http://capstone.uos.ac.kr/mie/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=SUN MIE capstone - 사용자 기여 [ko] 2026-06-08T10:17:15Z 사용자 기여 MediaWiki 1.28.2 http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1148 5조 - SUN 2017-12-20T07:42:26Z <p>SUN: /* 완료작품 소개 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.1)<br /> 이 풍속에 대한 풍압은 설계속도압 공식에 따라 561.6Pa입니다.2)<br /> 설계압 공식: q=1/2*(밀도)*(풍속^2)<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.3)<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다.4) 따라서 설계 풍압을 1.68배 가량 증가시켜 943.488Pa의 풍압을 태양광 모듈에 적용하여 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg|200픽셀]]　　[[파일:sun27.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg|200픽셀]]　　[[파일:sun29.jpg|100픽셀]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:자재소요서.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg|300픽셀]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg|300픽셀]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|300픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|300픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg|300픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(1)<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg|300픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(2)<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> <br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> <br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수<br /> <br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1147 5조 - SUN 2017-12-20T07:40:43Z <p>SUN: /* 부품도 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.1)<br /> 이 풍속에 대한 풍압은 설계속도압 공식에 따라 561.6Pa입니다.2)<br /> 설계압 공식: q=1/2*(밀도)*(풍속^2)<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.3)<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다.4) 따라서 설계 풍압을 1.68배 가량 증가시켜 943.488Pa의 풍압을 태양광 모듈에 적용하여 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg|200픽셀]]　　[[파일:sun27.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg|200픽셀]]　　[[파일:sun29.jpg|100픽셀]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg|500픽셀]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:자재소요서.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(1)<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(2)<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> <br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> <br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수<br /> <br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1146 5조 - SUN 2017-12-20T07:37:43Z <p>SUN: /* 조립순서 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.1)<br /> 이 풍속에 대한 풍압은 설계속도압 공식에 따라 561.6Pa입니다.2)<br /> 설계압 공식: q=1/2*(밀도)*(풍속^2)<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.3)<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다.4) 따라서 설계 풍압을 1.68배 가량 증가시켜 943.488Pa의 풍압을 태양광 모듈에 적용하여 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg|200픽셀]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:자재소요서.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(1)<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(2)<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> <br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> <br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수<br /> <br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1145 5조 - SUN 2017-12-20T07:34:21Z <p>SUN: /* 참고문헌 및 사이트 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.1)<br /> 이 풍속에 대한 풍압은 설계속도압 공식에 따라 561.6Pa입니다.2)<br /> 설계압 공식: q=1/2*(밀도)*(풍속^2)<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.3)<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다.4) 따라서 설계 풍압을 1.68배 가량 증가시켜 943.488Pa의 풍압을 태양광 모듈에 적용하여 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:자재소요서.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(1)<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(2)<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> <br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> <br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수<br /> <br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1144 5조 - SUN 2017-12-20T07:33:44Z <p>SUN: /* 풍하중분석 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.1)<br /> 이 풍속에 대한 풍압은 설계속도압 공식에 따라 561.6Pa입니다.2)<br /> 설계압 공식: q=1/2*(밀도)*(풍속^2)<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.3)<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다.4) 따라서 설계 풍압을 1.68배 가량 증가시켜 943.488Pa의 풍압을 태양광 모듈에 적용하여 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:자재소요서.