KR200466821Y1 - 수상 부유식 태양광 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 태양광 발전 모듈이 수상에 부유하도록 설치되는 수상 부유식 태양광 발전장치에 관한 것이다. 그 구성은; 투명상판(11)과 지지판(13)이 프레임(20)에 의해 평행하게 이격 고정됨으로써 밀폐된 내부 공간을 제공하는 판형상의 케이싱(10); 상기 케이싱(10) 내부에 설치되는 태양전지판(12); 상기 태양전지판(12)이 상기 케이싱(10) 내부에 고정되도록 하는 간격유지부재(17)를 포함하는 태양광 발전 모듈(1)로 이루어지되; 상기 태양광 발전 모듈(1)은 수면(W) 위에 부상할 수 있는 비중을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

수상 부유식 태양광 발전장치{Floating Typed Apparatus For Generating Photovoltaic Power}
본 고안은 태양광 발전장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 발전 모듈이 수상에 부유하도록 설치되는 수상 부유식 태양광 발전장치에 관한 것이다.
태양광을 이용하여 전력을 생산함에 있어서 태양전지판의 면적에 비례하여 전력 생산량이 결정되기 때문에 주어진 용적을 최대한 활용할 필요가 있다. 그리고 전력 생산량을 높이기 위해서는 많은 용적을 필요로 한다. 산이 많고 평활한 대지가 적은 한반도에서는 태양발전을 이용하기에도 용이하지 않다. 따라서 반도라고 하는 지리적 특성을 이용하여 근래에는 수상 태양광 발전장치가 종종 제안되고 있다. 예를 들면 대한민국 특허출원 제10-2009-0035795호(종래기술1)과 실용신안등록출원 제20-2009-0003120호(종래기술2) 등이 그러하다.
종래기술1은 수상구조물이 파도에 의해 심하게 유동되는 것을 방지하기 위한 구조체 고정수단을 제안한 것이고, 종래기술2는 태양광의 각도에 따라 수광 각도를 조정할 수 있는 구조의 발전장치를 제안하고 있다.
이처럼 종래 수상 설치용 태양광 발전장치는 태양전지판의 각도를 변화시키는 등, 보다 많은 태양광을 이용함으로써 전력 생산량을 높이기 위한 관점에서 개선이 이루어져 왔다. 즉 종래에는 태양발전장치의 발전 기능에만 주안점을 두고 개선되어 왔다. 그리고 이러한 목적에 따르면 수상에 발전장치를 설치하기 위해서는 태양전지판을 경사진 각도로 지지하기 위한 받침구조가 필수적으로 요구되었다. 이러한 받침구조는 시공작업 자체를 어렵게 하며 따라서 시공비용을 높이는 주된 요인이 되고 있다. 그리고 받침구조를 이용하여 태양전지판을 설치한 경우 그 주위의 경관이 크게 달라지게 마련이어서 미적 가치를 해하게 된다. 그래서 주변 거주자나 관광객들에게 혐오시설로 취급되는 경우도 적지 않다.
이처럼 종래 수상구조물을 이용한 태양 발전장치는 대지를 충분히 이용하기 어려운 환경에서 태양에너지를 어렵지 않게 얻을 수 있는 장점을 가진 반면, 설치비용의 증가라든가 자연경관을 해치는 문제를 갖고 있다.
위와 같은 문제에 대한 본 고안의 목적은, 기본적으로는 수상에 설치되는 태양광 발전장치를 제공하는 것에 있다. 좀 더 구체적으로는 별도의 받침구조를 필요로 하지 아니하여 설치비용을 크게 절감할 수 있으며, 나아가 주변 자연경관과 조화를 이루도록 할 수 있으며 발전효율을 높일 수 있는 수상 부유식 태양광 발전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적은, 투명상판과 지지판이 프레임에 의해 평행하게 이격 고정됨으로써 밀폐된 내부 공간을 제공하는 판형상의 케이싱; 상기 케이싱 내부에 설치되는 것으로서 태양광으로부터 발전을 하는 태양전지판; 상기 태양전지판이 상기 케이싱 내부에 고정되도록 하는 간격유지부재를 포함하는 태양광 발전 모듈로 이루어지되; 상기 태양광 발전 모듈은 물에 부상할 수 있는 비중을 가지는 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치에 의해 달성된다.
본 고안의 특징에 의하면 적어도 상기 투명상판은 재질이 투명한 아크릴일 수 있다.
본 고안의 다른 특징에 의하면 적어도 상기 투명상판과 프레임은 재질이 투명한 아크릴일 수 있다.
본 고안의 또 다른 특징에 의하면, 상기 케이싱의 가장자리는 충격에 대하여 완충작용을 하도록 완충부재가 고정 설치될 수 있다.
본 고안의 또 다른 특징에 의하면, 다수의 상기 태양광 발전 모듈이 플렉시블(flexible)한 연결튜브에 의해 전기적으로 연결될 수 있으되; 상기 연결튜브는 양단이 연결하고자 하는 태양광 발전 모듈의 각 프레임에 측방향으로 타공 형성되는 연결공을 관통하여 끼워질 수 있다.
