는 메인연결로프(20)가 두 개가 되며 그 두 개의 메인연결로프들(20)은 직선상으로 위치한다. 계류 부유구조체(10)들의 세 개의 열을 왼쪽부터 제1,2,3 열이라 한다.
보조연결로프들(30)은 메인연결로프들(20)을 가로방향과 세로방향으로 연결한다. 가로 방향으로 위치하며 서로 대면되는 두 개의 메인연결로프들(20)을 연결하는 보조연결로프를 세로보조연결로프라 하고 그 세로보조연결로프는 서로 간격을 두고 복수 개 구비되며 그 복수 개의 세로보조연결로프들의 간격은 균일한 것이 바람직하다. 세로 방향으로 위치하며 서로 대면되는 두 개의 메인연결로프들(20)을 연결하는 보조연결로프를 가로보조연결로프라 하고 그 가로보조연결로프는 서로 간격을 두고 복수 개 구비되며 그 복수 개의 가로보조연결로프들의 간격은 균일한 것이 바람직하다. 보조연결로프들(30)은 각각 체인이 될 수도 있다.
메인연결로프들(20) 내측으로 메인연결로프들(20)와 보조연결로프들(30)(가로보조연결로프들과 세로보조연결로프들) 그리고 보조연결로프들(30)(가로보조연결로프들과 세로보조연결로프들)에 의해 사각형의 단위영역들이 다수 개 형성된다. 사각형의 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30)의 교차 부분 또는 보조연결로프들(30)의 교차 부분은 고정수단(33)에 의해 연결 고정된다. 고정수단(33)은 와이어인 것이 바람직하다.
계류형 고정기둥(10)들의 세 개의 열에 각각 한 개 또는 두 개 이상의 계류형 고정기둥들(10)이 추가 배열되는 것이 바람직하다. 각 열에 추가 배열되는 계류형 고정기둥들(10)은 서로 같은 개수인 것이 바람직하다. 계류형 고정기둥(10)의 각 열에 추가 배열되는 계류형 고정기둥(들)(10)은 메인연결로프(20)와 가로보조연결로프(30)가 만나는 부분에 위치하는 것이 바람직하다. 한편, 계류형 고정기둥(10)의 각 열에 추가 배열되는 계류형 고정기둥(들)은 메인연결로프(20)와 가로보조연결로프(30)가 만나는 부분 옆에 위치할 수도 있다. 도 4에는 각 열에 추가 배열되는 계류형 고정기둥(10)들이 세 개이며, 그 세 개의 추가 계류형 고정기둥(10)들이 각각 메인연결로프(20)와 가로보조연결로프(30)가 만나는 부분에 위치하는 것을 도시한 것이다.
지지용 부유구조체(40)는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30) 또는 보조연결로프들(30)에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하여 수상에 부유한다. 지지용 부유구조체(40)는 사각 형태로 형성됨이 바람직하다. 지지용 부유구조체(40)의 일예로, 지지용 부유구조체(40)는 수상에 부유하는 복수 개의 부유부재(41)들과, 복수 개의 부유부재(41)들을 연결하는 베이스프레임(42)을 포함한다.
태양전지모듈(50)은 지지용 부유구조체(40) 위에 설치된다. 지지용 부유구조체(40)에 지지프레임이 설치되고 그 지지프레임에 태양전지모듈(50)이 설치되는 것이 바람직하다. 태양전지모듈(50)은 태양 빛을 받아 전기에너지를 발전시킨다. 지지용 부유구조체(40)에 복수 개의 태양전지모듈(50)들이 설치될 수 있다.
단위연결기구들(60)은 지지용 부유구조체(40)와 단위영역을 형성하는 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30)을 연결하거나 또는 보조연결로프들(30)를 연결하여 지지용 부유구조체(40)를 고정한다. 단위연결기구들(60)은 균일한 간격을 두고 위치하는 것이 바람직하다. 단위연결기구들(60)은 각각 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프 등이 될 수도 있다.
사각형의 단위영역에 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들이 위치할 수도 있다.
