KR100917404B1 - 태양광 발전용 정밀 추적 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광 발전용 정밀 추적 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 태양광 발전을 위해 설치된 다수의 이동식 집광장치가 동일한 동작으로 태양을 추적하는 동시에 정밀한 태양 추적 성능을 나타낼 수 있도록 한 태양광 발전용 정밀 추적 시스템에 관한 것이다. 이를 위하여, 본 발명은 태양 추적 센서가 구비된 다수의 마스터 추적기와, 상기 각 마스터 추적기에 종속되는 다수의 슬레이브 추적기를 포함하여, 상기 다수의 마스터 추적기는 마스터 통신을 통해 상호 연결되어 상기 태양 추적 센서의 센서정보를 공유하고, 상기 공유된 다수의 센서정보에 근거하여 각각 태양 위치 연산값을 산출하고, 상기 산출된 태양 위치 연산값에 따라서 상기 다수의 마스터 추적기 및 상기 다수의 슬레이브 추적기가 동일한 태양 추적을 수행하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템을 제공한다. 이와 같이, 본 발명은 다수의 마스터 추적기 및 각 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기를 포함하는 추적 시스템을 구성하고, 다수의 마스터 추적기가 센서정보를 공유하여 공유된 다수의 센서정보에 기초하여 태양의 위치를 계산하기 때문에 종래의 독립적인 제어방식에 비하여 보다 정밀한 태양 추적을 수행할 수 있는 효과가 있다.
태양광, 발전, 추적, 마스터, 슬레이브

Description

태양광 발전용 정밀 추적 시스템 {TRACKING SYSTEM FOR SOLAR GENERATION}
본 발명은 태양광 발전용 정밀 추적 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 태양광 발전을 위해 설치된 다수의 이동식 집광장치가 동일한 동작으로 태양을 추적하는 동시에 정밀한 태양 추적 성능을 나타낼 수 있도록 한 태양광 발전용 정밀 추적 시스템에 관한 것이다.
태양광 발전을 위해서는 햇빛을 받아 직류 전기를 생성하는 집광장치가 필요하다. 고용량의 태양광 발전을 위해서는 다수의 집광장치가 지면에 설치된다. 집광장치는 태양전지 모듈을 구비하며 태양전지 모듈이 고정되어 있는지 또는 이동하는지에 따라 고정식 집광장치와 이동식 집광장치로 구분된다.
이동식 집광장치는 일사량과 태양의 위치에 따라 태양전지 모듈이 상하 좌우로 이동하기 때문에 고정식 집광장치에 비하여 더 많은 태양광을 받아 전력 생산의 효율을 높일 수 있다. 이동식 집광장치에는 추적기(tracker)가 구비되어 있어서 추적기가 태양을 추적하면서 태양전지 모듈을 이동시킨다.
도 1은 종래 태양광 발전에서의 태양 추적 시스템을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 태양광 발전을 위해 다수 개의 집광장치(10)가 지 면에 설치된다. 집광장치(10)에는 태양전지 모듈(11), 추적기(12) 및 태양 추적 센서(13)가 구비되어 있다. 추적기(12)는 태양 추적 센서(13)로부터 센서정보를 받아 태양 위치를 계산하고 이에 따라 태양전지 모듈(11)을 상하 좌우로 이동시킨다.
태양 추적 센서(13)는 원통형 또는 사각형의 구조물 내부에 동서남북 방향으로 포토다이오드가 배치되어 있는 센서 모듈로 구성된다. 이러한 태양 추적 센서(13)는 태양전지 모듈(11) 상에 장착된다. 태양 추적 센서(13)는 내부에 배치된 다수의 포토다이오드를 통해 태양의 방위 및 고도의 변화를 감지한다. 추적기(12)는 태양 추적 센서(13)에 의해 감지된 태양의 방위 및 고도의 변화에 따라 태양전지 모듈(11)을 이동시키면서 태양을 추적한다.
이와 같이 각 집광장치(10)는 추적기(12)를 통해 독립적으로 태양을 추적하면서 태양전지 모듈(11)을 이동시키고, 태양 추적 후에는 호스트 컴퓨터(20)로 상태정보를 전송한다.
