KR101257804B1 - 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부력체에 부력부와 중량부를 두어 부력체 위에 설치된 태양광발전장치가 풍압에 의해 위로 들려 파손되는 것을 중량부에 의해 방지하도록 구성된 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체에 관한 것이며, 태양광발전장치를 수상에 설치하기 위한 부력체에 있어서, 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 상부 또는 전체적으로 형성되고, 부력부(30)의 하부 또는 중앙부에 태양광발전장치(10)에 작용하는 풍압에 저항하는 중량부(40)가 일체로 형성되며, 중량부(40)는 내부에 물이 드나들 수 있는 중량공간부(50)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체 { A floating body of safety against overturning for a photovoltaic power generation }
본 발명은 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부력체에 부력부와 중량부를 두어 부력체 위에 설치된 태양광발전장치가 풍압에 의해 위로 들려 파손되는 것을 중량부에 의해 방지하도록 구성된 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지(Solar Battery)라 함은 태양 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 역할을 하는 광전지인데, 그 응용분야는 전자시계, 라디오, 무인등대, 무인중계기, 부표등, 인공위성, 로켓 등의 전력원으로 이용되고 있다. 또한 태양열 난방을 위한 주택, 도로상에서 안개가 끼었을 때 운전자에게 경보를 알려주는 안개경보등 및 송전탑 등의 구조물에 설치되는 항공장애등도 태양전지의 이용분야로써 활용되고 있다.
이와 같은 이용분야에서 사용되는 태양전지는 셀(Cell, 태양전지 1개를 뜻함.)과 셀을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 태양전지판을 제작하고, 다시 이 태양전지판을 필요한 수만큼 직병렬로 연결하여 이용한다.
한편 이러한 태양전지는 태양광선을 받을 수 있는 주간에는 직접 발생된 전력을 그대로 이용할 수 있으나, 야간에는 전력이 생산되지 못하므로 전력을 지속적으로 얻어 쓰려면 회로를 구성하여 주간에 축전지에 일단 충전시켜 두었다가 이용하여야 한다.
종래의 태양광 발전장치는 태양전지셀을 필요한 만큼 직 병렬로 연결한 태양전지판이 정남향을 향해 대략 35도의 각도로 고정설치된다. 이는 고정된 상태에서태양광의 입사각과 태양전지판이 직각 상태를 이루도록 하여 최대의 전력을 생산하기 위한 것이다.
그러나 우리나라의 경우 각 계절별로 태양의 고도가 12도 ∼ 58도 정도로 변화하므로 태양전지판이 고정된 경우 전력 생산성이 떨어져 투자비용에 대비하여 효율성이 낮다는 문제점이 있었고, 일반적으로 태양광 발전을 하기 위해서는 수 킬로미터에 달하는 대지에 태양전지판이 대량으로 설치되는데, 수많은 태양전지판을 설치하기 위한 대지가 부족하여 적합한 설치장소를 찾는데 많은 어려움이 있었으며, 넓고 평활한 대지는 지가가 높아 태양광 발전을 위하여 매입하기 힘든 점이 있고, 햇볕이 잘 드는 장소를 구하기 어려운 점이 있었다.
따라서 하천이나 호수 또는 바다 등에서 수상 구조물을 설치하거나 양식을 위한 구조물을 설치할 경우에 물위에 부력체를 띄우고, 이 부력체 위에 태양광발전장치를 설치하는 방법으로 이를 해결하고자 한다.
수상에 태양광발전장치를 설치할 경우, 태양광발전장치가 지상에 설치될 경우와 비교하여 풍압에 의하여 태양광발전장치가 들릴 우려가 있고, 바람이 심하게 부는 경우 제대로 지지되지 못하고 수면으로 떠서 전도되는 경우가 발생한다.
즉 부력체가 태양광발전장치를 물위에 뜨게 하는 작용을 하지만, 태양광발전장치에 풍압이 작용할 때 수면 위로 뜨는 것을 막아주지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 태양광발전장치를 수상에 설치할 때, 태양광발전장치가 풍압에 의하여 들리는 것을 최대한 억제할 수 있는 부력체 구조를 제공하고자 하는 목적이 있다.
그리고 태양광발전장치에 풍압이 작용할 때에만 하중으로 작용하고, 평소에는 하중이 작용하지 않도록 구성하고자 한다.
