KR100813994B1 - 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 옥외에서 태양광을 집광하여 건축물의 지하 주차장, 지하실, 실내 체육관 등에 채광할 수 있는 태양광 집광 채광기를 통과하는 빛의 양을 측정할 수 있는 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치를 개시한다. 본 발명의 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치는, 자세가 가변될 수 있는 위치조절부, 이 위치조절부에 결합되는 반사부, 이 반사부와 대응되는 위치에 일정한 거리가 떨어진 위치에 배치되는 수광부, 위치조절부의 자세를 제어하며, 수광부를 통하여 입력되는 빛을 통하여 빛의 양을 측정하는 제어부를 포함하며, 위치조절부에는 광원을 발생시키는 광원 발생부가 결합되고, 광원 발생부에는 태양광 집광 채광기가 결합 또는 분리될 수 있으며, 제어부는 광원 발생부를 통하여 수광부로 입력된 빛의 양과 광원 발생부에서 조사된 빛이 태양광 집광 채광기를 통하여 수광부로 입력된 빛의 양의 차이를 측정한다.
Figure R1020060109009
집광, 태양광, 집광채광기, 집광효율, 배광, 광도계

Description

태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치{light collecting efficiency measuring device of daylight-collecting system}
도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 전체적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 시험 측정부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 광 발생 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 배면을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 태양광 집광 채광기를 도시한 도면이다.
본 발명은 태양광 집광 채광기를 통과하는 빛의 양을 측정하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옥외에서 태양광을 집광하여 건축물의 지하 주차장, 지하실 등에 채광할 수 있는 태양광 집광 채광기를 통과하는 빛의 양을 측정하여 빛의 이용 효율을 측정할 수 있는 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치에 관한 것 이다.
일반적으로 태양광 집광 채광기는 건축물의 옥외에 설치되어 태양광을 모아 광 에너지가 필요한 곳 즉, 지하 주차장, 지하실 또는 실내 체육관 등의 건축물 내부로 태양광이 이동 또는 전달되도록 하여 채광을 할 수 있는 장치이다. 이러한 태양광 집광 채광기는 외관을 이루는 바디와, 이 바디에 태양광을 모으는 집광부가 배치되고, 집광부에서 모아진 태양광이 이동 또는 전달되어 건축물의 실내에 채광되도록 하는 출광부(또는 '산광부'라고도 함)가 바디에 결합되는 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 태양광 집광 채광기는 건축물의 실내에서 필요로 하는 빛의 양을 계산하여 적합한 규모를 설치할 필요가 있다. 그러나 건축물에 태양광 집광 채광기를 설치하기 전에는 태양광 집광 채광기의 광 이용 효율을 확인할 수 없어 건축물에 설치될 태양광 집광 채광기 설치 규모를 정하는데 어려운 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 태양광 집광 채광기를 통과하는 빛의 양을 측정하고 이러한 측정값을 정량화하여 적정한 설치 규모(또는 크기, 개수 등)로 건축물의 내부에 태양광 집광 채광기가 설치될 수 있도록 하여 광 이용 효율을 극대화시킬 수 있는 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 자세가 가변될 수 있는 위치조절부, 상기 위치조절부들에 결합되는 반사부, 상기 반사부와 대응되는 위치에 일정한 거리가 떨어진 위치에 배치되는 수광부, 상기 위치조절부의 자세를 제어하며, 상기 수광부를 통하여 입력되는 빛을 통하여 빛의 양을 측정하는 제어부를 포함하며, 상기 위치조절부에는 광원을 발생시키는 광원 발생부가 결합되고, 상기 광원 발생부에는 태양광 집광 채광기가 결합 또는 분리될 수 있으며, 상기 제어부는 상기 광원 발생부를 통하여 수광부로 입력된 빛의 양과 상기 광원 발생부에서 조사된 빛이 태양광 집광 채광기를 통하여 수광부로 입력된 빛의 양의 차이를 측정하는 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치를 제공한다.
