KR101409823B1 - 태양광 자동추적장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양전지모듈이 태양광을 향하도록 지지하고 있는 회전기둥이 설정된 값에 따라 자동으로, 광도전형 센서의 감지신호에 따라 자동으로 또는 사용자의 키 입력에 따라 수동으로 회전되도록 하고 태양전지모듈의 경사도는 사용자가 직접 동작시키는 래크기어에 의해 조절되도록 하여 태양전지모듈이 항상 태양광을 정면으로 향하도록 해서 태양전지모듈의 광전효율이 극대화되도록 하기 위한 태양광 자동추적장치에 관한 것으로,
주기둥(100)의 상부에 결합되어 모터(520)의 정역 구동에 의해 좌우로 회전하며, 상단부가 태양전지모듈(200)의 뒷면 상부에 상기 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합된 회전기둥(110);
일단부가 상기 태양전지모듈(200)의 뒷면 하부에 상기 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합되고 타단부가 상기 회전기둥(110)의 하부에 관통 결합되어 상기 회전기둥(110) 옆에 설치된 피니언(130)의 정역 회전에 의해 좌우로 이동하여 상기 태양전지모듈(200)의 경사도가 조절되도록 하는 래크(120);
이미 설정된 날짜 및 시각에 따른 자동모드 또는, 새로 설정하는 날짜 및 시각에 따른 수동모드 설정을 위해 키 입력하는 키 입력부(400); 및
상기 키 입력부(400)의 모드 설정에 따라, 자동모드 시 이미 설정된 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전시키며, 수동모드 시 새로 설정하는 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전시켜 상기 태양전지모듈(200)이 태양광(300)을 추적하도록 하는 제어부(500);
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
주기둥(100)의 상부에 결합되어 모터(520)의 정역 구동에 의해 좌우로 회전하며, 상단부가 태양전지모듈(200)의 뒷면 상부에 상기 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합된 회전기둥(110);
일단부가 상기 태양전지모듈(200)의 뒷면 하부에 상기 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합되고 타단부가 상기 회전기둥(110)의 하부에 관통 결합되어 상기 회전기둥(110) 옆에 설치된 피니언(130)의 정역 회전에 의해 좌우로 이동하여 상기 태양전지모듈(200)의 경사도가 조절되도록 하는 래크(120);
이미 설정된 날짜 및 시각에 따른 자동모드 또는, 새로 설정하는 날짜 및 시각에 따른 수동모드 설정을 위해 키 입력하는 키 입력부(400); 및
상기 키 입력부(400)의 모드 설정에 따라, 자동모드 시 이미 설정된 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전시키며, 수동모드 시 새로 설정하는 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전시켜 상기 태양전지모듈(200)이 태양광(300)을 추적하도록 하는 제어부(500);
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양광 자동추적장치에 관한 것으로, 특히, 태양전지모듈이 태양광을 향하도록 지지하고 있는 회전기둥이 설정된 값에 따라 자동으로, 광도전형 센서(photoconductive sensor)의 감지신호에 따라 자동으로 또는 사용자의 키 입력에 따라 수동으로 회전되도록 하고 태양전지모듈의 경사도는 사용자가 직접 동작시키는 래크기어(rack gear)에 의해 조절되도록 하여 태양전지모듈이 항상 태양광을 정면으로 향하도록 해서 태양전지모듈의 광전효율이 극대화되도록 하기 위한 태양광 자동추적장치에 관한 것이다.