일반적으로 태양 추적 센서(13)는 포토다이오드의 기본적인 성능에 따라 측정 오차를 가지고 있으며, 태양 추적 센서(13)를 태양전지 모듈(11) 상에 장착하는 과정에서는 설치 오차가 발생한다. 이와 같이 태양 추적 센서(13)의 기본적인 측정 오차와 장착 과정에서 발생하는 설치 오차에 의해 집광장치(10)의 태양 추적 성능이 현저하게 저하되는 문제점이 있다.
이에 대하여 측정 오차가 작은 정밀한 태양 추적 센서(13)를 사용하게 되면 어느 정도 태양 추적을 정밀하게 수행할 수 있지만, 필연적인 설치 오차로 인해 정밀한 태양 추적에는 한계가 있으며, 더욱이 모든 집광장치(10)에 고가의 태양 추적 센서(13)를 장착해야 하므로 설치 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.
또한, 각 집광장치(10)가 추적기(12)와 태양 추적 센서(13)를 구비하여 독립적으로 태양 추적 동작을 수행하는 관계로 각 집광장치(10)가 동일한 추적 성능을 나타내지 못한다는 문제점이 있다.
또한, 모든 집광장치(10)에 태양 추적 센서(13)가 장착되므로 어느 집광장치(10)의 태양 추적 센서(13)가 고장이 날 경우, 그 집광장치(10)는 추적 동작을 정지하거나 내장 프로그램에 의해 추적 동작을 하게 되므로 발전 효율에 심각한 영향을 주게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명은 태양 추적 센서의 측정 오차 및 설치 오차로 인한 태양 추적 성능의 저하를 방지하여 정밀한 태양 추적을 수행할 수 있는 태양광 발전용 추적 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 각 집광장치가 자신의 센서정보만을 이용하여 독립적으로 추적 동작을 수행하는 것이 아니라 다른 집광장치의 센서정보를 공유하여 다수의 집광장치가 보다 정밀한 추적 동작을 통일적으로 수행할 수 있는 태양광 발전용 추적 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 어느 집광장치의 태양 추적 센서가 고장이 나더라도 추적 동작이 중단되지 않고 집광장치가 계속적으로 추적 동작을 수행할 수 있는 태양광 발전용 추적 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여, 본 발명은 태양 추적 센서가 구비된 다수의 마스터 추적기와, 상기 각 마스터 추적기에 종속되는 다수의 슬레이브 추적기를 포함하여, 상기 다수의 마스터 추적기는 마스터 통신을 통해 상호 연결되어 상기 태양 추적 센서의 센서정보를 공유하고, 상기 공유된 다수의 센서정보에 근거하여 각각 태양 위치 연산값을 산출하고, 상기 산출된 태양 위치 연산값에 따라서 상기 다수의 마스터 추적기 및 상기 다수의 슬레이브 추적기가 동일한 태양 추적을 수행하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 마스터 통신을 통해 연결된 다수의 마스터 추적기와 각 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기로 구성된 태양광 발전용 정밀 추적 시스템에서 태양을 추적하는 방법으로서, 상기 마스터 추적기가 내장 프로그램에 의해 제1 태양 위치 연산값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 제1 태양 위치 연산값에 따라 상기 마스터 추적기 및 상기 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기가 1차 태양 추적을 수행하는 단계와, 상기 마스터 추적기가 태양 추적 센서로부터 센서정보를 취득하고 상기 마스터 통신을 통해 센서정보를 공유하는 단계와, 상기 마스터 추적기가 상기 공유된 다수의 센서정보에 근거하여 제2 태양 위치 연산값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 제2 태양 위치 연산값에 따라 상기 마스터 추적기 및 상기 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기가 2차 태양 추적을 수행하는 단계를 포함하는 태양광 발전용 정밀 추적 방법을 제공하는 것 을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 