KR101450149B1 - 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치 - Google Patents

태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101450149B1
KR101450149B1 KR1020130071727A KR20130071727A KR101450149B1 KR 101450149 B1 KR101450149 B1 KR 101450149B1 KR 1020130071727 A KR1020130071727 A KR 1020130071727A KR 20130071727 A KR20130071727 A KR 20130071727A KR 101450149 B1 KR101450149 B1 KR 101450149B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frame
unit
coupled
light
transmission unit
Prior art date
Application number
KR1020130071727A
Other languages
English (en)
Inventor
오세대
Original Assignee
주식회사 엔에스넷
한태곤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엔에스넷, 한태곤 filed Critical 주식회사 엔에스넷
Priority to KR1020130071727A priority Critical patent/KR101450149B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101450149B1 publication Critical patent/KR101450149B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S11/00—Non-electric lighting devices or systems using daylight
    • F21S11/002—Non-electric lighting devices or systems using daylight characterised by the means for collecting or concentrating the sunlight, e.g. parabolic reflectors or Fresnel lenses
    • F21S11/005—Non-electric lighting devices or systems using daylight characterised by the means for collecting or concentrating the sunlight, e.g. parabolic reflectors or Fresnel lenses with tracking means for following the position of the sun
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S11/00—Non-electric lighting devices or systems using daylight
    • F21S11/002—Non-electric lighting devices or systems using daylight characterised by the means for collecting or concentrating the sunlight, e.g. parabolic reflectors or Fresnel lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045—Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V7/00—Reflectors for light sources

Abstract

본 발명은 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집광된 태양광을 전송하는 태양광 전송 장치와 태양광 추적 장치가 일체로 형성되어 태양광 추적과 동시에 집광된 태양광을 실내로 손실없이 전송할 수 있는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치에 관한 것이다.

Description

태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치 {Transmission Device Of Sun Light}
본 발명은 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집광된 태양광을 전송하는 태양광 전송 장치와 태양광 추적 장치가 일체로 형성되어 태양광 추적과 동시에 집광된 태양광을 실내로 손실없이 전송할 수 있는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치에 관한 것이다.
태양 추적식 자연 채광 장치는 집광원리에 따라 반사거울방식(평면 또는 곡면 반사체)과 렌즈방식으로 구분되며, 광전송 방식에 따라서는 반사거울방식과 광섬유방식으로 구분된다.
따라서, 종래의 자연 채광 장치는 태양의 고도에 따라 집광부의 위치를 조절하는 태양 추적 장치와 상기 태양 추적 장치를 통해 집광된 태양광을 실내로 전송하는 태양광 전송 장치가 별도로 제작되고, 상기 태양 추적 장치와 태양광 전송 장치가 결합되는 구조를 가진다.
