KR101077079B1 - Apparatus of sensing light and method of sensing location of light source using the same - Google Patents
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Abstract
광감지장치는 서로 다른 방향으로 배치되어 광원의 광을 감지하는 제 1 내지 제 4 광센서들, 광원의 광량을 측정하는 광량센서, 및 감지되는 광에 대응하여 제 1 내지 제 4 광센서들로부터 출력되는 신호들을 이용하여 광원의 위치를 판단하는 콘트롤 유닛을 포함한다. 제 1 및 제 2 광센서들은 제 1 방향으로 나란하게 배치되고, 제 3 및 제 4 광센서들은 제 1 방향과 수직인 제 2 방향으로 나란하게 배치된다. 그 결과, 콘트롤 유닛은 제 1 및 제 2 광센서들로부터 출력되는 센싱신호를 이용하여 제 1 방향을 기준으로 광원의 위치를 판단할 수 있고, 제 3 및 제 4 광센서들로부터 출력되는 센싱신호를 이용하여 제 2 방향을 기준으로 광원의 위치를 판단할 수 있다. The light sensing device is arranged in different directions to detect the light of the light source, the first to fourth light sensors, the light amount sensor to measure the light quantity of the light source, and the first to fourth light sensors corresponding to the detected light. It includes a control unit for determining the position of the light source using the output signals. The first and second photosensors are arranged side by side in the first direction, and the third and fourth photosensors are arranged side by side in a second direction perpendicular to the first direction. As a result, the control unit may determine the position of the light source based on the first direction using the sensing signals output from the first and second optical sensors, and the sensing signal output from the third and fourth optical sensors. The position of the light source may be determined based on the second direction using.
Description
본 발명은 광추적용 광감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지모듈에 구비되어 태양의 위치를 추적하는 데 사용되는 광추적용 광감지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a light sensing device for tracking light, and more particularly, to a light tracking device for tracking light used in the solar cell module to track the position of the sun.
최근 화석연료를 대체하면서도 환경오염 문제를 발생시키지 않는 대체에너지를 발생시키는 설비에 대한 연구가 진행되고 있다. 예컨대, 태양광, 풍력, 및 조력을 이용하여 대체에너지를 발생시키는 장치에 대한 연구가 진행되고 있고, 그 중, 태양광을 이용하여 전기에너지를 발생시키는 장치에 대한 연구가 가장 활발히 진행되고 있다. Recently, research is being conducted on equipment that generates alternative energy that replaces fossil fuels and does not cause environmental pollution. For example, research on a device for generating alternative energy using solar light, wind power, and tidal power is being progressed, and among them, research on a device for generating electric energy using solar light is being actively conducted.
태양광을 전기에너지로 변환시키는 장치에는 태양전지셀들을 갖는 태양전지모듈이 있다. 일반적으로, 태양전지셀들에 의해 발생되는 전기에너지의 양은 태양광의 일조량 및 태양광의 세기에 비례한다. 따라서, 시간에 따라 위치가 변경되는 태양과 항상 마주보도록 태양전지모듈을 이동시키면, 동일한 시간 내에 태양전지모듈로부터 발생되는 전기에너지의 크기를 향상시킬 수 있다. An apparatus for converting sunlight into electrical energy includes a solar cell module having solar cells. In general, the amount of electrical energy generated by solar cells is proportional to the amount of sunlight and the intensity of sunlight. Therefore, if the solar cell module is moved so as to always face the sun whose position changes with time, it is possible to improve the magnitude of the electric energy generated from the solar cell module within the same time.
본 발명의 일 목적은 광원의 위치에 대응하는 센싱신호를 발생하여 광원을 추적하는 데 사용될 수 있는 광센싱장치를 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a light sensing device that can be used to track a light source by generating a sensing signal corresponding to the position of the light source.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 광센싱장치를 이용하여 광원의 위치를 감지하는 방법을 제공하는 데 있다. In addition, another object of the present invention to provide a method for detecting the position of the light source using the light sensing device.
상기한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따른 광센싱장치는 광원으로부터 조사되는 광을 감지하는 제 1 광센서, 상기 제 1 광센서와 상이한 방향을 향하여 배치되어 상기 광원으로부터 조사되는 광을 감지하는 제 2 광센서, 상기 제 1 및 제 2 광센서들과 상이한 방향을 향하여 배치되어 상기 광원으로부터 조사되는 광을 감지하는 제 3 광센서, 상기 제 1 내지 제 3 광센서들과 상이한 방향을 향하여 배치되어 상기 광원으로부터 조사되는 광을 감지하는 제 4 광센서, 및 감지되는 광에 대응하여 상기 제 1 내지 제 4 광센서들로부터 출력되는 신호들을 이용하여 상기 광원의 위치를 판단하는 콘트롤 유닛을 포함한다. In order to achieve the above object of the present invention, an optical sensing device according to the present invention includes a first optical sensor for detecting light emitted from a light source and a light disposed in a direction different from that of the first optical sensor and irradiated from the light source. A second optical sensor for detecting light, a third optical sensor disposed toward a different direction from the first and second optical sensors, and detecting a light emitted from the light source, and a different direction from the first to third optical sensors A control unit configured to determine a position of the light source using a fourth optical sensor disposed to face the light sensor for sensing light emitted from the light source, and signals output from the first to fourth light sensors in response to the detected light; It includes.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광원의 위치를 감지하는 방법은 다음과 같다. 복수의 광센서들을 이용하여 광원으로부터 조사되는 광을 감지하고, 그리고, 상기 광센서들로부터 출력되는 신호들을 이용하여 상기 광원의 위치를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원의 위치를 감지한다. Method for detecting the position of the light source according to the present invention for achieving the above object of the present invention is as follows. Detecting light irradiated from the light source using a plurality of light sensors, and determining a position of the light source using signals output from the light sensors. .