계류형 고정기둥(10)에 인접하게 위치하도록 수중 지반에 고정말뚝(들)(75)이 고정되고, 고정말뚝(75)과 계류형 고정기둥(10)을 지지와이어(76)가 연결하여 계류형 고정기둥(10)을 지지하는 것이 바람직하다(도 2 참조). 고정말뚝과 지지와이어는 모서리 부분에 위치하는 계류형 고정기둥들(10)에 각각 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제2 실시예는 약한 유속이 있는 강에 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 계류형 고정기둥들(10)이 두 개 이상 배열되는 열이 물 흐르는 수직 방향으로 위치하도록 수상에 설치된다.
도 5는 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제3 실시예를 도시한 평면도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제3 일실시예는, 계류형 고정기둥들(10), 메인연결로프들(20), 지지용 부유구조체(40), 태양전지모듈(50), 단위연결기구들(60)을 포함한다.
계류형 고정기둥들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수중 지반에 고정되며, 승강기구(F)를 포함한다. 계류형 고정기둥들(10)은 복수 개의 열로 배열되되, 각 열에 같은 수의 계류형 고정기둥들(10)이 배열된다. 일예로, 계류형 고정기둥들(10)이 세 개의 열로 배열되되, 각 열은 네 개의 계류형 고정기둥들(10)이 배열된다. 세 개의 열을 왼쪽부터 제1,2,3 열이라 할 때 각 열의 계류용 부유체들을 순서적으로 제1,2,3,4 계류형 고정기둥(15)(16)(17)(18)라고 각 열의 제1,2,3,4 계류형 고정기둥(15)(16)(17)(18)는 동일 직선상에 위치하는 것이 바람직하다. 계류형 고정기둥들(10)은 수중 지반에 고정되는 고정기둥(S)과, 그 고정기둥(S)에 구비되어 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구(F)를 포함한다. 승강기구(F)는 복수 개이다. 승강기구(F)는 제1 실시예의 승강기구(F)와 구성이 같다. 승강기구(F)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
메인연결로프들(20)은 계류형 고정기둥들(10) 중 서로 인접하는 두 개의 열과 열 사이의 계류형 고정기둥들(10)의 승강기구(F)를 일대일로 연결한다. 예를 들면, 계류형 고정기둥들(10)이 세 개의 열로 배열되고 각 열에 네 개의 계류형 고정기둥들(10)이 배열된 경우 제1 열의 제1 계류형 고정기둥(15)과 제2 열의 제1 계류형 고정기둥(15)이 메인연결로프에 의해 연결되고, 제2 열의 제1 계류형 고정기둥(15)과 제3 열의 제1 계류형 고정기둥(15)이 메인연결로프에 의해 연결되고, 그 두 개의 메인연결로프들은 동일 선상에 위치하는 것이 바람직하다. 각 열의 제2,3,4 계류형 부유구조체(16)(17)(18)도 같은 방식으로 메인연결로프들(20)이 연결된다. 메인연결로프들(20)은 각각 체인이 될 수도 있다.
지지용 부유구조체(40)는 서로 인접하는 두 개의 메인연결로프들(20) 사이에 위치하여 수상에 부유한다. 지지용 부유구조체(40)는 서로 인접하는 두 개의 메인연결로프들(20) 사이에 서로 간격을 두고 복수 개 구비된다. 두 개의 메인연결로프들(20) 사이에 위치하는 복수 개의 지지용 부유구조체(40)들은 메인연결로프들(20)을 따라 일렬로 배열되거나 복수 개의 열로 배열되는 것이 바람직하다. 지지용 부유구조체(40)는 사각 형태로 형성됨이 바람직하다. 지지용 부유구조체(40)의 일예로, 지지용 부유구조체(40)는 수상에 부유하는 복수 개의 부유부재(41)들과, 복수 개의 부유부재(41)들을 연결하는 베이스프레임(42)을 포함한다.
태양전지모듈(50)은 지지용 부유구조체(40) 위에 설치된다. 지지용 부유구조체(40)에 지지프레임이 설치되고 그 지지프레임에 태양전지모듈(50)이 설치되는 것이 바람직하다. 태양전지모듈(50)은 태양 빛을 받아 전기에너지를 발전시킨다. 지지용 부유구조체(40)에 복수 개의 태양전지모듈(50)들이 설치될 수 있다.