등록특허 제10-1184425호(2012년09월13일) 태양광 발전용 추적장치는,
다수 개의 태양전지판(1)이 다수 개의 열을 이루어 설치되어 있으며, 태양전지판(1)의 좌우측이 상하로 회전 가능하도록 각 태양전지판(1)의 저부에 기둥(2)이 연결되어 구성된 태양광 발전 설비에서 태양의 위치에 따라 태양전지판(1)을 경사지게 회전시키는 태양광 발전용 추적장치에 있어서,
상기 다수 개의 열을 이룬 태양전지판(1)의 어느 한 열과 인접하여 설치되어 있고, 상기 열 방향과 평행하게 전진하는 전진부(12a)와, 전진부(12a)와 반대 방향으로 이동하는 후진부(12b)로 구성된 권취부재(12)가 구비되어 있고, 전진부(12a)와 후진부(12b)는 양방향으로 이동 가능하도록 구성된 구동장치(10)와;
태양전지판(1)의 기둥(2) 하부 둘레 양측에 이격되어 설치되어 있는 제1지지롤러(20)와;
상기 구동장치(10)의 전진부(12a)에 인접하여 설치되어 있는 제2지지롤러(30)와;
상기 구동장치(10)의 후진부(12b)에 인접하여 설치되어 있는 제3지지롤러(40)와;
일측이 상기 구동장치(10)의 전진부(12a)에 연결되어 있고, 일측 중간 부분은 상기 제2지지롤러(30)를 감싸 설치되어 있으며, 타측은 상기 구동장치(10)의 후진부(12b)에 각각 연결되어 있고, 타측 중간 부분은 상기 제3지지롤러(40)를 감싸 설치되어 있어 권취부재(12)의 전, 후진에 따라 전, 후진하도록 구성되어 있는 제1와이어(50)와;
일측은 태양전지판(1)의 양측 끝단에 각각 연결되어 있고, 중간은 태양전지판(1) 하부의 제1지지롤러(20)를 감싸 설치되어 있으며, 타측은 상기 제1와이어(50)에 연결되어 있어 제1와이어(50)의 구동에 따라 태양전지판(1)의 일측을 당겨 태양전지판(1)으로 하여금 회전 가능하게 하는 제2와이어(60);를 포함하여 구성된다.
그러나 이와 같이 구성된 태양광 발전용 추적장치는 태양전지판(1)의 일측을 태양전지판(1) 주변에 설치된 와이어가 당기도록 하여 태양전지판(1)을 회전시키는데 와이어는 비교적 내구성이 나쁘기 때문에 태양광 발전용 추적장치의 수명이 짧아지는 결점이 있다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 태양전지모듈이 태양광을 향하도록 지지하고 있는 회전기둥이 설정된 값에 따라 자동으로, 광도전형 센서의 감지신호에 따라 자동으로 또는 사용자의 키 입력에 따라 수동으로 회전되도록 하고 태양전지모듈의 경사도는 사용자가 직접 동작시키는 래크기어에 의해 조절되도록 하여 태양전지모듈이 항상 태양광을 정면으로 향하도록 해서 태양전지모듈의 광전효율이 극대화되도록 하기 위한 태양광 자동추적장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 형태에 따르면,
주기둥(100)의 상부에 결합되어 모터(520)의 정역 구동에 의해 좌우로 회전하며, 상단부가 태양전지모듈(200)의 뒷면 상부에 상기 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙(swing) 가능하도록 결합된 회전기둥(110);
일단부가 상기 태양전지모듈(200)의 뒷면 하부에 상기 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합되고 타단부가 상기 회전기둥(110)의 하부에 관통 결합되어 상기 회전기둥(110) 옆에 설치된 피니언(130)의 정역 회전에 의해 좌우로 이동하여 상기 태양전지모듈(200)의 경사도가 조절되도록 하는 래크(120);
이미 설정된 날짜 및 시각에 따른 자동모드 또는, 새로 설정하는 날짜 및 시각에 따른 수동모드 설정을 위해 키 입력하는 키 입력부(400); 및
상기 키 입력부(400)의 모드 설정에 따라, 자동모드 시 이미 설정된 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전시키며, 수동모드 시 새로 설정하는 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전시켜 상기 태양전지모듈(200)이 태양광(300)을 추적하도록 하는 제어부(500);
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
앞쪽을 향하는 각도가 서로 다르도록 옆으로 배열되어 각각 감지한 광도신호를 상기 제어부(500)로 제공하는 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236)와, 상기 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236) 사이와 외곽측의 상기 제1, 제3 광도전형 센서(232, 236) 외측에 설치된 벽(238)으로 이루어져 상기 태양전지모듈(200)의 앞면 중앙 상단에 설치되는 광도전형 센서(230)를 더 포함하여,
상기 제어부(500)가 상기 키 입력부(400)로부터 광도전형 센서에 따른 자동모드 설정을 위한 키가 입력되는 경우 상기 태양전지모듈(200)이 상기 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236) 중 가장 센 광도를 감지한 광도전형 센서가 향한 방향을 향하도록 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 회전시키도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전기둥(110)의 좌 또는 우로 회전하는 각 회전한계를 검출하여 각 회전한계 검출신호를 상기 제어부(500)에 제공해서 상기 제어부(500)가 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전한계 범위 내에서 회전시키도록 하는 좌우 리미트 스위치(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 태양전지모듈(200)이 태양광(300)을 향하도록 지지하고 있는 회전기둥(110)이 설정된 값에 따라 자동으로, 광도전형 센서의 감지신호에 따라 자동으로 또는 사용자의 키 입력에 따라 수동으로 회전되도록 하고 태양전지모듈(200)의 경사도는 사용자가 직접 동작시키는 래크기어에 의해 조절되도록 하여 태양전지모듈(200)이 항상 태양광을 정면으로 향하도록 해서 태양전지모듈(200)의 광전효율이 극대화되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 자동추적장치의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 광도전형 센서의 일 실시 예를 태양전지모듈의 위쪽에서 보고 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 광도전형 센서의 일 실시 예를 태양전지모듈의 위쪽에서 보고 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광 자동추적장치의 일 실시 예를 나타낸 도면으로, 주기둥(100), 회전기둥(110), 래크(120), 피니언(130), 좌우 리미트 스위치(140), 태양전지모듈(200), 지지판(210), 간격유지막대(220), 광도전형 센서(230), 태양광(300), 키 입력부(400), 제어부(500), 모터 구동부(510) 및 모터(520)로 구성된다. 여기서 래크(120) 및 피니언(130)은 쌍으로 이루어져 래크기어를 이룬다.
