KR100217064B1 - 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 태양 에너지를 입력받아 전기 에너지로 변환시켜, 차량을 움직이기 위한 주전력을 공급하기 위한 솔라 셀과, 상기 솔라 셀의 일사량 및 일사각에 따른 최대 발전 효율을 측정하기 위한 MPPT와, 상기 솔라 셀로부터 발전된 전력을 충전하기 위한 배터리와, 상기 배터리가 만충전되었을 때 온(ON)되어 배터리에 충전된 전력을 소비함으로써, 상기 솔라 셀이 최대로 발전할 수 있도록 하기 위한 만충전 방지 수단과, 상기 배터리의 충전 상태를 감지하여 배터리가 만충전되었을 때만 상기 만충전 방지 수단을 온(ON) 시키기 위한 제1제어 수단과, 상기 솔라 셀로부터 발전된 전력을 통해 모터를 구동하기 위한 제2제어 수단으로 구성되었으며, 솔라 카의 최대 발전 능력 시험 및 예측과 주행 거리의 예측을 가능하도록 한 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
Description
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 셀(Solar Cell)의 발전 효율 측정 장치의 블록도이고,
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 셀의 발전 효율 측정 방법을 나타낸 제어 흐름도이다.
본 발명은 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 상세히 말하자면 솔라 카(Solar Car)에 부착된 솔라 셀(Solar Cell)의 일사량 및 일사각에 따른 발전 효율을 측정하여 차량의 주행 거리 및 성능을 예측하기 위한 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 솔라 카에 부착된 솔라 셀의 최대 발전 효율을 측정하기 위해서 최대 전력점 추종기를 사용한다.
이처럼 솔라 셀의 발전 효율을 측정하기 위해서는 솔라 셀의 발전(發電)된 전력 소모를 최대로 해야 하며, 상기 솔라 셀로부터 발전된 전력을 충전하기 위한 배터리(Battery)가 만(滿)충전 상태가 되어서는 안된다. 만약, 상기 배터리가 만충전 상태에 도달하면 솔라 셀의 발전 능력은 있으나, 더 이상 발전을 하지 않게 되어 최대 발전 효율을 측정할 수 없게 되기 때문이다.
그러나, 종래의 경우는 때때로 배터리가 만충전 상태에 도달하여 상기 최대 전력점 추종기(이하 MPPT)가 최대 발전 효율을 측정할 수 없게되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배터리와 병렬로 부하기를 연결하고 개인용 컴퓨터 또는 마이컴에 의한 제어를 통해 배터리의 만충전 상태를 방지함으로써, 솔라셀의 최대 발전 효율을 측정하기 위한 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은,
태양 에너지를 입력받아 전기 에너지로 변환시켜, 차량을 움직이기 위한 주전력(Main Power)을 공급하기 위한 솔라 셀과;
상기 솔라 셀의 일사량 및 일사각에 따른 최대 발전 효율을 측정하기 위한 MPPT와;
상기 솔라 셀로부터 발전된 전력을 충전하기 위한 배터리와;
상기 배터리가 만충전되었을 때 온(ON)되어 배터리에 충전된 전력을 소비함으로써, 상기 솔라 셀이 최대로 발전할 수 있도록 하기 위한 만충전 방지 수단과;
상기 배터리의 충전 상태를 감지하여 배터리가 만충전되었을 때만 상기 만충전 방지 수단을 온(ON) 시키기 위한 제1제어 수단과;
상기 솔라 셀로부터 발전된 전력을 통해 모터를 구동하기 위한 제2제어 수단을 포함하여 이루어져 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구성은,
솔라 셀의 발전량 계산을 위해 필요한 데이터를 입력받는 단계와;
상기 입력 데이터를 근거로 상기 솔라 셀의 발전량을 계산하는 단계와;
배터리가 만충전 상태인지 강지하는 단계와;
상기 배터리가 만충전 상태이면, 부하기를 온(ON)시키고 상기 솔라셀의 발전 효율을 계산하는 단계와;
상기 배터리가 만충전 상태가 아니면, 부하기를 오프(OFF) 시키고 상기 솔라 셀의 발전 효율을 계산하는 단계와;
상기 솔라 셀의 발전 가능 시간을 판단하여, 발전 가능 시간이면 처음단계로 되돌아가고, 발전 가능 시간이 아니면 끝내는 단계로 이루어져 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위해 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치의 블록도이다.
제1도에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치의 구성은,
태양 에너지를 입력받아 전기 에너지로 변환시켜, 차량을 움직이기 위해 주전력을 공급하기 위한 솔라 셀(10)과;
상기 솔라 셀(10)의 일사량 및 일사각에 따른 최대 발전 효율을 측정하기 위한 MPPT(20)와;
상기 솔라 셀(10)로부터 발전된 전력을 충전하기 위한 배터리(30)와;
상기 배터리(30)가 만충전되었을 때 온 되어 배터리(30)에 충전된 전력을 소비함으로써, 상기 솔라 셀(10)이 최대로 발전할 수 있도록 하기 위한 부하기(40)와;
상기 배터리(30)의 충전 상태를 감지하여 배터리가 만충전되었을 때만 상기 부하기(40)를 온 시키기 위한 개인용 컴퓨터(50)와;
상기 솔라 셀(10)로부터 발전된 전력을 통해 모터를 구동하기 위한 제어기(60)를 포함하여 이루어져 있다.