본 발명에 따르면, 광추적용 광센싱장치는 광원의 위치에 따라 변경되는 센싱신호들을 이용하여 광원의 위치를 파악할 수 있다. 상기한 광센싱장치가 태양광에너지를 전기에너지로 변환시키는 태양전지모듈에 구비되는 경우에, 태양전지모듈은 광센싱장치를 이용하여 태양전지셀들을 항상 광원과 마주보도록 위치시킬 수 있어 태양광에너지로부터 발생되는 전기에너지의 크기를 향상시킬 수 있다. According to the present invention, the light-tracking light sensing device can determine the position of the light source using the sensing signals changed according to the position of the light source. When the light sensing device is provided in a solar cell module for converting solar energy into electrical energy, the solar cell module can be positioned so that the solar cells always face the light source using the light sensing device. It is possible to improve the magnitude of the electrical energy generated from.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The objects, features and effects of the present invention described above will be readily understood through embodiments related to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be applied and modified in various forms. Rather, the following embodiments are provided to clarify the technical spirit disclosed by the present invention, and furthermore, to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art having an average knowledge in the field to which the present invention belongs. Therefore, the scope of the present invention should not be construed as limited by the embodiments described below. On the other hand, the drawings presented in conjunction with the following examples are somewhat simplified or exaggerated for clarity, the same reference numerals in the drawings represent the same components.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광센싱장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I을 따라 절취한 부분을 나타내는 단면도이다. 1 is a perspective view of an optical sensing device according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a portion cut along the line I-I of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광센싱장치(100)는 베이스부(10), 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50), 광량센싱부(60), 및 메인커버(15)를 포함한다. 1 and 2, the
상기 베이스부(10)는 평평한 플레이트 형상을 갖고, 상기 베이스부(10) 위에는 상기 제1 내지 제4 광센싱부들(20,30,40,50) 및 상기 광량센싱부(60)가 구비된다. 또한, 상기 베이스부(10)는 부분적으로 제거되어 형성된 리드선 반출구(11)를 갖는다. 따라서, 상기 제 1 내지 제 4 광센싱부(20,30,40,50) 및 상기 광량센싱부(60) 각각과 전기적으로 연결되는 리드선들은 상기 리드선 반출구(11)를 통해 콘트롤유닛(도 5의 70)과 전기적으로 연결될 수 있다. The
상기 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50) 각각은 태양광을 센싱하는 광센서 및 상기 광센서를 수납하는 하우징을 포함한다. 예컨대, 상기 제 1 광센싱부(20)는 태양광을 감지하는 제 1 광센서(24) 및 상기 제 1 광센서(24)를 수납하는 제 1 하우징(22)을 포함한다. Each of the first to fourth
상기 제 1 광센싱부(20)의 구조에 대해 보다 상세히 설명하면, 상기 제 1 광센싱부(20)는 상기 제 1 광센서(24) 및 상기 제 1 하우징(22) 외에, 제 1 지지부(21), 제 1 광센서커버(23), 제 1 결합부재들(25), 및 제 1 리드선(27)을 포함한다. The structure of the first
