KR100967266B1 - Solar tracker and the tracking method of the same - Google Patents

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KR100967266B1 KR1020080048382A KR20080048382A KR100967266B1 KR 100967266 B1 KR100967266 B1 KR 100967266B1 KR 1020080048382 A KR1020080048382 A KR 1020080048382A KR 20080048382 A KR20080048382 A KR 20080048382A KR 100967266 B1 KR100967266 B1 KR 100967266B1
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Abstract

본 발명은 간단한 구조로 태양광 추적장치의 내구성 향상 및 태양의 이동 경로뿐만 아니라 흐린 날에도 태양광 발전장치의 집광판에 태양광이 최대로 조사되도록 하여 태양광 발전장치의 발전량을 최대한으로 유지하기 위한 태양광 추적장치 및 그 추적 방법에 관한 것으로서, 태양광 발전장치의 집광판을 방향회전 및 경사회전시켜 태양광을 추적하는 태양광 추적장치에 있어서, 원형의 콘크리트 기둥; 상기 콘크리트 기둥의 상부면에 고정되는 트러스트 베어링; 상기 집광판의 방향회전 및 경사회전을 구동하는 제1 및 제2의 구동장치; 상부에는 상기 구동장치를 수납하는 구동장치 하우징이 마련되고, 중간부에서는 상기 트러스트 베어링의 상부에 고정되며, 하부에는 상기 콘크리트 기둥과의 사이에 가이드 베어링으로 회동 가능하게 고정되어 방향회전하는 방향회전축; 및 상기 구동장치 하우징을 관통하여 경사회전하고, 상기 집광판이 고정되는 경사회전축을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention has a simple structure to improve the durability of the solar tracking device and the solar movement path as well as to keep the maximum amount of power generated by the solar light irradiating the solar panel to the light collecting plate of the photovoltaic device to the maximum A solar tracking device and a tracking method thereof, comprising: a circular concrete column for tracking solar light by rotating and tilting a light collecting plate of a photovoltaic device; A thrust bearing fixed to the upper surface of the concrete column; First and second driving devices for driving the directional rotation and the oblique rotation of the light collecting plate; A drive housing for housing the drive device is provided at an upper portion thereof, and is fixed to an upper portion of the thrust bearing at an intermediate portion thereof, and a direction rotation shaft rotated in a lower direction by a guide bearing between the concrete pillars; And an inclined rotating shaft penetrating the driving device housing and fixed to the light collecting plate.

본 발명에 따르면 콘크리트 기둥과 방향회전축 사이에 가이드 베어링을 설치함으로써, 강한 풍압에 견딜 수 있고, 흐린 날이나, 구름의 이동에 대응하여 집광판의 방향각 및 경사각을 보정하여 발전효율을 최대로 할 수 있다.According to the present invention, by installing the guide bearing between the concrete pillar and the direction of rotation shaft, it can withstand strong wind pressure, and can maximize the power generation efficiency by correcting the direction angle and the inclination angle of the light collecting plate in response to the cloudy day or the movement of clouds. have.

집광판, 트러스트 베어링, 가이드 베어링, 모터, 보정 Light collecting plate, thrust bearing, guide bearing, motor, compensating

Description

태양광 추적장치 및 그 추적 방법{Solar tracker and the tracking method of the same}Solar tracker and the tracking method of the same}

본 발명은 태양광 추적장치 및 그 추적 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 간단한 구조로 태양광 추적장치의 내구성을 향상시키고, 태양의 이동 경로뿐만 아니라 흐린 날에도 태양광 발전장치의 집광판에 태양광이 최대로 조사되도록 하여 태양광 발전장치의 발전량을 최대한으로 유지하기 위한 태양광 추적장치 및 그 추적 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a solar tracking device and a tracking method thereof, and in particular, a simple structure improves the durability of the solar tracking device, and the solar light is collected on the light collecting plate of the photovoltaic device on a cloudy day as well as the path of the sun. The present invention relates to a solar tracking device and a tracking method for maximally irradiating to maintain the maximum amount of power generated by the solar power generation device.

최근에는 화석연료의 사용에 따른 이산화탄소 발생에 의한 지구의 온난화나 원자력발전소의 핵폐기물에 대한 처리곤란 등 지구의 환경에 대한 문제가 크게 대두되어 자연의 청정에너지를 활용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Recently, the global environmental problems such as global warming due to the use of fossil fuels and difficulty in treating nuclear wastes at nuclear power plants have emerged, and researches for utilizing the clean energy of nature have been actively conducted.

이러한 자연 에너지의 이용은 태양광 발전, 조력발전, 풍력발전 등 지구의 환경을 해치지 않고 사용할 수 있는 에너지원을 이용하는 방법들이다.The use of natural energy is a method of using energy sources that can be used without harming the earth's environment such as solar power, tidal power, and wind power.

여기서 태양전지를 이용한 태양광 발전은 태양광을 직접 전기에너지로 변환시키는 기술로서 광전변환소자가 햇빛을 받으면 광전효과에 의해 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전방식이다.Here, photovoltaic power generation using solar cells is a technology for directly converting sunlight into electrical energy. The photovoltaic device converts light energy into electrical energy by photoelectric effect when sunlight is received.

태양광 발전은 광전변환소자를 포함하는 태양전지로 구성된 모듈(module)과 축전지 및 전력변환 인버터로 구성된다.Photovoltaic power generation is composed of a module consisting of a solar cell including a photoelectric conversion element, a storage battery and a power conversion inverter.

이러한 태양광 발전 시스템은 태양전지 모듈을 계절에 따른 일조량의 변화나 아침부터 저녁까지 태양의 이동에 따른 추적을 위해 태양 추적장치를 설치하는 등 발전효율을 높이기 위해 여러 장치들을 개발하여 사용하고 있는 실정이다.The solar power generation system is developing and using various devices to increase power generation efficiency, such as installing solar tracking devices for tracking solar cell modules according to the change in the amount of sunlight according to the season or the movement of the sun from morning to evening. to be.

이러한 태양의 일조량이나 태양의 이동에 따른 추적에 의한 발전효율의 문제를 해결하기 위한 태양광 추적장치에 관한 기술이 대한민국 등록특허공보 10-0819861호에 개시되어 있다.The technology related to the solar tracking device for solving the problem of power generation efficiency by tracking according to the amount of sunshine or movement of the sun is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-0819861.

즉, 상기 등록특허공보에 있어서는 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 콘크리트형 기초(151) 상단에는 원형고정판(152)이 배치되고, 원형고정판(152)은 복수개의 경사빔(153) 및 고정대(154)를 통해 콘크리트형 기초(151)에 지지된다.That is, in the registered patent publication, as shown in FIG. 6, a circular fixing plate 152 is disposed on an upper end of the concrete foundation 151, and the circular fixing plate 152 includes a plurality of inclined beams 153 and a fixing stand 154. It is supported by the concrete foundation 151 through).

원형고정판(152)의 상부에는 턴테이블(155)이 수직모터(156)에 의해 회동하도록 결합되어 있다.The turntable 155 is coupled to the upper portion of the circular fixing plate 152 so as to be rotated by the vertical motor 156.

턴테이블(155)의 중앙에는 직사각형의 지지프레임(120)이 세워져 있고, 지지프레임(120)의 일측변은 패널(101)과 평행하게 턴테이블(155)의 중심에 고정되어 있다.A rectangular support frame 120 is erected at the center of the turntable 155, and one side of the support frame 120 is fixed to the center of the turntable 155 in parallel with the panel 101.

지지프레임(120)의 일측변의 좌, 우측에서는 각각 수직변이 동일 길이로 연장되고, 상기 수직변의 끝단에는 축심샤프트(129)가 설치되어 있다.On the left and right sides of one side of the support frame 120, the vertical side extends the same length, respectively, and the shaft end shaft 129 is provided at the end of the vertical side.