이와 같은 본 발명을 도 2를 참조하여 보면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시된 광도전형 센서(230)의 일 실시 예를 태양전지모듈(200)의 위쪽에서 보고 나타낸 도면으로, 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236) 및 벽(238)으로 구성된다.
도 1 및 도 2에 있어서, 먼저 회전기둥(110)은 주기둥(100)의 상부에 결합되어 모터(520)의 정역 구동에 의해 좌우로 회전하며, 상단부가 태양전지모듈(200)의 뒷면 상부에 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합된다. 이때 태양전지모듈(200)의 뒷면은 간격유지막대(220)를 통해 지지판(210)으로 지지되어 지지판(210)의 상부가 회전기둥(110)의 상단부에 아래위로 스윙 가능하도록 결합되게 하는 것이 좋다.
래크(120)는 일단부가 태양전지모듈(200)의 뒷면 하부에 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합되고 타단부가 회전기둥(110)의 하부에 관통 결합되어 회전기둥(110) 옆에 설치된 피니언(130)의 정역 회전에 의해 좌우로 이동하여 태양전지모듈(200)의 경사도가 조절되도록 한다. 이때 피니언(130)은 측면에 별도로 결합된 레베(lever)를 사용자가 직접 조작함으로써 정역 회전한다.
키 입력부(400)는 이미 설정된 날짜 및 시각에 따른 자동모드 또는, 새로 설정하는 날짜 및 시각에 따른 수동모드 설정을 위해 사용자가 키 입력하도록 한다. 또한 키 입력부(400)는 광도전형 센서에 따른 자동모드 설정을 위해 사용자가 키 입력하도록 할 수도 있다.
제어부(500)는 키 입력부(400)의 모드 설정에 따라, 자동모드 시 이미 설정된 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 회전기둥(110)을 모터(520)를 통해 좌우 회전시키며, 수동모드 시 새로 설정하는 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 회전기둥(110)을 모터(520)를 통해 좌우 회전시켜 태양전지모듈(200)이 태양광(300)을 추적하도록 한다. 이때 제어부(500)는 모터 구동부(510)를 통해 모터(520)를 좌우 회전시키는데, 모터(520)는 스테핑 모터이고 모터 구동부(510)는 제어부(500)의 제어에 따른 펄스를 모터(520)에 제공하여 모터(520)를 좌우 회전시킨다. 여기서 제어부(500)는 모터 구동부(510) 및 모터(520)를 통해 회전기둥(110)의 회전을 제어하여 일출 시각 전에 태양전지모듈(200)이 해가 뜨는 쪽으로 최대한 향해 있도록 한다.
광도전형 센서(230)는 앞쪽을 향하는 각도가 서로 다르도록 옆으로 배열되어 각각 감지한 광도신호를 제어부(500)로 제공하는 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236)와, 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236) 사이와 외곽측의 제1, 제3 광도전형 센서(232, 236) 외측에 설치된 벽(238)으로 이루어져 태양전지모듈(200)의 앞면 중앙 상단에 설치된다. 따라서 제어부(500)는 키 입력부(400)로부터 광도전형 센서에 따른 자동모드 설정을 위한 키가 입력되는 경우 태양전지모듈(200)이 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236) 중 가장 센 광도를 감지한 광도전형 센서가 향한 방향을 향하도록 회전기둥(110)을 모터(520)를 통해 회전시킨다. 이때 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236)는 오른쪽으로 가면서 5°정도씩 차이를 두고 배열된다. 벽(238)은 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236)가 서로 간에 서로 영향을 미치지 않도록 하고 외부의 영향도 방지한다.
