KR101093860B1 - 태양 추적장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양 추적장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양의 이동경로를 추적하기 위한 태양추적센서부와 집광판의 회전정도를 감지하는 회전감지부를 일체로 형성된 센서부어셈블리와, 상기 센서부어셈블에 의해 모터를 제어하는 컨트롤러의 구조를 간소화하여 저가의 제작으로 상용화가 용이하도록 하는 한편, 집광판이 태양의 이동궤적에 따라 회전이 완료되거나 야간일 경우 또는 과도한 회전으로 오동작이 발생 될 경우 자동으로 수평을 유지하도록 하고, 강풍이 감지될 경우 모터의 전원을 자동 차단하여 강제로 정지시키는 기능성을 부가하여 정밀성과 안전성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 태양 추적장치에 관한 것이다.

본 발명은 태양의 이동 궤적을 추적하는 태양추적센서부로부터 출력되는 신호에 의해 컨트롤러에서 모터를 제어하여 몸체의 일측에 설치되는 집광판을 태양의 이동궤도를 따라 회동시키고, 상기 집광판의 회전상태를 감지하는 회전감지센서부로부터 출력되는 신호에 의해 컨트롤러에서 모터를 제어하여 집광판의 회전 상태를 조정하는 태양 추적장치에 있어서, 상기 태양의 이동 궤적을 추적하는 태양추적센서부와 상기 집광판의 회전상태를 감지하는 회전감지센서부를 일체로 형성한 센서부어셈블리를 상기 집광판의 일측 끝단부에 고정 설치하여 상기 집광판과 함께 연동 회전하게 하고, 상기 몸체의 타측에는 강풍 발생시 상기 컨트롤러로 제어신호를 출력하여 상기 집광판을 수평으로 유지되도록 하는 풍속감지부가 설치되는 것을 특징으로 한다.

태양열, 태양광, 태양추적, 광센서, 일출, 일몰

Description

태양 추적장치{Apparatus for keeping track of sun}

본 발명은 태양 추적장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양의 이동경로를 추적하기 위한 태양추적센서부와 집광판의 회전정도를 감지하는 회전감지부를 일체로 형성된 센서부어셈블리와, 상기 센서부어셈블에 의해 모터를 제어하는 컨트롤러의 구조를 간소화하여 저가의 제작으로 상용화가 용이하도록 하는 한편, 집광판이 태양의 이동궤적에 따라 회전이 완료되거나 야간일 경우 또는 과도한 회전으로 오동작이 발생 될 경우 자동으로 수평을 유지하도록 하고, 강풍이 감지될 경우 모터의 전원을 자동 차단하여 강제로 정지시키는 기능성을 부가하여 정밀성과 안전성 및 신뢰성을 높일 수 있도록 하는 태양 추적장치에 관한 것이다.

일반적으로 태양열 온수장치, 태양열 주택, 태양로, 태양광 발전기 등 태양광을 이용하는 시스템에 있어 효율을 높이기 위한 가장 중요한 요인은 태양광을 장시간 받아들일 수 있어야 함은 물론, 태양광을 받아들이는 집광장치 역시 효율이 높아야 한다.

즉, 태양은 일출(日出)에서 일몰(日沒)까지의 시간동안 궤도를 따라 이동하게 되므로 태양열 또는 태양광(이하 '태양광'이라 총칭함)을 이용한 장치가 고정되 어 있을 경우 태양광을 최적의 조건에서 받아들이지 못하게 되어 시스템의 효율을 저하시키게 된다.

따라서 태양광을 받아들이는 집광판을 태양의 이동 궤도를 따라 추적하게 될 경우 태양광을 최적의 조건에서 장시간 받아들이게 되어 시스템의 효율을 30~60% 상승시킬 수 있음은 학계에서 이미 널리 알려져 있을 뿐만 아니라, 본 출원인을 포함하여 많은 사람들에 의해 태양 추적장치가 제안되었다.

그 일예로서, 본 출원인이 제안한 대한민국특허 제420839호(등록일자:2004. 02.19)의 태양 추적장치는 도 1에 도시된 바와 같이 태양추적센서부(60)에서 태양의 이동 경로를 추적하고, 이 태양추적센서부(60)의 신호에 의해 컨트롤러(17)에서 모터(21)를 제어하여 집광판(40)이 태양의 궤적을 따라 회전되도록 하는 한편, 회전감지센서부(70)에서는 상기 집광판(40)이 태양광을 최대로 받을 수 있는 최적의 각도로 회전됨을 감지하고, 이의 감지신호를 컨트롤러(17)로 전송하여 모터(21)의 구동을 제어하도록 하고 있다.

이와 같이 본 출원인이 제안한 태양 추적장치는 태양광을 받아들이는 집광판이 태양의 이동 궤도를 따라 회전하여 추적하게 됨으로써 태양광을 최적의 조건에서 장시간 받아들이게 되어 시스템의 효율을 30~60% 상승시킬 수 있는 장점이 있으나, 상기 태양추적센서부(60) 자체가 태양의 이동 궤도에 따라 회전하지 않고 고정되어 있는 관계로 태양을 추적하기 위해서는 센서의 수량이 많아짐에 따라 구조가 복잡하게 될 뿐만 아니라, 이로 인하여 컨트롤러(17)의 회로 구성이 복잡해짐으로써 제조원가가 상승되는 단점이 있는 것이다.

본 발명은 태양 추적장치에 있어 태양의 이동 경로를 추적하는 태양추적센서부와 집광판의 회전정도를 감지하는 회전감지센서부를 일체로 이루어진 센서부어셈블리를 구성한 후, 상기 센서부어셈블리를 집광판 일측에 설치함에 따라 상기 센서부어셈블리가 집광판과 연동 회전하면서 태양을 추적하도록 하여 센서의 수량을 현저히 감소시킴에 따른 구조 및 컨트롤러의 간소화로 인하여 제조원가를 절감하여 태양 추적장치의 실용화와 범용화에 기여할 수 있는 것을 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 상기 집광판이 태양의 이동궤적에 따라 회전이 완료(일몰지점으로 완전히 기울어짐을 의미함)되거나 야간일 경우 또는 과도한 회전으로 오동작이 발생될 경우 이를 감지하여 집광판을 자동으로 수평을 유지하도록 하고, 강풍이 감지될 경우 집광판을 회전시키는 모터의 전원을 자동 차단하여 강제로 정지하도록 하는 기능성을 부가하여 안전성을 높여 신뢰성 향상에 기여하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 발명은 태양의 이동 궤적을 추적하는 태양추적센서부로부터 출력되는 신호에 의해 컨트롤러에서 모터를 제어하여 몸체의 일측에 설치되는 집광판을 태양의 이동궤도를 따라 회동시키고, 상기 집광판의 회전상태를 감지하는 회전감지센서부로부터 출력되는 신호에 의해 컨트롤러에서 모터를 제어하여 집광판의 회전 상태를 조정하는 태양 추적장치에 있어서, 상기 태양의 이동 궤적을 추적하는 태양추적센서부와 상기 집광판의 회전상태를 감지하는 회전감지센서부를 일체로 형성한 센서부어셈블리를 상기 집광판의 일측 끝단부에 고정 설치하여 상기 집광판과 함께 연동 회전하게 하고, 상기 몸체의 타측에는 강풍 발생시 상기 컨트롤러로 제어신호를 출력하여 상기 집광판을 수평으로 유지되도록 하는 풍속감지부가 설치되는 것에 특징이 있다.

