KR101770681B1 - Apparatus for collecting Solar radiation including a solar tracking sensor unit - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광을 집열하기 위한 제1 집열판 및 제2 집열판을 구비하며, 지면에 대하여 일정 설치각을 가지면서 배치되는 집열유닛; 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 독립적으로 회동가능하게 지지하는 본체프레임과, 상기 본체프레임을 회동가능하게 지지하는 지지프레임을 구비하는 프레임유닛; 하루 동안의 태양의 위치를 따라 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 동시에 회전시키기 위한 제1 구동유닛; 상기 집열유닛의 설치각에 따라 상기 본체프레임을 회전시키기 위한 제2 구동유닛; 상기 집열유닛의 상면에 설치되어 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판에 태양광이 수직으로 입사되도록 상기 제1 구동유닛과 상기 제2 구동유닛을 제어하기 위한 신호를 산출하는 태양광 추적센서유닛; 그리고, 상기 태양광 추적센서유닛에서 출력되는 신호를 바탕으로 상기 제1 구동유닛 및 상기 제2 구동유닛을 동시에 제어하는 제어유닛을 포함하는 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치를 제공한다.The present invention relates to a heat collecting unit comprising a first heat collecting plate and a second heat collecting plate for collecting sunlight and having a predetermined angle with respect to the ground; A main body frame rotatably supporting the first heat collecting plate and the second heat collecting plate independently; and a support frame rotatably supporting the main body frame; A first driving unit for simultaneously rotating the first heat collecting plate and the second heat collecting plate along the sun's position for one day; A second driving unit for rotating the main body frame according to an installation angle of the heat collecting unit; A solar tracking sensor unit installed on an upper surface of the heat collecting unit to calculate a signal for controlling the first driving unit and the second driving unit so that sunlight is vertically incident on the first heat collecting plate and the second heat collecting plate; And a control unit for controlling the first driving unit and the second driving unit simultaneously based on a signal output from the solar tracking sensor unit.

Figure R1020150136280
Figure R1020150136280

Description

태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치{Apparatus for collecting Solar radiation including a solar tracking sensor unit}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a solar collecting apparatus having a solar tracking sensor unit,

본 발명은 태양광 집열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광 추적센서유닛을 사용하여 태양광을 추적하면서 복수 개의 집열판을 동시에 제어함으로써 태양광의 집열효율을 높일 수 있는 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar collecting apparatus, and more particularly, to a solar collecting apparatus having a solar tracking sensor unit capable of increasing solar collecting efficiency by simultaneously controlling a plurality of heat collecting plates while tracking sunlight using a solar tracking sensor unit To a solar collecting device.

최근 들어서 전세계는 한정된 전기 및 가스, 석유 자원에만 의존해온 영향으로 인해 원유가가 급등하고 있는 반면에 인류가 대부분 석유 에너지의 사용에 따른 온실가스의 증가 등으로 환경오염 문제가 심각하게 제기되고 있다.In recent years, oil prices have skyrocketed due to limited dependence on electricity, gas, and petroleum resources. However, humanity is seriously raising environmental pollution problems due to the increase of greenhouse gas due to the use of petroleum energy.

이에 따라, 환경적인 공해가 발생되지 않고 친환경 차원에서 무한정으로 사용할 수 있는 태양광을 비롯하여 풍력, 조력 등 자연을 이용한 대체 에너지의 개발에 대한 관심이 집중되고 있다.Accordingly, attention has been focused on the development of alternative energy sources such as solar energy, wind power, and tidal energy, which can be used indefinitely in an environmentally friendly manner without causing environmental pollution.

그 중에서도 특히 태양광을 이용하여 가정 및 산업체에 사용되는 온수 또는 난방용수에 필요한 열에너지를 생산하기 위한 장치의 개발이 활발히 진행되고 있는 실정이다.Particularly, development of a device for producing heat energy necessary for hot water or heating water used in home and industry by using sunlight is being actively developed.

태양광 발전의 방식은 크게 고정식과 추적식으로 분류할 수 있는데, 고정식은 태양광 발전설비를 연중 태양에너지를 가장 많이 흡수할 수 있는 고도각과 방위각에 맞추어 고정하는 것을 의미하고, 추적식은 태양의 고도각과 방위각을 지속적으로 추적하여 태양광 발전설비가 최고의 효율을 내도록 하는 것을 의미한다.The method of solar power generation can be broadly divided into a fixed type and a tracking type. The fixed type means fixing the solar power generation equipment according to the altitude and azimuth angle that can absorb most solar energy during the year, It means to keep the angle and the azimuth angle constantly and to make the solar power plant the best efficiency.

효율적인 측면에서는 추적식이 고정식보다 20~40%이상의 발전효율이 높으나 설치비가 고정식 대비 상대적으로 많고 유지보수의 어려움 때문에 고정식이 주로 설치되고 있는 실정이다. 최근에는 효율을 높이면서도 설치 및 유지보수가 간편한 추적식에 대한 연구가 많이 진행되고 있다.In terms of efficiency, the tracking system has a power generation efficiency of 20 ~ 40% higher than that of the stationary system, but the installation cost is relatively large compared to the fixed system and the fixed system is mainly installed because of maintenance difficulty. Recently, a lot of studies have been conducted on the tracking system which is easy to install and maintain while increasing the efficiency.

