KR100983610B1 - Method, apparatus and computer-readable recording medium for coltrolling inclination angle of solar cell panel - Google Patents

Method, apparatus and computer-readable recording medium for coltrolling inclination angle of solar cell panel Download PDF

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KR100983610B1 KR1020080052622A KR20080052622A KR100983610B1 KR 100983610 B1 KR100983610 B1 KR 100983610B1 KR 1020080052622 A KR1020080052622 A KR 1020080052622A KR 20080052622 A KR20080052622 A KR 20080052622A KR 100983610 B1 KR100983610 B1 KR 100983610B1
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Abstract

본 발명은, 기울기식 태양전지 패널의 경사각 제어에 있어서, 태양의 각 시각별 고도, 인접 패널을 태양광으로부터 차단시키지 않기 위한 조건, 태양 추적 동작에 소비되는 불필요한 전력 소모 방지, 태양 추적 동작시 최소의 오차 범위 등을 고려하여 태양전지 패널의 경사각을 각 환경에 맞게 최적으로 조절함으로써, 최대한의 태양광 발전 효율을 얻을 수 있도록 하는 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법, 시스템, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법으로서, 태양의 기울기각을 연산하는 단계, 및 연산된 상기 태양의 기울기각을 기초로 상기 태양전지 패널의 경사각을 제어하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. According to the present invention, in the inclination angle control of the inclined solar panel, the altitude at each time of the sun, the condition for not blocking the adjacent panel from the sunlight, the prevention of unnecessary power consumption consumed in the solar tracking operation, the minimum during the solar tracking operation Method, system, and computer readable method for controlling the inclination angle of the solar panel to obtain the maximum photovoltaic efficiency by optimally adjusting the inclination angle of the solar panel in consideration of the error range of the A recording medium. According to an embodiment of the present invention, a method for controlling the inclination angle of a solar cell panel, the method comprising: calculating an inclination angle of the sun, and controlling the inclination angle of the solar cell panel based on the calculated inclination angle of the sun A method is provided that includes a step.

태양전지, 패널, 경사각, 기울기식, 태양, 고도, 기울기각, 태양 추적 Solar Cell, Panel, Tilt Angle, Tilt, Sun, Altitude, Tilt Angle, Sun Tracking

Description

태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법, 시스템, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{METHOD, APPARATUS AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR COLTROLLING INCLINATION ANGLE OF SOLAR CELL PANEL}METHOD, APPARATUS AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR COLTROLLING INCLINATION ANGLE OF SOLAR CELL PANEL}

본 발명은 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법, 시스템, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기울기식 태양전지 패널의 경사각 제어에 있어서, 태양의 각 시각별 고도, 인접 패널을 태양광으로부터 차단시키지 않기 위한 조건, 태양 추적 동작에 소비되는 불필요한 전력 소모 방지, 태양 추적 동작시 최소의 오차 범위 등을 고려하여 태양전지 패널의 경사각을 각 환경에 맞게 최적으로 조절함으로써, 최대한의 태양광 발전 효율을 얻을 수 있도록 하는 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법, 시스템, 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다. The present invention relates to a method, a system, and a computer-readable recording medium for controlling the inclination angle of a solar cell panel. More particularly, in the inclination angle control of an inclined solar cell panel, an altitude and an adjacent time of the sun are adjacent. By optimally adjusting the inclination angle of the solar cell panel according to the environment in consideration of the condition of not blocking the panel from sunlight, preventing unnecessary power consumption in the solar tracking operation, and the minimum error range during the solar tracking operation. A method, system, and computer readable recording medium for controlling the inclination angle of a solar cell panel to obtain a photovoltaic power generation efficiency.

최근 치솟는 유가 상승과 지구환경문제와 화석에너지의 고갈, 원자력발전의 폐기물처리 및 신규발전소 건설에 따른 위치선정 등의 문제로 인하여 신·재생에너 지에 대한 관심이 고조되고 있으며, 그 중에서도 무공해 에너지원인 태양전지에 대한 연구개발이 활발하게 진행되어 지고 있다. Recent rising oil prices, global environmental problems, depletion of fossil energy, waste disposal of nuclear power generation, and the selection of locations due to the construction of new power plants are raising interest in new and renewable energy. Research and development on batteries is being actively conducted.

태양전지란 광기전력 효과(Photovoltaic Effect)를 이용하여 빛 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 장치로서, 그 구성 물질에 따라서 실리콘 태양전지, 박막 태양전지, 염료감응 태양전지 및 유기고분자 태양전지 등으로 구분된다. 이러한 태양전지는 독립적으로는 전자시계, 라디오, 무인등대, 인공위성, 로켓 등의 주전력원으로 이용되고, 상용교류전원의 계통과 연계되어 보조전력원으로도 이용되며, 최근 대체 에너지에 대한 필요성이 증가하면서 태양전지에 대한 관심이 높아지고 있다.A solar cell is a device that converts light energy into electrical energy by using a photovoltaic effect. The solar cell is classified into a silicon solar cell, a thin film solar cell, a dye-sensitized solar cell, and an organic polymer solar cell. . These solar cells are used independently as main power sources such as electronic clocks, radios, unmanned light towers, satellites, rockets, etc., and are also used as auxiliary power sources in connection with commercial AC power systems. Increasingly, interest in solar cells is increasing.

이러한 태양전지를 이용한 태양광 발전에 있어서는 발전 효율이 매우 중요한 변수이다. 즉, 최대량의 태양광을 받을 수 있도록 태양전지를 제어함과 동시에 최소한의 전력 소모를 보장하는 것이 중요하다. In photovoltaic power generation using such solar cells, power generation efficiency is a very important variable. That is, it is important to control the solar cell to receive the maximum amount of sunlight and to ensure the minimum power consumption.

이를 위해서, 태양전지 패널의 위치, 경사각, 방향 등을 제어하는 기술들이 제안되어 왔다. To this end, techniques for controlling the position, tilt angle, direction, etc. of the solar cell panel have been proposed.

그 중의 하나가, 마름모형태의 분할 영역을 4 개 갖는 광센서를 이용하여 각 분할된 센서별 명암비를 측정하고 측정되는 명암비가 동일한 값이 되도록 제어함으로써 태양과 태양전지 패널이 직각이 되도록 태양 방향을 추적하는 광센서에 의한 태양추적제어방법이 있다. 이 방법은 제어기구성이 간단함과 동시에, 일사량이 충분할 때에는 비교적 정확한 제어가 가능하다는 장점이 있으나, 일기가 고르지 못할 경우에는 태양추적이 불가능하여 이상 제어가 발생하고, 장기간 사용시 센서오염에 의한 감도저하 현상이 발생하여 센서기능을 상실하는 문제가 있다.One of them is to measure the contrast ratio of each divided sensor using an optical sensor having four rhombus-shaped divisions and control the contrast ratio to be the same value so that the solar direction is perpendicular to the solar panel. There is a solar tracking control method by the tracking optical sensor. This method has the advantage of simple controller configuration and relatively accurate control when the amount of insolation is sufficient.However, if the weather is uneven, it is impossible to track the sun and abnormal control occurs. There is a problem that a phenomenon occurs and the sensor function is lost.

그래서 근래에는 프로그램 제어방식의 태양추적제어방법이 주로 사용되어지고 있는데 이는 태양방위각 연산식에 의해 태양의 방위를 연산하고 태양전지판을 연산된 태양 방위를 추적하도록 하는 방법이다.So recently, the solar tracking control method of the program control method is mainly used, which is a method of calculating the orientation of the sun by the solar azimuth equation and tracking the calculated solar orientation of the solar panel.

도 1a는 각 계절별 태양방위각을 나타내는 도면이며, 도 1b는 태양방위각을 이용하여 태양전지 패널을 제어하는 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. FIG. 1A is a diagram illustrating solar azimuth angles of each season, and FIG. 1B is a diagram schematically illustrating a method of controlling a solar cell panel using a solar azimuth angle.

도 1a에 도시되는 바와 같이, 태양의 방위각은 1년을 주기로 하여 각 계절별로 차이를 나타낸다. 위도 36°인 지점을 예로 들면, 동지 때는 태양이 동쪽 -28.8°에서 출하여, 서쪽 -28.8°에서 몰하고, 춘·추분 때에는 정동쪽에서 출하여, 정서쪽으로 몰하며, 하지 때에는 동쪽 +30.2°에서 출하여, 서쪽 +30.2°에서 몰한다.As shown in FIG. 1A, the azimuth angle of the sun shows a difference for each season at one year intervals. For example, at a latitude of 36 °, the sun rises from -28.8 ° to the east during the winter solstice and drives from -28.8 ° to the west, from the east east during the spring and autumn equinoxes, to the west, and from + 30.2 ° east to the east. Exit and drive at + 30.2 ° west.

이러한 태양의 방위각은, A=cos-1{(sin Φ·sin h - sin δ)/(cos Φ·cos h)} 와 같은 수학식에 의해 산출되며, 여기서, h=sin-1(sin Φ·sin δ + cos Φ·cos δ·cos H)이고, Φ는 관측지의 위도, δ는 태양의 적경, h는 태양의 고도각, H는 시간각이다.The azimuth angle of this sun is calculated by a formula such as A = cos −1 {(sin Φ · sin h − sin δ) / (cos Φ · cos h)}, where h = sin −1 (sin Φ Sin δ + cos Φ cos δ cos H), where Φ is the latitude of the observation, δ is the right ascension of the sun, h is the altitude angle of the sun, and H is the time angle.

이러한 방식으로 각 계절별, 각 날짜별로 달라지는 태양의 방위각을 추정하여 태양전지 패널을 도 1b에 도시되는 바와 같이 제어한다. 즉, 일자별로 산출되는 태양의 방위각을 따라 태양전지 패널을 회전시키는 제어를 한다. In this manner, the solar cell panel is controlled as shown in FIG. 1B by estimating the azimuth angle of the sun which varies with each season and each date. That is, the control is performed to rotate the solar cell panel along the azimuth angle of the sun calculated for each day.