또한, 본 발명의 태양추적센서부는 반구형 몸체의 일측에는 제1수광영역을 형성하기 위한 제1, 제2격벽과, 상기 몸체의 타측에는 제4수광영역을 형성하기 위한 제6, 제7격벽과, 상기 몸체의 중앙 상측에는 제2, 제3수광영역을 형성하기 위한 제3, 제4, 제5격벽이 각각 설치되고, 상기 제1 내지 제4수광영역의 몸체 내부에는 제1 내지 제4요홈가 형성되고, 상기 제1 내지 제4요홈부의 끝단부에는 태양광을 집속하는 제1 내지 제4집광렌즈가 설치되고, 상기 제1요홈부에는 일몰 시 태양광을 감지하는 제1센서가 설치되고, 상기 제4요홈부에는 일출 시 태양광을 감지하는 제4센서가 설치되며, 상기 제2, 제3요홈부에는 태양을 추적하는 제2, 제3센서가 각각 설치되는 것에 특징이 있다.

또한, 본 발명의 회전감지센서부는 상기 태양추적센서부를 구성하는 몸체의 일측면에 일체로 형성되는 원통형의 케이스 내측 바닥면에 도전성의 제1, 제2레일이 평행하게 설치되고, 상기 제2레일의 양측에는 일정 간격을 두고 도전성의 역.정방향감지부가 설치되고, 상기 제2레의 중앙부에는 부도체의 수평감지부가 설치되고, 상기 제1, 제2레일의 상측에는 집광판의 기울기 만큼 유동하여 상기 역.정방향감지부, 수평감지부 및 제1, 제2레일 사이에서 접점이 변화되어 스위치 기능을 가 지는 유동볼이 설치되고, 상기 케이스 바닥면 중앙부에는 상기 집광판의 회전시 힌지를 축으로 연동 회전하는 유동추가 설치되고, 상기 원통형의 케이스 바닥면 중앙부 양측에는 상기 집광판이 과도하게 회전될 때 상기 유동추와 접촉되는 제1, 제2리미트스위치가 설치되고, 상기 원통형 케이스의 외측면 일측에는 태양광이 없는 흐린 상태 및 태양광이 전혀 없는 야간을 감지하는 제5, 제6센서가 설치되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 컨트롤러는 AC 220V 전원라인에 상기 제1, 제3 내지 제6센서가 각각 병렬로 접속되며 상기 제2센서는 제1센서와 병렬 연결되고, 상기 제1, 제2센서의 출력단에는 제3릴레이스위치를 통해 제1, 제2릴레이에 연결되고, 상기 제4센서의 출력단에는 제3릴레이스위를 통해 제4릴레이에 접속되고, 상기 제3, 제5, 제6센서의 출력단에는 제3, 제5, 제6릴레이가 각각 연결되고, 상기 제6센서의 타측단에는 제9릴레이스위치가 연결되고, 상기 제1레일는 제6릴레이스위치을 통하여 전원라인에 연결되고, 상기 제1레일의 양측에 설치된 역.정방향감지부는 제7, 제8릴레이를 통하여 전원라인 타측단에 접속되고, 상기 제1, 제2리미트스위치는 서로 병렬 접속되어 제9릴레이를 통해 전원라인에 병렬 연결되고, 상기 풍속감지부에 의해 접점이 변화되는 제11릴레이스위치와 제10릴레이는 서로 직렬 접속됨과 동시에 전원라인에 대하여 병렬 연결되고, 상기 전원라인의 일측에는 상기 제5, 제10, 제6릴레이의 구동에 의해 접점이 변화되는 제5, 제10, 제6릴레이스위치가 직렬 연결되고, 상기 모터의 일측에는 제1, 제2, 제4, 제7, 제8릴레이 및 제1, 제2마그네트의 구동으로 접점이 변화되는 제1, 제2, 제4, 제7, 제8릴레이스위치와 제1, 제2마그네트스 위치의 접점 변화에 의해 모터를 정회전 또는 역회전시키는 정역회전구동부가 연결되는 것에 특징이 있다.

본 발명은 태양 추적장치에 있어 태양의 이동 경로를 추적하는 태양추적센서부와 집광판의 회전정도를 감지하는 회전감지센서부를 일체로 이루어진 센서부어셈블리를 구성한 후, 상기 센서부어셈블리를 집광판 일측에 설치함에 따라 상기 센서부어셈블리가 집광판과 연동 회전하면서 태양을 추적하도록 하여 센서의 수량을 현저히 감소시킴에 따른 구조 및 컨트롤러의 간소화로 인하여 제조원가를 절감하여 태양 추적장치의 실용화와 범용화에 기여하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 상기 집광판이 태양의 이동궤적에 따라 회전이 완료되거나 야간일 경우 또는 과도한 회전으로 오동작이 발생 될 경우 이를 감지하여 집광판을 자동으로 수평을 유지하도록 하고, 강풍이 감지될 경우 집광판을 회전시키는 모터의 전원을 자동 차단하여 강제로 정지하도록 하는 기능성을 부가함으로써 안전성을 높여 신뢰성 향상에 기여하는 효과가 있다.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도 2 내지 도 10c를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 태양 추적장치의 사시도로서 하부프레임(11)의 양측 종단부에는 제1, 제2상부프레임(12)(13)이 각각 설치되고, 이 제1, 제2상부프레임(12)(13)은 보조프레임(14a)(14b)에 의해 견고하게 고정되어 몸체(10)를 형성하 고 있으며, 상기 몸체(10)의 구성은 설치장소 및 면적에 따라 그 구조가 변경될 수 있다.

상기 몸체(10)를 구성하는 제1상부프레임(12) 일측에는 일정 간격을 두고 제1안치부(20)와 제2안치부(22)가 고정 설치되며, 제1안치부(20)의 상면에는 모터(21)가 설치되고, 제2안치부(22)의 상면에는 풀리(25a)가 형성된 회전축(25)을 지지하는 제1지지대(26a)가 고정 설치되며, 상기 모터(21)와 감속기(23)는 제1벨트(24a)로 연결되고, 감속기(23)와 회전축(25)의 풀리(25a)는 제2벨트(24b)로 서로 연결됨으로써 모터(21) 구동 시 일정한 감속비를 유지하면서 회전축(25)이 회전하도록 구성된다.

상기 몸체(10)를 구성하는 제2상부프레임(13)의 측면 일측에는 전원공급 등 시스템을 제어하기 위한 전기회로가 내장된 컨트롤러(17)와, 회전축(25)의 지지 및 회전을 원할하게 하는 제2지지대(26b)이 설치되며, 상기 회전축(25)의 중앙부에는 태양광을 집열하는 집광판(40)이 회전축(25)의 길이 방향으로 설치되어 모터(21)에 의해 회전 시 집광판(40)이 동시에 연동 회전하도록 구성되고, 상기 제2상부프레임(13)의 끝단부에는 풍속에 비례하는 전압을 발생하여 초속 14m 이상의 강풍이 불 때 집광판(40)을 수평으로 유지되도록 하는 풍속감지부(90)가 설치된다.