한국공개특허공보 10-2011-0124824호 (발명의 명칭 : 태양광 추적용 구동장치, 공개일 : 2011.11.18)Korean Unexamined Patent Application Publication No. 10-2011-0124824 (Title: Driving Device for Solar Tracking, Published on November 18, 2011)

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 태양광 추적센서유닛에서 출력되는 신호를 바탕으로 제1 구동모터 및 제2 구동모터를 동시에 제어하면서 복 수개의 집열판의 지면에 대한 설치각을 제어함과 동시에 복수 개의 집열판이 동시에 하루 중의 태양을 따라 이동하도록 함으로써 태양광의 집열효율을 높일 수 있는 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling an installation angle of a plurality of heat collecting plates on the ground while simultaneously controlling a first driving motor and a second driving motor based on a signal output from a solar tracking sensor unit, And to provide a solar collecting apparatus having a solar tracking sensor unit capable of increasing the solar collecting efficiency by allowing the heat collecting plates to move along the sun during the day at the same time.

상술한 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 태양광을 집열하기 위한 제1 집열판 및 제2 집열판을 구비하며, 지면에 대하여 일정 설치각을 가지면서 배치되는 집열유닛; 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 독립적으로 회동가능하게 지지하는 본체프레임과, 상기 본체프레임을 회동가능하게 지지하는 지지프레임을 구비하는 프레임유닛; 하루 동안의 태양의 위치를 따라 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 동시에 회전시키기 위한 제1 구동유닛; 상기 집열유닛의 설치각에 따라 상기 본체프레임을 회전시키기 위한 제2 구동유닛; 상기 집열유닛의 상면에 설치되어 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판에 태양광이 수직으로 입사되도록 상기 제1 구동유닛과 상기 제2 구동유닛을 제어하기 위한 신호를 산출하는 태양광 추적센서유닛; 그리고, 상기 태양광 추적센서유닛에서 출력되는 신호를 바탕으로 상기 제1 구동유닛 및 상기 제2 구동유닛을 동시에 제어하는 제어유닛을 포함하는 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat collecting unit including a first heat collecting plate and a second heat collecting plate for collecting sunlight, the heat collecting unit having a predetermined angle with respect to the ground; A main body frame rotatably supporting the first heat collecting plate and the second heat collecting plate independently; and a support frame rotatably supporting the main body frame; A first driving unit for simultaneously rotating the first heat collecting plate and the second heat collecting plate along the sun's position for one day; A second driving unit for rotating the main body frame according to an installation angle of the heat collecting unit; A solar tracking sensor unit installed on an upper surface of the heat collecting unit to calculate a signal for controlling the first driving unit and the second driving unit so that sunlight is vertically incident on the first heat collecting plate and the second heat collecting plate; And a control unit for controlling the first driving unit and the second driving unit simultaneously based on a signal output from the solar tracking sensor unit.

상기 태양광 추적센서유닛은 피라미드 형상의 센서본체와, 상기 센서본체의 표면 중 제1 외측면 및 제2 외측면에 대칭되도록 배치되어 한 쌍을 이루는 제1 태양전지 및 제2 태양전지와, 상기 센서본체의 표면 중 제3 외측면 및 제4 외측면에 대향되록 배치되어 한 쌍을 이루는 제3 태양전지 및 제4 태양전지를 포함할 수 있다.Wherein the solar tracking sensor unit comprises a pyramid-shaped sensor body, a first solar cell and a second solar cell arranged to be symmetrical with respect to a first outer side surface and a second outer side surface of the sensor body, And a third solar cell and a fourth solar cell which are arranged opposite to the third outer side surface and the fourth outer side surface of the surface of the sensor body and form a pair.

상기 제어유닛은 상기 제1 태양전지에서 출력되는 제1 출력신호값과 상기 제2 태양전지에서 출력되는 제2 출력신호값을 비교하여 제1 차이값을 산출하는 제1 연산부와, 상기 제3 태양전지에서 출력되는 제3 출력신호값과 상기 제4 태양전지에서 출력되는 제4 출력신호값을 비교하여 제2 차이값을 산출하는 제2 연산부를 포함할 수 있다.Wherein the control unit includes a first calculation unit for calculating a first difference value by comparing a first output signal value output from the first solar cell and a second output signal value output from the second solar cell, And a second operation unit for comparing a third output signal value output from the battery with a fourth output signal value output from the fourth solar cell to calculate a second difference value.

상기 제어유닛은 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판의 상면이 태양광에 수직을 이루면서 태양을 따라 이동하도록 하기 위하여 상기 제1 출력신호값과 상기 제2 출력신호값이 동일한 값을 가지도록 상기 제1 차이값에 바탕을 둔 제1 제어신호를 산출하여 상기 제1 구동유닛을 제어하는 제1 제어부와, 상기 집열유닛의 설치각을 조정하여 해당 지역의 위도에서 가장 많은 태양광을 받을 수 있도록 하기 위하여 상기 제3 출력신호값과 상기 제4 출력신호값이 동일한 값을 가지도록 상기 제2 차이값에 바탕을 둔 제2 제어신호를 산출하여 상기 제2 구동유닛을 제어하는 제2 제어부를 더 포함할 수 있다.Wherein the control unit controls the first and second heat collecting plates so that the upper and lower surfaces of the first and second heat collecting plates are perpendicular to the sunlight and move along the sun, A first control unit for controlling the first driving unit by calculating a first control signal based on the first difference value, and a second control unit for adjusting the installation angle of the collecting unit so as to receive the largest amount of sunlight at a latitude of the area And a second control unit for controlling the second driving unit by calculating a second control signal based on the second difference value so that the third output signal value and the fourth output signal value have the same value can do.