또한 다른 실시예로 부력체에 중량부를 두어 중량부의 무게에 의해 들리지 않게 구성하고자 한다.
수중에 일부 잠기게 되는 부력체의 특성상 부력체의 하단 측면으로 들림저항판을 두어 수상태양광이 풍압에 의해 들릴때 물의 저항을 받아 상승하는 힘에 저항하도록 구성하고자 한다.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여 태양광발전장치를 수상에 설치하기 위한 부력체에 있어서, 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 상부 또는 전체적으로 형성되고, 부력부(30)의 하부 또는 중앙부에 태양광발전장치(10)에 작용하는 풍압에 저항하는 중량부(40)가 일체로 형성되며, 중량부(40)는 내부에 물이 드나들 수 있는 중량공간부(50)가 형성되는 것을 특징으로 하며, 중량공간부(50)와 연통되는 물유입홀(60)이 중량부(40)에 다수개 형성되고, 물유입홀(60)을 통해 유입된 물의 중량에 의해 평소에는 하중이 부력체(20)에 수직 하중으로 작용하지 않다가 태양광발전장치(10)가 풍압에 의해 들릴 경우 하중으로 작용하게 하거나, 중량공간부(50)와 연통되는 물유입홀(60)이 중량부(40)에 다수개 형성되고, 중량부(40)의 중앙에 중심공간부(41)가 형성되면서 두부분으로 분리되어 형성되며, 물유입홀(60)을 통해 유입된 물의 중량에 의해 평소에는 하중이 부력체(20)에 수직 하중으로 작용하지 않다가 태양광발전장치(10)가 풍압에 의해 들릴 경우 하중으로 작용하게 하며, 중심공간부(41)에 의해 수평 유지가 용이하게 구성되고, 중량부(40)의 측벽에 들림저항판(70)이 일체로 형성되거나 고정되고, 들림저항판(70)은 수평으로 중량부(40)의 측벽에 형성되어 수중에 잠기게 되며, 부력체(20)가 태양광발전장치(10)의 풍압에 의해 들릴 경우 들림저항판(70)이 물에 의하여 저항되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체를 제공한다.
또한 태양광발전장치를 수상에 설치하기 위한 부력체에 있어서, 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 상부에 형성되고, 부력부(30)의 하부로 태양광발전장치(10)에 작용하는 풍압에 저항하는 중량부(40)가 일체로 형성되며, 중량부(40)는 내부에 중량공간부(50)가 형성되고, 중량공간부(50)와 연통되는 주입구(45)가 중량부(40) 외측에 형성되며, 중량을 가지는 분말 또는 물을 주입구(45)를 통해 채우고 커버(46)로 밀봉하여 중량을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체를 제공하며, 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 형성되고, 부력부(30)의 저면에 중량부(40)가 형성되며, 중량부(40)는 와이어(43)에 의해 고정된 추(42)가 고정부(44)로 부력부(30)에 고정된 것을 특징으로 하는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체를 제공한다.
본 발명은 부력체에 중량부가 형성되어 태양광발전장치가 풍압에 의하여 들리는 것을 최대한 억제할 수 있는 효과가 있다.
부력체의 중량부를 태양광발전장치가 설치된 물을 사용하여 태양광발전장치에 풍압이 작용할 때에만 하중으로 작용하고, 평소에는 하중이 작용하지 않는 효과가 있다.
또한 다른 실시예로 부력체에 형성된 중량부에 의하여 들림현상이 줄어들고, 수중에 잠기도록 형성된 부력체의 들림저항판에 의하여 수상태양광이 풍압에 의해 들릴때 물의 저항을 받아 태양광발전장치의 들림을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 수상태양광 발전장치가 수상에 설치된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체를 도시한 사시도.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체의 다른 실시예들을 도시한 사시도.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 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.
본 발명은 태양광발전장치(10)를 부력체(20)에 설치하여 물위에 설치할 경우 풍압에 의해 태양광발전장치가 전도되는 것을 방지하기 위한 구성으로, 부력체(20)에 부력부(30)와 일체로 중량부(40)를 두어 태양광발전장치(10)의 하부에서 하중을 가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용하는 부력체(20)의 부력부(30)는 일반적으로 사용하는 부력체를 적용할 수 있다.