그러나, 이러한 방식은, 회전식 태양 추적 제어기에는 매우 적합하지만, 현 재 주로 사용되어지는 경사 기울기식 태양 추적 제어기에는, 태양의 방위각과 태양전지판의 기울기각이 일치하지 않고 상당한 오차가 있어, 사용하기에 부적합한 면이 있다.However, this method is well suited for rotary sun tracking controllers, but the slope tilting sun tracking controllers currently used mainly do not coincide with the sun's azimuth angle and the solar panel's tilt angle, and there is considerable error. There is an inadequacy.

또한, 태양전지 패널의 그림자에 의한 발전량 감소현상을 방지하기 위해, 일정 시간이 되면 일정각도로 태양전지 패널을 태양의 이동 방향과 반대로 추적하도록 프로그래밍하는 방식으로 태양전지 패널의 역추적제어를 행하는 기술이 제안되기도 하였다. 그러나, 이 기술은 주기적으로 역추적 시각과 이동각을 보정하여야 하는 불편함을 초래한다. In addition, in order to prevent the reduction of power generation caused by the shadow of the solar panel, a technique of performing backtracking control of the solar panel by programming to track the solar panel at a predetermined angle as opposed to the direction of movement of the sun at a certain time. This has been proposed. However, this technique causes inconvenience to periodically correct the backtracking angle and the moving angle.

한편, 날씨가 흐리거나 우천시에 불필요한 태양추적 제어를 방지하기 위해, 1개의 일사량계를 고정해 놓거나 태양 추적기에 부착하고 일사량 데이터를 취득한 후, 설정된 기준값과 비교하여 태양추적의 중지 시점을 판단하는 기술 또한 제안되었으나, 설정된 기준값이 절대 기준값이 될 수 없다는 문제점이 존재한다. On the other hand, in order to prevent unnecessary solar tracking control in cloudy weather or rainy weather, one solar radiation meter is fixed or attached to a sun tracker, and solar radiation data is acquired, and then the technology to determine when to stop solar tracking by comparing with a set reference value. Also, although proposed, there is a problem that the set reference value cannot be an absolute reference value.

그리고, 태양전지 패널의 태양 추적 진행각 제어 방법에 있어서, 기존에는 태양의 방위각이 태양전지 패널에 대해 설정각 만큼 틀어지면, 태양전지 패널을 태양의 방위각과 일치하도록 제어하였으나, 이에 의하면, 태양 추적시 항상 설정각 만큼의 오차가 존재하는 문제가 있었다. In the solar tracking progress angle control method of the solar cell panel, when the azimuth angle of the sun is shifted by a set angle with respect to the solar cell panel, the solar cell panel is controlled to match the azimuth angle of the sun. There was a problem that there was always an error as much as the set angle.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양의 기울기각을 각 시각별로 정확하게 예측하여 경사 기울기식 태양전지 패널을 최적의 경사각으로 제어할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, the object of the invention is to accurately predict the inclination angle of the sun for each time to control the inclined gradient solar cell panel to the optimal inclination angle.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 태양전지 패널의 각 시각별 그림자 길이를 정확하게 예측하여, 인접 태양전지 패널을 가림으로써 생기는 발전 효율의 저하 문제를 해결함과 동시에 최대의 발전 효율을 얻을 수 있도록 하는 것이다. In addition, another object of the present invention is to accurately predict the shadow length for each time of the solar cell panel, to solve the problem of lowering the power generation efficiency caused by covering the adjacent solar cell panel while at the same time to obtain the maximum power generation efficiency. will be.

한편, 본 발명의 또 다른 목적은, 태양 추적 일사량계에 의해 측정되는 일사량을 기준 일사량계에 의해 측정되는 일사량계와 비교하여 태양 추적 동작의 중지 여부를 결정함으로써, 일기에 따라 정확한 태양 추적 시점을 판단할 수 있도록 하는 것이다. On the other hand, another object of the present invention is to determine whether or not to stop the sun tracking operation by comparing the solar radiation measured by the solar tracking solar meter and the solar radiation meter measured by the reference solar meter, thereby determining the exact solar tracking timing according to the weather. To judge.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 태양전지 패널의 태양 추적 동작에 있어서, 그 추적 오차를 최소한으로 하는 것이다. Further, another object of the present invention is to minimize the tracking error in the solar tracking operation of the solar cell panel.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법으로서, 태양의 기울기각을 연산하는 단계, 및 연산된 상기 태양의 기울기각을 기초로 상기 태양전지 패널의 경사각을 제어하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. According to one embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for controlling the inclination angle of the solar cell panel, the step of calculating the inclination angle of the sun, and based on the calculated inclination angle of the sun A method is provided that includes controlling an inclination angle of a battery panel.

상기 태양의 기울기각을 연산하는 단계는, 태양의 단위 시간당 기울기 변화량을 나타내는 태양의 기울기 시간각을 구한 후, 태양의 일남중 고도를 기준(0°)으로 하여 각 시각별 태양의 기울기각을 연산하는 단계를 포함할 수 있다. The step of calculating the inclination angle of the sun, after calculating the inclination time angle of the sun indicating the amount of change of the inclination of the sun per unit time of the sun, calculates the inclination angle of the sun for each time based on the altitude of the sun It may include the step.

상기 태양의 기울기 시간각은,

Figure 112008040185910-pat00001
로 표현되는 수학식에 의해 산출되며, 상기 M은 태양의 일남중 시각이고, 상기 t는 일출 시각 t1 또는 일몰 시각 t2이다. The tilt time angle of the sun,
Figure 112008040185910-pat00001
It is calculated by the equation represented by, wherein M is the sunday time of the sun, t is the sunrise time t1 or sunset time t2.

상기

Figure 112008040185910-pat00002
,remind
Figure 112008040185910-pat00002
,

상기 일출 시각

Figure 112008040185910-pat00003
, The sunrise time
Figure 112008040185910-pat00003
,

일몰 시각

Figure 112008040185910-pat00004
에 의해 산출되고, Sunset time
Figure 112008040185910-pat00004
Calculated by

상기 E는 균시차, Δλ는 표준시와 관측지의 지방평균시와의 시간차, H는 태양의 시간각이다. E is the mean time difference, Δλ is the time difference between the standard time and the local mean time of the observation site, and H is the time angle of the sun.

상기 H는,H is,

Figure 112008040185910-pat00005
와 같은 수학식에 의해 표현되고, 상기Φ는 관측지의 위도, δ는 태양의 적위이다.
Figure 112008040185910-pat00005
Expressed by the following equation, Φ is the latitude of the observation site, δ is the declination of the sun.

상기 태양전지 패널의 경사각을 제어하는 단계는, 상기 태양전지 패널의 경사각을 상기 연산된 태양의 기울기각과 동일한 각도로 조절하는 단계를 포함할 수 있다. Controlling the inclination angle of the solar cell panel may include adjusting the inclination angle of the solar cell panel to the same angle as the calculated inclination angle of the sun.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 일 이상의 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법으로서, 태양의 고도를 기초로 하여 태양전지 패널의 그림자 길이를 산출해내는 단계, 및 산출된 상기 그림자 길이를 기초로 하여, 상기 태양전지 패널의 그림자가 인접 태양전지 패널의 적어도 일부를 가리지 않도록 상기 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for controlling the inclination angle of at least one solar cell panel, the method comprising: calculating the shadow length of the solar cell panel based on the altitude of the sun, and Based on the calculated shadow length, a method comprising adjusting the inclination angle of the solar cell panel such that the shadow of the solar cell panel does not cover at least a portion of the adjacent solar cell panel.

상기 태양전지 패널의 그림자 길이를 산출해내는 단계에서, 상기 태양전지 패널의 그림자 길이(SL)는, SL=tan(90˚-cosh)(sinαw)로 표현되는 수학식에 의해 산출되고, 상기 h는 태양의 기울기각, α는 상기 태양전지 패널의 경사각, w는 상기 태양전지 패널의 폭이고, 상기 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 단계는, SL+(cosαw)≤L 을 만족시키는 범위 내에서 α값을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. In calculating the shadow length of the solar cell panel, the shadow length SL of the solar cell panel is calculated by a formula expressed by SL = tan (90 ° -cosh) sin αw, and the h Is an inclination angle of the sun, α is the inclination angle of the solar panel, w is the width of the solar panel, and adjusting the inclination angle of the solar panel, α + within the range to satisfy SL + (cosαw) ≤ L Determining a value.

상기 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 단계는, 상기 α값을 (90°-h) 값과 최대한 가까운 값으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The adjusting of the inclination angle of the solar cell panel may further include determining the α value as close as possible to a value of 90 ° -h.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 태양전지 패널의 태양 추적 동작을 제어하기 위한 방법으로서, 고정된 기준 일사량계를 이용하여 고정된 위치에서 기준 일사량을 측정하는 단계, 태양 추적 동작을 수행하고 있는 상기 태양전지 패널에 구비되는 태양추적 일사량계를 이용하여 태양추적 일사량을 측정하는 단계, 및 상기 기준 일사량과 상기 태양추적 일사량과의 차이가 소정 값 이하일 때, 상기 태양전지 패널의 태양 추적 동작을 중지시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a method for controlling the solar tracking operation of a solar cell panel, comprising the steps of measuring a reference solar radiation at a fixed position using a fixed reference solar radiation meter, Measuring a solar tracking solar radiation amount using a solar tracking solar radiation meter provided in the solar cell panel performing a solar tracking operation, and when the difference between the reference solar radiation amount and the solar tracking solar radiation amount is less than a predetermined value, the solar cell A method is provided that includes stopping sun tracking operations of a panel.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 태양전지 패널의 태양 추적 동작시 추적 진행각을 제어하기 위한 방법으로서, 상기 태양전지 패널에 대해 태양의 기울기각이 태양추적 설정각도의 1/2만큼 틀어질 때, 상기 태양전지 패널을 상기 태양추적 설정각도만큼 기울이는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, as a method for controlling the tracking progress angle during the solar tracking operation of the solar cell panel, the inclination angle of the sun with respect to the solar cell panel is set to the solar tracking angle When twisted by 1/2, the method includes tilting the solar cell panel by the solar tracking set angle.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 시스템으로서, 태양의 기울기각을 연산하고, 연산된 상기 태양의 기울기각을 기초로 상기 태양전지 패널의 경사각을 제어하는 장치를 포함하는 시스템이 제공된다.According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, as a system for controlling the inclination angle of the solar cell panel, calculating the inclination angle of the sun, based on the calculated inclination angle of the solar cell A system is provided that includes a device for controlling the tilt angle of a panel.

