KR20190082494A - 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템 - Google Patents

건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템 Download PDF

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KR20190082494A
KR20190082494A KR1020180000157A KR20180000157A KR20190082494A KR 20190082494 A KR20190082494 A KR 20190082494A KR 1020180000157 A KR1020180000157 A KR 1020180000157A KR 20180000157 A KR20180000157 A KR 20180000157A KR 20190082494 A KR20190082494 A KR 20190082494A
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김준태
김진희
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공주대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대양광발전(PV) 모듈이 베란다 난간에 일체로 탈부착이 가능하도록 결합되고, 별도의 대양광발전(PV) 모듈 지지체가 필요없으며, 대양광발전(PV) 모듈의 각도 조절이 가능하도록 구성되어 태양의 고도에 따른 각도 조절로 태양광발전효율을 극대화할 수 있으며, 대양광발전(PV) 모듈의 케이블이 난간 내부에 함입되어 외관이 우수한 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템에 관한 것이다.

Description

건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템{Building veranda hand rail one body type solar photovoltaic module system}
본 발명은 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 대양광발전(PV) 모듈이 베란다 난간에 일체로 탈부착이 가능하도록 결합되고, 별도의 대양광발전(PV) 모듈 지지체가 필요없으며, 대양광발전(PV) 모듈의 각도 조절이 가능하도록 구성되어 태양의 고도에 따른 각도 조절로 태양광발전효율을 극대화할 수 있으며, 대양광발전(PV) 모듈의 케이블이 난간 내부에 함입되어 외관이 우수한 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템에 관한 것이다.
지구온난화에 의한 환경문제가 세계적으로 꾸준히 주목받고 있으며, 화석연료의 사용으로 인한 온실가수 배출 감소와 화석연료의 자원고갈 등을 대체하기 위해 친환경적이고 지속 가능한 신재생에너지가 주목받고 있다.
이에따라 정부에서도 공공기관의 신재생에너지 의무화, 민간 태양광 미니발전소 보급사업 등 다양한 정책들을 통하여 건물에 신재생에너지 적용을 추진하고 있다.
신재생에너지원 중 태양광을 이용한 건물일체형 태양광발전시스템(Building Integrated Photovoltaic system)은 태양광 에너지로 전기를 생산하여 공급하며, 또한 건물 일체형으로 적용되기 때문에 별도의 태양광 설치를 위한 공간이 요구되지 않는다는 장점이 있다.
상기 BIPV 시스템은 다음 그림에서와 같이 현재 지붕, 외벽, 차양, 베란다 등 다양한 디자인으로 개발되어 건물에 적용되고 있다.
Figure pat00001
또한, 최근 서울시에서 시행된 태양광 미니발전소 보급사업으로 많은 아파트 베란다에 태양광 패널을 부착한 BIPV 형태로 적용되어 가정에서 전기를 생산하고 있으나, 아파트 베란다에 태양광을 적용한 사례를 보면 다음 그림과 같이 아파트 베란다용 BIPV 제품이 아닌 일반 PV 모듈을 아파트 난간에 부착하여 사용되고 있는 실정이다.
Figure pat00002
상기와 같은 종래 아파트 난간에 부착하는 대양광발전(PV) 모듈의 특허기술들을 살펴 보면, 한국등록특허 10-1594001(2016년02월04일)에 상, 하단에 길이방향으로 형성되는 상부고정바(10) 및 하부고정바(20); 상기 상부고정바(10) 및 하부고정바(20)에 길이방향으로 간격을 두고 설치되어 연결구(30)에 의해 분리 및 연결되는 원호형 집열판(40); 상기 상부고정바(10) 및 하부고정바(20)에 설치되어 발코니 난간(60)에 결합하는 고정브라켓(50);을 포함하여 구성하되, 상기 원호형 집열판(40)의 곡면경사각(θ)은 6~9°이고, 곡면길이(L)는 500~600mm로 이루어지고, 상기 상부고정바(10)와 하부고정바(20)에 원호형 집열판(40)이 연결구(30)에 의해 연결할 수 있도록 원호형 집열판(40)의 상,하단부에 각각 형성된 연결공(41) 및 상기 연결공(41)에 대응하여 형성되는 상부고정바(10)와 하부고정바(20)에 각각 형성되는 연결공(11)(21)으로 구성되며, 상기 원호형 집열판(40)과 인접한 원호형 집열판(40)을 서로 구리봉(70)으로 분리 및 결합되게 연결하여 상기 원호형 집열판(40)에 집열되는 전기가 구리봉(70)을 타고 축전지로 이동할 수 있도록 구성하고, 태양열집열장치(100)와 상기 원호형 집열판(40)에서 집열된 태양에너지를 태양광발전장치(110)에서 전기에너지로 변환하여 가정의 냉,난방(130)에 사용할 수 있도록 함과 동시에 전기에너지의 효율이 떨어질 때에는 가정용 전원(120)으로 연결될 수 있도록 구성하되, 상기 