KR101412783B1 - Device and method for heliostat control using hybrid type solar tracking device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조도센서를 이용하여 태양의 방위각과 고도각을 추적 및 계산하고 태양과 헬리오스타트 및 흡수기 사이의 형상계수를 최대화시켜 헬리오스타트를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 조도센서를 이용하여 태양의 위치를 추적하고 모터의 구동펄스 수를 이용하여 태양의 위치(방위각과 고도각)를 계산함으로써 태양의 위치 추적 정확도를 높이며 태양추적장치의 구현 비용을 절감할 수 있다. 또한, 상기 태양의 위치를 통해 태양과 헬리오스타트 및 흡수기 사이의 형상계수를 최대화시켜 실시간으로 헬리오스타트의 동작을 제어함으로써 헬리오스타트에서 흡수기로 전달되는 복사열을 최대화시킬 수 있다.
The present invention relates to an apparatus and method for controlling a heliostat using a hybrid solar tracker, and more particularly, to an apparatus and method for tracking and calculating sun azimuth and altitude using an illuminance sensor, To an apparatus and method for controlling heliostat.
According to the present invention, the position of the sun is tracked by using an illuminance sensor and the position of the sun (azimuth and elevation angle) is calculated by using the number of drive pulses of the motor, thereby increasing the accuracy of positioning the sun and reducing the implementation cost of the solar tracker can do. Also, by maximizing the shape coefficient between the sun, the heliostat, and the absorber through the position of the sun, the operation of the heliostart in real time can be controlled to maximize the radiant heat transferred from the helicopter to the absorber.

Figure R1020120054432
Figure R1020120054432

Description

하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치 및 방법{Device and method for heliostat control using hybrid type solar tracking device}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a device and a method for controlling a hybrid type solar tracking device using a hybrid type solar tracking device,

본 발명은 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 조도센서를 이용하여 태양의 방위각과 고도각을 추적 및 계산하고 태양과 헬리오스타트 및 흡수기 사이의 형상계수를 최대화시켜 헬리오스타트를 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a heliostat using a hybrid solar tracker, and a method for tracking and calculating sun azimuth and altitude using an illuminance sensor and maximizing a shape coefficient between the sun and a heliostat and an absorber, To an apparatus and method for controlling start.

태양추적장치는 태양열 집열기의 집열면이 항상 태양을 향하도록 하여 집열손실을 최소화하거나 입사되는 태양에너지를 일정한 방향으로 반사시키기 위하여 사용된다.The solar tracker is used to minimize the loss of heat collection by directing the surface of the solar collector to the sun, or to reflect incoming solar energy in a certain direction.

종래 태양추적장치는 태양추적신호의 생성방식에 따라 태양의 위치를 계산하여 구동시키는 프로그램 방식과 광센서를 이용하여 태양의 위치를 찾아 구동시키는 센서방식 및 프로그램 방식과 센서 방식을 조합한 복합 방식으로 나눌 수 있다.The conventional solar tracker is a combination of a programming method for calculating and driving the position of the sun according to the generation method of the sun tracking signal, a sensor method for searching and locating the sun using an optical sensor, Can be divided.

상기 프로그램 방식은 태양 추적의 정확도가 높으나 구조가 복잡하고 고가라는 단점을 가진다.The program method has a disadvantage that the accuracy of the sun tracking is high, but the structure is complicated and expensive.

상기 센서 방식은 광센서를 이용함으로써 상기 프로그램 방식에 비해 구조가 간단하며 정확도가 높고 저렴한 비용으로 구현 가능하나 태양이 광센서의 감지 범위밖에 위치하는 경우 태양의 추적에 제한이 있다는 단점이 있다.The sensor method is simpler in structure than the above-mentioned program method by using the optical sensor, and can be implemented at a low cost with high accuracy. However, there is a disadvantage that when the sun is located outside the detection range of the optical sensor, there is a limitation in tracking the sun.

태양추적장치와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제10-0369893호(선행기술1)은 태양광량의 변화를 전기적 신호로 출력하는 포토다이오드와, 원통형 센서하우징으로 구성되는 태양추적센서 및 상기 포토다이오드에서 생성되는 전류를 전압으로 변환하고 이를 디지털 신호로 변환하여 컴퓨터로 전송하는 태양추적센서 제어기기를 포함하여 이루어지며, 태양광의 유무 및 태양의 방위각과 고도각의 변화를 감지하여 송출하는 기술을 제안하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-0369893 (prior art 1) discloses a solar tracking device in which a photodiode for outputting a change in the amount of sunlight as an electrical signal, a solar tracking sensor composed of a cylindrical sensor housing, And a sun tracking sensor control device for converting the current into a voltage, converting the current into a digital signal, and transmitting the digital signal to a computer, and proposes a technology for detecting the presence or absence of sunlight and a change in azimuth angle and altitude of the sun .

또한 대한민국 등록특허공부 제10-0427690호(선행기술2)는 원통형 센서하우징의 상측 중앙개구부에 렌즈가 설치되고, 상기 렌즈의 초점위치에 대응하는 상기 원통형 센서하우징의 하단 중앙에는 태양의 위치를 감지하기 위해 다이아몬드 형태로 포토다이오드가 설치되며 상기 원통형 센서하우징의 상면 가장자리와 하단의 내주면 인접부에 포토다이오드를 설치하여 태양광의 유무를 감지하는 태양추적센서를 제안하고 있다.Also, in Korean Patent Registration No. 10-0427690 (Prior Art 2), a lens is installed in an upper central opening of a cylindrical sensor housing, and the position of the sun is detected at the lower center of the cylindrical sensor housing corresponding to the focal position of the lens A photodiode is provided in the form of a diamond and a photodiode is provided in the vicinity of the inner circumferential surface of the lower end of the cylindrical sensor housing to detect the presence or absence of sunlight.

그러나 선행기술1과 선행기술2에 의하더라도 포토다이오드 센서를 이용함으로써 전류를 전압으로 변환하기 위한 별도의 장치(전류/전압 변환기)를 더 필요로 하므로 태양추적장치의 제작 비용 및 난이도가 상승한다는 점은 해결해야할 과제로 남아 있다.However, even in the prior art 1 and the prior art 2, a separate device (current / voltage converter) for converting the current into the voltage is required by using the photodiode sensor, so that the manufacturing cost and difficulty of the solar tracking device are increased Remains a challenge.

또한 태양의 위치 추적에 있어서 정확도가 떨어지기 때문에 타워형 태양열 발전시스템의 헬리오스타트(heliostat) 제어 등의 다양한 분야에 적용이 어려우며, 다음날의 태양 위치 추적을 위해 일몰 이후 서쪽방향으로 향해 있는 태양추적센서를 동쪽방향으로 자동 복귀시키지 않는다는 문제가 존재한다.In addition, it is difficult to apply to various fields such as heliostat control of a tower type solar power generation system because the accuracy of the position of the sun is lowered. In order to track the position of the sun on the next day, There is a problem of not automatically returning to the east direction.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 태양의 위치 변화에 따른 집열하우징의 그림자 발생시 조도센서의 태양광 감지 결과에 따라 태양의 위치 추적 장치를 구동시켜 그림자를 제거하고 모터의 구동펄스 수를 이용하여 태양의 위치를 계산할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a solar- And an apparatus and method for calculating the position of the sun using the number of pulses.

또한, 상기 태양의 위치를 이용하여 태양과 헬리오스타트 및 흡수기 사이의 형상계수를 최대화시키도록 헬리오스타트를 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide an apparatus and a method that can control the heliostat so as to maximize the shape coefficient between the sun, the heliostat, and the absorber using the position of the sun.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 태양열을 집열하는 집열하우징과, 상기 집열하우징 주위의 조도센서를 통해 태양광을 감지하여 태양의 위치를 추적하고 방위각 모터와 고도각 모터를 이용하여 상기 집열하우징을 제어하는 태양 위치 추적부와, 상기 조도센서를 통해 입력된 출력 전압값으로부터 태양의 위치를 산출하는 태양 위치 산출부와, 상기 태양의 태양열복사에너지를 흡수기로 전달하는 헬리오스타트 및 상기 태양 위치 산출부에서 획득한 태양의 위치를 이용하여 상기 헬리오스타트와 상기 흡수기 및 태양 사이의 형상계수를 최대화시켜 상기 헬리오스타트를 제어하는 헬리오스타트 제어부를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치를 일 실시예로 제안한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an air conditioner comprising: a heat collecting housing for collecting solar heat; a sun light sensor for sensing sunlight through an ambient light sensor around the heat collecting housing; A sun position calculating unit for calculating the position of the sun from the output voltage value inputted through the illuminance sensor; a heliostat for transmitting the solar radiant energy of the sun to the absorber; And a heliostat controller for controlling the heliostat by maximizing the shape coefficient between the helicopter and the absorber and the sun using the position of the sun acquired by the calculator. As an embodiment.