따라서, 2가지 장치가 독립적으로 제작되어 결합되므로 장치의 면적이 커지게되므로 공간 효율성이 떨어지는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 태양광 추적을 위한 2축 회동과 집광된 직진 평행광을 전송을 동시에 수행할 수 있는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치는 태양광을 집광하여 직진 평행광으로 변환하는 태양광 집광부와 상기 변환된 직진 평행광을 전송하면서 태양의 위치에 따라 상기 태양광 집광부의 위치를 조절하는 태양광 전송 및 집광 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 태양광 집광부는 상하단 중앙부에 관통홀이 형성된 케이스와 상기 관통홀 영역이 관통되도록 형성되고, 상기 케이스 하부에 실장되어 입사된 태양광을 집광하는 초점 영역으로 집광시키는 오목 반사 거울과 상기 초점 영역에 형성되어 상기 오목 반사 거울로부터 집광된 태양광을 고광속의 직진 평행광으로 변환하는 볼록 반사 거울을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 또 다른 실시예에 따라 상기 태양광 집광부는 하단 중앙에 관통홀이 형성된 케이스와 케이스 상단에 형성되어 태양광을 집광하는 프레넬 렌즈 및 상기 프레넬 렌즈로부터 집광된 태양광을 고광속의 직진 평행광으로 변환하는 광 변환 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 광 변환 렌즈는 양면 볼록 렌즈 또는 2개의 대칭형 볼록 렌즈 사이에 오목 렌즈가 결합된 렌즈 모듈로 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 태양광 전송 및 집광 조절부는 상기 태양광 집광부와 연결되고 상기 태양광 집광부로부터 전송된 직진 평행광의 반사시키는 제 1 반사 거울을 구비한 제 1축 회전 전송 유닛과 상기 제 1 축 회전 전송 유닛을 통해 유입된 직진 평행광을 반사시켜 실내로 전송하는 제 2 반사 거울을 구비한 고정 전송 유닛과 케이스와 일체로 결합된 상기 제 1축 회전 전송 유닛과 고정 전송 유닛을 일체로 제 2 축 회전하는 제 2축 회전 유닛 및 상기 제 1 축 회전 전송 유닛과 제 2 축 회전 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1축 회전 전송 유닛은 상기 케이스의 관통홀과 결합되는 부분과 제 2축 회전 전송 유닛과 결합되는 부분에 관통홀이 형성되고 상기 케이스와 결합된 전송 프레임과 상기 전송 프레임과 연결되고, 내부에 제 1 반사 거울이 형성된 회전 프레임과 상기 회전 프레임과 결합된 제 1 회전축과, 상기 제 1 회전축 일단에 일체로 결합된 제 1 기어와, 상기 제 1 기어와 맞물리고 상기 제 1 구동 모터와 결합된 제 2 기어를 구비하는 기어 모듈과, 상기 기어모듈에 제 1축 회동을 위한 동력을 제공하는 제 1 구동 모터를 포함하여 상기 케이스, 전송 프레임과 일체로 상기 회전 프레임을 제 1축 회전시키는 제 1축 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고정 전송 유닛은 상기 제 1축 회전 전송 유닛의 회전 프레임과 결합된 고정 프레임과 상기 고정 프레임 내부에 형성되어 상기 제 1축 회전 전송 유닛의 제 1 반사 거울을 통해 반사되어 유입된 직진 평행광을 제 2축 회전 유닛으로 반사시키는 제 2 반사 거울을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 1 반사 거울과 제 2 반사 거울은 각각 상기 회전 프레임과 고정 프레임 내에서 대각선 방향인 45도 각도로 서로 평행하게 형성되고, 상기 회전 프레임은 제 1축 방향(상하 방향)으로 회동하기 때문에 회전 프레임이 회동한다 하더라도 내부에 형성된 상기 제 1 반사 거울은 항상 45도 각도 평면을 유지하게 되므로 제 2 반사 거울과 항상 평행한 상태를 유지하여 상기 회전 프레임이 어떠한 위치로 회동한다 하더라도 직진 평행광을 90도 각도로 평행하게 반사시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 2축 회전 유닛은 상기 고정 전송 유닛의 고정 프레임과 결합되는 연결 프레임과 상기 연결 프레임이 제 2축 방향으로 회동가능하게 지지하는 지지 프레임과 상기 연결 프레임과 결합되어 상기 연결 프레임을 제 2 축 방향으로 회동 시키는 제 2축 회전 부재를 포함하되, 상기 제 2축 회전 부재는 상기 연결 프레임과 일체로 형성된 제 3 기어와 상기 제 3 기어와 맞물리고 상기 제 2 구동 모터와 결합된 제 4 기어를 포함하는 제 2 기어모듈과, 상기 제 2 기어모듈에 제 2축 회동을 위한 동력을 제공하는 제 2 구동 모터를 포함하고, 상기 연결 프레임은 일측으로 연장되는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트 상에 상기 제 1축 회전 전송 유닛의 제 1 구동 모터의 프레임이 고정 결합되고, 상기 연결 프레임을 제 2축 방향으로 회동시키기 되면 