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<div>__TOC__</div> ==프로젝트 개요== === 기술개발 과제 === ''' 국문 : ''' 태양광 모듈 전용 고정장치 설계 ''' 영문 : ''' Fixing Equipment for Solar Module ===과제 팀명=== SUN(선) ===지도교수=== 오명도 교수님 ===개발기간=== 2017년 9월 ~ 2017년 12월 (총 4개월) ===구성원 소개=== 서울시립대학교 기계정보공학과 2011550003 남현수 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430035 정상진 서울시립대학교 기계정보공학과 2014430041 주라쿨로브 아지즈벡 서울시립대학교 기계정보공학과 2011430031 이형래 ==서론== ===개발 과제의 개요=== ====개발 과제 요약==== ◇ 태양광 모듈을 효과적으로 고정할 수 있는 고정장치를 설계 ◇ 기존의 마운팅 슬롯에 체결하지 않고 태양광 모듈의 프레임과 압착되는 형태의 고정장치를 고안 ◇ 충분한 안전성을 확보 ====개발 과제의 배경 및 효과==== - 개발 과제 선정 배경 [[파일:sun1.jpg]] ◇ 온실가스 배출로 인한 지구 온난화 가속 ◇ 대체 에너지에 대한 관심 집중 [[파일:sun4.jpg]] ◇ 친환경 에너지원인 태양광 발전에 대한 수요가 급증 - 개발과제 목표 달성 시 얻을 수 있는 효과 ◇ 태양광 모듈을 좁은 폭의 베란다 난간에도 설치가 가능해짐 ◇ 작업자가 베란다 난간에 태양광 모듈을 설치하기에 한결 수월해짐 ====개발 과제의 목표와 내용==== ◇ 목표 : 태양광 모듈의 프레임을 압착하여 고정할 수 있는 고정장치를 안전하게 설계하자 ◇ 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. ===관련 시장에 대한 분석=== ====경쟁제품 조사 비교==== [[파일:sun6.jpg]] ====마케팅 전략(SWOT)==== [[파일:sun7.jpg]] [[파일:sun8.jpg]] ===개발과제의 기대효과=== ====기술적 기대효과==== 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. ====경제적 및 사회적 파급효과==== [[파일:sun9.jpg]] 그림 7 태양광 발전기 설치 광고 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. ===구성원 및 추진체계=== [[파일:sun10.jpg]] ==설계== ===설계사양=== ====제품 요구사항 및 희망사항==== [[파일:sun11.jpg]] ====목적계통도==== [[파일:sun12.jpg]] ===개념설계안=== ===이론적 계산 및 시뮬레이션=== Ansys를 통한 태양광 고정장치에 대한 하중 분석 - 각 고정장치는 모듈의 네 부분에 고정. - 판넬의 무게는 이며 앞면의 면적은 ====하중분석==== 중력을 으로 가정하고 안전계수를 40으로 두고 하중 분석을 진행하였습니다. 이며 총 네 개의 고정장치에 하중이 분산되므로 각각의 고정 장치에 걸리는 하중은 입니다. 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. [[파일:sun14.jpg]] [[파일:sun15.jpg]] 2300N의 하중에 대한 분석 결과 ====풍하중분석==== 2005년 대한건축학회 건설교통부고시 건축구조설계기준 KBC2005에 따르면 100년 재현 기대 풍속은 입니다. 이때 설계 속도압 는 다음과 같습니다. 또한 <엔지니어를 위한 내풍 공학> 교재에 따르면 형상에 따라 항력계수가 변화하며 기울어져 있는 판의 경우엔 세워진 판에 비해 항력이 1.2배 증가함을 알 수 있었습니다. 또한 건물 주변에서의 유속을 시뮬레이션 한 자료에 따르면 건물의 가에서 풍속이 최대 1.4배 증폭되는 것으로 확인되었습니다. 따라서 의 바람이 불 때 풍압 는 최대 증가 풍속은 형상에 따른 항력계수의 증가를 감안하면 이를 태양광 판넬의 면적에 곱하여 풍하중을 적용하였습니다. 따라서 각 구조물에 걸리는 하중은 4분의 1이 되므로 입니다. 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. [[파일:sun16.jpg]] 풍하중 분석에 대한 결과 ===조립도=== ====조립도==== [[파일:sun17.jpg]] 설치 예시 [[파일:sun18.jpg]] 설치시 전면 [[파일:sun19.jpg]] 설치시 측면 ====조립순서==== ===부품도=== ===자재소요서=== ==결과 및 평가== ===완료작품 소개=== ====프로토타입 사진=== ====포스터==== ====특허출원번호 통지서==== ===완료 작품의 평가=== ===향후평가=== ==부록== ===참고문헌 및 사이트=== ===관련 특허=== ===소프트웨어 프로그램 소스=== ==본론== ==== 개발 과제의 구현과 설명 ==== ◇ 외부 덮개로 태양광 모듈의 프레임을 덮어주도록 합니다. 그리고 막대는 외부 덮개의 뒤에 달린 날개에 끼워줍니다. ◇ 내부 끼우개를 태양광 모듈의 프레임에 끼워주면 모듈에 작용하는 정하중과 풍압력에 의해 생기는 큰 모멘텀을 고정장치가 감당할 수 있게 됩니다. ◇ 태핑 나사로 프레임과 고정장치를 압착시켜 고정해줍니다. [[파일:외부덮개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|외부 덮개]] [[파일:내부끼우개.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|내부 끼우개]] [[파일:조립한 모습.jpg|섬네일|200픽셀|오른쪽|조립한 모습 측단면도]] [[파일:조립한 모습2.jpg||섬네일|200픽셀|오른쪽조립한 모습 후면도]]
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