상기 제1 구동유닛은 상기 본체프레임이 고정된 상태에서 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 태양의 위치에 따라 회전시키기 위한 제1 구동모터와, 상기 제1 구동모터에 결합된 스크류와, 상기 스크류와 맞물리면서 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 동시에 회전시키는 기어부를 포함할 수 있다.The first driving unit includes a first driving motor for rotating the first and second heat collecting plates according to the position of the sun while the main frame is fixed, a screw coupled to the first driving motor, And a gear portion for rotating the first heat collecting plate and the second heat collecting plate simultaneously while engaging with the screw.

상기 제2 구동유닛은 상기 지지프레임상에 설치되어 상기 본체프레임을 상기 집열유닛의 설치각에 따라 회전시키기 위한 제2 구동모터를 포함할 수 있다.The second driving unit may include a second driving motor installed on the supporting frame and rotating the main frame in accordance with an installation angle of the heat collecting unit.

본 발명에 따른 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치는 태양광 추적센서유닛에서 출력되는 신호를 바탕으로 제1 구동모터 및 제2 구동모터를 동시에 제어하면서 복 수개의 집열판의 지면에 대한 설치각을 제어함과 동시에 복수 개의 집열판이 동시에 하루 중의 태양을 따라 이동하도록 함으로써 태양광의 집열효율을 높일 수 있는 이점이 있다.The solar collecting apparatus having the solar ray tracking sensor unit according to the present invention can simultaneously control the first driving motor and the second driving motor on the basis of the signal output from the solar ray tracking sensor unit, So that the heat collection efficiency of the sunlight can be increased by allowing the plurality of heat collecting plates to simultaneously move along the sun during the day.

도 1은 본 발명에 따른 태양광 집열장치의 일 실시예에 대한 사시도를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 태양광 집열장치에 구비된 태양광 추적센서유닛을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 태양광 추적센서유닛의 작동을 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 4는 도 1의 태양광 집열장치의 요부 평면도이다.
도 5는 도 1의 태양광 집열장치의 요부 단면도이다.1 is a perspective view illustrating an embodiment of a solar collecting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a solar tracking sensor unit provided in the solar collecting apparatus of FIG. 1. FIG.
Fig. 3 is a schematic circuit diagram for explaining the operation of the solar tracking sensor unit of Fig. 2; Fig.
Fig. 4 is a plan view of the principal part of the solar light collecting apparatus of Fig. 1;
Fig. 5 is a cross-sectional view of the main part of the solar collector device of Fig. 1;

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention in which the above-mentioned problems to be solved can be specifically realized will be described with reference to the accompanying drawings. In describing the embodiments, the same names and the same symbols are used for the same configurations, and additional description therefor will be omitted below.

도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치의 일 실시 예를 설명한다.1 to 5, an embodiment of a solar collecting apparatus having a solar tracking sensor unit according to the present invention will be described.

상기 태양광 집열장치는 집열유닛(10), 프레임유닛(20), 제1 구동유닛(30), 제2 구동유닛(40), 태양광 추적센서유닛(100) 및 제어유닛(50)을 포함하여 구성된다.The solar concentrating device includes a heat collecting unit 10, a frame unit 20, a first driving unit 30, a second driving unit 40, a solar tracking sensor unit 100, and a control unit 50 .

상기 집열유닛(10)은 태양광을 집열하기 위한 제1 집열판(11), 제2 집열판(12), 제3 집열판(13) 및 제4 집열판(14)을 포함한다. 상기 집열유닛(10)은 지면에 대하여 일정 설치각을 가지면서 배치된다. 여기서, 상기 집열판의 개수는 이에 한정되지 않고, 다양하게 변형가능하다. The heat collecting unit 10 includes a first heat collecting plate 11, a second heat collecting plate 12, a third heat collecting plate 13 and a fourth heat collecting plate 14 for collecting sunlight. The heat collecting unit 10 is disposed at a predetermined angle with respect to the ground. Here, the number of the heat collecting plates is not limited to this, and can be variously modified.

상기 제1 집열판(11)은 태양광을 집열하기 위한 제1 솔라패널(11a), 상기 제1 솔라패널(11a)을 지지하기 위한 제1 집열판 본체(11c), 상기 제1 집열판 본체(11c)의 회전중심이 되는 제1 회전축(11b)을 포함한다. The first heat collecting plate 11 includes a first solar panel 11a for collecting solar light, a first heat collecting plate main body 11c for supporting the first solar panel 11a, a first heat collecting plate main body 11c, And a first rotating shaft 11b serving as a rotation center of the first rotating shaft 11b.

상기 제1 솔라패널(11a)은 상기 제1 구동유닛(30)에 의하여 상기 제1 회전축(11b)을 중심으로 회전하면서 태양을 따라 회전하게 된다. The first solar panel 11a rotates about the first rotation axis 11b by the first drive unit 30 while rotating along the sun.

상기 제2 집열판(12)도 상기 제1 집열판(11)과 마찬가지로, 제2 솔라패널(12a), 제2 집열판 본체, 제2 회전축(12b)을 포함한다. 상기 제2 집열판(12)은 상기 제1 집열판(11)과 실질적으로 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 마찬가지로, 상기 제3 집열판(13) 및 제4 집열판(14)도 상기 제1 집열판(11)과 동일한 구조를 가지므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Like the first heat collecting plate 11, the second heat collecting plate 12 includes a second solar panel 12a, a second heat collecting plate body, and a second rotating shaft 12b. Since the second heat collecting plate 12 has substantially the same structure as the first heat collecting plate 11, a detailed description thereof will be omitted. Similarly, since the third heat collecting plate 13 and the fourth heat collecting plate 14 have the same structure as the first heat collecting plate 11, detailed description thereof will be omitted.