태양광 집광부, 제 1축 회전 전송 유닛 및 고정 유닛이 일체로 제 2축 방향으로 회동하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치는 태양의 위치나 고도에 따라 태양 추적이 가능하도록 2축 회동을 통한 태양광 집광부의 조절과 동시에 상기 태양광 집광부로부터 집광되어 변환된 직진 평행광을 실내로 전송함으로써 공간 상의 제약 없이 설치가 가능한 탁월한 효과가 발생한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 블럭도이고, 도 3은 도 1의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 집광부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 집광부를 통해 집광되어 변환된 직진 평행광이 실내로 전송되는 것을 도시한 광 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제 1축 회전 전송 유닛이 제 1축 방향으로 회동하여 태양광 집광부의 각도가 조절되는 것을 도시한 것이고, 도 7은 제 2축 회전 유닛이 제 2축방향으로 회동하여 태양광 집광부의 방향이 조절되는 것을 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 블럭도이고, 도 3은 도 1의 단면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치는 태양광을 실내로 전송하기 위해 집광하는 태양광 집광부(10)와 상기 태양광 집광부로부터 집광된 광을 실내로 전송하면서 상기 태양 추적 센서로부터 감지된 태양의 위치에 따라 상기 태양광 집광부의 위치를 조절하는 태양광 전송 및 집광 조절부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 태양광 집광부(10)는 하단 중앙부에 관통홀(111)이 형성된 케이스(110)와 상기 관통홀 영역이 관통되도록 형성되고, 상기 케이스 내에 실장되어 입사된 태양광을 집광하는 초점 영역으로 집광시키는 오목 반사 거울(120)과 상기 초점 영역에 형성되어 상기 오목 반사 거울로부터 집광된 태양광을 고광속의 직진 평행광으로 변환하는 볼록 반사 거울(130)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 볼록 반사 거울(130)은 상기 오목 반사 거울(120)로부터 초점 영역으로 집광된 태양광을 고 광속(光束)의 직진 태양광으로 변환하여 상기 관통홀로 입사시키게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 집광부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태양광 집광부(10)는 하단 중앙에 관통홀이 형성된 케이스(110)와 케이스 상단에 형성된 프레넬 렌즈(140)와 상기 프레넬 렌즈로부터 집광된 태양광을 고광속의 직진 평행광으로 변환하는 광 변환 렌즈(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 광 변환 렌즈(150)는 양면 볼록 렌즈로 구성될 수 있으며, 2개의 대칭형 볼록 렌즈 사이에 오목 렌즈가 결합되는 렌즈 모듈로 구성될 수 있다.
상기 광 변환 렌즈(150)를 양면 볼록 렌즈로 구성할 경우 상면의 볼록 렌즈부를 통해 유입되는 광이 확산하는 것을 하면의 볼록 렌즈가 집중시켜 직진 평행광으로 변환할 수 있다.
그리고, 상기 2개의 볼록 렌즈 사이에 오목 렌즈가 포함될 경우 직진성을 더 높일 수 있으므로 고 품질의 직진 평행광으로 변환할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 태양광 전송 및 집광 조절부는 상기 태양광 집광부와 연결되고 상기 태양광 집광부로부터 전송된 직진 평행광의 반사시키는 제 1 반사 거울을 구비한 제 1축 회전 전송 유닛(20)과 상기 제 1 축 회전 전송 유닛을 통해 유입된 직진 평행광을 반사시켜 실내로 전송하는 제 2 반사 거울을 구비한 고정 전송 유닛(30)과 케이스와 일체로 결합된 상기 제 1축 회전 전송 유닛과 고정 전송 유닛을 일체로 제 2 축 회전하는 제 2축 회전 유닛(40)과 상기 제 1 축 회전 전송 유닛과 제 2 축 회전 유닛의 동작을 제어하는 제어부(50)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1축 회전 전송 유닛(20)은 상기 케이스의 관통홀과 결합되는 부분과 제 2축 회전 전송 유닛과 결합되는 부분에 관통홀이 형성되고 상기 케이스와 결합된 전송 프레임(210)과 상기 전송 프레임과 연결된 회전 프레임(220)과 상기 회전 프레임 내부에 형성된 제 1 반사 거울(221)과 상기 케이스와 일체로 형성된 회전 프레임을 제 1축 회전시키는 제 1축 회전부재(230)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 케이스(110)와 전송 프레임(210) 및 회전 프레임(220)은 일체로 결합되므로 상기 회전 프레임(220)이 회동할 때 동시에 회동하게 된다.