상기 태양의 기울기각의 연산은, 태양의 단위 시간당 기울기 변화량을 나타내는 태양의 기울기 시간각을 구한 후, 태양의 일남중 고도를 기준(0°)으로 하여 각 시각별 태양의 기울기각을 연산함으로써 이루어질 수 있다. The calculation of the inclination angle of the sun is performed by calculating the inclination time angle of the sun representing the amount of change in inclination of the sun per unit time of the sun, and then calculating the inclination angle of the sun for each time based on an altitude of the sun in one degree (0 °). Can be.

상기 태양의 기울기 시간각은,

Figure 112008040185910-pat00011
로 표현되는 수학식에 의해 산출되며, 상기 M은 태양의 일남중 시각이고, 상기 t는 일출 시각 t1 또는 일몰 시각 t2이다. The tilt time angle of the sun is,
Figure 112008040185910-pat00011
It is calculated by the equation represented by, wherein M is the sunday time of the sun, t is the sunrise time t1 or sunset time t2.

상기

Figure 112008040185910-pat00012
, remind
Figure 112008040185910-pat00012
,

일출 시각

Figure 112008040185910-pat00013
, Sunrise time
Figure 112008040185910-pat00013
,

일몰 시각

Figure 112008040185910-pat00014
에 의해 산출되고, Sunset time
Figure 112008040185910-pat00014
Calculated by

상기 E는 균시차, Δλ는 표준시와 관측지의 지방평균시와의 시간차, H는 태양의 시간각이다. E is the mean time difference, Δλ is the time difference between the standard time and the local mean time of the observation site, and H is the time angle of the sun.

상기 H는,H is,

Figure 112008040185910-pat00015
와 같은 수학식에 의해 표현되고, 상기Φ는 관측지의 위도, δ는 태양의 적위이다.
Figure 112008040185910-pat00015
Expressed by the following equation, Φ is the latitude of the observation site, δ is the declination of the sun.

상기 태양전지 패널의 경사각 제어는, 상기 태양전지 패널의 경사각을 상기 연산된 태양의 기울기각과 동일한 각도로 조절함으로써 이루어질 수 있다. The inclination angle control of the solar cell panel may be achieved by adjusting the inclination angle of the solar cell panel to the same angle as the calculated inclination angle of the sun.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 일 이상의 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 시스템으로서, 태양의 고도를 기초로 하여 태양전지 패널의 그림자 길이를 산출해내고, 산출된 상기 그림자 길이를 기초로 하여, 상기 태양전지 패널의 그림자가 인접 태양전지 패널의 적어도 일부를 가리지 않도록 상기 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 장치를 포함하는 시스템이 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, as a system for controlling the inclination angle of one or more solar cell panel, calculating the shadow length of the solar cell panel based on the altitude of the sun, and calculating Based on the shadow length provided, a system is provided that includes an apparatus for adjusting the inclination angle of the solar cell panel such that the shadow of the solar cell panel does not cover at least a portion of the adjacent solar cell panel.

상기 태양전지 패널의 그림자 길이(SL)는, SL=tan(90˚-cosh)(sinαw)로 표현되는 수학식에 의해 산출되고, 상기 h는 태양의 기울기각, α는 상기 태양전지 패널의 경사각, w는 상기 태양전지 패널의 폭이고, 상기 태양전지 패널의 경사각 조절은, SL+(cosαw)≤L을 만족시키는 범위 내에서 α값을 결정함으로써 이루어질 수 있다. The shadow length SL of the solar cell panel is calculated by a formula expressed as SL = tan (90 ° -cosh) sin αw, where h is an inclination angle of the sun and α is an inclination angle of the solar panel. , w is the width of the solar cell panel, the inclination angle control of the solar cell panel can be made by determining the α value within the range satisfying SL + (cos αw) ≤ L.

상기 태양전지 패널의 경사각 조절은, 상기 α값을 (90°-h) 값과 최대한 가까운 값으로 결정함으로써 이루어질 수 있다. The tilt angle control of the solar cell panel may be achieved by determining the α value to a value as close as possible to the (90 ° -h) value.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 태양전지 패널의 태양 추적 동작을 제어하기 위한 시스템으로서, 고정된 기준 일사량계를 이용하여 측정된 기준 일사량과, 태양 추적 동작을 수행하고 있는 상기 태양전지 패널에 구비되는 태양추적 일사량계를 이용하여 측정된 태양추적 일사량과의 차이가 소정 값 이하일 때, 상기 태양전지 패널의 태양 추적 동작을 중지시키는 장치를 포함하는 시스템이 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a system for controlling the solar tracking operation of the solar cell panel, the reference solar radiation measured using a fixed reference solar meter and the solar tracking operation When the difference with the solar tracking solar radiation measured using a solar tracking solar radiation meter provided in the solar cell panel is less than a predetermined value, there is provided a system including a device for stopping the solar tracking operation of the solar cell panel.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 태양전지 패널의 태양 추적 동작시 추적 진행각을 제어하기 위한 시스템으로서, 상기 태양전지 패널에 대해 태양의 기울기각이 태양추적 설정각도의 1/2만큼 틀어질 때, 상기 태양전지 패널을 상기 태양추적 설정각도만큼 기울이는 장치를 포함하는 시스템이 제공된다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a system for controlling the tracking progress angle during the solar tracking operation of the solar cell panel, the inclination angle of the sun with respect to the solar cell panel is set to the solar tracking angle A system is provided that includes a device that tilts the solar panel by the solar tracking set angle when twisted by 1/2 of.

한편, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 상기 방법들 중 하나를 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가 능한 기록 매체가 제공될 수 있다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, a computer-readable recording medium for recording a computer program for executing one of the methods can be provided.

본 발명에 따르면, 태양의 기울기각을 각 시각별로 정확하게 예측하여 경사 기울기식 태양전지 패널을 최적의 경사각으로 제어함으로써, 태양광을 최대한으로 흡수할 수 있도록 하는 제어가 가능하다. According to the present invention, by accurately predicting the inclination angle of the sun for each time by controlling the inclined inclination type solar panel to the optimum inclination angle, it is possible to control to absorb the sunlight to the maximum.

또한, 본 발명에 따르면, 태양전지 패널의 각 시각별 그림자 길이를 정확하게 예측하여, 인접 태양전지 패널을 가림으로써 생기는 발전 효율의 저하 문제를 해결함과 동시에 최대의 발전 효율을 얻을 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to accurately predict the shadow length for each time of the solar cell panel, thereby solving the problem of lowering the power generation efficiency caused by covering adjacent solar cell panels, and at the same time obtaining the maximum power generation efficiency.

한편, 본 발명에 따르면, 태양 추적 일사량계에 의해 측정되는 일사량을 기준 일사량계에 의해 측정되는 일사량계와 비교하여 태양 추적 동작의 중지 여부를 결정함으로써, 일기에 따라 정확한 태양 추적 시점을 판단할 수 있다. On the other hand, according to the present invention, by determining whether to stop the sun tracking operation by comparing the solar radiation measured by the solar tracking solar meter and the solar radiation meter measured by the reference solar meter, it is possible to determine the exact tracking point of the sun according to the weather have.

또한, 본 발명에 따르면, 추적 오차가 최소화된 태양전지 패널의 태양 추적 동작 제어가 가능하다. In addition, according to the present invention, it is possible to control the solar tracking operation of the solar cell panel is minimized tracking error.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention with respect to one embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is defined only by the appended claims, along with the full range of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

전체 시스템의 구성Configuration of the entire system

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 태양전지판을 제어하기 위한 시스템의 전체적인 구성을 나타내는 도면이다.2 is a view showing the overall configuration of a system for controlling a solar panel according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시되는 바와 같이, 본 발명의 전체 시스템은, 네트워크 통신망을 통해 통신 가능한 중앙 제어 서버(110)와 일 이상의 로컬 서버(130), 및 상기 중앙 제어 서버(110)와 로컬 서버(130)의 제어에 의해 제어되는 일 이상의 태양전지 패널(150)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the entire system of the present invention includes a central control server 110 and at least one local server 130 and a central control server 110 and a local server 130 that can communicate via a network communication network. It may be configured to include one or more solar cell panel 150 controlled by the control of.

먼저, 네트워크 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 근거리 통신망(LAN; Local Area Network), 도시권 통신 망(MAN; Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN; Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 한편, 네트워크 통신망은 RF(Radio Frequency) 통신 또는 CDMA(Code Division Multiple Access) 통신을 가능하게 하는 공지의 통신망일 수도 있다. First, the network communication network may be configured without regard to communication modes such as wired and wireless, and may include a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), and a wide area network (WAN). It can be configured with various communication networks. Meanwhile, the network communication network may be a known communication network that enables radio frequency (RF) communication or code division multiple access (CDMA) communication.