본 고안에 의하면 부력에 의해 강이나 호수 등의 수면에 부상한 상태에서 발전을 수행할 수 있는 태양광 발전장치가 제공된다. 본 고안에 의하면 태양광 발전 모듈을 설치하기 위한 지지체를 필요로 하지 아니 하므로 설치비용을 낮출 수 있게 된다. 또한 온도가 낮은 물에 직접적으로 접하고 있기 때문에 태양전지판의 온도 상승에 따른 출력 저하가 없어 발전효율을 높일 수 있는 태양광발전장치가 제공된다. 또한 태양광 발전 모듈이 수면에 밀착되어 있기 때문에 자연경관과 조화를 이룰 수 있는 태양광 발전설비가 마련되게 된다.
도 1은 본 고안의 실시예에 의한 태양광 발전 모듈의 사시도이고, 도 2는 그의 단면도이다.
도 3은 본 고안의 실시예에 의한 도 1의 A-A선을 따라 취한 개략 단면도이다.
도 4는 본 고안의 실시예에 의한 태양광 발전 모듈의 연결 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세하게 설명한다. 우선 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 고안의 실시예에 의한 태양광 발전 모듈을 설명하며 이후 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
본 고안에 따른 태양광 발전 모듈(1)은 강, 호소 또는 바다의 수면에 설치되는 것으로서 기본적으로서 물에 뜰 수 있는 비중을 갖고 있다. 도 4와 같이 동일한 구조의 태양광 발전 모듈(1)이 복수 개 연결됨으로써 본 고안의 태양광 발전 장치가 완성되므로 태양광 발전 모듈(1)이 본 고안의 요체라고 볼 수 있다.
태양광 발전 모듈(1)은 투명상판(11), 태양전지판(12) 및 지지판(13)이 위에서 아래로 순차적으로 적층되어 구성된다. 프레임(20)이 투명상판(11)과 지지판(13)이 일정한 간격으로 고정된 상태를 유지할 수 있도록 가장자리에 설치되며, 그 사이에 태양전지판(12)이 설치된다. 결국 투명상판(11), 지지판(13) 및 프레임(20)이 직사각 형태의 케이싱(10)을 제공하며 태양전지판(12)은 간격유지부재(17)에 의해 그 케이싱(10) 내부에 설치되는 것이다.
간격유지부재(17)는 태양전지판(12)의 상하부에 공기층(16)이 마련되도록 한다. 이 공기층(16)은 태양광 발전 모듈(1)의 비중을 조정하는데 중요한 기능을 수행한다. 공기층(16)의 두께와 태양광 발전 모듈(1)의 비중은 반비례하게 될 것이다.
간격유지부재(17)는 프레임의 내측에 상하로 서로 이격되게 형성되며, 이 상하로 이격된 간격유지부재(17) 사이에 태양전지판(12)이 고정 배치될 수 있다.
본 고안의 실시예에 의하면 적어도 투명상판(11)은 재질이 투명한 아크릴일 수 있다. 아크릴은 빛투과성이 양호하므로 수광량을 높이는데 효과적이며 비중을 저감시키기에도 유리하다. 그리고 더 나아가 지지판(13), 프레임(20) 및 간격유지부재(17)가 모두 투명 아크릴로 되어 있을 수 있다. 투명상판(11), 지지판(13) 및 프레임(20)은 접착제에 의해 접합됨으로써 방수기능을 갖게 될 수 있다.
케이싱(10)의 가장자리는 충격에 대하여 완충작용을 하도록 완충부재(21)가 고정 설치될 수 있다. 완충부재(21)는 도시된 것처럼 모서리 네곳에 설치될 수 있으며 고무와 같은 쿠션재가 바람직하며 투명한 것이면 더욱 바람직하다.
태양광 발전 모듈(1)의 각 구성요소의 구체적인 규격은 수면 위에 떠 있으면서 만족스러운 수광량을 얻을 수 있는 정도의 비중을 유지할 수 있도록 결정되어야 할 것이다.
태양광 발전 모듈(1)이 한 개만 단독적으로 사용되는 경우는 많지 않을 것이며 여러 개가 도 4에 도시된 바와 같이 전기적으로 및 물리적으로 연결되어 사용될 가능성이 많다. 그러기 위해서는 태양광 발전 모듈(1)을 서로 연결하는 구조도 제공되어야 할 것이다. 도 3은 태양광 발전 모듈(1)의 연결구조의 예시이다.
프레임(20)에는 적어도 하나 이상의 연결공(22)이 측방향으로 타공에 의해 형성되고 이 연결공(22)에는 강인한 소재로 된 연결튜브(40)가 관통하여 결합된다. 연결튜브(40)는 플렉시블(Flexible)한 것이 바람직하다. 연결튜브(40)의 일단은 한쪽 태양광 발전 모듈(1)이 연결되고, 타단은 다른 쪽 태양광 발전 모듈(1)이 연결된다. 물론 연결튜브(40)의 프레임(20)과의 연결부위는 다양한 방식으로 완전한 방수구조를 유지하여야 한다. 경우에 따라 전기적 연결을 필요에 따라 해제할 수 있도록 연결튜브(40)는 방수구조의 커넥터를 더 포함할 수 있다. 특정 태양광 발전 모듈(1)을 교체하기 위해 이러한 분리가능한 연결구조가 필요할 수 있다.
