KR101053187B1 - A solar position-tracking system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 태양위치 추적시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양위치를 정밀하게 추적하여 태양광 발전효율을 높일 수 있도록 하는 태양위치 추적시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar position tracking system, and more particularly, to a solar position tracking system that can accurately track the solar position to increase the photovoltaic power generation efficiency.
사회가 발전하고 현대화되면서 기존의 에너지원이었던 화석에너지의 사용량 증가로 인한 고유가, 화석에너지의 고갈 등으로 인하여 대체에너지에 대한 개발이 활발해 지고 있다.As society develops and modernizes, development of alternative energy is becoming active due to high oil prices and depletion of fossil energy, which are caused by an increase in the use of fossil energy, which was an existing energy source.
대체에너지 중에서도 무공해이면서 무한하게 사용할 수 있는 태양광 에너지 분야에 큰 관심이 쏠리고 있다. 특히 태양광 발전은 발전 부위가 반도체 소자이고 제어부가 전자부품이므로 기계적인 진동이나 소음이 없고, 태양전지의 수명이 수십 년 이상으로 길고, 발전 시스템을 반자동화 또는 자동화가 가능하며, 운전 및 유지 관리에 따른 비용을 최소화할 수 있는 장점이 있다. 또한, 태양광 발전은 대규모 발전설비를 필요로 하지 않고 소규모 발전이 가능하기 때문에 가정용으로도 설치 사용할 수 있는 이점이 있다.Among the alternative energy, great attention is focused on the field of solar energy which can be used without pollution. In particular, since photovoltaic power generation is a semiconductor element and a control part is an electronic component, there is no mechanical vibration or noise, and a solar cell has a life span of several decades or more, and a semi-automated or automated power generation system is possible. There is an advantage that can minimize the cost. In addition, photovoltaic power generation has the advantage that it can be installed and used at home because it can be a small-scale power generation without the need for large-scale power generation equipment.
한편, 태양은 일출(日出)에서 일몰(日沒)까지의 시간 동안 궤도를 따라 이동하게 되므로 태양광 채광유닛이 소정 위치에서 장시간 고정되어 있을 경우 태양광을 최적의 조건에서 받아들이지 못하게 되어 시스템의 효율을 저하시키게 된다.On the other hand, since the sun moves along the orbit from sunrise to sunset, when the solar light unit is fixed at a predetermined position for a long time, it cannot receive sunlight under optimal conditions. It lowers the efficiency.
따라서 태양광을 받아들이는 태양전지패널을 태양의 이동궤도를 따라 추적하게 될 경우, 태양광을 최적의 조건으로 장시간 받아들이게 되어 시스템의 효율을 상승시킬 수 있음은 공지의 사실로 알려져 있다. 이와 같은 이유로 인하여 태양위치 추적장치가 개발 및 제안되고 있다.Therefore, it is known that when the solar cell panel that receives sunlight is tracked along the trajectory of the sun, the solar light may be received under optimum conditions for a long time to increase the efficiency of the system. For this reason, a solar position tracking device has been developed and proposed.
그런데 태양전지패널을 설치하는 위치나 장소, 시간 등에 따라서 태양위치 추종값이 다르기 때문에, 이러한 변수들을 고려하여 태양위치를 추적해야 하는 어려움이 있으며, 실제로 태양위치값을 얻어 팬/틸팅 구동장치를 이용하여 태양전지패널의 자세 및 위치를 조정하더라도 기계적인 오차나, 고장 등의 이유로 인하여 정밀한 추적이 어려운 문제점이 있다.However, since the solar position tracking value is different according to the position, place, and time of installing the solar panel, it is difficult to track the solar position in consideration of these variables, and actually obtains the solar position value and uses the pan / tilting driving device. Therefore, even if the attitude and position of the solar panel is adjusted, there is a problem that precise tracking is difficult due to mechanical errors or failures.
또한, 태양광발전은 태양이 떠있는 시간에만 태양의 위치를 추적하면서 태양광 발전을 하게 되는데, 위치, 지형, 날씨, 날짜 등에 따라서 태양이 떠있는 시간이 변하므로 지속적으로 태양이 떠있는 상태여부를 감시 및 측정해야 한다.In addition, the solar power generation is a photovoltaic power generation while tracking the position of the sun only at the time when the sun is floating, and whether the sun is constantly floating because the time the sun is floating depends on the location, terrain, weather, and date. Should be monitored and measured.