중앙 제어 서버(110)는 각각의 태양전지 패널(150)에 대한 기본 정보를 갖고 있으며, 이를 관리한다. 상기 기본 정보에는 태양전지 패널(150)이 위치하는 태양광 발전소에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 중앙 제어 서버(110)는 복수의 로컬 서버(130)의 상태 데이터를 수집하고 여러 형태로 디스플레이함과 동시에 이를 관리하며, 로컬 서버(130)의 이상이 감지되면 이를 경보하여 관리자가 직접 조치할 수 있도록 한다. 이를 위해, 로컬 서버(130)는 이상이 감지될 시에 경보 신호를 인근의 통신 기지국으로 전송할 수 있고, 기지국은 관리자에게 문자 등의 경보 신호를 전송함으로써 실시간 관리가 이루어질 수 있도록 할 수 있다. The central control server 110 has basic information about each solar cell panel 150 and manages it. The basic information may include information about a solar power station in which the solar cell panel 150 is located. In addition, the central control server 110 collects and displays the status data of the plurality of local servers 130 in various forms and manages them at the same time, and when the abnormality of the local server 130 is detected, the administrator directly measures Do it. To this end, the local server 130 may transmit an alarm signal to a nearby communication base station when an abnormality is detected, and the base station may enable real-time management by transmitting an alarm signal such as a text to an administrator.

한편, 중앙 제어 서버(110)는 로컬 서버(130)의 동작 모드를 제어할 수도 있다. 구체적으로 설명하면, 태양전지 패널(150)의 경사각 등의 제어는 후술하는 방법에 따라 자동으로 이루어질 수도 있지만, 관리자에 의해 수동으로 이루어질 수도 있다. 따라서, 중앙 제어 서버(110)는 로컬 서버(130)의 동작 모드를 자동제어 모드 또는 수동제어 모드로 스위칭할 수 있으며, 자동제어 모드일 때에는, 중앙 제어 서버(110) 및 로컬 서버(130)의 연계 동작에 의해 태양전지 패널(150)이 자동적으로 제어될 수 있고, 반대로 수동제어 모드일 때에는, 관리자가 태양전지 패널(150)을 직접 제어할 수 있다. Meanwhile, the central control server 110 may control an operation mode of the local server 130. In detail, the control of the inclination angle of the solar cell panel 150 may be automatically performed according to a method described below, or may be made manually by an administrator. Therefore, the central control server 110 may switch the operation mode of the local server 130 to the automatic control mode or the manual control mode, and when the automatic control mode, the central control server 110 and the local server 130 The solar cell panel 150 may be automatically controlled by the cooperative operation. In contrast, when the solar cell panel 150 is in the manual control mode, the manager may directly control the solar cell panel 150.

또한, 중앙 제어 서버(110)는 로컬 서버(130)가 태양전지 패널(150)을 제어하는 데에 필요한 연산시에 요구되는 데이터들을 수집하여 제공한다. 이 데이터에는 태양전지 패널(150)이 위치하는 경도, 위도, 표준시간경도, 현재 시각 등이 포함될 수 있다. 그리고, 후술할 태양전지 패널(150)의 태양 추적시 필요한 추적 설정각도 등의 파라미터도 제공할 수 있다. In addition, the central control server 110 collects and provides data required for an operation required for the local server 130 to control the solar panel 150. The data may include the longitude, latitude, standard time longitude, current time, and the like where the solar panel 150 is located. In addition, parameters such as a tracking setting angle required for sun tracking of the solar cell panel 150 to be described later may be provided.

한편, 중앙 제어 서버(110)는 일사량계(170), 풍속계(미도시됨) 등과 연계되어 일사량 또는 풍속 등에 관한 데이터를 수집할 수 있고, 이를 로컬 서버(130)에 전송할 수 있다. Meanwhile, the central control server 110 may collect data regarding solar radiation or wind speed in association with the solar radiation meter 170 and the anemometer (not shown), and transmit the data to the local server 130.

로컬 서버(130)는 중앙 제어 서버(110)로부터 수신되는 데이터 또는 파라미터 등을 기초로 하여 태양전지 패널(150)의 제어에 필요한 연산을 수행한다. 이 연산에는, 태양 기울기 연산, 그림자 길이 연산, 상대 일사량 비교 등이 포함될 수 있으며, 각 연산에 대한 자세한 설명은 후에 상세히 설명하기로 한다. The local server 130 performs an operation necessary for controlling the solar cell panel 150 based on data or parameters received from the central control server 110. This operation may include a sun slope operation, a shadow length operation, a relative solar radiation comparison, and the like, and a detailed description of each operation will be described later.

로컬 서버(130)는 태양전지 패널(150)을 자동으로 제어할 수도 있으며, 중앙 제어 서버(110)의 제어에 따라 수동 모드로 전환되어 자동 제어를 중단할 수도 있다.The local server 130 may control the solar panel 150 automatically, or may be switched to manual mode under the control of the central control server 110 to stop the automatic control.

또한, 로컬 서버(130)는 현재 제어 상태, 또는 이상 유무 등을 네트워크 통신망을 통해 중앙 제어 서버(110)로 전송한다. In addition, the local server 130 transmits a current control state, or whether there is an abnormality, to the central control server 110 through a network communication network.

태양전지 패널(150)은 통상의 태양전지 패널과 동일한 구성이며, 로컬 서버(130)의 연산 결과에 따라 그 경사각이 제어되는 기울기식 태양전지 패널일 수 있다. 로컬 서버(130)의 연산에 기초한 태양전지 패널(150)의 경사각 제어에 대해 서는 후에 상세히 설명하도록 한다. The solar cell panel 150 has the same configuration as a conventional solar cell panel, and may be an inclined solar cell panel whose inclination angle is controlled according to the calculation result of the local server 130. The inclination angle control of the solar cell panel 150 based on the calculation of the local server 130 will be described later in detail.

이하에서는, 로컬 서버(130)의 내부 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the internal configuration of the local server 130 will be described in detail.

로컬 서버의 구성Configuration of the local server

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템에서 로컬 서버(130)의 내부 구성을 상세히 나타내는 도면이다. 3 is a diagram illustrating in detail the internal configuration of the local server 130 in the system according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시되는 바와 같이, 로컬 서버(130)는 마이크로프로세서(131), 디스플레이부(133), RTC(Real Time Clock)(135), 메모리부(137), 및 통신부(139)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 로컬 서버(130)는 태양전지 패널(150)의 경사각을 조절하기 위한 구동부(134), 및 태양전지 패널(150)의 경사각 제어 상태를 모니터링 하기 위한 기울기 센싱부(136)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.As shown in FIG. 3, the local server 130 includes a microprocessor 131, a display unit 133, a real time clock (RTC) 135, a memory unit 137, and a communication unit 139. Can be configured. In addition, the local server 130 further includes a driver 134 for adjusting the inclination angle of the solar cell panel 150, and an inclination sensing unit 136 for monitoring the inclination angle control state of the solar cell panel 150. It may be configured.

마이크로프로세서(131)는 중앙 제어 서버(110)에 의해 수집되고 전송되는 데이터를 기초로 하여 태양전지 패널(150)을 제어하는 데 필요한 연산들을 수행한다. 이 연산 수행에 대해서는 후에 상세히 설명하기로 한다. The microprocessor 131 performs operations required to control the solar panel 150 based on data collected and transmitted by the central control server 110. This operation will be described later in detail.

디스플레이부(133)는 현재 태양전지 패널(150)의 경사각 등 제어 상태, 로컬 서버(130)의 이상 유무 등을 여러가지 형태로 표시함으로써, 관리자가 실시간으로 모니터링할 수 있도록 한다. The display unit 133 displays the current control state such as the inclination angle of the solar cell panel 150 and the presence or absence of an abnormality of the local server 130 in various forms, so that the administrator can monitor in real time.

RTC(135)는 로컬 서버(130)가 자체적으로 제어를 수행하기 위한 구성요소로서, 백업 배터리가 내장되어 있을 수 있다. 이에 의하면, 여러가지 이유에 의해 중앙 제어 서버(110)와 통신이 두절되는 경우라 할지라도, 로컬 서버(130) 스스로 RTC(135)에 의해 제어될 수 있다. The RTC 135 is a component for the local server 130 to control itself, and may have a built-in backup battery. According to this, even if communication with the central control server 110 is lost for various reasons, the local server 130 may be controlled by the RTC 135 by itself.

한편, 구동부(134)는 태양전지 패널(150)의 기울기를 실제로 조절하기 위한 구동력을 발생시키는 역할을 한다. 구동부(134)는 공지의 모터 등으로 구현될 수 있다. On the other hand, the driving unit 134 serves to generate a driving force for actually adjusting the inclination of the solar cell panel 150. The driving unit 134 may be implemented by a known motor or the like.

또한, 구동부(134)에 의해 제어되는 태양전지 패널(150)의 경사각을 센싱하고, 현재 제어 상태를 실시간으로 모니터링하기 위해 경사각 센싱부(136)가 더 구비될 수도 있다. 경사각 센싱부(136)는 태양전지 패널(150)의 현재 경사각을 감지하며, 로컬 서버(130)는 감지된 정보를 중앙 제어 서버(110)로 전송하여 현재 태양전지 패널(150)의 제어 상태에 대한 관리자의 관리, 감독을 가능하게 한다. In addition, the inclination angle sensing unit 136 may be further provided to sense the inclination angle of the solar panel 150 controlled by the driving unit 134 and monitor the current control state in real time. The inclination angle sensing unit 136 detects the current inclination angle of the solar cell panel 150, and the local server 130 transmits the detected information to the central control server 110 to control the current solar cell panel 150. It enables the management and supervision of managers.

메모리부(137)는 통신부(139)를 통해 중앙 제어 서버(110)로부터 전송되는 데이터 또는 파라미터 등을 저장한다. 마이크로프로세서(131)는 메모리부(137)에 저장된 데이터들을 기초로 하여 태양전지 패널(150)의 제어에 필요한 연산을 수행한다. 또한, 메모리부(137)는 로컬 서버(130)의 현재 상태 및 이상 유무와 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 한편, 마이크로프로세서(131)에 의해 수행되는 연산 결과 및 이를 기초로 제어되는 태양전지 패널(150)의 현재 상태, 예를 들면, 경사각 센싱부(136)에 의해 감지되는 태양전지 패널(150)의 현재 경사각 등이 더 저장될 수도 있다.The memory unit 137 stores data or parameters transmitted from the central control server 110 through the communication unit 139. The microprocessor 131 performs operations required for controlling the solar cell panel 150 based on the data stored in the memory unit 137. In addition, the memory unit 137 may store data related to the current state and abnormality of the local server 130. On the other hand, the result of the calculation performed by the microprocessor 131 and the current state of the solar cell panel 150 controlled based on this, for example, of the solar cell panel 150 sensed by the inclination angle sensing unit 136 The current tilt angle may be further stored.