상기 제 1축 회전부재(230)는 상기 회전 프레임과 결합된 제 1 회전축(231)과 상기 회전축의 일단에 형성된 기어모듈과 상기 기어모듈에 동력을 제공하는 제 1 구동 모터(234)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 기어 모듈은 상기 제 1 회전축과 일체로 결합된 제 1 기어(232)와 상기 제 1 기어와 맞물리고 상기 제 1 구동 모터와 결합된 제 2 기어(233)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 1 및 2 기어(232, 233)는 기어가 조합된 기어 어셈블리로 구성될 수 있으며, 회전방향이 동일한 스퍼 기어 또는 헬리컬 기어로 구성될 수 있지만, 회전 방향이 서로 수직을 이루는 나사 기어 또는 웜과 웜힐 기어로 구성될 수 있다.
상기 케이스(110)와 전송 프레임(210) 및 회전 프레임(220)은 일체로 형성되므로 상기 회전 프레임(220)이 회동하면 상기 케이스(110)도 동시에 회동하게 된다. 따라서, 상기 회전 프레임(220)을 회동시켜 케이스(110)를 회동시킬 수 있으며, 이를 통해 태양광 집광부(10)의 각도를 조절할 수 있다.
상기 전송 프레임(210)은 상기 태양광 집광부를 통해 변환된 직진 평행광을 회전 프레임의 제 1 반사 거울(221)로 전송하는 역할을 담당하고, 상기 전송 프레임(210)의 길이는 손실 없이 직진 평행광을 전송하기 위해 중요한 설계 요소이다.
따라서, 상기 제 1축 회전부재(230)는 태양의 고도에 따라 상기 태양광 집광부의 상하 각도를 직접 조절하는 역할을 담당한다.
상기 고정 전송 유닛(30)은 상기 제 1축 회전 전송 유닛과 결합된 고정 프레임(310)과 상기 고정 프레임 내부에 형성되어 상기 제 1축 회전 전송 유닛의 제 1 반사 거울(321)을 통해 반사되어 유입된 직진 평행광을 실내로 반사시키는 제 2 반사 거울(321)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정 프레임(310)은 상기 회전 프레임과 결합되는 면과 하부의 제 2축 회전 유닛과 결합되는 면에 각각 상기 직진 평팽광을 전송하기 위한 관통홀이 형성된다.
상기 고정 프레임(310)과 회전 프레임은 블럭 결합 형태로 결합되고, 상기 회전 프레임(220)의 회전축이 회동가능하도록 힌지 결합되는 힌지단으로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 회전 프레임(220)은 회동하지만, 상기 고정 프레임은 고정된 상태를 유지하게 된다.
상기 제 1 반사 거울(221)과 제 2 반사 거울(321)은 회전 프레임(220)과 고정 프레임(310)내에서 대각선 방향인 45도 각도로 평행하게 형성된다.
여기서,상기 회전 프레임(220)은 제 1축 방향(상하 방향)으로 회동하기 때문에 회전 프레임이 회동한다 하더라도 내부에 형성된 제 1 반사 거울(221)은 항상 45도 각도 평면을 유지하게 되므로 제 2 반사 거울(321)과 항상 평행한 상태를 유지하게 된다. 따라서, 상기 회전 프레임(220)이 어떠한 위치로 회동한다 하더라도 직진 평행광을 90도 각도로 반사시킬 수 있다.