또한 상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 집열하우징 주위의 조도센서를 통해 입력된 출력 전압값으로 태양의 위치를 추적하고, 상기 출력 전압값을 통해 태양 위치 추적부의 방위각 모터와 고도각 모터를 구동시키는 구동펄스를 생성하여 상기 태양의 위치에 따라 상기 집열하우징의 위치를 제어하는 태양 위치 추적 단계와, 상기 태양의 방위각 및 고도각을 산출하는 태양 위치 산출 단계 및 상기 태양의 방위각 및 고도각을 이용하여 상기 헬리오스타트 방위각과 고도각을 산출하고 구동펄스를 생성하여 상기 헬리오스타트의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법을 일 실시예로 제안한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a solar battery, including the steps of: tracking a position of a sun with an output voltage value input through an illuminance sensor around a heat collecting housing, And controlling the position of the heat collecting housing in accordance with the position of the sun; a sun position calculating step of calculating the azimuth and elevation angle of the sun and using the azimuth angle and altitude angle of the sun Calculating a helicoid azimuth angle and an altitude angle, and generating driving pulses to control the position of the helicopter. The helicopter control method using the hybrid type sun tracking apparatus according to an embodiment of the present invention will now be described.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치 및 방법에 의하면, 조도센서를 이용하여 태양의 위치를 추적하고 모터의 구동펄스 수를 이용하여 태양의 위치(방위각과 고도각)를 계산함으로써 태양의 위치 추적 정확도를 높이며 태양추적장치의 구현 비용을 절감할 수 있다.According to the apparatus and method for controlling the helio start using the hybrid solar tracker according to the embodiment of the present invention, the position of the sun is tracked by using the illuminance sensor, and the position of the sun (the azimuth angle and altitude angle ) To improve the positioning accuracy of the sun and reduce the implementation cost of the solar tracking device.

또한, 상기 태양의 위치를 통해 태양과 헬리오스타트 및 흡수기 사이의 형상계수를 최대화시켜 실시간으로 헬리오스타트의 동작을 제어함으로써 헬리오스타트에서 흡수기로 전달되는 복사열을 최대화시킬 수 있다.Also, by maximizing the shape coefficient between the sun, the heliostat, and the absorber through the position of the sun, the operation of the heliostart in real time can be controlled to maximize the radiant heat transferred from the helicopter to the absorber.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치의 집열하우징을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헬리오스타트 제어부와 헬리오스타트의 개략적인 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양과 헬리오스타트 및 흡수기의 형상계수를 도시한 것이다.
도 5 내지 도 6은 태양광 입사방향에 따른 집열하우징의 그림자 생성을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조도센서의 출력 전압 회로를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 위치 추적 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 위치 계산 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 위치 추적 종료 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 복귀 펄스 산출 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.
FIG. 1 illustrates a configuration of a heli start control apparatus using a hybrid solar tracking apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 illustrates a heat collecting housing of a helicoid control device using a hybrid solar tracking device according to an embodiment of the present invention.
3 shows a schematic configuration of a heliostart controller and a heliostart according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 illustrates the shape of a sun, helliostat and absorber according to an embodiment of the present invention.
5 to 6 illustrate shadow generation of the heat collecting housing along the incident direction of sunlight.
7 shows an output voltage circuit of the illuminance sensor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart sequentially illustrating a method of controlling hell start using a hybrid solar tracking apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 9 is a flowchart sequentially illustrating a method of tracking a position of a sun according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart sequentially illustrating a method for calculating a position of a sun according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart sequentially illustrating a method for ending a position tracking of a sun according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart sequentially showing a return pulse calculating method of a motor according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 설명과 관계없는 부분은 생략하며 명세서 전체를 통하여 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, parts not related to the description are omitted for clarifying the present invention, and the same reference numerals are used for the same parts throughout the specification.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise. Further, the terms "part," "module," and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, and may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.

명세서 전체에서 "초기 상태"라 함은 집열하우징 또는 헬리오스타트가 일출이 시작되는 동쪽 방향을 향해 있는 상태를 의미한다.
Throughout the specification, the term "initial state" means that the heat collecting housing or heliostat is oriented toward the east where sunrise begins.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치의 구성을 도시한 것이다.FIG. 1 illustrates a configuration of a heli start control apparatus using a hybrid solar tracking apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 헬리오스타트 제어 장치는 집열하우징(100)과, 집열하우징(100) 주위의 조도센서를 통해 태양광을 감지하여 태양의 위치를 추적하고 집열하우징(100)을 제어하는 태양 위치 추적부(200)와, 조도센서를 통해 감지된 태양광으로부터 태양의 위치를 산출하는 태양 위치 산출부(300)와, 헬리오스타트(400)와, 상기 태양의 위치를 통해 헬리오스타트(400)를 제어하는 헬리오스타트 제어부(500) 및 상기 헬리오스타트(400)로부터 태양열복사에너지를 전달받는 흡수기(도 1에 미도시)를 포함하여 이루어진다.1 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a heat collecting housing 100 and a heat sensor surrounding the heat collecting housing 100 to sense sunlight to track the position of the sun and to collect heat from the heat collecting housing 100, A sun position calculation unit 300 for calculating the position of the sun from the sunlight sensed through the illuminance sensor, a heliostat 400, A helio start control unit 500 for controlling the start 400 and an absorber (not shown in FIG. 1) for receiving solar radiation energy from the heliostat 400.

태양 위치 추적부(200)는 태양광 감지부(210)와 아날로그-디지털 컨버터(220)와 구동펄스 산출부(230) 및 모터 구동부(240)를 포함하여 이루어진다.The solar position tracking unit 200 includes a solar light sensing unit 210, an analog-to-digital converter 220, a drive pulse calculating unit 230, and a motor driving unit 240.

태양광 감지부(210)는 집열하우징(100) 주위의 태양광을 감지하는 4개의 조도센서로 이루어지며 상기 조도센서의 출력 전압값을 아날로그-디지털 컨버터(220)로 보낸다.The solar light sensing unit 210 is composed of four light intensity sensors for sensing sunlight around the heat collecting housing 100 and sends the output voltage value of the light intensity sensor to the analog-digital converter 220.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치의 집열하우징을 도시한 것이다.FIG. 2 illustrates a heat collecting housing of a helicoid control device using a hybrid solar tracking device according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 보듯, 집열하우징(100)은 상부에 태양열 집열부(또는 태양광 집광부)를 구비한 소정의 기둥형태로 구현되며, 조도센서는 집열하우징(100)의 동, 서, 남, 북 각 방향에서 태양광을 감지하도록 구현된다.2, the heat collecting housing 100 is formed in a predetermined column shape having a solar heat collecting portion (or a solar light collecting portion) And is configured to sense sunlight in each direction.

상기 조도센서는 집열하우징(100)의 동쪽에서 태양광을 감지하는 제1 조도센서(211)와, 서쪽에서 태양광을 감지하는 제2 조도센서(212)와, 남쪽에서 태양광을 감지하는 제3 조도센서(213) 및 북쪽에서 태양광을 감지하는 제4 조도센서(214)로 구현된다.The illuminance sensor includes a first illuminance sensor 211 for detecting sunlight from the east side of the heat collecting housing 100, a second illuminance sensor 212 for sensing sunlight from the west, A third illuminance sensor 213 and a fourth illuminance sensor 214 for sensing sunlight in the north.

이때 제1 조도센서(211)와 제2 조도센서(212)는 태양의 방위각을 추적하는데 사용되며, 제3 조도센서(213)와 제4 조도센서(214)는 태양의 고도각을 추적하는데 사용된다.The first illuminance sensor 211 and the second illuminance sensor 212 are used to track the azimuth angle of the sun while the third illuminance sensor 213 and the fourth illuminance sensor 214 are used to track the altitude of the sun do.

다시 도 1의 설명으로 돌아가서 아날로그-디지털 컨버터(220)는 조도센서의 출력 전압값을 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환시켜 구동펄스 산출부(230)로 전달한다.Referring again to FIG. 1, the analog-to-digital converter 220 converts the output voltage value of the illuminance sensor from an analog signal to a digital signal and transmits the digital signal to the drive pulse calculating unit 230.

구동펄스 산출부(230)는 아날로그-디지털 컨버터(220)를 통해 입력된 출력 전압값에 따라 모터를 구동시키는 펄스를 생성하여 모터 구동부(240)로 전달하며, 평균값 산출부(231)와 전압값 비교부(232) 및 펄스 생성부(233)를 포함하여 이루어진다.The driving pulse calculating unit 230 generates a pulse for driving the motor according to the output voltage value inputted through the analog-to-digital converter 220 and transmits the generated pulse to the motor driving unit 240. The driving pulse calculating unit 230 calculates a driving pulse A comparing unit 232 and a pulse generating unit 233.

평균값 산출부(231)는 제1 조도센서(211)와 제2 조도센서(212)의 출력 전압값의 평균값 또는 제3 조도센서(213)와 제4 조도센서(214)의 출력 전압값의 평균값을 산출한다.The average value calculator 231 calculates the average value of the output voltage values of the first and second illuminance sensors 211 and 212 or the average value of the output voltages of the third and second illuminance sensors 213 and 214 .

상기 평균 전압값은 동-서 방향과 남-북 방향의 조도센서에서 감지되는 태양광의 평균값을 의미한다.The average voltage value means an average value of sunlight sensed by the illuminance sensor in the east-west direction and the south-north direction.

전압값 비교부(232)는 평균값 산출부(231)를 통해 산출된 평균 전압값 및 기존에 저장되어 있던 흐림 문턱값과 각 조도센서의 출력 전압값을 비교한다.The voltage value comparing unit 232 compares the average voltage value calculated through the average value calculating unit 231 and the previously stored blur threshold value with the output voltage value of each illuminance sensor.