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(1)<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(2)<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과<br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%EC%9E%90%EC%9E%AC%EC%86%8C%EC%9A%94%EC%84%9C.jpg&diff=1143 파일:자재소요서.jpg 2017-12-20T07:27:04Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1142 5조 - SUN 2017-12-20T07:26:46Z <p>SUN: /* 자재소요서 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:자재소요서.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(1)<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(2)<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과<br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%ED%83%9C%EC%96%91%EA%B4%91%ED%8F%AC%EC%8A%A4%ED%84%B0.pdf&diff=1141 파일:태양광포스터.pdf 2017-12-20T07:20:40Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1140 5조 - SUN 2017-12-20T07:19:19Z <p>SUN: /* 완료작품 소개 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(1)<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(2)<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg|1000픽셀]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과<br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1139 5조 - SUN 2017-12-20T07:16:47Z <p>SUN: /* 완료작품 소개 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(1)<br /> <br /> [[파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg|200픽셀]]<br /> 지지대에 덮어준 모습(2)<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|1000픽셀]]<br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과<br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%ED%83%9C%EC%96%91%EA%B4%91%EB%AA%A8%EB%93%88%EC%A0%84%EA%B2%BD.jpg&diff=1138 파일:태양광모듈전경.jpg 2017-12-20T07:15:28Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%EC%99%B8%EB%B6%80%EB%8D%AE%EA%B0%9C%EC%8B%9C%EC%A0%9C%ED%92%88.jpg&diff=1137 파일:외부덮개시제품.jpg 2017-12-20T07:14:39Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1136 5조 - SUN 2017-12-20T07:14:09Z <p>SUN: /* 완료작품 소개 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg|200픽셀]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg|200픽셀]]<br /> 태양광모듈 전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과<br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%EC%A7%80%EC%A7%80%EB%8C%80%EC%97%90_%EB%8D%AE%EC%96%B4%EC%A4%80_%EB%AA%A8%EC%8A%B5(2).jpg&diff=1135 파일:지지대에 덮어준 모습(2).jpg 2017-12-20T07:12:35Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%EC%A7%80%EC%A7%80%EB%8C%80%EC%97%90_%EB%8D%AE%EC%96%B4%EC%A4%80_%EB%AA%A8%EC%8A%B5(1).jpg&diff=1134 파일:지지대에 덮어준 모습(1).jpg 2017-12-20T07:12:18Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%ED%83%9C%EC%96%91%EA%B4%91%EB%AA%A8%EB%93%88_%EC%A0%84%EA%B2%BD.jpg&diff=1133 파일:태양광모듈 전경.jpg 2017-12-20T07:11:53Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%EB%82%B4%EB%B6%80%EB%81%BC%EC%9A%B0%EA%B0%9C%EC%8B%9C%EC%A0%9C%ED%92%88.jpg&diff=1132 파일:내부끼우개시제품.jpg 2017-12-20T07:11:24Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%EC%99%B8%EB%B6%80_%EB%8D%AE%EA%B0%9C.jpg&diff=1131 파일:외부 덮개.jpg 2017-12-20T07:10:52Z <p>SUN: SUN님이 파일:외부 덮개.jpg의 새 판을 올렸습니다</p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:%EC%99%B8%EB%B6%80_%EB%8D%AE%EA%B0%9C.jpg&diff=1130 파일:외부 덮개.jpg 2017-12-20T07:10:22Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1129 5조 - SUN 2017-12-20T07:09:08Z <p>SUN: /* 완료작품 소개 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개시제품.jpg]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개시제품.jpg]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg]]<br /> 태양광모듈전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과<br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1128 5조 - SUN 2017-12-20T07:08:41Z <p>SUN: /* 완료작품 소개 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> [[파일:외부덮개.jpg]]<br /> 외부덮개<br /> <br /> [[파일:내부끼우개.jpg]]<br /> 내부끼우개<br /> <br /> [[파일:태양광모듈전경.jpg]]<br /> 태양광모듈전경<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과<br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1127 5조 - SUN 2017-12-20T07:06:54Z <p>SUN: </p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> 1) 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조 설계기준 KBC2005 - 100년 재현 기대 풍속: 30m/s<br /> 2) 엔지니어를 위한 내풍공학 369p. 