구리봉(70)은 요철로 형성되어 상기 원호형 집열판(40)과 인접한 원호형 집열판(40)을 분리 및 결합하여 연결할 수 있게 구성한 것을 특징으로 하는 발코니 난간에 설치된 태양열집열장치가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1660495(2016년09월21일)에는 전면 하부에 수용홈(110)이 형성되며, 태양전지(300)의 하부면을 지지하는 태양전지 거치부(100); 상기 태양전지 거치부(100)의 양측 후방에 상단부가 서로 힌지결합되는 지지대(120); 상기 지지대(120)의 하부 양측에 수평으로 결합되어 베란다 난간 하부대(410)에 고정되도록 하는 수평지지대(140); 상기 태양전지 거치부(100) 하부와 지지대(120) 간을 연결하되, 일단부는 상기 태양전지 거치부(100)의 하부에 는 힌지결합되어 회동되고, 타단부는 상기 지지대(120) 상을 관통하여 상하로 이동하면서 상기 태양전지 거치부(100)의 각도를 조절하는 각도 조절봉(200); 및 상기 지지대(120)의 상단부에 결합되되, 형상으로 절곡되어 베란다 난간의 상부대(400)에 결합되는 결합부재(130)를 포함하고, 상기 태양전지(300)의 상단의 후면에는 가로봉(301)이 구비되어, 상기 가로봉(301)이 태양전지 거치부(100)의 상단부에 끼움결합되며, 상기 태양전지 거치부(100)는, 그 상단부에 상기 가로봉(301)이 상부에서 가압될 시 가압력에 의해 외측부로 회동될 수 있도록 하되, 경사부(102)가 형성되는 회동부재(101); 상기 회동부재(101)의 반대측에 구비되며, 회동부재(101)와 힌지축(104)에 의해 결합되어 회동되는 고정부재(103) 및 상기 힌지축(104)과 회동부재(101)간을 연결하되, 상기 회동부재(101)가 회동된 후 복원될 수 있도록 하는 스프링(105)을 포함하는 것을 특징으로 하는 베란다 설치용 태양광 패널 거치대가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1643567(2016년07월22일)에는 베란다와 외부를 구획하는 난간(banister) 외측에 설치되는 베란다 설치용 태양광 수집장치에 있어서, 상기 난간의 높이 방향으로 길게 형성되며, 일 측에 상기 난간의 높이 방향으로 길게 형성되는 슬라이딩 홈;으로써, 입구의 폭보다 내부의 폭의 넓은 슬라이딩 홈;과, 상기 난간의 상단에 결합 되는 제1 난간 체결부;를 가지는 설치프레임; 및 태양광을 수집하여 전기로 변환하는 발전 셀이 일면에 구비되는 태양광 수집판;과, 상기 태양광 수집판의 일 측에 결합 되며, 타 측에는 상기 슬라이딩 홈에 상하방향으로 끼워져 결합 되는 슬라이딩 돌기;로서 상부의 폭이 하부의 폭보다 넓은 슬라이딩 돌기;를 가지는 결합부;를 가지는 태양광 집광모듈;을 포함하며, 상기 태양광 집광모듈은, 상기 설치프레임과 서로 분리되어 독립적으로 구비되어, 상기 베란다 난간 외측에 설치프레임을 선 설치한 후, 상기 태양광 집광모듈의 상기 슬라이딩 돌기가 상기 설치프레임의 슬라이딩 홈에 상하방향으로 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하고, 상기 제1 난간 체결부는, 상기 난간의 높이 방향으로 상부에서 하부를 향하는 방향으로 상기 난간의 상단에 걸쳐져 결합 되며, 상기 슬라이딩 홈은, 상기 설치프레임의 양 측면에 각각 상하방향으로 길게 구비되고, 상기 설치프레임의 하부 말단에 구비되는 결합유지부재;로서, 상기 슬라이딩 홈의 하단의 단면적을 감소시켜 상기 슬라이딩 돌기와의 결합 상태를 유지하는 결합유지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 베란다 설치용 태양광 수집장치가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1733976(2017년05월01일)에는 베란다의 펜스구조물에 설치되는 프레임부와; 상기 프레임부에 대하여 태양광모듈을 회동 가능하게 지지하면서 상기 태양광모듈의 각도를 조절할 수 있도록 된 각도조절부;를 구비하고, 상기 프레임부는 상기 펜스구조물의 상측과 하측에 각각 수평방향으로 배치되는 상측 앵글부 및 하측 앵글부와, 상기 상측 앵글부와 하측 앵글부 사이에서 일 단이 상기 상측 앵글부에 고정되고 타 단은 상기 하측 앵글부에 고정되는 적어도 하나 이상의 지지봉을 포함하고, 상기 각도조절부는 상측 앵글부에 형성된 승강구멍으로 삽입 및 상기 상측 앵글부에 대하여 상하 방향으로 승강 및 상기 지지봉과 나란한 방향으로 승강 가능하게 설치되는 적어도 하나의 승강봉과, 상기 승강봉의 상단을 서로 연결하며 사용자가 파지할 수 있게 된 손잡이와, 일 측이 상기 지지봉을 따라 상하로 이동 가능하게 설치되고 타 측은 상기 승강봉에 고정되는 중계부와, 일 측이 상기 상측 앵글부에 고정되고 타 측은 상기 태양광모듈의 상단에 고정되며 상기 상측 앵글부에 대하여 상기 태양광모듈을 회동 가능하게 지지하는 힌지부와, 상기 태양광모듈의 상하 길이방향을 따라 연장되고 길이방향을 따라 복수의 고정구멍이 형성된 고정프레임과, 일 측이 상기 중계부에 고정되고 타 측은 상기 중계부로부터 연장되어 상기 고정프레임을 따라 이동 가능하게 설치되며 상기 승강봉의 승강에 따라 상기 태양광모듈의 각도를 조절하는 조절프레임 및 상기 고정프레임에 대해 상기 조절프레임의 위치를 고정하기 위한 위치고정볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 베란다 설치형 태양광모듈 장착장치가 공지되어 있다.