그런데 이와 같이 태양이 떠있는 시간에 관계없이 지속적으로 태양광 발전설비(시스템)를 작동시켜 태양의 위치를 확인하고 추적해야 하므로 그에 따른 유지비용이 증가하는 문제점이 있다.
However, there is a problem in that the maintenance cost increases accordingly because the location of the sun must be checked and tracked by continuously operating the photovoltaic facility (system) regardless of the time the sun is floating.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 태양이 눈에 보이지 않아도 태양이 떠있는 상태여부를 별도로 확인하여 태양광 발전설비의 구동여부를 결정하고, 태양위치의 정상적인 추적이 이루어지고 있는지를 확인하여 태양위치를 정밀하게 추적할 수 있으면서도 유지비용을 절감할 수 있도록 개선된 태양위치 추적시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was conceived in view of the above points, even if the sun is not visible to determine whether the sun is floating separately to determine whether to drive the photovoltaic power generation facilities, whether the normal tracking of the solar position is made The purpose is to provide an improved solar location tracking system that can accurately track the location of the sun and reduce maintenance costs.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 태양위치 추적시스템은, 태양전지패널을 틸팅구동 및 패닝구동시키기 위한 팬/틸팅 구동유닛과; 상기 태양전지패널의 설치위치 정보를 획득하기 위한 GPS 수신부와; 상기 태양전지패널에 설치되어 태양전지패널의 방위 및 고도각을 측정하는 전자나침반과; 태양의 실제 방위 및 고도각을 측정하는 태양위치 측정부와; 천문력을 이용하여 상기 GPS 수신부에서 획득한 태양전지패널의 위치정보를 기준으로 하여 태양위치 방위각과 고도값을 계산하고, 계산된 태양위치 방위각과 고도값을 적용하여 상기 팬/틸팅 구동유닛을 제어하고, 상기 태양위치 측정부에서 측정된 측정값과 상기 천문력을 이용하여 계산된 데이터를 비교하여 상기 팬/틸팅 구동유닛의 방위각 및 고도값을 보정하여 구동제어하는 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The solar position tracking system of the present invention for achieving the above object, the pan / tilt drive unit for tilting and panning driving the solar panel; A GPS receiver for obtaining installation position information of the solar panel; An electronic compass installed on the solar panel to measure azimuth and elevation angles of the solar panel; A sun position measuring unit measuring an actual azimuth and elevation angle of the sun; Calculate the solar position azimuth and altitude based on the position information of the solar panel obtained by the GPS receiver using astronomical force, and control the pan / tilting drive unit by applying the calculated solar position azimuth and altitude value. And a control unit for controlling driving by correcting the azimuth and altitude values of the pan / tilt driving unit by comparing the measured value measured by the solar position measuring unit with the data calculated using the astronomical force. .
여기서, 상기 태양위치 측정부는, 태양을 촬영하여 태양위치 방위각과 고도값을 획득하는 CCD 센서를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the solar position measuring unit preferably includes a CCD sensor for photographing the sun to obtain the sun position azimuth and altitude value.
또한, 상기 태양전지패널이 설치된 장소에서 태양이 떠있는 여부를 확인하고, 태양의 위치를 확인하는 태양이 떠있는 상태여부 판단부를 더 포함하며, 상기 제어유닛은 상기 태양이 떠있는 상태여부 판단부로부터 전달되는 태양이 떠있는 상태여부 판단정보를 근거로 상기 팬/틸팅 구동유닛을 구동제어하여 상기 태양전지패널이 태양의 위치를 추종하도록 구동제어하는 것이 좋다.In addition, the solar panel checks whether the sun is floating in the installed position, and further comprising a sun state determination unit for checking the position of the sun, the control unit is the sun state determination unit It is preferable to drive control the solar panel to follow the position of the sun by driving control of the pan / tilt driving unit based on the determination information whether the sun transmitted from the floating state.