또한, 축심샤프트(129)가 설치된 곳과 턴테이블(155)의 사이에는 V자 형상과 같이 배열된 복수개의 트러스빔(121, 122)이 설치되어 있다. 복수개의 트러스 빔(121, 122)과 지지프레임(120)에 의해서, 좌, 우측 라운드구조물(111, 112), 해당 지지바(113, 114) 및 패널(101)이 고정된다.Further, a plurality of truss beams 121 and 122 arranged in a V-shape are provided between the place where the shaft center shaft 129 is provided and the turntable 155. The left and right round structures 111 and 112, the corresponding support bars 113 and 114, and the panel 101 are fixed by the plurality of truss beams 121 and 122 and the support frame 120.

라운드구조물(111, 112)의 일측 직선변은 패널(101)의 보강프레임(103, 104)에 면접촉되어 지지력을 갖도록 되어 있다. 라운드구조물(111, 112)의 타측 직선변과 보강프레임(103, 104)의 사이에는 해당 지지바(113, 114)가 버팀목과 같이 결합되어 있다.One straight side of the round structures 111 and 112 is in surface contact with the reinforcing frames 103 and 104 of the panel 101 to have a bearing force. The support bars 113 and 114 are coupled between the other straight sides of the round structures 111 and 112 and the reinforcement frames 103 and 104 like crutches.

라운드구조물(111, 112)은 부채꼴 형상으로 일측 및 타측 직선변 사이에 원호레일(111a, 112a)을 갖고 있고, 지지프레임(120)의 축심샤프트(129)의 양단에서 회전 가능하게 결합되어 있다.The round structures 111 and 112 have a circular arc shape and have circular arc rails 111a and 112a between one side and the other straight side, and are rotatably coupled at both ends of the shaft center shaft 129 of the support frame 120.

지지프레임(120)의 좌, 우측 하부 모서리 근처에는 라운드구조물(111, 112)의 원호레일(111a, 112a)에 마찰력을 제공하여, 라운드구조물(111, 112)을 회동시키는 틸트롤러(115, 116)가 결합되어 있으며, 틸트롤러(115, 116)는 수평모터(166)의 기어박스에 연결되어 회전되는 동력전달축부재(167)의 양단에 결합되어 있다.Til controllers 115 and 116 rotate the round structures 111 and 112 by providing frictional force to the circular arc rails 111a and 112a of the round structures 111 and 112 near the lower left and right lower edges of the support frame 120. ) Is coupled, and the tilt controllers 115 and 116 are coupled to both ends of the power transmission shaft member 167 which are connected to the gearbox of the horizontal motor 166 and rotate.

그리고 중앙제어유닛에서 천문학적 데이터에 의해 태양을 추적하고, 하늘에 구름이 낀 경우에는 패널(101)을 각도 5도로 유지시켜 태양광이 입사되도록 되어 있다.The central control unit tracks the sun by astronomical data, and when the cloud is in the sky, the panel 101 is maintained at an angle of 5 degrees so that sunlight is incident.

그러나, 상기 공보에 개시된 기술에 있어서는 방향회전 및 경사회전(회동 및 틸트)을 위한 구조가 복잡하고, 강한 바람에 견디기 어려운 구조로 되어 있으며, 원형고정판, 원형랙기어 및 턴테이블로 이루어진 방향회전을 위한 축받이의 구조가 내구성을 갖기 어려운 구조로 되어 있다.However, in the technique disclosed in the above publication, the structure for directional rotation and inclined rotation (rotation and tilt) is complicated, and has a structure that is difficult to withstand strong wind, and for directional rotation consisting of a circular fixing plate, a circular rack gear, and a turntable. The bearing structure has a structure that is difficult to have durability.

또한, 흐린 날에는 태양광 발전장치의 집광판을 일정 각도로 고정시킴으로써, 태양광이 집광판에 최대로 조사될 수 없을 뿐만 아니라, 구름의 이동에 따른 태양광의 최대 조사방향으로 이동할 수도 없는 문제가 있다.In addition, by fixing the light collecting plate of the photovoltaic device at a certain angle on a cloudy day, the solar light can not be irradiated to the light collecting plate to the maximum, nor can it move in the maximum irradiation direction of the sunlight according to the movement of the cloud.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 집광판의 방향회전 및 경사회전을 위한 구조가 간단하고, 방향회전축을 지지하는 베어링의 구조가 간단하면서도 내구성을 가지며, 강한 풍압에 견딜 수 있는 태양광 추적장치를 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, the structure for directional rotation and inclined rotation of the light collecting plate is simple, the structure of the bearing supporting the directional rotation axis is simple and durable, and strong wind pressure It is to provide a solar tracking device that can withstand.