좌우 리미트 스위치(140)는 회전기둥(110)의 좌 또는 우로 회전하는 각 회전한계를 검출하여 각 회전한계 검출신호를 제어부(500)에 제공해서 제어부(500)가 회전기둥(110)을 모터(520)를 통해 좌우 회전한계 범위 내에서 회전시키도록 한다.
한편, 배터리를 별도로 구비하여 태양전지모듈(200)이 출력하는 직류 중 일부를 저장했다가 본 발명에 따른 장치에서 사용하도록 하는 것이 좋다. 이때 모터(520)는 저전력 소형모터인 것이 좋다. 배터리는 제어부(500)의 제어를 받아 충방전이 효율적으로 제어되도록 하는 것이 좋다.
이와 같은 본 발명은 태양전지모듈(200)이 태양광(300)을 향하도록 지지하고 있는 회전기둥(110)이 설정된 값에 따라 자동으로, 광도전형 센서의 감지신호에 따라 자동으로 또는 사용자의 키 입력에 따라 수동으로 회전되도록 하고 태양전지모듈(200)의 경사도는 사용자가 직접 동작시키는 래크기어에 의해 조절되도록 하여 태양전지모듈(200)이 항상 태양광을 정면으로 향하도록 해서 태양전지모듈(200)의 광전효율이 극대화되는 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100: 주기둥
110: 회전기둥
120: 래크
130: 피니언
140: 좌우 리미트 스위치
200: 태양전지모듈
210: 지지판
220: 간격유지막대
230: 광도전형 센서
232, 234, 236: 제1, 제2, 제3 광도전형 센서
238: 벽
300: 태양광
400: 키 입력부
500: 제어부
510: 모터 구동부
520: 모터
110: 회전기둥
120: 래크
130: 피니언
140: 좌우 리미트 스위치
200: 태양전지모듈
210: 지지판
220: 간격유지막대
230: 광도전형 센서
232, 234, 236: 제1, 제2, 제3 광도전형 센서
238: 벽
300: 태양광
400: 키 입력부
500: 제어부
510: 모터 구동부
520: 모터
Claims (3)
- 주기둥(100)의 상부에 결합되어 모터(520)의 정역 구동에 의해 좌우로 회전하며, 상단부가 태양전지모듈(200)의 뒷면 상부에 상기 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합된 회전기둥(110);
일단부가 상기 태양전지모듈(200)의 뒷면 하부에 상기 태양전지모듈(200)이 아래위로 스윙 가능하도록 결합되고 타단부가 상기 회전기둥(110)의 하부에 관통 결합되어 상기 회전기둥(110) 옆에 설치된 피니언(130)의 정역 회전에 의해 좌우로 이동하여 상기 태양전지모듈(200)의 경사도가 조절되도록 하는 래크(120);
이미 설정된 날짜 및 시각에 따른 자동모드 또는, 새로 설정하는 날짜 및 시각에 따른 수동모드 설정을 위해 키 입력하는 키 입력부(400); 및
상기 키 입력부(400)의 모드 설정에 따라, 자동모드 시 이미 설정된 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전시키며, 수동모드 시 새로 설정하는 날짜 및 시각을 기준으로 현재 날짜 및 시각을 감안하여 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전시켜 상기 태양전지모듈(200)이 태양광(300)을 추적하도록 하는 제어부(500);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
- 청구항 1에 있어서,
앞쪽을 향하는 각도가 서로 다르도록 옆으로 배열되어 각각 감지한 광도신호를 상기 제어부(500)로 제공하는 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236)와, 상기 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236) 사이와 외곽측의 상기 제1, 제3 광도전형 센서(232, 236) 외측에 설치된 벽(238)으로 이루어져 상기 태양전지모듈(200)의 앞면 중앙 상단에 설치되는 광도전형 센서(230)를 더 포함하여,
상기 제어부(500)가 상기 키 입력부(400)로부터 광도전형 센서에 따른 자동모드 설정을 위한 키가 입력되는 경우 상기 태양전지모듈(200)이 상기 제1, 제2, 제3 광도전형 센서(232, 234, 236) 중 가장 센 광도를 감지한 광도전형 센서가 향한 방향을 향하도록 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 회전시키도록 하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 회전기둥(110)의 좌 또는 우로 회전하는 각 회전한계를 검출하여 각 회전한계 검출신호를 상기 제어부(500)에 제공해서 상기 제어부(500)가 상기 회전기둥(110)을 상기 모터(520)를 통해 좌우 회전한계 범위 내에서 회전시키도록 하는 좌우 리미트 스위치(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 자동추적장치.
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