상기 제 1 광센서(24)는 태양광의 조도를 감지하여 감지된 광의 조도에 따라 센싱신호를 출력한다. 상기 제 1 광센서(24)는, Cds와 같은 조도센서일 수 있다. 상기 제 1 하우징(22)은 원통형의 형상을 가져 상기 제 1 광센서(24)를 내부에 수납한다. 상기 제 1 하우징(22)은 태양광을 차단하는 재질로 형성된다. The first
또한, 상기 제 1 하우징(22)은 상부가 개방된 형상을 갖고, 상기 제 1 하우 징(22)은 상기 제 1 광센서커버(23)에 의해 커버된다. 상기 제 1 광센서커버(23)는, 아크릴수지 및 유리와 같은 광을 투과하는 재질을 포함하고, 상기 제 1 광센서커버(23)는 제 1 결합부재들(25)에 의해 상기 제 1 하우징(22)과 체결된다. In addition, the
한편, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 제 1 하우징(22)은 태양광을 차단하고, 반면에, 상기 제 1 광센서커버(23)는 태양광을 투과시킨다 따라서, 상기 제 1 광센싱부(20)는 상기 제 1 광센서커버(23)를 투과하여 상기 제 1 광센서(24) 측으로 조사되는 태양광을 감지한다. On the other hand, as described above, the
본 발명의 실시예에서는, 상기 제 1 결합부재(25)에 의해 상기 제 1 광센서커버(23)와 상기 제 1 하우징(22)이 결합되는 부분에는 실리콘과 같은 재질을 이용하여 밀봉될 수 있다. 그 결과, 상기 제 1 광센서(24)는 외부의 습기로부터 보호되어 상기 제 1 광센서(24)의 구동과 관련된 신뢰성을 향상시킬 수 있다. In an embodiment of the present invention, a portion of the first
또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제 1 광센서커버(23)는 자외선 차단제(미도시)로 코팅될 수 있다. 그 결과, 상기 자외선 차단제에 의해 상기 제 1 광센서(24) 측으로 조사되는 자외선이 차단되어 상기 제 1 광센서(24)가 자외선에 의해 고장 및 신뢰성이 저하되는 것이 방지된다. In addition, in the embodiment of the present invention, the first
상기 제 1 지지부(21)는 상기 제 1 하우징(22)과 결합되어 상기 제 1 하우징(22)을 상기 베이스부(10)에 고정시킨다. 보다 상세하게는, 상기 제 1 지지부(21)는 벤딩된 형상을 가져, 상기 제 1 지지부(21)의 일부분은 상기 베이스부(10)와 나란하고, 상기 제 1 지지부(21)의 다른 부분은 상기 베이스부(10)에 대해 경사진다. 그 결과, 상기 지지부(21)의 벤딩된 부분과 결합되는 상기 제 1 광센 싱부(20)도 상기 베이스부(10)에 대해 경사지게 된다. 본 발명의 실시예에서는, 상기 제 1 지지부(21)의 벤딩된 부분과 상기 베이스부(10)와 형성하는 제 1 각도(θ1)는 대략적으로 45도 정도일 수 있다. The
상기 제 1 리드선(27)은 상기 제 1 광센서(24)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 제 1 광센서(24)에서 태양광을 센싱하여 생성되는 센싱신호는 상기 제 1 리드선(27)을 통해 외부로 출력될 수 있다. 상기 제 1 리드선(27)은 콘트롤 유닛(도 5의 70)과 전기적으로 연결되어 상기 센싱신호는 상기 콘트롤 유닛 측으로 제공될 수 있다. The
상기 제 2 광센싱부(30)는 상기 제 1 광센싱부(20)와 대응되는 구조를 가져 상기 제 1 광센싱부(20)와 대응되는 구성요소들을 갖는다. 보다 상세하게는, 상기 제 2 광센싱부(30)는 제 2 지지부(31), 제 2 하우징(32), 제 2 광센서커버(33), 제 2 광센서(34), 제 2 결합부재들(35), 및 제 2 리드선(27)을 포함한다. The second
상기 광센싱장치(100)에서 상기 제 2 광센싱부(30)는 상기 제 1 광센싱부(20)와 마주보는 위치에 배치된다. 보다 상세하게는, 상기 베이스부(10) 상에서 상기 제 2 광센싱부(30)는 상기 제 1 광센싱부(20)와 함께 제 1 방향(D1)으로 나란하게 배치되어 상기 제 1 광센싱부(20)와 마주본다. In the
또한, 단면상에서 상기 제 1 광센싱부(20) 및 상기 제 2 광센싱부(30)는 상기 베이스부(10)에 대해 서로 다른 방향으로 경사진다. 보다 상세하게는, 앞서 상술한 바와 같이, 상기 베이스부(10)로부터 반시계방향으로 상기 제 1 지지부(21)의 벤딩된 부분이 형성하는 제 1 각도(θ1)가 45도인 경우에, 상기 베이스부(10)로부 터 시계방향으로 상기 제 2 지지부(31)의 벤딩된 부분이 형성하는 제 2 각도(θ2)는 45도이다. In addition, in the cross section, the first
한편, 상기 제 3 광센싱부(40) 및 상기 제 4 광센싱부(50) 각각은, 상기 제 1 상기 제 1 광센싱부(30)와 구조적으로 대응되는 구조를 가져 상기 제 1 광센싱부(20)와 대응되는 구성요소들을 갖는다. 따라서, 상기 제 3 광센싱부(40) 및 상기 제 4 광센싱부(50) 각각이 갖는 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략된다. On the other hand, each of the third