상기 흐림 문턱값은 태양광의 집광이 불가능한 상태에서 조도센서의 출력 전압값을 의미하며, 일례로, 흐린 날씨 또는 태양이 구름에 의해 가려진 상태에서의 조도센서 출력 전압값을 의미한다.The blur threshold value means an output voltage value of the illuminance sensor in a state in which sunlight can not be condensed. For example, the blur threshold value means an output value of the illuminance sensor in a cloudy weather or a state in which the sun is blocked by clouds.

펄스 생성부(233)는 전압값 비교부(232)의 비교 결과에 따라 집열하우징(100)을 제어할 수 있는 펄스를 생성하여 모터 구동부(240)로 보낸다.The pulse generating unit 233 generates a pulse for controlling the heat collecting housing 100 according to the comparison result of the voltage value comparing unit 232 and sends it to the motor driving unit 240.

전압값 비교부(232)의 평균값 비교 결과, 제1 조도센서(211)의 출력 전압값이 흐림 문턱값보다 크고 제1 조도센서(211)와 제2 조도센서(212)의 평균 전압값보다 작으면, 제1 조도센서(211)가 위치한 동쪽 방향의 태양광이 제2 조도센서(212)가 위치한 서쪽 방향의 태양광보다 적은 것을 의미한다.If the output voltage value of the first illuminance sensor 211 is larger than the blur threshold value and smaller than the average voltage value of the first ambient light intensity sensor 211 and the second ambient light intensity sensor 212 as a result of the average value comparison of the voltage value comparator 232 , It means that the solar light in the east direction in which the first illuminance sensor 211 is located is smaller than the solar light in the west direction in which the second ambient light sensor 212 is located.

따라서, 집열하우징(100)을 제2 조도센서(212)가 위치한 서쪽 방향으로 구동시킬 수 있는 모터 구동 펄스를 생성하여 모터 구동부(240)로 전달한다.Accordingly, a motor drive pulse that can drive the heat collecting housing 100 in the west direction of the second illuminance sensor 212 is generated and transmitted to the motor driving unit 240.

이때, 전압값 비교부(232)의 평균값 비교 결과, 제1 조도센서(211)의 출력 전압값이 흐림 문턱값보다 작으면, 집열하우징(100)은 태양광 감지부(210)를 통해 출력 전압값을 재입력 받거나 집열하우징(100)이 태양열 집열을 중단하고 초기 상태로 복귀하도록 태양 위치 산출부(300)를 통해 복귀 펄스를 생성하여 모터 구동부(240)로 전달한다.At this time, if the output voltage value of the first illuminance sensor 211 is smaller than the blur threshold value as a result of the average value comparison of the voltage value comparator 232, the heat collecting housing 100 outputs the output voltage The solar array controller 300 generates a return pulse through the sun position calculator 300 and transmits the return pulse to the motor driver 240 so that the heat collecting housing 100 stops the solar heat collection and returns to the initial state.

집열하우징(100)이 초기 상태로 복귀하는 과정은 도 10을 통해 자세히 설명하도록 한다.The process of returning the heat collecting housing 100 to the initial state will be described in detail with reference to FIG.

모터 구동부(240)는 펄스 생성부(233)를 통해 생성된 펄스에 따라 방위각 모터(241)를 정방향 또는 역방향으로 구동시킴으로써 집열하우징(100)을 제1 조도센서(211)와 제2 조도센서(212)가 위치한 동-서 방향으로 제어한다.The motor driving unit 240 drives the azimuth angle motor 241 in the forward or reverse direction according to the pulse generated through the pulse generating unit 233 so that the heat collecting housing 100 is driven by the first illuminance sensor 211 and the second illuminance sensor 212 to the east-west direction.

또한, 고도각 모터(242)를 정방향 또는 역방향으로 구동시킴으로써 집열하우징(100)을 제3 조도센서(213)와 제4 조도센서(214)가 위치한 남-북 방향으로 제어한다.Further, by driving the altitude angle motor 242 in the normal direction or the reverse direction, the heat collecting housing 100 is controlled in the south-north direction in which the third illuminance sensor 213 and the fourth illuminance sensor 214 are located.

태양 위치 산출부(300)는 태양 위치 추적부(200)의 방위각 모터(241)와 고도각 모터(242)의 시간당 펄스를 산출하여 태양의 위치를 계산하며, 태양의 방위각 및 고도각을 산출하는 방위각 산출부(310)와 고도각 산출부(320) 및 복귀펄스 산출부(330)를 포함하여 이루어진다.The sun position calculation unit 300 calculates the position of the sun by calculating the pulses per hour of the azimuth motor 241 and the altitude angle motor 242 of the sun position tracking unit 200 and calculates the azimuth angle and altitude angle of the sun An azimuth angle calculation unit 310, an altitude angle calculation unit 320, and a return pulse calculation unit 330. [

방위각 산출부(310)는 방위각 모터(241)의 시간당 펄스를 카운트하고 카운트한 펄스 수에 모터의 펄스당 구동각도를 곱하여 방위각 모터(241)의 총 구동각도를 산출함으로써 상기 총 구동각도에 초기 방위각을 더하여 현재 태양의 방위각을 산출한다.The azimuth calculator 310 calculates the total driving angle of the azimuth motor 241 by counting the number of pulses per hour of the azimuth motor 241 and multiplying the counted number of pulses by the driving angle per pulse of the motor to calculate the initial azimuth angle To calculate the current azimuth angle of the sun.

고도각 산출부(320)는 고도각 모터(242)의 시간당 펄스를 카운트하고 카운트한 펄스 수에 모터의 펄스당 구동각도를 곱하여 고도각 모터(242)의 총 구동각도를 산출함으로써 상기 총 구동각도에 초기 고도각을 더하여 현재 태양의 고도각을 산출한다.The altitude angle calculator 320 counts pulses per hour of the altitude angle motor 242 and calculates the total drive angle of the altitude angle motor 242 by multiplying the counted number of pulses by the drive angle per pulse of the motor, Add the initial elevation angle to calculate the current elevation angle of the sun.

또한, 방위각 산출부(310)과 고도각 산출부(320)는 아래의 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 각각 태양의 방위각

Figure 112012041031534-pat00001
과 태양의 고도각
Figure 112012041031534-pat00002
을 구할 수 있다.The azimuth angle calculation unit 310 and the altitude angle calculation unit 320 calculate the azimuth angle of the sun using the following equations (1) and (2)
Figure 112012041031534-pat00001
And the altitude angle of the sun
Figure 112012041031534-pat00002
Can be obtained.

Figure 112012041031534-pat00003
Figure 112012041031534-pat00003

Figure 112012041031534-pat00004
Figure 112012041031534-pat00004

여기서,

Figure 112012041031534-pat00005
는 태양의 적위이며,
Figure 112012041031534-pat00006
는 측정자소 위도이고,
Figure 112012041031534-pat00007
는 시간각을 의미한다.here,
Figure 112012041031534-pat00005
Is the decay of the sun,
Figure 112012041031534-pat00006
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112012041031534-pat00007
Means time angle.

복귀펄스 산출부(330)는 최종 방위각 및 고도각과 초기 방위각 및 고도각의 차를 구하여 모터의 펄스당 구동각도로 나누고 구동펄스 수를 산출하여 방위각 모터(241) 및 고도각 모터(242)를 구동시킨다.The return pulse calculating unit 330 calculates the difference between the final azimuth and elevation angles, the initial azimuth angle and the altitude angle, divides the azimuth by the driving angle per pulse of the motor, and calculates the driving pulse number to drive the azimuth motor 241 and the altitude angle motor 242 .

헬리오스타트(400)와 헬리오스타트 제어부(500)의 개략적인 구성은 도 3과 같으며, 헬리오스타트(400)의 방위각 모터(521) 회전축에 헬리오스타트의 중심부가 위치하며 고도각 모터(522)와 헬리오스타트(400)는 구동벨트로 연결되도록 구현된다.3 shows a schematic configuration of the helliostat 400 and the helliostat controller 500. The center of the helliast is located on the rotation axis of the azimuth motor 521 of the helliostat 400, Heliostat 400 is implemented to be connected to a drive belt.

