KR100920990B1 - 학습용 태양발전 실습 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 특징적인 구성은 태양에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전패널(101)과, 상기 발전패널(101)을 지지하는 프레임(102)과 상기 발전패널(101)에 의해서 변환된 전기 에너지를 송전하는 송전선(103)으로 이루어진 태양광전지모듈(100); 상기 태양광전지모듈(100)의 일단을 지지하는 지지부재(201)와, 상기 태양광전지모듈(100)의 타단을 지지하는 지지 링크(203)와, 상기 지지 링크(203)를 회동시켜 태양광전지모듈(100)의 각도를 조절하도록 지지 링크(203)에 나사 결합되고 일단에는 각도조절 모터(205)가 설치된 회전축(204)과, 상기 지지부재(201) 및 지지 링크(203)의 고정된 지지 판(206)과, 상기 지지 판(206)을 회전시키는 회전 모터(207)와, 상기 태양광전지모듈(100)로 조사되는 태양광의 방향을 검출하는 검출수단(208)으로 이루어진 태양추적모듈(200); 상기 태양광전지모듈(100)의 송전선(103)을 통하여 송전되는 전기 에너지를 분석하고 제어하는 파워컨트롤러 모듈(300); 상기 태양광전지모듈(100)의 전기 에너지 변환, 송전 과정 및 소비과정을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 제공하는 모니터링 모듈(400)로 구성된 것이다.

태양광, 모듈, 학습, 파워, 전기, 에너지

Description

학습용 태양발전 실습 장치{Equipment for solar generation practice}

본 발명은 학습용 태양발전 실습 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양을 이용한 발전원리와 그 활용방법 등에 대하여 직접 체험적으로 관찰, 실습할 수 있는 실험 장치를 제공하여 학습효과를 극대화 시킬 수 있는 학습용 태양발전 실습 장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양을 이용한 발전(發電) 등, 태양에너지를 이용한 대체에너지의 개발에 많은 관심이 이루어지고 있으나, 이를 위한 학생들의 실습교재는 거의 전무한 상태이다.

태양열을 이용한 장치는 대단위 설비를 갖춘 태양발전 시설, 옥외에 설치하여 난방을 행하는 태양열 보일러, 도로변 등에 설치된 태양전지 및 태양전지를 이용한 자동차 등은 매스컴 등을 통해 자주 접할 수 있는 것이나, 이러한 장치들의 원리, 태양열을 에너지로 변환하는 과정 등에 대해서 간편하게 확인하고 교육할 수 있는 실습 장치가 마련되어 있지 않았다.

따라서 태양열에 관련된 교육장에서는 이론에 의존하였으므로, 학습효과가 감소되었다.

즉, 학생들이 직접 사용하여 체험적으로 관찰, 실습할 수 있는 실습교재의 부재로 차후 대체에너지로서의 개발가치가 높은 태양을 이용한 대체에너지 개발에 대한 관심과 흥미도를 학생들에게 제공할 수 있는 교육 분위기 조성과 기회제공이 미흡할 수밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 재생에너지원의 하나인 태양광발전 시스템에 대한 원리를 쉽게 파악 할 수 있도록 태양광전지모듈, 태양추적모듈, 파워컨트롤러모듈, 모니터링모듈로 구성된 학습교재를 이용하여 고등학교 및 대학(원), 교육센터 등의 교육현장에서 이론 교육과 동시에 실습학습을 통하여 학습효과를 향상시킬 수 있는 학습용 태양발전 실습 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 학습용 태양발전 실습 장치는 태양에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전패널과, 상기 발전패널을 지지하는 프레임과 상기 발전패널에 의해서 변환된 전기 에너지를 송전하는 송전선으로 이루어진 태양광전지모듈; 상기 태양광전지모듈의 일단을 지지하는 지지부재와, 상기 태양광전지모듈의 타단을 지지하는 지지 링크와, 상기 지지 링크를 회동시켜 태양광전지모듈의 각도를 조절하도록 지 지 링크에 나사 결합되고 일단에는 각도조절모터가 설치된 회전축과, 상기 지지부재 및 지지 링크의 고정된 지지판과, 상기 지지 판을 회전시키는 회전모터와, 상기 태양광전지모듈로 조사되는 태양광의 방향을 검출하는 검출수단으로 이루어진 태양추적모듈; 상기 태양광전지모듈의 송전선을 통하여 송전되는 전기 에너지를 분석하고 제어하는 파워컨트롤러 모듈; 상기 태양광전지모듈의 전기 에너지 변환, 송전 과정 및 소비과정을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 제공하는 모니터링 모듈로 구성된 것이다.