연결튜브(40)의 내부로는 전기적 연결을 위하여 전선(E)이 통과될 수 있다. 물론 이 전선(E)은 각 태양전지판(12)에 연결되어야 할 것이다. 태양광 발전 모듈(1)을 물리적으로 연결하는 구조도 이와 같이 하면 될 것이다. 다만 이 경우에는 전선(E)이 없게 될 것이다.
이하, 도 4를 참조하여 태양광 발전 모듈(1)을 여러 개 연결함으로써 완성되는 태양광 발전 장치가 강, 호수, 바다 등의 수면(W) 위에 설치된 상태를 설명한다. 태양광 발전 모듈(1)은 다양한 형태로 연결될 수 있다. 태양광 발전 모듈(1)의 개수에 따라 전력 생산량이 결정될 것은 자명하다. 태양광 발전 모듈(1)이 물의 흐름(A)에 따라 떠내려가지 않도록 하기 위한 고정수단 내지 앵커수단이 필요하다. 고정수단은 일단이 태양광 발전 모듈(1)에 연결되고 타단이 고정지점(60)에 연결되는 사슬과 같은 선형부재(50)일 수 있다.
고정지점(60)은 육상에 고정 설치되는 기둥이 될 수도 있고, 강바닥 또는 호수의 바닥에 박혀 설치되는 앵커일 수도 있다. 도면부호 40은 전기적 연결부로서의 연결튜브를 나타내며 40'은 물리적 연결부로서의 연결튜브를 표시한다. 각 연결튜브(40,40')가 플렉시블(flexible)하기 때문에 서로 연결되어 있는 각 태양광 발전 모듈(1)은 물결을 따라 자연스럽게 유동하게 될 것이며 따라서 바다에서의 큰 파도에도 전복되는 경우가 없게 될 것이다. 그리고 각 태양광 발전 모듈(1)의 가장자리에 설치된 완충부재(21)가 설치되어 있어 서로 부딪히는 경우에도 파손되는 것이 방지되게 된다.
본 고안의 태양광 발전장치는 강, 호수, 바다 등의 수면(W) 위에 설치되므로 태양빛이 강렬한 여름에도 태양전지판의 온도를 수온과 유사하게 유지시킬 수 있다. 따라서 태양전지판의 온도상승에 따라 발전효율이 저하되는 문제를 줄일 수 있다.
위에 설명된 바는 본 고안의 기술적 사상에 의거한 예시에 불과하다. 이러한 기본적 사상을 기반으로 다양한 구성요소의 추가와 변경이 가능할 것이다. 즉 당업자는 청구범위를 통해 표현되는 본 고안의 기술적 사상의 범위를 넘지 않는 선에서 예시된 바를 활용하여 다양한 변형실시를 할 수 있을 것이다. 그리고 위에 언급된 모든 사항은 사용자의 필요에 따라 다양하게 조합되어 실시될 수 있으며 이들은 모두 본 고안의 권리범위에 속하는 사항이 된다.
1 : 태양광 발전 모듈 10 : 케이싱
11 : 투명상판 12 : 태양전지판
13 : 지지판 16 : 공기층
17 : 간격유지부재 20 : 프레임
21 : 완충부재 22 : 연결공
40 : 연결튜브 50 : 선형부재
60 : 고정지점 W : 수면

Claims (6)

  1. 투명상판(11)과 지지판(13)이 프레임(20)에 의해 평행하게 이격 고정됨으로써 밀폐된 내부 공간을 제공하는 판형상의 케이싱(10);
    상기 케이싱(10) 내부에 설치되는 태양전지판(12); 및
    상기 태양전지판(12)이 상기 케이싱(10) 내부에 고정되도록 하는 간격유지부재(17);를 포함하는 태양광 발전 모듈(1)로 이루어지되;
    상기 태양광 발전 모듈(1)은 수면(W) 위에 부상할 수 있는 비중을 가지며,
    상기 간격유지부재(17)에 의해 상기 태양전지판(12)의 상하부에는 공기층(16)이 마련되는 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 상기 투명상판(11)은 재질이 투명한 아크릴인 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명상판(11), 지지판(13) 및 프레임(20)은 재질이 투명한 아크릴인 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이싱(10)의 가장자리는 충격에 대하여 완충작용을 하도록 완충부재(21)가 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    다수의 상기 태양광 발전 모듈(1)이 플렉시블(flexible)한 연결튜브(40)에 의해 전기적으로 연결될 수 있되, 상기 연결튜브(40)는 양단이 연결하고자 하는 태양광 발전 모듈(1)의 각 프레임(20)에 측방향으로 타공 형성되는 연결공(22)을 관통하여 끼워지는 것을 특징으로 하는 수상 부유식 태양광 발전장치.
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