상기 집광판(40)의 일측 끝단부에는 태양의 이동 경로를 추적하고 집광판(40)의 회전정도를 감지하여 그 추적신호 및 회전감지신호를 컨트롤러(17)로 전송하는 센서부어셈블리(80)가 고정 설치되고, 상기 센서부어셈블리(80)는 태양의 이동 경로를 추적하는 태양추적센서부(60)와 집광판(40)의 회전정도를 감지하는 회 전감지센서부(70)가 일체로 제작됨으로써 집광판(40)과 함께 연동 회전하도록 되어 있다.

여기서 상기 집광판(40)은 사용 용도에 따라 달라질 수 있으며, 태양광을 이용하여 전기를 발생시키는 태양전지판을 사용하거나, 태양열을 이용하여 고온을 얻을 수 있는 집열판 등이 사용될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 태양 추적장치에 있어 센서부어셈블리의 사시도로서 상기 센서부어셈블리(80)는 태양의 이동 궤도을 추적하고, 그 추적된 신호에 의해 모터(21)를 구동하여 집광판(40)을 태양과 일치시키는 태양추적센서부(60)와, 상기 집광판(40)이 일출 및 일몰지점에 도달 시 모터(21)를 정역회전시키고 오동작시 집광판(40)을 수평으로 유지하는 회전감지센서부(70)가 일체로 구성된다.

도 4는 본 발명에 따른 센서부어셈블리(80)에 있어 태양추적센서부(60)의 정단면도로서 일정 크기의 반구형 몸체(67)가 구비되고, 이 반구형 몸체(67)의 일측에는 일몰의 태양광이 유입되는 제1수광영역(65a)을 형성하기 위한 제1, 제2격벽(61a)(61b)이 설치되고, 반구형 몸체(67)의 타측에는 일출의 태양광이 유입되는 제4수광영역(65d)을 형성하기 위한 제6, 제7격벽(61f)(61g)이 설치되고, 반구형 몸체(67)의 중앙부 상측에는 태양의 이동궤적과 일치되어 최고 양의 태양광이 유입되는 제2, 제3수광영역(65b)(65c)을 형성하기 위한 제3, 제4, 제5격벽(61c)(61d) (61e)이 설치된다.

상기 제1 내지 제7격벽(61a~61g)에 의해 형성되는 제1 내지 제4수광영역(65a ~65d)의 몸체(67) 내부에는 제1 내지 제4요홈부(63a~63d)가 형성되며, 이 제1 내지 제4요홈부(63a~63d)의 상면에는 태양광을 집속하는 제1 내지 제4집광렌즈(62a~ 62d)가 설치된다.

상기 몸체(67)에 형성된 제1요홈부(63a)에는 일몰 시 태양광을 감지하는 제1센서(S1)가 설치되고, 제4요홈부(63d)에는 일출 시 태양광을 감지하는 제4센서(S4)가 설치되며, 제2 및 제3요홈부(63b)(63c)에는 태양을 추적하는 제2 및 제3센서 (S2)(S3)가 설치된다.

도 5는 본 발명에 따른 센서부어셈블리(80)에 있어 회전감지센서부(70)의 커버를 개방한 상태의 정면도이며, 도 6a는 도 5의 A-A선 단면도이고, 도 6b는 도 5의 B-B선 단면도로서 상기 회전감지센서부(70)는 태양추적센서부(60)를 구성하는 반구형 몸체(67)의 일측면에 설치되는 원통형의 케이스(79)가 구비되고, 이 케이스(79)의 내측 바닥면에는 전도성의 제1, 제2레일(76a)(76b)이 일정한 간격을 두고 평행하게 설치된다.

상기 제2레일(76b)의 양측에는 미세한 간격(0.1mm이하)을 두고 태양의 이동 궤적에 따라 집광판(40)의 회전이 최대지점까지 도달함을 감지하여 집광판(40)을 역회전 및 정회전시키기 위한 역방향감지부(71)와 정방향감지부(72)가 각각 설치되고, 제2레일(76b)의 중앙부에는 집광판(40)의 수평상태임을 감지하여 모터(21)의 구동을 정지시키는 수평감지부(73)가 설치된다.

여기서 상기 제1, 제2레일(76a)(76b), 역방향감지부(71), 정방향감지부(72)는 도전성 전극이며, 수평감지부(73)는 부도체로서 유동볼(75)의 이동에 의해 스위치 기능을 가지게 되어 접점이 변화되는 것이다.

상기 원통형의 케이스(79) 바닥면 중앙부에는 집광판(40)의 회전시 힌지(78)를 축으로 연동 회전하는 유동추(77)가 설치되고, 상기 원통형의 케이스(79) 바닥면 일측에는 집광판(40)이 과도하게 회전될 때 유동추(77)와 접촉되어 모터(21)의 구동을 강제로 정지시키는 두 개의 제1, 제2리미트스위치(74a)(74b)가 일정간격을 두고 설치된다.

또한, 상기 원통형의 케이스(79)의 외측면 일측에는 태양광이 없는 흐린 상태일 경우 오프 상태로 접점이 변화되는 조도센서인 제5센서(S5)와, 태양광이 전혀 없는 야간을 감지하는 조도센서인 제6센서(S6)가 설치된다.

도 7은 본 발명에 따른 태양 추적장치에 있어 풍속감지부(90)의 구성도로서 바람에 의해 회전되어 풍력에너지를 기계적인 에너지로 변환시키는 회전날개(91)와, 상기 회전날개(91)에서 발생한 회전력이 중심 회전축을 통해서 변속기어에 전달되어 회전수를 높이는 변속기(92)와, 상기 변속기(92)에서 발생한 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하는 발전기(93)와, 상기 발전기(93)로부터 출력되는 전원에 의해 구동되어 제11릴레이스위치(RSW11)의 접점을 변화시키는 제11릴레이(RY11)로 구성되어 있다.

도 8은 본 발명에 따른 태양 추적장치에 있어 컨트롤러(17)의 전기회로도로서 AC 220V 전원라인에 제1 및 제3 내지 제6센서(S1)(S3~S6)가 각각 병렬로 접속되어 있고, 제2센서(S2)는 제1센서(S1)와 병렬 연결된다.

상기 병렬 연결된 제1, 제2센서(S1)(S2)의 출력단에는 제3릴레이스위치 (RSW3-1)를 통해 병렬 접속되어진 제1, 제2릴레이(RY1)(RY2)에 연결되며, 제4센 서(S4)의 출력단에는 제3릴레이스위치(RSW3-2)를 통해 제4릴레이(RY4)에 접속되고, 그 이외의 제3, 제5, 제6센서(S3)(S5)(S6)의 출력단에는 제3, 제5, 제6릴레이(RY3)(RY5)(RY6)가 각각 연결되며, 제6센서(S6)의 일측단에는 제9릴레이스위치(RSW9)가 연결되어 있다.