또한, 본 발명의 다른 목적은 흐린 날이나, 구름의 이동에 대응하여 집광판에 태양광이 최대로 조사될 수 있는 태양광 추적장치 및 그 추적방법을 제공하기 위한 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a solar tracking device and its tracking method that can be irradiated with maximum sunlight to the light collecting plate in response to a cloudy day or the movement of clouds.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 추적장치는 태양광 발전장치의 집광판을 방향회전 및 경사회전시켜 태양광을 추적하는 태양광 추적장치에 있어서, 원형의 콘크리트 기둥; 상기 콘크리트 기둥의 상부면에 고정되는 트러스트 베어링; 상기 집광판의 방향회전 및 경사회전을 구동하는 제1 및 제2의 구동장치; 상부에는 상기 구동장치를 수납하는 구동장치 하우징이 마련되고, 중간부에서는 상기 트러스트 베어링의 상부에 고정되며, 하부에는 상기 콘크리트 기둥과의 사이에 가이드 베어링으로 회동 가능하게 고정되어 방향회전하는 방향회전축; 및 상기 구 동장치 하우징을 관통하여 경사회전하고, 상기 집광판이 고정되는 경사회전축을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the solar tracking device according to the present invention for achieving the above object is a solar tracking device for tracking the sunlight by rotating and tilting the light collecting plate of the photovoltaic device, a circular concrete column; A thrust bearing fixed to the upper surface of the concrete column; First and second driving devices for driving the directional rotation and the oblique rotation of the light collecting plate; A drive housing for housing the drive device is provided at an upper portion thereof, and is fixed to an upper portion of the thrust bearing at an intermediate portion thereof, and a direction rotation shaft rotated in a lower direction by a guide bearing between the concrete pillars; And an inclined rotating shaft penetrating the driving device housing and fixed to the light collecting plate.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치에 있어서, 상기 제1의 구동장치는 상기 트러스트 베어링의 중앙부에서 상기 콘크리트 기둥의 상부면에 원형 또는 원호 형상의 치차부가 고정되고, 상기 치차부에 맞물려 상기 방향회전축을 회전시키는 제1의 감속기어 모터로 이루어지고, 상기 제2의 구동장치는 상기 구동장치 하우징 내에서 피동기어가 상기 경사회전축에 고정되고, 상기 피동기어에 맞물려 상기 경사회전축을 회전시키는 제2의 감속기어 모터로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in the solar tracking device according to the present invention, the first driving device is a circular or arc-shaped gear is fixed to the upper surface of the concrete pillar at the central portion of the thrust bearing, and meshed with the gear to the direction A second reduction gear motor configured to rotate a rotating shaft, and the second driving device includes a second driving device in which the driven gear is fixed to the inclined rotation shaft in the drive housing, and engaged with the driven gear to rotate the inclined rotation shaft. It characterized by consisting of a reduction gear motor.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치에 있어서, 저장부에 미리 저장된 매일 매일의 시간별 태양의 방위각 및 경사각에 따라 제1 및 제2의 구동장치를 구동시켜, 집광판을 상기 저장부에 미리 저장되어 있는 현재시각의 방위각 및 경사각으로 이동시킨 후, 현재시각의 태양광의 세기가 최대인 방위각 및 경사각을 측정하고, 상기 측정된 방위각 및 경사각과 현재 이동되어 있는 상태의 집광판의 방위각 및 경사각의 오차여부를 계산하여 오차가 있는 경우에는 그 오차만큼 상기 제1 및 제2의 구동장치를 계속 구동시켜 상기 집광판의 위치를 보정하는 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the solar tracking device according to the present invention, the first and second driving devices are driven in accordance with the azimuth and inclination angles of the sun every day stored in advance in the storage unit, and the light collecting plate is stored in advance in the storage unit. After moving to the azimuth and inclination angle of the present time, the azimuth and inclination angles of the maximum intensity of sunlight at the present time are measured, and the measured azimuth and inclination angles are different from the azimuth and inclination angles of the light collecting plate which are currently moved. If there is an error calculated and characterized in that it further comprises a control device for correcting the position of the light collecting plate by continuing to drive the first and second driving devices by the error.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치에 있어서, 상기 제어장치는 태양광이 입사되는 입사각이 상이한 3개 또는 4개 이상의 광센서를 포함하고, 상기 각각의 센서에 입사된 광량이 가장 큰 센서의 방향으로 상기 집광판을 이동시켜 상기 각각의 센서에 입사된 광량이 동일할 때까지 상기 집광판의 위치를 보정하는 것을 특징 으로 한다.In the solar tracking device according to the present invention, the control device includes three or four or more optical sensors having different incidence angles at which the sunlight is incident, and includes a sensor having the largest amount of light incident on each of the sensors. The light collecting plate is moved in a direction to correct the position of the light collecting plate until the amount of light incident on the respective sensors is the same.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 추적장치는 태양광 발전을 위한 집광판과 상기 집광판을 방향회전시키는 제1의 구동장치 및 경사회전시키는 제2의 구동장치를 포함하는 태양광 추적장치에 있어서, 일자별 일출 및 일몰시각, 시각별 태양의 방위각 및 경사각, 오차값 등 기준값을 저장하는 저장부와; 상기 집광판의 상부면에 정삼각형 또는 정다각형의 꼭지점 위치에서 상기 정삼각형 또는 정다각형의 중심점과 상기 각각의 꼭지점사이를 잇는 선분과 각각이 동일한 예각 또는 둔각을 이루도록 설치되는 3개 또는 4개 이상의 광센서와; 상기 광센서에서 검출된 광량에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부 및; 상기 저장부에 저장된 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각을 읽어 상기 집광판이 태양을 향하도록 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시키며, 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 신호를 입력받아 상기 각각의 광센서에 입사된 광량이 동일할 때까지 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시켜 상기 집광판의 방향 및 경사를 보정하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solar tracking device according to the present invention for achieving the above object includes a solar tracking plate comprising a light collecting plate for photovoltaic power generation and a first drive device for rotating the light collecting plate direction and a second drive device for tilting rotation. An apparatus comprising: a storage unit for storing reference values such as sunrise and sunset times for each day, azimuth and tilt angles of the sun for each time, and error values; Three or more optical sensors installed on the upper surface of the light collecting plate so as to form a same acute or obtuse angle with a line connecting the center point of the equilateral triangle or the regular polygon and the respective vertices at the vertex position of the equilateral triangle or the regular polygon; An analog / digital converter for converting an analog signal of the amount of light detected by the optical sensor into a digital signal; Read the azimuth and inclination angles of the sun with respect to the current time stored in the storage unit to drive the first and second driving devices so that the light collecting plate faces the sun, and receive a signal from the analog / digital converter. And a controller for controlling the first and second driving devices to correct the direction and the inclination of the light collecting plate until the amount of light incident on the optical sensor is the same.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 일출 및 일몰시각동안 상기 제1 및 제2의 구동장치가 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.In the solar tracking device according to the present invention, the controller controls the first and second driving devices to be driven during the sunrise and sunset times stored in the storage unit.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치에 있어서, 상기 보정된 방위각 및 경사각을 상기 저장부에 오차값으로 저장하는 것을 특징으로 한다.In the solar tracking device according to the present invention, the corrected azimuth and tilt angles are stored as error values in the storage unit.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치에 있어서, 상기 제어부는 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각을 읽어 상기 집광판이 태양을 향하도록 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시킬 때, 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각에 상기 저장부에 저장된 상기 보정된 방위각 및 경사각을 보정한 방위각 및 경사각에 의해 상기 집광판이 태양을 향하도록 상기 제1 및 제2 구동부를 구동시키는 것을 특징으로 한다.In the solar tracking device according to the present invention, the control unit reads the azimuth and inclination angles of the sun with respect to the current time, and drives the first and second driving devices so that the light collecting plate faces the sun. The first and second driving units are driven such that the light collecting plate faces the sun by the corrected azimuth and inclination angles of the corrected azimuth and inclination angles stored in the storage unit in the azimuth and inclination angles of the sun.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치에 있어서, 상기 예각은 60∼85°이고, 상기 둔각은 95∼120°인 것을 특징으로 한다.In the solar tracking device according to the present invention, the acute angle is 60 to 85 degrees, and the obtuse angle is 95 to 120 degrees.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 태양광 추적방법은 태양광 발전을 위한 집광판과; 상기 집광판을 방향회전시키는 제1의 구동장치 및 경사회전시키는 제2의 구동장치와; 일자별 일출 및 일몰시각, 시각별 태양의 방위각 및 경사각, 오차값 등 기준값을 저장하는 저장부와; 상기 집광판의 상부면에 정삼각형 또는 정다각형의 꼭지점 위치에서 상기 정삼각형 또는 정다각형의 중심점과 상기 각각의 꼭지점사이를 잇는 선분과 각각이 동일한 예각 또는 둔각을 이루도록 설치되어 각각에 입사된 광량에 따른 신호를 출력하는 3개 또는 4개 이상의 광센서와; 상기 제1 및 제2의 구동장치를 제어하고, 상기 저장부에 필요한 정보를 입출력하며, 상기 각각의 광센서에서 출력되는 신호를 입력받는 제어부를 포함하는 태양광 추적장치의 태양광 추적방법에 있어서, 일자별 일출 및 일몰시각, 시각별 태양의 방위각 및 경사각을 상기 저장부에 저장하는 기준값 저장단계; 상기 집광판의 방향 및 경사 상태를 초기화하는 집광판 상태 초기화단계; 상기 저장부에 저장된 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각을 읽어 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동 시켜 상기 집광판이 태양을 향하도록 하는 집광판의 제1 이동단계; 상기 제1 이동단계 후에 상기 각각의 광센서에 입사된 광량이 동일할 때까지 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시켜 상기 집광판의 방향 및 경사를 보정하는 집광판의 제2 이동단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the solar tracking method according to the present invention for achieving the above object and a light collecting plate for photovoltaic power generation; A first driving device for rotating the light collecting plate in a direction and a second driving device for tilting the light collecting plate; A storage unit for storing reference values such as sunrise and sunset time by day, azimuth and inclination angle of the sun by time, and an error value; At the vertex position of an equilateral triangle or an equilateral triangle on the upper surface of the light collecting plate, the line connecting the center point of the equilateral triangle or the equilateral triangle and each of the vertices are respectively formed to have the same acute or obtuse angle and output a signal according to the amount of light incident on each Three or four or more optical sensors; In the solar tracking method of the solar tracking device comprising a control unit for controlling the first and second driving device, input and output the information required for the storage unit, and receives a signal output from the respective optical sensor A reference value storing step of storing the sunrise and sunset times by date, the azimuth and tilt angles of the sun by time; A light collecting plate state initializing step of initializing a direction and an inclined state of the light collecting plate; A first moving step of the light collecting plate to read the azimuth and tilt angles of the sun with respect to the current time stored in the storage unit to drive the first and second driving devices to direct the light collecting plate toward the sun; A second moving step of the light collecting plate to correct the direction and the inclination of the light collecting plate by driving the first and second driving devices until the amount of light incident on the respective optical sensors is the same after the first moving step; Characterized in that it comprises a.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적방법에 있어서, 상기 제어부는 상기 제2 이동단계에서 보정한 방위각 및 경사각을 상기 저장부에 오차값으로 저장하고, 상기 제1 이동단계에서 상기 저장부에 저장된 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각에 상기 보정된 방위각 및 경사각을 보정한 방위각 및 경사각에 의해 이후의 제1 이동단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.In the solar tracking method according to the present invention, the control unit stores the azimuth and tilt angle corrected in the second moving step as an error value in the storage unit and the current stored in the storage unit in the first moving step. And a subsequent first moving step is performed by the corrected azimuth and tilt angles to the azimuth and tilt angles of the sun with respect to time.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적방법에 있어서, 상기 이후의 제1 이동단계는 상기 제2 이동단계 후에 시간지연을 갖는 것을 특징으로 한다.In the solar tracking method according to the present invention, the subsequent first moving step has a time delay after the second moving step.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 태양광 추적장치 및 그 추적방법에 의하면, 집광판의 방향회전 및 경사회전을 위한 구조가 간단하여 그 시공이 용이하고, 방향회전축을 지지하는 베어링을 트러스트 베어링을 사용함으로써 그 구조가 간단하면서도 내구성을 갖는 효과가 있다.According to the solar tracking device and the tracking method according to the present invention as described above, the structure for the directional rotation and the oblique rotation of the light collecting plate is simple, its construction is easy, and the bearing supporting the directional rotation shaft by using a thrust bearing The structure is simple and has an effect of durability.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치에 의하면, 콘크리트 기둥과 일정길이를 갖는 방향회전축 사이에 가이드 베어링을 설치함으로써, 강한 풍압에 견딜 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the solar tracking device according to the present invention, by providing a guide bearing between the concrete pillar and the directional rotation shaft having a certain length, there is an effect that can withstand strong wind pressure.