통신부(139)는 전술한 바와 같이, 중앙 제어 서버(110)로부터 전송되는 데이터를 수신하며, 반대로 로컬 서버(130)의 메모리부(137)에 저장되어 있는 로컬 서버(130)의 현재 상태 및 태양전지 패널(150)의 현재 제어 상태 등에 관한 정보를 중앙 제어 서버(110)로 전송하기도 한다. As described above, the communication unit 139 receives data transmitted from the central control server 110 and, conversely, the current state and aspects of the local server 130 stored in the memory unit 137 of the local server 130. Information about the current control state of the battery panel 150 may be transmitted to the central control server 110.

이하에서는, 로컬 서버(130)에서 수행되는 각 연산 및 그 연산 결과를 이용한 태양전지 패널(150)의 제어에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the control of the solar cell panel 150 using each operation performed in the local server 130 and the result of the operation will be described in detail.

태양의 기울기 시간각 연산 및 이를 이용한 태양전지 패널 제어Calculation of the slope angle of the sun and solar panel control using it

경사 기울기식 태양전지 패널(150)을 이용한 태양광 발전에 있어서는 태양전지 패널(150) 중심에서, 상기 태양전지 패널(150)의 수평면과 수직인 법선을 연장하였을 때, 그 법선이 태양과 만나는 것이 중요하다.In photovoltaic power generation using the gradient solar cell panel 150, when the normal line perpendicular to the horizontal plane of the solar cell panel 150 extends from the center of the solar cell panel 150, the normal line meets the sun. It is important.

즉, 태양광을 최대로 흡수할 수 있는 기울기로 태양전지 패널(150)을 제어하는 것이 발전 효율을 높이는 데에 매우 중요한 요소이다. 이러한 제어를 위해서는, 태양의 기울기 시간각을 연산한 후, 그에 맞춰 태양전지 패널(150)의 경사각을 제어하는 과정이 필요하다.That is, controlling the solar cell panel 150 with a slope capable of absorbing sunlight at the maximum is a very important factor in increasing power generation efficiency. For this control, after calculating the inclination time of the sun, it is necessary to control the inclination angle of the solar cell panel 150 accordingly.

기울기 시간각이란 단위 시간당 태양의 고도 변화량을 의미한다. 즉, 태양의 남중 고도가 90°이기 때문에, 태양의 기울기 시간각을 알면 각 시간별 태양의 고도를 알 수 있고, 이를 이용하여 태양전지 패널(150)의 경사각을 조절할 수 있는 것이다. The slope time angle refers to the change in altitude of the sun per unit time. That is, since the sun's southern height is 90 °, knowing the inclination time angle of the sun, it is possible to know the altitude of the sun for each time, and the tilt angle of the solar panel 150 can be adjusted using this.

태양의 계절별 출몰 형태는 도 4a에 도시되는 바와 같다. 일출과 일몰 시에는 태양의 위치가 지평선과 일치하므로, 태양의 고도는 0°에서 시작하여 일남중 시각일 때 90°를 거쳐 다시 0°에서 끝나게 된다.The seasonal appearance of the sun is shown in Figure 4a. At sunrise and sunset, the sun's position coincides with the horizon, so the sun's altitude begins at 0 ° and ends at 90 ° and then again at 0 ° during insolvent time.

본 발명에서 태양의 기울기 시간각을 연산하는 방법은, 태양의 일남중 시각, 일출 시각, 일몰 시각을 연산하고, 이를 다시 태양의 일주운행 시간으로 분할하여 각 시간의 태양의 고도를 산출해내는 방식으로 이루어진다.In the present invention, a method of calculating the inclination time angle of the sun calculates the sun insolation time, sunrise time, sunset time, and divides it into the sun travel time again to calculate the altitude of the sun at each time. Is done.

일남중 시각, 일출 시각, 및 일몰 시각은 다음의 수학식 1에 의해 산출된다. The time of day, sunrise time, and sunset time are calculated by the following equation (1).

Figure 112008040185910-pat00021
일남중 시각
Figure 112008040185910-pat00021
One-night time

일출 시각

Figure 112008040185910-pat00022
Sunrise time
Figure 112008040185910-pat00022

일몰 시각

Figure 112008040185910-pat00023
Sunset time
Figure 112008040185910-pat00023

여기서, E는 균시차, 즉, 평균태양시와 진태양시(시태양시)와의 차이, Δλ는 표준시와 관측지의 지방평균시와의 시간차로서, (표준시간경도-관측지의 경도)/15°로 계산된다. Here, E is the difference between the mean time, that is, the difference between the mean solar time and true sun time, and Δλ is the time difference between the standard time and the local mean time of the observation area, which is calculated as (standard time hardness-hardness of observation) / 15 °.

균시차가 수학식에 포함된 이유는 보다 더 정확한 일남중 시각, 일출 시각, 및 일몰 시각을 연산하기 위해서이다. 태양의 일남중 시각으로부터 다음 일남중 시각까지의 시간을 1진태양일이라고 하는데, 진태양일의 길이는 항상 일정하지 않고 매일 조금씩 달라진다. The reason why the differential difference is included in the equation is to calculate more accurate in-day time, sunrise time, and sunset time. The time from the Sun's Sun Moon time to the next Sun Moon's Sun is called Jin Sun Sun. The length of Sun Sun Sun is not always constant and varies slightly every day.

그 대표적인 이유는 도 4b에 도시되는 바와 같이, 태양이 적도상을 운행하지 않고 황도상을 운행하기 때문이며, 다른 한 가지 이유는 도 4c에 도시되는 바와 같이, 지구가 태양을 초점으로 하는 타원 궤도를 따라 운행하기 때문이다. 지구가 타원 궤도를 따라 운행하게 되면, 케플러의 법칙에 의해 지구가 근일점에 있을 때 각속도가 가장 빠르고 원일점에 있을 때 각속도가 가장 느리게 되어 운행 각속도가 불일정해지기 때문이다. The representative reason is that the sun travels the zodiacal phase without traveling to the equator, as shown in FIG. 4b, and another reason is that the earth is in an elliptical orbit that focuses on the sun as shown in FIG. 4c. Because it runs along. When the earth travels along an elliptic orbit, Kepler's law causes the angular velocity to be the fastest when the earth is near, and the slowest when the earth is at the far point, resulting in uneven angular velocities.

따라서, 이러한 이유에 따른 진태양일의 길이 차이를 보정하기 위해 균시차를 이용하였고, 이에 따라 정확한 태양의 기울기각이 산출될 수 있다. Therefore, the time difference was used to correct the difference in the length of true solar days according to this reason, the exact angle of inclination of the sun can be calculated.

한편, H는 태양의 시간각으로서 다음의 수학식 2와 같이 표현된다. On the other hand, H is expressed as the following equation 2 as the time angle of the sun.

Figure 112008040185910-pat00024
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여기서, H는 태양의 시간각, Φ는 관측지의 위도, δ는 태양의 적위이며, 0.0145라는 수치는 cos90°50' 값이며, 태양출입시의 천정거리이다. Here, H is the time angle of the sun, Φ is the latitude of the observation site, δ is the declination of the sun, and the value of 0.0145 is the cos90 ° 50 'value, which is the zenith distance at the time of sun entry.

이러한 방식으로 일남중 시각과 일출 시각, 및 일몰 시각이 얻어지면, 이를 이용하여 태양의 기울기 시간각을 구할 수 있다. 태양의 기울기 시간각이란 단위시간당 변화하는 태양의 기울기각이다. 따라서, 태양의 기울기 시간각은 다음의 수학식 3에 의해 산출될 수 있다. In this manner, when the time of day, sunrise, and sunset are obtained, the angle of inclination of the sun can be obtained. The tilt time angle of the sun is the tilt angle of the sun that changes per unit time. Therefore, the inclination time angle of the sun can be calculated by the following equation (3).

Figure 112008040185910-pat00025
Figure 112008040185910-pat00025

여기서, t는 t1 또는 t2 즉, 일출 시각 또는 일몰 시각을 나타낸다. Here, t represents t1 or t2, that is, sunrise time or sunset time.

이러한 방식으로 기울기 시간각을 알아내면, 각 시간별 태양의 기울기각을 연산해낼 수 있다. 예를 들어, 태양의 일남중 기울기각을 0°라 하고 이를 기준으로 삼으며, 태양의 기울기 시간각이 14°/h 인 것으로 가정하면, 일남중 시각에서 한시간을 뺀 시각과 한시간을 더한 시각에서의 태양의 기울기각은 각각 14°로 연산된다. If we find the angle of inclination in this way, we can calculate the angle of inclination of the sun for each time. For example, if the angle of inclination of the sun is set to 0 ° and is taken as a reference, assuming that the angle of inclination of the sun is 14 ° / h, the time of minus one hour minus one hour plus one hour The angles of inclination of the Sun are computed at 14 ° each.

이렇게 연산되는 태양의 기울기각을 '태양 기울기 연산각'이라 칭하기로 한다. The inclination angle of the sun computed in this way will be referred to as the "sun inclination calculation angle".

표 1은 관측지 위도 및 관측지 경도가 각각 35°08', 126°55'이고, 일출시간, 일남중 시간, 및 일몰 시간이 각각 06:09, 12:37, 19:10일 때, 상기 방법에 따라 계산된 '태양 기울기 연산각'을 나타내며, 그 비교를 위하여 종래 태양 방위 연산각을 함께 나타내었다. Table 1 shows the above method when the latitude and longitude of the observation station were 35 ° 08 'and 126 ° 55', respectively, and the sunrise time, the sunday time, and the sunset time were 06:09, 12:37, and 19:10, respectively. The calculated solar gradient calculation angle is shown accordingly, and the conventional solar orientation calculation angle is also shown for comparison.