상기 프레임유닛(20)은 상기 제1 집열판(11), 상기 제2 집열판(12), 상기 제3 집열판(13) 및 상기 제4 집열판(14)을 각각 독립적으로 회동가능하게 지지한다. 상기 제1 집열판(11), 상기 제2 집열판(12), 상기 제3 집열판(13) 및 상기 제4 집열판(14)은 상기 제1 구동유닛(30)에 의하여 동시에 회전하지만, 이하에서는 상기 제1 집열판(11) 및 제2 집열판(12)을 동시에 회동가능하게 구조에 한하여 설명한다.The frame unit 20 independently rotatably supports the first heat collecting plate 11, the second heat collecting plate 12, the third heat collecting plate 13 and the fourth heat collecting plate 14 independently. The first heat collecting plate 11, the second heat collecting plate 12, the third heat collecting plate 13 and the fourth heat collecting plate 14 are simultaneously rotated by the first driving unit 30, The first heat collecting plate 11 and the second heat collecting plate 12 are configured to be rotatable at the same time.

상기 프레임유닛(20)은 상기 제1 집열판(11) 및 상기 제2 집열판(12)을 회동가능하게 지지하는 사각틀 형상의 본체프레임(21)과, 상기 본체프레임(21)을 회동가능하게 지지하는 지지프레임(22)을 포함한다.The frame unit 20 includes a main body frame 21 having a rectangular frame shape for rotatably supporting the first and second heat collecting plates 11 and 12, And a support frame (22).

상기 본체프레임(21)의 폭방향(도 1의 도면상 x방향) 양단에는 상기 제1 회전축(11b)을 지지하는 베어링(미도시)이 설치되고, 상기 본체프레임(21)의 일측에는 상기 제1 구동유닛의 제1 기어(33a)가 설치되는 제1 기어홀(21a)이 형성되어 있다. 마찬가지로, 상기 본체프레임(21)의 양단에는 상기 제2 회전축(12b)을 지지하는 베어링, 상기 제1 구동유닛의 제2 기어(33b)가 설치되는 제2 기어홀(21b)이 형성되어 있다.A bearing (not shown) for supporting the first rotation shaft 11b is provided at both ends of the body frame 21 in the width direction (x direction in FIG. 1) The first gear hole 21a in which the first gear 33a of the first drive unit is provided is formed. Similarly, both ends of the main body frame 21 are formed with a bearing for supporting the second rotation shaft 12b and a second gear hole 21b for mounting the second gear 33b of the first drive unit.

또한, 상기 본체프레임(21)의 길이방향(도 1의 도면상 y방향))을 따라 상기 본체프레임의 일측 하부에는 상기 제1 기어(33a)와 맞물리는 상기 제1 구동유닛의 스크류(32)가 배치되고, 상기 스크류(32)의 일단에는 상기 스크류(32)를 회전시키기 위한 상기 제1 구동유닛의 제1 구동모터(31)가 배치된다.A screw 32 of the first driving unit, which is engaged with the first gear 33a, is provided at a lower portion of one side of the main body frame along the longitudinal direction of the main frame 21 (y direction in FIG. 1) And a first drive motor 31 of the first drive unit for rotating the screw 32 is disposed at one end of the screw 32. [

물론, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 상기 본체프레임(21) 중 상기 제1 구동유닛(30)이 배치되는 프레임의 반대방향 프레임에는 상기 제1 구동유닛(30)과 동일한 하중을 갖는 밸런스블럭(미도시)이 배치되어 상기 본체프레임(21)이 상기 제1 구동유닛(30)의 자중에 의하여 일측으로 치우치는 것을 방지할 수 있다.It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment and that the same load as the first drive unit 30 is applied to the frame of the main frame 21 opposite to the frame where the first drive unit 30 is disposed A balance block (not shown) may be disposed to prevent the body frame 21 from being offset to one side by the weight of the first drive unit 30. [

상기 지지프레임(22)은 상기 본체프레임의 길이방향 양단에 배치되어 상기 본체프레임(21)을 지지하게 된다. 상기 지지프레임(22)은 지면으로부터 일정 높이를 가지면서 설치되며, 상기 지지프레임(22)에는 상기 제2 구동유닛의 제2 구동모터(41)가 설치된다. The support frame 22 is disposed at both ends of the main frame in the longitudinal direction to support the main frame 21. The support frame 22 is installed at a predetermined height from the ground and the support frame 22 is provided with a second drive motor 41 of the second drive unit.

상기 제1 구동유닛(30)은 상기 집열유닛(10)의 상면이 태양광에 수직을 이루도록 하루 동안의 태양의 위치를 따라 상기 집열판들을 회전시키게 된다.The first drive unit 30 rotates the heat collecting plates along the sun's position for one day so that the upper surface of the heat collecting unit 10 is perpendicular to the sunlight.