그러나, 종래기술에 따라 아파트 베란다에 설치된 일반 태양광 모듈은 미관상 좋지 아니하며, 또한 PV 모듈의 정션박스 및 전선 등이 외부에 그대로 노출되어 사고 발생의 위험이 초래할 수 있으며, 별도의 거치대 또는 지지대가 필요하여 구조가 복잡하고 탈부착이 매우 어려운 문제점이 있다.
또한, 계절에 따라 태양의 고도가 다르기 때문에 PV 모듈의 발전량을 최대화 하기 위해서는 계절에 따른 최적 입사각으로 PV 모듈의 각도를 조절해 줘야 되지만 이러한 기술적 요소들이 전혀 반영되지 못하고 있는 실정이다.
이에 본 발명자들은 건물 베란다 난간에 적용하였을 경우 미관 및 태양광 발전을 최대화하기 위한 기술적 요소들을 고려한 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템을 꾸준히 연구개발해 왔다.
한국등록특허 10-1594001(2016년02월04일) 한국등록특허 10-1660495(2016년09월21일) 한국등록특허 10-1643567(2016년07월22일) 한국등록특허 10-1733976(2017년05월01일)
본 발명은 상기 문제점들을 해결하고자 대양광발전(PV) 모듈이 베란다 난간에 일체로 탈부착이 가능하도록 결합되고, 별도의 대양광발전(PV) 모듈 지지체가 필요없으며, 대양광발전(PV) 모듈의 각도 조절이 가능하도록 구성되어 태양의 고도에 따른 각도 조절로 태양광발전효율을 극대화할 수 있으며, 대양광발전(PV) 모듈의 케이블이 난간 내부에 함입되어 외관이 우수한 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 건물 베란다에 설치되고 복수의 가로봉과 복수의 세로봉으로 구획되어 구성되는 베란다난간과; 상기 베란다난간 가로봉 각각에 형성되되 상기 가로봉 원주방향으로 일정깊이 및 길이방향으로 일정길이형성된 삽입슬롯에 일단이 탈부착 결합되는 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈;을 포함하여 구성되는 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 삽입슬롯에는 내부에 길이방향으로 긴 돌기 또는 긴 요홈이 형성되고, 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈의 일단 외부에는 길이방향으로 긴 요홈 또는 긴 돌기가 형성되어 상기 긴 돌기 및 긴 요홈이 상호 결합되어 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈이 상기 가로봉 삽입슬롯에 탈부착 결합되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 가로봉은 태양의 고도에 따라 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈이 수평으로부터 하향 90도 각도로 조절이 가능하도록 회전되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 가로봉의 회전 각도 조절은 각도조절레버에 의하여 회전 각도 조절되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템 대양광발전(PV) 모듈이 베란다 난간에 일체로 탈부착이 가능하도록 결합되고, 별도의 대양광발전(PV) 모듈 지지체가 필요없으며, 대양광발전(PV) 모듈의 각도 조절이 가능하도록 구성되어 태양의 고도에 따른 각도 조절로 태양광발전효율을 극대화할 수 있으며, 대양광발전(PV) 모듈의 케이블이 난간 내부에 함입되어 외관이 우수한 특유의 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템 사시도
도 2는 본 발명의 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템 결합도
도 3은 본 발명의 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템 회전도
도 4는 본 발명의 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템 조감도
본 발명은, 건물 베란다에 설치되고 복수의 가로봉과 복수의 세로봉으로 구획되어 구성되는 베란다난간과; 상기 베란다난간 가로봉 각각에 형성되되 상기 가로봉 원주방향으로 일정깊이 및 길이방향으로 일정길이형성된 삽입슬롯에 일단이 탈부착 결합되는 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈;을 포함하여 구성되는 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 삽입슬롯에는 내부에 길이방향으로 긴 돌기 또는 긴 요홈이 형성되고, 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈의 일단 외부에는 길이방향으로 긴 요홈 또는 긴 돌기가 형성되어 상기 긴 돌기 및 긴 요홈이 상호 결합되어 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈이 상기 가로봉 삽입슬롯에 탈부착 결합되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 가로봉은 태양의 고도에 따라 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈이 수평으로부터 하향 90도 각도로 조절이 가능하도록 회전되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 가로봉의 회전 각도 조절은 각도조절레버에 의하여 회전 각도 조절되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.