시각Time 태양 기울기 연산각(도)Sun slope calculation angle (degrees) 태양 방위 연산각(도)Solar bearing angle (degrees) 비고Remarks 06:0906:09 90.0090.00 101.85101.85 일출시각Sunrise time 07:0007:00 78.1778.17 94.6594.65 08:0008:00 64.2564.25 86.0386.03 09:0009:00 50.3350.33 76.3576.35 10:0010:00 36.4236.42 64.1364.13 11:0011:00 22.5022.50 46.6746.67 12:0012:00 08.5808.58 20.1120.11 12:3612:36 0.100.10 12:3712:37 0.000.00 일남중시각Ilnam Middle Time 13:0013:00 05.2705.27 13.7913.79 14:0014:00 19.0119.01 42.3842.38 15:0015:00 32.7532.75 61.3461.34 16:0016:00 46.4946.49 74.3474.34 17:0017:00 60.2360.23 84.3984.39 18:0018:00 73.9773.97 93.1593.15 19:1019:10 90.0090.00 103.06103.06 일몰시각Sunset time

표 1은 태양의 일남중일 때 기울기각을 0°라 하고, 이를 기준으로 삼아 태양의 기울기 시간각을 이용하여 태양의 기울기각을 연산해낸 결과이다. 표 1을 참조하면, 일출 시각, 일몰 시각, 및 일남중 시각에서 태양 기울기 연산각은 각각 90°, 0°, 90°로 산출된다. 반면, 태양 방위 연산각은 일출 시각과 일몰 시각에서 각각 101.85°, 103.06°로 산출된다. Table 1 shows the result of calculating the inclination angle of the sun by using the inclination time angle of the sun based on the inclination angle of 0 ° when the sun is in the south. Referring to Table 1, the sun tilt calculation angles are calculated at 90 °, 0 °, and 90 °, respectively, at sunrise time, sunset time, and sunday time. On the other hand, the solar azimuth angle is calculated to be 101.85 ° and 103.06 ° at sunrise and sunset times, respectively.

이렇게 연산된 태양 기울기각을 이용하여 기울기식 태양전지 패널(150)의 최적 경사각을 산출해내며, 그에 따라 태양전지 패널(150)을 제어하게 되는데, 표 1에서는 일남중 태양의 기울기각을 0°라고 가정하였으므로, 태양전지 패널(150)의 경사각을 상기 태양 기울기 연산각과 동일하게 한다면, 최적의 조건이 얻어지게 된다. Using the calculated solar inclination angle to calculate the optimal inclination angle of the gradient solar panel 150, and to control the solar panel 150 accordingly, in Table 1, the inclination angle of the sun during the Sunnam 0 ° Since it is assumed that the inclination angle of the solar cell panel 150 is equal to the solar inclination calculation angle, an optimal condition is obtained.

한편, 일출 시각과 일몰 시각에서는 태양의 고도가 0°이므로, 태양전지 패널(150)의 경사각은 90°가 되어야 함이 당연하다. 또한, 일남중 시각에서는 태양전지 패널(150)의 경사각이 0°가 되어야 한다. On the other hand, since the altitude of the sun is 0 ° at sunrise time and sunset time, it is natural that the inclination angle of the solar panel 150 should be 90 °. In addition, the angle of inclination of the solar panel 150 should be 0 ° at the time of the day.

표 1을 다시 참조하면, 종래 기술에 의해 산출된 태양 방위 연산각은 일출 시각과 일몰 시각에서 각각 101.85°, 103.06°의 값을 나타내는 등 태양전지 패널(150)을 최적의 경사각으로 제어하는 데에는 문제가 있을 수 있으나, 본 발명에 따라 산출된 태양 기울기 연산각은 일출 시각, 일몰 시각, 및 일남중 시각에서 각각 90°, 0°, 90°로서, 이에 따라 태양전지 패널(150)의 경사각을 제어하면, 태양의 고도와의 관계에서 가장 적합한 경사각으로 제어할 수 있다.Referring back to Table 1, the solar orientation calculation angle calculated by the prior art has problems in controlling the solar panel 150 at an optimal tilt angle, such as values of 101.85 ° and 103.06 ° at sunrise and sunset times, respectively. However, the calculated solar inclination angle calculated in accordance with the present invention is 90 °, 0 °, 90 ° at sunrise time, sunset time, and insolvent time, respectively, thereby controlling the inclination angle of the solar panel 150 In this case, it is possible to control to the most suitable inclination angle in relation to the altitude of the sun.

로컬 서버(130)의 마이크로프로세서(131)는 중앙 제어 서버(110)로부터 수신된 관측지의 경도, 위도, 및 RTC(Real Time Clock)에 의한 시각 데이터를 이용하여 상기 설명한 방식으로 태양의 기울기 시간각 및 태양의 기울기 연산각을 산출해낸다. 그 후, 산출된 기울기 연산각을 토대로 하여 태양전지 패널(150)의 경사각을 조절한다. The microprocessor 131 of the local server 130 uses the longitude, latitude, and time data of the Real Time Clock (RTC) of the observation point received from the central control server 110 to determine the angle of inclination of the sun in the manner described above. And calculating the angle of inclination of the sun. Thereafter, the inclination angle of the solar cell panel 150 is adjusted based on the calculated inclination calculation angle.

도 4d는 태양의 기울기 연산각을 기초로 하여 태양전지 패널(150)의 경사각이 조절되는 일례를 나타낸다. 4D illustrates an example in which the inclination angle of the solar cell panel 150 is adjusted based on the inclination calculation angle of the sun.

도 4d에 도시되는 바와 같이, 태양의 기울기 연산각이 θ일 때, 태양전지 패널(150)의 경사각 또한 θ로 조절한다. 이러한 제어에 따르면, 태양전지 패널(150)의 중심에서 법선을 연장하였을 때, 그 법선이 태양과 만나게 되어, 태양광을 최대로 흡수할 수 있게 되고 태양광 발전의 효율이 높아질 수 있게 된다. 즉, 태양전지 패널(150)이 항상 태양을 전면으로 바라볼 수 있도록 제어되어 태양광이 최대로 흡수될 수 있다.As shown in FIG. 4D, when the inclination calculation angle of the sun is θ, the inclination angle of the solar cell panel 150 is also adjusted to θ. According to this control, when the normal line is extended from the center of the solar cell panel 150, the normal line meets the sun, so that the solar light can be absorbed to the maximum and the efficiency of photovoltaic power generation can be increased. That is, the solar cell panel 150 is controlled to always look at the sun in front, so that sunlight can be absorbed to the maximum.

그림자 길이 연산법에 의한 역추적 제어Backtracking Control by Shadow Length Algorithm

통상적으로, 태양광 발전소에는 일 이상의 태양전지 패널(150)이 구비되어 있다. 태양전지 패널(150)이 기울기식 태양전지 패널(150)일 경우에는, 그 경사각에 따라 다른 태양전지 패널(150)을 가릴 수도 있는 문제가 생긴다. 즉, 태양광 발전소 부지 크기의 한계 등의 이유로 태양전지 패널(150) 간의 간격을 충분히 유지하지 못할 경우에는 태양전지 패널(150)의 경사각, 또는 태양의 고도에 따라 인접 태양전지 패널(150)의 적어도 일부를 태양광으로부터 차단할 수 있게 된다.Typically, at least one solar cell panel 150 is provided in a solar power plant. When the solar cell panel 150 is an inclined solar cell panel 150, there is a problem that other solar cell panels 150 may be covered according to the inclination angle. That is, when the gap between the solar panels 150 is not sufficiently maintained due to the limitation of the site size of the solar power plant, the slope of the solar panels 150, or the altitude of the sun, At least a part can be shielded from sunlight.

이를 방지하기 위해, 로컬 서버(130)는 태양의 고도를 고려하여, 임의의 태양전지 패널(150)이 인접 태양전지 패널(150)을 태양광으로부터 차단시키지 않으면서도, 태양광을 최대한으로 흡수할 수 있는 경사각을 산출하여 태양전지 패널(150)을 제어한다.To prevent this, the local server 130 takes into account the altitude of the sun, so that any solar panel 150 can absorb sunlight as much as possible without blocking adjacent solar panels 150 from sunlight. The solar cell panel 150 is controlled by calculating an inclination angle that can be obtained.

태양의 고도를 이용하여 다수의 태양전지 패널(150) 경사각을 제어하는 과정을 나타내는 일례가 도 5에 도시된다. An example illustrating a process of controlling the inclination angles of the plurality of solar panels 150 using the altitude of the sun is illustrated in FIG. 5.

여기서 그림자 길이 SL는 다음의 수학식 4와 같이 표현된다.The shadow length SL is expressed by Equation 4 below.

SL=tan(90˚-cosh)(sinαw)SL = tan (90˚-cosh) (sinαw)

여기서, h는 태양의 고도, α는 태양전지판의 제어 경사각, w는 태양전지 패널(150)의 폭이다. Where h is the altitude of the sun, α is the control tilt angle of the solar panel, and w is the width of the solar panel 150.

h, 즉, 태양의 고도에 관한 정보는 중앙 제어 서버(110)로부터 수신할 수도 있지만, 전술한 방법으로 산출되는 태양의 기울기 시간각을 이용하여 각 시각별 태양의 고도를 파악해 낼 수도 있다. 즉, 태양의 남중 고도를 90°로 한 후, 남중 시각과 산출된 태양의 기울기 시간각을 이용하면 각 시각별 태양의 고도를 산출해낼 수 있다.h, that is, information about the altitude of the sun may be received from the central control server 110, but the altitude of the sun for each time may be grasped using the inclination time angle of the sun calculated by the above-described method. In other words, after setting the southern midtitude of the sun to 90 °, the altitude of the sun for each time can be calculated using the southern midnight time and the calculated tilt time angle of the sun.