상기 광센싱장치(100)에서 상기 제 3 광센싱부(40) 및 상기 제 4 광센싱부(50)은 상기 베이스부(10) 상에서 상기 제 1 방향(D1)과 수직인 제 2 방향(D2)으로 나란하게 배치되고, 상기 제 3 광센싱부(40) 및 상기 제 4 광센싱부(50)는 서로 마주본다. 또한, 단면상에서 상기 제 3 광센싱부(40) 및 상기 제 4 광센싱부(50)는 상기 베이스부(10)에 대해 서로 다른 방향으로 기울어진다. In the
상기 광량센싱부(60)는 상기 베이스부(10)의 중앙부 상에 위치하여 외부로부터 제공되는 태양광의 광량을 센싱한다. 상기 광량센싱부(60)는 지지대(61), 지지판(62), 광량센서(63), 및 제 3 리드선(64)을 포함한다. 상기 지지대(61)는 상기 베이스부(10)와 수직인 방향으로 신장되어 상기 베이스부(10)와 결합된다. 또한, 상기 지지판(62)은 플레이트 형상을 가져 상기 지지대(61)의 상부와 결합되고, 상기 광량센서(63)는 상기 지지판(62) 상에 구비되어 태양광의 광량을 측정한다. The light
상기 제 3 리드선(64)은 상기 광량센서(63)와 전기적으로 연결된다. 상기 제 3 리드선(64)은 리드선 반출구(11)를 통해 콘트롤 유닛(도 5의 70)과 전기적으로 연결된다. 따라서, 상기 광량센서(63)로부터 태양광의 광량에 대응하여 생성되는 센싱신호는 상기 제 3 리드선(64)을 통해 상기 콘트롤 유닛 측으로 제공될 수 있다. The
한편, 상기 콘트롤 유닛은 상기 광량센서(63)로부터 태양광의 광량에 대응하는 센싱신호를 제공받아 상기 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50)의 동작 여부를 판단할 수 있다. 이와 관련된 보다 상세한 설명은 도 5를 참조하여 설명된다. The control unit may receive a sensing signal corresponding to the amount of sunlight from the
상기 메인커버(15)는 반구 형상을 가져 상기 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50) 및 광량센싱부(60)를 커버한다. 상기 메인커버(15)는, 아크릴 수지 및 유리와 같은, 광을 투과하는 재질을 포함하여 외부로부터 제공되는 태양광을 투과시키는 동시에, 외부환경으로부터 상기 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50) 및 광량센싱부(60)를 보호한다. The
또한, 본 발명의 실시예에서는, 상기 메인커버(15)의 외면에는 코팅층(16)이 구비될 수 있다. 상기 코팅층(16)은 자외선을 차단하여 자외선에 의해 상기 제 광센싱장치(100)가 갖는 센서들이 오작동하거나, 센싱 기능이 저하되는 것을 방지한다. In addition, in the embodiment of the present invention, the outer surface of the
도 3a 및 도 3b는 지표면 측으로 수직으로 태양광이 입사하는 경우에 제 1 광센싱부 및 제 2 광센싱부 각각을 확대한 도면들이다. 도 3a 및 도 3b를 설명함에 있어서, 베이스부(10)는 지표면과 평행하여 지표면 측으로 수직으로 입사하는 태양광은 상기 베이스부(10) 측으로 수직으로 입사하는 것으로 가정한다. 3A and 3B are enlarged views of the first light sensing unit and the second light sensing unit in the case where sunlight is incident perpendicularly to the ground surface side. Referring to FIGS. 3A and 3B, it is assumed that the
도 3a를 참조하면, 제 1 하우징(22)의 상단부는 부분적으로 제거되어 제 1 경사면(28)이 형성된다. 상기 제 1 경사면(28) 및 상기 제 1 하우징(22)의 바닥 면(22')이 형성하는 각도는 제 1 각도(θ1)로, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제 1 각도(θ1)는 45도이다. Referring to FIG. 3A, the upper end of the
지표면 측으로 수직으로 입사하는 태양광을 제 1 태양광(L1)으로 정의하면, 상기 제 1 경사면(28)은 상기 제 1 태양광(L1)과 평행하다. 또한, 베이스부(10)는 평평한 플레이트 형상을 갖고, 제 1 지지부(21)의 벤딩된 부분은 상기 베이스부(10)와 제 1 각도(θ1)를 형성하므로, 상기 제 1 지지부(21)의 벤딩된 부분 위에 구비되는 상기 제 1 하우징(22)에 수납되는 제 1 광센서(24)는 상기 베이스부(10)에 대해 상기 제 1 각도(θ1)로 경사지게 된다. 그 결과, 상기 제 1 태양광(L1)의 방향 및 상기 제 1 광센서(24)가 갖는 제 1 입사면(24')이 형성하는 각도는 상기 제 1 각도(θ1)와 동일하다. When the sunlight that is incident vertically to the ground surface side is defined as the first sunlight L1, the first