구체적으로, 상기 제1 구동유닛(30)은 상기 본체프레임(21)이 고정된 상태에서 상기 제1 집열판(11) 및 상기 제2 집열판(12)을 태양의 위치에 따라 회전시키기 위한 제1 구동모터(31)와, 상기 제1 구동모터에 결합되어 회전하는 스크류(32)와, 상기 스크류(32)와 맞물리면서 상기 제1 집열판(11) 및 상기 제2 집열판(12)을 동시에 회전시키는 기어부를 포함한다.Specifically, the first drive unit 30 includes a first drive unit (not shown) for rotating the first heat collecting plate 11 and the second heat collecting plate 12 in accordance with the position of the sun while the main body frame 21 is fixed, A gear 32 for rotating the first heat collecting plate 11 and the second heat collecting plate 12 while being engaged with the screw 32; .

상기 기어부는 상기 제1 집열판(11)을 회전시키기 위한 제1 회전축(11b)과 결합된 제1 기어(33a)와, 상기 제2 집열판(12)을 회전시키기 위한 제2 회전축(12b)과 결합된 제2 기어(33b)를 포함한다. 물론, 상기 기어부는 상기 제3 집열판(13)을 회전시키기 위한 제3 기어(33c)와, 상기 제4 집열판(14)을 회전시키기 위한 제4 기어(33d)를 포함한다.The gear portion includes a first gear 33a coupled to a first rotation shaft 11b for rotating the first heat collecting plate 11 and a second rotation shaft 12b for rotating the second heat collecting plate 12 And a second gear 33b. Of course, the gear portion includes a third gear 33c for rotating the third heat collecting plate 13 and a fourth gear 33d for rotating the fourth heat collecting plate 14.

상기 제1 기어(33a)는 상기 제1 기어홀(21a)에 배치되고, 상기 제2 기어(33b)는 상기 제2 기어홀(21b)에 배치된다. 본 실시 예에서는 상기 제1 기어(33a) 및 상기 제2 기어(33b)가 상기 본체프레임(21)의 외부로 노출되도록 설치되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 제1 기어홀(21a) 및 상기 제2 기어홀(21b)은 홈의 형태로 구비되어 상기 제1 기어(33a) 및 상기 제2 기어(33b)가 상기 본체프레임(21)의 상면으로 노출되지 않도록 구현될 수도 있을 것이다.The first gear 33a is disposed in the first gear hole 21a and the second gear 33b is disposed in the second gear hole 21b. Although the first gear 33a and the second gear 33b are exposed to the outside of the main body frame 21 in the present embodiment, the present invention is not limited to this, and the first gear hole 21a, And the second gear hole 21b may be formed in the shape of a groove so that the first gear 33a and the second gear 33b are not exposed on the upper surface of the main body frame 21. [

상기 제1 구동모터(31)가 회전되면, 상기 스크류(32)가 회전하게 되고, 상기 스크류(32)가 회전하게 되면, 상기 스크류(32)와 맞물리는 상기 제1 기어(33a) 및 상기 제2 기어(33b)가 회전하면서 상기 제1 회전축(11b)과 상기 제2 회전축(12b)을 회전시키게 되고, 상기 제1 회전축(11b)과 상기 제2 회전축(12b)이 회전하게 되면 상기 제1 집열판(11) 및 상기 제2 집열판(12)이 동시에 회전하게 된다.When the first driving motor 31 rotates, the screw 32 rotates. When the screw 32 rotates, the first gear 33a and the second gear 33a, 2 gear 33b rotates to rotate the first rotary shaft 11b and the second rotary shaft 12b and when the first rotary shaft 11b and the second rotary shaft 12b rotate, The heat collecting plate 11 and the second heat collecting plate 12 rotate simultaneously.

상기 제2 구동유닛(40)은 상기 집열유닛(10)의 설치각에 따라 상기 본체프레임(21)을 회전시키게 된다. 구체적으로, 상기 제2 구동유닛(40)은 상기 지지프레임(22)상에 설치되어 상기 본체프레임(21)을 상기 집열유닛(10)의 설치각에 따라 회전시키기 위한 제2 구동모터(41)를 포함한다.The second driving unit 40 rotates the body frame 21 according to the installation angle of the heat collecting unit 10. The second drive unit 40 includes a second drive motor 41 mounted on the support frame 22 for rotating the main frame 21 in accordance with an installation angle of the heat collecting unit 10, .

한편, 상기 태양광 추적센서유닛(100)은 상기 집열유닛(10)의 상면에 설치되어 상기 제1 집열판(11) 및 상기 제2 집열판(12)에 태양광이 수직으로 입사되도록 상기 제1 구동유닛(30)과 상기 제2 구동유닛(40)을 제어하기 위한 신호를 산출하게 된다.The sunlight tracking sensor unit 100 is installed on the upper surface of the heat collecting unit 10 to receive the sunlight so as to vertically enter the first heat collecting plate 11 and the second heat collecting plate 12, (30) and the second driving unit (40).

본 실시 예에서는 설명의 편의상 상기 태양광 추적센서유닛(100)은 상기 제2 집열판(12)에 설치되지만, 각각의 집열판 상면에 모두 설치되거나, 상기 집열유닛의 중앙에 해당하는 집열판에 설치될 수 있다.In this embodiment, the solar tracking sensor unit 100 is installed on the second heat collecting plate 12, but may be installed on the upper surface of each heat collecting plate or may be installed on the heat collecting plate corresponding to the center of the heat collecting unit. have.

구체적으로, 상기 태양광 추적센서유닛(100)은 상기 제2 집열판(12)의 중앙영역에 배치되며, 상기 제2 집열판(12)에 탈부착 가능하게 결합된다.Specifically, the solar tracking sensor unit 100 is disposed in a central region of the second heat collecting plate 12 and detachably coupled to the second heat collecting plate 12.