태양 추적 센서를 구비하고 다수의 슬레이브 추적기를 관리하는 마스터 추적기로서, 상기 태양 추적 센서로부터 센서정보를 취득하는 센서정보 취득부와, 상기 취득한 센서정보를 송신하고 다른 마스터 추적기의 센서정보를 수신하는 마스터 네트워크 관리부와, 상기 취득한 센서정보와 다른 마스터 추적기의 센서정보에 근거하여 재추적 태양 위치 연산값을 산출하는 중앙 연산처리부와, 상기 산출한 재추적 태양 위치 연산값을 상기 슬레이브 추적기로 송신하고 상기 슬레이브 추적기로부터 상태정보를 수신하는 슬레이브 관리부와, 상기 산출한 재추적 태양 위치 연산값에 따라 추적 모터를 제어하는 모터 제어부와, 상기 마스터 추적기 및 상기 다수의 슬레이브 추적기의 상태정보를 호스트 컴퓨터로 송신하고 호스트 컴퓨터로부터 상기 마스터 추적기가 설치되는 지역의 환경정보를 수신하는 호스트 관리부를 포함하는 마스터 추적기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같이, 본 발명은 다수의 마스터 추적기 및 각 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기를 포함하는 추적 시스템을 구성하고, 다수의 마스터 추적기가 센서정보를 공유하여 공유된 다수의 센서정보에 기초하여 태양의 위치를 계산하기 때문에 종래의 독립적인 제어방식에 비하여 보다 정밀한 태양 추적을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 각 마스터 추적기의 태양 위치 계산 결과에 따라서 각 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기가 모두 동일하게 동작하므로 다수의 집광장치가 동일한 추적 성능을 나타내는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다수의 마스터 추적기가 센서정보를 공유하므로 어느 마스터 추적기의 태양 추적 센서가 고장이 나더라도 나머지 센서정보를 가지고 추적 동작을 수행할 수 있기 때문에 태양 추적 센서의 고장으로 인한 집광장치의 추적 동작 중단을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 마스터 추적기에만 태양 추적 센서가 구비되어 있고 슬레이 추적기에는 태양 추적 센서가 필요 없기 때문에 그만큼 고가의 태양 추적 센서를 사용할 수 있고 이에 따라 태양 추적 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 태양광 발전용 정밀 추적 시스템의 구성을 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 태양광 발전을 위하여 태양전지 모듈(110)을 가진 다수의 집광장치(100)가 설치되고, 설치된 각 집광장치(100)마다 마스터 추적기(120) 또는 슬레이브 추적기(140)가 구비되어 있으며, 마스터 추적기(120)가 구비된 집광장치(100)의 태양전지 모듈(100)에는 태양 추적 센서(130)가 장착되어 있다.
즉, 본 발명의 태양광 발전용 정밀 추적 시스템(이하, 태양 추적 시스템)은 태양 추적 센서(130)가 구비된 다수의 마스터 추적기(120)와 각 마스터 추적 기(120)에 종속되는 다수의 슬레이브 추적기(140)로 구성된다. 마스터 추적기(120)는 마스터 통신(M-net)을 통해 상호 연결되어 마스터 그룹을 형성하고, 슬레이브 추적기(140)는 각 마스터 추적기(120)에 종속되어 슬레이브 그룹을 형성한다.
종래 태양 추적 시스템에서는 각 집광장치의 추적기가 독립적으로 태양 추적을 하였지만, 본 발명의 태양 추적 시스템에서는 추적기가 마스터 추적기와 슬레이브 추적기로 구분되어 마스터 추적기의 제어 하에 슬레이브 추적기가 동작하는 방식으로서 각 추적기가 통일적으로 태양 추적을 수행한다.
마스터 추적기(120)는 태양 추적 센서(130)로부터 센서정보를 취득하고 취득한 센서정보를 마스터 통신을 통해 공유하여 공유된 다수의 센서정보에 근거하여 태양 위치를 계산한다. 즉 종래에는 각 추적기가 자신의 센서정보만을 이용하여 태양 위치를 계산하였기 때문에 정밀한 추적이 어려웠으나, 본 발명에서는 다수의 센서정보를 이용하기 때문에 그만큼 태양 추적의 정밀도를 높일 수 있다.