설계속도압<br /> 3) 엔지니어를 위한 내풍공학 211-212p. 건물 외벽에서의 풍속 시뮬레이션 결과<br /> 4) 엔지니어를 위한 내풍공학 233p. 표4.3.2. 형상에 따른 항력계수</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun%EC%B6%9C%EC%9B%90%EB%B2%88%ED%98%B8%ED%86%B5%EC%A7%80%EC%84%9C.png&diff=1087 파일:Sun출원번호통지서.png 2017-12-20T00:39:58Z <p>SUN: SUN님이 파일:Sun출원번호통지서.png의 새 판을 올렸습니다</p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun%EC%B6%9C%EC%9B%90%EB%B2%88%ED%98%B8%ED%86%B5%EC%A7%80%EC%84%9C.png&diff=1086 파일:Sun출원번호통지서.png 2017-12-20T00:38:55Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1085 5조 - SUN 2017-12-20T00:38:37Z <p>SUN: </p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> [[파일:sun출원번호통지서.png]]<br /> <br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1020 5조 - SUN 2017-12-19T11:59:30Z <p>SUN: </p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1019 5조 - SUN 2017-12-19T11:58:29Z <p>SUN: /* 향후평가 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 대비가 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 여기에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 효과적으로 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1018 5조 - SUN 2017-12-19T11:57:43Z <p>SUN: /* 프로토타입 사진 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1017 5조 - SUN 2017-12-19T11:57:30Z <p>SUN: /* 프로토타입 사진 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> 상부<br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> 하부<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1016 5조 - SUN 2017-12-19T11:57:06Z <p>SUN: /* 부품도 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 구조로 설계하여 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1015 5조 - SUN 2017-12-19T11:56:36Z <p>SUN: /* 조립도 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 모델을 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1014 5조 - SUN 2017-12-19T11:56:11Z <p>SUN: /* 이론적 계산 및 시뮬레이션 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> ====Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 조건====<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 약 2제곱미터<br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 9.8m/s^2로 가정하고 하중 분석을 진행하였습니다.<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 약 60N이나 시뮬레이션 상에선 2300N을 주어 실제보다 약 40배 가량 더 크게 주었습니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 위쪽 면적에 주었습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 수차례의 충격에 의한 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 30m/s 입니다.<br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 그리고 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 풍압을 약 1.68배 가량 증가시켜 시뮬레이션을 진행하였습니다.<br /> 그리고 태양광 모듈에 총 네 군데에서 구조물이 고정되므로 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 됩니다. 이렇게 발생한 풍압력을 모듈의 수직한 방향으로 나오도록 적용해주었습니다. 그리고 하중은 모듈의 무게인 23kg만을 고려해주어 230N의 힘이 아래로 작용하도록 적용해 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 모델을 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1013 5조 - SUN 2017-12-19T11:48:26Z <p>SUN: /* 기술적 기대효과 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 지니고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정.<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 <br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 으로 가정하고 안전계수를 40으로 두고 하중 분석을 진행하였습니다. <br /> 이며<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은<br /> 입니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 2300N을 위쪽 면적에 주었습니다. 그 결과는 그림1과 같습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 회 이하의 충격에 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 입니다. 이때 설계 속도압 는 다음과 같습니다.<br /> <br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 또한 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 의 바람이 불 때 풍압 는 <br /> <br /> 최대 증가 풍속은 형상에 따른 항력계수의 증가를 감안하면<br /> <br /> 이를 태양광 판넬의 면적에 곱하여 풍하중을 적용하였습니다.