단위연결기구들(60)은 두 개의 메인연결로프들(20) 사이에 위치하는 지지용 부유구조체(40)와 메인연결로프들(20) 연결하여 지지용 부유구조체(40)를 고정한다. 단위연결기구들(60)은 균일한 간격을 두고 위치하는 것이 바람직하다. 두 개의 메인연결로프들(60) 사이에 지지용 부유구조체(40)가 일렬로 배열되거나 복수 개의 열로 배열될 경우 서로 인접하는 두 개의 지지용 부유구조체(40)들은 단위연결기구들(60)에 의해 연결됨이 바람직하다. 단위연결기구들(60)은 각각 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프 등이 될 수도 있다.
계류형 고정기둥(10)에 인접하게 위치하도록 수중 지반에 고정말뚝(들)(75)이 고정되고, 고정말뚝(75)과 계류형 고정기둥(10)을 지지와이어(76)가 연결하여 계류형 고정기둥(10)을 지지하는 것이 바람직하다(도 2 참조). 고정말뚝과 지지와이어는 모서리 부분에 위치하는 계류형 고정기둥들(10)에 각각 연결됨이 바람직하다.
본 발명의 제3 실시예는 보조연결로프들이 배제되어 본 발명의 제1,2 실시예보다 구조가 간단하게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제4 실시예를 도시한 평면도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 제3 일실시예는, 계류형 고정기둥들(10), 메인연결로프들(20), 지지용 부유구조체들(40), 태양전지모듈(50), 단위연결기구들(60)을 포함한다.
계류형 고정기둥들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수중 지반에 고정되며, 승강기구(F)를 포함한다. 계류형 고정기둥들(10)은 태양광발전시스템이 설치될 수상에 부유한다. 계류형 고정기둥들(10)은 바둑판과 같이 다수 개의 격자 형태로 배열된다. 계류형 고정기둥들(10)은 수중 지반에 고정되는 고정기둥(S)과, 그 고정기둥(S)에 구비되어 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구(F)를 포함한다. 승강기구(F)는 복수 개이다. 승강기구(F)는 제1 실시예의 승강기구(F)와 구성이 같다. 승강기구(F)는 다양한 형태로 구현될 수 있다.
메인연결로프들(20)은 각각 계류형 고정기둥들(10) 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 고정기둥들(10)을 연결한다. 계류형 고정기둥들(10)은 연결한 메인연결로프들(20)에 의해 사각형의 다수 개 단위영역들이 형성된다. 메인연결로프는 체인이 될 수도 있다.
지지용 부유구조체들(40)은 메인연결로프들(20)에 의해 형성되는 사각형의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 구비된다. 지지용 부유구조체(40)는 제3 실시예의 지지용 부유구조체와 같다.
태양전지모듈(50)은 지지용 부유구조체들(40)에 각각 복수 개 설치된다.
단위연결기구들(60)은 각각 메인연결로프들(20)과 지지용 부유구조체(40) 또는 서로 인접하는 두 개의 지지용 부유구조체들을(40) 연결한다. 단위연결기구(60)는 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프 등이 될 수 있다.
계류형 고정기둥(10)에 인접하게 위치하도록 수중 지반에 고정말뚝(들)(75)이 고정되고, 고정말뚝(75)과 계류형 고정기둥(10)을 지지와이어(76)가 연결하여 계류형 고정기둥(10)을 지지하는 것이 바람직하다(도 2 참조). 고정말뚝과 지지와이어는 외곽에 위치하는 계류형 고정기둥들(10)에 각각 구비됨이 바람직하다.
이하, 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템의 작용과 효과를 설명한다.
본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템은 강, 호수, 댐, 연안바다(예를 들면, 광양만 등) 등의 수상에 설치된다. 본 발명에 따른 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템이 수상에 설치된 상태에서 지지용 부유구조체들(40)의 각각에 설치된 태양전지모듈(50)에서 태양 빛으로 전기에너지를 발생시킨다.
