KR101122593B1 - Construction method of Sunlight device with 3 dimensional movement reflective mirror - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양광이 직접 조사되지 않는 건물 저층에 반사거울을 이용하여 태양 빛을 조사하는 3차원 반사거울형 채광장치의 구동방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반사거울의 X,Y,Z,축의 각도를 조절하여 보다 많은 태양 빛이 음영지역으로 조사될 수 있도록 하고, 태양광의 위치를 정밀하게 추적할 수 있게 하는 태양광추적유닛은 집광렌즈와 위치추적센서의 이격거리를 태양광의 조도에 따라 자동으로 조절하는 거리조절수단을 구비하고, 하우징 내부의 온도가 일정 온도 이상으로 상승되는 것을 방지하는 적외선차단부재를 구비하고, 하우징을 가상의 X,Y축 방향으로 각도조절이 가능하게 한 3차원 반사거울형 채광장치의 시공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a driving method of a three-dimensional reflection mirror type light emitting device that irradiates sunlight using a reflection mirror on a lower floor of a building that is not directly irradiated with sunlight, and more particularly, X, Y, Z, The solar tracking unit that adjusts the angle of the axis to allow more sun light to be irradiated into the shaded area and accurately tracks the position of sunlight according to the illuminance of the sunlight according to the distance between the condenser lens and the position tracking sensor. It is provided with a distance adjusting means for automatically adjusting, and equipped with an infrared cut-off member for preventing the temperature inside the housing rises above a certain temperature, and three-dimensional that allows the angle adjustment in the virtual X, Y axis direction of the housing It relates to a construction method of the reflection mirror type light mining device.
본 발명의 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 시공방법은 건물 옥상 내측에 설치되고, 입사되는 태양광을 반사시키는 제1반사거울; 상기 건물 옥상 외측에 설치되고, 상기 제1반사거울로부터 입사되는 태양광을 반사시키는 제2반사거울; 상기 건물에 인접한 고지대에 설치되고, 상기 제2반사거울로부터 입사되는 태양광을 상기 건물의 저층 음영지역으로 반사시키는 제3반사거울; 상기 제1반사거울을 X축, Y축, Z축으로 각각 회전시켜 각도를 조절하는 각도조절수단; 태양의 위치를 추적하는 태양광추적유닛; 상기 태양광추적유닛이 수용되는 수용부재와, 상기 수용부재의 상부 외주연에 형성되어 있는 나사탭에 스크류 결합되는 나사탭의 하부 내주연에 형성되어 있으며, 상기 수용부재의 상부 개구부를 덮는 캡을 포함하는 방수커버; 상기 태양광추적유닛으로부터 전송되는 신호를 연산하여 상기 각도조절수단의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지되, The construction method of the three-dimensional reflective mirror solar photovoltaic device of the present invention is installed inside the roof of the building, the first reflection mirror for reflecting the incident sunlight; A second reflection mirror installed outside the roof of the building and reflecting sunlight incident from the first reflection mirror; A third reflection mirror installed at an elevated area adjacent to the building and reflecting sunlight incident from the second reflection mirror to a low-rise shaded area of the building; Angle adjusting means for adjusting the angle by rotating the first reflecting mirror in X, Y, and Z axes, respectively; A solar tracking unit for tracking the position of the sun; A cap formed on an inner member of the housing member to accommodate the solar tracking unit and a lower inner peripheral portion of the screw tab screwed to the screw tab formed on the upper outer peripheral portion of the housing member, the cap covering the upper opening of the housing member; Waterproof cover including; And a control unit for controlling the driving of the angle adjusting means by calculating a signal transmitted from the solar tracking unit.
상기 태양광추적유닛은 원통형 하우징과, 상기 하우징의 상부 개구부에 배치되는 집광렌즈와, 상기 하우징의 하부 개구부에 배치되고, 상기 집광렌즈를 통해 입사되는 빛으로부터 태양의 위치를 추적하기 위한 다수의 포토셀로 구성된 위치추적센서와, 상기 집광렌즈와 상기 위치추적센서의 이격거리를 조절하는 거리조절수단과, 상기 집광렌즈와 상기 위치추적센서 사이에 구비되어 입사되는 빛의 적외선을 차단하는 적외선차단부재와, 상기 하우징의 외주연 소정부위에는 날개부가 결합되어 있고, 상기 하우징의 외주연이 삽입되는 삽입공이 형성되어 있고 상기 날개부와 결합되는 브라켓과, 상기 하우징의 하부 개구부에 스크류식으로 삽입되어 결합되며, 상부에는 상기 위치추적센서가 실장되어 있는 보드가 장착되어 있는 삽입부재를 포함하여 이루어지고, 상기 거리조절수단은 일단이 상기 위치추적센서가 실장되어 있는 보드에 결합고정되어 있는 승하강핀과, 상기 승하강핀을 승하강시키는 모터와, 입사되는 태양광의 조도를 감지하는 조도감지센서와, 상기 조도감지센서로부터 전송받은 조도에 따라 상기 모터를 구동시키는 컨트롤러와, 상기 하우징의 내측에 고정설치되고 상기 모터가 장착되는 베이스와, 상기 베이스의 고정결합되고 상기 보드에 천공되어 있는 가이드공에 삽입되어 상기 보드가 기울어지지 않고 승하강되도록 가이드하는 가이드봉를 포함하여 이루어지고, 상기 각도조절수단은 바닥면에 고정설치되는 받침대와, 상기 받침대 상단에 Z축으로 회전가능하게 결합되는 'ㄷ'자 형상의 프레임과, 상기 프레임의 상단에 X축으로 회전가능하게 결합되며, 상기 제1반사거울이 Y측으로 회전가능하게 결합되는 수평바를 포함하여 이루어지고, 상기 방수커버 수용부재의 상단에는 얹혀진 상기 태양광추적유닛의 브라켓 테두리에 형성되어 있는 고정홈에 안착되어 결합되는 고정돌기가 방사상으로 다수 돌출 형성되어 있고, 상기 캡의 하부 내면에는 상기 브라켓의 테두리 상부면에 접촉되어 눌러 고정시키는 고정편이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 시공방법에 있어서, The solar tracking unit includes a cylindrical housing, a condenser lens disposed in the upper opening of the housing, and a plurality of photos for tracking the position of the sun from the light incident through the condenser lens. Position tracking sensor consisting of a cell, distance adjusting means for adjusting the separation distance between the condensing lens and the position tracking sensor, and an infrared ray blocking member provided between the condensing lens and the position tracking sensor to block infrared light incident And a wing portion is coupled to a predetermined portion of the outer circumference of the housing, an insertion hole into which the outer circumference of the housing is inserted is formed, and a bracket coupled to the wing portion, and screwed into the lower opening of the housing. The upper part includes an insertion member mounted with a board on which the position tracking sensor is mounted. The distance adjusting means is one end of the lifting pin is fixed to the board on which the position tracking sensor is mounted, the motor for raising and lowering the lifting pin, and the illumination sensing to sense the illumination of the incident sunlight A sensor, a controller for driving the motor according to the illuminance transmitted from the illuminance sensor, a base fixedly installed inside the housing and mounted with the motor, a guide fixedly coupled to the base and perforated on the board A guide rod inserted into a ball to guide the board up and down without tilting, and the angle adjusting means includes a pedestal fixed to the bottom surface and rotatably coupled to the top of the pedestal with a Z axis. 'A shape of the frame, rotatably coupled to the X axis on the top of the frame, the first reflecting mirror is Y It includes a horizontal bar rotatably coupled to the upper end of the waterproof cover receiving member is formed on the fixing groove formed on the bracket rim of the solar tracking unit mounted on the top of the fixing projections coupled to the radially formed In the lower inner surface of the cap in the construction method of the three-dimensional reflective mirror solar photovoltaic device characterized in that the fixing piece for contacting and fixing the upper surface of the edge of the bracket is formed,
반죽상태의 콘크리트를 바닥면에 타설하는 콘크리트 타설단계; 타설된 콘크리트에 'J'자 형상의 앙카볼트 다수개를 단부가 노출되도록 내장시킨 후에 콘크리트를 양생하는 콘크리트 양생단계; 상기 받침대의 하단에 구비되어 있는 고정판의 고정홀을 상기 앙카볼트 단부에 삽입시킨 후에 너트를 상기 앙카볼트 단부에 체결하여 받침대를 고정시키는 받침대 고정단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Concrete pouring step of pouring the concrete in the dough surface; A concrete curing step of curing the concrete after embedding a plurality of 'J' shaped anchor bolts to expose the end portion of the poured concrete; And a pedestal fixing step of fixing the pedestal by fastening a nut to the end of the anchor bolt after inserting a fixing hole of the fixing plate provided at the lower end of the pedestal to the anchor bolt end.