<br /> <br /> 따라서 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 되므로 입니다.<br /> 이 힘을 판넬의 수직한 방향으로 나오도록 하여 적용해주었습니다. 그리고 하중은 판넬의 무게만 감안하여 의 힘을 아래로 작용하도록 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 모델을 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1012 5조 - SUN 2017-12-19T11:48:09Z <p>SUN: /* 기술적 기대효과 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 가지고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정.<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 <br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 으로 가정하고 안전계수를 40으로 두고 하중 분석을 진행하였습니다. <br /> 이며<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은<br /> 입니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 2300N을 위쪽 면적에 주었습니다. 그 결과는 그림1과 같습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 회 이하의 충격에 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 입니다. 이때 설계 속도압 는 다음과 같습니다.<br /> <br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 또한 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 의 바람이 불 때 풍압 는 <br /> <br /> 최대 증가 풍속은 형상에 따른 항력계수의 증가를 감안하면<br /> <br /> 이를 태양광 판넬의 면적에 곱하여 풍하중을 적용하였습니다.<br /> <br /> 따라서 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 되므로 입니다.<br /> 이 힘을 판넬의 수직한 방향으로 나오도록 하여 적용해주었습니다. 그리고 하중은 판넬의 무게만 감안하여 의 힘을 아래로 작용하도록 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 모델을 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1010 5조 - SUN 2017-12-19T11:47:47Z <p>SUN: /* 기술적 기대효과 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해질 뿐아니라 좁은 공간을 활용할 수 있기에 한결 수월하게 시공할 수 있게 됩니다. 그리고 간단한 구조를<br /> 가지고 있기에 양산이 가능하고 손쉽게 설치할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정.<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 <br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 으로 가정하고 안전계수를 40으로 두고 하중 분석을 진행하였습니다. <br /> 이며<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은<br /> 입니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 2300N을 위쪽 면적에 주었습니다. 그 결과는 그림1과 같습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 회 이하의 충격에 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 입니다. 이때 설계 속도압 는 다음과 같습니다.<br /> <br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 또한 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 의 바람이 불 때 풍압 는 <br /> <br /> 최대 증가 풍속은 형상에 따른 항력계수의 증가를 감안하면<br /> <br /> 이를 태양광 판넬의 면적에 곱하여 풍하중을 적용하였습니다.<br /> <br /> 따라서 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 되므로 입니다.<br /> 이 힘을 판넬의 수직한 방향으로 나오도록 하여 적용해주었습니다. 그리고 하중은 판넬의 무게만 감안하여 의 힘을 아래로 작용하도록 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 모델을 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=1007 5조 - SUN 2017-12-19T11:45:41Z <p>SUN: /* 서론 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> ===== 개발 과제 선정 배경 =====<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> ===== 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 =====<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해집니다. 그리고 간단한 구조로 쉽게 양산하고 수월하게 시공할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정.<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 <br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 으로 가정하고 안전계수를 40으로 두고 하중 분석을 진행하였습니다. <br /> 이며<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은<br /> 입니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 2300N을 위쪽 면적에 주었습니다. 그 결과는 그림1과 같습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 회 이하의 충격에 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 입니다. 이때 설계 속도압 는 다음과 같습니다.<br /> <br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 또한 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 의 바람이 불 때 풍압 는 <br /> <br /> 최대 증가 풍속은 형상에 따른 항력계수의 증가를 감안하면<br /> <br /> 이를 태양광 판넬의 면적에 곱하여 풍하중을 적용하였습니다.<br /> <br /> 따라서 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 되므로 입니다.<br /> 이 힘을 판넬의 수직한 방향으로 나오도록 하여 적용해주었습니다. 