본 발명은 복수 개의 계류형 고정기둥들(10)이 수중 지반에 고정되고 복수 개의 계류형 고정기둥들(10)이 메인연결로프들(20)에 의해 연결되며 메인연결로프들(20) 내측으로 보조연결로프들(30)이 가로 방향과 세로 방향으로 연결되며 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30) 또는 보조연결로프들(30)에 의해 형성되는 단위영역들에 각각 지지용 부유구조체(들)(40)이 단위연결기구들(60)에 의해 연결되고 지지용 부유구조체(40)에 태양전지모듈(50)이 설치되므로 다수 개의 태양전지모듈(50)들을 수상에 안정적으로 설치하고 태양전지모듈(50)들을 대규모로 설치할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 태양전지모듈(들)(50)이 각각 설치되는 다수 개의 메인연결로프들(20)과, 보조연결로프들(30)과, 단위연결기구들(60)에 의해 연결되고 메인연결로프들(20)이 계류형 고정기둥들(10)에 의해 계류되므로 폭풍우로 인하여 수상에 높은 파도가 발생될 경우 파도에 따라 태양전지모듈(50)이 설치된 지지용 부유구조체들(40)이 파도에 따라 상하로 유연성있게 움직이게 되어 파도에 의해 지지용 부유구조체들(40)에 작용하는 힘을 최소화시키게 된다. 이로 인하여, 전체 시스템의 안정성을 높이게 된다.
또한, 본 발명은 계류형 고정기둥들(10)과 메인연결로프들(20)과 보조연결로프들(30) 그리고 단위연결기구들(60)에 의해 다수 개의 지지용 부유구조체들(40)을 지지하게 되므로 대규모의 발전시스템을 설치하는데 소요되는 설치 비용을 최소화시키게 된다.
또한, 본 발명은 복수 개의 계류형 고정기둥들(10)과 그 계류형 고정기둥들(10)을 연결하는 메인연결로프들(20)의 내측으로 보조연결로프들(30)과 단위연결기구들(60)과 지지용 부유구조체들(40)이 위치하게 되므로 대규모의 시스템에서 수중의 구조가 간단하게 된다.

Claims (8)

  1. 수중 지반에 고정되며, 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구가 각각 구비된 복수 개의 계류형 고정기둥들;
    상기 계류형 고정기둥들 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 고정기둥들의 승강기구를 연결하는 메인연결로프들;
    상기 메인연결로프들을 가로방향과 세로방향으로 연결하는 보조연결로프들;
    상기 메인연결로프들과 보조연결로프들에 의해 형성되거나 또는 보조연결로프들에 의해 형성되는 사각의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 위치하는 지지용 부유구조체;
    상기 지지용 부유구조체 위에 설치되는 태양전지모듈;
    상기 지지용 부유구조체와 상기 단위영역을 형성하는 메인연결로프들과 보조연결로프들을 연결하여 상기 지지용 부유구조체를 고정하는 단위연결기구들;을 포함하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  2. 다수 개의 격자 형태로 배열되도록 수중 지반에 고정되며, 수위에 따라 상하로 움직이는 승강기구가 각각 구비된 복수 개의 계류형 고정기둥들;
    상기 계류형 고정기둥들 중 서로 인접하는 두 개의 계류형 고정기둥의 승강기구를 연결하는 메인연결로프들;
    상기 메인연결로프들에 의해 형성되는 사각형의 단위영역들 중 적어도 한 개의 단위영역에 구비되는 복수 개의 지지용 부유구조체들;
    상기 지지용 부유구조체에 설치되는 태양전지모듈;
    상기 메인연결로프들과 지지용 부유구조체를 연결하거나 또는 상기 서로 인접하는 두 개의 지지용 부유구조체를 연결하는 단위연결기구들;을 포함하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 사각형의 단위영역을 형성하는 상기 메인연결로프들과 보조연결로프들의 교차 부분 또는 보조연결로프들의 교차 부분은 고정수단에 의해 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 계류형 고정기둥들은 사각형을 이루도록 위치하되, 사각형의 한쪽 변에 두 개 이상의 계류형 고정기둥들이 배열되고, 상기 두 개 이상의 계류형 고정기둥들이 배열된 사각형의 한쪽 변은 물이 흐르는 방향과 수직 방향을 이루도록 위치하는 것을 특징으로 하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 지지용 부유구조체는 상기 사각형의 단위영역에 복수 개 위치하는 것을 특징으로 하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양방발전시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 지지용 부유구조체에 설치되는 태양전지모듈은 복수 개인 것을 특징으로 하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 계류형 고정기둥들은 사각형을 이루도록 위치하는 것을 특징으로 하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단위연결기구는 로프, 체인, 연결막대, 걸고리, 또는 압착클램프인 것을 특징으로 하는 기둥고정형 플렉서블 수상태양광발전시스템.
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