우선, 본 발명의 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템을 [도 1] 및 [도 4]를 참조하여 설명하면, 건물 베란다에 설치되고 복수의 가로봉(100)과 복수의 세로봉(200)으로 구획되어 구성되는 베란다난간과; 상기 베란다난간 가로봉(100) 각각에 형성되되 상기 가로봉(100) 원주방향으로 일정깊이 및 길이방향으로 일정길이형성된 삽입슬롯(101)에 일단이 탈부착 결합되는 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈(300);을 포함하여 구성된다.
이때, [도 2]를 참조하면, 상기 삽입슬롯(101)에는 내부에 길이방향으로 긴 돌기(102) 또는 긴 요홈(미도시)이 형성되고, 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈(300)의 일단 외부에는 길이방향으로 긴 요홈(미도시) 또는 긴 돌기(미도시)가 형성되어 상기 긴 돌기 및 긴 요홈이 상호 결합되어 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈(300)이 상기 가로봉(100) 삽입슬롯(101)에 탈부착 결합된다.
상기 삽입슬롯(101)의 긴 요홈 또는 긴 돌기와 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈(300)의 긴 돌기 또는 긴 요홈은 각각 대응되어 슬라이드 결합되거나 억지끼움 결합되도록 구성될 수 있다.
[도 3[을 참조하여 설명하면, 상기 가로봉(100)은 태양의 고도에 따라 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈(300)이 수평으로부터 하향 90도 각도로 조절이 가능하도록 회전될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하며, 이때, 상기 가로봉(100)의 회전 각도 조절은 각도조절레버(103)에 의하여 회전 각도 조절될 수 있으며, 전동모터(미도시)에 의하여 회전될 수 있음은 물론이다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템은 PV 모듈과 베란다의 난간 프레임이 하나의 제품으로 구성되어 있으며, 사용자에 따라 PV 모듈의 탈부착이 가능하도록 설계되었고, 소비자 요구에 따라 설치 개수를 조정하여 용량을 가감하는 것이 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 가로봉 101 : 삽입슬롯
102 : 긴돌기 103 : 각도조절레버
200 : 세로봉 300 : 태양광발전 모듈

Claims (4)

  1. 건물 베란다에 설치되고 복수의 가로봉과 복수의 세로봉으로 구획되어 구성되는 베란다난간과; 상기 베란다난간 가로봉 각각에 형성되되 상기 가로봉 원주방향으로 일정깊이 및 길이방향으로 일정길이형성된 삽입슬롯에 일단이 탈부착 결합되는 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삽입슬롯에는 내부에 길이방향으로 긴 돌기 또는 긴 요홈이 형성되고, 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈의 일단 외부에는 길이방향으로 긴 요홈 또는 긴 돌기가 형성되어 상기 긴 돌기 및 긴 요홈이 상호 결합되어 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈이 상기 가로봉 삽입슬롯에 탈부착 결합되는 것을 것을 특징으로 하는 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가로봉은 태양의 고도에 따라 상기 경량 플레이트 대양광발전(PV) 모듈이 수평으로부터 하향 90도 각도로 조절이 가능하도록 회전되는 것을 것을 특징으로 하는 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가로봉의 회전 각도 조절은 각도조절레버에 의하여 회전 각도 조절되는 것을 것을 특징으로 하는 건물 베란다 난간 일체형 태양광발전 모듈시스템
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