그리고 하중은 판넬의 무게만 감안하여 의 힘을 아래로 작용하도록 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 모델을 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun40.jpg&diff=994 파일:Sun40.jpg 2017-12-19T09:02:03Z <p>SUN: SUN님이 파일:Sun40.jpg의 새 판을 올렸습니다</p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun40.jpg&diff=993 파일:Sun40.jpg 2017-12-19T09:01:45Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun36.jpg&diff=992 파일:Sun36.jpg 2017-12-19T09:01:19Z <p>SUN: SUN님이 파일:Sun36.jpg의 새 판을 올렸습니다</p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun36.jpg&diff=991 파일:Sun36.jpg 2017-12-19T09:00:53Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun12.jpg&diff=990 파일:Sun12.jpg 2017-12-19T09:00:29Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun11.jpg&diff=988 파일:Sun11.jpg 2017-12-19T09:00:09Z <p>SUN: SUN님이 파일:Sun11.jpg의 새 판을 올렸습니다</p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun11.jpg&diff=986 파일:Sun11.jpg 2017-12-19T08:59:51Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun10.jpg&diff=985 파일:Sun10.jpg 2017-12-19T08:59:29Z <p>SUN: SUN님이 파일:Sun10.jpg의 새 판을 올렸습니다</p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun10.jpg&diff=983 파일:Sun10.jpg 2017-12-19T08:59:14Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun8.jpg&diff=981 파일:Sun8.jpg 2017-12-19T08:58:51Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun7.jpg&diff=980 파일:Sun7.jpg 2017-12-19T08:58:34Z <p>SUN: SUN님이 파일:Sun7.jpg의 새 판을 올렸습니다</p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun7.jpg&diff=979 파일:Sun7.jpg 2017-12-19T08:58:10Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=%ED%8C%8C%EC%9D%BC:Sun6.jpg&diff=978 파일:Sun6.jpg 2017-12-19T08:57:13Z <p>SUN: </p> <hr /> <div></div> SUN http://capstone.uos.ac.kr/mie/index.php?title=5%EC%A1%B0_-_SUN&diff=977 5조 - SUN 2017-12-19T08:56:07Z <p>SUN: /* 향후평가 */</p> <hr /> <div>&lt;div&gt;__TOC__&lt;/div&gt;<br /> <br /> ==프로젝트 개요==<br /> === 기술개발 과제 ===<br /> ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계<br /> <br /> ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module<br /> <br /> ===과제 팀명===<br /> SUN(선)<br /> <br /> ===지도교수===<br /> 오명도 교수님<br /> <br /> ===개발기간===<br /> 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월)<br /> <br /> ===구성원 소개===<br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡<br /> <br /> 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래<br /> <br /> <br /> ==서론==<br /> ===개발 과제의 개요===<br /> ====개발 과제 요약====<br /> ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계<br /> ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안<br /> ◇ 충분한 안전성을 확보<br /> <br /> ====개발 과제의 배경 및 효과====<br /> - 개발 과제 선정 배경<br /> <br /> [[파일:sun1.jpg]]<br /> ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속<br /> ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중<br /> [[파일:sun4.jpg]]<br /> ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증<br /> <br /> - 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과<br /> ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐<br /> ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐<br /> <br /> ====개발 과제의 목표와 내용====<br /> ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자<br /> ◇ 기존에 쓰이는 볼트 체결 방식은 마운팅 슬롯에만 체결해야 하는 제약이 있습니다. 따라서 이를 개선하여 태양광 모듈의 프레임에 직접 압착하여 고정할 수 있는 형태의 고정장치를 설계하면 태양광 모듈의 프레임의 좁은 폭에도 막대를 고정할 수 있게 됩니다.<br /> <br /> ===관련 시장에 대한 분석===<br /> <br /> ====경쟁제품 조사 비교====<br /> <br /> [[파일:sun6.jpg]]<br /> <br /> ====마케팅 전략(SWOT)====<br /> <br /> [[파일:sun7.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun8.jpg]]<br /> <br /> ===개발과제의 기대효과===<br /> <br /> ====기술적 기대효과====<br /> <br /> 지금보다 작은 공간을 이용해 설치가 가능하기 때문에 설치가 불가능했던 빌라 등에 미니 태양광모듈을 설치하는 것이 가능해집니다. 그리고 간단한 구조로 쉽게 양산하고 수월하게 시공할 수 있습니다.<br /> <br /> ====경제적 및 사회적 파급효과====<br /> <br /> [[파일:sun9.jpg]]<br /> <br /> 그림 7 태양광 발전기 설치 광고<br /> <br /> 태양광 모듈을 사용함으로써 가정의 전기 사용료를 절감하는 효과를 얻습니다. 월 최소 5000원에서 최대 15000원의 전기 사용료를 절감함으로써 1~2년만 사용하더라도 설치비를 회수하는 것이 가능할 것으로 예상됩니다. 그리고 태양광 모듈은 태양 빛을 에너지원으로 이용하기 때문에 다른 연료를 사용하지 않으며, 온실 가스 및 기타 배기가스를 직접적으로 배출하지 않습니다. 따라서 공기를 오염시키지 않으며, 환경 친화적이고 다른 재생에너지와 달리 소음도 발생시키지 않습니다.<br /> <br /> ===구성원 및 추진체계===<br /> <br /> [[파일:sun10.jpg]]<br /> <br /> ==설계==<br /> <br /> ===설계사양===<br /> <br /> ====제품 요구사항 및 희망사항====<br /> <br /> [[파일:sun11.jpg]]<br /> <br /> ====목적계통도====<br /> <br /> [[파일:sun12.jpg]]<br /> <br /> ===개념설계안===<br /> <br /> <br /> <br /> ===이론적 계산 및 시뮬레이션===<br /> Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석<br /> - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정.