또한, 헬리오스타트(400)의 방위각 모터(521) 회전축에 헬리오스타트의 중심부가 위치하며 리니어 모터를 사용하여 고도각 모터(522)를 헬리오스타트(400)의 상부에 연결되도록 구현하여 코사인 제2법칙을 이용하여 고도각 모터(522)를 구동시킬 수 있다.The center of the HeliStart is located on the rotation axis of the azimuth motor 521 of the Heliostat 400 and the elevation angle motor 522 is connected to the upper portion of the Heliostat 400 using a linear motor, It is possible to drive the altitude angle motor 522. [

헬리오스타트 제어부(500)는 태양 위치 산출부(300)에서 획득한 태양의 방위각과 고도각을 통해 태양과 헬리오스타트(400) 및 흡수기(도 1에 미도시) 사이의 형상계수를 최대화시켜 헬리오스타트(400)를 제어하며, 헬리오스타트 위치 산출부(510)와 모터 구동부(520)를 포함하여 이루어진다.The heliostat controller 500 maximizes the shape coefficient between the sun, the heliostat 400 and the absorber (not shown in FIG. 1) through the azimuth angle and the altitude angle of the sun acquired by the sun position calculation unit 300, And a helio start position calculating unit 510 and a motor driving unit 520. [

헬리오스타트 위치 산출부(510)는 헬리오스타트(400)의 방위각을 산출하는 방위각 산출부(511)와 헬리오스타트(400)의 고도각을 산출하는 고도각 산출부(512) 및 헬리오스타트(400)를 태양의 위치에 따라 이동시키기 위한 모터 구동 펄스 및 초기 상태로 복귀시키기 위한 복귀펄스를 산출하는 펄스 생성부(513)를 포함하여 이루어진다.The hello start position calculation unit 510 includes an azimuth angle calculation unit 511 for calculating an azimuth angle of the Heliostatus 400, an altitude angle calculation unit 512 for calculating the altitude angle of the Heliostatus 400, And a pulse generating unit 513 for calculating a motor drive pulse for moving the motor in accordance with the position of the sun and a return pulse for returning to the initial state.

헬리오스타트 위치 산출부(510)의 방위각 산출부(511)와 고도각 산출부(512)는 헬리오스타트(400) 중심에서 태양 방향의 단위벡터와 헬리오스타트(400)의 법선 방향 단위벡터 및 헬리오스타트(400) 중심에서 흡수기 방향의 단위벡터를 이용하여 헬리오스타트(400)의 입사각과 헬리오스타트(400)의 방위각과 고도각을 산출한다.The azimuth angle calculation unit 511 and the altitude angle calculation unit 512 of the helio start position calculation unit 510 calculate the unit vector of the sun direction and the normal direction unit vector of the Heliostat 400 at the center of the Heliostat 400, The azimuth angles and elevation angles of the Heliostat 400 and the Heliostat 400 are calculated using a unit vector in the direction of the absorber at the center of the Heliostat 400. [

헬리오스타트(400)의 방위각과 고도각 산출 과정은 도 4를 바탕으로 아래의 수학식을 통해 설명하도록 한다.The azimuth angle and elevation angle calculation process of the Heliostat 400 will be described with reference to FIG. 4 through the following equation.

도 4와 같이 태양의 고도각을

Figure 112012041031534-pat00008
, 태양의 방위각을
Figure 112012041031534-pat00009
라고 하면 아래의 수학식 3과 같이 태양의 단위 벡터를 구할 수 있다.As shown in FIG. 4,
Figure 112012041031534-pat00008
, The azimuth of the sun
Figure 112012041031534-pat00009
The unit vector of the sun can be obtained as shown in Equation (3) below.

Figure 112012041031534-pat00010
Figure 112012041031534-pat00010

이때, 헬리오스타트(400)의 고도각을

Figure 112012041031534-pat00011
라 하고, 헬리오스타트(400)의 방위각을
Figure 112012041031534-pat00012
라 하면 아래의 수학식 4와 같이 헬리오스타트의 단위 벡터를 구할 수 있다.At this time, the elevation angle of the Heliostat 400
Figure 112012041031534-pat00011
, And the azimuth angle of the Heliostat 400
Figure 112012041031534-pat00012
, The unit vector of Heliostat can be obtained as shown in Equation (4) below.

Figure 112012041031534-pat00013
Figure 112012041031534-pat00013

아래의 수학식 5는 헬리오스타트(400)의 위치벡터

Figure 112012041031534-pat00014
에서 흡수기의 위치벡터
Figure 112012041031534-pat00015
로의 단위벡터를 나타낸다.Equation (5) below represents the position vector of the Heliostat 400
Figure 112012041031534-pat00014
The position vector of the absorber
Figure 112012041031534-pat00015
Lt; / RTI >

Figure 112012041031534-pat00016
Figure 112012041031534-pat00016

단위벡터 R과 단위벡터 S의 내적을 통해 헬리오스타트(400)에서의 입사각

Figure 112012041031534-pat00017
는 아래의 수학식 6과 같이 유도할 수 있으며, 수학식 6을 통해 수학식 7과 같이 헬리오스타트(400)에서의 입사각
Figure 112012041031534-pat00018
를 구할 수 있다.The incident angle at the Heliostat 400 through the inner product of the unit vector R and the unit vector S
Figure 112012041031534-pat00017
Can be derived as shown in Equation (6) below. &Quot; (6) "
Figure 112012041031534-pat00018
Can be obtained.

Figure 112012041031534-pat00019
Figure 112012041031534-pat00019

Figure 112012041031534-pat00020
Figure 112012041031534-pat00020

Figure 112012041031534-pat00021
Figure 112012041031534-pat00021

또한, 도 4에서 코사인 제2법칙을 통해 헬리오스타트(400)의 법선방향 단위벡터를 아래의 수학식 8과 같이 유도할 수 있으며, 상기 수학식 3과 수학식 4 및 수학식 8을 이용하여 아래의 수학식 9와 수학식 10 및 수학식 11을 유도할 수 있다.4, the normal direction unit vector of the Heliostat 400 can be derived as shown in Equation (8) below. Using Equation (3), Equation (4) and Equation (8) (9), (10), and (11).

Figure 112012041031534-pat00022
Figure 112012041031534-pat00022

Figure 112012041031534-pat00023
Figure 112012041031534-pat00023

Figure 112012041031534-pat00024
Figure 112012041031534-pat00024

Figure 112012041031534-pat00025
Figure 112012041031534-pat00025

헬리오스타트(400)의 방위각 산출부(511)는 상기 수학식 9과 수학식 10의 역함수를 이용하여 아래의 수학식 12과 같이 헬리오스타트(400)의 방위각을 산출할 수 있다.The azimuth angle calculation unit 511 of the Heliostat 400 can calculate the azimuth angle of the Heliostat 400 using Equation (9) and Equation (10) as shown in Equation (12) below.

Figure 112012041031534-pat00026
Figure 112012041031534-pat00026

또한, 헬리오스타트(400)의 고도각 산출부(512)는 상기 수학식 11의 역함수를 이용하여 아래의 수학식 13과 같이 헬리오스타트(400)의 고도각을 산출할 수 있다.The altitude angle calculator 512 of the Heliostat 400 can calculate the elevation angle of the Heliostat 400 using the inverse function of Equation (11) as shown in Equation (13) below.

Figure 112012041031534-pat00027
Figure 112012041031534-pat00027

헬리오스타트(400)의 펄스 생성부(513)는 헬리오스타트(400)에서의 입사각

Figure 112012041031534-pat00028
에 따라 산출된 헬리오스타트(400)의 방위각 및 고도각으로 모터를 구동시킬 수 있는 구동펄스를 생성한다.The pulse generation unit 513 of the Heliostat 400 generates a pulse signal having an incident angle < RTI ID = 0.0 >
Figure 112012041031534-pat00028
And generates a drive pulse capable of driving the motor at an azimuth angle and an altitude angle of the Heliostat 400 calculated according to Equation (3).

또한, 태양 위치 산출부(300)를 통해 복귀펄스가 산출된 경우에는 헬리오스타트(400)를 초기 상태로 복귀시킬 수 있는 복귀펄스를 생성한다.Further, when the return pulse is calculated through the sun position calculation unit 300, the return pulse that can return the Heliostat 400 to the initial state is generated.

헬리오스타트 제어부(500)의 방위각 모터(521)와 고도각 모터(522)는 펄스 생성부(513)을 통해 생성되는 구동펄스 또는 복귀펄스에 의해 헬리오스타트(400)를 제어한다.The azimuth motor 521 and the altitude angle motor 522 of the helio start control unit 500 control the helios start 400 by a drive pulse or a return pulse generated through the pulse generation unit 513. [

도 5 내지 도 6은 태양광 입사방향에 따른 집열하우징(100)의 그림자 생성을 도시한 것이다.5 to 6 illustrate shadow generation of the heat collecting housing 100 along the incident direction of sunlight.

도 5와 같이 서쪽 방향에서 태양광이 입사되어 동쪽 방향으로 집열하우징(100)의 그림자가 생성되면, 동쪽에 위치한 제1 조도센서(211)는 서쪽에 위치한 제2 조도센서(212)보다 상대적으로 적은 양의 태양광을 감지하므로 출력 전압값이 감소한다.As shown in FIG. 5, when solar light is incident in the west direction and shadows of the heat collecting housing 100 are generated in the east direction, the first illuminance sensor 211 located at the east side is relatively higher than the second ambient light sensor 212 located at the west side The output voltage value decreases because it detects a small amount of sunlight.

따라서, 서쪽방향으로 모터를 구동시켜 방위각 제어용 조도센서 즉, 제1 조도센서(211)와 제2 조도센서(212)의 출력 전압값을 동일하게 만들어줌으로써 태양의 위치를 추적할 수 있다.Accordingly, the position of the sun can be tracked by driving the motor in the west direction to make the output voltage values of the azimuth control light intensity sensors, that is, the first and second illuminance sensors 211 and 212 equal to each other.

