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KR-20260060795-A - Building-integrated Building Integrated PhotoVoltaic

KR20260060795AKR 20260060795 AKR20260060795 AKR 20260060795AKR-20260060795-A

Abstract

본 발명은 건물 일체형 태양광발전장치에 관한 것으로, 이를 위해 건축 구조물의 지붕에 고정된 중도리프레임의 상부에 연결되는 베이스플레이트;와, 단열재 설치공간을 확보하고 태양전지모듈을 지지할 수 있도록 상기 베이스플레이트의 상부면에 일정 간격을 두고 병렬 고정되는 열교차단부재;와, 상기 베이스플레이트와 열교차단부재의 사이에 개재되는 내화단열패드;와, 상기 열교차단부재의 상부면에 직교되게 일정 간격을 병렬 고정되어 상기 태양전지모듈의 좌/우 가장자리를 안착시켜 지지하는 제1지지프레임;과, 상기 제2지지프레임은 병렬 고정된 제1지지프레임의 사이에 일정 간격을 두고 병렬 고정되어 상기 각 태양전지모듈의 일측과 타측 가장자리를 안착시켜 지지하는 제2지지프레임; 및 제1,2지지프레임에 안착된 태양전지모듈의 4방면 가장자리를 가압에 의해 고정하면서 제1,2지지프레임에 연결되는 마감프레임;을 포함하여 이루어지되, 상기 열교차단부재는 단열재가 2단 적층될 수 있도록 높이방향을 따라 대칭 결합된 형태의 2조 1셋으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Inventors

  • 최원석
  • 양태현
  • 임영일

Assignees

  • 주식회사 씨엘와이
  • 최원석
  • 양태현
  • 임영일

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241025

Claims (6)

  1. 건축 구조물의 지붕에 고정된 중도리프레임(90)의 상부에 연결되는 베이스플레이트(10); 단열재(30) 설치공간을 확보하고 태양전지모듈(70)을 지지할 수 있도록 상기 베이스플레이트(10)의 상부면에 일정 간격을 두고 병렬 고정되는 열교차단부재(20); 상기 베이스플레이트(10)와 열교차단부재(20)의 사이에 개재되는 내화단열패드(40); 상기 열교차단부재(20)의 상부면에 직교되게 일정 간격을 병렬 고정되어 상기 태양전지모듈(70)의 좌/우 가장자리를 안착시켜 지지하는 제1지지프레임(50); 상기 제2지지프레임(60)은 병렬 고정된 제1지지프레임(50)의 사이에 일정 간격을 두고 병렬 고정되어 상기 각 태양전지모듈(70)의 일측과 타측 가장자리를 안착시켜 지지하는 제2지지프레임(60); 및 제1,2지지프레임(50,60)에 안착된 태양전지모듈(70)의 4방면 가장자리를 가압에 의해 고정하면서 제1,2지지프레임(50,60)에 연결되는 마감프레임(80);을 포함하여 이루어지되, 상기 열교차단부재(20)는 단열재(30)가 2단 적층될 수 있도록 높이방향을 따라 대칭 결합된 형태의 2조 1셋으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건물 일체형 태양광발전장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열교차단부재(20)는 베이스판(21)과, 상기 베이스판(21)의 상부 중앙에 상향으로 연장되어 단열재(30)의 설치 공간을 확보하면서 양면으로 단열재(30)의 배치방향을 가이드 하는 가이드판(22)으로 구성되되, 베이스판(21)이 상호 간 결합된 2조 1셋으로 이루어지고, 상부 또는 하부에 결합된 어느 하나의 열교차단부재(20)는 다른 하나의 열교차단부재(20)와 가이드판(22)이 열십자 형태로 배치되게 방향을 전환시켜 결합되고, 2단 적층되는 단열재(30)는 가이드판(22)의 방향에 의해 1단과 2단 시공된 단열재(30)가 직교 되게 교차 배열되어 단열재(30)와 단열재(30)의 사이에 형성되는 "갭(G)"을 통해 열교 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 건물 일체형 태양광발전장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가이드판(22)은 베이스플레이트(10)에 피스 결합되는 받침브라켓(24a) 또는 제1지지프레임(50)에 피스 결합되는 연결바(24)를 고정하기 위한 홈부(221)가 형성된 것을 특징으로 하는 건물 일체형 태양광발전장치.
  4. 제2항에 있어서, 각 상기 베이스판(21)의 저면 중심에는 상기 회전샤프트(25)가 삽입되는 축공(211)이 더 형성되고, 상기 회전샤프트(25)는 2개의 베이스판(21)에 각각 반분되게 삽입되는 구조인 것을 특징으로 하는 건물 일체형 태양광발전장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 회전샤프트(25)는 축공(211)에 삽입된 상태에서 이탈되지 않도록 박막형태의 환테리브(251)가 외주면에 형성되고, 각 상기 베이스판(21)에 형성된 축공(211)에는 상기 회전샤프트(25)의 환테리브(251)가 삽입되는 환테홈(212)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 건물 일체형 태양광발전장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 베이스플레이트(10)는 일정한 간격으로 병렬 형성되는 레일홈(11)과, 상기 레일홈(11)에 삽입되어 열교차단부재(20)의 받침브라켓(24a) 및 중도리프레임(90)과 피스 결합되는 보강프레임(12)를 포함하되, 상기 보강프레임(12)은 상단 양측에 수평절곡되어 열교차단부재(20)의 받침프레임(24a)과 결합 피스를 통해 1차 결속되는 절곡판부(121)와, 상기 절곡판부(121)의 하부에 일정간격을 두고 수평 연장되어 열교차단부재(20)의 받침브라켓(24a)과 결합 피스를 통해 2차 결속되는 보강판부(122)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 일체형 태양광발전장치.