또, 본 발명에 따른 태양광 추적장치 및 그 추적방법에 의하면, 흐린 날이 나, 구름의 이동에 대응하여 집광판의 방향각 및 경사각을 보정할 수 있으므로 태양광이 최대로 집광판에 조사될 수 있는 효과도 있다.In addition, according to the solar tracking device and the tracking method according to the present invention, since the direction angle and the inclination angle of the light collecting plate can be corrected in response to a cloudy day or the movement of the cloud, sunlight can be irradiated to the light collecting plate to the maximum. It also works.

이하에서는 본 발명에 따른 태양광 추적장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a solar tracking device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 추적장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a solar tracking device according to the present invention.

도 1에 있어서, 도면부호 10은 철근 콘크리트로 이루어진 콘크리트 기둥이다. 콘크리트 기둥(10)의 하부는 지상에 고정되고, 그 상부에는 이하에서 설명되는 바와 같은 태양광 추적장치의 각 부가 얹혀진다.In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a concrete column made of reinforced concrete. The lower part of the concrete column 10 is fixed to the ground, and the upper part thereof is mounted on each part of the solar tracking device as described below.

콘크리트 기둥(10)의 상부면에는 하부판(21)과 상부판(23) 사이에 볼(22)들을 구비하고 있는 트러스트 베어링(20)이 고정되어 있다. 트러스트 베어링(20)의 하부판(21)과 상부판(23)은 중앙부분에 공간을 갖는 링 형상의 구조이다.A thrust bearing 20 having balls 22 between the lower plate 21 and the upper plate 23 is fixed to the upper surface of the concrete column 10. The lower plate 21 and the upper plate 23 of the thrust bearing 20 have a ring-shaped structure having a space in the center portion.

도면부호 30은 상부에는 격판(34)에 의해 구획되는 구동장치 하우징(35)을 구비하고, 하부는 콘크리트 기둥(10)이 내삽되는 원통 형상의 방향회전축이다. 방향회전축(30)은 상부에 격판(34)에 의해 구획되는 공간인 구동장치 하우징(35)이 마련되고, 콘크리트 기둥(10)의 상부면에 설치된 트러스트 베어링(20)의 상부판(23)에 구동장치 하우징(35)을 구획하는 격판(34) 부분이 얹혀져 고정된다.Reference numeral 30 is provided with a drive housing 35 partitioned by a plate 34 at the upper portion, and the lower portion is a cylindrical axial rotation shaft into which the concrete column 10 is interpolated. The direction rotation shaft 30 is provided with a drive unit housing 35, which is a space partitioned by a diaphragm 34, and is provided on the upper plate 23 of the thrust bearing 20 installed on the upper surface of the concrete column 10. A portion of the diaphragm 34 which partitions the drive housing 35 is mounted and fixed.

이와 같이 콘크리트 기둥(10)과 트러스트 베어링(20)을 사이에 두고 결합되는 방향회전축(30)은 트러스트 베어링(20)을 축으로 하여 콘크리트 기둥(10)을 중심으로 자유로이 회전할 수 있도록 되어 있다.As described above, the directional rotation shaft 30 coupled with the concrete pillar 10 and the thrust bearing 20 therebetween is free to rotate about the concrete pillar 10 with the thrust bearing 20 as the axis.

그리고 방향회전축(30)의 하부에서 콘크리트 기둥(10)과의 사이에 가이드 베어링(31)을 설치되어 있다. 방향회전축(30)은 그 하부에 콘크리트 기둥(10)이 내삽될 수 있도록 충분한 길이가 되게 하고, 방향회전축(30)의 하부 끝단에 제1의 가이드 베어링(31)을 설치함으로써, 이하에서 설명되는 집광판(40)에 강한 풍압이 미치더라도 집광판(40)이 바람에 날라가거나 파손되는 것을 방지하게 된다. And the guide bearing 31 is provided in the lower part of the direction rotating shaft 30 with the concrete pillar 10. As shown in FIG. The directional rotation shaft 30 has a length sufficient to allow the concrete pillar 10 to be interpolated thereunder, and the first guide bearing 31 is provided at the lower end of the directional rotation shaft 30 to be described below. Even if a strong wind pressure is applied to the light collecting plate 40, the light collecting plate 40 is prevented from being blown by wind or broken.

여기서 방향회전축(30)의 하부에 콘크리트 기둥(10)이 내삽되는 길이는 길게 할수록 트러스트 베어링(20)이 수평 방향으로 미치는 풍압에 잘 견딜 수 있다. 이 수평 방향으로 미치는 풍압에 더욱 효과적으로 대응하기 위해 콘크리트 기둥(10)의 상부 즉, 트러스트 베어링(20)과 인접한 부분에 제2의 가이드 베어링(33)을 설치할 수 있다.In this case, the longer the length of the concrete pillar 10 inserted into the lower portion of the direction rotation shaft 30 can withstand the wind pressure of the thrust bearing 20 in the horizontal direction. In order to more effectively cope with this wind pressure in the horizontal direction, the second guide bearing 33 may be installed on the upper portion of the concrete column 10, that is, the portion adjacent to the thrust bearing 20.

도면부호 40은 태양광 발전을 위한 태양전지셀과 광센서(175a, 175b, 175c)가 설치된 집광판이고, 도면부호 42는 양쪽의 집광판(40)이 고정되고, 집광판(40)의 경사각을 조절하기 위해 회전하는 경사회전축이다.Reference numeral 40 denotes a light collecting plate provided with a solar cell and photoelectric sensors 175a, 175b, and 175c for photovoltaic power generation, and reference numeral 42 is fixed to both light collecting plates 40 to adjust the inclination angle of the light collecting plate 40. To rotate the inclined axis of rotation.

방향회전축(30)의 구동장치 하우징(35)에는 경사회전축(42)이 관통하도록 되어 있고, 경사회전축(42)은 이 관통부의 양쪽에서 볼 베어링(45)를 통해 방향회전축(30)에 고정된다.An inclined rotary shaft 42 penetrates the drive housing 35 of the directional rotary shaft 30, and the inclined rotary shaft 42 is fixed to the directional rotary shaft 30 through the ball bearings 45 on both sides of the penetrating portion. .

이하에서는 구동장치 하우징(35)내에 설치되어 태양의 이동에 따라 또는 최대 광량의 집광을 위해 방향회전축(30)과 경사회전축(42)을 회전시키는 구동장치에 대하여 설명한다.Hereinafter, a drive device installed in the drive housing 35 to rotate the direction rotation shaft 30 and the inclination rotation shaft 42 in accordance with the movement of the sun or to collect the maximum amount of light will be described.

도 2는 본 발명에 따른 태양광 추적장치의 방향회전축 구동장치의 도면이다.2 is a view of the direction axis drive device of the solar tracking device according to the present invention.