마스터 추적기(120)는 공유된 다수의 센서정보로부터 보다 정밀한 태양 위치 연산값을 산출하여 산출된 태양 위치 연산값을 자신의 종속하는 슬레이브 추적기(140)로 전송함으로써 다수의 마스터 추적기(120)와 슬레이브 추적기(140)가 동일한 추적 성능을 나타낼 수 있다.
종래와 같이 호스트 컴퓨터(20)는 추적기의 상태정보를 수신하여 화면에 표시하는 기능 외에 마스터 추적기(120)로 환경정보를 전송하는 역할을 한다. 여기서 환경정보란 집광장치(100)를 지면 등에 설치할 때 발생하는 태양과의 오차를 보상하는 옵셋 값을 말한다.
집광장치(100)를 지면 등에 설치할 때 설치 환경은 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 집광장치(100)가 설치되는 장소가 평지를 비롯하여 경사면이나 구릉지 등이 혼재하는 환경일 때, 각 설치장소마다 환경정보가 다르게 된다. 호스트 컴퓨터(20)는 각 마스터 추적기(120)로 설치장소에 따른 환경정보를 전송하고 동일한 환경정보를 수신한 마스터 추적기(120)는 하나의 마스터 그룹을 형성하여 그 마스터 그룹 내에서 센서정보를 공유한다.
만약, 32개의 마스터 추적기(120)를 평지, 경사면 및 구릉지가 혼재된 장소에 설치할 때, 예를 들어, 평지에는 12개의 마스터 추적기가 설치되고, 경사면에는 10개의 마스터 추적기가 설치되고, 구릉지에 10개의 마스터 추적기가 설치될 수 있다. 이 경우, 태양 추적 시스템에서 3개의 마스터 그룹이 형성되고, 각 마스터 그룹 내에서는 마스터 추적기(120)가 센서정보를 공유하되 다른 마스터 그룹 간에는 환경정보가 다르기 때문에 센서정보를 공유하지 않는다.
도 3은 마스터 추적기와 슬레이브 추적기 간의 구체적인 구성을 나타낸 것으로서, 32개의 마스터 추적기(120)의 각각에 32개의 슬레이브 추적기(140)가 종속되어 있는 구성을 도시하고 있다.
도 3에서는, 마스터 추적기(120) 간의 통신, 마스터 추적기(120)와 슬레이브 추적기(140)의 통신, 슬레이브 추적기(140) 간의 통신 그리고 마스터 추적기(120)와 호스트 컴퓨터(20)의 통신이 RS485 채널을 통해 이루지고 있는데, 이에 한정되는 것은 아니며 LAN, USB, PLC 등 다양한 통신 방식이 채택될 수 있다.
마스터 추적기(120)는 태양 추적 센서(이하, 센서 모듈)(130)로부터 측정된 센서정보를 수신하여 RS485 채널을 통해 다른 마스터 추적기로 전송하고 또한 RS485 채널을 통해 다른 마스터 추적기로부터 센서정보를 수신함으로써, 각 마스터 추적기(120)는 센서정보를 공유한다. 도 3에 도시되어 있지 않지만, 센서 모듈(130)에서 측정한 센서정보는 RS232 채널 또는 AD 채널을 통해 마스터 추적기(120)로 입력된다. 센서 모듈(130)은 마스터 추적기(120)에만 구비되어 있으며 슬레이브 추적기(140)에는 설치되지 않는다.
마스터 추적기 #1 ~ #32는 하나의 마스터 그룹만으로 구성될 수도 있고, 2이상의 마스터 그룹으로 구성될 수도 있다. 각 마스터 추적기(120)는 32개의 슬레이브 추적기(140)를 관리하며, 32개의 슬레이브 추적기(140)는 마스터 추적기(120)의 제어에 의해 동일한 추적 동작을 수행한다. 마스터 그룹이 하나인 경우 모든 추적기가 동일한 추적 동작을 수행하며, 마스터 그룹이 2이상인 경우 마스터 그룹에 속하는 마스터 추적기(120)와 이에 종속하는 슬레이브 추적기(140)가 동일한 추적 동작을 수행하며 그룹마다 독립적으로 추적 동작을 수행한다.