또한, 상기 태양이 떠있는 상태여부 판단부는, 상단에서 하단까지 그 외경이 점진적으로 확장되는 형상을 가지는 회전부재와; 상기 회전부재의 외측 경사부에 설치되는 조도센서와; 상기 회전부재를 정밀 회전구동시키는 회전구동부; 및 상기 회전구동부를 설정된 시간 간격으로 구동제어하여 상기 회전부재를 회전시키는 구동제어부;를 포함하며, 상기 구동제어부는 상기 회전부재의 회전시 상기 조도센서에서 기준값 이상의 조도를 감지한 회전각 위치정보와, 상기 조도센서에서 기준값 이상의 조도를 감지한 정보를 상기 제어유닛으로 전달하는 것이 좋다.In addition, the sun floating state determination unit, the rotating member having a shape in which the outer diameter gradually extends from the top to the bottom; An illuminance sensor installed at an outer inclined portion of the rotating member; A rotary drive unit for precisely rotating the rotary member; And a driving control unit which rotates the rotating member by driving control of the rotating driving unit at a set time interval, wherein the driving control unit includes rotation angle position information that detects illuminance of the reference value or more by the illuminance sensor when the rotating member is rotated; In addition, it is preferable to transmit the information detected by the illuminance sensor more than the reference value to the control unit.
또한, 상기 회전부재는, 상단에서 하단까지 동일한 폭으로 그 외측면으로부터 인입되게 형성되는 센서 장착부를 가지며, 상기 센서 장착부의 바닥면에 상기 조도센서가 설치되는 것이 좋다.In addition, the rotating member has a sensor mounting portion formed to be pulled from the outer surface with the same width from the upper end to the lower end, the illumination sensor is preferably installed on the bottom surface of the sensor mounting portion.
또한, 상기 구동제어부는, 일정 시간 간격으로 상기 회전부재가 1회전 회전되도록 상기 회전구동부를 미세조정하며, 상기 태양이 떠있는 상태여부 판단부는 상기 회전구동부의 회전각을 정밀 감지하여 감지값을 상기 구동제어부로 전달하는 엔코더를 더 포함하는 것이 좋다.The driving control unit may fine-tune the rotary driving unit so that the rotating member is rotated by one rotation at predetermined time intervals, and the sun determination unit detects the rotation angle of the rotary driving unit precisely to detect the detected value. It is preferable to further include an encoder for transmitting to the drive control unit.
이로써, 구동제어부를 정밀제어하여 회전부재를 느린속도로 정밀 구동하여 태양위치에 대한 정확한 방위각을 확인할 수 있게 된다.
As a result, the drive controller may be precisely controlled to precisely drive the rotating member at a low speed so as to determine an accurate azimuth angle with respect to the sun position.
본 발명의 태양위치 추적시스템에 따르면, 일정 시간 간격으로만 태양이 떠있는 상태를 확인하도록 하는 태양이 떠있는 상태여부 판단부를 구비함으로써, 태양이 떠있는 상태를 최소한의 설비 및 관리 비용을 통해 확인할 수 있게 된다.According to the solar position tracking system of the present invention, by determining whether the sun is floating state to check the sun floating state only at a certain time interval, the sun floating state to be confirmed through the minimum equipment and management cost It becomes possible.
그리고 일정 시간 간격으로 확인되는 태양이 떠있는 상태 정보를 근거로 하여 태양전지패널에 대한 팬/틸팅 구동 및 보정구동 여부를 판단하여 선택적으로 구동시킴으로써, 불필요한 구동에 따른 유지 관리 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.In addition, by determining whether the fan / tilt drive and the correction drive for the solar panel are selectively driven based on the information of the state of the sun that is checked at regular intervals, the maintenance cost according to unnecessary driving can be reduced. There is an advantage.
또한, 태양위치 측정부 및 태양이 떠있는 상태여부 판단부에서 획득되는 태양의 실제 위치정보를 통해서 태양전지패널의 팬/틸팅 구동을 보다 정확하게 보정하여 제어할 수 있게 되어, 태양광 발전효율을 최대한 향상시킬 수 있게 된다.
In addition, it is possible to more accurately correct and control the pan / tilt drive of the solar panel through the actual position information of the sun obtained from the sun position measuring unit and the sun determination unit, thereby maximizing the solar power generation efficiency. It can be improved.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 태양위치 추적시스템을 나타내 보인 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 태양이 떠있는 상태여부 판단부를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 태양위치 추적시스템을 이용한 태양위치 추적방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a solar position tracking system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a state determination unit of the sun shown in FIG.