도 6은 도 5와 반대로 동쪽 방향에서 태양광이 입사되어 서쪽 방향에 집열하우징(100)의 그림자가 생성된 경우를 나타내며, 도 5와 동일한 원리로 태양의 위치를 추적할 수 있다.FIG. 6 shows a case where the shadow of the heat collecting housing 100 is generated in the west direction when sunlight is incident in the east direction as opposed to FIG. 5, and the position of the sun can be traced on the same principle as FIG.

이때 집열하우징(100)의 높이를 h, 제1 조도센서 및 제2 조도센서의 지름을 d, 집열하우징(100)으로부터 생성된 그림자의 각도를 1°라고 하면, 아래의 수학식 14에 의해 수학식 15를 도출하여 집열하우징(100)의 높이를 구할 수 있다.If the height of the heat collecting housing 100 is h, the diameter of the first illuminance sensor and the second illuminance sensor is d, and the angle of the shadow generated from the heat collecting housing 100 is 1 DEG, The height of the heat collecting housing 100 can be obtained by deriving Equation (15).

Figure 112012041031534-pat00029
Figure 112012041031534-pat00029

Figure 112012041031534-pat00030
Figure 112012041031534-pat00030

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 조도센서의 출력 전압 회로를 도시한 것이다.7 shows an output voltage circuit of the illuminance sensor according to an embodiment of the present invention.

도 7의 회로에 입력전압을 인가하면 아래의 수학식 16에 의해 출력전압을 구할 수 있으며 상기 출력전압은 아날로그-디지털 컨버터로 입력된다.When an input voltage is applied to the circuit of FIG. 7, the output voltage can be obtained by the following equation (16), and the output voltage is input to the analog-to-digital converter.

Figure 112012041031534-pat00031
Figure 112012041031534-pat00031

상기 수학식 16에 의하면 밝은 곳에서는

Figure 112012041031534-pat00032
의 저항이 감소하여 출력전압이 증가하고 어두운 곳에서는
Figure 112012041031534-pat00033
의 저항이 증가하여 출력전압이 감소한다.According to Equation (16) above,
Figure 112012041031534-pat00032
And the output voltage increases. In a dark place
Figure 112012041031534-pat00033
And the output voltage decreases.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.FIG. 8 is a flowchart sequentially illustrating a method of controlling hell start using a hybrid solar tracking apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

먼저, 태양의 위치를 추적하여(S100) 집열하우징(100)의 위치를 제어한 후(S200) 상기 태양의 방위각과 고도각을 산출하고(S300), 상기 태양의 방위각과 고도각을 바탕으로 헬리오스타트의 위치를 제어한다(S400).First, the position of the solar house is tracked (S100), the position of the heat collecting housing 100 is controlled (S200), and the azimuth angle and elevation angle of the sun are calculated (S300). Based on the azimuth angle and altitude angle of the sun, The position of the start is controlled (S400).

아래에서는 상기 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법을 도 9 내지 도 12를 바탕으로 각 단계별로 상세히 설명한다.In the following, a method of controlling hello start using the hybrid solar tracking device will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 12.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 위치 추적 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.FIG. 9 is a flowchart sequentially illustrating a method of tracking a position of a sun according to an embodiment of the present invention.

먼저, 태양광 감지부를 통해 동쪽 방향의 제1 조도센서(211)와 서쪽 방향의 제2 조도센서(212)가 태양광을 감지하면 제1 조도센서(211)와 제2 조도센서(212)의 출력 전압값을 입력받는다(S101).First, when the first illuminance sensor 211 in the east direction and the second illuminance sensor 212 in the west direction sense solar light through the solar light sensing unit, the first illuminance sensor 211 and the second illuminance sensor 212 And receives an output voltage value (S101).

이후 평균값 산출부(231)를 통해 제1 조도센서(211)의 출력 전압값과 제2 조도센서(212)의 출력 전압값의 평균값을 산출한다(S102).Then, an average value of the output voltage value of the first illuminance sensor 211 and the output voltage value of the second illuminance sensor 212 is calculated through the average value calculating unit 231 (S102).

평균값이 산출되면, 전압값 비교부(232)를 통해 기존에 설정된 흐림 문턱값 및 상기 평균값과 제1 조도센서(211)의 출력 전압값 또는 제2 조도센서(212)의 출력 전압값을 비교한다(S103, S106).If the average value is calculated, the blur threshold value and the average value are compared with the output voltage value of the first illuminance sensor 211 or the output voltage value of the second illuminance sensor 212 through the voltage value comparator 232 (S103, S106).

전압값 비교 결과, 제1 조도센서(211)의 출력 전압값이 흐림 문턱값보다 크고 평균 전압값보다 작다면(제1조건), 펄스 생성부(233)를 통해 모터의 정회전 펄스를 생성하고(S104) 태양 위치 추적부(200)의 방위각 모터(241)를 구동시켜 집열하우징(100)을 제2 조도센서(212) 방향으로 이동시킨다(S105).As a result of the voltage value comparison, if the output voltage value of the first illuminance sensor 211 is larger than the blur threshold value and smaller than the average voltage value (first condition), a forward rotation pulse of the motor is generated through the pulse generation unit 233 (S104) The azimuth motor 241 of the solar locator 200 is driven to move the heat collecting housing 100 toward the second illuminance sensor 212 (S105).

상기 제1 조건은 도 5와 같이 제1 조도센서(211)가 집열하우징(100)의 그림자로 인해 서쪽에 위치한 제2 조도센서(212)보다 상대적으로 적은 태양광을 감지할 경우 만족한다.As shown in FIG. 5, the first condition is satisfied when the first illuminance sensor 211 detects relatively less sunlight than the second illuminance sensor 212 located at the west due to the shadow of the heat collecting housing 100.

만일, 도 6에 의하여 상기 제1조건이 만족하지 않을 경우, 제2 조도센서(212)의 출력 전압값을 흐림 문턱값 및 평균 전압값과 비교하고 제2 조도센서(212)의 출력 전압값이 흐림 문턱값보다 크고 평균 전압값보다 작다면(제2조건), 펄스 생성부(233)를 통해 모터의 역회전 펄스를 생성하여(S107) 방위각 모터(241)를 구동시킨다(S108).6, when the first condition is not satisfied, the output voltage value of the second illuminance sensor 212 is compared with the blur threshold value and the average voltage value, and the output voltage value of the second illuminance sensor 212 is (Second condition), a reverse rotation pulse of the motor is generated through the pulse generation unit 233 (S107), and the azimuth motor 241 is driven (S108), if it is larger than the blur threshold value and smaller than the average voltage value.

이때, 상기 제1조건과 제2조건이 모두 만족하지 않을 경우에는 집열하우징(100)은 태양광 감지부(210)를 통해 출력 전압값을 재입력받거나, 태양의 위치 추적을 종료하여 집열하우징(100)을 초기 상태로 복귀시킨다.In this case, if the first condition and the second condition are not satisfied, the heat collecting housing 100 receives the output voltage value through the solar light sensing unit 210, terminates the tracking of the sun position, 100) to the initial state.

또한, 태양광 감지부(210)를 통해 남쪽 방향의 제3 조도센서(213)와 북쪽 방향의 제4 조도센서(214)의 출력 전압값을 이용한 태양의 위치 추적 방법 역시 도 9와 동일한 원리로 수행된다.The method of tracking the position of the sun using the output voltage values of the third illuminance sensor 213 in the south direction and the fourth illuminance sensor 214 in the north direction through the solar light sensing unit 210 is also the same as that of FIG. .

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 위치 계산 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.FIG. 10 is a flowchart sequentially illustrating a method for calculating a position of a sun according to an embodiment of the present invention.

먼저, 방위각 산출부(310)를 통해 방위각 모터(241)의 시간당 정회전 펄스와 역회전 펄스를 산출한다(S301).First, a forward rotation pulse and a reverse rotation pulse per unit time of the azimuth motor 241 are calculated through the azimuth calculation unit 310 (S301).

이후 상기 정회전 펄스와 역회전 펄스에 각각 방위각 모터(241)의 펄스당 구동각도를 곱하여 방위각 모터(241)의 총 정회전 구동각도와 총 역회전 구동각도를 산출한다(S302).Thereafter, the forward rotation pulse and the reverse rotation pulse are multiplied by the driving angle per pulse of the azimuth motor 241 to calculate the total normal rotation driving angle and the total reverse rotation driving angle of the azimuth motor 241 (S302).

이후 상기 총 정회전 구동각도와 총 역회전 구동각도의 차를 이용하여 방위각 모터(241)의 회전각도를 구하고(S303), 초기 방위각을 더함으로써 태양의 현재 위치에 따른 방위각을 산출한다(S304).Thereafter, the rotation angle of the azimuth motor 241 is obtained using the difference between the total forward rotation driving angle and the total reverse rotation driving angle (S303), and the azimuth corresponding to the current position of the sun is calculated by adding the initial azimuth (S304) .

태양의 고도각 산출 방법 역시 도 10의 방위각 산출 방법과 동일하다.The altitude angle calculation method of the sun is also the same as the azimuth angle calculation method of FIG.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양의 위치 추적 종료 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.FIG. 11 is a flowchart sequentially illustrating a method for ending a position tracking of a sun according to an embodiment of the present invention.