도 2에 있어서, 도면부호 51은 콘크리트 기둥(10) 상부면에 설치된 트러스트 베어링(20)의 중앙부분 내에서 콘크리트 기둥(10)의 상부면에 고정된 원호 또는 원형의 치차이고, 도면부호 53은 방향회전축(30)에 고정되어 감속회전하는 제1의 감속기어모터이다.In Fig. 2, reference numeral 51 denotes an arc or circular gear fixed to the upper surface of the concrete column 10 within the central portion of the thrust bearing 20 installed on the upper surface of the concrete column 10, and reference numeral 53 It is a first reduction gear motor fixed to the directional rotation shaft 30 and decelerating and rotating.

제1의 감속기어모터(53)에는 구동기어(55)가 설치되어 있고, 이 구동기어(55)는 격판(34)에 형성된 구멍(도면에는 미도시)을 통하여 치차(51)와 맞물려 결합되어 제1의 감속기어모터(53)의 회전력을 전달한다. 여기서 콘크리트 기둥(10)은 지상에 고정되고 방향회전축(30)은 회전될 수 있는 것이므로 제1의 감속기어모터(53)의 회전에 의해 방향회전축(30)은 좌·우 방향으로 회전된다.The first reduction gear motor 53 is provided with a drive gear 55, which is engaged with the gear 51 through a hole (not shown) formed in the diaphragm 34. The rotational force of the first reduction gear motor 53 is transmitted. Here, the concrete pillar 10 is fixed to the ground and the direction of the rotation shaft 30 can be rotated by the rotation of the first reduction gear motor 53, the direction of the rotation shaft 30 is rotated in the left and right directions.

또, 도 1에 있어서, 도면부호 63은 격판(34) 상에 설치된 제2의 감속기어모터이고, 도면부호 67은 경사회전축(42)에 설치된 피동기어이다.In Fig. 1, reference numeral 63 denotes a second reduction gear motor provided on the diaphragm 34, and reference numeral 67 denotes a driven gear provided on the inclined rotation shaft 42.

제2의 감속기어모터(63)에는 구동기어(65)가 설치되어 있고, 이 구동기어(65)는 피동기어(67)와 맞물려 결합되어 제2의 감속기어모터(63)의 회전력이 전달된다. 따라서 제2의 감속기어모터(63)의 회전에 의해 경사회전축(42)은 상·하 방향으로 회전된다.A drive gear 65 is provided in the second reduction gear motor 63, and the drive gear 65 is engaged with the driven gear 67 to transmit the rotational force of the second reduction gear motor 63. . Therefore, the inclined rotation shaft 42 is rotated in the up and down direction by the rotation of the second reduction gear motor 63.

도 3은 집광판에 설치된 광센서들의 위치와 경사각을 나타낸 도면이다.3 is a view showing the position and the inclination angle of the optical sensors installed on the light collecting plate.

2개의 집광판(40)중 어느 하나에는 도 3에서 보는 바와 같이 상부면에 3개의 광센서(175a, 175b, 175c)가 정삼각형의 위치에서 집광판(40)의 상부면과 동일한 예각이나 동일한 둔각의 경사각을 갖도록 설치된다. 이 경사각은 60∼85° 또는 95∼120°의 경사각을 갖고 설치되는 것이 바람직하다.In one of the two light collecting plates 40, three optical sensors 175a, 175b, and 175c on the upper surface have the same acute angle or the same obtuse angle as the upper surface of the light collecting plate 40 at the position of an equilateral triangle as shown in FIG. It is installed to have. This inclination angle is preferably provided with an inclination angle of 60 to 85 degrees or 95 to 120 degrees.

광센서(175a, 175b, 175c)들은 정삼각형의 중심점과 각각의 꼭지점사이를 잇는 선분(L1, L2, L3)과 각각이 동일한 경사각을 이루도록 설치되어 각각에 입사된 광량에 따른 신호를 출력한다. 이하에서 설명되는 제어장치(100)에서 이 신호는 각각 120°의 방향을 갖는 벡터의 크기로 인식된다.The photosensors 175a, 175b, and 175c are installed such that the line segments L1, L2, and L3 connecting the center points of the equilateral triangles and the respective vertices have the same inclination angle, and output a signal according to the amount of light incident thereon. In the control device 100 described below, this signal is recognized as the magnitude of the vector having a direction of 120 ° each.

따라서, 각 광센서의 경사각이 집광판(40)과 예를 들어 85°인 경우에 집광판(40)이 태양과 직각인 경우에는 각각의 광센서(175a, 175b, 175c)는 태양광선과 5°가 기울어져 있고, 각각의 광센서(175a, 175b, 175c)에서 출력되는 신호는 각각 120°의 방향을 갖는 동일한 크기로 출력하게 된다. 만약, 집광판(40)이 태양광선과 일정각도(θ°)만큼 기울어져 있으면, 3개의 광센서 각각에 입사된 광량은 θ°에 따라 각각 상이한 크기(이 신호의 크기는 벡터적(的)으로 변화된 크기)의 신호를 출력하게 된다.Accordingly, when the light collecting plate 40 is perpendicular to the sun when the inclination angle of each light sensor is 85 ° with the light collecting plate 40, the respective light sensors 175a, 175b, and 175c have a 5 ° angle with the sunlight. The signals which are inclined and output from the respective photosensors 175a, 175b, and 175c are output in the same magnitude, each having a direction of 120 °. If the light collecting plate 40 is inclined with the sunlight by a predetermined angle (θ °), the amount of light incident on each of the three light sensors is different depending on θ ° (the magnitude of the signal is vectorized). Outputs a signal of varying magnitude.

따라서, 각각의 광센서(175a, 175b, 175c)에서 출력된 신호의 크기를 벡터적으로 합하면 집광판(40)이 어느 방향으로 θ°만큼 기울어진 것(최대 광량이 되는 방향의 방위각 및 경사각을 기준으로 기울어진 각)을 알 수 있게 된다.Therefore, when the magnitudes of the signals output from the respective photosensors 175a, 175b, and 175c are vectorized, the light collecting plate 40 is inclined by θ ° in any direction (based on the azimuth and inclination angles in the direction of the maximum amount of light). Tilt angle).

여기서 광센서는 3개로 설명하였지만, 4개 이상의 다수개를 정다각형의 꼭지점에 배치하여 설치하여도 된다. 이 경우에도 정다각형의 중심점과 각각의 꼭지점사이를 잇는 선분과 각각이 동일한 각을 이루도록 설치된다.Although three optical sensors have been described herein, four or more optical sensors may be arranged at vertices of regular polygons. In this case as well, the line segments between the center points of the regular polygons and the respective vertices are installed to have the same angle.

이하에서는 제1의 감속기어모터(53)와 제2의 감속기어모터(63)를 구동시키는 제어장치(100)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the control apparatus 100 for driving the first reduction gear motor 53 and the second reduction gear motor 63 will be described.

도 4는 본 발명에 따른 태양광 추적장치를 제어하기 위한 제어장치의 블록도이다.4 is a block diagram of a control device for controlling the solar tracking device according to the present invention.

도 4에 있어서, 도면부호 110은 1년 동안의 일자별 태양의 일출시각 및 일몰시각, 매일 매일 태양의 시각별 방위각 및 경사각 등의 기준값을 저장하고, 날씨가 흐리거나 각각의 기준값에 오차가 있는 경우에 그 오차값을 저장하는 저장부이다. 여기서 태양의 방위각 및 경사각이 저장되는 시각은 예를 들어 1분, 3분, 5분, 10분, 30분, 60분 단위로 저장될 수 있다. 이 시각에 대한 단위가 작은 경우에는 태양광 추적장치의 태양광 입사 효율은 높일 수 있지만, 제1의 감속기어모터(53) 및 제2의 감속기어모터(63)를 구동시키는 빈도가 높아 전력소비가 많이 발생될 수 있으며, 반대로 시각에 대한 단위가 큰 경우에는 태양광 추적장치의 태양광 입사 효율은 낮아지게 되고, 제1의 감속기어모터(53) 및 제2의 감속기어모터(63)를 구동시키기 위한 전력소비는 줄일 수 있다.In FIG. 4, reference numeral 110 stores reference values such as the sunrise and sunset times of the sun by day for each year, the azimuth and inclination of the sun by day, and when the weather is cloudy or there is an error in each reference value. Is a storage unit for storing the error value. The time at which the azimuth and tilt angles of the sun are stored may be stored in units of 1 minute, 3 minutes, 5 minutes, 10 minutes, 30 minutes, and 60 minutes, for example. If the time unit is small, the solar light incident efficiency of the solar tracking device can be increased, but the frequency of driving the first reduction gear motor 53 and the second reduction gear motor 63 is high, thus consuming power. In contrast, when the unit of time is large, the solar light incident efficiency of the solar tracking device becomes low, and the first reduction gear motor 53 and the second reduction gear motor 63 are separated. Power consumption for driving can be reduced.