상기 제 2축 회전 유닛(40)은 상기 고정 전송 유닛의 고정 프레임(310)과 결합되는 연결 프레임(410)과 상기 연결 프레임이 회동가능하게 지지하는 지지 프레임(420)과 상기 연결 프레임과 결합되어 상기 연결 프레임을 제 2 축 회동 시키는 제 2축 회전 부재(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연결 프레임(410) 하부는 실내 공간이며 손실없이 직진 평행광을 내부로 전송시키기 위해 상기 연결 프레임(410) 하단에 릴레이 렌즈(412)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 릴레이 렌즈(412)는 단일의 오목렌즈 또는 볼록렌즈로 구성될 수 있으며, 오목렌즈와 볼록렌즈가 결합된 형태로 구성되어 확산되는 광을 다시 집중시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 릴레이 렌즈가 단일의 오목렌즈로 구성될 경우 집광된 광이 초점을 렌즈 근방에 형성되어 집광된 광이 다시 확산될 수 있으며, 이 경우 릴레이 렌즈가 촘촘히 배치되어야 하므로 소요되는 릴레이 렌즈의 수가 증가하게 되고, 이에 따라 설치 비용이 증가하고, 릴레이 렌즈 설치에 따른 시공성이 떨어질 수 있다.
그리고 상기 릴레이 렌즈가 단일의 볼록렌즈로 구성될 경우 오목 렌즈에 비해 광의 초점영역이 길어지는 효과는 발생하지만, 광의 밀도가 낮은 상태로 광이 전송되므로 집광효율이 떨어질 수 있다.
따라서, 상기 오목렌즈와 볼록렌즈가 결합된 형태로 구성할 경우 오목렌즈를 통과하여 초점 영역으로 향하는 광은 고밀도의 고광속 광이되고, 볼록렌즈에 입사되어 볼록렌즈의 초점 영역까지 집광되므로 상기 단일의 오목렌즈 또는 볼록렌즈로 구성되어 발생하는 문제를 동시에 해결할 수 있다.
상기 연결 프레임(410)은 일측으로 연장되는 플레이트(411)를 포함하고, 상기 플레이트(411) 상에는 상기 제 1축 회전 전송 유닛의 제 1 구동 모터(234)의 프레임이 고정 결합된다.
따라서, 상기 연결 프레임(410)을 제 2축 방향으로 회동시키기 되면 상기 제 1축 회전 전송 유닛(20)과 고정 유닛(30)이 일체로 제 2축 방향으로 회동하게 되고, 상기 제 1축 회전 전송 유닛(20)은 태양광 집광부(10)와 일체로 결합되므로 상기 연결 프레임(410)을 제 2축 방향으로 회동시키기 되면 상기 태양광 집광부(10)가 제 2축 방향으로 회동된다.
여기서, 상기 제 1축은 상하 방향으로 정의되고, 제 2축은 좌우 방향으로 정의될 수 있다.
결국, 태양 집광부(10)는 상기 제 1축 회전 전송 유닛(20)을 통해 제 1축으로 회동가능하고, 상기 제 2축 회전 유닛(30)을 통해 제 2축으로 회동가능하므로 제 1축 회동을 통해 태양의 고도에 따른 상하 각도 조절과 제 2축 회동을 통해 태양의 위치에 따른 좌우 방향 조절이 가능하다.
상기 제 2축 회전부재(430)는 상기 연결 프레임과 결합된 제 2 기어모듈과 상기 기어모듈에 동력을 제공하는 제 2 구동 모터(433)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 2 기어모듈은 상기 연결 프레임과 일체로 형성된 제 3 기어(431)와 상기 제 3 기어와 맞물리고 상기 제 2 구동 모터와 결합된 제 4 기어(432)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 3 기어는 상기 연결 프레임(410)의 외주에 결합되어 형성될 수 있으며, 상기 제 4 기어와 맞물려서 상기 제 2 구동 모터(433)의 구동력에 의해 수평 방향으로 회전하게 된다.
