태양광발전설비{The photovoltaic power generation facilities}
본 발명은 태양광발전설비에 관한 것으로, 상세하게는 태양광발전장치를 해수 또는 저수지의 수면 위로 배치함으로써, 토지 이용률을 높일 수 있는 태양광발전장치에 관한 것이다.
최근 화석 연료의 고갈이 우려되고, 화석 연료의 사용으로 인한 지구의 환경오염 문제가 중요한 문제로 부각되면서 태양에너지(빛, 열), 해양에너지(파력, 조석, 조류, 해수의 온도차 등) 등을 이용하려는 친환경성 발전설비에 대한 연구가 활발해지고 있다. 친환경성 발전설비 중에 태양광발전은 국가 신 재생에너지 국책 사업으로 정부의 지원 아래 급속도로 증가하고 있는 인류 미래를 위한 아주 중요한 사업으로서 추진중에 있다. 태양광발전은 태양전지 모듈을 설치하여 태양으로부터 전력을 생산하는 것으로, 대지 위에 지지 구조물을 설치하여 상기 지지 구조물에 태양전지 모듈을 설치하거나, 건축물의 외벽에 태양전지 모듈을 설치하여 전력을 생산하는 발전장치이다. 이와 같은 태양광발전은 환경 친화적이며, 비 소모적인 자원을 사용하는 발전설비이나 발전설비의 초기투자비용이 커서 투자비용을 회수하는 기간이 길다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 태양광 발전 시스템은 태양광이 들어오는 방향과 일치하게 설치해야 하므로 태양광 발전기의 설치 비용이 크고, 토지를 농업 등의 다른 용도로 이용할 수 없기 때문에 토지 이용률이 낮으며, 유지 및 보수 비용이 많이 소요되어 경제성이 낮다는 문제점이 있다. 상기와 같이 태양광을 이용한 발전설비를 건설하기 위해서는 넓은 공간이 필요로 하기 때문에 자연 훼손이 많고, 햇빛이 조사되는 일조량에 따라 설치대상 장소의 선정이 까다로운 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 호수 강 또는 펌프장 등의 수면위의 공간에 태양광발전모듈을 설치함으로써 태양광발전설비를 건설하기 위하여 장소 선정에 따른 조건 등에 구애받지 않고, 토지의 이용률을 높일 수 있는 태양광발전설비를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광발전설비는 수중에 하부가 고정되고 상부는 수면 위로 연장된 복수의 지주들과, 상기 지주들에 태양광발전모듈을 장착할 수 있도록 상기 지주에 각각 설치되는 모듈장착유닛과, 상기 지주들 사이로 통행하면서 상기 태양광발전모듈을 점검할 수 있게 상기 지주들을 연결하는 교량유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다. 삭제 상기 교량유닛은 상기 지주의 길이방향을 따라 연장되며 상기 지주에 상하로 배치되는 수직프레임과 상기 수직프레임의 단부로부터 상기 수직프레임과 직교하도록 상기 지주의 반경 방향을 따라 연장된 수평프레임을 포함하는 받침부와, 상기 받침부로부터 인접하게 배치된 타측 지주의 받침부를 연결할 수 있게 연장되고 상기 받침부의 상면에 고정되며 상기 수평프레임의 길이방향을 따라 상기 수평프레임에 상호 이격되게 배치된 복수의 발판프레임들과, 상기 발판프레임의 상부에 안착되는 발판부재와 상기 발판부재의 상부에 설치되며 상기 발판부재의 길이방향을 따라 상호 이격되게 배치된 복수의 지지봉들과 상기 지지봉들을 연결하도록 연장된 가이드를 포함하는 난간부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 태양광발전설비에 의하면 호수 강 또는 펌프장 등의 수면위의 사용되지 않은 공간에 태양광발전모듈을 설치함으로써 태양광발전설비를 건설하기 위하여 장소 선정에 따른 조건 등에 구애받지 않고, 태양광발전설비를 건설하기 위한 대지를 또 다른 용도로 활용함으로써 토지의 이용률을 높일 수 있는 태양광발전설비를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 태양광발전설비에 의하면, 복수의 지주를 연결하는 교량유닛에 의해 각각의 지주에 결합되어 있는 태양광발전모듈의 상태를 수시로 점검자가 점검할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광발전설비를 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 태양광발전설비의 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 태양광발전설비를 확대 도시한 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 태양광발전설비의 모듈장착유닛을 설명하는 분리사시도.