따라서, 발전효율과 모터의 소비전력을 감안하여 시각에 대한 단위별로 기준값을 저장하던가, 시각에 대한 단위를 최소로 한 상태의 기준값을 저장하고, 필요에 따라 해당되는 시각 단위에 대한 기준값을 사용한다.Therefore, in consideration of the generation efficiency and the power consumption of the motor, the reference value is stored for each unit of time, or the reference value of the state with the minimum unit of time is stored, and the reference value for the corresponding time unit is used as necessary. .

저장부(110)는 ROM, RAM, PROM 등과 같은 반도체메모리를 사용할 수 있다. 오차값을 저장하는 메모리는 필요시마다 갱신이 용이한 랜덤 메모리를 사용하는 것이 더 좋다.The storage unit 110 may use a semiconductor memory such as a ROM, a RAM, a PROM, or the like. As the memory for storing the error value, it is better to use a random memory that can be easily updated whenever necessary.

또, 도 4에 있어서, 120은 마이크로프로세서 유닛으로서, 초기에 기준값을 저장부(110)에 기록하거나, 저장부(110)에 저장된 태양의 방위각 및 경사각을 읽어 집광판(40)이 태양을 향하도록 방향축 구동장치(150)를 구동시키는 제1의 감속기어모터(53) 및 경사축 구동장치(160)를 구동시키는 제2의 감속기어모터(63)를 제어하는 제어부이다.In FIG. 4, 120 denotes a microprocessor unit. Initially, the reference value is recorded in the storage unit 110 or the azimuth and inclination angles of the sun stored in the storage unit 110 are read so that the light collecting plate 40 faces the sun. The control unit controls the first reduction gear motor 53 for driving the direction shaft drive device 150 and the second reduction gear motor 63 for driving the tilt shaft drive device 160.

또한, 제어부(120)는 각각의 광센서(175a, 175b, 175c)로부터 출력되는 신호가 3개의 A/D변환부(177)을 거쳐 입력되는 신호의 크기로부터 집광판(40)이 태양광과 어느 방향으로 어느 정도 기울어져 있는지 벡터적으로 계산한다.In addition, the control unit 120 controls whether the light collecting plate 40 and the sunlight are separated from the magnitude of the signal output from the respective optical sensors 175a, 175b, and 175c through the three A / D converters 177. Calculate in vector the degree of inclination in the direction.

이 계산한 결과는 방향회전축(30)의 방향각과 경사회전축(42)의 경사각으로 계산되고, 기준값에 의한 방향각과 경사각과의 차이만큼 방향축 구동장치(150)와 경사축 구동장치(160)를 구동시키도록 제1의 감속기어모터(53)와 제2의 감속기어모터(63)를 제어함으로써, 집광판(40)에 태양광이 최대로 입사되도록 집광판(40)의 방향 및 경사를 보정한다.The calculated result is calculated by the direction angle of the direction rotation shaft 30 and the inclination angle of the inclination rotation shaft 42, and the direction axis drive device 150 and the inclination axis drive device 160 are changed by the difference between the direction angle and the inclination angle by the reference value. By controlling the first reduction gear motor 53 and the second reduction gear motor 63 to be driven, the direction and the inclination of the light collecting plate 40 are corrected to maximize the incidence of sunlight on the light collecting plate 40.

이와 같은 보정은 맑은 날씨에서의 태양의 방위각 및 경사각에 대한 집광판(40)의 정확한 위치를 보정할 수 있을 뿐만 아니라, 태양의 방위각과 경사각과 상당한 차이를 갖는 흐린 날씨에서 집광판(40)에 최대의 광량이 입사될 수 있도록 집광판(40)의 위치를 보정할 수 있는 것이다.This correction not only corrects the exact position of the light collecting plate 40 with respect to the azimuth and tilt angles of the sun in clear weather, but also maximizes the light collecting plate 40 in cloudy weather with significant differences from the azimuth and tilt angles of the sun. The position of the light collecting plate 40 may be corrected so that the light amount may be incident.

이하에서는 본 발명에 따른 태양광 추적장치의 제어장치를 제어하여 태양광을 추적하기 위한 추적방법을 설명한다.Hereinafter, a tracking method for tracking sunlight by controlling a control device of a solar tracking device according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 태양광 추적장치를 제어하기 위한 제어 흐름도이다.5 is a control flowchart for controlling the solar tracking device according to the present invention.

도 4에 있어서 도시되지 않은 입력수단에 의해 1년 동안(또는 4년 동안)의 일자별 태양의 일출시각 및 일몰시각, 매일 매일 태양의 시각별 방위각 및 경사각 등의 기준값을 입력하면 제어부(120)는 그 입력된 기준값들을 저장부(110)에 저장한다(스텝 10).When the control unit 120 inputs reference values such as the sunrise time and the sunset time of the sun for each year for one year (or four years) and the azimuth and inclination angle of the sun for each day by an input means not shown in FIG. 4. The input reference values are stored in the storage unit 110 (step 10).

제어부(120)는 방향축 구동장치(150)와 경사축 구동장치(160)가 제1의 감속기어모터(53)와 제2의 감속기어모터(63)를 구동하여 집광판(40)이 초기의 상태(일출시각 직전의 집광판의 방향 및 경사)로 위치되도록 초기화한다(스텝 20).The control unit 120 drives the first reduction gear motor 53 and the second reduction gear motor 63 by the direction axis drive device 150 and the inclination axis drive device 160 so that the light collecting plate 40 is initialized. It initializes so that it may be located in the state (direction and inclination of the light concentrating plate just before a sunrise time) (step 20).

이후, 제어부(120)는 저장부(110)에 저장된 현재 일자의 일출시각을 읽어와서 현재시각이 일출시각인지 아닌지를 지속적으로 판단한다(스텝 30).Thereafter, the controller 120 continuously reads the sunrise time of the current date stored in the storage 110 to determine whether the current time is the sunrise time (step 30).

일출시각이 되면 제어부(120)는 저장부(110)에 저장된 현재 시각에 대한 태양의 방위각 정보를 읽어와 태양의 방위각과 일치할 때까지 또는 이후에 설명되는 스텝 80 에서의 방향각 보정이 완료될 때까지 방향축 구동장치(150)를 가동시킨다(스텝 40 및 스텝 50). 또한, 제어부(120)는 저장부(110)에 저장된 현재 시각에 대한 태양의 경사각 정보를 읽어와 태양의 경사각과 일치할 때까지 또는 이후에 설명되는 스텝 80 에서의 경사각 보정이 완료될 때까지 경사축 구동장치(160)를 가동시킨다(스텝 60 및 스텝 70). 이렇게 함으로써, 집광판(40)은 저장부(110)에 저장된 기준값인 태양의 방향각 및 경사각이나 최대의 광량이 입사되는 방향각 및 경사각으로 맞춰진다.When the sunrise time is reached, the controller 120 reads the azimuth information of the sun for the current time stored in the storage 110 and completes the azimuth correction at step 80 described later or until it matches the azimuth angle of the sun. The direction axis drive device 150 is operated until (step 40 and step 50). Further, the control unit 120 reads the inclination angle information of the sun for the current time stored in the storage unit 110 and inclines until it matches the inclination angle of the sun or until the inclination angle correction in step 80 described later is completed. The shaft drive device 160 is operated (step 60 and step 70). By doing so, the light collecting plate 40 is adjusted to the direction angle and the inclination angle of the sun which are the reference values stored in the storage unit 110 or the direction angle and the inclination angle at which the maximum amount of light is incident.