또한 본 발명의 상기 모니터링 모듈에는 시간 및 위치에 따른 전기 에너지의 발생량을 저장할 수 있는 프로그램이 내장된 컴퓨터가 더 포함된 것이다.

본 발명은 재생에너지원의 하나인 태양광발전 시스템에 대한 원리를 쉽게 파악 할 수 있도록 태양광전지모듈, 태양추적모듈, 파워컨트롤러모듈, 모니터링모듈로 구성된 학습교재를 이용하여 고등학교 및 대학(원), 교육센터 등의 교육현장에서 이론 교육과 동시에 실습학습을 통하여 학습효과를 향상시킬 수 있는 특유의 효과가 있다.

본 발명을 나타낸 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 학습용 태양발전 실습 장치를 나타낸 개략도이고, 도 2 및 도3은 본 발명에 따른 학습용 태양발전 실습 장치의 태양추적모듈의 작동상태를 나타낸 측면도이다.

여기에서 참조 되는 바와 같이 본 발명은 태양에너지를 전기 에너지로 변환하는 태양광전지모듈(100)과, 상기 태양광전지모듈(100)을 태양의 이동방향으로 회전시키는 태양추적모듈(200)과, 상기 태양광전지모듈(100)의 송전선(103)을 통하여 송전되는 전기 에너지를 분석하고 제어하는 파워컨트롤러 모듈(300); 상기 태양광전지모듈(100)의 전기 에너지 변환, 송전 과정 및 소비과정을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 제공하는 모니터링 모듈(400)로 크게 구분된다.

상기 태양광전지모듈(100)에는 태양에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전패널(101)이 마련되어 있고, 그 상기 발전패널(101)은 프레임(102)에 의해서 지지되어 있으며, 상기 발전패널(101)에는 그 발전패널(101)에 의해서 변환된 전기 에너지를 송전하는 송전선(103)이 연결되어 있다.

상기 태양추적모듈(200)에는 상기 태양광전지모듈(100)의 일단을 지지하는 지지부재(201)가 마련되어 있되, 상기 지지부재(201)는 지지 판(206)의 상면에 힌지(202)를 중심으로 회전 가능하게 설치되어 있다.

한편, 상기 태양광전지모듈(100)의 타단을 지지하는 지지 링크(203)가 마련되어 있되, 그 지지 링크(203)는 한 쌍으로 이루어져 있고, 중앙에는 회전축(204)이 나사 결합되어 있으며, 그 회전축(204)의 단부에는 각도조절 모터(205)가 설치되어 있다.

그리고 상기 지지 판(206)의 저면에는 그 지지 판(206)을 회전시키는 회전 모터(207)가 설치되어 있다.

또한, 태양광전지모듈(100)로 조사되는 태양광의 방향을 검출하는 검출수 단(208)이 마련되어 있다.

상기 파워컨트롤러 모듈(300)은 상기 태양광전지모듈(100)의 송전선(103)을 통하여 송전되는 전기 에너지를 분석하고 제어하기 위한 것으로서, 부하에서 요구하는 전원을 제공할 수 있도록 전원을 제어한다.

상기 모니터링 모듈(400)은 태양광전지모듈(100)의 전기 에너지 변환, 송전 과정 및 소비과정을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 제공하는 것으로서, 시간 및 위치에 따른 전기 에너지의 발생량을 저장할 수 있는 프로그램이 내장된 컴퓨터로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 학습용 태양발전 실습 장치는 학습자가 제작 및 사용할 수 있도록 모듈화한 상태로 제공됨은 물론, 각 모듈을 구성하는 부품을 조립할 수 있도록 되어 있다.

먼저, 태양광전지모듈(100)을 제작하는 것이며, 이때에는 발전패널(101)에 송전선(103)을 연결하고, 상기 발전패널(101)을 프레임(102)의 상면에 고정시키는 것이다.

한편, 상기 태양광전지모듈(100)이 설치되는 태양추적모듈(200)을 제작하는 것으로서, 프레임(102)의 저면에 지지부재(201)의 일단을 고정하고, 상기 지지부재(201)의 타단은 지지 판(206)의 상면에 힌지(202)를 매개로 회전 가능하게 설치한다.