상기 태양광 추적센서유닛(100)은 피라미드 형상의 센서본체(110)와, 상기 센서본체의 표면 중 제1 외측면(111) 및 제2 외측면(112)에 대칭되도록 배치되어 한 쌍을 이루는 제1 태양전지(121) 및 제2 태양전지(122)와, 상기 센서본체(110)의 표면 중 제3 외측면(113) 및 제4 외측면(114)에 대향되록 배치되어 한 쌍을 이루는 제3 태양전지(123) 및 제4 태양전지(124)를 포함한다.The solar tracking sensor unit 100 includes a pyramid-shaped sensor body 110 and a pair of first and second outer surfaces 111 and 112 of the surface of the sensor body, The first solar cell 121 and the second solar cell 122 are opposed to the third outer side surface 113 and the fourth outer side surface 114 of the surface of the sensor main body 110, A third solar cell 123, and a fourth solar cell 124, respectively.

상기 제1 태양전지(121), 상기 제2 태양전지(122), 상기 제3 태양전지(123) 및 상기 제4 태양전지(124)는 각각 상기 제1 외측면(111), 상기 제2 외측면, 상기 제3 외측면 및 상기 제4 외측면(114)의 중앙에 배치된다. The first solar cell 121, the second solar cell 122, the third solar cell 123 and the fourth solar cell 124 are connected to the first outer side surface 111, The third outer side surface, and the fourth outer side surface 114. In the present embodiment,

여기서, 상기 제1 태양전지(121)는 정서향을 바라보면서 배치되고, 상기 제2 태양전지(122)는 정동향을 바라보면서 배치되고, 상기 제3 태양전지(123)는 정남향을 바라보면서 배치되고, 상기 제4 태양전지(124)는 정북향을 바라보면서 배치된다. Here, the first solar cell 121 is disposed facing the direction of emotion, and the second solar cell 122 is disposed while looking toward the positive direction, and the third solar cell 123 is arranged And the fourth solar cell 124 is disposed while looking toward the stationary north direction.

상기 태양전지들을 태양광을 받으면 해당 태양광을 받는 양에 따른 전류 또는 전압을 발생시키게 된다. When the solar cells receive the sunlight, a current or a voltage corresponding to the amount of the sunlight is generated.

태양이 상기 태양광 추적센서유닛(100)의 정중앙에 배치된다면, 상기 제1 태양전지(121)에서 출력되는 제1 출력신호값과 상기 제2 태양전지(122)에서 출력되는 제2 출력신호값이 동일하고, 상기 제3 태양전지(123)에서 출력되는 제3 출력신호값과 상기 제4 태양전지(124)에서 출력되는 제4 출력신호값이 동일할 것이다.If the sun is disposed in the center of the solar tracking sensor unit 100, the first output signal value outputted from the first solar cell 121 and the second output signal value outputted from the second solar cell 122 The third output signal value output from the third solar cell 123 and the fourth output signal value output from the fourth solar cell 124 will be the same.

만약, 도 2에서와 같이, 태양이 N-S 상과 일직선상에 배치되고 W-E상에서 대해서는 θ 만큼의 각도를 가진다면, 상기 제1 태양전지(121)와 상기 제2 태양전지(122)는 동일한 출력신호값을 가지는 반면, 상기 제3 태양전지(123)는 상기 제4 태양전지(124)보다 큰 출력값을 가질 것이다.2, the first solar cell 121 and the second solar cell 122 generate the same output signal < RTI ID = 0.0 > , While the third solar cell 123 will have a larger output value than the fourth solar cell 124. [

상기 제어유닛(50)은 상기 태양광 추적센서유닛(100)에서 출력되는 신호를 바탕으로 상기 제1 구동유닛(30) 및 상기 제2 구동유닛(40)을 동시에 제어하게 된다.The control unit 50 controls the first driving unit 30 and the second driving unit 40 at the same time based on a signal output from the solar tracking sensor unit 100. [

구체적으로, 상기 제어유닛(50)은 상기 제1 태양전지(121)에서 출력되는 제1 출력신호값과 상기 제2 태양전지(122)에서 출력되는 제2 출력신호값을 비교하여 제1 차이값을 산출하는 제1 연산부(미도시)와, 상기 제3 태양전지(123)에서 출력되는 제3 출력신호값과 상기 제4 태양전지(124)에서 출력되는 제4 출력신호값을 비교하여 제2 차이값을 산출하는 제2 연산부(미도시)를 포함한다.Specifically, the control unit 50 compares the first output signal value output from the first solar cell 121 with the second output signal value output from the second solar cell 122, (Not shown) for comparing the third output signal value output from the third solar cell 123 with the fourth output signal value output from the fourth solar cell 124, And a second calculation unit (not shown) for calculating a difference value.

또한, 상기 제어유닛(50)은 상기 제1 차이값에 바탕을 둔 제1 제어신호를 산출하여 상기 제1 구동유닛(30)을 제어하는 제1 제어부(미도시)와, 상기 제2 차이값에 바탕을 둔 제2 제어신호를 산출하여 상기 제2 구동유닛(40)을 제어하는 제2 제어부(미도시)를 더 포함한다.The control unit 50 includes a first control unit (not shown) for controlling the first drive unit 30 by calculating a first control signal based on the first difference value, And a second control unit (not shown) for controlling the second driving unit 40 by calculating a second control signal based on the second control signal.