한편, 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에와 같이 상기 베이스부(10) 및 상기 제 1 지지부(21)의 벤딩된 부분이 형성하는 제 1 각도(θ1)가 45도인 경우에, 상기 제 1 태양광(L1)의 방향 및 상기 제 1 입사면(24')이 형성하는 각도도 45도가 된다. Meanwhile, as described above with reference to FIGS. 1 and 2, the first angle θ1 formed by the bent portions of the
상기 제 1 태양광(L1)이 상기 제 1 광센싱부(20) 측으로 조사되는 경우에, 제 1 광센서(24)의 절반 측으로 상기 제 1 태양광(L1)이 직접적으로 조사된다. 보다 상세하게는, 상기 제 1 광센서(24)는 외부로부터 조사되는 광을 감지하는 제 1 광감지영역(SA1)을 갖고, 상기 제 1 광감지영역(SA1)에서 상기 제 1 태양광(L1)이 조사되는 영역을 제 1 수광영역(RA1)으로 정의하고, 상기 제 1 광감지영역(SA1)에서 상기 제 1 하우징(22)에 의해 그림자가 지는 영역을 제 1 그림자영역(PA1)으로 정의할 때, 상기 제 1 광감지영역(SA1)에서 상기 제 1 수광영역(RA1) 및 상기 제 1 그림자영역(PA1)이 각각 차지하는 비율은 대략적으로 50%이다. When the first sunlight L1 is irradiated to the first
상기한 바와 같이, 상기 제 1 태양광(L1)이 상기 제 1 광센싱부(20) 측으로 제공될 때, 상기 제 1 수광영역(RA1)에서 상기 제 1 수광영역(RA1) 및 상기 제 1 그림자영역(PA1)이 차지하는 비율에 대응하는 상기 제 1 광센서(24)는 센싱신호를 생성하고, 상기 센싱신호는 제 1 리드선(도 2의 27)을 통해 콘트롤 유닛(도 5의 70) 측으로 제공된다. As described above, when the first sunlight L1 is provided toward the first
도 3b를 참조하면, 제 2 하우징(32)의 상단부는 부분적으로 제거되어 제 2 경사면(38)이 형성된다. 상기 제 2 경사면(38) 및 상기 제 2 하우징(32)의 바닥면(32')이 형성하는 각도는 제 2 각도(θ2)로, 본 발명의 실시예에서는, 상기 제 2 각도(θ2)는 45도이다. Referring to FIG. 3B, the upper end of the
상기 제 2 경사면(38)은, 제 1 경사면(도 3a의 28)과 마찬가지로, 지표면 측으로 수직으로 입사하는 제 1 태양광(L1)과 평행하다. 베이스부(10)는 평평한 플레이트 형상을 갖고, 제 2 지지부(31)의 벤딩된 부분은 상기 베이스부(10)와 제 2 각도(θ2)를 형성하므로, 상기 제 2 지지부(31)의 벤딩된 부분 위에 구비되는 상기 제 2 하우징(32)에 수납되는 제 2 광센서(34)는 상기 베이스부(10)에 대해 상기 제 2 각도(θ2)로 경사지게 된다. 그 결과, 상기 제 1 태양광(L1)의 방향 및 상기 제 2 광센서(34)가 갖는 제 2 입사면(34')이 형성하는 각도는 상기 제 2 각도(θ2)와 동일하다. The second
한편, 앞서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 와 같이 상기 베이스부(10) 및 상기 제 2 지지부(31)의 벤딩된 부분이 형성하는 제 2 각도(θ2)가 45도인 경우에, 상기 제 1 태양광(L1)의 방향 및 상기 제 2 입사면(34')이 형성하는 각도도 45도가 된다. Meanwhile, as described above with reference to FIGS. 1 and 2, the second angle θ2 formed by the bent portions of the
상기 제 1 태양광(L1)이 제 2 광센싱부(30) 측으로 조사되는 경우에, 제 2 광센서(34)의 절반 측으로 상기 제 1 태양광(L1)이 직접적으로 조사된다. 보다 상세하게는, 상기 제 2 광센서(34)는 외부로부터 조사되는 광을 감지하는 제 2 광감지영역(SA2)을 갖고, 상기 제 2 광감지영역(SA2)에서 상기 제 1 태양광(L1)이 조사되는 영역을 제 2 수광영역(RA2)으로 정의하고, 상기 제 2 광감지영역(SA2)에서 상기 제 2 하우징(32)에 의해 그림자가 지는 영역을 제 2 그림자영역(PA2)으로 정의할 때, 상기 제 2 광감지영역(SA2)에서 상기 제 2 수광영역(RA2) 및 상기 제 2 그림자영역(PA2)이 각각 차지하는 비율은 대략적으로 50%이다. When the first sunlight L1 is irradiated to the second
상기한 바와 같이, 상기 제 1 태양광(L1)이 상기 제 2 광센싱부(30) 측으로 제공될 때, 상기 제 2 수광영역(RA2)에서 상기 제 2 수광영역(RA2) 및 상기 제 2 그림자영역(PA2)이 차지하는 비율에 대응하는 상기 제 2 광센서(34)는 센싱신호를 생성하고, 상기 센싱신호는 제 2 리드선(도 2의 37)을 통해 콘트롤 유닛(도 5의 70) 측으로 제공된다. As described above, when the first sunlight L1 is provided toward the second
도 4a 및 도 4b는 지표면 측으로 경사져 태양광이 입사하는 경우에 제 1 광센싱부 및 제 2 광센싱부 각각을 확대한 도면들이다. 4A and 4B are enlarged views of the first light sensing unit and the second light sensing unit in the case where sunlight is incident on the ground surface side.