그리고 상기 프레임(102)의 타단에는 지지 링크(203)의 일단을 설치하되, 상 기 지지 링크(203)는 한 쌍으로 이루어져 있는 것으로서, 그 지지 링크(203)의 타단은 지지 판(206)에 설치하는 것이다.

한편, 상기 지지 링크(203)의 중앙에는 회전축(204)을 나사 결합하는 것이며, 그 회전축(204)의 일단에는 회전축(204)을 회전시키는 각도조절 모터(205)를 설치하는 것이다.

그리고 상기 지지 판(206)의 저면에는 그 지지 판(206)을 회전시키기 위한 회전 모터(207)를 설치한다.

또한, 태양광전지모듈(100)로 조사되는 태양광의 방향을 검출하는 검출수단(208)을 설치하되, 그 검출수단(208)은 태양광전지모듈(100)로 조사되는 태양의 방향을 검출할 수 있도록 선택된 곳(예; 프레임 표면 또는 지지 판 표면)에 설치하는 것이다.

한편, 파워컨트롤러 모듈(300)에는 송전선(103)을 연결하는 것이며, 상기 파워컨트롤러 모듈(300)은 송전선(103)을 통하여 송전되는 전기 에너지를 분석하고 제어할 수 있는 테스트 장비를 사용하는 것도 가능하다.

상기 파워컨트롤러 모듈(300)에는 모니터링 모듈(400)을 연결하는 것이며, 그 모니터링 모듈(400)을 통하여 태양광전지모듈(100)의 전기 에너지 변환, 송전 과정 및 소비과정을 육안으로 확인할 수 있도록 제공된다.

즉, 모니터링 모듈(400)은 시간 및 위치에 따른 전기 에너지의 발생량을 저장할 수 있는 프로그램이 내장된 컴퓨터로 마련하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 사용자가 직접 모듈을 제작하여 태양광 에너지를 전기에너 지로 변환 및 소비 과정을 확인함은 물론, 태양의 시간별 이동에 따른 전기에너지의 크기는 물론, 태양의 위치 변화에 따른 태양광전지모듈(100)의 위치를 변경하는 것으로서, 학습효과를 극대화 할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 학습용 태양발전 실습 장치를 나타낸 개략도.

도 2 및 도3은 본 발명에 따른 학습용 태양발전 실습 장치의 태양추적모듈의 작동상태를 나타낸 측면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 태양광전지모듈 101 : 발전패널

102 : 프레임 103 : 송전선

200 : 태양추적모듈 203 : 지지 링크

204 : 회전축 205 : 각도조절 모터

206 : 지지 판 207 : 회전 모터

208 : 검출수단 300 : 파워컨트롤러 모듈

400 : 모니터링 모듈

Claims (2)

1. 태양에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전패널(101)과, 상기 발전패널(101)을 지지하는 프레임(102)과, 상기 발전패널(101)에 의해서 변환된 전기 에너지를 송전하는 송전선(103)으로 이루어진 태양광전지모듈(100);

   지지판(206)과, 상기 지지판(206)의 저면에 설치되어 지지판(206)을 회전시키는 회전모터(207)와, 상기 태양광전지모듈(100) 일단과 상기 지지판(206)에 각각 힌지결합된 지지부재(201)와, 상기 태양광전지모듈(100)의 타단과 상기 지지판(206)의 타단에 각각 힌지결합된 한쌍의 지지 링크(203)와, 일단이 상기 지지부재(201)에 결합되고 타단이 상기 한쌍의 지지 링크(203) 사이의 중앙에 나사결합되어 태양광전지모듈(100)의 각도를 조절하도록 각도조절 모터(205)가 설치된 회전축(204)과, 상기 태양광전지모듈(100)로 조사되는 태양광의 방향을 검출하는 검출수단(208)으로 이루어진 태양추적모듈(200);

   상기 태양광전지모듈(100)의 송전선(103)을 통하여 송전되는 전기 에너지를 분석하고 제어하는 파워컨트롤러 모듈(300); 및

   상기 태양광전지모듈(100)의 전기 에너지 변환, 송전 과정 및 소비과정을 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 제공하는 모니터링 모듈(400)로 구성됨을 특징으로 하는 학습용 태양발전 실습 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 모니터링 모듈(400)에는 시간 및 위치에 따른 전기 에너지의 발생량을 저장할 수 있는 프로그램이 내장된 컴퓨터가 더 포함됨을 특징 으로 하는 학습용 태양발전 실습 장치.

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