상기와 같이 이루어져 있는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치의 동작은 다음과 같다.
본 발명의 실시예에 따른 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치 및 방법은, 솔라 카에 부착된 솔라 셀의 일사량 및 일사각에 따른 발전 효율을 측정하여 차량의 주행 가능 거리 및 성능 예측을 가능하게 하기 위한 것으로, 개인용 컴퓨터(50) 또는 마이컴(MICOM)에 의한 데이터 측정 및 부하기(40)의 자동 제어를 통해 이를 가능케 한다.
즉, 상기 개인용 컴퓨터(50) 또는 마이컴(MICOM)은 상기 배터리(30)의 충전 상태를 감지하여 배터리가 만충전되었을 때만 상기 부하기(40)를 온시킴으로써, MPPT(20)가 상기 솔라 셀(10)의 최대 발전 효율을 측정할 수 있도록 한다.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 셀의 발전 효율 측정 방법을 나타낸 제어 흐름도이다.
제2도에 도시되어 있듯이, 먼저 솔라 셀(10)의 발전량 계산을 위해 필요한 데이터9일사량, 배터리 전압, 발전 전류, 소비 전류, 외기 온도, 솔라 셀 온도)를 입력받는다(S10). 그리고나서 상기 입력된 데이터를 근거로 상기 솔라 셀(10)의 발전량을 계산한다(S20).
다음에 배터리(30)가 만충전 상태인지 감지하여(S30), 상기 배터리(30)가 만충전 상태이면, 부하기(40)를 온(ON) 시킨 후(S40) 상기 솔라 셀(10)의 발전 효율을 계산하고(S60), 상기 배터리(30)가 만충전 상태가 아니면, 부하기(40)를 오프(OFF) 시킨 후(S50) 상기 솔라 셀(10)의 발전 효율을 계산한다(S60).
마지막으로 상기 솔라 셀(10)의 발전 가능 시간을 판단하여, 발전 가능 시간이면 처음 단계로 되돌아가고, 발전 가능 시간이 아니면 끝낸다(S70).
상기 과정을 통해 계산되는 발전 효율은 다음과 같은 방법으로 계산된다.
발전 효율(%) = 발전량 / (일사량 × 솔라 셀 면적) × 100
..............(1)
따라서, 상기와 같이 동작하는 본 발명의 실시예에 따른 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치 및 방법의 효과는, 솔라 카의 최대 발전 능력 시험 및 예측과 주행 거리의 예측을 가능하도록 한 것이다.
Claims (7)
- 태양 에너지를 입력받아 전기 에너지로 변환시켜, 차량을 움직이기 위한 주전력(Main Power)을 공급하기 위한 솔라 셀과; 상기 솔라 셀의 일사량 및 일사각에 따른 최대 발전 효율을 측정하기 위한 MPPT와; 상기 솔라 셀로부터 발전된 전력을 충전하기 위한 배터리와; 상기 배터리가 만충전되었을 때 온(ON)되어 배터리에 충전된 전력을 소비함으로써, 상기 솔라 셀이 최대로 발전할 수 있도록 하기 위한 만충전 방지 수단과; 상기 배터리의 충전 상태를 감지하여 배터리가 만충전되었을 때만 상기 만충전 방지 수단을 온(ON) 시키기 위한 제1제어 수단과; 상기 솔라 셀로부터 발전된 전력을 통해 모터를 구동하기 위한 제2제어 수단을 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 만충전 방지 수단은, 부하기(Load)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1제어 수단은, 개인용 컴퓨터로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1제어 수단은, 마이컴으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 솔라 셀의 발전 효율 측정 장치.
- 솔라 셀의 발전량 계산을 위해 필요한 데이터를 입력받는 단계와; 상기 입력 데이터를 근거로 상기 솔라 셀의 발전량을 계산하는 단계와; 배터리가 만충전 상태인지 감지하는 단계와; 상기 배터리가 만충전 상태이면, 부하기를 온(ON) 시키고 상기 솔라셀의 발전 효율을 계산하는 단계와; 상기 배터리가 만충전 상태가 아니면, 부하기를 오프(OFF) 시키고 상기 솔라 셀의 발전 효율을 계산하는 단계와; 상기 솔라 셀의 발전 가능 시간을 판단하여, 발전 가능 시간이면 처음 단계로 되돌아가고, 발전 가능 시간이 아니면 끝내는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 솔라 셀의 발전 효율 측정 방법.
- 상기 솔라 셀의 발전량 계산을 위해 필요한 데이터를 입력받는 단계를 통해서 입력되는 데이터는, 일사량, 배터리 전압, 발전 전류, 소비 전류, 외기 온도, 솔라 셀 온도인 것을 특징으로 하는 솔라 셀의 발전 효율 측정 방법.
- 상기 발전 효율은, 다음과 같은 방법으로 계산되는 것을 특징으로 하는 솔라 셀의 발전 효율 측정 방법.발전 효율(%) = 발전량 / (일사량 × 솔라 셀 면적) × 100
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