도 4a를 참조하면, 지표면 측으로 소정각도 경사져 입사하는 태양광을 제 2 태양광(L2)으로 정의하면, 상기 제 2 태양광(L2)의 진행 방향 및 지표면 측으로 수 직으로 입사하는 제 1 태양광(L1)의 진행 방향이 형성하는 각도는 상기 소정각도와 일치한다. Referring to FIG. 4A, when the sunlight incident on the ground surface is inclined at a predetermined angle and is defined as the second sunlight L2, the traveling direction of the second sunlight L2 and the first sunlight incident perpendicularly to the ground surface side are defined. The angle formed by the advancing direction of L1 coincides with the predetermined angle.
상기 제 2 태양광(L2)이 상기 제 1 광센싱부(20) 측으로 조사되는 경우에, 상기 제 1 태양광(L1)이 상기 제 1 광센싱부(20) 측으로 조사되는 경우보다, 제 1 하우징(22)에 의해 태양광이 더 많이 가려지게 되고, 그 결과, 제 1 수광영역(SA1)은 감소하고, 제 1 그림자영역(PA1)은 증가한다. 즉, 상기 제 2 태양광(L2)이 상기 제 1 광센싱부(20) 측으로 조사되는 경우에, 상기 제 1 광감지영역(SA1)에서 상기 제 1 수광영역(SA1)이 차지하는 비율은 50% 보다 작게되고, 상기 제 1 광감지영역(SA1)에서 상기 제 1 그림자영역(SA1)이 차지하는 비율은 50% 보다 크게된다. When the second sunlight L2 is irradiated to the first
도 4b를 참조하면, 제 2 광센싱부(30) 측으로 제 2 태양광(L2)이 조사되는 경우에, 상기 제 1 태양광(L1)이 상기 제 1 광센싱부(20) 측으로 조사되는 경우보다, 제 2 하우징(32)에 의해 태양광이 더 적게 가려지게 되고, 그 결과, 제 2 수광영역(SA2)은 증가하고, 제 2 그림자영역(PA2)은 감소한다. 즉, 상기 제 2 태양광(L2)이 상기 제 2 광센싱부(30) 측으로 조사되는 경우에, 상기 제 2 광감지영역(SA2)에서 상기 제 2 수광영역(SA2)이 차지하는 비율은 50% 보다 크게되고, 상기 제 2 광감지영역(SA2)에서 상기 제 2 그림자영역(SA2)이 차지하는 비율은 50% 보다 작게된다. Referring to FIG. 4B, when the second sunlight L2 is irradiated to the second
도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한 바와 같이, 제 1 및 제 2 광센싱부들(20,30) 측으로 지표면에 경사져 진행하는 태양광이 제공될 때, 태양광이 진행하는 방향에 따라 제 1 광감지경역(SA1) 및 제 2 광감지영역(SA2) 각각에서 태양광이 직접적으로 조사되는 영역과, 그림자가 지는 영역이 변경된다. 그 결과, 제 1 광센서(24) 및 제 2 광센서(34) 각각은 태양광이 직접적으로 조사되는 영역 및 그림자가 지는 영역에 대응하는 센싱신호들을 출력하고, 상기 센싱신호들은 콘트롤 유닛(도 5의 70) 측으로 제공되어 상기 콘트롤 유닛이 태양광의 위치를 판단하는데 사용될 수 있다. As described with reference to FIGS. 4A and 4B, when sunlight is provided to be inclined to the ground surface toward the first and second
즉, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 태양광(L2)의 진행방향이 지표면과 수직인 방향으로부터 시계방향으로 소정각도 경사지게 되면, 상기 콘트롤 유닛은 상기 제 1 광센서(24) 및 상기 제 2 광센서(34)로부터 출력되는 센싱신호들을 이용하여 태양이 지표면과 수직인 방향으로부터 시계방향으로 상기 소정각도 경사져 위치하는 것으로 판단할 수 있다. That is, as shown in FIGS. 4A and 4B, when the advancing direction of the second solar light L2 is inclined by a predetermined angle clockwise from a direction perpendicular to the ground surface, the control unit is configured to provide the first optical sensor 24. ) And the sensing signals output from the second
상기 제 1 광센싱부(20) 및 상기 제 2 광센싱부(30)는 제 1 방향(도 1의 D1)으로 나란하게 배치되므로, 상기 콘트롤 유닛은 상기 제 1 및 제 2 광센서들(24,34)로부터 출력되는 센싱신호들을 이용하여 상기 제 1 방향에 대한 태양의 위치를 판단할 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 콘트롤 유닛은 상기 센싱신호들을 이용하여 상기 제 1 방향과 수직인 방향으로부터 태양이 어느정도 경사져 위치하는 지를 판단할 수 있다. Since the first
한편, 도 1, 도 3a, 및 도 3b를 다시 참조하면, 광센싱장치(100) 측으로 지표면에 대해 수직으로 진행하는 제 1 태양광(L1)이 제공되는 경우에, 제 1 광센싱부(20) 및 제 2 광센싱부(30)를 이용하여 제 1 방향(D1)에 대한 태양의 위치를 판단할 수 있는 것과 마찬가지로, 제 2 방향(D2)으로 나란하게 배치되는 제 3 광센싱 부(40) 및 제 4 광센싱부(50)를 이용하여 상기 제 2 방향(D2)에 대한 태양의 위치를 판단할 수 있다. Meanwhile, referring back to FIGS. 1, 3A, and 3B, when the first solar light L1 traveling perpendicular to the ground surface is provided toward the
도 5는 도 1에 도시된 광추적용 광센싱장치의 구동방법을 나타내는 블록도이다. FIG. 5 is a block diagram illustrating a method of driving the light sensing device for light tracking shown in FIG. 1.