먼저, 태양광 감지부(210)를 통해 제1 조도센서(211), 제2 조도센서(212), 제3 조도센서(213) 및 제4 조도센서(214)로부터 태양광을 감지하여 출력 전압값을 입력받는다(S501).First, the sunlight is sensed from the first illuminance sensor 211, the second illuminance sensor 212, the third illuminance sensor 213, and the fourth illuminance sensor 214 through the solar light sensing unit 210, (S501).

이후 평균값 산출부(231)를 통해 방위각 제어용 제1 조도센서(211)의 출력 전압값과 제2 조도센서(212)의 출력 전압값의 평균값(방위각 제어 평균 전압값)을 산출하고, 고도각 제어용 제3 조도센서(213)의 출력 전압값과 제4 조도센서(214)의 출력 전압값의 평균값(고도각 제어 평균 전압값)을 산출한다(S502).Thereafter, an average value (azimuth control average voltage value) of the output voltage value of the azimuth control first illumination sensor 211 and the output voltage value of the second illuminance sensor 212 is calculated through the average value calculation unit 231, (Altitude control average voltage value) of the output voltage value of the third roughness sensor 213 and the output voltage value of the fourth roughness sensor 214 (S502).

이후 전압값 비교부(232)를 통해 기존에 설정된 종료 전압값과 상기 방위각 제어 평균 전압값 및 상기 고도각 제어 평균 전압값을 비교한다(S503).Thereafter, the voltage value comparison unit 232 compares the end voltage value, the azimuth control average voltage value, and the altitude angle control average voltage value (S503).

이때 종료 전압값은 일몰의 시작시간인 오후 6시부터 일출의 시작시간인 오전 7시 사이 조도센서의 출력 전압값을 의미하며, 상기 흐림 문턱값과 동일할 수 있다.In this case, the termination voltage value means the output voltage value of the illuminance sensor between 6:00 PM, which is the start time of the sunset, and 7:00 AM, which is the start time of the sunrise, and may be equal to the blur threshold value.

전압값 비교 결과, 상기 방위각 제어 평균 전압값 및 상기 고도각 제어 평균 전압값이 종료 전압값보다 작으면, 펄스 생성부(233)를 통해 방위각 모터(241)와 고도각 모터(242)의 복귀 펄스를 산출하고(S504) 방위각 모터(241)와 고도각 모터(242)를 구동시켜 집열하우징(100)을 초기 상태로 복귀시킨다(S505).When the azimuth control average voltage value and the altitude angle control average voltage value are less than the end voltage value as a result of the voltage value comparison, the azimuth motor 241 and the altitude angle motor 242 return pulses (S504). The azimuth angle motor 241 and the altitude angle motor 242 are driven to return the heat collecting housing 100 to the initial state (S505).

만일, 상기 방위각 제어 평균 전압값 및 상기 고도각 제어 평균 전압값이 종료 전압값보다 크면, 태양광 감지부(210)를 통해 출력 전압값을 재입력 받거나, 도 9와 같이 태양의 위치 추적을 수행한다.If the azimuth control average voltage value and the altitude angle control average voltage value are greater than the end voltage value, the output voltage value is re-inputted through the solar light sensing unit 210 or the sun position tracking is performed as shown in FIG. do.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 복귀 펄스 산출 방법을 순차적으로 도시한 플로우챠트이다.12 is a flowchart sequentially showing a return pulse calculating method of a motor according to an embodiment of the present invention.

먼저, 태양의 최종 방위각 또는 최종 고도각에서 각각 초기 방위각과 초기 고도각을 뺀 결과로 방위각 모터(241)와 고도각 모터(242)의 회전 각도를 산출한다(S601).First, the rotation angles of the azimuth angle motor 241 and the altitude angle motor 242 are calculated as a result of subtracting the initial azimuth angle and the initial altitude angle from the final azimuth angle or the final altitude angle of the sun, respectively (S601).

이후 회전 각도를 방위각 모터(241)와 고도각 모터(242)의 구동각도로 나누어 복귀 펄스를 산출하고(S602), 상기 복귀 펄스에 따라 방위각 모터(241)와 고도각 모터(242)를 제어하여 집열하우징(100)을 초기 상태로 복귀시킨다.Subsequently, the rotation angle is divided by the azimuth angle motor 241 and the angle of the elevation angle motor 242 to calculate a return pulse (S602). The azimuth angle motor 241 and the altitude angle motor 242 are controlled according to the return pulse The heat collection housing 100 is returned to the initial state.

도 8로 돌아가서, 헬리오스타트의 위치 제어 단계(S400)는 상기 수학식 3 내지 수학식 13을 통하여 헬리오스타트의 방위각 및 고도각 산출 과정을 상세히 설명하고 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.Returning to FIG. 8, the position control step (S400) of the heliostat explains the azimuth and elevation angle calculation processes of the heliostat through the above Equations (3) to (13) in detail,

또한, 헬리오스타트를 초기 상태로 복귀시키는 방법 역시 도 12와 같이 헬리오스타트 제어부(500)의 방위각 모터(521)와 고도각 모터(522)의 회전 각도를 산출하고 상기 회전 각도를 방위각 모터(521)와 고도각 모터(522)의 구동각도로 나누어 복귀 펄스를 산출하여 방위각 모터(521)와 고도각 모터(522)를 구동시킴으로써 헬리오스타트(400)를 초기 상태로 복귀시킨다.12, the rotation angles of the azimuth motor 521 and the altitude angle motor 522 of the helio start control unit 500 are calculated, and the rotation angle is calculated by the azimuth angle motor 521, And the driving angle of the altitude angle motor 522 to calculate the return pulse to drive the azimuth motor 521 and the altitude angle motor 522 to return the Heliostat 400 to its initial state.

이로써 일몰 후 집열하우징(100)과 헬리오스타트가 일출이 시작되는 동쪽 방향을 향하게 함으로써 별도의 초기화 제어 없이 다음 일출시 효율적으로 태양추적 및 헬리오스타트의 위치 제어를 수행할 수 있다.Thus, after the sunset, the solar collecting housing 100 and the heliostat are directed to the east direction where the sunrise starts, so that the solar tracking and the heliostart position control can be efficiently performed at the next sunrise without a separate initialization control.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이며 특히 본 발명에서 제안하는 방법들을 소프트웨어로 구현한 것 역시 본 발명의 권리범위에 속한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it is also within the scope of the present invention to implement the methods proposed by the present invention in software.

100 : 집열하우징 200 : 태양 위치 추적부
300 : 태양 위치 산출부 400 : 헬리오스타트
500 : 헬리오스타트 제어부
100: heat collecting housing 200: sun locator
300: sun position calculation unit 400: HelioStart
500: HelioStart control unit

Claims (19)