도 5는 도 1에 도시된 태양광발전설비의 교량유닛을 설명하는 분리사시도.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 태양광발전설비에 대하여 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 태양광발전설비가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 태양광발전설비(1)는 강이나 호수 또는 배수펌프장에 설치되어 태양광을 이용하여 전기에너지를 생산하는 것으로, 복수의 지주(100)들과, 태양광발전모듈(200)과, 모듈장착유닛(300)과, 교량유닛(400)을 구비한다. 상기의 지주(100)들은 하부가 지중에 매입 고정되어 있고, 소정간격으로 상호 이격되게 배치되어 있으며, 상단이 호수 또는 강의 홍수위보다 높은 위치에 위치하도록 상방으로 연장된다. 상기 각 지주(100)의 상단에는 후술하는 모듈장착유닛(300)에 의해 태양광발전모듈(200)이 회전가능하게 장착되어 있다. 상기의 지주(100)의 배치방향을 따라 연장된 메인프레임(220)과, 상기 메인프레임(220) 상에 배치되어 태양광발전모듈(200)을 지지하는 복수의 고정프레임(230)들과 메인프레임(220)에 대하여 고정프레임(230)을 지지하는 복수의 보조프레임(240)들을 포함한다. 메인프레임(220)의 하부에는 모듈장착유닛(300)에 회전가능하게 결합되는 제1브라켓(221)이 마련되어 있으며, 고정프레임(230)의 일단에는 후술하는 틸팅부(360)의 일 단에 회동가능하게 결합되는 제2브라켓(222)이 마련되어 있다. 모듈장착유닛(300)은 태양광발전모듈(200)을 지주(100)에 회전가능하게 장착하는 지지부(310)와, 계절변화 따른 태양의 고도에 대응되게 태양전지판(210)으로 입사되는 태양광의 입사각을 변화시키는 틸팅부(360)를 포함한다. 상기의 지지부(310)는 지주(100)의 상면에 안착되는 지지플레이트(320)와, 지주(100)의 상면으로부터 하방으로 이격된 지점에서 지주(100)의 외주면을 감싸도록 결합되는 지지클램프(330)와, 지지플레이트(320)와 지지클램프(330)를 연결하여 지지플레이트(320)를 지지클램프(330)에 고정시키는 고정편(340)을 포함한다. 지지플레이트(320)는 지주(100)의 상면에 안착될 수 있게 소정면적을 갖는 평판형상으로 형성되되 적어도 일부가 지주(100)의 반경 방향으로 돌출될 수 있게 형성되어 있으며, 지지플레이트(320)의 중심에서 소정거리 이격된 가장자리에는 고정편(340)이 결합되는 결합홈(321)이 형성되어 있다. 지지플레이트(320)의 상면에는 태양광발전모듈(200)의 메임프레임에 마련되어 있는 제1브라켓(221)에 결합되는 지지브라켓이 설치되어 있다. 상기 지지플레이트(320)는 도면에 도시된 바와 같이 한 쌍의 대변이 서로 평행하고 양측 끝 각(밑각)의 크기가 같은 등변 사다리꼴 형상의 것을 적용하였으나, 이와는 다르게 정 삼각형상으로 이루어진 것을 적용할 수 있다. 이 경우 결합홈(321)은 각각의 꼭지점에 인접한 지점에 형성된다. 지지클램프(330)와 고정편(340)은 지주(100)에 대하여 상기 지지플레이트(320)를 세 방향에서 지지하여 지지플레이트(320)를 지주(100)의 상면에 밀착되게 지지하는 것으로, 지주(100)의 상하방향을 따라 소정간격으로 이격되게 배치되어 있다. 