도 5를 참조하면, 태양광의 광량에 대응하는 센싱신호가 광량센싱부(60)로부터 생성되어 콘트롤 유닛(70) 측으로 제공된다. 또한, 태양의 위치에 대응하는 센싱신호들이 제 1 내지 제 4 광량센싱부들(20,30,40,50)로부터 생성되어 상기 콘트롤 유닛(70) 측으로 제공된다. Referring to FIG. 5, a sensing signal corresponding to a light amount of sunlight is generated from the light
상기 콘트롤 유닛(70)은 상기 제 1 내지 제 4 센싱부들(20,30,40,50)로부터 제공되는 센싱신호들을 이용하여 태양광의 위치를 판단한다. 한편, 상기 콘트롤 유닛(70)은 상기 광량센싱부(60)로부터 측정된 태양광의 광량이 기 설정된 값 이상일 때, 상기 콘트롤유닛(70)은 태양광의 위치를 판단하는 동작을 시작한다. 예컨대, 낮과 같이 태양광의 일조량이 많을 때, 상기 콘트롤유닛(70)은 태양광의 위치를 판단하는 동작을 시작한다. The
반대로, 태양광의 광량이 기 설정된 값 보다 큰 경우에는, 상기 콘트롤 유닛(70)이 태양광의 위치를 판단하는 동작이 정지될 수 있다. 예컨대, 밤과 같이 태양광의 일조량이 적을 때, 상기 콘트롤유닛(70)은 태양광의 위치를 판단하는 동작이 정지될 수 있다. On the contrary, when the amount of sunlight is greater than the preset value, the
본 발명의 실시예에 따른 광센싱장치(100)는 태양광에너지를 전기에너지로 변환하는 태양전지셀들 및 태양전지셀들의 위치를 변경시키는 구동장치를 포함하는 태양전지모듈에 구비될 수 있다. 상기 광센싱장치(100)가 상기 태양전지모듈에 구비되는 경우에, 상기 광센싱장치(100)는 태양의 광량을 측정하고, 측정된 태양의 광량이 기 설정된 값 보다 이상인 경우에, 태양의 위치를 판단하는 데 사용될 수 있다. 상기 광센싱장치(100)에 의해 생성되는 태양의 위치정보는 태양전지셀들이 태양의 위치와 마주볼 수 있도록 상기 구동장치를 구동시키는 제어신호를 생성하는 데 사용될 수도 있다. 상기한 구성요소들을 갖는 태양전지모듈은 상기 광센싱장치(100)에 의해 항상 태양전지셀들이 태양을 향해 위치할 수 있으므로, 태양에너지를 이용하여 발생되는 전기에너지의 크기를 증가시킬 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 6을 참조하여 설명된다. The
상기 콘트롤 유닛(70)은 상기 광량센싱부(60)로부터 제공되는 센싱신호를 이용하여 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50)을 동작시킬 것인지를 판단한다. 예컨대, 태양광의 광량이 기 설정된 값 보다 적은 경우에는, 상기 콘트롤 유닛(70)은 상기 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50) 측으로 상기 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50)의 동작을 정지시키는 정지명령 제어신호를 송신한다. 상기 콘트롤 유닛(70)이 상기 정지명령 제어신호를 송신하는 경우에는, 밤과 같이 태양광의 일조량이 적은 경우일 수 있다. The
도 6은 도 1에 도시된 광센싱장치를 갖는 태양전지모듈을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a solar cell module having the light sensing device shown in FIG.