삭제delete 태양열을 집열하는 집열하우징;
상기 집열하우징 주위의 조도센서를 통해 태양광을 감지하여 태양의 위치를 추적하고 방위각 모터와 고도각 모터를 이용하여 상기 집열하우징을 제어하는 태양 위치 추적부;
상기 조도센서를 통해 입력된 출력 전압값으로부터 태양의 위치를 산출하는 태양 위치 산출부;
상기 태양의 태양열복사에너지를 흡수기로 전달하는 헬리오스타트; 및
상기 태양 위치 산출부에서 획득한 태양의 위치를 이용하여 상기 헬리오스타트와 상기 흡수기 및 태양 사이의 형상계수를 최대화시켜 상기 헬리오스타트를 제어하는 헬리오스타트 제어부를 포함하며,
상기 태양 위치 추적부는,
상기 집열하우징 주위에 위치한 복수의 조도센서A와 조도센서B로 태양광을 감지하는 태양광 감지부;
상기 조도센서A의 출력 전압값과 상기 조도센서B의 출력 전압값을 아날로그신호에서 디지털신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터;
상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 입력된 조도센서A의 출력 전압값과 조도센서B의 출력 전압값에 따라 상기 집열하우징의 위치를 제어하는 방위각 모터와 고도각 모터의 구동펄스를 생성하는 구동펄스 산출부; 및
상기 구동펄스에 따라 상기 방위각 모터와 고도각 모터를 구동시켜 집열하우징의 위치를 제어하는 모터구동부
를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
A heat collecting housing for collecting solar heat;
A sun position tracking unit for detecting sunlight through a light intensity sensor around the heat collecting housing to track the position of the sun and controlling the heat collecting housing using an azimuth angle motor and an altitude angle motor;
A sun position calculating unit for calculating a position of the sun from an output voltage value inputted through the illuminance sensor;
Heliostats for transferring the solar radiation energy of the above-described aspect to the absorber; And
And a heliostat controller for controlling the heliostat by maximizing a shape coefficient between the heliostat, the absorber and the sun using the sun position acquired by the sun position calculator,
The sun position tracking unit,
A plurality of ambient light sensors A and ambient light sensors B surrounding the heat collecting housing to detect sunlight;
An analog-to-digital converter for converting an output voltage value of the illuminance sensor A and an output voltage value of the illuminance sensor B from an analog signal to a digital signal;
An azimuth angle motor for controlling the position of the heat collecting housing in accordance with an output voltage value of the illuminance sensor A and an output voltage value of the illuminance sensor B input from the analog-to-digital converter, and a driving pulse calculator for generating driving pulses of the altitude angle motor; And
A motor driving unit for driving the azimuth motor and the altitude motor in accordance with the driving pulse to control the position of the heat collecting housing,
Wherein the helicopter control unit is configured to control the helicopter.
제 2항에 있어서, 상기 태양광 감지부는,
상기 조도센서A는 상기 집열하우징의 동쪽 방향에서 태양광을 감지하는 제1 조도센서와 서쪽 방향에서 태양광을 감지하는 제2 조도센서를 포함하고, 상기 조도센서B는 상기 집열하우징의 남쪽 방향에서 태양광을 감지하는 제3 조도센서 및 북쪽 방향에서 태양광을 감지하는 제4 조도센서를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
[3] The apparatus of claim 2,
The illuminance sensor A includes a first illuminance sensor for sensing sunlight in the east direction of the heat collecting housing and a second illuminance sensor for sensing sunlight in the west direction. The illuminance sensor B is disposed in the south direction of the heat collecting housing A third illuminance sensor for sensing sunlight and a fourth illuminance sensor for sensing sunlight in the north direction.
제 2항에 있어서, 상기 구동펄스 산출부는,
상기 조도센서A의 출력 전압값 또는 상기 조도센서B의 출력 전압값의 평균 전압값을 산출하는 평균값 산출부와 상기 조도센서A의 출력 전압값 또는 상기 조도센서B의 출력 전압값이 미리 저장되어 있던 흐림 문턱값보다 크고, 상기 평균 전압값보다 작은지를 판단하는 전압값 비교부 및 상기 판단 결과에 따라 상기 방위각 모터와 상기 고도각 모터의 구동펄스를 생성하는 펄스 생성부를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
The driving method according to claim 2,
An average value calculator for calculating an output voltage value of the illuminance sensor A or an average voltage value of the output voltage value of the illuminance sensor B and an average value calculating unit for calculating an output voltage value of the illuminance sensor A or an output voltage value of the illuminance sensor B And a pulse generator for generating drive pulses of the azimuth motor and the altitude angle motor according to a result of the determination, Using hello start control device.
제 4항에 있어서,
상기 흐림 문턱값은 태양광 집광이 불가능한 상태에서의 상기 조도센서A의 출력 전압값과 상기 조도센서B의 출력 전압값의 평균값인 것을 특징으로 하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the blur threshold value is an average value of an output voltage value of the illuminance sensor A and an output voltage value of the illuminance sensor B in a state in which sunlight condensation is not possible.
제 2항에 있어서, 상기 모터 구동부는,
상기 구동펄스에 따라 상기 방위각 모터를 구동시켜 상기 집열하우징을 동-서 방향으로 제어하는 방위각 모터와, 상기 구동펄스에 따라 상기 고도각 모터를 구동시켜 상기 집열하우징을 남-북 방향으로 제어하는 고도각 모터를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
The motor driving apparatus according to claim 2,
An azimuth angle motor for driving the azimuth angle motor in accordance with the driving pulse to control the azimuth housing in an eccentric direction and an elevation angle control unit for driving the azimuth angle motor in accordance with the driving pulse to control the azimuth housing in the south- A helliostat control device using a hybrid solar tracking device including each motor.
태양열을 집열하는 집열하우징;
상기 집열하우징 주위의 조도센서를 통해 태양광을 감지하여 태양의 위치를 추적하고 방위각 모터와 고도각 모터를 이용하여 상기 집열하우징을 제어하는 태양 위치 추적부;
상기 조도센서를 통해 입력된 출력 전압값으로부터 태양의 위치를 산출하는 태양 위치 산출부;
상기 태양의 태양열복사에너지를 흡수기로 전달하는 헬리오스타트; 및
상기 태양 위치 산출부에서 획득한 태양의 위치를 이용하여 상기 헬리오스타트와 상기 흡수기 및 태양 사이의 형상계수를 최대화시켜 상기 헬리오스타트를 제어하는 헬리오스타트 제어부를 포함하며,
상기 태양 위치 산출부는,
상기 방위각 모터의 시간당 구동펄스를 카운트한 결과에 상기 방위각 모터의 펄스당 구동각도를 곱하여 상기 방위각 모터의 총 구동각도를 산출하는 방위각 산출부와, 상기 고도각 모터의 시간당 구동펄스를 카운트한 결과에 상기 고도각 모터의 펄스당 구동각도를 곱하여 상기 고도각 모터의 총 구동각도를 산출하는 고도각 산출부를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
A heat collecting housing for collecting solar heat;
A sun position tracking unit for detecting sunlight through a light intensity sensor around the heat collecting housing to track the position of the sun and controlling the heat collecting housing using an azimuth angle motor and an altitude angle motor;
A sun position calculating unit for calculating a position of the sun from an output voltage value inputted through the illuminance sensor;
Heliostats for transferring the solar radiation energy of the above-described aspect to the absorber; And
And a heliostat controller for controlling the heliostat by maximizing a shape coefficient between the heliostat, the absorber and the sun using the sun position acquired by the sun position calculator,
The sun position calculating section calculates,
An azimuth angle calculator for calculating a total driving angle of the azimuth motor by multiplying a result of counting driving pulses per hour of the azimuth motor by a driving angle per pulse of the azimuth motor; And an elevation angle calculating unit for calculating a total driving angle of the altitude angle motor by multiplying the driving angle per pulse of the altitude angle motor by the driving angle per pulse.
제 7항에 있어서, 상기 태양 위치 산출부는,
현재 상태 태양의 방위각 및 고도각과 초기 상태 태양의 방위각 및 고도각의 차를 산출하여 모터의 펄스당 구동각도로 나누고 상기 집열하우징의 초기상태 복귀를 위한 구동펄스 수를 산출하는 복귀펄스 산출부를 더 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
8. The apparatus according to claim 7,
Further comprising a return pulse calculating unit for calculating a difference between an azimuth angle and an altitude angle of the current sun and an azimuth angle and an altitude angle of the initial sun and dividing the difference into driving angles per pulse of the motor and calculating a driving pulse number for returning the initial state of the heat collecting housing A device for controlling a helio start using a hybrid type solar tracking device.
태양열을 집열하는 집열하우징;
상기 집열하우징 주위의 조도센서를 통해 태양광을 감지하여 태양의 위치를 추적하고 방위각 모터와 고도각 모터를 이용하여 상기 집열하우징을 제어하는 태양 위치 추적부;
상기 조도센서를 통해 입력된 출력 전압값으로부터 태양의 위치를 산출하는 태양 위치 산출부;
상기 태양의 태양열복사에너지를 흡수기로 전달하는 헬리오스타트; 및
상기 태양 위치 산출부에서 획득한 태양의 위치를 이용하여 상기 헬리오스타트와 상기 흡수기 및 태양 사이의 형상계수를 최대화시켜 상기 헬리오스타트를 제어하는 헬리오스타트 제어부를 포함하며,
상기 헬리오스타트 제어부는,
상기 태양 위치 산출부를 통해 획득한 태양의 위치를 바탕으로 헬리오스타트의 방위각과 고도각 및 구동펄스를 산출하는 헬리오스타트 위치 산출부와, 상기 구동펄스에 따라 헬리오스타트를 제어하는 모터 구동부를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
A heat collecting housing for collecting solar heat;
A sun position tracking unit for detecting sunlight through a light intensity sensor around the heat collecting housing to track the position of the sun and controlling the heat collecting housing using an azimuth angle motor and an altitude angle motor;
A sun position calculating unit for calculating a position of the sun from an output voltage value inputted through the illuminance sensor;
Heliostats for transferring the solar radiation energy of the above-described aspect to the absorber; And
And a heliostat controller for controlling the heliostat by maximizing a shape coefficient between the heliostat, the absorber and the sun using the sun position acquired by the sun position calculator,
The helicopter control unit includes:
A heliostat position calculation unit for calculating an azimuth angle, an altitude angle and a drive pulse of the Heliostat based on the sun position acquired by the sun position calculation unit; and a motor drive unit for controlling the heliostart in accordance with the drive pulse Heliostat control device using a solar tracking device.
제 9항에 있어서, 상기 모터 구동부는,
방위각 모터와 고도각 모터를 포함하며, 상기 방위각 모터의 회전축에 상기 헬리오스타트의 중심부가 위치하며 상기 고도각 모터와 상기 헬리오스타트는 벨트로 연결되도록 구현하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
The motor driving apparatus according to claim 9,
The helicopter control device according to claim 1, further comprising: an azimuth motor and an altitude angle motor, wherein the center of the helicopter is positioned on a rotation axis of the azimuth angle motor, and the altitude angle motor and the helicostat are connected by a belt. .
제 9항에 있어서, 상기 모터 구동부는,
방위각 모터와 고도각 모터를 포함하며, 상기 방위각 모터의 회전축에 상기 헬리오스타트의 중심부가 위치하며 리니어 모터(linear motor)를 이용하여 상기 고도각 모터를 상기 헬리오스타트의 상부에 연결되도록 구현하고 코사인 제2법칙을 통해 상기 고도각 모터를 구동시키는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 장치.
The motor driving apparatus according to claim 9,
The azimuth motor and the elevation angle motor, wherein the central portion of the heliostart is located on the rotation axis of the azimuth angle motor, and the elevation angle motor is connected to the upper portion of the heliostat by using a linear motor, 2 < / RTI > rule for driving the elevation angle motor.
집열하우징 주위의 조도센서를 통해 입력된 출력 전압값으로 태양의 위치를 추적하고, 상기 출력 전압값을 통해 태양 위치 추적부의 방위각 모터와 고도각 모터를 구동시키는 구동펄스를 생성하여 상기 태양의 위치에 따라 상기 집열하우징의 위치를 제어하는 태양 위치 추적 단계;
상기 태양의 방위각 및 고도각을 산출하는 태양 위치 산출 단계; 및
상기 태양의 방위각 및 고도각을 이용하여 헬리오스타트의 방위각과 고도각을 산출하고 구동펄스를 생성하여 상기 헬리오스타트의 위치를 제어하는 단계
를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법.
The position of the sun is tracked by the output voltage value inputted through the ambient light sensor around the heat collecting housing and a driving pulse for driving the azimuth motor and the altitude angle motor of the sun position tracking unit is generated through the output voltage value, A sun position tracking step of controlling the position of the heat collecting housing;
A sun position calculating step of calculating the azimuth angle and altitude angle of the sun; And
Calculating azimuth angle and elevation angle of the Heliostat using the azimuth angle and altitude angle of the sun and generating driving pulses to control the position of the Heliostat
Wherein the method comprises the steps of:
제 12항에 있어서, 상기 태양 위치 추적 단계는,
태양광 감지부를 통해 상기 집열하우징 주위의 태양광을 감지한 조도센서로부터 출력 전압값을 입력받는 단계;
평균값 산출부를 통해 상기 조도센서의 출력 전압값의 평균 전압값을 산출하는 단계;
전압값 비교부를 통해 상기 조도센서의 출력 전압값이 미리 저장되어 있던 흐림 문턱값보다 크고 상기 평균 전압값보다 작은지를 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과에 따라 펄스 생성부를 통해 상기 태양 위치 추적부의 방위각 모터와 고도각 모터를 구동시키는 단계를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법.
13. The method of claim 12,
Receiving an output voltage value from a light intensity sensor that senses sunlight around the heat collecting housing through a solar light sensing unit;
Calculating an average voltage value of an output voltage value of the illuminance sensor through an average value calculating unit;
Determining whether an output voltage value of the illuminance sensor is greater than a previously stored blur threshold value and less than the average voltage value through a voltage value comparator; And
And driving the azimuth motor and the altitude angle motor of the sun position tracking unit through a pulse generator according to the determination result.
제 12항에 있어서, 상기 태양 위치 산출 단계는,
상기 태양 위치 추적부의 방위각 모터와 고도각 모터의 시간당 정방향 구동펄스와 역방향 구동펄스를 카운트하고 펄스당 구동각도를 곱하여 상기 태양 위치 추적부의 방위각 모터와 고도각 모터의 정방향 총 구동각도와 역방향 총 구동각도를 산출하는 단계와, 상기 정방향 총 구동각도와 상기 역방향 총 구동각도의 차를 이용하여 상기 방위각 모터의 회전각도와 상기 고도각 모터의 회전각도를 산출하고 초기상태의 방위각 또는 고도각을 더하여 태양의 방위각 및 고도각을 산출하는 단계를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법.
13. The method according to claim 12,
Wherein the forward driving pulse and the backward driving pulse per hour of the azimuth motor and the altitude angle motor of the sun position tracking unit are counted and multiplied by the driving angle per pulse to calculate the total forward driving angle of the azimuth angle motor and the altitude angle motor, Calculating a rotation angle of the azimuth angle motor and a rotation angle of the altitude angle motor using the difference between the forward total driving angle and the backward total driving angle and adding the azimuth angle or altitude angle of the initial state, And calculating an azimuth angle and an altitude angle based on the azimuth angle and the azimuth angle.
제 12항에 있어서, 상기 태양 위치 산출 단계는,
아래의 수학식을 통해 태양의 방위각
Figure 112012041031534-pat00034
과 태양의 고도각
Figure 112012041031534-pat00035
를 산출하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법.
Figure 112012041031534-pat00036

