KR101017083B1 - Robot Solar Tracker - Google Patents

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KR101017083B1
KR101017083B1 KR1020100118562A KR20100118562A KR101017083B1 KR 101017083 B1 KR101017083 B1 KR 101017083B1 KR 1020100118562 A KR1020100118562 A KR 1020100118562A KR 20100118562 A KR20100118562 A KR 20100118562A KR 101017083 B1 KR101017083 B1 KR 101017083B1
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박기주
장철수
남형도
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Abstract

본 발명은 캠(cam) 타입 구조를 채택하여 모터의 회전을 통해 태양의 방위각과 고도각을 따라 태양전지모듈을 회전시킴으로써 집광효율을 향상시키도록 한 로보트형 태양광 추적장치에 관한 것으로서, 외부로부터 입사되는 태양광을 전기로 발생시키기 위한 태양전지모듈과, 상기 태양전지모듈의 배면에 연결되어 상기 태양전지모듈을 지지하면서 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 하측에 구성되고 표면에 소정깊이의 홈 형태로 제작되어 일정한 곡률의 캠을 갖으며 내부에 일방향으로 타이머 동작에 의해 회전하는 모터를 내장하는 원통형 바디와, 상기 원통형 바디를 지지함과 함께 지면에 고정하는 고정수단을 포함하여 구성되고, 상기 회전축은 상기 원통형 바디의 일측에 구성되고 상기 캠에 삽입되어 상기 모터의 회전에 따라 상기 캠의 곡선을 따라 이동하는 캠팔로워와, 상기 캠팔로워와 연결되고 상기 캠팔로워가 상기 캠을 따라 이동할 때 상하로 이동하면서 상기 태양전지모듈의 각도를 조절하는 리프트암을 포함하여 구성되고, 상기 캠팔로워의 끝단에는 상기 원통형 바디의 캠에 삽입되어 상기 캠을 따라 이동하는 롤러가 구비되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a robot-type solar tracking device to adopt a cam type structure to improve the condensing efficiency by rotating the solar cell module along the azimuth and altitude angle of the sun through the rotation of the motor, from the outside A solar cell module for generating incident solar light as electricity, a rotating shaft connected to a rear surface of the solar cell module to support and supporting the solar cell module, and a groove having a predetermined depth on a surface of the rotating shaft; And a cylindrical body having a cam having a constant curvature and having a motor rotating therein by a timer operation in one direction therein, and including a fixing means for supporting the cylindrical body and fixing it to the ground. Is configured on one side of the cylindrical body and inserted into the cam to curve the cam according to the rotation of the motor A cam follower, which is connected to the cam follower, and a lift arm which is connected to the cam follower and moves up and down when the cam follower moves along the cam, and adjusts the angle of the solar cell module. The roller is inserted into the cam of the cylindrical body and moves along the cam.

Description

로보트형 태양광 추적장치{ROBOT TYPE APPARATUS FOR TRACKING THE SUNLIGHT}ROBOT TYPE APPARATUS FOR TRACKING THE SUNLIGHT}

본 발명은 태양광 추적장치에 관한 것으로, 특히 태양광의 발전 효율을 향상시키도록 로보트형 태양광 추적장치에 관한 것이다. The present invention relates to a solar tracking device, and more particularly to a robot-type solar tracking device to improve the power generation efficiency of sunlight.

현재 석유, 석탄과 같은 화석연료가 고갈되어감에 따라 대체에너지의 개발이 진행되고 있는데, 특히 태양에너지를 활용하는 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있는 실정이다.Currently, as fossil fuels such as oil and coal are depleted, development of alternative energy is progressing. In particular, development of technology utilizing solar energy is being actively performed.

태양에너지를 활용하여 전기를 생산하는 발전기술로는 태양열을 이용하여 열기관을 구동시켜 전기를 발생시키는 태양열 발전, 태양광을 이용하여 태양전지로부터 전기를 발생시키는 태양광발전 등이 있다.Power generation technology that generates electricity using solar energy includes solar power generation that generates electricity by driving heat engines using solar heat, and photovoltaic power generation that generates electricity from solar cells using solar light.

여기서, 태양광발전에 사용되는 태양전지는 태양광을 직접 전기로 변환시키는 반도체화합물 소자를 포함한다.Here, the solar cell used for photovoltaic power generation includes a semiconductor compound device that converts sunlight directly into electricity.