Description

건물 일체형 태양광발전장치{Building-integrated Building Integrated PhotoVoltaic} 본 발명은 건물 일체형 태양광발전장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단열재를 2단 겹침 시공할 때 1단 단열재와 2단 단열재의 교차 시공을 유도하여, 각 단에 배열된 단열재의 사이에 형성되는 "갭"을 통해 내/외부와의 열교 현상을 최소화할 수 있도록 한 건물 일체형 태양광발전장치에 관한 것이다. 일반적으로 태양광 발전설비는 햇빛을 직류 전기로 바꾸어 전력을 생산하는 발전방법으로, 태양광 발전은 태양광 발전 모듈을 이용한다. 화석연료의 환경문제와 재생에너지 사용에 대한 기술개발은 확대되고 있고, 재생가능 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라, 태양전지 및 태양광 설비에 관한 수요는 증가하고 있다. 태양전지는 오랜 시간 태양광에 노출되는 지점에 설치되는 것이 바람직하며, 건물의 옥상에 설치되는 것이 일반적이다. 하지만, 건물의 옥상에 설치되는 경우 건물의 외형에 따라 설치가 한정되는 문제점이 있어 효율적으로 사용되지 못하는 문제가 있었다. 태양광 발전 모듈은 지상이나 건물 옥상 등에 설치되는 것이 일반적이지만, 최근에는 건물일체형 태양광 발전(Building Integrated Photovoltaic, BIPV) 시스템 형태로 설치된다. 이러한 BIPV 시스템은 태양전지모듈에서 발전 시 발생하는 열이 건물의 옥상 또는 외벽을 통해 건물에 유입되는 문제점이 있다. 특허등록된 종래의 "열교차단 장치를 구비한 건물 일체형 태양광발전시스템(대한민국 등록특허 제10-2292567호)"의 열교차단부를 통해 단열재 설치공간을 확보하고 태양전지모듈을 지지하면서 외부와의 열교환을 차단하게 된다. 종래의 "열교차단부"는 외부와의 열교환을 차단하는 목적과, 단열재의 설치 공간을 확보하는 기능만 있어, 단열재와 단열재 사이에 "갭"으로 외기가 유통되어 단열성능이 떨어지는 문제점이 있었다. 특히 최근에는 단열성능이 매우 중요시되고 있어 단열재를 2단으로 겹침 시공하지만, 이 역시 1단, 2단 배열된 단열재의 정렬 방향이 같아 1단 단열재의 "갭"과, 2단 단열재의 "갭"으로 외기가 유통되어 단열 성능이 효과적이지 못하는 문제점이 있었다. 도 1은 본 발명에 따른 건물 일체형 태양광발전장치의 사시도, 도 2는 베이스플레이트에 열교차단부재가 결합된 모습을 나타내는 사시도, 도 3은 도 2의 베이스플레이트에 열교차단부재가 결합된 모습을 나타내는 정면도, 도 4는 도 2에서 열교차단부재에 단열재가 교차 시공된 모습을 나타내는 사시도, 도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 열교차단부재에 단열재가 교차 시공된 모습을 나타내는 확대도, 도 6 및 도 7은 도 2에서 발췌된 열교차단부재의 사시도, 도 8 및 도 9는 다른 실시예의 열교차단부재를 나타내는 분해사시도 및 단면도, 도 10은 열교차단부재의 연결대에 설치된 제1지지프레임과, 제1지지프레임에 병렬 고정된 제2지지프레임을 나타내는 사시도, 도 11은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도, 도 12는 도 1의 B-B'선에 따른 단면도이다. 