상기 제1레일(76a)은 제6릴레이스위치(RSW6-1)을 통하여 AC 220V 전원라인 일측단에 연결되고, 제1레일(76a)의 양측에 설치되어 유동볼(75)에 의해 접점이 이루어지는 역방향감지부(71) 및 정방향감지부(72)는 제7, 제8릴레이(RY7)(RY8)를 통하여 AC 220V 전원라인 타측단에 접속되며, 제2레일(76b)의 중앙부에 설치된 수평감지부(73)는 전원라인에 연결되어 있지 않다.

상기 유동추(77)와 접점이 이루어지는 제1, 제2리미트스위치(74a)(74b)는 서로 병렬 접속되어 제9릴레이(RY9)를 통해 AC 220V 전원라인에 병렬 연결되고, 상기 풍속감지부(90)에 의해 접점이 변화되는 제11릴레이스위치(RSW11)와 제10릴레이(RY10)는 서로 직렬 접속됨과 동시에 AC 220V 전원라인에 대하여 병렬 연결된다.

또한, AC 220V 전원라인의 일측에는 제5, 제10, 제6릴레이(RY5)(RY10)(RY6-2)의 구동에 의해 접점이 변화되는 제5, 제10, 제6릴레이스위치(RSW5)(RSW10) (RSW6-2)가 직렬 연결되어 오동작 및 강풍이 불 때 시스템을 강제 정지하도록 되어 있다.

상기 모터(21)의 일측에는 제1, 제2, 제4, 제7, 제8릴레이(RY1)(RY2)(RY4) (RY7)(RY8) 및 제1, 제2마그네트(M1)(M2)의 구동으로 접점이 변화되는 제1, 제2, 제4, 제7, 제8릴레이스위치(RSW1)(RSW2)(RSW4)(RSW7)(RSW8)와 제1, 제2마그네트스 위치(MSW1-1)(MSW1-2)(MSW2-1)(MSW2-2)의 접점 변화에 의해 모터(21)를 정역회전시키는 정역회전구동부(100)가 연결된다.

이하 센서부어셈블리(80)를 구성하는 태양추적센서부(60)에 의해 태양을 추적하는 과정을 도 10a 내지 도 10c에 의해 단계별로 상세히 설명하고, 상기 동작과정의 이해를 돕기 위해 각 센서의 온.오프시점을 아래의 표 1에 나타내었으며, 본 발명에서 모터(21)의 정회전은 태양의 일몰방향(서쪽)으로 회전하는 것을 의미하며, 모터(21)의 역회전은 태양의 일출방향(동쪽)으로 회전하는 것을 의미한다.

(표 1) 각 센서의 온.오프시점

센서	온(on) 시점	오프(off) 시점	기 능
제1센서	태양광이 감지될 경우	태양광이 감지되지 않을 때	저녁(일몰)의 태양광을 감지하는 기능
제2센서	태양광이 감지될 경우	태양광이 감지되지 않을 때	태양의 이동 궤적을 추적하는 기능
제3센서	태양광이 감지되지 않을 경우	태양광이 감지될 때	모터의 구동을 정지시키는 기능
제4센서	태양광이 감지될 경우	태양광이 감지되지 않을 때	아침(일출)의 태양광을 감지하는 기능
제5센서	태양광이 없는 흐린 상태의 경우	태양광이 감지될 때	흐린 날을 감지하는 기능
제6센서	태양광이 전혀 없는 야간일 경우	태양광이 감지될 때	조도가 전혀 없는 야간을 감지하는 기능

1. 집광판(40)이 수평을 유지하는 상태에서 아침에 태양이 일출(P1지점)될 경우 상기 집광판(40)을 일출지점으로 회전시키는 과정의 설명.

도 10a의 (가)에서와 같이 집광판(40)이 수평을 유지하는 상태에서 아침에 태양이 P1지점으로 일출되어 제4수광영역(65d)에 태양광이 도달하게 되면, 이 태양광은 도 4에서와 같이 제4집광렌즈(62d)에 의해 집속되어 제4요홈부(63d)에 설치된 제4센서(S4)에 전달된다.

이때, 상기 제4센서(S4)는 태양광이 센싱되어 온(on)상태의 접점으로 변화되 지만, 제3수광영역(65c)에는 태양광이 도달하지 않으므로 제3요홈부(63c) 내에 설치된 제3센서(S3)는 온(on)상태의 접점을 유지하게 되어 상기 제3, 제4센서(S3)(S4) 모두 온 상태로 유지됨에 따라 제3, 제4릴레이(RY3)(RY4)에 전원이 공급됨으로써 동작 상태로 만들게 된다.

즉, 상기 제3센서(S3)가 온 접점으로 변화되면 제3릴레이(RY3)에 전원이 공급되어 동작됨으로써 제3릴레이스위치(RSW3-1)(RSW3-2)를 온 상태의 접점으로 유지하게 되고, 이와 동시에 상기 제4센서(S4)가 온 접점으로 변화되면 온 접점을 유지하는 제3릴레이스위치(RSW3-2)를 통해 제4릴레이(RY4)에 전원이 공급됨으로 인해 상기 제4릴레이(RY4)가 동작되어 제4릴레이스위치(RSW4)를 온 상태로 유지시킴에 따라 상기 제4릴레이스위치(RSW4)에 의해 제2마그네트(M2)에 전원을 공급하여 동작시키게 된다.

상기 제2마그네트(M2)에 전원이 공급되어 동작되면 이의 동작으로 인해 제2마그네트스위치(MSW2-1)(MSW2-2)를 온 상태로 유지함에 따라 모터(21)에 역방향의 전원을 공급함으로써 집광판(40)을 태양을 향해 역회전하게 되며, 이때 상기 모터(21)의 역회전에 의해 집광판(40)이 태양을 향해(P1지점) 회전될 경우 회전거리 만큼 회전감지센서부(70)의 유동볼(75)이 집광판(40)의 회전방향으로 이동하게 된다.

상기의 과정을 통해 모터(21)가 지속적으로 역회전하여 태양광이 도 10a의 (나)에서와 같이 태양추적센서부(60)의 제3수광영역(65c)에 도달하게 되면 이 태양광은 도 4에서와 같이 제3집광렌즈(62c)에 의해 집속되어 제3요홈부(63c)에 설치된 제3센서(S3)에 전달됨에 따라 상기 제3센서(S3)는 오프(off) 상태로 전환되며, 이때 제4센서(S4)에도 태양광이 센싱되지 않음에 따라 오프상태로 전환된다.

따라서 상기 제3, 제4센서(S3)(S4)가 모두 오프 상태로 전환되면 제3릴레이스위치(RSW3-1)(RSW3-2) 및 제4릴레이스위치(RSW4)가 오프 접점으로 전환됨에 따라 제2마그네트(M2)가 오프되고, 이로 인해 제2마그네트접점(MSW2-1)(MSW2-2)이 모두 오프 접점이 되어 모터(21)에 공급되는 전원을 차단함으로써 집광판(40)의 회전을 정지시켜 도 10a의 (나)에서와 같이 제3수광영역(65c)과 일출지점의 태양을 일치시켜 태양빛을 최대로 받아들이도록 한다.

2. 집광판(40)이 태양의 일출지점(P1)으로 이동한 후, 제3,제4센서(S3)(S4)에 의해 태양의 이동 궤적에 따라 추적하는 과정의 설명.

전술한 바와 같이 모터(21)가 정지된 상태에서 태양이 궤적을 따라 이동하여 도 10b의 (다)에서와 같이 태양추적센서부(60)에 설치된 제3수광영역(65c)을 벗어나 제2수광영역(65b)에 도달하는 P2지점에 도달하게 되면 상기 제2센서(S2)는 태양광에 의해 온 접점으로 유지되고, 이와 동시에 상기 제3센서(S3)는 태양광이 센싱감도 이하로 약하게 전달됨에 따라 온 접점으로 유지하게 된다.

상기 제3센서(S3)가 온 접점으로 변화되면 제3릴레이(RY3)에 전원이 공급되어 동작됨으로써 제3릴레이스위치(RSW3-1)(RSW3-2)를 온 상태의 접점으로 유지하게 되고, 이로 인해 제2센서(S2)의 온 접점과 제3릴레이스위치(RSW3-1)의 온 접점으로 제1, 제2릴레이(RY1)(RY2)로 동시에 구동전원이 공급되어 동작되고, 이 동작에 의해 제1, 제2릴레이스위치(RSW1)(RSW2)를 모두 온 접점으로 연결하게 된다.

상기 제1릴레이스위치(RSW1)의 온 접점에 의해 제1마그네트(M1)가 구동되어 제1마그네트스위치(MSW1-1)(MSW1-2)를 온 접점으로 연결함으로써 모터(21)에 정방향전원을 공급하여 집광판(40)을 태양을 향해 정회전하게 된다.

상기와 같은 과정을 통해 집광판(40)이 정회전하여 태양광이 다시 제3센서(S3)에 도달하게 되면 상기 제3센서(S3)는 오프 접점으로 변화되고, 상대적으로 제2센서(S2)에는 태양광이 센싱감도 이하로 약하게 전달됨에 따라 오프 접점으로 유지하게 된다.

따라서 상기 제3센서(S3)가 오프 접점으로 변화되면 제3릴레이(RY3)의 구동을 정지시키게 되며, 이에 따라 제3릴레이스위치(RSW3-1)(RSW3-2)를 오프 접점으로 변화시켜 제1, 제2릴레이(RY1)(RY2)의 구동을 모두 정지함에 따라 제1, 제2릴레이스위치(RSW1)(RSW2), 제1마그네트(M1), 제1마그네트스위치(MSW1-1)(MSW1-2)를 순차적으로 오프 접점으로 만들게 되어 모터(21)에 공급되는 전원을 차단함으로써 집광판(40)의 회전을 정지시켜 도 10b의 (라)에서와 같이 제3수광영역(65c)과 태양을 일치시켜 태광빛을 최대로 받아들이도록 한다.

상기와 같이 모터(21)가 정지된 상태에서 태양이 궤적을 따라 도 10c의 (마)에서와 같이 P3지점으로 이동하여 태양추적센서부(60)에 설치된 제2센서(S2)에 다시 도달하게 되면 상기 제2센서(S2)는 태양광에 의해 온 접점으로 유지되고, 이와 동시에 상기 제3센서(S3)에는 태양광이 센싱감도 이하로 약하게 전달됨에 따라 온 접점으로 유지하게 된다.

상기 제3센서(S3)가 온 접점으로 변화되면 제3릴레이(RY3)에 전원이 공급되 어 동작됨으로써 제3릴레이스위치(RSW3-1)(RSW3-2)를 온 상태의 접점으로 유지하게 되고, 이로 인해 제2센서(S2)의 온 접점과 제3릴레이스위치(RSW3-1)의 온 접점으로 인하여 제1, 제2릴레이(RY1)(RY2)로 동시에 구동전원이 공급되어 동작되고, 이 동작에 의해 제1, 제2릴레이스위치(RSW1)(RSW2)를 모두 온 접점으로 연결하게 된다.

상기 제1릴레이스위치(RSW1)의 온 접점에 의해 제1마그네트(M1)가 구동되어 제1마그네트스위치(MSW1-1)(MSW1-2)를 온 접점으로 연결함으로써 모터(21)에 순방향전원을 공급하여 집광판(40)의 중앙부를 태양을 향해 정회전하게 된다.

상기와 같은 과정을 통해 집광판(40)이 정회전하여 태양광이 다시 제3센서(S3)에 도달하게 되면 상기 제3센서(S3)는 오프 접점으로 변화되고, 상대적으로 제2센서(S2)에는 태양광이 센싱감도 이하로 약하게 전달됨에 따라 오프 접점으로 유지하게 된다.

따라서 상기 제3센서(S3)가 오프 접점으로 변화되면 제3릴레이(RY3)의 구동을 정지시키게 되며, 이에 따라 제3릴레이스위치(RSW3-1)(RSW3-2)를 오프 접점으로 변화시켜 제1, 제2릴레이(RY1)(RY2)의 구동을 동시에 정지함에 따라 제1, 제2릴레이스위치(RSW1)(RSW2), 제1마그네트(M1), 제1마그네트스위치(MSW1-1)(MSW1-2)를 순차적으로 오프 접점으로 만들게 되어 모터(21)에 공급되는 전원을 차단함으로써 집광판(40)의 회전을 정지시켜 제3수광영역(65c)과 태양과 일치시켜 태양광을 최대로 받아들이도록 한다.

이와 같은 과정을 반복하여 태양이 궤적을 따라 동에서 서로 이동할 경우 항시 집광판(40)의 중앙부는 도 10c의 (마)에서와 같이 제3수광영역(65c)을 중심으로 태양을 향해 일직선상에 위치하도록 함으로써 태양광을 최대의 효율로 받아들일 수 있게 된다.

3. 집광판(40)이 수평을 유지하는 상태에서 오전에 날씨가 흐려 태양광이 감지되지 않다가 오후 늦게(일몰 무렵) 맑아져 태양이 P3지점에서 감지될 때 집광판(40)을 P3지점으로 회전시키는 과정의 설명.

도 10c의 (바)에서와 같이 집광판(40)이 수평으로 유지된 상태에서 오전에 날씨가 흐려 태양광이 감지되지 않다가 오후 늦게 맑아지게 되어 태양이 P3지점(일몰 무렵)에 있을 때는 제1센서(S1)에서 태양광이 감지되어 상기 제1센서(S1)에 의해 집광판(40)을 P3지점으로 회전시키게 된다.

즉, 집광판(40)이 수평으로 유지된 상태에서 오전에 날씨가 흐려 태양광이 감지되지 않다가 오후 늦게 맑아지게 되어 태양이 P3지점(일몰 무렵)에 위치하여 제1수광영역(65a)에 태양광이 도달하게 되면, 이 태양광은 도 4에서와 같이 제1집광렌즈(62a)에 의해 집속되어 제4요홈부(63a)에 설치된 제1센서(S1)에 전달된다.

이때, 상기 제1센서(S1)는 태양광이 센싱되어 온(on)상태의 접점으로 변화되지만, 제3수광영역(65c)에는 태양광이 도달하지 않으므로 제3요홈부(63c) 내에 설치된 제3센서(S3)는 온(on)상태의 접점을 유지하게 되어 상기 제1, 제3센서(S1)(S3) 모두 온 상태로 유지됨에 따라 제1 내지 제3릴레이(RY1~RY3)에 전원이 공급됨으로써 동작 상태로 만들게 된다.

즉, 제3센서(S3)가 온 접점으로 변화되면 제3릴레이(RY3)에 전원이 공급되어 동작됨으로써 제3릴레이스위치(RSW3-1)(RSW3-2)를 온 상태의 접점으로 유지하게 되 고, 이와 동시에 상기 제1센서(S1)가 온 접점으로 변화되면 온 접점을 유지하는 제3릴레이스위치(RSW3-1)를 통해 제1, 제2릴레이(RY1)(RY2)에 동시전원이 공급됨으로 인해 상기 제1, 제2릴레이(RY1)(RY2)가 동작되어 제1, 제2릴레이스위치(RSW1) (RSW2)를 온 상태로 유지시킴에 따라 제1마그네트(M1)에 전원을 공급하여 동작시키게 된다.

상기 제1마그네트(M1)에 전원이 공급되어 동작되면 이의 동작으로 인해 제1마그네트스위치(MSW1-1)(MSW1-2)를 온 상태로 유지함에 따라 모터(21)에 정방향의 전원을 공급함으로써 집광판(40)을 태양을 향해 정회전하게 되며, 이때 상기 모터(21)의 정회전에 의해 집광판(40)이 태양을 향해(P3지점) 회전될 경우 회전거리 만큼 회전감지센서부(70)의 유동볼(75)이 집광판(40)의 회전방향으로 이동하게 된다.

상기의 과정을 통해 모터(21)가 지속적으로 정회전하여 태양광이 도 10a의 (사)에서와 같이 태양추적센서부(60)의 제3수광영역(65c)에 도달하게 되면 이 태양광은 도 4에서와 같이 제3집광렌즈(62c)에 의해 집속되어 제3요홈부(63c)에 설치된 제3센서(S3)에 전달됨에 따라 상기 제3센서(S3)는 오프(off) 상태로 전환되며, 이때 제1센서(S1)에도 태양광이 센싱되지 않음에 따라 오프상태로 전환된다.

상기 제1, 제3센서(S1)(S3)가 모두 오프 상태로 전환되면 제3릴레이스위치(RSW3-1)(RSW3-2) 및 제1릴레이스위치(RSW1)가 오프 접점으로 전환되어 제1마그네트(M1)가 오프되고, 이로 인해 제1마그네트스위치(MSW1-1)(MSW1-2)의 접점이 모두 오프되어 모터(21)에 공급되는 전원을 차단함으로써 집광판(40)의 회전을 정지 시키게 된다.

따라서 도 10a의 (사)에서와 같이 집광판(40)을 제3수광영역(65c)과 P3지점의 태양과 일치시켜 태양광을 최대로 받아들이게 되며, 집광판(40)이 P3지점으로 이동한 후에는 전술한 바와 같이 제3, 제4센서(S3)(S4)에 의해 태양의 이동 궤적에 따라 추적하게 된다.

4. 날씨가 흐려 태양광이 없을 경우 모터(21)를 정지시키는 과정의 동작설명.

상기 센서부어셈블리(80)를 구성하는 태양추적센서부(60)와 일체로 형성되어진 회전감지센서부(70)의 일측에 설치된 제5센서(S5)는 태양광이 없는 흐린 상태일 경우 오프 상태로 접점이 변화되는 조도감지센서로서, 흐린 날씨로 인해 설정된 조도 이하로 감지될 경우 온 접점을 유지하여 모터(21)의 구동을 정지시키도록 한 것이다.

즉, 태양광이 없는 흐린 상태로서 설정된 조도 이하로 감지되면 상기 제5센서(S5)는 온 상태로 접점이 변화됨에 따라 제5릴레이(RY5)에 전원이 공급되어 동작됨으로써 제5릴레이스위치(RSW5)의 접점을 오프 상태로 만들어 모터(21)에 공급되는 전원을 차단하여 정지시킴으로써 불필요한 전력소모 방지와 안전사고에 대비하였다.

5. 어두운 야간일 때 집광판(40)을 수평으로 유지하는 과정의 동작설명.

상기 센서부어셈블리(80)를 구성하는 태양추적센서부(60)와 일체로 형성되어진 회전감지센서부(70)의 타측에 설치된 제6센서(S6)는 조도감지센서로서 태양광이 전혀 없는 야간으로 감지될 경우 온 접점을 유지하여 집광판(40)을 수평으로 유지하는 것이다.

즉, 태양광이 전혀 없는 야간일 경우 제6센서(S6)는 온 접점을 유지하게 되어 제6릴레이(R6)를 구동하게 되며, 이에 따라 제6릴레이스위치(RSW6-1)를 온 접점으로 유지시켜 회전감지센서부(70)의 제1레일(76a)에 전원을 공급하게 된다.

이때, 상기 제6릴레이(R6)의 구동에 의해 제1레일(76a)에 전원이 공급되는 상태에서 집광판(40)이 수평을 유지하게 되면 도 9a에서와 같이 상기 유동볼(75)이 중앙에 위치하게 됨으로써 전원이 인가되는 제1레일(76a)과 부도체의 수평감지부(73)가 서로 연결되어 두 레일(76a)(76b)의 접점은 끊어지게 되어 제7, 제8릴레이(R7)(R8)에 구동전원을 공급하지 못함에 따라 제7, 제8릴레이스위치(RSW7)(RSW8)는 오프 접점으로 유지되어 모터(21)에 구동전원을 공급하지 않음으로써 현재의 상태 즉, 수평을 유지하게 된다.

6. 집광판(40)이 일출 또는 일몰방향으로 최대로 기울여져 있을 때 집광판(40)을 수평으로 유지하는 과정의 동작설명.

상기 집광판(40)이 일출 또는 일몰방향으로 최대로 기울여져 있을 경우 상기 유동볼(75)은 도 9a의 (나) 및 (다)에서와 같이 역방향감지부(71) 또는 정방향감지부(72)와 접촉됨으로써 제7, 제8릴레이(RY7)(RY8) 중에서 어느 하나에 구동전원을 공급하게 된다.

즉, 상기 집광판(40)이 일출지점으로 최대로 기울어져 있을 경우에는 유동볼(75)이 도 9c의 (나)에서와 같이 정방향감지부(72)에 접촉됨에 따라 제7릴레 이(RY7)에 전원이 공급되어 동작됨으로써 제7릴레이스위치(RSW7)를 온 상태의 접점으로 유지하게 되고, 이로 인해 제1마그네트(M1)가 구동되어 제1마그네트스위치(MSW1-1)(MSW1-2)를 온 접점으로 연결함으로써 모터(21)에 정방향 구동전원을 공급하여 집광판(40)을 정방향으로 회전시키게 된다.

한편, 상기 집광판(40)이 일몰지점으로 최대로 기울어져 있을 경우에는 유동볼(75)이 도 9c의 (다)에서와 같이 역방향감지부(71)에 접촉됨에 따라 제8릴레이(RY8)에 전원이 공급되어 동작됨으로써 제8릴레이스위치(RSW8)를 온 상태의 접점으로 유지하게 되고, 이로 인해 제2마그네트(M2)가 구동되어 제2마그네트스위치 (MSW2-1)(MSW2-2)를 온 접점으로 연결함으로써 모터(21)에 역방향 구동전원을 공급하여 집광판(40)을 역방향으로 회전시키게 된다.

상기 모터(21)가 정역회전 하는 과정에서 집광판(40)이 수평을 유지하여 유동볼(75)이 제2레일(76a)의 중앙부에 설치된 수평감지부(73)에 도달될 경우 제7, 제8릴레이(RY7)(RY8)의 구동전원이 차단되고, 이에 따라 제7, 제8릴레이스위치(RSW7) (RSW8)를 오프 접점으로 유지시킴에 따라 모터(21)에 공급되는 전원을 차단하여 정지시킴으로써 집광판(40)을 수평으로 유지하게 되는 것이다.

이와 같이 야간이나, 태양의 궤적을 따라 추적이 완료되었을 경우 집광판(40)을 항시 수평으로 유지되도록 함으로써 시스템의 안정성을 높였다.

7. 집광판(40)의 과도한 회전에 의한 오동작이 발생할 경우 집광판(40)을 수평으로 유지하는 과정의 동작설명.

상기 집광판(40)이 태양을 추적하는 과정에서 시스템의 이상 발생으로 인해 상기 집광판(40)이 서쪽 또는 동쪽으로 정역방향감지부(72)(71)를 초월하여 과도하게 회전될 경우 유동추(77)와 제1, 제2리미트스위치(74a)(74b)의 접점에 의해 집광판(40)을 수평으로 유지하도록 한 것이다.

즉, 집광판(40)이 태양의 이동궤적을 따라 기울어지면 회전감지부(70) 내부에 설치된 유동추(77)가 힌지(78)를 중심축으로 집광판(40)의 기울기와 동일하게 기울어지게 된다.

이와 같이 동작하는 과정에서 시스템의 이상 발생으로 인해 도 9b의 (가), (나)에서와 같이 상기 집광판(40)이 일몰 또는 일출방향으로 정역방향감지부(72) (71)를 초월하여 과도하게 회전될 경우 유동추(77)가 두개의 제1, 제2리미트스위치(74a)(74b) 중에서 어느 하나와 접촉됨으로써 접점을 온상태로 변화시키게 된다.

이때, 상기 제1, 제2리미트스위치(74a)(74b) 중에서 어느 하나의 접점이 온상태로 변화되면 제9릴레이(RY9)에 전원이 공급되어 제9릴레이스위치(RSW9)를 온 상태로 접점으로 유지하게 되고, 이로 인해 제6릴레이(RY6)에 전원이 공급되어져 구동하게 된다.

따라서 상기 제6릴레이(RY6)의 구동은 태양이 일몰상태 즉, 어두운 야간일 때 동작하는 제6센서(S6)의 구동과 동일한 동작과정을 얻을 수 있으므로 전술한 바와 같이 동작하여 어두운 야간일 때 집광판(40)을 수평으로 유지하게 되는 것이다.

8. 강풍에 의한 모터(21)의 비상 정지 과정의 동작설명.

본 발명의 태양추적장치가 정상적인 동작을 수행하는 과정에서 초속 14m 이상의 강풍이 불 경우 시스템의 고장과 안전 상에 문제가 발생될 수 있으므로 풍속 감지부(90)에 의해 강제로 모터(21)에 공급되는 전원을 차단하여 정지하도록 한 것이다.

즉, 도 7에서와 같이 바람이 불게 되면 그 바람의 풍속에 의해 회전날개(91)가 회전되며, 그 회전날개(91)에서 발생한 회전력이 회전축을 통해서 변속기(92)로 전달되어 회전수를 높인 후 발전기(93)를 통해 높아진 회전수를 갖는 기계적인 에너지를 전기에너지로 변환하여 제11릴레이(RY11)를 구동시키게 되고, 이때 강풍이 초속 14m 이상일 경우 그 기전력이 제11릴레이(RY11)를 구동시킬 만큼 충분한 전원을 발생하게 되어 변속기(92)는 없애도 무방하다.

따라서 초속 14m 이상의 강풍에 의해 풍속감지부(90)로부터 발생되는 기전력에 의해 제11릴레이(RY11)가 동작되어 제11릴레이스위치(RSW11)를 온상태의 접점으로 변화시키게 되고, 이로 인해 제10릴레이(RY10)에 구동 전원이 공급되어 제10릴레이스위치(RSW10)를 오프 접점으로 유지시켜 모터(21)에 공급되는 전원을 차단함으로써 집광판(40)의 회전을 강제 정지시켜 안전성을 높이도록 한 것이다.

이 후, 강풍이 소멸되거나 초속 14m 이하일 경우에는 풍속감지부(90)로부터 전원이 출력되지 않거나 또는 제11릴레이(RY11)를 구동할 수 있는 충분한 전원이 발생되지 않음으로서 상기 제11릴레이(RY11)가 동작하지 않게 되어 제11릴레이스위치(RSW11), 제10릴레이(RY10)를 순차적으로 오프시킴에 따라 제10릴레이스위치 (RSW10)를 온 접점으로 유지시켜 모터(21)에 다시 정상적인 구동전원을 공급하게 되는 것이다.

도 1은 종래 태양 추적장치의 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 태양 추적장치의 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 태양 추적장치에 있어 센서부 어셈블리의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 센서부어셈블리에 있어 태양추적센서부의 정단면도.

도 5는 본 발명에 따른 센서부어셈블리에 있어 회전감지부의 커버를 개방한 상태의 정면도.

도 6a는 도 5의 A-A선 단면도.

도 6b는 도 5의 B-B선 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 태양 추적장치에 있어 풍속감지부의 구성도.

도 8은 본 발명에 따른 태양 추적장치에 있어 컨트롤러의 전기회로도.

도 9a는 본 발명에 따른 센서부어셈블리에 있어 회전감지부의 유동볼의 동작상태도.

도 9b는 본 발명에 따른 센서부어셈블리에 있어 회전감지부인 유동추의 동작상태도.

도 10a 내지 도 10d (가) 내지 (사)는 본 발명에 따른 태양 추적장치에 있어 센서부어셈블리가 태양을 추적하는 과정을 나타낸 예시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 몸체 11 : 하부프레임

12,13 : 제1, 제2 상부프레임 14a,14b : 보조프레임

17 : 컨트롤러 20 : 제1안치부

21 : 모터 22 : 제2안치부

23 : 감속기 24a,24b : 제1,제 2벨트

25 : 회전축 25a : 풀리

26a, 26b : 제1, 제2지지대 40 : 집광판

61a~61g : 제1 내지 제6격벽 62a~62d : 제1 내지 제4집광렌즈

63a~63d : 제1 내지 제4수납부 65a~65d : 제1 내지 제4수광영역

67 : 몸체 70 : 회전감지센서부

71 : 역방향감지부 72 : 정방향감지부

73 : 수평감지부 74a, 74b : 제1, 제2리미트스위치

75 : 유동볼 76a, 76b : 제1, 제2레일

77 : 유동추 78 : 힌지

79 : 케이스 80 : 센서부어셈블리

90 : 풍향감지부 100 : 정역회전구동부

S1~S6 : 제1 내지 제6센서 RY1~RY11 : 제1 내지 제 11릴레이

RSW1, RSW2, RSW4, RSW5 : 제1, 제2, 제4, 제5릴레이스위치

RSW3-1, RSW3-2 : 제3릴레이스위치 RSW6-1, RSW6-2 : 제6릴레이스위치

RSW7 ~ RSW11 : 제7 내지 제11릴레이스위치

M1, M2 : 제1, 제2마그네트 MSW1-1, MSW1-2 : 제1마그네트스위치

MSW2-1, MSW2-2 : 제2마그네트스위치

Claims (4)