도 6을 참조하면, 태양전지모듈(300)은 지표면(320)에 고정되어 태양(310)으로부터 광(311)을 제공받아 전기에너지를 생성한다. 상기 태양전지모듈(300)은 광 센싱장치(100), 태양전지판(200), 본체(210), 구동부(220), 지지대(240), 및 지지판(250)을 포함한다. Referring to FIG. 6, the
상기 태양전지판(200)은 광을 전기에너지로 변환시키는 다수의 태양전지셀들을 구비한다. 상기 광센싱장치(100)는 상기 태양전지판(200) 위에 구비되어, 앞서 도 1 내지 도 5들을 참조하여 설명한 바와 같이, 태양(310)의 위치를 실시간으로 감지한다. 상기 광센싱장치(100)가 갖는 베이스부(도 2의 10)는 상기 태양전지판(200)과 평행하고, 그 결과, 상기 베이스부측으로 수직으로 입사하는 태양광(310)은 상기 태양전지판(200) 측으로도 수직으로 입사한다. The
상기 본체(210)는 상기 광센싱장치(100)로부터 출력되는 센싱신호들을 제공받아 상기 태양(310)의 위치를 판단하는 콘트롤 유닛(도 5의 70)을 포함한다. 또한, 상기 본체(210)는 상기 콘트롤 유닛 외에 상기 광센싱장치(100) 및 상기 구동부(220) 측으로 직류전원을 제공하는 전원공급장치, 및 상기 태양전지판(200)으로부터 발생된 직류전원을 교류로 전환시키는 인버터를 더 포함할 수 있다. The
상기 지지판(250)은 지표면(320)에 고정되고, 상기 지지대(240)는 상기 지지판(250)에 고정되어 상기 본체(210)와 연결된다. 상기 구동부(220)는 상기 태양전지판(200)과 연결되어 태양(310)의 위치에 대응하여 상기 태양전지판(200)의 위치를 변경시킨다. 보다 상세하게는, 상기 광센싱장치(100)의 광량센싱부(도 1의 60)에 의해 태양광(311)의 광량이 기 설정된 값 이상일 때, 제 1 내지 제 4 광센싱부들(20,30,40,50) 및 콘트롤 유닛(도 5의 70)에 의해 태양(310)의 위치가 파악된 후에, 상기 콘트롤 유닛은 상기 태양광(311)이 상기 태양전지판(200) 측으로 수직으 로 입사하도록 상기 구동부(220) 측으로 구동신호를 제공한다. 그 결과, 상기 태양전지판(200)은 상기 구동신호에 의해 상기 태양광(310)이 상기 태양전지판(200)에 수직으로 입사하도록 이동된다. The
예컨대, 상기 태양(310)의 제 3 방향(D3)으로 이동하는 경우에, 상기 광센싱장치(100)는 상기 태양(310)의 위치가 변경된 것을 감지하여 상기 구동부(220) 측으로 상기 태양전지판(200)을 이동시키는 구동신호를 제공한다. 그 결과, 태양(310)의 위치가 제 3 방향(D3)으로 변경된 것에 대응하여, 상기 태양전지판(200)의 좌측단부는 상부로 이동하고, 상기 태양전지판(200)의 우측단부는 하부로 이동하여 상기 태양전지판(200)이 상기 태양(310)과 마주본다. 그 결과, 상기 태양(310)의 위치가 변경되더라도, 항상 상기 태양전지판(200)은 상기 태양(310)으로부터 수직으로 입사되는 광을 제공받을 수 있어 태양전지모듈(300)으로부터 발생되는 전기에너지의 크기가 증가한다. For example, when moving in the third direction D3 of the
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. You will understand.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광센싱장치의 사시도이다. 1 is a perspective view of a light sensing device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 I-I'을따라 절취한 부분을 나타내는 단면도이다. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a portion taken along line II ′ of FIG. 1.
도 3a 및 도 3b는 지표면 측으로 수직으로 태양광이 입사하는 경우에 제 1 광센싱부 및 제 2 광센싱부 각각을 확대한 도면들이다. 3A and 3B are enlarged views of the first light sensing unit and the second light sensing unit in the case where sunlight is incident perpendicularly to the ground surface side.
도 4a 및 도 4b는 지표면 측으로 경사져 태양광이 입사하는 경우에 제 1 광센싱부 및 제 2 광센싱부 각각을 확대한 도면들이다. 4A and 4B are enlarged views of the first light sensing unit and the second light sensing unit in the case where sunlight is incident on the ground surface side.
도 5는 도 1에 도시된 광추적용 광감지장치의 구동방법을 나타내는 블록도이다. FIG. 5 is a block diagram illustrating a method of driving the light tracking device for detecting light shown in FIG. 1.
도 6은 도 1에 도시된 광센싱장치를 갖는 태양전지모듈을 나타내는 도면이다.6 is a view showing a solar cell module having the light sensing device shown in FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 -- 베이스부 15 -- 메인커버10-Base 15-Main Cover
20 -- 제 1 광센싱부 21 -- 제 1 지지부20-first light-sensing part 21-first support part
22 -- 제 1 하우징 23 -- 제 1 광센서 덮개부22-1st housing 23-1st optical sensor cover
24 -- 제 1 광센서 25 -- 제 1 결합부재들24-First optical sensor 25-First coupling members
27 -- 제 1 리드선 30 -- 제 2 광센싱부27-1st lead wire 30-2nd light sensing unit
40 -- 제 3 광센싱부 50 -- 제 4 광센싱부40-third light sensing unit 50-fourth light sensing unit
60 -- 광량센싱부 63 -- 광량센서60-Light sensor 63-Light sensor
100 -- 광센싱장치100-light sensing device
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141020 Year of fee payment: 4 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |