KR101918153B1 - 태양광을 이용한 발전장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치는 태양광을 이용하여 발전을 하는 다수개의 솔라셀(1)이 배치된 솔라패널(10)과 상기 솔라패널(10)에 연결된 인버터 및 축전지를 포함하는 태양광을 이용한 발전장치에 있어서, 상기 솔라패널(10)의 하단에 설치되어 상기 솔라패널(10)이 태양광 입사각에 맞게 회동가능하고, 승강할 수 있도록 결합된 승강회동부(100); 상기 승강회동부(100)가 회동 및 승강 할 수 있게 동력을 제공하는 제1모터(110); 상기 솔라패널(10)의 일측에 구비되어 상기 솔라패널(10)에 조사되는 태양광의 밝기를 측정하는 광센서(200); 상기 솔라패널(10) 일측에 구비되어 우천상태를 감지하는 우천감지센서(300); 상기 광센서(200), 상기 우천감지센서(300)와 연결되어 신호를 감지하고, 상기 제1모터(110)와 연결되어 제어하는 제어부(400) 및 상기 제어부(400)와 연결되어 감지한 상기 신호를 전송하는 통신부(500)를 포함하고, 상기 통신부(500)는 사용자가 스마트폰을 통하여 상기 신호, 발전효율, 상기 축전지에 충전된 전력량 및 태양광 발전을 통해 절약한 전력량 대비 전기요금을 확인할 수 있고, 상기 제어부(400)를 제어하도록 통신하는 것을 특징으로 한다.

Description

태양광을 이용한 발전장치 {Solar power generator}
본 발명은 인버터 및 축전지를 포함하는 태양광을 이용한 발전장치에 관한 것이다.
석유, 석탄과 같은 화석연료가 고갈됨에 따라서 대체에너지의 개발이 진행되고 있는데, 특히 태양에너지를 활용하는 에너지 자원 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
태양에너지를 활용하여 전기를 생산하는 발전기술로는 태양열을 이용하여 열기관을 구동시켜 전기를 발전시키는 태양열 발전과, 태양광을 이용하여 태양전지로 부터 전기를 발생시키는 태양광 발전이 있다.
태양광 모듈(솔라셀)은 태양의 빛을 이용하여 전력을 생산하는데 이용되는 것으로, 태양광 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 태양전지를 판 형상으로 집적시켜 동시에 많은 양의 전기에너지가 생산되도록 한 것으로, 화석에너지가 점차 고갈되어감에 따라 대체에너지의 하나로 점차 그 수요가 증대되고 있다.
이러한 태양광 집열판(솔라패널)은 태양의 직사광선과 90도의 각도를 이루며 입사될 때 최대의 효율을 발생하게 되는데, 태양은 지구가 자전 및 공전을 함에 따라 각지역에서 관찰하는 태양위치가 매일 변하게 되어, 방위각으로는 1일을 기준으로 하여 동쪽에서 서쪽으로 이동을 반복하게 되고, 고도각으로는 365일을 기준으로 하여 남북방향으로 상호이동을 반복하게 된다.
따라서, 태양광발전의 최대의 효율을 위해선 태양추적장치가 태양을 따라서 방위각으로는 동쪽에서 서쪽으로 이동되고 고도각으로는 남북방향으로 실시간으로 이동되는 것이 바람직하나 각 사업자가 경제성과 발전효율성을 고려하여 태양전지 설치 시스템을 선택해야 하는 실정이다.
우선, 태양광발전소에 적용되고 있는 태양광 설치 시스템은 태양광 집열판을 건물의 상단에 경사지게 고정시켜 두는 고정식과, 트래커를 이용하여 태양의 움직임을 따라가는 추적식이 많이 개발되고 사용되어 왔으며, 고정식은 상대적으로 저렴한 설치비용과 유지관리가 매우 용이한 장점이 있지만, 태양광 집열판이 정해진 각도로 고정되어 있기 때문에 태양의 고도변화에 따른 경사조절이 불가능하여 태양광을 효율적으로 집적하지 못해 발전효율이 낮은 단점이 있다. 또한 흐리거나 비나 눈이 오는 날씨에도 태양광을 집적하기 힘들어 발전효율이 낮은 단점이 있다.
KR 10-2013-0102202 A KR 10-1369153 B1 KR 10-0967811 B1
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시간과 계절에 따른 태양의 고도변화에도 효율적인 발전을 할 수 있도록한다.
본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치는 태양광을 이용하여 발전을 하는 다수개의 솔라셀(1)이 배치된 솔라패널(10)과 상기 솔라패널(10)에 연결된 인버터 및 축전지를 포함하는 태양광을 이용한 발전장치에 있어서, 상기 솔라패널(10)의 하단에 설치되어 상기 솔라패널(10)이 태양광 입사각에 맞게 회동가능하고, 승강할 수 있도록 결합된 승강회동부(100); 상기 승강회동부(100)가 회동 및 승강 할 수 있게 동력을 제공하는 제1모터(110); 상기 솔라패널(10)의 일측에 구비되어 상기 솔라패널(10)에 조사되는 태양광의 밝기를 측정하는 광센서(200); 상기 솔라패널(10) 일측에 구비되어 우천상태를 감지하는 우천감지센서(300); 상기 광센서(200), 상기 우천감지센서(300)와 연결되어 신호를 감지하고, 상기 제1모터(110)와 연결되어 제어하는 제어부(400) 및 상기 제어부(400)와 연결되어 감지한 상기 신호를 전송하는 통신부(500)를 포함하고, 상기 통신부(500)는 사용자가 스마트폰을 통하여 상기 신호, 발전효율, 상기 축전지에 충전된 전력량 및 태양광 발전을 통해 절약한 전력량 대비 전기요금을 확인할 수 있고, 상기 제어부(400)를 제어하도록 통신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시간과 계절에 따른 태양의 고도변화에도 효율적인 발전을 할 수 있고, 사용자가 스마트폰으로 실시간 관리가 가능한 효과를 갖고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 승강회동부가 작동하여 각도조절을 했을 때의 정면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 구성요소간의 결합을 보여주는 블록도이다.
도 5는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터 회로이다.
도 6은 도 5의 PWM컨트롤러 회로도이다.
도 7은 도 5의 과열감지회로도이다.
도 8은 도 5의 PWM 제어기의 회로이다.
도 9는 PWM제어기에서 PWM의 주파수를 정하기 위한 외부회로도이다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
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 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "... 부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
그리고 본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.
설명에 앞서 본 명세서에는 다수의 양태 및 실시양태가 기술되며, 이들은 단순히 예시적인 것으로서 한정하는 것이 아니다.
본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 양태 및 실시예가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 승강회동부가 작동하여 각도조절을 했을 때의 정면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 구성요소간의 결합을 보여주는 블록도이고, 도 5는 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터 회로이고, 도 6은 도 5의 PWM컨트롤러 회로도이고, 도 7은 도 5의 과열감지회로도이고, 도 8은 도 5의 PWM 제어기의 회로이고, 도 9는 PWM제어기에서 PWM의 주파수를 정하기 위한 외부회로도이다.
본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치는 태양광을 이용하여 발전을 하는 다수개의 솔라셀(1)이 배치된 솔라패널(10)과 상기 솔라패널(10)에 연결된 인버터 및 축전지를 포함하는 태양광을 이용한 발전장치에 있어서, 상기 솔라패널(10)의 하단에 설치되어 상기 솔라패널(10)이 태양광 입사각에 맞게 회동가능하고, 승강할 수 있도록 결합된 승강회동부(100); 상기 승강회동부(100)가 회동 및 승강 할 수 있게 동력을 제공하는 제1모터(110); 상기 솔라패널(10)의 일측에 구비되어 상기 솔라패널(10)에 조사되는 태양광의 밝기를 측정하는 광센서(200); 상기 솔라패널(10) 일측에 구비되어 우천상태를 감지하는 우천감지센서(300); 상기 광센서(200), 상기 우천감지센서(300)와 연결되어 신호를 감지하고, 상기 제1모터(110)와 연결되어 제어하는 제어부(400) 및 상기 제어부(400)와 연결되어 감지한 상기 신호를 전송하는 통신부(500)를 포함하고, 상기 통신부(500)는 사용자가 스마트폰을 통하여 상기 신호, 발전효율, 상기 축전지에 충전된 전력량 및 태양광 발전을 통해 절약한 전력량 대비 전기요금을 확인할 수 있고, 상기 제어부(400)를 제어하도록 통신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 솔라패널(10)은 표면에 가해지는 압력 및 충격을 전기에너지로 변환하는 필름형 압전소자를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔라패널(10)의 측면에 설치되고 상하방향으로 회동가능하게 결합되어 상호 인접방향으로 회동하며 상기 솔라패널(10)로 조사되는 태양광을 집중시키도록 하는 반사판(600) 및 상기 반사판(600)을 회동할 수 있도록 동력을 공급하는 제2모터(610)를 더 포함하고, 상기 제어부(400)는 상기 제2모터(610)와 연결되어 상기 제2모터(610)를 제어하게 할 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치에 대해 좀 더 상세히 설명하자면, 태양광을 이용하여 발전을 하는 다수개의 솔라셀(1)이 배치된 솔라패널(10)과, 상기 솔라패널(10)에 연결된 인버터 및 축전지를 포함하는 것은 종래와 동일하다.
이때, 상기 솔라패널(10)은 강도가 높은 직사각형의 케이스의 상면에 다수개의 솔라셀(1)을 배치하여 구성되며, 상기 솔라셀(1)이 태양을 향하도록 건축물의 지붕에 경사지도록 설치되거나, 지면이나 건축물에 구비된 지지대에 경사지도록 설치된다. 그리고 상기 솔라패널(10)로 조사되는 태양광을 집중시키도록 하는 반사판(600)을 더 포함할 수 있으며, 반사판(600)은 상기 솔라패널(10)의 측면에 설치되고 상하방향으로 회동가능하게 결합되어 상호 인접방향으로 회동하며 상기 반사판(600)을 회동할 수 있도록 동력을 공급하는 제2모터(610)를 갖는다. 그리고 상기 제어부(400)는 상기 제2모터(610)와 연결되어 상기 제2모터(610)를 제어하도록 한다.
그리고, 도 2 내지 도 3을 참조하여 태양광 입사각에 맞도록 회동하는 구조에 대해 좀 더 상세히 설명하자면, 상기 승강회동부(100)가 솔라패널(10)의 하단에 위치하여 높이를 달리하여 솔라패널(10)이 회동할 수 있도록한다. 그리고 승강회동부(100) 하단에 위치하여 지지하는 부분을 회전가능한 회전판으로 구성하면, 솔라패널(10)이 360도로 회전할 수 있도록 할 수 있다. 또한 회전판 아래에는 캐스터바퀴를 구비하여 이동성을 줄 수 있다. 상기 캐스터바퀴는 고정시켜 움직이지 않을 수 있는 것으로 한다.
또한, 솔라패널(10)에 조사되는 태양광의 밝기를 측정하는 광센서(200)를 상기 솔라패널(10)의 일측에 구비하여 솔라패널(10)이 태양광의 입사각에 맞도록 최적의 각도를 유지하도록 할 수 있다.
우천상태를 감지하는 우천감지센서(300)를 구비하여 우천시에는 압전소자를 이용한 발전을 하도록 한다. 압전 소자를 이용한 발전 방법은, 압전 소자 발전 장치의 움직임에 의해 상기 압전 소자 발전 장치 내에서 하나 이상의 매개체를 이동시키는 단계; 이동된 상기 매개체를 진동 패드에 접촉시켜 상기 진동 패드에 충격을 가하는 단계; 충격이 가해진 상기 진동 패드의 변형 또는 진동에 의해 압전 소자에 압력을 인가하는 단계; 및 인가된 압력에 의해 상기 압전 소자에서 전기 에너지를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 또한 상기 압전소자는 투명하게 구될 수 있다. 이때에는 상기 압전소자를 상기 솔라패널(10) 위에 겹치게 배치하더라도 태양광 흡수에 영향을 주지 않게 된다
또한, 사용자가 스마트폰을 통하여 본 발명을 제어할 수 있다. 스마트폰과 상기 통신부(500)와 통신하여, 사용자가 상기 신호, 발전효율, 상기 축전지에 충전된 전력량 및 태양광 발전을 통해 절약한 전력량 대비 전기요금을 확인할 수 있고, 상기 제어부(400)를 제어할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 적용할 수 있는 전력 변환 시스템, 배터리 관리 시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.
상기 배터리는 충전 및 방전이 가능한 2차 전지를 포함한다. 2차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 납 축전지, 니켈-수소 전지, 리튬-이온 전지, 리튬 폴리머 전지 등이 있다. 배터리는 복수의 2차 전지가 병렬 또는 직렬로 연결된 대용량 저장장치일 수 있다.
배터리 관리 시스템은 2차 전지의 전압, 전류, 온도를 검출하고 충전 상태 및 수명을 모니터링 함으로써, 2차 전지의 과충전, 과방전, 과전류, 과열 등으로부터 2차 전지를 보호하고 셀 밸런싱을 통하여 2차 전지의 효율을 향상시킨다
전력 변환 시스템은 솔라패널(10)의 전력, 계통의 전력, 배터리의 전력 등의 전력 계통을 연계하는 시스템이다. 전력 변환 시스템은 배터리를 이용하여 전력 계통의 생산 및 소비의 시간적 불일치를 관리할 수 있다.