1. 태양의 이동 궤적을 추적하는 태양추적센서부(60)로부터 출력되는 신호에 의해 컨트롤러(17)에서 모터(21)를 제어하여 몸체(10)의 일측에 설치되는 집광판(40)을 태양의 이동궤도를 따라 회동시키고, 상기 집광판(40)의 회전상태를 감지하는 회전감지센서부(70)로부터 출력되는 신호에 의해 컨트롤러(17)에서 모터(21)를 제어하여 집광판(40)의 회전 상태를 조정하는 태양 추적장치에 있어서,

   상기 태양의 이동 궤적을 추적하는 태양추적센서부(60)와 상기 집광판(40)의 회전상태를 감지하는 회전감지센서부(70)를 일체로 형성한 센서부어셈블리(80)를 상기 집광판(40)의 일측 끝단부에 고정 설치하여 상기 집광판(40)과 함께 연동 회전하게 하고,

   상기 몸체(10)의 타측에는 강풍 발생시 상기 컨트롤러(17)에 제어신호를 출력하여 상기 집광판(40)을 수평으로 유지되도록 하는 풍속감지부(90)가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양 추적장치.
2. 제1항에 있어서 상기 태양추적센서부(60)는,

   반구형 몸체(67)의 일측에는 제1수광영역(65a)을 형성하기 위한 제1, 제2격벽(61a)(61b)과, 상기 몸체(67)의 타측에는 제4수광영역(65d)을 형성하기 위한 제6, 제7격벽(61f)(61g)과, 상기 몸체(67)의 중앙 상측에는 제2, 제3수광영역(65b)(65c) 을 형성하기 위한 제3, 제4, 제5격벽(61c)(61d)(61e)이 각각 설치되 고,

   상기 제1 내지 제4수광영역(65a~65d)의 몸체(67) 내부에는 제1 내지 제4요홈부(63a~63d)가 형성되고,

   상기 제1 내지 제4요홈부(63a~63d)의 끝단부에는 태양광을 집속하는 제1 내지 제4집광렌즈(62a~62d)가 설치되고,

   상기 제1요홈부(63a)에는 일몰 시 태양광을 감지하는 제1센서(S1)가 설치되고, 상기 제4요홈부(63d)에는 일출 시 태양광을 감지하는 제4센서(S4)가 설치되며, 상기 제2, 제3요홈부(63b)(63c)에는 태양을 추적하는 제2, 제3센서(S2)(S3)가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 태양 추적장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 회전감지센서부(70)는,

   상기 태양추적센서부(60)를 구성하는 몸체(67)의 일측면에 일체로 형성되는 원통형의 케이스(79) 내측 바닥면에 도전성의 제1, 제2레일(76a)(76b)이 평행하게 설치되고,

   상기 제2레일(76b)의 양측에는 일정 간격을 두고 도전성의 역.정방향감지부(71)(72)가 설치되고, 상기 제2레일(76b)의 중앙부에는 부도체의 수평감지부(73)가 설치되고,

   상기 제1, 제2레일(76a)(76b)의 상측에는 집광판(40)의 기울기 만큼 유동하여 상기 역.정방향감지부(71)(72), 수평감지부(73) 및 제1, 제2레일(76a) 사이에서 접점이 변화되어 스위치 기능을 가지는 유동볼(75)이 설치되고,

   상기 케이스(79) 바닥면 중앙부에는 상기 집광판(40)의 회전시 힌지(78)를 축으로 연동 회전하는 유동추(77)가 설치되고,

   상기 원통형의 케이스(79) 바닥면 중앙부 양측에는 상기 집광판(40)이 과도하게 회전될 때 상기 유동추(77)와 접촉되는 제1, 제2리미트스위치(74a)(74b)가 설치되고,

   상기 원통형의 케이스(79)의 외측면 일측에는 태양광이 없는 흐린 상태 및 태양광이 전혀 없는 야간을 감지하는 제5, 제6센서(S5)(S6)가 설치되는 것을 특징으로 하는 태양 추적장치.
4. 제1항에 있어서 상기 컨트롤러(17)는,

   AC 220V 전원라인에 제1, 제3 내지 제6센서(S1)(S3~S6)가 각각 병렬로 접속되며, 상기 제1센서(S1)에는 제2센서(S2)가 병렬 연결되고,

   상기 제1, 제2센서(S1)(S2)의 출력단에는 제3릴레이스위치(RSW3-1)를 통해 제1, 제2릴레이(RY1)(RY2)에 연결되고,

   상기 제4센서(S4)의 출력단에는 제3릴레이스위치(RSW3-2)를 통해 제4릴레이(RY4)에 접속되고,

   상기 제3, 제5, 제6센서(S3)(S5)(S6)의 출력단에는 제3, 제5, 제6릴레이 (RY3)(RY5)(RY6)가 각각 연결되고,

   상기 제6센서(S6)의 타측단에는 제9릴레이스위치(RSW9)가 연결되고,

   상기 전원라인 일측에는 제1레일(76a)과 제6릴레이스위치(RSW6-1)가 직렬 접속되고,

   상기 제1레일(76a)의 양측에 설치된 역.정방향감지부(71)(72)는 제7, 제8릴레이(RY7)(RY8)를 통하여 전원라인 타측단에 접속되고,

   상기 제1, 제2리미트스위치(74a)(74b)는 서로 병렬 접속되어 제9릴레이(RY9)를 통해 전원라인에 병렬 연결되고,

   상기 풍속감지부(90)에 의해 접점이 변화되는 제11릴레이스위치(RSW11)와 제10릴레이(RY10)는 서로 직렬 접속됨과 동시에 전원라인에 대하여 병렬 연결되고,

   상기 전원라인의 일측에는 상기 제5, 제10, 제6릴레이(RY5)(RY10)(RY6)의 구동에 의해 접점이 변화되는 제5, 제10, 제6릴레이스위치(RSW5)(RSW10)(RSW6-2)가 직렬 연결되고,

   상기 모터(21)의 일측에는 제1, 제2, 제4, 제7, 제8릴레이(RY1)(RY2)(RY4) (RY7)(RY8) 및 제1, 제2마그네트(M1)(M2)의 구동으로 접점이 변화되는 제1, 제2, 제4, 제7, 제8릴레이스위치(RSW1)(RSW2)(RSW4)(RSW7)(RSW8)와 제1, 제2마그네트스위치(MSW1-1)(MSW1-2)(MSW2-1)(MSW2-2)의 접점 변화에 의해 모터(21)를 정회전 또는 역회전시키는 정역회전구동부(100)가 연결되는 것을 특징으로 하는 태양 추적장치.

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