3 is a flowchart illustrating a sun position tracking method using a sun position tracking system according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양위치 추적시스템을 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a solar position tracking system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 태양위치 추적시스템은, 태양전지패널(10)을 틸팅구동 및 패닝구동시키기 위한 팬/틸팅 구동유닛(20)과, GPS 수신부(30)와, 전자 나침반(40)과, 태양위치 측정부(50)와, 태양이 떠있는 상태여부 판단부(60) 및 제어유닛(70)을 구비한다.
1 and 2, a solar position tracking system according to an embodiment of the present invention includes a pan /
상기 태양전지패널(10)은 상기 팬/틸팅 구동유닛(20)에 의해 수평방향으로 패닝구동되고 상하로 틸팅 구동 가능하게 지지되며, 이러한 팬/틸팅 구동유닛(20)의 구동에 의해 태양위치를 추종하면서 태양광을 수광하여 태양광 발전을 할 수 있게 된다.
The
상기 팬/틸팅 구동유닛(20)은 태양전지패널(10)을 지지한 채, 제어유닛(70)의 제어신호에 따라서 패닝구동되는 패닝구동부와, 틸팅구동되는 틸팅구동부로 구분되어, 태양전지패널(10)이 태양(100)을 추종할 수 있도록 구동제어한다. 즉, 팬/틸팅 구동유닛(20)은 태양전지패널(10)을 상기 패닝구동부를 이용하여 구동제어함으로써 태양위치의 방위각에 따라서 위치추적하고, 상기 틸팅구동부를 구동제어함으로써 태양위치의 고도값에 따라 위치추적 할 수 있다.The pan /
여기서 상기 태양전지패널(10)과 팬/틸팅 구동유닛(20)은 공지의 기술로부터 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 기술이므로, 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
Here, since the
상기 GPS 수신부(30)는 태양전지패널(10)의 설치위치에 대한 정보를 제어유닛(70)으로 전달한다.
The
상기 전자 나침반(40)은 태양전지패널(10)에 설치되어, 태양전지패널(10)의 방위각과 고도각을 측정한다. 이로써, 태양전지패널(10)의 실제 패닝 및 틸팅 방향으로의 현재위치 및 자세를 확인할 수 있으며, 전자 나침반(40)에서 측정된 데이터는 제어유닛(70)으로 제공된다.
The
상기 태양위치 측정부(50)는 태양(100)의 위치를 직접 측정하여 그 방위각과 고도각을 얻기 위한 것으로서, 바람직하게는 태양(100)을 촬영하고, 그 촬영된 영상 프레임 상의 태양위치를 근거로 하여 태양위치 데이터를 얻는 CCD 센서를 포함한다. 즉, CCD 센서는 설치위치에서 태양(100)을 촬영하고, 촬영된 영상프레임 내에서의 태양의 좌표값을 획득함으로써, CCD 센서의 촬영각도 및 촬영방향을 근거로 하여 실제 태양의 방위각과 고도값을 얻을 수 있게 된다.The sun
이와 같이 태양위치 측정부(50)에서 측정된 태양위치 측정값은 제어유닛(70)으로 전달됨으로써, 제어유닛(70)은 GPS 수신부(30)에서 얻어진 좌표값에 따라서 천문력을 이용하여 계산된 태양위치 계산값과 측정된 태양위치 측정값을 비교하여, 계산값을 보정할 수 있게 된다. 그리고 제어유닛(70)은 보정된 태양위치 값에 따라서 팬/틸팅 구동유닛(20)을 정밀제어하여 태양전지패널(10)이 태양(100)을 정확하게 추적할 수 있도록 한다.
As such, the solar position measurement value measured by the solar
상기 태양이 떠있는 상태여부 판단부(60)는 태양전지패널(10)이 설치된 장소에서 태양이 떠있는 상태 여부를 확인하고, 태양위치를 확인하기 위한 것이다. 도 2를 참조하면, 태양이 떠있는 상태여부 판단부(60)는 절두원추 형상의 회전부재(61)와, 조도센서(62)와, 회전구동부(63)와, 구동제어부(64) 및 엔코더(65)를 구비한다.
The sun
상기 회전부재(61)는 절두 원추형상을 가지며, 그 경사진 외주면(61a)으로부터 인입 형성되되, 상단에서 하단으로 동일한 폭으로 형성된 센서 장착홈(61b)을 가진다. 즉, 센서 장착홈(61b)은 상하 일정한 폭과 동일한 깊이로 인입되게 형성된다. 이러한 구성의 회전부재(61)는 회전구동부(63)에 의해 360도 회전 가능하게 된다. 여기서 상기 절두 원추형상이란 도 2에 도시된 바와 같이, 회전부재(61)가 상단에서 하단까지 그 외경이 점진적으로 확장되게 형성된 형상을 의미한다.
The rotating
그리고 회전부재(61)의 센서 장착홈(61b)의 바닥에는 상기 조도센서(62)가 설치된다. 상기 조도센서(62)는 하나 이상 설치될 수 있다. 이러한 조도센서(62)는 회전부재(61)의 회전시, 센서 장착홈(61b)의 바닥이 태양광에 직접 노출되는 지점에 왔을 때, 태양광을 기준값 이상 감지함으로써 태양이 떠있는 시간대임을 확인함은 물론, 태양의 방위각을 확인할 수 있게 된다. 즉, 회전부재(61)를 초기위치로부터 미세조정하여 360도 회전시키는 동안에, 조도값이 기준값 이상 감지되는 지점이 발견시, 그 감지된 지점에서의 방위각을 통해 태양위치 즉, 태양의 방위각을 확인할 수 있게 된다.The
이와 같이 조도센서(62)에서 감지된 정보는 구동제어부(64)로 전달되고, 구동제어부(64)는 태양이 떠있는 시간 여부를 판단하고, 태양이 떠있는 시간인 경우 태양위치값(방위각)과 함께 태양이 떠있는 시간여부에 대한 정보를 제어유닛(70)으로 전달한다.The information sensed by the
여기서 상기 센서 장착홈(61b)을 회전부재(61)의 외측면(61a)으로부터 소정 깊이 인입되게 형성하고, 상단에서 하단으로 동일 방위각 선상에 위치하도록 일정한 폭으로 형성시킴으로써, 센서 장착홈(61b)이 태양(100)과 정확하게 일치하는 지점에 왔을 때에 조도센서(62)에서 기준값 이상의 조도를 감지할 수 있게 되며, 센서 장착홈(61b)과 태양이 정확히 일치하지 않는 경우, 센서 장착홈(61b)의 바닥에는 그림자가 발생되어 태양이 떠있는 상태 이더라도 기준값 이상의 조도를 감지할 수 없게 된다. 따라서 센서 장착홈(61b)의 바닥에 설치된 조도센서(62)가 기준값 이상의 조도를 감지하는 지점(방위각)까지 회전부재(61)를 미세 조정하여 회전시킴으로써, 태양(100)의 정확한 방위각을 확인할 수 있음은 물론, 태양이 떠있는 상태를 확인할 수 있게 된다.Here, the
여기서, 태양이 떠있지 않은 상태인 경우에는, 회전부재(61)를 1회전 이상 회전시키더라도 조도센서(62)에서는 기준값 이상의 조도를 감지할 수 없기 때문에, 태양이 떠있지 않은 상태인 것으로 판단할 수 있게 된다.Here, when the sun is not floating, even if the
이와 같이 회전부재(61)를 1회전 구동시키는 동작에 의해서 태양이 떠있는 상태를 확인하고, 태양이 떠있는 시간인 경우 태양위치(방위각)까지도 정확하게 확인할 수 있게 된다.Thus, by checking the sun floating state by the operation of driving the rotating
상기 회전구동부(63)는 회전부재(61)를 회전구동시키기 위한 것으로서, 정밀하게 미세조정 가능한 스핀들모터를 포함할 수 있다. 이러한 회전구동부(63)는 구동제어부(64)에 의해 구동제어되며, 미리 설정된 시간간격으로 회전구동된다. 예를 들어, 구동제어부(64)는 10분, 20분 또는 30분 간격으로 1회씩 회전부재(61)가 회전될 수 있도록 회전구동부(63)를 구동제어하게 된다. 따라서 태양이 떠있는 상태여부를 24시간 지속적으로 감시할 필요가 없고, 상기 팬/틸팅 구동유닛(20), 태양위치 측정부(50) 등을 지속적으로 구동시킬 필요가 없게 되어, 그에 따른 유지비용을 절감할 수 있게 된다.
The
또한, 상기 엔코더(65)는 회전구동부(64)에 의한 회전각을 정밀감지하고, 그 감지된 정보를 구동제어부(64)로 전달함으로써, 구동제어부(64)에서 회전구동부(64)의 회전각을 정밀하게 제어하면서, 그 회전각을 통해 태양의 방위각을 정확하게 획득할 수 있게 된다.In addition, the
상기 제어유닛(70)은 GPS 수신부(30)에서 획득된 설치위치정보를 근거로 하여 천문력을 이용하여 태양의 방위각과 고도값을 계산한다. 그리고 계산된 태양위치 방위각과 고도값을 적용하여 팬/틸팅 구동유닛(20)을 구동제어하여 태양전지패널(10)이 태양을 추종하도록 구동제어하되, 전자 나침반(40)에서 획득된 태양전지패널(10)의 방위각 및 고도값의 초기위치값을 확인하고, 그 확인된 초기값으로부터 계산값을 적용하여 팬/틸팅 구동유닛(20)을 구동제어한다.The
또한, 제어유닛(70)은 태양위치 측정부(50)에서 측정된 실제 태양위치 측정값과 천문력을 이용하여 계산된 계산값을 비교하고, 측정값을 기준으로 하여 팬/틸팅 구동유닛(20)의 방위각과 고도값을 보정하여 구동제어한다.
In addition, the
한편, 제어유닛(70)은 상기와 같은 팬/틸팅 구동유닛(20)에 대한 구동제어는 태양이 떠있는 상태여부 판단부(60)에서 태양이 떠있는 상태인 것이 확인된 경우에만 이루어지며, 그 전까지는 천문력에 의한 계산값과 전자 나침반(40)에 의한 태양전지패널(10)의 방위 및 고도 측정값만 획득한 상태로 유지된다.On the other hand, the
즉, 태양이 떠있지 않은 상태에서는 제어유닛(70)은 팬/틸팅 구동유닛(20)과 태양위치 측정부(50) 등의 구동을 중지하고, 오프 상태를 유지하다가 태양이 떠있는 상태인 것이 확인된 경우에만 팬/틸팅 구동유닛(20)과 태양위치 측정부(50)를 구동제어하게 된다.
That is, in the state where the sun is not floating, the
이하 도 1 내지 도 3을 참조하여 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 태양위치 추적시스템을 이용한 태양위치 추적방법에 대해 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a sun position tracking method using a sun position tracking system according to an embodiment of the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3.
먼저, 제어유닛(70)은 GPS 수신부(30)로부터 태양전지패널(10)이 설치된 위치에 대한 좌표값을 획득하고, 또한 전자 나침반(40)으로부터 태양전지패널(10)의 현재 방위각과 고도값을 획득한다(S10).
First, the
이어서 제어유닛(70)은 GPS 수신부(30)로부터 획득된 좌표값을 근거로 하여 천문력을 이용하여 태양위치의 방위각과 고도값을 계산하여 획득한다(S11).
Subsequently, the
그리고 태양이 떠있는 상태여부 판단부(60)의 구동제어부(64)는 미리 설정된 시간이 경과하였는지 확인하고(S12), 설정 시간이 경과 된 후에는 도 2를 참조하여 앞서 설명한 바와 같이, 회전구동부(63)를 구동시켜 회전부재(61)를 1회전 시켜서 조도센서(62)에서 기준값 이상의 조도를 감지하는지 확인한다(S13). 즉, 상기 단계(S13)에서 조도센서(62)에서 일정 기준값 이상의 조도를 감지하는 위치가 확인될 경우, 이 감지정보 및 감지위치(방위각) 정보는 제어유닛(70)으로 전달되어 태양이 떠있는 상태임이 확인된다.
The driving
이와 같이 태양이 떠있는 상태인 것이 확인되고, 태양의 방위각이 확인되면, 제어유닛(70)은 먼저 천문력을 이용하여 계산된 태양위치 방위각과 고도값에 따라서 팬/틸팅 구동유닛(20)을 구동제어하여 태양전지패널(10)의 고도값과 방위각을 조정한다(S14). 이때, 태양전지패널(10)의 초기값 즉, 초기의 방위각과 고도값은 전자나침반(40)으로부터 획득되며, 초기값으로부터 계산된 방위각 및 고도값으로 태양전지패널(10)이 자세 및 위치조정될 수 있도록 제어유닛(70)이 팬/틸팅 구동유닛(20)을 구동제어한다.
When it is confirmed that the sun is floating as described above, and the azimuth angle of the sun is confirmed, the
한편, 상기 단계(S14)와 같이 계산값을 근거로 하여 팬/틸팅 구동유닛(20)을 구동제어한 뒤, 태양위치 측정부(50)에서는 태양을 촬영하여 태양위치값을 획득한다(S15).
Meanwhile, after driving control of the pan /
그러면 제어유닛(70)은 천문력을 이용하여 계산된 태양위치의 계산값과 태양위치 측정부(50)에서 측정된 태양위치 측정값을 상호 비교한다(S16).
Then, the
상기 단계(S16)에서 계산값과 측정값에 차이가 있는 경우, 제어유닛(70)은 그 차이만큼 즉, 태양위치 측정값에 따라서 태양전지패널(10)이 태양을 정확하게 추적할 수 있도록 팬/틸팅 구동유닛(20)을 보정구동 제어한다.If there is a difference between the calculated value and the measured value in the step S16, the
이에 따라서 제어유닛(70)은 태양위치를 정확하게 추적하여 정밀 제어할 수 있으며, 따라서 태양전지패널(10)의 태양광 발전효율을 최대한 향상시킬 수 있게 된다.
Accordingly, the
또한, 제어유닛(70)은 태양이 떠있는 상태인 것이 확인되고, 태양이 떠있는 상태여부 판단부(60)로부터 태양의 방위각정보를 전달받음으로써, 전달받은 태양의 방위각 정보를 활용하여 태양전지패널(10)의 패닝구동시 계산값과 비교하여 보정값을 얻는데 활용함으로써, 태양전지패널(10)을 보다 정확하게 패닝구동 제어할 수 있게 된다.In addition, the
또한, 제어유닛(70)은 태양이 떠있는 상태여부 판단부(60)에서 태양이 떠있는 상태인 것이 확인된 경우에만 팬/틸팅 구동유닛(20) 및 태양위치 측정부(50) 등의 구동을 제어하고, 그 외에는 오프상태를 유지하도록 함으로써 불필요한 구동에 따른 사용전력 및 제어전력을 절약할 수 있어 유지비용을 줄일 수 있게 된다.In addition, the
또한, 태양이 떠있는 상태여부 판단부(60) 또한 지속적으로 태양이 떠있는 상태여부를 감지하는 것이 아니라, 미리 설정된 시간에만 작동하여 최소한의 구동에너지 및 구동시간을 통해 태양의 유무 및 태양위치(방위각) 정보를 획득할 수 있게 된다. 따라서 태양이 떠있는 상태여부를 확인하기 위해 소요되는 유지관리비용을 최소한 줄일 수 있게 되며, 하나의 조도센서(62)를 가지고도 태양이 떠있는 상태를 측정할 수 있으므로, 그에 따른 비용절감효과를 얻을 수 있게 된다.
In addition, whether the sun is floating
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Rather, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims.
10..태양전지패널 20..팬/틸팅 구동유닛
30..GPS 수신부 40… 전자 나침반
50..태양위치 측정부 60..태양이 떠있는 상태여부 판단부
70..제어유닛 100..태양10.
30.
50 .. Sun
70.
Claims (6)
상기 태양전지패널의 설치위치 정보를 획득하기 위한 GPS 수신부와;
상기 태양전지패널에 설치되어 태양전지패널의 방위 및 고도각을 측정하는 전자나침반과;
태양의 실제 방위 및 고도각을 측정하는 태양위치 측정부와;
천문력을 이용하여 상기 GPS 수신부에서 획득한 태양전지패널의 위치정보를 기준으로 하여 태양위치 방위각과 고도값을 계산하고, 계산된 태양위치 방위각과 고도값을 적용하여 상기 팬/틸팅 구동유닛을 제어하고, 상기 태양위치 측정부에서 측정된 측정값과 상기 천문력을 이용하여 계산된 데이터를 비교하여 상기 팬/틸팅 구동유닛의 방위각 및 고도값을 보정하여 구동제어하는 제어유닛;을 포함하며,
상기 태양전지패널이 설치된 장소에서 태양이 떠있는 상태여부를 확인하고, 태양위치를 확인하는 태양이 떠있는 상태여부 판단부를 더 포함하며,
상기 제어유닛은 상기 태양이 떠있는 상태여부 판단부로부터 전달되는 태양이 떠있는 상태여부 판단정보를 근거로 상기 팬/틸팅 구동유닛을 구동제어하여 상기 태양전지패널이 태양위치를 추종하도록 구동제어하고,
상기 태양이 떠있는 상태여부 판단부는,
상단에서 하단까지 그 외경이 점진적으로 확장되는 형상을 가지는 회전부재와;
상기 회전부재의 외측 경사부에 설치되는 조도센서와;
상기 회전부재를 정밀 회전구동시키는 회전구동부; 및
상기 회전구동부를 설정된 시간 간격으로 구동제어하여 상기 회전부재를 회전시키는 구동제어부;를 포함하며,
상기 구동제어부는 상기 회전부재의 회전시 상기 조도센서에서 기준값 이상의 조도를 감지한 회전각 위치정보와, 상기 조도센서에서 기준값 이상의 조도를 감지한 정보를 상기 제어유닛으로 전달하는 것을 특징으로 하는 태양위치 추적시스템.A pan / tilting driving unit for tilting the solar panel to rotate in the vertical direction and panning to rotate the solar panel in the horizontal direction;
A GPS receiver for obtaining installation position information of the solar panel;
An electronic compass installed on the solar panel to measure azimuth and elevation angles of the solar panel;
A sun position measuring unit measuring an actual azimuth and elevation angle of the sun;
Calculate the solar position azimuth and altitude based on the position information of the solar panel obtained by the GPS receiver using astronomical force, and control the pan / tilting drive unit by applying the calculated solar position azimuth and altitude value. And a control unit for controlling driving by correcting the azimuth and altitude values of the pan / tilting driving unit by comparing the measured value measured by the solar position measuring unit with the data calculated using the astronomical force.
Check whether the sun is floating state in the place where the solar panel is installed, and further comprising a determination whether the sun floating state to check the sun position,
The control unit drives and controls the solar panel to follow the position of the sun by driving control of the pan / tilting driving unit based on the information indicating whether the sun is floating from the sun state determination unit. ,
The state of the sun floating determination unit,
A rotating member having a shape in which its outer diameter gradually expands from an upper end to a lower end;
An illuminance sensor installed at an outer inclined portion of the rotating member;
A rotary drive unit for precisely rotating the rotary member; And
And a driving control unit for rotating the rotating member by controlling the rotation driving unit at a predetermined time interval.
The driving control unit transmits the rotation angle position information of detecting the illuminance above the reference value by the illuminance sensor and the information detecting the illuminance above the reference value by the illuminance sensor to the control unit when the rotating member is rotated. Tracking system.
태양을 촬영하여 태양위치 방위각과 고도값을 획득하는 CCD 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양위치 추적시스템.According to claim 1, The solar position measuring unit,
Sun position tracking system comprising a CCD sensor for photographing the sun to obtain the sun position azimuth and altitude value.
상단에서 하단까지 동일한 폭으로 그 외측면으로부터 인입되게 형성되는 센서 장착부를 가지며, 상기 센서 장착부의 바닥면에 상기 조도센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양위치 추적시스템.The method of claim 1, wherein the rotating member,
Solar position tracking system having a sensor mounting portion formed to be drawn from the outer surface from the upper end to the same width from the upper end, the illumination sensor is installed on the bottom surface of the sensor mounting portion.
일정 시간 간격으로 상기 회전부재가 1회전 회전되도록 상기 회전구동부를 미세조정하며,
상기 태양이 떠있는 상태여부 판단부는 상기 회전구동부의 회전각을 정밀 감지하고 감지값을 상기 구동제어부로 전달하는 엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양위치 추적시스템.The method of claim 1, wherein the drive control unit,
Finely adjusting the rotary drive unit to rotate the rotary member one rotation at a predetermined time interval,
The solar position tracking system further comprises an encoder for accurately detecting the rotation angle of the rotation driving unit and transmitting the detection value to the drive control unit.
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