상기 제 3 및 4 기어(431,432)는 회전 방향이 서로 수직을 이루는 나사 기어, 웜과 웜힐 기어 또는 베벨 기어로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양광 집광부를 통해 집광되어 변환된 직진 평행광이 실내로 전송되는 것을 도시한 광 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 태양광 집광부(10)의 오목 반사 거울(120)으로 태양광이 유입되면 상기 오목 반사 거울(120)을 통해 반사된 광이 초점 영역으로 집광된다.
상기 집광된 태양광은 상기 초점 영역에 형성된 볼록 반사 거울(130)을 통해 반사되면서 고 광속의 직진 평행광으로 변환된다.
상기 직진 평행광은 제 1 회전 전송 유닛의 전송 프레임(210)을 통과하고, 회전 프레임의 제 1 반사 거울(221)에 도달하여 반사되어 고정 전송 유닛의 고정 프레임(310)에 형성된 제 2 반사 거울(321)로 도달하고 반사되어 연결 프레임(410)내부로 유입된다.
상기 연결 프레임을 지지하는 지지프레임은 실내와 연결되는 부분이므로 상기 연결 프레임 내부로 유입된 직진 평행광이 실내로 유입된다.
여기서, 손실없이 태양광을 집광시키고, 집광된 직진 평행광을 손실없이 내부로 전송하기 위해서 오목 반사 거울과 볼록 반사 거울 사이의 전송 거리(L1)와 상기 볼록 반사 거울로부터 제 1반사 거울사이의 전송 거리(L2)와 상기 제 1반사 거울로부터 제 2반사 거울사이의 전송 거리(L3) 및 상기 제 2반사 거울로부터 릴레이 렌즈사이의 전송 거리(L4)의 설계가 매우 중요하다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제 1축 회전 전송 유닛이 제 1축 방향으로 회동하여 태양광 집광부의 각도가 조절되는 것을 도시한 것이고, 도 7은 제 2축 회전 유닛이 제 2축방향으로 회동하여 태양광 집광부의 방향이 조절되는 것을 도시한 것이다.
따라서, 제어부(50)는 위도 및 시간대 별 태양의 위치 정보를 토대로 상기 태양의 고도를 산출하고, 상기 태양의 고도와 방향에 따라 제 1축 회전부재 및 제 2축 회전부재를 구동시켜 태양광 집광부의 각도와 방향을 조절하여 태양의 위치를 추적하여 태양광을 집광할 수 있다.
10 : 태양광 집광부 20 : 제 1축 회전 전송 유닛
30 : 고정 전송 유닛 40 : 제 2축 회전 유닛
50 : 제어부

Claims (9)

  1. 태양광을 집광하여 직진 평행광으로 변환하는 태양광 집광부와;
    태양광 추적을 위한 2축 회동하여 상기 태양광 집광부의 위치를 조절함과 동시에 상기 변환된 직진 평행광을 전송하는 태양광 전송 및 집광 조절부를 포함하고;
    상기 태양광 전송 및 집광 조절부는
    상기 태양광 집광부와 연결되고 상기 태양광 집광부로부터 전송된 직진 평행광의 반사시키는 제 1 반사 거울을 구비한 제 1축 회전 전송 유닛과;
    상기 제 1 축 회전 전송 유닛을 통해 유입된 직진 평행광을 반사시켜 실내로 전송하는 제 2 반사 거울을 구비한 고정 전송 유닛과;
    상기 고정 전송 유닛과 결합되고, 상기 태양광 집광부의 케이스와 일체로 결합된 상기 제 1축 회전 전송 유닛과 고정 전송 유닛을 일체로 제 2 축 회전하는 제 2축 회전 유닛 및;
    상기 제 1 축 회전 전송 유닛과 제 2 축 회전 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 태양광 집광부는
    상하단 중앙부에 관통홀이 형성된 케이스와;
    상기 관통홀 영역이 관통되도록 형성되고, 상기 케이스 하부에 실장되어 입사된 태양광을 집광하는 초점 영역으로 집광시키는 오목 반사 거울과;
    상기 초점 영역에 형성되어 상기 오목 반사 거울로부터 집광된 태양광을 고광속의 직진 평행광으로 변환하는 볼록 반사 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 태양광 집광부는