도 4는 본 발명의 태양 추적 시스템에서 태양의 정밀 추적 동작 과정을 도시한 순서도이다.
우선, 호스트 컴퓨터(20)의 동작이 시작된다(S10). 호스트 컴퓨터(20)는 미리 설정된 환경정보를 마스터 추적기(120)로 전송한다. 환경정보는 태양 위치 계산시 계산 보정 값으로 사용되며 마스터 추적기(120)는 여러 환경정보에 따라 다수의 마스터 그룹을 형성할 수 있다. 환경정보가 설정된 마스터 추적기 #1 ~ #32는 구동을 시작한다(S11). 구동이 시작되면, 마스터 추적기(120)는 먼저 주위 환경의 상태 를 체크한다(S12). 마스터 추적기(120)는 주위 환경의 상태를 체크하여 비가 오거나 구름이 많이 끼여 태양이 노출되어 있지 않은 경우 태양 추적 동작을 중단하고 대기모드로 들어간다.
주위 환경 상태 체크 결과, 태양 추적 동작이 유지되면 내장된 추적 프로그램을 실행하여 태양 위치를 계산한다(S13). 추적 프로그램에 의하여 계산된 태양의 위치값을 제1 태양 위치 연산값으로 정의한다. 마스터 추적기(120)는 제1 태양 위치 연산값을 자신의 슬레이브 추적기(140)로 전송한다.
제1 태양 위치 연산값을 수신한 슬레이브 추적기 #1 ~ #32는 구동을 시작하한다(S30). 슬레이브 추적기(140)는 제1 태양 위치 연산값에 따라 태양 추적을 수행하고 수행한 추적결과의 상태정보를 호스트 컴퓨터(20)로 전송한다(S31). 제1 태양 위치 연산값에 의한 추적 동작이 완료되면, 슬레이브 추적기(140)는 동작을 종료한다(S32).
제1 태양 위치 연산값에 의한 슬레이브 추적기(130)의 태양 추적 동작과 동시에 마스터 추적기(120)도 제1 태양 위치 연산값에 따라 태양을 추적한다(S15). 제1 태양 위치 연산값에 따른 마스터 추적기(120) 및 슬레이브 추적기(140)의 태양 추적을 1차 태양 추적이라고 정의한다.
1차 태양 추적이 끝나면, 마스터 추적기(120)의 센서모듈(130)이 센서정보를 측정한다(S16). 측정된 센서정보는 마스터 통신을 통해 다른 마스터 추적기로 전송되어 각 마스터 추적기(120)가 센서정보를 공유하게 된다(S17).
마스터 추적기(120)는 공유된 다수의 센서정보로부터 표준오차 범위 이내의 값을 선택하고 선택된 값의 평균값을 취득하여 태양 위치를 계산한다(S18). 각 마스터 추적기(120)의 센서모듈(130)이 측정한 값에는 오차가 발생할 수 있기 때문에 표준오차 범위를 벗어난 측정값은 버리고 표준오차 범위 이내의 값만을 취한 다음 평균값을 구함으로써 태양 위치의 정밀도를 높일 수 있다. 이와 같이 공유된 다수의 센서정보로부터 계산된 태양 위치값을 제2 태양 위치 연산값으로 정의한다.
일반적으로, 맑은 날 센서모듈(130)에 의해 측정된 값은 비교적 정확하지만, 구름이 낀 흐린 날 특히, 구름 사이로 태양이 가려지다가 다시 나오는 날씨인 경우 빛의 산란, 주변 구조물에 의한 난반사 등으로 측정값에 큰 오차가 발생할 수 있다. 이러한 이유로 측정값에 대한 표준오차 범위를 미리 정하여 센서모듈(130)의 이상 동작을 감지할 필요가 있다. 본 발명에서, 표준오차 범위는 센서모듈(130)이 측정해야 되는 태양 이동량에 대한 최소값과 최대값의 범위를 말한다. 따라서 센서모듈(130)에서 측정한 값이 최소값보다 작거나 최대값보다 큰 경우 해당 측정값은 버리고 최소값과 최대값 사이에 있는 측정값만을 취하여 평균을 구한다.