집광판(40)이 기준값에 의해 방향각 및 경사각이 맞추어지면, 제어부(120)는 각각의 광센서(175a, 175b, 175c)로부터 입력되는 신호(스켈라 값)를 서로 120°방 향을 갖는 벡터값으로 하여 그 벡터값이 0이 아니면 스텝 40으로 진행하여 집광판(40)에 입사되는 태양광이 최대가 되도록 방향각 및 경사각을 계속 보정하고, 벡터값이 0이되면 보정을 완료한 후, 이 때의 기준값에 의한 방향각 및 경사각과 보정한 방향각 및 경사각의 차이 즉, 방향각 및 경사각의 오차값을 저장부(110)에 저장한다(스텝 80).When the light collecting plate 40 is aligned with the direction angle and the inclination angle according to the reference value, the control unit 120 receives a signal (skeletal value) inputted from each of the photosensors 175a, 175b, and 175c with a direction of 120 ° to each other. If the vector value is not 0, proceed to Step 40 to continuously correct the direction angle and the inclination angle so that the sunlight incident on the light collecting plate 40 is maximized. When the vector value is 0, the correction is completed. The difference between the direction angle and the tilt angle and the corrected direction angle and the tilt angle according to the reference value at that time, that is, the error values of the direction angle and the tilt angle is stored in the storage unit 110 (step 80).

스텝 80이 완료되면, 예를 들어 1분, 3분, 5분, 10분, 30분, 60분 등 필요한 시간동안 기다린다(스텝 90).When step 80 is completed, it waits for the required time, for example, 1 minute, 3 minutes, 5 minutes, 10 minutes, 30 minutes, 60 minutes (step 90).

스텝 90에서 필요한 시간이 지나면, 제어부(120)는 저장부(110)에 저장된 현재 일자의 일몰시각을 읽어와서 현재시각이 일몰시각인지 아닌지를 판단하여 일몰시각이 아니면 스텝40으로 진행하고, 일몰시각이면 스텝 20으로 진행한다(스텝 100).After the required time passes in step 90, the controller 120 reads the sunset time of the current date stored in the storage 110, determines whether the current time is sunset time, and proceeds to step 40 if it is not sunset time. Then, the process proceeds to step 20 (step 100).

이상, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다.As mentioned above, this invention is not limited to the said Example.

즉, 상기 실시예에 있어서는 치차(51)가 콘크리트 기둥(10) 상부면에 설치된 트러스트 베어링(20)의 중앙부분 내에서 콘크리트 기둥(10)의 상부면에 설치하는 것으로 설명하였지만, 트러스트 베어링(20)의 직경보다 큰 원호 또는 원형의 치차(51)를 트러스트 베어링(20)의 외곽에서 콘크리트 기둥(10)의 상부면에 설치할 수도 있다.That is, in the above embodiment, the gear 51 is described as being installed on the upper surface of the concrete pillar 10 in the center portion of the thrust bearing 20 provided on the upper surface of the concrete pillar 10, but the thrust bearing 20 A circular arc or circular gear 51 larger than the diameter of) may be installed on the upper surface of the concrete column 10 outside the thrust bearing 20.

또한, 상기 실시예에 있어서는 방향축 구동장치(150)의 가동(스텝 40 및 스텝 50)을 경사축 구동장치(160)의 가동(스텝 60 및 스텝 70)보다 먼저 행하였지만, 경사축 구동장치(160)를 방향축 구동장치(150)보다 먼저 가동시킬 수도 있다.Incidentally, in the above embodiment, although the operation of the direction axis drive device 150 (step 40 and step 50) was performed before the operation of the tilt axis drive device 160 (step 60 and step 70), the inclination axis drive device ( 160 may be operated before the direction axis drive device 150.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 추적장치의 개념도1 is a conceptual diagram of a solar tracking device according to the present invention

도 2는 본 발명에 따른 태양광 추적장치의 방향회전축 구동장치의 도면Figure 2 is a view of the direction axis drive device of the solar tracking device according to the invention

도 3은 집광판에 설치된 광센서들의 위치와 경사각을 나타낸 도면3 is a view showing the position and the inclination angle of the optical sensors installed on the light collecting plate

도 4는 본 발명에 따른 태양광 추적장치를 제어하기 위한 제어장치의 블록도Figure 4 is a block diagram of a control device for controlling the solar tracking device according to the present invention

도 5는 본 발명에 따른 태양광 추적장치를 제어하기 위한 제어 흐름도5 is a control flowchart for controlling the solar tracking device according to the present invention

도 6은 종래의 태양광 추적장치의 측면도6 is a side view of a conventional solar tracking device

*도면의 주요부분에 따른 부호의 설명** Description of the symbols according to the main parts of the drawings *

10 : 콘크리트 기둥 21 : 트러스트 베어링10: concrete pillar 21: thrust bearing

30 : 방향회전축 40 : 집광판30: direction rotation shaft 40: light collecting plate

42 : 경사회전축 110 : 제어부42: tilt rotation shaft 110: control unit

120 : 저장부 150 : 방향회전축 구동장치120: storage unit 150: direction rotation shaft drive device

160 : 경사회전축 구동장치 175 : 광센서160: tilting shaft drive device 175: optical sensor

Claims (12)