한편, 도 5에서 전면에 있는(도면상 좌측에 있는) 태양전지 패널(150)의 그림자가 뒤에 있는(도면상 우측에 있는) 태양전지 패널(150)의 일부를 가리지 말아야 하는 조건에 의해 다음과 같은 수학식 5가 세워질 수 있다. Meanwhile, in FIG. 5, the shadow of the solar panel 150 on the front side (on the left side of the drawing) is not limited to a part of the solar panel 150 behind the back side (on the right side of the drawing). Equation 5 may be established.

SL+(cosαw)≤LSL + (cosαw) ≤L

여기서, L은 태양전지 패널(150) 사이의 간격이다. Here, L is an interval between the solar cell panels 150.

이 L값, 및 w 값 등은 중앙 제어 서버(110)로부터 로컬 서버(130)로 사전에 전송되어 로컬 서버(130)의 메모리부(137)에 저장될 수 있다. The L value, the w value, and the like may be transmitted in advance from the central control server 110 to the local server 130 and stored in the memory unit 137 of the local server 130.

태양전지 패널(150)은 서로의 그림자에 의해 적어도 일부가 태양으로부터 차단되지 말아야됨과 동시에, 태양광을 최대로 흡수하여야 한다. 이를 위해 태양전지 패널(150)의 제어 경사각 α는 (90°- 태양전지의 고도 h) 값에 최대한 가까운 값이어야 한다. 즉, 태양전지 패널(150)의 경사도는 전술한 바와 같은, 태양의 기울기 연산각을 이용하여 결정되는 값과 최대한 가까워야 한다.At least a part of the solar panel 150 should not be blocked from the sun by the shadow of each other, and at the same time, the solar panel 150 should absorb the sunlight to the maximum. To this end, the control inclination angle α of the solar cell panel 150 should be as close as possible to the value of (90 ° − altitude h of the solar cell). That is, the inclination of the solar cell panel 150 should be as close as possible to the value determined using the inclination calculation angle of the sun as described above.

따라서, 로컬 서버(130)는 수학식 5를 만족시키는 범위 내에서, 태양전지 패널(150)이 현 시각의 태양의 기울기 연산각과 가장 근접한 경사도를 가질 수 있도록 제어 경사각 α를 결정한다.Accordingly, the local server 130 determines the control inclination angle α so that the solar panel 150 may have the inclination closest to the inclination calculation angle of the sun at the present time within a range satisfying Equation 5.

그 후, 결정된 제어각 α에 따라 태양전지 패널(150)을 제어한다. Thereafter, the solar cell panel 150 is controlled according to the determined control angle α.

이에 따르면, 복수의 태양전지 패널(150)이 서로 간의 그림자에 의해 태양으로부터 차단됨이 없을 뿐만 아니라, 언제나 최대한의 태양광을 흡수하여 태양광 발전의 효율을 높일 수 있게 된다. According to this, the plurality of solar panels 150 are not only blocked from the sun by the shadows of each other, but also can always absorb the maximum sunlight to increase the efficiency of photovoltaic power generation.

상대적 일사량 비교에 의한 태양전지 패널의 태양 추적 동작 중지 제어Stop solar tracking operation of solar panel by comparing relative solar radiation

일반적으로 태양전지 패널(150)은 태양의 위치를 추적하여 최대한의 태양광을 흡수하는 경사각 또는 그 위치에 머물러 있게 된다. 그 방법은 각 경사각별로 흡수되는 태양광량을 조사하여 소정량 이상의 태양광을 흡수하는 경사각들 중 최대의 태양광을 흡수하는 경사각을 최적의 경사각으로 결정하는 방법으로 이루어진다.In general, the solar cell panel 150 stays at or at an inclination angle that tracks the position of the sun to absorb the maximum sunlight. The method consists of a method of determining the inclination angle for absorbing the maximum solar light as the optimum inclination angle by examining the amount of sunlight absorbed for each inclination angle.

그러나, 날씨가 흐리거나 우천시에는 소정량 이상의 태양광이 흡수되기가 어려우므로 무의미한 추적을 계속적으로 수행하게 되고, 불필요한 제어로 인한 전력손실이 있게 된다. However, since it is difficult to absorb more than a predetermined amount of sunlight in cloudy or rainy weather, meaningless tracking is continuously performed, resulting in power loss due to unnecessary control.

이를 방지하기 위해 본 발명에서는, 상대적 일사량을 비교하여 태양전지 패널의 태양 추적 동작을 중지시킨다. In order to prevent this, in the present invention, the solar tracking operation of the solar cell panel is stopped by comparing the relative solar radiation amount.

도 6은 이러한 제어를 위해 구비되는 2 개의 일사량계(170)로서, 고정된 기준 일사량계(171)와 태양추적 일사량계(173)를 도시한다. FIG. 6 shows a fixed reference solar meter 171 and a solar tracked solar meter 173 as two solar radiation meters 170 provided for such control.

고정된 기준 일사량계(171)는 고정된 위치에서 일사량을 측정하여 기준 일사량을 제공한다. 또한, 태양추적 일사량계(173)는 태양전지 패널(150)에 구비되는 것으로서 계속적으로 태양을 추적하면서 일사량을 측정한다. The fixed reference solar radiation meter 171 measures the amount of solar radiation at a fixed position and provides a reference solar radiation amount. In addition, the solar tracking solar radiation meter 173 is provided in the solar cell panel 150 and continuously measures the sun while tracking the sun.

기준 일사량계(171) 및 태양추적 일사량계(173)에 의해 측정된 일사량에 관한 데이터는 중앙 제어 서버(110)로 전송되며, 이는 다시 로컬 서버(130)로 전송된다. Data about the solar radiation measured by the reference solar meter 171 and the solar tracked solar meter 173 is transmitted to the central control server 110, which is in turn sent to the local server 130.

로컬 서버(130)의 마이크로프로세서서(131)는 기준 일사량계(171)에 의해 측정된 일사량과 태양추적 일사량계(173)에 의해 측정된 일사량을 비교한다. 그 후, 두 일사량 값의 차이가 없거나 미미하면, 태양전지 패널(150)의 태양 추적 동작을 중지시킨다. 즉, 고정된 위치에서 일사량을 측정하는 기준 일사량계(171)에 의해 측정된 일사량과 태양추적 일사량계(173)에 의해 측정된 일사량의 차이가 없다는 것은 태양전지 패널(150)이 어떠한 경사각을 가지더라도 비슷한 양의 태양광만을 흡수한다는 것이며, 태양추적의 의미가 더 이상 없다는 것이므로, 태양 추적 동작을 중지시키는 것이다.The microprocessor 131 of the local server 130 compares the solar radiation measured by the reference solar meter 171 with the solar radiation measured by the solar tracking solar meter 173. Thereafter, if the difference between the two solar radiation values is small or insignificant, the solar tracking operation of the solar cell panel 150 is stopped. That is, the fact that there is no difference between the solar radiation measured by the reference solar meter 171 measuring the solar radiation at a fixed position and the solar radiation measured by the solar tracking solar meter 173 does not have any inclination angle. Even though it only absorbs a similar amount of sunlight, it means that solar tracking no longer means stopping sun tracking.

이러한 제어에 의해, 태양전지 패널(150)은 불필요한 태양 추적 동작을 하지 않게 되며, 이에 따라 불필요한 제어에 소모되는 전력 손실을 최소화할 수 있다. By such a control, the solar cell panel 150 does not perform unnecessary sun tracking operation, thereby minimizing power loss consumed by unnecessary control.

태양전지 패널의 태양 추적 진행각 선행 제어Solar tracking progress angle advance control of solar panels

전술한 바와 같이, 태양전지 패널(150)은 태양의 위치를 추적하는 태양 추적 제어 동작을 수행한다. 태양 추적 제어 동작은 항시 수행되는 것이 아니라, 태양 추적 제어 동작이 끝난 후, 태양의 고도가 소정 크기, 즉, 추적 설정 각도만큼 틀어지게 되면 다시 수행되는 방식으로 이루어진다. As described above, the solar cell panel 150 performs a sun tracking control operation for tracking the position of the sun. The sun tracking control operation is not performed at all times. After the sun tracking control operation is finished, the sun tracking control operation is performed again when the sun's altitude is changed by a predetermined size, that is, the tracking set angle.

도 7a는 통상적인 태양 추적 제어 동작을 설명하기 위한 모식도이다. 예를 들어, 추적 설정 각도가 2'인 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 7A is a schematic diagram for explaining a typical sun tracking control operation. For example, it is assumed that the tracking set angle is 2 '.

태양전지 패널(150) 태양 추적 제어를 마친 즉시의 순간은 태양의 고도와 태양전지 패널(150)의 경사각이 동일하여 태양전지 패널(150)이 최적의 경사각으로 기울어져 있게 되지만, 그 후에는, 태양의 고도가 2' 틀어진 후에야 다시 태양 추적 동작을 수행하게 된다. 따라서, 통상적인 태양 추적 제어에 따르면 항상 2'의 오차가 유지될 수 밖에 없다. Immediately after the solar panel 150 finishes tracking the sun, the altitude of the sun and the inclination angle of the solar panel 150 are the same so that the solar panel 150 is inclined at an optimal inclination angle. Only after the sun's altitude has changed by 2 'will the sun be traced again. Therefore, according to the conventional sun tracking control, the error of 2 'is inevitably maintained.

이러한 오차를 감소시키기 위해 본 발명에서는 태양추적 진행각 선행 제어 방법을 이용한다. 도 7b를 참조하여 본 발명에 따른 태양추적 진행각 선행 제어 방법을 설명한다. 이 경우에도 역시 추적 설정 각도를 2'로 설정하였다고 가정한다. In order to reduce this error, the present invention uses a solar tracking advance angle advance control method. Referring to Figure 7b will be described the sun tracking advance angle advance control method according to the present invention. In this case, it is also assumed that the tracking set angle is set to 2 '.