제2 태양 위치 연산값이 산출되면, 산출된 제2 태양 위치 연산값이 적합한지를 판단한다(S19). 제2 태양 위치 연산값의 적합성 여부는 상기 추적 프로그램에 의해 계산되는 소정의 값과 비교함으로써 판단할 수 있다.
공유된 다수의 센서정보에 오류가 발생하여 제2 태양 위치 연산값이 부적합한 경우에는 단계 S13으로 돌아가 추적 프로그램에 의해 태양 위치를 추적하게 되고, 제2 태양 위치 연산값이 적합한 경우에는 제2 태양 위치 연산값을 슬레이브 추적기(140)로 전송한다(S20). 제2 태양 위치 연산값을 수신한 슬레이브 추적기(140)는 제2 태양 위치 연산값에 따라 상기 설명한 단계 S30 내지 단계 S32를 수행한다. 마찬가지로 마스터 추적기(120)도 제2 태양 위치 연산값에 따라 태양을 추적한다(S21). 제2 태양 위치 연산값에 따른 마스터 추적기(120) 및 슬레이브 추적기(140)의 태양 추적을 2차 태양 추적이라고 정의한다. 2차 태양 추적은 1차 태양 추적 이후에 따르는 재추적으로서 보다 정밀한 추적이 된다.
2차 태양 추적이 수행된 다음 마스터 추적기(120)는 태양 추적 동작의 정지 여부를 판단한다(S22). 태양 추적이 정지된 경우 마스터 추적기(120)의 동작은 종료되고, 태양 추적이 계속되면 단계 S12로 이동하여 주위 환경 상태를 다시 체크하 는 것으로부터 상기 과정을 반복한다.
도 5는 마스터 추적기의 내부 구성을 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 마스터 추적기(120)는 센서정보 취득부(121), 마스터 네트워크 관리부(122), 중앙 연산처리부(123), 슬레이브 관리부(124), 모터 제어부(125), 호스트 관리부(126)를 포함한다.
센서정보 취득부(121)는 센서 모듈(130)과 RS232 채널 등으로 연결되어 센서모듈(130)로부터 측정한 센서정보를 취득한다. 센서정보 취득부(121)는 취득한 센서정보를 내부 버스를 통해 중앙 연산처리부(123)로 전달한다.
마스터 네트워크 관리부(122)는 중앙 연산처리부(123)로부터 받은 센서정보를 RS485 채널 등의 마스터 통신을 통해 다른 마스터 추적기(120)로 전송하고, 다른 마스터 추적기로부터 센서정보를 수신하여 중앙 연산처리부(123)로 전달한다.
중앙 연산처리부(123)는 센서정보 취득부(121)와 마스터 네트워크 관리부(122)로부터 받은 다수의 센서정보를 이용하여 재추적을 위한 태양 위치 연산값 즉, 제2 태양 위치 연산값을 산출한다.
구체적으로 중앙 연산처리부(123)에는 태양 추적 프로그램이 내장되어 있으며, 이에 따라 중앙 연산처리부(123)는 태양 추적 프로그램에 의해 초기 태양 위치 연산값 즉 제1 태양 위치 연산값을 계산하는 제1 연산부와, 다수의 센서정보에 근거하여 제2 태양 위치 연산값을 계산하는 제2 연산부로 구성된다. 또한 중앙 연산처리부(123)는 제2 연산부에서 계산한 제2 태양 위치 연산값의 적합성 여부를 판단하는 위치 적합성 판단부를 포함한다. 위치 적합성 판단부는 제1 연산부에서 계산 된 소정의 연산값과 제2 태양 위치 연산값을 비교하여, 제2 태양 위치 연산값이 소정의 연산값의 일정 범위 내에 있는 경우 적합한 것으로 판단할 수 있다.
중앙 연산처리부(123)는 산출한 제1 태양 위치 연산값 또는 제2 태양 위치 연산값을 모터 제어부(125) 및 슬레이브 관리부(124)로 전달한다.