    하단 중앙에 관통홀이 형성된 케이스와;
    케이스 상단에 형성되어 태양광을 집광하는 프레넬 렌즈 및;
    상기 프레넬 렌즈로부터 집광된 태양광을 고광속의 직진 평행광으로 변환하는 광 변환 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 광 변환 렌즈는
    양면 볼록 렌즈 또는 2개의 대칭형 볼록 렌즈 사이에 오목 렌즈가 결합된 렌즈 모듈로 형성된 것을 특징으로 하는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1축 회전 전송 유닛은
    상기 케이스의 관통홀과 결합되는 부분과 제 2축 회전 전송 유닛과 결합되는 부분에 관통홀이 형성되고 상기 케이스와 결합된 전송 프레임과;
    상기 전송 프레임과 연결되고, 내부에 제 1 반사 거울이 형성된 회전 프레임과;
    상기 회전 프레임과 결합된 제 1 회전축과, 상기 제 1 회전축 일단에 일체로 결합된 제 1 기어와, 상기 제 1 기어와 맞물리고 상기 제 1 구동 모터와 결합된 제 2 기어를 구비하는 기어 모듈과, 상기 기어모듈에 제 1축 회동을 위한 동력을 제공하는 제 1 구동 모터를 포함하여 상기 케이스, 전송 프레임과 일체로 상기 회전 프레임을 제 1축 회전시키는 제 1축 회전부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 고정 전송 유닛은
    상기 제 1축 회전 전송 유닛의 회전 프레임과 결합된 고정 프레임과;
    상기 고정 프레임 내부에 형성되어 상기 제 1축 회전 전송 유닛의 제 1 반사 거울을 통해 반사되어 유입된 직진 평행광을 제 2축 회전 유닛으로 반사시키는 제 2 반사 거울을 포함하는 것을 특징으로 하는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 반사 거울과 제 2 반사 거울은
    각각 상기 회전 프레임과 고정 프레임 내에서 대각선 방향인 45도 각도로 서로 평행하게 형성되고;
    상기 회전 프레임은 제 1축 방향(상하 방향)으로 회동하기 때문에 회전 프레임이 회동한다 하더라도 내부에 형성된 상기 제 1 반사 거울은 항상 45도 각도 평면을 유지하게 되므로 제 2 반사 거울과 항상 평행한 상태를 유지하여 상기 회전 프레임이 어떠한 위치로 회동한다 하더라도 직진 평행광을 90도 각도로 평행하게 반사시키는 것을 특징으로 하는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2축 회전 유닛은
    상기 고정 전송 유닛의 고정 프레임과 결합되는 연결 프레임과;
    상기 연결 프레임이 제 2축 방향으로 회동가능하게 지지하는 지지 프레임과;
    상기 연결 프레임과 결합되어 상기 연결 프레임을 제 2 축 방향으로 회동 시키는 제 2축 회전 부재를 포함하되;
    상기 제 2축 회전 부재는
    상기 연결 프레임과 일체로 형성된 제 3 기어와 상기 제 3 기어와 맞물리고 제 2 구동 모터와 결합된 제 4 기어를 포함하는 제 2 기어모듈과, 상기 제 2 기어모듈에 제 2축 회동을 위한 동력을 제공하는 제 2 구동 모터를 포함하고;
    상기 연결 프레임은
    일측으로 연장되는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트 상에 상기 제 1축 회전 전송 유닛의 제 1 구동 모터의 프레임이 고정 결합되고;
    상기 연결 프레임을 제 2축 방향으로 회동시키기 되면 태양광 집광부, 제 1축 회전 전송 유닛 및 고정 유닛이 일체로 제 2축 방향으로 회동하는 것을 특징으로 하는 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치.