이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다. 이하에서는 본 발명에 따른 건물 일체형 태양광발전장치에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 건물 일체형 태양광발전장치의 사시도이고, 도 2는 베이스플레이트에 열교차단부재가 결합된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 베이스플레이트에 열교차단부재가 결합된 모습을 나타내는 정면도이고, 도 4는 도 2에서 열교차단부재에 단열재가 교차 시공된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 A부분을 확대하여 열교차단부재에 단열재가 교차 시공된 모습을 나타내는 확대도이고, 도 6 및 도 7은 도 2에서 발췌된 열교차단부재의 사시도이고, 도 8 및 도 9는 다른 실시예의 열교차단부재를 나타내는 분해사시도 및 단면도이고, 도 10은 열교차단부재의 연결대에 설치된 제1지지프레임과, 제1지지프레임에 병렬 고정된 제2지지프레임을 나타내는 사시도이고, 도 11은 도 1의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 12는 도 11은 도 1의 B-B'선에 따른 단면도이다. 도 1 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명은 단열재를 2단 겹침 시공할 때 1단 단열재와 2단 단열재의 교차 시공을 유도하여, 각 단에 배열된 단열재의 사이에 형성되는 "갭"을 통해 내/외부와의 열교 현상을 최소화할 수 있도록 한 건물 일체형 태양광발전장치(100)에 관한 것이다. 본 발명의 건물 일체형 태양광발전장치는 크게 6개 부분으로 구성되는데, 이는 베이스플레이트(10)와, 열교차단부재(20)와, 내화단열패드(40)와, 제1지지프레임(50)과, 제2지지프레임(60) 및 마감프레임(80)으로 구성된다. 도 3과 같이, 상기 베이스플레이트(10)는 건축 구조물의 지붕에 고정되는 중도리프레임(90)에 연결되는 구조이다. 이러한 상기 베이스플레이트(10)는 일정한 간격으로 병렬 형성되는 레일홈(11)과, 상기 레일홈(11)에 삽입되어 중도리프레임(90)과 피스 결합되는 보강프레임(12)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 보강프레임(12)은 베이스플레이트(10)를 사이에 두고 중도리프레임(90)과 피스 연결되고, 또한 열교차단부재(20)를 피스 연결하기 위한 매개체의 기능을 한다. 도 2와 같이, 상기 열교차단부재(20)는 단열재(30)의 설치공간을 확보하고 태양전지모듈(70)을 지지할 수 있도록 상기 베이스플레이트(10)의 상부면에 일정 간격을 두고 병렬 고정되는 구조이다. 