모터 제어부(125)는 추적 모터(도시하지 않음)에 연결되어 추적 모터의 동작을 제어하는 역할을 한다. 모터 제어부(125)는 중앙 연산처리부(123)로부터 수신한 태양 위치 연산값을 모터 제어값으로 변환하여 추적 모터를 제어한다.
슬레이브 관리부(124)는 슬레이브 추적기(140)와 RS485 채널 등으로 연결되어 중앙 연산처리부(123)로부터 수신한 태양 위치 연산값을 슬레이브 추적기(140)로 전송하고, 슬레이브 추적기(140)로부터 추적 결과의 상태정보를 수신한다.
호스트 관리부(126)는 마스터 추적기(120)와 호스트 컴퓨터(20) 간의 통신을 담당하는 부분으로, 호스트 컴퓨터(20)와 RS485 채널 등의 통신방식으로 연결된다. 호스트 관리부(126)는 마스터 추적기(120)와 슬레이브 추적기(140)로부터 생성된 상태정보를 호스트 컴퓨터(20)로 전송하거나, 호스트 컴퓨터(20)로부터 환경정보를 수신한다.
본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량하거나 변경하는 것이 가능하다. 따라서 도면을 참조하여 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한된다는 것을 알아야 한다.
도 1은 종래 태양 추적 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 태양 추적 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 태양 추적 시스템을 구성하는 마스터 추적기와 슬레이브 추적기를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 태양 추적 과정을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명에 의한 마스터 추적기의 내부 구성도.

Claims (14)

  1. 태양 추적 센서가 구비된 다수의 마스터 추적기와,
    상기 각 마스터 추적기에 종속되는 다수의 슬레이브 추적기를 포함하여,
    상기 다수의 마스터 추적기는 마스터 통신을 통해 상호 연결되어 상기 태양 추적 센서의 센서정보를 공유하고, 상기 공유된 다수의 센서정보에 근거하여 각각 태양 위치 연산값을 산출하고,
    상기 산출된 태양 위치 연산값에 따라서 상기 다수의 마스터 추적기 및 상기 다수의 슬레이브 추적기가 동일한 태양 추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 마스터 추적기는 상기 공유된 다수의 센서정보로부터 표준 오차 범위 이내의 값을 선택하고 선택된 값의 평균값을 취하여 상기 태양 위치 연산값을 산출하며,
    상기 센서정보는 태양 이동량이고 상기 표준오차 범위는 상기 태양 추적 센서가 측정해야 되는 태양 이동량의 최소값과 최대값의 범위인 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 마스터 추적기 및 상기 다수의 슬레이브 추적기로부터 상태정보를 수신하는 호스트 컴퓨터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 호스트 컴퓨터는 상기 다수의 마스터 추적기가 설치되는 지역의 환경정보를 상기 다수의 마스터 추적기로 전송하고,
    상기 환경정보가 동일한 마스터 추적기는 마스터 그룹을 형성하여 상기 마스터 그룹 내에서 상기 센서정보를 공유하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 환경정보는 상기 마스터 추적기를 설치할 때 발생하는 태양과의 오차를 보상하는 옵셋 값인 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마스터 추적기는 상기 태양 추적 센서로부터 센서정보를 취득하는 센서정보 취득부와,
    상기 마스터 통신을 통해 다른 마스터 추적기로 상기 취득한 센서정보를 송신하고 다른 마스터 추적기의 센서정보를 수신하는 마스터 네트워크 관리부와,
    상기 취득한 센서정보와 다른 마스터 추적기의 센서정보에 근거하여 태양 위치 연산값을 산출하는 중앙 연산처리부와,
    상기 산출한 태양 위치 연산값을 상기 슬레이브 추적기로 송신하고 상기 슬 레이브 추적기로부터 상태정보를 수신하는 슬레이브 관리부와,
    상기 산출한 태양 위치 연산값에 따라 추적 모터를 제어하는 모터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템.