이때, 전력 변환 시스템은 전력 변환 시스템 제어부, 제1 전력 변환부, 제2 전력 변환부 및 제3 전력 변환부를 포함할 수 있다.
제1 전력 변환부는 솔라패널(10)에 연결되며, 솔라패널(10)에서 생산되는 제1 전력을 제2전력으로 변환하여 제1 노드에 전달한다. 솔라패널(10)에서 생산되는 제1 전력과 제1 노드의 제2 전력은 모두 직류 전력이다. 즉, 제1 전력 변환부(234)는 직류의 제1 전력을 다른 크기의 제2 전력으로 변환하는 컨버터의 기능을 수행한다. 제1 전력 변환부는 솔라패널(10)에서 생산되는 전력을 최대화하기 위한 최대 전력점 추종제어를 수행한다.
제2 전력 변환부는 제1 노드와 계통 사이에 연결된다. 제2 전력 변환부는 제1 노드의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 제2 전력 변환부에 전달한다. 그리고 제2 전력 변환부는 계통의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 제1 노드로 전달한다. 즉, 제2 전력 변환부는 제1 노드의 직류 전력과 계통의 교류 전력 간의 전력을 양방향으로 변환하는 양방향 인버터의 기능을 수행할 수 있다.
제3 전력 변환부는 제1 노드와 배터리 사이에 연결된다. 제3 전력 변환부는 제1 노드의 직류의 제2 전력을 배터리에 저장하기 위한 직류의 제3 전력으로 변환하여 배터리에 전달한다. 그리고 제3 전력 변환부는 배터리의 직류의 제3 전력을 직류의 제2 전력으로 변환하여 제1 노드에 전달한다. 즉, 제3 전력 변환부는 제1 노드의 직류 전력과 배터리의 직류 전력을 양방향으로 변환하는 양방향 컨버터의 기능을 수행할 수 있다.
전력 변환 시스템 제어부는 전력 변환 시스템의 전반적인 동작을 제어한다. 전력 변환 시스템 제어부는 제1 전력 변환부로부터 솔라패널(10)에서 생산되는 전력 정보(전압, 전류, 온도의 센싱 신호)를 전달받고, 배터리 관리 시스템로부터 배터리의 충전 상태, 수명 등을 포함하는 전력 저장 정보를 전달받으며, 계통으로부터 계통의 전압, 전류, 온도 등을 포함하는 계통 정보를 전달받는다. 전력 변환 시스템 제어부는 솔라패널(10)에서 생산되는 전력 정보, 배터리의 전력 저장 정보, 계통의 계통 정보를 기반으로 전력 관리 시스템의 운전 모드를 제어한다.
전력 변환 시스템 제어부는 상기 제어부(400)의 제어에 따라 제1 전력 변환부를 제어하여 최대전력 추종을 중지하거나 재추종 할 수 있다.
솔라패널(10)는 태양광을 이용해서 전력을 생산하여 출력하는 장치로서 다수의 태양전지 모듈이 배열형태로 결합되어 구성된다.
또한, 본 발명의 솔라패널(10)는 태양광 발전시 제어부(400)의 제어에 따라 선택된 태양전지 모듈을 바이패스하여 태양광 발전을 수행할 수 있다.
또한, 카메라부를 더 포함하여, 제어부(400)의 제어에 따라 솔라패널(10)의 표면을 촬영한다.
또한, 저장부를 더 포함하여 본 발명에 따른 태양광을 이용한 발전장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 운영체제, 응용 프로그램 및 저장용데이터를 저장한다. 또한, 저장부는 본 발명에 따라 반복되는 그림자 패턴을 분석하기 위해, 이전에 발생한 그림자 패턴을 저장할 수 있다.
상기 통신부(500)는 사용자의 스마트폰과 유선 또는 무선으로 통신하여 발전량, 운행모드 등의 정보를 송신한다. 또한, 통신부(500)는 제어부(400)의 제어에 따라 동일한 그림자 패턴의 발생했음을 알리는 메시지, 이물질을 발생을 알리는 메시지 또는 솔라패널(10)의 이상을 알리는 메시지를 사용자에게 송신할 수 있다.