상기 광원 발생부는 외관을 이루며 일면이 오픈된 몸체, 상기 몸체의 가운데 부분에 제공되는 광원을 더 포함한다.
상기 몸체에는 플랜지가 제공되고, 상기 플랜지에 상기 태양광 집광 채광기가 볼트에 의하여 결합되는 것이 바람직하다.
상기 제어부는 데이터를 입력하는 입력부 및 상기 측정된 빛의 양의 차이 값을 출력하는 출력부와 데이터를 송, 수신할 수 있도록 연결되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 전체적인 구성도로, 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치를 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예로 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치는, 시험 측정부(1), 이 시험 측정부(1)를 제어하고 측정된 데이터를 처리하는 제어부(5)를 포함한다. 시험 측정부(1)는 주로 암실에 설치되어 광원을 조사하고 광원에서 조사된 광의 양을 측정하기 위한 기구적인 장 치로, 광원 발생부(21), 이 광원 발생부(21)의 자세를 변화시킬 수 있는 위치 조절부(23), 이 위치 조절부(23)에 결합되어 광원 발생부(21)에서 조사되는 광원을 반사시키는 반사부(25), 그리고 반사부(25)에서 전달된 빛을 감지하는 수광부(27)를 포함한다.
광원 발생부(21)는 위치 조절부(23)의 선단에 결합되어 위치 조절부(23)의 자세에 따라 그 위치가 가변될 수 있도록 결합된다. 위치 조절부(23)는 통상의 로봇 아암 또는 다관절 링크 구조로 이루어질 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 위치 조절부(23)는 그 선단부에 광원 발생부(21)가 결합되고 광원 발생부(21)를 측정에 필요한 위치로 이동시킬 수 있는 통상의 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 위치 조절부(23)는 통상의 로봇 아암이나 다관절 링크 구조로 이루어지는 것이 사용될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다. 또한, 위치 조절부(23)는 유압, 모터 등에 의하여 구동되며 통상의 컨트롤 박스(3)에 수용된 제어 장치에 의하여 이러한 구동원이 작동될 수 있다.
반사부(25)는 상술한 위치 조절부(23)에 결합되어 있으며 타원형의 반사 거울에 의해 측정이 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고 이러한 반사부(25)는 수직선을 기준으로 할 때 수평으로 약 45도 기울어진 각도로 배치되는 것이 바람직하다. 반사부(25)는 수광부(27) 측을 향하여 중심축을 기준으로 빛을 반사하는 방향으로 배치된다. 즉, 반사부(25)는 광원 발생부(21)에서 조사되는 빛을 수광부(27)로 반사할 수 있는 것이다.
수광부(27)는 상술한 바와 같이 반사부(25)와 일정한 거리가 떨어진 위치에 반사부(25)에 대하여 대향하는 위치 즉, 반사부(25)에서 반사되는 빛이 전달될 수 있도록 배치된다. 이러한 수광부(27)는 상술한 제어부(5)에 입력받은 신호를 전달할 수 있도록 연결된다. 또한, 상술한 컨트롤 박스(3)에 수용된 제어 장치도 제어부(5)와 신호를 주고받을 수 있도록 연결되는 것이 바람직하다.
상술한 제어부(5)는 데이터를 입력하기 위한 통상의 입력부(7, 9) 및 데이터를 출력하기 위한 통상의 출력부(11, 13)를 포함한다. 즉, 입력부(7, 9)는 키보드 또는 마우스 등이 사용될 수 있으며, 출력부(11, 13)는 모니터 또는 프린터 등이 사용될 수 있다.