상기 제1 제어부는 상기 제1 집열판(11) 및 상기 제2 집열판(12)의 상면이 태양광에 수직을 이루면서 태양을 따라 이동하도록 하기 위하여 상기 제1 출력신호값과 상기 제2 출력신호값이 동일한 값을 가지도록 상기 제1 구동모터(31)의 회전을 제어하게 된다.The first control unit controls the first and second output signal values so that the upper surfaces of the first and second heat collecting plates 11 and 12 move along the sun while being perpendicular to the sunlight. The rotation of the first driving motor 31 is controlled to have the same value.

또한, 상기 제2 제어부는 상기 집열유닛(10)의 설치각을 조정하여 해당 지역의 위도에서 가장 많은 태양광을 받을 수 있도록 하기 위하여 상기 제3 출력신호값과 상기 제4 출력신호값이 동일한 값을 가지도록 상기 제2 구동모터(41)의 회전을 제어하게 된다. The second control unit adjusts the installation angle of the heat collecting unit 10 so that the third output signal value and the fourth output signal value are equal to each other The rotation of the second driving motor 41 is controlled.

결과적으로, 상기 제1 제어부가 상기 제1 태양전지(121) 및 상기 제2 태양전지(122)에서 산출되는 출력신호들을 바탕으로 상기 제1 집열판(11) 및 상기 제2 집열판(12)이 하루 중의 태양을 따라 이동하도록 제어하고, 상기 제2 제어부가 상기 제3 태양전지(123) 및 상기 제4 태양전지(124)에서 산출되는 신호를 바탕으로 상기 집열유닛의 지면에 대한 설치각을 조절함으로써 상기 집열유닛(10)은 태양광을 가장 효율적으로 집열할 수 있게 된다.As a result, based on the output signals calculated by the first solar cell 121 and the second solar cell 122, the first control unit may cause the first and second heat collecting plates 11 and 12 to emit light And the second control unit adjusts an installation angle of the collecting unit with respect to the ground based on the signals calculated by the third solar cell 123 and the fourth solar cell 124 The heat collecting unit 10 can collect the sunlight most efficiently.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Modify or modify the Software.

10: 집열유닛 11: 제1 집열판
11a: 제1 솔라패널 11b: 제1 회전축
11c: 제1 집열판 본체 12: 제2 집열판
13: 제3 집열판 14: 제4 집열판
20: 프레임유닛 21: 본체프레임
22: 지지프레임 30: 제1 구동유닛
31: 제1 구동모터 32: 스크류
33a: 제1 기어 33b: 제2 기어
40: 제2 구동유닛 41: 제2 구동모터
50: 제어유닛 100: 태양광 추적센서유닛
110: 센서본체 121: 제1 태양전지
122: 제2 태양전지 123: 제3 태양전지
124: 제4 태양전지10: a heat collecting unit 11: a first heat collecting plate
11a: first solar panel 11b: first rotating shaft
11c: first heat collecting plate main body 12: second heat collecting plate
13: third heat collecting plate 14: fourth heat collecting plate
20: frame unit 21: main frame
22: support frame 30: first drive unit
31: first drive motor 32: screw
33a: first gear 33b: second gear
40: second drive unit 41: second drive motor
50: control unit 100: solar tracking sensor unit
110: sensor body 121: first solar cell
122: second solar cell 123: third solar cell
124: fourth solar cell

Claims (6)