상기 지지클램프(330)는 등분된 복수의 분할지지클램프(330)들을 포함하는데 상기 분할지지클램프(330)들의 길이 합은 지주(100)의 원주에 대응하고, 각 분할지지클램프(330)의 양단에는 상호 간 볼트를 통해 결합가능하도록 결합홀(332)이 마련되어 있는 결합부(333)가 구비되어 있다. 상기 분할지지클램프(330)들은 일 측의 분할지지클램프(330)의 결합부(333)와 인접한 타 측의 분할지지클램프(330)의 결합부(333)를 관통하는 볼트와 볼트에 체결되는 너트를 통해 상호 결합시킬 수 있다. 고정편(340)은 상기 분할지지클램프(330)들의 결합부(333) 사이에 개재되어 지지클램프(330)에 의해 지주(100)에 고정되며, 상단이 지주(100)의 상면에 안착되어 있는 지지플레이트(320)에 결합되어 지지플레이트(320)가 지주(100)의 상면으로부터 이탈하는 것을 방지한다. 상기 고정편(340)은 지주(100)의 길이방향을 따라 연장되고 얇은 판 형상으로 형성되며, 분할지지클램프(330)의 결합부(333) 사이에 개재되는 부분에는 볼트가 통과할 수 있게 볼트통과구멍이 형성되어 있다. 상기의 틸팅부(360)는 고정클램프(370)와, 신축로드(380)를 포함한다. 고정클램프(370)는 이등분된 분할고정클램프(371)들을 포함하는데 상기 분할고정클램프(371)들의 길이 합은 지주(100)의 원주에 대응하고, 각 분할고정클램프(371)의 양단에는 상호 간 볼트를 통해 결합가능하도록 결합홀(332)이 마련되어 있는 결합부(333)가 구비되어 있다. 상기 분할고정클램프(371)들은 지주(100)의 원주면을 둘러싸도록 배치되며 일 측의 분할고정클램프(371)의 결합부(333)와 인접한 타 측의 분할고정클램프(371)의 결합부(333)를 관통하는 볼트와 볼트에 체결되는 너트를 통해 상호 결합함으로써 지주(100)에 고정시킬 수 있다. 신축로드(380)는 하단이 분할고정클램프(371)들의 결합부(333) 사이에 회동가능하게 결합되어 있고, 상단은 태양광발전모듈(200)의 제2브라켓(222)에 회동가능하게 결합되어 있다. 상기의 신축로드(380)는 망원경과 같이 길이의 신장 및 축소 가능하도록 서로 다른 직경을 갖는 제1원통부재(381)와 제2원통부재(382)를 포함하여 제1원통부재(381)가 제2원통부재(382) 내부에 삽입된 상태로 출입되는 구조를 갖는다. 상기 제1원통부재(381)와 제2원통부재(382)의 외주면에는 제2원통부재(382)에 대하여 제1원통부재(381)의 위치를 고정하는 고정핀(미도시)을 체결할 수 있게 고정핀홀(383)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 제2원통부재(382)에는 상기 제1원통부재(381)의 인입 또는 인출 정도를 조절할 수 있도록 길이방향을 따라 복수의 고정핀홀(383)이 소정간격으로 이격되게 형성되어 있다. 상기의 신축로드(380)를 통해 지주(100)의 상단에 설치되어 있는 태양광발전모듈(200)의 회전각도를 일정한 각도로 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 태양광발전모듈(200)의 회전각도를 조절할 있으므로 계절변화에 의한 태양의 고도차이에 따라 태양광발전모듈(200)로 입사되는 태양광의 입사각을 조절할 수 있다. 