KR1020130071727A 2013-06-21 2013-06-21 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치 KR101450149B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130071727A KR101450149B1 (ko) 2013-06-21 2013-06-21 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130071727A KR101450149B1 (ko) 2013-06-21 2013-06-21 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101450149B1 true KR101450149B1 (ko) 2014-10-13

Family

ID=51997500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130071727A KR101450149B1 (ko) 2013-06-21 2013-06-21 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101450149B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016093397A1 (ko) * 2014-12-11 2016-06-16 장민준 솔라셀 모듈을 구비한 온실
KR200488502Y1 (ko) * 2017-08-08 2019-02-12 이왕희 자연 채광 전도 장치
KR102338760B1 (ko) * 2020-08-06 2021-12-10 한국항로표지기술원 태양광에 의한 열화를 방지하는 기능을 갖는 등명기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100880683B1 (ko) * 2007-08-27 2009-02-02 주식회사 엔에스넷 태양광 집광 시스템
KR100951737B1 (ko) * 2009-06-19 2010-04-08 오세대 자연 채광 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100880683B1 (ko) * 2007-08-27 2009-02-02 주식회사 엔에스넷 태양광 집광 시스템
KR100951737B1 (ko) * 2009-06-19 2010-04-08 오세대 자연 채광 장치 및 이를 이용한 하이브리드 조명 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016093397A1 (ko) * 2014-12-11 2016-06-16 장민준 솔라셀 모듈을 구비한 온실
KR200488502Y1 (ko) * 2017-08-08 2019-02-12 이왕희 자연 채광 전도 장치
KR102338760B1 (ko) * 2020-08-06 2021-12-10 한국항로표지기술원 태양광에 의한 열화를 방지하는 기능을 갖는 등명기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100880683B1 (ko) 태양광 집광 시스템
US8528541B2 (en) Solar collection apparatus and methods
US6231197B1 (en) Heliostat for sunlight collecting system
JP2008518192A (ja) 集光装置
JP2008546195A (ja) 太陽光線集中装置
ZA200409438B (en) Day lighting device.
KR101450149B1 (ko) 태양 추적이 가능한 일체형 태양광 전송 장치
WO2000071942A1 (fr) Capteur du trace des rayons du soleil et son utilisation dans un dispositif de trace automatique des rayons du soleil
US10345563B2 (en) Sunlight collection system with asymmetric catadioptric optics
AU2016434337B2 (en) Concentrating solar apparatus
CN104620060A (zh) 太阳跟踪式聚光装置
US8902505B2 (en) Opto-mechanical joint assemblies
KR100996634B1 (ko) 복합 링크절 경위대식 가대 구조의 추적형 채광 장치
TW202020295A (zh) 側聚光型太陽能百葉窗
KR102483107B1 (ko) 슬라이딩 구조를 이용하여 집광부의 각도 조절이 가능한 태양광 집광 장치
KR20100037912A (ko) 고효율 태양광 조명시스템
CN2572217Y (zh) 利用阳光进行室内照明的装置
KR101671455B1 (ko) 태양광 조명, 살균 및 열전발전을 위한 태양광 집광기
US9344031B2 (en) Concentrator-driven, photovoltaic power generator
KR101372545B1 (ko) 태양광 추적이 가능한 반사 부재
CN101487926A (zh) 背阳面或缺光面全自动补光系统
WO2017063391A1 (zh) 一种太阳光照明系统
KR101170318B1 (ko) 건축물의 창문 일체형 추적방식 채광장치
CN203147619U (zh) 一种光线立体追踪采集装置
CA3030595C (en) Light collection device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181008

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191007

Year of fee payment: 6