태양광, 채광, 반사거울, 각도조절수단, 태양광추적유닛 Sunlight, mining, reflection mirror, angle control means, solar tracking unit
Description
본 발명은 태양광이 직접 조사되지 않는 건물 저층에 반사거울을 이용하여 태양 빛을 조사하는 3차원 반사거울형 채광장치의 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반사거울의 X,Y,Z,축의 각도를 조절하여 보다 많은 태양 빛이 음영지역으로 조사될 수 있도록 하고, 태양광의 위치를 정밀하게 추적할 수 있게 하는 태양광추적유닛은 집광렌즈와 위치추적센서의 이격거리를 태양광의 조도에 따라 자동으로 조절하는 거리조절수단을 구비하고, 하우징 내부의 온도가 일정 온도 이상으로 상승되는 것을 방지하는 적외선차단부재를 구비하고, 하우징을 가상의 X,Y축 방향으로 각도조절이 가능하게 한 3차원 반사거울형 채광장치의 시공방법에 관한 것이다. The present invention relates to a construction method of a three-dimensional reflection mirror type light emitting device that irradiates sunlight using a reflection mirror on a lower floor of a building that is not directly irradiated with sunlight, and more particularly, X, Y, Z, The solar tracking unit that adjusts the angle of the axis to allow more sun light to be irradiated into the shaded area and accurately tracks the position of sunlight according to the illuminance of the sunlight according to the distance between the condenser lens and the position tracking sensor. It is provided with a distance adjusting means for automatically adjusting, and equipped with an infrared cut-off member for preventing the temperature inside the housing rises above a certain temperature, and three-dimensional that allows the angle adjustment in the virtual X, Y axis direction of the housing It relates to a construction method of the reflection mirror type light mining device.
최근 도심에 고충 건물이 들어서면서 상대적으로 저층이거나 북쪽에 위치한 건물들에는 태양광이 직접 조사되지 않는 음영영역이 증가하고 있다. 태양광이 직 접 조사되지 않는 건물의 거주자는 일조량이 부족에 따른 햇볕 결핍 증후군과 같은 질환을 겪는 경우가 빈번히 일어나고 있고, 햇빛이 들어오지 않다보니 대낮에도 형광등과 같은 조명기구로 사용함에 따라 불필요한 에너지의 소비가 일어나고 있다. Recently, as grievous buildings enter the city center, there are increasing shaded areas where sunlight is not directly irradiated on buildings located relatively low or north. Residents of buildings that are not directly irradiated with sunlight are often suffering from diseases such as sunshine deficiency syndrome due to lack of sunshine, and since sunlight does not come in, it is necessary to use them as lighting equipment such as fluorescent lamps in daylight. Consumption is happening.
이러한 이유로 최근에는 일정시간 이상의 일조량을 확보하기 위한 노력으로 다양한 태양광 채광장치가 제안되고 있다. For this reason, in recent years, various solar light mining devices have been proposed in an effort to secure a sunshine amount for a predetermined time or more.
이러한 태양광 채광장치는 지구온난화를 방지하고, 에너지를 절감시키고, 거주자의 건강을 이롭게 하는 장치로서 장래에 도입 및 확대가 크게 기대되는 자연에너지 활용장치이다. The solar photovoltaic device is a natural energy utilization device that is expected to be introduced and expanded in the future as a device for preventing global warming, saving energy, and benefiting residents' health.
태양광 채광장치에 관한 종래기술로 공개특허 제2006-100954호 "건물 벽에 설치된 거울을 이용한 태양광 반사장치 및 방법", 등록특허 제729721호 "자연채광장치" 등이 있다. Prior arts related to solar light mining devices include Patent Publication No. 2006-100954, "Solar reflecting device and method using a mirror installed on a building wall", Patent No. 729721, "Natural light device" and the like.
태양광 채광장치는 입사되는 태양광을 반사시키는 반사거울과, 상기 반사거울의 각도를 조절하여 반사거울에서 반사되는 빛이 조사하고자하는 음영지역으로 향하도록 하는 각도조절수단이 기본적인 구성요소로 포함된다. 상기 종래기술들 역시 이러한 구성요소를 포함하고 있다. The solar photovoltaic device includes a reflection mirror for reflecting the incident sunlight and an angle adjusting means for adjusting the angle of the reflection mirror to direct the light reflected from the reflection mirror to the shadow area to be irradiated. . The prior art also includes such a component.
문제는 현재의 태양위치를 정확히 측정하여 각도조절수단을 보다 정밀하게 제어함으로서 태양광 채광장치의 효율을 높이는 것이다. 상기 공개특허는 중앙컴퓨터가 태양의 고도각과 방위각을 측정한다고 기재되어 있을 뿐 구체적으로 어떠한 수단에 의해 측정하는지 알 수 없고, 상기 등록특허 역시 반사거울과 태양광이 이 루는 각도를 제어한다고 기재되어 있을 뿐이다. 또한, 흐린 날과 같이 태양광이 미약한 경우에는 태양의 위치(고도각과 방위각)를 정확하게 측정할 수 있을지 의문이다. The problem is to increase the efficiency of solar photovoltaic devices by accurately measuring the current position of the sun and controlling the angle adjusting means more precisely. The patent discloses that the central computer measures the altitude and azimuth angle of the sun, and it is not known in detail by any means, and the registered patent also states that the angle of reflection mirror and sunlight is controlled. There is only. In addition, it is questionable whether the position of the sun (altitude and azimuth angle) can be accurately measured in the case of poor sunlight such as a cloudy day.
그리고 태양광을 추적하는 태양광추적유닛에 관한 종래기술1로 공개특허 제2001-60471호 "포토다이오드를 이용한 태양추적센서"가 개시되었다. In addition, Korean Patent Publication No. 2001-60471 discloses a solar tracking sensor using a photodiode.
상기 종래기술1은 태양의 방위각과 고도각을 추적하기 위한 4개의 포토다이오드를 구비하고, 각 포토다이오드에 입사되는 빛의 세기를 상호 비교하여 태양의 위치(방위각과 고도각)를 추적한다. The prior art 1 includes four photodiodes for tracking the azimuth and elevation angles of the sun, and tracks the position (azimuth and elevation angles) of the sun by comparing the intensity of light incident on each photodiode.
상기 종래기술1은 아침과 저녁이나 흐린날 등과 같이 태양광이 미약한 경우에 태양의 추적이 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 공개특허 제2003-62374호 "렌즈를 이용한 태양광 추적장치"가 종래기술2로 제안되었다. The prior art 1 has a problem that the tracking of the sun is not properly made when the sunlight is weak, such as morning and evening or cloudy days. In order to solve this problem, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-62374 "A solar tracking device using a lens" has been proposed in the related art.
상기 렌즈를 이용한 태양광 추적장치는 하우징의 상부에 렌즈를 배치하여 입사되는 빛을 집광시켜 포토다이오드로 전송함으로서 흐린 날에도 태양 위치 추적이 가능하도록 하였다. In the solar tracking device using the lens, the position of the lens is arranged on the upper part of the housing to collect incident light and transmit the light to the photodiode so that the position of the sun can be tracked even on a cloudy day.
그러나 상기 종래기술2는 맑은 날 한낮에 조도가 높을 경우 센서의 오동작 및 소손으로 인해 태양 위치 추적이 제대로 행해지지 않을 위험을 내포하고 있다. However, the prior art 2 includes a risk that the solar position tracking may not be properly performed due to a malfunction or burnout of the sensor when the illumination is high at midday on a clear day.
즉, 흐린 날에 태양 위치 추적에 초점을 맞추기에 포토다이오드는 렌즈의 초 점거리에 근접되어 배치될 것이기에, 태양광이 강한 맑은 날 한낮에는 보다 많은 태양광이 렌즈에 의해 집중되어 포토다이오드로 입사될 것이고, 포토다이오드는 필요 이상으로 많은 태양광이 집중되어 그 표면온도가 급격히 상승하게 된다. In other words, the photodiode will be placed close to the focal length of the lens on a cloudy day, so more sunlight is concentrated by the lens and entering the photodiode at midday on a sunny day. The photodiode will concentrate more sunlight than necessary and the surface temperature will rise rapidly.
포토다이오드의 표면온도가 높아지면 포토다이오드는 오동작을 할 수 있고, 심할 경우 소손되어 기능을 상실하게 된다. When the surface temperature of the photodiode increases, the photodiode may malfunction, and in severe cases, it may be burned out and lose its function.
따라서 태양 위치 추적의 정밀도를 높이면서 오동작이나 기능상실이 발생되지 않도록, 태양광이 적은 흐린 날에는 포토다이오드를 렌즈의 초점거리에 근접하여 배치되도록 하여 태양광 추적의 정확도를 높이고, 태양광이 많은 맑은 날에는 포토다이오드가 렌즈의 초점에서 일정거리 벗어나 필요 이상으로 많은 태양광이 집중되어 입사되지 않도록 할 필요가 있다. Therefore, the photodiode should be placed close to the focal length of the lens on a cloudy day with little sunlight to increase the accuracy of the sun tracking and prevent the malfunction or malfunction. On clear days, the photodiode needs to stay away from the focal point of the lens for more sunlight than it needs to concentrate.
그러나 상기 종래기술2에는 이러한 수단이 구비되어 있지 않다. However, the prior art 2 is not equipped with such a means.
렌즈를 이용하여 빛을 집광시킴으로서 포토다이오드에 보다 많은 빛이 집중되고, 특히 집중되는 빛 중 적외선은 포토다이오드의 표면온도를 급격히 상승시키게 된다. 그러면 포토다이오드는 온도상승에 의해 오동작을 하거나 소손될 가능성이 크다. 따라서 태양 위치 추적의 정밀도를 높이되, 포토다이오드가 오동작도는 것을 방지하기 위해 적외선을 차단과 렌즈와 포토다이오드의 이격거리를 조도에 따라 조절할 필요가 있다. 그런데 상기 종래기술2는 이러한 수단이 결여되어 있다.By condensing light using a lens, more light is concentrated on the photodiode. In particular, the infrared rays of the concentrated light rapidly increase the surface temperature of the photodiode. Then, the photodiode is likely to malfunction or burn out due to temperature rise. Therefore, in order to increase the accuracy of solar tracking, and to prevent the photodiode from malfunctioning, it is necessary to adjust the distance between the infrared ray and the lens and the photodiode according to the illumination. However, the prior art 2 lacks such a means.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 맑은 날뿐만 아니라 흐린 날에도 태양의 위치를 정확히 측정하여 반사거울의 각도를 조절함으로서 채광 시스템의 효율을 높이고,The present invention has been made to solve the above problems, to improve the efficiency of the mining system by adjusting the angle of the reflection mirror by accurately measuring the position of the sun on a cloudy day as well as a sunny day,
태양광의 세기(조도)에 따라 집광렌즈와 위치추적센서(포토다이오드)의 이격거리를 자동 조절하여 흐린날에도 태양 위치 추적의 정밀도를 높이면서 급격한 온도상승으로 인해 오동작을 하거나 소손(기능상실)이 발생되지 않도록 거리조절수단을 구비하고, 온도를 상승시키는 것은 태양광 중 적외선이 주범이므로 렌즈를 거쳐 입사되는 빛 중 적외선을 차단하는 적외선차단부재를 구비하고 조도에 따라 초점거리를 조절하여 위치추적센서(즉, 포토셀)가 오동작하거나 소손되는 것을 방지하고, 태양광 추적유닛을 고정설치 후에도 사용자가 간편하게 하우징의 설치각도를 임의로 조절가능하고, 위치추적센서가 전송하는 아날로그신호를 디지털신호를 변환시켜 처리함으로서 신호의 전송과정에서 노이즈가 유입되어 태양과 추적의 정밀도가 저하되는 것을 방지하고,It automatically adjusts the separation distance between the condenser lens and the position tracking sensor (photodiode) according to the intensity of sunlight (light intensity) to increase the accuracy of the tracking of the sun even on a cloudy day and cause malfunction or burnout due to rapid temperature rise. It is provided with a distance adjusting means so as not to occur, and since the infrared rays are the main culprit among the sunlight, it is equipped with an infrared ray blocking member that blocks infrared rays among the light incident through the lens, and adjusts the focal length according to the illuminance for the position tracking sensor. (I.e. photocell) is prevented from malfunctioning or burning, and even after fixing the solar tracking unit, the user can easily adjust the installation angle of the housing arbitrarily, and converts the analog signal transmitted by the position tracking sensor into a digital signal. By injecting noise into the signal transmission process, the accuracy of the sun and tracking is reduced. To prevent that,
반사거울이 태양의 위치에 따라 X축, Y축, Z축으로 회전하여(즉, 3차원으로 회전하여) 태양과 채광 효율을 높인 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 시공방법을 제공함을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a method of constructing a three-dimensional reflective mirror type solar photovoltaic device with improved reflection efficiency with the sun by rotating the reflection mirror in the X-axis, Y-axis, and Z-axis according to the position of the sun. It is done.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 시공방법은The construction method of the three-dimensional reflective mirror solar photovoltaic device of the present invention for achieving the above object is
건물 옥상 내측에 설치되고, 입사되는 태양광을 반사시키는 제1반사거울;A first reflection mirror installed inside the roof of the building and reflecting incident sunlight;
상기 건물 옥상 외측에 설치되고, 상기 제1반사거울로부터 입사되는 태양광을 반사시키는 제2반사거울;A second reflection mirror installed outside the roof of the building and reflecting sunlight incident from the first reflection mirror;
상기 건물에 인접한 고지대에 설치되고, 상기 제2반사거울로부터 입사되는 태양광을 상기 건물의 저층 음영지역으로 반사시키는 제3반사거울;A third reflection mirror installed at an elevated area adjacent to the building and reflecting sunlight incident from the second reflection mirror to a low-rise shaded area of the building;
상기 제1반사거울을 X축, Y축, Z축으로 각각 회전시켜 각도를 조절하는 각도조절수단;Angle adjusting means for adjusting the angle by rotating the first reflecting mirror in X, Y, and Z axes, respectively;
태양의 위치를 추적하는 태양광추적유닛;A solar tracking unit for tracking the position of the sun;
상기 태양광추적유닛이 수용되는 수용부재와, 상기 수용부재의 상부 외주연에 형성되어 있는 나사탭에 스크류 결합되는 나사탭의 하부 내주연에 형성되어 있으며, 상기 수용부재의 상부 개구부를 덮는 캡을 포함하는 방수커버;A cap formed on an inner member of the housing member to accommodate the solar tracking unit and a lower inner peripheral portion of the screw tab screwed to the screw tab formed on the upper outer peripheral portion of the housing member, the cap covering the upper opening of the housing member; Waterproof cover including;
상기 태양광추적유닛으로부터 전송되는 신호를 연산하여 상기 각도조절수단의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어지되, And a control unit for controlling the driving of the angle adjusting means by calculating a signal transmitted from the solar tracking unit.
상기 태양광추적유닛은 The solar tracking unit
원통형 하우징과Cylindrical housing
상기 하우징의 상부 개구부에 배치되는 집광렌즈와A condenser lens disposed in the upper opening of the housing;
상기 하우징의 하부 개구부에 배치되고, 상기 집광렌즈를 통해 입사되는 빛 으로부터 태양의 위치를 추적하기 위한 다수의 포토셀로 구성된 위치추적센서와A position tracking sensor disposed in the lower opening of the housing and composed of a plurality of photocells for tracking the position of the sun from the light incident through the condenser lens;
상기 집광렌즈와 상기 위치추적센서의 이격거리를 조절하는 거리조절수단과Distance adjusting means for adjusting the separation distance of the condensing lens and the position tracking sensor;
상기 집광렌즈와 상기 위치추적센서 사이에 구비되어 입사되는 빛의 적외선을 차단하는 적외선차단부재와An infrared ray blocking member provided between the condenser lens and the position tracking sensor to block infrared rays of incident light;
상기 하우징의 외주연 소정부위에는 날개부가 결합되어 있고, 상기 하우징의 외주연이 삽입되는 삽입공이 형성되어 있고 상기 날개부와 결합되는 브라켓과A wing portion is coupled to a predetermined portion of the outer circumference of the housing, an insertion hole into which the outer circumference of the housing is inserted is formed, and a bracket coupled to the wing portion;
상기 하우징의 하부 개구부에 스크류식으로 삽입되어 결합되며, 상부에는 상기 위치추적센서가 실장되어 있는 보드가 장착되어 있는 삽입부재를 포함하여 이루어지고,Is inserted into the screw coupled to the lower opening of the housing, the upper portion is made of an insertion member mounted to the board on which the position tracking sensor is mounted,
상기 거리조절수단은 The distance adjusting means
일단이 상기 위치추적센서가 실장되어 있는 보드에 결합고정되어 있는 승하강핀과, A lift pin, one end of which is fixed to the board on which the position tracking sensor is mounted;
상기 승하강핀을 승하강시키는 모터와,A motor for elevating the elevating pin;
입사되는 태양광의 조도를 감지하는 조도감지센서와,An illuminance sensor for detecting illuminance of incident sunlight;
상기 조도감지센서로부터 전송받은 조도에 따라 상기 모터를 구동시키는 컨트롤러와,A controller for driving the motor according to the illuminance received from the illuminance sensor;
상기 하우징의 내측에 고정설치되고 상기 모터가 장착되는 베이스와,A base fixed to the inside of the housing and to which the motor is mounted;
상기 베이스의 고정결합되고 상기 보드에 천공되어 있는 가이드공에 삽입되어 상기 보드가 기울어지지 않고 승하강되도록 가이드하는 가이드봉를 포함하여 이 루어지고,The guide rod is fixedly coupled to the base and inserted into the guide hole drilled in the board, and includes a guide rod for guiding the board to move up and down without tilting.
상기 각도조절수단은 The angle adjusting means
바닥면에 고정설치되는 받침대와,A pedestal fixed to the floor,
상기 받침대 상단에 Z축으로 회전가능하게 결합되는 'ㄷ'자 형상의 프레임과,And the frame of the 'c' shape rotatably coupled to the Z axis on the top of the pedestal,
상기 프레임의 상단에 X축으로 회전가능하게 결합되며, 상기 제1반사거울이 Y측으로 회전가능하게 결합되는 수평바를 포함하여 이루어지고,Is coupled to the upper end of the frame rotatably in the X-axis, the first reflection mirror comprises a horizontal bar rotatably coupled to the Y side,
상기 방수커버 수용부재의 상단에는 얹혀진 상기 태양광추적유닛의 브라켓 테두리에 형성되어 있는 고정홈에 안착되어 결합되는 고정돌기가 방사상으로 다수 돌출 형성되어 있고, The upper end of the waterproof cover receiving member is provided with a plurality of fixing projections radially projecting to be seated in the fixing groove formed in the bracket rim of the solar tracking unit mounted on,
상기 캡의 하부 내면에는 상기 브라켓의 테두리 상부면에 접촉되어 눌러 고정시키는 고정편이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 시공방법에 있어서, In the lower inner surface of the cap in the construction method of the three-dimensional reflective mirror solar photovoltaic device, characterized in that the fixing piece is formed to contact and fix the upper surface of the edge of the bracket,
반죽상태의 콘크리트를 바닥면에 타설하는 콘크리트 타설단계;Concrete pouring step of pouring the concrete in the dough surface;
타설된 콘크리트에 'J'자 형상의 앙카볼트 다수개를 단부가 노출되도록 내장시킨 후에 콘크리트를 양생하는 콘크리트 양생단계;A concrete curing step of curing the concrete after embedding a plurality of 'J' shaped anchor bolts to expose the end portion of the poured concrete;
상기 받침대의 하단에 구비되어 있는 고정판의 고정홀을 상기 앙카볼트 단부 에 삽입시킨 후에 너트를 상기 앙카볼트 단부에 체결하여 받침대를 고정시키는 받침대 고정단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. And a pedestal fixing step of fixing the pedestal by fastening a nut to the end of the anchor bolt after inserting the fixing hole of the fixing plate provided at the bottom of the pedestal to the anchor bolt end.
그리고 상기 받침대 고정단계 이후에And after the pedestal fixing step
또 다른 고정판의 고정홀을 상기 앙카볼트 단부에 삽입시킨 후에 너트로 상기 상기 앙카볼트 단부에 체결하여 고정판을 고정시킨 후에, 지지봉의 일단은 상기 받침대의 상부에 체결시키고 타단은 상기 고정판에 체결시켜 받침대를 지지하는 받침대 지지단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,After the fixing hole of another fixing plate is inserted into the end of the anchor bolt and fastened to the anchor bolt end with a nut to fix the fixing plate, one end of the supporting rod is fastened to the upper part of the pedestal and the other end is fastened to the fixing plate. And further comprising a support stage for supporting;
하나의 고정판에 체결되는 앙카볼트들은 위치정렬기에 결합된 후에 상기 반죽상태의 콘크리트에 내장되는 것을 특징으로 한다. Anchor bolts fastened to one fixed plate is characterized in that it is embedded in the concrete of the dough state after being coupled to the positioner.
상기한 바와 같이 본 발명은 자연광인 태양빛이 직접 조사되지 않는 고층건물의 저층부인 음영영역에 태양빛을 조사함으로서 일조권을 확보하고, 불필요한 에너지의 소비를 막을 수 있다. As described above, the present invention can secure the sunshine and prevent unnecessary energy consumption by irradiating the sunlight to the shaded area, which is the lower part of the high-rise building, which is not directly irradiated with natural sunlight.
또한, 태양광 추적유닛을 통해 태양의 위치를 정밀하게 추적하여 반사거울의 각도를 조절함으로서 채광 효율이 높고, 태양광 추적유닛은 거리조절수단을 통해 태양광이 약한 흐린 날에는 위치추적센서가 집광렌즈의 초점거리에 근접하여 배치되도록 하여 보다 많은 태양광을 입사 받아 정확한 태양위치 추적이 가능하고, 태양광이 강한 맑은 날에는 위치추적센서가 초점거리에서 일정거리 벗어나 배치되도록 하여 필요 이상으로 많은 태양광이 입사되어 온도상승으로 인한 오동작이나 소손되는 일이 발생되지 아니하여 태양광 채광 효율이 보다 뛰어나다. In addition, the solar tracking unit precisely tracks the position of the sun and adjusts the angle of the reflection mirror so that the light efficiency is high, and the solar tracking unit collects the position tracking sensor on a cloudy day when the sunlight is weak through the distance adjusting means. The lens is positioned close to the focal length of the lens, allowing more sunlight to be accurately tracked, and on a sunny day, the position tracking sensor is positioned away from the focal length for a clear day. Since light does not cause malfunction or burnout due to temperature rise, solar light efficiency is more excellent.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
도7에서 보는 바와 같이 본 발명의 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 시공방법은 바닥에 반죽상태의 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설단계(S10)와, 타설된 콘크리트에 앙카볼트의 단부가 노출되도록 앙카볼트 다수개를 내장시킨 후에 콘크리트를 양생시키는 콘크리트 양생단계(S20)와, 양생된 콘크리트에 너트를 이용하여 받침대를 고정시키는 받침대 고정단계(S30)와, 고정판과 지지봉 그리고 너트를 이용해 받침대를 지지하는 받침대 지지단계(S40)를 포함하여 이루어진다. As shown in Figure 7 the construction method of the three-dimensional reflective mirror solar light device of the present invention, the concrete placing step (S10) for pouring the concrete of the dough state on the floor, and so that the end of the anchor bolt to the exposed concrete Concrete curing step (S20) to cure the concrete after a plurality of anchor bolts are built, a pedestal fixing step (S30) for fixing the pedestal by using a nut on the cured concrete, and support the pedestal using a fixing plate, a support rod and a nut It comprises a pedestal support step (S40) to.
우선, 도1 내지 도6을 참조하여 본 발명에 따른 3차원 반사거울형 태양광 채광장치에 대해 서명한다.First, referring to Figs. 1 to 6, a three-dimensional reflecting mirror solar photovoltaic device according to the present invention is signed.
도1은 본 발명에 따른 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 설치 상태도를 개략적으로 도시한 것으로서, Figure 1 is a schematic view showing the installation state of the three-dimensional reflective mirror photovoltaic device according to the present invention,
도면에서 보는 바와 건물 옥상의 내측(중앙 부분)에 제1반사거울이 설치되고, 동 건물의 옥상 외측(가장자리)에 제2반사거울이 설치되고, 동 건물에 인접한 고지대에 제3반사거울이 설치되어, 태양이 발하는 빛을 제1,2,3 반사거울을 통해 동 건물의 저층 음영지대에 조사한다. As shown in the drawing, the first reflecting mirror is installed on the inner side (center) of the roof of the building, the second reflecting mirror is installed on the outer side of the roof (edge) of the building, and the third reflecting mirror is installed on the high ground adjacent to the building. Then, the sun's light is irradiated to the lower shaded areas of the building through the first, second and third reflection mirrors.
그리고 상기 제1,2,3 반사거울은 각각 각도조절이 가능하고, 특히 제1반사거울은 각도조절수단과 태양광추적유닛을 통해 자동으로 X축, Y축 및 Z축의 각도조절이 가능하다. The first, second, and third reflection mirrors may be angle-adjusted, respectively, and the first reflection mirror may automatically adjust angles of the X, Y, and Z axes through the angle adjusting means and the solar tracking unit.
도2는 각도조절수단을 일례를 도시한 것이다. Figure 2 shows an example of the angle adjusting means.
상기 각도조절수단(100)은 상기 반사거울(R1,R2,R3)(특히 제1반사거울(R1))을 X축, Y축 및 Z축으로 각각 회전시켜, 태양의 위치가 시간의 경과에 따라 지속적으로 변경되더라도 반사거울(R1,R2,R3)에서 반사되는 빛이 목표로 하는 음영영역에 조사될 수 있도록 하기 위한 수단으로, 도면에는 보듯이The angle adjusting means 100 rotates the reflecting mirrors R1, R2, and R3 (particularly the first reflecting mirror R1) on the X, Y, and Z axes, respectively, so that the position of the sun is changed over time. As a result, the light reflected from the reflection mirrors R1, R2, and R3 can be irradiated to the target shaded area even though it is continuously changed.
바닥면에 고정설치되는 받침대(110)와, 상기 받침대 상단에 Z축으로 회전가능하게 결합되는 'ㄷ'자 형상의 프레임(120)과, 상기 프레임의 상단에 X축으로 회전가능하게 결합되며, 상기 반사거울(R1,R2,R3)이 Y측으로 회전가능하게 결합되는 수평바(130)를 포함하여 이루어진다.
제1반사거울에는 각도조절수단이 필수적으로 필요하고, 제2반사거울과 제3반사거울에는 각도조절수단이 필수적인 것은 아니나 보다 정확하고 효율 좋게 태양광을 음영지역으로 조사하기 위해서 각도조절수단이 구비되는 것이 바람직하다. An angle adjusting means is essential for the first reflecting mirror, and an angle adjusting means is not essential for the second reflecting mirror and the third reflecting mirror, but an angle adjusting means is provided to more accurately and efficiently irradiate the sunlight into the shaded area. It is preferable to be.
상기 받침대(110)의 상부에는 지지봉(113)의 일단이 회전가능하게 결합되고, 하단에는 볼트가 삽입되는 볼트공이 천공되어 있는 고정판(111)이 구비된다. One end of the
상기 지지봉(113)은 길이조절이 가능하고 타단이 바닥면 콘크리트에 고정되어 있는 또 다른 고정판(115)에 회전가능하게 결합되어 상기 받침대를 지지한다. The
상기 프레임(120)은 'ㄷ'자 형상으로 이루어져 수평부 중앙이 상기 받침대의 상단에 제1모터(141)에 의해 Z축으로 회전가능하게 결합되고, 양측의 수직부 상단 내측에는 상기 수평바가 제2모터(142)에 의해 상단에 X축으로 회전가능하게 결합된다. The
상기 수평바(130)는 양단이 상기 프레임 상단에 X축으로 회전가능하게 결합되며, 중앙에는 상기 반사거울(R1,R2,R3)이 축핀(131)을 통해 회전가능하게 결합되고, 수평바 중앙에서 일측으로 벗어나 결합되어 있는 제3모터(143)가 반사거울을 Y축으로 회전시킨다. Both ends of the
상기 각도조절수단(100)은 제어부(C)에 의해 구동이 제어된다. The angle adjusting means 100 is driven by the control unit (C).
상기 제어부(C)는 상기 태양광추적유닛(S)의 컨트롤러(70)로부터 태양의 위치에 대한 정보를 전송받아 상기 각도조절수단(100)의 제1 내지 제3 모터(141,142,143)를 각각 구동시킨다. The controller C receives the information on the position of the sun from the
그리하여 제1반사거울(R1)에서 반사되는 빛이 제2반사거울로 입사되도록 하고, 태양광추적유닛(S)은 태양을 정면으로 바라보도록 한다. Thus, the light reflected from the first reflection mirror R1 is incident to the second reflection mirror, and the solar tracking unit S looks at the sun in front.
그리고 상기 제어부(C)는 다른 반사거울(R2,R3)과 음영지역에 대한 정보를 저장하고 있어, 이 정보와 컨트롤러에서 전송되는 정보를 바탕으로 제1반사거 울(R1)의 각도에 따라 입사되는 빛이 제2, 제3반사거울을 통해 빛이 보다 정확하게 음영지역으로 조사되도록 제2반사거울과 제3반사거울이 장착된 각도조절수단의 모터들을 제어하는 것이 바람직하다. The controller C stores information on the other reflection mirrors R2 and R3 and the shadow area, and the incident light is incident on the angle of the first reflection mirror R1 based on the information and information transmitted from the controller. It is preferable to control the motors of the angle adjusting means equipped with the second reflecting mirror and the third reflecting mirror so that the light is irradiated to the shadowed area more accurately through the second and third reflecting mirrors.
도3 내지 도6는 태양의 위치를 추적하고, 추적된 정보를 제어부로 전송하는 태양광추적유닛을 도시한 것으로서, 3 to 6 illustrate a solar tracking unit that tracks the position of the sun and transmits the tracked information to the controller.
도3은 본 발명에 따른 태양광 추적유닛의 단면도이고, 도4는 컨트롤러가 제외된 사시도이고, 도5은 도4의 분해 사시도이고, 도6는 컨트롤러의 개략적인 블록도이다.Figure 3 is a cross-sectional view of the solar tracking unit according to the invention, Figure 4 is a perspective view without the controller, Figure 5 is an exploded perspective view of Figure 4, Figure 6 is a schematic block diagram of the controller.
도3 내지 도5에서 보는 바와 같이, 본 발명의 추적유닛(S)은 원통형의 하우징(10)이 있고, 상기 하우징(10)의 상부 개구부에는 집광렌즈(61)가 배치되고, 상기 하우징(10)의 하부 개구부에는 다수의 포토셀로 이루어진 위치추적센서(67)가 배치되고, 하우징 내측에는 상기 위치추적센서(67)를 승하강시켜 집광렌즈와 위치추적센서의 이격거리를 조절하는 거리조절수단이 구비되어 있다. 상기 거리조절수단은 도 3 및 도 5에 도시된 승하강핀(81), 모터(82), 조도감지센서(85), 베이스(83), 가이드봉(84), 컨트롤러(70)를 포함하여 이루어지는 모듈을 통칭하여 정의한 것이다.3 to 5, the tracking unit S of the present invention has a
그리고 태양광추적유닛(S)는 도3과 같이 방수커버(90)에 내장되어 빗물 등과 접촉되지 않도록 하여 내구성을 증진시키는 것이 바람직할 수 있다. 상기 방수커버(90)은 상기 태양광추적유닛이 수용되는 수용부재(91)와 상기 수용부재의 상부 개구부를 덮는 캡(96)으로 이루어진다.And the solar tracking unit (S) may be preferably built in the
즉, 상기 방수커버(90)은 상기 태양광추적유닛이 수용되는 수용부재(91)와 상기 수용부재의 상부 개구부를 덮는 캡(96)으로 이루어지고, 상기 수용부재의 상부 외주연과 상기 캡의 하부 내주연에는 상호 맞물려 스크류 결합되는 나사탭(92,97)이 형성되어 있다. That is, the
그리고 상기 수용부재의 상단에는 얹혀진 상기 태양광추적유닛의 브라켓(30) 테두리에 형성되어 있는 고정홈(31)에 안착되어 결합되는 고정돌기(93)가 방사상으로 다수 돌출 형성되어 있고, 상기 캡의 하부 내면에는 상기 브라켓의 테두리 상부면에 접촉되어 눌러 고정시키는 고정편(98)이 형성되어 있다. And the upper end of the receiving member is provided with a plurality of fixing projections (93) radially protruding formed to be seated in the fixing
그리고 상기 수용부재의 하단에는 볼트 등을 이용하여 수용부재를 고정시키기 위한 볼트공(94)이 다수 형성되어 있고, 측면에는 컨트롤러(70)와 제어부를 전기적으로 연결하는 케이블이 관통되는 관통공(95)이 형성되어 있다. In addition, a plurality of bolt holes 94 are formed at the lower end of the receiving member to fix the receiving member using bolts, and the side of the receiving member penetrates a through
상기 집광렌즈(61)는 볼록렌즈로서 입사되는 빛을 집광(FOCUS)시켜 보다 많은 빛이 위치추적센서(67)로 입사되도록 하여, 흐린 날과 같이 태양빛의 적은 태양의 위치추적이 가능하게 한다. The
상기 위치추적센서(67)는 입사되는 태양광량(빛의 세기)의 변화에 따른 전기적 신호를 출력하는 센서로서, 보통 포토다이오드와 같은 포토셀이 사용된다. 상기 포토셀은 입사되는 태양광의 세기에 따라 출력하는 기전력의 크기가 달라진다. 상기 위치추적센서(67)는 보드(69)에 실장되고, 상기 보드의 하부면에는 위치추적센서(67)를 구성하는 각 포토셀의 전기적신호를 상기 컨트롤러(70)로 전송하기 위한 다수의 핀(68)들이 구비되어 있다.The
위치추적센서(67)로서 다수의 포토셀을 방사상으로 배열함으로서 태양의 위치를 추적하게 된다. The
이를 보다 구체적으로 설명하면, 가상의 X축 방향(좌우측), 즉, 태양의 방위각 방향으로 배치되어 있는 두 포토셀이 발생시키는 기전력을 비교하여 그 값이 서로 다르면 태양은 기전력이 작은 쪽에 치우쳐 있는 것이므로, 모터를 구동시켜 두 포토셀이 발생시키는 기전력이 같아지도록 하우징(10)을 X축의 일방향으로 회전시킨다. More specifically, when comparing the electromotive force generated by two photocells arranged in the imaginary X-axis direction (left and right), that is, in the azimuth direction of the sun, if the values are different from each other, the sun is biased toward the smaller electromotive force. In addition, the
마찬가지로 가상의 Y축 방향(전후측), 즉, 태양의 고도각 방향으로 배치되어 있는 두 포토셀이 발생시키는 기전력을 비교하여 그 값이 작은 쪽으로 하우징(10)을 Y축상에서 회전시켜 두 포토셀이 발생시키는 기전력이 같도록 한다. Similarly, the electromotive force generated by the two photocells arranged in the imaginary Y-axis direction (front and rear), that is, in the direction of the altitude angle of the sun, is compared and the
이와 같이 다수의 포토셀 중 가상의 X축 방향에 평행하게 배치되어 있는 포토셀 간의 기전력을 상호 비교하여 태양의 방위각을 추적하고, 가상의 Y축 방향에 평행하게 배치되어 있는 포토셀 간의 기전력을 상호 비교하여 태양의 고도각을 추적하게 된다. As described above, the electromotive force between photocells arranged parallel to the virtual X-axis direction among the plurality of photocells is compared with each other to track the azimuth angle of the sun, and the electromotive force between the photocells arranged parallel to the virtual Y-axis direction is mutually compared. By comparison, the sun's elevation is tracked.
일정범위의 오차 내에서 모든 포토셀의 기전력이 일치하면 하우징(10)은 태양을 정면으로 보고 있게 된다. If the electromotive force of all photocells is within a certain range of error, the
상기 집광렌즈(61)와 위치추적센서(67)의 이격거리를 조절하는 거리조절수단 은 승하강핀(81), 모터(82), 조도감지센서(85), 베이스(83), 가이드봉(84), 컨트롤러(70)를 포함하여 이루어진다. Distance adjusting means for adjusting the separation distance between the
상기 승하강핀(81)은 일단이 상기 위치감지센서(67)가 실장되어 있는 보드(69)에 결합고정되고, 모터(82)에 의해 승하강되어 상기 보드(69)에 실장되어 있는 위치추적센서(67)를 승하강시켜 집광렌즈(61)와 위치추적센서(67)의 거리를 조절한다.One end of the elevating
상기 조도감지센서(85)는 태양광을 입사 받아 조도(태양광의 세기)를 감지하고, 감지한 조도를 컨트롤러(70)로 전송한다. 상기 조도감지센서(85)는 정확한 조도 감지가 가능하도록 항시 태양을 정면으로 바라보게 설치되는 것 바람직하고, 이를 위해 본 발명은 도면과 같이 하우징의 외측 상부면에 설치하였다. The
그리고 베이스(83)는 상기 하우징(10)의 내측(보다 정확하게는 삽입부재(20)의 내측)에 배치되고, 그 일면에 상기 모터(82)가 장착된다.The
상기 가이드봉(84)은 상기 보드(69)가 승하강시 기울어지지 않도록 하는 역할을 한다. 보드(69)가 기울어지면 하우징(10)이 태양을 정면으로 보고 있더라도, 위치추적센서(67)의 포토셀들은 태양을 정면으로 보지 못하게 된다. 그럼으로써 포토셀들 각각에 입사되는 태양광의 세기는 동일해야함에도 다르게 되어 정확한 태양 위치 추적이 되지 못하게 된다. The
상기 가이드봉(84)은 다수개가 상기 베이스에 방사상으로 배치되어 결합고정되고, 상기 보드(69)에 천공되어 있는 가이드공(미도시)에 삽입되어, 상기 보드(69)가 수평을 유지한 상태로 가이드봉(84)을 따라 승하강하게 한다. A plurality of the
상기 컨트롤러(70)는 상기 조도감지센서(85)가 감지한 조도를 입력받고, 그 조도에 따라 상기 모터를 정회전 또는 역회전킨다. 상기 컨트롤러(70)에 대한 보다 구체적인 설명은 후술한다. The
상기 위치추적센서(67)는 도면에서 보는 바와 같이 삽입부재(20)의 상부에 장착되어 있고, 상기 삽입부재(20)는 상기 하우징(10)의 하부 개구부에 스크류식으로 삽입결합되는 구조로 되어 있어, 집광렌즈(61)와 위치추적센서(67) 간의 거리를 사용자가 임의로 조절 가능하다. The
그리고 상기 삽입부재(20) 외주연에는 와셔부재(25)가 끼워져 상기 삽입부재(20)가 하우징(10)에 일정 깊이 이상으로 삽입되지 않도록 하고, 하우징(10)에 스크류결합되어 있는 삽입부재(20)가 쉽게 분리되지 않도록 한다. And the
삽입부재(20)와 하우징(10)을 스크류식으로 결합시키는 하나의 예이고, 삽입부재(20)를 하우징(10)에 삽입한 후에 볼트 등으로 이들을 결합고정시킬 수도 있 다.One example of screwing the
그리고 상기 삽입부재(20)의 상부에는 위치추적센서(67)가 외부로 노출되지 않도록 하여, 우발적인 충격에 의해 위치추적센서(67)가 파손되는 것을 방지하기 위한 보호유리(65)가 장착되어 있다. And the upper portion of the
그리고 상기 집광렌즈(61)와 위치추적센서(67) 사이의 하우징(10) 내측에는 적외선을 차단하는 적외선차단부재(63)가 배치된다. In addition, an infrared
상기 적외선차단부재(63)는 집광렌즈(61)를 통과하여 입사되는 빛의 적외선을 반사시켜 집광렌즈(61)를 통해 외부로 방출시킴으로서, 하우징(10) 내부의 온도가 급격히 상승하고 위치추적센서(67)가 오동작 되는 것을 방지한다.The infrared
도면에 도시된 바와 같이 집광렌즈(61)와 적외선차단부재(63) 사이에는 받침부재(62)가 개재되어 집광렌즈(61)를 받쳐준다.As shown in the drawing, a
하우징(10)을 고정설치하기 위한 브라켓(30)은 도면에서 보는 바와 같이, 브라켓(30)의 일측에는 브라켓(30)을 고정시키기 위한 나사공(33)이 형성되어 있고 타측에는 하우징(10)이 삽입되는 삽입공(31)이 형성되어 있다. As shown in the drawing, the
상기 브라켓(30)의 삽입공(31) 주변에는 방사상으로 배열되어 있는 3개의 결 합공(32)이 형성되어 있고, 상기 하우징(10)의 외주연에는 날개부(11)가 형성되어 있고 상기 날개부(11)에는 상기 결합공(32)에 대응되는 위치에 결합홀(12)이 형성되어 있다. Three joining
그리고 상기 결합공(32)과 결합홀(12)에는 긴 막대 형상의 고정부재가 삽입되어 브라켓(30)과 하우징(10)을 연결시킨다. 상기 고정부재는 도면에 도시된 바와 같이 소정길이를 갖는 볼트(41)와 상기 볼트(41)를 조이는 너트(42)가 일례가 될 수 있다. In addition, a long rod-shaped fixing member is inserted into the
상기 삽입공(31)의 내경은 상기 하우징(10)의 외주연 외경 보다 더 크다. 그리하여 상기 하우징(10)은 가상의 Z축 방향을 이동가능하고, 가상의 X축 및 Y축 방향으로 일정범위 기울어질 수 있다. The inner diameter of the
그리고 상기 날개부(11)와 상기 브라켓(30) 사이에는 하우징(10)이 바람이나 외부충격에 의해 요동치지 않도록 하는 탄성부재(50)로서 다수개의 코일스프링이 개재되어 있다. In addition, a plurality of coil springs are interposed between the
이와 같이 브라켓(30) 삽입공(31)의 내경이 하우징(10)의 외경보다 크고, 날개부(11)와 브라켓(30) 사이에 탄성부재(50)가 개재되고, 날개부(11)와 브라켓(30)을 연결하는 3개의 고정부재(41,42) 각각을 통해 날개부(11)와 브라켓(30)의 간격조절이 가능함으로서,In this way, the inner diameter of the
사용자는 고정부재 각각을 조이거나 푸는(즉, 길이조절) 작업만으로 하우징(10)의 X축과 Y축으로의 기울어짐 조절이나, Z축으로의 위치조절이 가능하다. 따라서 태양광 추적장치를 특정기기에 고정설치한 후에도 사용자는 간편하게 임의로 일정범위에서 하우징(10)을 X,Y,Z축 방향으로 조절이 가능하다. The user can adjust the inclination of the
도6는 위치추적센서(67) 및 조도감지센서(85)로부터 신호를 입력받고, 입력되는 신호에 따라 거리조절수단의 모터(82)를 구동시키고, 상술한 본 발명에 따른 각도조절수단(100)을 특정방향으로 회전시키는 제어부(C)부로 정보를 전송하는 컨트롤러(70)의 개략적인 블록도로서, Figure 6 receives a signal from the
도면에서 보는 바와 같이 증폭부(71), 비교기(73), AD컨버터(75), 마이컴(77)을 포함하여 이루어진다. As shown in the figure, the
상기 증폭부(71)는 위치추적센서(67) 각각의 포토셀에서 입력되는 신호(기전력 또는 전류)를 증폭시킨다. The
상기 비교기(73)는 증폭된 포토셀들의 신호의 크기를 상호 비교한다. 전술한 바와 같이 가상의 X축과 가상의 Y축에 평행하게 배열되어 있는 포토셀간의 신호크기를 상호 비교한다.The
상기 AD컨버터(75)는 상기 비교기(73)의 아날로그 출력신호를 디지털신호로 변환한다. 디지털신호로 변환하는 것은 신호의 전송과정에서 노이즈가 유입되어 신호가 왜곡되어 모터가 오동작하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 특히 신호의 장거리 전송에 유리하다. The
상기 마이컴(77)은 상기 AD컨버터(75)를 통해 입력되는 신호를 가지고 태양광 추적을 위한 신호를 제어부(C)로 출력한다. 마이컴(77)의 신호를 전송받은 제어부(C)는 상술한 본 발명에 따른 각도조절수단(100)을 특정방향으로 회전시켜 지속적으로 태양광이 음영지역으로 조사되도록 한다. The
그리고 상기 마이컴(77) 또는 제어부(C)는 최근일의 시간에 따른 추적경로에 데이터를 저장함으로서, 위치추적센서(67)에 빛이 입사되지 않거나 입사되는 빛이 너무 미약하여 정확한 위치추적이 불가능한 경우에는 저장된 데이터에 의해 각도조절수단(90)을 시간에 따라 특정방향으로 구동시킨다.When the
또한, 상기 마이컴(77)은 상기 조도감지센서(85)가 감지한 조도를 입력받고, 입력받은 조도에 따라 상기 거리조절수단의 모터(82)를 구동시켜 상기 위치추적센서(67)와 집광렌즈(61)의 이격거리를 조절한다. In addition, the
도7은 본 발명에 따른 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 시공방법을 도시한 것으로서,7 is a view showing a construction method of a three-dimensional reflective mirror solar photovoltaic device according to the present invention,
상기 콘크리트 타설단계(S10)에서는 반죽상태의 콘크리트(118)를 각도조절수단의 받침대(110)가 설치될 지역에 타설 한다. In the concrete pouring step (S10), the concrete 118 in the dough state is poured in the area where the
상기 콘크리트 양생단계(S20)는 'J'자 형상의 앙카볼트(116)를 너트(117)가 체결되는 단부를 노출시킨 상태로 반죽상태의 콘크리트에 곳곳에 내장시킨 후에 반죽상태의 콘크리트를 양생시킨다. The concrete curing step (S20) is a 'J' shaped
이때, 하나의 고정판(111,115)에 체결되는 앙카볼트들은 위치정렬기에 결합된 후에 콘크리트에 내장되는 것이 바람직하다. 앙카볼트들이 고정판(111,115) 고정홀에 대응하는 위치에 배치되어야 하기 때문이다.At this time, the anchor bolts fastened to one fixing plate (111, 115) is preferably embedded in the concrete after being coupled to the position aligner. This is because the anchor bolts must be disposed at positions corresponding to the fixing holes of the fixing
상기 받침대 고정단계(S30)에서는 받침대(110) 하부에 구비되어 있는 고정판(111)의 고정홀(112)에 앙카볼트(116)의 단부가 삽입되도록 받침대를 배치 한 후에 고정판(111)을 사이에 두고 앙카볼트(116)와 너트(117)를 체결하여 받침대를 콘크리트에 고정시킨다. In the pedestal fixing step (S30), after placing the pedestal so that the end of the
상기 받침대 지지단계(S40)에서는 미체결된 앙카볼트의 단부에 고정판(115)의 고정홀을 삽입시킨 후에 너트로 조여 고정판(115)을 고정시키고, 지지봉(113)의 일단은 상기 받침대(110)의 상부에 결합시키고 타단은 상기 고정판(115)에 결합시켜 지지봉(113)이 받침대(110)를 안정적으로 지지하게 된다. In the pedestal support step (S40), the fixing hole of the fixing
상기 지지봉(113)은 양단이 각각 받침대(110)의 상부와 고정판(115)에 회전가능하게 결합되고 그 길이조절이 가능하여, 초기 앙카볼트를 콜크리트에 내장하는 과정에서 앙카볼트가 내장되어야 하는 위치에 여유가 있게 된다. Both ends of the
이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 시공방법에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.In the above description of the present invention, the construction method of the three-dimensional reflective mirror-type photovoltaic device having a specific shape and structure has been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art. Such modifications and variations are to be interpreted as falling within the protection scope of the present invention.
도 1 은 본 발명에 따른 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 개략적인 설치 상태도.1 is a schematic installation state diagram of a three-dimensional reflecting mirror solar photovoltaic device according to the present invention.
도 2의 a, b는 본 발명에 따른 각도조절수단의 사시도와 단면도.2, a and b are a perspective view and a cross-sectional view of the angle adjusting means according to the present invention.
도 3 의 a, b는 본 발명에 따른 태양광 추적유닛의 단면도.Figure 3 a, b is a cross-sectional view of the solar tracking unit according to the present invention.
도 4 는 도3의 사시도.4 is a perspective view of FIG.
도 5 은 도4의 분해 사시도.5 is an exploded perspective view of FIG. 4.
도 6 는 태양광 추적유닛 컨트롤러의 개략적인 블록도. 6 is a schematic block diagram of a solar tracking unit controller.
도 7 은 본 발명에 따른 3차원 반사거울형 태양광 채광장치의 구동방법 절차도.7 is a procedure of the driving method of the three-dimensional reflective mirror photovoltaic device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 하우징 11 : 날개부 10
20 : 삽입부재 30 : 브라켓20: insertion member 30: bracket
31 : 삽입공 41,42 : 고정부재31:
50 : 탄성부재 61 : 집광렌즈 50: elastic member 61: condensing lens
63 : 적외선차단부재 65 : 보호유리63: infrared blocking member 65: protective glass
67 : 위치추적센서 70 : 컨트롤러67: position tracking sensor 70: controller
81 : 승하강핀 82 : 모터 81: lifting pin 82: motor
83 : 베이스 84 : 가이드봉83: base 84: guide rod
85 : 조도감지센서 90 : 방수커버85: Ambient light sensor 90: Waterproof cover
100 : 각도조절수단 110 : 받침대100: angle adjustment means 110: pedestal
120 : 프레임 130 : 수평바120: frame 130: horizontal bar
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-
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Patent Citations (2)
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KR20000014746A (en) * | 1998-08-24 | 2000-03-15 | 최수중 | Sunlight blind area eliminating device |
KR20090003965A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-12 | 주식회사 동아산전 | System for taking in sunlight |
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