Figure 112012041031534-pat00037

(여기서,
Figure 112012041031534-pat00038
는 태양의 적위이며,
Figure 112012041031534-pat00039
는 측정자소 위도이고,
Figure 112012041031534-pat00040
는 시간각이다.)
13. The method according to claim 12,
Using the following equation, the azimuth angle of the sun
Figure 112012041031534-pat00034
And the altitude angle of the sun
Figure 112012041031534-pat00035
Of the solar tracking device.
Figure 112012041031534-pat00036

Figure 112012041031534-pat00037

(here,
Figure 112012041031534-pat00038
Is the decay of the sun,
Figure 112012041031534-pat00039
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure 112012041031534-pat00040
Is the time angle.)
제 12항에 있어서, 상기 헬리오스타트 위치 제어 단계는,
상기 헬리오스타트 중심에서 태양 방향의 단위벡터(S)와 헬리오스타트의 중심에서 흡수기 방향의 단위벡터(R)를 통해 형상계수를 최대화하는 상기 헬리오스타트의 입사각을 산출하고, 상기 헬리오스타트의 입사각을 통해 상기 헬리오스타트의 방위각과 고도각을 산출하는 단계와, 상기 헬리오스타트의 방위각 모터와 고도각 모터의 구동을 제어하기 위한 구동펄스를 생성하는 단계 및 상기 구동펄스로 상기 헬리오스타트를 제어하는 단계를 포함하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법.
13. The method according to claim 12,
The angle of incidence of the Heliostat which maximizes the shape coefficient through the unit vector (S) in the sun direction at the center of the Heliostat and the unit vector (R) in the direction of the absorber from the center of the Heliostat is calculated, Calculating an azimuth angle and an altitude angle of the Heliostat; generating drive pulses for controlling driving of the azimuth motor and altimeter motor of the Heliostat; and controlling the helicopter with the drive pulses A method of controlling hello start using a hybrid solar tracking device.
제 16항에 있어서, 상기 헬리오스타트의 방위각과 고도각 산출 단계는,
상기 태양과 상기 흡수기 및 상기 헬리오스타트를 꼭지점으로 하는 삼각형에서 상기 헬리오스타트의 중심에서 태양 방향의 단위벡터(S)와 상기 헬리오스타트의 중심에서 상기 흡수기 방향의 단위벡터(R) 및 코사인 제2법칙을 이용하여 상기 헬리오스타트에서의 법선 방향 단위벡터(H)를 유도하고 상기 헬리오스타트의 중심에서 태양 방향의 단위벡터(S)와 상기 헬리오스타트의 중심에서 상기 흡수기 방향의 단위벡터(R)의 내적을 이용하여 아래의 수학식과 같이 상기 헬리오스타트에서의 입사각(
Figure 112012041031534-pat00041
)을 유도하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법.
Figure 112012041031534-pat00042
17. The method of claim 16, wherein the azimuth angle and altitude angle calculation step of the heliostat comprises:
A unit vector (S) in the sun direction at the center of the heliostat and a unit vector (R) in the direction of the absorber at the center of the heliostat and a cosine second law Direction unit vector (H) in the heliostat and a unit vector (S) in the sun direction at the center of the heliostat and an inner product of the unit vector (S) in the center of the heliostat and the unit vector The angle of incidence in the Heliostat as shown in the following equation
Figure 112012041031534-pat00041
The method of controlling hello start using a hybrid type solar tracker.
Figure 112012041031534-pat00042
제 17항에 있어서, 상기 헬리오스타트의 방위각과 고도각 산출 단계는,
상기 헬리오스타트의 중심에서 태양 방향의 단위벡터(S)와 상기 코사인 제2법칙을 이용한 상기 헬리오스타트에서의 법선 방향 단위벡터(H)를 이용하여 아래의 수학식과 같이 상기 헬리오스타트의 방위각(
Figure 112013078007910-pat00043
)을 산출하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법.
18. The method of claim 17, wherein the azimuth angle and altitude angle calculation step of the heliostat comprises:
Using the unit vector (S) in the sun direction at the center of the HeliStart and the normal direction unit vector (H) in the HeliStart using the second cosine rule, the azimuth angle of the Heliostat
Figure 112013078007910-pat00043
The method of controlling hello start using a hybrid type solar tracker according to claim 1,
제 17항에 있어서, 상기 헬리오스타트의 방위각과 고도각 산출 단계는,
상기 헬리오스타트의 중심에서 태양 방향의 단위벡터(S)와 상기 코사인 제2법칙을 이용한 상기 헬리오스타트에서의 법선 방향 단위벡터(H) 및 상기 헬리오스타트에서의 입사각(
Figure 112013078007910-pat00045
)을 이용하여 아래의 수학식과 같이 상기 헬리오스타트의 고도각(
Figure 112013078007910-pat00046
)을 산출하는 하이브리드식 태양추적장치를 이용한 헬리오스타트 제어 방법.
Figure 112013078007910-pat00047
18. The method of claim 17, wherein the azimuth angle and altitude angle calculation step of the heliostat comprises:
(S) at the center of the Heliostat, the normal direction unit vector (H) in the Heliostatus using the second cosine rule and the incident angle at the Heliostat
Figure 112013078007910-pat00045
) As shown in the following equations: < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013078007910-pat00046
The method of controlling hello start using a hybrid type solar tracker according to claim 1,
Figure 112013078007910-pat00047
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