본 발명의 부력체(20)는 도 2에 도시되어 있듯이, 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 상부 또는 전체적으로 형성되고, 부력부(30)의 하부 또는 중앙부에 태양광발전장치(10)에 작용하는 풍압에 저항하는 중량부(40)가 일체로 형성된다. 부력체(20)는 부력부(30)를 보호하기 위한 보호 케이스가 형성될 수 있다.
상기 중량부(40)는 내부에 물이 드나들 수 있는 중량공간부(50)가 부력체(20)의 내부에 형성되는데, 물이 드나들도록 물유입홀(60)이 다수개 중량부(40)의 외측벽면에 형성되어 내부의 중량공간부(50)와 통하게 된다.
태양광발전장치(10)가 부력부(20) 위에 놓이게 되면, 태양광발전장치(10)의 중량에 의하여 부력체(20)의 중량부(40) 부분이 수중에 잠기게 되고, 수상 태양광발전장치(10)가 설치된 곳의 물이 물유입홀(60)을 통해 중량공간부(50)에 채워지게 된다. 이를 위하여 부력체(20)의 상면과 중량공간부(50)와 통하도록 작은 통공을 형성하여 물이 중량공간부(50)로 유입되기 쉽게 하는 것이 바람직하나 꼭 필요한 것은 아니다.
그리고 물유입홀(60)은 전체 중량공간부(50) 면적에 비해 현저히 작은 면적으로 형성되어 물이 유입되거나 유출되는 속도를 느리게 한다. 따라서 풍압에 의하여 부력체(20)가 들릴 경우 물이 늦게 유출되므로 중량공간부(50)의 내측에 있는 물이 하중으로 작용하여 부력체(20)가 들리지 않게 한다.
그리고 부력체(20) 내부의 물은 물유입홀(60)에 의해 외부의 물과 통하므로 평소에는 하중으로 작용하지 않다가 태양광발전장치(10)가 풍압에 의해 들릴 경우 하중으로 작용하게 된다.
이러한 물유입홀(60)은 도 2에 도시된 바와 같이 원형으로 형성될 수 있고, 도 3과 같이 슬릿형으로 형성될 수 있으며, 물유입홀(60)의 형상에 의해 본 발명의 권리범위가 변하는 것은 아니다.
다른 실시예로 도 4에 도시된 바와 같이 중량공간부(50)와 연통되는 물유입홀(60)이 중량부(40)에 다수개 형성되고, 중량부(40)의 중앙에 중심공간부(41)가 형성되면서 두부분으로 분리되어 형성할 수 있다.
물유입홀(60)을 통해 유입된 물의 중량에 의해 평소에는 하중이 부력체(20)에 수직 하중으로 작용하지 않다가 태양광발전장치(10)가 풍압에 의해 들릴 경우 하중으로 작용하게 되므로 들릴 경우 물이 일측으로 쏠려 수평 유지가 힘들게 되므로 중심공간부(41)를 두어 중앙은 가볍고 양측이 무거운 중량을 가지도록 하여 수평 유지가 용이하게 구성한다.
도 5에는 부력체(20)의 중량부(40) 무게 만으로 하중을 가하는 것이 아니라, 위로 부력체가 들릴경우 물에 의해 저항을 받도록 구성한 실시예가 도시되어 있다.
부력체(20) 중량부(40)의 측벽에 들림저항판(70)이 일체로 형성되거나 별도로 형성되어 중량부(40) 외측 벽체에 고정된다. 들림저항판(70)은 수평으로 중량부(40)의 측벽에 형성되거나 고정되어 수중에 잠기게 되고, 부력체(20)가 태양광발전장치(10)의 풍압에 의해 들릴 경우 들림저항판(70)이 물에 의하여 저항되도록 구성된다.
상기 들림저항판(70)은 별개의 판체로 제작하여 고정할 경우 FRP나 금속판으로 제조하여 고정하는 것이 바람직하다.
다른 실시예로 도 6에 도시된 내용은 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 형성되고, 부력부(30)의 저면에 중량부(40)가 형성되는데, 중량부(40)는 와이어(43)에 의해 고정된 추(42)가 고정부(44)로 부력부(30)에 고정되는 것이다.