제어부(400)는 카메라부를 통해 촬영된 영상을 이용하여, 솔라패널(10)의 부분 차광 여부를 확인하고, 솔라패널(10)의 부분 차광시 차광된 태양전지 모듈을 바이패스하도록 제어할 수 있다.
또한 본 발명은 비상전원을 추가로 구비하고 도 5에 도시된 DC-DC 컨버터를 적용하여, 태양광 발전이 제대로 이루어지지 않는 비상시에도 안정적으로 전원을 공급하도록 한다. 더욱 상세하게 설명해보면, 입력전압이 입력되면 필터(701)를 거치고, 입력 과전압보호기(704, Input OVP)에 의하여 과전압은 제거되고, 이는 PWM 컨트롤러(706)에 의하여 반파, 전파 입력 스위칭되고, 다시 트랜스포머(702)를 거쳐 전압이 승압되거나 강압된다.
PWM 주파수에 의해 스위칭 된 신호는 FET 소자에 의해 스위칭이 일어나며, 이는 또한, 트랜스포머(702)의 전류를 센싱하여 PWM 제어신호를 입력하게 된다. 트랜스포머(702)에 의해 승압된 신호는 저주파 필터인 LC 필터(703)에 의해 필터링되어 출력전압이 된다. 출력전압단에는 과전압보호기(705)를 두어 과전압이 발생한 경우, 이를 억제하는 기능을 가진다.
PWM 컨트롤러(706)는 입력 전압을 분할하기 위한 PWM 입력주파수 발생 회로이며, 상기 PWM 컨트롤러(706)는 과열보호회로(707)와 연결된다.
과열보호회로(707)의 기능은 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터회로에 과열을 감지하며, 과열감지신호를 제어부에 전송한다. 또한, 트랜스포머(702)는 입력전압을 증폭 혹은 강하하게 되며, 통상적으로 트랜스포머(702)의 1차측과 2차측의 감은 수의 비에 비례하여 전압이 결정된다. 또한, 상기 트랜스포머(702)의 전류를 계측하기 위하여 전류감지기(708)를 두며, 통상적으로 전류감지기(708)는 홀효과를 이용한 전류감지기, 전류 루프를 이용한 전류감지기 등이 이용된다.
전류감지기(708)의 전류값이 일정 전압 이상인 경우, 제어회로에서 이를 감지하여 과전류 메시지를 보내고, 필요한 경우 전류를 차단하게 된다. 동기 정류형 스위칭 레귤레이터의 DC/DC 컨버터회로내에 교류전압을 스위칭 디바이스는 통상 FET를 사용하며, FET의 게이트 단자에 전압을 인가하여 FET를 ON/OFF 하게 된다.
출력전압단에 연결된 LC필터(703)는 저주파 통과 필터로서, 맥류(脈)를 직류로 바꾸기 위하여 사용된다. PWM 제어기는 원격으로 통신신호를 전송하여 원격지에 모니터링 가능한 구조로 되어있다.
또한, PWM 컨트롤러(706) 회로는 도 6과 같으며, 과열보호회로(707)는 도 7과 같다. 도 8은 PWM 제어기 회로로서, PWM 출력주파수는 도 9의 R3,C2,C34에 의하여 결정된다. 상기 PWM의 출력주파수는 DC/DC컨버터의 과열에 의하여 온도가 올라가면, 주파수의 왜곡(Fluctuation)이 발생하는데, 이를 방지하기 위하여 종래의 Tantalum 커패시터에서 온도상승에도 커패시턴스값이 안정적인 MLCC 커패시터로 바꾸어 커패시턴스값의 안정성이 증대되어 온도에 따른 주파수 왜곡 현상을 방지한다.