교량유닛(400)은 상호 소정간격으로 이격되게 배치되어 있는 지주(100)들 사이를 통행할 수 있게 지주(100)들을 연결하는 것으로 받침부(410)와, 발판프레임(450)과, 난간부(440)를 포함하며, 홍수위보다 높은 지주의 일 지점에 설치된다. 받침부(410)는 지주(100)의 길이방향을 따라 연장되며 지주(100)에 상하방향으로 배치되는 수직프레임(420)과, 수직프레임(420)의 하단으로부터 수직프레임(420)과 직교하도록 지주(100)의 반경 방향을 따라 연장된 수평프레임(430)을 포함한다. 상기 받침부(410)는 'L'자 형태로 형성되며, 수직프레임(420)이 고정클램프(370)에 고정되어 지주(100)에 지지된다. 지주(100)로부터 멀어지게 연장된 수평프레임(430)의 단부측에는 수평프레임(430)의 연장방향에 배치되어 있는 또 다른 지주(100)의 받침부(410)를 지지하는 고정클램프(370)로 연장되는 와이어로프 또는 강봉(432)을 서로 연결시킬 수 있게 와이어로프 또는 강봉(432)의 일단이 삽입되는 삽입홀(431)이 형성되어 있다. 난간부(440)는 수평프레임(430)의 길이방향으로 소정간격 이격되며 수평프레임(430)에 대하여 직교하는 방향으로 연장된 발판프레임(450)의 상부에 안착되어 점검자가 통행할 수 있게 통행로를 제공하는 발판부재(490)와, 발판부재(490)의 상면에서 상방으로 연장되는 지지봉(460)과, 지지봉(460)을 연결하는 가이드와이어(470)를 포함한다. 상기 발판프레임(450)들은 수평프레임(430)의 상면에 안착되는 결합찬넬(480)에 의해 상호 결합되며, 상기 결합찬넬(480)은 수평프레임(430)에 용접결합되어 있다. 상기 발판프레임(450)은 결합찬넬(480)의 상면과 저면 및 측면을 감싸도록 'ㄷ'자 형상으로 형성되고, 상기 발판프레임(450)은 상기 발판프레임(450)에 의해 수평프레임(430)의 길이방향을 따라 소정간격으로 이격된 상태를 유지할 수 있다. 상기 발판부재(490)는 평판형상으로 형성되며, 상기 수평프레임(430)의 길이에 대응하는 폭을 갖는다. 지지봉(460)의 하부에는 발판부재(490)의 상면에 밀착결합시킬 수 있도록 결합플랜지(461)가 형성되어 있고, 상부에는 점검자가 파지하면서 통행할 수 있게 가이드와이어(470)가 연결되어 있다. 도면에 도시되어 있지 않지만, 상기 발판부재(490)에는 우수 등을 하방으로 낙하시킬 수 있도록 우수통과구멍을 형성할 수도 있으며, 이와 다르게 상기 발판부재(490)는 얇은 금속판에 일정한 간격으로 절개자국을 내어 절개자국과 직교하는 방향으로 금속판을 인장하여 그물눈 모양으로 가공한 익스팬디드메탈(Expanded-Metal)을 적용할 수 있다. 이상에서 설명한 본 발명에 따른 태양광발전설비(1)는 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적인 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
1 : 태양광발전설비
100 : 지주
200 : 태양광발전모듈
210 : 태양전지판
220 : 메인프레임
230 : 고정프레임
300 : 모듈장착유닛
310 : 지지부
320 : 지지플레이트
330 : 지지클램프
340 : 고정편
400 : 교량유닛
410 : 받침부
420 : 수직프레임
430 : 수평프레임
440 : 고정클램프
450 : 발판프레임
460 : 지지봉
470 : 가이드와이어
480 : 결합찬넬
490 : 발판부재 |