이러한 상기 열교차단부재(20)는 직접적인 열교 현상이 방지되도록 합성수지재로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 열교차단부재(20)는 도 6 및 도 7과 같이, 베이스판(21)과, 가이드판(22)으로 이루어지는 열교차단부재(20)를 2조 1셋으로 연결하여 구성된다. 상기 가이드판(22)은 상기 베이스판(21)의 상부 중앙에 상향으로 연장되어 단열재(30)의 설치 공간을 확보하면서 양면으로 단열재(30)의 배치방향을 가이드 하는 기능을 한다. 이 때 상기 베이스판(21)은 보강리브(23)를 통해 가이드판(22)의 직립을 보강하여 지지력을 확보할 수 있도록 이루어진다. 또한 상기 가이드판(22)은 베이스플레이트(10)와 제1지지프레임(40)에 피스 결합되는 연결바(24)와 받침브라켓(24a)를 포함하며, 이를 삽입하여 고정하기 위해 홈부(221)가 형성된 구조이다. 그리고 상기 가이드판(22)에는 홈부(221)에 삽입된 연결바(24) 또는 받침브라켓(23a)을 고정하기 위해 복수의 체결공(H)이 형성되어 구성될 수 있다. 여기서 체결공(H)의 형태를 높이방향으로 길게 형성하여 연결바(24) 및 받침브라켓(24a)의 높이를 조절할 수 있게 구성할 수 있다. 상기 연결바(24)는 "ㄱ" 형태 또는 "T" 형태 중 어느 하나 일 수 있고, 받침브라켓(24a)의 형태는 "ㄴ" 형태일 수 있다. 상기 열교차단부재(20)는 단열재(30)를 2단 적층시켜 겹침 시공될 수 있도록 베이스판(21)이 상호 간 결합된 2조 1셋으로 이루어진다. 즉, 2개의 열교차단부재(20) 중 어느 하나를 반전시킨 대칭 연결구조로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 베이스판(21)은 방향을 전환시켜 결합시킬 수 있도록 사각, 육각, 팔각 및 원형 중 어느 하나로 이루어지며, 본 발명의 실시예에서는 정사각 구조로 이루어진다. 더 나아가 상기 베이스판(21)은 방사상의 다각 형태일 수 있다. 그리고 상기 베이스판(21)은 어느 회전 방향에서나 체결될 수 있도록 가장자리에 적어도 2개 이상의 체결공(H)이 형성되는 구조이다. 한편, 2조 1셋으로 대칭 결합된 열교차단부재(20)의 상부에는 연결바(24)가 위치되어 제1지지프레임(40)과 피스 연결되고, 하부에는 받침브라켓(24a)이 위치되어 베이스플레이트(10)와 피스 연결될 수 있는 구조를 마련할 수 있다. 여기서 2조 1셋으로 대칭 결합된 열교차단부재(20)의 상부에 결합되는 연결바(24)는 길이가 긴 형태로 다수의 열교차단부재(20)가 동시 연결되는 구조이지만, 하부에 결합되는 받침브라켓(24a)은 2조 1셋으로 대칭 결합된 열교차단부재(20)에 개별 결합되는 독립 구조일 수 있다. 통상 다수의 단열재(30)를 1단 배열시킬 때 단열재(30)와 단열재(30) 사이에 일정 간격의 "갭(G)"이 형성되고, 이러한 "갭(G)"을 통해 열교현상이 발생되는 문제점이 야기된다. 이를 방지하기 위해 상부 또는 하부에 결합된 어느 하나의 열교차단부재(20)는 다른 하나의 열교차단부재(20)와 가이드판(22)이 열십자 형태로 배치되게 방향을 전환시켜 결합되는 구조이다. 이에 따라 도 4 및 도 5와 같이, 베이스플레이트(10)에 2단 적층되는 단열재(30)는 가이드판(22)의 방향에 의해 1단과 2단 시공된 단열