본 발명에 따른 제어 방법은, 태양전지 패널(150)에 대해 태양의 고도가 1'만큼 틀어졌을 때, 태양전지 패널(150)을 2'만큼 이동시킨다. The control method according to the present invention moves the solar cell panel 150 by 2 'when the altitude of the sun is shifted by 1' with respect to the solar cell panel 150.

즉, 태양 추적 제어 동작를 마친 직후 태양전지 패널(150)의 경사각이 ①의 위치라면, 그 시점에는 태양의 고도도 동일한 위치에 있게 된다. 그 후, 태양의 고도가 1'만큼 틀어져 ②의 위치에 있게 될 때, 태양전지 패널(150)을 2'만큼 이동시 켜 ③의 위치에 있게 하여 태양의 고도보다 1' 만큼 선행이동할 수 있도록 한다.That is, if the inclination angle of the solar cell panel 150 immediately after the sun tracking control operation is at the position of ①, the altitude of the sun is also at the same position at that time. Afterwards, when the sun's altitude is turned by 1 'to be in the position of ②, the solar cell panel 150 is moved by 2' to be in the position of ③ so that it can be moved ahead by 1 'than the sun's altitude.

이로부터 다시 태양의 고도가 2'만큼 틀어져 태양전지 패널(150)과 태양 고도와의 차이가 1'이 될 때, 태양전지 패널(150)을 2'만큼 이동시킨다. When the altitude of the sun is again changed by 2 'from this, when the difference between the solar panel 150 and the solar altitude becomes 1', the solar panel 150 is moved by 2 '.

따라서, 태양전지 패널(150)은 항상 태양의 고도와 1' 만큼의 오차를 유지하게 되어 종래 기술에 비해 오차를 반으로 줄일 수 있게 되며, 보다 더 효율적인 태양광 발전이 가능해진다.Therefore, the solar cell panel 150 always maintains an error of 1 'with the altitude of the sun, thereby reducing the error in half compared to the prior art, and more efficient solar power generation is possible.

로컬 서버(130)는 상기와 같은 제어를 위해 전술한 방식으로 계산된 태양의 기울기 시간각을 이용하여 각 시각별 태양의 고도를 산출할 수 있다. 이렇게 산출된 태양의 고도를 이용하여 태양과 태양전지 패널(150)과의 틀어짐 각도를 예상할 수 있는 것이다. The local server 130 may calculate the altitude of the sun for each time using the tilt time angle of the sun calculated in the above-described manner for the above control. Using the calculated altitude of the sun it is possible to estimate the twist angle between the sun and the solar panel 150.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특 별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer components, and may be recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media) and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.Although the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like, but the embodiments and the drawings are provided to assist in a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications and variations can be made from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

도 1a는 각 계절별 태양방위각을 나타내는 도면이다. 1A is a diagram illustrating solar azimuth angles for each season.

도 1b는 도 1a의 각 계절별 태양방위각을 이용하여 태양전지 패널을 제어하는 방법을 모식적으로 나타내는 도면이다. FIG. 1B is a diagram schematically illustrating a method of controlling a solar cell panel using solar seasonal angles of FIG. 1A.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 2 is a diagram schematically showing the overall configuration of a system according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 시스템에서 로컬 서버의 내부 구성을 상세히 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating an internal configuration of a local server in the system of FIG. 2 in detail.

도 4a는 각 계절별 태양의 출몰형태를 나타내는 도면이다. Figure 4a is a diagram showing the appearance of the sun for each season.

도 4b는 지구에 대해 태양의 운행 궤적을 나타내는 도면이다. 4B is a diagram showing the trajectory of the sun's motion with respect to the earth.

도 4c는 지구의 공전 궤도를 나타내는 도면이다. 4C is a diagram showing an orbit of the earth.

도 4d는 태양의 기울기 연산각을 기초로 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 일례를 나타낸다.4D illustrates an example of adjusting the inclination angle of the solar cell panel based on the inclination calculation angle of the sun.

도 5는 태양의 고도를 이용하여 다수의 태양전지 패널 경사각을 제어하는 과정의 일례를 나타낸다.5 illustrates an example of a process of controlling a plurality of solar panel tilt angles using the altitude of the sun.

도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따라 태양 추적 동작을 제어하기 위한 2 개의 일사량계를 나타낸다. 6 shows two solar radiation meters for controlling sun tracking operations in accordance with one embodiment of the present invention.

도 7a는 종래의 태양 추적 동작 제어 방식을 설명하는 모식도이다. 7A is a schematic diagram illustrating a conventional sun tracking operation control method.

도 7b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 태양 추적 동작 제어 방식을 설명하는 모식도이다. 7B is a schematic diagram illustrating a sun tracking operation control method according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

110: 중앙 제어 서버110: central control server

130: 로컬 서버130: local server

150: 태양전지 패널150: solar cell panel

131: 마이크로프로세서131: microprocessor

133: 디스플레이부133: display unit

135: RTC135: RTC

137: 메모리부137: memory

139: 통신부139: communication unit

170: 일사량계170: solar radiation meter

171: 기준 일사량계171: reference solar meter

173: 태양추적 일사량계173: Solar Tracking Solar Meter

Claims (24)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 일 이상의 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 방법으로서, As a method for controlling the inclination angle of at least one solar cell panel, 태양의 고도를 기초로 하여 태양전지 패널의 그림자 길이를 산출해내는 단계, 및 Calculating the shadow length of the solar panel based on the height of the sun, and 산출된 상기 그림자 길이를 기초로 하여, 상기 태양전지 패널의 그림자가 인접 태양전지 패널의 적어도 일부를 가리지 않도록 상기 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 단계를 포함하는 태양전지 패널의 경사각 제어방법. Based on the calculated shadow length, adjusting the inclination angle of the solar cell panel such that the shadow of the solar cell panel does not cover at least a portion of the adjacent solar cell panel. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 태양전지 패널의 그림자 길이를 산출해내는 단계에서, 상기 태양전지 패널의 그림자 길이(SL)는, SL=tan(90˚-cosh)(sinαw)로 표현되는 수학식에 의해 산출되고, 상기 h는 태양의 기울기각, α는 상기 태양전지 패널의 경사각, w는 상기 태양전지 패널의 폭이고,In calculating the shadow length of the solar cell panel, the shadow length SL of the solar cell panel is calculated by a formula expressed by SL = tan (90 ° -cosh) sin αw, and the h Is the inclination angle of the sun, α is the inclination angle of the solar panel, w is the width of the solar panel, 상기 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 단계는, Adjusting the inclination angle of the solar cell panel, SL+(cosαw)≤L 을 만족시키는 범위 내에서 α값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 경사각 제어방법. And determining the α value within a range satisfying SL + (cosαw) ≦ L. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 단계는,Adjusting the inclination angle of the solar cell panel, 상기 α값을 (90°-h) 값과 최대한 가까운 값으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 경사각 제어방법. And determining the α value to a value as close as possible to a value of (90 ° -h). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 일 이상의 태양전지 패널의 경사각을 제어하기 위한 시스템으로서, A system for controlling the inclination angle of at least one solar cell panel, 태양의 고도를 기초로 하여 태양전지 패널의 그림자 길이를 산출해내고, 산출된 상기 그림자 길이를 기초로 하여, 상기 태양전지 패널의 그림자가 인접 태양전지 패널의 적어도 일부를 가리지 않도록 상기 태양전지 패널의 경사각을 조절하는 장치를 포함하는 태양전지 패널의 경사각 제어시스템. Calculates the shadow length of the solar panel based on the altitude of the sun, and based on the calculated shadow length, the shadow of the solar cell panel does not cover at least a portion of the adjacent solar cell panel. An inclination angle control system of a solar cell panel including a device for adjusting an inclination angle. 제18항에 있어서, The method of claim 18, 상기 태양전지 패널의 그림자 길이(SL)는, SL=tan(90˚-cosh)(sinαw)로 표현되는 수학식에 의해 산출되고, 상기 h는 태양의 기울기각, α는 상기 태양전지 패널의 경사각, w는 상기 태양전지 패널의 폭이고, The shadow length SL of the solar cell panel is calculated by a formula expressed as SL = tan (90 ° -cosh) sin αw, where h is an inclination angle of the sun and α is an inclination angle of the solar panel. , w is the width of the solar panel, 상기 태양전지 패널의 경사각 조절은, SL+(cosαw)≤L 을 만족시키는 범위 내에서 α값을 결정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 경사각 제어시스템. The inclination angle control of the solar cell panel is performed by determining an α value within a range satisfying SL + (cosαw) ≦ L. 제19항에 있어서, The method of claim 19, 상기 태양전지 패널의 경사각 조절은, 상기 α값을 (90°-h) 값과 최대한 가까운 값으로 결정함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 태양전지 패널의 경사각 제어시스템. The inclination angle control of the solar cell panel is performed by determining the α value to a value as close as possible to the value of (90 ° -h). 삭제delete 삭제delete 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium for recording a computer program for executing the method of any one of claims 7 to 9. 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101253338B1 (en) * 2010-02-08 2013-04-15 주식회사 한국체인모터 Backtacking method and system of solar tracker system
CN103116363B (en) * 2013-01-23 2015-08-05 四川钟顺太阳能开发有限公司 Photovoltaic generator track of sun tracking and system
CN103365305B (en) * 2013-07-17 2015-10-28 苏州聚晟太阳能有限公司 A kind of solar tracking device and sun power antitracking method
CN104133492B (en) * 2014-08-08 2017-12-01 四川钟顺太阳能开发有限公司 A kind of twin shaft photovoltaic generator antitracking method
KR101669853B1 (en) * 2015-05-18 2016-10-27 주식회사 라스테크 Solar cell apparatus having a function of proventing shadow
KR200487427Y1 (en) * 2018-01-17 2018-09-13 신덕철 Photovoltaic power generation apparatus
BR112020023954A2 (en) * 2018-05-28 2021-02-23 Soltec Energías Renovables, Sl method to reduce shading in a photovoltaic plant
KR102383631B1 (en) * 2020-03-12 2022-04-07 한국도로공사 Image photography apparatus of vehicle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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