태양광을 집열하기 위한 제1 집열판 및 제2 집열판을 구비하며, 지면에 대하여 일정 설치각을 가지면서 배치되는 집열유닛;
상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 독립적으로 회동가능하게 지지하는 본체프레임과, 상기 본체프레임을 회동가능하게 지지하는 지지프레임을 구비하는 프레임유닛;
하루 동안의 태양의 위치를 따라 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 동시에 회전시키기 위한 제1 구동유닛;
상기 집열유닛의 설치각에 따라 상기 본체프레임을 회전시키기 위한 제2 구동유닛;
상기 집열유닛의 상면에 설치되어 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판에 태양광이 수직으로 입사되도록 상기 제1 구동유닛과 상기 제2 구동유닛을 제어하기 위한 신호를 산출하는 태양광 추적센서유닛; 그리고,
상기 태양광 추적센서유닛에서 출력되는 신호를 바탕으로 상기 제1 구동유닛 및 상기 제2 구동유닛을 동시에 제어하는 제어유닛을 포함하고,
상기 태양광 추적센서유닛은 피라미드 형상의 센서본체와, 상기 센서본체의 표면 중 제1 외측면 및 제2 외측면에 대칭되도록 배치되어 한 쌍을 이루는 제1 태양전지 및 제2 태양전지와, 상기 센서본체의 표면 중 제3 외측면 및 제4 외측면에 대향되도록 배치되어 한 쌍을 이루는 제3 태양전지 및 제4 태양전지를 포함하며,
상기 제1 구동유닛은 상기 본체프레임이 고정된 상태에서 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 태양의 위치에 따라 회전시키기 위한 제1 구동모터와, 상기 제1 구동모터에 결합된 스크류와, 상기 스크류와 맞물리면서 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판을 동시에 회전시키는 기어부를 포함하고,
상기 본체프레임은 상기 본체프레임의 폭방향 양단에 상기 제1 집열판 본체의 회전중심이 되는 제1 회전축 및 상기 제2 집열판 본체의 회전중심이 되는 제2 회전축이 결합되도록 형성되고,
상기 본체프레임의 일측에는 상기 제1 회전축과 결합되는 제1 기어 및 상기 제2 회전축과 결합되는 제2 기어가 각각 설치되도록 제1 기어홀 및 제2 기어홀이 형성되며,
상기 스크류는 상기 본체프레임의 길이방향을 따라 상기 제1 기어홀 및 상기 제2 기어홀이 형성되는 상기 본체프레임의 일측 하부에 상기 제1 기어 및 상기 제2 기어와 맞물리도록 배치되고,
상기 본체프레임이 상기 제1 구동유닛의 자중에 의하여 일측으로 치우치는 것이 방지되도록 상기 본체프레임 중 상기 제1 구동유닛이 배치되는 프레임의 반대방향 프레임에는 제1 구동유닛과 동일한 하중을 가지는 밸런스블럭이 배치되는 것을 특징으로 하는 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치.A heat collecting unit having a first heat collecting plate and a second heat collecting plate for collecting sunlight and having a predetermined angle with respect to the ground;
A main body frame rotatably supporting the first heat collecting plate and the second heat collecting plate independently; and a support frame rotatably supporting the main body frame;
A first driving unit for simultaneously rotating the first heat collecting plate and the second heat collecting plate along the sun's position for one day;
A second driving unit for rotating the main body frame according to an installation angle of the heat collecting unit;
A solar tracking sensor unit installed on an upper surface of the heat collecting unit to calculate a signal for controlling the first driving unit and the second driving unit so that sunlight is vertically incident on the first heat collecting plate and the second heat collecting plate; And,
And a control unit for simultaneously controlling the first drive unit and the second drive unit based on a signal output from the solar tracking sensor unit,
Wherein the solar tracking sensor unit comprises a pyramid-shaped sensor body, a first solar cell and a second solar cell arranged to be symmetrical with respect to a first outer side surface and a second outer side surface of the sensor body, A third solar cell and a fourth solar cell which are arranged so as to face the third outer side surface and the fourth outer side surface of the surface of the sensor body and form a pair,
The first driving unit includes a first driving motor for rotating the first and second heat collecting plates according to the position of the sun while the main frame is fixed, a screw coupled to the first driving motor, And a gear portion for simultaneously rotating the first heat collecting plate and the second heat collecting plate while engaging with the screw,
The body frame is formed at both ends of the main frame in the width direction so that a first rotation axis which is a rotation center of the first heat collecting plate body and a second rotation axis which is a rotation center of the second heat collecting plate body are coupled,
A first gear hole and a second gear hole are formed on one side of the body frame so that a first gear coupled with the first rotation shaft and a second gear coupled with the second rotation shaft are respectively installed,
Wherein the screw is disposed to engage with the first gear and the second gear at a lower portion of one side of the main body frame in which the first gear hole and the second gear hole are formed along the longitudinal direction of the main body frame,
A balance block having the same load as the first drive unit is disposed in the frame in the opposite direction to the frame in which the first drive unit is disposed in the main body frame so that the main body frame is prevented from being biased to one side by the self weight of the first drive unit Wherein the solar tracking sensor unit is a solar cell. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어유닛은 상기 제1 태양전지에서 출력되는 제1 출력신호값과 상기 제2 태양전지에서 출력되는 제2 출력신호값을 비교하여 제1 차이값을 산출하는 제1 연산부와, 상기 제3 태양전지에서 출력되는 제3 출력신호값과 상기 제4 태양전지에서 출력되는 제4 출력신호값을 비교하여 제2 차이값을 산출하는 제2 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적센서를 갖는 태양광 집열장치.The method according to claim 1,
Wherein the control unit includes a first calculation unit for calculating a first difference value by comparing a first output signal value output from the first solar cell and a second output signal value output from the second solar cell, And a second calculation unit for calculating a second difference value by comparing a third output signal value output from the battery with a fourth output signal value output from the fourth solar cell. Optical collection device. 제3항에 있어서,
상기 제어유닛은 상기 제1 집열판 및 상기 제2 집열판의 상면이 태양광에 수직을 이루면서 태양을 따라 이동하도록 하기 위하여 상기 제1 출력신호값과 상기 제2 출력신호값이 동일한 값을 가지도록 상기 제1 차이값에 바탕을 둔 제1 제어신호를 산출하여 상기 제1 구동유닛을 제어하는 제1 제어부와,
상기 집열유닛의 설치각을 조정하여 해당 지역의 위도에서 가장 많은 태양광을 받을 수 있도록 하기 위하여 상기 제3 출력신호값과 상기 제4 출력신호값이 동일한 값을 가지도록 상기 제2 차이값에 바탕을 둔 제2 제어신호를 산출하여 상기 제2 구동유닛을 제어하는 제2 제어부를 더 포함하는 특징으로 하는 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치. The method of claim 3,
Wherein the control unit controls the first and second heat collecting plates so that the upper and lower surfaces of the first and second heat collecting plates are perpendicular to the sunlight and move along the sun, A first control unit for controlling the first driving unit by calculating a first control signal based on a first difference value,
The third output signal value and the fourth output signal value may have the same value so as to receive the greatest amount of solar light at the latitude of the corresponding region by adjusting the installation angle of the collecting unit, And a second control unit for controlling the second drive unit by calculating a second control signal having the second control signal. 삭제delete 제4항에 있어서,
상기 제2 구동유닛은 상기 지지프레임상에 설치되어 상기 본체프레임을 상기 집열유닛의 설치각에 따라 회전시키기 위한 제2 구동모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양광 추적센서유닛을 갖는 태양광 집열장치.5. The method of claim 4,
And the second drive unit includes a second drive motor installed on the support frame for rotating the main frame in accordance with an installation angle of the heat collecting unit. .
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