추(42)의 중량은 태양광발전장치(10)가 풍압에 의해 전도되는 것을 방지하기 위한 충분한 중량으로 고정하되, 이러한 중량의 값은 각 지역에 작용하는 평균 풍압을 계산하여 결정한다. 또한 부력부(30)의 부력능력 또한 고정되는 추의 중량과 태양광발전장치의 중량을 감안하여 형성한다.
도 7에는 중량부(40)가 일체로 형성된 것으로서 항상 부력체(20)에서 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 상부에 형성되고, 부력부(30)의 하부에 태양광발전장치(10)에 작용하는 풍압에 저항하는 중량부(40)가 일체로 형성된다. 이때의 실시예에서 중량부(40)는 내부에 중량공간부(50)가 형성되고, 중량공간부(50)와 연통되는 주입구(45)가 중량부(40) 외측에 형성된다.
중량을 가지는 분말, 즉 금속이나 모래를 주입구(45)를 통해 주입하거나 물을 주입구(45)를 통해 채우고 커버(46)로 밀봉하여 중량을 가지도록 구성한다.
따라서 도 6과 도 7에 도시된 실시예에서는 부력체(20)에 중량을 고정적으로 가하여 태양광발전장치(10)가 풍압에 의해 전도되는 것을 방지하므로 미리 중량부의 무게를 계산하여 부력부의 부력능력을 가지도록 형성한다.
10 : 태양광발전장치 20 : 부력체
30 : 부력부 40 : 중량부
41 : 중심공간부 42 : 추
43 : 와이어 44 : 고정부
45 : 주입구 46 : 캡
50 : 중량공간부 60 : 물유입홀
70 : 들림저항판

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 상부 또는 전체적으로 형성되고, 부력부(30)의 하부 또는 중앙부에 태양광발전장치(10)에 작용하는 풍압에 저항하는 중량부(40)가 일체로 형성되는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체에 있어서,
    중량부(40)는 내부에 물이 드나들 수 있는 중량공간부(50)가 형성되고, 중량공간부(50)와 연통되는 물유입홀(60)이 중량부(40)에 다수개 형성되며, 물유입홀(60)을 통해 유입된 물의 중량에 의해 평소에는 하중이 부력체(20)에 수직 하중으로 작용하지 않다가 태양광발전장치(10)가 풍압에 의해 들릴 경우 하중으로 작용하게 하는 것을 특징으로 하는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체.
  3. 태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 상부 또는 전체적으로 형성되고, 부력부(30)의 하부 또는 중앙부에 태양광발전장치(10)에 작용하는 풍압에 저항하는 중량부(40)가 일체로 형성되는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체에 있어서,
    중량부(40)는 내부에 물이 드나들 수 있는 중량공간부(50)가 형성되고, 중량공간부(50)와 연통되는 물유입홀(60)이 중량부(40)에 다수개 형성되며, 중량부(40)의 중앙에 중심공간부(41)가 형성되면서 두부분으로 분리되어 형성되며, 물유입홀(60)을 통해 유입된 물의 중량에 의해 평소에는 하중이 부력체(20)에 수직 하중으로 작용하지 않다가 태양광발전장치(10)가 풍압에 의해 들릴 경우 하중으로 작용하게 하며, 중심공간부(41)에 의해 수평 유지가 용이하게 구성된 것을 특징으로 하는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    중량부(40)의 측벽에 들림저항판(70)이 일체로 형성되거나 고정되고, 들림저항판(70)은 수평으로 중량부(40)의 측벽에 형성되어 수중에 잠기게 되며, 부력체(20)가 태양광발전장치(10)의 풍압에 의해 들릴 경우 들림저항판(70)이 물에 의하여 저항되도록 구성된 것을 특징으로 하는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체.
  5. 태양광발전장치를 수상에 설치하기 위한 부력체에 있어서,
    태양광발전장치를 물위에 띄우기 위한 부력부(30)가 상부에 형성되고, 부력부(30)의 하부로 태양광발전장치(10)에 작용하는 풍압에 저항하는 중량부(40)가 일체로 형성되며, 중량부(40)는 내부에 중량공간부(50)가 형성되고, 중량공간부(50)와 연통되는 주입구(45)가 중량부(40) 외측에 형성되며, 중량을 가지는 분말 또는 물을 주입구(45)를 통해 채우고 커버(46)로 밀봉하여 중량을 가지도록 구성된 것을 특징으로 하는 수상태양광 발전장치의 전도방지 부력체.
  6. 삭제
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