이러한 반도체 화합물들은 주로 실리콘(Si)과 갈륨아세나이드(GaAs)을 포함하며, 실리콘이 가장 많이 활용되고 있는데, 태양전지에 사용되는 반도체 화합물의 종류에 따라 염료감응형 태양전지, CIGS 태양전지, CdTe 태양전지 등의 다양한 태양전지가 현재 개발되어 사용되고 있다.These semiconductor compounds mainly include silicon (Si) and gallium arsenide (GaAs), and silicon is most used. Dye-sensitized solar cells, CIGS solar cells, CdTe according to the type of semiconductor compound used in solar cells Various solar cells such as solar cells are currently being developed and used.

일반적으로 상기와 같은 셀들을 직병렬로 모아놓은 하나의 군을 모듈이라 하며, 태양광 발번을 위해 상기와 같은 모듈들을 고정하는 것을 구조물이라고 한다. 구조물에는 고정형, 단축형, 양축형 등이 있으며 발전효율은 태양을 추적하며 발전하는 양축형이 가장 높다. 하지만, 태양추적에 필요한 모터를 구동해야 하므로 별도의 전원이 필요하다는 단점으로 많이 사용되고 있지 않다.In general, one group of such cells in series and parallel is referred to as a module, and fixing such modules to generate solar power is called a structure. There are fixed type, single axis type, double axis type, etc., and the generation efficiency is the highest for the double axis type that develops while tracking the sun. However, since it is necessary to drive a motor required for solar tracking, it is not used as a drawback that a separate power source is required.

또한, 양축형과 같은 추적식 태양광 발전 시스템에는 빛을 감지할 수 있는 센서를 사용하는 방식을 사용하고 있는데, 이는 태양의 위치를 센싱하는 센서의 범위가 한정되어 있어 장시간 구름에 가릴 경우 센서의 범위 밖에 태양이 위치할 때 추적이 불가능하며 설비비용이 고가이고 센서의 감도에 크게 의지한다는 단점이 있다.In addition, a tracked photovoltaic power generation system such as a biaxial type uses a sensor that can detect light, which is limited in the range of sensors that sense the position of the sun. It is impossible to track when the sun is out of range, expensive equipment, and rely heavily on the sensitivity of the sensor.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 캠(cam) 타입 구조를 채택하여 하나의 모터 회전을 통해 태양전지모듈을 회전시킴으로써 낮은 소비전력으로 트래커의 방위각과 고도각을 동시에 움직일 수 있도록 하여 발전 효율을 향상시키도록 한 로보트형 태양광 추적장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above by adopting a cam (cam) type structure by rotating the solar cell module through a single motor rotation to enable the azimuth and altitude of the tracker to move simultaneously with low power consumption It is an object of the present invention to provide a robotic solar tracking device to improve the efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치는 외부로부터 입사되는 태양광을 전기로 발생시키기 위한 태양전지모듈과, 상기 태양전지모듈의 배면에 연결되어 상기 태양전지모듈을 지지하면서 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 하측에 구성되고 표면에 소정깊이의 홈 형태로 제작되어 일정한 곡률의 캠을 갖으며 내부에 일방향으로 타이머 동작에 의해 회전하는 모터를 내장하는 원통형 바디와, 상기 원통형 바디를 지지함과 함께 지면에 고정하는 고정수단을 포함하여 구성되고, 상기 회전축은 상기 원통형 바디의 일측에 구성되고 상기 캠에 삽입되어 상기 모터의 회전에 따라 상기 캠의 곡선을 따라 이동하는 캠팔로워와, 상기 캠팔로워와 연결되고 상기 캠팔로워가 상기 캠을 따라 이동할 때 상하로 이동하면서 상기 태양전지모듈의 각도를 조절하는 리프트암을 포함하여 구성되고, 상기 캠팔로워의 끝단에는 상기 원통형 바디의 캠에 삽입되어 상기 캠을 따라 이동하는 롤러가 구비되는 것을 특징으로 한다.Robot type solar tracking device according to the present invention for achieving the above object is connected to the solar cell module and the rear surface of the solar cell module for generating solar light incident from the outside with electricity to the solar cell module A cylindrical body having a rotating shaft rotating while supporting and a motor having a predetermined curvature cam formed on the lower side of the rotating shaft and having a cam having a predetermined curvature, and having a motor rotating therein by a timer operation in one direction therein; And a fixing means for supporting the cylindrical body and fixing it to the ground, wherein the rotating shaft is configured on one side of the cylindrical body and inserted into the cam to move along the curve of the cam according to the rotation of the motor. And a follower, which is connected to the cam follower and moves up and down as the cam follower moves along the cam. It comprises a lift arm for adjusting the angle of the solar cell module, characterized in that the end of the cam follower is provided with a roller which is inserted into the cam of the cylindrical body and moves along the cam.

본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치는 다음과 같은 효과가 있다.Robot type solar tracking device according to the present invention has the following effects.

첫째, 모터가 일정한 속도로 회전하면서 캠 곡선을 따라 리프트암의 상하 이동에 의해 태양전지모듈이 일정한 속도로 회전하면서 아침, 저녁에는 각도 60도, 낮에는 30도의 각도를 유지하면서 태양광을 입사받음으로써 발전효율을 향상시킬 수 있다.First, as the motor rotates at a constant speed, the solar cell module rotates at a constant speed as the lift arm moves up and down along the cam curve, and receives sunlight while maintaining an angle of 60 degrees in the morning and evening and 30 degrees during the day. This can improve the power generation efficiency.

둘째, 태양의 고도 및 방위각의 변화를 캠 곡선을 통해 기계적으로 프로그램화함으로써 다른 제어 기능 없이도 태양의 변화를 추적하여 최대의 발전효율을 얻을 수 있다.Second, by programmatically programming the change in the sun's altitude and azimuth through the cam curve, it is possible to obtain the maximum power generation efficiency by tracking the change in the sun without any other control functions.

셋째, 하나의 모터만을 사용하여 일측 방향으로 회전함으로써 15W정도의 저전력으로 태양광을 추적할 수 있다.Third, by using only one motor to rotate in one direction it is possible to track the sunlight with a low power of about 15W.

넷째, 24시간 동안 캠 곡선을 따라 360도 회전함으로써 제어가 쉽고 모터의 방향성을 제어하지 않기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다.Fourth, by rotating the 360 degrees along the cam curve for 24 hours, it is easy to control and does not control the direction of the motor can reduce power consumption.

다섯째, 태양을 추적하기 위한 제어 및 구동부를 최소화하여 다른 제품에 비해 설치 및 고장 수리를 용이하게 실시할 수 있다.Fifth, the control and driving unit for tracking the sun can be minimized to facilitate installation and troubleshooting compared to other products.

여섯째, 강풍 및 눈, 비, 흐린 날씨에는 태양추적을 하지 않는 모드를 구성함으로써, 모터로 인한 소비전력이 없다.Sixth, there is no power consumption by the motor by configuring a mode that does not track the sun in strong winds and snow, rain, cloudy weather.

도 1은 본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치를 나타낸 정면도
도 2는 본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치를 나타낸 배면도
도 3은 도 1의 회전축을 나타낸 사시도
도 4는 도 3의 제 1 회동축과 제 1 힌지 결합부를 구체적으로 나타낸 사시도
도 5는 도 3의 제 2 회동축과 제 2 힌지 결합부를 구체적으로 나타낸 사시도
도 6은 본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치에서 태양의 고도 및 방위각의 변화를 측정한 그래프
도 7 내지 도 9는 도 6의 그래프에 따라 회전축이 회전하는 각도를 나타낸 도면1 is a front view showing a robot solar tracking device according to the present invention
Figure 2 is a rear view showing a robot solar tracking device according to the present invention
Figure 3 is a perspective view of the rotating shaft of Figure 1
4 is a perspective view showing in detail the first pivot shaft and the first hinge coupling of FIG.
5 is a perspective view showing in detail the second pivot shaft and the second hinge coupling of FIG.
Figure 6 is a graph measuring the change in the altitude and azimuth angle of the sun in the robot solar tracking device according to the present invention
7 to 9 are diagrams showing angles of rotation of the rotating shaft according to the graph of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the robot-type solar tracking device according to the present invention with reference to the accompanying drawings in more detail.

도 1은 본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치를 나타낸 배면도이며, 도 3은 도 1의 회전축을 나타낸 사시도이다.1 is a front view showing a robot solar tracking device according to the present invention, Figure 2 is a rear view showing a robot solar tracking device according to the present invention, Figure 3 is a perspective view showing a rotating shaft of FIG.

본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치는 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 외부로부터 입사되는 태양광을 전기로 발생시키기 위한 태양전지모듈(110)과, 상기 태양전지모듈(110)의 배면에 연결되어 상기 태양전지모듈(110)을 지지하면서 회전하는 회전축(120)과, 상기 회전축(120)의 하측에 구성되고 표면에 소정깊이의 홈 형태로 제작되어 일정한 곡률의 캠(cam)(131)을 갖으며 내부에 일방향으로 타이머 동작에 의해 회전하는 모터(도시되지 않음)를 내장하는 원통형 바디(130)와, 상기 원통형 바디(130)를 지지함과 함께 지면에 고정하는 고정수단(140)을 포함하여 구성되고, 상기 회전축(120)은 상기 원통형 바디(130)의 일측에 구성되고 상기 원통형 캠(130)의 캠(131)에 삽입되어 상기 모터의 회전에 따라 상기 캠(131)을 따라 이동하는 캠팔로워(150)와, 상기 캠팔로워(150)와 연결되고 상기 캠팔로워(150)가 상기 캠(131)을 따라 이동할 때 상하로 이동하면서 상기 태양전지모듈(110)의 각도를 조절하는 리프트암(160)을 포함하여 구성되어 있다.Robot type solar tracking device according to the present invention, as shown in Figures 1 to 3, the solar cell module 110 for generating solar light incident from the outside, and the solar cell module 110 Rotating shaft 120 is connected to the back and rotates while supporting the solar cell module 110, and is formed on the lower side of the rotating shaft 120 and is made in the form of a groove of a predetermined depth on the surface (cam) of constant curvature ( 131 and a cylindrical body 130 having a motor (not shown) that is rotated by a timer operation in one direction therein, and fixing means 140 for supporting the cylindrical body 130 and fixing it to the ground. The rotating shaft 120 is configured on one side of the cylindrical body 130 and inserted into the cam 131 of the cylindrical cam 130 to rotate the cam 131 according to the rotation of the motor. Cam follower 150 that moves along, and the cam arm It is connected to the war 150 and the cam follower 150 is configured to include a lift arm 160 to adjust the angle of the solar cell module 110 while moving up and down when moving along the cam 131. .

여기서, 상기 회전축(120)은 상기 리프트암(160)의 상하 이동에 따라 상기 태양전지모듈(110)의 각도가 바뀌도록 제 1 회동축(121)을 갖고 상기 태양전지모듈(110)을 지지한다.Here, the rotation shaft 120 has the first rotation shaft 121 to support the solar cell module 110 so that the angle of the solar cell module 110 is changed in accordance with the vertical movement of the lift arm (160). .

상기 태양광을 집광하는 태양전지모듈(110)의 셀 부분에서 많은 열이 발생하게 되는데, 집광된 광으로 인해 열의 온도는 수백도에 달하게 되고, 이러한 열은 태양전지모듈(110)의 효율을 떨어뜨려 상기 셀에 발생된 열을 방출하기 위해 상기 태양전지모듈(110)의 배면에 방열판(도시되지 않음)을 설치하여 외부로 열을 방출하고 있다. A lot of heat is generated in the cell portion of the solar cell module 110 for condensing the sunlight, the temperature of the heat due to the concentrated light reaches several hundred degrees, this heat decreases the efficiency of the solar cell module 110 A heat sink (not shown) is installed on the rear surface of the solar cell module 110 to release heat generated in the cell to release heat to the outside.

상기 태양전지모듈(110)은 4개를 하나의 어레이로 하고 있고, 상기 회전축(120)은 4개의 태양전지모듈(110)의 배면에 부착되어 각 태양전지모듈(110)을 지지하는 "H" 형상의 고정 플레이트(122)와, 상기 고정 플레이트(122)의 배면에 부착되어 상기 고정 플레이트(122)를 보강하는 보강 플레이트(123)와, 상기 보강 플레이트(123)와 상기 제 1 회전축(121)을 연결하는 제 1 힌지 결합부(124)를 포함하여 구성되어 있다.The solar cell module 110 is an array of four, the rotating shaft 120 is attached to the back of the four solar cell module 110 "H" for supporting each solar cell module 110 A fixing plate 122 having a shape, a reinforcing plate 123 attached to the rear surface of the fixing plate 122 to reinforce the fixing plate 122, the reinforcing plate 123 and the first rotating shaft 121. Is configured to include a first hinge coupling portion 124 for connecting.

상기 리프트암(160)을 지지하기 위해 상기 리프트암(160)의 일측에는 상기 제 1 회동축(121)을 감싸면서 상기 리프트암(160)이 상하 이동할 때 상기 리프트암(160)을 지지하는 리프트암 지지부(161)와, 상기 리프트암(160)의 일측에 구성되어 상기 리프트암(160)이 상하 이동할 때 슬라이딩되는 고정단(162)과, 상기 리프트암 지지부(161)에 상기 고정단(162)을 고정하기 위한 고정 브라켓(163)과, 상기 고정단(162)과 대응되게 구성되어 상기 고정단(162)을 따라 상기 리프트암(160)이 상하 이동하는 이동레일(164)을 포함하여 구성되어 있다.A lift supporting the lift arm 160 when the lift arm 160 moves up and down while surrounding the first pivotal shaft 121 on one side of the lift arm 160 to support the lift arm 160. An arm support portion 161, a fixed end 162 configured on one side of the lift arm 160 to slide when the lift arm 160 moves up and down, and the fixed end 162 to the lift arm support 161. It includes a fixing bracket 163 for fixing a) and a moving rail 164 configured to correspond to the fixed end 162 and the lift arm 160 to move up and down along the fixed end 162. It is.

상기 리프트암(160)의 일측은 상기 캠팔로워(150)와 연결되고 타측은 상기 태양전지모듈(110)의 배면에 구성된 상기 보강 플레이트(123)에 연결된다. One side of the lift arm 160 is connected to the cam follower 150 and the other side is connected to the reinforcing plate 123 configured on the rear surface of the solar cell module 110.

이때 상기 리프트암(160)의 타측이 상기 보강 플레이트(123)와 연결될 때 그 사이에는 상기 리프트암(160)의 상하 이동에 따라 회동되는 제 2 회동축(165)이 구성되어 제 2 힌지 결합부(166)를 구성하고 있다.At this time, when the other side of the lift arm 160 is connected with the reinforcing plate 123, a second pivot coupling portion 165, which is rotated according to the vertical movement of the lift arm 160, is formed therebetween. 166 is comprised.

상기 캠팔로워(150)의 끝단에는 상기 원통형 바디(130)의 캠(131)에 삽입되어 상기 캠(131)을 따라 이동하는 롤러(151)가 구비되어 있다.An end of the cam follower 150 is provided with a roller 151 inserted into the cam 131 of the cylindrical body 130 and moved along the cam 131.

따라서 상기 리프트암(160)의 일측에 구성된 이동레일(164)은 상기 롤러(151)가 상기 캠(131)의 곡선을 따라 이동할 때 상기 롤러(151)의 원 운동에 의해 상기 고정단(162)을 따라 상하로 이동하게 된다. Therefore, the movable rail 164 configured at one side of the lift arm 160 has the fixed end 162 by the circular motion of the roller 151 when the roller 151 moves along the curve of the cam 131. Will move up and down along.

이때 상기 원통형 바디(130) 내부에 구성된 모터는 하나로 이루어져 있는데, 상기 모터는 일출부터 일몰까지 24시간 동안 측정된 태양의 고도각 및 방위각에 따라 형성된 캠(131) 곡선을 24시간 동안 1회전 회전할 수 있도록 타이머로 인하여 프로그램되어 있다.At this time, the motor configured in the cylindrical body 130 is composed of one, the motor is rotated by one rotation of the cam 131 curve formed according to the altitude and azimuth angle of the sun measured for 24 hours from sunrise to sunset It is programmed by a timer.

도 4는 도 3의 제 1 회동축과 제 1 힌지 결합부를 구체적으로 나타낸 사시도이다.4 is a perspective view illustrating in detail the first pivot shaft and the first hinge coupler of FIG. 3.

도 4에 도시한 바와 같이, 원통형 바디(130)의 상부에는 회전축(120)을 통해 제 1 회동축(121)이 제 1 힌지 결합부(124)를 통해 보강 플레이트(163)에 고정되어 있다. 여기서, 상기 제 1 회동축(121)은 상기 회전축(120) 상부에 결합되는 고정부(133)에 삽입되어 리프트암(160)의 상하 이동시 고정 플레이트(122)가 원활하게 일방향으로 회전할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 4, the first rotating shaft 121 is fixed to the reinforcing plate 163 through the first hinge coupling part 124 through the rotation shaft 120 on the upper portion of the cylindrical body 130. Here, the first pivot shaft 121 is inserted into the fixing part 133 coupled to the upper part of the rotation shaft 120 so that the fixing plate 122 can smoothly rotate in one direction when the lift arm 160 moves up and down. do.

한편, 상기 회전축(120)의 내부에는 상기 태양전지모듈(110)로부터 발생된 전기를 전달하기 위한 전선이 통과할 수 있도록 중공축(134)이 상기 원통형 바디(130) 및 상기 고정부(133)까지 연장되어 있다.On the other hand, the hollow shaft 134 is the cylindrical body 130 and the fixing part 133 so that the wire for transmitting electricity generated from the solar cell module 110 passes through the rotating shaft 120. Extends to.

도 5는 도 3의 제 2 회동축과 제 2 힌지 결합부를 구체적으로 나타낸 사시도이다.5 is a perspective view illustrating in detail the second pivot shaft and the second hinge coupling unit of FIG. 3.

도 5에 도시한 바와 같이, 제 2 회동축(165)은 리프트암(160)의 타측에 구성되어 상기 리프트암(160)의 상하 이동에 따라 제 2 힌지 결합부(166)를 구성하는 슬라이드바(167)가 좌우로 회전 동작할 수 있도록 상기 슬라이드바(167)를 삽입하고 있다.As shown in FIG. 5, the second pivot shaft 165 is configured on the other side of the lift arm 160 to form a second hinge coupler 166 according to the vertical movement of the lift arm 160. The slide bar 167 is inserted to allow 167 to rotate left and right.

상기 슬라이드바(167)는 상기 리프트암(160)이 죄우로 이동할 수 있도록 상기 제 2 회동축(165) 사이에 삽입된 상태에서, 상기 슬라이드바(167)의 양단은 상기 보강 플레이트(123)와 지지되도록 지지수단(168)을 구비하고 있다.The slide bar 167 is inserted between the second pivotal shaft 165 to allow the lift arm 160 to move in the opposite direction, and both ends of the slide bar 167 are connected to the reinforcing plate 123. Support means 168 is provided to be supported.

한편, 본 발명의 실시예에서는 제 2 회동축(165)과 제 2 힌지 결합부(166)를 구성하고 있지만, 이에 한정하지 않고 상기 리프트암(160)이 직접 태양전지모듈(110)의 배면에 연결된 상태에서 상기 태양전지모듈(110)을 태양의 고도각 및 방위각에 따라 적절하게 회전시킬 수도 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the second pivot shaft 165 and the second hinge coupler 166 are configured, but the present invention is not limited thereto, and the lift arm 160 directly contacts the rear surface of the solar cell module 110. In the connected state, the solar cell module 110 may be appropriately rotated according to the altitude and azimuth angle of the sun.

도 6은 본 발명에 의한 로보트형 태양광 추적장치에서 태양의 고도 및 방위각의 변화를 측정한 그래프이다.Figure 6 is a graph measuring the change in the altitude and azimuth of the sun in the robot solar tracking device according to the present invention.

도 6에 도시한 바와 같이, 태양의 고도에 따른 방위각의 변화는 시간에 따라 변화함을 알 수가 있다. As shown in Figure 6, it can be seen that the change in the azimuth angle according to the altitude of the sun changes with time.

따라서 24시간 동안 즉, 일출부터 일몰까지의 태양 이동을 추적하여 방위각과 고도각의 변화를 시간대별로 측정하고, 측정된 결과를 그래프로 표시한 후 평균 값을 산출하여 캠 곡선을 구하게 된다.Therefore, by tracking the movement of the sun from sunrise to sunset for 24 hours, the change in the azimuth and elevation angles is measured by time zone, the measured results are displayed in a graph, and the average value is calculated to obtain a cam curve.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 태양광 추적장치는 일출부터 일몰까지의 태양 이동을 추적하여 방위각과 고도각의 변화를 그래프로 표시한 후 평균값을 구하여 캠(131) 곡선을 원통형 바디(130)의 표면내에 구성하고, 상기 태양전지모듈(110)이 태양의 위치 변화를 그대로 표현한 캠(131) 곡선을 따라 회전하도록 고도각과 방위각을 기계적으로 프로그램화하여 태양을 추적하고 있다.The solar tracking device according to the present invention configured as described above tracks the movement of the sun from sunrise to sunset and displays a change in azimuth and elevation angles, and then calculates an average value to calculate the cam 131 curve of the cylindrical body 130. The solar cell module 110 tracks the sun by mechanically programming the altitude and azimuth angles so that the solar cell module 110 rotates along the cam 131 curve representing the change in the position of the sun.

상기 원통형 바디(130)의 표면에 태양의 방위각과 고도각 변화에 의해 형성된 캠(131) 곡선을 따라 캠팔로워(150)의 롤러(151)를 이동시켜 태양의 방위각을 추적하고 리프트암(160)을 통해 태양의 고도각을 추적하여 상기 태양전지모듈(110)을 통해 생산되는 전력 생산량을 극대화시킬 수 있다. The roller 151 of the cam follower 150 is moved along the cam 131 curve formed by the sun's azimuth and elevation angle changes on the surface of the cylindrical body 130 to track the sun's azimuth and lift arm 160. By tracking the altitude angle of the sun through it can maximize the power output produced through the solar cell module (110).

도 7 내지 도 9는 도 6의 그래프에 따라 회전축이 회전하는 각도를 나타낸 도면이다.7 to 9 are diagrams showing angles of rotation of the rotating shaft according to the graph of FIG. 6.

도 7에서 회전축(120)은 오전 8~10시 및 오후 3~5시에 약 60도의 각도를 유지하면서 태양광을 입사받고, 도 8에서 회전축(120)은 오전 10~11시 및 오후 2~3시에는 30~60도 사이의 각도를 유지하면서 태양광을 입사받으며, 도 9에서 회전축(120)은 오전 11시 ~ 오후 2시에는 30도의 각도를 유지하면서 태양광을 입사받고 있다.In FIG. 7, the rotation shaft 120 receives sunlight while maintaining an angle of about 60 degrees at 8 to 10 am and 3 to 5 pm, and in FIG. 8, the rotation shaft 120 is 10 to 11 am and 2 to 2 pm. At 3 o'clock, the solar light is incident while maintaining the angle between 30 and 60 degrees. In FIG. 9, the rotating shaft 120 receives the solar light while maintaining the angle of 30 degrees between 11 am and 2 pm.

즉, 캠(131) 곡선을 따라 캠팔로워(150)의 롤러(151)가 24시간 회전하면서 아침, 저녁에는 각도 30, 낮에는 60도 정도의 각도를 유지하면서 태양으로부터 최대한 많은 태양광을 받을 수 있도록 하고 있다.That is, while the roller 151 of the cam follower 150 rotates for 24 hours along the cam 131 curve, it can receive as much sunlight as possible from the sun while maintaining an angle of 30 degrees in the morning and evening and 60 degrees during the day. To make it work.

따라서 회전축(120)이 캠(131) 곡선을 따라 이동하는 캠팔로워(150)의 회전 이동에 따라 캠팔로워(150)에 연결된 리프트암(160)의 상하 이동에 의해 시간대별로 태양과 최적의 각도를 유지하면서 태양광을 입사받아 태양전지모듈(110)의 집광 효율을 한층더 향상시킬 수 있다.Therefore, the rotation axis 120 moves up and down by the lift arm 160 connected to the cam follower 150 in accordance with the rotational movement of the cam follower 150 moving along the cam 131 curve. While keeping the solar light incident, the light collecting efficiency of the solar cell module 110 can be further improved.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention It will be apparent to those skilled in the art.

110 : 태양전지모듈 120 : 회전축
130 : 원통형 바디 131 : 캠
140 : 고정수단 150 : 캠팔로워
160 : 리프트암110: solar cell module 120: rotation axis
130: cylindrical body 131: cam
140: fixing means 150: cam followers
160: lift arm

Claims (6)

외부로부터 입사되는 태양광을 전기로 발생시키기 위한 태양전지모듈과,
상기 태양전지모듈의 배면에 연결되어 상기 태양전지모듈을 지지하면서 회전하는 회전축과,
상기 회전축의 하측에 구성되고 표면에 소정깊이의 홈 형태로 제작되어 일정한 곡률의 캠을 갖으며 내부에 일방향으로 타이머 동작에 의해 회전하는 모터를 내장하는 원통형 바디와,
상기 원통형 바디를 지지함과 함께 지면에 고정하는 고정수단을 포함하여 구성되고, 상기 회전축은
상기 원통형 바디의 일측에 구성되고 상기 캠에 삽입되어 상기 모터의 회전에 따라 상기 캠의 곡선을 따라 이동하는 캠팔로워와,
상기 캠팔로워와 연결되고 상기 캠팔로워가 상기 캠을 따라 이동할 때 상하로 이동하면서 상기 태양전지모듈의 각도를 조절하는 리프트암을 포함하여 구성되고,
상기 캠팔로워의 끝단에는 상기 원통형 바디의 캠에 삽입되어 상기 캠을 따라 이동하는 롤러가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 로보트형 태양광 추적장치.Solar cell module for generating solar light incident from the outside with electricity,
A rotating shaft connected to the rear surface of the solar cell module and rotating while supporting the solar cell module;
A cylindrical body having a cam formed of a groove having a predetermined depth on the surface of the rotary shaft and having a predetermined curvature, and having a motor which rotates by a timer operation in one direction therein;
It comprises a fixing means for supporting the cylindrical body and fixed to the ground, the rotating shaft is
A cam follower configured on one side of the cylindrical body and inserted into the cam and moving along the curve of the cam according to the rotation of the motor;
And a lift arm connected to the cam follower and configured to adjust an angle of the solar cell module while moving up and down when the cam follower moves along the cam.
Robot-type solar tracking device, characterized in that the end of the cam follower is provided with a roller which is inserted into the cam of the cylindrical body and moves along the cam. 제 1 항에 있어서,
상기 회전축은 상기 리프트암의 상하 이동에 따라 상기 태양전지모듈의 각도가 바뀌도록 제 1 회동축을 갖고 상기 태양전지모듈을 지지하는 것을 특징으로 하는 로보트형 태양광 추적장치.The method of claim 1,
The rotation axis has a robot-type solar tracking device having a first rotation shaft to support the solar cell module so that the angle of the solar cell module is changed in accordance with the vertical movement of the lift arm. 제 2 항에 있어서,
상기 리프트암을 지지하기 위해 상기 리프트암의 일측에는 상기 제 1 회동축을 감싸면서 상기 리프트암이 상하 이동할 때 상기 리프트암을 지지하는 리프트암 지지부와,
상기 리프트암의 일측에 구성되어 상기 리프트암이 상하 이동할 때 슬라이딩되는 고정단과,
상기 리프트암 지지부에 상기 고정단을 고정하기 위한 고정 브라켓과,
상기 고정단과 대응되게 구성되어 상기 고정단을 따라 상기 리프트암이 상하 이동하는 이동레일을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 로보트형 태양광 추적장치.The method of claim 2,
A lift arm support part supporting one side of the lift arm to support the lift arm when the lift arm moves up and down while surrounding the first pivotal shaft;
A fixed end configured at one side of the lift arm and sliding when the lift arm moves up and down,
A fixing bracket for fixing the fixed end to the lift arm support;
The robot-type solar tracking device is configured to correspond to the fixed end comprises a moving rail for moving the lift arm up and down along the fixed end. 제 1 항에 있어서, 상기 회전축은
다수의 태양전지모듈 배면에 부착되어 각 태양전지모듈을 지지하는 고정 플레이트와,
상기 고정 플레이트의 배면에 부착되어 상기 고정 플레이트를 보강하는 보강 플레이트와,
상기 보강 플레이트와 상기 제 1 회전축을 연결하는 제 1 힌지 결합부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 태양광 추적장치.The method of claim 1, wherein the rotation axis
A fixing plate attached to the rear of the plurality of solar cell modules to support each solar cell module;
A reinforcing plate attached to a rear surface of the fixing plate to reinforce the fixing plate;
And a first hinge coupler configured to connect the reinforcement plate and the first rotational shaft. 제 4 항에 있어서, 상기 리프트암의 일측은 상기 캠팔로워와 연결되고 타측은 상기 태양전지모듈의 배면에 구성된 상기 보강 플레이트에 연결되고, 상기 리프트암의 타측이 상기 보강 플레이트와 연결될 때 그 사이에는 상기 리프트암의 상하 이동에 따라 회동되는 제 2 회동축이 구성되어 제 2 힌지 결합부를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 로보트형 태양광 추적장치.According to claim 4, One side of the lift arm is connected to the cam follower and the other side is connected to the reinforcement plate configured on the back of the solar cell module, when the other side of the lift arm is connected to the reinforcement plate therebetween The robot-type solar tracking device, characterized in that the second pivot shaft which is rotated in accordance with the vertical movement of the lift arm to constitute a second hinge coupling portion. 삭제delete
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