한편, 위치 조절부(23)의 선단에 결합되는 광원 발생부(21)는, 도 3 및 도 4에 도시하고 있는 바와 같이, 대략 사각형의 박스 모양으로 이루어진 몸체(21a), 몸체(21a)의 바깥쪽 중앙부에 배치되어 위치 조절부(23)의 선단과 결합되는 결합부(21b), 몸체(21a)의 내부 중심에 배치되어 일정한 빛의 양을 조사하는 광원(31, 도 4에 도시하고 있음)을 포함한다. 결합부(21b)는 위치 조절부(23)에 볼트 등으로 결합될 수 있는 체결공(21c)들이 제공된다. 즉, 결합부(21b)에 제공된 체결공(21c)을 통하여 위치 조절부(23)의 선단에 결합되는 것이다. 그리고 몸체(21a)의 측면에는 플랜지(21d)가 제공되고, 이 플랜지(21d)에도 태양광 집광 채광기(A, 도 2 및 도 5에 도시하고 있음)와 볼트로 결합할 수 있는 또 다른 체결공(21e)들이 제공된다. 따라서 광원 발생부(21)는 볼트 등의 체결부재에 의하여 결합부(21b)가 위치 조절부(23)에 결합되어 고정되고, 플랜지(21d)가 태양광 집광 채광기(A)에 고정 결합되는 것이다. 몸체(21a)는 그 내부에 공간을 이루며 상술한 바와 같이 그 내부에 광원(31)이 제공된다. 이 광원(31)에서 조사되는 빛은 태양광 집광 채광기(A)를 통하여 수광부(27)로 전달되도록 하는 것이다.
도 5는 본 발명의 실시 예를 설명하기 위한 태양광 집광 채광기 및 이에 연결되는 출광부를 도시하고 있다. 태양광 집광 채광기(A)는 빛이 반사하면서 통과할 수 있는 통로 형태로 이루어진 몸체(51)를 구비하고 있다. 이러한 몸체(51)는 일측이 오픈된 구조로 이루어진 입광부(53)가 제공되어 광원 발생부(21)에서 전달되는 빛을 모아 집광할 있는 구조로 이루어진다. 그리고 몸체(51)의 측면에는 플랜지(51a)가 제공되고 이 플랜지(51a)에는 다수의 체결공(51b)이 제공된다. 몸체(51)는 상술한 광원 발생부(21)와 체결부재에 의하여 결합될 수 있다. 그리고, 몸체(51)의 내부는 집광된 빛을 반사시켜 출광부(B, 또는 '산광부'라고도 하며, 도 2 및 도 5에 도시하고 있음)측으로 빛을 조사 또는 전달할 수 있는 구조로 이루어져 있다. 출광부(B)는 태양광 집광 채광기(A)에 연결되어 건물 내부로 빛을 전달할 수 있는 것이다. 이러한 태양광 집광 채광기(A) 및 출광부(B)는 통상적으로 사용되는 것이다. 즉, 본 발명의 실시 예는 일반적으로 사용되는 통상의 태양광 집광 채광기 또는 출광부 등의 빛 이용 효율을 측정하는 것이다. 따라서 본 발명의 실시 예에서 설명한 태양광 집광 채광기 또는 출광부 등은 본 발명의 실시 예의 설명에서 한정되는 것은 아니며 브라켓 또는 지그를 이용하여 광원 발생부(21)에 결합하여 빛을 입력 받을 수 있는 것이면 어느 것이나 가능하다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시 예를 통하여 태양광 집광 채광기를 통과한 빛의 효율을 측정하는 방법을 설명하면 다음과 같다. 우선 광원 발생부(21)의 광원(31)에서 조사되어 반사부(25)를 통하여 전달되는 빛이 일정한 시간 동안 수광부(27)로 전달되도록 한다. 수광부(27)로 전달된 빛은 신호로 변환되어 제어부(5)에 전송된다. 제어부(5)는 단지 광원(31)에서 반사부(25)에 반사된 빛의 양을 측정하여 기준 데이터를 만든다. 그리고 광원 발생부(21)에 태양광 집광 채광기(A)를 볼트 등의 체결부재로 결합된다. 즉, 광원 발생부(21)의 몸체(21a)에 제공되는 플랜지(21d)에 체결부재를 이용하여 태양광 집광 채광기(A)를 결합하는 것이다. 그리고 광원(31)에서 전달되는 빛이 태양광 집광 채광기(A)를 통하여 반사부(25)로 전달되어 수광부(27)로 전달되는 것이다. 