<br /> - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 <br /> <br /> ====하중분석====<br /> <br /> 중력을 으로 가정하고 안전계수를 40으로 두고 하중 분석을 진행하였습니다. <br /> 이며<br /> 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은<br /> 입니다.<br /> 하중은 위에서 아래로 누르는 방향으로 2300N을 위쪽 면적에 주었습니다. 그 결과는 그림1과 같습니다. 고정장치에서 막대와 가까운 부분에서 모멘트가 크게 작용하여 70Mpa가까이 증가한 모습을 확인할 수 있었습니다. 그리고 최대 응력은 157Mpa이었습니다. 303번 Stainless steel을 사용한다고 가정하면 항복강도가 241Mpa이므로 항복은 발생하지 않을 것으로 예상되지만 100Mpa이상이므로 회 이하의 충격에 피로파괴가 발생할 가능성이 있습니다.<br /> <br /> [[파일:sun14.jpg]]<br /> [[파일:sun15.jpg]]<br /> <br /> 2300N의 하중에 대한 분석 결과<br /> <br /> ====풍하중분석====<br /> <br /> 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 입니다. 이때 설계 속도압 는 다음과 같습니다.<br /> <br /> 또한 &lt;엔지니어를 위한 내풍 공학&gt; 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다.<br /> 또한 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 의 바람이 불 때 풍압 는 <br /> <br /> 최대 증가 풍속은 형상에 따른 항력계수의 증가를 감안하면<br /> <br /> 이를 태양광 판넬의 면적에 곱하여 풍하중을 적용하였습니다.<br /> <br /> 따라서 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 되므로 입니다.<br /> 이 힘을 판넬의 수직한 방향으로 나오도록 하여 적용해주었습니다. 그리고 하중은 판넬의 무게만 감안하여 의 힘을 아래로 작용하도록 주었습니다. 이때 내부 구조물의 끝 모서리에서 최대 압력인 119Mpa이 걸림을 확인할 수 있었습니다. 이러한 응력 집중을 해소하기 위해서 모듈 내부에서 지지하는 부위의 길이를 늘이고 끝 모서리를 라운딩하여 응력집중을 해소해야 함을 알게 되었습니다. 그러나 태양광 모듈마다 내부 길이가 모두 제 각각이기 때문에 호환성을 위해 내부 길이는 짧게 유지한 채 모서리 끝만 라운딩하는 조치를 취하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun16.jpg]]<br /> <br /> 풍하중 분석에 대한 결과<br /> <br /> ===조립도===<br /> <br /> ====조립도====<br /> <br /> [[파일:sun17.jpg]]<br /> <br /> 설치 예시<br /> <br /> [[파일:sun18.jpg]]<br /> <br /> 설치시 전면<br /> <br /> [[파일:sun19.jpg]]<br /> <br /> 설치시 측면<br /> <br /> ====조립순서====<br /> <br /> [[파일:sun20.jpg]]<br /> <br /> 모듈에 상부 고정장치를 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun21.jpg]]<br /> <br /> 막대를 상부 고정장치의 뒤에 장착합니다.<br /> <br /> [[파일:sun22.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun23.jpg]]<br /> <br /> 하부 고정장치로 막대를 감싼 후 태양광 모듈의 아래쪽 부터 위로 올려 끼웁니다.<br /> <br /> [[파일:sun24.jpg]]<br /> <br /> 막대 좌측에 볼트를 체결한 뒤 막대 뒤에서 Taping나사를 체결하여 태양광 모듈을 밀어줍니다.<br /> <br /> [[파일:sun25.jpg]]<br /> <br /> 최종 모습입니다. 이러한 방식으로 상하좌우를 고정합니다.<br /> <br /> ===부품도===<br /> <br /> 공차는 1mm가량으로 주었고 스텐레스 판넬로 제작하기 때문에 굽힘 공정과 레이저 절삭으로 양산이 가능한 모델을 제작하였습니다.<br /> <br /> [[파일:sun26.jpg]]　　[[파일:sun27.jpg]]<br /> <br /> (a) 외부 덮개　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(b) 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun28.jpg]]　　[[파일:sun29.jpg]]<br /> <br /> 태양광 모듈과 막대 예시 모형<br /> <br /> [[파일:sun30.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun31.jpg]]<br /> <br /> 외부 덮개<br /> <br /> [[파일:sun32.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun33.jpg]]<br /> <br /> 내부 끼우개<br /> <br /> [[파일:sun34.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun35.jpg]]<br /> <br /> 조립한 형태<br /> <br /> ===자재소요서===<br /> <br /> [[파일:sun36.jpg]]<br /> <br /> ==결과 및 평가==<br /> <br /> ===완료작품 소개===<br /> <br /> ====프로토타입 사진====<br /> <br /> [[파일:sun37.jpg]]<br /> <br /> [[파일:sun38.jpg]]<br /> <br /> ====포스터====<br /> <br /> [[파일:sun39.jpg]]<br /> <br /> ====특허출원번호 통지서====<br /> <br /> ===완료 작품의 평가===<br /> <br /> [[파일:sun40.jpg]]<br /> <br /> ===향후평가===<br /> 50m/s의 풍동실험을 진행하여 통과하면 서울시의 허가를 받아 시판이 가능합니다. 그러면 내년 2월부터 양산에 들어가 3월부터 시판하게 됩니다. 그러나 이 고정 장치는 본래 30m/s를 기준으로 설계되어있기 때문에 50m/s 이상의 강한 바람을 동반하는 초대형 태풍에 대비하여 추가적인 노끈을 설치하는 등의 노력이 필요합니다. 이 고정장치를 사용하면 기존에 고정하기 위해 쓰이던 구멍인 마운팅 슬롯이 남게 되기 때문에 이에 노끈을 매달아 난간에 고정함으로써 초대형 태풍에도 대비할 수 있습니다.<br /> <br /> ==부록==<br /> <br /> ===참고문헌 및 사이트===<br /> <br /> ===관련 특허===<br /> <br /> ===소프트웨어 프로그램 소스===<br /> <br /> <br /> <br /> ==본론==<br /> <br /> ==== 개발 과제의 구현과 설명 ====<br /> ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다.<br /> ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다.<br /> ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다.<br /> [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]]<br /> [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]]<br /> [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]]<br /> [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]</div> SUN