  7. 마스터 통신을 통해 연결된 다수의 마스터 추적기와 각 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기로 구성된 태양광 발전용 정밀 추적 시스템에서 태양을 추적하는 방법으로서,
    상기 마스터 추적기가 내장 프로그램에 의해 제1 태양 위치 연산값을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 제1 태양 위치 연산값에 따라 상기 마스터 추적기 및 상기 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기가 1차 태양 추적을 수행하는 단계와,
    상기 마스터 추적기가 태양 추적 센서로부터 센서정보를 취득하고 상기 마스터 통신을 통해 센서정보를 공유하는 단계와,
    상기 마스터 추적기가 상기 공유된 다수의 센서정보에 근거하여 제2 태양 위치 연산값을 산출하는 단계와,
    상기 산출된 제2 태양 위치 연산값에 따라 상기 마스터 추적기 및 상기 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기가 2차 태양 추적을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 태양 위치 연산값은 상기 공유된 다수의 센서정보로부터 표준 오차 범위 이내의 값을 선택하고 선택된 값의 평균값을 취하여 산출하며,
    상기 센서정보는 태양 이동량이고 상기 표준오차 범위는 상기 태양 추적 센서가 측정해야 되는 태양 이동량의 최소값과 최대값의 범위인 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 산출된 제2 태양 위치 연산값의 적합성 여부를 판단하는 단계를 더 포함하여,
    상기 제2 태양 위치 연산값이 부적합한 경우 상기 1차 태양 추적을 계속하여 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 방법.
  10. 태양 추적 센서를 구비하고 다수의 슬레이브 추적기를 관리하는 마스터 추적기로서,
    상기 태양 추적 센서로부터 센서정보를 취득하는 센서정보 취득부와,
    상기 취득한 센서정보를 송신하고 다른 마스터 추적기의 센서정보를 수신하는 마스터 네트워크 관리부와,
    상기 취득한 센서정보와 다른 마스터 추적기의 센서정보에 근거하여 재추적 태양 위치 연산값을 산출하는 중앙 연산처리부와,
    상기 산출한 재추적 태양 위치 연산값을 상기 슬레이브 추적기로 송신하고 상기 슬레이브 추적기로부터 상태정보를 수신하는 슬레이브 관리부와,
    상기 산출한 재추적 태양 위치 연산값에 따라 추적 모터를 제어하는 모터 제어부와,
    상기 마스터 추적기 및 상기 다수의 슬레이브 추적기의 상태정보를 호스트 컴퓨터로 송신하고 호스트 컴퓨터로부터 상기 마스터 추적기가 설치되는 지역의 환경정보를 수신하는 호스트 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 추적기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 중앙 연산처리부는 내장 프로그램에 의해 초기 태양 위치 연산값을 계산하는 제1 연산부와,
    상기 취득한 센서정보와 다른 마스터 추적기의 센서정보에 근거하여 재추적 태양 위치 연산값을 산출하는 제2 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마스터 추적기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 중앙 연산처리부는 상기 재추적 태양 위치 연산값의 적합성 여부를 판단하는 위치 적합성 판단부를 더 포함하여,
    상기 재추적 태양 위치 연산값이 부적합한 경우 상기 제1 연산부의 계산 결과에 따라 상기 추적 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 마스터 추적기.
  13. 다수의 마스터 추적기로 구성된 마스터 네트워크와,
    상기 각 마스터 추적기에 종속하는 다수의 슬레이브 추적기로 구성된 슬레이브 네트워크와,
    상기 마스터 네트워크와 연결된 호스트 컴퓨터를 포함하여,
    상기 마스터 네트워크 내의 마스터 추적기가 태양 추적 센서정보를 공유하여 태양 위치 연산값을 산출하고 산출된 태양 위치 연산값에 따라 상기 마스터 네트워크 및 상기 슬레이브 네트워크 내의 모든 추적기가 동일한 태양 추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 마스터 네트워크는 상기 다수의 마스터 추적기가 설치되는 지역의 환경정보에 따라 다수의 마스터 그룹으로 분리되고,
    상기 각 마스터 그룹 내의 마스터 추적기가 태양 추적 센서정보를 공유하여 상기 마스터 그룹별로 독립적으로 태양 추적을 수행하는 것을 특징으로 하는 태양광 발전용 정밀 추적 시스템.
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