계속해서 수광부(27)에서 감지한 빛을 신호로 변환하여 제어부(5)에 전송한다. 이때 태양광 집광 채광기(A)를 일정한 시간 동안 통과한 빛의 양은 태양광 집광 채광기(A)를 통과하지 않은 상태에 비하여 빛의 손실이 발생하게 되는 것이다. 즉, 이용할 수 있는 빛의 효율이 떨어지는 것이다. 계속 해서 제어부(5)는 광원(31)의 빛이 태양광 집광 채광기(A)를 통과하고 반사부(25)를 반사한 빛의 양을 측정하여 비교 데이터를 만든다. 제어부(5)는 기준 데이터에서 비교 데이터의 차이를 계산하고 그 값을 보정하여 빛의 이용 효율 데이터를 얻을 수 있는 것이다. 즉, 태양광 집광 채광기(A)의 종류, 크기, 내부 구조의 특성에 따라 달라지는 것에 의하여 빛의 이용 효율의 차이점을 얻을 수 있다. 이와 같이 각각의 태양광 집광 채광기(A)의 종류, 크기 특징 등에 따라 측정된 값을 기록장치에 저장하여 빛의 이용 효율을 정량화할 수 있는 것이다. 이러한 자료를 통하여 건축물의 내부에 필요한 빛의 양을 계산하여 적정하게 태양광 집광 채광기(A)를 시설할 수 있는 것이다. 따라서 건축물에 설치될 태양광 집광 채광기의 적정 규 모의 설계가 가능하여 광 이용 효율을 극대화할 수 있는 것이다. 특히, 이러한 빛의 양을 측정하여 얻은 정량화된 데이터로 태양광 집광 채광기의 표준화 작업을 할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시 예에서는 태양광 집광 채광기(A)의 빛의 이용 효율을 측정할 수 있는 내용을 설명하고 있으나, 태양광 집광 채광기(A)에 결합되는 출광부(B)도 같은 방법으로 빛의 양을 측정하여 빛의 이용 효율을 정할 수 있는 것이다. 물론, 도 2에 도시하고 있는 바와 같이 태양광 집광 채광기(A)에 출광부(B)가 결합되어 있는 상태로 동시에 빛의 이용 효율을 측정하는 것도 가능하다.
이와 같이 본 발명은 태양광 집광 채광기에 광원을 조사하여 태양광 집광 채광기의 효율을 측정하여 건축물에 설치될 태양광 집광 채광기의 적정한 규모가 설치될 수 있도록 설계가 가능하여 광 이용 효율을 극대화할 수 있으며, 태양광 집광 채광기의 표준화 작업이 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 자세가 가변될 수 있는 위치조절부;
    상기 위치조절부에 결합되는 반사부;
    상기 반사부와 대응되는 위치에 일정한 거리가 떨어진 위치에 배치되는 수광부;
    상기 위치조절부의 자세를 제어하며, 상기 수광부를 통하여 입력되는 빛을 통하여 빛의 양을 측정하는 제어부;
    를 포함하며,
    상기 위치조절부에는 광원을 발생시키는 광원 발생부가 결합되고, 상기 광원 발생부에는 태양광 집광 채광기가 결합 또는 분리될 수 있으며,
    상기 제어부는 상기 광원 발생부를 통하여 수광부로 입력된 빛의 양과 상기 광원 발생부에서 조사된 빛이 태양광 집광 채광기를 통하여 수광부로 입력된 빛의 양의 차이를 측정하는 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 발생부는 외관을 이루며 일면이 오픈된 몸체,
    상기 몸체의 가운데 부분에 제공되는 광원
    을 더 포함하는 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 몸체에는 플랜지가 제공되고, 상기 플랜지에 상기 태양광 집광 채광기가 볼트에 의하여 결합되는 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 데이터를 입력하는 입력부 및 상기 측정된 빛의 양의 차이 값을 출력하는 출력부와 데이터를 송, 수신할 수 있도록 연결되는 태양광 집광 채광기의 집광 효율 측정장치.
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