태양광 발전장치의 집광판을 방향회전 및 경사회전시켜 태양광을 추적하는 태양광 추적장치에 있어서,In the solar tracking device for tracking the sunlight by rotating the light collecting plate of the photovoltaic device in a direction and oblique rotation, 원형의 콘크리트 기둥;Circular concrete columns; 상기 콘크리트 기둥의 상부면에 고정되는 트러스트 베어링;A thrust bearing fixed to the upper surface of the concrete column; 저장부에 미리 저장된 매일 매일의 시간별 태양의 방위각 및 경사각에 따라 집광판의 방향회전 및 경사회전을 구동하는 제1 및 제2의 구동장치;First and second driving devices for driving the direction rotation and the inclination rotation of the light collecting plate according to the azimuth and inclination angles of the sun every day stored in advance in the storage unit; 상부에는 상기 구동장치를 수납하는 구동장치 하우징이 마련되고, 중간부에서는 상기 트러스트 베어링의 상부에 고정되며, 하부에는 상기 콘크리트 기둥과의 사이에 가이드 베어링으로 회동 가능하게 고정되어 방향 회전하는 방향회전축;A driving device housing for housing the driving device is provided at an upper portion thereof, and is fixed to an upper portion of the thrust bearing at an intermediate portion thereof, and a directional rotation shaft rotated in a lower direction by a guide bearing between the concrete pillars; 상기 구동장치 하우징을 관통하여 경사회전하고, 상기 집광판이 고정되는 경사회전축; 및 An inclined rotating shaft penetrating the driving device housing and fixed to the light collecting plate; And 상기 저장부에 미리 저장된 현재시각의 방위각 및 경사각으로 제1 및 제2의 구동장치를 구동시켜 집광판을 이동시킨 후, 현재시각의 태양광의 세기가 최대인 방위각 및 경사각을 측정하고, 상기 측정된 방위각 및 경사각과 현재 이동되어 있는 상태의 집광판의 방위각 및 경사각의 오차여부를 계산하여 오차가 있는 경우에는 그 오차만큼 상기 제1 및 제2의 구동장치를 계속 구동시켜 상기 집광판의 위치를 보정하는 제어장치를 포함하고,After moving the light collecting plate by driving the first and second driving devices at the azimuth and inclination angles of the present time stored in the storage unit, the azimuth and inclination angles of the maximum intensity of sunlight at the present time are measured, and the measured azimuth angles are measured. And a control device that calculates an error of an azimuth angle and an inclination angle of the light collecting plate in a state of being moved, and corrects the position of the light collecting plate by continuously driving the first and second driving devices according to the error if there is an error. Including, 상기 제1의 구동장치는 상기 트러스트 베어링의 중앙부에서 상기 콘크리트 기둥의 상부면에 원형 또는 원호 형상의 치차부가 고정되고, 상기 치차부에 맞물려 상기 방향회전축을 회전시키는 제1의 감속기어 모터로 이루어지고, The first drive device is formed of a first reduction gear motor for rotating the directional rotation shaft in engagement with the gear is fixed to the gear portion of the circular or circular arc shape on the upper surface of the concrete pillar in the central portion of the thrust bearing , 상기 제2의 구동장치는 상기 구동장치 하우징 내에서 피동기어가 상기 경사회전축에 고정되고, 상기 피동기어에 맞물려 상기 경사회전축을 회전시키는 제2의 감속기어 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.The second driving device is a solar tracking device, characterized in that the driven gear is fixed to the inclined rotation shaft in the drive housing, the second reduction gear motor for engaging the driven gear to rotate the inclined rotation shaft. . 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어장치는 태양광이 입사되는 입사각이 상이한 3개 또는 4개 이상의 광센서를 포함하고, 상기 각각의 센서에 입사된 광량이 가장 큰 센서의 방향으로 상기 집광판을 이동시켜 상기 각각의 센서에 입사된 광량이 동일할 때까지 상기 집광판의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.The control device includes three or four or more optical sensors having different incidence angles at which sunlight is incident, and enters the respective sensors by moving the light collecting plate in the direction of the sensor with the largest amount of light incident on each sensor. The solar tracking device, characterized in that for correcting the position of the light collecting plate until the amount of light. 태양광 발전을 위한 집광판과 상기 집광판을 방향회전시키는 제1의 구동장치 및 경사회전시키는 제2의 구동장치를 포함하는 태양광 추적장치에 있어서, A solar tracking device comprising a light collecting plate for photovoltaic power generation, a first driving device for rotating the light collecting plate in a direction, and a second driving device for tilting and rotating the light collecting plate, 일자별 일출 및 일몰시각, 시각별 태양의 방위각 및 경사각, 오차값 등 기준 값을 저장하는 저장부와;A storage unit for storing reference values such as sunrise and sunset times for each day, azimuth and inclination angles of the sun for each time, and error values; 상기 집광판의 상부면에 정삼각형 또는 정다각형의 꼭지점 위치에서 상기 정삼각형 또는 정다각형의 중심점과 상기 각각의 꼭지점사이를 잇는 선분과 각각이 동일한 예각 또는 둔각을 이루도록 설치되는 3개 또는 4개 이상의 광센서와;Three or more optical sensors installed on the upper surface of the light collecting plate so as to form a same acute or obtuse angle with a line connecting the center point of the equilateral triangle or the regular polygon and the respective vertices at the vertex position of the equilateral triangle or the regular polygon; 상기 광센서에서 검출된 광량에 대한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부 및;An analog / digital converter for converting an analog signal of the amount of light detected by the optical sensor into a digital signal; 상기 저장부에 저장된 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각을 읽어 상기 집광판이 태양을 향하도록 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시키며, 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 신호를 입력받아 상기 각각의 광센서에 입사된 광량이 동일할 때까지 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시켜 상기 집광판의 방향 및 경사를 보정하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.Read the azimuth and inclination angles of the sun with respect to the current time stored in the storage unit to drive the first and second driving devices so that the light collecting plate faces the sun, and receive a signal from the analog / digital converter. And a control unit controlling the first and second driving devices to correct the direction and the inclination of the light collecting plate until the amount of light incident on the light sensor is the same. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 일출 및 일몰시각동안 상기 제1 및 제2의 구동장치가 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.And the controller controls the first and second driving devices to be driven during the sunrise and sunset times stored in the storage unit. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 보정된 방위각 및 경사각을 상기 저장부에 오차값으로 저장하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.And storing the corrected azimuth and tilt angles as error values in the storage unit. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제어부는 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각을 읽어 상기 집광판이 태양을 향하도록 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시킬 때, 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각에 상기 저장부에 저장된 상기 보정된 방위각 및 경사각을 보정한 방위각 및 경사각에 의해 상기 집광판이 태양을 향하도록 상기 제1 및 제2 구동부를 구동시키는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.The controller reads the azimuth and inclination angles of the sun with respect to the current time and drives the first and second driving devices to direct the light collector to the sun. And the first and second driving units are driven such that the light collecting plate faces the sun by the corrected azimuth and inclination angles. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 예각은 60∼85°이고, 상기 둔각은 95∼120°인 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.The acute angle is 60 to 85 °, the obtuse angle is a solar tracking device, characterized in that 95 to 120 °. 태양광 발전을 위한 집광판과;A light collecting plate for solar power generation; 상기 집광판을 방향회전시키는 제1의 구동장치 및 경사회전시키는 제2의 구동장치와;A first driving device for rotating the light collecting plate in a direction and a second driving device for tilting the light collecting plate; 일자별 일출 및 일몰시각, 시각별 태양의 방위각 및 경사각, 오차값 등 기준값을 저장하는 저장부와;A storage unit for storing reference values such as sunrise and sunset time by day, azimuth and inclination angle of the sun by time, and an error value; 상기 집광판의 상부면에 정삼각형 또는 정다각형의 꼭지점 위치에서 상기 정삼각형 또는 정다각형의 중심점과 상기 각각의 꼭지점사이를 잇는 선분과 각각이 동일한 예각 또는 둔각을 이루도록 설치되어 각각에 입사된 광량에 따른 신호를 출 력하는 3개 또는 4개 이상의 광센서와;At the vertex position of the equilateral triangle or equilateral polygon on the upper surface of the light collecting plate, the line connecting the center point of the equilateral triangle or equilateral polygon and each of the vertices are respectively formed to have the same acute or obtuse angle and output a signal according to the amount of light incident on each Three or four or more optical sensors; 상기 제1 및 제2의 구동장치를 제어하고, 상기 저장부에 필요한 정보를 입출력하며, 상기 각각의 광센서에서 출력되는 신호를 입력받는 제어부를 포함하는 태양광 추적장치의 태양광 추적방법에 있어서,In the solar tracking method of the solar tracking device comprising a control unit for controlling the first and second driving device, input and output the information required for the storage unit, and receives a signal output from the respective optical sensor , 일자별 일출 및 일몰시각, 시각별 태양의 방위각 및 경사각을 상기 저장부에 저장하는 기준값 저장단계;A reference value storing step of storing the sunrise and sunset times by day, the azimuth and inclination angles of the sun by time; 상기 집광판의 방향 및 경사 상태를 초기화하는 집광판 상태 초기화단계;A light collecting plate state initializing step of initializing a direction and an inclined state of the light collecting plate; 상기 저장부에 저장된 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각을 읽어 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시켜 상기 집광판이 태양을 향하도록 하는 집광판의 제1 이동단계;A first moving step of the light collecting plate to read the azimuth and tilt angles of the sun with respect to the current time stored in the storage unit to drive the first and second driving devices to direct the light collecting plate toward the sun; 상기 제1 이동단계 후에 상기 각각의 광센서에 입사된 광량이 동일할 때까지 상기 제1 및 제2의 구동장치를 구동시켜 상기 집광판의 방향 및 경사를 보정하는 집광판의 제2 이동단계;A second moving step of the light collecting plate to correct the direction and the inclination of the light collecting plate by driving the first and second driving devices until the amount of light incident on the respective optical sensors is the same after the first moving step; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적방법.Photovoltaic tracking method comprising a. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 제어부는 상기 제2 이동단계에서 보정한 방위각 및 경사각을 상기 저장부에 오차값으로 저장하고, 상기 제1 이동단계에서 상기 저장부에 저장된 현재 시각에 대한 태양의 방위각 및 경사각에 상기 보정된 방위각 및 경사각을 보정한 방위각 및 경사각에 의해 이후의 제1 이동단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 태양 광 추적방법.The control unit stores the azimuth and inclination angle corrected in the second moving step as an error value in the storage unit, and the corrected azimuth angle in the azimuth and inclination angle of the sun with respect to the current time stored in the storage unit in the first moving step. And performing a first moving step after the azimuth and inclination angle correcting the inclination angle. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 이후의 제1 이동단계는 상기 제2 이동단계 후에 시간지연을 갖는 것을 특징으로 하는 태양광 추적방법.And the first moving step after the step has a time delay after the second moving step.
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