이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
1 : 솔라셀
10 : 솔라패널
100 : 승강회동부
110 : 제1모터
200 : 광센서
300 : 우천감지센서
400 : 제어부
500 : 통신부
600 : 반사판
610 : 제2모터

Claims (3)

  1. 태양광을 이용하여 발전을 하는 다수개의 솔라셀(1)이 배치된 솔라패널(10)과 상기 솔라패널(10)에 연결된 인버터 및 축전지를 포함하는 태양광을 이용한 발전장치에 있어서,
    상기 솔라패널(10)의 하단에 설치되어 상기 솔라패널(10)이 태양광 입사각에 맞게 회동가능하고, 승강할 수 있도록 결합된 승강회동부(100);
    상기 승강회동부(100)가 회동 및 승강 할 수 있게 동력을 제공하는 제1모터(110);
    상기 솔라패널(10)의 일측에 구비되어 상기 솔라패널(10)에 조사되는 태양광의 밝기를 측정하는 광센서(200);
    상기 솔라패널(10) 일측에 구비되어 우천상태를 감지하는 우천감지센서(300);
    상기 광센서(200), 상기 우천감지센서(300)와 연결되어 신호를 감지하고, 상기 제1모터(110)와 연결되어 제어하는 제어부(400);
    상기 제어부(400)와 연결되어 감지한 상기 신호를 전송하는 통신부(500);
    상기 솔라패널(10)의 측면에 설치되고 상하방향으로 회동가능하게 결합되어 상호 인접방향으로 회동하며 상기 솔라패널(10)로 조사되는 태양광을 집중시키도록 하는 반사판(600);
    상기 반사판(600)을 회동할 수 있도록 동력을 공급하는 제2모터(610); 및
    상기 솔라패널의 표면을 촬영하는 카메라부(미도시);를 포함하되,

    상기 솔라패널(10)은, 표면에 가해지는 압력 및 충격을 전기에너지로 변환하는 필름형 압전소자를 더 포함하고,
    상기 솔라패널(10)은, 태양광 발전 시 상기 제어부(400)의 제어에 따라 선택된 태양전지 모듈을 바이패스 하여 태양광 발전을 수행할 수 있고,
    상기 통신부(500)는, 사용자가 스마트폰을 통하여 상기 신호, 발전효율, 상기 축전지에 충전된 전력량 및 태양광 발전을 통해 절약한 전력량 대비 전기요금을 확인할 수 있고, 상기 제어부(400)를 제어하도록 통신하고,
    상기 통신부(500)는, 상기 제어부(400)의 제어에 따라 동일한 그림자 패턴의 발생했음을 알리는 메시지, 이물질 발생을 알리는 메시지 또는 상기 솔라패널(10)의 이상을 알리는 메시지를 상기 사용자에게 송신할 수 있고,
    상기 제어부(400)는, 상기 카메라부를 통해 촬영된 영상을 이용하여, 상기 솔라패널(10)의 부분 차광 여부를 확인하고, 상기 솔라패널(10)의 부분 차광 시 차광된 태양전지 모듈을 바이패스 하도록 제어하고,
    상기 제어부(400)는, 상기 제2모터(610)와 연결되어 상기 제2모터(610)를 제어하는 것을 특징으로 하는 태양광을 이용한 발전장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102023467B1 (ko) 2019-02-11 2019-11-04 강남욱 기상 데이터를 분석하여 효율을 향상시킨 태양광 발전 시스템

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967811B1 (ko) 2009-09-25 2010-07-05 (주)하이레벤 태양광 발전설비의 효율향상장치
KR101056192B1 (ko) * 2011-04-12 2011-08-11 유한회사 엔젤시스템 경사각도 조정형 태양광 발전장치
KR20110130612A (ko) * 2010-05-28 2011-12-06 이진용 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치
KR101160675B1 (ko) * 2012-02-21 2012-06-28 제일기술개발주식회사 먼지제거수단이 구비된 태양광 발전기
KR20120074595A (ko) * 2010-12-28 2012-07-06 엘지전자 주식회사 태양광 발전시스템
KR20130102202A (ko) 2012-03-07 2013-09-17 서현철 태양광발전장치
KR101369153B1 (ko) 2012-03-07 2014-03-20 서현철 태양광발전장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100967811B1 (ko) 2009-09-25 2010-07-05 (주)하이레벤 태양광 발전설비의 효율향상장치
KR20110130612A (ko) * 2010-05-28 2011-12-06 이진용 압전소자를 포함하는 태양광 발전장치
KR20120074595A (ko) * 2010-12-28 2012-07-06 엘지전자 주식회사 태양광 발전시스템
KR101056192B1 (ko) * 2011-04-12 2011-08-11 유한회사 엔젤시스템 경사각도 조정형 태양광 발전장치
KR101160675B1 (ko) * 2012-02-21 2012-06-28 제일기술개발주식회사 먼지제거수단이 구비된 태양광 발전기
KR20130102202A (ko) 2012-03-07 2013-09-17 서현철 태양광발전장치
KR101369153B1 (ko) 2012-03-07 2014-03-20 서현철 태양광발전장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102023467B1 (ko) 2019-02-11 2019-11-04 강남욱 기상 데이터를 분석하여 효율을 향상시킨 태양광 발전 시스템

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